（1）通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的物理方法是__转换法__（填“转换法”或“类比法”）．
（2）分析甲、乙两种情况可知，重力势能的大小与物体的__质量__有关．
（3）小铁球m3落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为__内__能．
（4）同学们还发现小球离地面越高，下落到地面的时间越长，他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如下表，分析数据，写出h与t2的关系式为__h＝4.9__t2__．
实验次序
1
2
3
4
5
6
h/m
2.45
4.9
7.35
9.8
12.25
14.7
t2/s2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
功、功率
1．如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（C）
A．提着滑板在水平路面上前行
B．搬而未起
C．推着小车向前运动了一段距离
D．举着杠铃静止不动
2．（2017·怀化）小张用40N的推力将重力为100N的物体沿水平方向匀速推动了10m，则小张对物体所做的功是（A）
A．400J B．600J
C．1000J D．1400J
3．（2017·兰州）某同学在10s内做了5个“引体向上”，他的质量为60kg，每次上升的高度为40cm.该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是__240__J，10s内做功的功率为__120__W．（g取10N/kg）
动能、势能
4．（2017·扬州）扬州城区的高层建筑越来越多，高空抛物存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的（B）
A．弹性势能
B．重力势能
C．体积
D．阻力
5．（2017·邵阳）邵阳市在创建文明卫生城市期间，每天洒水车都清洁街道．匀速行驶的洒水车在洒水的过程中，洒水车的动能__减小__（填“增大”“不变”或“减小”）．
机械能及其转化
6．“弓开如满月，箭去似流星”形容射箭运动员拉弓放箭的情形，那么在这个过程中弓的__弹性势__能转化为箭的__动__能．
7．（2018·玉溪二模）地震过后往往会伴有泥石流等灾害，泥石流之所以会造成巨大的危害，是因为石、泥土被雨水从高处冲下来时将__重力势__能转化为巨大的__动__能．灾害发生后，救灾飞机迅速到达灾区上空，当它在一定高度匀速飞行并投下救灾物资后，飞机的机械能将__变小__（填“变大”“变小”或“不变”）．
重难点1 功和功率的计算
放学后，体重为500N的小明同学背着重40N的书包沿水平路面走了200m，又登上大约10m高的四楼才回到家，共用了5分钟，则他在回家的过程中对书包所做的功约为__400__J，功率约为__1.3__W.
【变式训练1】 某汽车发动机输出功率为30kW，恰能以15m/s的速度在水平路面匀速行驶4.5km，其间发动机共做功__9×106__J，汽车行驶时受到的阻力为__2__000__N．当汽车上坡时，保持36km/h的速度匀速行驶，此时汽车发动机的牵引力为__3__000__N.
重难点2 机械能的转化与守恒
（2018·昆明官渡区二模）2018年5月21日5时28分，我国在西昌卫星发射中心用长征四号运载火箭，成功将探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”号中继星发射升空．在加速升空过程中，火箭的（A）
A．动能增大，重力势能增大，机械能增大
B．动能增大，重力势能减小，机械能不变
C．动能减小，重力势能增大，机械能不变
D．动能不变，重力势能增大，机械能增大
【变式训练2】 （2018·无锡）如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧处于原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置．则小球从a运动到c的过程中，在__b__（填“a”“b”或“c”）位置机械能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的__弹性势能__．
破解易错题
小夏推箱子经历了如图所示的过程，最终箱子被推出去后又向前滑行了一段距离．对上述过程中涉及的物理知识，分析正确的是（D）
A．图甲：
因为箱子没动，所以小夏没有对箱子施加力的作用
B．图乙：
因为箱子受到的摩擦力大于推力，所以小夏没推动箱子
C．图乙：
因为小夏对箱子施加了力，所以小夏对箱子做了功
D．图丙：
小夏对箱子做的功小于推力与箱子移动距离的乘积
实验 探究物体的动能跟哪些因素有关
实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”．将钢球从某一高度由静止释放，钢球下摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离．
（1）本实验使钢球获得动能的操作方法是__将钢球从某一高度由静止释放__，钢球动能的大小是通过观察__木块运动的距离__来判断的．
（2）从表一中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达竖直位置的__速度__相同，从而探究动能与__质量__的关系．
表一
实验
次序
钢球
质量/g
钢球下摆
高度/cm
木块滑行
距离/cm
1
20
20
30
2
40
20
58
3
60
20
（3）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样材质较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度．你认为应当采用__甲__同学的建议．
（4）由上述实验数据和现象可得出结论：
__在速度一定时，质量越大动能越大__．
（5）若水平面绝对光滑，木块将做__匀速直线__运动，__不能__（填“能”或“不能”）达到探究目的．
（6）钢球从释放到撞击木块的过程中，钢球的__重力势__能转化成__动__能．
（7）实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有“超载”与“超速”，他们进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？
于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如表二：
表二
实验次序
钢球的
质量m/g
钢球自由摆
下的高度h/cm
木块被撞后运
动的距离s/cm
1
30
10
20
2
30
20
80
3
60
10
40
①为了探究“超载”安全隐患，应选择序号为__1、3__的两个实验进行比较．
②为了探究“超速”安全隐患，应选择序号为__1、2__的两个实验进行比较．分析表格中对应的实验数据可知：
__速度__对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重．
第11讲 功和机械能
考点1 功、功率
1．（2018·长沙）下列关于功的说法正确的是（D）
A．小明用力推发生故障的汽车而未推动时，推力对汽车做了功
B．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功
C．足球在水平地面上滚动一段距离时，重力对足球做了功
D．举重运动员从地面将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃做了功
2．如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下木箱移动的距离sAB＝sCD，比较两种情况下拉力F所做的功及其功率（C）
A．AB段做功较多
B．CD段做功较多
C．AB段与CD段做的功一样多
D．AB段的功率比CD段的功率大
3．（2018·大理祥云县二模）小明同学用40N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了2m，松开手后，书箱仍向前滑行了1m，整个过程中小明做功__80__J，书箱的重力做功__0__J.
