專題七機械能功和功率(原卷版+解析)

專題七機械能功和功率[考點導航]機械能??功和功率??[例題1][機械能]小明在老師的指導下用小球和彈簧等器材進行了如下實驗與探究（不考慮空氣阻力，g取10N/kg）：（1）讓小球從某高度處由靜止開始下落到豎直放置的輕彈簧上（如圖甲），在剛接觸輕彈簧的瞬間（如圖乙），小球速度為5m/s。從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短（如圖丙）的整個過程中，得到小球的速度v和彈簧縮短的長度△x之間的關系如圖丁所示，其中A為典線的最高點，已知該輕彈簧每受到0.1N的壓力就縮短1cm，并且輕彈簧在全過程中始終發(fā)生彈性形變。①從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中，小球速度的變化情況是。②實驗中所用小球的質量為kg，全過程中，彈簧中彈力的最大值為N。③由圖可知，當彈簧的壓縮量最大時，小球的速度為0，此時，小球處于狀態(tài)（選填“平衡”或“非平衡”）。[練習1]已知物體的重力勢能表達式為Ep＝mgh，動能表達式為Ek=12mv2[例題2][功和功率]如圖1所示，水平路面由三段長度相等的粗糙區(qū)域組成。在2N水平拉力F的作用下，物塊（體積忽略不計）從區(qū)域①的最左端從靜止開始運動，在剛進入區(qū)域③時撤去拉力，物塊最終停在區(qū)域③的最右端。圖2為物塊在區(qū)域①和②上運動的v﹣t圖象。則（）A．拉力在區(qū)域①中做功的功率比②的小 B．物塊在區(qū)域①上所受的摩擦力等于2N C．物塊在區(qū)域③上運動的時間可能為1s D．區(qū)域①路面的粗糙程度比②的大[練習2]用20N的豎直向上的力分別拉著質量是1kg的甲物體和質量是2kg的乙物體都上升1m，下列有關分析與計算正確的是（）A．對甲做功10J，對乙做功20J B．甲增加的動能是10J，乙增加的動能是0J C．甲增加的重力勢能是20J，乙增加的重力勢能是20J D．甲增加的機械能是20J，乙增加的機械能為0J[練習3]一根金屬棒AB置于水平地面上，今通過彈簧測力計豎直地將棒的右端B緩慢拉起，如圖甲所示。在此過程中，彈簧測力計對棒所做的功W和B端離開地面的高度x的關系如圖乙所示。請根據圖象解答下列問題。（1）該金屬棒的長度L＝m。（2）在B端被拉起的過程中，當x＝1.6m時，測力計的示數為F＝N。

[猜押題專練]一．選擇題（共9小題）1．如圖所示，飛行員駕駛我國自主研制的殲﹣20隱形殲擊機正在進行日常訓練，在飛機飛行過程中，下列說法正確的是（）A．殲擊機“穿云破霧”，是以駕駛員為參照物 B．若殲擊機所受力全部消失，將做加速運動 C．殲擊機勻速向上飛行時，重力勢能逐漸減小 D．殲擊機勻速向下飛行時，動能將保持不變2．球豎直向上運動，并落回地面，這過程中先后經過M、S兩點。球在這兩點的動能和重力勢能如圖所示，則球（）A．在M點的速度等于在S點的 B．在M點的速度小于在S點的 C．在M點的離地高度等于在S點的 D．經過M、S兩點時其機械能守恒3．如圖所示，將一根彈簧和一只質量為1kg的金屬球（球上有一直小孔）套在鐵架臺的金屬桿AB上面?，F(xiàn)將小球提到B端后松手，小球的高度隨時間變化的情況如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．小球在0～t3過程中t1時刻機械能最大 B．彈簧原來的長度為40cm C．在0～t1過程中小球的動能先增大后減小，重力勢能的變化量小于動能變化量 D．在t1、t2、t3三個時刻，小球的動能在t1時刻最大4．用彈簧測力計沿水平方向兩次拉著同一物體在同一水平地面上運動，兩次運動的s﹣t圖像如圖所示，其對應的測力計示數分別為F1和F2，功率分別為P1和P2，則它們的大小關系正確的是（）A．兩物體運動的速度：v1＜v2 B．兩次物體所受的拉力：F1＞F2 C．兩次拉力做功功率：P1＜P2 D．相同時間內兩次拉力對物體所做的功：W1＞W25．如圖所示為小明同學做挺舉連續(xù)動作的幾個狀態(tài)圖，下列說法不正確的是（）A．