人教新版物理八年级下册《专题（四）功和机械能》2024年同步练卷（含答案）

人教新版八年级下册《专题（四）功和机械能》2024年同步练习卷
一、单选题：本大题共12小题，共24分。
1.在篮球比赛中，运动员对篮球没有做功的过程是( )
A. 运球 B. 扣篮 C. 跳投 D. 擦板
2.教学大楼每层楼高为3m，小明提着一个重为50N的箱子，沿楼梯从一楼登上三楼，再沿三楼水平走廊走了6m进入教室，则小明从一楼到教室的过程中对箱子做的功为( )
A. 300J B. 450J C. 500J D. 650J
3.下列有关功和功率的说法中正确的是( )
A. 某同学背着书包在水平路面上行走时，他对书包做了功
B. 举重运动员举着杠铃静止不动时，运动员对杠铃做了功
C. 物体所做的功越多，功率越大
D. 物体做功越快，功率越大
4.用大小相同的力F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离如图所示，F所做的功分别为和，则( )
A. B. C. D.
5.提高机车的输出功率是铁路进一步提速需要解决的重要课题。已知机车的输出功率等于牵引力与速度的乘积，列车所受阻力与速度成正比，若列车提速前后分别以、在平直轨道上匀速直线行驶，则机车的输出功率之比为( )
A. 3：4 B. 4：3 C. 9：16 D. 16：9
6.汽车在平直公路上以速度匀速行驶，发动机功率为，牵引力为，时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，到时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v，已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变，汽车牵引力F随时间变化的图象如图所示，则( )
A. 至时间内，汽车做加速运动 B.
C. 时刻之后，汽车将保持功率行驶 D.
7.苏翊鸣在2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台比赛中夺得金牌。如图所示为运动员在空中运动的轨迹，图中a、c两处等高，若不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 运动员从a处到b处重力势能转化为动能 B. 运动员在a处和c处的重力势能相等
C. 运动员在b处时的机械能最大 D. 运动员从b处到d处速度逐渐减小
8.如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点下列关于小球滚动过程的分析正确的是( )
A. 整个过程只有重力在对小球做功
B. 小球在A、B两点具有的动能相同
C. 小球在A、B、C三点的速度大小关系是
D. 小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
9.如图所示是蹦极运动的简化示意图。弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点忽略空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 从O点到A点运动员的机械能不变
B. 从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C. 从O点到C点运动员的机械能一直在减小
D. 从O点到C点运动员速度一直减小
10.如图所示的是神舟十三号载人飞船返回舱返回地面时的情境。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则关于返回舱在这段时间内，下列说法正确的是( )
A. 返回舱的动能不变
B. 返回舱的重力势能不变
C. 返回舱的机械能不变
D. 返回舱的机械能变大
11.在北京冬奥会的跳台滑雪比赛中如图，运动员从陡坡下滑、加速、起跳，然后在落差100多米的山地上自由“飞翔”。针对从陡坡加速下滑的过程，下列说法正确的是( )
A. 运动员的动能不变 B. 运动员的重力势能不变
C. 运动员的重力势能减小 D. 运动员的动能转化为重力势能
12.现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效。如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药。此过程中，喷药无人机的( )
A. 升力大于重力
B. 空气阻力和重力是一对平衡力
C. 动能减小、重力势能减小
D. 动能不变、重力势能减小
二、填空题：本大题共8小题，共16分。
