第十一章　功和机械能

知识点1 功和功率 课标要求 知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义

1.功： (1)做功的两个必要因素。 ①作用在物体上的___,如力F。 ②物体在_____________上移动的距离,如距离s。 (2)概念：功等于___与_______________________ _____的乘积。 (3)公式：_____。 力 这个力的方向 力 物体在力的方向上移动的 距离 W=Fs

2.功率： (1)比较做功快慢的方法。 ①做功相同比时间,时间_____,做功越快; ②时间相同比做功,做功_____,做功越快。 (2)功率。 ①意义：表示做功的_____。 ②概念：___与_____________之比。 ③公式： 。 越短 越多 快慢 功 做功所用时间

知识点2 机械能及其他形式的能量 课标要求 知道动能、势能和机械能。通过实验,了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化

1.能量：物体能够_________,我们就说这个物体具有能量, 简称能。 2.动能： (1)定义：物体由于_____而具有的能量。 (2)决定因素：___________。 ①质量相同的物体,运动的速度_____,它的动能越大。 ②运动速度相同的物体,质量_____,它的动能越大。 对外做功 运动 质量和速度 越大 越大

3.势能： (1)重力势能。 ①定义：在地面附近,物体由于_____所决定的能。 ②决定因素：物体的_____越大,_____越高,它具有的重力势 能就越大。 (2)弹性势能。 ①定义：物体由于发生_________而具有的能。 ②决定因素：物体的_________越大,它具有的弹性势能就越大。 高度 质量 位置 弹性形变 弹性形变

4.机械能： (1)定义：_____、_________和_________的统称。 (2)转化：_____和_____可以相互转化,如小球 从A摆到B,_______能转化为___能,小球从B摆 到C,___能转化为_______能。 (3)守恒：如果只有动能和势能相互转化,尽管动能和势能的大 小会变化,但机械能的总和_____,如不计空气阻力,小球在摆动 的过程中机械能_________。 动能 重力势能 弹性势能 动能 势能 重力势 动 动 重力势 不变 保持不变

5.水能和风能： (1)能量：流动的水和风具有大量的_____能。 (2)利用：_____,即将水能和风能具有的_____能转化为___能。 机械 发电 机械 电

(1)运动员下落时,运动员受到　　　的作用, 　　　　对运动员做功。(忽略空气阻力) (2)运动员下落时,　　　　转化为动能,与 蹦床接触后,床面发生弹性形变,运动员的 动能转化为蹦床的　　　,在能量的转化过 程中,机械能　　　　。(选填“增加”“减小”或“不变”) 参考答案：(1)重力　重力　(2)重力势能　弹性势能　不变

高频考点1 物体是否做功的判断 中考题眼 做功的两个必要因素

1.做功的两个必要因素： (1)必须有力作用在物体上。 (2)物体在这个力的方向上移动了距离。

2.几种常见的没有做功的情况(如图)： (1)缺力无功：物体靠惯性通过了一段距离,此情况有距离无力。 (2)缺距离无功：有力作用在物体上,但物体没有移动距离。 (3)垂直无功：有力作用在物体上,物体也移动了一段距离。但力的方向与物体移动方向垂直。

【典例1】(2013·福州中考)如图所示的情景中,关于力对杯子做功的描述正确的是(　　)

【思路导引】

【精讲精析】选D。本题考查功的相关知识。功包含两个必要因素：作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离。公式为W=Fs。以下是不做功的三种情况：一、力不等于零,距离等于零,比如搬而未起、举而未动等,也可称为“不动无功”;二、物体由于惯性而运动一段距离,比如踢出的足球在地面上向前运动一段距离,该过程中人没有对它做功,因为人没有给它施力(该过程阻力做了功),也可称为“惯性无功”;三、物体受到的力的方向和运动的方向垂直,比如提着水桶在水平方向运动一段距离,此过程提力不做功,也可称为“垂直无功”。A、B属于不动无功,C属于垂直无功,选项D正确。

