卷子答案网-一个不只有答案的网站专题10 功和功率
题型一：动能和重力势能
1．2022年北京冬奥会赛场上，我国选手谷爱凌摘得自由式滑雪大跳台比赛的金牌。谷爱凌离开跳台后，从低处向高处跃起后下落，在此过程中（ ）
A．动能一直减小 B．重力势能一直减小
C．动能先减小后增大 D．重力势能先减小后增大
【答案】C
【详解】AC．谷爱凌离开跳台后，从低处运动到高处时，质量不变，速度减小，动能减小，从高处运动到低处时，质量不变，速度增大，动能增大，所以整个过程动能先减小后增大，故C符合题意，A不符合题意；
BD．谷爱凌离开跳台后，从低处运动到高处时，质量不变，高度增大，重力势能增大，从高处运动到低处时，质量不变，高度减小，重力势能减小，所以整个过程重力势能先增大后减小，故BD不符合题意。
故选C。
2．爸爸开车带着小明行驶在高速公路上，小明看到图所示的限速标志，想起了学过的“动能”的知识，也产生了一系列有关的问题。其中最有探究价值且易于探究的是（ ）
A．物体的动能与物体的形状是否有关？
B．物体的动能与它的速度有什么关系？
C．物体的动能与它的质量和速度有什么关系？
D．物体的动能与哪些因素有关？
【答案】C
【详解】ABC．由图可知，三种汽车的质量不同，限制的速度不同，从质量和速度两个方面进行探究动能，动能的大小与物体的形状无关，最有探究价值且易于探究的是物体的动能与它的质量和速度有什么关系，故C符合题意，AB不符合题意；
D．“物体的动能与哪些因素有关？”这问题不具体，范围较广，故D不符合题意。
故选C。
3．（多选）如图，一只蚂蚁以大小不变的速度沿碗中虚线从A点爬到B点，此过程中蚂蚁的（ ）
A．动能先变小后不变 B．动能不变
C．重力势能先变小后不变 D．重力势能不变
【答案】BC
【详解】AB．一只蚂蚁以大小不变的速度沿碗中虚线从A点爬到B点，蚂蚁质量不变，速度大小不变，因此蚂蚁的动能不变，故A不符合题意，B符合题意；
CD．蚂蚁从A点到B点，质量不变，高度先减小后不变，因此重力势能先变小后不变，故C符合题意，D不符合题意。
故选BC。
4．2022年2月15日，在北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛中，我国运动员苏翊鸣获得金牌。如图为比赛时的情景，下列说法正确的是（ ）
A．苏翊鸣在空中旋转的过程一直处于平衡状态
B．从高处沿坡道加速下滑的过程中，苏翊鸣的动能增大
C．加速下滑时，苏翊鸣身旁的空气流速变大，压强变大
D．苏翊鸣最终落到地面，是因为他具有惯性
【答案】B
【详解】A．苏翊鸣在空中旋转的过程中受到重力和空气阻力的作用，这两个力不是平衡力，一直处于非平衡状态，故A错误；
B．从高处沿坡道加速下滑的过程中，人的质量不变，速度变大，动能增大，故B正确；
C．在流体中，流速越大的位置压强越小，所以加速下滑时，苏翊鸣身旁的空气流速变大，压强变小，故C错误；
D．苏翊鸣最终落到地面，是因为受到重力的作用，重力改变了运动员的运动状态，故D错误。
故选B。
5．如图所示，用力击打一摞棋子中的一个，该棋子飞出而上面的棋子落下，关于飞出去的棋子，下列说法正确的是（ ）
A．不受重力作用 B．由于惯性而继续向前运动
C．在空中飞行过程中动能保持不变 D．在空中飞行过程中运动状态保持不变
【答案】B
【详解】A．飞出去的棋子，依然受到地球的吸引力，即受重力作用，故A错误；
B．飞出去的棋子，由于惯性，要保持原来的运动状态，因而棋子继续向前运动，故B正确；
CD．在空中飞行过程中，棋子受到重力以及空气阻力的作用，并且这两个力不是一对平衡力，棋子受到非平衡力的作用，速度会发生改变，因而动能也会改变，运动状态也发生改变，故CD错误。
故选B。
6．人用水平方向的力推物体，使物体在粗糙程度相同的水平面上做匀速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A．人对物体的推力大于水平面对物体的摩擦力
B．若增大推力，物体所受摩擦力也将增大，物体仍做匀速直线运动
C．若撤去推力，物体的动能将保持不变
D．若撤去推力，物体在继续运动过程中所受摩擦力大小不变
【答案】D
【详解】A．用水平方向的力推在水平地面上的物体做匀速直线运动，物体处于平衡状态，则在水平方向上受的力是平衡力，摩擦力和推力的大小相等，故A错误；
BD．滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，与物体的运动速度无关，在压力和接触面粗糙程度不变时，滑动摩擦力大小不变，故B错误，D正确；
C．撤去推力后物体受到了阻力的作用慢慢停下来，速度变小，物体的动能将变小，故C错误。
故选D。
7．如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（ ）
A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小
C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小
【答案】C
【详解】舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中，质量不变，速度和高度都变大，所以其动能和重力势能都增大，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