小明同學從準備狀態(tài)發(fā)力到上拉狀態(tài)過程中對杠鈴做了功 B．小明同學從上拉狀態(tài)發(fā)力到上挺狀態(tài)過程中對杠鈴做了功 C．小明同學從上挺狀態(tài)發(fā)力到站立狀態(tài)過程中對杠鈴做了功 D．小明同學在站立狀態(tài)過程中對杠鈴做了功6．如圖所示，將同一物體分別沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度從底部勻速拉到頂點A，已知AB＞AC，施加的力分別為F1、F2，拉力做的功為W1、W2，拉力做功的功率分別為P1、P2，則它們的關系正確的是（）A．F1＝F2，W1＞W2，P1＞P2 B．F1＝F2，W1＞W2，P1＝P2 C．F1＜F2，W1＝W2，P1＝P2 D．F1＜F2，W1＝W2，P1＜P27．如圖所示，放在水平桌面上的物塊A與B用細線通過定滑輪與沙桶相連，當沙桶與沙的總重力為G時，物塊A、B恰好一起做勻速直線運動的過程中（忽略細線與滑輪之間的摩擦）。以下說法正確的是（）A．物塊A受到的重力與桌面對物體A的支持力是一對平衡力 B．如果所有力突然全部消失，物體B將保持靜止狀態(tài) C．小桶勻速下降的過程中重力勢能轉化為動能 D．繼續(xù)向沙桶中加入沙子，物塊A受到的滑動摩擦力不變8．舉重是我國的優(yōu)勢體育項目。一位身高170cm的運動員和一位身高160cm的運動員，在挺舉項目中用相同時間，把同樣重的杠鈴舉起，如圖所示。如果他們對杠鈴所做的功分別為W1和W2，功率分別為P1和P2，則下列關系式中正確的是（）A．W1＝W2，P1＝P2 B．W1＞W2，P1＝P2 C．W1＞W2，P1＞P2 D．W1＜W2，P1＜P29．如圖所示，運動員從高空豎直向下跳傘，人（包括裝備）的質量為80kg，只考慮人受到的重力和空氣阻力．運動員下落時經過AB、CD兩段路程時均做勻速直線運動，且sAB＝sCD，vAB＝60m/s，vCD＝10m/s，在AB段人（包括裝備）受到的重力做功為WAB，重力做功功率為PAB；在CD段人（包括裝備）受到的重力做功為WCD，重力做功功率為PCD，下列判斷正確的是（）A．WAB＞WCD B．WAB＜WCD C．PAB＞PCD D．PAB＜PCD二．填空題（共2小題）10．一定質量的貨物在吊車鋼索的拉力作用下，豎直向上運動（不考慮空氣的阻力和鋼索重力），貨物運動的路程（s）﹣時間（t）圖像如圖所示。2s時鋼索的拉力大小8s時鋼索的拉力大??；0至6s內鋼索拉力的功率6s至12s內鋼索拉力的功率。（填“大于”、“小于”或“等于”）11．如圖所示是“套圈”游戲?！疤兹Α睆某鍪值铰涞氐倪^程中，先后經歷了a、b、c三個位置（不計空氣阻力），其中a為“套圈”出手后運動的最高點，且hab＝hbc。則“套圈”在由a點運動到c點的過程中，動能（選填“變大”“變小”或“不變”）；設“套圈”在ab段重力做功的平均功率為P1，在bc段重力做功的平均功率為P2，則P1P2（選填“＞““＜“或“＝”）。三．實驗探究題（共2小題）12．小文借助速度傳感器和其他儀器，進行“探究影響動能大小的因素”的實驗。測量小車在水平面上運動的初速度和滑行的距離，數據如下表所示（小車的質量為0.1kg）。實驗次數1234小車初速度v/cm?s﹣18162432小車滑行的距離s/cm104090160（1）分析實驗數據得出：質量相同時，小車的動能與小車初速度的數量關系是；（2）小明同學發(fā)現(xiàn)，在小文實驗的基礎上，只要再用彈簧測力計測出一個物理量，就能推算出每次小車到達平面時的動能大小。①所需測量的物理量及測量物理量的方法：；②計算動能的表達式（用已知量和測量量表示）：E動＝。小軒設計了如圖2實驗，讓小球靜止從斜面上滾下后與固定在右端的彈簧碰撞，斜面底端和平面平滑相接。（3）為了研究動能大小與小球質量的關系，應（寫出簡要做法和目的）。實驗中小軒發(fā)現(xiàn)小球壓縮彈簧后被彈簧彈回到斜面上，為了研究小球被彈回到斜面上的高度與哪些因素有關，小軒分別將玻璃板、木板和毛巾鋪在接觸面（含斜面和平面）上，進行實驗，而保證小球質量和高度（選填“相同”或“不同”）。