第十一章　功和機(jī)械能

第頁(yè)第十一章功和機(jī)械能基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練1.(2019柳州)如圖所示情況中，力沒(méi)做功的是()2.(2019揚(yáng)州)將一本物理書(shū)從地面撿起放到課桌上，所做的功大約是()A.0.2JB.2JC.20JD.200J3.(2019四市聯(lián)考)在水平地面上，小明在10s內(nèi)用50N的力沿水平方向拉著重為100N的小車前進(jìn)了5m，則小明的功率是()A.25WB.50WC.250WD.500W4.(2019黃石)下列關(guān)于功和能的說(shuō)法正確的是()A.被拉開(kāi)的彈弓具有彈性勢(shì)能B.用力推車而車未動(dòng)，因?yàn)橛昧肆λ酝屏ψ隽斯.人造地球衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地運(yùn)動(dòng)時(shí)勢(shì)能減小，動(dòng)能增大D.速度小的物體動(dòng)能一定小5.(2019自貢)如圖所示，一名運(yùn)動(dòng)員投擲鉛球的過(guò)程示意圖．鉛球在b點(diǎn)離手，c點(diǎn)是鉛球運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力．在a到d的整個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法不正確的是()第5題圖A.只有在a到b的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員對(duì)鉛球做了功B.在b到d的過(guò)程中，鉛球的機(jī)械能先增加后減少C.在c到d的過(guò)程中，鉛球的重力勢(shì)能減少D.在a到d的過(guò)程中，鉛球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在不斷的變化6.(2019巴中)如圖所示，用大小相等的拉力F，分別沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，拉力方向和運(yùn)動(dòng)方向始終一致，在力的作用下移動(dòng)的距離sAB＝sCD，所用時(shí)間tAB>tCD，下列說(shuō)法正確的是()第6題圖A.AB段做功較多B.CD段做功較多C.AB段與CD段做的功一樣多D.AB段的功率比CD段的功率大7.(2019南京)用水平拉力先后兩次拉著重為20N的同一物體，沿同一水平面做直線運(yùn)動(dòng)．第一次拉力為10N，物體恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力對(duì)物體做了20J的功；第二次將拉力增大為20N，拉力對(duì)物體做了48J的功，分析兩次做功過(guò)程，以下判斷正確的是()A.第一次物體受到的摩擦力是10N，物體運(yùn)動(dòng)了1mB.第一次物體受到的摩擦力是20N，物體運(yùn)動(dòng)了2mC.第二次物體受到的摩擦力是10N，物體運(yùn)動(dòng)了2.4mD.第二次物體受到的摩擦力是20N，物體運(yùn)動(dòng)了4.8m8.(2019廣東省卷)媽媽與小明進(jìn)行爬山比賽，他們選擇的起點(diǎn)、路徑和終點(diǎn)都相同，全程設(shè)為勻速運(yùn)動(dòng)．?huà)寢尩捏w重是小明的2倍，媽媽所用的時(shí)間是小明的3倍，若媽媽克服自身重力做功為W1、功率為P1，小明克服自身重力做功為W2、功率為P2，則下列關(guān)系正確的是()A.W1∶W2＝1∶1B.W1∶W2＝2∶3C.P1∶P2＝1∶1D.P1∶P2＝2∶39.(2019通遼)完全相同的兩輛汽車，在相同的路面上沿同一方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空氣阻力)，其路程s隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示．下列說(shuō)法正確的是()A.t＝3s時(shí)，甲、乙兩車的速度v甲＝v乙B.0～3s內(nèi)，兩車牽引力做功W甲＞W(wǎng)乙C.行駛過(guò)程中，兩車的牽引力F甲＞F乙D.t＝3s時(shí)，甲乙兩車行駛的路程s甲＝s乙第9題圖10.(2019云南)兒童節(jié)期間，小朋友在公園里蕩秋千．當(dāng)秋千從高處落下時(shí)，重力勢(shì)能________(選填“變大”“變小”或“不變”)；不再用力推時(shí)，秋千最后會(huì)停下來(lái)，在此過(guò)程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為_(kāi)___能.11.