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2014年中考初中科学复习学案
专题18 功和机械能参考答案
考点知识梳理
中考典型精析
例1：解析：本题考查功的计算。做功的两个必要因素是物体受到力的作用并在力的方向上通过一定的距离，功的大小等于两者的乘积，W＝Fs，题中的F和s均相同，所以甲、乙图中力F做的功相等，与地面的粗糙程度、物体的质量大小无关。
答案：B
变式训练1：等于 等于 等于
例2：解析：本题以头“走”楼梯创吉尼斯世界纪录为载体考查压强和功的计算。(1)头上套一个软垫可以增大受力面积减小压强；
(2)G＝mg＝30 kg×10 N/kg＝300 N，
h＝34×8 cm＝272 cm＝2.72 m，
W＝Gh＝300 N×2.72 m＝816 J。
答案：(1)减小 (2)816
变式训练2：C
例3：解析：本题考查滑轮、相对运动及功率的计算。读图，当物体A运动时，滑轮和物体一起运动，推知图示滑轮为动滑轮；F的大小等于弹簧秤的示数，即为2 N；物体A以0.2 m/s的速度做匀速直线运动，则力F的速度为0.4 m/s，拉力F的功率为P＝Fv＝2 N×0.4 m/s＝0.8 W；物体A运动时，它和弹簧秤间有位置的改变，所以以A为参照物，弹簧秤是运动的，综上所述，A选项说法正确。
答案：A
变式训练3：240 96
例4：解析：本题以杂技为载体考查考生对机械能转化的理解。由图可知，因为男演员跳起后的高度大于女演员在乙处的高度，所以男演员的质量即使等于女演员的质量，其刚下落时的机械能也大于女演员的机械能，A选项错误；男演员离开跳台时，向上跳起，具有的机械能为势能和动能之和，落下后，转化为女演员的机械能，由于存在阻力，所以男演员离开跳台时的机械能一定大于女演员在乙处的机械能，但具有的势能不一定大于乙处女演员的势能，B选项错误，C选项正确；女演员跳起后，因为存在阻力，在上升过程中，整个机械能减少，故女演员弹起来时的动能大于她站在乙处时的机械能，D选项错误。故选C。
答案：C
变式训练4：竖直向下 ②
专题训练
一、选择题(每小题4分，共32分)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A A C B C B C C
二、简答题(每空3分，共18分)
9．(1)66 (2)96 000或9.6×l04
10．杠杆 势能转化为动能
11．(1)速度(2)弹性势（势）
三、实验探究题(10分)
12．(1)钢球质量（或质量）(2)做功
四、分析计算题(共40分)
13．解：(1)G＝mg＝20 kg×10 N/kg＝200 N
W＝Gh＝200 N×2 m＝400 J
(2)W电＝50% W＝50%×400 J＝200 J
t＝＝＝200 s
专题训练(二)
一、选择题(每小题4分，共32分)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B D A B D A C B
二、简答题(每空4分，共16分)
9．200 800
10．增大 增大
三、实验探究题(15分)
11．(1)斜面OB的倾角θ (2)1、4(或2、5或3、6) (3)10
四、分析计算题(共37分)
12．解：(1)压路机对路面的压力
F＝mg＝3×104 kg×10 N/kg＝3×105 N
根据p＝得
压路机与路面的接触面积
S＝＝＝1.5 m2
(2)发动机所做的功
W＝Pt＝1.2×105 W×500 s＝6×107 J
(3)根据P＝Fv
压路机的牵引力F＝＝＝3×104 N
根据二力平衡条件压路机受到的阻力
f＝F＝3×104 N
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2014年中考初中科学复习学案
专题18 功和机械能
考点知识梳理
考点一 功
1．力学里所说的功包含两个必要因素：一是作用在物体上的 ，另一个是物体在 上移动的 。
注意：F和s必须“同一物体”“同一时间”“同一方向”。
2．在物理学中，把 与在力的方向上移动的 的乘积叫做功，公式：W＝ ，单位： 。
3．做功的实质就是 的过程，通过做功的形式将一种能量转化为其他形式的能量。
4．物体做了多少功，就有多少 发生了转化，能与功的单位一样，都是 。
考点二 功率
1．物体在 内做的功，叫做功率，它是表示物体做功 的物理量，公式：P＝ ，单位： 。21cnkxtj2008
2．P＝＝＝ ，由该公式可知，在功率P一定时，力F与速度v成反比。
考点三 机械效率
与 的比值叫做机械效率，公式：η＝ 。有用功总是小于总功，所以机械效率总小于1，通常用百分数表示。
考点四 机械能
1．物体由于 而具有的能叫动能。物体的动能与 和 有关。质量相同，速度越大，动能 ；速度相同，质量越大，动能 。
2．物体由于 而具有的能叫重力势能。重力势能的大小与 和 有关，质量相同，高度越大，重力势能 ；高度相同，质量越大，重力势能 。
3．物体由于发生了 而具有的能叫弹性势能，物体发生 程度越大，弹性势能越大。重力势能和弹性势能统称为 。
4．机械能及其转化： 和 统称为机械能，动能和势能可以相互转化，在只有 和 相互转化时，机械能的总量 。
中考典型精析21cnkxtj2008
例1：(2013·杭州)在甲、乙两图中，甲图地面粗糙、乙图地面光滑。质量分别为m,2m的两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离，则下列结论正确的是( )
A．甲图中F做的功小于乙图中F做的功
