專題11 功和機(jī)械能（解析版）

專題11功和機(jī)械能【思維導(dǎo)圖】【知識(shí)點(diǎn)回顧】知識(shí)點(diǎn)一、功1、功(1)力學(xué)中的功：如果一個(gè)力作用在物體上，物體在這個(gè)力的方向移動(dòng)了一段距離，這個(gè)力的作用就顯示出成效，力學(xué)里就說這個(gè)力做了功。(2)功的兩個(gè)因素：一個(gè)是作用在物體上的力，另一個(gè)是物體在這個(gè)力的方向上通過的距離。兩因素缺一不可。(3)不做功的三種情況：①有力無距離；②有距離無力；③有力有距離，但是力垂直距離。2、功的計(jì)算(1)計(jì)算公式：物理學(xué)中，功等于力與力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。即：W=Fs。(2)符號的意義及單位：W表示功，單位是焦耳(J)，1J=1N·m；F表示力，單位是牛頓(N)；s表示距離，單位是米(m)。(3)計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：①分清是哪個(gè)力對物體做功，即明確公式中的F。②公式中的“s”是在力F的方向上通過的距離，必須與“F”對應(yīng)。③F、s的單位分別是N、m，得出的功的單位才是J。知識(shí)點(diǎn)二、功率1、功率的概念：功率是表示物體做功快慢的物理量。2、功率(1)定義：功與做功所用的時(shí)間叫做功率，用符號“P”表示。單位是瓦特（W）常用單位還有kW。1kW=103W。(2)公式：P=W/t。式中P表示功率，單位是瓦特；W表示功，單位是焦耳；t表示時(shí)間，單位是秒。知識(shí)點(diǎn)三、動(dòng)能和勢能1、能量（1）物體能夠?qū)ν庾龉?，表示這個(gè)物體具有能量，簡稱能。（2）單位：焦耳（J）2、動(dòng)能(1)定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，叫做功能。(2)影響動(dòng)能大小的因素：①物體的質(zhì)量；②物體運(yùn)動(dòng)的速度。物體的質(zhì)量越大，運(yùn)動(dòng)速度越大，物體具有的動(dòng)能就越大。3、重力勢能(1)定義：物體由于被舉高而具有的能，叫做重力勢能。(2)影響重力勢能大小的因素：①物體的質(zhì)量；②物體被舉高的高度。物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，具有的重力勢能就越大。 4、彈性勢能(1)定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。(2)影響彈性勢能大小的因素：物體發(fā)生彈性形變的程度。物體的彈性形變程度越大，具有的彈性勢能就越大。知識(shí)點(diǎn)四、機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化1、機(jī)械能(1)定義：動(dòng)能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。機(jī)械能是最常見的一種形式的能量。(2)單位：J。2、動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)化(1)在一定的條件下，動(dòng)能和勢能可以互相轉(zhuǎn)化。(2)如果只有動(dòng)能和勢能香菇轉(zhuǎn)化，盡管動(dòng)能、勢能的大小會(huì)變化，但是機(jī)械能的總和不變，或者說機(jī)械能是守恒的。(3)在分析動(dòng)能和勢能轉(zhuǎn)化的實(shí)例時(shí)，首先要明確研究對象是在哪一個(gè)過程中，再分析物體質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)速度、高度、彈性形變程度的變化情況，從而確定能的變化和轉(zhuǎn)化情況。3、水能和風(fēng)能的利用(1)從能量的角度來看，自然界的流水和風(fēng)都是具有大量機(jī)械能的天然資源。讓水流沖擊水輪轉(zhuǎn)動(dòng)，用來汲水、磨粉；船靠風(fēng)力鼓起帆來推動(dòng)航行。到19世紀(jì)，人類開始利用水能發(fā)電。(2)修筑攔河壩來提高上游的水位，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力勢能越大，能發(fā)出的電就越多。風(fēng)能也可以用來發(fā)電，風(fēng)吹動(dòng)風(fēng)車可以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。4.人造地球衛(wèi)星(1)人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地運(yùn)行，所以存在動(dòng)能和勢能。(2)衛(wèi)星在大氣層外運(yùn)行，不受空氣阻力，只有動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)化，因此機(jī)械能守恒。(3)當(dāng)衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的勢能減小、動(dòng)能增大；當(dāng)衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的勢能增大、動(dòng)能減小?！纠}精析】（2022?襄陽）神舟13號返回艙在空中高速下降到適當(dāng)位置時(shí)打開降落傘，返回艙和傘開始做減速運(yùn)動(dòng)，空氣阻力隨速度的減小而減小，下降一段高度后，開始勻速下降直到地面附近。以返回艙和傘為研究對象，下列說法不正確的是（）A．減速下降過程中受力不平衡 B．減速下降過程中減少的機(jī)械能等于克服空氣阻力做功消耗的能量 C．勻速下降過程中機(jī)械能減小 D．減速下降過程中重力做功的功率小于勻速下降時(shí)重力做功的功率【解答】解：A、減速下降過程中，返回艙和傘處于非平衡狀態(tài)，所以它受力不平衡，故A項(xiàng)說法正確；B、減速下降的過程中，要克服空氣阻力做功，則減少的機(jī)械能等于克服空氣阻力做功消耗的能量，故B項(xiàng)說法正確；C、返回艙和傘勻速下降的過程中，質(zhì)量不變、速度不變，但高度減小，則動(dòng)能不變，重力勢能減少，則機(jī)械能總量減少，故C項(xiàng)說法正確；D、返回艙和傘的重力大小不變，由題意可知返回艙和傘減速下降時(shí)的速度大于勻速下降時(shí)的速度，根據(jù)公式P=Wt=Gh故選：D。（2022?南通）在內(nèi)徑約為1cm玻璃管中注水近滿，上端留一個(gè)氣泡，用橡皮塞塞住管口，再將玻璃管翻轉(zhuǎn)后豎直放置，氣泡上升，如圖所示。測得氣泡上升40cm用時(shí)20s，則該過程中氣泡所受浮力做功的功率最接近于（）A．2×10﹣5W B．2×10﹣4W C．2×10﹣3W D．2×10﹣2W【解答】解：由圖可知，氣泡的體積約為1cm3，因?yàn)闅馀萁]在水中，所以氣泡排開水的體積：V排＝V＝1cm3，則氣泡受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣6m3＝1×10﹣2N，氣泡所受浮力做的功：W＝F浮s＝1×10﹣2N×40×10﹣2m＝4×10﹣3J，則浮力做功的功率：P=Wt=4×10-3J20s=故選：B。（2022?荊州）打籃球是很多同學(xué)喜愛的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，某次打籃球過程中，籃球的部分運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，下列說法正確的是（）A．籃球經(jīng)過相同高度的B、C兩點(diǎn)時(shí)，機(jī)械能相等 B．籃球第一次反彈后到達(dá)最高點(diǎn)D時(shí)，動(dòng)能為0 C．