【备考2023】浙教版科学中考“临阵磨枪”专题训练（七 ）：机械功和功率【word，含答案】
文档属性
| 名称 | 【备考2023】浙教版科学中考“临阵磨枪”专题训练（七 ）：机械功和功率【word，含答案】 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 852.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2023-04-06 17:36:29 | ||
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文档简介
1.荡秋千是中小学生喜欢的游戏，如图为荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是（ ）
A．球在B、C两点的机械能相等 B．球在A、D两点的重力势能相等
C．球从B点到O点的过程中机械能减少 D．球从O点到D点的过程中动能增加
2.一端封闭的两个完全相同的玻璃管（如图所示）甲中装水乙中装食用油。两个完全相同的金属小球从O处静止释放，下落到P处，小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从O处到P处的下落情况，则小球（ ）
A．重力势能变化量不相同 B．获得的动能相同
C．在食用油中重力做功慢 D．机械能不变
3.乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，若不计空气阻力，则落到水平桌面时三者的速度大小关系是（ ）
A．va＞vb＞vc B．vb＞vc＞va C．va＞vc＞vb D．va＝vb＝vc
4.如图，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球向下运动到最低点B（不超过弹簧弹性限度），小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球的重力势能--直在减少，动能一直在增加
B．小球减少的重力势能全部转化为动能
C．弹簧的弹性势能不断增大
D．小球运动到B点时，重力势能最小，动能最大
5.如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（ ）
A．小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能
B．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变
C．小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功
D．小球通过M、N两点时的速度大小相等
6.如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一小物块m连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点，物体与水平地面间的摩擦力恒定，试判断下列说法中正确的是( )
A.物体从A到B动能越来越大，从B到C动能越来越小
B.物体从A到B动能先增大后减小，从B到C动能一直减小
C.物体从A到C动能一直在减小
D.物体动能最大的位置在B和C之间
7.如图将一小球置于一弹簧的上方，放手后，小球向下运动，到达A位置小球刚好与弹簧接触，到达B位置小球的速度变为零。则对于此过程的分析，下列说法错误的是（ ）
A.从A到B位置过程，小球的部分机械能转化为弹簧的弹性势能
B.从A到B位置过程，小球受到弹力一直变大
C.从A到B位置过程，小球的速度一直在变小，到B位置为零
D.从A到B位置过程，小球开始时受到的弹力小于重力，后来受到的弹力大于重力
8.如图所示，人造地球卫星在军事侦查、通信领域以及气候观测、大地测量等方面有着广泛的应用，目前我们国家已经发射了192颗人造卫星。下列关于人造卫星在大气层外运行，下列说法正确的是 （ ）
A．卫星在近地点速度最小
B．卫星由近地点到远地点的运动过程中只有动能和重力势能之间的转化
C．卫星从近地点运动到远地点的过程中要克服空气阻力做功，机械能不守恒
D．以地球为参照物，地球同步卫星是运动的
9.在如图所示的滚摆实验中，关于滚摆的能量变化情况，下列说法中正确的是（ ）
A．滚摆下降时，动能减小，重力势能增加
B．滚摆运动时，有部分机械能转化为内能
C．滚摆运动至最低点时，动能为零
D．滚摆运动至最高点时，若一切外力消失，滚摆将会继续向上运动
10.如图，木块以一定的速度滑过A、B点，到C点滑出下落至D点。A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是( )
A．D点与A点相比，动能增加，势能减少，机械能不变
B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于C点的动能
