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1、易错点05功能关系转换应用常考易错陷阱分析功能关系转换应用常考易错陷阱分析陷阱一：功的计算中距离理解不够清楚。1 .做功：在科学中，如果物体受到力的作用，并且在这个的方向通过了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。2 .功的计算:功二力X距离;若用IV表示功、F表示力、S表示物体在F方向上通过的距离,则公式可表示为：W=A。陷阱二，功和能的关系没有理解。1 .个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，所以能量和功的单位都是焦耳。2 .功的实质：做功的过程实质上就是能量转化的过程，物体做多少功就有多少能量转化为其他形式的能，所以功是能量转化多少的一种量度。例如：物体从斜面上静止滑下，物体克服
2、摩擦力做功100J,意味着有100J的能量（机械能）转化为其他形式的能量（内能）。陷阱三：功能转换关系应用方法没有掌握。1 .能量不会凭空的消失，也不会凭空的创造。增大的能量肯定有来处（肯定有其他能量转换过来），减小的能量肯定有去处（肯定有转换成其他能量2 .能量比较法：可以比较物体在两个位置所具有的能量,其中少掉的能量肯定转化成了其他形式的能量.这个其他形式的能量，往往是内能（克服空气阻力或摩擦力做功转换成内能）。例如：物体从A点静止滑下，到C点刚好静止，求BC段摩擦力大小。AB段光滑，水平的BC段粗糙，BC段长S。AB光滑，机械能没有对外转化出去，机械能守恒，能量没有损耗。比较C点与A点具
3、有的能量，发现C点比A点少了mgh的能量（重力势能），少掉的能量mgh肯定转化成了其他形式的能量，在BC段克服摩擦力做功转化为内能。即减少的能量=克服摩擦力做功转化的内能mgh=fSf=mghS【例题I（2023余杭区模拟）如图有两个完全相同的弹簧秤，分别用恒力F拉着弹簧秤使不同物A.甲、乙两图中弹簧秤示数一定相等B.甲、乙两图中两物体所受的摩擦力一定相等C.甲物体在运动过程中拉力F所做的功大于克服摩擦力所做的功D.乙物体在运动过程中拉力F所做的功等于克服重力所做的功【答案】A【解答】解：A、由题意可知：两个完全相同的弹簧秤，分别用恒力F拉着弹簧秤使不同物体按照甲、乙图示位置做匀速直线运动，弹
4、簧秤受到平衡力作用，所以两个弹簧秤示数相同，都是F,故A正确；B、物体在水平桌面上做匀速直线运动，表明该物体在受到弹簧秤的拉力和物体受到的摩擦力这一对平衡力的作用，即受到的摩擦力等于拉力，所以甲物体受到的摩擦力是F；乙物体在斜面上匀速向上运动时，物体受到沿斜面向上的拉力、沿斜面向下的摩擦力和重力沿斜面向下的分力，所以物体乙受到的摩擦力小于F,故甲图中物体所受摩擦力大于乙图，故B错误；C、由于甲图受到的摩擦力等于拉力，甲物体在运动过程中拉力F所做的功等于克服摩擦力所做的功，故C错误；D、乙图物体在斜面上运动，拉力做功等于克服物体重力做功与克服摩擦力做功之和，因而乙物体在运动过程中拉力F所做的功大
5、于克服重力所做的功，故D错误。故选：A0【例题2】如图甲乙两个轨道形状相同，有一半径为R的;圆弧槽与粗糙程度相同的水平面相连，但是甲的;圆弧是是光滑的，乙的;圆弧槽是粗糙的，现将质量为m两个完全相同的物体从斜面顶端由静止释放，在甲轨道水平面上滑行距离为Sl后静止；而在乙水平面上滑行距离为S2后静止。求：（1）乙图中物体在水平面上的摩擦力为（2）乙中物体在粗糙的筋槽上（运动这段时间内，若克服摩擦力做的功全部转化为内能并被该物体吸收。则物体上升的温度为（物体比热容为C）。【答案】（1）遮（2）gR（sf）SlCS1【解析】（1）甲中重力对物体做的功：aGR=IHgR;甲中物体在水平面上克服摩擦做的