發(fā)現(xiàn)當小球在玻璃表面滾動時被彈回的高度最大，在毛巾表面滾動時被彈回的高度最小，因此小軒認為小球被彈回的高度與接觸面粗糙程度有關。（4）小軒在實驗所得結論基礎上進行推理，接觸面越光滑小球被彈回的越高，如果接觸面光滑到沒有摩擦，那么小球將。（5）小軒在（4）中用到一種科學方法，在的實驗中也使用到了。A．阿基米德原理B．杠桿原理C．牛頓第一定律D．歐姆定律E.焦耳定律13．如圖甲所示，原長為l的橡皮筋一端固定在O點，另一端懸掛一個質量為m的小鋼球，將鋼球從O點釋放，鋼球運動到A點后開始向上返回，O、A兩點間的距離為2l，鋼球從O點運動到A點的過程中：（1）重力做的功為。（2）鋼球的機械能最大的位置在（選填“O”或“A”）點。（3）能表示其動能E隨運動距離s變化的圖像是圖乙中的（填序號）。四．計算題（共3小題）14．已知物體的重力勢能表達式為EP＝mgh，動能表達式為EK=12mv（1）物體被拋出時的重力勢能EP和動能EK1；（2）物體從被拋出點至落地的過程中，其重力所做的功W；（3）物體落地前瞬間的動能EK2。15．目前汽車剎車器均采用油壓制動。油壓制動剎車時消耗的機械能以內能形式排放掉，形成能源浪費。現(xiàn)有一種汽車再生制動器，能把汽車剎車制動時消耗的機械能轉化為電能而儲存起來，有效地利用了能量。而實際上汽車剎車時再生制動器無法提供足夠的剎車阻力，仍需要與油壓制動器配合使用，產生恒定的剎車阻力來滿足剎車要求。若某汽車以72km/h的速度行駛，剎車時再生制動器產生的阻力隨時間變化的關系如下表：時間t/s00.20.40.60.81.01.21.41.6再生剎車阻力f/×103N8.08.18.49.010.010.010.07.55.0（1）汽車剎車時，再生制動器所產生的剎車阻力大小隨時間的變化情況是。（2）如果汽車制動時需要產生恒定的剎車阻力為1×104N，t＝1.6s時油壓制動器還需產生N的剎車阻力。（3）在滿足（2）的剎車阻力作用下，汽車的行駛路程與時間變化的關系如圖所示，則在0～0.6s內汽車克服剎車阻力所做的功是多少？16．如圖，半徑為R的光滑圓環(huán)豎直放置，質量為m的小球在其軌道內運動，小球在最高點A時的速度為v=2gR，小球的機械能守恒，已知物體動能大小Ek=12mv2①小球經過最低點C時的速度vC＝。②小球的速度v與角速度ω（單位時間內轉過多少角度）、轉動半徑R的關系為v＝ωR，小球到達位置B時的角速度為ωB，請推理證明：ωB=3g專題七機械能功和功率[考點導航]機械能??功和功率??[例題1][機械能]小明在老師的指導下用小球和彈簧等器材進行了如下實驗與探究（不考慮空氣阻力，g取10N/kg）：（1）讓小球從某高度處由靜止開始下落到豎直放置的輕彈簧上（如圖甲），在剛接觸輕彈簧的瞬間（如圖乙），小球速度為5m/s。從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短（如圖丙）的整個過程中，得到小球的速度v和彈簧縮短的長度△x之間的關系如圖丁所示，其中A為典線的最高點，已知該輕彈簧每受到0.1N的壓力就縮短1cm，并且輕彈簧在全過程中始終發(fā)生彈性形變。①從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中，小球速度的變化情況是先變大后變小。②實驗中所用小球的質量為0.1kg，全過程中，彈簧中彈力的最大值為6.2N。③由圖可知，當彈簧的壓縮量最大時，小球的速度為0，此時，小球處于非平衡狀態(tài)（選填“平衡”或“非平衡”）?！窘獯稹拷猓海?）小球接觸到彈簧后的下落中，彈簧逐漸發(fā)生彈簧形變，彈簧力由小變大，當重力大于彈力時小球受合力向下，小球加速下落；當彈力等于重力時，小球受到合力為0，速度達到最大；當彈力大于小球重力時，合力向上，小球開始做減速運動。由此可知小球下落速度的變化情況是：先變大后變?。唬?）