1、1专题 11 功和机械能1(2018增城区一模)如图所示,用大小不同的力(F 1F 2F 3)将质量为 m 的物体在不同的接触面上沿力的方向移动相同的距离 S,力在三个过程中所做的功分别为 W1、W 2、W 3,则AW 1W 2W 3 BW 1W 2W 3 CW 1=W2W 3 DW 1=W2=W3【考点】功的大小比较【答案】A2(2018丰台区二模)如图所示的四种情景中,人对物体做功的是A举着杠铃不动 B将货物从地面搬到车上C踢出去的足球在地面上背着书包在水平滚动一段距离 D背着书包在水平路面行走【考点】力是否做功的判断【解析】A、运动员举着杠铃不动,有力但无距离,所以该过程中没有做功,故
2、A 错误;B、人给汽车一个力,但是汽车没动,即没有沿力的方向通过距离,故做了功,故 B 正确;C、将货物从地面搬到车上有一个向上的力,且沿向上的方向移动了一段距离,所以没有做功。故 C 错误;D、背着书包,人给书包一个竖直力,而书包没有在力的方向上通过的距离,所以没有做功。故 D 错误。故选 B。【答案】B23(2018秀屿区模拟)有一台拖拉机,它的功率是 25kW,一头牛,它的功率是 300W,这台拖拉机 4h 做的功由这头牛来完成,需要的时间是A20h B10h C333.3h D4h【考点】功率计算公式的应用【解析】由题知,拖拉机的功率 P 机 =25kW,工作时间 t 机 =4h,由
3、P= 可得,拖拉机 4h 所做的功为:W=P 机 t 机 =25kW4h=100kWh;而牛的功率 P 牛 =300W=0.3kW,由 P= 可得,牛做这些功需要的时间:t 牛 = = 333.3h。故选 C。【答案】C4(2018昌平区二模)将重为 3N 的物体 A 挂于弹簧测力计下,弹簧测力计与物体 A 一起竖直向上做匀速直线运动。则下列判断正确的是A弹簧测力计的示数大于 3N B物体 A 的重力势能增加C物体 A 的动能增加 D弹簧测力计对物体 A 的拉力不做功【考点】弹簧测力计的使用与读数;力是否做功的判断;动能和势能的大小变化菁【答案】B5(2018天桥区三模)如图所示是利用无人机拍
4、摄体育比赛的情景,在无人机匀速直线上升到运动场上空的过程中,无人机的A动能不变,重力势能减小,机械能不变 B动能增大,重力势能增大,机械能增大C动能减小,重力势能减小,机械能减小 D动能不变,重力势能增大,机械能增大【考点】动能和势能的大小变化3【解析】无人机匀速直线上升到运动场上空的过程中,无人机的质量不变,速度不变,动能不变;高度增加,则重力势能增大。机械能=动能+势能,动能不变,重力势能增大,所以机械能增大。故选 D。【答案】D6(2018西湖区模拟)在如图所示的滚摆实验中,下列说法正确的是A滚摆下降时,动能减小,重力势能增加B滚摆运动时,有部分机械能转化为其它形式的能C滚摆运动至最低点
5、时,动能为零D滚摆运动至最高点时,一切外力突然消失,滚摆会继续向上转动【考点】动能和势能的大小变化;动能和势能的转化与守恒【答案】B7(2018连云港二模)2016 年 4 月 29 日,连云港跨海大桥已实现全线贯通。跨海大桥全长约 4.5km,桥面道路单向宽度 17m,若一辆洒水车以 15km/h 的速度匀速通过该大桥给路面洒水降温,则需要_h;洒水车的机械能_,(选填“增大”、“减小”或“不变”)以洒水车为参照物,桥是_(选填“运动的”或“静止的”),若该洒水车发动机的功率为 60kW,则通过大桥发动机所做的功为_J。【考点】功率计算公式的应用4【答案】0.3;减小;运动的;6.4810
6、7。8(2018台安县三模)如图所示,是小明在“五一”时,在游乐城乘坐过山车的情景,过山车由上到下加速滑下过程,过山车的动能将_(填“变大”“变小”或“不变”),而其速度不断变快的原因是由于过山车受到_的作用,以小明所在的车厢为参照物,则小明是_(填“运动”或“静止”)。【考点】运动和静止的相对性;动能和势能的大小变化【解析】(1)过山车由上到下加速滑下过程,过山车的质量不变,速度增大,所以其动能将变大,而其速度不断变快的原因是由于过山车受到重力的作用,重力对过山车做了功;(2)以小明所在的车厢为参照物,小明的位置没有发生改变,所以小明是静止的。【答案】变大;重力;静止。9(2018泗洪县校级
