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专题15功、功率、机械能★考点一：判断物体是否做功1．（2019•黑龙江）如图所示，力对物体做功的是（）A．用力搬石头，搬而末动B．提着桶在水平路面上前进C．用力将鸡蛋举高D．手举杠铃静止不动【答案】C【解析】A、用力搬石头，搬而末动，有力作用在石头上，石头在力的作用下没有通过距离，所以力对物体没有做功，故A不符合题意。B、提着桶在水平路面上前进，人给水桶的力向上，水桶向上没有通过距离，所以力对物体没有做功，故B不符合题意。C、用力将鸡蛋举高，人给鸡蛋的力向上，鸡蛋向上移动了距离，所以力对物体做功，故C符合题意。D、手举杠铃静止不动，手给杠铃的力向上，杠铃没有移动距离，所以力对物体没有做功，故D不符合题意。2．（2019•北京）如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中正确的是（）A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功D．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功【答案】D【解析】A、从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故A错；B、从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故B错；C、从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故C错；D、举着杠铃稳定站立的过程中，运动员施加了力，但杠铃没移动距离，所以人对杠铃不做功，故D正确。★考点二:功、功率大小的比较3．（2019•海南）用大小相同的力F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s（如图所示），F所做的功分别为W1和W2，则（）A．W1＝W2B．W1＝W2C．W1＝2W2D．W1＝4W2【解答】两个物体受到的力都是F，通过的距离都是s，根据W＝Fs可以判断两个力做功相等，即W1＝W2。故选：B。4．（2019•株洲）甲、乙、丙、丁四个同学进行攀岩比赛，他们做的功W与时间t的关系如图所示。若规定做功最快的获胜，则最后胜出的一定是（）A．甲B．乙C．丙D．丁【答案】A【解析】在相同时间内，做功越多，功率越大，也就是做功越快。由图象知，当时间相同时，甲做功最多，所以由公式P＝知，甲功率最大，做功最快。5．（2019•淄博）如图所示，AC＞BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，在不考虑摩擦的情况下（）A．F1＜F2，P1＝P2B．F1＞F2，P1＞P2C．F1＝F2，P1＝P2D．F1＜F2，P1＜P2【答案】A【解析】（1）不计摩擦，斜面AC倾斜角度小于BC，则AC＞BC，所以物体沿AB运动时拉力较小，即F1＜F2；（2）不计摩擦，使用光滑的斜面没有额外功，拉力在两斜面上做功相同（等于克服物体重力所做的功），即W1＝W2；拉力做功相同，所用时间相同，根据P＝可知，拉力做功的功率相同，即P1＝P2。6．（2019•连云港）物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图象如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图象如图乙时，受到的水平推力为F2．两次推力的功率分别为P1、P2．则下列关系正确的是（）A．F1＝F2P1＞P2B．F1＝F2P1＜P2C．F1＞F2P1＞P2D．F1＜F2P1＞P2【答案】B【解析】由图象甲可知，物体作匀速直线运动，速度大小为v甲＝＝＝2m/s；由v﹣t图象乙可知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v乙＝4m/s；因为两次都是匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，摩擦力没变，故受到的水平推力为F1＝F2；已知v甲＜v乙，由P＝＝＝Fv可得，两次推力的功率P1＜P2。★考点三:功、功率相关计算7．（2019•天津）小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里，他提鸡蛋的力做功最接近（）A．9JB．30JC．90JD．300J【答案】C【解析】由题知，托起两个鸡蛋的力大约是1N，则提30个鸡蛋的力大约为F＝N＝15N；每层楼的高度大约为3米，家住3楼，则小华实际爬楼的高度h＝3m×2＝6m；小华提鸡蛋的力做功约为：W＝Fs＝15N×6m＝90J。8．（2019•枣庄）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2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，若妈妈克服自身重力做功为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（）A．W1：W2＝2：1P1：P2＝6：1B．W1：W2＝2：3P1：P2＝2：1C．W1：W2＝2：1P1：P2＝3：2D．W1：W2＝2：1P1：P2＝2：3【答案】D【解析】由题可知，妈妈与小明爬山的高度相同，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，由W＝Gh可得，妈妈和小明克服重力做功之比：＝＝＝；由P＝可得，妈妈和小明克服重力做功的功率之比：＝＝×＝×＝，故D正确。9．（2019•凉山州）“绿色环保，低碳出行。”一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶，发动机的功率为200kW，速度为72km/h。公交车行驶1h，发动机做的功为J，公交车行驶的路程为m。【答案】7.2×108；72000【解析】（1）t＝1h＝3600sW＝Pt＝200×103W×3600s＝7.2×108J。（2）v＝72km/h＝20m/ss＝vt＝20m/s×3600s＝72000m。10．（2019•攀枝花）如图所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的s﹣t图象分别是图乙中的图线①②，两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，则F1F2，P1P2（均选填“＜”、“＝”、或“＞”）【答案】＝；＞【解析】（1）木块两次都进行匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，滑动摩擦力相等，拉力F相等，即F1＝F2。