1、专题 08 功和能一、选择题1. 【2017北部湾卷】在水平地面上，小明在 10s 内用 50N 力沿水平方向拉着重为 100N 的小车前进了5m，则小明的功率是：A.25W B.50W C.250W D.500W【答案】A 【解析】根据 W =Fs 可求得拉力做的功： W =50N5m=250J，再根据 P=W/t 可得： P=250J/10s=25 W，故只有选项 A 说法正确，故应选 A。【考点定位】机械功和功率2、【2017深圳卷】关于功和能，下列描述正确的是（ ）A、机械表上发条是增加了发条的弹性势能B、深圳大亚湾核电站是把电能转化为核能C、汽车加油后，以原来的速度继续匀速行驶它的动
2、能会降低D、“飞流直下三千尺”中水的动能转化为重力势能【答案】A【解析】【考点定位】动能和势能的概念，动能和势能的大小变化，动能和势能的转化与守恒，核能3. 【2017长春卷】2017 年 5 月 21 日，在长春举行的国际马拉松比赛中，当运动员加速冲刺时，运动员的（ A ）A.动能增大 B.惯性增大 C.所受重力增大 D.运动状态不变【答案】【解析】运动员加速冲刺时，质量不变，速度变大，动能增大，故 A 正确；惯性大小只跟物体的质量大小有关，运动员加速冲刺时，质量不变，惯性大小不变，故 B 错误；运动员加速冲刺时，质量不变，重力不变，故 C 错误；运动状态的改变包括运动方向和速度大小的改变，
3、所以运动员加速冲刺时，运动状态改变，故 D 错误，故选 A。考点：动能和势能的大小变化；物体运动状态变化的原因；惯性；重力 4. 【2017长春卷】一位同学正在进行投掷实心球的训练，以下情境中，他对球做功的是（ C ）A.手拿球静止 B.手托球水平匀速直线运动C.将球举起 D.抛出后的球在空中继续运动【答案】C【解析】考点：力是否做功的判断 5. 【2017东营卷】如 图 所 示 ， 旅 游 景 区 的 索 道 缆 车 载 着 游 客 匀 速 上 山 ， 它 具 的 （ ）A. 动 能 增 加 ， 重 力 势 能 增 加 B. 动 能 不 变 ， 机 械 能 减 少 C. 动 能 减 少 ，
4、重 力 势 能 增 加 D 动 能 不 变 ， 机 械 能 增 加【答案】D【解析】动能的大小与质量和速度大小有关，质量越大，速度越大，动能就越大；重力势能的大小与质量和高度有关，质量越大，高度越高，重力势能就越大。题中旅 游 景 区 的 索 道 缆 车 载 着 游 客 匀 速 上 山 时 ， 速 度 不 变 ，动 能 不 变 ； 高 度 增 大 ， 重 力 势 能 增 大 ， 机 械 能 增 加 。 故 本 题 正 确 选 项 是 D。【考点定位】影响动能、重力势能大小的因素。6 【2017广东卷】妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的
5、 2 倍，妈妈所用的时间是小明的 3 倍，若妈妈克服重力做功为 W1、功率为 P1，小明克服自身重力做功为 W2、功率为 P2，则下列关系正确的是AW 1:W2=1:1 BW 1:W2=2:3 CP 1:P2=1:1 DP 1:P2=2:3【答案】D【解析】他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的 2 倍，妈妈所用的时间是小明的 3 倍，若妈妈克服重力做功为 W1=2Gh、功率为 P1=2Gh/3t，小明克服自身重力做功为 W2=Gh、功率为P2=Gh/t，故本题正确选项是 D。 【考点定位】功、功率的计算7. 【2017南通卷】2017 年 4 月，我国成功发射
6、天舟一号飞船。如图，天舟一号关闭发动机后，从椭圆轨道上离地球较近的 P 点向离地球较远的 Q 点运动。该过程中天舟一号（ ）A.相对地球静止 B.受到平衡力C.动能转化为势能 D.不受力作用【答案】C【解析】天舟一号关闭发动机后，从椭圆轨道的近地点向远地点运动时，速度越来越小，受到非平衡力的作用，距离地球越来越远，相对于地球的位置发生改变，故相对地球它是运动的，从椭圆轨道上离地球较近的 P 点向离地球较远的 Q 点运动，动能转化为重力势能，故 ABD 错误，C 正确故选 C考点： 运动和静止的相对性；动能和势能的转化与守恒8、 【2017常州卷】非洲旱季，常用 Hippo roller（中间有
7、转轴的塑料桶）运水。如图所示，小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水，在粗糙的程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，她对满桶水做功最多的是（ ）【答案】C【解析】考点： 功的大小比较9、【2017温州卷】如图为自动垂直升降式车库的停车过程示意图。下列关于汽车匀速上升时的说法，正确的是（ ）A、动能增加，重力势能不变B、动能增加，重力势能增加C、动能不变，重力势能不变D、动能不变，重力势能增加【答案】D【解析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度质量越大，速度越大，动能越大（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度质量越大，高度越高，重力势能越大汽车匀速上升时，质量不变，速度不变，动
