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高中物理学业水平测试功专题本讲稿第一页，共三十页1 1、某人以某人以 10 10 牛頓的力，拖一置牛頓的力，拖一置于无于无摩擦力摩擦力的的水平面上的水平面上的行李箱，使行李箱沿著平面直行李箱，使行李箱沿著平面直线线移移动动4 4m m，若此力，若此力与与水平水平方向方向 (1)(1)同方向同方向 (2)(2)成成 60 60角角 (3)(3)互互为为垂直垂直时时，此，此力力做多少功做多少功？解：解：由功的公式由功的公式 W=FScos (1)W1=10 4cos0=40（焦耳）焦耳）(2)W2=10 4cos60=20（焦耳）焦耳）(3)W3=10 4cos90=0（焦耳）焦耳）练习练习本讲稿第二页，共三十页2 2、在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一质量不同的木、在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一质量不同的木块，在相同的拉力作用下，通过相同的位移，拉力对木块做块，在相同的拉力作用下，通过相同的位移，拉力对木块做的功的功()()A.A.在光滑的水平面上较多在光滑的水平面上较多 B.B.在粗糙的水平面上较多在粗糙的水平面上较多C.C.一样多一样多 D.D.由小车运动所需的时间决定由小车运动所需的时间决定C3 3 3 3、判正误：、判正误：、判正误：、判正误：A A、有力有位移，该力一定做功、有力有位移，该力一定做功B B、作竖直上抛运动的物体，重力先做负功后物体克服、作竖直上抛运动的物体，重力先做负功后物体克服 重力做功重力做功C C C C、功是一个状态量、功是一个状态量、功是一个状态量、功是一个状态量D D D D、摩擦力一定做负功、摩擦力一定做负功、摩擦力一定做负功、摩擦力一定做负功E E、作用力做正功，反作用力一定做负功、作用力做正功，反作用力一定做负功本讲稿第三页，共三十页本讲稿第四页，共三十页本讲稿第五页，共三十页4、质量为、质量为1kg的物体在竖直向上的拉力作用下由静止向上运动的物体在竖直向上的拉力作用下由静止向上运动1m，加速度是，加速度是2m/s2,若若g=10m/s2，则下列叙述正确的是（，则下列叙述正确的是（）A、合外力对物体做功、合外力对物体做功2JB、拉力对物体做功、拉力对物体做功2JC、重力对物体、重力对物体10JD、物体的机械能守恒、物体的机械能守恒5、用力将重、用力将重60N的物体竖直向上匀速高举的物体竖直向上匀速高举1.5m，再向水平方，再向水平方向匀速移动向匀速移动0.5m，则该力对物体做功为，则该力对物体做功为（）A、120J B、30J C、90J D、100JAC本讲稿第六页，共三十页1.定义：定义：二，功率二，功率注意：注意：功的符号功的符号W，功率单位，功率单位瓦瓦的符号的符号W1千瓦千瓦1000瓦瓦 1兆瓦兆瓦106瓦瓦 1瓦特瓦特1焦耳焦耳/秒秒3.单位单位国际单位：国际单位：瓦瓦特特，符号，符号 W常用单位：千瓦常用单位：千瓦（k W）、兆瓦（）、兆瓦（MW）单位时间内所做的功单位时间内所做的功平均功率与瞬时功率平均功率与瞬时功率（2）瞬时功率：瞬时功率：（1）平均平均功率功率:P=W/tv取瞬时速度，取瞬时速度，P为为瞬时功率瞬时功率v取平均速度，取平均速度，P为为平均功率平均功率2.表达式表达式P=Fv本讲稿第七页，共三十页6、下面说法错误的是：、下面说法错误的是：（）A 功率是说明做功快慢的物理量功率是说明做功快慢的物理量B 功是能量转化的量度功是能量转化的量度C 功率小的机器一定比功率大的机器做功少；功率小的机器一定比功率大的机器做功少；D 只有物体在力的方向上发生了位移，力才对物体做功只有物体在力的方向上发生了位移，力才对物体做功C7、关于功率公式、关于功率公式p=w/t和和p=Fv的说法正确的是（的说法正确的是（）A 由由p=w/t 知，只要知道知，只要知道w和和t就可以求出任意时刻的功率就可以求出任意时刻的功率 B 由由p=Fv 