13.小明同学用20N的水平推力推动重为100N的超市购物车。购物车自静止开始在10s内沿水平方向前进了10m。在整个过程中推力做功为 ______ J，重力做功为 ______ J。
14.新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12km，用时。已知该车的总质量为，行驶中阻力为车重的倍，此过程中该车牵引力做功______J，功率为______kW，重力做功的功率是______
15.小新同学遥控重为10N的小型无人飞机从水平地面由静止开始经历加速、匀速、减速三个竖直上升阶段，共用时20s，然后悬停在离地面16m的高度，在减速上升阶段飞机的动能 ______ 填“增大”或“减小”；若不计空气阻力，且无人机在匀速竖直上升的阶段速度为，则在匀速上升阶段，无人机升力的功率为 ______ W。
16.青少年在安静思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为，则你在考试的小时内，心脏做功约为 ______J，用这些功可以让一个质量为50kg的物体匀速升高 ______m。取
17.2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛，17岁中国小将苏翊鸣摘得金牌，成为冬奥历史上该项目最年轻的金牌获得者。比赛场地简化如图所示，AC为助滑道，B为AC的最低点。运动员某次从A点由静止开始下滑到达B点的过程中不考虑一切阻力，重力势能转化 ______能，机械能 ______选填“增大”、“减小”或“不变”。
18.气球在匀速上升的过程中，它的动能 ______ ，机械能 ______ 。选填“增大”“减小”或“不变”
19.如图甲所示，在水平面上测量木块滑动摩擦力时，作用在木块上的水平拉力F大小随时间t变化情况的图象如图乙所示，木块运动速度v随时间t变化情况的图象如图丙所示。由以上情况可知，木块在______s至______s时间段内动能减小，此时动能转化为______能；木块在第15s时受到的摩擦力为______N。
20.许昌市科技馆已于疫情后6月6日恢复开馆。某学习小组对科技馆中的“最速降线”装置进行了研究，其模型如图所示，甲，乙为两条光滑轨道，两轨道的起点高度相同，底部高度也相同。若将A、B两个完全相同的小球，同时由静止从甲、乙两个轨道的起点馆动至底部，发现两小球不同时到达，且到达底部时的动能分别为和，速度大小分别为的和忽略空气阻力，则______，______前两空选填“大于”“等于”或“小于”。你的依据是______。
三、实验探究题：本大题共3小题，共18分。
21.某班同学进行登楼比赛，看谁做功快。甲、乙同学记录自己两次从一楼跑到确定的楼层所用的时间，并填入下面表格中，然后将有关的物理量也记录在下面的表格中
学生 实验序号 学生的质量 楼梯高度 登楼做的功 所用时间
甲 1 50 3 1500 5
2 50 3 1500 8
乙 3 54 6 12
4 54 3 1620 5
第3次实验乙同学做的功是______J。
分析比较实验序号1和2，可以得出的初步结论是做相同的功，用时______填“多“或“少“的做功快。
通过实验序号2与3比较甲、乙同学做功的快慢，则可以比较______的比值。
分析比较实验序号1和4，可以得出的初步结论是做功时间相同时，做功越______填“多“或“少“的做功快。
22.万万同学在探究“物体动能与其速度大小关系”的实验中，如图所示，同一个小车分别从同一斜面的不同高度由静止滑下，撞击静止在水平木板上的同一木块，木块被撞后在相同木板上运动一段距离后停下来，请你回答下列问题：
万万正确操作实验，观察到小车滑下的高度越高，木块运动的距离越______，说明木块被撞后动能越______。木块在木板上运动过程中，第一次受到的摩擦力为，第二次受到的摩擦力为，则与的大小关系是______选填“>”、“<”或“=”。
实验中，通过观察木块滑行的距离来判断小车动能的大小，这种方法是______。
万万利用上述器材探究“阻力对物体运动的影响”，为了完成该实验，还需要增加的器材有______选填“砝码”、“毛巾”或“弹簧测力计”。每次让小车从同一高度由静止滑下，记下木块最终停在不同水平面上的位置，可知木块受到的阻力越小，运动的距离越______。
23.小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；
猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关；
猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关。
