人教版 初中物理 八年级下册 第十一章 机械功与机械能 测试题（含解析）

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第十一章 机械功与机械能
一、单选题（每题3分，共30分）
1．如图所示是摄影师记录的运动员在冬奥会上滑雪时的情景。下列说法中正确的是（　　）
A．运动员运动到最高点时重力势能最大
B．运动员从高处运动到低处时，重力不做功
C．运动员从低处运动到高处时，动能不断增加
D．运动员运动到最高点时受平衡力
2．如图所示。跳水运动员站在跳板上弹起入水，下列说法正确的是（　　）
A．运动员弹起向上运动的过程弹力对运动员做功
B．运动员从高处落下时重力势能转化为动能
C．运动员入水过程中浮力不变
D．运动员在水中向下运动是受到水的压强不变
3．如图，木块在水平拉力作用下做直线运动，其中AB段表面铺着毛巾，BD段表面铺着棉布，木块在AC段一直做匀速直线运动，下列说法正确的是（　　）
①物体在BC段所受的摩擦力与CD段所受的摩擦力一样大
②BC段拉力F2对物体所做的功大于AB段F1对物体所做的功
③BC段拉力F2对物体所做的功大于CD段拉力F3对物体所做的功
④BC段中，物体克服摩擦力做功为WBC，CD段中，物体克服摩擦力做功为WCD，WBC、WCD的大小无法比较
A．只有①③正确 B．只有②④正确
C．只有①④正确 D．①③④都正确
4．如图所示，物体A分别在水平推力F1、F2的作用下，在粗糙程度不变的水平地面上做直线运动。物体运动的路程和时间图像如图乙所示，两次推力的功率分别为P1、P2，则（　　）
A． B．
C． D．
5．年月日时分，长征二号遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，成功将神舟十四号载人飞行器送入太空。神舟十四号加速升空的过程中（忽略燃料质量变化），它的（　　）
A．动能减小，重力势能增大，机械能减小
B．动能增大，重力势能增大，机械能增大
C．动能增大，重力势能减小，机械能不变
D．动能减小，重力势能增大，机械能不变
6．疫情期间，长春一小区内多架无人机盘旋在空中进行消杀工作。一架无人机边水平匀速飞行边喷洒消毒液的过程中，无人机的（　　）
A．动能不变 B．动能增大
C．重力势能减小 D．动能转化为重力势能
7．下面一些物理量估值与实际情况相符的是（　　）
A．一瓶矿泉水重约50N
B．一名普通中学生行走时，对地面的压强约为100Pa
C．中学生上4层楼克服重力做功约4500J
D．家庭轿车行驶时的功率大约15W
8．下列所描述的情景中，人对物体做功的是（　　）
A．人用力搬石头没有搬动
B．人借助动滑轮将重物从地面拉到高处
C．运动员踢出去的足球在草地上滚动
D．人背着书包沿水平方向做匀速直线运动
9．小杰参加中考体育跳绳项目，他1min跳180次获得满分，若每次最大腾空高度为14cm估算小杰在1min内克服重力做功的功率最接近（　　）
A．50W B．100W C．200W D．500W
10．如图所示的情景中，关于能量的说法不正确的是（　　）
A．过山车从高处冲下，将重力势能转化为动能
B．水电站发电，将水的机械能转化为电能
C．自行车运动员奋力蹬车时，将人体的一部分化学能转化为动能
D．荡秋千时，动能和重力势能的相互转化，此过程中机械能守恒
二、填空题（每空2分，共28分）
11．如图2020年7月23日，我国发射首个火星探测器“天问一号”，将一次性完成“绕、落、巡”三大任务，这在世界航天史上从未有过先例。探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器的动能　 　，机械能　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）。
12．如图所示，一跳伞运动员在降落伞张开后，他匀速下降，此时他具有的重力势能将　 　，他具有的机械能将　 　。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
13．如图所示，跳水运动员把跳板压弯，说明力可以改变物体的　 　；跳板被压弯，它的弹性势能　 　（填“变大”、“不变”或“变小”）。
14．图甲所示，超超在平地上用水平向右的力推木箱，推力随时间变化的图像如图乙所示，木箱速度随时间变化的图像如图丙所示，3s~6s内木箱所受摩擦力大小为　 　N，9s~12s内推力做功的功率大小为　 　W。
