第十一章 功和机械能（含答案）2022-2023学年人教版八年级物理下册

第十一章 功和机械能
一、单选题
1. 对下列各物理量的估测，最接近实际的是( )
A. 一只麻雀的质量约 B. 一个篮球的体积约为
C. 中学生上一层楼做功约 D. 电冰箱正常工作电流约
2. 下列关于功的说法正确的是( )
A. 小明用力推发生故障的汽车而未推动时，推力对汽车做了功
B. 吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功
C. 足球在水平地面上滚动一段距离时，重力对足球做了功
D. 举重运动员从地面将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃做了功
3. 如图所示是用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中飞行过程的照片，下列说法正确的是( )
A. 球拍对球的力是由于球发生形变产生的
B. 球在空中飞行过程中，运动状态一定发生改变
C. 球从位置运动到位置的过程中动能在增大
D. 空中飞行的球，若它所受的力全部消失，它一定沿水平方向做匀速直线运动
4. 被斜向上抛出的小球在空中飞行过程中经过不同位置时的能量情况如图所示，下列判断中错误的( )
A. 经过、两位置时小球的高度相同
B. 经过、两位置时小球的速度大小相同
C. 位置可能为最高点
D. 从到位置的过程中，小球的动能变化量小于重力势能变化量
5. 如图所示小球以某速度从点开始沿粗糙轨道运动，经点离开轨道，上升至最高点，又下落经过点。位于、之间，、、处在同一水平高度。不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 小球经过、两点时动能相等
B. 小球到达最高点时速度一定为零
C. 小球到达的最高点可能高于点
D. 小球经过点时的机械能大于经过点时的机械能
6. 月日，“神舟十三号”载人飞船返回舱接近地面时，反推发动机点火，返回舱减速下降，安全降落在着陆预定区域。在此过程中，对于返回舱能量变化描述正确的是( )
A. 返回舱动能减小，重力势能减小，机械能不变 B. 返回舱动能不变，重力势能减小，机械能减小
C. 返回舱动能减小，重力势能增加，机械能不变 D. 返回舱动能减小，重力势能减小，机械能减小
7. 在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图所示三个实验，质量为和的小球分别沿同一斜面按照实验要求滚下，与水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。下列说法不正确的是( )
A. 实验中所探究的“物体的动能”是指小球的动能
B. 由甲、乙两图可知物体动能的大小与物体的高度有关
C. 此实验中物体动能的大小是通过纸盒移动的距离来表示的
D. 由甲、丙两图可知物体的动能大小与物体的质量大小有关
8. 弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是( )
A. ，小金的机械能不断增加，在时动能最大
B. ，弹簧的弹性势能转化为小金的重力势能
C. 在状态时弹簧的弹性势能最大，人的动能最小
D. 在状态时小金受力平衡，故速度为零
9. 如图所示，物体静止在电梯底部，其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。对电梯底部的压力用表示，忽略和电梯的形变，内，电梯静止，弹簧处于伸长状态，时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。内，随时间变化的图线如图所示，则( )
A. 内，电梯可能向上运动 B. 内，的机械能保持不变
C. 内，电梯的动能一定增大 D. 内，弹簧的弹性势能不变
10. 如图所示，质量一定的木块放在粗糙程度不同的水平桌面上，，木块在水平恒力作用下从静止开始从运动到，过程中加速运动，过程中匀速运动，下列说法中正确的是( )
A. 木块在段所受的摩擦力等于在段所受的摩擦力
B. 水平拉力在段做的功大于在段做的功
C. 木块在段与桌面有摩擦，它的机械能逐渐减小
D. 水平拉力在段的功率小于在段的功率
二、填空题
11. 如图所示，当足球离开同学的脚后，足球的运动状态______ 选填“改变”或“不变”。足球在空中下落过程中，重力对足球______ 选填“有”或“没有”做功。
12. 如图所示的单摆，让小球从点静止释放，小球从点向点摆动的过程中，小球的动能将______ 选填“变大”、“变小”或“不变”，细绳对小球的拉力______ 功选填“做”、“不做”。