为此小夏设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙坑表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下球在光滑管道中运动的能量损失不计
实验数据如下表：
实验序号 铅球代号 铅球质量 下落高度 陷入沙面的深度
① A 200
② B 400
③ C 200 1
④ D 200 1
本实验中，采用的研究问题的方法是 ______ 。写出一种方法即可
本实验中，铅球的重力势能大小是通过 ______ 来反映的。
为验证猜想二，应比较 ______ 填实验序号，得到的结论是： ______ 。
比较③④，得到的结论是 ______ 。
经进一步实验和分析，小夏大胆给出重力势能的表达式“”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙坑表面的动能，其中B球的动能为 ______ 忽略空气阻力，
四、计算题：本大题共3小题，共24分。
24.近年来，智能机器人进入百家姓，如图所示是，质量为4kg的清洁机器人某次工作时，在4s内沿水平直线运动了2m，此过程机器人所提供的牵引力为50N，求：
机器人所受的重力；
牵引力所做的功；
牵引力的功率．
25.车速过快是造成交通事故的重要原因之一，为限制车速，常常在下坡路段设置减速带。如图所示是有减速带的斜坡示意图，在倾角为的斜坡上有7个减速带，相邻两个减速带间的距离均为50m。现有一辆质量为的小汽车，从斜坡上离减速带有一定距离的某处开始下滑，由于减速带、小汽车制动等因素的影响，使得小汽车通过相邻减速带间的平均速度均为。小汽车的长度不计，减速带的宽度不计，则：
小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带所用的时间是多少s？
小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带的过程中，重力做的功为多少J？
26.如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的图象分别是图乙中的图线①、②．两次对应的弹簧测力计示数分别为、，两次拉力的功率分别为、则______，______均选填“<”、“=”或“>”。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：
擦板是运动员将篮球投出后，利用篮板改变篮球的运动方向；在擦板时，球已经离开了手，运动员对篮球没有力的作用，所以运动员对篮球没有做功；
而运球、扣篮、跳投时，运动员对篮球均有力的作用，且篮球沿力的方向移动了距离，运动员都对篮球做了功，故D符合题意，ABC不符合题意；
故选：D。
做功需要两个必要因素：有力作用在物体上；物体在力的方向上移动一段距离。
此题主要考查学生对于力学中的功的理解和掌握，熟悉做功的要素是解题关键。
2.【答案】A
【解析】解：一层楼高3m，一楼到三楼是两层楼高，，
此过程小明做功：。
而小明沿三楼水平走廊走了6m进入教室时，小明对箱子的提力方向为竖直向上，可箱子却是沿水平方向运动了6m，即箱子没有在提力的方向上通过一段距离，故此过程小明没有对箱子做功；
故从一楼到教室过程中小明对箱子做的功为300J。
故选：A。
由题意可知，一层楼高3m，一楼到三楼是两层楼高，所以，沿三楼水平走廊走了6m进入教室，提箱子的力竖直向上，即水平方向上没有对箱子做功，根据进行计算即可。
本题考查做功的两个必要因素和功的计算公式，关键是知道“沿楼梯从一楼登上三楼”实际上重物上升两个楼层的高度。
3.【答案】D
【解析】解：A、学生背着书包在水平路面上行走，学生对书包有向上的力，但向上并没有移动距离，所以他对书包没有做功。故A错误；
B、举重运动员举着杠铃在空中静止时，只有力，没有在力的方向上通过的距离，故运动员对杠铃没有功，故B错误；
C、根据可知，功大小取决于功与时间的比值，只知道功的多少，不知道时间的多少，无法判断功率大小。故C错误；
D、功率是描述力做功快慢的物理量，故物体做功越快，功率越大。故D正确；
故选：D。
做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离。二者缺一不可。
功率是描述力做功快慢的物理量，大小取决于功与时间的比值。
此题主要考查力是否做功的判断、功率的大小比较，关键是明确三种情况不做功：一是有力无距离例如：推而未动，二是有距离无力靠惯性运动，三是力的方向与运动方向垂直。
4.【答案】B
【解析】解：两个物体受到的力都是F，通过的距离都是s，根据可以判断两个力做功相等，即。
故选：B。
根据判断做功多少，只要力相等，通过的距离相等，做功就相等。
