中考物理复习 第一部分 考点研究 第九讲 功和机械能精练

第九讲 功和机械能基础过关一、填空题1(2016兰州)“弓开如满月，箭去似流星”形容射箭运动员拉弓放箭的情景，在这个过程中弓的 能转化为箭的 能2(2016永州)随着我国经济的高速发展，城市建筑物越建越高，“高空坠物伤人”事件时有发生原因是物体所处的高度越高，物体所具有的重力势能越 (选填“大”或“小”).当高处的物体坠落时，因重力势能转化为 能，从而带来安全隐患3(2016宿州市二模)美国正在实验助推火箭无损回收技术：火箭将飞船推送至一定高度，箭船分离，火箭停止喷火、落向地面；接近地面时，火箭再次消耗燃料、向下喷火，并以2 m/s的速度匀速下降，如图所示匀速下降时，火箭的动能 (选填“变小”、“不变”或“变大”)第3题图4(2016合肥市瑶海区模拟)一颗子弹从枪膛里水平射出，子弹在枪膛里受到的气体作用力为600 N，枪膛长为60 cm，射出的子弹在空中飞行了50 m，则气体在枪膛里对子弹做的功为 J.第4题图5(2016益阳)如图所示，重为150 N的物体在大小为40 N的水平拉力F作用下，向右匀速运动了10 m，所用时间为20 s，则拉力做的功是 J，拉力做功的功率为 W.第5题图6(2016阜阳市晨梦中学二模)如图所示，小球从某一高处自由下落，已知小球从a到b和从b到c下落的高度相同，从a到b重力做功的功率为P1，从b到c重力做功的功率为P2，则P1 P2(选填“”、“”或“”)第6题图7(2016安徽第一次十校联考)初中生安静思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为1.5W，则你在考试的50分钟内，心脏做功约为 J，这些功能让90 N的重物上升 m.8跳绳是一种健身运动，某同学对此做了专门研究：跳绳者的质量m50 kg，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示根据所给条件可估算出此跳绳者每跳一次克服重力所做的功是 J，在30 s内克服重力做功的平均功率为 W.第8题图二、选择题9(2016无锡)下列实例中，有力对物体做功的是( )A. 跳水运动员从跳台跳下B. 学生背着书包在水平路面上前进C. 举重运动员举着杠铃停在空中D. 小球在光滑水平面上滚动10(2016淮北市濉溪县三模)一箱子货物在一对平衡力的作用下运动，则下列说法中正确的是( )A. 该箱子的机械能一定不变，动能一定不变B. 该箱子的机械能可能改变，动能一定不变C. 该箱子的机械能可能改变，动能可能改变D. 该箱子的机械能一定不变，动能可能改变11(2016安徽九年级第一轮复习)如图所示的四个实例中，机械能正在减小的是( )12(2016安徽第一次十校联考)甲机械的功率比乙机械的功率大，表示两机械在做功时( )A. 甲做功多B. 甲更省力 C. 甲做功快 D. 甲用时少13(2016咸宁)如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动，其中b和d两点在同一水平高度则下列说法中错误的是( )第13题图A. 小球从a到c加速下滑，重力势能转化为动能B. 小球从c到d减速上坡，动能转化为重力势能C. 小球在b和d时重力势能和动能都相等D. 小球从a到d的过程中部分机械能转化为内能14如图所示，斜面与水平面在M点通过小圆弧相连，轻弹簧左端固定，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点，则( )第14题图A小物块从P向M运动过程中，机械能减少 B小物块从P向M运动过程中，动能不变 C小物块压缩弹簧的过程中物块动能和弹性势能的总和保持不变 D物块在MN段运动时动能减小 15(2016泰州)如图所示，将摆球从A点静止释放，摆球在A、C两点来回摆动，B为最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是( )第15题图A. 从A点到B点，摆球动能增大，机械能增大B. 从B点到C点，摆球动能减小，机械能减小C. 