2019-2020學(xué)年高中物理 第1章 功和功率 第2節(jié) 功和能學(xué)案 魯科版必修2

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1、第2節(jié)　功和能 　1.知道機(jī)械功的原理，理解使用任何機(jī)械都不能省功．　2.知道能量的定義，知道對應(yīng)于不同的運(yùn)動(dòng)形式具有不同的能量．　3.理解功是能量轉(zhuǎn)化的量度，會(huì)用能量的觀點(diǎn)分析和解決問題． [學(xué)生用書P5] 一、機(jī)械功的原理 1．內(nèi)容：使用任何機(jī)械時(shí)，動(dòng)力對機(jī)械所做的功總是等于機(jī)械克服阻力所做的功． 2．表達(dá)式：W動(dòng)＝W阻＝W有用＋W額外或?qū)懗蒞輸入＝W輸出＋W損失． 3．結(jié)論：功的原理是機(jī)械的基本原理，是機(jī)械做功所遵循的基本規(guī)律．實(shí)際上，使用任何機(jī)械都不能省功，反而費(fèi)功． 1．(1)如果考慮摩擦和機(jī)械自身的重力，功的原理就不適用了．(　　) (2)實(shí)際上，使用任何幾何

2、機(jī)械都不能省功．(　　) (3)使用任何機(jī)械都不能既省力同時(shí)又省距離．(　　) 提示：(1)×　(2)√　(3)√ 二、做功和能的轉(zhuǎn)化 1．能的概念：如果一個(gè)物體能夠?qū)e的物體做功，我們就說這個(gè)物體具有能量． 2．功和能之間的關(guān)系：做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程．做了多少功，就表示有多少能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式．因此，功是能量轉(zhuǎn)化的量度． 3．機(jī)械做功的本質(zhì)：做功的機(jī)械是傳遞能量、實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的裝置．機(jī)械做功，只能將能量從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者將一種形式的能量轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量． 2．(1)能夠做功的物體具有能量．(　　) (2)機(jī)械能夠?qū)ν庾龉κ且驗(yàn)闄C(jī)械能夠

3、產(chǎn)生能量．(　　) (3)能量的轉(zhuǎn)化并不一定需要做功來完成．(　　) 提示：(1)√　(2)×　(3)× 　機(jī)械功原理的理解及應(yīng)用[學(xué)生用書P6] 1．對功的原理表達(dá)式的理解 (1)不使用機(jī)械時(shí)：W輸入＝W輸出(或W動(dòng)＝W阻)． (2)使用機(jī)械時(shí)：W動(dòng)＝W阻＝W有用＋W額外(或W輸入＝W輸出＋W損失)． (3)功的意義 ①W動(dòng)＝W總表示動(dòng)力對機(jī)械做的功； ②W阻表示機(jī)械克服所有阻力做的功； ③W有用＝W輸出表示機(jī)械克服有用阻力做的功； ④W額外＝W損失表示機(jī)械克服額外阻力做的功． 2．“不省功”的理解 (1)等于(即理想機(jī)械)，是指使用機(jī)械做的功與不使用機(jī)械而直接

4、用手所做的功是相等的． (2)大于，即費(fèi)功(即非理想機(jī)械)，是指使用機(jī)械做的功比不使用機(jī)械而直接用手所做的功多． 3．機(jī)械在生活中的應(yīng)用 (1)省力機(jī)械：千斤頂、螺絲刀、斜面、鉗子、扳手、開瓶器等． (2)省位移的機(jī)械：自行車、理發(fā)剪、筷子、魚竿等． (3)不省力也不省位移，只改變工作方式的機(jī)械：定滑輪、等臂杠桿等． 命題視角1　機(jī)械功原理的理解 　(多選)對于機(jī)械做功，下列說法中正確是(　　) A．使用機(jī)械時(shí)，輸入功可以大于、小于或等于機(jī)械克服阻力做的功 B．使用機(jī)械時(shí)，輸入功一定不能小于輸出功 C．使用機(jī)械時(shí)，動(dòng)力對機(jī)械做的功一定不能小于輸出功 D．使用機(jī)械時(shí)，動(dòng)力