13. 如图所示，在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，用质量不同的、两个小球碰撞静止在同一水平面上的纸盒，小球从斜面顶端释放到抵达斜面底端的过程，小球的______ 能转化为动能；将甲、丙两次实验比较可知：小球的动能大小与小球的______ 有关；实验中通过观察推动纸盒的距离的大小，可以比较、两个小球下滑到斜面底端的______ 选填“动能”或“速度”大小。
14. 如图所示是一幅简单的过山车漫画，在关闭动力系统的情况下，过山车在轨道上从点向右运动，如果、两处高度相同，则过山车在这两处的重力势能关系是______ 选填“处大”、“处大”或“一样大”，动能关系是______ 选填“处大”、“处大”或“一样大”；过山车在点时若所受的力全部消失，过山车将______ 选填“保持静止”或“做匀速直线运动”。
15. 如图，轻质弹簧顶端固定并连接一个大小不计的重物。用手托住重物向上挤压弹簧到点，松手后重物下落依次经过点、到最低点，其中点是弹簧不挂重物静止时下端的位置，是重物连接在弹簧下端静止时的位置。则重物从运动到的过程中，在______ 点重力势能最大，在______ 点动能最大，在______ 点机械能最大。不计空气阻力
16. 小华推着小车，内在水平地面上匀速前进了，则小车的速度为_____，如果水平推力为，在此过程中小华对小车做功的功率为_____若小车重，在此过程中重力对小车做功为_____。
17. “蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目。如图所示，一端系住人的腰部、另一端系于跳台的是一根弹性橡皮绳。当人下落至图中点时，橡皮绳刚好被拉直，那么，点到点，运动员的机械能____，在人越过点继续向下的过程中，人的动能将会____，橡皮绳的弹性势能将____。填“变大”、“变小”“先变大后变小”、“先变小后变大”或“不变”
18. 如图，我国最新一代隐形战斗机“歼”加速起飞画面，以地面塔台为参照物，它是 “运动”“静止”的，此过程飞机的机械能 “增大”“不变”“减小”，飞机受到的是 “平衡力”“非平衡力”。
19. 如图所示，在同一高度以大小相同的初速度分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出，不计空气阻力。小球上升时，小球的 能转化为重力势能；小球竖直向上、斜向上到达最高点时距水平地面的高度分别为和，速度为和；小球又下落到离地等高度时的速度大小分别为和，则 ， ， 选填“大于”、“等于”或“小于”。
20. 如图所示为多功能飞行器，它具有个独立旋翼，均可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。某快递公司的一架无人机载着质量为的货物，先在内沿竖直方向匀速上升，再在内沿水平方向匀速飞行后，将货物送达目的地。则：
在匀速上升时，无人机对货物所做的功 ，该无人机在此次运货的整个过程中对货物所做的功为，则 选填“”、“”或“”；
该机每个旋翼的电动机额定功率为，额定电流为，为了保证个旋翼均能正常工作，则所配电池的电压为 ，电池此时工作的电流为 ；
若这块电池的容量为，当电池电能的用于飞行，则在飞行过程中电池可提供能量 ，若该飞行器最多能持续飞行，则飞行时的实际功率为 。
三、实验探究题
21. 小南在探究“动能大小与哪些因素有关”的实验中，设计了图甲所示的实验方案，并进行了如下的实验：
步骤：让钢球从斜面点由静止开始下滑，到达水平面时速度为，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离；
步骤：让钢球从斜面点由静止开始下滑，到达水平面时速度为，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离；
步骤：改变钢球的质量让钢球从点由静止开始下滑，撞击木块使木块移动，记下木块移动的距离；
比较、，可知______选填“”、“”或“”，原因：钢球的重力势能越大，转化为钢球的______能越大；
设计步骤和步骤的目的是探究动能大小与______的关系；
钢球从斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木块后继续向前运动，木块在水平木板上滑行一段距离后停下，如图甲所示，设木块克服摩擦力所做的功为，钢球与木块碰撞前的动能为，则 ______选填“”、“”或“”；
下列实例中与此实验比较物体动能大小的方法相同的有______；
A.认识电流大小时，用水流进行类比；
