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機械能最新精品復習題（學生版）

做功的兩個必要條件：
1、功的兩個因素：一個是力，另一個是在力的方向上移動的距離。
2．不做功的三種情況：①物體受到了力，但物體沒動；②物體由于慣性運動通過了距離，但沒有受到力的作用。③物體受力的方向與運動的方向相互垂直，這個力也不做功。

考點1：功的判斷
1．如圖所示的幾種情況中，人對物體始終沒有做功的是（　?。?br/>A．靜止的小車在拉力的作用下向前運動
B．搬而未起
C．從地面提起小桶在路上勻速前進
D．將杠鈴向上舉起并停留了3秒

2．下列幾個物體做功的情況，其中錯誤的是（　　）
A．叉車舉起貨物，叉車做了功
B．燃燒的氣體使火箭起飛，燃燒的氣體做了功
C．人推箱子，使箱子在水平方向移動，人做了功
D．吊車將吊著的物體水平勻速移動，吊車對物體做了功

功的計算：
1．計算公式：物理學中，功等于力與力的方向上移動的距離的乘積。即：W=FS。
2．符號的意義及單位：W表示功，單位是焦耳（J），1J=1N·m；
F表示力，單位是牛頓（N）；s表示距離，單位是米（m）。
3．計算時應注意的事項：
①分清是哪個力對物體做功，即明確公式中的F。
②公式中的“s”是在力F的方向上通過的距離，必須與“F”對應。
③F、s的單位分別是N、m，得出的功的單位才是J。

考點2：功的計算
3．若直接用F1的力勻速提升重物，所做的功是W1；而使用某機械勻速提升該重物到同一高度所用拉力為F2，做的功是W2，則（　?。?br/>A．F1一定大于F2 B．F1一定小于F2
C．W2一定大于W1 D．W2一定小于W1
4．如圖所示，水平地面N 點兩側粗糙程度不同，物體一直受到沿水平3N 的力F，物體在MN 段做勻速直線運動，F 在MN，NP 段做功分別為WMN，WNP，則（　?。?br/>
A．WMN＜WNP B．WMN＞WNP C．WMN=WNP D．WMN=2WNP
　
5．曉明提著重20N的籃子在水平地面上前進10m，籃子高度始終不變，曉明拉力對籃子做功（　?。?br/>A．200J B．0J C．10J D．無法計算
　
6．目前，我縣各中小學都在大力開展青少年足球活動項目。小丁在體育課上，用30N的力踢了質量約為0.5Kg的足球，球離開腳后在地面上滾動了20m后停下。小丁在踢球過程中，對足球做的功約為（　?。?br/>A．600J B．150J C．100J D．無法確定
　
7．作用力F1與F2分別對兩個物體做功，兩個物體通過的距離之比為s1：s2=1：2，功的大小之比為W1：W2=4：3，則這兩個力的大小之比F1：F2是（　?。?br/>A．2：3 B．3：8 C．8：3 D．3：2

功率的物理意義：
功率是表示物體做功快慢的物理量。
功率與功是兩個不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”則表示做功的“快慢”，“多少”與“快慢”的意義不一樣，只有在做功時間相同時，做功多的做功快；否則做功多不一定做功就快，即“功率”不一定就大，也就是說：功率與功和時間兩個因素有關。

考點3：功和功率的關系
8．下列關于功率的說法中，正確的是（　　）
A．做功越多的則功率越大
B．功率越大的機械，其效率越高
C．功率越大的機械越省力
D．功率越小的機械做功不一定少
　
9．無論是人做功，還是利用機械做功，都有做功快與慢的問題。如圖所示的兩位同學將相同的重物均從一樓搬運到三樓，所用的時間不同。從圖中提供的信息，小紅歸納了以下說法，正確的是（　?。?br/>
A．物體做功越多，做功越快
B．物體做功時間越短，做功越快
C．做相同的功，比較時間，時間越少，做功越快
D．時間相同，比較做功的多少，做功越多，做功越快

考點4：功率的計算
10．如圖所示是甲、乙兩物體做功與所需時間的關系圖象，由圖可知，甲物體的功率P甲與乙物體的功率P乙關系是（　　）

A．P甲＞P乙 B．P甲＜P乙 C．P甲=P乙 D．無法確定
　
11．如圖甲所示，木塊放在水平面上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊使其做直線運動，兩次拉動木塊得到的s﹣t關系圖象如圖乙所示。 兩次對應的彈簧測力計示數分別為F1、F2，兩次拉力的功率分別為P1、P2，下列判斷正確的是（　　）

A．Fl＞F2、P1＞P2 B．Fl=F2、P1＞P2 C．F1＞F2、P1=P2 D．F1＜F2、Pl＜P2
　
12．列車提速的一個關鍵技術問題是提高機車發(fā)動機的功率。已知勻速運動時，列車所受阻力與速度的平方成正比，即f=kv2，設提速前速度為80km/h，提速后速度為120km/h，則提速前與提速后機車發(fā)動機的功率之比為：（提速前后均視為勻速運動）（　　）
A．8：27 B．4：9 C．2：3 D：16：81

14．如圖所示，木塊放在水平面上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊使其做直線運動，兩次拉動木塊得到的s﹣t圖象分別是圖中的圖線甲、乙，兩次對應的彈簧測力計示數分別為F1、F2，兩次拉力的功率分別為P1、P2，則F1　 　F2（均選填“＜”、“=”、或“＞”），P1：P2=　 　



