12.2 《机械能及其转化》 筑基提能同步分层练习设计(提升版) 初中物理八年级下册(教科版2024)
一、单选题
1.(2023八下·肥西期末)如图所示,是探究“动能的大小与什么因素有关?”实验的示意图.小球从a处滚下,在c处与小木块碰撞,并与小木块共同运动到d处停下.下面的一些判断正确的是( )
A.从a到b,小球的势能不变,动能增大
B.从b到c,小球的势能增大,动能增大
C.到达c处,小球的势能最小,动能最大
D.到达d处,小球的动能为零,小木块的动能最大
【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】AB.小球从a到b、从b到c时,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度变大,动能变大,故AB错误;
C.在c处,小球到达平面,质量不变,高度最小,势能最小,速度增大,动能最大,C正确;
D.小球到达d处,质量不变,与c处相比高度不变,重力势能不变,小球撞击木块后,到d点停止,速度为零,动能为零,D错误。
故选C。
【分析】质量一定时,速度变大,动能变大,速度为零,动能为零;高度变大,重力势能变大。
2.(2024八下·瑞金期末)如图所示为乒乓球在水平地面上连续弹跳时产生的轨迹的一部分,该图表明( )
A.在图中乒乓球的弹跳方向为自右向左
B.乒乓球弹跳时机械能守恒
C.乒乓球运动过程中重力势能一直减小
D.乒乓球某次弹起过程中,弹起瞬间的动能大于此过程最高点时的重力势能
【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】AB.根据图像,乒乓球在地面上连续弹跳中,动能和势能的相互转化,由于球与地面碰撞时,运动中有空气阻力,小球的机械能逐渐变小;小球向上运动时,动能转化为重力势能;下降时重力势能转化为动能,因为机械能在逐渐减小,球跳起的高度逐渐减小,AB不符合题意;
CD.乒乓球在向上运动时,高度变大,重力势能增大,下降时重力势能减小,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】运动的物体克服阻力,机械能减小; 质量一定时,速度越大,动能越大,高度越大,重力势能越大。
3.(2024八下·滦南期末)如图所示,一运动员在高山滑雪时,在一缓坡处匀速下滑。关于运动员机械能变化情况的说法正确的是( )
A.重力势能减小 B.动能逐渐增大
C.机械能越来越大 D.机械能保持不变
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化;机械能及其转化
【解析】【解答】运动员从斜坡匀速下滑,运动员的质量不变,高度变小,重力势能变小;速度不变,动能不变,在下滑的过程中,要克服摩擦消耗能量,因此人的一部分机械能转化为内能,机械能的总量减小,减小的重力势能克服摩擦力做功,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】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。机械能的相互转化:如果在转化过程中没有其他形式能的参与,则重力势能全部转化为动能,机械能的总量保持不变,如果需要克服摩擦做功,则有了能量的消耗,则重力势能中的一部分转化为动能。机械能=动能+势能。
4.(2024八下·衡水期末)很多同学喜欢骑山地车出行。下列关于山地车的结构及使用的说法中正确的是( )
A.自行车的车座做得较宽大是为了减小对臀部的压力
B.自行车的车把实际上是一个省力杠杆
C.骑自行车上坡前用力蹬车是为了增大惯性
D.骑自行车匀速下坡时动能和机械能都不变
【答案】B
【知识点】机械能及其转化;惯性及其现象;减小压强的方法及其应用;杠杆的分类
【解析】【解答】A.在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故A错误;
