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浙教版科学九年级上第三章第3节《能量转化的量度》培优训练
第1课时(共2课时)
学习目标：
1.能解释功的概念，说明功的两个必要因素；说明能的转化跟做功的关系。
2.能表示功的计算公式及功的单位；初步掌握功的计算方法。
同步训练：
1.如图所示，让钢球从斜槽上由静止滚下，钢球运动到水平面上碰到静止的木块后，能将木块撞出一段距离。下列说法正确的是(不计空气阻力)(▲)
A.钢球能从斜槽上滚下是因为它具有惯性
B.木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多
C,钢球在斜槽上向下滚动时，它的机械能越来越大
D.木块被撞出一段距离，说明物体的运动需要力来维持
【答案】B
【解析】(1)钢球能从斜槽上滚下是因为它受到重力的作用；(2)根据W=Fs分析解答；(3)影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能。(4)力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因。
【分析】此题考查惯性、功的大小比较、机械能守恒、力与运动的关系，涉及到的知识点较多，综合性较强，要求学生具有扎实的力学基础。
【详解】A.钢球能从斜槽上滚下是因为它受到重力的作用，而不是因为它具有惯性。故A错误；B.根据W=Fs可知，木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多。故B正确；C.钢球在斜槽上向下滚动时，不计空气阻力，但钢球还受到摩擦力作用，钢球滚下时需要克服摩擦力做功，有一部分机械能转化为内能，所以，钢球的机械能会减少。故C错误；D.木块被撞出一段距离，是因为木块受到力的作用，其运动状态发生了变化，不能说明物体的运动需要力来维持。故D错误。故选：B.
2.如图是某同学排球考试时的场景。下列分析正确(▲)
A.排球离开手后还能继续向上运动是由于受到惯性的作用
B.在击打排球过程中人没有对排球做功
C.手击打排球的力大于排球对手的作用力
D.排球上升到最高点时受力不平衡
【答案】B
【解析】(1)惯性是状态量，不可以说惯性力及惯性作用。(2)根据做功的两个必要条件判断。(3)根据力的作用是相互的进行分析判断。(4)处于静止状态或匀速直线运动状态的物体受平衡力作用，根据二力平衡的条件分析物体所受的平衡力。
【分析】
需要掌握以下内容：(1)任何物体在任何情况下都有惯性，惯性是物体的固有属性。(2)物体间力的作用是相互的。(3)做功条件的两个必要条件。(4)平衡力的理解．
【详解】A、惯性是个状态量，排球离开手后，由于惯性还能继续向上运动，不能说受到惯性作用。故A错误。B、在击打排球过程中，运动员对排球施加了力的作用，根据做功的条件知，运动员对排球做了功。故B错误。C、由于物体间力的作用是相互的，则手击打排球的力等于排球对手的作用力。故C错误。D、排球上升到最高点时，只受重力作用，因此受力不平衡。故D正确。故选D.
3.如图所示，光滑斜面AB>AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部，所需拉力分别为F1和F2所做的功分别为W1和W2。则(▲)
A.F1B.F1C.F1>F2,W1>W1
D.F1>F2,W1=W2
【答案】A
【解析】(1)斜面光滑说明摩擦力为0,即使用光滑的斜面没有额外功。无论是沿斜面BA还是CA匀速拉同一物体，由于其高度相同，由功的原理可知沿斜面所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功，从而可以判断出两次做的功W1和W2的大小关系．(2)知道斜面长的大小关系，利用W=FL比较拉力关系。
【分析】本题考查斜面的省力情况，物体做功大小的判断，关键是知道接触面光滑，摩擦力为0,使用任何机械都不省功。也可以利用斜面倾斜角度越大，越费力，来判断两次拉力的大小关系。
【详解】(1)斜面光滑说明摩擦力为0,即使用光滑的斜面没有额外功，则把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A,h相同，由W=Gh可知两次做的功相同，即W1=W2。(2)根据图示可知，LBA>LCA,而W1=W2,由W=FL可知，FBA4.奥运会举重运动员在比赛时，第一阶段把100kg的杠铃很快举过头顶，第二阶段使杠铃在空中稳稳停留了3s,3名裁判都亮出了白灯，确认她这次举重成功。关于她举重时对杠铃做功的情况，下列说法中正确的是(▲)
A.她在第一阶段内没有做功
B.她在第二阶段内没有做功
C.她在两个阶段内一直都在做功
D.她在两个阶段内都没有做功
【答案】B
【解析】本题要抓住做功的两个必要因素：1.作用在物体上的力；2.物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。
【分析】本题考查了力是否做功的判断方法。
【详解】杨霞在第一阶段将杠铃举过头顶，在这个过程中，杨霞对杠铃有力的作用并且杠铃在力的作用下向上移动了一段距离，具备了做功的两个必要因素，所以在第一阶段，杨霞对杠铃做了功。杨霞在第二阶段，只是对杠铃有力的作用，因为杠铃已经举过头顶且没有再往上移动距离，所以只有力没有距离，缺少一个必要因素，所以杨霞在第二阶段没有对杠铃做功。故选B.
5.冰壶是冬奥会比赛项目。比赛时，一名队员在水平冰面上将底面平滑的冰壶推出后，由两名本方队员手持毛刷在滑行冰壶的前方擦刷冰面，尽量使冰壶滑行到目标位置，下列关于冰壶的叙述中，错误的是(▲)
A.冰壶在滑行过程中动能保持不变
B.冰壶离开运动员的手后，运动员不再对它做功
C.冰壶底面磨得平滑是为了减小滑行时的摩擦力
D.冰壶离开运动员的手后能继续前进是因为冰壶具有惯性
【答案】A
【解析】动能大小与质量与速度有关，质量越大，速度越大，动能越大，冰壶在滑行的过程中，速度减小，据此判断A;根据做功的两个条件，即作用在冰壶上的力以及在力的方向上通过的距离；冰壶离手后，运动员将不再对它施力；减小摩擦的方法：减小压力、减小接触面的粗糙程度，冰壶底面磨的平滑减小了接触面的粗糙程度；物体保持原来运动状态不变的性质称为惯性，据此解答。
【分析】【详解】A、冰壶被掷出之后，冰壶由于受到阻力的作用，所以其速度逐渐减小，冰壶的质量不变，所以动能变小，故选项错误；B、冰壶离手后，运动员将不再对他施加力的作用，运动员不再对它做功，故选项正确；C、冰壶底面磨的平滑是为了减小滑行时的摩擦力，故选项正确。D、冰壶离开运动员的手后，能够继续往前滑动，是因为冰壶具有惯性，故选项正确。故选A。
6.如图甲所示的铁块重力G=4N,被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，当它在竖直方向上拉力F=6N的作用下向上运动时，受到的摩擦力为N
▲
。铁块此时速度v与时间t的关系图像如图乙所示，4s内拉力F做的功是
▲
J。
【答案】2；4.8
【解析】(1)处于平衡状态的物体受平衡力作用，即大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在一个物体上。(2)从图乙中读出铁块运动的速度，利用速度公式求出通过的路程，再利用W=Fs计算4s内拉力F做功。
【分析】此题主要考查学生对二力平衡条件的掌握和应用。首先，我们可以判断物体是否受力平衡；其次，根据所求力的方向、以及平衡力的大小和方向准确求出力的大小和方向。
【详解】由乙图可知，铁块在竖直向上运动时，速度保持不变，因此铁块做匀速直线运动，铁块受到平衡力的作用；铁块在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F,根据平衡力的特点可得，铁块受到摩擦力为f=F-G=6N-4N=2N。铁块在4s内升高的距离s=vt=0.
