粤沪版物理九年级上册课课练：第11章 机械功与机械能 章末复习（含答案）

章末复习
教材图片 图片解读
　如图图所示,举重运动员举着杠铃不动,则他对杠铃　　　　(选填“做”或“不做”)功
　如图图所示,小云想粗略地测算自己在单杠上做引体向上时的功率,需要测量握拳时手臂的长度l,　　　　　　　G,还需要用　　　　测出自己连续做引体向上n次所需要的时间t,则他做引体向上的功率可以表示为P=　　　　
　如图图所示,以同样速度行驶的列车和小汽车,　　　　(选填“列车”或“小汽车”)的动能大。假如图发生交通事故,　　　　导致的后果更严重
　如图图所示,用拉开的弓将箭射出,此过程中弓的　　　　能转化为箭的　　　能
　如图图所示是老师在课堂上进行的单摆的演示实验示意图,单摆从C点向B点运动时,　　　　能转化为　　　　能。若从A点处松手,且过程中人不施加任何力,则摆球回来后　　　　(选填“能”或“不能”)到达A点
判断下列说法的正误,并对错误的说法分析指正。
(　　)1.只要有力作用在物体上,则力一定对物体做功。
分析指正: 　。
(　　)2.只要物体通过了一段距离,则一定有力对物体做功。
分析指正: 　。
(　　)3.只要物体受到了力的作用,也通过了一段距离,则力一定对物体做功。
分析指正: 　。
(　　)4.物体做功越多,功率越大。
分析指正: 　。
(　　)5.功率越大,机械做的功越多。
分析指正: 　。
(　　)6.机械的功率越大,机械效率越高。
分析指正: 　。
(　　)7.机械做的有用功越多,机械效率越高。
分析指正: 　。
(　　)8.越省力的机械,机械效率越高。
分析指正:　 。
(　　)9.物体的质量和速度大小都发生变化,则物体的动能一定变化。
分析指正: 　。
(　　)10.物体的质量和高度都发生变化,则物体的重力势能一定变化。
分析指正: 　。
(　　)11.有摩擦等阻力时,在动能与势能的相互转化中,机械能会减少。
分析指正:　 。
考点●1　做功的两个必要因素
1.[2020·湘西州] 如图所示的情景中,人做了功的是 (　　)
考点●2　功和功率的计算
2.[2020·随州] 物块在水平拉力F(大小未知)的作用下,在水平直线轨道上运动(如图所示),其中AB=CD=10 m。已知物块在AB段和CD段分别以2 m/s和5 m/s的速度匀速运动,且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1 N和2 N,则以下判断正确的是 (　　)
A.该物块在CD段的惯性比AB段大
B.该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5
C.拉力F在AB段所做的功为20 J
D.拉力F在CD段做功的功率为10 W
3.[2020·孝感] 如图所示,水平地面上M点有一质量为60 kg的箱子,现用水平向左的推力将箱子沿直线匀速推至N点,所用时间为30 s,MN间的距离为15 m。求:(g取10 N/kg)
(1)箱子所受的重力。
(2)箱子运动的速度。
(3)若箱子在运动过程中所受阻力为自身重力的0.2,则从M点推至N点的过程中,推力对箱子做功的功率。
4.[2020·仙桃] 用如图甲所示的电动叉车搬运重为5000 N的货物,从A点水平移动到B点,用时20 s;然后从B点匀速提升到C点,又用时5 s。搬运过程中货物始终水平放置,各点间的距离如图图乙所示。求:
(1)叉车在AB段的平均速度。
(2)叉车在AB段对货物的支持力做的功。
(3)叉车在BC段对货物做功的功率。
考点●3　机械效率的测量与计算
5.[2020·郴州] 如图所示,用细绳将一重为6 N的物体沿光滑斜面匀速拉到高处,斜面长s=1 m,高h=0.25 m,在此过程中,细绳的拉力F为　　　　N;若斜面粗糙,匀速拉动同一物体时,斜面的机械效率为75%,则细绳的拉力F'为　　　　N。(细绳的重力不计)
6.[2020·天津] 在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时,小明提出了如图下猜想:
猜想一:滑轮组的机械效率与被提升物体所受的重力有关;
猜想二:滑轮组的机械效率与动滑轮所受的重力有关。
为了验证猜想,小明准备的器材如图下:两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组,用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,数据如图下表所示。
实验 次数 钩码所受 的重力G/N 提升高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动 的距离s/m 机械 效率η