能量（能）:
（1）能量表示物體做功本領大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量，因此，能的單位和功的單位相同，都是焦．
（2）一個物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經做功”如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功,也不一定要做功．

認識動能和勢能：
1.動能：物體由于運動而具有的能，叫做動能．
說明：一切運動的物體都有動能，如空中飛行的小鳥、地上運動的汽車、江中的流水等等．
2.重力勢能：物體由于受到重力并處在一定高度時具有的能，叫做重力勢能．
例如：舉高的鉛球，落地時能將地面砸個坑；舉高的夯落下時能把木樁打入地里．
3.彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫做彈性勢能．


考點5：探究動能與勢能的影響因素

15．2016年8月16日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號運載火箭成功將世界上首顆量子實驗衛(wèi)星發(fā)射升空。衛(wèi)星在進入軌道前隨火箭一起加速上升，其動能和勢能變化情況（　?。?br/>A．減小，增大 B．增大，增大 C．減小，減小 D．增大，減小

16．如圖所示是探究“物體動能的大小與什么因素有關”的實驗裝置示意圖。
（1）該實驗裝置要探究的是物體動能的大小與物體　 　的關系（物體A、B質量不變）。
（2）該實驗中所探究物體的動能是指物體　 ?。ㄟx填“A”或“B”）的動能。
（3）該實驗物體動能的大小所示通過　 　來反映的，這種探究方法稱為　 ?。ㄟx填“控制變量法”或“轉換法”）
（4）該實驗物體的速度是指物體A從斜面上由靜止?jié)L下與物體B即將碰撞時的速度，它是通過　 ?。ㄟx填“高度”或“質量”）來改變的。
（5）實驗表明，同一物體A從斜面不同高出滾下，高度越大，物體B被撞得越遠，可得結論：在質量　 ?。ㄟx填“相同”或“不同”）時，速度越大動能　 ?。ㄟx填“越大”、“越小”或“不變”）。
（6）若要研究物體動能與質量的關系，則需不同質量的物體從斜面　 　高度由靜止?jié)L下，并觀察記錄。
17．小明同學利用一個彈珠、三根材料和厚度相同、長寬不同的橡皮條，探究“橡皮條的彈性勢能與長度、寬度的關系“．他依次將橡皮條固定在彈弓上，如圖所示，在彈性范圍內，拉伸相同的伸長量，將彈珠在同一位置沿水平方向彈射出去，測得彈射的水平距離，數據如下表：
　次數 　橡皮條 　橡皮條寬/cm 　橡皮條長/cm 　彈射的水平距離/m
　1 　a 　0.50 　20.00 　10.10
　2 　b 　0.50 　30.00 　8.20
　3 　c 　1.00 　20.00 　14.00

請回答以下問題：
（1）實驗中，是通過比較　 　來間接反映橡皮條的彈性勢能大小；
（2）比較第1次和第2次實驗可知，拉伸相同的伸長量，橡皮條的彈性勢能與橡皮條的
　 　有關；
（3）比較第1次和第3次實驗可知，長度、厚度相同的橡皮條，拉伸相同的長度，越寬的橡皮條具有的彈性勢能越　 　；
（4）用同種材料同厚度的橡皮條，拉伸相同的伸長量，彈性勢能最大的橡皮條是　A　
A、寬而短的 B、寬而長的　 C、窄而短的 D、窄而長的

　　
18．某 同學在體育活動中，從鉛球下落陷入沙坑的深度情況猜想到：物體的重力勢能可能與物體的質量、下落高度和運動路徑有關。于是設計了如圖所示的實驗：用大小、形狀相同的A、B、C、D四個鉛球，其中A、C、D三球的質量為m，B求質量為2m，讓A、B兩球從距沙表面高H處靜止下落，C球從距沙表面高2H處靜止下 落，D球從距沙表面高2H的光滑彎曲管道上端靜止滑入，最后從管道下端豎直地落下（球在光滑管道中運動的能量損失不計）．實驗測得A、B兩球陷入沙深度分別為h1和h2，C、D兩球陷入沙深度均為h3，且h1＜h2＜h3

（1）本實驗中，鉛球的重力勢能大小是通過　 　來反映的；
（2）比較A、B兩球，發(fā)現B球陷入沙深度更大，由此可得出結論：　 　；
（3）比較A、C兩球，發(fā)現C球陷入沙深度更大，由此可得出結論：　 ??；
（4）比較C、D兩球，發(fā)現兩球運動的路徑不同，但陷入沙深度相同，由此可得出結論：物體的重力勢能與物體運動的路徑　 　 （選填：“有關”或“無關”）。
（5）小球在下落過程陷入沙面之前，將重力勢能轉化為　 　能。


機械能守恒及其轉化：
1.機械能：動能、重力勢能和彈性勢能統稱為機械能．
2.機械能的轉化：動能和勢能可以相互轉化．
（1）滾擺上下運動的過程中動能和勢能的轉化：滾擺由上向下運動時，高度降低，速度加快，重力勢能轉化為動能；向上運動時，高度升高，速度減慢，動能轉化為重力勢能．