8．图所示的是神舟十三号载人飞船返回舱返回地面时的情境。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则关于返回舱在这段时间内，下列说法正确的是（ ）
A．返回舱的动能不变 B．返回舱的重力势能不变
C．返回舱的机械能不变 D．返回舱所受重力不做功
【答案】A
【详解】A．因为返回舱是匀速运动，且质量未改变，所以返回舱的动能不变，故A正确；
B．返回舱的质量未变，但其高度在不断减小，所以返回舱的重力势能变小，故B错误；
C．机械能等于动能和势能之和，动能不变，势能减小，所以机械能减小，故C错误；
D．重力竖直向下，返回舱在重力的方向上移动了距离，所以返回舱所受重力做功，故D错误。
故选A。
题型二：机械能转换及守恒
1．粮食安全是社会稳定的压舱石，我国一直高度重视。如图，为某粮库运送粮食的传送带，在谷粒与传送带相对静止一起匀速上升的过程中、下列说法正确的是（ ）
A．谷粒处于平衡状态
B．谷粒均受到沿传送带向下的摩擦力
C．谷粒受到的支持力与谷粒的重力是一对相互作用力
D．谷粒的动能和重力势能保持不变，机械能守恒
【答案】A
【详解】A．谷粒随传送带匀速直线上升，处于平衡状态，故A正确；
B．谷粒匀速上升过程中，处于平衡状态，受到竖直向下的重力、垂直与斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力的作用，故B错误；
C．谷粒受到的支持力与谷粒的重力都作用在同一个物体上，不是一对相互作用力，故C错误；
D．谷粒匀速上升过程中，质量不变，速度不变，动能不变；高度变大，重力势能变大。机械能等于动能和势能之和，所以机械能变大，故D错误。
故选A。
2．荡秋千是中小学生喜欢的游戏，如图为荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是（ ）
A．球在B、C两点的机械能相等 B．球在A、D两点的重力势能相等
C．球从B点到O点的过程中机械能减少 D．球从O点到D点的过程中动能增加
【答案】C
【详解】A．B、C两点高度相同，小球质量相同，因而重力势能相同；但小球在B点的速度大于在C点的速度，即小球在B点的动能大于在C点的动能，所以小球在B、C两点的机械能不相等，故A错误；
B．A、D两点高度不同，A点的重力势能大于D点的重力势能，故B错误；
C．球从B点到O点的过程中，由于存在阻力，机械能减少，故C正确；
D．球从O点到D点的过程中，质量不变，速度减小，动能减小，故D错误。
故选C。
3．在北京冬奥会上苏翊鸣获得单板滑雪冠军，如图所示是他从高处加速下落时的情景，下列关于苏翊鸣说法正确的是（ ）
A．动能增加，重力势能减小 B．动能增加，重力势能增加
C．动能减小，重力势能增加 D．动能减小，重力势能减小
【答案】A
【详解】苏翊鸣从高处加速下落时，质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能增加，故A正确。
故选A。
4．（多选）对北京冬奥会的一些比赛情景的描述，下列说法正确的是（ ）
A．掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性
B．单板滑雪运动员踩在滑雪板上，减小了对雪地的压强
C．短道速滑运动员在匀速转弯过程中，运动状态不变
D．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，重力势能减小
【答案】ABD
【详解】A．掷出去的冰壶不受到手的作用力，仍能向前运动，是由于冰壶具有惯性，要保持原来的运动状态向前运动，故A正确；
B．滑雪运动员踩在滑雪板上，压力不变，与雪地的接触面积增大，所以运动员对雪地的压强减小。故B正确；
C．运动员在匀速转弯过程中，速度大小不变，但运动方向发生改变，所以运动状态在改变，故C错误；
D．跳台滑雪运动员在空中下落过程中，高度降低，质量不变，所以重力势能减小，故D正确。
故选ABD。
5．2022年2月15日，滑雪运动员苏翊鸣在北京冬奥会单板滑雪男子大跳台的项目中夺得第一名，为我国摘得第6金。大跳台的场地分为助滑区、起跳台、着陆坡和终点区域四个部分。运动员从高为50m的高台起滑，沿着助滑区滑行而下，冲上起跳台起跳，完成空翻、转体、抓板等各种技术动作后着陆，最终滑向终点区停下来。关于大跳台项目中的运动现象，下列说法中正确的是（ ）
A．站立在高台上时，运动员所受重力与台面对他的支持力是一对平衡力
B．运动员沿助滑区下滑时，他的重力势能越来越大
C．运动员从起跳台起跳腾空后，不受重力作用
D．运动员到达终点区不能立刻停下来是由于受到阻力的作用
【答案】A
【详解】A．站立在高台上时，运动员处于平衡状态，所受重力与台面对他的支持力符合二力平衡条件，二力是一对平衡力，故A正确；
B．运动员沿助滑区下滑时，其质量不变，高度不断变小，所以他的重力势能越来越小，故B错误；
C．运动员从起跳台起跳腾空后，仍然受重力的作用，故C错误；
D．运动员到达终点区不能立刻停下来是由于运动员具有惯性，仍要保持原来的运动状态，故D错误。
故选A。