B.用红墨水在水中的扩散现象来认识分子是运动的；
C.探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，应控制接触面粗糙程度相同；
实验结束后，小南拿走木块，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小球在相同表面上滑行到静止的距离，如图乙所示，根据此现象，小南得出了动能与速度有关的结论。你认为该同学实验方案是否合理。______选填“合理”或“不合理”。
为了让质量不同的甲、乙两球获得相同的初速度，有同学认为可以不用让两球都从同一斜面的同一高度处滚下，而是设计了如丙图装置，只要每次让两球压缩弹簧到同样的形变程度后自然释放即可不考虑各种能量损耗。通过讨论发现该方法不合理，原因是：因为小球的质量不同，所以弹簧恢复原状，弹性势能全部转化为小球的动能后，小球获得的______是不同的，是不合理的。
四、计算题
22. 一辆载有学生的校车总质量为，车轮与地面的接触总面积为该校车在某段平直公路上匀速行驶，用时校车行驶的过程中，发动机的功率为求：校车对水平地面的压强；校车匀速行驶时受到的阻力；校车匀速行驶发动机所做的功．
23. 一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其图象如图所示，在第时速度达到，通过的路程为。求：
在内汽车的平均速度；
汽车在匀速行驶过程中所受阻力不变，大小为，则汽车匀速行驶时的功率；
在内汽车发动机产生的牵引力所做的功。
24. 改编中国研制的“鲲龙”是目前世界上最大的水陆两栖飞机，如图所示，可用于森林灭火、水上救援等，其有关参数如表所示。在某次测试中，飞机在水面以的速度沿直线匀速行驶，水平动力的功率为。取。求：
“鲲龙”有关参数
最大起飞质量
最大巡航速度
飞机以最大起飞质量从水面竖直升至高空时，克服重力做功至少为多少；
水陆两栖飞机在水面匀速行驶的过程中，水平动力的大小；
水陆两栖飞机关闭动力系统静止在水面上，达到最大起飞质量时排开水的体积。
25. 南昌市在全力冲刺创建全国文明城市阶段，为改善城市空气质量，用雾炮车洒水除尘。如图所示，一台正在水平路面上洒水的雾炮车，空车质量为，水箱装满水后的总质量为；装满水后，车轮与地面的总接触面积为。取，不考虑驾乘人员的质量
装满水后，雾炮车静止在水平路面上时，求雾炮车对地面的压强；
装满水后，雾炮车在平直路面上匀速行驶到达作业区域，行驶过程中受到的阻力为车总重的，求行驶过程中雾炮车牵引力做的功；
雾炮车在作业区域沿平直道路上匀速作业的过程中，其机械能如何变化？并解释其理由。
1、 ； 2、 ； 3、 ； 4、 ； 5、 ； 6、 ； 7、 ； 8、 ； 9、 ； 10、 ；
11、改变 有 ； 12、变大 不做 ； 13、重力势 质量 动能 ； 14、一样大 处大 做匀速直线运动 ； 15、 ； 16、；；
17、不变；先变大后变小；变大
18、运动 增大 非平衡力
19、动 大于 小于 等于
20、
21、 动 速度 合理 速度
22、解：水平地面受到的压力：，
校车对地面压强：
；
校车行驶的速度，
根据可知校车受到的牵引力，
校车做匀速直线运动，处于平衡状态，所受的阻力；
校车匀速行驶发动机所做的功：
。
答：校车对水平地面的压强为；
校车匀速行驶时受到的阻力为；
校车匀速行驶发动机所做的功为。
23、解：由题知，在内汽车通过的路程，则在内汽车的平均速度：
；
由图可知，后汽车做匀速直线运动，速度，此时汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，则牵引力
，
汽车行驶时的功率为：
；
因为汽车的功率不变，所以在内汽车发动机产生的牵引力所做的功：
。
答：在内汽车的平均速度为；
汽车行驶时的功率为；
在内汽车发动机产生的牵引力所做的功是。
24、解：飞机的最大起飞质量
飞机的重力
分
飞机克服重力至少需要做功
分
飞机在水面匀速行驶时，水平动力的大小
分
因为飞机漂浮，所以飞机受到的浮力为
分
排开水的体积为
．分
25、解：装满水时，车对地面的压力：，
车对地面的压强：；
洒水车受到的摩擦力：，
洒水车在匀速直线行驶时，牵引力与摩擦力是一对平衡力，
所以，
牵引力做的功：，
从图中可知，作业过程中，雾炮车向外喷水，雾炮车的速度不变，质量变小，故动能变小；雾炮车的高度不变，质量变小，故重力势能变小；机械能变小。
答：装满水后，雾炮车静止在水平路面上时，求雾炮车对地面的压强为；
行驶过程中雾炮车牵引力做的功；
机械能变小，理由：作业过程中，雾炮车向外喷水，雾炮车的速度不变，质量变小，故动能变小；雾炮车的高度不变，质量变小，故重力势能变小