5、對機(jī)械做的功等于機(jī)械輸出功和損失功之和 [解析]　根據(jù)功的原理，動(dòng)力對機(jī)械做的功即輸入功等于機(jī)械克服阻力所做的功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；而機(jī)械克服阻力所做的功包括輸出功和損失功兩部分，所以動(dòng)力對機(jī)械做的功等于輸出功和損失功之和，且一定不小于輸出功，選項(xiàng)B、C、D正確． [答案]　BCD 命題視角2　機(jī)械功原理的應(yīng)用 　如圖所示，甲、乙、丙三位建筑工人用三種不同的方法把水泥從一樓運(yùn)到三樓，根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)分析，這三種方法中： (1)所做的有用功分別是多少？ (2)哪種方法所做的總功最多，是多少？哪種方法所做的總功最少，是多少？ [解題探究]　(1)題目中三種不同方法的目的是什么？ (2

6、)三種方法中有用阻力和無用阻力分別是什么力？ [解析]　(1)甲、乙、丙三位工人都是將重為400 N的水泥從一樓運(yùn)到三樓，有用阻力相同，都為水泥的重力，故三人所做的有用功都為W有用＝G水泥h＝400×6 J＝2 400 J. (2)工人甲做的總功為 W甲＝(G水泥＋G桶＋G人)h＝(400＋20＋400)×6 J＝4 920 J 工人乙做的總功為 W乙＝(G水泥＋G桶＋G滑輪)h＝(400＋20＋10)×6 J＝2 580 J 工人丙做的總功為 W丙＝(G水泥＋G口袋＋G滑輪)h＝(400＋5＋10)×6 J＝2 490 J 可見，工人甲做的總功最多，為4 920 J，工人丙做

7、的總功最少，為2 490 J. 答案：(1)甲、乙、丙所做的有用功都為2 400 J (2)甲做的總功最多，4 920 J　丙做的總功最少，2 490 J 應(yīng)用功的原理分析實(shí)際問題時(shí)，要注意區(qū)分總功W總、有用功W有用和額外功W額，明確三個(gè)功對應(yīng)的力分別是什么力、力的大小以及對應(yīng)的位移的大小及方向關(guān)系，然后利用求功的公式進(jìn)行計(jì)算即可．　 【通關(guān)練習(xí)】 1．利用斜面把100 N的貨物勻速推到高處，如果貨物所受的摩擦力為8 N，且已知斜面高為3 m，傾角為37°，其他阻力不計(jì)，求： (1)克服重力所做的功和克服摩擦力所做的功； (2)推力F的大小及F所做的功． [解析]　對物體

8、受力分析如圖． (1)克服重力所做的功 WG＝Gh＝100×3 J＝300 J 克服摩擦阻力所做的功 Wf＝f·l＝f·＝8×5 J＝40 J. (2)F＝Gsin 37°＋f＝100×0.6 N＋8 N＝68 N 根據(jù)機(jī)械功的原理，推力F所做的功應(yīng)當(dāng)?shù)扔赪G＋Wf，所以推力F所做的功WF＝300 J＋40 J＝340 J. [答案]　(1)300 J　40 J　(2)68 N　340 J 2．如圖所示，小車與貨物的質(zhì)量為50 kg，沿踏板將其勻速推上汽車，設(shè)車廂離地面高度為1 m，踏板的長度為4 m．若人沿踏板推小車的力為150 N且存在摩擦阻力，求(g取10 m/s2)

9、： (1)在此過程中，人做了多少功？ (2)在此過程中，人做的有用功與額外功分別是多少？ (3)小車與踏板的摩擦力約為多少？ 解析：(1)W總＝Fs＝150×4 J＝600 J. (2)W有用＝Gh＝mgh＝50×10×1 J＝500 J W額外＝W總－W有用＝600 J－500 J＝100 J. (3)由W額外＝fs得f＝＝ N＝25 N. 答案：(1)600 J　(2)500 J　100 J　(3)25 N 　對做功和能量轉(zhuǎn)化關(guān)系理解[學(xué)生用書P7] 1．功與能的區(qū)別 (1)能量是表征物體具有做功本領(lǐng)的物理量，是狀態(tài)量． (2)功描述了力的作用效果在空間上的累積