（2）从图象中可以判断出，第②次的运动速度v较小，根据公式P＝Fv，当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，即P1＞P2。11．（2019•广安）2018年5月21日，我国成功发射了“嫦娥四号”的中继星﹣﹣“鹊桥号”、它将成为“嫦娥四号”与地球间的通信桥梁。“鹊桥号”在随火箭加速升空的过程中会发出巨大的声音，这声音是由物体的产生的。若“鹊桥号”质量为500kg，加速升空1000m，“鹊桥号”需克服重力做功J（g取10N/kg）。【答案】振动；5×106【解析】声音都是由物体振动产生的，振动停止，发声停止；“鹊桥号”需克服重力做功：W＝Gh＝mgh＝500kg×10N/kg×1000m＝5×106J。12．（2019•连云港）小明同学用20N的水平推力，将重为280N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，购物车的重力做功J；一个皮球落地后弹起，弹起的高度越来越低，皮球在运动过程中，机械能总量（选填“增加”、“减少”或“保持不变”）。【答案】200；0；减少【解析】（1）推力对购物车做功W＝Fs＝20N×10m＝200J，（2）购物车在水平地面上移动4m，没有在重力的方向上移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J；（3）皮球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，同时速度越来越慢，也就是动能越来越小，即机械能减少。13．（2019•眉山）如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，其F﹣t和v﹣t图象分别如图乙和图丙所示。由图象可知，9﹣12s内，推力对物体做功J；t＝2s时，物体受到的摩擦力是N。【答案】18；3【解析】（1）由丙图知，9～12s内，物体做匀速运动，且v＝1m/s，由乙图知，9﹣12s内的推力F＝6N，则9～12s内推力F做功：W＝Fs＝Fvt＝6N×1m/s×3s＝18J；（2）当t＝2s时，由图丙可知，物体运动的速度为0，即物体处于静止状态，受到的摩擦力与推力F平衡，由图甲知此时物体所受摩擦力f＝F＝3N。★考点四：机械能及其转化14．（2019•常州）北京世园会上，车身离地30cm高的电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车整体的（）A．动能不变，重力势能不变B．动能不变，重力势能变大C．动能变大，重力势能不变D．动能变大，重力势能变大【答案】D【解析】电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车的总质量变大，速度和高度不变，则动能和重力势能均变大。故ABC错误，D正确。15．（2019•怀化）如图所示，小球从A点摆动到C点的过程中（不计空气阻力）下列说法正确的是（）A．从A到B的过程中，动能增大，重力势能减小B．从A到B的过程中，动能减小，重力势能增大C．从B到C的过程中，动能增大，重力势能增大D．从B到C的过程中，动能减小，重力势能减小【答案】A【解析】AB、从A到B的过程中，小球的质量不变、速度增大，动能增大；小球的质量不变、高度减小，重力势能减小，故A正确、B错；CD、从B到C的过程中，小球的质量不变、速度减小，动能减小；小球的质量不变、高度增大，重力势能增大，故CD错。16．（2019•玉林）如图所示，“长征”火箭在加速升空过程中，（）A．惯性变大B．机械能保持不变C．动能增加，重力势能减小D．动能增加，重力势能增加【答案】D【解析】火箭在加速升空时，火箭质量不变、速度增大，动能增大；火箭的质量不变、高度增加，重力势能增加；因为火箭的动能和重力势能都增加，机械能增加；火箭的质量不变，惯性不变，故ABC错、D正确。17．（2019•桂林）如图所示，物块在光滑斜面上由静止开始下滑，依次经过a、b两个点，不计空气阻力，比较物块在a、b两点的能量，下列说法正确的是（）A．物块在a点动能大B．物块在b点动能大C．物块在b点重力势能大D．物块在a、b两点的重力势能一样大【答案】B【解析】物块在光滑斜面上由静止开始下滑（不计空气阻力），在下滑过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能变大；由于a点的位置要高于b点的位置，所以a处的重力势能大于b处的重力势能；物块在下滑过程中动能变大，所以物块在b点动能大，故B正确，ACD错误。18．（2019•常德）如图所示，斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定。小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点。则下列说法中正确的是（）A．小物块从P向M运动过程中，机械能减小B．小物块从P向M运动过程中，重力势能增大C．弹簧被压缩到最短时，小物块动能最大D．小物块从M向T运动过程中，速度变快【答案】A【解析】A、小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点，说明接触面不光滑，则小物块从P向M运动过程中，需要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，所以小物块的机械能减小，故A正确。B、小物块从P向M运动过程中，质量不变，高度变小，其重力势能减小，故B错误；C、弹簧被压缩的过程，小物块的动能转化为弹簧的弹性势能，弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性形变达到最大，其弹性势能最大，此时小物块的动能最小，故C错误；D、小物块从M向T运动过程中，动能不断转化为重力势能和内能，所以小物块的动能减小、速度变慢，故D错误。★考点五：探究物体动能跟哪些因素有关19．（2019•娄底）如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB。（1）实验中，探究的动能是指（填序号）A．小球在斜面上的动能B．小球撞击木块时的动能C．小球撞击木块后的动能D．木块被小球撞击的动能（2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与的关系。（3）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由