籃球經(jīng)過B、E兩點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能可能相等 D．籃球在整個(gè)過程中機(jī)械能守恒【解答】解：AD、由圖可知，每次籃球反彈后到達(dá)的最高點(diǎn)都比上一次的最高點(diǎn)要低，說明籃球的機(jī)械能不斷減小，因此在B點(diǎn)的機(jī)械能大于在C點(diǎn)的機(jī)械能，故AD錯(cuò)誤；B、籃球在最高點(diǎn)時(shí)，豎直方向速度為零，但在水平方向上速度不為零，所以籃球第一次反彈后到達(dá)最高點(diǎn)D時(shí)動(dòng)能不為零，故B錯(cuò)誤；C、在B點(diǎn)的機(jī)械能大于在E點(diǎn)的機(jī)械能；在B、E兩點(diǎn)高度不相同則重力勢能不相同，即B點(diǎn)的重力勢能大于E點(diǎn)的重力勢能，機(jī)械能是物體動(dòng)能與勢能的總和，因此在B點(diǎn)的動(dòng)能可能等于在E點(diǎn)的動(dòng)能，故C正確。故選：C。（2022?永州）在田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)上，小明參加擲鉛球比賽，鉛球脫手后在空中上升過程速度越來越慢，上升過程的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，下列關(guān)于鉛球能上升的原因及上升過程能量變化的說法正確的是（）A．鉛球在空中能上升，是因?yàn)殂U球具有慣性 B．鉛球在空中能上升，是因?yàn)殂U球一直受到向上的推力 C．鉛球在空中上升過程，動(dòng)能逐漸增大 D．鉛球在空中上升過程，重力勢能逐漸減小【解答】解：AB、鉛球在空中上升飛行，由于鉛球具有慣性，仍要保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，鉛球不再受推力作用，故A正確，B錯(cuò)誤。CD、鉛球在上升過程中，因?yàn)橘|(zhì)量不變、速度減小、高度增大，所以鉛球的動(dòng)能減小，重力勢能增加，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故CD錯(cuò)誤。故選：A。（2022?無錫）用如圖所示的器材探究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)，實(shí)驗(yàn)時(shí)讓小車從斜面上由靜止開始下滑，撞擊置于水平面上的木塊，關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法中錯(cuò)誤的是（）A．小車從斜面下滑過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 B．小車撞擊木塊對木塊做功，使木塊獲得動(dòng)能 C．木塊被撞擊后移動(dòng)的距離可反映小車動(dòng)能大小 D．本套器材只能探究小車動(dòng)能大小與速度的關(guān)系【解答】解：A、在重力的作用下，小車沿斜面下滑，將重力勢能主要轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故A正確；B、小車由于慣性，在水平面上向前運(yùn)動(dòng)撞擊木塊做功，使木塊由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，獲得動(dòng)能，故B正確；C、物體動(dòng)能的多少不能直接觀察。小車具有動(dòng)能的多少是通過木塊被撞出的距離大小來反映的，運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法，故C正確；D、讓小車先后三次從斜面的同一位置自由滑下，撞擊置于水平面上相同位置的木塊，但第一次只有小車、第二次小車加一個(gè)鉤碼、第三次小車加兩個(gè)鉤碼（改變質(zhì)量），可以研究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系，故D錯(cuò)誤。故選：D。（2022?眉山）同學(xué)們在體育課進(jìn)行實(shí)心球投擲訓(xùn)練，如圖所示A→B表示實(shí)心球離開手之前的運(yùn)動(dòng)軌跡，B→C→D表示實(shí)心球離開手之后的運(yùn)動(dòng)軌跡，空氣阻力忽略不計(jì)。下列分析正確的是（）A．實(shí)心球從B→C過程中，動(dòng)能逐漸減小 B．實(shí)心球到達(dá)最高點(diǎn)C時(shí)，它將處于靜止?fàn)顟B(tài) C．實(shí)心球從B→C→D過程中，沒有力對它做功 D．實(shí)心球從A→B過程中，說明力可以改變物體的形狀【解答】解：A、實(shí)心球在上升過程中，因?yàn)橘|(zhì)量不變、速度減小，所以實(shí)心球的動(dòng)能減小，故A正確；B、實(shí)心球到達(dá)最高點(diǎn)C時(shí)，豎直方向的速度為0，但水平方向有速度，此時(shí)實(shí)心球只受重力的作用，受力不平衡，不會(huì)處于靜止?fàn)顟B(tài)，故B錯(cuò)誤；C、實(shí)心球因重力作用而下降，重力對其做功，故C錯(cuò)誤；D、實(shí)心球從A→B過程中，速度減小，方向改變，說明力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。故選：A。（2022?銅仁市）冬奧會(huì)場館內(nèi)，一名志愿者正在搬運(yùn)一長方體器材箱，從邊線開始向右水平移動(dòng)一段距離，如圖（a）所示，他對器材的水平推力為300N，箱子運(yùn)動(dòng)過程中的位置（s）與時(shí)間（t）關(guān)系圖象如圖（b）所示。4s內(nèi)箱子的平均速度為0.5m/s；4s內(nèi)志愿者克服摩擦力做功的功率為150W；若將兩個(gè)規(guī)格相同的器材箱水平并排放置，一起勻速推動(dòng)，與推動(dòng)一個(gè)器材箱相比，志愿者施加的推力將增大（選題“增大”“不變”或“減小”）；如果有一個(gè)與箱子質(zhì)量相等的物體，被天宮二號宇航員在空間站艙內(nèi)板面上推動(dòng)，推力與板面平行，物體所受摩擦力是其在地球表面的0.9倍。（物體在空間站所受的引力約是在地球表面的0.9倍）【解答】解：（1）由圖（b）可知，箱子在4s內(nèi)移動(dòng)的距離s＝7m﹣5m＝2m，4s內(nèi)箱子的平均速度：v=st（2）4s內(nèi)志愿者克服摩擦力做的功：W＝Fs＝300N×2m＝600J，則4s內(nèi)志愿者克服摩擦力做功的功率：P=Wt（3）由滑動(dòng)摩擦力的影響因素可知，接觸面的粗糙程度相同時(shí)，壓力增大，摩擦力也增大，因?yàn)橄渥幼鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，志愿者施加的推力與箱子受到的摩擦力是一對平衡力，所以志愿者施加的推力隨著摩擦力的增大而增大；（4）因?yàn)槲矬w在空間站所受的引力約是在地球表面的0.9倍，所以物體在空間站受到的重力與在地球上受到的重力之比：G空間站G由滑動(dòng)摩擦力的影響因素可知，接觸面的粗糙程度相同時(shí)，摩擦力大小與壓力成正比，因此物體在空間站受到的摩擦力與在地球上受到的摩擦力之比：f空間站f因此物體在空間站受到的摩擦力：f空間站＝0.9f，即物體在空間站受到的摩擦力是地球表面的0.9倍。故答案為：0.5；150；增大；0.9。（2022?黑龍江）在水平地面上，小明沿水平方向推重400N的木箱做直線運(yùn)動(dòng)，木箱速度隨時(shí)間變化的圖像如圖所示。已知在4s～8s內(nèi)木箱受到的推力恒為150N，在這段時(shí)間（4s～8s）內(nèi)，木箱受到的推力的功率是150W，8s～10s內(nèi)木箱受到的摩擦力是150N（忽略空氣阻力）?！窘獯稹拷猓海?）