10、，反映了物體受力并運(yùn)動(dòng)的效果，是過程量． 2．功能關(guān)系框圖 3．對功能關(guān)系的理解 (1)做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，能量轉(zhuǎn)化的過程也就是做功的過程． (2)做功與能量轉(zhuǎn)化的數(shù)值相等，即做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化．因此可以用做功的多少來量度能量轉(zhuǎn)化的多少，反之，也可用能量轉(zhuǎn)化的多少來計(jì)算做功的多少． 命題視角1　功和能的聯(lián)系與區(qū)別 　下列有關(guān)功和能量的說法中，正確的是(　　) A．功有正負(fù)，說明功是矢量 B．功的大小可以定量一個(gè)物體的能量大小 C．功就是能量，功和能量可以相互轉(zhuǎn)化 D．功是能量轉(zhuǎn)化的量度 [解析]　功是標(biāo)量，功的正負(fù)表示做功的力的作用效果，既

11、不表示大小也不表示方向，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；功和能是兩個(gè)不同的物理量，功是過程量，做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，做了多少功就表示有多少能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，因此功是能量轉(zhuǎn)化的量度，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確；做功越多，表示能量轉(zhuǎn)化就越多，并不表示物體的能量大，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤． [答案]　D 命題視角2　功能關(guān)系的應(yīng)用 　如圖所示，在水平面上將一質(zhì)量為2 kg的木塊靠在輕質(zhì)彈簧上(不拴接)，壓縮后松手，彈簧將木塊彈開，木塊向前滑動(dòng)了2 m后停了下來，已知木塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.15，g取10 m/s2，試分析： (1)這一過程中的能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？ (2)這一過程中內(nèi)能

12、變化了多少？ [解題探究]　(1)這一過程中有哪些力做功？正功還是負(fù)功？ (2)這一過程中力做功與能量轉(zhuǎn)化關(guān)系怎樣？ [解析]　(1)壓縮后的彈簧具有彈性勢能，松手后，彈簧恢復(fù)原長前，彈簧對木塊做正功，將彈性勢能轉(zhuǎn)化為木塊的動(dòng)能和由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能；彈簧恢復(fù)原長后，木塊運(yùn)動(dòng)過程中受到水平面的滑動(dòng)摩擦力作用，滑動(dòng)摩擦力對木塊做負(fù)功，將木塊的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能． (2)根據(jù)功和能的關(guān)系知，木塊內(nèi)能的增加量為 ΔE＝－Wf 又Wf＝－μmgs＝－0.15×2×10×2 J＝－6 J 故ΔE＝6 J，即這一過程中內(nèi)能增加了6 J. [答案]　(1)見解析　(2)內(nèi)能增加了6 J 在計(jì)

13、算物體的能量轉(zhuǎn)化時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)做功的多少總等于能量轉(zhuǎn)化的多少來求解．分析這類問題要注意兩個(gè)方面： (1)明確是外界對物體做功還是物體對外界做功； (2)明確哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化．　 [隨堂檢測][學(xué)生用書P8] 1．關(guān)于功的原理，下列說法中正確的是(　　) A．使用水壓機(jī)，可以用較小的力得到較大的力，所以水壓機(jī)不遵循功的原理 B．如果機(jī)械所做的功大于直接用手做的功，這種機(jī)械不遵循功的原理 C．如果一種機(jī)械省力，另一種機(jī)械省距離，把這兩種機(jī)械組合起來的裝置可以既省力，又省距離，所以復(fù)雜的機(jī)械不遵循功的原理 D．根據(jù)功的原理，使用任何機(jī)械都不能既省力又省距離 解析：選

14、D.任何機(jī)械都遵循功的原理，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確；復(fù)雜機(jī)械是簡單機(jī)械的組合，同樣遵循功的原理，選項(xiàng)C錯(cuò)誤． 2．關(guān)于功和能的關(guān)系，下列說法中正確的是(　　) A．功和能的單位相同，意義也完全相同 B．外力對物體不做功，這個(gè)物體就沒有能量 C．做功越多，物體具有的能量就越大 D．能量轉(zhuǎn)化的多少可以用功來量度 解析：選D.一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?不論它是否做了功)，就說這個(gè)物體具有能量．能量是由物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定的狀態(tài)量，功是力在發(fā)生位移過程中積累的結(jié)果，是一個(gè)過程量．功和能雖有相同的單位，但它們的意義截然不同，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化，做功多，即轉(zhuǎn)