（2）蹦床上的運動員從高處下落、接觸蹦床、彈起的過程中，動能和勢能的轉化：運動員在下落過程中，是重力勢能轉化為動能；當運動員接觸蹦床后，床面發(fā)生彈性形變，運動員的動能轉化成蹦床的彈性勢能，運動員被彈起的過程中，蹦床的彈性勢能轉化為運動員的動能；運動員上升的過程中，動能轉化成勢能．動能和勢能可以相互轉化．
3.機械能守恒：如果只有動能和勢能相互轉化，盡管動能、勢能的大小會變化，但機械能的總和不變，或者說機械能守恒．
說明：只有重力或彈力做功，機械能守恒．


考點六：機械能守恒與轉化
19．如圖是一個光滑的軌道。某只小球從軌道的O點出發(fā)，由靜止開始下滑，小球始終沒有離開軌道，你認為小球最遠可以運動到（　　）

A．a點 B．b點 C．c點 D．d點

20．如圖所示，軌道ABC光滑，彈簧固定在水平軌道末端，小球從A處由靜止?jié)L下，撞擊彈簧，至彈簧壓縮最大，在這過程中，機械能轉化的情況是（　　）

A．重力勢能→動能
B．重力勢能→動能→彈性勢能
C．重力勢能→動能→彈性勢能→動能→重力勢能
D．小球機械能不斷減小

　
21．下面說法中正確的是（　?。?br/>A．在平衡力作用下的物體機械能可能不守恒
B．運動的物體具有的能叫動能
C．甲物體被舉的高度大于乙物體被舉的高度甲物體的動能就一定大于乙物體的動能
D．人造地球衛(wèi)星由遠地點向近地點運動時，勢能減小動能增大

　

機械能最新精品復習題（解析版）
做功的兩個必要條件：
1、功的兩個因素：一個是力，另一個是在力的方向上移動的距離。
2．不做功的三種情況：①物體受到了力，但物體沒動；②物體由于慣性運動通過了距離，但沒有受到力的作用。③物體受力的方向與運動的方向相互垂直，這個力也不做功。

考點1：功的判斷
1．如圖所示的幾種情況中，人對物體始終沒有做功的是（　?。?br/>A．靜止的小車在拉力的作用下向前運動
B．搬而未起
C．從地面提起小桶在路上勻速前進
D．將杠鈴向上舉起并停留了3秒
【分析】本題要抓住做功的兩個必要因素：作用在物體上的力；物體在力的方向上通過的距離，二者缺一不可。
【解答】解：A、人給靜止的小車一個拉力，小車在力的作用下移動了距離，人對小車做功。不符合題意。
B、小孩對石頭有力的作用，但是石頭沒有在力的方向上產生距離，故小孩一直不會做功。符合題意。
C、從地面提起小桶時，人給水桶一個向上的力，水桶向上有移動距離，人對水桶做功。但提著水桶在水平面勻速前進，人給水桶仍是一個向上的力，水桶向上沒有移動距離，人對水桶沒有做功。不符合題意。
D、雙手舉起杠鈴，人給杠鈴一個向上的力，杠鈴向上移動了距離，人對杠鈴做功。不符合題意。
故選：B。
【點評】本題考查物體做功的條件，應明確做功的兩個條件缺一不可。注意有力有距離，力對物體不一定做功，物體必須在力的作用下通過了距離，力對物體才做功。
　
2．下列幾個物體做功的情況，其中錯誤的是（　?。?br/>A．叉車舉起貨物，叉車做了功
B．燃燒的氣體使火箭起飛，燃燒的氣體做了功
C．人推箱子，使箱子在水平方向移動，人做了功
D．吊車將吊著的物體水平勻速移動，吊車對物體做了功
【分析】做功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二是在力的方向上移動的距離，二者缺一不可，據此分析判斷。
【解答】解：A、叉車舉起貨物，叉車對物體施加了力，并且在力的方向上移動了距離，對物體做了功，故A正確；
B、火箭起飛火箭點燃后，尾部會向下噴出大量的尾氣，給空氣和地面向下的作用力，根據力的作用是相互的，空氣和地面給火箭一向上的作用力，使火箭就騰空而起，燃燒的氣體做了功，故B正確；
C、箱子在水平方向移動，人對箱子施加了力，并且在力的方向上移動了距離，對箱子做了功，故C正確；
D、吊車將吊著的物體水平勻速移動，在力的方向上沒有移動距離，沒有做功，故D錯；
故選：D。
【點評】明確三種情況不做功：一是有力無距離（例如：推而未動），二是有距離無力（靠慣性運動），三是力的方向與運動方向垂直。

功的計算：
1．計算公式：物理學中，功等于力與力的方向上移動的距離的乘積。即：W=FS。
2．符號的意義及單位：W表示功，單位是焦耳（J），1J=1N·m；
F表示力，單位是牛頓（N）；s表示距離，單位是米（m）。
3．計算時應注意的事項：
①分清是哪個力對物體做功，即明確公式中的F。
②公式中的“s”是在力F的方向上通過的距離，必須與“F”對應。
③F、s的單位分別是N、m，得出的功的單位才是J。