B．甲图中F做的功等于乙图中F做的功
C．甲图中F做的功大于乙图中F做的功
D．条件不足，无法确定甲、乙图中F做的功谁大
变式训练1：如图所示，质量分布均匀的长方体砖，平放在水平地面上，第一次用竖直向上的力F1作用于ab的中点，第二次用竖直向上的力F2作用于bc的中点，都使它们在竖直方向上慢慢向上移动h(h＜ab＜bc)，则在上述过程中F1________F2(选填“大于”“小于”或“等于”)；F1所做的功________F2所做的功(选填“大于”“小于”或“等于”)；第一次克服重力所做的功________第二次克服重力所做的功(选镇“大于”“小于”或“等于”)。
例2：(2013·绍兴)在2013年中国吉尼斯之夜节目上，赵小龙表演以头“走”楼梯，如图。他将一个软垫套在头顶，只用头“走”了34级台阶，创造了新的吉尼斯世界记录。(g取10 N/kg)
(1)小龙在头上套一个软垫，可以________(选填“减小”或“增大”)对头的压强。
(2)如果每级台阶高8厘米，小龙的质量是30千克，则“走”完34级台阶，他至少做功________焦耳。
变式训练2：小明将掉在地面上的科学书捡起来放在课桌上，他对课本所做功最接近于( )
A．0.02 J B．0.2 J C．2 J D．20 J
例3：(2013·绍兴)如图甲，物体A在水平拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧秤示数如图乙所示。若不计滑轮、弹簧秤和绳的重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是( )
A．拉力F为2牛
B．此滑轮是定滑轮21cnkxtj2008
C．拉力F的功率为0.4瓦
D．以物体A为参照物，弹簧秤是静止的
变式训练3：2013年长沙体育中考，男生新设引体向上项目。如图是引体向上的示意图，小云同学在半分钟内做了12个规范的引体向上。已知小云的质量为60 kg，每次引体向上他能将自身重心提高0.4 m，则小云每做一次引体向上所做的功为________J，整个过程中的平均功率为________W。(g取10 N/kg)
例4：(2013·嘉兴) 如图是杂技演员演出时的过程示意图，男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在跷跷板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故( )
A．甲演员的质量必须要大于女演员的质量
B．甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能
C．男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能
D．女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等
变式训练4：如图，倾斜轨道上的滚动体由A处自由释放，向B处滚动(不计摩擦及空气阻力)，所受重力的方向__________。有三位同学分别对此过程作了以下判断，你认为正确的是________(选填序号)。21cnkxtj2008
①滚动体在A处受力平衡
②滚动体在B处的势能小于A处的势能
③滚动体在A处的动能大于B处的动能
专题训练（一）
一、选择题(每小题4分，共32分) 21cnkxtj2008
1．(2012·温州) 如图是高速公路避险车道示意图。当高速行驶的汽车出现刹车失灵时，可通过进入避险车道快速降低车速直至停止。避险车道的作用是降低汽车因高速行驶而具有的哪种能量带来的危害( )
A．动能 B．势能 C．内能 D．电能
2. (2012·台州)摄影师抓拍到了一个有趣的场面(如图)：一只乌鸦站在飞翔的老鹰背上休憩。下列说法正确的是( ) 21cnkxtj2008
A．以乌鸦为参照物，老鹰是静止的
B．以地面为参照物，乌鸦是静止的
C．站在老鹰背上休憩的乌鸦不具有动能
D．老鹰能在空中飞翔主要是由于受到空气对它的浮力作用
3．(2012·衢州)为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验(如图所示)，让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离。关于该实验的说法中，不正确的是( )
A．该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小
B．该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等
C．在选择实验器材时，可以不考虑斜面的光滑程度、被撞木块的质量和软硬等因素
D．实验过程中，让同一小球从不同高度滚下，目的是为了让小球获得不同的运动速度
4．如图所示，在水平拉力F的作用下，使物体沿水平面做匀速直线运动，若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计，已知物体与地面间的摩擦力为5 N，物体运动的速度为2 m/s，则拉力做功的功率大小为( )
A．5 W B．10 W
C．15 W D．20 W
5．如图甲所示，邻居大叔正吃力地把一重物送往高台，小翔看见后急忙前去帮忙，他找来一块木板，搭成图乙所示的斜面，结果轻松地把重物推到了高台上。关于这两种方法，下列说法正确的是( ) 21cnkxtj2008
A．甲、乙的功率是一样的
B．大叔克服重力做功较多
C．两人做同样多的有用功
D．小翔做功的功率要大些