8、能不变；质量不变，高度增加，重力势能增加故选 D考点：动能和势能的大小变化 10【2017营口卷】大货车在长距离下坡时，车速会越来越大，而刹车会导致刹车片温度急剧升高，司机会在刹车片上浇冷水降温，下列说法正确的是（ ）A火车下坡越来越快，是重力势能转化为动能B刹车片温度升高，是内能转化为机械能C冷水温度升高，是热传递的结果D刹车片温度升高，是做功改变了物体的内能【答案】ACD【解析】【考点定位】动能和势能的转化与守恒；做功改变物体内能二、填空题1 【2017广东卷】火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的卫星来说，动能 ，重力势能 ，卫星的机械能是由火箭燃料的 能转化而来的。【答案】增大（增加或变大
9、） 增大（增加或变大） 化学【解析】动能大小与质量和速度大小有关，重力势能与质量和高度有关，动能和势能统称为机械能。火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的卫星来说，速度变大，高度增加，故动能增大，重力势能增大，卫星的机械能是由火箭燃料的化学能转化而来的。【考点定位】影响动能、重力势能大小的因素，热机。2 【2017南京卷】如图所示，我国自主研制的首艘货运飞船天舟一号，由长征七号运载火箭发射升空地面控制中心通过 波向它发出指令，这种波在真空中传播速度为 ms天舟一号在随火箭加速上升过程中，动能 （选填“变大” 、 “变小”或“不变” ，下同） ，机械能 【答案】电磁；310 8；变大；变大【解析】考
10、点：电磁波的传播；动能和势能的大小变化 3【2017宁波卷】建在布伦特冰架上的英国“哈雷六号”南极科考站，是世界上第一个可移动的科考站。2017 年月，该科考站所在的冰川出现了大裂口，将危及科考站，该站决定搬迁。如图是搬迁过程中的照片。(1) 布伦特冰架虽然与陆地上的冰相连，但每年会远离大陆向大海漂移 400 米。以陆地为参照物，布伦特冰架漂移的速度为_米/天。(计算结果精确到 0.1 米/天) (2)为便于移动，需要使用液压装置将舱体抬高，以确保科考站可以进行整体移动。在缓慢上升过程中，舱体的重力势能逐渐_。（选填“增大”、“减小”或“不变”） (3)牵引车的轮胎有很深的斜花纹，是为了在行驶
11、过程中增大_，防止打滑。【答案】 （1）1.1；（2）增大；（3）摩擦【解析】（1）布伦特冰架漂移的速度为 v=s/t=400m/365 天=1.1m/天；（2）在缓慢上升过程中，舱体的高度增加，重力势能逐渐增大；（3）轮胎上有花纹是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦。考点：动能和势能的大小变化；速度公式及其应用；增大或减小摩擦的方法 4.【2017常州卷】我国火箭回收方式是：火箭消耗完燃料后将自动脱离飞船，借助降落伞落回地面，如图所示，匀速下落过程中，火箭的动能_（变小/不变/变大） ，机械能_（变小/不变/变大）【答案】不变；变小【解析】考点： 动能和势能的大小变化5 【201
12、7聊城卷】如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让同一钢球 A 从斜而上不同的高度由静止滚下，撞到同一木块上。实验中，通过观察_来判断钢球动能的大小；本实验用到的科学研究方法是_ (说出一种即可)。【答案】木块 B 被撞的距离 控制变量法或转换法【解析】考点： 探究影响物体动能大小的因素6. 【2017东营卷】右 图 为 某 道 路 交 通 标 志 牌 ： 小 型 车 最 高 行 驶 速 度 不 得 超 过 100km/h， 而 大 型 客 车 、 载 货汽 车 最 高 行 驶 速 度 不 得 超 过 80 km/h。 请 用 动 能 的 知 识 解 释 这 样 规 定 的 原
13、 因 是 。【答案】车 的 行 驶 速 度 相 同 ， 质 量 大 的 ， 动 能 大 ， 行 驶 危 险 性 更 大【解析】【考点定位】影响动能大小的因素。7 【2017南京卷】如图所示，物体重 180N，动滑轮重 IO N小明用 100 N 的拉力（方向不变）将物体匀速提升 2m，用了 l0s，则此过程中有用功是 J，额外功是 J，拉力的功率是 W，滑轮组的机械效率是 【答案】360；40；40；90%【解析】故答案为：360；40；40；90%考点：有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率；功率的计算 三、作图与探究1. 【2017北部湾卷】如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验