6．荡秋千是一种喜闻乐见的运动，在越荡越高的欢乐中，享受的是激情与健身的欢欣。如图所示，晨光同学在荡秋千。他从A点自由出发，经过最低点B和与A点等高的C点，到达右侧最高点D返回。经测量，D点高于A点和C点。晨光同学从A到D的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．A点和D点机械能相等
B．到达B点时，受力平衡
C．在此过程中，只有机械能与内能之间相互转化
D．从A点到D点，其机械能增加
【答案】C
【详解】ACD．晨光同学在当秋千的过程中，克服重力和空气阻力做功，机械能逐渐转化为内能，机械能不断减小，故AD错误，C正确；
B．到达B点时，晨光同学没有保持静止或者匀速直线运动状态，处于非平衡状态，受力不平衡，故B错误。
故选C。
7．一辆新能源电动汽车匀速驶上斜坡的过程中（ ）
A．动能增大 B．动能减小
C．重力势能增大 D．重力势能减小
【答案】C
【详解】汽车匀速驶上斜坡的过程中，汽车的质量不变、速度不变，动能不变；汽车的质量不变、高度增大，重力势能增大，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
8．神舟13号返回舱在空中高速下降到适当位置时打开降落伞，返回舱和伞开始做减速运动，空气阻力随速度的减小而减小，下降一段高度后，开始匀速下降直到地面附近。以返回舱和伞为研究对象，下列说法不正确的是（ ）
A．减速下降过程中受力不平衡
B．减速下降过程中减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量
C．匀速下降过程中机械能减小
D．减速下降过程中重力做功的功率小于匀速下降时重力做功的功率
【答案】D
【详解】A．减速下降过程中，返回舱和伞处于非平衡状态，所以它受力不平衡，故A正确，不符合题意；
B．减速下降的过程中，要克服空气阻力做功，则减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量，故B正确，不符合题意；
C．返回舱和伞匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，但高度减小，则动能不变，重力势能减少，则机械能总量减少，故C正确，不符合题意；
D．返回舱和伞的重力大小不变，由题意可知返回舱和伞减速下降时的速度大于匀速下降时的速度，根据公式
可知，减速下降中重力做功的功率大于匀速下降中重力做功的功率，故D错误，符合题意。
故选D。
9．2022年2月北京冬奥会，中国代表团共收获9金4银2铜共15枚奖牌，金牌数和奖牌数均创历史新高。如图为高速摄影机记录的单板滑雪男子大跳台金牌得主苏翊鸣在比赛中，从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程说法正确的是（ ）
A．他从起跳到最高点的过程中，动能逐渐转化成重力势能
B．他起跳后到达最高点时，机械能最大
C．他从空中下落过程中，重力做功越来越慢
D．他从起跳到落地的整个过程中，机械能是守恒的
【答案】A
【详解】A．他从起跳到最高点的过程中，质量不变，速度逐渐变小，高度逐渐升高，动能逐渐变小，重力势能逐渐增大，动能逐渐转化成重力势能， 故A正确；
B．由于存在阻力，他起跳后到达最高点的过程中，机械能不断减小，在最高点机械能最小，故B错误；
C．他从空中下落过程中，速度越来越大，由
得，重力做功越来越快，故C错误；
D．由于存在阻力，他从起跳到落地的整个过程中，机械能不断减小，机械能不守恒，故D错误。
故选A。
10．“粽叶又飘香，颗粒正归仓。建设新时代，农民丰收忙。”如图所示，斜向上的传送带将小麦匀速运送到高处粮仓的过程中，其中1kg小麦的（ ）
A．动能不变 B．重力势能不变
C．机械能不变 D．动能与重力势能的和不变
【答案】A
【详解】A．1kg小麦的质量不变，匀速上升时速度不变，因此动能不变，故A符合题意；
B．1kg小麦的质量不变，高度变大，因此重力势能变大，故B不符合题意；
CD．物体的机械能是物体的动能和势能之和，由于小麦的动能不变，重力势能变大，因此小麦的机械能变大，动能与重力势能的和变大，故CD不符合题意。
故选A。
题型三：功、功率大小比较
1．现有甲、乙、丙三个质量不同的物体（m甲＞m乙＞m丙），在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s。如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（ ）
A．W甲＞W乙＞W丙 B．W甲＜W乙＜W丙
C．W甲＝W乙＝W丙 D．W甲＝W乙＜W丙
【答案】C
【详解】由题意得，在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s。根据得，F在三种情况下做的功为
故C正确；故ABD错误。
故选C。
2．甲、乙两辆功率相同的汽车，在相同时间内，甲汽车前进了100m，乙汽车前进了150m，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲做的功比乙少，甲的牵引力大 B．甲做的功比乙少，乙的牵引力大
C．甲、乙做的功一样多，乙的牵引力大 D．甲、乙做的功一样多，甲的牵引力大
【答案】D
【详解】AB．甲、乙两车功率相同，由W=Pt可知，在相同时间内，两车做功相同，故AB错误；