物体质量多大，进行什么运动，接触面是否粗糙，这些都不影响做功多少，影响力对物体做功多少的是力和距离。
5.【答案】C
【解析】解：由题意知：列车所受阻力与速度成正比，
：：：4，
所以：：4，
由于列车匀速行驶，则列车的牵引力F等于汽车所受的阻力f，
：：：：16。
故选：C。
因为列车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，知道列车所受阻力与速度成正比，可求牵引力之比，再根据公式求两种车速下的输出功率之比。
本题考查了功率的计算、速度公式的应用、二力平衡条件的应用，利用好是本题的关键。
6.【答案】D
【解析】解：
由题知，在时刻以前，汽车以速度匀速行驶，发动机功率为，牵引力为，则：-------①；
在时刻，司机减小了油门，汽车的功率突然减小为P，在该瞬间汽车的速度不变仍为，由图象知牵引力由突然减小为，所以：-------②，
由①②可知即汽车的功率突然减小为原来的一半。
A.由图可知，至时间内，汽车受到的牵引力增大，功率不变，由可得，汽车行驶的速度减小，所以汽车做减速运动，故A错误；
B.汽车做匀速直线运动时，牵引力与阻力平衡，所以，故B错误；
C.由题可知，时刻后汽车的功率保持恒定；由前面分析知，汽车的功率将保持不变，故C错误；
D.由题知，到时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v；
由图可知，汽车再次做匀速运动时的牵引力与最初做匀速运动的牵引力大小相等，均为；
根据可得第二次做匀速直线运动时的速度：，故D正确；
故选：D。
汽车匀速行驶时牵引力等于阻力，根据功率和速度关系公式可得：，当功率不变，牵引力增加，物体减速运动；从图象上可以看出牵引力由变为，再根据，并结合选项即可判断出正确选项。
本题考查了功率公式灵活应用，了解研究对象的运动过程是解决问题的前提，会根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律是关键。
7.【答案】B
【解析】解：
A、运动员从a处到b处，运动员的高度变高，因此重力势能变大，速度逐渐减小，由动能转化为重力势能，故A错误；
B、运动员在a处和c处的质量不变，高度相等，所以重力势能相等，故B正确；
C、机械能等于动能和势能的和，b处是由动能转化为重力势能，整个过程机械能是不变的，故C错误；
D、从b处到d处时，重力势能转化动能，速度增大，故D错误；
故选：B。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能也就越大；
重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越大，物体的重力势能越大；
机械能等于动能和势能的和。
影响动能大小的因素有质量和速度，分析动能的变化就是分析质量和速度的变化，响重力势能的因素是质量和高度，分析重力势能的变化就是分析质量和高度的变化，以及机械能的变化情况。
8.【答案】C
【解析】解：A、小球受到竖直向下的重力的作用，下落中，移动了距离，小球的重力是做功的，因为是粗糙的弧形轨道，所以受摩擦力，要克服摩擦力做功，故A错误；
B、在粗糙的弧形轨道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，所以小球下落过程中，机械能减小，故在A、B两点具有的动能不同，故B错误；
C、小球运动过程中，要克服摩擦力做功，机械能减小，小球质量不变，故小球在A、B、C三点的速度大小关系是，故C正确；
D、要克服摩擦力做功，机械能减小，故在A点具有的机械能大于它在C点具有的重力势能，故D错误。
故选：C。
做功的条件是：有力，且沿力的方向运动一段距离；
由于受到的阻力，所以小球下落过程中，有机械能的损失；
物体受到非平衡力，其运动状态不断变化如速度改变。
此题考查了力是改变物体运动状态的原因、能量的转化和运动快慢的分析，是一道综合题目。
9.【答案】A
【解析】解：A、从O点到A点，运动员的重力势能转化为动能，由于忽略空气阻力，所以运动员的机械能不变，故A正确。
B、从O点到C点，运动员的势能包括重力势能和弹性势能和动能发生转化，转化过程中，运动员的机械能保持不变，故B错误。
C、从O点到C点，运动员的势能包括重力势能和弹性势能和动能发生转化，转化过程中，运动员的机械能保持不变，故C错误。
D、从O点到C点运动员速度先增大后减小，故D错误。
故选：A。
机械能包括动能和势能，动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，弹性势能与物体弹性形变的程度有关；在势能与动能的转化过程中，若忽略空气阻力和摩擦，机械能保持不变。
理解影响动能和势能的因素，知道转化过程中的机械能变化情况，可解答此题。