15．要测量某运动员在一次攀岩比赛中克服重力做功的功率，需要测量的物理量有：人的质量m、　 　、　 　，测得的功率表达式为　 　。
16．某国产品牌电动汽车备受人们青睐。该车及乘客总质量为1.8t。在平直公路上以60km/h的速度匀速行驶时，所受的阻力是车总重的0.1倍。此时汽车的功率为　 　kW，行驶10min牵引力做的功为　 　J，重力做的功为　 　J。
三、实验探究题（17题7分，18题5分，19题6分，20题4分，共22分）
17．小宇骑车发现，不踩踏脚板，车也能滑行一段距离，他在不同的路面上多次尝试后猜想：车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关。为探究其中的奥秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做实验，并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程。
（1）为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面的　 　（选填：“同一”或“不同”）高度处释放，比较小球在　 　（选填：“同一”或“不同”）粗糙面上滑行的路程。
（2）为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面上的　 　（选填：“同一”或“不同”）高度处释放；小宇认为，通过进一步推理可以得出结论：运动的物体如果不受阻力作用，物体将　 　。
（3）在上述（2）的三次实验中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W1，小球克服木板的摩擦力做的功为W2，则W1　 　W2．（选填“＞”、“＜”或“=”）
（4）为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，小宇同学又设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球先后从同一装置，高分别为hA、hB的位置滚下（mA＜mB，hA＞hB），推动小木块运动一段距离后静止。同组的小红认为他这样设计实验得出的结论有问题，理由是：　 　。
18．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B求质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3
（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过　 　来反映的；
（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：　 　；
（3）比较A、C两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：　 　；
（4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径　 　（选填：“有关”或“无关”）。
（5）小球在下落过程陷入沙面之前，将重力势能转化为　 　能。
19．为了研究拉力做功的快慢，某同学设计了如下的实验进行研究：他把不同质量的物体匀速提升不同的高度，同时测出相应的所用时间，记录的实验数据如下表所示。他把数据分为三组，每组实验的做功快慢相同，三组做功快慢不同，第一组最快、第二组其次、第三组最慢。
表一 第一组 表二 第二组 表三 第三组
实验序号 拉力（牛） 提升高度（米） 功（焦） 所用时间（秒） 实验序号 拉力（牛） 提升高度（米） 功（焦） 所用时间（秒） 实验序号 拉力（牛） 提升高度（米） 功（焦） 所用时间（秒）
1 25 0.80 20 2 4 50 0.20 10 2 7 10 0.50 5 2
2 60 0.50 30 3 5 80 0.25 20 4 8 40 0.25 10 4
3 200 0.20 40 4 6 100 0.30 30 6 9 100 0.20 20 8
（1）分析比较实验序号　 　的数据及相关条件，可得出的初步结论是：做相同的功，物体所用时间越短，做功越快；
（2）分析比较实验序号1与4与7（或3与5与8）的数据及相关条件，可得出的初步结论　 　；
