人教版（2024）物理八年级下册同步练习 第十一章功和机械能课堂通行证 （含详解）
文档属性
| 名称 | 人教版（2024）物理八年级下册同步练习 第十一章功和机械能课堂通行证 （含详解） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-03-07 20:41:30 | ||
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文档简介
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第十一章功和机械能
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．2022年北京冬奥会会徽，它以汉字“冬”为灵感来源，运用中国书法的艺术形态，展现出滑冰、滑雪运动员的英姿。如图是滑雪运动员起跳后下落的情景，在运动员下落过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．以地面为参照物运动员是静止的 B．运动员所受惯性力增大
C．运动员的重力势能增加 D．运动员的动能增加
2．对在高速公路上行驶的汽车要进行限速，其实质是限制了汽车的是（ ）
A．摩擦力 B．动能 C．势能 D．惯性
3．如图所示，在粗糙的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。开始时小球被固定在A点（已知AO>OB），某时刻释放小球，则小球从A点运动到B点（最远处）的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球从O点运动到B点的过程中所受弹力方向向右，速度不断减小
B．小球从A运动到O的过程中，速度增大，机械能不变
C．小球运动到B点时，将停止运动并保持静止
D．小球在A点处，弹簧的弹性势能最大
4．测量一名中学生从一楼登上三楼的功率。下列物理量中不需要测量的是（ ）
①三楼地面到一楼地面的高度②从一楼到达三楼所用的时间
③同学的质量④通过的总路程
A．① B．② C．③ D．④
5．为了方便市民绿色出行，临沂市区配置了公共自行车，下列相关说法中不正确的是（ ）
A．用密度小的铝合金材料做车圈，可减轻自行车的质量
B．骑行时，自行车受到的重力和路面对自行车的摩擦力是一对平衡力
C．在水平路面上骑行时，重力对自行车不做功
D．用手机扫码开锁，是利用电磁波来传递信息
6．我国的“天问一号”火星探测器已在火星停泊轨道运行超过两个月，如图是其轨道示意图。“天问一号”从近地点向远地点运动的过程中，若只有动能和势能相互转化，下列说法正确的是（ ）
A．“天问一号”在向远地点运动过程中势能越来越小
B．“天问一号”在向近地点运动过程中动能越来越小
C．“天问一号”在向远地点运动过程中机械能越来越大
D．“天问一号”在向近地点运动过程中速度越来越大
7．如图所示，金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下，则（ ）
A．从a到d的过程中，小球的机械能守恒
B．在c点时，动能为0
C．从a到b的过程中，小球将重力势能全部转化为小球的动能
D．在b到c过程中，小球增加的重力势能小于小球减小的动能
8．人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示），卫星在太空飞行过程中，不受到任何的阻力，卫星从远地点向近地点运行过程中（ ）
A．机械能变小，动能不变，势能变小
B．机械能变大，动能变大，势能变大
C．机械能不变，动能变大，势能变小
D．机械能不变，动能变小，势能变大
9．如图，小明在做模拟“蹦极”的实验时，将橡皮筋一端系上小球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点下落所能到达的最低点，在小球下落过程中不考虑空气阻力，以下说法正确的是（ ）
A．小球到达B点时受力平衡，其动能达到最大
B．从A点到C点小球的机械能守恒
C．小球在C点时受力平衡，速度为零
D．从A点到C点小球重力势能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量
10．如图甲所示，小明用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使其在水平木板上沿拉力方向匀速滑动一段距离，如图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像，下列说法正确的是（ ）
A．木块两次具有的动能一样大
B．两次拉力对木块做功一样多
C．木块第一次受到的拉力较大
D．两次拉力做功的功率一样大
二、填空题
11．如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，不计空气阻力。
