12.4專題12功和機(jī)械能

專題12功和機(jī)械能（測(cè)試）（解析版）（滿分100分，時(shí)間90分鐘）一、選擇題（13小題，每小題3分，共39分）1.下列關(guān)于功的說法正確的是（）。A.小明用力推發(fā)生故障的汽車而未推動(dòng)時(shí)，推力對(duì)汽車做了功；B.吊車吊著重物沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)一段距離時(shí)，吊車的拉力對(duì)重物做了功；C.足球在水平地面上滾動(dòng)一段距離時(shí)，重力對(duì)足球做了功；D.舉重運(yùn)動(dòng)員從地面將杠鈴舉起的過程中，舉重運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做了功【答案】D?！窘馕觥緼、用力推發(fā)生故障的汽車而未推動(dòng)時(shí)，只有力沒有距離；故推力對(duì)汽車沒有做功；故A錯(cuò)誤；B、吊車吊著重物沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)一段距離時(shí)，拉力方向豎直向上，移動(dòng)距離的方向水平向前；兩個(gè)方向相互垂直，故吊車的拉力對(duì)重物沒有做功；故B錯(cuò)誤；C、足球在水平地面上滾動(dòng)一段距離時(shí)，移動(dòng)距離的方向水平向前，重力的方向豎直向下；兩個(gè)方向相互垂直，故重力對(duì)足球沒有做功；故C錯(cuò)誤；D、運(yùn)動(dòng)員從地面將杠鈴舉起的過程中，力的方向豎直向上，移動(dòng)距離的方向也豎直向上，兩個(gè)方向一致；故舉重運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做功；故D正確。故選：D。?2．如圖所示，斜面長(zhǎng)5m，高1m，工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的集裝箱勻速推到車上，推力對(duì)集裝箱做的功是（）。A．1000J B．2000J C．1600J D．8000J【答案】B?！窘馕觥坑深}意可知，推力對(duì)集裝箱做的功是故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。3．初三體能測(cè)試中，某同學(xué)1min內(nèi)繩跳120次，每次跳離地面的高度約為5cm，則他跳繩時(shí)的功率最接近（）。A．5WB．50WC．500WD．5000W【答案】B?！窘馕觥磕惩瑢W(xué)的質(zhì)量約50kg，他的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N一次跳繩做的功為W0=Gh=500N×0.05m=25J1min跳繩做的功為W=120W0=120×25J=3000J跳繩的功率為；故選B。4.下面關(guān)于功和功率的說法中正確的是（）。A.做功越多，功率越大；B.做功的時(shí)間越短，功率就越大；C.在相同的時(shí)間內(nèi)，做功越多，功率越大；D.做相同的功，用的時(shí)間越長(zhǎng)，功率就越大【答案】C?！窘馕觥緼、機(jī)器做功越多，不知道做功時(shí)間，它的功率不一定大，故錯(cuò)誤；B、機(jī)械所做的功一定時(shí)，所用的做功時(shí)間越短，它的功率就越大。光知道時(shí)間，不知道功的多少，不能判斷。故錯(cuò)誤；C、時(shí)間一定時(shí)，所做的功與功率成正比，功越多，功率越大。故正確；D、做功一定時(shí)，功率與時(shí)間成反比，時(shí)間越長(zhǎng)，功率越小。故錯(cuò)誤。故選：C。?5．如圖所示，小球由靜止開始沿著粗糙的路面從a點(diǎn)向d點(diǎn)自由運(yùn)動(dòng)，其中b和d兩點(diǎn)在同一水平高度，則下列說法中錯(cuò)誤的是（）。A.小球在b和d時(shí)重力勢(shì)能和動(dòng)能都相等；B.小球從a到d的過程中部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；C.小球從a到c，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；D.小球從c到d，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能【答案】A。