功与功率、能量转化

知识点一: 功与功率

1.功:⑴ ① 作用在物体上的力；② 物体在力的方向上通过的距离。

⑵ W=F·s ⑶ 单位: 焦耳，1J=1N·m

2.功率: ⑴单位时间里完成的功 做功快慢 ⑵ ,单位瓦特，符号w。

注意：

1.在判断力是否对物体做功时，不要误以为“运动的物体就一定有力对它做功”。应注意不做功的几种情形：

（1）物体不受力作用而移动距离（惯性）叫“不劳无功”。

（2）物体受到力的作用而保持静止状态叫“劳而无功”。物体受到力的作用，且物体是运动的，但运动方向和力的方向垂直，也叫“劳而无功”。

2.不要误以为被举高的物体具有的能量只有重力势能。如飞行的飞机是高处的物体，它具有的能不仅有重力势能，还有动能、内能。同样，不要误以为运动的物体只具有动能。如飞行的飞机是运动的物体，它具有的能不仅有动能，还有重力势能、内能。

过关训练一

1. 粗糙水平面上有一个重为50N的物体，用10N的水平推力使其在10s内匀速前进了20m，则在此过程中 ( B )

A、推力做了1000J的功 B、推力的功率为20W

C、重力做了100好的功 D、摩擦力为50N

2. 跳水运动是奥运会的正式比赛项目，我国运动员在该项目上一

直处于国际领先地位。比赛中，跳水运动员从腾空跳起向上运

动后再向下落入水中，若不计空气阻力，在整个空中运动过程中，

运动员的（ A ）

A．动能先减小后增大，重力势能先增大后减小，机械能不变

B．动能先增大后减小，重力势能减小先后增大，机械能不变

C．动能先减小后增大，重力势能先增大后减小，机械能增大

D．动能先增大后减小，重力势能先减小后增大，机械能减小

3．如图所示的单摆，小球在ab间往复摆动的过程中，下列说法正确的是(　C　)

A．小球在a点时的动能最大

B．小球在b点时的动能最大

C．小球在c点时的动能最大

D．小球由c到a的运动过程中，重力势能不断转化为动能

4． 2010年3月5日12时55分，在酒泉卫星发射中心，“长征四号丙”运载火箭成功地将“遥感卫星九号”送入太空预定轨道。以下说法正确的是 (　B　)

A．火箭上升过程中动能不变，重力势能增大，机械能增大

B．火箭升空利用了力的作用是相互的

C．火箭升空时受到平衡力的作用 D．火箭升空时受到惯性力的作用

5． 2010年4月14日，青海玉树发生强烈地震。地震后运送救灾物资的飞机对灾区投放物品，物品在空中匀速下落的过程中，其动能和重力势能的变化是（ C ）

A. 动能增加，重力势能增加 B. 动能减少，重力势能减少

C. 动能不变，重力势能减小 D. 动能不变，重力势

6．空降兵跳伞，在他们离开飞机、打开降落伞之前的一段时间内，其下降的速度越来越大。这一过程中空降兵的 （ D ）

A．动能增大，重力势能增大 B．动能减小，重力势能减小

C．动能减小，重力势能增大 D．动能增大，重力势能减小

7. 一位司机驾驶大货车在某路段行驶，由于超速被警察拦住，警察对司机说：“先生，刚才你的车速为70km／h，超速了。”这位司机不满地说：“为什么小车的限速为80km／h，而大车的限速却为60km／h，不合理!”如果让你从物理学角度向司机解释，你会告诉他，这是由于 ( C )

A．物体的惯性跟速度和质量有关 B．摩擦力的大小跟速度和质量有关

C．物体的动能跟速度和质量有关 D．压强的大小跟速度和质量有关

8. 荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动，也是我国民族运动会的一个比赛项目。小娟同学荡秋千时，在从一侧的最高点荡到另一侧的最高点这一过程中，小娟的 ( D )

A．重力势能一直减小 B．动能一直增大

C．动能先减小后增大 D．重力势能先减小后增大

9．一位父亲与他5岁的儿子磊磊一起上楼回家，对此，下列说法中错误的是 ( C )

A．爬相同的楼梯，儿子体重小做的功少 B．爬相同的楼梯，父亲体重大做的功多

C．爬相同的楼梯，儿子比父亲先到达，儿子的功率一定大

10． 如图甲是一物体在100牛顿的拉力作用下升高l米，乙是另一物体在100牛顿平行于斜面的拉力作用下沿斜面移动1米；丙是又一物体在100牛顿水平拉力作用下沿F方向移动了1米，则这三种情况 （ D ）

A. 甲图中的拉力做功最多 B. 乙图中的拉力做功最多

C. 丙图中的拉力做功最多 D. 三种情况拉力做的功一样多

11. 小明和爸爸一起去登山，登到山顶时，小明用了20min，爸爸用了25min，爸爸的体重是小明的1. 5倍，则小明与爸爸的登山功率之比为（ A ）

A. 5：6 B. 6：5 C. 15：8 D. 8：15

12．甲、乙、丙三个人的运动速度分别为v甲=3m/s，v乙=0.2km/min，v丙=10km/h，这三个人的速度大小之间的关系为（　B　）

A．v甲>v乙>v丙 B．v乙>v甲>v丙 C．v丙>v甲>v乙 D．v甲>v丙>v乙

13. 体育课上两位同学进行爬杆比赛，假如他们先后从同一根杆的底端匀速爬到顶端。如果要粗略比较一下两人做功的大小，需要知道的物理量是 ( C )

