专题11 功、功率和机械能（解析版）

专题11功、功率和机械能（解析版）★考点列表序号考点考点释义备注1功功的初步概念、功的原理、功的计算2功率功率的概念和计算重点3动能、势能和机械能（1）影响机械能大小的因素以及机械能的相互转化；（2）用控制变量法研究动能大小与哪些因素有关的实验；（3）动能和势能的相互转化、机械能守恒.重点★三年真题考点一：功一、2021年中考真题1．（2021·黑龙江大庆市）一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动，其路程（s）—时间（t）关系如图所示，下列正确的是（）。A．物体20s时的速度大于8s时的速度；B．0~12s物体所受的拉力大于12s~24s物体所受的拉力；C．0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功；D．0~12s拉力做功的功率小于12s~24s拉力做功的功率【答案】C。【解析】A．由图，12~24s斜率小于0~12s，斜率越大速度越大，故物体20s时的速度小于8s时的速度，故A错误；B．两段都是匀速直线运动，拉力等于摩擦力，因为压力和粗糙程度没变，所以摩擦力没变，拉力相同，故B错误；C．0~12s运动距离6m，12~24s运动距离2m，因为拉力相同，根据W=Fs，0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功，故C正确；D．0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功，时间相同，根据WPt，0~12s拉力做功的功率大于12s~24s拉力做功的功率，故D错误。故选C。2．（2021·内蒙古包头市）关于排球运动中涉及的物理知识。下列说法正确的是（）。A．运动员发球时，手对球的力大于球对手的力；B．将球发出后，球在空中运动过程中手对球做功；C．排球被垫起后，向上运动过程中，速度减小，惯性不变；D．运动员大力扣球，排球落地后弹起的高度一定低于扣球点【答案】C。【解析】A．运动员发球时，手对球的力等于球对手的力，故A错误；B．将球发出后，球在空中运动过程中，手对球没有力的作用，故手对球不做功，故B错误；C．排球被垫起后，向上运动过程中，动能转化为重力势能，故速度减小，而惯性与速度无关，故惯性不变，故C正确；D．运动员大力扣球，排球落地后弹起的高度不一定低于扣球点，因为用力向下扣，给球一个向下的初速度，动能和重力势能最后全部转化为重力势能，故高度变得更高，故D错误。故选C。3．（2021·甘肃中考真题）如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（）。A．小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能；B．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变；C．小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功；D．小球通过M、N两点时的速度大小相等【答案】C。【解析】A．由于最高点P和Q不等高，故机械能不守恒，存在摩擦力，故小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能一部分转化为动能和内能，故A错误；B．小球从P点向Q点运动的过程中，存在阻力，机械能减小，故B错误；C．小球从P点向Q点运动的过程中，支持力与运动的距离是垂直的，故所受支持力不做功是正确的，故C正确；D．由于机械能减小，M、N两点时重力势能相同，故小球通过M、N两点时的速度大小不相等，故D错误。故选C。4．（2021·湖南常德市）下面四幅图中所描述的力，对物体做了功的是（）。A．使小车向前运动了一段距离的推力；B．搬石头但没有搬动，手对石头的力；C．托着货物停在水平地面上，叉车对货物的力；D．提着滑板在水平路面上前行，手提滑板的力【答案】A。【解析】A．推着小车向前移动一段距离，对物体施加了力，并在力的方向上移动了一段距离，故A符合题意；B．搬而未起，有力但是无距离，不做功，故B不符合题意；C．托着货物停在水平地面上，叉车对货物有力但是无距离，不做功，故C不符合题意；D．提着滑板在水平路面上前行，手提滑板有力，但是在力的方向上没有距离，即力的方向与运动的方向垂直，不做功，故D不符合题意。故选A。5．（2021·湖北十堰市）某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试，甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动，且v甲＜v乙，若不计空气阻力，则汽车受到的牵引力F甲和F乙以及牵引力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系正确的是（）。A．F甲＜F乙，W甲＜W乙B．F甲＞F乙，W甲＞W乙C．F甲＝F乙，W甲＜W乙D．F甲＝F乙，W甲＝W乙【答案】C。【解析】在水平方向上，甲、乙两辆汽车都受牵引力F与摩擦力f作用，两辆汽车都做匀速直线运动，处于平衡状态，所以F甲＝f甲，F乙=f乙；甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动，两辆汽车对水平路面的压力相等，都等于汽车自身的重力；接触面的粗糙程度相同，所以两辆汽车所受的摩擦力大小相等，即f甲＝f乙，所以牵引力F甲＝F乙。因为svt，v甲＜v乙，所以在相同的时间内路程关系是：s甲＜s乙，F甲＝F乙。根据W=Fs可知，W甲＜W乙，故ABD错误，C正确。故选C。6．（2021·河南中考真题）为迎接2022年北京冬奥会，运动员积极训练。关于图中的项目，下列说法正确的是（）。A．跳台滑雪运动员在下落过程中，重力对运动员做功；B．短道速滑运动员在转弯滑行过程中，运动状态不变；C．花样滑冰运动员向前滑行，是由于受到惯性的作用；D．掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力【答案】A。【解析】A．跳台滑雪运动员在下落过程中，受重力，并且在重力的方向上移动了距离，故重力对运动员做功，故A正确；B．短道速滑运动员在转弯滑行过程中，速度方向发生变化，故运动状态发生变化，故B错误；C．花样滑冰运动员向前滑行，是由于惯性，惯性不是力，不能用作用，故C错误；D．掷出后的冰壶对冰面的压力与地面对冰壶的支持力是相互作用力，故D错误。故选A。7．