【解析】A、由于接觸面粗糙，小球從b運(yùn)動(dòng)到d的過程中，有一部分機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故小球在b點(diǎn)的機(jī)械能大于在d點(diǎn)的機(jī)械能；已知b和d兩點(diǎn)在同一水平高度，即兩位置小球的重力勢(shì)能相同，根據(jù)“機(jī)械能=動(dòng)能+勢(shì)能”可知，小球在b點(diǎn)的動(dòng)能大于在d點(diǎn)的動(dòng)能，故A錯(cuò)誤；?B、小球從a到d的過程中，克服阻力做功，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B正確；?C、小球從a到c加速下滑，小球質(zhì)量不變，速度增大，故動(dòng)能增大；同時(shí)高度減小，重力勢(shì)能減小，所以小球的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故C正確；?B、小球從c到d減速上坡，小球質(zhì)量不變，速度減小，故動(dòng)能減?。煌瑫r(shí)高度增加，重力勢(shì)能增大，所以小球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，故D正確。?故選：A。?6.如圖所示，人造衛(wèi)星沿橢圓形軌道繞地球運(yùn)行，當(dāng)衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是（）。?A.動(dòng)能逐漸增大，機(jī)械能增大；B.勢(shì)能逐漸減小，機(jī)械能減??；C.動(dòng)能逐漸增大，勢(shì)能逐漸減小，機(jī)械能不變；D.動(dòng)能逐漸增大，勢(shì)能逐漸減小，機(jī)械能減小【答案】C?！窘馕觥繉?duì)于能量的轉(zhuǎn)化必定是一種能量減少另一種能量增加，并且減少的能量轉(zhuǎn)化為增加的能量。根據(jù)影響動(dòng)能和重力勢(shì)能大小的因素來分析動(dòng)能和重力勢(shì)能的變化，動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。當(dāng)衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，衛(wèi)星質(zhì)量不變，所處高度減小，重力勢(shì)能減小；但運(yùn)動(dòng)的速度增大，動(dòng)能增大，減小的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能，也就是說在能量的轉(zhuǎn)化過程中，機(jī)械能的總量保持不變，故ABD錯(cuò)誤，C正確；故選C。7.蹦床運(yùn)動(dòng)逐漸進(jìn)入了大眾生活。下列有關(guān)對(duì)蹦床者的分析，正確的是（）。A.下落到與蹦床接觸的瞬間時(shí)，動(dòng)能最大；B.被蹦床彈起的過程中，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能；C.從接觸蹦床到下落至最低處的過程中，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；D.在空中上升過程中，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能【答案】D?！窘馕觥緼、剛與蹦床接觸時(shí)，運(yùn)動(dòng)員受到合力向下，速度增大，當(dāng)重力和彈力相等，合力為零時(shí)，速度最大，動(dòng)能最大，故A錯(cuò)誤；?B、運(yùn)動(dòng)員被蹦床彈起的過程中，小孩離開蹦床前，動(dòng)能增大，蹦床的彈性勢(shì)能減小，是彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；離開蹦床后，小孩的重力勢(shì)能增大，動(dòng)能減小，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，故B錯(cuò)誤；?C、運(yùn)動(dòng)員從接觸蹦床到下落到最低處的過程中，速度最終減小為0，動(dòng)能減小，同時(shí)高度變小，重力勢(shì)能變小，蹦床的彈性形變變大，彈性勢(shì)能增大，是動(dòng)能和重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，故C錯(cuò)誤；D、運(yùn)動(dòng)員在空中上升的過程中，質(zhì)量不變，速度變小，動(dòng)能減小，同時(shí)其高度變大，重力勢(shì)能增大，所以動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，故D正確。故選：D。?8.如圖為小孩蕩秋千的示意圖，下列分析正確的是（）。A.小孩在A點(diǎn)具有的動(dòng)能最大；B.小孩從B蕩到C的過程中，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能；C.