(1)在整个运动过程中，小球的机械能 （守恒/不守恒）
(2)小球动能最小的时刻是 状态（平衡/非平衡）
(3)在这段时间内，小球的动能 （先增大后减小/先减小后增大/一直增大/一直减小）
12．小明同学用100N的水平推力，推放在水平地面上重500N的物体，使其做匀速直线运动，若该物体在10s内移动6m，则在此过程中重力做功为 J，小明做的功是 J，小明做功的功率是 W。
13．小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功 J，支持力对购物车做功 J。
14．如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将 （选填序号“A．质量较小的小泡沫块”或“B．质量较大的小金属块”）用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚下，观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动，直至停下来。当罐子在水平面上继续滚出去时，罐子的 能转化为橡皮筋的 能。
15．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定在水平面上，钢球从 C 点由静止释放，经过 B 点到达最低点 O ，然后到达另一侧与 B 点等高的点 A 时刚好速度为零。由 O 到 A 点过程中， 能转化为重力势能， 点的动能最大，从 C 点到 B 点的过程中，机械能的总量 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
16．在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了 ，此时，能量的转化过程是 ，分析图中两个圆斑大小，还能知道，球从较高处下落形成的圆斑是图中 （选填“A”或“B”），由此可间接知道：重力势能大小与 有关。
三、实验题
17．如图所示是小华同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得三组数据如下表所示：
实验序号 钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 测力计用力的方向
甲 0.98 0.2 0.98 0.2 向上
乙 0.98 0.2 1.02 0.2 向下
丙 0.98 0.2 0.55 0.4 向上
请你分析。
（1）比较测力计拉力的大小，可知：使用动滑轮的好处是 。
（2）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是 。
（3）把钩码升高相同的高度，比较测力计移动的距离，可知：使用动滑轮 。
（4）在提升重物的过程中，如果要同时兼顾到定滑轮和动滑轮的使用优点，则应选择最佳装置是 。
（5）在乙实验中，该装置的机械效率为 。
（6）在丙实验时，若钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为 W。静止时测力计示数 （选填“＞”、“＜”或“＝”）0.55N。
（7）对比乙、丙两次实验中，将同一个物体提升相同的高度，两装置机械效率大小不等的原因是 。
四、综合题
18．如图所示，单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动，请回答：
（1）这两个实验可以说明的同一个物理问题是： ；
（2）从单摆的实验看，在A，B，C三点位置，哪个点的位置动能最大
（3）滚摆从最高处滚下来，能量是如何转化的？
（4）小明通过查阅资料知道单摆的周期只与摆绳的长度有关，那么单摆的周期公式最有可能的是下面的( )
A． B． C． D．
五、计算题
19．如图是一款爬绳机，这款爬绳机可以不消耗人的体能，轻松攀爬、下降，可用于消防救援、矿井救援及桥梁检测维修等等。爬绳机的质量为10kg，静止在水平地面上时对地面的压强为1000Pa。在某次爬升中，将一个质量为70kg的工人从地面匀速提升12m高，用时1min。（取10N/kg）求：
(1)爬绳机上升的速度大小；
(2)爬绳机静止在水平地面上时，与地面的接触面积大小；
(3)爬绳机对工人做功的功率大小。
《第十一章功和机械能》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B D D B D D C D B
1．D
【详解】A．以地面为参照物，运动员与地面之间的位置发生变化，所以运动员是运动的，故A错误；
B．惯性不是力，不能称为惯性力，故B错误；
C．滑雪运动员起跳后下落，高度减小，所以重力势能减小，故C错误；