草原發(fā)生大面積蝗災(zāi)時(shí)，農(nóng)業(yè)部門(mén)利用飛機(jī)噴灑農(nóng)藥消滅蝗蟲(chóng)．當(dāng)飛機(jī)在某一高度水平勻速飛行噴灑農(nóng)藥時(shí)，它的動(dòng)能________，重力勢(shì)能________．(均選填“變大”“變小”或“不變”)12.(2019曲靖)國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919成功首飛，標(biāo)志著我國(guó)航空事業(yè)一個(gè)新時(shí)代的開(kāi)啟．若飛機(jī)滑行60s后以70m/s的速度起飛，滑行過(guò)程中的平均速度為35m/s，那么跑道的長(zhǎng)度至少需要______m．某段時(shí)間內(nèi)飛機(jī)在空中水平飛行了10km，受到的平均阻力為6×104N，則這段時(shí)間內(nèi)飛機(jī)克服阻力做的功為_(kāi)_______J.第12題圖13.(2019建設(shè)兵團(tuán))如圖所示，在水平地面上，用20N的水平推力推重力50N的木箱，使木箱10s勻速向右移動(dòng)了5m．在此過(guò)程中，木箱受到的摩擦力為_(kāi)_______N，重力對(duì)木箱做功________J．推力做功的功率為_(kāi)_______W.第13題圖14.如圖甲所示，一塊質(zhì)量為0.2kg的鐵塊被吸附在豎直放置且足夠長(zhǎng)的磁性平板上，在豎直方向上拉力F＝3N的作用下向上運(yùn)動(dòng)，鐵塊運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖乙所示．則鐵塊受到的摩擦力為_(kāi)_______N，0～6s內(nèi)拉力F做的功是________J．(取g＝10N/kg)第14題圖15.(2019原創(chuàng))圖甲是研究“物體動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下；圖乙是研究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球從斜面上相同的高度由靜止?jié)L下．請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)甲實(shí)驗(yàn)研究的是鋼球動(dòng)能的大小與________的關(guān)系；乙實(shí)驗(yàn)研究的是運(yùn)動(dòng)的鋼球速度減小的快慢與所受________的關(guān)系．(2)甲實(shí)驗(yàn)是通過(guò)木塊被推動(dòng)________的大小，說(shuō)明鋼球?qū)δ緣K做功的多少，從而判斷鋼球動(dòng)能的大??；乙實(shí)驗(yàn)是通過(guò)鋼球在____________不同的平面上運(yùn)動(dòng)距離的遠(yuǎn)近，推理得出：在理想情況下，運(yùn)動(dòng)的物體如果________，將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)．第15題圖(3)寫(xiě)出兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都涉及到的同一種物理研究方法________________.16.(2019銅仁)一輛從銅仁到梵凈山的旅游大巴車，車與乘客的總質(zhì)量為9000kg，車輪與地面的接觸總面積為0.3m2.該大巴車在某段平直公路上勻速行駛6km，用時(shí)5min.(g取10N/kg)(1)該大巴車行駛的速度；(2)該大巴車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；(3)若該大巴車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為120kW，求發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力．能力提升拓展1.下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是()A.足球在草坪上沿水平方向滾動(dòng)，重力對(duì)足球做了功B.雨滴從高處下落，重力對(duì)雨滴做了功C.人舉著重物在空中停留3s，人對(duì)重物做了功D.推出去的籃球在空中運(yùn)動(dòng)，推力對(duì)籃球做了功2.(2019廣州)如圖所示，水平地面O點(diǎn)兩側(cè)粗糙程度不同，物體一直受到沿水平方向3N的力F，物體經(jīng)過(guò)M點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，每經(jīng)過(guò)相同時(shí)間，用虛線框記錄物體的位置．物體在MO段做勻速直線運(yùn)動(dòng)．