由題知，在4s～8s內(nèi)，推力F＝150N；由圖可知這段時(shí)間內(nèi)木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且v＝1m/s，則推力做功的功率：P=Wt=Fst=Fv＝（2）由圖知，在4s～8s內(nèi)，木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng)，忽略空氣阻力，木箱受到的推力、摩擦力是一對平衡力，大小相等，則木箱受到的摩擦力f＝F＝150N；由圖可知，木箱在8s～10s內(nèi)做減速運(yùn)動(dòng)，由于壓力大小、接觸面的粗糙程度不變，則木箱受到滑動(dòng)摩擦力的大小不變，還是150N。故答案為：150；150。（2022?隨州）多米諾骨牌是一種用木制、骨制或塑料制成的長方體骨牌，起源于中國北宋時(shí)期，由意大利傳教士帶往歐洲。玩時(shí)將骨牌按一定間距排列成各種造型（如圖甲），輕輕碰倒第一張骨牌，其余的骨牌就會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，依次倒下（如圖乙），多米諾骨牌效應(yīng)的說法被廣泛用來比喻許多社會(huì)現(xiàn)象。用物理學(xué)知識(shí)對多米諾骨牌效應(yīng)發(fā)生過程進(jìn)行分析：（1）在骨牌依次擊倒的過程中，骨牌的重心如何變化：重心先升高后降低。（2）骨牌依次擊倒，從能量的角度分析，涉及到不同形式的能量間的轉(zhuǎn)化，請分析其中的能量轉(zhuǎn)化情況：動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能再轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，最后轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?！窘獯稹拷猓海?）由圖乙可知，骨牌的重心在骨牌的幾何中心上，在骨牌依次擊倒的過程中，當(dāng)對角線位于豎直位置時(shí)，重心最高，所以骨牌的重心先升高后降低；（2）骨牌倒下時(shí)質(zhì)量不變，重心先升高后降低，所以其重力勢能先增大后減??；重力勢能減小后會(huì)使得骨牌倒下速度增大，其重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；骨牌與其它骨牌碰撞后，動(dòng)能又會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時(shí)該骨牌的動(dòng)能為0。故答案為：重心先升高后降低；動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能再轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，最后轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（2022?紹興）長度均為20厘米的相同均質(zhì)木塊A、B平放在水平桌面上，從圖示位置開始推木塊。當(dāng)F為3牛時(shí)，木塊靜止；當(dāng)F為6牛時(shí)，木塊A、B開始沿桌面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，2秒后木塊A掉落；繼續(xù)推木塊B使其仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)直到掉落。（1）推力為3牛時(shí)，AB整體受到摩擦力為3牛。（2）木塊A在桌面上勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為0.05米/秒。（3）從開始推動(dòng)到木塊B掉落的過程中，推力共做功1.2焦。【解答】解：（1）推力為3N時(shí)，木塊靜止，根據(jù)二力平衡條件可知摩擦力和推力是一對平衡力，所以摩擦力為3N；（2）當(dāng)木塊A一半體積離開桌面時(shí)，木塊A就會(huì)掉落，此時(shí)移動(dòng)的距離s=20cm2=10cm木塊A在桌面上勻速運(yùn)動(dòng)的速度v=st（3）木塊A掉落前做的功W1＝F1s＝6N×0.1m＝0.6J；當(dāng)木塊B一半體積離開桌面時(shí)，木塊B就會(huì)掉落，從A掉落到B掉落，一共移動(dòng)距離s′＝0.1m+0.1m＝0.2m；這段路程中，壓力大小變成了之前的一半，摩擦力變?yōu)樵瓉淼囊话?，所以推力F2=12F1＝這段路程做功W2＝F2s′＝3N×0.2m＝0.6J；從開始推動(dòng)到木塊B掉落的過程中，推力做的功W＝W1+W2＝0.6J+0.6J＝1.2J；故答案為：（1）3；（2）0.05；（3）1.2。（2022?宿遷）如圖為某學(xué)習(xí)小組“探究動(dòng)能大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)操作（步驟甲、乙、丙中小球質(zhì)量分別為m、2m、3m）。（1）讓小球從同一高度由靜止開始滾下，目的是使小球到達(dá)水平面時(shí)具有相同的速度。（2）實(shí)驗(yàn)中通過比較木塊B被小球撞擊后移動(dòng)的距離s來判斷小球具有動(dòng)能的大小，這種方法在物理學(xué)中屬于轉(zhuǎn)換法（選填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”）。（3）小華認(rèn)為由實(shí)驗(yàn)步驟乙和實(shí)驗(yàn)步驟丙可以判斷動(dòng)能大小與速度的關(guān)系，你認(rèn)為該觀點(diǎn)是錯(cuò)誤（選填“正確”或“錯(cuò)誤”），理由是沒有控制小球質(zhì)量相同。（4）通過比較步驟甲和乙可以判斷動(dòng)能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系?！窘獯稹拷猓海?）讓不同質(zhì)量的兩個(gè)小球從同一高度由靜止?jié)L下，使小球到達(dá)水平面時(shí)的速度是相同的；（2）木塊B被小球撞擊后移動(dòng)的距離s越大，說明小球?qū)δ緣K做的功越多，也反映了小球具有的動(dòng)能越大；木塊的距離長短反映了物體動(dòng)能的大小，這種方法叫作轉(zhuǎn)換法；（3）由圖知實(shí)驗(yàn)步驟乙和實(shí)驗(yàn)步驟丙的質(zhì)量和下落的高度都不同，不可以判斷動(dòng)能大小與速度的關(guān)系；（4）要探究動(dòng)能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系，需要控制速度相同，改變物體的質(zhì)量，步驟甲、乙符合題意。故答案為：（1）速度；（2）轉(zhuǎn)換法；（3）錯(cuò)誤；沒有控制小球質(zhì)量相同；（4）甲；乙。（2022?金昌）如圖所示，擺線的長L相同，小球A、B的質(zhì)量mA＜mB，懸線與豎直方向的夾角θ1＜θ2。（1）圖甲、乙中，同時(shí)由靜止釋放A、B兩球，觀察到它們并排擺動(dòng)且始終相對靜止，同時(shí)到達(dá)豎直位置，這表明兩小球在擺動(dòng)過程中任一時(shí)刻速度大小與小球的質(zhì)量無關(guān)；（2）小強(qiáng)設(shè)計(jì)用如圖所示裝置探究“物體的動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”。小球按圖示位置由靜止釋放，當(dāng)小球擺動(dòng)到豎直位置時(shí)，恰好與靜止在水平面上的木塊C發(fā)生碰撞，木塊都會(huì)在水平面上滑行一定距離后停止，本實(shí)驗(yàn)中通過比較木塊移動(dòng)的距離反映小球撞擊木塊C前的動(dòng)能大小，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法（選填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”）；（3）根據(jù)乙、丙所示的探究過程，他觀察到圖丙中木塊C撞得更遠(yuǎn)，可得出結(jié)論：小球的動(dòng)能大小與速度有關(guān)（選填“速度”、“高度”或“質(zhì)量”）；（4）若水平面絕對光滑且足夠長，木塊C被撞擊后，它將做勻速直線運(yùn)動(dòng)（選填“減速”、“勻速”或““加速”）；（5）在探究小球動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，有同學(xué)提議可以在水平面桌面上將同一根彈簧壓縮相同的程度，分別彈出質(zhì)量不同的小球去撞擊木塊，撞擊木塊時(shí)小球的動(dòng)能相等（選填“相等”或“不相等”），該方案錯(cuò)誤（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）?！