由小球的速度圖象知，開始小球的速度增大，說明小球的重力大于彈簧對它的彈力，當△x為0.1m時，小球的速度最大，然后減小，說明當△x為0.1m時，小球的重力等于彈簧對它的彈力。所以可得G＝F＝0.1N/cm×0.1×100cm＝1N則m=G彈簧的最大縮短量為△x最大＝0.62m＝62cm所以F最大＝0.1N/cm×62cm＝6.2N；（3）由（2）中數據知，當彈簧的壓縮量最大時，小球的速度為0，此時，小球受到的彈力大于其重力，所以小球處于不平衡態(tài)。故答案為：（1）先變大后變??；（2）0.1；6.2；（3）非平衡。[練習1]已知物體的重力勢能表達式為Ep＝mgh，動能表達式為Ek=12mv2【解答】解：根據題意：小球從斜面底端沿光滑斜面向上運動的過程中機械能守恒；小球到達斜面最高點時動能全部轉化為重力勢能；Ek＝Ep，即：12mv2小球能運動到斜面上的最大高度h=v[例題2][功和功率]如圖1所示，水平路面由三段長度相等的粗糙區(qū)域組成。在2N水平拉力F的作用下，物塊（體積忽略不計）從區(qū)域①的最左端從靜止開始運動，在剛進入區(qū)域③時撤去拉力，物塊最終停在區(qū)域③的最右端。圖2為物塊在區(qū)域①和②上運動的v﹣t圖象。則（）A．拉力在區(qū)域①中做功的功率比②的小 B．物塊在區(qū)域①上所受的摩擦力等于2N C．物塊在區(qū)域③上運動的時間可能為1s D．區(qū)域①路面的粗糙程度比②的大【解答】解：由圖知：物塊在0～2s內做加速運動，在2s～3s內做勻速運動，且物塊在0～2s內圖象與2s～3s內圖象與坐標軸圍成的面積相同，說明物塊在0∽2s內與2s～3s內運動的路程相同。又因為區(qū)域①、②是長度相等的粗糙區(qū)域，故物塊在0～2s內在區(qū)域①上做加速運動，在2s～3s內在區(qū)域②上做勻速直線運動，區(qū)域①表面上受到的摩擦力小于拉力F，在區(qū)域②表面上受到的摩擦力等于拉力F。A、拉力在兩個區(qū)域上運動的距離相等，做功大小相等，作用時間不同，在區(qū)域①上運動時間長，根據公式P=Wt，做功相等時，所用時間長，功率小，所以拉力在區(qū)域①中做功的功率比B、物體在區(qū)域①上受到的摩擦力小于F＝2N．故B錯誤；C、物塊進入區(qū)域3時的速度為2m/s，做減速運動，在區(qū)域③的平均速度一定小于2m/s，所以運動時間一定大于1秒。故C錯誤；D、因為滑動摩擦力大小只與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關，所以區(qū)域①路面的粗糙程度比區(qū)域②的粗糙程度小，故D錯誤。故選：A。[練習2]用20N的豎直向上的力分別拉著質量是1kg的甲物體和質量是2kg的乙物體都上升1m，下列有關分析與計算正確的是（）A．對甲做功10J，對乙做功20J B．甲增加的動能是10J，乙增加的動能是0J C．甲增加的重力勢能是20J，乙增加的重力勢能是20J D．甲增加的機械能是20J，乙增加的機械能為0J【解答】解：A、如果用20N的豎直向上的力分別拉著質量是1kg和2kg的兩個物體都上升1m，拉力做的功分別為：W1＝Fs1＝20N×1m＝20J，W2＝Fs1＝20N×1m＝20J，故A錯誤；D、增加的機械能等于拉力做的功，甲乙兩物體拉力做功均為20J，則甲乙的機械能均增加20J，故D錯誤；C、甲上升高度為1m，重力為G1＝1kg×10N/kg＝10N，克服重力做功為WG1＝G1h＝10J，重力勢能的增加量等于克服重力做的功，則甲的重力勢能增加了10J；乙上升高度為1m，重力為G2＝2kg×10N/kg＝20N，克服重力做功為WG2＝G2h＝20J，則乙的重力勢能增加了20J，故C錯誤；B、機械能包括重力勢能和動能，甲物體，機械能增加20J，重力勢能增加10J，則甲的動能增加了10J；乙物體，機械能增加20J，重力勢能增加20J，則乙的動能增加了0J，故B正確。故選：B。[練習3]一根金屬棒AB置于水平地面上，今通過彈簧測力計豎直地將棒的右端B緩慢拉起，如圖甲所示。在此過程中，彈簧測力計對棒所做的功W和B端離開地面的高度x的關系如圖乙所示。請根據圖象解答下列問題。