15、化的能量多，但物體具有的能量并不一定大．綜上所述，本題的正確選項(xiàng)是D. 3．盤山公路總是筑得盤旋曲折，因?yàn)?　　) A．盤山公路盤旋曲折會(huì)延長爬坡的距離，根據(jù)斜面的原理，斜面越長越省功 B．盤山公路盤旋曲折顯得雄偉壯觀 C．盤山公路盤旋曲折會(huì)延長爬坡長度，斜面的原理告訴我們，高度一定，斜面越長越省力 D．盤山公路盤旋曲折是為了既省力又省功 解析：選C.盤山公路盤旋曲折會(huì)延長爬坡長度，高度一定時(shí)，則坡面的傾角變小，重力沿斜面方向的分力等于mgsin θ，該分力減小，從而減小上坡的阻力，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)功的原理可知，任何機(jī)械都不會(huì)省功，故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤． 4．(多選)如

16、圖所示為撐桿跳高運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)階段：助跑、撐桿起跳、越橫桿．下面定性地說明在這幾個(gè)階段中能量的轉(zhuǎn)化情況，其中正確的是(　　) A．運(yùn)動(dòng)員助跑階段，身體中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人和桿的動(dòng)能 B．起跳階段，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能和身體中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人的重力勢能和動(dòng)能，使人體升高 C．起跳階段，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能和身體中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人的重力勢能、動(dòng)能和桿的彈性勢能，使人體升高 D．運(yùn)動(dòng)員上升越過橫桿后，運(yùn)動(dòng)員的重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 解析：選ACD.助跑階段，人做功將自身化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人和桿的動(dòng)能，故A正確；起跳階段，人的動(dòng)能和化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人的重力勢能、桿的彈性勢能和人的動(dòng)能，故B錯(cuò)誤，C正確；越過桿后，通過重力做

17、功，人的重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故D正確． 5. 如圖所示，用滑輪組提升一質(zhì)量m＝20 kg的物體，物體勻速升高h(yuǎn)＝3 m．(g取10 m/s2) (1)若不計(jì)滑輪的質(zhì)量、繩子的質(zhì)量和一切摩擦，則力F做多少功？ (2)若不計(jì)一切摩擦和繩子的重力，而下端滑輪的質(zhì)量m0＝1 kg，則力F做的功W功、力F做的有用功W有用和額外功W額外分別為多少？ 解析：(1)法一：利用功的表達(dá)式計(jì)算，不計(jì)滑輪和繩子的質(zhì)量及摩擦?xí)rF＝mg，F(xiàn)作用點(diǎn)的位移s＝3h，則力F做的功 W＝Fs＝mg·3h＝mgh＝20×10×3 J＝600 J. 法二：因物體勻速運(yùn)動(dòng)，利用功的原理，W＝mgh＝600 J.

18、(2)若考慮下端滑輪的重力，則F＝(m0＋m)g，F(xiàn)作用點(diǎn)位移s＝3h則力F做的功為W功＝Fs＝(m0＋m)g·3h＝630 J 其中有用功為提升重物所做的功W有用＝mgh＝600 J 額外功是克服滑輪重力所做的功W額外＝m0gh＝30 J. 答案：(1)600 J　(2)630 J　600 J　30 J [課時(shí)作業(yè)][學(xué)生用書P95(單獨(dú)成冊)] 一、單項(xiàng)選擇題 1．使用機(jī)械時(shí)，下列說法中正確的是(　　) A．一定能省力 B．一定能省位移 C．一定能改變力的方向 D．一定不能省功 解析：選D.根據(jù)功的原理，使用機(jī)械可以省力，也可以省位移，但不能同時(shí)省力和位移，即使用任何

19、機(jī)械都不能省功． 2．下列說法中正確的是(　　) A．用水桶從井中提水的時(shí)候，對桶做的功是有用功 B．用水桶從井中提水的時(shí)候，對水做的功是總功 C．桶掉到井里，從井里把桶撈上來的時(shí)候，對桶做的功是有用功 D．桶掉到井里，從井里把桶撈上來的時(shí)候，桶里帶了一些水，對桶和水做的功是有用功 解析：選C.用水桶從井中提水的時(shí)候，其目的是要將水從井中提出，對水所做的功是有用功，對水桶所做的功是額外功，對水和水桶所做的功是總功，故A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)．水桶掉到井里，要將水桶撈上來，對水桶所做的功是有用功，對水所做的功是額外功，故C項(xiàng)對，D項(xiàng)錯(cuò)． 3．關(guān)于功和能，下列說法中正確的是(　　) A．功可