小孩從C蕩到B的過程中，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能；D.小孩從A蕩到B的過程中，在B點(diǎn)的機(jī)械能大于A點(diǎn)的機(jī)械能【答案】B?！窘馕觥緼、小孩在A點(diǎn)的位置最高，重力勢(shì)能最大，動(dòng)能為零，故A錯(cuò)誤。B、小孩從B蕩到C的過程中，質(zhì)量不變，高度增加，重力勢(shì)能增加；速度減小，動(dòng)能減少，是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，故B正確。?C、小孩從C蕩到B的過程中，質(zhì)量不變，高度降低，重力勢(shì)能減少；速度增加，動(dòng)能增大，是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故C錯(cuò)誤。?D、小孩從A蕩到B的過程中，由于克服摩擦做功，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使得機(jī)械能減小，所以在B點(diǎn)的機(jī)械能小于A點(diǎn)的機(jī)械能，故D錯(cuò)誤。?故選：B。?9.如圖所示，斜面高為1m，長(zhǎng)為4m，用沿斜面向上大小為75N的拉力F，將重為200N的木箱由斜面底端勻速緩慢拉到頂端，下列關(guān)于做功的判斷正確的是（）。A.木箱受到的重力做功的大小為800N；B.拉力F對(duì)木箱做功的大小為300J；C.木箱受到的合力做功的大小為125J；D.木箱受到斜面的支持力做功的大小為200J【答案】B?！窘馕觥緼、由題意知，木箱的重力G=200N，h=1m，則克服重力做功：W有用=Gh=200N×1m=200J，故A錯(cuò)誤；?B、拉力F做的功：W總=FL=75N×4m=300J，故B正確；?C、木箱沿斜面勻速緩慢運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，則木箱所受合力為零，由W=Fs可知，合力做功大小為0J，故C錯(cuò)誤；?D、木箱移動(dòng)方向與支持力方向垂直，所以斜面的支持力做功為0J，故B錯(cuò)誤。?故選：B。?10．2021年新冠疫情期間，我國(guó)多地交警用無人機(jī)“喊話”，提醒行人戴口罩，如圖所示。下列說法正確的是（）。A．無人機(jī)在空中懸停時(shí)，所受合力為零；B．無人機(jī)向上加速飛行時(shí)受到平衡力的作用；C．以向上飛行的無人機(jī)為參照物，地面是靜止的；D．水平勻速飛行的無人機(jī)受到的重力對(duì)它做了功【答案】A?！窘馕觥緼．無人機(jī)在空中懸停時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)牛頓第一定律此時(shí)無人機(jī)所受合力為零，故A正確；B．無人機(jī)向上加速飛行時(shí)處于非平衡狀態(tài)，此時(shí)所受的力是非平衡力，故B錯(cuò)誤；C．以向上飛行的無人機(jī)為參照物，地面的位置發(fā)生改變，所以地面是運(yùn)動(dòng)的，故C錯(cuò)誤；D．水平勻速飛行的無人機(jī)受到的重力方向和運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以重力不做功，故D錯(cuò)誤。故選A。11．物塊在水平拉力F（大小未知）的作用下，在水平直線軌道上運(yùn)動(dòng)（如圖），其中AB=CD=10m。已知物塊在AB段和CD段分別以2m/s和5m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，且在AB段、CD段所受摩擦阻力分別為1N和2N，則以下判斷正確的是（）。A．該物塊在CD段的慣性比AB段大；B．該物塊通過AB段和CD段所用的時(shí)間之比為2∶5；C．拉力F在AB段所做的功為20J；D．拉力F在CD段做功的功率為10W【答案】D。【解析】A．慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān)，與速度大小無關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．由題知，物塊在AB段和CD段的速度之比為2∶5，AB和CD距離相等，則該物塊通過AB段和CD段所用的時(shí)間之比為5∶2，故B錯(cuò)誤；C．物塊在AB段勻速運(yùn)動(dòng)，拉力等于摩擦阻力，拉力F在AB段所做的功W=FABsAB=fABsAB=1N10m=10J故C錯(cuò)誤；D．物塊在CD段勻速運(yùn)動(dòng)，拉力等于摩擦阻力，拉力F在CD段做功的功率P=FCDvCD=fCDvCD=2N5m/s=10W，故D正確。故選D。12．