（1）該金屬棒的長度L＝1.2m。（2）在B端被拉起的過程中，當x＝1.6m時，測力計的示數為F＝5N。【解答】解：（1）測力計對棒所做的功W與B端離開地面的高度x的關系，如下圖所示：由題意和圖示可知，OE段表示A端沒有離開地面時W隨x的變化圖象，EF段表示A端離開地面后W隨x的變化圖象，結合乙圖象可知，當x＝1.2m時，A端剛好離開地面，故金屬棒的長度l＝1.2m；（2）由圖乙知，x＝1.2m～1.6m時，金屬棒離開地面，此過程中B端上升的高度x2＝1.6m﹣1.2m＝0.4m，此過程中拉力做功W2＝5.6J﹣3.6J＝2J，由W＝Fs＝Fx可得，此過程中的拉力（即測力計的示數）為：F2=W故答案為：1.2；5。

[猜押題專練]一．選擇題（共9小題）1．如圖所示，飛行員駕駛我國自主研制的殲﹣20隱形殲擊機正在進行日常訓練，在飛機飛行過程中，下列說法正確的是（）A．殲擊機“穿云破霧”，是以駕駛員為參照物 B．若殲擊機所受力全部消失，將做加速運動 C．殲擊機勻速向上飛行時，重力勢能逐漸減小 D．殲擊機勻速向下飛行時，動能將保持不變【解答】解：A、殲擊機“穿破云霧”說明殲擊機是運動的，而以駕駛員為參照物時殲擊機是靜止的，故A錯誤。B、殲擊機處于飛行狀態(tài)，根據牛頓第一定律可知，若殲擊機所受力全部消失，將做勻速直線運動，故B錯誤。C、重力勢能的大小與物體質量和高度有關，殲擊機向上飛行時，高度升高，質量不變，所以重力勢能變大，故C錯誤。D、動能的大小與物體的速度和質量有關，殲擊機勻速向下飛行時，質量不變，速度不變，動能也保持不變，故D正確。故選：D。2．球豎直向上運動，并落回地面，這過程中先后經過M、S兩點。球在這兩點的動能和重力勢能如圖所示，則球（）A．在M點的速度等于在S點的 B．在M點的速度小于在S點的 C．在M點的離地高度等于在S點的 D．經過M、S兩點時其機械能守恒【解答】解：AB、球的質量不變，球在M點的動能小于S點動能，所以球在M點的速度小于S點速度，故A錯誤、B正確；C、球在M點的重力勢能大于S點的重力勢能，球的質量不變，所以球在M點的高度大于S點的高度，故C錯誤；D、在運動過程中沒有發(fā)生彈性形變，所以機械能等于動能和重力勢能之和，由圖知，球在M點動能和S點重力勢能相等，M點的重力勢能大于S點的動能，所以M點的機械能大于S點的機械能，說明球經過M、S兩點時其機械能不守恒，故D錯誤。故選：B。3．如圖所示，將一根彈簧和一只質量為1kg的金屬球（球上有一直小孔）套在鐵架臺的金屬桿AB上面?，F(xiàn)將小球提到B端后松手，小球的高度隨時間變化的情況如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．小球在0～t3過程中t1時刻機械能最大 B．彈簧原來的長度為40cm C．在0～t1過程中小球的動能先增大后減小，重力勢能的變化量小于動能變化量 D．在t1、t2、t3三個時刻，小球的動能在t1時刻最大【解答】解：A、在0～t3過程中，小球剛與彈簧接觸，與彈簧接觸后，先做加速度不斷減小的加速運動，當彈力增大到與重力平衡是t1時刻，速度達到最大，t2、t3兩個時刻，由于能量的損失，總的機械能在減小，所以，開始的0時刻機械能最大，故A錯誤；B、由圖可知當彈力與重力平衡時，彈簧的長度為40cm，由于此時彈簧處于壓縮狀態(tài)，所以彈簧原來的長度應大于40cm，故B錯誤；C、在0～t1過程中，t1時刻速度達到最大，重力勢能最小，但不為零，此時t1時刻小球剛與彈簧接觸，所以小球重力勢能并不是全部轉化為動能，故C錯誤；D、在t1、t2、t3三個時刻，由于能量的損失，t1時刻的速度最大，所以小球的動能在t1時刻最大，故D正確。故選：D。4．用彈簧測力計沿水平方向兩次拉著同一物體在同一水平地面上運動，兩次運動的s﹣t圖像如圖所示，其對應的測力計示數分別為F1和F2，功率分別為P1和P2，則它們的大小關系正確的是（）A．兩物體運動的速度：v1＜v2 B．兩次物體所受的拉力：F1＞F2 C．兩次拉力做功功率：P1＜P2 D．