B.动力臂大于力臂,是省力杠杆,故B正确;
C.惯性大小只与物体的质量有关,故C错误;
D.质量不变,速度不变,动能不变。高度降低,重力势能减小,机械能减小,故D错误。
故选B。
【分析】(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强。
(2)联系生活经验,判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
(3)惯性是物体的固有属性,惯性大小只与物体的质量有关。
(4)由于存在摩擦,需克服摩擦做功,机械能转化为内能。
5.(2024八下·天河期末)图甲为篮球投出后的运动轨迹,B为最高点,篮球在不同位置的机械能如图乙,则篮球( )
甲 乙
A.在B点的速度为0 B.在A、B点的机械能相等
C.从B到C过程,重力没有做功 D.从A到B过程,重力势能变大
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化;机械能及其转化
【解析】【解答】A.由图乙可知,篮球在B点时的动能不为0,所以速度也不为0,故A不符合题意;
B.机械能为动能和势能之和;由图乙可知,篮球在A点的动能和重力势能之和大于在B点的动能和重力势能之和,即篮球在A点的机械能大于在B点的机械能,故B不符合题意;
C.由图乙可知,从B到C的过程中,篮球的重力势能减小了,所以篮球重力做功了,故C不符合题意;
D.由图乙可知,篮球从A到B过程,重力势能变大了,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】重力势能和高度有关。篮球在A点的动能和重力势能之和大于在B点的动能和重力势能之和,有空气阻力做功,机械能不守恒。
6.(2024八下·丹东期末)2024年4月25日20时59分,搭载“神舟十八号”载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,取得圆满成功。如图所示,在火箭加速升空过程中,下列说法正确的是( )
A.“神舟十八号”载人飞船的机械能不变
B.“神舟十八号”载人飞船的动能转化为重力势能
C.“神舟十八号”载人飞船的动能保持不变
D.“神舟十八号”载人飞船的重力势能增大
【答案】D
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素;机械能及其转化
【解析】【解答】火箭加速升空的过程中,飞船质量不变,速度增大,动能增大; 飞船上升的过程中,高度增加,质量不变,重力势能增大;飞船的机械能增大。故D正确,ABC错误。
故选D。
【分析】火箭加速升空,质量一定,速度变大,动能变大,高度变大,重力势能变大。
7.(2024八下·西丰期末)2024年2月25日,中国乒乓球男队以3:0的总比分战胜法国男队,连续11次夺得男团冠军。如图所示为运动员在比赛过程中提拉回球的瞬间。下列有关乒乓球被提拉及旋转上升过程说法中不正确的是( )
A.被提拉,主要是改变了它的运动状态
B.上升过程中,它的上部气流速度快,压强小
C.上升过程中,动能转化为重力势能
D.离开球拍后,由于受到惯性,而继续上升
【答案】D
【知识点】机械能及其转化;力的作用效果;惯性及其现象;流体压强与流速关系的探究实验
【解析】【解答】A.当小球的运动方向、速度改变,说明改变了其运动状态,故A正确,不符合题意;
B.小球旋转上升,上部流速快,压强小,下部流速小,压强大,产生向上的压强差,故B正确,不符合题意;
C.上升过程中,速度变小,动能变小,高度增加,重力势能增加,动能转化为重力势能,故C正确,不符合题意;
D.离开球拍后,球由于具有惯性而继续上升,惯性不是力,不能说受到惯性,故D错误,符合题意。
故选D。