6、功等于物体沿光滑的;半圆弧槽下滑重力做的功，4所以，GR=fsb那么：f=-,Sl水平面上物体对它的压力和接触面粗糙程度相同，那么甲和乙水平面上的摩擦力相等；即乙中物体在水平面上的摩擦力f=郃=巴史。SiS1（3）物体在圆弧的最高点具有重力势能，即Ep=mgR=fs1.在下滑至水平轨道静止的过程中，重力势能全部转化为物体的内能，则有：Q=mgR;乙中物体在粗糙的;弧槽上运动这段时间内使物体升温的能量为：Q-fs2=cmt;4mgR=cmt；slgR_史S2=Ct则物体升高的温：At二出七次。slcsI【强化1（2023秋西湖区校级期中）如图所示，两个滑梯高度相等，如果小玲分别从号直梯和号旋转滑
7、梯上端滑到地面，小玲所受重力做功分别为Wl和W2,则下列说法正确的是（）A.W1W2B.WKW2C.W1=W2D.无法比较【答案】C【解答】解：无论小玲分别从号直梯和号旋转滑梯上端滑到地面，小玲的重力不变，滑梯的高度不变，由W=Gh可知，小玲两次中重力做的功相等，故Wl=W2。故选：Co【强化2】滑雪是北京冬奥会的项目之一，里面蕴含着很多科学知识。甲乙（1）图甲的运动员保持该姿势不变沿着坡面自由下滑，速度逐渐增大，他的机械能（选填“变大”“变小”或“不变”）（2）若某段坡面的高度为H、长度为1.、粗糙程度相同，重为G的运动员保持姿势不变恰好沿该坡面自由匀速滑下，滑行的模拟图如图乙所示，则受到的
8、摩擦力方向为沿坡面选填“向下”或“向上”），受到的摩擦力大小（用题中的字母表示，忽略空气阻力）。【答案】变小（2）向上；空【解析】（1）图甲的运动员保持该姿势不变沿着坡面自由下滑，由于摩擦力的存在，因此运动员的机械能会转化为内能，即它的机械能变小。（2）当运动员自由滑下时，它受到的摩擦力与运动方向相反，即摩擦力沿坡面向上。由于运动员匀速下滑时，它的动能不变，即减小的重力势能全部转化为克服摩擦消耗的机械能；即GH=f1.;解得：f=*A组中考真题1. （2022杭州）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
9、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（）FA.W甲W乙W丙B.W甲VW乙VW丙C.W甲=W乙=W丙D.W甲=W乙VW丙【答案】C【解答】解：先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s；该力在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，三个功的大小都等于W=Fs;即W甲=W乙=W丙；故C正确；ABD错误。故选：Co2. (2022温州)如图是小明在做俯卧撑和引体向上的锻炼场景。甲乙(1)图甲中小明静止时地面对双手的支持力为Fl,图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力为F2,则FlF2(选填“大于”“小于”“等于(2)重为600牛的小明按图乙做
10、一个引体向上，需克服自身重力做功约为焦。(3)运动时，人体产热增加，散热也加快，使体温维持稳定。写出此时散热的一种方式：【答案】(1)小于；(2)420；(3)通过汗液蒸发散热。【解答】解：(1)图甲中小明静止时地面对双手的支持力为Fl,此时地面对双手的支持力和双脚的支持力的和等于小明自身的重力大小；图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力F2等于小明自身的重力，此时则FI小于F2；(2)重为60()牛的小明按图乙做一个引体向上,需克服自身重力做功W=Gh=6()0NX0.7m=420J;(3)运动时，人体产热增加，散热也加快，使体温维持稳定，此时散热的一种方式为通过汗液蒸发散热。故答案