窘獯稹拷猓海?）圖甲、乙中，同時(shí)由靜止釋放A、B兩球，觀察到它們并排擺動(dòng)且始終相對靜止，同時(shí)到達(dá)豎直位置。這表明兩小球在擺動(dòng)過程中的任一時(shí)刻的速度大小與小球的質(zhì)量無關(guān)；（2）實(shí)驗(yàn)中，小球按圖示位置由靜止釋放，當(dāng)小球擺動(dòng)到豎直位置時(shí)，恰好與靜止在水平面上的木塊C發(fā)生碰撞，木塊都會(huì)在水平面上滑行一定距離后停止。本實(shí)驗(yàn)就是通過木塊移動(dòng)的距離反映小球撞擊木塊C前的動(dòng)能大小，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法；（3）根據(jù)乙、丙所示的探究過程，當(dāng)懸線與豎直方向的夾角越大，木塊C被撞得越遠(yuǎn)，可觀察到圖丙中木塊C撞得更遠(yuǎn)，可得出結(jié)論：物體的動(dòng)能大小與速度有關(guān)；（4）由實(shí)驗(yàn)可知，小車受到的阻力越小，小車速度變化越慢，小車滑行距離越遠(yuǎn)，由此可以合理推理：如果小車不受力，小車將做勻速直線運(yùn)動(dòng)；（5）在水平面桌面上將同一根彈簧壓縮相同的程度時(shí)，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)換成小球的動(dòng)能，所以不同小球的動(dòng)能是相同的；小球的動(dòng)能與其質(zhì)量和速度都有關(guān)，由于小球的動(dòng)能不變，改變其質(zhì)量，因而小球的速度也會(huì)發(fā)生改變，所以該方案存在兩個(gè)變量，故錯(cuò)誤。故答案為：（1）質(zhì)量；（2）木塊移動(dòng)的距離；轉(zhuǎn)換法；（3）速度；（4）勻速；（5）相等；錯(cuò)誤。（2022?黔東南州）據(jù)新華社報(bào)道，5月31日上午，貴陽至黃平高速公路全線通車。貴黃高速的通車，將極大地方便沿線群眾出行，提升貴陽市、黔南州、黔東南州至長江三角洲、長株潭城市群通道運(yùn)輸能力，對完善全省高速公路網(wǎng)絡(luò)、推動(dòng)沿線資源開發(fā)、振興鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)提供強(qiáng)有力的交通支撐。貴黃高速主線全長120.6公里，設(shè)計(jì)時(shí)速100公里。周末，小明與他爸爸從黃平開著小汽車到貴陽游玩，人和車的總質(zhì)量為1.5t，四輪與地面接觸總面積為200cm2。若小汽車在行駛過程中受到的阻力是人和車總重力的0.04倍（取g＝10N/kg）。求：（1）因車發(fā)生故障，當(dāng)車停在水平的應(yīng)急道上（人未下車）時(shí)，車對水平地面的壓強(qiáng)。（2）若該車在某平直路段以72km/h的速度勻速行駛了25s，此過程小汽車牽引力的功率?！窘獯稹拷猓海?）人和車的總重力：G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N，車對水平地面的壓力：F壓＝G＝1.5×104N，則車對水平地面的壓強(qiáng)：p=F壓S=1.5×10（2）小汽車在行駛過程中受到的阻力：f＝0.04G＝0.04×1.5×104N＝600N，因?yàn)樾∑囋谒铰访嫔献鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，所以由二力平衡條件可知，小汽車的牽引力：F＝f＝600N，小汽車的速度：v＝72km/h＝20m/s，此過程小汽車牽引力的功率：P=Wt=Fst=Fv＝600N×20m/s＝答：（1）車對水平地面的壓強(qiáng)為7.5×105Pa；（2）此過程小汽車牽引力的功率為1.2×104W。（2022?濟(jì)寧）為支援上海疫情防控、保障民生，蔬菜運(yùn)輸車（如圖所示）從山東壽光出發(fā)，歷經(jīng)9小時(shí)15分鐘，行程777公里，于4月18日上午8點(diǎn)抵達(dá)上海徐匯區(qū)。該蔬菜運(yùn)輸車總質(zhì)量為31t，輪子與地面的總接觸面積為6200cm2。（g取10N/kg）求：（1）運(yùn)輸車全程的平均速度；（2）運(yùn)輸車對水平路面的壓強(qiáng)；（3）在某段平直公路上，運(yùn)輸車勻速行駛9km用時(shí)6min，受到的阻力為2.6×103N，則運(yùn)輸車牽引力做功的功率?！窘獯稹拷猓海?）蔬菜運(yùn)輸車的運(yùn)行時(shí)間為t＝9小時(shí)15分鐘＝9.25h，運(yùn)輸車全程的平均速度為：v=st（2）蔬菜運(yùn)輸車滿載時(shí)車對水平路面的壓力：F＝G總＝m總g＝31×103kg×10N/kg＝3.1×105N；滿載時(shí)車對地面的壓強(qiáng)；p=FS=3.1×105（3）蔬菜運(yùn)輸車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)牽＝F阻＝2.6×103N，蔬菜運(yùn)輸車牽引力做的功為：W＝F牽s＝2.6×103N×9×103m＝2.34×107J；運(yùn)輸車牽引力做功的功率為：P=Wt=2.34×107答：（1）運(yùn)輸車全程的平均速度為84km/h；（2）運(yùn)輸車對水平路面的壓強(qiáng)為5×105Pa；（3）在某段平直公路上，運(yùn)輸車勻速行駛9km用時(shí)6min，受到的阻力為2.6×103N，則運(yùn)輸車牽引力做功的功率為6.5×104W。【習(xí)題鞏固】一．選擇題（共14小題）1．（2022?興城市一模）高空墜物危害大，就算一個(gè)蘋果從十層高樓自由落下都可能把汽車玻璃砸爛。若不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（）A．下落的蘋果只具有動(dòng)能 B．下落過程中蘋果的重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 C．下落過程中蘋果的機(jī)械能減小 D．下落過程中蘋果的機(jī)械能增大【解答】解：A、正在下落的蘋果，有速度和高度，具有動(dòng)能和重力勢能，故A錯(cuò)誤；B、下落過程中蘋果的質(zhì)量不變，高度變小，速度變大，則其重力勢能減少，動(dòng)能增加，所以重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故B正確；CD、由于蘋果下落過程中不計(jì)空氣阻力，所以蘋果的機(jī)械能守恒，故CD錯(cuò)誤。故選：B。2．（2022?江寧區(qū)一模）“蘇科版”初中物理教材，“探究阻力對物體運(yùn)動(dòng)的影響”和“探究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都有器材：粗糙的斜面、水平木板和小車，如圖所示?，F(xiàn)有以下判斷：（1）只添加一條棉布和一塊玻璃板，可完成探究“阻力對物體運(yùn)動(dòng)的影響”實(shí)驗(yàn)；（2）只添加一個(gè)木塊，可完成探究“動(dòng)能與大小與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)；（3）兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，每次小車都要從斜面同一位置由靜止釋放；（4）小車從斜面下滑，減小的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。