【方法归纳】考虑做功问题时,可按以下三个步骤 (1)物体是否受到力的作用,不受力的物体不存在做功问题。 (2)物体是否运动,不运动的物体也不存在做功问题。 (3)判断物体受力的方向和运动方向的关系,若二者方向垂直,则不做功;若二者方向不垂直,则做功。

【变式训练】(2013·杭州中考)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

【解析】选B。本题考查功的计算。本题甲、乙两种情况,作用在物体上的力F相等,在力的方向上前进了相同的距离,由W=Fs可知,做了相同的功,跟接触面的粗糙程度无关。

2012年,伦敦奥运会举重比赛中,吕小军以379公斤的总成绩打破世界纪录并且夺得冠军。下列有关他比赛的一些说法,你认为正确的是(　　) A.他在抓举时把杠铃从地上举到头顶的过程中没有做功 B.他在挺举时把杠铃举过头顶稳稳地停留了3 s,在停留过程中他做了功 C.他把杠铃稳稳举起停留在空中时,人对杠铃的支持力和杠铃的重力是一对平衡力 D.他站在冠军领奖台上,受到的重力与支持力是一对相互作用力

【解析】选C。本题考查做功的判断及平衡力和相互作用力的辨析。做功的两个必要因素：一、作用在物体上的力;二、物体沿力的方向移动一段距离。把杠铃从地上举到头顶的过程中,他克服重力做功,故A错;把杠铃举过头顶稳稳地停留了3 s,在停留过程中,他没有做功,故B错;二力平衡的条件是,作用在同一个物体上的两个力,大小相等,方向相反,并且在同一直线上。把杠铃稳稳举起停留在空中时,人对杠铃的支持力和杠铃的重力是一对平衡力,C正确;站在冠军领奖台上,受到的重力与支持力是一对平衡力,故D错。

高频考点2 功的计算及估测 中考题眼 ①功的计算　②功的估测

1.功的计算： (1)W=Fs的应用：F表示作用在物体上的力,s表示物体在力的方向上通过的距离。这个公式适用于所有力做功的计算。 (2)W=Gh的应用：在竖直方向上把物体举高,这时所用的举力为F=G,物体在举力方向上通过的距离s=h,在竖直方向上所做的功就为W=Fs=Gh。W=Gh适用于竖直方向上的功的计算。 2.功的估测：估测力的大小和这个力移动的距离,利用W=Fs求功。

【典例2】(2012·南通中考)如图所示,某同学正在进行手抛鸡蛋表演,由图可估算出鸡蛋从最高点落到手中的过程中。鸡蛋重力做的功最接近于(　　) A.0.02 J B.0.2 J C.2 J D.20 J

【思路导引】估测鸡蛋重力做的功可按如下思路：

【精讲精析】选B。本题考查功的大小估测。鸡蛋的质量在 0.05 kg左右,鸡蛋从最高处到最低处通过的距离约为40 cm, 这样重力对鸡蛋做的功W=Gh=mgh=0.05 kg×10 N/kg×0.4 m= 0.2 J,可见重力对鸡蛋做的功大概是0.2 J。

【失误档案】解答本题,容易出现以下失误： (1)误认为鸡蛋的质量就是鸡蛋的重力。 (2)不能正确判断鸡蛋下落的大致距离。

【变式训练】林雨将掉在地上的物理课本捡回桌面,所做的功最接近于(　　) A.0.02 J　　　B.0.2 J　　　C.2 J　　　D.20 J 【解析】选C。本题考查功的大小估测。估计课桌的高度为1 m,课本的质量为0.2 kg左右,课本的重力为2 N,将地上的课本捡回桌面,所做的功W= Gh=2 N×1 m=2 J。

如图所示,质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度,该高度比他起跳时的重心高出h,则他从起跳后至越过横杆的过程中克服重力所做的功(　　)