2m/s×4s=0.8m,因此拉力F做的功W=Fs=6N×0.8m=4.8J。故答案为：2;4.8。
7.重为50N的物体在15N的水平推力作用下沿水平路面前进了4m,则推力对物体做的功是
▲
J,重力对物体做的功是
▲
J，当推力撤去后，该物体由于惯性又前进了1m,在这个过程中，推力对物体做的功是
▲
J。
【答案】60；0；0
【解析】(1)知道木箱受到的水平推力和在推力方向上移动的距离，利用W=Fs求推力做的功；(2)重力的方向竖直向下，木箱水平运动，木箱在重力的方向上移动距离为0,重力做功为0;当推力撤消后，推力不再对物体做功。
【分析】本题考查了学生对功的公式W=Fs的掌握和运用，因条件已给出，难度不大。
【详解】水平推力做功：W=Fs=15N×4m=60J;∵木箱受重力的方向竖直向下，木箱水平移动，∴木箱在重力的方向上移动距离为0,∴重力对木箱做功为0,∵当推力撤消后，木箱不受推力作用，∴推力不再对物体做功。故答案为：60;0;0。
8.专家提示：汽车轮胎内的气压(胎压)会影响刹车距离，为确保安全，需经常检查胎压。某汽车技术员为了研究胎压对刹车距离的影响，用同一汽车在晴天和雨天环境下，在车速为60km/h时刹车，测试结果如图所示：
(1)汽车质量为1500kg,有4个轮胎，停在水平地面上时，每个轮胎与地面的接触面积为0.025㎡。请计算此时汽车对地面的压强。(g取10N/kg)
(2)根据测试结果，可以得出在两种环境下胎压对刹车距离的影响是
▲
。
(3)胎压对刹车距离的影响主要是胎压不同导致地面对轮胎的阻力不同。该技术员在雨天环境下，对标准胎压的汽车进行测试时，若在刹车过程中汽车受到地面的平均阻力为3000
N,试计算在刹车过程中，汽车克服地面阻力做功多少焦？
【答案】(1)汽车对地面的压强为1.5×105Pa;(2)在车速为60km/h刹车时，晴天环境胎压对刹车距离影响较小，雨天环境胎压对刹车距离影响较大，胎压较低时，会增大刹车距离；(3)汽车克服地面阻力做功1.8×105J
【解析】(1)停在水平地面上时，汽车的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，再根据压强公式求出对地面的压强；(2)根据控制变量法分析晴天和雨天、标准胎压和胎压较低时对刹车距离的影响；(3)根据图象可知在雨天环境下、对标准胎压的汽车进行测试时刹车的距离，根据W=fs求出汽车克服地面阻力做的功。
【分析】本题考查了压强和功的计算，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等以及利用好控制变量法得出图象中的结论及相关的信息。
【详解】(1)停在水平地面上时，汽车对地面的压力：F=G=mg=1500kg×10N/kg=1.5×104N,汽车对地面的压强：p＝=F/s=1.5×104N/4×0.025m2=1.5×105Pa;(2)根据测试结果，可以得出在两种环境下胎压对刹车距离的影响是：在车速为60km/h刹车时，晴天环境胎压对刹车距离影响较小，雨天环境胎压对刹车距离影响较大，胎压较低时，会增大刹车距离；(3)查得雨天环境中，标准胎压下刹车距离为s=60m,汽车克服地面阻力做的功：W=Fs=3000N×60m=1.8×105J。故答案为：(1)汽车对地面的压强为1.5×105Pa;(2)在车速为60km/h刹车时，晴天环境胎压对刹车距离影响较小，雨天环境胎压对刹车距离影响较大，胎压较低时，会增大刹车距离；(3)汽车克服地面阻力做功1.8×105J。
9.如图所示，水平地面G点左右两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向5N的拉力F。物体经过E点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，物体在EG段做匀速直线运动，则(▲)
A.物体在EF段的速度大于GH段的速度
B.物体在GK段受到的摩擦力等于5N
C.拉力F在EF段所做的功大于在GH段所做的功
D.拉力F在EF段的功率小于在GK段的功率
【答案】D
【解析】(1)根据图象提供的信息，由速度公式v=s/t解题；(2)摩擦力的大小与压力及接触面的粗糙程度有关，据此分析；(3)根据功的两个要素，由W=Fs解析;(4)分析图象，根据P=W/t=Fs/t判断。
【分析】本题考查功及功率的计算，要会从图象中获取信息。
【详解】A、由图和题意可知，物体在EF段和GH段通过的路程相同，但所用时间tEF=2tGH,由v=s/t可知，物体在EF段的速度小于GH段的速度，故A错误；B、由图可知，物体在GK段做变速运动，故物体在GK段所受的摩擦力不等于拉力，即不等于5N;故B错误；C、由图可知，SEF=SGH,所用的拉力相同即F=5N,由W=Fs可知，所做的功相同，故C错误；D、由图和题意可知，SEF10.如图是在舟山最后安装、调试后的“海洋石油981”钻井平台，远远望去，该钻井平台的四个立柱“踩”着两条船，处于半潜状态。
(1)“海洋石油981”钻井平台在南海荔湾6-1区域成功钻探，该地点位于舟山东南约1728km的海面。如果在两船的拖曳下，以2m/s的速度移动，则从舟山到达钻探地至少需连续航行多少小时？
(2)钻井平台工作时，如果要将1m3的石油从深1500m的海底抽到海面，为克服其重力需要做多少功？(p石油＝0.8×103kg/m3，g取10
N/kg)
【答案】(1)240h;
(2)1.2×107J
【解析】(1)已知钻井平台移动的速度和距离，利用t=得到移动的时间；V(2)已知石油的体积和密度，可以得到石油的重力；已知石油的重力和上升的高度，利用W=Gh得出克服重力做的功。
【分析】在解答克服重力做功的问题时应该明确：外力方向与重力方向是相反的。
【详解】(1)钻井平台移动的时间为t=s/v=1.728×106m/(2m/s)=8.64×105s＝240h;(2)体积为1m3的石油受到的重力为G=mg=pVg=0.8×103kg/m3×1m3×10N/kg=8×103N克服石油重力做的功为W=Gh=8×103N×1500m=1.2×107J。答：(1)钻井平台移动的时间为240h;(2)克服石油重力做的功为1.2×107J。
11.在科学实验中常用到斜面这一简单机械，请回答问题：
(1)利用斜面研究阻力对物体运动的影响，如图甲所示。小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，在毛巾、木板、平板玻璃等不同的表面上前进不同的距离后停止，过程中小车克服阻力做功。假设在毛巾、木板、平板玻璃表面上小车克服阻力做的功分别为W1、W2、W3。请比较并写出它们的大小关系式：
▲
。
(2)利用斜面探究动能大小与哪些因素有关，如图乙所示。在这个实验中通过观察比较
▲
来判断小球动能的大小，要探究动能大小与物体的运动速度的关系，应该如何操作？
▲
。
【答案】
【解析】(1)该实验应使小车运动到斜面底端时的速度相等，比较小车运动的距离才有意义，所以要控制小车每次都从斜面上同一位置释放。但由于是质量不同的小车，导致速度不同；(2)动能大小与速度和质量有关，本实验中通过钢球推动木块的距离来反映动能的大小，用的是转换法；要探究动能大小与物体的运动速度，需要保持质量不变，改变小球下滑的高度，据此设计实验。
【分析】本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，反映动能多少时运用了转换法。从图中现象发现质量、速度的不同是此题的关键。