其中正確的判斷有（）A．1個(gè) B．2個(gè) C．3個(gè) D．4個(gè)【解答】解：（1）實(shí)驗(yàn)中，小車在水平面受到的阻力為水平面對其的滑動(dòng)摩擦力，滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)，當(dāng)壓力一定時(shí)，可以通過改變接觸面的粗糙程度來改變滑動(dòng)摩擦力的大小，所以只添加一條棉布和一塊玻璃板，可完成探究阻力對物體運(yùn)動(dòng)影響的實(shí)驗(yàn)，故該說明正確；（2）影響物體動(dòng)能的因素有物體的質(zhì)量和速度，探究動(dòng)能大小與物體質(zhì)量是否有關(guān)時(shí)，需改變物體的質(zhì)量，則只添加一個(gè)木塊，無法改變小車的質(zhì)量，故該說法錯(cuò)誤；（3）影響物體動(dòng)能的因素有物體的質(zhì)量和速度，探究動(dòng)能大小與物體速度是否有關(guān)時(shí)，需改變物體的速度，則需要從不同的高度由靜止釋放小球，故該說法錯(cuò)誤；（4）由于斜面粗糙，小車從斜面下滑，減小的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為小車的動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故該說法錯(cuò)誤。故選：A。3．（2022?宣州區(qū)二模）如圖所示，桌面擺件正常運(yùn)行時(shí)，小輪在支架上來回滾動(dòng)，且每次到達(dá)的最大高度相同。小明發(fā)現(xiàn)擺件的底座內(nèi)有一電源，關(guān)掉電源后，小輪來回滾動(dòng)一會(huì)兒就會(huì)停下來。則擺件正常運(yùn)行時(shí)，小輪從最低點(diǎn)上升到最高點(diǎn)的過程中（）A．小輪的動(dòng)能一定增大 B．小輪的重力勢能可能減小 C．小輪的重力勢能一定增大 D．小輪的機(jī)械能一定不變【解答】解：當(dāng)桌面擺件正常運(yùn)行時(shí)，開關(guān)閉合，則電能轉(zhuǎn)化為小輪的機(jī)械能，小輪從最低點(diǎn)上升到最高點(diǎn)的過程中，小輪質(zhì)量不變，高度增加，則重力勢能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，動(dòng)能減?。魂P(guān)掉電源后，小輪來回滾動(dòng)一會(huì)兒就會(huì)停下來，說明運(yùn)動(dòng)過程中存在摩擦，當(dāng)擺件正常運(yùn)行時(shí)，小輪從最低點(diǎn)上升到最高點(diǎn)需通電才能運(yùn)動(dòng)到相同高度，說明有電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，則小輪的機(jī)械能增大，故ABD錯(cuò)誤；C正確。故選C。4．（2022?鄧州市二模）2021年5月15日，“天問一號”探測器攜祝融號火星車成功著陸火星烏托邦平原，一次發(fā)射任務(wù)同時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞、著陸和巡視。落地前，它在9min內(nèi)將速度從約4900m/s降到0。第一步火星大氣使其速度減小至約500m/s左右；第二步打開減速傘直到速度降至約100m/s；第三步變推力反沖發(fā)動(dòng)機(jī)開機(jī)，進(jìn)入動(dòng)力下降階段，自主確定著陸區(qū)域后，在緩沖機(jī)構(gòu)和氣囊的保護(hù)下抵達(dá)火星表面。下列說法中正確的是（）A．天問一號第一步降落過程中機(jī)械能保持不變 B．利用減速傘降落過程中天問一號所受阻力大于重力 C．反沖發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)應(yīng)該豎直向上噴射燃?xì)?D．天問一號的四個(gè)“大腳掌”可以增大它對火星表面的壓強(qiáng)【解答】解：A、在第一步降落過程中，天問一號的速度和高度均減小，所以可知這個(gè)過程中機(jī)械能變小，故A錯(cuò)誤；B、利用減速傘降落過程中天問一號的速度變小，此時(shí)所受阻力大于重力，故B正確；C、物體間力的作用是相互的，反沖發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)應(yīng)該向下噴射燃?xì)猓蔆錯(cuò)誤；D、天問一號的四個(gè)“大腳掌”是在壓力一定時(shí)，通過增大受力面積來減小它對火星表面的壓強(qiáng)，故D錯(cuò)誤。故選：B。5．（2022?越秀區(qū)校級二模）某小球被斜向上拋出，經(jīng)過M、N兩點(diǎn)，其動(dòng)能和重力勢能的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示。圖中關(guān)于M、N兩點(diǎn)位置（選項(xiàng)A、B中的M點(diǎn)和N點(diǎn)同高）比較符合表中信息的是（）機(jī)械能大小動(dòng)能在機(jī)械能中占比重力勢能在機(jī)械能中占比M點(diǎn)200J40%60%N點(diǎn)150J20%80%A． B． C． D．【解答】解：M點(diǎn)的機(jī)械能為200J，動(dòng)能在機(jī)械能中占比40%，則M點(diǎn)的動(dòng)能是Ek＝200J×40%＝80J，M點(diǎn)的重力勢能是E＝200J﹣80J＝120J；N點(diǎn)的機(jī)械能為150J，動(dòng)能在機(jī)械能中占比20%，則N點(diǎn)的動(dòng)能是Ek＝150J×20%＝30J，N點(diǎn)的重力勢能是E＝150J﹣30J＝120J。由于M和N點(diǎn)的重力勢能一樣，所以M和N點(diǎn)高度一樣；但M點(diǎn)的動(dòng)能大于N點(diǎn)的動(dòng)能，說明M在前，N在后。故選：A。6．（2022?硚口區(qū)模擬）首鋼滑雪大跳臺(tái)在北京冬奧會(huì)期間承擔(dān)了單板和自由式滑雪大跳臺(tái)等比賽項(xiàng)目。如圖所示，是運(yùn)動(dòng)員在雪上技巧項(xiàng)目比賽中，從跳臺(tái)頂端由靜止開始自由加速滑下，沖上斜坡，又飛向天空時(shí)的精彩瞬間。若不計(jì)空氣阻力，則下列說法錯(cuò)誤的是（）A．加速下滑的過程中，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能不斷增大 B．飛向天空的運(yùn)動(dòng)員，相對于地面始終是運(yùn)動(dòng)的 C．運(yùn)動(dòng)員能沖上斜坡，是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員具有慣性 D．從跳臺(tái)頂端到落地之前，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能先減小后不變【解答】解：A、運(yùn)動(dòng)員下滑的過程中，要克服摩擦做功，一部分機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以其機(jī)械能不斷減小，故A錯(cuò)誤；B、飛向天空的運(yùn)動(dòng)員，相對于地面的位置不斷變化，所以是運(yùn)動(dòng)的，故B正確；C、運(yùn)動(dòng)員能沖上斜坡，是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員具有慣性，仍要保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故C正確；D、滑雪運(yùn)動(dòng)員下滑過程中，要克服摩擦做功，將一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；飛向天空時(shí)，由于不計(jì)空氣阻力，此過程中機(jī)械能守恒，故從跳臺(tái)頂端到落地之前，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能先減小后不變，故D正確。