A.都必须大于mgh B.都不一定大于mgh C.用背越式不一定大于mgh,用跨越式必须大于mgh D.用背越式必须大于mgh,用跨越式不一定大于mgh

【解析】选C。本题考查跳高时克服重力所做功的比较。跳高运动员跳高克服重力所做的功W=Gh'=mgh',h'为从起跳至越过横杆的过程中运动员重心上移的最大距离。h'与h的大小关系成为解决本题的关键。如图所示,当背越式跳高时,跳高运动员越过横杆时的重心O1可能在横杆的上方、下方或横杆上,则h1>h或h1<h或h1=h,W1=Gh1=mgh1与mgh的大小不确定。当跨越式跳高时,跳高运动员越过横杆时的重心O2一定在横杆的上方,则h2>h,W2=Gh2=mgh2>mgh。

高频考点3 功率的理解及应用 中考题眼 ①比较做功快慢的方法　②功率的计算

1.物理意义： (1)含义：功率的大小反映的是做功的快慢,功率大表示做功快,即做相同的功所用的时间少,或是在相同的时间内做功多。 (2)功率与功的关系：做功多的机械,功率不一定大,同样做功少的机械,功率不一定小,功率的大小还要看另一个因素——时间。但功率大的机械做功一定快。

2.公式应用: (1)基本公式：已知三个物理量中的任意两个，可求第三个。 (2)推导公式： 由公式可知，功率与牵引力及 速度有关，速度一定，牵引力越大，功率越大;牵引力一定， 速度越大，功率越大。

【典例3】(2012·南通中考)有一汽车的质量是3t,在平直公路上以36km/h的速度做匀速直线运动,已知牵引力为2 000N,(g取10N/kg)求： (1)汽车所受的重力。 (2)汽车所受的摩擦力。 (3)汽车的功率是多少。

【思路导引】本题按以下思路分析：

【精讲精析】本题考查功率的有关计算。 (1)汽车的质量m=3t=3 000kg 汽车的重力G=mg=3 000kg×10 N/kg=3×104N (2)因为汽车匀速行驶,所以它受到的牵引力与摩擦力平衡,二者大小相等,即f=F=2 000N (3)汽车的速度v=36km/h=10 m/s 汽车的功率P=Fv=2 000N×10 m/s=2×104W 答案：(1)3×104N　(2)2 000 N　(3)2×104W

【失误档案】解答此类问题,容易出现以下失误： (1)对功率理解不深刻,认为功率越大,做功越多。 (2)在应用公式时,各个物理量的单位没有统一为国际单位。

【变式训练】(2012·蚌埠中考)质量为45 kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据图像可估算出该同学在1 min内克服重力做功的平均功率为(g取10 N/kg)(　　) A.45 W　　B.135 W　　C.169 W　　D.270 W

【解析】选B。本题考查平均功率的计算。据题意知，该同 学每秒钟跳起的次数是3次，那么每分钟他跳起180次，他在 跳高的过程中，需要克服自身重力做功，则他每分钟克服重 力做功的平均功率为

学校最近买了30套总质量为300 kg的实验器材,每套一箱。实验员需要把这批实验器材搬运到15 m高的实验室。 (1)该实验员在搬运中,对实验器材总共做功　　　　J;

(2)假设他身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量m的关系如图所示,每次他搬起箱子、放下箱子和下楼的时间t与所搬运物体的质量m的关系如表所示,那么他搬完全部箱子,且回到开始搬运处,所用最短时间为　　　　s(计算结果精确到0.1,g取10 N/kg)。 搬运质量m/kg 10 20 30 时间t/s 40 60 70

【解析】(1)实验员对实验器材总共做的功为W=Gh=mgh= 300 kg×10 N/kg×15 m=4.5×104 J；(2)表格中提供的时间 是搬起箱子、放下箱子和下楼的时间，这个时间不包括搬箱子 上楼的时间。搬完全部箱子，回到开始搬运处所用的时间应该 是搬箱子上楼的时间加上搬起箱子、放下箱子和下楼的时间 (这个时间也就是表格中提供的时间)。每次搬运10 kg时，所 用总时间为 ＋40 s×30=2 325 s；每次搬运20 kg所 用时间为 ＋60 s×15=1 650 s；每次搬运30 kg所用 时间为 ＋70 s×10=1 518.2 s。 答案：(1)4.5×104 (2)1 518.2