考點2：功的計算
3．若直接用F1的力勻速提升重物，所做的功是W1；而使用某機械勻速提升該重物到同一高度所用拉力為F2，做的功是W2，則（　?。?br/>A．F1一定大于F2 B．F1一定小于F2
C．W2一定大于W1 D．W2一定小于W1
【分析】（1）直接用F1的力勻速提升重物，F1=G，使用某機械勻速提升該重物，由于機械可能是省力，有可能費力，所以F1與G的大小關系不能判斷，所以無法比較F1與F2的大小；
（2）功等于力與物體在力的方向上移動的距離；計算的一個功W1為物體重力G乘以物體升高的高度h，
使用因為有摩擦、滑輪重等原因，某機械另一個功W2為有用功與額外功的和；W2的數值一般大于W1的數值。
【解答】解：（1）直接用F1的力勻速提升重物，F1=G，
使用某機械勻速提升該重物，由于機械可能是省力，有可能費力，也可能既不省力也不費力，所以F2與G的大小關系不能判斷，則無法比較F1與F2的大?。还蔄B錯誤；
（2）直接用F1的力勻速提升重物，所做的功是W1=W有用=Gh；
若人使用某機械勻速提升該重物到同一高度，W有用=Gh；但由于要克服機械重力和摩擦力做額外功，
所以W2=W有用+W額外，則W2＞W1；故C正確，D錯誤。
故選：C。
【點評】本題考查機械的使用情況的判斷，知道機械可能是省力，有可能費力，也可能既不省力也不費力；同時知道使用任何機械都不省功是指使用任何機械時對機械所做的功W2不會少于機械對物體所做的功W1，若忽略機械自重和摩擦，則有W2=W1，否則W2一定大于W1。
　
4．如圖所示，水平地面N 點兩側粗糙程度不同，物體一直受到沿水平3N 的力F，物體在MN 段做勻速直線運動，F 在MN，NP 段做功分別為WMN，WNP，則（　?。?br/>
A．WMN＜WNP B．WMN＞WNP C．WMN=WNP D．WMN=2WNP
【分析】分析題圖，得出NP段和MN段的路程、用力情況，利用W=Fs得出做功大小關系。
【解答】解：
由圖可知，物體在MN段和NP段的路程都為s=3m，拉力都為F=3N，
則拉力F做的功：WMN=WNP=Fs=3N×3m=9J。
故選：C。
【點評】本題考查了功的大小比較，讀懂圖示，并能從中獲得相關信息加以分析是解答此題的關鍵。
　
5．曉明提著重20N的籃子在水平地面上前進10m，籃子高度始終不變，曉明拉力對籃子做功（　?。?br/>A．200J B．0J C．10J D．無法計算
【分析】做功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二是物體在這個力的方向上移動的距離。
【解答】解：提著重20牛的籃子在水平地面上前進10米，拉力豎直向上為20N，移動方向水平與力垂直，拉力做功為零。
故選：B。
【點評】不做功的三種情況：有力無距離；有距離無力；有力有距離，但力的方向與運動方向垂直。
　
6．目前，我縣各中小學都在大力開展青少年足球活動項目。小丁在體育課上，用30N的力踢了質量約為0.5Kg的足球，球離開腳后在地面上滾動了20m后停下。小丁在踢球過程中，對足球做的功約為（　　）
A．600J B．150J C．100J D．無法確定
【分析】做功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二是在力的方向上移動的距離，二者缺一不可；據此分析判斷。
【解答】解：在腳與球接觸的過程中，腳對球有力的作用并且球在該力的方向上通過了一段距離，所以此過程中腳對球做了功，但球在30N踢力的方向上通過的距離未知，故此過程中腳對球所做的功無法計算；
球離開腳后在地面上滾動了20m（由于球具有慣性而向前滾動），但腳對球沒有力的作用，所以此過程中腳對球沒有做功；
綜上所述，在整個過程中，由于條件不足，故該同學對足球做的功無法確定。
故選：D。
【點評】本題考查了做功的兩個必要因素，抓住“球離腳后，腳、球之間沒有力的作用”是本題的關鍵。
　
7．作用力F1與F2分別對兩個物體做功，兩個物體通過的距離之比為s1：s2=1：2，功的大小之比為W1：W2=4：3，則這兩個力的大小之比F1：F2是（　　）
A．2：3 B．3：8 C．8：3 D．3：2
【分析】功等于力和距離的乘積，即W=Fs來分析。
【解答】解：∵W=Fs
∴F=
∴=×=×=×=8：3。
故選：C。
【點評】本題考查了學生對功的計算公式的變形應用，掌握公式是解題的關鍵。

功率的物理意義：
功率是表示物體做功快慢的物理量。
功率與功是兩個不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”則表示做功的“快慢”，“多少”與“快慢”的意義不一樣，只有在做功時間相同時，做功多的做功快；否則做功多不一定做功就快，即“功率”不一定就大，也就是說：功率與功和時間兩個因素有關。

考點3：功和功率的關系
8．下列關于功率的說法中，正確的是（　?。?br/>A．做功越多的則功率越大
B．功率越大的機械，其效率越高
C．功率越大的機械越省力
D．功率越小的機械做功不一定少
【分析】功率定義為單位時間內完成的功，由所做功的多少和所用的時間決定，它反映了物體做功的快慢。
【解答】解：A、功率的大小同時取決于做功多少和所用時間。沒有涉及到做功時間，所以做功越多的則功率不一定越大，故A不正確；
B、機械的功率越大，表示機械做功越快，但有用功與總功的比例不一定高，故B說法不正確；
C、機械省力不省力與功率沒有關系，故C說法不正確；
D、機械做功的多少與功率和所用時間有關，功率小，做功時間不一定短，所以，機械做功不一定少，故D正確。
故選：D。
【點評】本題考查功率與做功的多少、效率、機械是否省力之間的關系；我們必須知道功率的大小取決于做功多少和所用時間。與做功的多少、效率的高低、機械是否省力之間沒有關系。
　
9．無論是人做功，還是利用機械做功，都有做功快與慢的問題。如圖所示的兩位同學將相同的重物均從一樓搬運到三樓，所用的時間不同。從圖中提供的信息，小紅歸納了以下說法，正確的是（　　）