10.【答案】A
【解析】解：A、返回舱匀速下落的过程中，其质量不变，速度不变，所以动能大小不变，故A正确；
B、返回舱匀速下落的过程中，其质量不变，高度减小，则重力势能减小，故B错误；
CD、因为机械能等于动能与势能的总和，所以返回舱的机械能减小，故CD错误。
故选：A。
动能的影响因素是质量和速度；重力势能的影响因素是质量和高度；动能和势能统称机械能。
本题考查了动能和重力势能的影响因素、机械能的概念，相对比较简单，属于基础题。
11.【答案】C
【解析】解：A、运动员从陡坡加速下滑的过程，质量不变，速度增大，所以动能增大，故A错误；
BC、下滑的过程，质量不变，高度减小，重力势能减小，故B错误、C正确；
D、运动员从陡坡加速下滑的过程，重力势能减小，动能增大，由重力势能转化为动能，故D错误。
故选：C。
动能的大小跟物体的质量和速度有关；重力势能的大小跟物体的质量和高度有关。
本题考查了重力势能、动能的影响因素和转化等知识，属于基础题。
12.【答案】C
【解析】解：
A、喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，受力平衡，竖直方向上无人机受到的重力和升力是一对平衡力，其大小相等，故A错误；
B、喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，空气阻力沿水平方向，重力的方向是竖直向下，二力没有作用在同一直线上，所以这两个力不是平衡力，故B错误；
CD、水平匀速飞行时喷洒农药，无人机的速度不变，高度不变，但质量减小，所以无人机的动能和重力势能都减小，故C正确，D错误；
故选：C。
物体做匀速直线运动时，受力平衡；
平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上；
动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大；
重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度；质量越大，高度越高，重力势能越大。
本题考查了平衡力的辨别、二力平衡条件的应用、动能和重力势能的变化，都是基础知识，难度不大。
13.【答案】2000
【解析】解：在整个过程中推力做功：；
购物车在水平地面上运动，购物车在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即做功为0J。
故答案为：200；0。
知道推力大小、购物车在推力方向上移动的距离，利用求推力做的功；
做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离。
本题考查了功的计算和做功的两个必要因素，属于基础题。
14.【答案】 160
【解析】解：由于车做匀速直线运动，所以，牵引力等于阻力，故牵引力为：；
则汽车做的功为：；
汽车的功率为：；
由于车沿水平方向做匀速直线运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力没有做功，故重力做功的功率是0。
故答案为：；16；0。
根据行驶中阻力为车重的倍求出阻力；由于车做匀速直线运动，则牵引力等于阻力；根据求出功的大小，根据求出功率。
本题主要考查了二力平衡条件的应用、功和功率的计算，属于基础知识，要掌握。
15.【答案】减小 20
【解析】解：飞机的质量不变，减速上升，所以动能减小；
若不计空气阻力，无人机匀速上升时，升力与重力是一对平衡力，大小相等，即，
由，得，。
故答案为：减小；20。
影响动能大小的因素是质量和速度；
已知匀速上升速度和飞机重力，利用公式得到功率。
本题考查了影响能量大小的因素、速度和功率的计算，难度不大，关键是公式的灵活运用。
16.【答案】
【解析】解：因为，，
所以在小时内心脏做功：
；
提升物体重：
，
因为，
所以用这些功提升物体的高度：
。
故答案为：8100，。
知道心脏推动血液流动的功率和做功时间，利用求心脏做功多少；
知道物体的质量，利用求提升高度。
本题考查了学生对重力公式、功的公式、功率的公式的掌握和运用，要灵活选用公式，计算时注意单位统一。
17.【答案】动 不变
【解析】解：运动员某次从A点由静止开始下滑到达B点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，重力势能转化动能；
因为不考虑一切阻力，所以运动员从A点由静止开始下滑到达B点的过程中没有能量的损耗，在能量转化过程中能量是守恒的，因此该过程中运动员的机械能不变。
故答案为：动；不变。
动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；动能和势能可以相互转化；