摆球在摆动过程中所经各点的机械能均相等D. 摆球在B点的机械能最大，在A、C两点的机械能最小16(2016巴中)如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移动的距离sABsCD，比较两种情况下拉力F所做的功及功率( )第16题图A. AB段做功较多 B. CD段做功较多C. AB段与CD段做的功一样多 D. AB段的功率比CD段的功率大三、实验题17(12分)(2016安徽第一次十校联考)如图是探究“物体的动能与什么因素有关？”，下图是实验示意图第17题图多次让物体从斜面不同高度由静止滚下，该实验要探究物体的动能与物体的 关系该实验物体是指物体 (选填“A”或“B”)该实验物体动能大小是通过 来反映该实验物体速度是指物体A从斜面由静止滚下与物体B碰撞时 (选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”)速度，它是通过 (选填“高度”或“质量”)来改变实验中为了研究物体动能与物体质量关系，应改变 (选填“物体A”或“物体B”)质量，多次让物体从斜面同一高度由静止滚下四、计算与推导题18(8分)(2016安徽第一次名校大联考)如图所示，工人师傅要把一个油桶缓慢推上台阶，已知油桶质量为40 kg，油桶截面直径为80 cm，台阶高为20 cm.第18题图(1)若工人师傅用最小的力推油桶，试画出此力的示意图；(2)油桶被推上台阶过程中工人克服其重力做的功为多少；(3)若工人将油桶推上台阶用时50 s，则工人对油桶做功的平均功率为多少满分冲关1(2016合肥市五十中三模)小明同学在做模拟“蹦极”的小实验时，如图将一根橡皮筋一端系一质量为m的小球，另一端固定在a点，b点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，c点是小球从a点自由下落所能到达的最低点，在小球从a点到c点运动的过程中，不考虑空气阻力，在c点小球和橡皮筋整个系统的 (选填“动能”、“重力势能”或“弹性势能”)是最大的第1题图2(2016合肥市包河区二模)如图所示，质量为100 g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停止从a到b的过程中，小球的动能 (选填“变大”、“变小”或“不变”)；在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为 J(不计空气阻力)第2题图3(2016合肥市二模)如图所示，某同学做“引体向上”时，在时间t内完成n次，已知他每次上升的高度相同，且他的质量为m，脚离地面最低距离为h1，离地面最高距离为h2，则它做引体向上的平均功率为 (g为已知量)第3题图4(2016安徽第三次名校大联考)高为h的光滑滑槽固定在水平地面上，质量为m的小球从滑槽顶端由静止开始运动(如图)，到达滑槽底端的速度为v，此过程中的能量转化情况是 如果小球在滑槽顶端时重力势能为mgh，在滑槽底端时动能为mv2，且h0.2 m则小球滚到滑槽底端时的速度为 m/s.(不计空气阻力，g取10 N/kg)第4题图5(2016安徽第一次十校联考)如图甲所示，小浩用弹簧测力计拉木块离开桌面，使它沿水平木板匀速直线滑动，图乙是他两次拉动同一木块移动的距离随时间变化的图像，木块的初始位置相同，下列说法正确的是( )第5题图A木块第1次受到的拉力较大 B拉力第1次做功的功率大C木块两次的动能一样多 D拉力第1次做的功多6(2016锦州)如图所示，是小球在地面弹跳的情景小球在A点的机械能为120 J，当小球由A点运动到B点时，机械能变为100 J，则小球由B点运动到C点时，其机械能可能为( )第6题图A. 120 J B. 100 J C. 90 J D. 80 J7(2016济宁)弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动，其结构如图甲所示图乙是小希玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，针对此过程，下列分析正确的是( )第7题图A. 