D．下落的过程中，重力势能转化为动能，所以动能增大，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】对在高速公路上行驶的汽车，汽车的质量不变，进行限速，其实质是限制了汽车的动能大小，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3．D
【详解】A．小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉开，球的动能转化为弹簧的弹性势能，此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小，故A错误；
B．小球从A运动到O的过程中，弹簧恢复原状，将弹性势能转化为动能，此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大，机械能增大，故B错误；
C．小球运动到B点时，由于动能转化为弹性势能，直到速度为零，因此会停止运动，但是由于弹簧恢复原状所以不会保持静止，故C错误；
D．小球在A点处，弹簧的弹性形变的程度最大，弹性势能最大，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】登楼时是克服自身的重力做功，功等于重力和楼高的乘积，功除以登楼时间就是登楼的功率。则功率为
因此实验中不需要测量通过的总路程，需要测量的物理量是：①三楼地面到一楼地面的高度；②从一楼到达三楼所用的时间；③同学的质量。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
5．B
【详解】A．由公式得，用密度小铝合金材料制成的车圈，可以减轻自行车的质量，故A正确，不符合题意；
B．自行车受到的重力竖直向下，摩擦力在水平方向上，故不是平衡力，故B错误，符合题意；
C．在水平路面上骑行时，在竖直方向上，没有移动距离，故重力对自行车不做功，故C正确，不符合题意；
D．用手机扫码开锁，是利用电磁波来传递信息，故D正确，不符合题意。
故选B。
6．D
【详解】A．“天问一号”在向远地点运动过程中高度升高，重力势能变大，故A错误；
BD．“天问一号”在向近地点运动过程中，质量不变，速度变大，动能变大，故B错误，D正确。
C．“天问一号”在向远地点运动过程中没有外力做功，机械能守恒，即机械能不变，故C错误；
故选D。
7．D
【详解】A．金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下，说明此时动能为零，而d处的重力势能小于a处重力势能，故d处小于a处机械能，故机械能不守恒，故A不符合题意；；
B．动能大小与质量和速度有关，在c点时，小球有一个向左的速度，故此时小球具有动能，故B不符合题意；
C．整个过程机械能不守恒，故从a到b的过程中，小球的重力势能不可能全部转化为小球的动能，故C不符合题意；
D．在b到c过程中，动能转化为重力势能，而整个过程机械能不守恒，不能完全转化，故小球增加的重力势能小于小球减小的动能，故D符合题意。
故选D。
8．C
【详解】AB．不受空气阻力，只有重力势能和动能相互转换，故机械能守恒，故AB不符合题意；
CD．从远地点向近地点运行过程中，高度降低，重力势能减小，减小的重力势能转化为动能，故动能变大，势能变小，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
9．D
【详解】A．由题可知，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，不考虑空气阻力，小球到达B点时只受重力作用，故受力不平衡；小球从A到B的过程中，重力势能转化为动能，动能一直在增加，但从B到C的过程中，小球受到向上的弹力，随着形变的增大，弹力增大，在弹力小于重力这段时间内，合力向下，小球做加速运动，其动能逐渐增大；当弹力等于重力时，速度最大，因此在B点时速度不是最大，故动能不是最大，故A错误；
B．小球从A点到B点过程中，质量不变，速度变大，动能变大；高度减小，重力势能减小。此过程中重力势能转化为动能。小球从B到C点的过程中，质量不变，速度变小，动能变小；高度减小，重力势能减小；橡皮筋发生形变，具有弹性势能。所以此过程是重力势能首先转化为动能，动能再转化为橡皮筋的弹性势能，所以从A点到C点小球的机械能不守恒，故B错误。
C．小球到达C点时速度为0，此时的弹力大于小球的重力，所以受到的力不是平衡力，故C错误；
D．从A点到C点过程中，重力势能减小，弹簧的长度增加，即弹性势能增加，由于在小球下落过程中不考虑空气阻力，因此减小的重力势能最终转化成了皮筋的弹性势能，即从A点到C点小球重力势能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量，故D正确。
故选D。
10．B
【详解】A．由图乙知，两次物体都做匀速直线运动，第一次物体的速度较大，所以第一次物体的动能较 大，故A错误；