     A．爬杆的速度     B．爬杆的时间    C．两人的体重    D．杆的具体高度

14．将装有酒精的金属管固定在桌子上，并用塞子塞紧。快速来回拉动绕

在管上的绳子，过一会儿塞子跳起来，如图所示。则 ( A )

A．拉动绳子过程，金属管温度升高，内能增加

B．拉动绳子过程，管内酒精温度升高，蒸发加快

C．塞子跳起时，管内气体温度升高，内能增加

D．塞子跳起时，管内气体内能全部转化为塞子的机械能

15. 爆米花是将玉米放入铁锅内，边加热边翻动一段时间后，

“砰”的一声变成了玉米花。下列正确的是( B )

A、玉米粒主要通过翻动铁锅对其做功，使其内能增加

B、玉米粒主要通过与铁锅间的热传递，使其内能增加

C、玉米粒内水份受热膨胀对粒壳做功爆开，内能不变

D、玉米粒内水份受热膨胀对粒壳做功爆开，内能增加

过关训练二

1．在温哥华冬奥会上，来自黑龙江省的选手李妮娜在自由式滑雪

比赛中获得银牌。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，如果不计

空气阻力，下列说法正确的是 （ C ）

A．从a点向b点运动过程中，重力势能全部转化为动能

B．在a点和c点速度都为零，因此重力势能相等

C．从c点下落到d点过程中，重力势能转化为动能

D．在a点和e点都处于静止状态，因此机械能相等

2．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB>AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则下列判断中正确的 ( A )

A、F12 , W1=W2 , P12

B、F1>F2 , W1>W2 , P1>P2

C、F12 , W12 , P12

D、F12 , W1=W2 , P1>P2

3. 如图所示，小明和小强分别用沿水平方向的力F1、F2

推A、B两个木箱，使它们沿着推力的方向移动的距离分

别为S1、S2，对它们所做的功分别为W1、W2，且W1＝W2。

则下列说法正确的是（ D ）

A．如果F1>F2，则S1>S2； B. 如果F12，则S12；

C．如果F1＝F2,则S1>S2； D．如果 F1＝F2，则S1＝S2

4．如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能EK随时间t变化的曲线最接近的是(　A　)

5．如图所示，是探究“动能的大小与什么因素有关？”实验的示意图。

小球从a处滚下，在c处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到d处

停下。下面的一些判断正确的是（ C ）

A．从a到b，小球的势能不变，动能增大 B．从b到c，小球的势能增大，动能增大

C．到达c处，小球的势能最小，动能最大 D．到达d处，小球的势能为零，小木块的动能最大

6. 2007年12月4日，跳伞爱好者彭刚纳尔从亚洲第一高楼

“台北101大楼”楼顶跳下，从A处到B处的过程中下落速度

越来越快，从B处到C处由于打开降落伞而匀速下降，则（ D ）

A．AB过程动能变小，BC过程动能不变

B．AB过程动能变小，BC过程动能变小

C．AB过程动能变大，BC过程动能变小

D．AB过程动能变大，BC过程动能不变

7．甲、乙两台机器的功率相等,在相同的时间内通过的路程之比为3∶1,则甲、乙两台机器的( C )

A. 做功之比为1∶1,受到的牵引力之比为3∶1 B. 做功之比为1∶1,受到的牵引力之比为1∶1

C. 做功之比为1∶1,受到的牵引力之比为1∶3 D. 做功之比为1∶3,受到的牵引力之比为3∶1

8．甲物体放在粗糙的水平面上,乙物体放在光滑的水平面,它们在相等的水平推力作用下移动相同的距离,试判断推力对物体做功W甲和W乙及功率P甲和P乙的大小关系为 ( D )

A.W甲>W乙,P甲＝P乙 B.W甲＝W乙,P甲＝P乙 C.W甲乙,P甲>P乙 D.W甲＝W乙,P甲乙.

9. 如下图所示是××型小汽车，下表列出有关数据

求：(1) 该小汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多大?

(2) 若该小汽车行驶100km．则需耗油多少kg?

(3) 假若该小汽车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶．速度为20 m／s．请计算该车10 min内牵引力所做的功和小汽车受到的阻力。(g=10 N／kg)

解：（1）小汽车对地面的压力:

小汽车对地面的压强 :

（2）汽车行驶100km 耗油:

（3）牵引力所做的功:

∵小汽车匀速行驶 ∴小汽车受到的阻力:

10．用1台功率为30千瓦的电动机带动水泵抽水供给高出水面30米的水箱,已知水箱的容积为60米3,抽水装置的机械效率为60%.求:

① 水箱充满水后,水箱内水的质量.

② 需要多少时间才能把空水箱注满水.(ρ水＝1.0×103kg/m3,g＝10牛/千克)

答案: ①6×104 ②1000s

11．电动自行车轻便、实用、无污染，很受人们喜爱。若某人骑电动自行车在一段平直的公路上匀速行驶了150m，用时30s，电动自行车的牵引力为20N，在此过程中：

(1) 电动自行车速度的大小；

(2) 牵引力所做的功；21世纪教育网

(3) 牵引力做功的功率。

解：(1)v＝s/t＝150m/30s＝5m/s　(2)W＝Fs＝20N×150m＝3000J　(3)P＝W/t＝3000J/30s＝100W或P＝Fv＝20N×5 m/s＝100W