在a状态时弹簧的弹性势能最大，小希的机械能为零B. ab的过程中，弹簧的弹力越来越大，在b状态时弹力最大C. bc的过程中，弹簧的弹性势能转化为小希的重力势能D. ac的过程中，小希先加速后减速，在b状态时速度最大8(9分)(2016宁国市第一次调研)上海自主研发了一种氢燃料汽车，它使用氢气代替汽油在一次测试中，汽车在水平路面受到2 400 N的水平牵引力，5 min内匀速直线行驶了900 m.(1)汽车受到水平方向的阻力是多少；(2)汽车牵引力的功率是多少；(3)如果汽车的功率一定，当汽车上坡时需要较大的牵引力，请推导出牵引力F和速度v之间关系的表达式，并说明汽车上坡时司机应该加速还是减速第九讲 功和机械能【基础过关】1. 弹性势动【解析】由于弓发生弹性形变具有了弹性势能，最终转化为箭的动能2. 大动【解析】高空的物体质量不变，而高度较高，所以重力势能较大；当高处的物体坠落时，其高度越来越小、重力势能越来越小，而速度越来越大、动能越来越大，所以把重力势能转化为动能3. 变小【解析】匀速下降时，火箭消耗燃料向下喷火，火箭的总质量减小，速度不变，动能减小4. 360【解析】气体对子弹做的功为WFs600 N0.6 m360 J.5. 40020【解析】拉力所做的功是WFs40 N10 m400 J；拉力做功的功率是P20 W. 6. 【解析】下落的高度相同则重力做功的多少相同；小球自由下落，做加速运动，通过ab段的时间大于bc段的时间，则P1P2.7. 4 50050【解析】心脏做功为WPt1.5 W5060 s4 500 J；由公式WFs得s50 m.8. 45135【解析】跳绳者每跳一次克服重力做功为WFsGs50 kg10 N/kg0.09 m45 J；30 s内跳绳者克服重力做的总功为W总45 J4 050 J，则平均功率为P135 W.9. A【解析】跳水运动员从跳台跳下，受重力的作用，并且在重力的方向移动了距离，重力对人做功，A符合题意；背着书包在水平路面上前进，移动的方向和受力方向垂直，在力的方向上没有移动距离，不做功，B不符合题意；举重运动员举起杠铃停在空中，有力作用在物体上，但是没有移动距离，没有力做功，C不符合题意；小球在光滑水平面上滚动，依靠的是小球的惯性，水平方向上虽然移动了距离，但是没有力的作用，不做功，D不符合题意故选A.10. B【解析】货物在一对平衡力的作用下运动，速度不变，动能不变，但其机械能可能变化故选B.11. C【解析】蓄势待发的火箭，火箭质量不变，速度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，火箭不发生弹性形变，而机械能动能重力势能，所以机械能不变，A选项错误；水平匀速飞行的飞机，飞机质量不变，速度不变，动能不变；高度不变，重力势能不变飞机不发生弹性形变，而机械能动能重力势能，所以机械能不变，B选项错误；匀速下降的热气球，气球质量不变，速度不变，动能不变；高度变小，重力势能变小，热气球不发生弹性形变，而机械能动能重力势能，所以机械能变小，C选项正确；加速上升的飞艇，飞艇质量不变，速度变大，动能变大；高度变大，重力势能变大，飞艇不发生弹性形变，而机械能动能重力势能，所以机械能变大D选项错误故选C.12. C【解析】功率是描述物体做功快慢的物理量，甲机械的功率比乙机械的功率大，则甲做功快故选C.13. C【解析】由于地面是粗糙的，小球要克服摩擦力做功，所以机械能减小由图可知bd的高度相等，故重力势能相等，动能不相等，故选C.14. C【解析】物块从P到N碰撞后还能返回到P说明没有能量损失，机械能守恒，因此小物块从P向M运动过程中，机械能不变，故A错误；小物块从P向M运动过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故B错误；小物块从P到N碰撞后还能返回到P说明没能量损失，机械能守恒，因此，小物块压缩弹簧的过程中物块动能和弹性势能的总和保持不变，故C正确；小物块在MN段运动时，不考虑阻力，水平方向不受力，所以