1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7%
2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1%
3 6.0 0.1 2.5 0.3
请你解答如图下问题:
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为　　　　;根据表中数据在中画出该滑轮组的绕线方式。
(2)分析表中数据可知:用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率　　　　
(选填“越高”“越低”或“不变”)。
(3)为了验证猜想二,还需增加的实验器材是　 。
7.[2020·河北] 斜面是一种简单机械,在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力,如图:　　　　。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢 (使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面的拉力F与物体的重力G的比值大小来判定,比值越小,越省力)
小明做了如图下猜想:
猜想1:与斜面的表面材料有关;
猜想2:与斜面的倾斜程度有关;
猜想3:与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想,利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同,在沿斜面拉力的作用下,在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如图下表。
实验序号 1 2 3 4 5 6
斜面倾角 θ θ θ θ θ1(θ1>θ) θ2(θ2>θ1)
斜面的表 面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉 力F/N 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
回答下列问题:
(1)通过对比实验　　　　中的数据可知,使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关。
(2)通过对比实验1、5、6中的数据,可得出的结论是:在其他条件相同时, 　。
(3)为验证猜想3,小明做了实验　　　　(填实验序号),分析实验数据后,小明认为这几次实验省力情况相同,依据是　 　。
[拓展]完成实验后,小明沿斜面用1.8 N的拉力,将重为4.5 N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长1.2 m、高0.3 m,则斜面的机械效率是　　　　%。(把物体直接提升0.3 m所做的功作为有用功)
8.[2020·黔南州] 如图甲所示,某建筑工地用起重机将质量为3.6 t的货箱以0.5 m/s的速度匀速提升,吊臂上的滑轮组如图图乙所示,若忽略绳重和滑轮摩擦,此时该滑轮组的机械效率为80%。求:(g取10 N/kg)
(1)在10 s内货箱上升的高度。
(2)货箱的重力。
(3)吊臂上电动机拉力F的大小。
(4)依然利用此机械提升质量为4.1 t的货箱,此时滑轮组的机械效率。
考点●4　动能和势能及其相互转化
9.[2020·郴州] 下列物体具有动能的是 (　　)
A.悬挂在天花板上的吊灯 B.静止在山顶上的大石头
C.飞行的飞机 D.拉开的弹弓
10.[2020·广西] 2020年7月3日“长征四号乙”运载火箭,成功将高分辨率多模综合成像卫星送入预定轨道,如图所示,火箭加速上升的过程中,它所运载的卫星 (　　)
A.动能增大、重力势能减小 B.动能减小、重力势能增大
C.机械能增大、动能增大 D.机械能减小、重力势能增大
11.[2020·大连] 体育课上,同学们进行投掷铅球的练习。铅球在空中下落时,铅球的 (　　)
A.重力势能变大,速度变小
B.重力势能变小,速度变小
C.重力势能变大,速度变大
D.重力势能变小,速度变大
12.[2020·雅安] 小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,他用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)由静止开始滚下,观察木块被撞击后移动的距离,实验过程如图所示。