20、以轉(zhuǎn)化為能，能可以轉(zhuǎn)化為功 B．做了多少功，就一定有多少能發(fā)生了轉(zhuǎn)化 C．能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式時(shí)，可以不通過做功這一過程 D．人在平地上步行時(shí)，沒有做功，但消耗了能量 解析：選B.功和能是兩個(gè)不同的物理量，功為過程量，能是一個(gè)狀態(tài)量，做功的過程是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過程，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確．能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式時(shí)，必須通過做功來實(shí)現(xiàn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．人在走路時(shí)重心有時(shí)上升，有時(shí)下降，人也要克服重力和阻力(包括空氣阻力、關(guān)節(jié)間的摩擦等)做功，同時(shí)消耗能量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 4．同一個(gè)物體，重力為G，分別沿光滑斜面由B、C勻速提升到A.如圖所示，若沿斜面的拉力分別為FB、FC

21、.各個(gè)過程中拉力做功分別為WB、WC.則它們的大小關(guān)系正確的是(　　) A．WB>WC　FBWC　FB＝FC D．WB＝WC　FB＝FC 解析：選B.根據(jù)功的原理可知，任何機(jī)械均不省功，則WB＝WC.由斜面的特點(diǎn)F＝ G知，F(xiàn)B

22、有100 J的體內(nèi)化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了動(dòng)能；運(yùn)動(dòng)員在踢球過程中，不僅對足球做了功，由于劇烈運(yùn)動(dòng)還有一部分自身能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能散失，因此，踢球過程中運(yùn)動(dòng)員消耗的體能大于100 J，選項(xiàng)B正確，其他選項(xiàng)均錯(cuò)誤． 6．一質(zhì)量均勻且不可伸長的繩索，重力為G，A，B兩端固定在天花板上，如圖所示．今在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力將繩索緩慢拉至D點(diǎn)，在此過程中，繩索AB的重心位置(　　) A．逐漸升高 B．逐漸降低 C．先降低后升高 D．始終不變 解析：選A.物體的重心不一定在物體上，對于一些不規(guī)則物體要確定重心是比較困難的．本題繩子的重心是不容易標(biāo)出的，因此，要確定重心的變化只有通過別的途徑．當(dāng)用

23、力將繩上點(diǎn)C拉到D，外力在不斷的做功，而物體的動(dòng)能不增加，因此外力做的功必定轉(zhuǎn)化為物體的重力勢能．重力勢能增加了，則說明了物體的重心升高了．外力在不斷地做功，重心就會(huì)不斷地升高．選項(xiàng)A正確． 二、多項(xiàng)選項(xiàng)題 7．舉重運(yùn)動(dòng)員把重800 N的杠鈴舉高2 m，下列說法正確的是(　　) A．人體內(nèi)有1 600 J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為杠鈴的勢能 B．人體內(nèi)消耗的化學(xué)能大于1 600 J C．人對杠鈴做的功大于1 600 J D．人克服杠鈴重力做的功等于1 600 J 解析：選ABD.在人把杠鈴舉高的過程中，人體內(nèi)消耗的能量一部分轉(zhuǎn)化為杠鈴的勢能，另有一部分因肌肉的收縮關(guān)節(jié)內(nèi)的摩擦等而消耗，所以人

24、體內(nèi)消耗的化學(xué)能大于1 600 J，B正確；人把杠鈴舉高2 m，克服重力做功1 600 J，杠鈴的重力勢能增加1 600 J，也就有1 600 J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為杠鈴的勢能，A、D正確． 8．下面關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說法中，正確的是(　　) A．節(jié)日里點(diǎn)燃的“沖天爆竹”騰空而起，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程 B．將一杯熱水倒入一盆冷水中，冷水和熱水溫度最終變成一樣，這一過程是熱水的內(nèi)能轉(zhuǎn)移給冷水的過程 C．冬日，人們在太陽光下曬太陽取暖，是太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程 D．在爐子上放一壺水，將水加熱到50 ℃是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程 解析：選AB.“沖天爆竹”是由火藥燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為爆竹的機(jī)械