【分析】力可以改变物体的运动状态,流体在流速大的地方压强小;动能和质量、速度有关,重力势能和质量、高度有关;惯性是物体继续保持原来状态的性质。
8.(2024八下·绥棱期末)物理与生活息息相关,下列说法中不正确的是( )
A.甲图:汽车安全带做的比较宽——减小压强
B.乙图:跳远时助跑,使自己跳得更远——利用惯性
C.丙图:弹簧发条式钟表的钟摆摆动——利用弹性势能
D.丁图:轮胎上有凹凸不平的花纹——减小摩擦
【答案】D
【知识点】机械能及其转化;惯性及其现象;增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A.为了在压力不变时增大受力面积从而减小压强,汽车安全带做的比较宽,故A正确,不符合题意;
B.人由于惯性会保持原来的运动状态,跳远时助跑,会跳得更远,是利用了惯性,故B正确,不符合题意;
C.弹簧发条式钟表的发条拧紧后,弹簧发生形变,钟摆摆动时,弹簧的弹性势能转化为钟摆的机械能,是利用了弹簧的弹性势能,故C正确,不符合题意;
D.轮胎上有凹凸不平的花纹是为了在压力不变时,增大接触面的粗糙程度,从而增大摩擦,故D错误,符合题意。
故选D。
【分析】(1)根据汽车安全带做的比较宽,是为了在压力不变时增大受力面积从而减小压强;
(2)跳远时助跑,人由于惯性会保持原来的运动状态,会跳得更远,是利用了惯性;
(3)弹簧发条式钟表的发条拧紧后,弹簧发生形变,钟摆摆动时,弹簧的弹性势能转化为钟摆的机械能,是利用了弹簧的弹性势能;
(4)轮胎上有凹凸不平的花纹是为了在压力不变时,增大接触面的粗糙程度,从而增大摩擦。
二、多选题
9.(2024八下·石家庄期末)2024年5月3日,搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭成功发射,如图甲。之后进入地月转移轨道,开启世界首次月背采样返回之旅。下列有关说法正确的是( )
A.刚发射时,嫦娥六号相对于火箭是运动的
B.嫦娥六号随长征五号火箭加速升空时,它的机械能变大
C.嫦娥六号着陆支架底面积大是为了减小对月面的压强
D.月面对嫦娥六号的支持力与嫦娥六号对月面的压力是一对平衡力
【答案】B,C
【知识点】机械能及其转化;平衡力的辨别;参照物及其选择
【解析】【解答】A.刚发射时,嫦娥六号和火箭一起运动,没有位置变化,是静止的,A不符合题意;
B.嫦娥六号随火箭加速升空时,速度变大,动能变大,高度变大,重力势能变大,机械能变大,B符合题意;
C.嫦娥六号着陆支架底面积大,增大受力面积,可以减小对月面的压强,C符合题意;
D.月面对嫦娥六号的支持力与嫦娥六号对月面的压力是力和反作用力,是相互作用力,D不符合题意。
故答案为:BC.
【分析】物体间没有位置变化,是相对静止的;质量一定时,速度变大,动能变大,高度变大,重力势能变大,机械能变大;压力一定时,增大受力面积,可以减小压强;物体间力的作用是相互的。
10.(2024八下·金沙期末)北京时间2024年4月21日7时45分,我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将遥感四十二号02星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。下列关于发射过程中描述正确的是( )
A.火箭上升过程中,02星的质量变小
B.火箭上升过程中,02星相对于地面是运动的
C.火箭升空的原理与喷气式飞机升空原理相同
D.火箭加速升空过程中机械能增大
【答案】B,D
【知识点】质量及其特性;机械能及其转化;力作用的相互性;参照物及其选择
【解析】【解答】A.火箭上升时,物体所含物质的多少不变,质量不变,故A错误;
B.火箭上升时,02星相对于地面的位置改变,是运动的,故B正确;
C.火箭升空时,向下喷气,地面有向上的反作用力,利用物体间力的作用是相互的,喷气发动机利用力的作用是相互的原理产生的推力,还利用了流体压强与流速的关系来实现升空,故C错误;