(1)小明通过观察木块移动距离的长短,来判断钢球动能的大小,这种研究方法是　　　　(选填“控制变量法”或“转换法”)。若水平面绝对光滑,本实验将　　　　(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)由图甲、乙可得实验结论:物体的动能大小与　　　　有关。
(3)小丽根据图甲、丙得出结论:物体的动能大小与质量有关,她的看法是否正确
　　　　　　(选填“正确”或“错误”),理由是:　 　。
(4)某同学用如图所示的方法探究动能的大小与速度的关系,他将相同质量的小球从不同高度(h2>h1)由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小,这种方法是　　　　　(选填“正确的”或“错误的”)。
答案
知识梳理
①力的方向上　②作用在物体上的力
③物体在力的方向上通过的距离　④W=Fs
⑤1　⑥不能　⑦做功的多少　⑧所用时间
⑨P=　⑩1　1000　有用功W有用
总功W总　η=×100%
×100%=×100%　运动　速度
被举高　质量　弹性形变
图说教材
(1)不做　(2)所受的重力　停表　
(3)列车　列车　(4)弹性势　动
(5)动　重力势　不能
易错辨析
1.×,有力作用在物体上,但物体没有运动,或力的方向与物体运动方向垂直,则力对物体不做功
2.×,物体通过了一段距离,但物体不受力或通过的距离与力的方向垂直时,没有力对物体做功
3.×,物体受到了力的作用,也通过了一段距离,但通过的距离与力的方向垂直时,力对物体不做功
4.×,功率是做功多少与所用时间的比,在所用时间未知的情况下,无法比较功率的大小
5.×,由公式P=可得W=Pt,在做功所用时间未知的情况下,无法比较做功的多少
6.×,机械的功率越大,说明其做功越快;机械效率是有用功与总功的比值,二者没有必然的联系
7.×,机械效率是有用功与总功的比值,在总功未知的情况下,无法比较机械效率的高低
8.×,机械效率是有用功与总功的比值,与机械是否省力无关
9.×,物体的质量和速度大小都发生变化,若一个增大、一个减小,则物体的动能可能不变
10.×,物体的质量和高度都发生变化,若一个增大、一个减小,则物体的重力势能可能不变
11.√
中考链接
1.C　 人推车没有推动,有力没有通过距离,所以人不做功,故A错误;搬而未起,有力没有通过距离,所以人不做功,故B错误;物体在绳子拉力的作用下升高,有力且物体在力的方向上通过了距离,所以人做了功,故C正确;提着滑板在水平路面上前行,力的方向是向上的,运动方向是水平的,没有在力的方向上通过距离,所以人不做功,故D错误。
2.D　 惯性大小只跟物体的质量有关,该物块整个运动过程中质量不变,其惯性大小不变,即该物块在CD段的惯性与AB段的惯性一样大,故A错误;根据v=可得,该物块通过AB段所用时间:tAB===5 s,通过CD段所用时间:tCD===2 s,则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比:==,故B错误;物块在AB段和CD段均做匀速直线运动,受力平衡,则在AB段、CD段所受拉力分别为FAB=fAB=1 N,FCD=fCD=2 N,则拉力F在AB段所做的功:WAB=FAB×sAB=1 N×10 m=10 J,拉力F在CD段所做的功:WCD=FCD×sCD=2 N×10 m=20 J,拉力F在CD段做功的功率:PCD===10 W,故D正确,C错误。
3.(1)箱子所受的重力:
G=mg=60 kg×10 N/kg=600 N。
(2)箱子运动的速度:v===0.5 m/s。
(3)箱子在运动过程中所受阻力为自身重力的0.2,则阻力:f=0.2G=0.2×600 N=120 N;
由于箱子做匀速直线运动,则水平方向上受力平衡,根据二力平衡条件可知,推力F=f=120 N;
则推力的功率:P===Fv=120 N×0.5 m/s=60 W。
4.(1)叉车在AB段通过的路程s=40 m,所用时间为20 s,
则叉车在AB段的平均速度:v===2 m/s。
(2)叉车在AB段对货物的支持力方向是竖直向上的,而移动距离沿水平方向,即支持力的方向与距离的方向垂直,所以此过程中支持力不做功,即支持力做的功为0 J。
(3)叉车在BC段对货物做的功:
W=Gh=5000 N×1.5 m=7500 J,
叉车在BC段对货物做功的功率:
P===1500 W。
5.1.5　2　 (1)将物体沿光滑斜面匀速拉到高处,额外功为0 J,拉力做的功等于提升重物做的功,即W=Fs=Gh,此时拉力:
F===1.5 N。
(2)若斜面粗糙,匀速拉动同一物体时,拉力做的有用功:W有用=Gh=6 N×0.25 m=1.5 J,