（2021·江苏中考真题）下列有关中学生的估测符合实际的是（）。A．眨眼一次的时间约为3s；B．正常步行的速度约为1.4km/h；C．游泳时受到的浮力约为500N；D．完成一次引体向上做的功约为2000J【答案】C。【解析】A．眨一次眼的时间约是十分之一秒，故A不符合题意；B．正常步行的速度约为1m/s，合3.6km/h，故B不符合题意；C．人体重约500N，人密度与水相当，可认为悬浮在水中，浮力与重力相等，因此游泳时受到的浮力约为500N，故C符合题意；D．人体重约500N，完成一次引体向上，上升高度为手臂长，约0.6m，因此做的功约为500N10N/kg0.6m3000JWmgh故D不符合题意。故选C。8．（2021·广东深圳市）深圳麒麟舞被列为非物质文化遗产，两个师傅拿着舞狮在表演，下列说法正确的是（）。A．静止时，人受的力是平衡力；B．物体的运动需要力来维持；C．人受到的重力和人受到的支持力是一对相互作用力；D．当狮子向上跃起时，人对舞狮头做功【答案】AD。【解析】A．受平衡力的物体保持静止或匀速直线运动，故A正确；B．所有的物体都具有惯性，物体的运动不需要力来维持，故B错误；C．在力的相互作用中，物体是施力物体的同时也是受力物体，人受到的重力和人受到的支持力作用在同一物体上，所以不是一对相互作用力，故C错误；D．人给狮子向上的力的作用使狮子向上跃起时，人对舞狮头做功，故D正确。故选AD。9．（2021·贵州黔东南苗族侗族自治州）如图所示为课本中的插图，图中工人用叉车将货物从一个地方搬运到另一个地方或把货物从地面提升到某一高度。请你结合叉车的部位和工作情景找出两个与物理知识相关的问题，并做出简要的回答，不得与示例重复。示例：问题：为什么叉车能把货物提起？回答：力可以改变物体的运动状态。（1）问题：______；回答：______。（2）问题：______；回答：______。【答案】叉车把货物从地面提升到某一高度，叉车对货物做功了吗？做功了，有力作用在物体上，在力的方向上且移动了距离；货物的重力势能增加了吗？增加了，因为质量不变，高度增加，货物的重力势能增加。【解析】（1）[1][2]对物体做功的两个必要因素一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动距离。工人用叉车把货物从地面提升到某一高度，物体受到力的作用，物体也移动了距离，所以提出的问题是：叉车把货物从地面提升到某一高度，叉车对货物做功了吗？回答：做功了，有力作用在物体上，在力的方向上且移动了距离。（2）[3][4]重力势能的大小与质量和高度有关。把货物从地面提升到某一高度，所以提出的问题:货物的重力势能增加了吗？回答：增加了，因为质量不变，高度增加，货物的重力势能增加。10．（2021·海南中考真题）中学生要养成文明的行为习惯，严禁高空抛物。如果一个重0.5N的鸡蛋从20m髙处自由下落，不计空气阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为______能，重力对鸡蛋所做的功为______J。【答案】动；10。【解析】[1]物体的下落的过程中，不计空气阻力，高度降低，速度增大，将重力势能转化为动能。[2]重力对鸡蛋所做的功为W=Gh=0.5N×20m=10J。11．（2021·黑龙江中考真题）如图所示，一木块沿固定光滑斜面下滑，木块（不计大小）的重力为10N，所受支持力为8N，则木块由斜面顶端滑到底端的过程中，重力做功为______J，支持力做功为______J。【答案】0.6；0。【解析】[1]重力做功为10N0.06m0.6JWGh[2]物体沿光滑斜面下滑，支持力的方向与物体运动的方向垂直，物体在支持力的方向上没有移动距离，故支持力做功为0。12．（2021·浙江丽水市）科技改变生活，某餐馆用智能送菜机器人（如图）替代人工送菜。（1）该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，用时___________秒；（2）若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功___________焦。【答案】30；1500。【解析】[1]该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，所用时间30m30s1m/sstv[2]若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功50N30m1500JWFs13．（2021·四川泸州市）如图，一个箱子静止在水平地面，小聪用150N的水平拉力将箱子移动了0.4m，小聪的拉力做功为_______J。待箱子静止后，小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，小明的推力做功_______J，此时箱子受到地面的摩擦力为_______N。【答案】60；0；80。【解析】[1]小聪的拉力做功150N0.4m60JWFs[2][3]小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，此过程只有力没有距离，小明的推力不做功，做功为0J；此时箱子受到地面的摩擦力为静摩擦力，大小等于小明的推力80N。14．（2021·江苏连云港市）小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功___________J，支持力对购物车做功___________J。【答案】200；0。【解析】[1]推力对购物车做功W=Fs=20N×10m=200J[2]支持力的方向竖直向上，没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力对购物车不做功，做功为零。15．（2021·内蒙古通辽市）抗击新冠肺炎疫情期间，某市救护车转运患者集中隔离治疗，该车配置了负压装置，负压仓内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播。某次转运病人时，救护车以60kW的恒定功率在平直公路上匀速行驶36km，用时30min。请解答下列问题：（1）救护车匀速行驶36km牵引力做的功；（2）救护车所受的阻力；（3）按照卫生标准，负压仓内外气压差应为10~38Pa之间。经测量发现，该负压仓20.9m的面积上内外气体压力差为18N，通过计算判断负压仓内外气压差是否符合标准。【答案】（1）1.08×108J；（2）3×103N；（3）符合标准。【解析】（1）救护车匀速行驶36km牵引力做的功3860?10W?30?6