相同時間內兩次拉力對物體所做的功：W1＞W2【解答】解：A、由圖知，相同時間內第①次通過的距離大，根據v=st知，①的速度大于②的速度，即v1＞vB、物體兩次運動的s﹣t圖像都為過原點的直線，說明同一物體兩次都做勻速直線運動，由二力平衡條件可知，拉力大小都等于滑動摩擦力大??；由于壓力大小和接觸面的粗糙程度均不變，所以滑動摩擦力大小相等，拉力大小也相等，即F1＝F2，故B錯誤；CD、根據s﹣t圖像可知，相同時間內第①次通過的距離大，且F1＝F2，根據W＝Fs可知，第1次拉力做的功較大，即W1＞W2；物體兩次運動的時間相同，根據P=Wt知，P1＞P故選：D。5．如圖所示為小明同學做挺舉連續(xù)動作的幾個狀態(tài)圖，下列說法不正確的是（）A．小明同學從準備狀態(tài)發(fā)力到上拉狀態(tài)過程中對杠鈴做了功 B．小明同學從上拉狀態(tài)發(fā)力到上挺狀態(tài)過程中對杠鈴做了功 C．小明同學從上挺狀態(tài)發(fā)力到站立狀態(tài)過程中對杠鈴做了功 D．小明同學在站立狀態(tài)過程中對杠鈴做了功【解答】解：A、小明同學從準備狀態(tài)發(fā)力到上拉狀態(tài)過程中，小明對杠鈴施加一個向上的力，杠鈴向上移動了距離，所以小明對杠鈴做了功，故A正確。B、小明同學從上拉狀態(tài)發(fā)力到上挺狀態(tài)過程中，小明對杠鈴施加一個向上的力，杠鈴向上移動了距離，所以小明對杠鈴做了功，故B正確。C、小明同學從上挺狀態(tài)發(fā)力到站立狀態(tài)過程中，小明對杠鈴施加一個向上的力，杠鈴向上移動了距離，所以小明對杠鈴做了功，故C正確。D、小明同學在站立狀態(tài)過程中，小明施加了力，但杠鈴沒移動距離，所以小明對杠鈴不做功，故D錯誤。故選：D。6．如圖所示，將同一物體分別沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度從底部勻速拉到頂點A，已知AB＞AC，施加的力分別為F1、F2，拉力做的功為W1、W2，拉力做功的功率分別為P1、P2，則它們的關系正確的是（）A．F1＝F2，W1＞W2，P1＞P2 B．F1＝F2，W1＞W2，P1＝P2 C．F1＜F2，W1＝W2，P1＝P2 D．F1＜F2，W1＝W2，P1＜P2【解答】解：（1）由圖知，斜面AB的傾斜角度小于斜面AC，且分別拉動同一物體，所以物體沿AB運動時拉力F1較小，即：F1＜F2；（2）斜面光滑說明摩擦力為0，即使用光滑的斜面沒有做額外功，所以拉力在兩斜面上做功都等于克服物體重力做的功，由W＝Gh可知，拉力做的功相同，即：W1＝W2；（3）從底部勻速拉到頂點A物體的速度相同，且F1＜F2，根據公式P=Wt=Fst=Fv可知，物體沿AB運動時拉力F故選：D。7．如圖所示，放在水平桌面上的物塊A與B用細線通過定滑輪與沙桶相連，當沙桶與沙的總重力為G時，物塊A、B恰好一起做勻速直線運動的過程中（忽略細線與滑輪之間的摩擦）。以下說法正確的是（）A．物塊A受到的重力與桌面對物體A的支持力是一對平衡力 B．如果所有力突然全部消失，物體B將保持靜止狀態(tài) C．小桶勻速下降的過程中重力勢能轉化為動能 D．繼續(xù)向沙桶中加入沙子，物塊A受到的滑動摩擦力不變【解答】解：A、桌面對物體A的支持力等于A、B的重力之和，所以物塊A受到的重力與桌面對物體A支持力的大小不等，二力不是一對平衡力，故A錯誤。B、原來物塊A、B一起做勻速直線運動，如果所有力突然全部消失，根據牛頓第一定律可知，物體B將保持原來的速度做勻速直線運動，故B錯誤。C、小桶勻速下降的過程中，質量不變，高度減小，所以重力勢能減小，但速度不變，動能不變，因此不是重力勢能轉化為動能，故C錯誤。D、繼續(xù)向沙桶中加入沙子，由于物塊A、B對桌面的壓力大小和接觸面的粗糙程度都不變，所以物塊A受到的滑動摩擦力不變，故D正確。故選：D。8．舉重是我國的優(yōu)勢體育項目。一位身高170cm的運動員和一位身高160cm的運動員，在挺舉項目中用相同時間，把同樣重的杠鈴舉起，如圖所示。如果他們對杠鈴所做的功分別為W1和W2，功率分別為P1和P2，則下列關系式中正確的是（）A．