6．中考体育测试跳绳的项目中，某同学在1 min 内跳了180次，每次跳的高度大约为5 cm。他跳绳时的功率大约为( )
A．1 000 W B．100 W C．10 W D．1 W
7．一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离s(如图所示)，该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是( )
A．W1C．W1＝W2＝W3 D．W1＝W28．(2013·湖州)顾客站在商场自动扶梯的水平台阶上随自动扶梯匀速上升。顾客在上升过程中( )
A．机械能保持不变21cnkxtj2008
B．运动状态在不断变化
C．相对于其站立的台阶是静止的
D．受到重力、支持力和摩擦力的作用
二、简答题(每空3分，共18分) 21cnkxtj2008
9. (2012·义乌)2011年10月，年设计作业量50万标箱的“义乌港”一期建成并投入使用。“义乌港”二期工程也已经开工建设，建成后将达到年出口110万标箱的处理能力。
(1)已知20尺柜规格的集装箱长5.69米，若将110万个20尺柜规格的集装箱首尾相连，你以1.1米/秒的速度通过这些集装箱需要________天(四舍五入，结果保留整数)。
(2)起重机将一只质量为8吨的集装箱从地面吊到高为1.2米的货车上，至少需对集装箱做功________焦。(g取10牛/千克)
10. (2012·绍兴)小敏设计并制造了一个能精确计时一百秒的器件。它的原理是：让第一粒弹子落下跌入铁罐，发出第一声响，开始计时。弹子跌入铁罐，使B点升高，管子里的活塞向上移动，第二粒弹子被推出管子，从H点沿轨道滚动，直至跌入铁罐，发出第二声响，这时正好是50秒，再推动第三粒弹子进入轨道，最后，也跌入铁罐，发出第三声响，刚好是100秒。这一器件中，弹子落下，推动活塞上升，使用的机械名称是________，弹子从H点下落，到跌入铁罐的过程中，机械能的转化方式是_________________________。
11．请分析以下两个有关能量的问题。
(1)“强弩之末势不能穿鲁缟者也”。强弩之末不能穿透薄薄的丝绸，说明物体的动能大小与它的________有关。
(2)旋转图中的吸管后，将可乐罐放在桌面上，罐就会运动起来，这是因为罐中的橡皮筋积蓄了________能。
三、实验探究题(10分) 21cnkxtj2008
12．(2013·衢州)小徐利用如图实验来研究物体动能大小与哪些因素有关。让质量不同的钢球从斜面上同一高度静止释放，钢球运动到斜面底部，推动木块运动一段距离后停下。实验数据见下表：
实验次数 钢球质量m(克) 钢球到达斜面底部时的速度v(米/秒) 木块移动的距离s(厘米)
1 20 1.8 30
2 40 1.8 59
3 60 1.8 87
(1)表格中的实验数据说明了钢球的动能大小与____________有关。
(2)小徐对如何判断钢球的动能大小进行深入思考后认为：可以通过比较钢球推动木块移动距离的大小来反映钢球对木块________的多少，从而判断钢球动能的大小。
四、分析计算题(共40分) 21cnkxtj2008
13．(8分)(2013·台州)重力灯是英国的里弗斯设计的一款概念环保灯，如图所示。设计师为这款灯找到了“可再生能源”，它就是通过一定的装置将重力势能转化为电能。已知重物质量为20千克，每次被举高2米，LED灯的额定功率为1瓦。(g取10牛/千克)
(1)重物每被举高一次，人至少对重物做多少功？
(2)重物重力做的功有50%转化为电能，每举高一次重物能使该灯正常照明多长时间？21cnkxtj2008
21cnkxtj2008
14．(10分)(2013·杭州)某工地用电动起重机吊起重物，重物的质量m＝400 kg，电源提供的电压U＝220 V，不计一切摩擦。当电动起重机以v＝0.1 m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝2 A。(g取10 N/kg)
(1)电动机线圈的电阻R是多少？
(2)电动机匀速提升质量m′＝200 kg的重物，电动机的输入功率不变，提升速度是多少？
21cnkxtj2008
15．(14分)(2013·宁波)如图甲所示，放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用，力F的大小以及物体A的运动速度大小v随时间t的变化情况如图乙所示。
(1)当t＝7 s时，物体A受到的摩擦力f的大小为_______N，方向为_____________。
(2)根据图乙有关信息，请用公式P＝Fv，求F＝10 N时该力的功率。
(3)如图丙所示，在A的两侧分别挂上柱状重物B、C，且C的一部分浸入水中。已知GB＝20 N，GC＝50 N，C的横截面积为30 cm2，长度足够，水够深。则当物体A不受摩擦力作用时，C的下底面受到的水的压强是多少？若物体A移动就会触发报警装置(图中未画出)，当物体A不移动时，最高水位与最低水位的差是多少？(g取10 N/kg)
专题训练(二)
一、选择题(每小题4分，共32分)
1．(2013·湘西)在水平地面上，用50 N的水平拉力拉重为100 N的小车，使小车沿水平方向前进了5 m，这时拉力所做的功是( )
A．50 J B．250 J C．750 J D．0 J
2．如图所示，用F＝10 N的水平推力推着重为20 N 的物体沿水平方向做直线运动，若推力F对物体做了 30 J的功，则在这一过程中( )
A．物体一定运动了1 m
B．重力做的功一定为60 J
C．物体一定受到10 N的摩擦力
D．物体一定运动了3 m