高频考点4 机械能及其转化 中考题眼 ①机械能大小 ②动能与势能之间的相互转化

1.机械能之间的相互转化：在只有动能和势能相互转化时,相互转化情况如下：

2.机械能与其他形式能之间的转化：机械能之间可以相互转化,机械能与其他形式的能之间也可以转化。若机械能转化为其他形式的能(如内能),机械能减小。若其他形式的能转化为机械能,机械能增加。在分析机械能是否守恒时,关键看是否只有动能和势能之间相互转化,若只有动能与势能之间相互转化,则机械能守恒,否则机械能不守恒。

【典例4】(多选)(2013·潍坊中考)如图所示是某建筑工地用起重机起吊货物的情景。货物在钢绳的拉力作用下先沿竖直方向匀速上升,再水平移动到卸货地点。若不计摩擦和空气阻力,则货物在匀速上升过程中(　　) A.重力势能增加,动能减少 B.重力势能增加,机械能增加 C.动能不变,机械能增加 D.动能减少,机械能减少

【思路导引】解答本题的思路如下：

【精讲精析】选B、C。本题考查动能、重力势能以及机械能大小变化的判断。质量越大,速度越大,物体的动能就越大;质量越大,高度越高,物体的重力势能就越大。本题中,货物的质量不变,在匀速上升过程中,货物的速度不变,所以动能不变,而高度增加,所以货物的重力势能在增加,又因为机械能为动能和重力势能之和,所以机械能增加,故B、C选项正确。

【方法归纳】分析动能与势能相互转化的一般步骤 (1)明确要研究对象和所要研究的过程。 (2)根据物体在初始状态的位置、速度、形变情况,确定物体具有的动能、势能。 (3)根据物体在最终状态的位置、速度、形变情况,确定物体具有的动能、势能。 (4)分析运动过程中是否受摩擦力,如果不考虑摩擦力,动能与势能总和不变,一种能量减少,另一种能量增加,能量发生相互转化。

【变式训练】(2012·揭阳中考)刘明乘电梯上楼,在电梯匀速上升的过程中,刘明的(　　) A.动能不断增大 B.重力势能不断增大 C.动能转化为重力势能 D.重力势能转化为动能

【解析】选B。本题考查动能和重力势能的变化。动能的大小与物体的质量和速度有关,电梯匀速运动,速度不变,质量不变,所以动能不变;重力势能的大小与物体的质量和高度有关,电梯上升,高度增加,质量不变,所以重力势能增大。由于电梯在上升过程中,动能不变,没有动能和重力势能相互转化的过程。

(2012·泰安中考)人骑自行车下坡时,不用蹬车自由滑行的过程中速度也会越来越快,下列关于这一运动过程的说法中,正确的是(　　) A.人与车的动能增大,重力势能增大 B.人与车的动能增大,重力势能减小 C.人与车的动能减少,重力势能增大 D.人与车的动能不变,重力势能不变

【解析】选B。本题考查动能和重力势能的转化。自行车下坡时,速度越来越快,质量不变,动能增加,高度减小,重力势能减小。故选B。

实验探究 物体的动能跟哪些因素有关 考查角度 ①利用控制变量法设计实验步骤,利用转换法研究物体动能的大小　②分析实验数据,总结影响动能大小的因素

1.实验方法：___________、转换法。 2.实验设计： 控制变量法

(1)探究动能与物体速度的关系。 思路：控制_____不变,只改变_________,比较木块运动距离的 远近。 (2)探究动能与物体质量的关系。 思路：控制_________不变,只改变_____,比较木块运动距离的 质量 物体速度 物体速度 质量

