浙教版科学2022-2023学年上学期九年级“一课一练”：3.3能量转化的量度（2）【word，含解析】

1.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
2.下列关于功率的说法，正确的是( ) 。
A.做功多的功率大 B.做相同的功， 所用时间越长功率越大
C.做功所用时间越短，功率越大 D.用相同的时间，做的功越多功率越大
3.重为80Ｎ的物体在大小为20Ｎ，方向水平向右的拉力F1作用下，在水平面上以2m/s速度做匀速直线运动。当撤去拉力F1 ， 物体静止后，改用方向水平向左，大小为30N的拉力F2使物体向左运动10m，在力F 2作用的过程中 ( )
A. 物体与地面之间的摩擦力大小为30Ｎ B. 拉力F2做功为200Ｊ
C. 物体克服摩擦做功200J D. 物体运动的速度大小仍为2m/s
4.放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图甲所示，物块速度v与时间t的关系如图乙所示，下列说法正确的是( )
A.0~2s内物块没有推动，推力小于摩擦力
B.2~4s内物块受到的摩擦力与水平推力是对平衡力
C.t=3s时，物块受到的摩擦力为f=3N
D.物块在4s- 6s时间内水平推力做功为16J
5.科学中常用数学方法表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量的是（ ）
A. 力B. 功率
C. 路程 D. 时间
6.如图所示，物体在相同力F的作用下，分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s，力F做的功分别为W1、W2、W3 ， 则下列说法中正确的是（ ）
A. W1=W2=W3 B. W1＜W2=W3 C. W1＜W2＜W3 D. W1=W2＜W3
7.在甲、乙两图中，地面的粗糙程度相同。质量分别为m、2m的两个相同材质物体在大小分别为F1和F2的力作用下，在力的方向上匀速前进了相同的距离，则下列结论正确的是（ ）
甲图中F1做的功小于乙图中F2做的功
B. 甲图中F1做的功等于乙图中F2做的功
C. 甲图中F1做功的功率等于乙图中F2做功的功率
D. 甲、乙两图中物体所受的摩擦力相等
8.跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小金的质量为50千克，每次跳起高度约为6厘米（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3焦 D. 小金跳绳的功率约为50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，将同一物体分别沿斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB> AC。如果F1=F2 ，沿着AB、AC上升的摩擦力分别为f1、f2 ，拉力所做的功率分别为P1、P2 ，则f1 f2 ，P1 P2 (选填“>”、“<”或“=")。
11.小科在卸货点用水平方向的推力把箱子推到D处，如图甲。经过A处4秒后在B处遇到小方，小方迅速取下小箱子，1秒后在C处小科调整了推力，继续将大箱子推到D处才撤去推力。AD段推力与时间的关系如图乙，箱子速度与时间的关系如图丙。已知大箱子质量为20千克，小箱子质量为5千克。BC段大箱子受到的摩擦力大小为 N，CD段小科推力所做的功为 J。
12．如图甲，“蹦极”是将一端固定的长弹性绳绑在人的脚踝关节处，从高处竖直跳下的一种极限运动。一名游客蹦极时下落过程的v﹣t图像如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动，不计空气的阻力），其中t1时刻，弹性绳处于自然伸直状态，t3时刻游客达到最低点。则0～t1时间段，游客的机械能 　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”），t2～t3时间段，重力对游客 　 　（选填“做功”或“不做功”），弹性绳的弹性势能在 　 　（选填“t1”、“t2”或“t3”）时刻最大。
13．如图所示是疫情期间推出的一款消毒机器人。使用前对机器人进行测试：在储液箱中装满消毒液，关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上做匀速直线运动，相关数据如表。（消毒液密度ρ取1.0×103kg/m3）
设备参数 空载质量/kg 50
储液箱容积L 20
测试数据 行驶时间/min 1
行驶路程/m 30
行驶功率/W 180
（1）该机器人在水平地面做匀速直线运动时，受到的牵引力为多少牛？