故選：A。7．（2022?瓊海模擬）用彈簧測力計(jì)兩次水平拉同一木塊，使它在同一水平木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，圖乙是它運(yùn)動(dòng)的路程隨時(shí)間變化的圖像，下列說法正確的是（）A．木塊兩次運(yùn)動(dòng)的速度相等 B．木塊第一次受到的摩擦力較小 C．木塊兩次受到的摩擦力均為2.3N D．木塊兩次受到拉力的功率之比為2：1【解答】解：A、根據(jù)s﹣t圖形，相同時(shí)間內(nèi)，第一次行走的路程大于第二次的路程，故A錯(cuò)誤；B、摩擦力大小和壓力以及粗糙面程度有關(guān)，與拉動(dòng)的速度大小無關(guān)，故B錯(cuò)誤；C、木塊在做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦力與拉力二力平衡，大小為2.6N；D、根據(jù)P=Wt=Fst=Fv，兩次的拉力相等，速度之比為2：1，木塊兩次受到拉力的功率之比為8．（2022?增城區(qū)二模）如圖所示，吊機(jī)將貨物勻速直線放下，貨物經(jīng)過M、N兩點(diǎn)時(shí)（）A．貨物在M、N兩點(diǎn)的動(dòng)能相等 B．貨物在M、N兩點(diǎn)的機(jī)械能相等 C．貨物在M、N兩點(diǎn)的重力勢能相等 D．此過程貨物的重力勢能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能【解答】解：吊機(jī)將貨物勻速直線放下，速度不變，故動(dòng)能不變；高度減小，重力勢能減小；重力勢能沒有轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，機(jī)械能減小，故A正確、BCD錯(cuò)誤。故選：A。9．（2022?信陽二模）如圖是“探究動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球從斜面的不同高度由靜止釋放是探究物體動(dòng)能大小與高度的關(guān)系 B．實(shí)驗(yàn)中讓不同質(zhì)量的鋼球從斜面的相同高度由靜止釋放是探究物體動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系 C．該實(shí)驗(yàn)中，物體的動(dòng)能是指木塊B的動(dòng)能 D．鋼球A由斜面滑下時(shí)機(jī)械能保持不變【解答】解：A、實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球從斜面的不同高度由靜止釋放是探究物體動(dòng)能大小與速度的關(guān)系，故A錯(cuò)誤；B、要想研究物體動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，需要換用不同質(zhì)量的小球從斜面相同的高度滑下；實(shí)驗(yàn)中讓不同質(zhì)量的鋼球從斜面的相同高度由靜止釋放是探究物體動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系，故B正確；C、該實(shí)驗(yàn)中，物體的動(dòng)能是指鋼球A的動(dòng)能，故C錯(cuò)誤；D、鋼球A由斜面滑下時(shí)，需要克服摩擦做功，故機(jī)械能減小，故D錯(cuò)誤。故選：B。10．（2022?金壇區(qū)一模）一物體在同一水平木板上做直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的路程一時(shí)間圖像如圖甲時(shí)，受到的水平推力為F1，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖像如圖乙時(shí)，受到的水平推力為F2，2s內(nèi)兩次推力做功分別為W1、W2。則下列關(guān)系正確的是（）A．F1＝F2W1＜W2 B．F1＝F2W1＞W(wǎng)2 C．F1＞F2W1＞W(wǎng)2 D．F1＜F2W1＜W2【解答】解：由圖像甲可知，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡條件可知，推力等于摩擦力，由圖像乙可知，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可知，推力大于摩擦力，同一物體在同一水平木板上運(yùn)動(dòng)，兩次對地面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，則物體受到的摩擦力不變，故受到的水平推力為：F1＜F2；由圖像甲可知，物體2s內(nèi)通過的路程為4m，由圖像乙可知，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其初速度為2m/s，則2s內(nèi)通過的路程一定大于4m，故根據(jù)W＝Fs可知，兩次推力做的功：W1＜W2。綜上分析可知，選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤、D正確。故選：D。11．（2022?白云區(qū)二模）如圖所示，彈性輕繩的上端固定在O點(diǎn)，拉長后將下端固定在體驗(yàn)者的身上，并與固定在地面上的扣環(huán)相連。打開扣環(huán)，人從A點(diǎn)由靜止釋放，像火箭一樣被“豎直發(fā)射”，能上升到最高位置C點(diǎn)，在B點(diǎn)時(shí)速度最大。對此過程，下列描述正確的是（）A．彈性繩的彈性勢能在B點(diǎn)時(shí)最大 B．人在B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大 C．人從A到C的過程中，重力勢能增加，動(dòng)能一直減少 D．人從A到B的過程中，動(dòng)能增加，重力勢能減少【解答】解：A、彈性繩在A點(diǎn)時(shí)彈性形變最大，彈性勢能最大；故A錯(cuò)誤；B、人的質(zhì)量一定，在B點(diǎn)時(shí)速度最大，動(dòng)能最大；故B正確；C、人從A到C的過程中，質(zhì)量不變，高度增大，重力勢能增加；AB段速度逐漸變大，動(dòng)能逐漸變大；BC段速度逐漸變小，動(dòng)能逐漸變?。还蔆錯(cuò)誤；D、從A到B的過程中，質(zhì)量不變、高度增大，重力勢能增加；質(zhì)量不變、速度逐漸變大，動(dòng)能變大；故D錯(cuò)誤。故選：B。12．（2022?上城區(qū)一模）生活中經(jīng)?？梢娙鐖D甲、乙兩類電梯。當(dāng)人站在勻速運(yùn)行的電梯上，并與電梯一同上行，以下分析合理的是（）A．甲圖中人受到的支持力與重力是一對平衡力 B．甲圖中電梯對人沒有做功 C．乙圖中人受到的摩擦力沿斜面向下 D．乙圖中人受到的摩擦力與重力大小相等【解答】解：A、甲圖中人受到的支持力與重力，大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用在同一物體上，是一對平衡力，故A正確；B、站在勻速向上運(yùn)動(dòng)的電梯內(nèi)，人在力的方向上通過了一段距離，所以電梯對人做了功，故B錯(cuò)誤；C、乙圖中上行時(shí)，人相對于電梯有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢，故所受的摩擦力沿斜面向上，故C錯(cuò)誤；D、由乙圖受力分析可知人受到的靜摩擦力與重力沿斜面的分力相等，故摩擦力小于重力，故D錯(cuò)誤。故選：A。13．（2022?白云區(qū)二模）甲、乙兩輛功率相同的汽車，在同一公路上行駛，兩車都經(jīng)過M點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，每經(jīng)過相同時(shí)間，用虛線框記錄車的位置。