圖甲所示，超超在平地上用水平向右的力推木箱，推力隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，木箱速度隨時(shí)間變化的圖像如圖丙所示，以下說法正確的是（）。A．0~3s內(nèi)推力小于摩擦力；B．3s~6s內(nèi)木箱處于平衡狀態(tài)；C．6s~9s內(nèi)木箱所受摩擦力大小為3N；D．9s~12s內(nèi)推力做功的功率大小為6W【答案】D?！窘馕觥緼．由圖丙知，0~3s，木箱處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受的靜摩擦力與推力是一對(duì)平衡力，它們的大小相等，故A錯(cuò)誤；B．由圖丙知，3~6s，木箱做加速運(yùn)動(dòng)，不是處于平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；CD．由圖丙知，9~12s，木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為1m/s，由圖乙知，此時(shí)木箱受到的推力為6N，那么所受的摩擦力也等于6N，因?yàn)槟鞠涮幱谄胶鉅顟B(tài)，水平方向上的摩擦力和推力是一對(duì)平衡力。此時(shí)間段，推力做功的功率P=Fv=6N×1m/s=6W6~9s，木箱做減速運(yùn)動(dòng)，但此時(shí)間段木箱對(duì)平地的壓力和接觸面的粗糙程度與勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)間段內(nèi)的相同，所以所受的摩擦力大小也為6N。故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。13．一定質(zhì)量的物體在水平拉力的作用下沿水平面運(yùn)動(dòng)，物體運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示，下列判斷正確的是（）。A．物體在10s時(shí)的速度大于4s時(shí)的速度；B．0～6s物體所受的拉力大于6～12s物體所受的拉力；C．0～6s拉力對(duì)物體做功的功率小于6～12s拉力對(duì)物體做功的功率；D．0～6s拉力對(duì)物體所做的功大于6～12s拉力對(duì)物體所做的功【答案】D?！窘馕觥緼．0~6s直線斜率大于6~12s直線斜率，所以0~6s速度大于6~12s速度，故物體在10s時(shí)的速度小于4s時(shí)的速度，故A錯(cuò)誤；BD．同一物體沿同一水平面運(yùn)動(dòng)，則壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，所以物體受到的摩擦力大小不變，因物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則拉力等于摩擦力，所以0~6s物體所受的拉力等于6~12s物體所受的拉力；從圖中可以看出，0~6s過程中通過的路程為3m，6~12s過程中通過的路程為1m，而兩過程中拉力相同，由W=Fs可知，0~6s拉力對(duì)物體所做的功大于6~12s拉力對(duì)物體所做的功，故B錯(cuò)誤，D正確；C．由于拉力相同，但0~6s過程中的速度大于6~12s過程中的速度，根據(jù)P=Fv可知，0~6s拉力對(duì)物體做功的功率大于6~12s拉力對(duì)物體做功的功率，故C錯(cuò)誤。故選D。二、填空題（7小題，每空2分，共36分）14.利用如圖所示的斜面，小李用300N的力沿斜面向上把重為500N的貨物沿斜面由底部勻速推到頂端，耗時(shí)20s，在這過程中克服貨物重力做的功是______J；推力做的功是______J；推力做功的功率為______W?！敬鸢浮?500；3000；150。【解析】[1]物體的重力G=500N，提升的高度h=5m，則貨物克服重力做的功為W1=Gh=500N×5m=2500J[2]推力大小F=300N，物體在推力的方向上移動(dòng)的距離s=10m，可知推力做的功W2=Fs=300N×10m=3000J[3]t=20s，推力做功的功率為。15.如圖，彈簧的左端固定，右端連接一個(gè)小球，把它們套在光滑的水平桿上，a是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置，b是彈簧原長(zhǎng)時(shí)小球的位置，c是小球到達(dá)最右端的位置。則小球從a運(yùn)動(dòng)到c的過程中，在______（選填“a”、“b”或“c”）位置動(dòng)能最大；從b到c的過程中，小球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的______，小球從a運(yùn)動(dòng)到b的過程機(jī)械能總量______（選填“變大”、“變小”或“不變”）?！敬鸢浮縝；彈性勢(shì)能；不變?！