W1＝W2，P1＝P2 B．W1＞W2，P1＝P2 C．W1＞W2，P1＞P2 D．W1＜W2，P1＜P2【解答】解：由題知兩人舉起杠鈴的重力相同，因為左邊的運動員比右邊的運動員高，所以舉起的高度：h1＞h2，由W＝Gh可知，舉起杠鈴做的功：W1＞W2；因為舉起杠鈴用的時間相同，且W1＞W2，所以由P=Wt可知，做功的功率：P1＞P故選：C。9．如圖所示，運動員從高空豎直向下跳傘，人（包括裝備）的質量為80kg，只考慮人受到的重力和空氣阻力．運動員下落時經過AB、CD兩段路程時均做勻速直線運動，且sAB＝sCD，vAB＝60m/s，vCD＝10m/s，在AB段人（包括裝備）受到的重力做功為WAB，重力做功功率為PAB；在CD段人（包括裝備）受到的重力做功為WCD，重力做功功率為PCD，下列判斷正確的是（）A．WAB＞WCD B．WAB＜WCD C．PAB＞PCD D．PAB＜PCD【解答】解：AB．AB段和CD段所受重力一樣，距離也是一樣的，根據W＝Gh，因此重力做功相等，故AB錯誤；CD．AB段和CD段都是勻速直線運動，所以根據功率公式P=W故選：C。二．填空題（共2小題）10．一定質量的貨物在吊車鋼索的拉力作用下，豎直向上運動（不考慮空氣的阻力和鋼索重力），貨物運動的路程（s）﹣時間（t）圖像如圖所示。2s時鋼索的拉力大小等于8s時鋼索的拉力大?。?至6s內鋼索拉力的功率大于6s至12s內鋼索拉力的功率。（填“大于”、“小于”或“等于”）【解答】解：（1）根據圖像可知，物體在0～6s以較大的速度做勻速直線運動，物體在6～12s的內以較小的速度做勻速直線運動，因為物體處于平衡狀態(tài)，拉力都等于重力、所以2s時和8s時鋼索的拉力是相等的；（2）從圖像中可以看出，0～6s過程中通過的距離為3m；6～12s的過程中通過的距離為1m；而拉力相同，由W＝Fs可知，0至6s內鋼索拉力做的功大于6s至12s內鋼索拉力做的功；時間相同，由P=W故答案為：等于；大于。11．如圖所示是“套圈”游戲?！疤兹Α睆某鍪值铰涞氐倪^程中，先后經歷了a、b、c三個位置（不計空氣阻力），其中a為“套圈”出手后運動的最高點，且hab＝hbc。則“套圈”在由a點運動到c點的過程中，動能變大（選填“變大”“變小”或“不變”）；設“套圈”在ab段重力做功的平均功率為P1，在bc段重力做功的平均功率為P2，則P1＜P2（選填“＞““＜“或“＝”）?！窘獯稹拷猓骸疤兹Α痹谟蒩點運動到c點的過程中，所處的高度降低，但它的速度變大，所以它的重力勢能變小，動能變大?！疤兹Α钡闹亓σ欢?，hab＝hbc，根據W＝Gh可知，“套圈”在ab段重力做功等于在bc段重力做功，即W1＝W2；“套圈”在ab段的速度小于在bc段的速度，根據v=s根據P=Wt可知，“套圈”在ab段重力做功的平均功率小于在bc段重力做功的平均功率，即P1＜P故答案為：變大；＜。三．實驗探究題（共2小題）12．小文借助速度傳感器和其他儀器，進行“探究影響動能大小的因素”的實驗。測量小車在水平面上運動的初速度和滑行的距離，數據如下表所示（小車的質量為0.1kg）。實驗次數1234小車初速度v/cm?s﹣18162432小車滑行的距離s/cm104090160（1）分析實驗數據得出：質量相同時，小車的動能與小車初速度的數量關系是小車的動能與速度的平方成正比；（2）小明同學發(fā)現(xiàn)，在小文實驗的基礎上，只要再用彈簧測力計測出一個物理量，就能推算出每次小車到達平面時的動能大小。①所需測量的物理量及測量物理量的方法：測量小車在水平面上所受的摩擦阻力f；將小車放在圖中的水平面上，用彈簧測力計沿水平方拉動，使木塊做勻速直線運動，讀出彈簧測力計的示數F（小車所受的摩擦阻力f）；②計算動能的表達式（用已知量和測量量表示）：E動＝fs。小軒設計了如圖2實驗，讓小球靜止從斜面上滾下后與固定在右端的彈簧碰撞，斜面底端和平面平滑相接。（3）為了研究動能大小與小球質量的關系，應應使不同質量的小球從同一高度靜止?jié)L下，觀察彈簧被壓縮的程度（寫出簡要做法和目的）。