1、1第 13 课时 机械能及其转化一、选择题1.2018天津中国选手张湘祥在奥运会上获得男子举重 62 kg 级冠军,挺举成绩是 176 kg,图 13-13 为他比赛时的照片。他在挺举过程中对杠铃做的功最接近 ( )图 13-13A.600 J B.1200 JC.1800 J D.3400 J2.2018绵阳蹦床运动是奥运会比赛项目。运动员比赛开始前直立在蹦床中央,比赛开始时快速下蹲并立即恢复直立被蹦床弹起,离开蹦床时是成直立状态并一直保持,到达最高点后下落到接触蹦床时又快速下蹲并立即恢复直立。再次被蹦床弹起,达到更高点。忽略空气阻力,下列说法正确的是 ( )图 13-14A.在此整个过程中
2、,运动员机械能守恒B.在此整个过程中,运动员机械能一直在增加C.从离开蹦床到下落接触蹦床的过程中,运动员机械能守恒D.从下落接触蹦床到离开蹦床的过程中,运动员机械能守恒3.2018淄博如图 13-15 所示,弯曲跳板把人弹至高处,这个过程中人的动能和重力势能的变化情况是 ( )图 13-15A.动能减小,重力势能增大B.动能增大,重力势能减小2C.动能先增大后减小,重力势能增大D.动能先减小后增大,重力势能减小4.2018连云港如图 13-16 所示,一物块从光滑斜面上 A 点由静止滑下, B 为斜面 AC 的中点,设物块在 AB 段重力做功为 W1,重力做功的功率为 P1;在 BC 段重力做
3、功为 W2,重力做功的功率为 P2,则下列关系正确的是( )图 13-16A.W1W2,P1P2 B.W1=W2,P1=P2C.W1=W2,P1vBvCD.小球在 A 点具有的机械能等于它在 C 点具有的重力势能7.2018南京在粗糙程度相同的水平面上,手推木块向右压缩轻质弹簧至图 13-18 甲所示位置;松手后,木块最终静止在图乙所示位置。 下列说法中正确的是 ( )图 13-18A.弹簧恢复原状过程中,弹簧的弹性势能增大B.木块离开弹簧后最终会停下,说明物体的运动需要力来维持3C.木块离开弹簧后减速运动过程中,水平 面对木块的阻力不变D.图乙中,木块受到的重力和木块对水平面的压力是一对平衡
4、力8.2018广州如图 13-19 所示, OQ 是水平地面,物体在水平拉力作用下从 O 匀速直线运动到 Q,OP 段拉力 F1为 300 N,F1做的功为 W1,功率为 P1;PQ 段拉力 F2为 200 N,F2做的功为 W2,功率为 P2。则 ( )图 13-19A.W1W2 B.W1P2 D.P1F2C.06 s 两次拉力对物体所做的功 W1W2D.06 s 两次拉力对物体做功的功率 P1F2,则 P1P2,故 C 正确,D 错误。9.D 解析 由题图可知,水平使用滑轮组, n=2,拉力端移动速度 v=2v 物 =20.1 m/s=0.2 m/s,拉力做功的功率P2=F2v=3 N0.
5、2 m/s=0.6 W,故 A 正确,不符合题意。不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮 和绳子之间的摩擦,弹簧测力计的示数 F=3F2=33 N=9 N,故 B 正确,不符合题意。物体 B 做匀速直线运动,水平方向受力平衡;物体 B 水平方向受滑轮组的拉力 F=2F2=23 N=6 N,受物体 A 水平向右的摩擦力 fB,因此 fB=F=6 N。同时,物体 B 对 A 的摩擦力大小为 6 N,方向向左。物体 A 相对于地面静止,则水平方向上受力平衡,由于受到向右的拉力 F1=4 N,受到物体 B 对其向左的摩擦力 6 N,则还需要受到地面向右的摩擦力才能受力平衡,故物体 A 与地面之间有摩擦
6、力,故 C 正确,不符合题意。如果增大 F2,B 对 A 的压力和接触面的粗糙程度不变, B 与 A 之间的摩擦力不变, A 受力不变,还是处于静止状态,故 D 错误,符合题意。10.C11.D 解析 让同一小车从同一斜面同一高度由静止滑下,其一开始具有的重力势能是相同的,最后小车在水平面静止,其机械能为零,因此,整个过程中,消耗的机械能是相同的,故 A 错误。小车到达水平面时的速度相同,说明一开始的动能相同,最后静止时动能都为零,因此,消耗的动能是相同的,与小车运动的距离无关,故 B 错误。小车运动过程中,将10机械能转化为自身的内能和接触面的内能,因此,小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不
7、同,每次小车获得的内能也可能不同,故 C 错误。由前面的分析可知,小车一开始的机械能是相同的,其最终克服阻力做功,机械能变为零,机械能减少的量相同,因此,每次小车克服阻力所做的功相同,故 D 正确。12.AD 13.ACD 解析 由图可以看出, n=3。物体 10 s 内移动的距离是 s1=vt=0.1 m/s10 s=1 m,则绳子自由端移动的距离为 s2=ns1=31 m=3 m,故 A 正确;拉力 F 做的功为总功其大小是 W 总 =Fs2=30 N3 m=90 J,则此过程中有用功为 W 有 =W总 = 90 J80%=72 J,故 B 错误;拉力 F 的功率为 P= = =9 W,故