3．用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体，两力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离s的关系图象如图所示，由图可知，甲、乙两个力的大小关系是( )
A．F甲>F乙 B．F甲C．F甲＝F乙 D．条件不足，无法判断
4．图中是一个两面光滑的斜面，∠β >∠α，同一个物体分别在AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点，所需拉力分别为FA、FB，所做功分别为WA、WB，则( )
A．FA＝FB WA＝WB B．FAC．FAFB WA>WB
5．2013年2月15日上午9时30分左右，俄罗斯车里雅宾斯克州发生天体坠落事件，坠落的陨石与大气剧烈摩擦发出耀眼的白光，如图所示。则陨石在空中加速降落时( )
A．重力势能不断减少，机械能不变
B．重力势能不断增加，机械能不变
C．重力势能不断增加，机械能增加
D．重力势能不断减少，机械能减少
6．(2013·黄石)如图所示是老师在课堂上进行的滚摆演示实验示意图，下列说法不正确的是( ) 21cnkxtj2008
A．滚摆运动过程中，机械能守恒
B．滚摆向下运动时，重力势能部分转化为动能
C．滚摆向上运动时，动能部分转化为重力势能
D．滚摆上升的最大高度逐渐降低
7．(2013·宜昌)人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示为卫星从远地点向近地点运动的过程。针对该过程，以下说法正确的是( )
A．动能逐渐增大，机械能增大
B．势能逐渐减小，机械能减小21cnkxtj2008
C．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变
D．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小
8．(2013·十堰)跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员( )
A．助跑过程中机械能不变
B．起跳后升空的过程中，动能转化为重力势能
C．经过最高点时动能为零21cnkxtj2008
D．经过最高点时重力势能最小
二、简答题(每空4分，共16分)
9. (2013·安徽)我国设计的“中华月球车”2013年将登陆月球，如图为该车的模型。物体在月球表面附近受到的重力仅为在地球表面附近所受重力的，月球车的质量为120 kg，它在月球表面受到的重力为________N。若它在月球表面上方竖直下落4 m，则重力对它做的功为________J。(g取10 N/kg)
10．(2013·广安)为捍卫祖国海疆，人民解放军某航空兵大队在南海上空举行了多次实兵实战对抗演习。在演习过程中，一空中加油机给某歼－10战机进行空中加油，加油后若该歼－10战机仍以原来的高度和速度匀速飞行，则该战机的动能________，机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
三、实验探究题(15分)
11．(2013·绍兴)小敏想探究小球滚上斜面的最大高度与斜面倾角和小球质量的关系，将两个斜面AO与OB对接成如图装置，进行实验。
①让质量为5克的小球，在斜面AO上高H处静止释放，沿斜面滑下，经O点滚上斜面OB，测量小球达到的最大高度h，将数据记录在表中；改变斜面OB的倾角θ，重复实验；
②用质量为7克的小球重复上述实验，将数据记录在表中。21cnkxtj2008
实验序号 小球质量m/克 小球在斜面AO上释放高度H/厘米 斜面OB的倾角θ 小球在斜面OB上的最大高度h/厘米
1 5 10 40° 9.0
2 30° 8.6
3 20° 8.0
4 7 10 40° 9.0
5 30° 8.6
6 20° 8.0
(1)比较实验1、2、3(或4、5、6)，说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与__ ______有关。
(2)比较实验____________(选择序号)，说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与小球质量无关。
(3)如果斜面没有摩擦，小球在斜面OB上能达到的最大高度是________厘米。
四、分析计算题(共37分)
12．(12分)(2013·丽水)压路机是一种利用碾轮的碾压作用，将土壤、路基垫层和路面铺砌层压实的工程机械，广泛用于筑路、筑堤和筑坝等工程。某型号压路机质量为3×104 千克，发动机的额定功率为120千瓦，g取10牛/千克。求：
(1)如图所示该压路机在沥青路面碾压时，压路机对水平路面的压强为2×105帕，压路机对水平路面的压力为多少牛？压路机与路面的接触面积为多少平方米？
(2)该压路机发动机正常工作，压路机在沥青路面上行驶500秒，发动机所做的功为多少焦？
(3)该压路机发动机正常工作，压路机在水平地面以4米/秒的速度匀速直线行驶，则压路机的牵引力为多少牛？压路机受到的阻力为多少牛？
13．(10分)(2013·嘉兴)交通已经成为许多城市发展最棘手的问题之一。 如图所示的“空中列车”作为新型交通工具，能充分利用空中资源，有效减缓地面交通的拥堵。
(1)“空中列车”悬挂在水平轨道上。有一列车的总质量为14 000千克，则列车对轨道的压力为多少牛？若列车与轨道的总接触面积为0.1 m2，则列车对轨道的压强为多少帕？(g取10牛/千克)