11、为：(1)小于；(2)420；(3)通过汗液蒸发散热。3.(2021丽水)科技改变生活，某餐馆用智能送菜机器人(如图)替代人工送菜。(1)该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，用时秒；(2)若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功焦。【答案】(1)30；(2)15(X)os【解答】解：由V=三得,机器人用时:s3Omt=V=lm/s=30s；(2)完成本次送菜，牵引力做功：W=Fs=50N30m=1500J故答案为：(1)30；(2)1500o4. (2022金华)太阳能将成为全球未来供电的主要能源。某学校开展了“制作太阳能动力小车”的项目活动。小科制作的小车已经
12、完成,测定的参数如下:小车的质量为100g,车长8cm、宽6.5cm、高3cm,轮胎与地面的总接触面积为2cm2完成下列问题：(1)小车静止在水平地面时，对地面的压强为多少？(2)某次测试中，小车在阳光照射下行驶40米用时1分20秒，该次测试中小车的速度为多少？(3)测试中，小车以最快速度0.8ms在水平地面上匀速直线行驶，若受到的阻力为重力的0.1倍，此时小车的功率为多少瓦？【答案】见试题解答内容【解答】解：小车的重力：G=mg=10010-3kgIONZkg=IN,小车对水平地面的压力：F=G=IN,则小车对地面的压强：P=G=2104m2=5000Pa;（2）测试过程中小车行驶的时间：t
13、=Imin20s=80s,s40In则该次测试中小车的速度：V=t=80s=0.5ms;（3）小车受到的阻力：f=0.1G=0.1XlN=0.1N,因为小车在水平地面上匀速直线运动，所以小车的牵引力：F=f=0.1N,此I三则此时小车的功率：P=T=Fv=O.lN0.8ms=0.08Wo答：（1）小车静止在水平地面时，对地面的压强为5000Pa;（2）该次测试中小车的速度为0.5ms;（3）此时小车的功率为0.08W。5. （2021杭州）如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧
14、圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、ho（忽略空气阻力）（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为（2）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为n,则物体到达B点时温度升高了。（物体比热容用C表示）（3）C点距离水平面的高度为.【答案】（l）mgH（2）（Hf）g（3）2h-H【解析】解：(1)质量为m的物体的重力为：G=mg,物体从A点滑到水平面时，重力所做的功：W=GH=mgH,(2)A、B两点距离水平面的高度分别为H、h,物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能(重力势能的减少量)为：E=Gh=mg(H-h),机械能转化为物体内能的效率为小则物体
15、增加的内能(吸收的热量)：Q吸=4Ef)=mg(H-h),由Q吸=CmAt可知，物体到达B点时温度升高了：A1.%=mg(Hj)q=g史;cmcmc(3)再次滑下的过程，水平面的粗糙程度不变，长度也不变，即物体克服摩擦力做的功不变，即损失的机械能不变,所以达到C点时物体的机械能(此时只有重力势能)：Ec=EB-AE=mghmg(Hh)=mg(2h-H),由W=Gh可得，C点距离水平面的高度为：hc=耳=S=rn竺型=2h-H.GGrng故答案为：(1)mgH;(2)幽2处；(3)2h-HoCB组最新模拟题1. (2023杭州一模)小金用水平拉力F将一物体在草地上匀速移动了一段距离，所做的功为W
16、l,后用同样大小的水平拉力F将该物体在水泥地上加速移动了同样的距离,所做的功为W2,则()H-SlH-SlFJ一厂一；FJ厂IIII草地水泥地A.W1=W2B.W1W2D.无法比较【答案】A【解答】解：沿草地和水泥地面移动的距离S相同，拉力F大小相同，根据功的公式W=FS可知，两次拉力做功一样多，所以A正确。故选：Ao2. (2023萧山区模拟)如图1,一物体放在水平地面上，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示,物体相应的速度V随时间t的变化关系如图3所示。则下列说法正确的是()A.物体在O-2s时，只受到一对平衡力的作用B.物体在26s时，受到的摩擦力为3NC.物体在6-8s内