7、模拟)小明为了探究动能的大小与哪些因素有关,他设计了如图甲、乙所示的实验。(1)让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从 A 处和 B 处开始向下运动,然后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图甲所示。(2)让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从 B 处开始向下运动,然后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图乙所示。5上述甲、乙两组实验中: 小明是根据_判断比较小球动能的大小, 要探究动能与物体运动速度的关系应选用_图。 乙图中让两个小球从同一高度滚下的目的是:_,乙组实验可以得出的结论是:_。 若水平面绝对光滑,该实验还能得出结论吗?_,
8、理由是:_。【考点】探究影响物体动能大小的因素【答案】木块被推开的距离;甲; 使小球到达水平面时的速度相同;质量一定的物体速度越大动能越大;不能;木块将一直运动下去。10(2018河东区一模)小明在体育活动中,观察铅球下落陷入沙坑的深度情况产生了如下猜想。猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关; 猜想二:物体的重力势能与物体的下落高度有关; 猜想三:物体的重力势能与物体的运动路径有关.为此他设计了如图所示的实验:用大小、形状相同的 A、B、C、D 四个铅球分别从距离沙坑表面某高度处静止释放,其中 D 球从光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。实验
9、数据如下表:实验序号 铅球代号 铅球质量 /g 下落高度 /m 陷入沙中的深度/m A 200 0.5 0.16 B 400 0.5 0.25 C 200 1 0.2 D 200 1 0.2(1)本实验中,采用的研究问题的方法是_(写出一种方法即可)。铅球的重力势能大小是通过_来反映的。(2)为验证猜想二,应比较_(填实验序号),得到的结论是:当物体质量相同时,_。(3)比较,得到的结论是_。【考点】探究影响物体势能大小的因素【答案】(1)控制变量法;铅球陷入沙中的深度;(2);物体所处的高度越高,重力势能越大;(3)物体的重力势能与物体运动的路径无关。11(2018梁山县模拟)小汽车是我们熟
10、悉的交通工具,它给我们的生活提供了便利,某型号小汽车以 72km/h 的速度匀速行驶时,牵引力的功率是 70kW。求:(1)小汽车匀速行驶 1000m 牵引力做的功是多少焦?(2)小汽车以该速度匀速行驶时牵引力是多大?【考点】功的计算;功率计算公式的应用7【答案】小汽车匀速行驶 1000m 牵引力做的功是 3500N。12(2018潍坊一模)如图所示,用水平向右的拉力 F 拉动物体,使其沿直线匀速运动了 5m,时间为 10s,F 做功的功率是 100W,求这段时间内:(1)拉力 F 做的功;(2)物体受到的摩擦力。【考点】二力平衡条件的应用;功率计算公式的应用【解析】(1)由 P= 可得,拉力
11、 F 做的功:W=Pt=100W10s=1000J;(2)因为物体做匀速直线运动,所以受到的摩擦力:f=F= = =200N。【答案】(1)拉力 F 做的功为 1000J;(2)物体受到的摩擦力为 200N。1(2017宁夏)下列有关力做功的说法中,正确的是A把水桶从一楼提到二楼,提水桶的力对水桶没有做功B提着水桶站在水平路面上,提水桶的力对水桶做了功C推着自行车沿水平方向前进,推车的力对车做了功D投出去的篮球在空中飞行的过程中,手的推力对篮球做了功【考点】力是否做功的判断8【答案】2(2018眉山)小李将一排球竖直向上抛出,排球离开手后竖直向上运动到一定高度又落回地面,不计空气阻力,关于排球
12、离开手后的运动过程中,下列说法正确的是A排球在上升过程中小李对排球做功 B排球在下落过程中排球的动能减小C排球在上升过程中排球受到一个竖直向上的力 D排球在下落过程中排球所受的重力做功越来越快【考点】功率大小的比较【解析】A、排球在上升过程中,小李不再对排球施加力,所以小李对排球不做功,故 A 错误;B、排球在下落过程中,质量不变,速度逐渐变大,排球的动能变大,故 B 错误;C、排球在上升过程中,不计空气阻力,排球只受到竖直向下的重力作用,故 C 错误;D、功率是反映做功快慢的物理量;排球在下落过程中,重力做功的功率 P= = =Gv;由于排球下落时速度越来越快,所以重力做功的功率越来越大,即