【详解】小车每次都从斜面上同一位置释放，使小车运动到斜面底端时的速度相等，小车的质量始终不变，因此，小车具有的动能相同，也就是说，小车的做功能力是相同的，最终克服阻力做的功也是相等的；即W1=W2=W3。本实验中通过小车推动木块的距离来反映动能的大小，用的是转换法；要探究动能大小与物体的运动速度，需要保持质量不变，改变小球下滑的高度小，即让某一小球从斜面的不同高度滑下，观察小球A推动木块B移动的距离。
12.(科学探究)蹦极运动简化后与下列情景相似。如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着一个小球，小球从O点释放后上下往复运动。由于空气阻力作用，最终会停在O点下方的某个位置。
已知：小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。请根据图像回答下列问题。
(1)弹性细绳原长为
▲
m,小球下落的最大高度为
▲
m。
(2)小球最终停在h=
▲
m的位置。
(3)已知小球在下落过程中减少的重力势能等于它所受重力做的功。不计空气阻力，求弹性细绳的最大弹性势能。
【答案】(1)1.2;
2.4;
(2)1.5;
(3)7.2J
【解析】(1)根据图知道弹性绳的原长；根据图乙判断出小球下落的最大高度；(2)小球停下时，拉力等于重力；(3)小球停下时，拉力等于重；根据图像设出F=kh+b,将(0、1.2)(8、2.0)代入解析式得k与b,将h=1.5m代入解析式求出F;已知小球在下落过程中减少的重力势能等于它所受重力做的功，知道小球下落的最大高度，根据W=Gh算出弹性细绳的最大弹性势能。
【分析】本题考查了学生分析图像的能力和对物体受力分析的能力，分析小球重力是解题的关键。
【详解】(1)由图丙知：当拉力为零时弹性绳的长度为1.2m,即弹性细绳原长为1.2m;由图乙知小球下落的最大高度为2.4m;(2)由图乙知速度最大时，高度为1.5m;因为小球在下落的过程中先做加速运动，当拉力等于重力时，合力为零，速度达到最大，然后做减速运动；故当下落高度为1.5m时，速度最大，拉力等于重力；小球最终停止时，处于平衡状态，受平衡力，即拉力等于重力，故小球最终停在h=1.
5m的位置；(3)由图丙知，由图像知图像为一次函数图像，解析式为F=kh+b,把(1.2、0)(8、2.0)代入解析式得k=10N/m,b=-12N,解析式为：F=10N/mh-12N
当h=1.5m时，拉力F=3N,即G=3N,
因为不计空气阻力，小球的重力势能全部转化为弹性绳的弹性势能，所以弹性细绳的最大弹性势能为：E弹=E重=Gh=3N×2.4m=7.2J。故答案为：(1)1.2；
2.4；(2)1.5；(3)7.2。
13.用手将一重为G的铁球缓慢放在一单簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零，已知AC间的高度差为h,则从A位置到C位置铁球的重力做功是
▲
;在此过程中弹簧的弹性势能增加量为
▲
。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力
▲
(填“大于”“小于”或“等于”)弹簧所施加的弹力。(整个过程中不计能量损耗)
【答案】Gh;
Gh;
小于
【解析】【分析】本题考查重力做功和机械能守恒定律，能够比较全面考查学生掌握知识情况。
【详解】从A位置到C位置铁球的重力做功W=Gh,因为从A位置开始向下运动的过程中，重力势能转化为动能，动能又转化为弹性势能，整个过程中不计能量损耗根据机械能守恒定律可知：重力所做的功全部转化为弹簧的弹性势能，即弹性势能增加量为Gh;铁球在C位置受力不平衡，在弹力的作用下有向上运动的趋势，故B到C位置的过程中铁球所受的重力小于弹簧所施加的弹力。故答案为：Gh;
Gh;
小于。
14.2018年8月15日，ETC用户义乌绕城高速正式免费通行。某同学发现高速公路旁有如图所示的限速标志，为什么呢？他猜想：①限速是因为在相同情况下，速度越大，汽车滑行的距离会越长；②大车限速小是因为相同情况下，大车滑行的距离比小车要长。为此，他用小球模拟汽车，让小球从光滑斜面上某位置静止滚下，测出它在水平面通过的距离。他进行了甲、乙、丙三次实验，其中mA=mBh2,s1=s3>s2
(1)在甲、丙实验过程中，把小球放在同一高度自由滚下是为了控制
▲
相同。
(2)不计空气阻力，小球从光滑斜面滚下时能量的转换过程是
▲
。
(3)要验证猜想①,应选择甲、乙，内三次实验中的
▲
进行比较。
(4)由实验结果可知猜想②不成立，请你根据所学知识提出合理的猜想：大车限速小是因为相同情况下
▲
。
【答案】(1)达到水平面时的初始速度;
(2)重力势能转化为动能;(3)甲、乙;
(4)在速度相同时，大车质量大，动能大，运动状态不易改变
【解析】(1)研究质量对停止距离的影响，需要控制小球的速度相同；(2)不计空气阻力，且斜面是光滑的即不考虑摩擦力，小球滚下过程中，势能减小，动能增加；(3)要验证猜想①,根据控制变量法，须控制小球的质量不变，改变速度，比较小球滚动的距离；(4)物体动能的大小与物体的质量和速度有关。
【分析】控制变量法和转化法是初中阶段科学探究中常用的物理方法，掌握这两只方法不但是学习的需要还有助于解决很多实际问题。
【详解】(1)在甲丙实验中，使小球从同一高度自由滚下，小球到达斜面底端的速度就相同，控制了速度这一因素相同；(2)由题可知，空气阻力及斜面与小球之间的摩擦力不计，小球滚下过程中，重力势能转化为动能；(3)根据题意，要验证猜想①,须保持小球的质量不变，改变小球到达水平面时速度，因此可选择甲和乙；(4)由实验结果可知，车辆滑行的距离与速度和质量都有关，质量和速度决定物体动能的大小，物体的动能越大，克服阻力做功越多，滑行的距离越远，故提出猜想：大车限速小是因为相同情况下，大车的动能大，滑行的距离远。故答案为：(1)达到水平面时的初始速度;
(2)重力势能转化为动能;(3)甲、乙;
(4)在速度相同时，大车质量大，动能大，运动状态不易改变
第2课时
学习目标：
1.能解释功率的概念，解释用功率来描述做功的快慢。
2.能表示功率的单位，掌握功率的计算方法。
同步训练：
1.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
【答案】D
【解析】(1)从做功的两个必要因素分析，分析排球在上升过程中，小阳是否对排球施加力，从而判断小阳对排球是否做功；(2)影响动能大小的因素有质量和速度，据此判断排球动能的变化情况；(3)排球在上升过程中，对排球进行受力分析，根据受到的力确定受力方向；(4)排球在下落过程中，排球下落速度越来越大，下落相同高度，用时间越来越少，根据W=Gh和p=W/t)判断重力做功快慢。
【分析】本题考查了排球在上升、下降过程中的受力分析、重力方向(竖直向下)、做功的两个必要因素、影响动能大小的因素、功和功率的计算，考查内容全面，又将理论与实际相结合，是一道很不错的题。
【详解】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=W/t=Gh/t=Gυ;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，即重力做功越来越快；故D正确。故选：D.