A．物體做功越多，做功越快
B．物體做功時間越短，做功越快
C．做相同的功，比較時間，時間越少，做功越快
D．時間相同，比較做功的多少，做功越多，做功越快
【分析】比較做功快慢的方法有兩種：（1）在功相同時，比較做功時間的長短，做功時間越短功率越大；（2）在做功時間相同時，比較做功的多少，做的功越多功率越大。
【解答】解：由圖可知兩人做的功相同，但做功時間不同，所以做功的快慢不同，做功時間少的同學做功快。
所以選項A、B、D的說法不正確。
故選：C。
【點評】本題的解題關鍵是了解比較做功快慢的方法。

考點4：功率的計算
10．如圖所示是甲、乙兩物體做功與所需時間的關系圖象，由圖可知，甲物體的功率P甲與乙物體的功率P乙關系是（　　）

A．P甲＞P乙 B．P甲＜P乙 C．P甲=P乙 D．無法確定
【分析】功率表示物理做功的快慢程度，單位時間內做的功越多，功率越大。
【解答】解：根據圖示可知，相同時間內，乙做的功比甲多，故乙的功率比甲的功率大，即P甲＜P乙。
故選：B。
【點評】本題通過圖象來考查功率的大小，要求同學們具有一定的識圖能力，可以通過兩種方法來判斷：一是相同時間內比較做功多少；二是做相同的功看用時多少。
　
11．如圖甲所示，木塊放在水平面上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊使其做直線運動，兩次拉動木塊得到的s﹣t關系圖象如圖乙所示。 兩次對應的彈簧測力計示數分別為F1、F2，兩次拉力的功率分別為P1、P2，下列判斷正確的是（　?。?br/>
A．Fl＞F2、P1＞P2 B．Fl=F2、P1＞P2 C．F1＞F2、P1=P2 D．F1＜F2、Pl＜P2
【分析】彈簧測力計拉動木塊在水平面上勻速直線運動時，水平方向上木塊受到拉力和滑動摩擦力作用，拉力和滑動摩擦力是一對平衡力；
滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關。根據P=Fv判斷拉力的功率。
【解答】解：
由圖乙可知，木塊兩次都做勻速直線運動，則拉力和滑動摩擦力是一對平衡力，大小相等，
因為同一木塊放在同一水平面上，壓力不變、接觸面的粗糙程度不變，所以兩次木塊受到的滑動摩擦力相等，故兩次對應的彈簧測力計示數相等，即F1=F2；
從圖乙中可以判斷出，第1次木塊的運動速度大于第2次木塊的運動速度，即v1＞v2，
根據公式P=Fv可知，當拉力相等時，速度越大，拉力的功率越大，則：P1＞P2。
綜上所述，ACD錯誤，B正確。
故選：B。
【點評】本題的關鍵是通過圖象可以判斷木塊做勻速直線運動，勻速直線運動的物體受到平衡力作用，根據平衡力條件判斷拉力和滑動摩擦力大小關系，根據P=Fv判斷功率的大小關系。
　
12．列車提速的一個關鍵技術問題是提高機車發(fā)動機的功率。已知勻速運動時，列車所受阻力與速度的平方成正比，即f=kv2，設提速前速度為80km/h，提速后速度為120km/h，則提速前與提速后機車發(fā)動機的功率之比為：（提速前后均視為勻速運動）（　?。?br/>A．8：27 B．4：9 C．2：3 D：16：81
【分析】根據物體做勻速運動時受平衡力的作用，由即f=kv2，可得牽引力F=kv2；
根據P==Fv，可得列車功率與速度的關系，據此得出提速前與提速后機車發(fā)動機的功率之比。
【解答】解：由題可知，列車所受阻力與速度的平方成正比，即f=kv2，
列車勻速運動時，機車的牽引力F與阻力f大小相等，則F=f=kv2；
又P==Fv，
故有P=Fv=kv2?v=kv3，
即列車的功率與速度的立方成正比，
當列車速度由v1=80km/h提速到v2=120km/h，提速前與提速后機車發(fā)動機的功率之比為：
==。
只有A正確。
故選：A。
【點評】本題考查力與運動的關系及功率公式的應用，關鍵是根據P==Fv，找到列車功率與速度的大小關系。
14．如圖所示，木塊放在水平面上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊使其做直線運動，兩次拉動木塊得到的s﹣t圖象分別是圖中的圖線甲、乙，兩次對應的彈簧測力計示數分別為F1、F2，兩次拉力的功率分別為P1、P2，則F1　=　F2（均選填“＜”、“=”、或“＞”），P1：P2=　1：4　