CD．因为在相同时间内，甲汽车前进了100m，乙汽车前进了150m，所以乙车速度比甲车的大；由P=Fv可知甲车的牵引力大，故C错误、D正确。
故选D。
3．北京冬奥会的成功举办，大大激发了国民参与冰雪运动的热情。某滑雪爱好者从雪坡高处的A点由静止自由滑下，经坡底的B点后，继续在水平滑道上滑行，最后停在C点。关于滑雪者的机械能，下列分析正确的是（ ）
A．在A点动能为零，重力势能最大 B．从A到B的过程中重力势能逐渐减小
C．从B到C的过程中动能逐渐增大 D．从A到C的过程中机械能不变
【答案】AB
【详解】A．A点由静止自由滑下，A点的速度为零，故滑雪者的动能为零，高度最高，故重力势能最大，故A正确；
B．从A到B的过程中，质量不变，高度越变越小，故重力势能逐渐减小，故B正确；
C．从B到C的过程中，需要克服摩擦力做功，故动能逐渐减小，故C错误；
D．由于到C点就停止了，说明在滑雪的过程中，受到了摩擦力，克服摩擦力做功，从A到C的过程中机械能转化为内能，机械能逐渐减小，机械能不守恒，故D错误。
故选AB。
4．在一次沿直杆滑降训练中，消防员从5m高处滑到离地面20cm处悬停，先后经历了a b c d四个阶段（每个阶段经历的时间相同）。整个训练过程，速度随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．消防员的重力在b阶段做功最多
B．只有b阶段，消防员处于平衡状态
C．消防员四个阶段都在克服摩擦力做功
D．a阶段，滑杆受到的摩擦力小于消防员的重力
【答案】AD
【详解】A．消防员的重力在a、b、c阶段做功，d阶段不做功，而a阶段处于匀加速过程，速度从0到v，平均速度小于v，b阶段处于匀速过程，速度为v，而c阶段处于匀减速过程，速度从v到0，平均速度小于v，由于每个阶段经历的时间相同，因此b阶段的距离最大，做功最多，故A正确；
B．b阶段处于匀速运动状态，消防员受力平衡，处于平衡状态，d阶段处于悬停状态，也是平衡状态，故B错误；
C．消防员在d阶段在没有移动距离，没有克服摩擦力做功，故C错误；
D． a阶段，消防员处于匀加速过程，消防员受到的摩擦力小于重力，滑杆受到的摩擦力与消防员受到的摩擦力为相互作用力，大小相等，即滑杆受到的摩擦力小于消防员的重力，故D正确。
故选AD。
5．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=W2 B．W1= W2 C．W1= 2W2 D．W1=4 W2
【答案】B
【详解】两个物体受到的力都是F，通过的距离都是s，根据W=Fs可以得到两个力做功相等，即W1=W2．
6．在甲、乙两图中，甲图地面粗糙、乙图地面光滑．质量分别为m，2m的两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离，则下列结论正确的是
A．甲图中F做的功小于乙图中F做的功
B．甲图中F做的功等于乙图中F做的功
C．甲图中F做的功大于乙图中F做的功
D．条件不足，无法确定甲、乙图中F做的功谁大
【答案】B
【详解】根据功的公式W=Fs，两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离，则甲图中F做的功等于乙图中F做的功，故ACD错误，B 正确为答案．
7．如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其做直线运动，在相同水平面上两次拉动木块得到的s﹣t关系图象如图乙所示。第1、2两次弹簧测力计示数分别为F1、F2；速度分别为v1、v2；如果运动时间相同，拉力所做的功分别为W1、W2下列判断正确的是（ ）
A．F1＝F2；v1＜v2；W1＜W2 B．F1＜F2；v1＜v2；W1＜W2
C．F1＞F2；v1＞v2；W1＞W2 D．F1＝F2；v1＞v2；W1＞W2
【答案】A
【详解】由图乙可知，木块两次都做匀速直线运动，同一木块放在同一水平面上，压力不变、接触面的粗糙程度不变，所以两次木块受到的滑动摩擦力相等，则两次对应的弹簧测力计示数相等，即F1＝F2；由图乙可知，相同时间内第1次木块运动的距离较小，则第1次木块的运动速度小于第2次木块的运动速度，即v1
8．甲、乙两个完全相同的物体在同一水平面上做匀速直线运动，且v甲＞v乙，若不计较空气阻力，则它们所受的拉力F甲和F乙及两拉力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系是（ ）
A．F甲＞F乙 B．F甲＜F乙 C．W甲＞W乙 D．W甲＜W乙
【答案】C
【详解】匀速直线运动处于平衡状态，拉力等于摩擦力，摩擦力大小和压力及接触面粗糙程度有关，甲乙完全相同而且在同一水平面，所以摩擦力相等，拉力相等，AB错误；甲的速度大于乙的速度，因此相等时间内甲的路程大于乙的路程，根据，拉力相等，甲的距离远甲做功多，C正确，D错误。
故选C。
9．如图物体在相同力F的作用下，分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s，力F做的功分别为W1、W2、W3，则下列说法中正确的是（ ）
A．W2=W3 B．W2＞W3 C．W1=W2 D．W1＞W3
【答案】AC
【详解】功的大小等于力与物体在力的方向上通过距离的乘积．由题意可知：拉力F相同，移动的距离s相同，所以力F做的功