（3）请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件，并归纳得出结论；
a.分析比较表一、表二或表三中的数据及观察到的现象，可得出：物体做的功与所用时间的　 　相同，　 　相同；
b.分析比较表一、表二和表三中的数据及观察到的现象，可得出：　 　。
（4）由此物理学中引入　 　这一新的物理量来表示物体做功的快慢，单位是瓦。
20．跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一，小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重） 。
⑴用体重计测量　 　（ 填物理量名称及对应字母）；
⑵估测自己平均每次跳起的高度 h（人的重心上升的高度） ；
⑶用计时器记录跳n次所用的　 　（填物理量名称及对应字母）；
⑷小华跳绳时克服重力做功的平均功率为P=　 　（用以上的字母表示）
⑸若两位同学想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则（　 　）
A．跳的时间短的功率大 B．相同时间完成相同次数，体重大的功率大
C．体重相同，跳的时间长的功率大 D．条件不足，无法比较
四、计算题（21题5分，22题6分，共11分）
21．爸爸开满载质量为1.8×103kg的小轿车带小明去旅行，如图所示，汽车行驶过程中牵引力的功率恒为1.2×105W。汽车从启动到匀速运动之前行驶的路程为150m，汽车匀速运动过程中受到的阻力保持不变，运动的速度v与时间t的关系如图所示，则：（g=10N/kg）
（1）在10s内，牵引力做了多少功？
（2）小轿车匀速运动时，牵引力是多少？
（3）当汽车牵引力做功7.2×106J时，汽车行驶路程多少米。
22．如图所示，为了倡导绿色出行，我市投放了大量的共享单车。小明在平直路面上匀速骑行，所用时间为，若人与车的总质量为，自行车受到的地面摩擦力约为人与车总重的倍，每个轮胎与路面的接触面积约为，求：
（1）小明匀速骑行过程中车对地面的压强；
（2）3min内小明克服摩擦力做功多少？
（3）在3min内小明做功的功率。
五、简答题（3分）
23．2004年雅典奥运会，中国体育代表团取得了32块金牌的好成绩，其中举重项目有4块金牌． 仔细观察四位举重奥运冠军，他们的身高相对而言都比较矮．你认为身高矮在举重项目中有什么优势吗？
六、科普阅读题（6分）
24．请你阅读下面的短文，回答问题：
飞机当船开！水陆飞机首飞成功
我国自主研制的全球最大水陆两栖飞机“鲲龙”AG600，于2017年12月24日在广东珠海成功首飞。AG600飞机是一机多型多用途飞机，它填补了我国大型水陆两栖飞机的空白，为我国应急救援体系建设奠定了坚实的基础。AG600的最大起飞质量为53.5吨，机体总长36.9米，翼展38.8米，最大巡航速度460km/h。
AG600满足了我国森林灭火和水上救援的迫切需要。AG600飞机具有出动迅速、到达灭火区域速度快、小时投水量大、灭火效率高、覆盖范围广等诸多优点，可快速到达火灾地点，及早扑灭火源，是一种十分理想的灭火工具。AG600最大载水量为12吨，20秒内可一次汲水12吨，飞行最低高度为300m，单次投水救火面积可达4000余平方米，可单次齐投12吨水，也可以分批次投水；并可为被困人员和其他灭火人员及灭火机械开辟进出火区的安全通道。
AG600除了是“灭火能手”，还是远海“救护高手”。AG600飞机能够像船一样在水面滑行、起飞降落，在2米高海浪的复杂气象条件下实施水面救援行动，水上应急救援一次可救护50名遇险人员，提供了开展中远海距离水上救援工作的保证。
（1）AG600在水平匀速飞行过程中，飞机的牵引力和空气阻力是一对　 　力；
（2）AG600最大载水量为12吨，则一次汲水的重力为　 　N，将其提升到飞行最低高度300m，需要对水做功　 　J；（g＝10N/kg）
（3）飞机降落浮在水面施救时，受到的浮力　 　飞机的重力；（选填“大于”、“等于”或“小于”）
（4）飞机起飞时机翼下表面的空气流速比上表面　 　，从而形成向上举力；
（5）在AG600飞机执行森林灭火的投水任务中，飞机应该在到达着火点　 　（填“正上方”、“提前”或“退后”）投放。
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】A．运动员运动到最高点时，质量不变，高度最高，重力势能最大，A符合题意；