(2)“空中列车”以电为动力，匀速行驶时每千米耗电约为0.5千瓦时。假设70%的电能用于克服阻力做功，则列车受到的阻力约为多少牛？
14．(15分)(2013·温州)汽车作为一种交通工具在国内已普及。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60千米/时刹车，测试结果如下图所示：
(1)汽车质量为1 500千克，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米2，请计算此时汽车对地面的压强。(g取10牛/千克)
(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3 000牛，试计算在刹车过程中，汽车克服地面阻力做功多少焦？
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 8 页 （共 8 页）(共98张PPT)
专题18 功和机械能
例 1 (2013·杭州)在甲、乙两图中，甲图地面粗糙、乙图地面光滑。质量分别为m,2m的两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离，则下列结论正确的是( )
A．甲图中F做的功小于乙图中F做的功
B．甲图中F做的功等于乙图中F做的功
C．甲图中F做的功大于乙图中F做的功
D．条件不足，无法确定甲、乙图中F做的功谁大
解析：本题考查功的计算。做功的两个必要因素是物体受到力的作用并在力的方向上通过一定的距离，功的大小等于两者的乘积，W＝Fs，题中的F和s均相同，所以甲、乙图中力F做的功相等，与地面的粗糙程度、物体的质量大小无关。
答案：B
如图所示，质量分布均匀的长方体砖，平放在水平地面上，第一次用竖直向上的力F1作用于ab的中点，第二次用竖直向上的力F2作用于bc的中点，都使它们在竖直方向上慢慢向上移动h(h＜ab＜bc)，
则在上述过程中F1________F2(选填“大于”“小于”或“等于”)；F1所做的功________F2所做的功(选填“大于”“小于”或“等于”)；第一次克服重力所做的功________第二次克服重力所做的功(选镇“大于”“小于”或“等于”)。
答案：等于 等于 等于
例 2 (2013·绍兴)在2013年中国吉尼斯之夜节目上，赵小龙表演以头“走”楼梯，如图。他将一个软垫套在头顶，只用头“走”了34级台阶，创造了新的吉尼斯世界记录。(g取10 N/kg)
(1)小龙在头上套一个软垫，可以________(选填“减小”或“增大”)对头的压强。
(2)如果每级台阶高8厘米，小龙的质量是30千克，则“走”完34级台阶，他至少做功________焦耳。
解析：本题以头“走”楼梯创吉尼斯世界纪录为载体考查压强和功的计算。(1)头上套一个软垫可以增大受力面积减小压强；
(2)G＝mg＝30 kg×10 N/kg＝300 N，
h＝34×8 cm＝272 cm＝2.72 m，
W＝Gh＝300 N×2.72 m＝816 J。
答案：(1)减小 (2)816
小明将掉在地面上的科学书捡起来放在课桌上，他对课本所做功最接近于( )
A．0.02 J B．0.2 J C．2 J D．20 J
答案：C
例 3 (2013·绍兴)如图甲，物体A在水平拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧秤示数如图乙所示。若不计滑轮、弹簧秤和绳的重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是( )
A．拉力F为2牛
B．此滑轮是定滑轮
C．拉力F的功率为0.4瓦
D．以物体A为参照物，弹簧秤是静止的
解析：本题考查滑轮、相对运动及功率的计算。读图，当物体A运动时，滑轮和物体一起运动，推知图示滑轮为动滑轮；F的大小等于弹簧秤的示数，即为2 N；物体A以0.2 m/s的速度做匀速直线运动，则力F的速度为
0.4 m/s，拉力F的功率为P＝Fv＝2 N×0.4 m/s＝0.8 W；物体A运动时，它和弹簧秤间有位置的改变，所以以A为参照物，弹簧秤是运动的，综上所述，A选项说法正确。
答案：A
2013年长沙体育中考，男生新设引体向上项目。如图是引体向上的示意图，小云同学在半分钟内做了12个规范的引体向上。已知小云的质量为60 kg，
每次引体向上他能将自身重心提高0.4 m，则小云每做一次引体向上所做的功为________J，整个过程中的平均功率为________W。(g取10 N/kg)
答案：240 96
例 4 (2013·嘉兴) 如图是杂技演员演出时的过程示意图，男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在跷跷板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故( )
A．甲演员的质量必须要大于女演员的质量
B．甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能
C．男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能
D．女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等
解析：本题以杂技为载体考查考生对机械能转化的理解。由图可知，因为男演员跳起后的高度大于女演员在乙处的高度，所以男演员的质量即使等于女演员的质量，其刚下落时的机械能也大于女演员的机械能，A选项错误；男演员离开跳台时，向上跳起，具有的机械能为势能和动能之和，落下后，转化为女演员的机械能，由于存在阻力，所以男演员离开跳台时的机械能一定大于女演员在乙处的机械能，但具有的势能不一定大于乙处女演员的势能，B选项错误，C选项正确；