F在MN、OP段做功分別為WMN、WOP，功率分別為PMN、POP，則()第2題圖A.WMN<WOPB.WMN>WOPC.PMN>POPD.PMN<POP3.(2019樂(lè)山)如甲圖所示，小球從豎直放置的彈簧上方一定高度處由靜止開(kāi)始下落，從a處開(kāi)始接觸彈簧，壓縮至c處時(shí)彈簧最短．從a至c處的過(guò)程中，小球在b處速度最大．小球的速度v和彈簧被壓縮的長(zhǎng)度ΔL之間的關(guān)系如乙圖所示．不計(jì)空氣阻力，則從a至c處的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是()第3題圖A.小球所受重力始終大于彈簧的彈力B.小球的重力勢(shì)能先減小后增大C.小球減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能D.小球的動(dòng)能一直減小4.(2019荊門(mén))一輛汽車在平直的公路上做直線運(yùn)動(dòng)，其v－t圖像如圖所示，汽車在第10s時(shí)已行駛了150m，速度達(dá)到了20m/s，隨后勻速前進(jìn)．若汽車在行駛過(guò)程中所受阻力大小始終為2000N，以下說(shuō)法正確的是()第4題圖A.在0～20s內(nèi)汽車的平均速度為15m/sB.在0～10s內(nèi)汽車的牽引力大小恒為2000NC.在10～20s內(nèi)汽車牽引力做的功為4×105JD.在10～20s內(nèi)汽車牽引力做功的功率為4×105W5.落久水電站位于廣西融水縣貝江下游，已列入廣西域內(nèi)西江流域柳江控制性防洪工程之一．落久水電站用攔河壩提高水位，被提高了水位的水下泄時(shí)，沖擊水輪機(jī)的葉輪，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電．在這個(gè)過(guò)程中，水的________能轉(zhuǎn)化為水的動(dòng)能，水的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能．6.(2019蘭州)某同學(xué)在10s內(nèi)做了5個(gè)“引體向上”，他的質(zhì)量為60kg，每次上升的高度為40cm.該同學(xué)做一次“引體向上”克服重力做的功是________J，10s內(nèi)做功的功率為_(kāi)_______W(g＝10N/kg)．第7題圖7.(2019安順)在自由下落過(guò)程中，物體運(yùn)動(dòng)速度會(huì)越來(lái)越快，一個(gè)物體由A點(diǎn)自由下落，相繼經(jīng)過(guò)B、C兩點(diǎn)，已知AB＝BC.如圖所示，物體AB段重力做W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，則W1____W2，P1____P2(兩空均選填“>”“<”或“＝”)．8.(2019襄陽(yáng))王波同學(xué)幫父母搬家，現(xiàn)有30捆書(shū)籍，每捆書(shū)籍的質(zhì)量都為5kg.王波想盡快將它們搬上10m高處的新家．如圖是王波可以提供的用于搬運(yùn)物體的功率與被搬運(yùn)物體質(zhì)量之間的關(guān)系圖像．由圖可知，為了盡可能快地將這批書(shū)籍搬上新家，他每次應(yīng)搬________捆．若每次下樓時(shí)間是上樓時(shí)間的一半，則他最快完成搬運(yùn)任務(wù)并返回原地，所用的總時(shí)間為_(kāi)_______s．(g＝10N/kg)第8題圖9.(2019蘇州)小華和媽媽去超市購(gòu)物，她們將17kg物品放在小推車中推行，小推車在某段時(shí)間內(nèi)速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖所示．已知小推車重130N，所受阻力是總重的0.15倍．(g取10N/kg)(1)在0～10s內(nèi)，水平推力________(選填“大于”“小于”或“等于”)阻力，阻力大小為_(kāi)_______N.(2)10～20s內(nèi)水平推力做了多少功？(3)10～20s內(nèi)水平推力的功率多大？第9題圖基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練1.B【解析】手托雞蛋上升，手對(duì)雞蛋施加一個(gè)向上的力，雞蛋在這個(gè)力的作用下移動(dòng)一段距離，對(duì)雞蛋做了功，故A選項(xiàng)不符合題意；用力搬石頭而石頭未起，人給石頭一個(gè)向上的力，石頭向上沒(méi)有移動(dòng)距離，力對(duì)石頭沒(méi)有做功．B選項(xiàng)符合題意；人拉車前進(jìn)的過(guò)程，人給車一個(gè)向前的力，車向前移動(dòng)了距離，拉力對(duì)車做功．C選項(xiàng)不符合題意；人將油桶推到倉(cāng)庫(kù)中，工人對(duì)貨箱施加推力，且在貨箱在推力作用下移動(dòng)一段距離，所以做功了，D選項(xiàng)不符合題意．