17、，克服摩擦力所做的功是18JD.t=7s时，拉力F对物体做功的功率是6W【答案】D【解答】解：A、由图3可知，物体在O-2s时静止，由力的平衡条件可知，此时物体在竖直方向上受到的重力和支持力是对平衡力，在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡条件，因此此时物体受到两对平衡力作用，故A错误；C、由图3可知，物体在6-8s内物体做匀速直线运动，速度v=3ms,由v=7可知，此时物体移动的距离：S=Vt=3msX（8s-6s）=6m,由图2可知此时物体受到的拉力F=2N,由二力平衡条件可知,物体受到的滑动摩擦力:f=F=2N,则物体在6-8s内，克服摩擦力所做的功：W=fs=2N6m=12J,故C错
18、误；B、由图3可知，物体在2-6s时物体做加速运动，此时物体受到的摩擦为滑动摩擦，此时物体对地面的压力和接触面的粗糙程度没有发生变化，由滑动摩擦力影响因素可知，此时物体受到的摩擦力不变，仍为2N,故B错误；D、由图3可知，t=7s时物体的运动速度v=3ms,由图2可知此时物体受到的拉力F=2N,则拉1 Fs力F对物体做功的功率：P=T=T=Fv=2N3ms=6W,故D正确。故选：D03. （2023竦州市模拟）将一个篮球竖直向上抛出，篮球上升至最高点后竖直下落，空气阻力随速度增大而增大。下列能描述篮球下落过程中所受重力做功的功率随时间变化的图像是（）【答案】D【解答】解：功率是表示做功快慢的物
19、理量，篮球在下落过程中，重力大小不变，速度变快，空气一二Ch阻力随速度增大而增大，所以篮球速度的增加量逐渐变小，由P=三=T=GV可知，重力做功的功率也是逐渐增多，随着篮球速度的增加量逐渐变小，功率的增加量逐渐变小，所以D图符合题J.“昂O故选：D。4. （2023杭州模拟）如图甲所示，同一木块放在同一水平面上，先后两次沿水平方向拉动木块使其做匀速直线运动。两次拉动木块的S-t图像分别是图乙中的图线。则下列物理量相等的是A.木块前后两次所受的摩擦力B.木块前后两次运动的速度C.前后两次在相同时间内拉力所做的功D.前后两次拉力的功率【解答】解：A、两次拉动同一木块在同一水平面上运动，由于木块对水
20、平面的压力大小不变，接触面的粗糙程度不变，所以木块受到的摩擦力不变，即fl=f2,故A符合题意；B、由S-t图像可知，相同时间内第次木块运动的路程大，由V=；可知，第次木块运动的速度较大，即vlv2,故B不符合题意；C、木块两次都做匀速直线运动，拉力和滑动摩擦力都是一对平衡力，所以两次木块受到的拉力和摩擦力大小相等，则两次木块受到的拉力相等，即F1=F2;由图乙可知，相同时间内第1次通过的路程大于第2次通过的路程，即sls2;由公式W=FS可知，拉力所做的功的关系为：W1W2,故C不符合题意；D、因F1=F2,vlv2,则根据P=?=?=FV可知前后两次拉力的功率PlP2,故D不符合题意。故选
21、：Ao5. （2023杭州模拟）世界最长悬挑玻璃廊桥一一重庆云端廊桥于2015年5月1日建成，廊桥的地面和护栏全部采用三层钢化夹胶超白玻璃，游客在上面犹如“凌空悬浮”一般。请回答：（1）一块厚度为0.01米、面积为1水2的该玻璃质量为25千克，则这种玻璃的密度是kg/m3；（2）每平方米该玻璃承重高达9104牛，则这种玻璃可承受的最大压强是多少帕？（3）建成仪式时，在廊桥上进行了跳伞表演，若跳伞者的质量为65千克，则跳伞者降落到距离廊桥700米的地面，重力做功多少焦？【解答】解：（1）V=Sh=Im2X0.0Im=O.01m3,这种玻璃的密度P=就*=2.5X103kgm3,（2）这种玻璃可承