（2）若装满消毒液的机器人乘坐电梯上升10米，克服重力做功多少焦？
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.功率为12千瓦的拖拉机，在3分钟内匀速耕地200米，假设该过程中拖拉机仅克服阻力做功。
（1）.拖拉机克服阻力做功为多少？
（2）.拖拉机所受到的阻力的大小为多少？
16.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？
17.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）
答案及解析
1.【答案】D
【解析】（1）合力的方向与运动方向相同，则做加速运动；合力为零，则做匀速运动；合力的方向与运动方向相反时，做减速运动；
（2）首先根据s=vt计算出后15s经过的距离，再与前15s的距离相加得到总路程，最后根据计算下落的平均速度；
（3）根据机械能和内能的转化判断；
（4）首先根据W=Gh计算出重力做的功，再根据计算出重力做功的功率。
【解答】A.根据图像可知，运动员先加速后减速再匀速，那么他受到的合力先向下后向上最后为零，即重力先大于阻力，再重力小于阻力，最后重力等于阻力，故A错误；
B.后15s经过的距离s=vt=6m/s×15s=90m，则下落的平均速度，故B错误；
C.由于与空气摩擦，因此机械能会不断的转换为内能，则机械能不断减小，故C错误；
D.重力做功W=Gh=500N×300m=1.5×105J；
重力做功的功率，故D正确。
2.【答案】 D
【解答】根据可知，当时间相同时，做功越多，功率越大，题目没有限制时间相同，故A错误，D正确；
根据可知，做相同的功，所用时间越长，功率越小，故B错误；
根据可知，做相同的功，所用时间越短，功率越大，题目没有限制做功相同，故C错误。
故选D。
3.【答案】 C
【解答】A.当物体做匀速直线运动时，它受到的摩擦力与拉力相互平衡，即f=F1=20N，故A错误；
B.拉力F2做功W=F2s=30N×10m=300J，故B错误；
C.物体克服摩擦力做功W'=fs=20N×10m=200J，故C正确；
D.因为拉力F2>f，所以物体做加速运动，故D错误。
故选C。
4.【答案】D
【解析】（1）根据乙图确定0~2s内物块的运动状态，根据二力平衡的知识比较推力和摩擦力的大小。
（2）根据乙图确定物块在2~4s内的运动状态，根据力与运动的关系比较摩擦力和推力的大小；
（3）根据图乙可知，4~6s内物块做匀速直线运动，根据二力平衡计算出摩擦力的大小，然后根据影响滑动摩擦力的因素分析3s时物体受到的摩擦力是否改变。
（4）首先根据s=vt计算4~6s内物块移动的距离，再根据W=Fs计算推力做的功。
【解答】A.根据乙图可知，0~2s内物体的速度为零，即处于静止状态，此时它受到的推力和摩擦力相互平衡，即二者大小相等，故A错误；
B.根据乙图可知，2~4s内物体做加速运动，此时它受到合力的方向与运动方向相同，即F-f>0，也就是F>f，肯定不是平衡力，故B错误；
C.根据图乙可知，4~6s内物块做匀速直线运动，此时它受到的摩擦力等于推力2N。再t=3s时，物体做加速运动，它对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，因此摩擦力不变，还是2N，故C错误；
D.根据乙图可知，4~6s内物块做匀速直线运动，速度为4m/s，那么物块通过的距离：s=vt=4m/s×2s=8m，推力做功：W=Fs=2N×8m=16J，故D正确。
5.【答案】 B
【解析】长方形的面积公式：S=ab，即等于长×宽，结合常见物理量的计算公式分析即可。
【解答】A.根据公式W=Fs可知，功等于力和距离的乘积，而不是力等于功和距离的乘积，故A错误；
B.根据P=Fv可知，功率等于力和速度的乘积，故B正确；
C.根据s=vt可知，路程等于速度和时间的乘积，而不是功和时间的乘积，故C错误；
D.根据W=Pt可知，功等于功率和时间的乘积，而不是时间等于功和功率的乘积，故D错误。
故选B。
6.【答案】 A
【解析】根据功的计算式W=Fs分析判断。
【解答】根据W=Fs可知，功的大小由作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离决定，与其它因素无关，因此力F做的功相等，即W1=W2=W3 ， 故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
7.【答案】 A
【解答】物体的材质相同，则接触面的粗糙程度相同，
因为甲的重力大于乙的重力，所以甲对地面的压力小于乙对地面的压力，
因此甲受到的摩擦力小于乙受到的摩擦力，故D错误；