3.问题探究： (1)在实验中,钢球动能的大小是如何显示的? 提示：在同一平面上,木块被撞得越远,钢球动能越大,这是转换法。 (2)在实验中,为什么让不同的钢球在同一位置释放? 提示：目的是控制不同的钢球在撞击木块时速度相同。 (3)在实验中,为什么让同一个钢球在不同的位置释放? 提示：目的是控制同一个钢球在撞击木块时速度不同。

【易错警示】物体的动能与物体的质量和速度有关,主要用控制变量法进行研究,在表述结论时要注意指明是哪个物理量相同,动能与另一个物理量的关系怎么样。

【典例】(2012·滨州中考)小红猜想动能的大小可能与物体的质量m和运动速度v有关,于是设计了如图甲、乙所示的实验,探究动能的大小与物体的质量m和运动速度v的关系。

甲、乙两组实验中： (1)甲图中让不同质量的两个小球从斜面的同一高度自由滚下,目的是使两球到达水平面时具有相同的　 。 (2)选用图甲探究的是动能与　　　　的关系,比较分析实验现象,得出的结论是　 。 (3)选用图乙探究的是动能与　　　　的关系,比较分析实验现象,得出的结论是　 。

【解析】本题考查探究影响动能大小的因素。 (1)为了研究动能大小与质量的关系,需要控制不同质量的小球撞击木块的速度相同,具体措施：让不同质量的小球从同一高度自由滚下,则到达斜面底端时的速度相同; (2)动能的大小可以通过做功的多少来体现,做功的多少又可以通过小球推动木块通过的距离的远近来体现,由题图甲可知,探究的是动能与质量的关系,运动速度相同时,质量越大的小球具有的动能越大;

(3)为了研究动能大小与速度的关系,需要控制小球的质量相同、速度不同,具体措施：使两个小球在斜面上的高度不同,滑到斜面底端时的速度不同。由题图乙可知,物体质量一定时,运动速度越大,动能越大。 答案：(1)速度　(2)质量　运动速度一定时,物体质量越大,动能越大　(3)运动速度　物体质量一定时,运动速度越大,动能越大

【延伸探究】结合典例探究以下问题： (1)实验中,如果木块运动到了长木板的末端仍未停止,在不更换实验器材的前提下,解决的方法是　 。 (2)该实验主要运用了哪种物理方法来判断物体动能的大 小(　　) A.控制变量法　　　　　　B.转换法 C.理想推理法 D.模型法

【解析】(1)木块运动到了长木板的末端,说明小球的动能过大,要减小小球的动能,所以应该适当降低小球开始滚下的高度。(2)本实验通过比较木块被推开的距离来判断小球动能的大小。木块被推开的距离越远,说明小球对木块做功越多,小球的动能就越大。这种方法叫作转换法。 答案：(1)降低小球开始滚下的高度　(2)B

1.如图所示的过程中,人对物体做功的是(　　)

【解析】选B。本题考查做功的必要因素。要正确理解做功的两个必要因素,即一要看是否有力作用在物体上,二要看物体是否在力的方向上通过了距离,二者缺一不可。选项B中运动员对杠铃施加向上的力,并且是在力的方向上移动了距离,故人对杠铃做了功。

2.四个同学进行登楼比赛,如果规定“功率最大者获胜”,那么胜出者一定是(　　) A.体重最大的那个 B.力气最大的那个 C.速度最快的那个 D.做功最快的那个 【解析】选D。本题考查功率的含义。功率是用来描述做功快慢的物理量,物体做功越快,功率越大,故D正确。

3.上紧发条的玩具车在水平桌面上由静止开始运动,运动所需的能量来源于(　　) A.动能 B.电能 C.重力势能 D.弹性势能 【解析】选D。本题考查能量的有关知识。上紧的发条发生了弹性形变,具有了弹性势能,在玩具车运动时,弹性势能转化为车的动能,使车运动。