2.如图所示，图甲中用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动；图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图像。下列说法中正确的是(▲)
A.木块第二次受到的拉力较大
B.第一次木块的动能大
C.第一次拉力对木块做功的功率大
D.木块两次受到的拉力和摩擦力均相等
【答案】D
【解析】(1)先判断木块两次的运动状态，然后根据二力平衡的条件分析拉力和摩擦力的关系；(2)根据速度的计算公式：υ=s/t利用图象比较速度的大小，从而确定动能的大小。(3)根据决定功率的因素即木块的拉力和木块的速度进行分析功率的大小。
【分析】本题要结合物体受力与运动状态的关系以及相关的计算公式，根据平衡力的知识和对图象的理解来解决，有一定的难度。
【详解】(1)从图象上可以看出，用弹簧测力计拉木块沿水平木板匀速滑动，木块做匀速直线运动，不论其速度大小如何，都受到平衡力的作用，在水平方向上，摩擦力和拉力是一对平衡力，故两次实验的拉力和摩擦力均相等。故A错误，D正确。(2)从图中可以看出第一次木块运动的速度较小，而木块的质量不变，所以第一次木块具有的动能小，故B错误。(3)从图中可以看出第一次木块运动的速度较小，而木块所受的拉力不变，根据公式P=W/t=Fs/t=Fυ可知，拉力第一次做功的功率小，故C错误。故选D.
3.在某次演习中，解放军在海拔6000m的高空空投重达8t的新型履带式伞兵战车，空投下来的战车在后阶段可认为与降落伞一起匀速竖直掉向地面。下列观点正确的是(▲)
A.伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动，这是由于战车受到惯性的作用
B.后阶段匀速下降的过程中机械能守恒
C.空投战车后，若飞机仍在原高度水平飞行，则飞机的势能比空投前减小
D.伞兵战车从出机舱到落至地面的整个过程中，重力做功4.8×107J
【答案】C
【解析】【分析】本题考查了影响动能、势能大小的因素、功的计算、惯性等知识，难度不大。
【详解】
A.伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动，这是由于战车具有惯性，惯性是一种性质，不能说受到惯性的作用，故A错误；B.后阶段匀速下降的过程中，动能不变，高度减小，重力势能减小，机械能减小，故B错误；C.空投战车后，若飞机仍在原高度水平飞行，由于飞机的质量减小了，故飞机的重力势能比空投前减小，故C正确；D.伞兵战车从出机舱到地面的整个过程中，重力做功为：W=Gh=mgh=
8000kg×10N/kg×6000m=4.8×108J，故D错误。故选：C。
4.提高列车的额定功率是铁路进一步提速要解决的一个重要课题，列车的输出功率等于牵引力与速度的乘积，若列车所受阻力与速度成正比，那么，列车提速前后分别以最高时速120km/h
和180
km/h在平直轨道上匀速行驶时，列车的输出功率之比为(▲)
A.2:3
B.3:2
C.4:9
D.9:4
【答案】C
【解析】功率的计算公式：P=W/t，功的计算式：W=Fs。
当物体做匀速运动时，由υ=s/t得：s=υt,所以W=Fυt,将W=Fυt代入功率计算公式得：P==W/t=Fυt/t=Fυ,本题我们就需要用功率公式P=Fυ来分析。
【分析】本题涉及三个知识：功率的计算，速度公式的应用，二力平衡条件的应用。物理中的一些推导公式往往在计算题中能起到简便的作用，但要注意推导公式的适用范围。
【详解】由题意知：列车所受阻力与速度成正比，υ1:υ2=120km/h:180km/h=2:3,所以f1:f2=2;3,由于列车匀速行驶，则列车的牵引力F等于汽车所受的阻力f,那么P1:P2=F1υ1:
F2υ2=
(2×2):(3×3)＝4:9。故选C。
5.质量为60kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据图像可估算出同学在1分钟内克服重力做功的平均功率为(▲)
A.60
W
B.135
W4
C.180
W
D.270
W
【答案】C
【解析】【分析】【详解】由图可知，该同学跳绳的周期是1/3秒；每跳一次重心升高0.1m;1分钟重心改变的高度为：h＝t/T×0.1m=60s/(1/3s)×0.1m=18m
所以重力做功为：W=mgh=60kg×10N/kg×18m=10800J该同学在1分钟内克服重力做功的平均功率为：P=W/t=10800J/60s=180W
故选C。
6.步行是一种简易方便的健身运动，人正常步行时，步距(指步行一步的距离)变化不大，步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5m,他正常步行1min走了180步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。(已知小东的腿长是65cm,质量是50kg)(g取10
N/kg)求：
(1)小东正常步行的速度是多少？
(2)小东每走一步克服重力所做的功是多少？
(3)小东正常步行克服重力做功的功率是多少？
【答案】(1)他的步行速度为：υ=s/t=90m/60m=1.5m/s;(2)小东每走一步克服重力所做的功为25J;(3)小东正常步行克服重力做功的功率是75W
【解析】(1)已知一步的距离，可求84步的距离，进一步求出教学楼的长度；根据公式υ=s/t可求步行的速度;(2)根据三角形的特征求出重心升高的高度，再利用公式W=Gh出做的功。(3)求出1min做的总功，然后利用P=W/t计算功率。
【分析】此题考查的是速度计算公式、功和功率的计算公式及勾股定理的应用，属于重点规律的考查，同时体现了物理知识与数学知识的密切联系。
【详解】小东1min经过的路程为：s=0.5m×180=90m,他的步行速度为：υ=s/t=90m/60m=1.5m/s。
答：小东正常步行的速度是1.5m/s。2.重心升高的高度h=65cm-
=5cm＝0.05m;小东每走一步克服重力所做的功：W=Gh=mgh
=50kg×10N/kg×0.05m=25J。答：小东每走一步克服重力所做的功为25J。3.1min做的总功：W总＝180W=180×25J=4500J,功率：P=W总/t=4500J/60s=75W。答：小东正常步行克服重力做功的功率是75W。
7.(1)某班级组织了一次物理课外实践活动，试比较全班同学中从一楼爬上三楼过程中谁的爬楼功率最大。为了简便获得比赛结果，则活动中至少测量的物理量是：人体的体重和
▲
实验结束后，有位质量为50kg同学进行爬杆训练，当他沿竖直杆匀速上爬时，人受到的摩擦力大小为
▲
N,方向
▲
(g取10
N/kg)。
(2)学校新近买了30箱总质量为300kg的物理实验器材。现在，某实验员需要把这批实验器材搬运到14m高的物理实验室，则该实验员需要做功
▲
J(不考虑他克服自身重力所做的功，g取10N/kg)。如图所示，假设他身体可以提供的功率P取决于所搬运物体的质量m,若要尽可能快地把这批器材搬上去，那么他每次搬运的箱子数应为
▲
个；若不考虑人自重、搬起箱子、放下箱子和下楼的时间，求他搬运这批实验器材的最短时间为
▲
S。
【答案】(1)同学爬到三楼所需的时间；500；竖直向上；(2)4.2×104；3；600
