专题8 功和能
一、选择题
1.【2017•广州卷】电梯匀速上升过程中，电梯的（ ）
A.动能保持不变 B.机械能保持不变 C.重力势能保持不变 D.动能转化为重力势能
【答案】A
【解析】动能与质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能与质量和高度有关，质量厚度越大，重力势能越大。因为电梯匀速，因此动能不变；又因为上升，所以重力势能增大，机械能是重力势能和动能之和。因此机械能增大。故选A。
考点：动能重力势能的影响因素 机械能。
2．【2017•泰安卷】2017年5月5日，C919国产打飞机在上海浦东国际机场首飞成功，标志着中国从此成为世界上能够制造大飞机的少数国家之一．当大飞机加速升空时，下列说法正确的是（ ）
A．以大飞机内的驾驶员为参照物，大飞机是运动的
B．大飞机的动能增大，机械能不变
C．大飞机机翼上方空气的流速大于机翼下方空气的流速
D．大飞机受到的重力大于升力
【答案】C
【解析】
【考点定位】动能和势能的大小变化；参照物及其选择；流体压强与流速的关系
3、【2017•自贡卷】如图所示，一名运动员投掷铅球的过程示意图．铅球在b点离手，c点是铅球运动的最高点，不计空气阻力．在a到d的整个过程中，下列说法不正确的是（ ）
A、只有在a到b的过程中，运动员对铅球做了功
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B、在b到d的过程中，铅球的机械能先增加后减少
C、在c到d的过程中，铅球的重力势能减少
D、在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化
【答案】B
考点：力是否做功的判断；动能和势能的大小变化．
4．【2017•扬州卷】扬州城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的
A．弹性势能 B．重力势能 C．体积 D．阻力
【答案】B
【解析】
物体的重力势能与物体的高度有关，物体的质量越大、高度越高，重力势能越大，所以高处的物体具有较大重力势能，故B正确为答案。
考点：重力势能和动能的转化
5．【2017•扬州卷】将一本物理书从地面捡起放到课桌上，所做的功大约是
A．0．2J B．2J
C．20J D．200J
【答案】B
【解析】
物理课本的质量约为200g，课本的重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N，所以将一本物理书从地面捡起放到课桌上，所做的功W=Gh=2N×1m=2J，故B符合题意为答案，选项ACD错误。
考点：功
6、【2017•绵阳卷】2017年4月20日19点41分在文昌航天发射场，长征七号重型运载火箭搭载天舟一号货运飞船发射升空。该型号火箭以液氧煤油为燃料，在火箭加速上升过程中
A. 液氧煤油燃烧放出的热量全部转化为火箭和天舟一号的机械能
B. 液氧煤油燃烧放出的热量全部转化为火箭和天舟一号的动能
C.天舟一号的动能和重力时能都增大
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D.天舟一号的动能转化为重力势能
【答案】C
考点：能量转化
7．【2017•杭州卷】如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的（ ）
A．重力势能减小，动能增大
B．重力势能减小，机械能减小
C．动能不变，机械能不变
D．重力势能不变，机械能减小
【答案】B
【解析】
木块在匀速下滑的过程中，速度不变，动能不变；高度减小，重力势能减小；木块在下滑过程中，受到摩擦力的作用；木块要克服摩擦力做功，机械能减少；故应选B。
【考点定位】动能和势能的大小变化
8．【2017•德阳卷】一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的路程（s）～时间（t）图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是（ ）
A．物体10s时的速度大于4s时的速度
B．0﹣6s拉力对物体所做的功大于6﹣12s拉力对物体所做的功
C．0﹣6s拉力对物体做功的功率小于6﹣12s拉力对物体做功的功率
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D．0﹣6s物体所受的拉力大于6﹣12s物体所受的拉力
【答案】B
【解析】
从图象上看，0～6s和6s～12s物体以不同的速度做匀速直线运动，而0～6s过程中通过的路程是3m，6～12s的过程中通过路程为1m，因为相同时间内通过的路程越多，速度越大，因此0～6s过程中的速度大于6～12s的过程中的速度，即4s时的速度大于10s时的速度，故A错误；从图中可以看出，0～6s过程中通过的距离为3m；6～12s的过程中通过的距离为1m；而拉力相同，由W=FS可知，0至6s内钢索拉力做的功大于6s至12s内钢索拉力做的功；故B正确；由于速度发生了改变，根据P=Fv可知，由0～6s过程中的速度大于6～12s的过程中的速度，0﹣6s拉力对物体做功的功率大于6﹣12s拉力对物体做功的功率，故C错误；因为物体做匀速直线运动，拉力等于阻力，0～6s物体所受的拉力等于6﹣12s物体所受的拉力，故D错误； 故应选B。
【考点定位】速度公式及其应用；二力平衡条件的应用；功的大小比较；功率大小的比较
9．【2017•岳阳卷】如图，小明沿水平地面推箱子，但箱子没有移动，此过程
A．小明对箱子没有做功
B．重力对箱子做了功
C．小明对箱子的推力大于地面对箱子的阻力
D. 箱子所受的重力与箱子对地面的压力是一对平衡力
【答案】A
【解析】
做功包括两个必要的条件：一是有力作用在物体上，二是物体在力的方向通过了一段距离；小明对箱子用了力且箱子在力的方向上移动了距离，所以小明做了功，故A正确；箱子在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，故B错；箱子处于静止状态，在水平方向上受力平衡，所以小明对箱子的推力等于地面对箱子的阻力，故C错；重力和压力和方向是相同的，它们不是平衡力，故D错；应选A。
【考点定位】做功的判断