D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能
11．如图所示，小华同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央，她针对此过程提出了如下的猜想。你认为合理的是( )
A．文具盒所受重力对它做了功 B．文具盒所受支持力对它做了功
C．文具盒所受的推力F对它做了功D．在此过程中没有力对文具盒做功
12.小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），速度为5m/s。将弹簧压缩到最短（如图丙）的整个过程中，小球的速度和弹簧缩短的长度之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点。已知轻弹簧每受到0.5N的压力就缩短1cm，并且轻弹簧在从受到撞击到被压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变（g=10N/kg）。以下说法正确的是（ ）
A．实验中所用小球的质量为0.25kg
B．从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球的动能不断减小
C．小球在最低点速度等于零，处于平衡状态
D．整个过程中小球的机械能不变
13.物理课上，喜欢动手的小明帮助老师搬运实验器材，器材所受的重力为，距离讲台的水平距离，距离讲台面的竖直高度，如图所示。小明先用的时间在M点将器材匀速竖直搬起，再匀速直线运动到达讲台的N点。小明水平移动器材时，速度大小为___________、对器材做的功为___________J。
14.如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示。则第2秒末时，物体处于 状态，第4秒末时，物体受到的摩擦力是 N，第6秒末到第9秒末，推力F做功是 J．
15.让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示（不考虑空气阻力）。已知该轻质橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：ha=0.4m，hb=0.5m，hc=0.7m。
（1）小球从a点到c点的过程中，小球动能变化情况是_________（变大/变小/先变大再变小/不变/先变小再变大）；
（2）当橡皮筋弹性势能最大时，小球处于_________状态（平衡/非平衡）；
（3）实验中所用小球的重力为_________N。由a点到b点，动能变化量_________（大于/小于/等于）重力势能变化量。
16.在做“探究动能大小与质量关系”的实验时，小明想：小球从相同高度滚下，若小球材质和斜面倾角不同，到达水平位置时的速度会相同吗？
（1）图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案，小明实验时选择A方案而不能选择B方案的原因是________。
（2）小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。分别让球从斜面同一高度由静止开始释放，利用测速仪测出球到达水平位置时的速度如表所示。
斜面倾角速度(米/秒)球的类别 10° 20° 30° 40° 50° 60°
大钢球 2．67 2．67 2．67 2．75 2．88 2．97
小钢球 2．67 2．67 2．67 2．75 2．88 2．97
木球 2．67 2．67 2．67 2．67 2．74 2．89
分析表中数据可知：要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关，则斜面倾角不可能是 。
A.15° B.25° C.35° D.45°
（3）小明利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时，通过观察球撞击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小(图中未画出固定塑料软片的装置)。老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验，原因是________。
17．某型号汽车发动机的额定功率为5.4×104W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N．在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：
（l）发动机所提供的牵引力大小；
（2）行驶速度的大小；
（3）行驶5min牵引力所做的功。
答案及解析
1.C
【解析】A．B、C两点高度相同，小球质量相同，因而重力势能相同；但小球在B点的速度大于在C点的速度，即小球在B点的动能大于在C点的动能，所以小球在B、C两点的机械能不相等，故A错误；
B．A、D两点高度不同，A点的重力势能大于D点的重力势能，故B错误；