如圖所示，從M到N的這段路中（）A．乙做的功較大 B．甲乙做的功一樣大 C．甲車的牽引力較大 D．乙車的牽引力較大【解答】解：AB、由題圖可知，從M到N的這段路中，甲車所用時(shí)間大于乙車，又知甲、乙兩輛汽車功率相同，根據(jù)P=Wt可得W＝Pt，可知甲車做的功較大，故CD、從M到N的這段路中，兩車通過的路程相等，又知甲車做的功較大，根據(jù)W＝Fs可得F=Ws，可知甲車的牽引力較大，故C正確、故選：C。14．（2022?西吉縣一模）2021年6月3日0時(shí)17分，“風(fēng)云四號B星”搭乘長征三號乙運(yùn)載火箭，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。如圖所示，在火箭加速升空的過程中，關(guān)于“B星”的能量及能量轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是（）A．動(dòng)能增加，重力勢能不變 B．動(dòng)能不變，重力勢能增加 C．重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 D．機(jī)械能總量增加【解答】解：在火箭加速升空的過程中，火箭搭載的“風(fēng)云四號B星”加速上升，質(zhì)量不變、速度變大，動(dòng)能變大，質(zhì)量不變、高度變大，重力勢能變大，所以機(jī)械能總量增加，重力勢能沒有轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選：D。二．實(shí)驗(yàn)探究題（共4小題）15．（2022?合肥三模）在探究“物體動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，小明將質(zhì)量不同的小球從同一斜面的同一高度由靜止釋放，撞擊放在水平面上同一位置的相同木塊，如圖甲所示。（1）該實(shí)驗(yàn)是通過觀察木塊移動(dòng)的距離來反映小球的動(dòng)能大?。唬?）通過實(shí)驗(yàn)觀察分析可以得出結(jié)論：速度一定時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能就越大；由此結(jié)論可以聯(lián)想到交通事故的危害程度與超載（選填“超載”或“超速”）有很大關(guān)系；（3）現(xiàn)將同質(zhì)量的小球從更高位置由靜止釋放，撞擊放在水平面上同一位置的另一個(gè)較大質(zhì)量的木塊B，如圖乙所示，發(fā)現(xiàn)木塊B被撞擊后移動(dòng)的距離和木塊A一樣遠(yuǎn)，小明得出的結(jié)論是：動(dòng)能的大小與速度無關(guān)。請你指出他的結(jié)論錯(cuò)誤的原因：沒有控制木塊的質(zhì)量相同。【解答】解：（1）實(shí)驗(yàn)中是通過觀察木塊移動(dòng)的距離來出小球具有的動(dòng)能的大??；（2）通過實(shí)驗(yàn)觀察分析可以得出結(jié)論：速度一定時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能就越大；由此結(jié)論可以聯(lián)想到交通事故的危害程度與超載有很大關(guān)系；（3）將同質(zhì)量的小球從更高位置由靜止釋放，撞擊放在水平面上同一位置的另一個(gè)較大質(zhì)量的木塊B，發(fā)現(xiàn)木塊B被撞擊后移動(dòng)的距離和木塊A一樣遠(yuǎn)，分析可知小球的質(zhì)量不變，高度不同，小球到達(dá)水平面的速度不同，水平面上的木塊質(zhì)量不同，木塊對水平面的壓力不同，則推動(dòng)木塊克服的摩擦力不同，雖然距離相同，根據(jù)W＝Fs可知做功多少不同，所以小球的動(dòng)能不同，結(jié)論錯(cuò)誤。故答案為：（1）木塊移動(dòng)的距離；（2）超載；（3）沒有控制木塊質(zhì)量相同。16．（2022?崇川區(qū)校級四模）初三的小明同學(xué)學(xué)習(xí)完各種能量之后，對各種能量的大小特點(diǎn)產(chǎn)生了濃厚的興趣。（一）她猜想同一根彈簧具有的彈性勢能大小可能與其形變量有關(guān)，于是進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①如圖所示，把彈簧套在光滑豎直桿上，且底端固定在水平面上，用刻度尺讀出并記錄處于自由狀態(tài)時(shí)彈簧上端距水平面的高度h0；②將中間有孔的小鐵塊套在光滑桿上放于彈簧上端，豎直向下按壓鐵塊，讀出并記錄此時(shí)彈簧上端到水平面的高度h1；③釋放小鐵塊，讀出并記錄鐵塊上升到最大高度時(shí)，鐵塊下端到水平面的高度h2；④改變彈簧的壓縮長度h1，重復(fù)以上步驟請你解答：實(shí)驗(yàn)次數(shù)h0/mh1/mh2/m小鐵塊上升的距離Δh/m10.500.400.5520.500.300.6030.501.551.3540.102.50（1）彈簧每次被壓縮時(shí)的形變量的表達(dá)式為h0﹣h1（用所測物理量的符號表示）；（2）彈簧彈性勢能的大小是通過鐵塊上升的高度（h2﹣h1）來間接反映的；（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)得到的結(jié)論是同一根彈簧彈性勢能的大小與形變量的平方成正比；（二）意猶未盡的小明又探究起了動(dòng)能的大小，她在咨詢了的物理老師后，得知物體動(dòng)能EA的計(jì)算公式是12mv2。于是她讓質(zhì)量為m的物塊以初速度v0在粗糙的水平面上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，測出多組不同的初速度v0與滑塊在水平面上滑行對應(yīng)的最大距離s（4）由動(dòng)能EA的計(jì)算公式12mv2知，對動(dòng)能影響較大的是速度（5）當(dāng)物塊的初速度為2m/s時(shí)，滑行的最大距離為1m，則當(dāng)物塊的初速度為4m/s時(shí)，滑行的最大距離是4m；（6）已知在水平面上運(yùn)動(dòng)的物塊受到的摩擦力大小與壓力成正比，則當(dāng)物塊初速度相同，增加物塊的質(zhì)量，物塊滑行的最大距離不變（選填“增大”或“減小”或“不變”）?！窘獯稹拷猓海?）彈簧的形變量h等于彈簧的原長度h0減去彈簧被壓縮后的長度h1，即h＝h0﹣h1；（2）實(shí)驗(yàn)中彈性勢能的大小是通過鐵塊被彈起的高度來間接反映的，即鐵塊到達(dá)的最高點(diǎn)h2減去彈簧被壓縮的最低點(diǎn)h1，即h2﹣h1；（3）由表中數(shù)據(jù)分析可知Δh＝15x2，即△h與x2成正比例函數(shù)關(guān)系，即彈簧彈性勢能的大小與形變量的平方成正比；（4）由動(dòng)能Ek的計(jì)算公式12mv2（5）由題可知，物塊克服摩擦力做功的最大值等于物塊初動(dòng)能，即fs=12mv0物塊在同一水平面上以不同速度滑行，由影響摩擦力大小的因素可知，摩擦力大小不變，當(dāng)物塊的初速度為2m/s時(shí)，滑行的最大距離為1.0m，則有：fs1=12mv12當(dāng)物塊初速度為4m/s時(shí)，設(shè)滑行距離為s2，則有：fs2=12mv22其中v1＝2m/s，v2＝4m/s，s1＝1.0m，聯(lián)立①②并代入數(shù)據(jù)可得，s2＝4m；（6）根據(jù)題意可知，f＝kmg﹣﹣﹣﹣﹣﹣③fs=12mv2④÷③可得：s=12mv2故答案為：（1）h0﹣h1；（2）鐵塊上升的高度（h2﹣h1）；（3）形變量的平方；（4）速度；（5）4；（6）不變。17．（2022?阜新模擬）在探究“物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，如圖甲、乙、丙所示，將A、B、C三個(gè)鋼球先后從同一裝置高度分別為h1、h2、h3的位置由靜止開始滾下（mA＝mB＜mC，h1＝h3＞h2），水平面上同一位置的木塊被撞出一段距離后停下。請回答以下問題：（1）實(shí)驗(yàn)中小鋼球動(dòng)能的大小是通過木塊被撞后滑動(dòng)距離來判斷的。