BC．两次匀速拉动过程中，接触面粗糙程度、受到的压力不变，摩擦力不变，根据二力平衡，木块两次受到的拉力相等，图乙中可以看出，木块两次运动的距离相等，所以木块两次所做的功相等，故B正确，C错误；
D．从图乙中可以看出第一次木块运动的速度较大，由功率的变形公式可知力F相同时第一 次速度v大，则功率大，故D错误。
故选B。
11．(1)不守恒
(2)非平衡
(3)先增大后减小
【详解】（1）由图看出，弹簧的弹力在变化，说明运动过程中弹簧的弹性势能在变化，而小球和弹簧组成的系统机械能守恒，因此小球的机械能不守恒。
（2）由图看出，t2时刻，弹力F最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，动能最小，此时小球受到的弹力大于重力，故不是平衡状态。
（3）这段时间内，小球的弹力减小，说明小球在由最低点上升，弹力不断增加，小球的合力先向上，后向下，小球先加速后减速；则小球的动能先增大后减小。
12． 0 600 60
【详解】[1]重力的方向竖直向下，物体在水平方向上通过了距离，而没有在竖直方向上通过距离，所以重力对物体没有做功，即重力做功为0J。
[2]小明对物体做的功
W=Fs=100N×6m=600J
[3]做功的功率
=60W
13． 200 0
【详解】[1]推力对购物车做功
W=Fs=20N×10m=200J
[2]支持力的方向竖直向上，没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力对购物车不做功，做功为零。
14． B 动 弹性势
【详解】[1]物体的动能与质量有关，质量越大，动能越大。所以，为使实验现象更明显，应将质量较大的小金属块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中。
[2][3]当罐子在水平面上继续滚出去时，速度减小，动能变小，同时橡皮筋的弹性势能变大，罐子的动能转化橡皮筋的弹性势能。
15． 动 O 变小
【详解】[1]钢球由O点到A点的过程中，高度增大，重力势能增大，而动能减小，到A点刚好为0，所以是动能转化为重力势能的过程。
[2]钢球由C点静止释放，向下运动的过程中，高度减小，重力势能减小，转化为动能，O点时的重力势能最小，则动能最大。
[3]轨道是粗糙的，则钢球由C点到B点的过程中，需要克服摩擦做功，将部分机械能转化为内能，所以机械能的总量变小。
16． 弹性形变 动能转化为弹性势能 B 高度
【详解】[1][2]使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑，说明皮球下落到纸面上时形状发生了变化，即发生弹性形变；此过程中，皮球的动能转化为弹性势能。
[3][4]分析图中两个圆斑大小可看出，圆环大的球形变程度较大，所具有的弹性势能大，落地时的动能较大，初始状态重力势能大，即其所处的高度大，故选填B；由此可间接知道：重力势能大小与高度有关。
17． 省力 改变用力的方向 费距离 滑轮组 96.1% 0.055 ＜ 见解析
【详解】（1）[1]在丙中，拉力
F＝0.55N＜G＝0.98N
故使用动滑轮时省力。
（2）[2]在乙中，拉力
F＝1.02＞G＝0.98N
但是向下用力，故使定滑轮可以改变用力的方向。
（3）[3]钩码移动的距离为0.2m，丙中的距离为0.4m，故使用动滑轮费距离。
（4）[4]在提升重物的过程中，为了既方便又省力，结合定滑轮和动滑轮的特点，可以使用滑轮组。
（5）[5]在乙实验中，该装置的机械效率为
η＝＝＝×100%≈96.1%
（6）[6][7]动滑轮承重绳子的股数n＝2，第二次实验时拉力的功率
P＝＝＝Fv＝Fnv物＝0.55N×2×0.05m/s＝0.055W
静止时没有摩擦力，拉力等于钩码和动滑轮重力的一半，拉力小于0.55N。
（7）[8]不计摩擦和绳重，在提起的过程中，丙用的是动滑轮，所以丙方法需要克服动滑轮的重力做功，丙比乙多做额外功。
18． 动能和重力势能可以相互转化 B 重力势能转化为动能 B
【详解】（1）[1]单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动都有动能和重力势能的相互转化，说明动能和重力势能可以相互转化。
（2）[2]在单摆实验中，摆球从A位置运动到B位置，重力势能转化为动能，从B位置运动到C位置，动能转化为重力势能，所以B位置的动能最大。
（3）[3]滚摆从最高处滚下来时高度减小，所以重力势能减小，动能增大，此过程将重力势能转化为动能。
（4）[4]由题意可知，单摆的周期只与摆绳的长度有关，与摆球的质量无关，故选B。
19．(1)0.2m/s
(2)0.1m2
(3)140W
【详解】（1）爬绳机上升高度，所用时间
根据可得，爬绳机上升的速度为
（2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压力为
