第十一章 功和机械能
一、单选题
1.下面四幅图中所描述的力,对物体做了功的是( )
A.使小车向前运动了一段距离的推力
B.搬石头但没有搬动,手对石头的力
C.托着货物停在水平地面上,叉车对货物的力
D.提着滑板在水平路面上前行,手提滑板的力
2.某同学把装有20个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼,他提鸡蛋的力做的功最接近于( )
A.6J B.30J C.60J D.90J
3.篮球运动深受同学们的喜爱。在投篮时,下列分析正确的是( )
A.篮球离手后,手还对篮球做功
B.篮球离手后,上升过程机械能变大
C.手对篮球施力,球才向篮筐运动,说明力是维持物体运动的原因
D.假如正在上升的篮球所受的力全部消失,它将做匀速直线运动
4.在2022年北京冬奥会上,中国的选手谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台比赛中获得冠军。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示,如果不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.她从a点运动到c点的过程中,其惯性不断变小
B.她从b点运动到c点,其动能减小且机械能也减小
C.她从a点向b点运动的过程中,其重力势能全部转化为动能
D.她在d点和e点的动能为零,且在d点和e点她的机械能相等
5.以相同功率正常匀速行驶的两辆汽车,在相同时间内两车通过的路程之比为2:1,下列说法正确的是( )
A.两车所做功之比是2:1
B.两车所做功之比是1:1
C.两车所受牵引力之比是2:1
D.两车速度之比是1:2
6.掷实心球是南充中考体育项目之一,如图所示是某同学掷出的实心球的运动轨迹,O点是实心球刚离开手的位置,A点是实心球运动到最高点的位置,B点是实心球落地前瞬间的位置,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.实心球离开手后受到重力和惯性力的作用
B.实心球在最高点A时处于平衡状态
C.实心球从O运动到B的动能先减小后增大
D.实心球在O点的机械能大于在B点的机械能
7.“六 一”期间,小莉和同学们到七星峰旅游时进行了一场登山比赛。下列有关功率的说法正确的是( )
A.用时最短的功率最大 B.速度最快的功率最大
C.体重最大的功率最大 D.做功最快的功率最大
8.在2022年北京冬奥会自由式滑雪比赛中,我国运动员谷爱凌获得冠军,她在雪道上自由下滑的过程中,如果不计雪道阻力和空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.动能不变,重力势能不变,机械能不变
B.动能增大,重力势能增大,机械能不变
C.动能增大,重力势能减少,机械能不变
D.动能减少,重力势能减少,机械能减少
9.如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定.右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球,小球就在AB间做往复运动(已知AO=OB)。小球从A位置运动到B位置的过程中,下列判断不正确的是( )
A.小球的动能先增大后减小
B.弹簧的弹性势能先减小后增大
C.小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D.任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
10.体重较小的小明与体重较大的爸爸同时从一楼步行上楼回四楼的家,小明先到四楼。关于他们上楼的过程,下列说法中正确的是( )
A.小明的功率一定比爸爸的功率大
B.小明的功率一定比爸爸的功率小
C.小明的功率可能等于爸爸的的功率
D.小明做的功可能比爸爸做的功多
11.2020年11月,我国用“长征五号”遥五运载火箭成功发射“增娥五号”。如图所示为“娣娥五号”绕月球做椭圆轨迹飞行的示意图,此时在大气层外运行,不受空气阻力。下列说法正确的是( )
A.“嫦嫦五号”从远月点运行到近月点,势能减小,动能增大
B.“嫦嫦五号”从远月点运行到近月点,势能增大,动能减小
C.“嫦嫦五号”从近月点运行到远月点,势能增大,动能增大
D.“嫦嫦五号”从近月点运行到远月点,动能减小,机械能不守恒
12.如图为小孩荡秋千的示意图,下列分析正确的是( )
A.小孩在A点具有的动能最大
B.小孩从B荡到C的过程中,动能转化为势能
C.小孩从C荡到B的过程中,动能转化为势能
D.小孩从A荡到B的过程中,在B点的机械能大于A点的机械能
13.如图甲所示,轻弹簧竖直固定在水平面上,时刻,将一重为G的金属小球从弹簧正上方某一高度处静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后被弹簧弹起,上升到一定高度后再下落,如此反复,通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示,则( )
A.时刻小球的动能最大
B.时刻小球的重力势能最大
C.时刻小球的机械能等于时刻小球的机械能
D.从开始下落到第一次到达最低点,小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量
二、填空题
14.在体育考试中,小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。在投掷的过程中,小明______(选填“有”或“没有”)对实心球做功,实心球在最高点时______(选填“具有”或“不具有”)动能。球从最高点到落地点的过程中,忽略空气阻力,球的机械能______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
15.小勇放学后,背着重40N的书包沿水平路面走了200m,用时3min,又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家,小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为______J,他所做总功的功率是______W。
