章末复习 功和机械能
考点1 功和功率
1.如图所示，mA＞mB＞mC，三个物体在同样大小的力F的作用下，都沿着力F的方向移动距离s，比较F对三个物体所做的功，结论是 （ A ）
A.对三个物体做的功一样多 B.对物体A做的功最多
C.对物体B做的功最多 D.无法确定
2.一位体重为500 N的同学在跳绳测试中，1 min跳180次，每次腾空的最大高度平均为4 cm，则他在跳绳过程中，克服重力做功的平均功率是 （ A ）
A.60 W B.3.6×103 W C.6×103 W D.3.6×105 W
3.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动，其路程随时间的变化关系如图所示，下列说法正确的是 （ C ）
A．物体2 s时的速度大于8 s时的速度
B．0~12 s物体所受的拉力大于12~24 s物体所受的拉力
C．0~12 s拉力做的功大于12~24 s拉力做的功
D．0~12 s拉力做功的功率小于12~24 s拉力做功的功率
4.（昆明西山区期末）如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F-t和v-t图像分别如图乙、丙所示.下列说法错误的是（ C ）
A.第0~2 s拉力对物体做的功为0 J
B.第2~4 s物体受非平衡力的作用
C.在第3 s时，物体受到摩擦力的大小为6 N
D.第4~6 s拉力对物体做功的功率为8 W
5.小明提着质量为0.6 kg的滑板沿水平路面走了50 m，此过程中他向上提滑板的力对滑板做功0J.
6.（云南中考节选）我国自主创新研发成功的全磁悬浮人工心脏为心衰患者带来重获新生的希望，被医学界亲切地称为“中国心”.若人工心脏推动血液流动的功率为1.6 W，则每分钟心脏对血液做功96J.
7.（安顺中考）自行车骑行是生活中一种环保的出行方式.小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长200 m的平直路面，用时30 s.若小明的质量为50 kg，自行车重200 N，骑行时受到的阻力为总重力的0.03倍.该过程中动力做功的功率是140W.（g取10 N/kg）
8.（云南中考）AI机器人逐渐改变了我们的生活，我国自主研发的某款人形机器人身高1.65 m，质量55 kg.某次测试中该机器人用100 N 的力竖直向上将箱子在2 s内匀速抬高1 m.求： （g取10 N/kg）
（1）机器人所受的重力；
（2）2 s内机器人对箱子所做的功；
（3）2 s内机器人对箱子做功的功率.
解：（1）机器人所受的重力：G=mg=55 kg×10 N/kg=550 N；
（2）2 s内机器人对箱子所做的功：W=Fs=100 N×1 m=100 J；
（3）2 s内机器人对箱子做功的功率：P===50 W.
9.随着科技的日新月异，无人机的应用领域越来越广泛，下表是某型号无人机的一些飞行参数（g取10 N/kg）：
动力系统 电动
质量 1 100 g
最大上升速度 4 m/s
最大下降速度 3 m/s
最大水平飞行速度 20 m/s
最长悬停时间 29 min
（1）求无人机在空中悬停时受到的升力F；
（2）无人机以最大速度匀速上升100 m，空气阻力忽略不计，求升力对无人机做功的功率P.
解：（1）当无人机悬停时受平衡力作用，则有
F=G=mg=1.1 kg×10 N/kg=11 N；
（2）由表中数据可知，无人机上升时最大速度为4 m/s，匀速上升时升力等于重力，则P===Fv=11 N×4 m/s=44 W.
考点2 动能和势能
10.如图所示，摆线的长L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向的夹角θ1＜θ2.
（1）图甲、乙所示的实验中，同时由静止释放A、B两球，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任一时刻速度大小与小球的质量无关.
（2）小强设计用如图所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”.小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好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，本实验中通过比较木块移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫转换法（填“控制变量法”或“转换法”）.
（3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到实验丙中木块C被撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与速度（填“速度”“高度”或“质量”）有关.
（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做匀速（填“减速”“匀速”或”“加速”）直线运动.
（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能相等（填“相等”或“不相等”），该方案错误（填“正确”或“错误”）.
11.兴趣小组同学用自制的实验装置、体积相同的木球和铁球（如图），探究重力势能的大小和哪些因素有关.让小球从管口上方自由释放，静止在管中的泡沫柱会在竖直下落小球的作用下向下运动一段距离.
（1）该实验是通过比较泡沫柱下移的距离来推断小球具有的重力势能大小.
（2）为了探究重力势能和高度的关系，实验时应从不同高度释放木球；为了探究重力势能与质量的关系，应进行的操作是从相同高度释放木球和铁球.
（3）该装置使用一段时间后，尽管其外观没有变化，但同学们发现在同一高度释放同一小球，泡沫柱下移的距离比先前实验时变大了，原因是泡沫柱摩擦力变小.