C．球从B点到O点的过程中，由于存在阻力，机械能减少，故C正确；
D．球从O点到D点的过程中，质量不变，速度减小，动能减小，故D错误。
故选C。
2.C
【解析】A．重力做功为W=Gh，所以重力做功相同，重力势能变化量相同，故A错误；
B．获得的动能不同，在煤油中阻力更大，动能小，故B错误；
C．根据可知，在水和食用油中重力做功相等，食用油中时间长，重力做功慢，故C选项正确；
D．由于液体有阻力，机械能会减小，故D错误。
故选C。
3.D
【解析】乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，由于高度和速度都相同，则机械能是相同的；不计空气阻力，三个小球的机械能是守恒的，所以三个小球到达桌面时的机械能相同，由于高度相同，重力势能相同，则动能相同，速度相同，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
4.C
【解析】A．小球高度下降，故小球的重力势能一直减小，小球受重力和弹力作用，在开始阶段时，重力大于弹力物体将一直加速，当弹力等于重力后物体开始减速，故小球的动能先增大后减小，故A错误；
B．弹簧的形变量增大，小球减少的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，故B错误；
C．弹簧的形变量一直增大，弹簧的弹性势能不断增大，故C正确；
D．小球运动到B点时，高度最小，重力势能最小，速度为0，动能为0，故D错误。
故选C。
5.C
【解析】A．由于最高点P和Q不等高，故机械能不守恒，存在摩擦力，故小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能一部分转化为动能和内能，故A错误；
B．小球从P点向Q点运动的过程中，存在阻力，机械能减小，故B错误；
C．小球从P点向Q点运动的过程中，支持力与运动的距离是垂直的，故所受支持力不做功是正确的，故C正确；
D．由于机械能减小，M、N两点时重力势能相同，故小球通过M、N两点时的速度大小不相等，故D错误。
故选C。
6.B
【解析】当物体受到的合力与运动方向相同时，物体做加速运动；如果合力为零，那么加速停止，此时速度最大；如果合力的方向与运动方向相反，那么物体做减速运动，据此分析物体动能的变化。
①在从A到B的过程中，弹簧被压缩，因此物体受到水平向右的推力。在开始的一段时间内，弹力大于阻力，合力与运动方向相同，因此物体做加速运动。由于形变程度减小，所以弹力在不断减小，当弹力和阻力相同时，合力为零，此时加速停止，速度最大。
②从这个点到B点时，弹力小于阻力，合力与运动方向相反，物体做减速运动；
③从B到C的过程中，弹力的方向向左，且随着形变程度的增大而增大。由于阻力方向也向左，所以物体受到的合力方向与运动方向相反，即物体做减速运动，直到静止下来。
物体从A到B速度先增大后减小，从B到C速度一直减小，故B正确，而A、C错误；
因为动能最大时，物体的速度最大，应该是阻力和弹力相等的位置，那么此时弹簧应该被压缩，即在A和B之间，故D错误。
7.C
【解析】（1）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，弹性势能与形变程度的大小有关；
（2）在弹性限度内，弹簧的弹力与形变程度呈正比；
（3）根据能量转化的知识分析；
（4）如果物体受到的合力与运动方向相同，那么做加速运动；如果合力为零，那么加速停止，此时速度最大；如果合力的方向与运动方向相反，那么物体做减速运动。
当小球到达点B的时候，小球的速度为零，那么它的动能为零；而高度不为零，所以它的重力势能不为零，也就是在B点时它的机械能不为零，因此小球的部分机械能转化为弹簧的弹性势能，故A正确不合题意；
从A到B的过程中，弹簧的形变程度不断增大，所以小球受到的弹力一直变大，故B正确不合题意；
在从A到B的过程中，开始一段时间内，弹力小于重力，合力向下，与运动方向相同，因此做加速运动；后来弹力大于重力，合力向上，因此又做减速运动，故C错误符合题意，D正确不合题意。
8.B
【解析】ABC．卫星在大气层外运动，不受空气阻力的作用，其机械能守恒，所以由近地点到远地点间运动时，只有动能和重力势能之间的转化，那么在近地点时，高度最低，重力势能最小，动能最大，速度最大，故AC错误，B正确；
D．以地球为参照物，地球同步卫星没有位置变化，处于静止，故D错误。
故选B。
9.B
【解析】A．滚摆下降时，质量不变，越滚越快（速度增大），动能增大；同时高度减小，重力势能减小，故A错误；
B．滚摆运动时，与空气摩擦，有一部分机械能转化为内能，故B正确；
C．滚摆运动至最低点时，其速度最大，所以动能最大，故C错误；
D．滚摆运动至最高点时，速度为零（瞬间静止），此时若一切外力突然消失，滚摆会保持静止状态，不可能再继续向上转动，故D错误。
故选B。
10.C