W1=W2=W3=Fs
故选AC。
8．用弹簧测力计两次水平拉同一木块，使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的路程随时间变化的图像，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中木块受到的拉力为3.2N
B．木块第一次和第二次速度之比为1:2
C．木块两次受到滑动摩擦力之比为1:1
D．相同时间内拉力两次对木块做功之比为1:1
【答案】C
【详解】A．从图甲知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为3.4N，即图甲中木块受到的拉力为3.4N，故A错误；
B．从图乙可知，木块两次都做匀速直线运动，第一次10s运动路程为50m，第二次10s运动路程为25m；因为时间一定，速度与路程成正比，即木块第一次和第二次速度之比为50m:25m=2:1，故B错误；
C．两次接触面的粗糙程度相同、压力相同，摩擦力相同，即木块两次受到滑动摩擦力之比为1:1，故C正确；
D．从图乙可知，木块两次都做匀速直线运动，而做匀速直线运动的物体受平衡力作用，所以两次木块受到的拉力和摩擦力相等，因为摩擦力相同，故拉力也相同；
由B可知相同时间内的路程之比为s1:s2=2:1,根据W=Fs可得W1:W2=2:1，故D错误．
题型四：功功率大小计算
1．如图，小红在做“测量滑轮组机械效率”的实验中，得出数据：物体重力为2.6N，拉力F为1.5N，在1s内将物体迅速提升0.2m，据此实验数据，下列说法正确的是（ ）
A．拉力所做的有用功为0.3J B．绳子自由端的移动速度为0.1m/s
C．拉力所做的总功为0.6J D．提升时，物体的重力势能变小
【答案】C
【详解】A．拉力所做的有用功为
故A错误；
B．由图可知，动滑轮上的绳子为2根，则绳子自由端的移动的距离为
由可知，绳子自由端的移动速度为
故B错误；
C．拉力所做的总功为
故C正确；
D．提升时，物体质量不变，高度增加，所以提升时，物体的重力势能变大，故D错误。
故选C。
2．一校车质量为30t，车轮与地面总接触面积为0.5m2，水平匀速行驶时校车受到的阻力为重力的0.03倍，校车匀速行驶200米，问：
（1）求车对地面的压强；
（2）校车2小时内行驶了150km，问平均速度超不超过限速（限速80km/h）；
（3）整个过程牵引力做功多少？
【答案】（1）6×105Pa；（2）不超过；（3）1.8×106J
【详解】解：（1）校车质量
m=30t=3×104kg
校车的重力
校车对地面压强
（2）校车行驶的平均速度
因为75km/h小于限速80km/h，所以校车的平均速度不超过限速。
（3）水平匀速行驶时校车受到的阻力为重力的0.03倍，所以牵引力
整个过程牵引力做功
答：（1）车对地面的压强为6×105Pa；
（2）校车2小时内行驶了150km，平均速度不超过限速；
（3）整个过程牵引力做功1.8×106J。
3．课间，小冰为班级换矿泉水，他把刚抬回来的满桶矿泉水立放到水平地面上。若桶与水的总质量为16kg，桶与地面的接触面积为100cm2，课桌高为0.8m。求：
（1）立放时，这桶矿泉水对水平地面的压强是多少？
（2）小冰将这桶矿泉水匀速抬到课桌上，对这桶水做的功是多少？
【答案】（1）；（2）
【详解】解：（1）桶与水的总质量为16kg，则桶和水的总重力
因为矿泉水放在水平地面上，则地面受到的压力等于桶和水的总重力，即
则立放时，这桶矿泉水对水平地面的压强
（2）将这桶矿泉水匀速抬到课桌上，则对这桶水做的功
答：（1）立放时，这桶矿泉水对水平地面的压强是；
（2）小冰将这桶矿泉水匀速抬到课桌上，对这桶水做的功是。
4．如图甲所示，有一底面积为0.01m2，质量为3kg的正方体物块，在拉力F的作用下在水平面上做直线运动。拉力随时间变化、速度随时间变化图象分别如图乙、丙所示，已知物块在2～4s的运动距离为2m。求：
（1）物块静止时对水平面的压强；
（2）在2～4s物块受到的摩擦力；
（3）在前6s内，拉力F做的功。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）物块对水平面压力
物块对水平面的压强
（2）由图象可知物块在4～6s做匀速直线运动，摩擦力f与拉力F大小相等，即
物块运动过程压力和接触面粗糙程度不变，摩擦力不变。所以2～4s物块受到的摩擦力
（3）0～2s物块处于静止状态拉力不做功，已知物块在2～4s运动的距离，2～4s拉力F做的功
物块在4～6s内运动的距离
4～6s拉力F做的功
前6s拉力F做的功
答：（1）物块静止时对水平面的压强是；
（2）在2～4s物块受到的摩擦力是6N；
（3）在前6s内，拉力F做的功是42J。
5．(1)“遍地秀色花似锦，春风捷报凯歌旋。”2020年3月17日，伴随着武汉方舱医院的“休舱大吉"，山东援助湖北的300余名“逆行英雄”乘坐专机从武汉抵达济南，历时1小时30分钟。已知武汉至济南的航程是864km，求该专机的平均速度。
(2)图是浙江大学机器人研究团队研发的新一代“绝影”四足机器狗，其身体长度85cm，站立时高65cm，体重40kg。若它站立时每只脚与地面接触面积为50cm2，取g=10Nkg，通过计算回答：
①“绝影”机器狗站立在水平地面上，对地面的压强为多少帕？