【解析】(1)比较全班同学中从一楼爬上三楼过程中谁的爬楼功率最大，可以用台秤测自身的质量根据G=mg求出重力，根据W=Gh求出上楼时所做的功，再用秒表测出上楼的时间，即可根据p=W/t比较上楼的功率大小关系；先根据G=mg求出小宇的重力，然后对小宇进行受力分析，再根据小宇匀速下滑，受到平衡力作用，根据二力平衡的条件求出摩擦力的大小。(2)已知物体总质量和被升高的高度，根据W=Gh求出克服重力做的功；已知总质量，可求出一箱的质量，由图可看出功率最大时所搬运的物体质量，从而可求他每次搬运的箱子数；已求出做的功，要求搬运时间最短，身体所提供的功率应最大，由图可知，从而算出最短时间。
【分析】本题考查了功率的测量实验、二力平衡的条件的应用、功和功率的计算等，关键是相应知识的灵活运用和根据图象得出相关的信息，涉及的知识点较多给解题带来了困难。
【详解】(1)上楼是克服自身重力做功，功等于自身重力和楼高的乘积，功率等于功和时间的比值；比较全班同学谁的爬楼功率最大时，因都是从一楼爬上三楼，所以上升的高度相同，只要再测出人体的重力和同学爬到三楼所需的时间即可。质量为50kg同学匀速爬杆训练时：受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用，并且重力和摩擦力是一对平衡力，因此摩擦力大小和他的重力相等，方向和重力的方向相反，即f=G=mg=50kg×10N/kg=500N,方向竖直向下。(2)该实验员需要做的功：W=mgh=300kg×10N/kg×14m＝4.2×104J；由图得功率最大时，搬运的物体质量为30Kg，一箱质量为300kg/30=10kg,所以一次搬运3箱；要求搬运时间最短，身体所提供的功率应最大，即P=70W,他搬运这批实验器材的最短时间为：4.2×104J/70W＝600s。故答案为：(1)同学爬到三楼所需的时间；
500；竖直向上；(2)
4.2×104J；
3；
600s。
8.跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中，一体重为500
N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图，经15s下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30s。求在这个过程中：
(1)运动员下落的速度。
(2)重力做的功。
(3)匀速下降时重力做功的功率。
【答案】(1)运动员下落的平均速度为10m/s；(2)重力做的功为1.5×105J；(3)匀速下降时重力做功的功率为3×103W
【解析】准确分析图象中提供的信息，熟练运用速度、功、功率的计算公式；是解答此题的关键。
【分析】根据图象中的体现形状，分析物体的运动状态，再根据速度公式υ=s/t、功的公式W=Fs=Gh、功率公式P=Fυ,代入数值可求速度、功和功率。
【详解】(1)由题可知，运动员在0-15s下落的路程为8前=210m,由图象可知，15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动，则运动员在15-30s通过的路程为：S后=υt后=6m/s×15s=90m;运动员通过的总路程为：S=S前＋S后=210m+90m=300m,总时间为t=30s,则整个过程中运动员下落的平均速度：υ?=s/t=330m/30s=10m/s；(2)运动员下落的高度为：h=s=300m；重力做的功：W=Gh=500N×300m=1.
5×105J；(3)匀速下降时,重力做功的功率：P=Fυ=Gυ=500N×6m/s=3×103W；答：(1)运动员下落的平均速度为10m/s；(2)重力做的功为1.5×105J；(3)匀速下降时重力做功的功率为3×103W。
9.节油是汽车性能的一个重要指标，同一辆汽车每百公里的耗油量与行驶速度的快慢是否有关呢？星期天，小明乘坐叔叔的汽车从嘉兴去上海，于是他决定借此机会对这一问题进行探究，他们去时走高速公路，回来时走国道，得到了如下表所示的数据。（p油=0.8×10kg/m3)
去上海
回嘉兴
平均速度／(km·h-1)
90
60
里程／km
108
116
耗油量／
8.5
11.2
（1)分析数据后，小明认为这与他事先的猜测相吻合。你认为小明的猜测应该是
▲
。
（2)请你算出汽车在高速公路上行驶108km消耗的汽油质量。
（3)若汽车在高速公路上行驶时发动机的功率为60kW,则汽车行驶108km,发动机做的功为多少？
【答案】(1)同一辆汽车行驶相同的路程，速度越快(慢)，油耗越少(多)；(2)汽车在高速公路上行驶108km消耗的汽油质量是6.8kg；(3)发动机做的功是2.592×108J
【解析】(1)由表格中油耗量和平均速度之间的关系即可得出小明的猜想；(2)根据密度公式的变形式m=pV可直接算出消耗的汽油质量；(3)已知平均速度和路程，则可算出汽车行驶的时间，然后由公式W=Pt即可算出发动机做的功。
【分析】本题考查了学生分析数据的能力，考查了学生应用密度公式、速度公式、功率公式进行计算求解实际问题的能力，将物理知识和社会生活联系起来，是一道好题。
【详解】(1)去上海时，汽车的平均速度是90km/h，108km的油耗量是8.5L；回嘉兴时，汽车的平均速度是60km/h,116km的油耗量是11.5L；由此可知，同一辆汽车行驶相同的路程，速度越快(慢)，油耗越少(多)。(2)由ρ=m/v得：m=pV=0.8kg/L×8.5L=6.8kg。(3)由v=s/t得，汽车行驶所用的时间：
t＝s/υ=(1.08×105m)/(25m/s)＝4320s,汽车发动机的功率：P=60kW=6×104W,由P=W/t可得，汽车所做的功：W=Pt=6×104W×4320s=2.592×108J。答：(1)同一辆汽车行驶相同的路程，速度越快(慢)，油耗越少(多)；(2)汽车在高速公路上行驶108km消耗的汽油质量是6.8kg；(3)发动机做的功是2.
592×108J。
10.(科学思维)下图甲是建造长江大桥时使用起吊装置(图中未画出)的钢缆绳拉着实心圆柱体A距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降，在下降到江底之前，始终保持0.2m/s的速度不变。图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图像(江水的密度p=1.0×103kg/m3g取10
N/kg)。求：
(1)圆柱体A下降过程中，重力的功率。
(2)圆柱体A的密度。
(3)当圆柱体A下降到江底(江底视为水平)，卸下钢缆绳后，圆柱体A对江底的压强。
【答案】(1)圆柱体A下降过程中，重力的功率为6×103W；(2)圆柱体A的密度是1.5×103kg／m3；(3)当圆柱体A下降到江底，卸下钢缆绳后，圆柱体A对江底的压强P=F/S=1×104N/2m2=5×103Pa
【解析】(1)根据P=W/t=Gh/t计算重力的功率；(2)分析图象，通过A浸没时的拉力计算出浮力大小，由阿基米德原理计算出A的体积，从而计算出A的密度；(3)根据A在江底时受到平衡力，根据力的平衡F=G-F浮计算出A对江底的压力。
【分析】本题考查了平衡力的应用，功率、浮力、密度的计算，解题关键是通过图乙确定A的重力及钢丝绳受到的拉力、会用称重法计算出A受到的浮力。
【详解】(1)实心圆柱体A距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降，在下降到江底之前，始终保持0.
