3.3 能量转化的量度 一课一练（word，含答案）

1.某人用竖直向上的力将2只鸡蛋匀速提高1米，此人对鸡蛋做的功约为( )。
A.1焦 B.10焦 C.100焦 D.1000焦
2.用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s-t图像如图所示。其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，相同时间内所做的功分别为W1、W2，则它们的关系正确的是( )。
A.F1>F2，W1>W2 B.F1=F2，W1>W2 C.F1=F2，W13.三位同学准备进行爬楼梯比赛，并比较功率的大小。为此，他们开展了如下的讨论。
甲：只有测出各自的体重，爬楼用的时间和爬楼的高度，才能进行比较；
乙：控制爬楼的时间相同时，只要测出各自的体重、爬楼的高度，就可以进行比较；
丙：控制爬楼的高度相同时，只要测出各自的体重、爬楼的时间，就可以进行比较。
正确的是( )。
A.甲、乙和丙 B.甲和乙 C.甲和丙 D.乙和丙
4.如图甲所示，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s－t关系图像如图乙所示。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，下列判断正确的是（ ）
A.F1＞F2、P1＞P2 B.F1＝F2、P1＞P2 C.F1＞F2、P1＝P2 D.F1＜F2、P1＜P2
5.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
6.在某次跳伞训练过程中，一体重为500N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。在这个过程中运动员（ ）
A.受到的重力小于阻力
B.下落的平均速度20m/s
C.机械能先增加再减小最后保持不变
D.重力做功的平均功率为5×103W
7.在水平地面上有一长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推动，如图甲所示。此过程中，推力F随时间t的变化情况如图乙所示，木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示，下列说法不正确的是（ ）
A. 1-3s内，木箱受到的滑动摩擦力为200N B. 0-1s内，推力不做功
C. 3-5s内，推力做功为400J D. 1-3s内，推力的功率恒为300W
8.如图为四旋翼无人机，质量为1.2千克，下方悬挂着一个质量为0.1千克的摄像机。在10秒内无人机从地面竖直上升了20米，然后边摄像边斜向上飞行了30秒，仪表盘上显示离地面高度为36米。无人机前10秒对摄像机做功________焦，整个过程中，无人机对摄像机做功的功率为________瓦。
9.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，铁块受到的摩擦力为________N；铁块此时速度v与时间t的关系图象如图乙所示，则4s内拉力F做功是________J。
10.如图所示，引体向上是同学们经常做的一项健身运动。某同学能连续做16次标准的引体向上动作，若要测出该同学16次引体向上克服重力所做的功，则：
（1）下列科学量中 ：①该同学的质量m；②该同学的身高h；③该同学悬重时离开地面的高度H1；④该同学过杠后离开地面的高度H2 ；⑤该同学连续做完16次动作所用的时间t，应测量的量有________(填序号)。
（2）该同学完成一次动作拉力通过的距离为________，完成16次标准动作克服重力所做的功为 ________。
11.如图所示，“玉免二号”月球车在月球表面留下属于中国的第一道印记。为了确保探测成功，科学家们在月球车登月前进行了无数次地面测试。以下是某次在水平地面上进行测试时的部分信息，月球车匀速直线行驶90m用时30min，月球车的质量为135kg，车轮与地面接触的总面积为1.5×10-2m2，g取10N/kg。求：
（1）测试时，月球车行驶的速度；
（2）测试时，月球车对水平地面的压强；
（3）测试时，若月球车受到的地面摩擦力是重力的0.2倍，则在本次测试过程中，做功多少？做功的功率多大？
12.如图 1 所示，水平地面上有一长方体木块。小科用水平推力 F 把木块向前推动，此过程中，推力 F 和木块前进的路程以及木块前进的速度 v 的大小随时间 t 的变化情况分别如图 2 甲、乙、丙所示．求：
（1）在 0﹣3s 内，推力对木块所做的功。
（2）请在图 2 丁中，画出 0﹣6s 内木块所受的摩擦力 f 随时间 t 变化的图线。
13.步行是一种简易的健身运动，深受运动爱好者的喜爱。