故選B.2.B【解析】本題考查功的計(jì)算．一本物理書(shū)的重力約2N，從地面撿起放到課桌上，上升的高度約1m，則所做的功W＝Fs＝Gh＝2N×1m＝2J．故選B.3.A【解析】小明對(duì)小車所做的功：W＝Fs＝50N×5m＝250J；功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(250J,10s)＝25W一題多解：小車的平均速度v＝eq\f(s,t)＝eq\f(5m,10s)＝0.5m/s拉力的功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝Fv＝50N×0.5m/s＝25W.4.A【解析】被拉開(kāi)的彈弓發(fā)生彈性形變，具有彈性勢(shì)能，A正確；用力推車，沒(méi)有推動(dòng)，有力但在力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離，所以推力沒(méi)有做功，B錯(cuò)誤；人造衛(wèi)星從近地點(diǎn)到遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，勢(shì)能增大，動(dòng)能減??；C錯(cuò)誤；動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān)，速度小的物體動(dòng)能不一定小，D錯(cuò)誤．故選A.5.B【解析】在a到b的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員對(duì)鉛球有一個(gè)推力的作用且鉛球在推力作用下移動(dòng)了一段距離，所以在這個(gè)階段，運(yùn)動(dòng)員對(duì)鉛球做了功，故A正確；在b到d的過(guò)程中，由于不計(jì)空氣阻力，所以鉛球的機(jī)械能不變，故B錯(cuò)誤；在c到d的過(guò)程中，鉛球的質(zhì)量不變，高度減小，故重力勢(shì)能減小，故C正確；在a到d的過(guò)程中，鉛球的運(yùn)動(dòng)方向和速度都發(fā)生了改變，所以小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是不斷變化的，故D正確；故選B.6.C【解析】影響物體做功大小的兩個(gè)因素：一是作用在物體上的力F，二是物體在力的方向上移動(dòng)的距離s.根據(jù)W＝Fs，在圖中的兩種情況下，拉力相同，物體在力的方向上運(yùn)動(dòng)的距離也是相同的，故拉力做功一樣多；功率是反映物體做功快慢的物理量，由P＝eq\f(W,t)可知，拉力做功一樣多，而tAB>tCD，所以AB段的功率小于CD段．故選C.7.C【解析】第一次物體在10N的拉力下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明物體受到的摩擦力等于拉力，即為10N，根據(jù)W＝Fs可知，s1＝eq\f(W1,F1)＝eq\f(20J,10N)＝2m，所以A、B錯(cuò)誤；第二次拉力增大為20N，但是還是同一個(gè)水平面，壓力和接觸面的粗糙程度不變，所以摩擦力還等于10N，做功為48J，根據(jù)W＝Fs可知，s2＝eq\f(W2,F2)＝eq\f(48J,20N)＝2.4m，所以C正確，D錯(cuò)誤．故選C.8.D【解析】媽媽克服重力做的功W1＝G1h1，小明克服自身重力做功W2＝G2h2，又由于G1∶G2＝2∶1，h1∶h2＝1∶1，所以W1∶W2＝2∶1，A、B錯(cuò)誤；媽媽做功的功率P1＝G1v1，小明克服自身重力做功P2＝G2v2，由于v1∶v2＝eq\f(h1,t1)∶eq\f(h2,t2)＝eq\f(h1,t1)×eq\f(t2,h2)＝eq\f(t2,t1)＝eq\f(1,3)，故eq\f(P1,P2)＝eq\f(G1v1,G2v2)＝eq\f(2,1)×eq\f(1,3)＝eq\f(2,3)，C錯(cuò)誤，D正確．故選D.9.B10.變小內(nèi)11.變小變小12.21006×10813.20010【解析】木箱做勻速運(yùn)動(dòng)，推力等于摩擦力，f＝F＝20N；木箱在水平方向上運(yùn)動(dòng)，在重力方向上沒(méi)有移動(dòng)距離，重力做功為0；推力做功：W＝Fs＝20N×5m＝100J；推力做功的功率：P＝eq\f(W,t)＝eq\f(100J,10s)＝10W.14.13.6【解析】由圖乙可知鐵塊做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上所受的力是平衡力，所以鐵塊受到的摩擦力大小f＝F－G＝3N－0.2kg×10N/kg＝1N；在0～6s內(nèi)鐵塊移動(dòng)的距離s＝vt＝0.2m/s×6s＝1.2m，拉力F做的功W＝Fs＝3N×1.2m＝3.6J.15.