窘馕觥縖1][2][3]由題意可知，小球從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中，彈簧的形變程度減小，其彈性勢(shì)能減小，小球的速度變大，動(dòng)能變大，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能，而小球的重力勢(shì)能不變，水平桿是光滑的，整個(gè)過程不需要克服摩擦做功，所以機(jī)械能總量不變；到達(dá)b點(diǎn)時(shí)，彈簧恢復(fù)原狀，不計(jì)摩擦阻力，其彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能；再?gòu)腷運(yùn)動(dòng)到c時(shí)，彈簧被拉伸，小球的動(dòng)能再逐漸轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，小球的動(dòng)能會(huì)變小。因此，在b點(diǎn)時(shí)小球的動(dòng)能最大。16.運(yùn)動(dòng)員從起點(diǎn)下滑，過程中先后經(jīng)過M、S兩點(diǎn)，她在這兩點(diǎn)的動(dòng)能和重力勢(shì)能如圖所示，則運(yùn)動(dòng)員：（1）在M點(diǎn)的動(dòng)能為______J；（2）在M、S兩點(diǎn)相比，速度______，重力勢(shì)能______，機(jī)械能______（均選填“M點(diǎn)大”、“S點(diǎn)大”或“一樣大”）。【答案】5000；S點(diǎn)大；M點(diǎn)大；M點(diǎn)大?！窘馕觥浚?）[1]由圖可知，M點(diǎn)的動(dòng)能為0.5×104J=5000J（2）[2]運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量不變，S點(diǎn)的動(dòng)能為2×104J，M點(diǎn)的動(dòng)能為0.5×104J，S點(diǎn)的動(dòng)能大于M點(diǎn)的動(dòng)能，所以在S點(diǎn)的速度大于M點(diǎn)速度。[3]運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量不變，S點(diǎn)的重力勢(shì)能為0.5×104J，M點(diǎn)的重力勢(shì)能約為2.3×104J，M點(diǎn)的重力勢(shì)能大于S點(diǎn)的重力勢(shì)能。[4]S點(diǎn)的機(jī)械能為2×104J+0.5×104J=2.5×104JM點(diǎn)的機(jī)械能為0.5×104J+2.3×104J=2.8×104JM點(diǎn)的機(jī)械能較大。17．將一物塊靜置于斜面上A點(diǎn)，此時(shí)物塊的機(jī)械能為12J。放手后，物塊沿斜面滑下，并在水平面上滑行至B點(diǎn)停下，如圖所示，整個(gè)過程中有______力和______力對(duì)物塊做功。若將物塊沿原路剛好推回A點(diǎn)，則要對(duì)它做______J的功?！敬鸢浮恐?；摩擦；24。【解析】[1][2]從A到B的過程中，物塊受到重力、摩擦力和支持力的作用，因?yàn)橹亓和摩擦力f的方向和運(yùn)動(dòng)方向不垂直，故重力和摩擦力對(duì)物體做功，支持力方向和運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以支持力不做功。[3]物塊靜止在斜面上A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能為12J，當(dāng)?shù)竭_(dá)水平面的B點(diǎn)的過程中，機(jī)械能逐漸減小為0，也就說明此過程中重力和摩擦力做功之和為12J，根據(jù)能量守恒定律可得，要將物體由B點(diǎn)推到A點(diǎn)，仍要克服重力和摩擦力做12J的功，另外還要使物體的機(jī)械能恢復(fù)到12J，因此對(duì)物體做的功為。18．爺爺和小麗進(jìn)行爬樓比賽。他們都從1樓到6樓。爺爺?shù)捏w重是小麗的2倍。爺爺所用的時(shí)間是小麗所用時(shí)間的2倍。若爺爺做功為W1，功率為P1，小麗做功為W2，功率為P2，則W1:W2=______；P1:P2=_______。小麗和爺爺一起乘電梯下樓時(shí)，他們的重力________（填“做功”或“不做功”）?！敬鸢浮?:1；1:1；做功。【解析】[1]爺爺和小麗爬的樓高相同，爺爺體重是小麗的2倍，做功比值為[2]爺爺所用的時(shí)間是小麗所用時(shí)間的2倍，他們的功率比為[3]乘電梯下樓時(shí)，重力方向豎直向下，距離向下，重力方向有距離，因此重力做功。