D.火箭加速升空时,质量不变,速度增大,高度升高,动能增大,重力势能增大,机械能增大,故D正确。
故选BD。
【分析】质量是物体含有物质的多少;物体间有位置变化,是运动的;物体的动能和质量、速度有关,重力势能和质量、高度有关。
11.(2024八下·扶沟期末)如图所示,小球做上下往复运动。下列分析不正确的是( )
A.小球上下往复运动过程中,小球的机械能不变
B.小球向下运动过程中,小球受到重力做功
C.小球对弹簧施加拉力,弹簧对小球也施加拉力
D.小球上下往复运动过程中,只有动能与重力势能不断相互转化
【知识点】机械能及其转化;力作用的相互性;是否做功的判断
【解析】【解答】A.机械能减小,因为小球上下往复运动过程中,要克服摩擦力做功,故A错误,符合题意;
B.受到重力对物体做功因为小球受竖直向下的重力作用,向下运动,故B正确,不符合题意;
C.小球受到弹簧的拉力,弹簧也受到小球的拉力,物体间力的作用是相互的,故C正确,不符合题意;
D.机械能包括动能与势能,小球上下往复运动过程中,要克服摩擦力做功,机械能减小,转化为其他形式能,不是只有动能与重力势能不断相互转化,故D错误,符合题意。
【分析】(1)相互作用力大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在两个物体上;
(2)机械能包括动能与势能,其中动能的影响因素是质量与速度,重力势能的影响因素是质量与高度,弹性势能的影响因素是弹性形变量。
12.(2023八下·郑州期末)如图所示,将一个重的物体沿斜面匀速拉到顶端虚线位置,沿斜面向上的拉力为,斜面长为、高为。以下说法正确的是( )
A.这个过程中做的有用功是
B.这个过程中木块受到的摩擦力是
C.若将支撑块向左移动,该斜面的机械效率变大
D.增大物体的重力可提高该斜面的机械效率
【答案】A,C
【知识点】机械能及其转化;摩擦力的大小;斜面的机械效率;功的计算及应用
【解析】【解答】A:在这一过程中拉力做的有用功:W有=Gh=5N1m=5J,故A正确;
B:在这一过程中,由于拉力做的总功:W总=Fs=2N3m=6J,拉力做的额外功:W外=W总-W有=6J-5J=1J,根据W外=fs,可得:f=W外/s=1J/3m0.33N ,故B错误;
C:若将支撑块向左移动,斜面的倾斜程度将增大,物体对斜面的压力将减小,从面使物体所受摩擦力将减小,所做额外功将减小,根据=可知斜面的机械效率将增大,故C正确;
D:斜面的机械效率只与斜面的粗糙程度和斜面的倾角有关,与物重无关,只改变物重,不会改变斜面的机械效率,故D错误;
综上可知:本题应选:AC 。
【分析】(1)沿斜面推拉物体,相当于把物体从斜面底端(地面)提高到斜面顶端,所做有用功的大小,用:W有=Gh进行计算;
(2)已知斜面长度和拉力的大小,可通过W总=Fs计算出拉力所做的总功;然后再根据W外=W总-W有计算出额外功,再根据W外=fs计算出摩擦力的大小;
(3)支撑块向左移动,斜面的倾斜程度将增大,物体对斜面的压力将减小,从面使物体所受摩擦力将减小,所做额外功将减小,可推知斜面的机械效率将增大;
(4)斜面的机械效率只与斜面的粗糙程度和斜面的倾角有关,与物重无关。
三、实验填空题
13.(2024八下·贵阳月考)细心的小明在课后篮球活动中发现,传球时,篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中。小明觉得好奇:篮球撞击地面后,反弹方向与哪些因素有关呢 与同学讨论后,提出了以下猜想:
猜想1:与篮球撞击地面时的入射方向有关;
猜想2:与地面的粗糙程度有关。
小明用弹性小球代替篮球,对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究,设计了如图(甲)所示的装置,每次都让弹性小球从压缩相同长度的相同弹簧下端,由静止弹出并撞击水平地面,分别改变水平地面的粗糙程度和小球的入射方向与水平地面的夹角α,测出小球反弹方向与水平地面的夹角β,记录数据如表:
夹角α 20.0° 30.0° 45.0° 60.0° 70.0°
玻璃地面 25.5° 34.7° 49.2° 63.5° 72.8°
木板地面 28.6° 37.3° 51.6° 65.4° 74.1°
水泥地面 30.9° 39.2° 53.9° 67.5° 76.6°
(1)设计实验时,分别采用玻璃地面、木板地面和水泥地面,是为了改变 。
(2)分析实验数据可知,其他条件相同时,夹角α越大,夹角β越 。
(3)分析实验数据可知,猜想2是 (选填“正确”或“错误”)的。
(4)如图(乙)所示,某次小球从A位置入射到水平地面O位置后反弹,则 (选填“B”“C”或“D”)位置最有可能是小球反弹后经过的位置。
(5)小明分析发现,当α一定时,水平地面越光滑,β值与α越接近,他由此推理,如果水平地面与小球间没有摩擦,则β与α应 (选填“相等”或“不相等”)。
【答案】(1)地面的粗糙程度
(2)大
(3)正确
(4)B
(5)相等
【知识点】机械能守恒条件
【解析】【解答】(1)要验证猜想2,需要改变地面的粗糙程度,实验中通过分别采用玻璃地面、木板地面、水泥地面来改变地面的粗糙程度;
(2)由实验数据可知,当其他条件相同时,夹角a越大,夹角B随之越大,所以猜想1是正确的;
(3)分析实验数据可知,其他条件相同时,接触面越粗糙,夹角3越大,说明猜想二是正确的;
(4)分析实验数据可知,夹角3总是大于夹角a,由此可判断图一中B位置最有可能是小球反弹后经过的位置;
(5)由实验数据可知,当夹角a一定时,水平地面越光滑,夹角3与夹角a越接近,由此推理,如果水平面与小球间没有摩擦,则夹角3与夹角a相等,这种研究物理问题的方法叫做科学推理法,
平面镜成像规律、阿基米德原理可以用实验直接验证,牛顿第一定律不能用实验直接验证,是在实验的基础上推理得出的,用到了科学推理法,故选B
故答案为:(1)地面的粗糙程度;(2)大;(3)正确;(4)B;(5)相等。
【分析】(1)验证猜想2,改变地面的粗糙程度;
(2)根据控制变量法分析实验数据可知当其他条件相同时,夹角a与夹角B之间的关系;
(3)根据控制变量法分析实验数据可知猜想二是否正确;
(4)分析实验数据可知夹角3总是大于夹角a,由此可判断图一中小球反弹后经过的位置;
(5)由实验数据可知,当夹角a一定时,水平地面越光滑,夹角3与夹角a越接近,由此推理,如果水平面与小球间没有摩擦,则夹角3与夹角a相等,这种研究物理问题的方法叫做科学推理法,
平面镜成像规律、阿基米德原理可以用实验直接验证,牛顿第一定律不能用实验直接验证,是在实验的基础上推理得出的,用到了科学推理法。
14.(2024八下·斗门期末)(1)小明为探究动能大小与哪些因素有关,他设计了一个简单的实验装置,如图所示。实验步骤如下:
将斜轨道固定在桌面上,将小球从轨道的不同高度处释放,使其滚下并通过光电门。记录小球的质量、释放高度和通过光电门的速度.改变小球的质量和释放高度,重复以上实验,记录多组数据,并利用自学的动能知识计算出动能值,如表所示。
实验序号 小球质量m(g) 释放高度h(cm) 通过光电门速度v(m/s) 动能Ek(J)
1 50 10 1.0 0.025
2 50 20 1.4 0.049
3 100 10 1.0 0.05
4 100 20 1.4 0.098
5 200 10 1.0
①分析实验序号1、2实验的数据可知,动能大小与 有关;分析实验序号1、3的数据可知,动能大小与 有关;
②根据表格中数据可推测,序号5实验中动能的值为 J;
(2)如图所示是珠海长隆鹦鹉过山车。过山车在运行过程中,其动能和势能的转化不断循环。在起始阶段,过山车被拖升到最高点时,储存了 ,在下滑和加速阶段转化为 和内能。过山车在运行过程中满载重量越大,其机械能越 。过山车在整个运行过程中,机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】速度;质量;0.075;重力势能;动能;大;减小