16.人骑电动自行车下坡时重力势能_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中,机械能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。刹车后很快停了下来,发现刹车片很烫,这是通过________的方式改变刹车片的内能。
17.司机开车上坡前,往往加大油门,以提高车速,这是为了增大汽车的______(选填“质量”、“惯性”或“动能”)。清扫路面垃圾的清洁车,能通过吸尘器将路面上的垃圾吸入车内容器中。清洁车沿水平街道匀速行驶,在清扫垃圾过程中,车的动能将______,车的重力势能将______(后两空选填“变大”、“变小”或“保持不变”)。
18.用大小相同的水平推力分别推动甲、乙两物体在水平地面上做匀速直线运动,v甲>v乙,两物体沿推力方向都移动了2米,则推力对物体所做的功W 甲______W 乙,推力的功率P甲___________P 乙(以上两空均选填“大于”“等于” 或“小于”)。若甲的重力为10牛,则甲的重力做功为__________ 焦。
19.如图所示,小球从A处落下,在B处与小木块碰撞,并与小木块共同运动到D处停下,其中C点为BD之间的中点,此过程中斜面对小球的支持力______(选填“有”或“没有”)做功,BC段木块受到的摩擦力功率为P1,CD段木块受到的摩擦力功率为P2,大小关系是P1______ P2(选填“<”“=”或“>”)。
20.如图所示是某球员传球时足球的一段运动轨迹,其中A点的重力势能__________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点的重力势能。若不计空气阻力,足球在下落的过程中,重力势能转化为__________能。在踢球的过程中,该同学的脚把足球踢飞,说明力可以改变物体的__________;踢球同时脚感觉到疼,说明力的作用是__________的。
21.采用功与时间比值的方法,得到“单位时间”内做的功,这样就方便比较做功的快慢了,这个比值叫做______。这种方法,实质上还是用______(选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”)来比较做功快慢的。
22.如图所示,橡皮筋两头分别固定在罐子两端,中间系一个钩码,就制成了一个“魔罐”.将魔罐在水平地面上滚出,橡皮筋的弹性势能 ______ (填“变大”“不变”或“变小”);魔罐能自动滚回来,滚回的过程中 ______ 能转化为 ______ 能。
23.一辆汽车在平直的公路上匀速行驶,内通过的路程是,它的速度为______,汽车受到的牵引力为,牵引力做功的功率为______。
三、实验题
24.测量两位同学从一楼登上到三楼做功快慢的实验,下表是两位同学的实验数据,其中实验次数1、2做功快慢相同并且最快,次数4做功快慢其次,次数3做功最慢:
同学 实验次数 做功时间(秒) 做功(焦)
甲 1 30 6000
甲 2 60 12000
乙 3 30 4000
乙 4 50 6000
(1)比较实验次数1和3可得到:当______,做功越快;
(2)比较实验次数______可知:当两位同学做功多少相同时,所用时间越短,做功越快;
(3)当做功多少和做功时间均不相同时,需要对表格中的数据进行综合分析,当______,做功越快。因此,为了比较两位同学做功的快慢,应该在表格最后一列增加一栏项目,这个项目是______(要写上单位),为此物理学中引入了一个新的物理量叫______。
25.如图所示,是“探究物体动能跟哪些因素有关”的实验过程。
(1)图1实验中要判断研究对象的动能大小需要比较 ___________;
(2)图1甲、乙两图是为了探究动能与 ___________的关系,得出的结论是:在速度相同时,___________越大动能越大;
(3)如图2将一弹簧固定在水平轨道末端,钢球下滑到水平面压缩弹簧后又被弹簧弹开,若想增大弹簧最大压缩量,提出两点可行的做法:___________、___________;
(4)将图2中末端的挡板和弹簧取掉,并将OB向上弯折形成如图3的轨道,再次将钢球沿轨道AOB到达B点后离开轨道,钢球在B点的机械能 ___________(选填“大于”“等于”或“小于”)在A点的机械能。若离开B点后钢球不受外力,通过B点后的运动轨迹是 ___________(选填字母序号)。
26.小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”,如图所示,重物质量m<M,让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上,通过观察桌腿下陷的深度判断重物的重力势能大小;
(1)由实验步骤___________,可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系;
(2)小明认为由实验步骤B和C,可判断重力势能的大小和重物质量的关系,该观点错误,理由是___________。
实验步骤 A B C
具体操作
实验现象
四、计算题
27.如图所示,有一辆小轿车在水平路面上匀速行驶。
(1)如果小轿车的牵引力用F表示,速度用v表示,发动机的功率用P表示,请你分析并推导出F、v与P之间的关系式。
(2)若小轿车的发动机在的功率下工作,此时小轿车匀速行驶时受到的阻力是,小轿车匀速行驶时的速度是多少?
28.如图甲所示,这是一辆太阳能玩具车,该玩具车的重力为5N,车轮与地面的总接触面积为20cm2。在阳光的照射下,小车从静止开始沿直线运动,运动过程中速度v与时间t的关系如图乙所示,设运动过程中玩具车的功率始终不变,受到的阻力恒为3N。求:
(1)太阳能玩具车静止在水平地面时对地面的压强;
(2)太阳能玩具车的功率;
(3)在0~5s时间内,太阳能玩具车做的功。
参考答案
1.A
2.C
3.D
4.B
5.B
6.C
7.D
8.C
9.C
10.C
11.A
12.B
13.D
14.有 具有 不变
15.360 24
16.减小 不变 做功
17.动能 变大 变大
18.等于 大于 0
19.有 >
20.小于 动能 运动状态 相互
21.功率 时间相同比较功
22.变大 弹性势 动
23.20 6×104
24.做功时间相同时,做功越多 1与4 做功与时间的比值越大时 做功/时间(焦/秒) 功率
25.木块移动的距离 质量 质量 小于 c
26.AC 未控制物体下落的高度相同
27.(1);(2)
28.(1)2.5×103 Pa;(2)12W;(3)60J