爬绳机静止在水平地面上时对地面的压强为1000Pa，由可得，爬绳机与地面的接触面积为
（3）爬绳机对工人的作用力为
由于工人与爬绳机相对静止，故工人上升的速度等于爬绳机的速度，则爬绳机对工人做功的功率为
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第十一章功和机械能
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．2022年北京冬奥会会徽，它以汉字“冬”为灵感来源，运用中国书法的艺术形态，展现出滑冰、滑雪运动员的英姿。如图是滑雪运动员起跳后下落的情景，在运动员下落过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．以地面为参照物运动员是静止的 B．运动员所受惯性力增大
C．运动员的重力势能增加 D．运动员的动能增加
2．对在高速公路上行驶的汽车要进行限速，其实质是限制了汽车的是（ ）
A．摩擦力 B．动能 C．势能 D．惯性
3．如图所示，在粗糙的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。开始时小球被固定在A点（已知AO>OB），某时刻释放小球，则小球从A点运动到B点（最远处）的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球从O点运动到B点的过程中所受弹力方向向右，速度不断减小
B．小球从A运动到O的过程中，速度增大，机械能不变
C．小球运动到B点时，将停止运动并保持静止
D．小球在A点处，弹簧的弹性势能最大
4．测量一名中学生从一楼登上三楼的功率。下列物理量中不需要测量的是（ ）
①三楼地面到一楼地面的高度②从一楼到达三楼所用的时间
③同学的质量④通过的总路程
A．① B．② C．③ D．④
5．为了方便市民绿色出行，临沂市区配置了公共自行车，下列相关说法中不正确的是（ ）
A．用密度小的铝合金材料做车圈，可减轻自行车的质量
B．骑行时，自行车受到的重力和路面对自行车的摩擦力是一对平衡力
C．在水平路面上骑行时，重力对自行车不做功
D．用手机扫码开锁，是利用电磁波来传递信息
6．我国的“天问一号”火星探测器已在火星停泊轨道运行超过两个月，如图是其轨道示意图。“天问一号”从近地点向远地点运动的过程中，若只有动能和势能相互转化，下列说法正确的是（ ）
A．“天问一号”在向远地点运动过程中势能越来越小
B．“天问一号”在向近地点运动过程中动能越来越小
C．“天问一号”在向远地点运动过程中机械能越来越大
D．“天问一号”在向近地点运动过程中速度越来越大
7．如图所示，金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下，则（ ）
A．从a到d的过程中，小球的机械能守恒
B．在c点时，动能为0
C．从a到b的过程中，小球将重力势能全部转化为小球的动能
D．在b到c过程中，小球增加的重力势能小于小球减小的动能
8．人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示），卫星在太空飞行过程中，不受到任何的阻力，卫星从远地点向近地点运行过程中（ ）
A．机械能变小，动能不变，势能变小
B．机械能变大，动能变大，势能变大
C．机械能不变，动能变大，势能变小
D．机械能不变，动能变小，势能变大
9．如图，小明在做模拟“蹦极”的实验时，将橡皮筋一端系上小球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点下落所能到达的最低点，在小球下落过程中不考虑空气阻力，以下说法正确的是（ ）
A．小球到达B点时受力平衡，其动能达到最大
B．从A点到C点小球的机械能守恒
C．小球在C点时受力平衡，速度为零
D．从A点到C点小球重力势能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量
10．如图甲所示，小明用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使其在水平木板上沿拉力方向匀速滑动一段距离，如图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像，下列说法正确的是（ ）
A．木块两次具有的动能一样大
B．两次拉力对木块做功一样多
C．木块第一次受到的拉力较大
D．两次拉力做功的功率一样大
二、填空题
11．如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，不计空气阻力。
(1)在整个运动过程中，小球的机械能 （守恒/不守恒）
(2)小球动能最小的时刻是 状态（平衡/非平衡）
(3)在这段时间内，小球的动能 （先增大后减小/先减小后增大/一直增大/一直减小）
