第十一章 功和机械能 章末练习
一、单选题
1.炎热的夏天,在路上执勤的交警从地上拿起一瓶矿泉水送到嘴边,如图所示,他对矿泉水做功约( )
A.8J B.80J C.800J D.8000J
2.如图所示,让摆球从A点静止开始释放,摆到D点后再返回,B、C两点在同一高度,下列关于能量及能量转化说法中正确的是( )
A.摆球在O点时动能最大
B.摆球在B、C两点动能相等
C.摆球在摆动过程中机械能减少说明能量消失了
D.摆球从A到O过程是动能转化为重力势能
3.功率相同的两辆汽车在水平路面匀速行驶,在相等的时间内通过的路程之比是4:1,则( )
A.两车的牵引力相等
B.两车的牵引力之比是4:1
C.两车做功相同
D.两车做功之比是1:4
4.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,实验装置如图所示,下列说法中错误的是( )
A.小车最终会停下来说明力是改变物体运动状态的原因
B.实验中要控制小车每次到达斜面底端时速度相同
C.小车在毛巾、棉布、木板表面运动时机械能守恒
D.小车在毛巾表面运动时阻力做功的功率最大
5.在国际单位制中,功的单位是
A.牛顿 B.千克 C.帕斯卡 D.焦耳
6.如图所示,下列有关机械能的说法正确的是( )
A.射箭项目中,箭飞出后,弓对箭做了功
B.限制机动车的最高行驶速度,是因为速度越大,动能一定越大
C.跳水运动员从高处落到跳板上并将跳板压弯的过程中,运动员的动能先增大后减小
D.打桩机的重锤下落时,动能转化成重力势能
7.小彬同学把一瓶饮料的从1楼提到2楼,他对饮料所做的功最接近( )
A.1.5J B.15J C.150J D.300J
8.中国空间站是中国独立自主建造运营的载人空间站,由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三个舱段构成,2021年4月29日11时23分,中国空间站天和核心舱发射升空,准确进入预定轨道,意味着中国空间站建造已进入实质性“施工”。如图5所示天和核心舱在加速升空过程中( )
A.动能增大,重力势能减小,机械能不变
B.动能不变,重力势能增大,机械能增大
C.动能增大,重力势能增大,机械能增大
D.动能减小,重力势能增大,机械能减小
9.投掷出去的铅球在空中的运动轨迹如图所示。若不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.在最高点b点时,铅球的重力势能最大,动能为零
B.在从a点到b点再到c点的过程中,铅球的动能先减小后增大
C.在从a点到b点的过程中,铅球的动能增大,重力势能减小
D.在从a点到c点的过程中,铅球的重力势能增大,动能减小
10.2022年11月29日,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号F遥十五运载火箭将“神舟十五号”载人飞船成功发射,如图甲所示;如图乙所示是“神舟十五号”宇航员与“神舟十四号”宇航员“太空会师”的场景,下列说法正确的是( )
A.飞船与火箭分离前,以火箭为参照物,飞船是静止的
B.飞船加速升空过程中机械能逐渐减小
C.飞船从地球到太空后,质量会增大
D.飞船加速升空时受到的重力和推力是一对平衡力
二、填空题
11.中国某型号的水陆两用坦克(如图所示),它的总质量22t,配备发动机的额定功率420kW。水上最大速度14km/h,陆地最大速度54km/h。该水陆两用坦克在陆地上以最大速度匀速行驶54km(发动机正常工作),行驶过程中受到牵引力为 N。(g取10N/kg)
12.在一次军事演习中,一架飞机沿水平方向一边匀速飞行一边投放军用物资,在此过程中飞机的动能 (选填“变大”、“变小”或“不变”),物资在加速下落过程中,动能和重力势能之间的转化情况是: ,机械能 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
13.如图是一款新型智能航拍无人机。机身总质量3kg,飞行时先以1.5m/s的速度匀速上升36m,又以1m/s的速度沿水平方向匀速飞行100m(g取10N/kg),无人机在整个飞行过程中,需要克服重力做功 J,无人机上升过程所用时间为 s,上升过程,克服重力做功的功率为 W。
14.随着现代高层建筑的迅速发展,电梯已成为人们生活中必不可少的垂直交通工具.当小明乘电梯匀速上升时,他的动能将,重力势能将 ,机械能将。(选填“增大”、“不变”或“减小”)
15.如图所示,网球比赛中,选手用力击球,球拍因网线形变而具有了 能, 之后球拍把网球弹出的过程中弹性势能 (选填“增大”、“减小”或“不变”),此时网球 重力势能(选填“有”或“没有”)。
三、实验题
16.为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小明设计了如图甲、乙、丙所示的探究实验,将、B、C三个小球先后从同一装置,高度分别为hA、、的位置由静止滚下(,),推动小木块运动一段距离后静止,请你根据生活经验和所学的物理探究方法,对以下问题进行解答。
(1)研究超速安全隐患时需要控制不变的量是 ,实验时应选择 两个图所示实验进行比较。
(2)研究超载安全隐患时,选择两个合适的图所示实验进行比较,得到的结论是 。
(3)实验中,与小球接触的斜面是不光滑的,则小球从斜面由静止滚到底部的过程中,其机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)实验中,小球在这三个水平表面上滑行的过程中,推动木块克服摩擦做功最多的是 球(选填“A”、“B”或“C”)。
17.某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球,它们的质量关系为m1<m2=m3,实验的情景如图所示。
实验次数 1 2 3 4 5 6
2.45 4.9 7.35 9.8 12.25 14.7
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
(1)通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小,运用的物理方法是 (选填“转换法或“类比法”)。
(2)分析甲、乙两种情况可知,重力势能的大小与物体的 有关:
(3)小铁球m2落入细沙后,速度不断减小直至静止,它的机械能转化为 能。
(4)同学们还发现小球离地面越高,下落到地面所用的时间越长,他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如表。分析数据,写出h与t2的关系式为 。
四、计算题
18.如图,建筑工人用400N的拉力,将重1000N的物体匀速提升3m,所用时间是18s,忽略绳重和摩擦,求:
(1)工人做功的功率.
(2)滑轮组的机械效率.
(3)提升的物体重为1400N时,滑轮组的机械效率.
19.小汽车已进入千家万户。新能源汽车因节能、环保等优势,深受欢迎。如题图所示的新能源汽车有四个轮胎,在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶5min,轮胎与地面的接触总面积为2×10-2m2。求:
(1)若汽车总质量为1.6×103kg,则汽车静止停放时对水平路面的压强?
(2)若汽车在行驶过程中,受到的阻力大小为1000N,则该汽车在5min内克服阻力做功多少?
五、作图题
20.如图为一摆球从左侧A点摆到右侧最高点B的过程图,请在图中三个位置的摆球上用“1”和“2”分别标注出机械能最大位置和动能最小位置。
参考答案:
1.A
2.A
3.C
4.C
5.D
6.C
7.B
8.C
9.B
10.A
11.2.8×104
12. 变小 重力势能转化为动能 变小
13. 1080 24 45
14. 增大 不变 增大
15. 弹性势 减小 有
16. 质量 甲、乙 在速度一定时,物体的质量越大,它的动能就越大 减小 C
17. 转换法 质量 内 h=4.9t2
18.(1)200W; (2)83.3%; (3)87.5%
19.(1)8×105Pa;(2)6×106J
20.