【知识点】探究影响物体动能大小的因素;机械能及其转化
【解析】【解答】(1)由实验序号1、2实验的数据可知,质量相同的小球,从不同高度滑下,到达水平面时速度不同,具有的动能不同,说明动能大小与速度有关。
分析实验序号1、3的数据可知,质量不同的小球,从相同高度滑下,到达水平面时速度相同,具有的动能不同,说明动能大小与质量有关。
对比实验序号1、3的数据可知,速度相同,质量增大两倍,动能增大两倍,序号5实验中,速度和1、3的速度相同,质量比实验序号1的数据增大三倍,则动能增大三倍,则动能为0.075。
(2)在下滑和加速阶段,克服摩擦阻力做功,速度增加,高度减小,动能增加,机械能减小,重力势能减小,重力势能转化为动能和内能。
过山车在运行过程中满载重量越大,动能和重力势能越大,其机械能越大。
过山车在整个运行过程中,过山车克服摩擦阻力做功,机械能减小。
【分析】(1)①根据影响物体动能大小的因素有质量和速度,找出相同的量和变化的量,分析得出动能大小与变化量的关系;
②根据表中数据分析质量与动能的定量关系;
(2)动能大小的影响因素:物体的质量、物体的速度;质量一定,速度越大,动能越大;
重力势能大小的影响因素:物体的质量、物体的高度,质量一定,所处的位置越高,重力势能越大;机械能等于动能与势能的总和;
改变物体内能的方式时做功和热传递;克服摩擦做功,机械能转化为内能。
四、解答与计算题
15.(2021八下·贵阳期末)如图所示,一轻质弹簧两端分别与竖直墙面和木块固定连接,用木块压缩弹簧至水平光滑地面的A点。松手后木块在A点和B点间来回运动,图中O点是弹簧原长的位置。请写出木块从A点运动到B点过程中动能的变化情况,并从功能关系的角度阐述理由。
【答案】解:木块由A运动到B,动能先变大后变小,A点到O点的过程中弹力做功把弹簧的弹性势能转化为木块的功能,所以木块动能逐渐变大;O点到B点的过程中木块克服弹簧的弹力做功将自身的动能转化为弹簧的弹性势能,则动能变小。
【知识点】动能和势能的大小变化;机械能及其转化
【解析】【分析】物体受到力的作用,运动状态会改变,速度改变,物体的动能改变;形状改变,物体的弹性势能改变;形变的物体使其他物体运动,实现动能和势能转化。
16.(2021八下·绥滨期末)农用无人机的出现,是对现代农业发展的一次重大革命,它改变了传统的农业打药方式,加速了农业的发展。农用无人机在稻田上空水平匀速喷洒农药的过程中,动能怎样变化?重力势能怎样变化?惯性如何变化 引起这些变化的原因是什么
【答案】动能减小,重力势能减小,惯性减小,质量减小
【知识点】机械能及其转化;惯性及其现象
【解析】【解答】 农用无人机在稻田上空水平匀速喷洒农药的过程中, 因为药水质量减小,根据动能与质量有关,质量越小,动能越小,所以动能减小,根据重力势能能与质量有关,质量越小,重力势能越小,所以重力势能减小,根据惯性与质量有关,质量越小,惯性越小,所以惯性减小。
【分析】根据动能与质量有关,质量越小,动能越小,根据重力势能能与质量有关,质量越小,重力势能越小,根据惯性与质量有关,质量越小,惯性越小。
17.(2023八下·商南期末)为创建良好的生活环境,我市环保部门使用如图所示的雾炮车对街道进行除尘消毒,雾炮车的部分参数如表所示。某次作业时,雾炮车在大小恒定为6.0×103N的牵引力作用下,沿平直道路在5min内匀速直线行驶了1.2km。(g取10N/kg)问:
空载质量m1/kg 6×103
最大载重量m2/kg 4×103
轮胎着地总面积S/m2 0.4
(1)作业过程中,雾炮车的动能 ,雾炮车的机械能 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)雾炮车满载药液时对水平路面的压强是多少?
(3)雾炮车作业过程中受到的阻力是多少?
(4)雾炮车作业过程中牵引力做功的功率是多少?
