第十一章 功和机械能 自我评估 课时练习 （含解析）2023-2024学年物理人教版八年级下册

第十一章 功和机械能 自我评估
注意事项:本试卷共4个大题,15小题,满分60分,考试时间45分钟。
一、填空题(本题共5小题,每小题2分,共10分)
1.我们在坐车时都会注意到一个细节:当汽车上坡时,司机都要通过“换挡”来减小汽车行进的速度,目的是 汽车爬坡时所需的牵引力。若某辆汽车的功率为60 kW,当它以72 km/h的速度在水平公路上匀速行驶时,汽车受到的阻力大约为
N。
2.箱子重450 N,如果用如图所示的滑轮组匀速提升该箱子,拉力F=250 N,滑轮组的机械效率为 。箱子以0.1 m/s的速度匀速上升的过程中,拉力的功率为
W。
3.跳伞运动员从飞机上跳下,伞打开前,运动员加速向下运动,此过程中动能 ,机械能 。(均选填“增大”“不变”或“减小”)
4.小婷跳绳时所穿鞋的总质量为0.4 kg,她1 min内跳绳180次,假定每次双脚抬离地面的最大高度均为5 cm,则每上升一次,她对鞋所做的功为 J。跳跃时若上升所用的时间占每次跳跃时间的,则每上升一次,她对鞋做功的平均功率为
W。(g取10 N/kg)
5.如图,AOB是光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度h,让小球从A点由静止开始自由滑下至O点的过程中,其能量转化的过程是 ;小球沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力),则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是 。
二、选择题(本题共6小题,每小题3分,共18分,每小题只有一个选项符合题目要求)
6.下列几种情况中,人对物体做了功的是 ( )
A.图1,人推车没有推动
B.图2,将重物提起
C.图3,足球因惯性在空中飞行
D.图4,提着滑板水平匀速前进
7.某同学的质量约为50 kg,他以正常速度从教学楼的一楼走上二楼。请估算在此过程中该同学上楼的功率最接近于 ( )
A.1 W B.10 W
C.100 W D.1000 W
8.如图所示,若将同一物体分别沿AB、AC、AD三个光滑斜面,从底端匀速拉到顶端,做功分别为W1、W2、W3,拉力分别为F1、F2、F3 ,则 ( )
A.F1B.F1=F2=F3　W1>W3>W2
C.F1>F3>F2　W1=W2=W3
D.F1=F2=F3　W19.电动叉车托着质量为100 kg的货物,在5 s内沿着水平方向行驶10 m,如图甲所示;接着在10 s内把货物匀速竖直提升1 m,如图乙所示。下列说法正确的是 ( )
A.叉车水平行驶过程中,货物的重力做功为1×104 J
B.叉车提升货物过程中,克服货物的重力做功为1×103 J
C.叉车水平行驶过程中,叉车的重力势能转化为货物的动能
D.叉车提升货物过程中,货物的动能转化为货物的重力势能
10.一架喷洒农药的飞机在某一高度水平匀速飞行,在喷洒农药的过程中,飞机的 ( )
A.动能减小,重力势能减小,机械能减小
B.动能不变,重力势能不变,机械能不变
C.动能减小,重力势能增大,机械能减小
D.动能增大,重力势能减小,机械能不变
11.下列情况中机械能不发生变化的是 ( )
A.汽车刹车后在水平地面上向前滑行
B.抛向空中的正在上升的石块(不计空气阻力)
C.小孩从滑梯上匀速滑下
D.用滑轮组把物体匀速提高
三、实验探究题(本题共2小题,第12小题10分,第13小题8分,共18分)
12.近年来,渣土车因“多拉快跑”而引发的交通事故时有发生,这引起了交通管理部门的高度重视。小彤设计了如图所示的实验来模拟汽车超速、超载带来的危害,通过电磁铁的控制,让质量分别为m1和m2(m1(1)分析甲、乙两图可知, (选填“甲”或“乙”)图中的小钢球在刚到达水平面时的速度更大。
(2)比较甲、乙两图可知,在 一定时,小钢球的 越大,动能越大。
(3)比较 两图可以模拟汽车超载带来的危害。
(4)假如你是一名汽车驾驶员,请你从物理学的角度谈谈在安全行车方面需要注意的事项: 。
13.利用如图所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B 分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置,然后都由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,将与静止在水平面上的木块C 发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L 都相同,θ1<θ2,球A、B 的质量分别为mA、mB(mA(1)如图甲、乙所示,同时释放A、B,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置,这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的
无关。
(2)如图甲、乙所示,观察到B 球能将木块C撞得更远,由此可得出结论: 。
(3)图乙中小球B 到达竖直位置时的速度 (选填“大于”“小于”或“等于”)图丙中小球B到达竖直位置时的速度。如图乙、丙所示,图丙中木块C 滑行得更远些,由此可得出结论: 。