B．运动员从高处运动到低处时，运动员在重力的方向上通过了距离，重力做功，B不符合题意；
C．运动员从低处运动到高处时，质量不变，速度变小，动能变小，C不符合题意；
D．运动员运动到最高点时，其运动状态发生了变化，受到的不是平衡力，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】物体的重力势能和物体的质量、高度有关，物体的动能和物体的质量、速度有关；物体的运动状态改变时，受到非平衡力。
2．【答案】B
【解析】【解答】A．运动员弹起向上运动的过程，没有受到弹力的作用，弹力对运动员没有做功，A不符合题意；
B．运动员从高处落下时，质量不变，速度增大，高度减小，动能增大，重力势能减小，故重力势能转化为动能，B符合题意；
C．运动员入水过程中，排开液体的体积变大，由阿基米德原理可知所受的浮力变大，C不符合题意；
D．运动员在水中向下运动，深度变大，由p=ρgh可知，受到水的压强变大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离；质量不变，速度增大，高度减小，动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；排开液体的体积变大，由阿基米德原理可知所受的浮力变大；根据p=ρgh，判断压强的变化。
3．【答案】A
【解析】【解答】①．同一物体在CD段和BC段对水平路面压力相同，且CD段和BC段的粗糙程度相同，所以物体在CD段所受的摩擦力和BC段所受的摩擦力一样大，故①正确；
②．BC段拉力F2对物体所做的功为
AB段拉力F1对物体做的功为
所以BC段拉力F2对物体所做的功大于AB段F1对物体所做的功，故②错误；
③．由图可知，CD段的拉力F3=2.8N，CD段的拉力F3对物体所做的功为
所以BC段拉力F2对物体所做的功大于CD段拉力F3对物体所做的功，故③正确；
④．物体在BC段做匀速直线运动，所以物体克服摩擦力做功为
CD段中，物体克服摩擦力做功为
WBC、WCD的大小可以比较，故④错误。
故答案为：A。
【分析】压力和接触面粗糙程度不变的情况下，滑动摩擦力不变；根据W=Fs，判断功的大小。
4．【答案】A
【解析】【解答】由图甲得，物体A在水平推力F1、F2的作用下都做匀速直线运动，物体A受到的水平推力等于物体A受到的摩擦力。物体A对水平地面的压力不变，与水平地面间的接触面粗糙程度不变，因此物体A受到的滑动摩擦力不变，由二力平衡的条件，故F1=F2；由图乙得，物体在力F1作用下速度较快，由
可知 ；A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】做匀速直线运动，物体受到的水平推力等于物体受到的摩擦力；压力不变，与水平地面间的接触面粗糙程度不变，摩擦力不变；根据，判断功率大小。
5．【答案】B
【解析】【解答】神舟十四号加速升空的过程中，神舟十四号的质量不变，速度变大，动能增大；质量不变、高度增大，重力势能增大，由于机械能等于动能与势能之和，故神舟十四号的机械能增大，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】质量不变，速度变大，动能增大；质量不变、高度增大，重力势能增大，机械能等于动能与势能之和。
6．【答案】C
【解析】【解答】无人机边水平匀速飞行边喷洒消毒液的过程中，速度不变，质量减小，动能减小。同时高度不变，质量减小，重力势能减小。因为高度不变，动能没有转化为重力势能。ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体的高度一定、速度一定时，质量减小，物体的动能和重力势能减小。
7．【答案】C
【解析】【解答】A．一瓶矿泉水质量约，则它的重力约为5.5N，A不符合题意；
B．普通中学生的体重约为500N，小华在水平地面上行走时与地面的接触面积约为250cm2，所以小华在水平地面上行走时对地的压强约为
B不符合题意；
C．中学生的体重约450N，从一楼到四楼的高度约10m，中学生从一楼上到四楼克服自身重力做功约
C符合题意；
D．行驶时，家庭轿车的功率大约在100kW，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据公式G=mg及物体质量的估测，估测重力；根据重力及受力面积的估测，结合公式，确定压强；根据重力及高度的估测，结合公式W=Gh，确定功的大小；根据常见的功率值，估测功率。