實驗中小軒發(fā)現(xiàn)小球壓縮彈簧后被彈簧彈回到斜面上，為了研究小球被彈回到斜面上的高度與哪些因素有關，小軒分別將玻璃板、木板和毛巾鋪在接觸面（含斜面和平面）上，進行實驗，而保證小球質量和高度相同（選填“相同”或“不同”）。發(fā)現(xiàn)當小球在玻璃表面滾動時被彈回的高度最大，在毛巾表面滾動時被彈回的高度最小，因此小軒認為小球被彈回的高度與接觸面粗糙程度有關。（4）小軒在實驗所得結論基礎上進行推理，接觸面越光滑小球被彈回的越高，如果接觸面光滑到沒有摩擦，那么小球將小球將能上升到初始高度，并在斜面和彈簧之間往復運動。（5）小軒在（4）中用到一種科學方法，在C的實驗中也使用到了。A．阿基米德原理B．杠桿原理C．牛頓第一定律D．歐姆定律E.焦耳定律【解答】解：（1）從表中數據可以看出當小車初速度變?yōu)榈谝淮嗡俣鹊?倍、3倍、4倍時，小車滑行的距離變?yōu)榈谝淮蔚?倍、9倍、16倍，由此得出小車的動能與速度的關系是：小車的動能與速度的平方成正比；（2）①根據減少的動能是克服阻力做了功，根據W＝fs，要測量小車在水平面上所受的摩擦阻力f；方法是：將小車放在圖中的水平面上，用彈簧測力計沿水平方拉動，使木塊做勻速直線運動，讀出彈簧測力計的示數F（由二力平衡的條件，小車所受的摩擦阻力f＝F）；②減小的動能等于克服摩擦所做的功，即E動＝W＝Fs＝fs；（3）要研究動能大小與質量的關系，應控制速度不變，改變質量大小，故應使不同質量的小球從同一高度靜止?jié)L下，觀察彈簧被壓縮程度；這樣做的目的是保證小球與彈簧碰撞前的速度相同；為了研究小球被彈回到斜面上的高度與接觸面粗糙程度，要控制控制小球質量和速度相同，而要控制小球滑到水平面的速度相同，小球從同一斜面的相同高度滾下，可以讓小球到達水平面上時保持相同的初速度；（4）接觸面越光滑小球被彈回的越高，由此推理，如果接觸面光滑到沒有摩擦，只有動能和勢能相互轉化，機械能保持不變，那么小球將能上升到初始高度，并在斜面和彈簧之間往復運動；（5）小軒在（4）中用到一種科學方法，即在實驗基礎上進行科學推理：ABDE．阿基米德原理、杠桿原理、歐姆定律和焦耳定律都可以用實驗直接得出，不符合題意；C．水平面越光滑，對小車的阻力越小，小車運動得越遠，小車的速度減小得越慢；由此推理，當水平面絕對光滑時，運動的小車受到的阻力為0，即小車在水平方向上不受力的作用時，小車將勻速直線運動下去，故牛頓第一定律也是在實驗基礎上經科學推理得出的，選C。故答案為：（1）小車的動能與速度的平方成正比；（2）①測量小車在水平面上所受的摩擦阻力f；將小車放在圖中的水平面上，用彈簧測力計沿水平方拉動，使木塊做勻速直線運動，讀出彈簧測力計的示數F（小車所受的摩擦阻力f；②fs；（3）應使不同質量的小球從同一高度靜止?jié)L下，觀察彈簧被壓縮的程度；相同；（4）小球將能上升到初始高度，并在斜面和彈簧之間往復運動；（5）C。13．如圖甲所示，原長為l的橡皮筋一端固定在O點，另一端懸掛一個質量為m的小鋼球，將鋼球從O點釋放，鋼球運動到A點后開始向上返回，O、A兩點間的距離為2l，鋼球從O點運動到A點的過程中：（1）重力做的功為2mgL。（2）鋼球的機械能最大的位置在O（選填“O”或“A”）點。（3）能表示其動能E隨運動距離s變化的圖像是圖乙中的D（填序號）?！窘獯稹拷馕觯海?）鋼球從O點運動到A點的過程中，重力做的功W＝Gh＝mg×2L＝2mgL；（2）鋼球在O點和在A點時，速度均為零，動能為零，鋼球從O點運動到A點的過程中，在O點時，高度最大，重力勢能最大，故鋼球在O點時的機械能最大.（3）橡皮筋原長為L，鋼球從O點由靜止釋放，下落距離在0到L之間時，鋼球的重力勢能轉化為動能，下落距離在L到2L之間時，鋼球繼續(xù)下落，當鋼球的重力等于橡皮筋對鋼球的拉力時，鋼球的速度最大，鋼球的動能最大；鋼球再繼續(xù)下落至A點的過程中，鋼球的重力小于橡皮筋對鋼球的拉力，鋼球的速度逐漸減小，動能減小，在A點時，即鋼球下落距離為2L時，鋼球的速度為零，動能為零。故選D。故答案為：（1）2mgL；（2）O；（3）D。四．計算題（共3小題）14．已知物體的重力勢能表達式為EP＝mgh，