【分析】（1）①彈簧測力計拉動木塊在水平面上勻速直線運動時，水平方向上木塊受到拉力和滑動摩擦力作用，拉力和滑動摩擦力是一對平衡力。
②滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關。
（2）根據v=求出甲乙的速度，然后利用P=Fv計算功率之比。
【解答】解：
（1）由圖象可知，木塊兩次都做勻速直線運動，拉力等于滑動摩擦力；而木塊對桌面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，則兩次木塊受到的滑動摩擦力相等，所以拉力F相等，即F1=F2。
（2）由圖象可知，兩次拉動木塊的速度分別為：
v甲==，v乙==；
因為P===Fv，
所以，兩次拉動木塊的功率之比：
P1：P2====。
故答案為：=；1：4。
【點評】本題通過圖象可以判斷木塊進行勻速直線運動，勻速直線運動的物體受到平衡力作用，根據平衡力條件判斷拉力和滑動摩擦力大小關系，根據P=Fv計算功率之比。
　

能量（能）:
（1）能量表示物體做功本領大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量，因此，能的單位和功的單位相同，都是焦．
（2）一個物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經做功”如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功,也不一定要做功．

認識動能和勢能：
1.動能：物體由于運動而具有的能，叫做動能．
說明：一切運動的物體都有動能，如空中飛行的小鳥、地上運動的汽車、江中的流水等等．
2.重力勢能：物體由于受到重力并處在一定高度時具有的能，叫做重力勢能．
例如：舉高的鉛球，落地時能將地面砸個坑；舉高的夯落下時能把木樁打入地里．
3.彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫做彈性勢能．


考點5：探究動能與勢能的影響因素

15．2016年8月16日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號運載火箭成功將世界上首顆量子實驗衛(wèi)星發(fā)射升空。衛(wèi)星在進入軌道前隨火箭一起加速上升，其動能和勢能變化情況為（　　）
A．減小，增大 B．增大，增大 C．減小，減小 D．增大，減小
【分析】從動能和重力勢能大小的影響因素進行判斷：
（1）動能大小的影響因素：質量、速度。質量越大，速度越大，動能越大。
（2）重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度。質量越大，高度越高，重力勢能越大。
【解答】解：衛(wèi)星在進入軌道前隨火箭一起加速上升，速度變大，動能變大；高度升高，重力勢能變大。
故選：B。
【點評】本題考查的是動能和重力勢能的影響因素、機械能的概念，是很基礎的題目。掌握動能、重力勢能的影響因素，根據影響因素能判斷動能、重力勢能的變化。

16．如圖所示是探究“物體動能的大小與什么因素有關”的實驗裝置示意圖。
（1）該實驗裝置要探究的是物體動能的大小與物體　速度　的關系（物體A、B質量不變）。
（2）該實驗中所探究物體的動能是指物體　A?。ㄟx填“A”或“B”）的動能。
（3）該實驗物體動能的大小所示通過　B移動的距離s　來反映的，這種探究方法稱為　轉換法　（選填“控制變量法”或“轉換法”）
（4）該實驗物體的速度是指物體A從斜面上由靜止?jié)L下與物體B即將碰撞時的速度，它是通過　高度?。ㄟx填“高度”或“質量”）來改變的。
（5）實驗表明，同一物體A從斜面不同高出滾下，高度越大，物體B被撞得越遠，可得結論：在質量　相同?。ㄟx填“相同”或“不同”）時，速度越大動能　越大　（選填“越大”、“越小”或“不變”）。
（6）若要研究物體動能與質量的關系，則需不同質量的物體從斜面　相同　高度由靜止?jié)L下，并觀察記錄。

【分析】（1）動能的決定因素有兩個：質量和速度，要利用控制變量法去研究。
（2）運動的物體具有動能，小球從高處滑下時具有動能；
（3）根據轉換法分析；
（4）高度不同，小球滑到平面時的速度不同；
（5）根據實驗現象分析實驗結論。
（6）據控制變量法可知，若要研究物體動能與質量的關系，則需不同質量的物體從斜面相同高度由靜止?jié)L下，并觀察記錄。
【解答】解：（1）動能的大小與物體的質量和速度都有關系，由于這一實驗中只有一個物體A從斜面上滑下，質量不能改變，所以本實驗要探究的是物體動能的大小與物體速度的關系；
（2）該實驗研究的主體是小球A，研究的是小球A動能的大小與速度和質量的關系；
（3）該實驗中小球動能的大小是通過物體B移動的距離體現的，B被撞的越遠，說明小球的動能越大，被撞的越近，說明小球的動能越小，這里采用了轉換法的思想；
（4）該實驗物體的速度是指物體A從斜面上靜止?jié)L下與物體B碰撞時碰撞前A的速度，這個速度的大小是通過控制小球A在斜面上的高度改變的；
（5）同一物體A從斜面高處滾下，高度越大，物體B被撞得越遠，說明動能越大，可得結論為：當物體質量相同時，物體的速度越大，動能越大。
（6）據控制變量法可知，若要研究物體動能與質量的關系，則需不同質量的物體從斜面相同高度由靜止?jié)L下，并觀察記錄；
故答案為：（1）速度；（2）A； （3）B移動的距離s；轉換法； （4）高度；（5）相同；越大；（6）相同；
【點評】掌握影響動能大小的影響因素，利用控制變量法和轉換法，探究動能大小跟各因素之間的關系。
　
17．小明同學利用一個彈珠、三根材料和厚度相同、長寬不同的橡皮條，探究“橡皮條的彈性勢能與長度、寬度的關系“．他依次將橡皮條固定在彈弓上，如圖所示，在彈性范圍內，拉伸相同的伸長量，將彈珠在同一位置沿水平方向彈射出去，測得彈射的水平距離，數據如下表：
　次數 　橡皮條 　橡皮條寬/cm 　橡皮條長/cm 　彈射的水平距離/m
　1 　a 　0.50 　20.00 　10.10
　2 　b 　0.50 　30.00 　8.20
　3 　c 　1.00 　20.00 　14.00