12．小明同学用100N的水平推力，推放在水平地面上重500N的物体，使其做匀速直线运动，若该物体在10s内移动6m，则在此过程中重力做功为 J，小明做的功是 J，小明做功的功率是 W。
13．小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功 J，支持力对购物车做功 J。
14．如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将 （选填序号“A．质量较小的小泡沫块”或“B．质量较大的小金属块”）用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚下，观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动，直至停下来。当罐子在水平面上继续滚出去时，罐子的 能转化为橡皮筋的 能。
15．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定在水平面上，钢球从 C 点由静止释放，经过 B 点到达最低点 O ，然后到达另一侧与 B 点等高的点 A 时刚好速度为零。由 O 到 A 点过程中， 能转化为重力势能， 点的动能最大，从 C 点到 B 点的过程中，机械能的总量 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
16．在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了 ，此时，能量的转化过程是 ，分析图中两个圆斑大小，还能知道，球从较高处下落形成的圆斑是图中 （选填“A”或“B”），由此可间接知道：重力势能大小与 有关。
三、实验题
17．如图所示是小华同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得三组数据如下表所示：
实验序号 钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 测力计用力的方向
甲 0.98 0.2 0.98 0.2 向上
乙 0.98 0.2 1.02 0.2 向下
丙 0.98 0.2 0.55 0.4 向上
请你分析。
（1）比较测力计拉力的大小，可知：使用动滑轮的好处是 。
（2）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是 。
（3）把钩码升高相同的高度，比较测力计移动的距离，可知：使用动滑轮 。
（4）在提升重物的过程中，如果要同时兼顾到定滑轮和动滑轮的使用优点，则应选择最佳装置是 。
（5）在乙实验中，该装置的机械效率为 。
（6）在丙实验时，若钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为 W。静止时测力计示数 （选填“＞”、“＜”或“＝”）0.55N。
（7）对比乙、丙两次实验中，将同一个物体提升相同的高度，两装置机械效率大小不等的原因是 。
四、综合题
18．如图所示，单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动，请回答：
（1）这两个实验可以说明的同一个物理问题是： ；
（2）从单摆的实验看，在A，B，C三点位置，哪个点的位置动能最大
（3）滚摆从最高处滚下来，能量是如何转化的？
（4）小明通过查阅资料知道单摆的周期只与摆绳的长度有关，那么单摆的周期公式最有可能的是下面的( )
A． B． C． D．
五、计算题
19．如图是一款爬绳机，这款爬绳机可以不消耗人的体能，轻松攀爬、下降，可用于消防救援、矿井救援及桥梁检测维修等等。爬绳机的质量为10kg，静止在水平地面上时对地面的压强为1000Pa。在某次爬升中，将一个质量为70kg的工人从地面匀速提升12m高，用时1min。（取10N/kg）求：
(1)爬绳机上升的速度大小；
(2)爬绳机静止在水平地面上时，与地面的接触面积大小；
(3)爬绳机对工人做功的功率大小。
《第十一章功和机械能》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B D D B D D C D B
1．D
【详解】A．以地面为参照物，运动员与地面之间的位置发生变化，所以运动员是运动的，故A错误；
B．惯性不是力，不能称为惯性力，故B错误；
C．滑雪运动员起跳后下落，高度减小，所以重力势能减小，故C错误；
D．下落的过程中，重力势能转化为动能，所以动能增大，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】对在高速公路上行驶的汽车，汽车的质量不变，进行限速，其实质是限制了汽车的动能大小，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3．D