2m/s的速度不变。由图象知，前10s钢绳的拉力不变，等于物体A的重力，此时物体在水面以上，所以拉力与重力是一对平衡力，则：G=F=3×104N,圆柱体A下降过程中，重力的功率：P=W/t=Gh/t=Gυ=3×104N×0.2m／s=6×103W。(2)中间10-15s,钢绳的拉力减小，是物体A从与水面接触到完全浸没，由图可知，当A完全浸入水中时，拉力F?=1×104N,所以石料受的浮力为：F浮=G-F?=3×104N-1×104N＝2×104N，由F浮=P水gV排得，圆柱体A的体积：V=V排=F浮/pg=2×104N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)＝2m3,所以A的密度：P=m/V=G/gV=3×104N/(10N/kg×2m3)=1.5×103kg／m3。(3)A下降到江底卸下钢缆绳后，受到平衡力作用，圆柱体A对江底的压力：F=G-F浮=3×104N-2×104N=1×104N。根据V=Sh,物体A的底面积S=V/h=2m3/[0.2m/s×(15s-10s)]=2m2
,
卸下钢缆绳后，圆柱体A对江底的压强P=F/S=1×104N/2m2
=5×103Pa。答：(1)圆柱体A下降过程中，重力的功率为6×103W；(2)圆柱体A的密度是1.5×103kg／m3；(3)当圆柱体A下降到江底，卸下钢缆绳后，圆柱体A对江底的压强P=F/S=1×104N/2m2=5×103Pa
11.(科学思维)一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍，货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104N.
(1)求货车空载行驶时所受的阻力大小。
(2)求货车以36km/h的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力做的功。
(3)当货车以90kW的额定功率、90km/h的速度匀速行驶时，求货车最多可装载多重的货物。
【答案】(1)货车空载行驶时所受的牵引力大小为2.5×103N；(2)货车以36km/h的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力做的功为2.5×105J;(3)货车最多可装载1.1×104N的货物。
【解析】(1)知道货车空载时重G,利用f=0.1G求货车空载行驶时所受的阻力大小，根据二力平衡的知识求牵引力；(2)知道货车空载时速度和行驶时间，利用s=vt求行驶路程，汽车匀速行驶牵引力F=f,再利用W=Fs求10s内货车牵引力做的功；(3)利用P=Fv求牵引力大小，而汽车匀速行驶时f=F,可求阻力大小，再根据f=0.1G求货车总重，货车最多可装载货物的重等于货车总重减去空车重，再求货物质量。
【分析】本题考查了学生对功的公式W=Fs、功率公式P=Fv的了解与掌握，本题关键是两次利用汽车匀速行驶时汽车受到的阻力等于牵引力等于0.1G。
【详解】(1)货车匀速行驶，处于平衡状态，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等即牵引力等于阻力F=f=0.1G=0.1×2.5×104N=2.5×103N；(2)根据υ=s／t知，货车行驶的路程：s=υt=(36/3.6)m/s×10s=100m,牵引力做的功：W=Fs=2.5×103N×100m=2.5×105J；(3)当货车以90kW=90000W的额定功率、90km/h=25m/s的速度匀速行驶时，根据P=Fυ知，最大牵引力F=P／υ＝90000W/(25m/s)=3600N；汽车匀速行驶，此时汽车受到的阻力：f?=F?=3600N,因为f=0.1G,所以货车总重：G?=f?/0.1=3600N/0.1=3.6×104N,货车最多可装载货物的重力：G货＝G?-G=3.6×104N-2.
5×104N=1.1×104N。故答案是：(1)货车空载行驶时所受的牵引力大小为2.5×103N；(2)货车以36km/h的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力做的功为2.5×105J;(3)货车最多可装载1.1×104N的货物。
12.(2018·杭州)跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小金的质量为50kg,每次跳起高度约为6cm(人整体上升，如图所示)，一分钟跳100次，下列说法正确的是(▲)
A.向上起跳过程中小金的动能持续增大
B.在整个跳绳过程中小金的机械能守恒
C.小金跳一次克服重力做功约3J
D.小金在这一分钟内跳绳的功率约为50W
【答案】D
【解析】(1)影响动能的因素是质量和速度；(2)跳绳时
由于存在阻力，机械能减小；(3)根据G=mg算出重力，根据G=mg算出跳一次克服重力做功；(4)根据p=W/t算出小金在这一分钟内跳绳的功率。
【分析】本题考查了影响动能的因素、能量的转化、功和功率公式的应用等知识，是一道综合题，但难度不大。
【详解】A、向上起跳过程中，质量不变，速度减小，小金的动能减小，故A错误；B、人在跳绳的过程中，由于存在阻力，机械能减小，所以机械能不守恒，故B错误；C、小金的重力为：G=mg=50kg×10N/kg=500N,小金跳一次克服重力做功：W=Gh=500N×0.06m=30J,故C错误；D、小金在这一分钟内跳绳的功率：P=W总/t=30J×100/60s=50W,故D正确。故选：D.
13.(2019·温州)为探究机翼获得升力的大小与机翼仰角、机翼厚度有什么关系，小明利用弹簧测力计，电风扇，若干质量相同、机翼厚度不同的机翼模型，按图甲方式进行如下实验：
①调节电风扇以2m/s的风速水平吹向厚度为1cm的机翼模型，并使机翼模型的仰角为5°,记录弹簧测力计的示数。
②换取机翼厚度不同的机翼模型如图乙，使其厚度分别为2cm.4cm,重复步骤①。
③换取机翼厚度为2cm机翼模型，改变仰角大小，使其分别为10°、15°、20°,重复步骤①。
④把相关数据整理记录在下表中。
实验组别
风速／(m/s)
机翼厚度／cm
仰角/゜
弹簧测力计示数／N
1
2
1
5
11.0
2
2
2
5
9.1
3
2
4
5
7.6
4
2
2
10
7.4
5
2
2
15
6.1
6
2
2
20
7.4
(1)从实验中可以得出机翼获得的升力与仰角的关系是
▲
。
(2)从实验可知，在风速和仰角保持相同时，弹簧测力计示数随机翼厚度增加而减小，请用所学科学知识解释：
▲
。
(3)某次实验，风速为2m/s,仰角为5°,测得弹簧测力计的示数为6.1N,则本次实验选用的机翼厚度可能是
▲
(可多选)。
A.2.5cm
B.3.5cm
C.4.5cm
D.5.5cm
【答案】(1)当风速、机翼厚度相同时，仰角从5°到20°,随着仰角的增大，飞机所受升力先增大后减小，15°左右最大(2)机翼厚度增加，气体流经机翼上表面的流速加快，上下表面气压差变大，所以弹簧测力计示数变小(3)C、D
【解析】(1)根据甲图可知，机翼的升力＝机翼的重力－测力计的示数，因此测力计的示数越小，升力越大。根据表格中1、4、5、6的数据，分析升力和迎角的关系。(2)根据流体压强和流速的关系分析升力的变化，进而确定谈话测力计的示数变化；(3)根据表格分析迎角为5°时测力计的示数与机翼厚度的关系，然后根据这个规律推算即可。
【分析】观察结果的记录与分析
【详解】(1)根据表格中1、4、5、6的数据得到：当风速、机翼厚度相同时，仰角从5°到20°,随着仰角的增大，飞机所受升力先增大后减小，15°左右最大。(2)从实验可知，在风速和迎角保持相同时，弹簧测力计示数随机翼厚度增加而减小，原理是：机翼厚度增加，气体流经机翼上表面的流速加快，上下表面气压差变大，所以弹簧测力计示数变小。(3)根据表格中1、2、3组数据可知，当迎角为5°、风速为2m/s时，谈话测力计的示数随机翼厚度的增大而减小。因为6.1N<7.6N,所以此时的机翼厚度肯定大于4cm,故CD正确，而A、B错误。故选CD.