25、能而飛上天的；冷水和熱水溫度最終變成一樣是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移；曬太陽是太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；燒水是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A、B正確，C、D錯(cuò)誤． 9．如圖所示為一種測定運(yùn)動(dòng)員體能的裝置，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為m1，繩的一端拴在腰間并沿水平方向跨過滑輪(不計(jì)滑輪質(zhì)量及摩擦)，繩的下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m2的重物，人用力蹬傳送帶而人的重心不動(dòng)，使傳送帶以速率v勻速向右運(yùn)動(dòng)，下面說法中正確的是(　　) A．繩子拉力對人不做功 B．人對傳送帶不做功 C．運(yùn)動(dòng)時(shí)間t后，運(yùn)動(dòng)員的體能消耗約為m2gvt D．運(yùn)動(dòng)時(shí)間t后，運(yùn)動(dòng)員的體能消耗約為(m1＋m2)gvt 解析：選AC.由于人的位移為零，所以繩子拉力對人不做功

26、，A對；人對傳送帶有向右的摩擦力，且傳送帶運(yùn)動(dòng)方向向右，所以人對傳送帶做正功，B錯(cuò)；由受力分析及平衡條件可知，人對傳送帶的摩擦力f＝m2g，所以運(yùn)動(dòng)員對傳送帶做功為W＝fs＝fvt＝m2gvt，根據(jù)功能關(guān)系，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t后消耗運(yùn)動(dòng)員的體能約為m2gvt，C對，D錯(cuò)． 三、非選擇題 10．“神舟”號載人試驗(yàn)飛船發(fā)射成功，標(biāo)志著我國的航天事業(yè)邁入了新的階段．火箭載著飛船升空的動(dòng)力源于液體燃料點(diǎn)火后火箭高速向下噴出的氣體，在火箭升空的過程中，功能間的關(guān)系為：消耗了燃料的________，轉(zhuǎn)化為火箭及飛船的________．能量的轉(zhuǎn)化是通過噴出的氣體________實(shí)現(xiàn)的． 解析：燃料燃燒后高速向

27、下噴出氣體，化學(xué)能減少，由于力的相互作用，高速噴出的氣體對火箭產(chǎn)生強(qiáng)大的反作用力，使火箭升空，反作用力對火箭做功，火箭的機(jī)械能增加． 答案：化學(xué)能　機(jī)械能　對火箭做功 11．在一次小學(xué)生課外活動(dòng)中，老師要求學(xué)生將一捆重20 kg的書放到高2 m的臺子上，必須是每個(gè)同學(xué)單獨(dú)完 成，讓同學(xué)們想辦法完成任務(wù)．經(jīng)過思考，某同學(xué)用長為4 m的搭板將書緩慢地推了上去，他的推力為120 N. (1)該同學(xué)做了多少功？ (2)若老師直接將書放上去需做多少功？(不計(jì)阻力，g取10 m/s2) (3)該同學(xué)做功的結(jié)果使能量發(fā)生了怎樣的轉(zhuǎn)化？ 解析：(1)根據(jù)功的定義計(jì)算得，推力所做的功為 W1＝F

28、s＝120×4 J＝480 J. (2)若老師直接將書放上去，所做的功為 W2＝mgh＝20×10×2 J＝400 J. (3)該同學(xué)做功使體內(nèi)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了書的機(jī)械能和內(nèi)能． 答案：(1)480 J　(2)400 J　(3)見解析 12. 如圖所示，人通過動(dòng)滑輪和定滑輪拉一質(zhì)量為10 kg的物體，使物體勻速升高0.5 m．(g取10 m/s2) (1)如不計(jì)滑輪重力和摩擦力，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為多少？人對物體做的功為多少？ (2)因滑輪的重力和摩擦力的影響，現(xiàn)在彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為30 N，拉動(dòng)過程中，人做的總功為多少？其中有用功和額外功分別為多少？ 解析：(1)彈簧測力計(jì)示數(shù)F＝＝25 N， 人對物體做的功W＝F×4h＝25×4×0.5 J＝50 J. (2)人做的總功W總＝F′×4h＝30×4×0.5 J＝60 J， 有用功W有用＝mgh＝10×10×0.5 J＝50 J， 額外功W額外＝W總－W有用＝60 J－50 J＝10 J. 答案：(1)25 N　50 J　(2)60 J　50 J　10 J 12