【解析】从A点到C点，木块需克服摩擦做功，故A点的机械能一定小于D点；从A点到C点和C点到D点木块下降的高度均为h，故减少的重力势能相等；A点到B点木块克服摩擦所做的功与重力势能减小量的大小关系无法确定，故A、B两点的动能大小不能确定，B点到C点高度不变，木块克服摩擦做功，动能减小；C点到D点，不计空气阻力，木块重力势能减小，动能增大，故B点动能可能等于D点动能。
11．C
【解析】重力与支持力的方向与文具盒的移动方向垂直，都不做功。文具盒在推力F作用下沿F的方向移动了距离，所以推力F对文具盒做功。
12.A
【解析】A．在小球向下运动且开始压缩弹簧的过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力。开始时，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大；随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当弹力与重力相等时，两力是一对平衡力，合力为零。小球再向下运动，弹力大于重力，合力向下，小球速度减小。由此可见，当重力G与弹力F是一对平衡力时，小球速度最大。此时，由图可知弹簧的压缩量ΔL=5cm，由平衡条件得
小球的质量为
小球的质量为0.25kg，故A正确；
BD．由图像看出：在小球刚开始撞击弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中，小球速度先变大后变小。小球动能先变大后变小；故压缩弹簧过程中，小球的机械能会转化为弹簧的弹性势能，整个系统机械能守恒，但小球的机械能变小，故B、D错误；
C．在小球向下运动过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力。开始时，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当弹力与重力相等时，两力是一对平衡力，合力为零。小球再向下运动，弹力大于重力，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，弹力大于重力，小球处于非平衡状态，故C错误。
13.24 0
【解析】小明水平移动器材时运动的距离
速度大小为
小明水平移动器材时，小明对器材的作用力竖直向上，器材在力的方向上没有移动距离，因此小明水平移动器材时不对器材做功，故对器材做的功为0。
14.静止；4；24
【解析】（1）从图乙可以看出物体在第2秒末时速度为0，所以物体静止；
（2）从图乙v﹣t图象上看出，第6s以后，物体做匀速直线运动，受到的摩擦力f＝F＝4N；第4秒末时，物体加速运动，和6s以后相比，压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，大小为4N；
（3）从图乙可以看出，6s～9s这段时间中F＝4N，v＝2m/s，
由v＝可得，s＝vt＝2m/s×3s＝6m，
利用功的计算公式得，W＝Fs＝4N×6m＝24J；
15. 先变大再变小 非平衡 1 小于
【解析】（1）小球在下落的过程中，橡皮筋逐渐发生弹簧形变，橡皮筋所受弹力由小变大，当重力大于弹力时，小球受到合力向下，小球加速下落；当弹力等于重力时，小球受到合力为0，速度达到最大；当弹力大于小球重力时，合力向上，小球开始做减速运动。由此可知小球下落速度的变化情况是：先变大后变小；由于小球的质量不变，因此小球动能变化情况是先变大再变小。
（2）当橡皮筋伸长量最大即弹性势能最大时，小球速度减小为0，小球受力不平衡，所以处于非平衡状态。
（3）由图可知，在b点处时小球的速度是最大的，重力等于弹力；此时橡皮筋的伸长量为
Δh=hb-ha=0.5m-0.4m=0.1m
橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，则弹力为
因此小球的重力为1N。
根据能量守恒可知，由a点到b点，小球减少的重力势能转化为小球的动能和橡皮筋的弹性势能，则小球的动能变化量小于重力势能的变化量。
16.（1）B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同
（2）D
（3）塑料软片对不同体积的小球的阻力不同
【解析】（1）在A方案中，挡板是水平的，无论球大或球小，它们下落的高度相同；而在B方案中，挡板与斜面垂直，球越小它所在的高度越小，因此：小明实验时选择A方案而不能选择B方案的原因是：B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同了；
（2）根据表格可知，当斜面倾角在10°~30°之间时，无论球的材质是否相同，最终小球的速度相同，这说明在这个角度范围内，球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关。因为45°>30°，所以斜面倾角不可能是D；
（3）老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验，原因是： 塑料软片对不同体积的小球的阻力不同 。
17．（1）发动机所提供的牵引力为1800N；
（2）行驶速度为30m/s；