②“绝影”机器狗负重200N爬上3m高的台阶时，对重物做了多少焦的功？
【答案】(1)160m/s；(2)①2×104Pa；②600J
【详解】解：(1)专机行驶的路程及时间
，
专机的平均速度
(2)①器狗与地面的接触面积
S=4×50cm2=200cm2=0.02m2
机器狗所受的重力
G=mg=40kg×10N/kg=400N
因为它站立在水平地面上，所以
F=G=400N
它对地面的压强
②对重物做的功
W=FS=G物h=200N×3m=600J
答：(1)该专机的平均速度为160m/s；
(2)①机器狗对地面的压强为2×104Pa；
②机器狗对重物做600J功。
6．小明的质量为50kg，每只鞋与地面接触面积为250cm2，g取10N/kg。
（1）求小明的重力大小；
（2）求小明单脚站立时对地面的压强；
（3）小明从教学楼1楼走到5楼，估算他上楼时做的功。
【答案】（1）500N；（2）；（3）6000J
【详解】(1)小明的质量，小明的重力
(2)小明单脚站立时与地面的接触面积，对地面的压强
(3)一楼到五楼的高度大约是，他上楼克服重力做的功
答：(1)小明的重力是500N；
(2)小明单脚站立时对地面的压强是；
(3) 小明从教学楼1楼走到5楼，他上楼时做的功大约是6000J。
35．“中国速度”——建设者们仅用十天就建成武汉“火神山”医院，为战胜疫情提供了强有力保障。建造医院所用的某厢式板房，其重力是1.5×104N，放在水平地面上，与地面的接触面积是20m2。如图所示的起重机滑轮组，10s内将该厢式板房匀速提高了4m。在此过程中，钢丝绳自由端的拉力功率是7.2×103W。试求∶
(1)起吊前厢式板房对地面的压强是多少？
(2)钢丝绳自由端的拉力做功是多少？
(3)钢丝绳自由端的拉力是多少？
【答案】(1)750Pa；(2)；(3)
【详解】(1)起吊前厢式板房对地面的压强
(2)钢丝绳自由端的拉力做功
(3)钢丝绳自由端的拉力
答：(1)起吊前厢式板房对地面的压强是750Pa；
(2)钢丝绳自由端的拉力做功是；
(3)钢丝绳自由端的拉力为。
1专题10 功和功率
题型一：动能和重力势能
1．2022年北京冬奥会赛场上，我国选手谷爱凌摘得自由式滑雪大跳台比赛的金牌。谷爱凌离开跳台后，从低处向高处跃起后下落，在此过程中（ ）
A．动能一直减小 B．重力势能一直减小
C．动能先减小后增大 D．重力势能先减小后增大
2．爸爸开车带着小明行驶在高速公路上，小明看到图所示的限速标志，想起了学过的“动能”的知识，也产生了一系列有关的问题。其中最有探究价值且易于探究的是（ ）
A．物体的动能与物体的形状是否有关？
B．物体的动能与它的速度有什么关系？
C．物体的动能与它的质量和速度有什么关系？
D．物体的动能与哪些因素有关？
3．（多选）如图，一只蚂蚁以大小不变的速度沿碗中虚线从A点爬到B点，此过程中蚂蚁的（ ）
A．动能先变小后不变 B．动能不变
C．重力势能先变小后不变 D．重力势能不变
4．2022年2月15日，在北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛中，我国运动员苏翊鸣获得金牌。如图为比赛时的情景，下列说法正确的是（ ）
A．苏翊鸣在空中旋转的过程一直处于平衡状态
B．从高处沿坡道加速下滑的过程中，苏翊鸣的动能增大
C．加速下滑时，苏翊鸣身旁的空气流速变大，压强变大
D．苏翊鸣最终落到地面，是因为他具有惯性
5．如图所示，用力击打一摞棋子中的一个，该棋子飞出而上面的棋子落下，关于飞出去的棋子，下列说法正确的是（ ）
A．不受重力作用 B．由于惯性而继续向前运动
C．在空中飞行过程中动能保持不变 D．在空中飞行过程中运动状态保持不变
6．人用水平方向的力推物体，使物体在粗糙程度相同的水平面上做匀速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A．人对物体的推力大于水平面对物体的摩擦力
B．若增大推力，物体所受摩擦力也将增大，物体仍做匀速直线运动
C．若撤去推力，物体的动能将保持不变
D．若撤去推力，物体在继续运动过程中所受摩擦力大小不变
7．如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（ ）
A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小
C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小
8．图所示的是神舟十三号载人飞船返回舱返回地面时的情境。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则关于返回舱在这段时间内，下列说法正确的是（ ）
A．返回舱的动能不变 B．返回舱的重力势能不变
C．返回舱的机械能不变 D．返回舱所受重力不做功
题型二：机械能转换及守恒
1．粮食安全是社会稳定的压舱石，我国一直高度重视。如图，为某粮库运送粮食的传送带，在谷粒与传送带相对静止一起匀速上升的过程中、下列说法正确的是（ ）
A．谷粒处于平衡状态
B．谷粒均受到沿传送带向下的摩擦力
C．谷粒受到的支持力与谷粒的重力是一对相互作用力
D．谷粒的动能和重力势能保持不变，机械能守恒