8．【答案】B
【解析】【解答】A．人用力搬石头没有搬动，有力没有移动距离，所以人对石头没有做功，A不符合题意；
B．人借助动滑轮将重物从地面拉到高处，物体受到竖直方向的力，并且在力的方向上移动了距离，人对物体做功，B符合题意；
C．踢出去的足球在草地上滚动，是因为足球具有惯性，有移动距离无力，所以人对足球没有做功，C不符合题意；
D．人背着书包沿水平方向做匀速直线运动，人给书包一个向上的力，但书包向上没有移动距离，所以人对书包没有做功，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体受力且在力的方向上移动距离，力对物体做了功。
9．【答案】C
【解析】【解答】小杰的质量约为50kg，他的重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N
1min内克服重力做功W总=180Gh=180×500N×14×0.01m=12600J
小杰在1min内克服重力做功的功率。
故答案为：C。
【分析】根据物体的质量计算重力，根据重力和高度的乘积计算功；功和时间的比值，计算功率。
10．【答案】D
【解析】【解答】A．过山车从高处冲下时，其质量不变，高度减小，重力势能减小，同时速度增大，动能增大，所以该过程中将重力势能转化为动能，A正确，不符合题意；
B．水力发电时，消耗了水的机械能，并转化为电能，即水的机械能转化为电能，B正确，不符合题意；
C．自行车运动员奋力蹬车时，消耗了人体内的一部分化学能，并转化为动能，C正确，不符合题意；
D．荡秋千时，动能和重力势能可以相互转化；因为有摩擦阻力和空气阻力的作用，一部分机械能会转化为秋千和人的内能，所以秋千和人的机械能不守恒，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】质量不变，高度减小，重力势能减小，同时速度增大，动能增大，该过程中将重力势能转化为动能；水力发电时，水的机械能转化为电能；自行车运动员奋力蹬车时，化学转化为动能；有摩擦阻力和空气阻力的作用，机械能不守恒。
11．【答案】变小；不变
【解析】【解答】探测器由近火点向远火点运动时，不受空阻力，只发生动能和势能的相互转化，探测器相对于火星的高度增加，重力势能变大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，机械能不变。
【分析】质量一定时，速度变小，动能减小；高度变大，重力势能变大，动能转化为重力势能，机械能不变。
12．【答案】变小；变小
【解析】【解答】跳伞运动员跳离飞机后，当降落伞张开后，他匀速下降，速度不变，位置降低，此时他具有的重力势能将减小，动能不变，机械能减小。
【分析】匀速下降，速度不变，位置降低，此时他具有的重力势能将减小，动能不变，机械能减小。
13．【答案】形状；变大
【解析】【解答】跳水运动员，起跳时将跳板压弯，跳板的形状发生改变，说明力可以改变物体的形状。
跳板被压弯，发生了弹性形变，形变程度变大，所以弹性势能变大。
【分析】力可以改变物体的形状；物体的形变程度越大，弹性势能越大。
14．【答案】6；6
【解析】【解答】由图丙所示，9s~12s内木箱做匀速直线，此时推力与木箱所受摩擦力是一对平衡力。由图乙知，9s~12s内木箱所受推力6N，所以木箱所受摩擦力大小为6N。3s~6s内木箱做加速运动，压力和接触面的粗糙程度不变，所受摩擦力大小不变，3s~6s内木箱所受摩擦力是6N。
9s~12s内木箱的速度为1m/s，推力做功的功率大小为
【分析】匀速直线运动时，物体受到平衡力，二力平衡时，摩擦力等于推力；根据力和速度的乘积，计算功率大小。
15．【答案】攀岩高度h；攀岩时间t；
【解析】【解答】攀岩是克服自身的重力做功，功等于运动员的重力和攀岩高度的乘积，克服重力的功率为
由此可知，测克服重力的功率，除了运动员的质量m外，还需要测量攀岩高度h、攀岩时间t。
【分析】根据公式，确定需要测量的物理量及功率表达式。
16．【答案】30；1.8×107；0
【解析】【解答】车及乘客总质量为1.8t=1800kg
所受的阻力是车总重的0.1倍，所以阻力f=0.1G车=0.1m车g=0.1×1800kg×10N/kg=1800N
汽车做匀速直线运动时，受到的牵引力和阻力是平衡力，由二力平衡条件得到牵引力F=f=1800N