請回答以下問題：
（1）實驗中，是通過比較　珠被彈射的水平距離　來間接反映橡皮條的彈性勢能大小；
（2）比較第1次和第2次實驗可知，拉伸相同的伸長量，橡皮條的彈性勢能與橡皮條的　長度　有關；
（3）比較第1次和第3次實驗可知，長度、厚度相同的橡皮條，拉伸相同的長度，越寬的橡皮條具有的彈性勢能越　大??；
（4）用同種材料同厚度的橡皮條，拉伸相同的伸長量，彈性勢能最大的橡皮條是　A　
A、寬而短的　　　　　　　　 B、寬而長的　　　　　　　 C、窄而短的　　　　　 D、窄而長的

【分析】（1）具有彈性的物體發(fā)生彈性形變時，具有彈性勢能。彈性勢能的大小跟物體發(fā)生彈性形變大小有關，彈性形變越大，具有的彈性勢能越大；
（2）（3）（4）根據表格中的數據，利用控制變量法分析。
【解答】解：
（1）彈弓橡皮條彈性勢能的大小是通過彈珠射出的距離來表示，射出的越遠，彈弓的彈性勢能越大；
（2）比較第1次和第2次實驗可知，拉伸相同的伸長量，橡皮條寬度相同，長度不同，彈珠射出的距離不同，故橡皮條的彈性勢能與橡皮條的長度有關；
（3）比較第1次和第3次實驗可知，拉伸相同的伸長量，橡皮長度相同，條寬不同，寬的橡皮條把彈射的水平距離遠，說明越寬的橡皮條具有的彈性勢能越大；
（4）由以上可知，彈性勢能的大小與寬度、長度有關；在拉伸相同的伸長量時，寬度越寬，彈性勢能越大，長度越短，彈性勢能越大，故彈性勢能最大的橡皮條是寬而短的，故選A。
故答案為：（1）彈珠被彈射的水平距離；（2）長度；（3）大；（4）A。
【點評】（1）能用控制變量法研究具有彈性的物體彈性勢能大小的影響因素。
（2）掌握彈性勢能大小跟物體的彈性形變大小有關，彈性形變越大，具有的彈性勢能越大。
　　
18．某 同學在體育活動中，從鉛球下落陷入沙坑的深度情況猜想到：物體的重力勢能可能與物體的質量、下落高度和運動路徑有關。于是設計了如圖所示的實驗：用大小、形狀相同的A、B、C、D四個鉛球，其中A、C、D三球的質量為m，B求質量為2m，讓A、B兩球從距沙表面高H處靜止下落，C球從距沙表面高2H處靜止下 落，D球從距沙表面高2H的光滑彎曲管道上端靜止滑入，最后從管道下端豎直地落下（球在光滑管道中運動的能量損失不計）．實驗測得A、B兩球陷入沙深度分別為h1和h2，C、D兩球陷入沙深度均為h3，且h1＜h2＜h3

（1）本實驗中，鉛球的重力勢能大小是通過　球陷入沙面的深度　來反映的；
（2）比較A、B兩球，發(fā)現B球陷入沙深度更大，由此可得出結論：　當所處高度相同時，物體的質量越大，重力勢能越大??；
（3）比較A、C兩球，發(fā)現C球陷入沙深度更大，由此可得出結論：　當物體的質量相同時，所處高度越高，物體的重力勢能越大?。?br/>（4）比較C、D兩球，發(fā)現兩球運動的路徑不同，但陷入沙深度相同，由此可得出結論：物體的重力勢能與物體運動的路徑　無關　 （選填：“有關”或“無關”）。
（5）小球在下落過程陷入沙面之前，將重力勢能轉化為　動　能。
【分析】影響重力勢能的因素有物體的質量和下落高度，實驗中研究物體的重力勢能與物體的質量關系時，需要保持下落高度和運動路徑相同，改變物體質量；
研究物體重力勢能與下落高度的關系時，需要保持物體質量和運動路徑相同，改變下落高度；研究物體重力勢能與運動路徑的關系時，需要保持物體質量和下落高度相同，改變運動路徑。據此分析解答。
【解答】解：（1）本實驗中，鉛球的重力勢能大小是通過球陷入沙面的深度來反映；
（2）比較A、B兩球，下落高度和運動路徑相同，B球質量大于A球質量，發(fā)現B球陷入沙面的深度更大，由此可得出結論：當所處高度相同時，物體的質量越大，重力勢能越大；
（3）比較A、C兩球，兩球的質量相同，下落路徑也相同，C球的下落高度大于A球的下落高度，發(fā)現C球陷入沙面的深度更大，由此可得出結論：當物體的質量相同時，下落高度越高，物體的重力勢能越大；
（4）比較C、D兩球，兩球的質量相同，下落高度也相同，兩球的運動路徑不同，發(fā)現兩球運動的路徑不同時，但陷入沙面的深度相同，由此可得出結論：物體的重力勢能與物體運動的路徑無關。
（5）小球在下落過程陷入沙面之前，高度減小，速度增加，將重力勢能轉化為動能。
故答案為：（1）球陷入沙面的深度；
（2）當所處高度相同時，物體的質量越大，重力勢能越大；
（3）當物體的質量相同時，所處高度越高，物體的重力勢能越大；
（4）無關；
（5）動。
【點評】此題考查學生對于物體重力勢能的理解和掌握，注意分析實驗時，控制條件。
　