因为不考虑一切阻力，所以运动员从A点由静止开始下滑到达B点的过程中没有能量的损耗，在能量转化过程中能量是守恒的。
本题考查了动能和重力势能的转化与守恒，属于基础题。
18.【答案】不变 增大
【解析】解：气球在匀速上升的过程中，质量不变，速度不变，动能不变。质量不变，高度增大，重力势能增大。因为机械能等于动能和重力势能之和，因此机械能增大。
故答案为 不变，增大。
动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。
重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
机械能等于动能和势能之和。
掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化
19.【答案】40；50；内；4
【解析】【分析】
本题考查二力平衡的应用，影响摩檫力大小的因素，能量转化，影响动能的因素，关键是能从运动的图像获得信息。
动能大小与速度和质量有关；滑动摩擦力大小与压力、接触面的粗糙程度有关，压力和接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变。
【解答】
根据图象可知，木块在内的速度是减小的，质量不变，动能减小；木块与水平面之间有摩擦力的作用，克服摩擦力做功，机械能转化为内能；
由图象可知，内的拉力，由图象可知，木块做匀速直线运动，处于平衡状态，则此时木块受到的摩擦力为4N；
由图象可知，15s时木块做变速直线运动，因滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，与运动的速度无关，所以，木块受到的滑动摩擦力不变，则第15s时受到的摩擦力为4N；
故答案为：40；50；内；4。
20.【答案】等于 等于 小球的机械能守恒
【解析】解：
甲、乙为两条光滑轨道，不存在摩擦，则在下滑过程中小球的机械能是守恒的；
由于两轨道的起点高度相同且两球的质量相同，所以两球在起点时的重力势能相同；因小球的机械能守恒，则到达底部时的动能相同，由于两球的质量相同，所以到达底部时的速度也相同。
故答案为：等于；等于；小球的机械能守恒。
轨道光滑，则小球在下滑过程中的机械能是守恒的，据此分析动能和速度的大小。
本题考查了动能、重力势能的相互转化和机械能守恒，难度不大。
21.【答案】3240 少 做的功与所用时间 多
【解析】解：第3次实验乙同学做的功：；
分析比较实验次数1和2可知，做功是相同的，第一次做功时间少，做功快。
分析比较实验次数2与3可知做功时间和做功的多少都是不同的，若要比较甲乙两为同学做功的快慢就要计算做的功与所用时间的比值，比值大的做功快。
分析比较实验序号1和4，高度相同，质量不同，时间相同，做功的多少不同，做功越多，做功越快，可以得出的初步结论是做功时间相同时，做功越多的做功快。
故答案为：；少；做的功与所用时间；多。
比较做功快慢的方法有：做相同的功，比较做功的时间，时间短的做功快；做功时间相同，比较做功的多少，做功多的做功快；做功时间和做功的多少都不一样的，就要算出功与时间的比值，比值大的做功快。
登楼时要克服自身的重力做功。
根据实验现象来分析实验结论是初中学生必备的能力。在没有引入功率的概念前，比较做功快慢时，要注意控制变量法的运用。
22.【答案】远 大 转换法 毛巾 远
【解析】解：实验的研究对象是小车，同一小车保证了质量相同，从斜面的不同高度由静止滑下，小车放置的位置越高，到达水平面的速度越大，木块被撞击后滑行得越远，说明小车的动能更大；由此可以得出结论：质量相同时，速度越大，物体的动能越大；
两次实验木块在滑动过程中，由于没有改变木块和接触面，所以木块受到的滑动摩擦力相同，即。
实验中通过木块被撞击后滑行的距离来判断小车动能的大小，采用的是转换法；
探究“阻力对物体运动的影响”需要选择与接触面粗糙程度有关的毛巾；根据实验现象可知，平面越光滑，说明小车受到的阻力越小，小车运动的路程越远。
故答案为：远；大；=；转换法；毛巾；远。
该实验采用了控制变量法和转换法，同一小车保证了质量相同，从斜面的不同高度滑下，到达水平面时的速度不同，木块被撞击后移动的距离不同，推力做功不同，就可以说明木块的动能不同，从而得出质量相同时，速度越大的物体动能越大。
滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，分析两图中压力和接触面的粗糙程度有没有改变，则可判断物体运动时的摩擦力是否发生变化。
探究“阻力对物体运动的影响”需要选择与接触面粗糙程度有关的实验器材。平面越光滑，小车受到的阻力越小；小车运动的路程越长，说明小车受到减小的越慢。