只能求某一时刻的瞬时功率只能求某一时刻的瞬时功率 C p=Fv 知，汽车的功率与它的速度成正比知，汽车的功率与它的速度成正比 D 从从p=Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比反比D本讲稿第八页，共三十页8、质量、质量m=2kg的物体从的物体从20m高处自由落下，高处自由落下，初速为零，初速为零，（1）整个过程重力的平均功率）整个过程重力的平均功率（2）物体落地时的功率）物体落地时的功率解解（1）由由 得得h=1/2gt2=2sP=mgh/t=200w(2)v=gt=20m/sP=mgv=400w9、一台功率是、一台功率是10kw 的吊机竖直匀速向上提升重的吊机竖直匀速向上提升重25000N的的物体，则物体上升的最大速度将可达到（忽略摩擦力）（物体，则物体上升的最大速度将可达到（忽略摩擦力）（）A、0.1m/s B、2.5m/s C、0.4m/s D、1m/sC本讲稿第九页，共三十页10、建筑工地上，水泥板质量为、建筑工地上，水泥板质量为0.7t，起重，起重机在机在15s内把它提升到内把它提升到4m的高度，起重机提的高度，起重机提升重物的功率是多少？升重物的功率是多少？解：起重机的拉力与物体所受的重力相等：解：起重机的拉力与物体所受的重力相等：F=G=mg=0.71000kg10N/kg=7000N 物体在拉力的方向上移动的距离物体在拉力的方向上移动的距离 S4m 所以起重机所做的功是所以起重机所做的功是 WFS7000N4m=28000J 起重机提升水泥板的功率是起重机提升水泥板的功率是 P=w/t=2.8104J/15s=1900W本讲稿第十页，共三十页解：解：(1)(1)设设平均阻力平均阻力为为f f，因行李箱等速度拖因行李箱等速度拖动动，合力，合力为为0 0，所以所施力的大小所以所施力的大小 F=F=f f由由P P=F F =f f f f =F=F=P/P/=200/=200/5 5 得得 f f=40=40（N N）(2)(2)由由W W=Pt Pt W W=200 5=1000=200 5=1000（J J）1111、將一行李箱放在水平路上，以將一行李箱放在水平路上，以5 5m m/s s的的速度拖速度拖动动，所需功率若所需功率若为为200200w w，則路面平均阻力，則路面平均阻力为为多少牛多少牛頓？頓？拖拖动动5 5秒所秒所做做的功的功为为多少焦耳？多少焦耳？本讲稿第十一页，共三十页机机械械能能势势能能动动能能弹性弹性势能势能重力重力势能势能 物体动能、重力势能和弹性势能的总和叫做物体的物体动能、重力势能和弹性势能的总和叫做物体的机械能机械能.1、动能和重力势能可以相互转化、动能和重力势能可以相互转化2、动能和弹性势能可以相互转化、动能和弹性势能可以相互转化 通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式本讲稿第十二页，共三十页（2）动能定理：）动能定理：1 1，动能和动能定理，动能和动能定理W合合=EKW合合=EK末末EK初初例例：一个质量为：一个质量为m的木块，放在倾角的木块，放在倾角的斜面体上，当斜面体与的斜面体上，当斜面体与木块保持相对静止沿水平方向匀速向右移动距离木块保持相对静止沿水平方向匀速向右移动距离s的过程中，作的过程中，作用在木块上的合外力做多少功？用在木块上的合外力做多少功？恒力和变力做功恒力和变力做功（1）动能定义：物体由于运动而具有的能。）动能定义：物体由于运动而具有的能。合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。