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(dǎo)航]機械能??功和功率??[例題1][機械能]小明在老師的指導(dǎo)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(guān)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(zhì)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(xí)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?yún)^(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(xí)2]用20N的豎直向上的力分別拉著質(zhì)量是1kg的甲物體和質(zhì)量是2kg的乙物體都上升1m，下列有關(guān)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(xí)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(guān)系如圖乙所示。請根據(jù)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(shù)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(xùn)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(jīng)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(jīng)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(zhì)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(yīng)的測力計示數(shù)分別為F1和F2，功率分別為P1和P2，則它們的大小關(guān)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(nèi)兩次拉力對物體所做的功：W1＞W(wǎng)25．如圖所示為小明同學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(guān)系正確的是（）A．F1＝F2，W1＞W(wǎng)2，P1＞P2 B．F1＝F2，W1＞W(wǎng)2，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(zhuǎn)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(guān)系式中正確的是（）A．W1＝W2，P1＝P2 B．W1＞W(wǎng)2，P1＝P2 C．W1＞W(wǎng)2，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(zhì)量為80kg，只考慮人受到的重力和空氣阻力．運動員下落時經(jīng)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＞W(wǎng)CD B．WAB＜WCD C．PAB＞PCD D．PAB＜PCD二．填空題（共2小題）10．一定質(zhì)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(nèi)鋼索拉力的功率6s至12s內(nèi)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(jīng)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(shè)“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(shù)據(jù)如下表所示（小車的質(zhì)量為0.1kg）。實驗次數(shù)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(shù)據(jù)得出：質(zhì)量相同時，小車的動能與小車初速度的數(shù)量關(guān)系是；（2）小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)，在小文實驗的基礎(chǔ)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(shè)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(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)（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(guān)，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(zhì)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(guān)。（4）小軒在實驗所得結(jié)論基礎(chǔ)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?jīng)]有摩擦，那么小球?qū)ⅰ＃?）小軒在（4）中用到一種科學(xué)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(zhì)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(nèi)能形式排放掉，形成能源浪費?，F(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(zhuǎn)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(chǎn)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(chǎn)生的阻力隨時間變化的關(guān)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(chǎn)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(chǎn)生恒定的剎車阻力為1×104N，t＝1.6s時油壓制動器還需產(chǎn)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(guān)系如圖所示，則在0～0.6s內(nèi)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(zhì)量為m的小球在其軌道內(nèi)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(jīng)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(nèi)轉(zhuǎn)過多少角度）、轉(zhuǎn)動半徑R的關(guān)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(dǎo)航]機械能??功和功率??[例題1][機械能]小明在老師的指導(dǎo)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(guān)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(zhì)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??；（2）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(shù)據(jù)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?。唬?）0.1；6.2；（3）非平衡。[練習(xí)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(jù)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(zhuǎn)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?yún)^(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(nèi)做加速運動，在2s～3s內(nèi)做勻速運動，且物塊在0～2s內(nèi)圖象與2s～3s內(nèi)圖象與坐標軸圍成的面積相同，說明物塊在0∽2s內(nèi)與2s～3s內(nèi)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(nèi)在區(qū)域①上做加速運動，在2s～3s內(nèi)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(jù)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?yún)^(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(guān)，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(xí)2]用20N的豎直向上的力分別拉著質(zhì)量是1kg的甲物體和質(zhì)量是2kg的乙物體都上升1m，下列有關(guān)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(zhì)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(xí)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(guān)系如圖乙所示。請根據(jù)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(shù)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(guān)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(jié)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(shù)）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(xùn)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(jù)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(zhì)量和高度有關(guān)，殲擊機向上飛行時，高度升高，質(zhì)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(zhì)量有關(guān)，殲擊機勻速向下飛行時，質(zhì)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(jīng)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(jīng)過M、S兩點時其機械能守恒【解答】解：AB、球的質(zhì)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(zhì)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(jīng)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(zhì)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。現(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(yīng)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(zhuǎn)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(yīng)的測力計示數(shù)分別為F1和F2，功率分別為P1和P2，則它們的大小關(guān)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(nèi)兩次拉力對物體所做的功：W1＞W(wǎng)2【解答】解：A、由圖知，相同時間內(nèi)第①次通過的距離大，根據(jù)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(jù)s﹣t圖像可知，相同時間內(nèi)第①次通過的距離大，且F1＝F2，根據(jù)W＝Fs可知，第1次拉力做的功較大，即W1＞W(wǎng)2；物體兩次運動的時間相同，根據(jù)P=Wt知，P1＞P故選：D。5．如圖所示為小明同學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)在站立狀態(tài)過程中對杠鈴做了功【解答】解：A、小明同學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(guān)系正確的是（）A．F1＝F2，W1＞W(wǎng)2，P1＞P2 B．F1＝F2，W1＞W(wǎng)2，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(jù)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(zhuǎn)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(jù)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(zhì)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(zhuǎn)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(guān)系式中正確的是（）A．W1＝W2，P1＝P2 B．W1＞W(wǎng)2，P1＝P2 C．W1＞W(wǎng)2，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＞W(wǎng)2；因為舉起杠鈴用的時間相同，且W1＞W(wǎng)2，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(zhì)量為80kg，只考慮人受到的重力和空氣阻力．運動員下落時經(jīng)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＞W(wǎng)CD 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(jù)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(jù)功率公式P=W故選：C。二．填空題（共2小題）10．一定質(zhì)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(nèi)鋼索拉力的功率大于6s至12s內(nèi)鋼索拉力的功率。（填“大于”、“小于”或“等于”）【解答】解：（1）根據(jù)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(nèi)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(nèi)鋼索拉力做的功大于6s至12s內(nèi)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。“套圈”從出手到落地的過程中，先后經(jīng)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(shè)“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“＝”）。【解答】解：“套圈”在由a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ǎ琱ab＝hbc，根據(jù)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(jù)v=s根據(jù)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(shù)據(jù)如下表所示（小車的質(zhì)量為0.1kg）。實驗次數(shù)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(shù)據(jù)得出：質(zhì)量相同時，小車的動能與小車初速度的數(shù)量關(guān)系是小車的動能與速度的平方成正比；（2）小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)，在小文實驗的基礎(chǔ)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(shù)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(shè)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(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)應(yīng)使不同質(zhì)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(guān)，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(zhì)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(guān)。（4）小軒在實驗所得結(jié)論基礎(chǔ)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?jīng)]有摩擦，那么小球?qū)⑿∏驅(qū)⒛苌仙匠跏几叨龋⒃谛泵婧蛷椈芍g往復(fù)運動。（5）小軒在（4）中用到一種科學(xué)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(shù)據(jù)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(guān)系是：小車的動能與速度的平方成正比；（2）①根據(jù)減少的動能是克服阻力做了功，根據(jù)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(shù)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(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)控制速度不變，改變質(zhì)量大小，故應(yīng)使不同質(zhì)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(zhì)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?jīng)]有摩擦，只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能保持不變，那么小球?qū)⒛苌仙匠跏几叨?，并在斜面和彈簧之間往復(fù)運動；（5）小軒在（4）中用到一種科學(xué)方法，即在實驗基礎(chǔ)上進行科學(xué)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(chǔ)上經(jīng)科學(xué)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(shù)F（小車所受的摩擦阻力f；②fs；（3）應(yīng)使不同質(zhì)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?qū)⒛苌仙匠跏几叨龋⒃谛泵婧蛷椈芍g往復(fù)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(zhì)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）。【解答】解析：（1）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(zhuǎn)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，