第2节 功和能
[随堂检测][学生用书P8]
1．关于功的原理，下列说法中正确的是( )
A．使用水压机，可以用较小的力得到较大的力，所以水压机不遵循功的原理
B．如果机械所做的功大于直接用手做的功，这种机械不遵循功的原理
C．如果一种机械省力，另一种机械省距离，把这两种机械组合起来的装置可以既省力，又省距离，所以复杂的机械不遵循功的原理
D．根据功的原理，使用任何机械都不能既省力又省距离
解析：选D.任何机械都遵循功的原理，故选项A、B错误，选项D正确；复杂机械是简单机械的组合，同样遵循功的原理，选项C错误．
2．关于功和能的关系，下列说法中正确的是( )
A．功和能的单位相同，意义也完全相同
B．外力对物体不做功，这个物体就没有能量
C．做功越多，物体具有的能量就越大
D．能量转化的多少可以用功来量度
解析：选D.一个物体能够对外做功(不论它是否做了功)，就说这个物体具有能量．能量是由物体的运动状态决定的状态量，功是力在发生位移过程中积累的结果，是一个过程量．功和能虽有相同的单位，但它们的意义截然不同，功是能量转化的量度，做了多少功，就有多少能量发生了转化，做功多，即转化的能量多，但物体具有的能量并不一定大．综上所述，本题的正确选项是D.
3．盘山公路总是筑得盘旋曲折，因为( )
A．盘山公路盘旋曲折会延长爬坡的距离，根据斜面的原理，斜面越长越省功
B．盘山公路盘旋曲折显得雄伟壮观
C．盘山公路盘旋曲折会延长爬坡长度，斜面的原理告诉我们，高度一定，斜面越长越省力
D．盘山公路盘旋曲折是为了既省力又省功
解析：选C.盘山公路盘旋曲折会延长爬坡长度，高度一定时，则坡面的倾角变小，重力沿斜面方向的分力等于mgsin θ，该分力减小，从而减小上坡的阻力，故选项C正确，选项B错误；根据功的原理可知，任何机械都不会省功，故选项A、D错误．
4．(多选)如图所示为撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆．下面定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况，其中正确的是( )
A．运动员助跑阶段，身体中的化学能转化为人和杆的动能
B．起跳阶段，运动员的动能和身体中的化学能转化为人的重力势能和动能，使人体升高
C．起跳阶段，运动员的动能和身体中的化学能转化为人的重力势能、动能和杆的弹性势能，使人体升高
D．运动员上升越过横杆后，运动员的重力势能转化为动能
解析：选ACD.助跑阶段，人做功将自身化学能转化为人和杆的动能，故A正确；起跳阶段，人的动能和化学能转化为人的重力势能、杆的弹性势能和人的动能，故B错误，C正确；越过杆后，通过重力做功，人的重力势能转化为动能，故D正确．
5.
如图所示，用滑轮组提升一质量m＝20 kg的物体，物体匀速升高h＝3 m．(g取10 m/s2)
(1)若不计滑轮的质量、绳子的质量和一切摩擦，则力F做多少功？
(2)若不计一切摩擦和绳子的重力，而下端滑轮的质量m0＝1 kg，则力F做的功W功、力F做的有用功W有用和额外功W额外分别为多少？
解析：(1)法一：利用功的表达式计算，不计滑轮和绳子的质量及摩擦时F＝mg，F作用点的位移s＝3h，则力F做的功
W＝Fs＝mg·3h＝mgh＝20×10×3 J＝600 J.
法二：因物体匀速运动，利用功的原理，W＝mgh＝600 J.
(2)若考虑下端滑轮的重力，则F＝(m0＋m)g，F作用点位移s＝3h则力F做的功为W功＝Fs＝(m0＋m)g·3h＝630 J