（1）步行时，落地缓冲阶段鞋底发生形变，离地蹬伸时鞋底恢复原状，这一过程中动能与________相互转化。
（2）如图为步行示意图。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，每走一步要克服重力做功。小科质量为 60kg，每分钟行走 100 步，他步行所消耗的功率是________W。
（3）人步行时消耗的能量大于克服自身重力所做功的原因是________。（答一点即可）
14.在立定跳远项目的测试时，体重为500牛的某同学从最高点到落地点的过程中，重心下降的最大距离是为0.3米，用时0.5秒，运动轨迹如图所示。
（1）此过程人的重力做的功为多少焦？
（2）人的重力的平均功率为多少瓦？
15.金义东（金华—义乌—东阳）线是金华轻轨的首条线路，全长约108千米，该线路的建成有助于打造金义都市区“一小时通勤圈”。金义东线所用列车空载时的质量约为200吨，停靠时车轮跟铁轨接触总面积为0.8平方米，最高设计速度为120千米/小时。
完成下列问题：
（1）若列车全程以最高设计速度行驶，途中不停靠，则从金华到东阳共需要多少小时？
（2）停靠时，空载列车对铁轨的压强为多少？
（3）若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时，所受阻力为车重的0.04倍，此时该列车的功率为多少瓦？
参考答案
1.A 2.B3.D4.B 5.D 6.D 7.D
8.20；0.9
9.2；4.8
10.（1）①③④ （2）H2-H1；16mg(H2-H1)
11.（1）解：v= =0.05m/s
（2）解：G=mg=135kg×10N/kg=1350N
P= =9×104Pa
（3）解：F=f=0.2G=1350N×0.2=270N
W=FS=270N×90M=24300J
P= =13.5W
【解析】（1）已知路程和时间，根据公式计算月球车行驶的速度；
（2）根据F=G=mg计算月球车对地面的压力，再根据计算月球车对地面的压强；
（3）首先根据F=f=0.2G计算出月球车受到的牵引力，再根据W=Fs计算出月球车做的功，最后根据计算出做功的功率。
12.（1）由图象可知在 0-1s 推力没有做功，在 1﹣3s 内推力 F=300N，
由图像可知，在 1﹣3s 内移动的距离为：1m
推力做功： W=Fs=300N×1m=300J
（2）
【解析】（1）根据甲图确定0~3s内木块受到的推力，根据丙图确定这段时间内通过的距离，然后根据W=Fs计算推力做的功。
（2）根据图确定0~6s内木块的运动状态，根据二力平衡确定木块受到的摩擦力，然后完成作图即可。
【解答】（1）由图象丙可知，在 0-1s 内木块没有运动，即推力没有做功；
根据甲图可知，在 1﹣3s 内推力 F=300N，
由图丙可知，在 1﹣3s 内移动的距离为s=1m；
则这段时间内推力做功： W=Fs=300N×1m=300J。
（2）①根据丙图可知，0~1s内，木块移动距离为零，因此它处于静止状态；
根据二力平衡的条件可知，此时它受到的静摩擦力f=F=100N。
根据乙图可知，在1~3s内，木块做加速运动；
在3~5s内，木块做匀速直线运动；
在5~6s内，木块做减速运动。
由于木块对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，因此这段时间内木块受到的摩擦力不变。
根据甲图可知，3~5s内木块受到推力200N；
根据二力平衡的条件可知，木块受到的摩擦力f=F=200N，如下图所示：
13.（1）(弹性)势能（2）50
（3）四肢运动需要消耗能量；身体肌肉的收缩和拉伸需要消耗能量；心脏推动血液循环需要消能量；人体向外散热需要消耗能量
【解答】（1）步行时，落地缓冲阶段鞋底发生形变，离地蹬伸时鞋底恢复原状，这一过程中动能与弹性势能相互转化。
（2）如下图所示，人迈步时重心到地面的距离：;
行走一步重心上升高度：△h=65cm-60cm=5cm=0.05m；
那么每分钟克服重力做功：W总=nW=nGh=60kg×10N/kg×0.05m×100=300J；
他步行的功率：。
（3）人步行时消耗的能量大于克服自身重力所做功的原因是：四肢运动需要消耗能量；身体肌肉的收缩和拉伸需要消耗能量；心脏推动血液循环需要消能量；人体向外散热需要消耗能量。
14.（1）重力做的功W=Gh=500N×0.3m=150J；
（2）人的重力的平均功率。
15.（1）从金华到东阳共需要；
（2）停靠时，空载列车对铁轨的压强：；
（3）列车的牵引力F=f=0.04G=200×103kg×10N/kg×0.04=8×104N；
列车的速度v=120km/h=；
则该列车的功率：P=Fv=8×104N×=2.7×106W。
2021-2022学年上学期浙教版科学九年级“一课一练”
3.3 能量转化的量度