10．【2017•岳阳卷】4月27日，我国的“天舟一号”飞船圆满完成飞行任务返回地球，飞船受空气阻力匀速下降过程中，它的
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A．动能增加，势能减少，内能不变
B．动能减少，势能不变，内能增加
C．动能不变，势能增加，内能减少
D．动能不变，势能减少，内能增加
【答案】D
【考点定位】机械能转化
二、填空题
1．【2017•连云港卷】如图所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以1m/s速度在水平地面上匀速运动了10m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1，若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，则W1 W2，P1 P2（选填“＞”、“＜”或“=”）．
【答案】=；＜
【解析】
由题可知，同一物体先后以不同的速度在同一水平地面上匀速运动，则物体对水平地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，因此两次物体受到的滑动摩擦力不变；又因为物体在水平地面上匀速运动，根据二力平衡条件可知，水平拉力F和滑动摩擦力f是一对平衡力，大小相等，即F1=F2=f；物体运动的距离都为10m，且F1=F2，由W=Fs可知W1=W2；因为v1＜v2，且F1=F2，由P===Fv可知，P1＜P2。
【考点定位】功的大小比较；功率大小的比较
2、【2017•舟山卷】如图所示，不计空气阻力，将排球竖直向上击出后，其运动速度越来越小，原因是排球受到的重力方向与运动方向________。而将排球向斜上方击出后，其运动速度的大小和方向都会发生变
化，原因是________；排球在上升过程中动能将________（选填“增大”或“减小”）。
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【答案】（1）相反；（2）排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上；（3）减小
【解析】
（1）将排球竖直向上击出后，其运动速度越来越小，原因是排球受到的重力方向与运动方向相反；（2）斜上方击出后，速度方向斜向上，重力方向竖直向下，由于排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上（或“成一夹角”），排球的运动速度的大小和方向都会发生变化；（3）球在上升过程中，重力势能不断增加，由于该系统中只受到重力，因此机械能守恒，势能增大，动能减小。
【考点定位】动能和势能的转化与守恒
3．【2017•烟台卷】各种形式的能在一定的条件下可以相互转化，请你仿照图中给出的两个示例，写出电能转化为机械能、化学能转化为电能、光能转化为内能的实例．
【答案】如下所示
【解析】
电风扇在工作过程中消耗电能，转化为机械能；干电池使用过程中消耗化学能，得到电能；太阳能热水器工作过程中将光能转化为内能。
【考点定位】能量的相互转化
4. 【2017•菏泽卷】2016年10月17日7点30分28秒，神舟十一号载人飞船进入太空与天宫二号交会对接。在对接过程中，地面的工作人员发出的指令通过_________________传送给载人飞船，飞船加速追赶天宫二号时，载人飞船的机械能__________________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
【答案】电磁波 增大
【解析】
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（1）地面的工作人员发出的指令通过电磁波传送给载人飞船。
（2）飞船加速追赶天宫二号时，速度增加，载人飞船的机械能增大。
考点：电磁波 机械能
5．【2017•丽水卷】2016年浙江最大抽水蓄能电站在缙云开建。其工作原理如图所示。用电低谷时（如深夜），电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电。
（1）蓄能时，水被抽到上水库中，电能转化为水的 ；
（2）发电时，若该电站上水库可用于发电的库容量为7.86×104米3，上下水库平均水位差637米。上水库中可用于发电的水流到下水库，水的重力做功为 焦。
【答案】（1）重力势能 （2）5.00682×1013
【解析】
（1）蓄能时，水被抽到上水库中，水的位置升高，重力势能增大，电能转化为水的重力势能。
（2）由发电库容量可求得，水的重力G=ρgV=1×103kg/m3×7.86×104m3×10N/kg=7.86×108N，
水的重力做功 W=Gh=7.86×108N×637m=5.00682×1011J
考点： 能量的转化
6、【2017•绍兴卷】如图为四旋翼无人机，质量为1.2千克，下方悬挂着一个质量为0.1千克的摄像机。在10秒内无人机从地面竖直上升了20米，然后边摄像边斜向上飞行了30秒，仪表盘上显示离地高度为36米。无人机前10秒对摄像机做功________焦，整个过程中，无人机对摄像机做功的功率为________瓦。
【答案】（1）20；（2）0.9
【解析】
（1）前10秒对摄像机做功W=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×20m=20J；（2）整个过程无人机对摄像机做功W=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×36m=36J，。
【考点定位】功的计算公式的应用，功率计算公式的应用
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三、作图与探究
1. 【2017•广州卷】如图15，用测力计拉动木块，使它沿同一水平路而运动。AB段，木块受水平力作用做匀速直线运动.CD段，改用另一大小不变的水平力拉动木块继续运动。两力大小如图15。
（1） 为___________N。
（2）若，AB段做的功___________________CD段做的功（选填“>”、“=”、“
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