(1)速度阻力(2)距離粗糙程度不受力(3)控制變量法【解析】(1)由甲圖可知，兩球質(zhì)量相同，所以是控制兩球的質(zhì)量相等；而兩球所處高度不同，兩球到達(dá)斜面底端時(shí)的速度不同，故探究的是動(dòng)能與速度的關(guān)系；乙圖中改變接觸面的粗糙程度，可以改變摩擦阻力的大??；(2)通過(guò)對(duì)木塊做功的多少，來(lái)體現(xiàn)鋼球動(dòng)能的大??；乙實(shí)驗(yàn)中鋼球在木板上滑行的距離更長(zhǎng)，我們知道在木板上小車所受阻力更小，速度減小得慢．根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以推理：若不受任何阻力作用，運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)以原來(lái)的速度一直運(yùn)動(dòng)下去，即做勻速直線運(yùn)動(dòng)；(3)甲實(shí)驗(yàn)中，探究動(dòng)能大小與物體速度的關(guān)系，需保持物體的質(zhì)量相同；乙實(shí)驗(yàn)中，需要控制小球的初速度相同、物體表面粗糙程度不同，都用到了控制變量法．16.解：(1)大巴車的行駛速度：v＝eq\f(s,t)＝eq\f(6×103m,5×60s)＝20m/s(2)車對(duì)地面的壓力：F＝G＝mg＝9000kg×10N/kg＝9×104Np＝eq\f(F,S)＝eq\f(9×104N,0.3m2)＝3×105Pa(3)發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力：F＝eq\f(P,v)＝eq\f(120×103W,20m/s)＝6×103N能力提升拓展1.B【解析】物體做功的條件是力和物體在力的方向上移動(dòng)距離，雨滴下落時(shí)，雨滴在重力作用下移動(dòng)了距離，重力做了功，B正確．故選B.2.D【解析】由題意知F不變，sMN＝sOP＝3m，由W＝Fs知，WMN＝WOP，故A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤，tMN＝2tOP，WMN＝WOP，由P＝eq\f(W,t)可知，PMN＝eq\f(1,2)POP，故D選項(xiàng)正確．故選D.3.C【解析】小球從剛接觸到彈簧到將彈簧壓縮到最短的過(guò)程中，小球受到豎直向上的彈力，豎直向下的重力，從a點(diǎn)至b點(diǎn)，重力大于彈力，小球的速度越來(lái)越大；隨著彈簧形變程度逐漸變大，彈力越來(lái)越大，當(dāng)小球在b點(diǎn)時(shí)彈力與重力相等，合力為零；當(dāng)小球再向下運(yùn)動(dòng)，彈力大于重力，合力向上，小球速度減小，A錯(cuò)誤；小球從某高度處由靜止下落到彈簧到壓縮至c處，小球質(zhì)量不變，高度不斷減小，重力勢(shì)能始終減小，B錯(cuò)誤；小球從a到c的過(guò)程中，小球的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，彈簧的彈性勢(shì)能等于減小的動(dòng)能和減小的重力勢(shì)能之和，C正確；由圖像可知，小球速度先變大，后變小，小球質(zhì)量不變，所以小球動(dòng)能先變大，后變小，D錯(cuò)誤．故選C.4.C【解析】在0～20s內(nèi)汽車運(yùn)動(dòng)的距離s＝150m＋20m/s×10s＝350m，所以0～20s內(nèi)汽車的平均速度v＝eq\f(s,t)＝eq\f(350m,20s)＝17.5m/s，A說(shuō)法錯(cuò)誤；汽車在0～10s內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明汽車的牽引力大于汽車所受的阻力，B說(shuō)法錯(cuò)誤；10～20s內(nèi)汽車做勻速運(yùn)動(dòng)，則汽車所受牽引力大小等于阻力，即F＝2000N，所以10～20s內(nèi)汽車做的功W＝Fs＝Fvt＝2000N×20m/s×10s＝4×105J，C說(shuō)法正確；10～20s內(nèi)汽車牽引力的功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(4×105J,10s)＝4×104W，D說(shuō)法錯(cuò)誤．故選C.5.重力勢(shì)電【解析】高處的水流下來(lái)時(shí)水的重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；沖擊水輪機(jī)的葉輪，是水的動(dòng)能轉(zhuǎn)移到葉輪上，水輪機(jī)的葉輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，將葉輪上的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能．6.240120