19.2021年9月17日，我國(guó)神舟十二號(hào)載人飛船返回艙安全降落在東風(fēng)著陸場(chǎng)預(yù)定區(qū)域，圖乙是其階段Ⅲ飛船返回艙著陸過程中的高度隨時(shí)間的變化關(guān)系。??（1）圖乙中t1~t2時(shí)段，返回艙在豎直向上推力作用下，豎直下落的速度減小，該過程中推力F與重力G的大小關(guān)系是______（不計(jì)大氣阻力）（2）飛船返回艙的質(zhì)量約為300kg，其重力在t2~t4時(shí)段做功______J。【答案】F＞G3×105。【解析】（1）返回艙在豎直方向上受到推力F和重力G的作用，在這兩個(gè)力的作用下，返回艙豎直下落的速度減小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，說明這兩個(gè)力不平衡，而且合力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，由于運(yùn)動(dòng)方向向下，則合力方向向上，故推力F大于重力G；?（2）返回艙受到的重力：G=mg=300kg×10N/kg=3000N；?由圖可知，返回艙下落的高度：h=100m，則返回艙重力在t2~t4時(shí)段所做的功：W=Fs=Gh=3000N×100m=3×105J。?故答案為：（1）F＞G；（2）3×105。三、實(shí)驗(yàn)題（2小題，共12分）20.（6分）“十次事故九次快”說明汽車超速會(huì)帶來危害，汽車“多拉快跑”更是追尾事故中的罪魁禍?zhǔn)?，超速與超載嚴(yán)重危害了道路交通安全。小明通過實(shí)驗(yàn)探究貨車超速與超載在追尾事故中的危害，用到的器材有：小車（模擬貨車）、木塊（模擬被追尾車輛）、砝碼若干、坡度固定的斜面。將小車從如圖甲所示的A處自由釋放，小車在水平面上運(yùn)動(dòng)一段距離s0后停止，s0可視為剎車后運(yùn)動(dòng)的距離。將木塊靜置于小車右側(cè)所在的位置B處，表明符合核載量并在限速內(nèi)的貨車不會(huì)對(duì)前車追尾。請(qǐng)回答下列問題：（1）探究貨車超速的危害：如圖乙所示，木塊置于B處，小車由斜面頂端釋放，撞擊木塊并與木塊共同運(yùn)動(dòng)一段距離s1，這表明貨車超速___________（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）產(chǎn)生追尾的危害。本實(shí)驗(yàn)可用木塊運(yùn)動(dòng)的___________反映追尾的危害程度；（2）探究貨車超載的危害：如圖丙所示，木塊置于B處，將砝碼固定在小車上，仍從A處釋放小車，觀察小車的運(yùn)動(dòng)情況。逐次增加砝碼個(gè)數(shù)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)小車在水平面上運(yùn)動(dòng)的距離幾乎都為s0，均未與木塊撞擊。小明猜想：小車每次到達(dá)斜面底端時(shí)，雖其動(dòng)能隨___________的逐次增大而增大，但仍未追尾，原因可能是小車此時(shí)___________還不夠大；（3）由（2）問中的實(shí)驗(yàn)看出小車超載幾乎不會(huì)追尾前車，但生活中貨車超載引起的追尾事故卻頻頻發(fā)生。請(qǐng)你在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上再設(shè)計(jì)一步實(shí)驗(yàn)操作（木塊仍置于B處），證明貨車追尾前車會(huì)因超載帶來危害；①操作：___________；②請(qǐng)你對(duì)可能產(chǎn)生的現(xiàn)象進(jìn)行合理預(yù)設(shè)，并指出僅因超載造成追尾的危害程度在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中是如何體現(xiàn)的？___________?！敬鸢浮繒?huì)；距離；質(zhì)量；速度；見詳解；見詳解。【解析】（1）[1]小車由斜面頂端釋放，撞擊木塊并與木塊共同運(yùn)動(dòng)一段距離s1，說明速度越大的物體具有動(dòng)能越大，動(dòng)能過大的貨車會(huì)造成追尾事故。[2]危害程度不能直觀體現(xiàn)，只能運(yùn)用轉(zhuǎn)換法，用木塊被撞擊的距離間接體現(xiàn)。（2）[3]逐次增加砝碼個(gè)數(shù)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，增加砝碼質(zhì)量越大，造成小車的動(dòng)能越大。[4]影響動(dòng)能的因素除了質(zhì)量，還有速度，所以考慮可能是速度還不夠大。（3）[5]將裝有砝碼的小車放在斜面頂端釋放，觀察木塊被撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離。