（3）行驶10min牵引力所做的功是3.6×107J
【解析】（1）因为汽车匀速行驶，受平衡力作用；由二力平衡知识得，F＝f＝1800N；
（2）由P＝Fv得行驶速度的大小；v＝＝＝30m/s；
（3）t＝10min＝600s，
匀速行驶10min牵引力所做的功：W＝Pt＝6×104W×600s＝3.6×107J。
机械功和功率
A．球在B、C两点的机械能相等 B．球在A、D两点的重力势能相等
C．球从B点到O点的过程中机械能减少 D．球从O点到D点的过程中动能增加
2.一端封闭的两个完全相同的玻璃管（如图所示）甲中装水乙中装食用油。两个完全相同的金属小球从O处静止释放，下落到P处，小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从O处到P处的下落情况，则小球（ ）
A．重力势能变化量不相同 B．获得的动能相同
C．在食用油中重力做功慢 D．机械能不变
3.乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，若不计空气阻力，则落到水平桌面时三者的速度大小关系是（ ）
A．va＞vb＞vc B．vb＞vc＞va C．va＞vc＞vb D．va＝vb＝vc
4.如图，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球向下运动到最低点B（不超过弹簧弹性限度），小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球的重力势能--直在减少，动能一直在增加
B．小球减少的重力势能全部转化为动能
C．弹簧的弹性势能不断增大
D．小球运动到B点时，重力势能最小，动能最大
5.如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（ ）
A．小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能
B．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变
C．小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功
D．小球通过M、N两点时的速度大小相等
6.如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一小物块m连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点，物体与水平地面间的摩擦力恒定，试判断下列说法中正确的是( )
A.物体从A到B动能越来越大，从B到C动能越来越小
B.物体从A到B动能先增大后减小，从B到C动能一直减小
C.物体从A到C动能一直在减小
D.物体动能最大的位置在B和C之间
7.如图将一小球置于一弹簧的上方，放手后，小球向下运动，到达A位置小球刚好与弹簧接触，到达B位置小球的速度变为零。则对于此过程的分析，下列说法错误的是（ ）
A.从A到B位置过程，小球的部分机械能转化为弹簧的弹性势能
B.从A到B位置过程，小球受到弹力一直变大
C.从A到B位置过程，小球的速度一直在变小，到B位置为零
D.从A到B位置过程，小球开始时受到的弹力小于重力，后来受到的弹力大于重力
8.如图所示，人造地球卫星在军事侦查、通信领域以及气候观测、大地测量等方面有着广泛的应用，目前我们国家已经发射了192颗人造卫星。下列关于人造卫星在大气层外运行，下列说法正确的是 （ ）
A．卫星在近地点速度最小
B．卫星由近地点到远地点的运动过程中只有动能和重力势能之间的转化
C．卫星从近地点运动到远地点的过程中要克服空气阻力做功，机械能不守恒
D．以地球为参照物，地球同步卫星是运动的
9.在如图所示的滚摆实验中，关于滚摆的能量变化情况，下列说法中正确的是（ ）
A．滚摆下降时，动能减小，重力势能增加
B．滚摆运动时，有部分机械能转化为内能
C．滚摆运动至最低点时，动能为零
D．滚摆运动至最高点时，若一切外力消失，滚摆将会继续向上运动
10.如图，木块以一定的速度滑过A、B点，到C点滑出下落至D点。A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是( )
A．D点与A点相比，动能增加，势能减少，机械能不变
B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于C点的动能
D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能
11．如图所示，小华同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央，她针对此过程提出了如下的猜想。你认为合理的是( )
A．文具盒所受重力对它做了功 B．文具盒所受支持力对它做了功
C．文具盒所受的推力F对它做了功D．在此过程中没有力对文具盒做功