14、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 能转化为动能，其动能大小是通过 （选填“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 ，小木块最终会停下来是因为受到 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 ；（4）分析比较 两组实验可得出物体的动能与质量的关系；（5）综合上述可知，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 。【答案】（1）
15、重力势；距离 s；（2）惯性；阻；（3）大（4）甲丙（5）车速【解析】机动车质量一定，速度越快，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶； 在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，质量小的动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同；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车速。【考点定位】探究影响物体动能大小的因素2【2017宿迁卷】在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图 a、 b、 c 所示，让质量为 m、2 m 的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为
16、木块滑动一段距离后停止的位置（1）小球动能是由 （填某种能量）转化来的（2）实验中通过 反映小球动能的大小（3）比较 两图进行的实验，可以探究小球的动能与速度的关系（4）比较 a、 b 两图进行的实验，可以得到小球的动能随质量增大而 【答案】 （1）重力势能 （2）木块滑动的距离 （3） a、 c（ ac 也正确） （4）增大【解析】考点：探究影响动能大小的因素3 【2017北京卷】在探究“物体动能的大小与物体质量是否有关”的实验中，需要控制物体的速度大小 相等。为了控制物体的速度大小相等，小华选用了体积相等、质量不等的金属球 A 和 B，利用如图 21 所示的带滑槽的轨道进行实验。小华认为：
17、如果 A、B 两球先后从轨 道上同一高度处由静止开始释放，则 A、B 两球到达轨道零刻度线处的速度大小相等。 小刚对小华的观 点提出了质疑。请你根据实验需要，添加适当的器材，设计实验检验小华的观点是否正确。请你写出检验的实验步骤。【答案】将完全相同的两个带有滑槽的轨道并排放在水平桌面上，使两端对齐。将 A、B 两个金属球分别放置在两个轨道的最高点，从静止开始同时释放，观察两球是否一直并排滚动，直到轨道零刻度线处。【解析】考点：探究物体动能的大小与物体质量是否有关四、计算题1【2017营口卷】小文骑自行车上学，他在水平路面上 5min 匀速骑行了 2000m，已知小文的质量为50kg，骑行时轮胎
18、与地面的接触面积为 8cm2，阻力大小是重力的 0.02 倍，g=10N/kg表格中是他的自行车的一些数据，根据以上条件计算： 车架材料 碳纤维车架体积/m 3 2.5103车架质量/kg 4.5整车质量/kg 10（1）碳纤维车架的密度是多大？（2）他骑行时自行车对路面的压强是多大？（3）他骑行时克服阻力做功的功率是多大？【答案】 （1）1.810 3kg/m3；（2）7.510 5Pa；（3）80W【解析】（1）碳纤维车架的密度： = = =1.8103kg/m3；（2）小文的质量 m 人 =50kg，车的质量m 车 =10kg，小红与车的总重力： G 总 =m 总 g=（ m 人 +m 车 ） g=（50kg+10kg）10N/kg=600N；他骑行时自行车对路面的压力： F=G 总 =600N；水平地面受到的压强： p= = =7.5105Pa；（3）由题意可得，骑车时受到的阻力： f=0.02G 总 =0.02600N=12N，因为她匀速骑行，所以骑车的动力 F=f=12N，骑自行车所做的功： W=Fs=12N2000m=24000J，时间 t=5min=300s，骑车功率： P= = =80W。【考点定位】密度的计算；压强的大小及其计算；功率的计算