【详解】A．小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉开，球的动能转化为弹簧的弹性势能，此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小，故A错误；
B．小球从A运动到O的过程中，弹簧恢复原状，将弹性势能转化为动能，此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大，机械能增大，故B错误；
C．小球运动到B点时，由于动能转化为弹性势能，直到速度为零，因此会停止运动，但是由于弹簧恢复原状所以不会保持静止，故C错误；
D．小球在A点处，弹簧的弹性形变的程度最大，弹性势能最大，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】登楼时是克服自身的重力做功，功等于重力和楼高的乘积，功除以登楼时间就是登楼的功率。则功率为
因此实验中不需要测量通过的总路程，需要测量的物理量是：①三楼地面到一楼地面的高度；②从一楼到达三楼所用的时间；③同学的质量。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
5．B
【详解】A．由公式得，用密度小铝合金材料制成的车圈，可以减轻自行车的质量，故A正确，不符合题意；
B．自行车受到的重力竖直向下，摩擦力在水平方向上，故不是平衡力，故B错误，符合题意；
C．在水平路面上骑行时，在竖直方向上，没有移动距离，故重力对自行车不做功，故C正确，不符合题意；
D．用手机扫码开锁，是利用电磁波来传递信息，故D正确，不符合题意。
故选B。
6．D
【详解】A．“天问一号”在向远地点运动过程中高度升高，重力势能变大，故A错误；
BD．“天问一号”在向近地点运动过程中，质量不变，速度变大，动能变大，故B错误，D正确。
C．“天问一号”在向远地点运动过程中没有外力做功，机械能守恒，即机械能不变，故C错误；
故选D。
7．D
【详解】A．金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下，说明此时动能为零，而d处的重力势能小于a处重力势能，故d处小于a处机械能，故机械能不守恒，故A不符合题意；；
B．动能大小与质量和速度有关，在c点时，小球有一个向左的速度，故此时小球具有动能，故B不符合题意；
C．整个过程机械能不守恒，故从a到b的过程中，小球的重力势能不可能全部转化为小球的动能，故C不符合题意；
D．在b到c过程中，动能转化为重力势能，而整个过程机械能不守恒，不能完全转化，故小球增加的重力势能小于小球减小的动能，故D符合题意。
故选D。
8．C
【详解】AB．不受空气阻力，只有重力势能和动能相互转换，故机械能守恒，故AB不符合题意；
CD．从远地点向近地点运行过程中，高度降低，重力势能减小，减小的重力势能转化为动能，故动能变大，势能变小，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
9．D
【详解】A．由题可知，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，不考虑空气阻力，小球到达B点时只受重力作用，故受力不平衡；小球从A到B的过程中，重力势能转化为动能，动能一直在增加，但从B到C的过程中，小球受到向上的弹力，随着形变的增大，弹力增大，在弹力小于重力这段时间内，合力向下，小球做加速运动，其动能逐渐增大；当弹力等于重力时，速度最大，因此在B点时速度不是最大，故动能不是最大，故A错误；
B．小球从A点到B点过程中，质量不变，速度变大，动能变大；高度减小，重力势能减小。此过程中重力势能转化为动能。小球从B到C点的过程中，质量不变，速度变小，动能变小；高度减小，重力势能减小；橡皮筋发生形变，具有弹性势能。所以此过程是重力势能首先转化为动能，动能再转化为橡皮筋的弹性势能，所以从A点到C点小球的机械能不守恒，故B错误。
C．小球到达C点时速度为0，此时的弹力大于小球的重力，所以受到的力不是平衡力，故C错误；
D．从A点到C点过程中，重力势能减小，弹簧的长度增加，即弹性势能增加，由于在小球下落过程中不考虑空气阻力，因此减小的重力势能最终转化成了皮筋的弹性势能，即从A点到C点小球重力势能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量，故D正确。
故选D。
10．B
【详解】A．由图乙知，两次物体都做匀速直线运动，第一次物体的速度较大，所以第一次物体的动能较 大，故A错误；
BC．两次匀速拉动过程中，接触面粗糙程度、受到的压力不变，摩擦力不变，根据二力平衡，木块两次受到的拉力相等，图乙中可以看出，木块两次运动的距离相等，所以木块两次所做的功相等，故B正确，C错误；
D．从图乙中可以看出第一次木块运动的速度较大，由功率的变形公式可知力F相同时第一 次速度v大，则功率大，故D错误。