14.(2018·荆门)一辆质量2t的汽车，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s关闭发动机，滑行100m停下，其υ-t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，求：
(1)整个过程中发动机做的功。
(2)汽车的最大速度υm。
(3)全程中汽车的平均速度υ。
【答案】(1)
3.2
×106J；(2)20m/s；(3)16m/s
【解析】【分析】此题主要考查的是学生对功率、重力、速度计算公式的理解和掌握，知道平均速度的计算方法是解决此题的关键。
【详解】(1)由题意可知，整个过程中发动机的工作时间：t=15s+25s=40s,由P=W/t可得，整个过程中发动机做的功：W=Pt=80×103W×40s=3.2×106J。(2)汽车的重力：G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N，由题意和图像可知，15∽40s汽车的速度最大且做匀速直线运动，根据二力平衡条件和题意可得，汽车匀速运动时的牵引力：F=f=0.2G=0.2×2×104N=4000N，由P=W/t=Fs/t=Fv可得，汽车的最大速度：V最大＝P/f=80000W/4000N=20m/s。(3)由υ=S/t可得，匀速运动的路程：S2=υ最大t2=20m/s×25s=500m,由图像可知，滑行100m用的时间t3=10s,则全程中汽车的平均速度：υ＝S总/t总
=(s1+s2+s3)/(t1+t2+t3)=(200m+500m+100m)/(15s+25s+10s)=16m/s。故答案为：(1)
3.2
×106J；(2)20m/s；(3)16m/s。
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精品试卷·第
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浙教版科学九年级上第三章第3节《能量转化的量度》培优训练
第1课时(共2课时)
学习目标：
1.能解释功的概念，说明功的两个必要因素；说明能的转化跟做功的关系。
2.能表示功的计算公式及功的单位；初步掌握功的计算方法。
同步训练：
1.如图所示，让钢球从斜槽上由静止滚下，钢球运动到水平面上碰到静止的木块后，能将木块撞出一段距离。下列说法正确的是(不计空气阻力)(
)
A.钢球能从斜槽上滚下是因为它具有惯性
B.木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多
C,钢球在斜槽上向下滚动时，它的机械能越来越大
D.木块被撞出一段距离，说明物体的运动需要力来维持
2.如图是某同学排球考试时的场景。下列分析正确(
)
A.排球离开手后还能继续向上运动是由于受到惯性的作用
B.在击打排球过程中人没有对排球做功
C.手击打排球的力大于排球对手的作用力
D.排球上升到最高点时受力不平衡
3.如图所示，光滑斜面AB>AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部，所需拉力分别为F1和F2所做的功分别为W1和W2。则(
)
A.F1B.F1C.F1>F2,W1>W1
D.F1>F2,W1=W2
4.奥运会举重运动员在比赛时，第一阶段把100kg的杠铃很快举过头顶，第二阶段使杠铃在空中稳稳停留了3s,3名裁判都亮出了白灯，确认她这次举重成功。关于她举重时对杠铃做功的情况，下列说法中正确的是(
)
A.她在第一阶段内没有做功
B.她在第二阶段内没有做功
C.她在两个阶段内一直都在做功
D.她在两个阶段内都没有做功
5.冰壶是冬奥会比赛项目。比赛时，一名队员在水平冰面上将底面平滑的冰壶推出后，由两名本方队员手持毛刷在滑行冰壶的前方擦刷冰面，尽量使冰壶滑行到目标位置，下列关于冰壶的叙述中，错误的是(
)
A.冰壶在滑行过程中动能保持不变
B.冰壶离开运动员的手后，运动员不再对它做功
C.冰壶底面磨得平滑是为了减小滑行时的摩擦力
D.冰壶离开运动员的手后能继续前进是因为冰壶具有惯性
6.如图甲所示的铁块重力G=4N,被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，当它在竖直方向上拉力F=6N的作用下向上运动时，受到的摩擦力为N
。铁块此时速度v与时间t的关系图像如图乙所示，4s内拉力F做的功是
J。
7.重为50N的物体在15N的水平推力作用下沿水平路面前进了4m,则推力对物体做的功是
J,重力对物体做的功是
J，当推力撤去后，该物体由于惯性又前进了1m,在这个过程中，推力对物体做的功是
J。
8.专家提示：汽车轮胎内的气压(胎压)会影响刹车距离，为确保安全，需经常检查胎压。某汽车技术员为了研究胎压对刹车距离的影响，用同一汽车在晴天和雨天环境下，在车速为60km/h时刹车，测试结果如图所示：
(1)汽车质量为1500kg,有4个轮胎，停在水平地面上时，每个轮胎与地面的接触面积为0.025㎡。请计算此时汽车对地面的压强。(g取10N/kg)
(2)根据测试结果，可以得出在两种环境下胎压对刹车距离的影响是
。
(3)胎压对刹车距离的影响主要是胎压不同导致地面对轮胎的阻力不同。该技术员在雨天环境下，对标准胎压的汽车进行测试时，若在刹车过程中汽车受到地面的平均阻力为3000
N,试计算在刹车过程中，汽车克服地面阻力做功多少焦？
9.如图所示，水平地面G点左右两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向5N的拉力F。物体经过E点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，物体在EG段做匀速直线运动，则(
)
A.物体在EF段的速度大于GH段的速度
B.物体在GK段受到的摩擦力等于5N
C.拉力F在EF段所做的功大于在GH段所做的功
D.拉力F在EF段的功率小于在GK段的功率
10.如图是在舟山最后安装、调试后的“海洋石油981”钻井平台，远远望去，该钻井平台的四个立柱“踩”着两条船，处于半潜状态。
(1)“海洋石油981”钻井平台在南海荔湾6-1区域成功钻探，该地点位于舟山东南约1728km的海面。如果在两船的拖曳下，以2m/s的速度移动，则从舟山到达钻探地至少需连续航行多少小时？
(2)钻井平台工作时，如果要将1m3的石油从深1500m的海底抽到海面，为克服其重力需要做多少功？(p石油＝0.8×103kg/m3，g取10
N/kg)
11.在科学实验中常用到斜面这一简单机械，请回答问题：
(1)利用斜面研究阻力对物体运动的影响，如图甲所示。小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，在毛巾、木板、平板玻璃等不同的表面上前进不同的距离后停止，过程中小车克服阻力做功。假设在毛巾、木板、平板玻璃表面上小车克服阻力做的功分别为W1、W2、W3。请比较并写出它们的大小关系式：
。
(2)利用斜面探究动能大小与哪些因素有关，如图乙所示。在这个实验中通过观察比较
来判断小球动能的大小，要探究动能大小与物体的运动速度的关系，应该如何操作？
。
12.(科学探究)蹦极运动简化后与下列情景相似。如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着一个小球，小球从O点释放后上下往复运动。由于空气阻力作用，最终会停在O点下方的某个位置。
已知：小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。请根据图像回答下列问题。
(1)弹性细绳原长为
m,小球下落的最大高度为
m。
(2)小球最终停在h=
m的位置。
(3)已知小球在下落过程中减少的重力势能等于它所受重力做的功。不计空气阻力，求弹性细绳的最大弹性势能。
13.用手将一重为G的铁球缓慢放在一单簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零，已知AC间的高度差为h,则从A位置到C位置铁球的重力做功是
;在此过程中弹簧的弹性势能增加量为
。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力
_________(填“大于”“小于”或“等于”)弹簧所施加的弹力。(整个过程中不计能量损耗)
4.2018年8月15日，ETC用户义乌绕城高速正式免费通行。某同学发现高速公路旁有如图所示的限速标志，为什么呢？他猜想：①限速是因为在相同情况下，速度越大，汽车滑行的距离会越长；②大车限速小是因为相同情况下，大车滑行的距离比小车要长。为此，他用小球模拟汽车，让小球从光滑斜面上某位置静止滚下，测出它在水平面通过的距离。他进行了甲、乙、丙三次实验，其中mA=mBh2,s1=s3>s2