12.近年来，渣土车因“多拉快跑”而引发的交通事故时有发生，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＜m2）的小钢球从圆弧轨道的一定高度（h1＜h2）由静止滚下，撞击水平面上的纸盒并将纸盒推动一段距离（实验中的圆弧轨道、水平面和纸盒均不变）.
（1）分析甲、乙两图可知，乙（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，在质量一定时，小钢球的速度越大，动能越大.
（3）比较乙、丙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哪些事项：不超载、超速行驶.
考点3 机械能及其转化
13.（云南中考改编）同学们正在进行排球训练，排球离开手后先向上运动，达到最高点后落下.下列说法正确的是 （ B ）
A.排球离开手上升过程中一直受到托力的作用
B.排球下落过程中重力势能减小，动能增大
C.排球运动到最高点时受平衡力的作用
D.排球运动过程中与空气摩擦，机械能不变
14.（六盘水中考）如图所示是小明在游乐园乘坐过山车时的情景，过山车在粗糙轨道的顶端由静止滑下，途中经过A、B、C三点，其中A点与B点等高，C点在水平轨道上.在此过程中不计空气阻力，下列关于过山车分析正确的是 （ C ）
A．重力势能全部转化为动能 B．A点和B点的速度相等
C．在B点时受三个力作用 D．在C点时受平衡力作用
15.现在许多商店和宾馆都安装了弹簧门，弹簧门被推开后，能自动关闭，这是由于门被推开后，弹簧被卷紧，具有弹性势能，放手后这种能转化为门的动能，使门自动关上.
16.高空坠物伤人事件时有发生，原因是物体所处的高度越高，物体所具有的重力势能越大（填“大”或“小”）.当高处的物体坠落时，因重力势能转化为动能，从而带来安全隐患.
17.如图所示，光滑斜面PM与水平面MN平滑连接.弹簧左端固定，小物块在斜面上从P点由静止滑向M点的过程中，机械能不变；小物块压缩弹簧的过程中，弹簧的弹性势能变大.（均填“变大”“变小”或“不变”）
18.如图是自动回转的“魔罐”，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来的原因是弹性势能转化为动能.
19.在水平地面上铺一张纸，将两个弹性相同、质量分别为mA和mB的皮球A和B表面涂黑，让它们从相同高度由静止下落，在纸上留下黑色圆斑，如图所示.分析图中两个圆斑大小，可推断：mA小于mB（填“大于”“小于”或“等于”）.皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，由此判断，皮球的机械能总量减少（填“增大”“减少”或“不变”）.
20.如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点.运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点.（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）
（1）从O点到A点的过程中，运动员的动能增大.从A点到C点的过程中，重力做功的功率先增大后减小（均填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）.
（2）从O点到B点的过程中，运动员减少的势能转化为运动员的动能和弹性绳的弹性势能.
（3）如果换一个质量更大的运动员完成相同的蹦极运动，则AB的距离将变大（填“变大”“变小”或“不变”）.章末复习 功和机械能
考点1 功和功率
1.如图所示，mA＞mB＞mC，三个物体在同样大小的力F的作用下，都沿着力F的方向移动距离s，比较F对三个物体所做的功，结论是 ( )
A.对三个物体做的功一样多 B.对物体A做的功最多
C.对物体B做的功最多 D.无法确定
2.一位体重为500 N的同学在跳绳测试中，1 min跳180次，每次腾空的最大高度平均为4 cm，则他在跳绳过程中，克服重力做功的平均功率是 ( )
A.60 W B.3.6×103 W C.6×103 W D.3.6×105 W
3.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动，其路程随时间的变化关系如图所示，下列说法正确的是 ( )
A．物体2 s时的速度大于8 s时的速度
B．0~12 s物体所受的拉力大于12~24 s物体所受的拉力
C．0~12 s拉力做的功大于12~24 s拉力做的功
D．0~12 s拉力做功的功率小于12~24 s拉力做功的功率
4.（昆明西山区期末）如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F-t和v-t图像分别如图乙、丙所示.下列说法错误的是( )
A.第0~2 s拉力对物体做的功为0 J
B.第2~4 s物体受非平衡力的作用
C.在第3 s时，物体受到摩擦力的大小为6 N
D.第4~6 s拉力对物体做功的功率为8 W
5.小明提着质量为0.6 kg的滑板沿水平路面走了50 m，此过程中他向上提滑板的力对滑板做功 J.
6.（云南中考节选）我国自主创新研发成功的全磁悬浮人工心脏为心衰患者带来重获新生的希望，被医学界亲切地称为“中国心”.若人工心脏推动血液流动的功率为1.6 W，则每分钟心脏对血液做功 J.