4.如图所示,挖土机和人同时开始挖土,挖土机和人相比, 　　　　做功快,　　　　的功率大,这是采用在　　　　内 比较　　　　的方法比较物体做功的快慢。

【解析】本题考查做功快慢的两种方法。功率是反映物体做功的快慢,在做功的时间相同时,比较物体做功的多少,做的功越多,说明做功越快,功率越大;同理,物体做相同的功,所用的时间越短,做功越快,功率越大。 答案：挖土机　挖土机　相同的时间　做功的多少

5.海底发生的地震会引发海啸,海啸在形成时只有几厘米或几米高,进入海岸线浅滩时,受海底阻力的作用,速度会减慢,但高度会增加,海水　　　　能转化为　　　　能。 【解析】本题考查能量的转化。海啸进入海岸线浅滩时,速度减慢,说明其动能减小,高度增加,说明其重力势能增大,故海水的动能转化为重力势能。 答案：动　重力势

6.一个重200 N的物体在水平拉力作用下匀速前进了25 m， 为500 J，则拉力的大小为 N。 【解析】本题考查功的计算。根据W＝Fs，可知拉力的大小为 =20 N。 答案：20

7.如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。

(1)该实验要探究的是物体动能的大小与物体　　　　的关系。 (2)该实验物体的动能是指物体　　　　(选填“A”或“B”)的动能。 (3)该实验物体动能的大小是通过　　　　　　　来反映的。 (4)该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时　　　　(选填“碰前A”“碰后A”“碰前B”或“碰后B”)的速度,它是通过　　　　(选填“高度”或“质量”)来改变的。 (5)实验中多次让物体从斜面同一高度上静止滚下时,应改变 　　　　(选填“物体A”或“物体B”)的质量,这是为了研究物体动能与物体质量的关系。

【解析】本题考查影响动能大小的因素的实验探究。物体动能的大小的影响因素有物体的质量和速度,从本题实验装置来看,物体A从斜面同一高度上静止滚下,可以看出,本题探究的是物体A的质量对动能的影响,需要先控制物体A的速度不变,改变物体A的质量,则撞击B的动能不同,B运动的距离远近正是反映了物体A的动能的大小。 答案：(1)质量　(2)A　(3)B运动的距离 (4)碰前A　高度　(5)物体A

8. 如图所示是某建筑工地上常用的塔式起重机示意图。在15 s的时间内,起重机将质量为0 8.如图所示是某建筑工地上常用的塔式起重机示意图。在15 s的时间内,起重机将质量为0.5 t的水泥板竖直地从1楼匀速提升到了5楼,如果每层楼的高度是3 m,g=10 N/kg,求： (1)起重机提升水泥板做的功是多少? (2)起重机的电动机输出的功率至少是多少?

【解析】本题考查功和功率的计算。 (1)由题意可知水泥板重力,水泥板上升高度,由W=Gh可求起重 机对水泥板做功多少; (2)已知做功时间和起重机做功多少,代入公式P= 可求起重 机电动机输出功率。

答案：(1)水泥板重力为 G=mg=0.5×103 kg×10 N/kg=5 000 N， 水泥板升高的距离s=3 m×4=12 m， 起重机提升水泥板做的功为 W=Gh=5 000 N×12 m=6×104 J; (2)起重机电动机输出功率至少为

1.(2012·巴中中考)一个足球运动员用100 N的力踢一个重为 5 N的足球,球离脚后在水平草地上向前滚了40 m,在球滚动过 程中,运动员对足球做的功为(　　) A.500 J　　　B.200 J　　　C.700 J　　　D.0 J 【解析】选D。本题考查功的计算。球离脚后,在水平草地上向前滚动的过程中,靠惯性运动,球脱离了脚,脚没有给球施加力,对球不做功,故D正确。