機械能守恒及其轉化：
1.機械能：動能、重力勢能和彈性勢能統稱為機械能．
2.機械能的轉化：動能和勢能可以相互轉化．
（1）滾擺上下運動的過程中動能和勢能的轉化：滾擺由上向下運動時，高度降低，速度加快，重力勢能轉化為動能；向上運動時，高度升高，速度減慢，動能轉化為重力勢能．

（2）蹦床上的運動員從高處下落、接觸蹦床、彈起的過程中，動能和勢能的轉化：運動員在下落過程中，是重力勢能轉化為動能；當運動員接觸蹦床后，床面發(fā)生彈性形變，運動員的動能轉化成蹦床的彈性勢能，運動員被彈起的過程中，蹦床的彈性勢能轉化為運動員的動能；運動員上升的過程中，動能轉化成勢能．動能和勢能可以相互轉化．
3.機械能守恒：如果只有動能和勢能相互轉化，盡管動能、勢能的大小會變化，但機械能的總和不變，或者說機械能守恒．
說明：只有重力或彈力做功，機械能守恒．


考點六：機械能守恒與轉化
19．如圖是一個光滑的軌道。某只小球從軌道的O點出發(fā)，由靜止開始下滑，小球始終沒有離開軌道，你認為小球最遠可以運動到（　?。?br/>
A．a點 B．b點 C．c點 D．d點
【分析】在沒有摩擦和其它阻力的情況下，只有機械能在相互轉化，則機械能的總量是守恒的，據此判斷。
【解答】解：本實驗中，由于軌道是光滑的，沒有摩擦力，所以小球的機械能守恒。故小球從O點由靜止釋放，始終沒有離開軌道，最遠可以滾到與O點等高的c點。
故選：C。
【點評】本題主要考查了機械能守恒觀點的運用，明確光滑的軌道摩擦力為零，是解答的關鍵。
20．如圖所示，軌道ABC光滑，彈簧固定在水平軌道末端，小球從A處由靜止?jié)L下，撞擊彈簧，至彈簧壓縮最大，在這過程中，機械能轉化的情況是（　　）

A．重力勢能→動能
B．重力勢能→動能→彈性勢能
C．重力勢能→動能→彈性勢能→動能→重力勢能
D．小球機械能不斷減小
【分析】根據速度、高度、彈性形變程度的變化來分析動能、重力勢能和彈性勢能的變化情況，從而得出能量的轉化情況。
【解答】解：小球從A處由靜止?jié)L下，高度減小，重力勢能減小，速度增大，動能增大，重力勢能轉化為動能；
撞擊彈簧，彈簧發(fā)生彈性形變，具有彈性勢能，速度減小，動能減小，動能轉化為彈性勢能。
故選：B。
【點評】在做能量的轉化這種題時，我們要注意分析哪種能量增加了，哪種能量減少，因為總是減少的這種能量轉化為增加的那種能量。
　
21．下面說法中正確的是（　　）
A．在平衡力作用下的物體機械能可能不守恒
B．運動的物體具有的能叫動能
C．甲物體被舉的高度大于乙物體被舉的高度甲物體的動能就一定大于乙物體的動能
D．人造地球衛(wèi)星由遠地點向近地點運動時，勢能減小動能增大
【分析】①物體機械能守恒的條件是只有重力或者是彈力做功，根據機械能守恒的條件判斷出A是否符合題意。
②根據動能的定義判斷出B是否符合題意。
③影響動能大小的因素是質量和速度，質量越大，速度越大，動能越大。判斷出C是否符合題意。
④分析動能的變化時，應該分析動能的影響因素：物體的質量和速度；分析物體重力勢能的變化時，應該分析影響重力勢能的影響因素：物體的質量和高度。能量轉化的規(guī)律是減小的能量轉化為增大的能量。
【解答】解：
①例如：物體被勻速吊起，說明物體受平衡力的作用，物體除了受重力之外還有拉力的作用，并且拉力對物體做功，此時機械能不守恒，因此在平衡力作用下的物體機械能可能不守恒，所以A正確。
②物體由于運動而具有的能叫動能，運動的物體具有的能可能是動能，還可能有勢能所以B錯誤。
③動能大小的因素是質量和速度，動能的大小與高度無關，所以C錯誤。
④人造地球衛(wèi)星從遠地點飛向近地點運動時，它距離地球的高度在減小，人造衛(wèi)星運動的速度在增大，它的質量不變，故人造衛(wèi)星的動能增大，重力勢能在減小，此時人造衛(wèi)星重力勢能轉化為動能，所以D正確。
故選：AD。
【點評】本題考查了機械能守恒條件，以及動能的定義、動能和勢能大小變化的題，解答時關鍵掌握好動能和勢能的影響因素。動能的影響因素：物體的質量和運動速度；重力勢能的影響因素：物體的質量和高度。
　

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