13、重力做功越来越快;故 D 正确。故选 D。【答案】D3(2018常州)现代农业利用喷药无人机喷洒农药,安全又高效,如图所示,喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷洒农药,此过程中,喷药无人机的A动能减小、重力势能减小 B动能减小、重力势能不变C动能不变、重力势能减小 D动能不变、重力势能不变【考点】动能和势能的大小变化【解析】无人机在农田上空的某一高度水平匀速飞行,同时均匀喷洒农药,飞机的速度和高度均不变,但质量变小,所以无人机的动能减小,重力势能减小。故选 A。【答案】A4(2018梧州)2018 曼谷汤尤杯羽毛球赛于 5 月 27 日收官,中国男队时隔六年再次捧起汤姆斯杯,如图
14、所示,是中国队新人石宇奇在比赛中的情景,在他挥拍把羽毛球击回到对方场地的过程中,下列说法正确的是9A羽毛球上升过程中机械能变大 B羽毛球下落过程中机械能变大C羽毛球上升过程中重力势能变大 D羽毛球下落过程中动能变小【考点】动能和势能的大小变化【答案】C5(2018天门)如图所示,将铁锁从鼻尖处静止释放,结果铁锁摆回时并没有碰到鼻尖,下列关于此过程的说法正确的是A铁锁从左边最高处摆到最低处的过程中动能减小B铁锁从最低处摆到右边最高处的过程中势能增加C铁锁从释放到摆回的过程中内能转化为机械能D铁锁从释放到摆回的过程中机械能守恒【考点】动能和势能的大小变化;动能和势能的转化与守恒【解析】A、铁锁从左
15、边最高处摆到最低处的过程中,质量不变,高度减小,所以重力势能减小;速度增大,所以动能增大。故 A 错误;B、铁锁从最低处摆到右边最高处的过程中,质量不变,高度增加,所以重力势能增加。故 B 正确;C、铁锁从释放到摆回的过程中,克服与空气的摩擦做功,机械能逐渐转化为内能。故 C 错误;D、铁锁从释放到摆回的过程中,机械能转化为内能,所以机械能不断减少。故 D 错误。故选 B。【答案】B106(2017株洲)一高尔夫球以二百公里的时速水平撞击钢板,图为球撞击过程中的三个状态,其中甲是刚要撞击的时刻,乙是球的形变最大的时刻,丙是刚撞击完的时刻,已知撞击时间非常短,若忽略球的机械能损失,则A球在甲、丙
16、两个时刻的动能相等 B球在甲时刻的动能较丙时刻的大C球在甲时刻的动能较丙时刻的小 D条件不足,无法比较球在甲、丙两个时刻的动能大小【考点】机械能守恒条件【答案】B7(2018凉山州)一个重为 20N 的物体在水平地面上受水平拉力作用时恰能以 50cm/s 的速度匀速运动,若物体运动了 5m,拉力的功率为 3W,则拉力做功_J,重力做功_J。【考点】功的计算【解析】由题可知,物体匀速运动,v=50cm/s=0.5m/s,由 P=Fv 可得,物体所受的水平拉力:F= =6N,物体运动 5m 时,拉力所做的功:W=Fs=6N5m=30J;物体水平运动,沿重力方向上并未移动距离,所以重力没有做功,即重
17、力做功为 0J。【答案】30;0。8(2016攀枝花)如图所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动,两次拉动木块得到的 st 图象分别是图乙中的图线,两次对应的弹簧测力计示数分别为 F1、F 2,两次拉力的功率分别为 P1、P 2,则 F1_F2,P 1_P2(均选填“”、“=”、或“”)【考点】功率大小的比较11【答案】=;。9(2018辽阳)在探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小阳用同一实验装置,让从斜面上滚下的小钢球钻入水平面上的硬纸盒,完成以下实验。(1)通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近,可以得出结论:质量相同时物体的_越大,动能越大。对比甲、
18、乙两次实验还可以得出:质量相同时,物体位置越高,重力势能_。在甲、乙两次实验中,硬纸盒所受滑动摩擦力_(选填“相同”或“不同”)(2)如果做乙图实验时,硬纸盒被撞后滑出木板掉落,为防止因此造成硬纸盒损坏需改进乙图实验,再与甲图实验对比。在不改变木板长度的情况下,应采用以下_方法(填写正确选项前的字母)。A换用质量更小的钢球 B给水平木板铺上毛巾C适当降低钢球的高度 D换用一个较重的硬纸盒(3)若要探究影响动能大小的另一因素,具体的操作方法是:选择两个_不同的钢球,从同一斜面相同高度由静止滑下。(4)小阳在原硬纸盒的上表面粘上砝码,设计了如图丙所示实验,探究影响滑动摩擦力大小的因素,通过比较甲、