8、 C 正确;物体与地面间的滑动摩擦力 f= = =72 N,W总t90J10s W有s172J1m故 D 正确。14.大于 100解析 因为物体在拉力作用下做匀速直线运动,对物体进行受力分析可知,受到沿斜面方向向上的拉力 F 与沿斜面方向向下的摩擦力和重力沿斜面方向向下的分力,三力平衡,故物体受到的拉力大于斜面对物体的摩擦力;拉力做功的功率为 P= = = =100 W。WtFst200N3m6s15.(1)球陷入沙中的深度 A (2)质量 (3)动能解析 (1)根据球陷入沙中的深度可以判断出球 A 释放前的重力势能最大。(2)比较 A、 C 两球可以得出影响重力势能大小的因素是物体的质量。(
9、3)球在空中下落时,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,重力势能转化为动能。16.(1)让钢球从高处由静止摆下 (2)速度 质量(3)0.06 甲(4)速度一定时,质量越大,动能越大解析 (3)由题意可知,钢球的重力为 G=mg=0.02 kg10 N/kg=0.2 N,钢球下降的距离为 h=30 cm=0.3 m,钢球的重力做的功即钢球获得的动能 Ek=Gh=0.2 N0.3 m=0.06 J,则钢球对木块最多做 0.06 J 的功;该实验是在速度一定时,改变物体的质量,探究动能的大小与质量的关系,动能的大小通过木块移动的距离来反映,因此钢球的高度和木块的大小均不能改变,应改变木板的
10、长度,即采用甲同学的建议。17.解:(1)气体流速越大,压强越小(2)BC(3)f=0.5G=0.5m 总 g=0.5(m 飞机 +m 水 )g=0.5(41.5103 kg+8.5103 kg)10 N/kg=2.5105 N,因为匀速直线飞行,所以牵引力 F=f=2.5105 N,v=36 km/h=10 m/s,s=vt=10 m/s60 s=600 m,W=Fs=2.5105 N600 m=1.5108 J。P= = =2.5106 W。Wt1.5108J60s1118.解:(1)小东步行 180 步的路程 s=0.5 m180=90 m,步行的速度 v= = =1.5 m/s。st9
11、0m60s(2)小东走一步时重心上升的高度h=65 cm- =5 cm=0.05 m,(65cm)2-(25cm)2小东走一步克服重力所做的功W=Gh=mgh=50 kg10 N/kg0.05 m=25 J。(3)小东走一步所用的时间为 t= = s,60s18013小东正常步行克服重力做功的功率为 P= = =75 W。Wt25J13s19.解:(1)由图可知 ,n=2,则绳端移动的距离s 绳 =ns 物 =22 m=4 m,人的拉力所做的功 W=Fs 绳 =18 N4 m=72 J。(2)拉力做功的功率 P= = =18 W。Wt72J4s(3)因为物体移动时受到地面的摩擦力为物重的 0.
12、35 倍,所以物体受到的摩擦力 f=0.35G=0.35100 N=35 N,因物体匀速移动时处于平衡状态,物体受到的拉力 F 拉 和摩擦力是一对平衡力,所以,滑轮组对物体的拉力 F 拉 =f=35 N,不计绳重及机械的摩擦,由 F= (G 动 +F 拉 )可得,动滑轮的重力 G 动 =nF-F 拉 =218 N-35 N=1 N。1n20.解:(1)降落伞和重物的总重力G=mg=7.5 kg10 N/kg=75 N,由图可知,落地前最后 2 s,降落伞和重物的下降速度是 5 m/s,则最后 2 s 下降的高度 h=v2t=5 m/s2 s=10 m,这段时间重力做功 W=Gh=75 N10
13、m=750 J,这段时间重力做功的功率 P= = =375 W。Wt750J2s(2)匀速下落时,降落伞和重物受到的摩擦力等于重力, f=G=75 N。刚开始减速时降落伞和重物受到的合外力大小 F=f1-G,则 f1=F+G=225 N+75 N=300 N。刚开始减速时 f1=k =k(10 m/s)n=300 N,vn1匀速下落时, f=k =k(5 m/s)n=75 N,vn212联立 解得 n=2,k=3 Ns2/m2,所以阻力的表达式为 f=3 Ns2/m2v2。21.解:(1)l3v0(2)3l(3)加速带的长度 s=v 平均 T=2v0 = l,l3v023加速带对 10 个小球做的总功 W=10Fs=10F l= ,23 20Fl3加速带对 10 个小球做功的总时间 t 总 = +T= + = ,lv0 lv0l3v04l3v0加速带对 10 个小球做功的总功率 P= = =5Fv0。Wt总 20Fl34l3v0