2．荡秋千是中小学生喜欢的游戏，如图为荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是（ ）
A．球在B、C两点的机械能相等 B．球在A、D两点的重力势能相等
C．球从B点到O点的过程中机械能减少 D．球从O点到D点的过程中动能增加
3．在北京冬奥会上苏翊鸣获得单板滑雪冠军，如图所示是他从高处加速下落时的情景，下列关于苏翊鸣说法正确的是（ ）
A．动能增加，重力势能减小 B．动能增加，重力势能增加
C．动能减小，重力势能增加 D．动能减小，重力势能减小
4．（多选）对北京冬奥会的一些比赛情景的描述，下列说法正确的是（ ）
A．掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性
B．单板滑雪运动员踩在滑雪板上，减小了对雪地的压强
C．短道速滑运动员在匀速转弯过程中，运动状态不变
D．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，重力势能减小
5．2022年2月15日，滑雪运动员苏翊鸣在北京冬奥会单板滑雪男子大跳台的项目中夺得第一名，为我国摘得第6金。大跳台的场地分为助滑区、起跳台、着陆坡和终点区域四个部分。运动员从高为50m的高台起滑，沿着助滑区滑行而下，冲上起跳台起跳，完成空翻、转体、抓板等各种技术动作后着陆，最终滑向终点区停下来。关于大跳台项目中的运动现象，下列说法中正确的是（ ）
A．站立在高台上时，运动员所受重力与台面对他的支持力是一对平衡力
B．运动员沿助滑区下滑时，他的重力势能越来越大
C．运动员从起跳台起跳腾空后，不受重力作用
D．运动员到达终点区不能立刻停下来是由于受到阻力的作用
6．荡秋千是一种喜闻乐见的运动，在越荡越高的欢乐中，享受的是激情与健身的欢欣。如图所示，晨光同学在荡秋千。他从A点自由出发，经过最低点B和与A点等高的C点，到达右侧最高点D返回。经测量，D点高于A点和C点。晨光同学从A到D的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．A点和D点机械能相等
B．到达B点时，受力平衡
C．在此过程中，只有机械能与内能之间相互转化
D．从A点到D点，其机械能增加
7．一辆新能源电动汽车匀速驶上斜坡的过程中（ ）
A．动能增大 B．动能减小
C．重力势能增大 D．重力势能减小
8．神舟13号返回舱在空中高速下降到适当位置时打开降落伞，返回舱和伞开始做减速运动，空气阻力随速度的减小而减小，下降一段高度后，开始匀速下降直到地面附近。以返回舱和伞为研究对象，下列说法不正确的是（ ）
A．减速下降过程中受力不平衡
B．减速下降过程中减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量
C．匀速下降过程中机械能减小
D．减速下降过程中重力做功的功率小于匀速下降时重力做功的功率
9．2022年2月北京冬奥会，中国代表团共收获9金4银2铜共15枚奖牌，金牌数和奖牌数均创历史新高。如图为高速摄影机记录的单板滑雪男子大跳台金牌得主苏翊鸣在比赛中，从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程说法正确的是（ ）
A．他从起跳到最高点的过程中，动能逐渐转化成重力势能
B．他起跳后到达最高点时，机械能最大
C．他从空中下落过程中，重力做功越来越慢
D．他从起跳到落地的整个过程中，机械能是守恒的
10．“粽叶又飘香，颗粒正归仓。建设新时代，农民丰收忙。”如图所示，斜向上的传送带将小麦匀速运送到高处粮仓的过程中，其中1kg小麦的（ ）
A．动能不变 B．重力势能不变
C．机械能不变 D．动能与重力势能的和不变
题型三：功、功率大小比较
1．现有甲、乙、丙三个质量不同的物体（m甲＞m乙＞m丙），在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s。如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（ ）
A．W甲＞W乙＞W丙 B．W甲＜W乙＜W丙
C．W甲＝W乙＝W丙 D．W甲＝W乙＜W丙
2．甲、乙两辆功率相同的汽车，在相同时间内，甲汽车前进了100m，乙汽车前进了150m，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲做的功比乙少，甲的牵引力大 B．甲做的功比乙少，乙的牵引力大
C．甲、乙做的功一样多，乙的牵引力大 D．甲、乙做的功一样多，甲的牵引力大
3．北京冬奥会的成功举办，大大激发了国民参与冰雪运动的热情。某滑雪爱好者从雪坡高处的A点由静止自由滑下，经坡底的B点后，继续在水平滑道上滑行，最后停在C点。关于滑雪者的机械能，下列分析正确的是（ ）
A．在A点动能为零，重力势能最大 B．从A到B的过程中重力势能逐渐减小
C．从B到C的过程中动能逐渐增大 D．从A到C的过程中机械能不变
4．在一次沿直杆滑降训练中，消防员从5m高处滑到离地面20cm处悬停，先后经历了a b c d四个阶段（每个阶段经历的时间相同）。整个训练过程，速度随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．消防员的重力在b阶段做功最多
B．只有b阶段，消防员处于平衡状态