女演员跳起后，因为存在阻力，在上升过程中，整个机械能减少，故女演员弹起来时的动能大于她站在乙处时的机械能，D选项错误。故选C。
答案：C
如图，倾斜轨道上的滚动体由A处自由释放，向B处滚动(不计摩擦及空气阻力)，所受重力的方向__________。有三位同学分别对此过程作了以下判断，你认为正确的是________(选填序号)。
①滚动体在A处受力平衡
②滚动体在B处的势能小于A处的势能
③滚动体在A处的动能大于B处的动能
答案：竖直向下 ②
专题训练 18（一）
一、选择题(每小题4分，共32分)
1．(2012·温州) 如图是高速公路避险车道示意图。当高速行驶的汽车出现刹车失灵时，可通过进入避险车道快速降低车速直至停止。避险车道的作用是降低汽车因高速行驶而具有的哪种能量带来的危害( )
A．动能 B．势能
C．内能 D．电能
答案：A
2. (2012·台州)摄影师抓拍到了一个有趣的场面(如图)：一只乌鸦站在飞翔的老鹰背上休憩。下列说法正确的是( )
A．以乌鸦为参照物，老鹰是静止的
B．以地面为参照物，乌鸦是静止的
C．站在老鹰背上休憩的乌鸦不具有动能
D．老鹰能在空中飞翔主要是由于受到空气对它的浮力作用
答案：A
3．(2012·衢州)为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验(如图所示)，让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离。关于该实验的说法中，不正确的是( )
A．该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小
B．该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等
C．在选择实验器材时，可以不考虑斜面的光滑程度、被撞木块的质量和软硬等因素
D．实验过程中，让同一小球从不同高度滚下，目的是为了让小球获得不同的运动速度
答案：C
4．如图所示，在水平拉力F的作用下，使物体沿水平面做匀速直线运动，若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计，已知物体与地面间的摩擦力为5 N，物体运动的速度为
2 m/s，则拉力做功的功率大小为( )
A．5 W B．10 W
C．15 W D．20 W
答案：B
5．如图甲所示，邻居大叔正吃力地把一重物送往高台，小翔看见后急忙前去帮忙，他找来一块木板，搭成图乙所示的斜面，结果轻松地把重物推到了高台上。关于这两种方法，下列说法正确的是( )
A．甲、乙的功率是一样的
B．大叔克服重力做功较多
C．两人做同样多的有用功
D．小翔做功的功率要大些
答案：C
6．中考体育测试跳绳的项目中，某同学在1 min 内跳了180次，每次跳的高度大约为5 cm。他跳绳时的功率大约为( )
A．1 000 W B．100 W C．10 W D．1 W
7．一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离s(如图所示)，该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是( )
A．W1C．W1＝W2＝W3 D．W1＝W2解析：做功要同时满足两个必要因素：一是要有力的作用；二是物体在力的方向上通过了一段距离。在这三个过程中力的大小相同，通过的距离相同，依据W＝Fs可知，力在这三个过程中所做的功相等。C正确。
答案：C
8．(2013·湖州)顾客站在商场自动扶梯的水平台阶上随自动扶梯匀速上升。顾客在上升过程中( )
A．机械能保持不变
B．运动状态在不断变化
C．相对于其站立的台阶是静止的
D．受到重力、支持力和摩擦力的作用
答案：C
二、简答题(每空3分，共18分)
9. (2012·义乌)2011年10月，年设计作业量50万标箱的“义乌港”一期建成并投入使用。“义乌港”二期工程也已经开工建设，建成后将达到年出口110万标箱的处理能力。
(1)已知20尺柜规格的集装箱长5.69米，若将110万个20尺柜规格的集装箱首尾相连，你以1.1米/秒的速度通过这些集装箱需要________天(四舍五入，结果保留整数)。
(2)起重机将一只质量为8吨的集装箱从地面吊到高为1.2米的货车上，至少需对集装箱做功________焦。(g取10牛/千克)
答案：(1)66 (2)96 000或9.6×104
10. (2012·绍兴)小敏设计并制造了一个能精确计时一百秒的器件。它的原理是：让第一粒弹子落下跌入铁罐，发出第一声响，开始计时。弹子跌入铁罐，使B点升高，管子里的活塞向上移动，第二粒弹子被推出管子，从H点沿轨道滚动，
直至跌入铁罐，发出第二声响，这时正好是50秒，再推动第三粒弹子进入轨道，最后，也跌入铁罐，发出第三声响，刚好是100秒。这一器件中，弹子落下，推动活塞上升，使用的机械名称是________，弹子从H点下落，到跌入铁罐的过程中，机械能的转化方式是________________________________________________________________________。
解析：根据题意“弹子跌入铁罐”，对A点施加一个向下的力，AB绕O点转动，使B点升高，给管子里的活塞一个向上的力，推动活塞上升，显然此机械为杠杆；弹子在H点具有重力势能，下落时势能转化为动能。