四、计算题(本题共2个小题,第14小题6分,第15小题8分,共14分)
14.图为某公司研发的一款太阳能辅助电动车,车身上部铺满了太阳能电池薄膜,可实现太阳能和充电桩两种充电模式。使用前对该车进行测试,在其匀速直线行驶阶段,有关测试数据如下表所示。已知该车行驶过程所受阻力包括摩擦力和空气阻力,摩擦力为整车重力的,空气阻力与行进速度的关系为f=kv2,k=0.02 N·s2/m2。若定义该车的推进效率为该车的牵引力所做的功与其消耗电能之比,用字母η表示,g取10 N/kg,求该车本次测试过程中:
(1)行驶的速度;
(2)牵引力做功的功率。
整车质量:940 kg 行驶路程:54 km 行驶时间:0.5 h 消耗电能:5 kW·h
15.在平直公路上,AB段的路程sAB=60 km,BC段的路程sBC=40 km。一辆纯电动汽车甲,以速度v1=108 km/h从A地匀速行驶到B地,再以恒定功率P0=60 kW从B地匀速行驶到C地。已知汽车甲的质量m=1500 kg,其运动过程中所受阻力大小恒为自身重力的,g取10 N/kg。试问:
(1)汽车甲运动过程中所受阻力为多大
(2)汽车甲在BC段行驶的速度v2为多大
(3)汽车甲从A地行驶到C地的平均速度v为多大
(4)若甲车从A地出发的同时,另一辆相同的电动汽车乙从C地向A地出发,并以速度v乙=48 km/h与甲车相向匀速行驶,则甲、乙两车相遇时所用的时间t和甲、乙两车的牵引力做功之和W总为多少
参考答案
第十一章 功和机械能 自我评估
1.增大　3×103
2.90%　50
【解析】由图可知滑轮组绳子的有效股数n=2,令箱子被提升的高度为h,则拉力端移动距离s=2h,拉力端移动的速度等于箱子上升速度的2倍,滑轮组的机械效率η====×100%=90% 。根据P===Fv 可求拉力做功功率P=Fv=250 N×2×0.1 m/s=50 W。
3.增大　减小
4.0.2　2
5.重力势能转化为动能　c
6.B　7.C　8.A
9.B　【解析】功是力和力的方向上移动的距离的乘积,所以水平行驶过程中,货物的重力没有做功,故A错误;叉车提升货物的过程中,克服货物重力做功W=Gh=mgh=100 kg×10 N/kg×1 m=1×103 J,故B正确;叉车水平行驶过程中,叉车的质量没有变化,高度也没有变化,因此叉车的重力势能没有变化,所以不是叉车的重力势能转化为货物的动能,故C错误;货物上升过程中,质量不变,速度不变,动能不变,高度变大,重力势能变大,因此不是货物的动能转化为货物的重力势能,故D错误。故选B。
10.A　11.B
12.(1)乙
(2)质量　速度
(3)乙、丙
(4)不超载行驶,不超速行驶
【解析】(1)甲、乙两图中两小球的质量相同,滚下的高度不同,则到达水平面的速度不同,乙图中小球的高度更高,小钢球在刚到达水平面时的速度更大;(2)比较甲、乙两图可知,质量相同的钢球从斜面上不同高度自由滚下,钢球撞击纸盒时的速度不同,速度越大,木块移动的距离越远,则钢球的动能越大;(3)超载是指汽车的速度一定时,质量越大动能越大,故需要高度相同,质量不同的小球进行实验,乙、丙两图符合要求;(4)由甲、乙两图可知,在质量一定时,物体的速度越大,动能越大,发生事故时造成的危害性越大,由乙、丙两图可知,在速度一定时,物体的质量越大,动能越大,发生事故时造成的危害性越大,故作为一名汽车驾驶员,在行车时应尽量避免发生交通事故,减小发生事故时造成的危害,做到遵守交通规则,不超载行驶,不超速行驶。
13.(1)质量　(2)速度相同时,动能的大小与物体的质量有关,质量越大,动能越大　(3)小于　质量相同时,动能的大小与物体的速度有关,速度越大,动能越大
14.【解】(1)行驶的速度:
v===108 km/h=30 m/s
(2)摩擦力:
f摩擦=G=mg=×940 kg×10 N/kg=282 N
空气阻力:
f=kv2=0.02 N·s2/m2×(30 m/s)2=18 N
由于匀速运动时牵引力等于所受阻力,所以牵引力:
F=f总=f摩擦+f=282 N+18 N=300 N
牵引力做功的功率:
P===Fv=300 N×30 m/s=9000 W
15.【解】(1)已知汽车甲的质量m=1500 kg,则汽车的重力:G=mg=1500 kg×10 N/kg=15000 N
其运动过程中所受阻力大小恒为自身重力的,汽车匀速运动,所受牵引力与阻力大小相等,即
F=f=G=×15000 N=3000 N
(2)根据P===Fv可得汽车甲在BC段行驶的速度:
v2===20 m/s=72 km/h
(3)汽车甲从A地行驶到C地的时间:
tAC=+=+= h
汽车甲从A地行驶到C地的平均速度:
v===90 km/h
(4)假设甲、乙两车在B点相遇,则甲车行驶的时间:
t甲=== h
乙车行驶的时间:
t乙=== h
t甲设甲、乙两车相遇时所用的时间为t,则(t-t甲)v2+v乙t=sBC,代入数据可得:
t- h×72 km/h+48 km/h×t=40 km
解方程可得:
t= h=2400 s
甲、乙两车的牵引力做功之和:
W总=FsAC=3000 N×(60000 m+40000 m)=3×108 J
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