（3 3）适用范围：）适用范围：本讲稿第十三页，共三十页1313、一质量为、一质量为2kg2kg的滑块，以的滑块，以4m/s4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行从某一的速度在光滑水平面上向左滑行从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为向变为向右，大小为4m/s4m/s在这段时间里水平力做的功为（在这段时间里水平力做的功为（）A A0 0 B B8J8JC C16J16J D D32J32J1414、假设汽车紧急刹车后所受阻力的大小与汽车所受重力的大小差不多，、假设汽车紧急刹车后所受阻力的大小与汽车所受重力的大小差不多，当汽车以当汽车以20m/s20m/s的速度行驶时，突然制动，它还能继续滑行的距离约为的速度行驶时，突然制动，它还能继续滑行的距离约为（）A 40m B 20m C 10m D 5m A 40m B 20m C 10m D 5m AB1212、一人用力踢质量为、一人用力踢质量为1kg1kg的足球，使球由静止以的足球，使球由静止以10m/s10m/s的速度沿水平的速度沿水平方向飞出，假设人踢球时对球的平均作用力为方向飞出，假设人踢球时对球的平均作用力为200N,200N,球在水平方向运动球在水平方向运动了了20m20m，那么人对球所做的功为（，那么人对球所做的功为（）A A、50J B50J B、200J C200J C、4000J D4000J D、2000J2000JA本讲稿第十四页，共三十页解：(1)设加速度为a，5秒末速度大小为，因初速度为零 (2)施力作功=物體獲得之動能=100(焦耳)15、一力作用一力作用在质在质量量为为2kg的静止的静止物物体体，使其在光滑水平面，使其在光滑水平面上上运动运动，5秒內共移秒內共移动了动了25米的米的距距离离，求，求(1)5秒末秒末 物物体的动体的动能能 (2)该该力力共做多少功共做多少功？本讲稿第十五页，共三十页物体势能隨起算点而不同本讲稿第十六页，共三十页(3)重力所做的功和物体重力势能之间的变化关系为：重力所做的功和物体重力势能之间的变化关系为：（1 1）定义：物体由于被举高而具有的能量，叫重力势能）定义：物体由于被举高而具有的能量，叫重力势能.2，重力势能：（1）要确定重力势能，必须先选择参考平面，选择不同参考平面，）要确定重力势能，必须先选择参考平面，选择不同参考平面，物体重力势能不同，默认选择地面为参考平面。物体重力势能不同，默认选择地面为参考平面。（2）公式：）公式：注意：注意：（2）势能的变化仅与重力做功有关。）势能的变化仅与重力做功有关。WG=EP1EP2=mgh1mgh2（h是相对参考平面的高度）是相对参考平面的高度）本讲稿第十七页，共三十页16、选择不同的水平面作参考平面，物体在某一位置的重、选择不同的水平面作参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能的改变量（力势能和某一过程中重力势能的改变量（）A 都有不同的数值都有不同的数值B 都有相同的数值都有相同的数值C 前者具有相同的数值，后者具有不同的数值前者具有相同的数值，后者具有不同的数值D 前者具有不同的数值，后者具有相同的数值前者具有不同的数值，后者具有相同的数值17、物体克服重力做功时，物体的（、物体克服重力做功时，物体的（）A 重力势能一定减少，动能可能不变重力势能一定减少，动能可能不变B 重力势能一定增加，动能一定减少重力势能一定增加，动能一定减少C 重力势能一定增加，动能可能不变重力势能一定增加，动能可能不变D 重力势能可能减少，动能可能不变重力势能可能减少，动能可能不变DC本讲稿第十八页，共三十页18、质量为、质量为m的小球，从离桌面的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面高处由静止下落，桌面离地面的高度为离地面的高度为h,如图所示，若以桌面为参考面，那么如图所示，若以桌面为参考面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化是小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化是（）A mgh,减少减少mgh(H-h)B mgh,增加增加mgh(H+h）C mgh,增加增加mgh(H-h）D