答案：杠杆 势能转化为动能
11．请分析以下两个有关能量的问题。
(1)“强弩之末势不能穿鲁缟者也”。强弩之末不能穿透薄薄的丝绸，说明物体的动能大小
与它的________有关。
(2)旋转图中的吸管后，将可乐罐放在桌面上，罐就会运动起来，这是因为罐中的橡皮筋积蓄了________能。
答案：(1)速度 (2)弹性势(势)
三、实验探究题(10分)
12．(2013·衢州)小徐利用如图实验来研究物体动能大小与哪些因素有关。让质量不同的钢球从斜面上同一高度静止释放，钢球运动到斜面底部，推动木块运动一段距离后停下。实验数据见下表：
实验次数 钢球质量m(克) 钢球到达斜面底部
时的速度v(米/秒) 木块移动的
距离s(厘米)
1 20 1.8 30
2 40 1.8 59
3 60 1.8 87
(1)表格中的实验数据说明了钢球的动能大小与____________有关。
(2)小徐对如何判断钢球的动能大小进行深入思考后认为：可以通过比较钢球推动木块移动距离的大小来反映钢球对木块________的多少，从而判断钢球动能的大小。
答案：(1)钢球质量(或质量) (2)做功
四、分析计算题(共40分)
13．(8分)(2013·台州)重力灯是英国的里弗斯设计的一款概念环保灯，如图所示。设计师为这款灯找到了“可再生能源”，它就是通过一定的装置将重力势能转化为电能。已知重物质量为20千克，每次被举高2米，LED灯的额定功率为1瓦。(g取10牛/千克)
14．(10分)(2013·杭州)某工地用电动起重机吊起重物，重物的质量m＝400 kg，电源提供的电压U＝220 V，不计一切摩擦。当电动起重机以v＝0.1 m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝2 A。(g取10 N/kg)
(1)电动机线圈的电阻R是多少？
(2)电动机匀速提升质量m′＝200 kg的重物，电动机的输入功率不变，提升速度是多少？
15．(14分)(2013·宁波)如图甲所示，放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用，力F的大小以及物体A的运动速度大小v随时间t的变化情况如图乙所示。
(1)当t＝7 s时，物体A受到的摩擦力f的大小为________N，方向为____________________。
(2)根据图乙有关信息，请用公式P＝Fv，求F＝10 N时该力的功率。
(3)如图丙所示，在A的两侧分别挂上柱状重物B、C，且C的一部分浸入水中。已知GB＝20 N，GC＝50 N，C的横截面积为30 cm2，长度足够，水够深。则当物体A不受摩擦力作用时，C的下底面受到的水的压强是多少？若物体A移动就会触发报警装置(图中未画出)，当物体A不移动时，最高水位与最低水位的差是多少？(g取
10 N/kg)
专题训练(二)
一、选择题(每小题4分，共32分)
1．(2013·湘西)在水平地面上，用50 N的水平拉力拉重为100 N的小车，使小车沿水平方向前进了5 m，这时拉力所做的功是( )
A．50 J B．250 J C．750 J D．0 J
答案：B
2．如图所示，用F＝10 N的水平推力推着重为20 N 的物体沿水平方向做直线运动，若推力F对物体做了 30 J的功，则在这一过程中( )
A．物体一定运动了1 m
B．重力做的功一定为60 J
C．物体一定受到10 N的摩擦力
D．物体一定运动了3 m
答案：D
3．用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体，两力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离s的关系图象如图所示，由图可知，甲、乙两个力的大小关系是( )
A．F甲>F乙
B．F甲C．F甲＝F乙
D．条件不足，无法判断
解析：根据题中提供的W－s图象可知，功W与距离s成正比，即有W＝Fs关系，在s相同时，F甲所做的功大于
F乙所做的功，可知F甲>F乙，所以A选项正确。
答案：A
4．图中是一个两面光滑的斜面，∠β >∠α，同一个物体分别在AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点，所需拉力分别为FA、FB，所做功分别为WA、WB，则( )
A．FA＝FB WA＝WB B．FAC．FAFB WA>WB
5．2013年2月15日上午9时30分左右，俄罗斯车里雅宾斯克州发生天体坠落事件，坠落的陨石与大气剧烈摩擦发出耀眼的白光，如图所示。则陨石在空中加速降落时( )
A．重力势能不断减少，机械能不变
B．重力势能不断增加，机械能不变
C．重力势能不断增加，机械能增加
D．重力势能不断减少，机械能减少
解析：陨石在空中加速降落时高度越来越小，所以其重力势能不断减小。因为降落过程中与空气摩擦，损失了部分能量，所以其机械能减小。故选D。
答案：D
6．(2013·黄石)如图所示是老师在课堂上进行的滚摆演示实验示意图，下列说法不正确的是( )
A．滚摆运动过程中，机械能守恒
B．滚摆向下运动时，重力势能部分转化
为动能
C．滚摆向上运动时，动能部分转化为重力势能
D．滚摆上升的最大高度逐渐降低
解析：滚摆旋转上升时，动能部分转化为重力势能；旋转下降时，重力势能部分转化为动能。但是在空气中，由于摩擦的存在，总的机械能并不守恒，有一部分机械能转化为内能。故选A。
答案：A
7．(2013·宜昌)人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示为卫星从远地点向近地点运动的过程。针对该过程，以下说法正确的是( )