(1)在甲、丙实验过程中，把小球放在同一高度自由滚下是为了控制
相同。
(2)不计空气阻力，小球从光滑斜面滚下时能量的转换过程是
。
(3)要验证猜想①,应选择甲、乙，内三次实验中的
进行比较。
(4)由实验结果可知猜想②不成立，请你根据所学知识提出合理的猜想：大车限速小是因为相同情况下
。
第2课时
学习目标：
1.能解释功率的概念，解释用功率来描述做功的快慢。
2.能表示功率的单位，掌握功率的计算方法。
同步训练：
1.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
2.如图所示，图甲中用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动；图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图像。下列说法中正确的是(
)
A.木块第二次受到的拉力较大
B.第一次木块的动能大
C.第一次拉力对木块做功的功率大
D.木块两次受到的拉力和摩擦力均相等
3.在某次演习中，解放军在海拔6000m的高空空投重达8t的新型履带式伞兵战车，空投下来的战车在后阶段可认为与降落伞一起匀速竖直掉向地面。下列观点正确的是(
)
A.伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动，这是由于战车受到惯性的作用
B.后阶段匀速下降的过程中机械能守恒
C.空投战车后，若飞机仍在原高度水平飞行，则飞机的势能比空投前减小
D.伞兵战车从出机舱到落至地面的整个过程中，重力做功4.8×107J
4.提高列车的额定功率是铁路进一步提速要解决的一个重要课题，列车的输出功率等于牵引力与速度的乘积，若列车所受阻力与速度成正比，那么，列车提速前后分别以最高时速120km/h
和180
km/h在平直轨道上匀速行驶时，列车的输出功率之比为(
)
A.2:3
B.3:2
C.4:9
D.9:4
5.质量为60kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据图像可估算出同学在1分钟内克服重力做功的平均功率为(
)
A.60
W
B.135
W4
C.180
W
D.270
W
6.步行是一种简易方便的健身运动，人正常步行时，步距(指步行一步的距离)变化不大，步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5m,他正常步行1min走了180步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。(已知小东的腿长是65cm,质量是50kg)(g取10
N/kg)求：
(1)小东正常步行的速度是多少？
(2)小东每走一步克服重力所做的功是多少？
(3)小东正常步行克服重力做功的功率是多少？
7.(1)某班级组织了一次物理课外实践活动，试比较全班同学中从一楼爬上三楼过程中谁的爬楼功率最大。为了简便获得比赛结果，则活动中至少测量的物理量是：人体的体重和
实验结束后，有位质量为50kg同学进行爬杆训练，当他沿竖直杆匀速上爬时，人受到的摩擦力大小为
N,方向
(g取10
N/kg)。
(2)学校新近买了30箱总质量为300kg的物理实验器材。现在，某实验员需要把这批实验器材搬运到14m高的物理实验室，则该实验员需要做功
J(不考虑他克服自身重力所做的功，g取10N/kg)。如图所示，假设他身体可以提供的功率P取决于所搬运物体的质量m,若要尽可能快地把这批器材搬上去，那么他每次搬运的箱子数应为
个；若不考虑人自重、搬起箱子、放下箱子和下楼的时间，求他搬运这批实验器材的最短时间为
S。
8.跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中，一体重为500
N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图，经15s下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30s。求在这个过程中：
(1)运动员下落的速度。
(2)重力做的功。
(3)匀速下降时重力做功的功率。
9.节油是汽车性能的一个重要指标，同一辆汽车每百公里的耗油量与行驶速度的快慢是否有关呢？星期天，小明乘坐叔叔的汽车从嘉兴去上海，于是他决定借此机会对这一问题进行探究，他们去时走高速公路，回来时走国道，得到了如下表所示的数据。（p油=0.8×10kg/m3)
去上海
回嘉兴
平均速度／(km·h-1)
90
60
里程／km
108
116
耗油量／
8.5
11.2
（1)分析数据后，小明认为这与他事先的猜测相吻合。你认为小明的猜测应该是
。
（2)请你算出汽车在高速公路上行驶108km消耗的汽油质量。
（3)若汽车在高速公路上行驶时发动机的功率为60kW,则汽车行驶108km,发动机做的功为多少？
10.下图甲是建造长江大桥时使用起吊装置(图中未画出)的钢缆绳拉着实心圆柱体A距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降，在下降到江底之前，始终保持0.2m/s的速度不变。图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图像(江水的密度p=1.0×103kg/m3g取10
N/kg)。求：
(1)圆柱体A下降过程中，重力的功率。
(2)圆柱体A的密度。
(3)当圆柱体A下降到江底(江底视为水平)，卸下钢缆绳后，圆柱体A对江底的压强。
11.(科学思维)一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍，货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104N.
(1)求货车空载行驶时所受的阻力大小。
(2)求货车以36km/h的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力做的功。
(3)当货车以90kW的额定功率、90km/h的速度匀速行驶时，求货车最多可装载多重的货物。
12.跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小金的质量为50kg,每次跳起高度约为6cm(人整体上升，如图所示)，一分钟跳100次，下列说法正确的是(
)
A.向上起跳过程中小金的动能持续增大
B.在整个跳绳过程中小金的机械能守恒
C.小金跳一次克服重力做功约3J
D.小金在这一分钟内跳绳的功率约为50W
13.为探究机翼获得升力的大小与机翼仰角、机翼厚度有什么关系，小明利用弹簧测力计，电风扇，若干质量相同、机翼厚度不同的机翼模型，按图甲方式进行如下实验：
①调节电风扇以2m/s的风速水平吹向厚度为1cm的机翼模型，并使机翼模型的仰角为5°,记录弹簧测力计的示数。
②换取机翼厚度不同的机翼模型如图乙，使其厚度分别为2cm.4cm,重复步骤①。
③换取机翼厚度为2cm机翼模型，改变仰角大小，使其分别为10°、15°、20°,重复步骤①。
④把相关数据整理记录在下表中。
实验组别
风速／(m/s)
机翼厚度／cm
仰角/゜
弹簧测力计示数／N
1
2
1
5
11.0
2
2
2
5
9.1
3
2
4
5
7.6
4
2
2
10
7.4
5
2
2
15
6.1
6
2
2
20
7.4
(1)从实验中可以得出机翼获得的升力与仰角的关系是
。
(2)从实验可知，在风速和仰角保持相同时，弹簧测力计示数随机翼厚度增加而减小，请用所学科学知识解释：
。
(3)某次实验，风速为2m/s,仰角为5°,测得弹簧测力计的示数为6.1N,则本次实验选用的机翼厚度可能是
(可多选)。
A.2.5cm
B.3.5cm
C.4.5cm
D.5.5cm
14.(2018·荆门)一辆质量2t的汽车，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s关闭发动机，滑行100m停下，其υ-t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，求：
(1)整个过程中发动机做的功。
(2)汽车的最大速度υm。
(3)全程中汽车的平均速度υ。
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