2022年通用物理中考微专题-功和机械能-11-2　功与能的关系（含答案）

微专题11-2　功与能的关系

知识· 解读

功的计算公式：W=Fs；

若F不是恒力，则功的大小我们就不能用简单的公式来判断了，可以利用功能关系来解题，简单快捷。

典例· 解读

类型一：做功大小判断

例1、如图所示,光滑斜面AB>AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部,所需拉力分别为F1和F2,所做的功分别为W1和W2.则(      )

A.F1<F2, W1=W2              B.F1<F2, W1<W2

C.F1>F2, W1>W2              D.F1>F2, W1=W2

类型二：变力做功

例2、小岳岳同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m，如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做功（    ）

A.200J    B.300J     C.400J     D.500J

培优· 训练

一、选择题

A.下滑到底部时，两球动能相等              B.下滑过程中重力对两球做的功不相等

C.到达底部时，两球速度相等                D.下滑过程中，两球的机械能总量不变

2、小刚和小明分别用沿斜面向上的力F甲、F乙把同一重物匀速拉到两个斜面的顶端,若两个斜面光滑、等高,甲斜面长4m,乙斜面长5m,所做的功跟别是W甲、W乙,则下列说法正确的是(    )

A.使用甲斜面比使用乙斜面要省功       B.甲斜面的机械效率比乙斜面的机械效率高

C.拉力F甲与F乙之比为5︰4            D.两个拉力做功W甲与W乙之比为4︰5

3、一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S（如图所示），该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　）

A. W1＜W2＜W3      B. W1＜W2=W3      C. W1=W2=W3       D. W1=W2＜W3

4、如图所示，甲、乙两物体在A、B两水平桌面上做匀速直线运动，可以确定（　　）

A. 甲的速度一定小于乙的速度             B. F甲所做的功一定小于F乙所做的功

C. 甲、乙的运动状态发生改变             D. 甲受到的摩擦力一定小于乙受到的摩擦力

5、一个小孩站在船头，按图两种情况用同样大小的力拉绳，经过相同的时间t（船未碰撞），小孩所做的功W1、W2及在时间t内小孩拉绳的功率P1、P2的关系为（　）

A. W1＜W2，P1＜P2       B. W1＞W2，P1=P2     

C. W1=W2，P1=P2         D. W1＜W2，P1=P2

二、填空题

1、重60N的长方体木块在水平拉力F的作用下，沿水平地板作匀速直线运动，若F=10N，则木块与地板之间的摩擦力f=_______N，在水平地面上物块移动了5m的过程中，重力所做的功为_____J。把重物沿长5m，高3m的光滑斜面匀速拉上顶端，如图所示，拉力F=_____N，从底端到顶端过程中重力所做的功是_______J。

2、人体心脏的功能是为人体血液循环提供能量，正常人在静息状态下，心脏博动一次，能以1.6×105Pa的平均压强将70mL的血液压出心脏，送往人体各部位，每分钟人体血液循环量约为6000mL，则此时心脏的平均功率为______W，当人运动时，心脏的平均功率比静息状态增加20%，若此时心脏每搏动一次输出的血量变为80mL，而输出压强维持不变，则心脏每分钟搏动次数为______．

3、一块高20cm、宽10cm、厚5cm，质量为2kg的砖竖直地放在水平地面上，如图，将它沿竖直平面推倒，需要做功______J．（g取10N/kg）

三、计算题

1、如图所示，光滑斜面长6m、高1.5m、水平台长4m，物体质量为80kg．求：

（1）沿斜面用多大力可将物体匀速拉上去？

（2）若在平面上用120N的力可以匀速拉动物体，则把物体由底部A拉至顶端B，再拉至C点，拉力共做功多少？

2、人在A点拉着细绳通过一定滑轮吊起质量m＝50 kg的物体，如图5所示，开始时绳与水平方向夹角为60°，当人匀速拉着重物由A点沿水平方向运动s＝2 m到达B点时绳与水平方向成30°.求人对绳的拉力做了多少功？(g取10 N/Kg)

3、AB为水平面,斜面的倾角为30°,拉着一根长为L,质量为m的均匀链条PQ的P端缓慢地沿斜面往上拉动 (链条的中点在B点),初始位置如图,直至链条的Q端到达B点,AB、BC面都是光滑的,求在此过程中F对链条所做的功？

微专题11-2　功与能的关系

例1、【答案】A．

【解析】本题考查斜面的省力情况，物体做功大小的判断，关键是知道接触面光滑，摩擦力为0，使用任何机械都不省功．也可以利用斜面倾斜角度越大，越费力，来判断两次拉力的大小关系．

（1）斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有额外功，则把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，h相同，由W=Gh可知两次做的功相同，即W1=W2．

（2）根据图示可知，LBA＞LCA，而W1=W2，由W=FL可知，FBA＜FCA，即F1＜F2．

故选A．

例2、【答案】A．

【解析】此题人所施加的拉力时刻在改变，故无法利用W=Fs来计算。

此时就需转变思路，根据功能关系，不计绳重和摩擦，人所做的功全部转化为物体的重力势能，或者说，人所做的功即为人克服物体重力所做的功。物体重力G=100N，现在只需求出物体上升高度即可。

而物体上升高度等于绳端移动的距离，绳端移动的距离= -3m = 2m

即人从M处走到N处拉下绳的长度为2m，则物体上升的高度是2m。

克服物体自身重力做的功是 。

培优· 训练

一、选择题

1、 B

2、C

3、C

4、4D

A由题知，无法知道甲乙物体的速度大小关系，故A错；

B知道拉力大小，但不知在拉力方向上移动的距离，所以不能比较拉力做功大小，故B错；

C由题知，甲、乙两物体做匀速直线运动，运动状态不变，故C错；

D∵甲、乙两物体做匀速直线运动，处于平衡状态，

∴它们受到的拉力等于摩擦力，

即：f甲=F甲=4N，f乙=F乙=6N，

∴f甲＜f乙

5、A、

两种情况用同样大小的力拉绳，甲乙两幅图中左边的船移动的位移相同，但乙图中右边的船也要移动，故拉力作用点移动的距离大；

拉力的功等于拉力与作用点在拉力方向上的位移的乘积，故乙图中拉力做功多，由于时间相同，故乙图中拉力的功率大；

故选A．

二、填空题

1、 10  0   36    180

2、16，90．

解：（1）心脏每分钟做的功：W=FL=PSL=PV=1.6×105Pa×6000×10-6m3=960J，

心脏的平均功率：P== =16W．

（2）人运动时心脏的功=率：P′=P+20%P=16W+20%×16W=19.2W，

心脏每分钟做的功：W′=P′t=19.2W×60S=1152J，

根据W=FL=PSL=PV得，

V′=      = =7.2×10-3m3=7200mL，

心脏每分钟搏动次数：n = = 90（次）．

故答案为：16，90．

3、2.46J

竖直放置，重心高：10cm

推到过程中:重心升到最高点是侧面对角线。重心高：22.3（勾股定理）

w=Gh=20×(0.223-0.10)=2.46J

三、计算题

1、（1）200N  （2）1680J

2、732 J

解析 设滑轮距地面的高度为h，则

h(cot 30°－cot 60°)＝s

人由A走到B的过程中，重物G上升的高度Δh等于滑轮右侧绳子增加的长度，即

Δh＝－

人对绳子做的功为：W＝GΔh

代入数据可得：W≈732 J.

3、W=mg/2×h(总公式)

h=sin30×3L/4 

W=3mgL/16