12.小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），速度为5m/s。将弹簧压缩到最短（如图丙）的整个过程中，小球的速度和弹簧缩短的长度之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点。已知轻弹簧每受到0.5N的压力就缩短1cm，并且轻弹簧在从受到撞击到被压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变（g=10N/kg）。以下说法正确的是（ ）
A．实验中所用小球的质量为0.25kg
B．从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球的动能不断减小
C．小球在最低点速度等于零，处于平衡状态
D．整个过程中小球的机械能不变
13.物理课上，喜欢动手的小明帮助老师搬运实验器材，器材所受的重力为，距离讲台的水平距离，距离讲台面的竖直高度，如图所示。小明先用的时间在M点将器材匀速竖直搬起，再匀速直线运动到达讲台的N点。小明水平移动器材时，速度大小为___________、对器材做的功为___________J。
14.如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示。则第2秒末时，物体处于 状态，第4秒末时，物体受到的摩擦力是 N，第6秒末到第9秒末，推力F做功是 J．
15.让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示（不考虑空气阻力）。已知该轻质橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：ha=0.4m，hb=0.5m，hc=0.7m。
（1）小球从a点到c点的过程中，小球动能变化情况是_________（变大/变小/先变大再变小/不变/先变小再变大）；
（2）当橡皮筋弹性势能最大时，小球处于_________状态（平衡/非平衡）；
（3）实验中所用小球的重力为_________N。由a点到b点，动能变化量_________（大于/小于/等于）重力势能变化量。
16.在做“探究动能大小与质量关系”的实验时，小明想：小球从相同高度滚下，若小球材质和斜面倾角不同，到达水平位置时的速度会相同吗？
（1）图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案，小明实验时选择A方案而不能选择B方案的原因是________。
（2）小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。分别让球从斜面同一高度由静止开始释放，利用测速仪测出球到达水平位置时的速度如表所示。
斜面倾角速度(米/秒)球的类别 10° 20° 30° 40° 50° 60°
大钢球 2．67 2．67 2．67 2．75 2．88 2．97
小钢球 2．67 2．67 2．67 2．75 2．88 2．97
木球 2．67 2．67 2．67 2．67 2．74 2．89
分析表中数据可知：要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关，则斜面倾角不可能是 。
A.15° B.25° C.35° D.45°
（3）小明利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时，通过观察球撞击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小(图中未画出固定塑料软片的装置)。老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验，原因是________。
17．某型号汽车发动机的额定功率为5.4×104W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N．在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：
（l）发动机所提供的牵引力大小；
（2）行驶速度的大小；
（3）行驶5min牵引力所做的功。
答案及解析
1.C
【解析】A．B、C两点高度相同，小球质量相同，因而重力势能相同；但小球在B点的速度大于在C点的速度，即小球在B点的动能大于在C点的动能，所以小球在B、C两点的机械能不相等，故A错误；
B．A、D两点高度不同，A点的重力势能大于D点的重力势能，故B错误；
C．球从B点到O点的过程中，由于存在阻力，机械能减少，故C正确；
D．球从O点到D点的过程中，质量不变，速度减小，动能减小，故D错误。
故选C。
2.C
【解析】A．重力做功为W=Gh，所以重力做功相同，重力势能变化量相同，故A错误；
B．获得的动能不同，在煤油中阻力更大，动能小，故B错误；
C．根据可知，在水和食用油中重力做功相等，食用油中时间长，重力做功慢，故C选项正确；
D．由于液体有阻力，机械能会减小，故D错误。
故选C。