19、丙两次实验可得出:滑动摩擦力与_有关。【考点】探究影响物体动能大小的因素12【答案】(1)速度;越大;相同;(2)C;(3)质量;压力大小。10(2018潍坊)某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时,猜测弹性势能可能与形变量 x 成正比,也可能与形变量的平方 x2成正比。用如图装置进行探究,将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上,刻度尺与杆平行,进行了如下操作:弹簧处于自由状态时,读出其上端距水平面的高度 h0;将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端,竖直向下按压铁块,读出此时弹簧上端到水平面的高度 h1;释放小铁块,当铁块上升到最大高度时,读出铁块下端到水平面的高度 h2;改变弹簧
20、的压缩长度,重复步骤,将测出的数据记录在表格中,并计算出弹簧的形变量 x、形变量的平方 x2和小铁块上升的距离h13实验次数h0/mh1/mh2/mx/m X2/m2h/m1 0.500.400.550.10 0.010.152 0.500.300.900.20 0.040.603 0.500.201.550.30 0.091.354 0.500.152.000.35 0.121.85(1)实验中弹簧的形变量 x=_(用所测物理量符号表示);(2)本实验中,弹簧弹性势能大小是通过_来间接反映的;Ah 1 Bh 2Ch 2h 0 Dh 2h 1(3)该同学根据表中数据分别做出图甲hx 和图乙hx
21、 2图象,由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与_成正比【考点】探究影响物体势能大小的因素【答案】(1)h 0h 1;(2)D;(3)形变量的平方。11(2018山西)每天都会有许多全国各地的人民群众,来到天安门广场观看升国旗仪式。天安门广场上的国旗,每天都会随太阳一起升起,25000 次零失误。奇迹。天安门广场上的国旗总重为 175N,升旗时(如图),国旗上升高度为 30m,所使用时间 2 分 07 秒,求解下列问题:(1)国旗上升的平均速度是多少?(保留一位小数)(2)将国旗沿竖直方向匀速升高 30m,拉力对国旗做的功是多少?(3)若某持枪战士总重约为 700N,估算该战士站立时对水平地面的
22、压强。14【考点】速度公式及其应用;压强的大小及其计算;功的计算【解析】(1)国旗上升的时间:t=2min7s=127s,国旗上升的平均速度:v= = 0.2m/s;(2)拉力对国旗做的功:W=Fs=Gh=175N30m=5250J;(3)战士双脚站立时与地面的接触面积约为:S=500cm 2=5102 m2,战士对地面的压力:F=G=700N,该战士站立时对水平地面的压强:p= =1.4104Pa。【答案】(1)国旗上升的平均速度是 0.2m/s;(2)拉力对国旗做的功为 5250J;(3)该战士站立时对水平地面的压强为 1.4104Pa。12(2017丽水)“汽车共享”在丽水市推出以来受到
23、市民的青睐,它属于公共交通的补充,可以满足人们自驾出行的需求。如图是我市一款按租用时间收费的电动共享汽车。五一期间,小科一家租用该款电动共享汽车去旅游,从租车点一路不停行驶 105 千米到达目的地,若全程的速度为 70 千米/时。回答下列问题:(1)推广电动共享汽车的好处有 绿色环保 (答出一点即可);(2)租用该电动汽车的价格为 0.5 元/分钟,小科一家从租车点到目的地的租车费用为 45 元;(3)该电动汽车发动机的额定功率为 30 千瓦,若汽车以额定功率在水平路面匀速直线行驶时,所受的阻力恒为 1200 牛,汽车的速度为多少?【考点】功率计算公式的应用15【答案】(1)绿色环保;(2)45;(3)汽车的速度为 25m/s。
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