C．消防员四个阶段都在克服摩擦力做功
D．a阶段，滑杆受到的摩擦力小于消防员的重力
5．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=W2 B．W1= W2 C．W1= 2W2 D．W1=4 W2
6．在甲、乙两图中，甲图地面粗糙、乙图地面光滑．质量分别为m，2m的两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离，则下列结论正确的是
A．甲图中F做的功小于乙图中F做的功
B．甲图中F做的功等于乙图中F做的功
C．甲图中F做的功大于乙图中F做的功
D．条件不足，无法确定甲、乙图中F做的功谁大
7．如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其做直线运动，在相同水平面上两次拉动木块得到的s﹣t关系图象如图乙所示。第1、2两次弹簧测力计示数分别为F1、F2；速度分别为v1、v2；如果运动时间相同，拉力所做的功分别为W1、W2下列判断正确的是（ ）
A．F1＝F2；v1＜v2；W1＜W2 B．F1＜F2；v1＜v2；W1＜W2
C．F1＞F2；v1＞v2；W1＞W2 D．F1＝F2；v1＞v2；W1＞W2
8．甲、乙两个完全相同的物体在同一水平面上做匀速直线运动，且v甲＞v乙，若不计较空气阻力，则它们所受的拉力F甲和F乙及两拉力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系是（ ）
A．F甲＞F乙 B．F甲＜F乙 C．W甲＞W乙 D．W甲＜W乙
9．如图物体在相同力F的作用下，分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s，力F做的功分别为W1、W2、W3，则下列说法中正确的是（ ）
A．W2=W3 B．W2＞W3 C．W1=W2 D．W1＞W3
8．用弹簧测力计两次水平拉同一木块，使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的路程随时间变化的图像，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中木块受到的拉力为3.2N
B．木块第一次和第二次速度之比为1:2
C．木块两次受到滑动摩擦力之比为1:1
D．相同时间内拉力两次对木块做功之比为1:1
题型四：功功率大小计算
1．如图，小红在做“测量滑轮组机械效率”的实验中，得出数据：物体重力为2.6N，拉力F为1.5N，在1s内将物体迅速提升0.2m，据此实验数据，下列说法正确的是（ ）
A．拉力所做的有用功为0.3J B．绳子自由端的移动速度为0.1m/s
C．拉力所做的总功为0.6J D．提升时，物体的重力势能变小
2．一校车质量为30t，车轮与地面总接触面积为0.5m2，水平匀速行驶时校车受到的阻力为重力的0.03倍，校车匀速行驶200米，问：
（1）求车对地面的压强；
（2）校车2小时内行驶了150km，问平均速度超不超过限速（限速80km/h）；
（3）整个过程牵引力做功多少？
3．课间，小冰为班级换矿泉水，他把刚抬回来的满桶矿泉水立放到水平地面上。若桶与水的总质量为16kg，桶与地面的接触面积为100cm2，课桌高为0.8m。求：
（1）立放时，这桶矿泉水对水平地面的压强是多少？
（2）小冰将这桶矿泉水匀速抬到课桌上，对这桶水做的功是多少？
4．如图甲所示，有一底面积为0.01m2，质量为3kg的正方体物块，在拉力F的作用下在水平面上做直线运动。拉力随时间变化、速度随时间变化图象分别如图乙、丙所示，已知物块在2～4s的运动距离为2m。求：
（1）物块静止时对水平面的压强；
（2）在2～4s物块受到的摩擦力；
（3）在前6s内，拉力F做的功。
5．(1)“遍地秀色花似锦，春风捷报凯歌旋。”2020年3月17日，伴随着武汉方舱医院的“休舱大吉"，山东援助湖北的300余名“逆行英雄”乘坐专机从武汉抵达济南，历时1小时30分钟。已知武汉至济南的航程是864km，求该专机的平均速度。
(2)图是浙江大学机器人研究团队研发的新一代“绝影”四足机器狗，其身体长度85cm，站立时高65cm，体重40kg。若它站立时每只脚与地面接触面积为50cm2，取g=10Nkg，通过计算回答：
①“绝影”机器狗站立在水平地面上，对地面的压强为多少帕？
②“绝影”机器狗负重200N爬上3m高的台阶时，对重物做了多少焦的功？
6．小明的质量为50kg，每只鞋与地面接触面积为250cm2，g取10N/kg。
（1）求小明的重力大小；
（2）求小明单脚站立时对地面的压强；
（3）小明从教学楼1楼走到5楼，估算他上楼时做的功。
35．“中国速度”——建设者们仅用十天就建成武汉“火神山”医院，为战胜疫情提供了强有力保障。建造医院所用的某厢式板房，其重力是1.5×104N，放在水平地面上，与地面的接触面积是20m2。如图所示的起重机滑轮组，10s内将该厢式板房匀速提高了4m。在此过程中，钢丝绳自由端的拉力功率是7.2×103W。试求∶
(1)起吊前厢式板房对地面的压强是多少？
(2)钢丝绳自由端的拉力做功是多少？
(3)钢丝绳自由端的拉力是多少？
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