3.D
【解析】乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，由于高度和速度都相同，则机械能是相同的；不计空气阻力，三个小球的机械能是守恒的，所以三个小球到达桌面时的机械能相同，由于高度相同，重力势能相同，则动能相同，速度相同，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
4.C
【解析】A．小球高度下降，故小球的重力势能一直减小，小球受重力和弹力作用，在开始阶段时，重力大于弹力物体将一直加速，当弹力等于重力后物体开始减速，故小球的动能先增大后减小，故A错误；
B．弹簧的形变量增大，小球减少的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，故B错误；
C．弹簧的形变量一直增大，弹簧的弹性势能不断增大，故C正确；
D．小球运动到B点时，高度最小，重力势能最小，速度为0，动能为0，故D错误。
故选C。
5.C
【解析】A．由于最高点P和Q不等高，故机械能不守恒，存在摩擦力，故小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能一部分转化为动能和内能，故A错误；
B．小球从P点向Q点运动的过程中，存在阻力，机械能减小，故B错误；
C．小球从P点向Q点运动的过程中，支持力与运动的距离是垂直的，故所受支持力不做功是正确的，故C正确；
D．由于机械能减小，M、N两点时重力势能相同，故小球通过M、N两点时的速度大小不相等，故D错误。
故选C。
6.B
【解析】当物体受到的合力与运动方向相同时，物体做加速运动；如果合力为零，那么加速停止，此时速度最大；如果合力的方向与运动方向相反，那么物体做减速运动，据此分析物体动能的变化。
①在从A到B的过程中，弹簧被压缩，因此物体受到水平向右的推力。在开始的一段时间内，弹力大于阻力，合力与运动方向相同，因此物体做加速运动。由于形变程度减小，所以弹力在不断减小，当弹力和阻力相同时，合力为零，此时加速停止，速度最大。
②从这个点到B点时，弹力小于阻力，合力与运动方向相反，物体做减速运动；
③从B到C的过程中，弹力的方向向左，且随着形变程度的增大而增大。由于阻力方向也向左，所以物体受到的合力方向与运动方向相反，即物体做减速运动，直到静止下来。
物体从A到B速度先增大后减小，从B到C速度一直减小，故B正确，而A、C错误；
因为动能最大时，物体的速度最大，应该是阻力和弹力相等的位置，那么此时弹簧应该被压缩，即在A和B之间，故D错误。
7.C
【解析】（1）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，弹性势能与形变程度的大小有关；
（2）在弹性限度内，弹簧的弹力与形变程度呈正比；
（3）根据能量转化的知识分析；
（4）如果物体受到的合力与运动方向相同，那么做加速运动；如果合力为零，那么加速停止，此时速度最大；如果合力的方向与运动方向相反，那么物体做减速运动。
当小球到达点B的时候，小球的速度为零，那么它的动能为零；而高度不为零，所以它的重力势能不为零，也就是在B点时它的机械能不为零，因此小球的部分机械能转化为弹簧的弹性势能，故A正确不合题意；
从A到B的过程中，弹簧的形变程度不断增大，所以小球受到的弹力一直变大，故B正确不合题意；
在从A到B的过程中，开始一段时间内，弹力小于重力，合力向下，与运动方向相同，因此做加速运动；后来弹力大于重力，合力向上，因此又做减速运动，故C错误符合题意，D正确不合题意。
8.B
【解析】ABC．卫星在大气层外运动，不受空气阻力的作用，其机械能守恒，所以由近地点到远地点间运动时，只有动能和重力势能之间的转化，那么在近地点时，高度最低，重力势能最小，动能最大，速度最大，故AC错误，B正确；
D．以地球为参照物，地球同步卫星没有位置变化，处于静止，故D错误。
故选B。
9.B
【解析】A．滚摆下降时，质量不变，越滚越快（速度增大），动能增大；同时高度减小，重力势能减小，故A错误；
B．滚摆运动时，与空气摩擦，有一部分机械能转化为内能，故B正确；
C．滚摆运动至最低点时，其速度最大，所以动能最大，故C错误；
D．滚摆运动至最高点时，速度为零（瞬间静止），此时若一切外力突然消失，滚摆会保持静止状态，不可能再继续向上转动，故D错误。
故选B。
10.C
【解析】从A点到C点，木块需克服摩擦做功，故A点的机械能一定小于D点；从A点到C点和C点到D点木块下降的高度均为h，故减少的重力势能相等；A点到B点木块克服摩擦所做的功与重力势能减小量的大小关系无法确定，故A、B两点的动能大小不能确定，B点到C点高度不变，木块克服摩擦做功，动能减小；C点到D点，不计空气阻力，木块重力势能减小，动能增大，故B点动能可能等于D点动能。
11．C
【解析】重力与支持力的方向与文具盒的移动方向垂直，都不做功。文具盒在推力F作用下沿F的方向移动了距离，所以推力F对文具盒做功。
12.A