探究动能大小与什么因素有关时，根据控制变量法的思路可找到答案；在得出结论时，要注意条件；要注意滑动摩擦力的大小与速度大小无关。
23.【答案】控制变量法 铅球陷入沙中的深度 ①③ 质量一定时，物体所处的高度越高，重力势能越大 物体的重力势能与物体运动的路径无关 2
【解析】解：
物理学中对于多因素或多变量的问题，常常采用控制因素变量的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法，该实验中用到了控制变量法；
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；
探究物体的重力势能与物体的下落高度有关时，需要控制物体的质量相同，下落的高度不同，故需要比较A、C两球，即①③两次实验：两球质量相等、运动路径相同，下落高度不同，C球下落的高度高，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大；
比较③④两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，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；
铅球在下落过程中，忽略空气阻力，铅球的重力势能转化为动能，则根据可得，B球落到沙表面时的动能：。
故答案为：控制变量法；铅球陷入沙中的深度；①③；质量一定时，物体所处的高度越高，重力势能越大；物体的重力势能与物体运动的路径无关；。
影响重力势能的因素有物体的质量和下落高度，实验中研究物体的重力势能与物体的质量关系时，需要保持下落高度和运动路径相同，改变物体质量；研究物体重力势能与下落高度的关系时，需要保持物体质量和运动路径相同，改变下落高度；研究物体重力势能与运动路径的关系时，需要保持物体质量和下落高度相同，改变运动路径；
铅球在下落过程中，如果忽略空气阻力，铅球的重力势能转化为动能，据此进行计算。
此题考查学生对于物体重力势能的理解和掌握，注意分析实验时，控制条件。
24.【答案】解：机器人所受的重力：
；
牵引力所做的功：
；
牵引力的功率：
答：机器人所受的重力为40N；
牵引力所做的功为100J；
牵引力的功率为
【解析】已知质量，利用计算机器人所受的重力；
已知牵引力和移动的距离，利用计算牵引力所做的功；
已知牵引力做的功，又知时间，利用计算牵引力的功率．
此题考查重力、功和功率的计算，应用重力、功和功率公式即可正确解题，难度不大．
25.【答案】解：根据速度公式得小汽车通过相邻减速带的时间为：
，
由题意知小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带所用的时间是：
；
由题意和数学知识知小汽车下降高度为：
，
小汽车的重力为：
，
重力做功：
。
答：小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带所用的时间是30s；
小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带的过程中，重力做的功为。
【解析】根据速度公式算出小汽车通过相邻减速带的时间，进而算出小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带所用的时间；
由题意和数学知识算出小汽车下降高度，由算出小汽车的重力，根据算出重力做的功。
本题考查了速度公式、重力公式、做功公式的应用等知识，是一道物理和数学的综合题，但难度不大。
26.【答案】
【解析】解：木块两次都进行匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，滑动摩擦力相等，拉力F相等，即，。
从图象中可以判断出，第②次的运动速度v较小，根据公式，当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，即。
故答案为：=；>。
弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速直线运动时，水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。
滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关。
根据判断拉力的功率。
本题通过图象可以判断木块进行匀速直线运动，匀速直线运动的物体受到平衡力作用，根据平衡力条件判断拉力和滑动摩擦力大小关系，根据判断功率大小的变化。
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