mgh,减少减少mgh(H+h）HhD本讲稿第十九页，共三十页3，机械能守恒定律，机械能守恒定律（1）内容：）内容：（3）适用条件：）适用条件：只有重力做功只有重力做功（2）表达式：）表达式：推广推广1：物体只受重力，即只有重力做功：物体只受重力，即只有重力做功推广推广2：物体除受重力外还受其他的力，但其他力不做功，或其他力做：物体除受重力外还受其他的力，但其他力不做功，或其他力做功的代数和为零功的代数和为零在只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能发生相互转在只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能发生相互转化，而总的机械能保持不变。化，而总的机械能保持不变。物体在初状态的机械能物体在初状态的机械能E E1 1等于其末状态的机械能等于其末状态的机械能E E2 2，（见后面图），（见后面图）E Ek2k2+E+Ep2p2=E=Ek1k1+E+Ep1p1 减少减少(或增加或增加)的势能的势能Ep等于增加等于增加(或减少或减少)的总动能的总动能Ek,即即 EP=Ek1=E2本讲稿第二十页，共三十页质量质量m的物的物体体，受地球引力，受地球引力，于于高度高度h1时时，速度，速度 1；高度高度h2时时，速度速度2，則則 +mgh2=+mgh1本讲稿第二十一页，共三十页1.1.确定研究对象。确定研究对象。2.2.对对研研究究对对象象进进行行受受力力分分析析。（周周围围物物体体施施予予研研究究对象的所有的力对象的所有的力）。）。3.3.分分析析各各力力做做功功情情况况，看看是是否否满满足足机机械械能能守守恒恒条条件件，即即是是否否只只有有重重力力（弹弹力力）做做功功（如如果果研研究究过过程程中中物物体体受受力力情情况况有有变变化化，要要分分别别分分析析该该力力在在各各个个阶阶段段做做功情况。功情况。）4.4.写出物体的初、末态机械能。写出物体的初、末态机械能。5.5.列式求解。列式求解。（4 4）应用机械能守恒定律解题步骤：）应用机械能守恒定律解题步骤：本讲稿第二十二页，共三十页1919、下列说法中正确的是：、下列说法中正确的是：1 1、做平抛运动的物体机械能守恒、做平抛运动的物体机械能守恒2 2、被匀速吊起的集装箱机械能守恒、被匀速吊起的集装箱机械能守恒3 3、光滑曲面上自由运动的物体机械能守恒、光滑曲面上自由运动的物体机械能守恒4 4、圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动、圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动5 5、雨滴在空中匀速下落、雨滴在空中匀速下落6 6、做匀速直线运动的物体机械能可能守恒、做匀速直线运动的物体机械能可能守恒7 7、做变速运动的物体机械能可能守恒、做变速运动的物体机械能可能守恒8 8、外力对物体做功为零时，机械能一定守恒、外力对物体做功为零时，机械能一定守恒（对）（对）（错）（错）（对）（对）（对）（对）（错）（错）（对）（对）（对）（对）（对）（对）本讲稿第二十三页，共三十页解：解：相相对对地面的地面的势势能能为为 E EP P=mgh mgh=2 10 20=400=2 10 20=400（J J）落至地面落至地面时时，重力势重力势能完全能完全变为动变为动能，所以能，所以 1/2 1/2 m m 2 2=mghmgh 得得落到地落到地面面的的速度大小速度大小=20=20（m m/s s）2020、有一塔高有一塔高 20 20 m m，一石子，一石子质质量量为为2 2kgkg，由塔頂自由落下，由塔頂自由落下，设设空氣阻力可忽略，求石子在塔頂空氣阻力可忽略，求石子在塔頂时时相相对于对于地面的地面的重力重力势能势能？又掉落？又掉落到到地面地面时的时的速度多大？（重力加速度速度多大？（重力加速度是是g g10m/s210m/s2）本讲稿第二十四页，共三十页2121、将一个质量为、将一个质量为2.0kg2.0kg的小球从离地面的小球从离地面15m15m高的地方斜向上抛高的地方斜向上抛出，抛出时小球的速度为出，抛出时小球的速度为10m/s10m/s，忽略空气阻力。