2.(2012·济南中考)如果汽车、摩托车与列车三种车辆的速度 相等,那么按照它们的动能从大到小排列顺序正确的是(　　) A.汽车、摩托车、列车 B.列车、汽车、摩托车 C.摩托车、汽车、列车 D.汽车、列车、摩托车 【解析】选B。本题考查影响动能大小的因素。影响动能大小的因素是物体的质量和速度,本题中三种车辆的速度相同,列车的质量最大,其次是汽车和摩托车,所以它们的动能从大到小的排列顺序应当是列车、汽车和摩托车。

3.(2013·聊城中考)如图所示是把小球放在相同的斜面上自由滚下,撞击静止在水平面上的木块进行的实验,能说明物体动能与物体的速度有关的是(　　) A.甲、丙 B.乙、丙 C.甲、乙 D.甲、乙、丙

【解析】选C。本题考查探究影响动能大小的因素。小球动能的大小是通过小球对木块做功的多少体现出来的,木块运动的距离越长,说明小球做功越多,其动能越大。动能的大小与质量和速度大小有关,要研究物体动能与物体的速度有关时,必须控制质量一定,改变物体的速度,而题中速度的改变可以通过让小球从斜面的不同高度滚下来实现,因此符合条件的是甲、乙两图。故选C。

4.(2012·桂林中考)在体育考试中,小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若实心球重20 N,从最高点到落地点的过程中,球下降的高度为2.7 m,用时约0.75 s。则球下降过程中重力做功为　　　　J,功率为　　　　W。

【解析】本题考查重力做功及重力做功功率的计算。由题图 知实心球在重力方向上移动的距离即为球下降的高度，球下 降过程中重力做功W=Gh=20 N×2.7 m=54 J，重力做功功率 答案：54 72

5.(2013·镇江中考)如图是皮球落地后弹起过程中每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。由图可知,下落过程中,皮球的速度　　　　,离开地面上升的过程中,皮球的重力势能　　　,动能　　　　。皮球运动过程中的机械能　　　　。(均选填“增大”“减小”或“不变”)

【解析】本题考查机械能的转化。由题图可知,下落过程中,相邻两张照片间的间距增大,说明皮球的速度增大;离开地面上升的过程中,皮球的质量不变,高度增大,因而重力势能增大,但速度越来越慢,动能减小;皮球运动过程中,弹起的高度越来越小,说明它的机械能减小。 答案：增大　增大　减小　减小

6.(2013·泰州中考)如图所示,用装有细沙的容器、三脚小桌和质量不同的木块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”实验。

(1)该实验是通过观察比较  来间接判断物体重力势能大小的。 (2)实验中采用质量不同的木块,是为了探究物体重力势能大小与物体　　　　的关系,操作时应该让木块从　　　　(选填“相同”或“不同”)的高度自由下落。 (3)若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系,请简要说明具体做法。

【解析】本题考查研究重力势能大小的影响因素。被举高的木块具有重力势能,木块下落,撞击小桌,对小桌做功,小桌陷入沙中越深,木块对小桌做的功就越多,表明木块具有的重力势能就越大;重力势能大小与物体的质量和物体被举高的高度有关,因此若探究重力势能大小与物体质量的关系,应控制木块被举高的高度相同,改变木块的质量;若要探究重力势能大小与物体高度的关系,应选择相同的木块,从不同的高度释放木块,观察小桌下陷的深度,确定重力势能的大小。

答案：(1)小桌陷入沙中的深度　(2)质量　相同 (3)选择相同的木块,从不同的高度释放木块,观察小桌下陷的深度,确定重力势能的大小。

7.(2011·新疆中考)某同学质量是40 kg,在2011年体育中考“1 min跳绳”测试中,她每次起跳的高度约5 cm,测试成绩是150次。求： (2)该同学克服自身重力做功的平均功率。

【解析】本题考查功和功率的计算。 (1)每一次克服自身重力做功 W1=Gh=mgh=40 kg×9.8 N/kg×0.05 m=19.6 J 1 min内该同学克服自身重力做功W总=W1×150=19.6 J×150= 2 940 J (2)平均功率为 答案：(1)2 940 J (2)49 W