4．某型号汽车发动机的额定功率为60kW，在水平路面上行驶时受到的阻力是1200N，发动机在额定功率下，汽车匀速行驶时的速度大小约为__50__m/s.在同样的阻力下，如果汽车匀速行驶时的速度为15m/s，则发动机输出的实际功率是__18__kW.
考点2 动能、势能
5．（2018·玉林）2018年世界杯在俄罗斯举行，如图所示是正在加速下降的足球，在此过程中，对其机械能的变化情况，下列分析正确的是（A）
A．动能增大，重力势能减小
B．动能减小，重力势能增大
C．动能增大，重力势能增大
D．动能减小，重力势能减小
6．（2018·济宁）如图所示，跳水运动员为获得充足的空中滞留时间，都会在跳水前先用力下压跳板，以便利用跳板的__弹性势__能让自己上升得更高．不计空气阻力，运动员从离开跳板到入水的过程中，__入水__（填“离开跳板”“最高点”或“入水”）时动能最大．
考点3 机械能及其转化
7．（2018·烟台）如图所描述的情景中，没有发生动能转化为势能的是（A）
A．滑滑梯 B．荡秋千 C．跳水比赛 D．空中大翻转
8．（2018·连云港）如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定坡度．从节能的角度分析，这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将__动__能转化为__重力势__能储存起来，此过程中机械能总量__减少__．
9．中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示．若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球的机械能__不变__（填“增大”“减小”或“不变”），在最高点时，球的动能__大于__（填“大于”或“等于”）零．
10．（2017·德阳）一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的路程（s）—时间（t）图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是（B）
A．物体10s时的速度大于4s时的速度
B．0～6s拉力对物体所做的功大于6～12s拉力对物体所做的功
C．0～6s拉力对物体做功的功率小于6～12s拉力对物体做功的功率
D．0～6s物体所受的拉力大于6～12s物体所受的拉力
11．（2018·昆明五华区一模）如图所示，一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，则下列说法中错误的是（C）
A．小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功
B．小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能
C．小球在下落过程中动能不变
D．小球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率
12．（2018·潍坊改编）如图所示，滚摆由最高点释放，旋转着下降到最低点后又上升，每次上升的最大高度逐渐降低．下列说法正确的是（D）
A．下降时机械能守恒
B．下降时减少的重力势能等于增加的动能
C．上升时减少的动能等于增加的重力势能
D．上升的最大高度逐渐降低说明机械能不守恒
13．（2018·临沂）新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱．小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12km，用时10min.已知该车的总质量为1.6×103kg，行驶中阻力为车重的0.05倍，此过程中该车牵引力做功__9.6×106__J，功率为__16__kW.（g取10N/kg）
14．（2018·大理祥云县二模）如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下．完成了图甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1＝h3＞h2，mA＝mB＜mC.
（1）小钢球在滚下斜面的过程中，它的__重力势__能转化为动能，其动能大小是通过__距离s__（填“高度h”或“距离s”）大小来反映的．
（2）小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有__惯性__，小木块最终会停下来是因为受到__摩擦__力的作用．
（3）分析比较甲和乙两组实验可得：
物体质量相同时，速度越大，动能越__大__．
（4）分析比较__甲、丙__两组实验可得出物体的动能与质量的关系．
（5）综合上述结论可知，如图所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高__速度__．
15．（2018·菏泽）小东积极投入到“绿色环保、低碳出行”的新潮流中，他尽量减少驾驶机动车辆外出，坚持骑自行车上下班．小东和自行车的总质量是80kg.当小东以5m/s的速度在平直的公路上骑行时，自行车着地面积为0.01m2，所受阻力是其总重的0.02倍（g取10N/kg）．求：
（1）正常行驶的自行车对路面的压强；
（2）自行车行驶1000m，动力所做的功；
（3）自行车行驶的功率．
解：
（1）自行车对水平路面的压力为：
F压＝G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N
自行车对路面的压强为：
p＝
＝
＝8×104Pa
（2）因为自行车匀速行驶，所以动力与阻力平衡，
则动力：
F＝f＝0.02G＝0.02×800N＝16N
自行车行驶1000m动力做的功为：
W＝Fs＝16N×1000m＝1.6×104J
（3）由P＝
＝
＝Fv得，自行车行驶的功率为：
P＝Fv＝16N×5m/s＝80W
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