【解析】A．在小球向下运动且开始压缩弹簧的过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力。开始时，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大；随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当弹力与重力相等时，两力是一对平衡力，合力为零。小球再向下运动，弹力大于重力，合力向下，小球速度减小。由此可见，当重力G与弹力F是一对平衡力时，小球速度最大。此时，由图可知弹簧的压缩量ΔL=5cm，由平衡条件得
小球的质量为
小球的质量为0.25kg，故A正确；
BD．由图像看出：在小球刚开始撞击弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中，小球速度先变大后变小。小球动能先变大后变小；故压缩弹簧过程中，小球的机械能会转化为弹簧的弹性势能，整个系统机械能守恒，但小球的机械能变小，故B、D错误；
C．在小球向下运动过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力。开始时，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当弹力与重力相等时，两力是一对平衡力，合力为零。小球再向下运动，弹力大于重力，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，弹力大于重力，小球处于非平衡状态，故C错误。
13.24 0
【解析】小明水平移动器材时运动的距离
速度大小为
小明水平移动器材时，小明对器材的作用力竖直向上，器材在力的方向上没有移动距离，因此小明水平移动器材时不对器材做功，故对器材做的功为0。
14.静止；4；24
【解析】（1）从图乙可以看出物体在第2秒末时速度为0，所以物体静止；
（2）从图乙v﹣t图象上看出，第6s以后，物体做匀速直线运动，受到的摩擦力f＝F＝4N；第4秒末时，物体加速运动，和6s以后相比，压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，大小为4N；
（3）从图乙可以看出，6s～9s这段时间中F＝4N，v＝2m/s，
由v＝可得，s＝vt＝2m/s×3s＝6m，
利用功的计算公式得，W＝Fs＝4N×6m＝24J；
15. 先变大再变小 非平衡 1 小于
【解析】（1）小球在下落的过程中，橡皮筋逐渐发生弹簧形变，橡皮筋所受弹力由小变大，当重力大于弹力时，小球受到合力向下，小球加速下落；当弹力等于重力时，小球受到合力为0，速度达到最大；当弹力大于小球重力时，合力向上，小球开始做减速运动。由此可知小球下落速度的变化情况是：先变大后变小；由于小球的质量不变，因此小球动能变化情况是先变大再变小。
（2）当橡皮筋伸长量最大即弹性势能最大时，小球速度减小为0，小球受力不平衡，所以处于非平衡状态。
（3）由图可知，在b点处时小球的速度是最大的，重力等于弹力；此时橡皮筋的伸长量为
Δh=hb-ha=0.5m-0.4m=0.1m
橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，则弹力为
因此小球的重力为1N。
根据能量守恒可知，由a点到b点，小球减少的重力势能转化为小球的动能和橡皮筋的弹性势能，则小球的动能变化量小于重力势能的变化量。
16.（1）B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同
（2）D
（3）塑料软片对不同体积的小球的阻力不同
【解析】（1）在A方案中，挡板是水平的，无论球大或球小，它们下落的高度相同；而在B方案中，挡板与斜面垂直，球越小它所在的高度越小，因此：小明实验时选择A方案而不能选择B方案的原因是：B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同了；
（2）根据表格可知，当斜面倾角在10°~30°之间时，无论球的材质是否相同，最终小球的速度相同，这说明在这个角度范围内，球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关。因为45°>30°，所以斜面倾角不可能是D；
（3）老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验，原因是： 塑料软片对不同体积的小球的阻力不同 。
17．（1）发动机所提供的牵引力为1800N；
（2）行驶速度为30m/s；
（3）行驶10min牵引力所做的功是3.6×107J
【解析】（1）因为汽车匀速行驶，受平衡力作用；由二力平衡知识得，F＝f＝1800N；
（2）由P＝Fv得行驶速度的大小；v＝＝＝30m/s；
（3）t＝10min＝600s，
匀速行驶10min牵引力所做的功：W＝Pt＝6×104W×600s＝3.6×107J。
机械功和功率
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