汽车的速度
根据
得到此时车的功率
行驶10min牵引力做的功W=Pt=30000W×10×60s=1.8×107J
汽车是在水平路面上行驶，在重力的方向上没有移动距离，所以重力做功为零。
【分析】根据质量计算重力，结合摩擦力和重力关系，计算摩擦力；利用力和速度的乘积计算功率大小；物体受力但没有移动距离，力没有做功。
17．【答案】（1）不同；同一
（2）同一；做匀速直线运动
（3）=
（4）没有控制小球质量相同
【解析】【解答】（1）在探究过程中，采用控制变量法，保证粗糙程度相同，速度不同，因为小球从斜面上滑下，到达底端的速度取决于物体的高度，因此应将小球从不同的高度处释放，比较小球在同一粗糙面上滑行的路程长短；
（2）探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系，应保证小球到达水平面时的速度相同，因此应将小球从同一高度处释放；通过实验结果可以看出，接触面越粗糙，摩擦力越大，小球速度减小的越快，若水平面光滑无摩擦，则小球不受摩擦力，小球的速度和方向都不变，即做匀速直线运动；
（3）在上述（2）的三次实验中，小球在不同水平面上运动的过程中克服摩擦力做功，减小机械能相同，即在不同水平面上运动的过程中克服摩擦力做的功相同，所以W1=W2；
（4）要探究超速带来的安全隐患，应控制小球的质量、路面相同，而小球的速度不同，由题意可知，小宇没有控制小球的质量相同。
故答案为：（1）不同；同一；（2）同一；做匀速直线运动；（3）=；（4）没有控制小球质量相同。
分析：（1）小球从斜面上滑下，到达底端的速度取决于物体的高度，并且让小球以不同的速度在同一粗糙面上滑行；
（2）实验目的是研究阻力对物体运动的影响，需要控制小球的初速度要相同；通过小球的运动距离反应速度的变化和摩擦阻力的大小进而得出结论；最后进行合理的推理得出假如不受力的情况；
（3）三次实验中，小球在不同水平面上运动的过程中克服摩擦力做功，减小机械能相同；
（4）要探究超速带来的安全隐患，应控制小球的质量、路面相同，而车的速度不同，据此分析答题。
18．【答案】（1）球陷入沙面的深度
（2）当所处高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大
（3）当物体的质量相同时，所处高度越高，物体的重力势能越大
（4）无关
（5）动
【解析】【解答】解：（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映；
（2）比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大；
（3）C球陷入沙深度更大，比较知，C球下落的高度最大，要研究重力势能与高度的关系，需要保持球的质量一定，所以选择的是A、C两球；
（4）比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关；
（5）小球在下落过程陷入沙面之前，将重力势能转化为动能．
故答案为：（1）球陷入沙面的深度；（2）当所处高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大；（3）当物体的质量相同时，所处高度越高，物体的重力势能越大；（4）无关；（5）动。
【分析】（1）利用转化法来反映重力势能的大小；（2）、（3）、（4）利用控制变量法分析得出结论；（5）小球在下落过程陷入沙面之前重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能．
19．【答案】（1）1与5与9（或2与6，或4与8）
（2）做功时间相等时，所做的功越多，做功越快
（3）比值；做功快慢；物体做的功与所用时间的比值越大，做功越快
（4）功率
【解析】【解答】（1）要得到“做相同的功，电动机所用时间越短，做功越快”的结论就要让拉力做的功相同，因此观察表格中数据可知1与5与9（或2与6，或4与8）符合要求。
（2）分析1与4与7（或3与5与8）可以发现，时间相同，做的功不同，做功多的说明做功快，由此得出结论：做功时间相等时，所做的功越多，做功越快。
（3）分析表一或表二或表三可知，在做功时间和做功多少都不一样的情况下，做功的快慢是一样的，求出功与时间的比值可以发现，每一组比值是相同的，由此得出： 物体做的功与所用时间的比值相同，做功快慢相同。