故选B。
11．(1)不守恒
(2)非平衡
(3)先增大后减小
【详解】（1）由图看出，弹簧的弹力在变化，说明运动过程中弹簧的弹性势能在变化，而小球和弹簧组成的系统机械能守恒，因此小球的机械能不守恒。
（2）由图看出，t2时刻，弹力F最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，动能最小，此时小球受到的弹力大于重力，故不是平衡状态。
（3）这段时间内，小球的弹力减小，说明小球在由最低点上升，弹力不断增加，小球的合力先向上，后向下，小球先加速后减速；则小球的动能先增大后减小。
12． 0 600 60
【详解】[1]重力的方向竖直向下，物体在水平方向上通过了距离，而没有在竖直方向上通过距离，所以重力对物体没有做功，即重力做功为0J。
[2]小明对物体做的功
W=Fs=100N×6m=600J
[3]做功的功率
=60W
13． 200 0
【详解】[1]推力对购物车做功
W=Fs=20N×10m=200J
[2]支持力的方向竖直向上，没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力对购物车不做功，做功为零。
14． B 动 弹性势
【详解】[1]物体的动能与质量有关，质量越大，动能越大。所以，为使实验现象更明显，应将质量较大的小金属块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中。
[2][3]当罐子在水平面上继续滚出去时，速度减小，动能变小，同时橡皮筋的弹性势能变大，罐子的动能转化橡皮筋的弹性势能。
15． 动 O 变小
【详解】[1]钢球由O点到A点的过程中，高度增大，重力势能增大，而动能减小，到A点刚好为0，所以是动能转化为重力势能的过程。
[2]钢球由C点静止释放，向下运动的过程中，高度减小，重力势能减小，转化为动能，O点时的重力势能最小，则动能最大。
[3]轨道是粗糙的，则钢球由C点到B点的过程中，需要克服摩擦做功，将部分机械能转化为内能，所以机械能的总量变小。
16． 弹性形变 动能转化为弹性势能 B 高度
【详解】[1][2]使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑，说明皮球下落到纸面上时形状发生了变化，即发生弹性形变；此过程中，皮球的动能转化为弹性势能。
[3][4]分析图中两个圆斑大小可看出，圆环大的球形变程度较大，所具有的弹性势能大，落地时的动能较大，初始状态重力势能大，即其所处的高度大，故选填B；由此可间接知道：重力势能大小与高度有关。
17． 省力 改变用力的方向 费距离 滑轮组 96.1% 0.055 ＜ 见解析
【详解】（1）[1]在丙中，拉力
F＝0.55N＜G＝0.98N
故使用动滑轮时省力。
（2）[2]在乙中，拉力
F＝1.02＞G＝0.98N
但是向下用力，故使定滑轮可以改变用力的方向。
（3）[3]钩码移动的距离为0.2m，丙中的距离为0.4m，故使用动滑轮费距离。
（4）[4]在提升重物的过程中，为了既方便又省力，结合定滑轮和动滑轮的特点，可以使用滑轮组。
（5）[5]在乙实验中，该装置的机械效率为
η＝＝＝×100%≈96.1%
（6）[6][7]动滑轮承重绳子的股数n＝2，第二次实验时拉力的功率
P＝＝＝Fv＝Fnv物＝0.55N×2×0.05m/s＝0.055W
静止时没有摩擦力，拉力等于钩码和动滑轮重力的一半，拉力小于0.55N。
（7）[8]不计摩擦和绳重，在提起的过程中，丙用的是动滑轮，所以丙方法需要克服动滑轮的重力做功，丙比乙多做额外功。
18． 动能和重力势能可以相互转化 B 重力势能转化为动能 B
【详解】（1）[1]单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动都有动能和重力势能的相互转化，说明动能和重力势能可以相互转化。
（2）[2]在单摆实验中，摆球从A位置运动到B位置，重力势能转化为动能，从B位置运动到C位置，动能转化为重力势能，所以B位置的动能最大。
（3）[3]滚摆从最高处滚下来时高度减小，所以重力势能减小，动能增大，此过程将重力势能转化为动能。
（4）[4]由题意可知，单摆的周期只与摆绳的长度有关，与摆球的质量无关，故选B。
19．(1)0.2m/s
(2)0.1m2
(3)140W
【详解】（1）爬绳机上升高度，所用时间
根据可得，爬绳机上升的速度为
（2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压力为
爬绳机静止在水平地面上时对地面的压强为1000Pa，由可得，爬绳机与地面的接触面积为
（3）爬绳机对工人的作用力为
由于工人与爬绳机相对静止，故工人上升的速度等于爬绳机的速度，则爬绳机对工人做功的功率为
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