22、受的最大压强P=W=与塔=9X104Pa,（3）跳伞者的G=mlg=65kgX10NXg=650N,重力做功W=Gh=650N700m=4.55105Jo答：2.5103；（2）这种玻璃可承受的最大压强是9X104Pa,（3）重力做功为4.55X105J。6. （2023杭州模拟）寒假里小金玩了一回极速滑雪（如图甲），其简化为模型如图乙所示。设小金及坐垫的质量分别M和m,他从轨道A点由静止向下滑行，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H和h,B、C两点处于同一高度。甲乙（1）小金由A点到达B点时，自身重力做功大小为,小金的机械能（选填“守恒”或“不守恒”（2）若小金最终在C点停下来,则在整个过
23、程中，小金到达C点时坐垫温度升高了（坐垫的比热容用C表示，不考虑热量散失）【答案】（I）Mg（H-h）;不守恒（2）h）Dcm【解析】（1）根据图片可知，A、B两点的高度差为：H-h,则小金从A到B时，自身重力做功:W=mg（H-h）o由于摩擦，小金的机械能会部分转化为内能，即机械能不守恒。（2）在整个过程中，小金损失的机械能为W=（M+m）g（H-h）；坐垫吸收的热量为Q=cmt;在整个过程中，损失的重力势能等于转化成的内能，即W=Q;（Mm）g（H-h）=cmt;解得：At=(M+m)g(Hf)cm7. （2023宁波模拟）如图所示，AB段是光滑圆弧面，BC段是长度为S的粗糙水平面，质量为
24、m的物体从高为h的A点由静止下滑，到达C点静止，整个过程，不计空气阻力。物体在A滑到B的过程中，重力做的功是。物体在BC段所受的摩擦力为（用上述字母表示）。物体从A点滑到C点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为小则物体到达C点时温度升高了（物体的比热用C表示）。RC【答案】mgh；喑拶【解析】（1）物体在A滑到B的过程中，重力做的功是W=Fs=Gh=mgh;（2）当物体滑动到C点时，它重力做的功全部转化为克服摩擦做的功，因此物体在BC段所受的摩擦力：f=吆=旭；SS（3）损失的机械能转化为物体内能的效率为n，即Q吸二W摩擦；cmt=mgh；解得:t=誓。8. （2022萧山模拟）如图所
25、示，一段粗糙程度相同的水平面和一个光滑的圆弧槽在B点处相连，质量为m的物体，以一定的速度从A点出发，最高到达离水平面高度为h的C点，然后下滑，经B点后停在D点，D点恰为AB的中点。（息略空气阻力）ADR（1）物体从A点到B点的过程中，受到的摩擦力方向是水平向0（2）物体从B点到C点的过程中，能量转化的情况是o（3）物体从A点出发到停在D点的过程中，克服摩擦力做功的大小是（用题目提供的字母符号表示），【答案】（1）左（2）动能转换为重力势能（3）3mgh【解析】（1）A点到B点的过程中，相对于地面运动方向向右，故摩擦力方向向左；（2）物体从B点到C点的过程中，物体被提高，故能量转化的情况是动能转
26、换为重力势能；（3）在最高点C时，其速度为0,由C-D的远动状态可知，Wcd=mgh,从整段分析，受到滑动摩擦力的路径为AD,DB,BD,故克服摩擦力做功的大小是3mgho9.（2022杭州模拟）如图，一个重为G的物体在大小不变的力F作用下先后经过粗糙程度相同的水平面和斜面，斜面倾角为仇其中AB和CD段距离均为1.。（1）物体在CD段运动时，物体所受重力的方向是o（2）物体通过AB和CD段时，克服摩擦力做功分别为Wl和W2,则WlW2（选填“”、“（3）f=F-sin【解析】（1）物体在CD段运动时，物体所受重力的方向是竖直向下的。（2）根据图片可知，AB段物体对接触面的压力等于重力，而CD段对接触面的压力小于重力，那么受到的摩擦力fABfCD根据W=fs可知，克服摩擦做功WABWCD.（3）在斜面上做的总功：W总二F1.;在斜面上做的有用功W有=Gh=GX1.XSin300；在斜面上做的额外功：W额=f1.；根据W总=W有+W额得到：F1.=GX1.sin30o+f1.;解得：f=F-sin30oGo