根据二力平衡的条件可知，两个物体受到的拉力都等于受到的摩擦力。因此拉力F1两个物体前进的距离相等，根据公式W=Fs可知，F1做的功小于F2做的功，故A正确，B错误；
由于W18.【答案】 D
【解答】A.向上起跳过程中小金的动能转化为重力势能和内能，速度减小，即动能减小，故A错误；
B. 在整个跳绳过程中小金的机械能会部分转化为内能，即机械能减小，故B错误；
C. 小金跳一次克服重力做功约：W=Gh=50kg×10N/kg×0.06m=30J，故C错误；
D.小金跳绳的功率约为： ，故D正确。
9.【答案】2；4.8
【解析】（1）根据二力平衡的知识分析计算；
（2）首先根据s=vt计算出物体上升的距离，再根据公式W=Fs计算拉力做的功。
【解答】（1）当铁块竖直向上做匀速直线运动时，它受到向上的拉力，向下的重力和摩擦力，即F=G+f，那么铁块受到的摩擦力：f=F-G=6N-4N=2N。
（2）根据乙图可知，铁块运动的速度为0.2m/s，那么它上升的距离s=vt=0.2m/s×4s=0.8m；
那么拉力做的功为：W=Fs=6N×0.8m/s=4.8J。
10.【答案】 >；=
【解析】（1）对物体进行受力分析，然后根据二力平衡的知识比较摩擦力的大小；
（2）根据功率的计算式P=Fv比较两个功率的大小关系。
【解答】（1）根据图片可知，左边斜面倾斜角度小，因此物体的重力在斜面上的分力G分较小。
当物体在斜面上匀速上升时，它受到沿斜面向上的拉力F，沿斜面向下的摩擦力f和重力的分力G分 ， 即F=f+G分；
因为左边斜面上物体重力的分力偏小，所以左边斜面对物体的摩擦力较大；
即f1>f2。
（2）已知F1=F2 ，且v1=v2 ，根据公式P=Fv可知，功率P1=P2。
11.【答案】80；600
【解析】（1）根据丙图可知，从5s~11s，即从C到D时，大箱子做匀速直线运动，根据二力平衡的知识计算出大箱子受到的摩擦力；BC段为4s~5s，根据丙图可知，此时大箱子处于加速状态，根据影响摩擦力的因素是否改变确定此时摩擦力的大小；
（2）根据丙图确定大箱子运动速度，根据s=vt计算出移动的距离，最后根据W=Fs计算CD段推力做的功。
【解答】（1）根据丙图可知，从5s~11s，即从C到D时，大箱子做匀速直线运动，那么箱子受到的摩擦力与推力相互平衡。根据乙图可知，此时推力为80N，则大箱子受到的摩擦力f=F=80N。
BC段为4s~5s，根据丙图可知，此时大箱子处于加速状态，由于大箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，因此摩擦力不变，还是80N。
（2）根据丙图可知，从5s~10s内，箱子的速度为1.5m/s，
那么箱子运动的距离s=vt=1.5m/s×（10s-5s）=7.5m。
推力做的功为：W=Fs=80N×7.5m=600J。
12．【解答】解：（1）在0～t1时间段，不计空气的阻力，游客自由下落，游客的重力势能转化为动能，机械能大小不变；
（2）在t2～t3时间段，游客受重力作用，在重力的方向上移动了距离（竖直下落），重力对游客做功；
（3）弹性绳在t3时刻弹性形变最大，弹性势能最大。
故答案为：不变；做功；t3。
13．【解答】解：（1）由表中数据可知，机器人在1min内匀速行驶的路程为30m，
则机器人匀速行驶时的速度：v0.5m/s，
由PFv可得，机器人所受的牵引力：
F360N；
（2）装满消毒液时消毒液的体积：
V＝V容＝20L＝20dm3＝0.02m3，
由ρ可得，装满消毒液时消毒液的质量：
m液＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.02m3＝20kg，
装满消毒液的机器人受到的总重力：
G总＝m总g＝（m液+m空载）g＝（20kg+50kg）×10N/kg＝700N；
克服重力所做的功为：W＝G总h＝700N×10m＝7000J。
答：（1）受到的牵引力为360牛；
（2）克服重力所做的功为7000J。
14.【答案】（1）重力做的功W=Gh=500N×0.3m=150J；
（2）人的重力的平均功率。
【解析】（1）根据W=Gh计算重力做的功；
（2）根据计算做功的平均功率。
15.【答案】（1）拖拉机克服阻力做的功W=Pt=12000W×（60s×3）=2.16×106J；
（2）拖拉机受到的阻力。
【解析】（1）根据W=Pt计算拖拉机克服阻力做的功；
（2）根据计算拖拉机受到的阻力。
16.【答案】（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。
17.【答案】 （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。
3.3能量转化的量度（2)