7.（安顺中考）自行车骑行是生活中一种环保的出行方式.小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长200 m的平直路面，用时30 s.若小明的质量为50 kg，自行车重200 N，骑行时受到的阻力为总重力的0.03倍.该过程中动力做功的功率是 W.（g取10 N/kg）
8.（云南中考）AI机器人逐渐改变了我们的生活，我国自主研发的某款人形机器人身高1.65 m，质量55 kg.某次测试中该机器人用100 N 的力竖直向上将箱子在2 s内匀速抬高1 m.求： （g取10 N/kg）
（1）机器人所受的重力；
（2）2 s内机器人对箱子所做的功；
（3）2 s内机器人对箱子做功的功率.
9.随着科技的日新月异，无人机的应用领域越来越广泛，下表是某型号无人机的一些飞行参数（g取10 N/kg）：
动力系统 电动
质量 1 100 g
最大上升速度 4 m/s
最大下降速度 3 m/s
最大水平飞行速度 20 m/s
最长悬停时间 29 min
（1）求无人机在空中悬停时受到的升力F；
（2）无人机以最大速度匀速上升100 m，空气阻力忽略不计，求升力对无人机做功的功率P.
考点2 动能和势能
10.如图所示，摆线的长L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向的夹角θ1＜θ2.
（1）图甲、乙所示的实验中，同时由静止释放A、B两球，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任一时刻速度大小与小球的 无关.
（2）小强设计用如图所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”.小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好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，本实验中通过比较 反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 （填“控制变量法”或“转换法”）.
（3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到实验丙中木块C被撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与 （填“速度”“高度”或“质量”）有关.
（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做 （填“减速”“匀速”或”“加速”）直线运动.
（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能 （填“相等”或“不相等”），该方案 （填“正确”或“错误”）.
11.兴趣小组同学用自制的实验装置、体积相同的木球和铁球（如图），探究重力势能的大小和哪些因素有关.让小球从管口上方自由释放，静止在管中的泡沫柱会在竖直下落小球的作用下向下运动一段距离.
（1）该实验是通过比较泡沫柱 来推断小球具有的重力势能大小.
（2）为了探究重力势能和高度的关系，实验时应从 高度释放木球；为了探究重力势能与质量的关系，应进行的操作是 .
（3）该装置使用一段时间后，尽管其外观没有变化，但同学们发现在同一高度释放同一小球，泡沫柱下移的距离比先前实验时变大了，原因是泡沫柱 .
12.近年来，渣土车因“多拉快跑”而引发的交通事故时有发生，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＜m2）的小钢球从圆弧轨道的一定高度（h1＜h2）由静止滚下，撞击水平面上的纸盒并将纸盒推动一段距离（实验中的圆弧轨道、水平面和纸盒均不变）.
（1）分析甲、乙两图可知， （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哪些事项： .
考点3 机械能及其转化
13.（云南中考改编）同学们正在进行排球训练，排球离开手后先向上运动，达到最高点后落下.下列说法正确的是 ( )
A.排球离开手上升过程中一直受到托力的作用
B.排球下落过程中重力势能减小，动能增大
C.排球运动到最高点时受平衡力的作用
D.排球运动过程中与空气摩擦，机械能不变
14.（六盘水中考）如图所示是小明在游乐园乘坐过山车时的情景，过山车在粗糙轨道的顶端由静止滑下，途中经过A、B、C三点，其中A点与B点等高，C点在水平轨道上.在此过程中不计空气阻力，下列关于过山车分析正确的是 ( )
A．重力势能全部转化为动能 B．A点和B点的速度相等
C．在B点时受三个力作用 D．在C点时受平衡力作用
15.现在许多商店和宾馆都安装了弹簧门，弹簧门被推开后，能自动关闭，这是由于门被推开后，弹簧被卷紧，具有 能，放手后这种能转化为门的 能，使门自动关上.
16.高空坠物伤人事件时有发生，原因是物体所处的高度越高，物体所具有的重力势能越 （填“大”或“小”）.当高处的物体坠落时，因重力势能转化为 能，从而带来安全隐患.
17.如图所示，光滑斜面PM与水平面MN平滑连接.弹簧左端固定，小物块在斜面上从P点由静止滑向M点的过程中，机械能 ；小物块压缩弹簧的过程中，弹簧的弹性势能 .（均填“变大”“变小”或“不变”）
18.如图是自动回转的“魔罐”，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来的原因是 能转化为 能.
19.在水平地面上铺一张纸，将两个弹性相同、质量分别为mA和mB的皮球A和B表面涂黑，让它们从相同高度由静止下落，在纸上留下黑色圆斑，如图所示.分析图中两个圆斑大小，可推断：mA mB（填“大于”“小于”或“等于”）.皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，由此判断，皮球的机械能总量 （填“增大”“减少”或“不变”）.
20.如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点.运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点.（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）
（1）从O点到A点的过程中，运动员的动能 .从A点到C点的过程中，重力做功的功率 （均填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）.
（2）从O点到B点的过程中，运动员减少的势能转化为 .
（3）如果换一个质量更大的运动员完成相同的蹦极运动，则AB的距离将 （填“变大”“变小”或“不变”）.