综合分析表一、表二和表三，可以发现表一、表二、表三中功和时间的比值是不同的，而做功的快慢也是不同的，第一组比值最大，做功最快、第二组比值较大，做功较快、第三组比值最小，做功最慢。由此得出：物体做的功与所用时间的比值越大，做功越快。
（4）表示物体做功的快慢的物理量叫功率，其大小等于功与时间的比值。
【分析】功率是描述物体做功快慢的物理量，做功相同时，花费的时间越短做功越快，做功时间相同时，做功越多做功越快；物体功率越大，做功越快，但不见得做功多。
20．【答案】质量m；时间t；；B
【解析】【解答】（1）由常识知道，用体重计测量的是质量，用m表示；
（3）根据题意知道，用计时器记录跳n次所用的时间，用t表示；
（4）自己所受的重力是mg；每次克服重力所做的功W=Gh=mgh
则跳n次所做的总功W总=nmgh
则平均功率
（5） AC．由 知道，功率不只由时间或体重决定，AC不符合题意；
B．由 知道，相同时间完成相同次数，体重大的功率大，B符合题意；
故答案为：B。
【分析】（1）测量人运动时的功率，先测量人体质量；
（3）要测量功率，还要测量时间；
（4）利用质量计算重力，结合高度计算功的大小，利用功和时间的比值计算功率；
（5）功相同时，时间越大，功率越小；时间相同时，功越大，功率越大。
21．【答案】（1）解：牵引力的功率恒为1.2×105W，在10s内牵引力做的功W=Pt=1.2×105W×10s=1.2×106J
答：在10s内，牵引力做功是1.2×106J；
（2）解：由图象可知，在10~15s内，汽车匀速直线运动，速度为v=30m/s，根据
可知运动过程中受到的牵引力
答：小轿车匀速运动时，牵引力是4000N；
（3）解：汽车从启动到匀速运动之前牵引力做的功W=1.2×106J
当汽车牵引力做功7.2×106J时，匀速行驶牵引力做的功W′=W总-W=7.2×106J-1.2×106J=6×106J
汽车匀速行驶路程
汽车总的路程s总=s1+s=150m+1500m=1650m
答：当汽车牵引力做功7.2×106J时，汽车行驶路程是1650m。
【解析】【分析】（1）根据公式W=Pt，可求出功；
（2）根据公式P=Fv，可求出牵引力；
（3）根据公式W=Fs，可求出路程。
22．【答案】（1）解：小明和车的总重
自行车对水平地面的压力
自行车对地面的压强
答：小明匀速骑行过程中车对地面的压强
（2）解：自行车受到的地面摩擦力
内小明克服摩擦力做功
答：内小明克服摩擦力做功为；
（3）解：在内小明做功的功率
答：在内小明做功的功率是。
【解析】【分析】（1）根据公式，可求出压强；
（2）根据公式W=fs，可求出克服摩擦力做功；
（3）根据公式，可求出功率。
23．【答案】答：设身高h1＞h2，
∴举起的高度：h1＞h2，
∴根据公式W=Gh，举起杠铃做的功：W1＞W2，
即：矮个子运动员克服杠铃做的功相对高个子运动员少．
【解析】【分析】由题知二人身高的不同，举起相同的杠铃时，举起的高度大，根据W=Gh分析做功大小．
24．【答案】（1）平衡
（2）1.2×105；3.6×107
（3）等于
（4）空气流速小
（5）提前
【解析】【解答】（1）飞机水平匀速飞行，处于平衡状态，受到的力是平衡力，大水平方向上，牵引力与空气阻力是一对平衡力。
（2）所汲水的重力为G=mg=12t×10N/kg=12000kg×10N/kg=1.2×105N
匀速提升水，对水向上的拉力等于水的重力。提升过程中，对水做的功为
W=Fh=Gh=1.2×105N×300m=3.6×107J
（3）飞机浮在水面上，在竖直方向上受到的力是平衡力，浮力与重力平衡，二者大小相等。
（4）机翼下方是平的，上方向上突起，呈流线形。飞机起飞时，因为受到机翼的挤压作用，机翼上方空气流速大小下方空气流速。流体在流速大的地方压强小。因而形成了向上的举力。
（5）如果飞机飞到着火点正上方才开始投水，水原来是和飞机一起向前运动的，当它离开飞机时，由于惯性，继续向前运动，会落到着火点的前方，不会落在着火点上。为了把水投在着火点上，必须提前投放。
【分析】（1）匀速直线运动时，物体受到平衡力的作用；
（2）根据质量计算物体的重力；根据重力和高度的乘积，计算做功多少；
（3）漂浮的物体受到平衡力的作用，浮力等于重力；
（4）流体在流速大的地方压强小；
（5）物体的惯性时运动的物体继续运动。
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