A．动能逐渐增大，机械能增大
B．势能逐渐减小，机械能减小
C．动能逐渐增大，势能逐渐减小，
机械能不变
D．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小
解析：卫星从远地点向近地点运动时，位置越来越低，重力势能越来越小，动能越来越大，是势能转化为动能，所以势能减小，动能增大。因为在外太空由于没有大气的影响，总的机械能是守恒的。故选C。
答案：C
8．(2013·十堰)跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员( )
A．助跑过程中机械能不变
B．起跳后升空的过程中，动能转化为重力势能
C．经过最高点时动能为零
D．经过最高点时重力势能最小
解析：助跑过程中，速度越来越快，高度不变，动能增加，重力势能不变，因此机械能增加，A选项错误；起跳后升空的过程中，高度增加，速度减小，即动能减小，重力势能增加，故将动能转化为重力势能，B选项正确；经过最高点时，水平方向速度不为零，因此动能不为零，C选项错误；经过最高点时，高度最高，即重力势能最大，D选项错误。故选B。
答案：B
月球车的质量为120 kg，它在月球表面受到的重力为________N。若它在月球表面上方竖直下落4 m，则重力对它做的功为________J。(g取10 N/kg)
答案：200 800
10．(2013·广安)为捍卫祖国海疆，人民解放军某航空兵大队在南海上空举行了多次实兵实战对抗演习。在演习过程中，一空中加油机给某歼－10战机进行空中加油，加油后若该歼－10战机仍以原来的高度和速度匀速飞行，则该战机的动能________，机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：加油机给战机加油后，战机的质量增大，而物体的动能与物体的质量和运动速度有关，该战机仍匀速飞行，其速度大小不变，故它的动能增大；而机械能是动能和势能的总和，故机械能也增大。
答案：增大 增大
三、实验探究题(15分)
11．(2013·绍兴)小敏想探究小球滚上斜面的最大高度与斜面倾角和小球质量的关系，将两个斜面AO与OB对接成如图装置，进行实验。
①让质量为5克的小球，在斜面AO上高H处静止释放，沿斜面滑下，经O点滚上斜面OB，测量小球达到的最大高度h，将数据记录在表中；改变斜面OB的倾角θ，重复实验；
②用质量为7克的小球重复上述实验，将数据记录在表中。
(1)比较实验1、2、3(或4、5、6)，说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与____________有关。
(2)比较实验____________(选择序号)，说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与小球质量无关。
(3)如果斜面没有摩擦，小球在斜面OB上能达到的最大高度是________厘米。
解析：影响小球在斜面上升的最大高度可能是小球的质量，也可能是斜面的倾角，有两个因素，往往采用控制变量法。(1)从表中可知，比较1、2、3或4、5、6可知，小球的质量一定时，斜面的倾角越大，小球上升的最大高度越大；(2)小球在斜面上能达到的最大高度与小球质量无关，应控制斜面的倾角相等，改变小球的质量，从表格中可知，比较1、4(或2、5或3、6)即可；(3)如果没有摩擦，则机械能守恒，小球在斜面上能达到最大高度为10厘米。
答案：(1)斜面OB的倾角θ (2)1、4(或2、5或3、6) (3)10
四、分析计算题(共37分)
12．(12分)(2013·丽水)压路机是一种利用碾轮的碾压作用，将土壤、路基垫层和路面铺砌层压实的工程机械，广泛用于筑路、筑堤和筑坝等工程。某型号压路机质量为3×104 千克，发动机的额定功率为120千瓦，g取10牛/千克。求：
(1)如图所示该压路机在沥青路面碾压时，压路机对水平路面的压强为2×105帕，压路机对水平路面的压力为多少牛？压路机与路面的接触面积为多少平方米？
(2)该压路机发动机正常工作，压路机在沥青路面上行驶500秒，发动机所做的功为多少焦？
(3)该压路机发动机正常工作，压路机在水平地面以4米/秒的速度匀速直线行驶，则压路机的牵引力为多少牛？压路机受到的阻力为多少牛？
13．(10分)(2013·嘉兴)交通已经成为许多城市发展最棘手的问题之一。
如图所示的“空中列车”作为新型交通工具，能充分利用空中资源，有效减缓地面交通的拥堵。
(1)“空中列车”悬挂在水平轨道上。有一列车的总质量为14 000千克，则列车对轨道的压力为多少牛？若列车与轨道的总接触面积为0.1 m2，则列车对轨道的压强为多少帕？(g取10牛/千克)
(2)“空中列车”以电为动力，匀速行驶时每千米耗电约为0.5千瓦时。假设70%的电能用于克服阻力做功，则列车受到的阻力约为多少牛？
14．(15分)(2013·温州)汽车作为一种交通工具在国内已普及。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60千米/时刹车，测试结果如下图所示：
(1)汽车质量为1 500千克，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米2，请计算此时汽车对地面的压强。(g取10牛/千克)
(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3 000牛，试计算在刹车过程中，汽车克服地面阻力做功多少焦？