[6]若木塊運(yùn)動(dòng)的距離比乙圖中木塊運(yùn)動(dòng)的距離更遠(yuǎn)，則木塊兩次運(yùn)動(dòng)距離之差即可體現(xiàn)僅因超載帶來的危害程度。21.（5分）小夏同學(xué)在體育活動(dòng)中，從鉛球下落陷入沙坑的深度情況受到啟發(fā)，并產(chǎn)生了如下猜想。猜想一：物體的重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量有關(guān)猜想二：物體的重力勢(shì)能與物體的下落高度有關(guān)猜想三：物體的重力勢(shì)能與物體的運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān)為此小夏設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：用大小、形狀相同的A、B、C、D四個(gè)鉛球分別從距離沙表面某高度處靜止釋放，其中D球從光滑彎曲管道上端靜止滑入，最后從管道下端豎直落下（球在光滑管道中運(yùn)動(dòng)的能量損失不計(jì)）。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)序號(hào)鉛球代號(hào)鉛球質(zhì)量/g下落高度/m陷入沙中的深度/m①A2000.50.1②B4000.50.25③C20010.2④D20010.2(1)本實(shí)驗(yàn)中，采用的研究問題的方法是_____。（寫出一種方法即可）(2)本實(shí)驗(yàn)中，鉛球的重力勢(shì)能大小是通過_____來反映的。(3)為驗(yàn)證猜想二，應(yīng)比較_____（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)），得到的結(jié)論是：當(dāng)物體質(zhì)量相同時(shí)，物體所處的高度越高，重力勢(shì)能越大。(4)比較③④，得到的結(jié)論是：物體的重力勢(shì)能與物體運(yùn)動(dòng)的路徑_____（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。(5)經(jīng)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和分析，小夏大膽給出重力勢(shì)能（Ep）的表達(dá)式“Ep＝mgh”，并去辦公室詢問了老師，得以證實(shí)，小夏高興不已，回到教室后，根據(jù)學(xué)過的知識(shí)又算出了各小球落到沙表面的動(dòng)能，其中B球的動(dòng)能為_____J。（忽略空氣阻力，g＝10N/kg）【答案】控制變量法；鉛球陷入沙中的深度；①、③；無關(guān)；2?！窘馕觥?1)重力勢(shì)能的大小與多個(gè)因素有關(guān)，需要保持一個(gè)因素不變，改變另一個(gè)因素，用到控制變量法。(2)本實(shí)驗(yàn)中，鉛球的重力勢(shì)能大小是通過球陷入沙中的深度來反映，鉛球陷入沙中的深度越大，說明鉛球的重力勢(shì)能越大。(3)比較A、C兩球，兩球質(zhì)量相等、運(yùn)動(dòng)路徑相同，下落高度不同，C球下落的高度高，發(fā)現(xiàn)C球陷入沙深度更大，由此可得出結(jié)論：當(dāng)質(zhì)量相同時(shí)，物體所處的高度越高，重力勢(shì)能越大。(4)比較③④，兩球的質(zhì)量相同，下落高度也相同，兩球的運(yùn)動(dòng)路徑不同，發(fā)現(xiàn)兩球運(yùn)動(dòng)的路徑不同，但陷入沙深度相同，由此可得出結(jié)論：物體的重力勢(shì)能與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)。(5)根據(jù)Ep=mgh可得，B球的動(dòng)能Ep=mgh=0.4kg×10N/kg×0.5m=2J。四、綜合題（2小題，共13分）22．（7分）現(xiàn)用水平力F沿水平面推動(dòng)長(zhǎng)方體木塊，推力F與木塊的速度v隨時(shí)間t變化的圖象分別如圖甲、乙所示。已知長(zhǎng)方體木塊高，木塊的密度是，求：(1)當(dāng)木塊在水平地面上靜止時(shí)，請(qǐng)?jiān)谏蠄D中畫出其在豎直方向上的受力情況及對(duì)地面的壓強(qiáng)；(2)在3~5s內(nèi)，推力F對(duì)木塊所做的功及功率；(3)請(qǐng)?jiān)趫D丙中，畫出0~6s內(nèi)木塊所受的摩擦力f隨時(shí)間t變化的圖線?！敬鸢浮?1)如圖；；(2)400J，200W；(3)如圖。【解析】(1)木塊在水平地面上靜止時(shí)，受到一對(duì)平衡力的作用，豎直向上的支持力和豎直向下的重力，如圖所示：設(shè)木塊底面積為S，則體積木塊對(duì)