速度不变，动能不变，故D错误故选C.15. C【解析】本题考查了机械能及其相互转化由于摆球不受阻力，因此，摆球在摆动的过程中，机械能守恒，C选项正确，ABD选项说法错误故选C.16. C【解析】由物体做功公式：WFs，F相同，s相等，则W相等故选C.17. (每空2分，共12分)运动速度A物体B被撞后移动的距离碰前A高度物体A【解析】同一物体从斜面的不同高度由静止滚下时，物体的速度不同，所以该实验研究的是动能与物体运动速度的关系；由图可知该物体指的是物体A；物体动能的大小是通过物体B被撞后移动距离的远近来反映的，应用了转换法；实验中物体的速度指的是物体A与物体B碰撞前的速度，可以通过物体A在斜面由静止释放的高度来改变物体A的速度；研究物体动能与物体质量的关系时，应控制运动速度不变，改变物体A的质量，多次测量得到普遍规律18. 解：(1)如答图所示(2分)第18题答图(2)油桶的重力：Gmg40 kg10 N/kg400 N(2分)克服重力做的功：WGG物h400 N0.2 m80 J(2分)(3)工人做的功：WWG80 J，功率：P1.6 W(2分)【满分冲关】1. 弹性势能【解析】小球从a点自由释放下落至b点时，小球仅受重力，重力势能转化为动能；当小球继续下落，小球受到重力以及弹簧的弹力，随着橡皮筋的拉长，小球受到的拉力增大，直至小球受到的重力等于弹簧对它的拉力时，小球的速度达到最大，动能达到最大；小球继续下落，之后弹力继续增大，大于小球的重力，当小球到达c点后，小球的速度变为0，动能为0，重力势能全部转化为弹性势能，此时弹性势能最大2. 变大0.3【解析】金属小球从导轨a处自由滑下时，重力势能有一部分转化为小球的动能，小球的动能变大；小球经过b、c到达d处恰好停止，则小球克服导轨摩擦力消耗的机械能就等于小球失去的重力势能，即Wfmghamghdmg(hahd)0.1 kg10 N/kg(0.5m0.2 m)0.2 J.3. 【解析】该同学做引体向上重心移动的距离为h2h1，则该同学一次引体向上所做的功为Wmg(h2h1)，则t时间内做的总功为W总nmg(h2h1)，则引体向上的平均功率为.4. 重力势能转化为动能2【解析】小球从滑槽顶端由静止运动滑至低端时，重力势能转化为动能；重力势能全部转化为小球的动能，则mghmv2，则小球的速度v2 m/s.5. B【解析】两次木块均匀速直线运动，拉力等于摩擦力，两次拉力大小相等，A错误；木块的初始位置相同，则拉力做的功相等，D错误；由图乙可知第一次运动的速度快，则拉力第1次做功的功率大，B正确；第1次的速度大于第2次的速度，则第1次的动能大于第2次的动能，C错误故选B.6. C【解析】小球由A到B的过程中，弹跳的高度大于由B到C过程中的高度，小球弹跳的越高克服空气阻力做功越多，机械能损失越多，小球由A到B的过程中机械能减少了20 J，小球由B到C的过程中机械能的损失应小于20 J，所以小球由B点运动到C点时，其机械能可能为90 J，故C正确故选C.7. D【解析】据图可知，a状态时弹簧的弹性势能最大，由于机械能等于动能加势能，所以机械能不是零，故A错误；ab的过程中，弹簧的形变程度变小，达到b点时，弹簧恢复原长，弹力为零，故B错误；ab的过程中，弹簧的形变程度变小，即弹性势能转化为动能，到达b点动能最大，bc的过程中，动能转化为小希的重力势能，故C错误；据上面的分析可知，ab的过程中，弹簧的形变程度变小，即弹性势能转化为动能，到达b点动能最大，bc的过程中，动能转化为小希的重力势能所以该过程中，小希先加速后减速，在b状态时速度最大，故D正确故选D.8. 解：(1)汽车在水平方向受水平向前的牵引力F和水平向后的阻力F阻共同作用，在这两个力作用下，汽车匀速运动，由平衡条件得：F阻F牵2 400 N(2分)(2)运动时间t5 min300 s，行驶的路程s900 m，汽车牵引力做的功WFs2 400 N900 m2.16106 J(2分)功率P7 200 W(2分)(3)因为P，WFs，则PFv，所以F(2分)由F与v之间的关系式可知，在功率P一定时，要增大牵引力F必须减小速度，所以司机应该减速(1分)