取，忽略空气阻力。取g g10m/s10m/s2 2。求：小球落地时速度的大小。求：小球落地时速度的大小。V010m/sh=15m 解：解：设地面为重力势能零面，设地面为重力势能零面，对于物体对于物体从起点从起点 到终点的过程中到终点的过程中。只受重力作用，根据机械能守恒只受重力作用，根据机械能守恒定律：定律：Ep2+EK2=Ep1+Ek10=本讲稿第二十五页，共三十页2222、在离地面、在离地面.8m.8m高处以高处以8m/s8m/s的初速度水平抛出一的初速度水平抛出一个石块，石块质量为个石块，石块质量为0.5kg0.5kg，（以地面为参考平面），（以地面为参考平面）（g=10m/sg=10m/s2 2)求求 （1 1）抛出点的机械能是多少？抛出点的机械能是多少？（2 2）石块落回地面时的速度是多大？）石块落回地面时的速度是多大？（3 3）石块在离地面高）石块在离地面高0.6m0.6m的地方时的机械能是多少的地方时的机械能是多少？练习练习本讲稿第二十六页，共三十页h1=10mh2=5mm=2kgv0=10m/svt=?23 23、一质量为、一质量为2kg2kg金属球在离地面金属球在离地面10m10m处以处以10m/s10m/s的的速度水平抛出（忽略空气阻力，速度水平抛出（忽略空气阻力，g=10N/kgg=10N/kg）。求离）。求离地面地面5m5m处的速度大小？处的速度大小？本讲稿第二十七页，共三十页24、如图，在光滑的曲面上，一物体自离地面15m高的曲面A點下滑至离地面10m高的B點，求到达B点的速率？（设重力加速度為10m/s2）解：设物体的质量为m，則由机械能守 恆定律，在A点的机械能应等于 在B点的机械能，即 0+m 10 15=m2+m 10 10 得=10（m/s）本讲稿第二十八页，共三十页 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移过程中总能量守恒一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移过程中总能量守恒其中功是能量转化的量度其中功是能量转化的量度 说明：说明：（1 1）某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且）某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定和增加量相等减少量一定和增加量相等 （2 2）某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，）某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等且减少量和增加量一定相等 （3 3）滑动摩擦力与相对路程的乘积在数值上等于产生的内能，）滑动摩擦力与相对路程的乘积在数值上等于产生的内能，即即Q QFsFs 4，能量守恒定律，能量守恒定律（2）定律表达式：）定律表达式：E初初E终终；E增增E减减（1）内容：）内容：本讲稿第二十九页，共三十页1 1，功，功:W=F s cos(2）瞬时功率：瞬时功率：(1(1）平均平均功率功率:P=W/t2 2，功，功 率率v v取瞬时速度，取瞬时速度，P P为为瞬时功率瞬时功率v v取平均速度，取平均速度，P P为为平均功率平均功率P=F v （适用：恒力做功）（适用：恒力做功）4 4，动能定理：，动能定理：W合合=EK末末EK初初恒力和变力做功恒力和变力做功3 3，动能：，动能：适用：适用：5 5，势能，势能:重力所做的功和物体重力势能之间关系为：重力所做的功和物体重力势能之间关系为：WG=EP1EP2=mgh1mgh2物体在初状态的机械能物体在初状态的机械能E E1 1等于其末状态的机械能等于其末状态的机械能E E2 2，减少减少(或增加或增加)的势能的势能EEp p等于增加等于增加(或减少或减少)的总动能的总动能EEk k,Ek2+Ep2=Ek1+Ep1EP=Ek（3 3）适用条件：）适用条件：只有重力做功只有重力做功6 6，机械能，机械能本讲稿第三十页，共三十页