由η=×100%可得,拉力做的总功:
W总===2 J;
由W=Fs可得,细绳的拉力:
F'===2 N。
6.(1)80%　如图图所示
(2)越高　(3)几个自重不同的滑轮
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=×100%=80%。
(2)分析表中数据可知:用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率越高。
(3)为了验证猜想二:滑轮组的机械效率与动滑轮所受的重力有关,要改变动滑轮的重力,故还需增加的实验器材是几个自重不同的滑轮。
7.盘山公路　(1)1、2　
(2)斜面的倾斜程度越小,提升物体越省力
(3)1、3、4　沿斜面的拉力F与物体的重力G的比值大小相等
[拓展]62.5
斜面是一种简单机械,使用斜面可以省力。当斜面的高度一定时,斜面越长,则坡度越缓,则越省力;如图:盘山公路。
(1)探究斜面省力的情况与斜面的表面材料有关时,采用的是控制变量法,实验中需要控制物重、倾角相同,表面材料不同,所以应该对比实验1、2的数据。
(2)对比实验1、5、6中的数据可知,在斜面的表面材料、物重相同的情况下,倾角越小,拉力越小,故结论是:在其他条件相同时,斜面的倾斜程度越小,提升物体越省力。
(3)探究斜面省力的情况与重力大小有关时,根据控制变量法可知,实验中需要控制倾角相同,表面材料相同,物体的重力不同;所以需要对比1、3、4的实验数据;根据1、3、4的实验数据可知,物体的重力变为原来的几倍,拉力会变为原来的几倍,即沿斜面的拉力F与物体的重力G的比值大小相等。
[拓展]有用功:W有用=Gh=4.5 N×0.3 m=1.35 J;拉力做的总功:W总=Fs=1.8 N×1.2 m=2.16 J;
斜面的机械效率:η=×100%=×100%=62.5%。
8.(1)由v=可得,在10 s内货箱上升的高度:
h=s货箱=vt=0.5 m/s×10 s=5 m。
(2)货箱的重力:
G=mg=3.6×103 kg×10 N/kg=3.6×104 N。
(3)由图可知,动滑轮上绳子的段数为3,该滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=×100%=×100%,
即80%=。
解得F=1.5×104 N,即吊臂上电动机的拉力为1.5×104 N。
(4)忽略绳重和摩擦,由F=(G+G动)可得,动滑轮的重力:G动=3F-G=3×1.5×104 N-3.6×104 N=9×103 N,
依然利用此机械提升质量为4.1 t的货箱,此时货箱的重力:G'=m'g=4.1×103 kg×10 N/kg=
4.1×104 N,
忽略绳重和摩擦,此时滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=×100%=×100%=82%。
9.C　 悬挂在天花板上的吊灯,处于静止状态,不具有动能,故A不符合题意;静止在山顶上的大石头,处于静止状态,不具有动能,故B不符合题意;飞行的飞机,处于运动状态,具有动能,故C符合题意;拉开的弹弓具有弹性势能,故D不符合题意。
10.C　 火箭加速上升阶段,卫星质量不变,速度增大,动能增大;高度增大,重力势能增大;卫星上升时没有发生弹性形变,不具有弹性势能;机械能=动能+重力势能,机械能增大。
11.D　 铅球在空中下落时,质量不变、高度减小,重力势能减小;下落过程中重力势能转化为动能,所以动能增加,而质量不变,所以速度增大。
12.(1)转换法　不能　(2)速度
(3)错误　没有控制速度一定　(4)错误的
(1)实验中通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,这里用到的物理研究方法是转换法;若水平面绝对光滑,则木块运动时不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小,所以本实验将不能达到探究目的。
(2)甲、乙两图中小球的质量一定,初始高度不同,到达水平面时的速度不同,对木块做功多少不同,故可以得出结论:物体的动能大小与速度有关。
(3)小丽的看法是错误的,因为要探究动能与质量的关系,需要保证小球的速度不变,图甲、丙中小球下落的高度不同,则到达水平面的速度不同,故不能得出动能大小与质量的关系。
(4)由图可知,探究动能的大小与速度的关系,应改变小球撞击木块前的速度,控制其他因素相同,而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同,故是错误的。