這種研究問題的方法叫轉(zhuǎn)換法；（2）實(shí)驗(yàn)中通過甲、乙兩圖，可以得出的結(jié)論是在質(zhì)量一定時(shí)，物體的速度越大，動(dòng)能越越大；（3）實(shí)驗(yàn)中通過甲、丙兩圖來探究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系，讓小鋼球從同一高度自由滾下，目的是使小鋼球滾到斜面底端時(shí)具有相同的速度；（4）用此實(shí)驗(yàn)探究超載安全隱患時(shí)，我們應(yīng)該選擇甲、丙兩個(gè)圖所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較?！窘獯稹拷猓海?）實(shí)驗(yàn)通過觀察木塊滑動(dòng)距離來比較小鋼球動(dòng)能的大小，這種物理方法叫做轉(zhuǎn)換法；（2）甲、乙兩圖中，同一個(gè)鋼球質(zhì)量相等，從不同的高度靜止?jié)L下，到達(dá)平面時(shí)的速度不同，速度大的鋼球把木塊推的更遠(yuǎn)，說明鋼球?qū)δ緣K做的功最多，鋼球具有的動(dòng)能大；可以得出結(jié)論：質(zhì)量一定，物體的速度越大，動(dòng)能越大；（3）為了研究物體動(dòng)能與物體質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)多次讓不同鋼球從斜面相同高度上靜止?jié)L下，控制鋼球到達(dá)水平面時(shí)的速度相同，改變鋼球的速度，故選甲、丙兩圖；（4）要研究超載安全隱患時(shí)，我們應(yīng)控制速度不變，改變其質(zhì)量，因此應(yīng)選擇到達(dá)水平面的速度相等，質(zhì)量不同的AC小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故應(yīng)該選擇甲、丙兩個(gè)圖所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較。故答案為：（1）滑動(dòng)距離；轉(zhuǎn)換法；（2）速度；越大；（3）甲、丙；速度；（4）甲、丙。18．（2022?姑蘇區(qū)校級模擬）在物理學(xué)中斜面是一個(gè)很重要的模型，在生產(chǎn)、生活中也有著大量的應(yīng)用，如盤山公路、供輪椅通過的斜坡，等等。在初中物理的學(xué)習(xí)中與斜面有關(guān)的實(shí)驗(yàn)也有很多：（1）如圖甲所示利用斜面測小車的平均速度，為了提高實(shí)驗(yàn)測量的準(zhǔn)確度，可以減小（增加/減?。┬泵嫫露?，讓小車從斜面頂端由靜止開始滑下．（2）如圖乙所示利用斜面研究阻力對物體運(yùn)動(dòng)的影響，小車從同一斜面的相同（相同/不同）高度由靜止滑下，在毛巾、棉布、木板等表面上運(yùn)動(dòng)不同的距離后停止，小車受到的阻力越小，運(yùn)動(dòng)的路程越遠(yuǎn)；小明在某次實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)小車滑出水平木板右端而掉落下去，無法測出滑行的距離，小明是否需要重新調(diào)試實(shí)驗(yàn)裝置再次測量，為什么？（3）如圖丙所示是探究“物體動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)。讓質(zhì)量為m小球分別從斜面上不同高度靜止?jié)L下，小球撞擊放在水平木板上的木塊，虛線位置為木塊滑動(dòng)一段距離后停止的位置如圖丙。則下列說法正確的是C。A.S1＞S2B.S1＝S2C.S1＜S2D.無法判斷【解答】解：（1）在利用斜面測平均速度時(shí)，斜面的坡度越小，小車運(yùn)動(dòng)速度越慢，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長，便于計(jì)時(shí)，實(shí)驗(yàn)測量的準(zhǔn)確度越高，故應(yīng)減小斜面坡度；（2）根據(jù)控制變量法可知相同條件下，小車所受阻力越小，速度減小的越慢，所以小車從同一斜面的相同高度由靜止滑下使小車達(dá)到水平面的速度相同，在毛巾、棉布、木板等表面上運(yùn)動(dòng)不同的距離后停止，小車受到的阻力越小，運(yùn)動(dòng)的路程越遠(yuǎn)；實(shí)驗(yàn)是通過小車滑行的距離來反映阻力的大小的，這是轉(zhuǎn)換法，小車滑出水平木板右端而掉落下去，無法測出滑行的距離，所以小明需要重新調(diào)試實(shí)驗(yàn)裝置再次測量；（3）動(dòng)能大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，質(zhì)量越大，速度越大，物體所具有的動(dòng)能越大；實(shí)驗(yàn)是通過木塊移動(dòng)的距離來反映動(dòng)能的大小的，兩次木塊放置的位置不一樣，但動(dòng)能的大小是通過木塊移動(dòng)的距離來反映的，所以需比較木塊移動(dòng)的距離，比較可知小球的質(zhì)量相同，滾下的高度不同，則達(dá)到水平面的速度不同，高度越高，速度越大，動(dòng)能越大，木塊移動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，故C正確。故答案為：（1）減小；（2）相同；遠(yuǎn)；實(shí)驗(yàn)是通過小車滑行的距離來反映阻力的大小的，這是轉(zhuǎn)換法，小車滑出水平木板右端而掉落下去，無法測出滑行的距離，所以小明需要重新調(diào)試實(shí)驗(yàn)裝置再次測量；（3）C。三．計(jì)算題（共4小題）19．（2022?長春一模）為響應(yīng)國家提出的“節(jié)能減排，低碳生活”的號召。質(zhì)量為60kg的小明同學(xué)每天堅(jiān)持騎自行車上學(xué)，他所騎自行車質(zhì)量為15kg，輪胎與水平地面的總接觸面積為30cm2，在水平路面上勻速騎行時(shí)所受阻力為總重力的0.02倍。若他在水平路面上5min內(nèi)勻速騎行了1500m。（g取10N/kg）求：（1）小明騎行5min做功多少？（2）小明騎車功率是多大？【解答】解：（1）小明和車的總重力：G＝mg＝（60kg+15kg）×10N/kg＝750N，由題意可知，自行車所受的阻力：f＝0.02G＝0.02×750N＝15N，因?yàn)樾∶髟谒铰访嫔蟿蛩衮T行，所以小明騎車時(shí)的動(dòng)力：F＝f＝15N，小明騎行5min做功：W＝Fs＝15N×1500m＝2.25×104J；（2）小明騎車的功率：P=Wt答：（1）小明騎行5min做功2.25×104J；（2）小明騎車功率為75W。20．（2022?海州區(qū)模擬）抗擊新冠疫情期間某救護(hù)車運(yùn)轉(zhuǎn)患者集中隔離治療，該車配置了負(fù)壓裝置，負(fù)壓艙內(nèi)氣壓小于外界氣壓，將內(nèi)部空氣吸入排風(fēng)凈化裝置進(jìn)行處理，有效避免了病毒傳播，某次運(yùn)轉(zhuǎn)病人時(shí)，救護(hù)車以60kW的恒定功率在平直公路上勻速行駛42km，用時(shí)35min，求：（1）救護(hù)車勻速行駛42km牽引力做的功；（2）救護(hù)車所受的阻力；（3）按照衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)負(fù)壓艙內(nèi)外氣壓差應(yīng)為10～38Pa之間，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，該負(fù)壓艙0.9m2的面積上內(nèi)外氣體壓力差為18N，通過計(jì)算判斷負(fù)壓艙內(nèi)外氣壓差是否符合標(biāo)準(zhǔn)?！窘獯稹拷猓海?）救護(hù)車的功率：P＝60kW＝6×104W，救護(hù)車行駛的時(shí)間：t＝35min＝2100s，根據(jù)P=Wt可得，救護(hù)車勻速行駛42km牽引力做的功：W＝Pt＝6×104W×2100s＝1.26×108（2）救護(hù)車行駛