【答案】(1)变小;变小
(2)装满水时,雾炮车对地面的压力:F=G=(m1+m2)g=(6×103kg+4×103kg)×10N/kg=1×105N,
车对地面的压强:;
答:雾炮车满载药液时对水平路面的压强是2.5×105Pa;
(3)沿平直道路在5min内匀速直线行驶了1.2km,处于平衡状态,所受阻力f=F牵=6.0×103N;
答:雾炮车作业过程中受到的阻力是6.0×103N;
(4)雾炮车作业过程中牵引力做的功W=F牵s=6.0×103N×1.2×103m=7.2×106J,
牵引力做功的功率。
答:雾炮车作业过程中牵引力做功的功率是2.4×104W。
【知识点】功率的计算;动能和势能的大小变化;机械能及其转化;压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)考查动能,重力势能和机械能的定义,难度不大。动能和重力势能之和是机械能,物体质量越大,速度越大,动能越大;质量越大,高度越大,重力势能越大;
(2)在水平面上的物体压力等于物体重力,压强大小可由计算;
(3)车水平匀速行驶时,牵引力和摩擦力是平衡力;
(4)由W=F牵s计算作业过程中做的功,由功率公式计算牵引力做功的功率。
1 / 112.2 《机械能及其转化》 筑基提能同步分层练习设计(提升版) 初中物理八年级下册(教科版2024)
一、单选题
1.(2023八下·肥西期末)如图所示,是探究“动能的大小与什么因素有关?”实验的示意图.小球从a处滚下,在c处与小木块碰撞,并与小木块共同运动到d处停下.下面的一些判断正确的是( )
A.从a到b,小球的势能不变,动能增大
B.从b到c,小球的势能增大,动能增大
C.到达c处,小球的势能最小,动能最大
D.到达d处,小球的动能为零,小木块的动能最大
2.(2024八下·瑞金期末)如图所示为乒乓球在水平地面上连续弹跳时产生的轨迹的一部分,该图表明( )
A.在图中乒乓球的弹跳方向为自右向左
B.乒乓球弹跳时机械能守恒
C.乒乓球运动过程中重力势能一直减小
D.乒乓球某次弹起过程中,弹起瞬间的动能大于此过程最高点时的重力势能
3.(2024八下·滦南期末)如图所示,一运动员在高山滑雪时,在一缓坡处匀速下滑。关于运动员机械能变化情况的说法正确的是( )
A.重力势能减小 B.动能逐渐增大
C.机械能越来越大 D.机械能保持不变
4.(2024八下·衡水期末)很多同学喜欢骑山地车出行。下列关于山地车的结构及使用的说法中正确的是( )
A.自行车的车座做得较宽大是为了减小对臀部的压力
B.自行车的车把实际上是一个省力杠杆
C.骑自行车上坡前用力蹬车是为了增大惯性
D.骑自行车匀速下坡时动能和机械能都不变
5.(2024八下·天河期末)图甲为篮球投出后的运动轨迹,B为最高点,篮球在不同位置的机械能如图乙,则篮球( )
甲 乙
A.在B点的速度为0 B.在A、B点的机械能相等
C.从B到C过程,重力没有做功 D.从A到B过程,重力势能变大
6.(2024八下·丹东期末)2024年4月25日20时59分,搭载“神舟十八号”载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,取得圆满成功。如图所示,在火箭加速升空过程中,下列说法正确的是( )
A.“神舟十八号”载人飞船的机械能不变
B.“神舟十八号”载人飞船的动能转化为重力势能
C.“神舟十八号”载人飞船的动能保持不变
D.“神舟十八号”载人飞船的重力势能增大
7.(2024八下·西丰期末)2024年2月25日,中国乒乓球男队以3:0的总比分战胜法国男队,连续11次夺得男团冠军。如图所示为运动员在比赛过程中提拉回球的瞬间。下列有关乒乓球被提拉及旋转上升过程说法中不正确的是( )
A.被提拉,主要是改变了它的运动状态
B.上升过程中,它的上部气流速度快,压强小
C.上升过程中,动能转化为重力势能
D.离开球拍后,由于受到惯性,而继续上升
8.(2024八下·绥棱期末)物理与生活息息相关,下列说法中不正确的是( )
A.甲图:汽车安全带做的比较宽——减小压强
B.乙图:跳远时助跑,使自己跳得更远——利用惯性
C.丙图:弹簧发条式钟表的钟摆摆动——利用弹性势能
D.丁图:轮胎上有凹凸不平的花纹——减小摩擦
二、多选题
9.(2024八下·石家庄期末)2024年5月3日,搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭成功发射,如图甲。之后进入地月转移轨道,开启世界首次月背采样返回之旅。下列有关说法正确的是( )
A.刚发射时,嫦娥六号相对于火箭是运动的
B.嫦娥六号随长征五号火箭加速升空时,它的机械能变大
C.嫦娥六号着陆支架底面积大是为了减小对月面的压强
D.月面对嫦娥六号的支持力与嫦娥六号对月面的压力是一对平衡力
10.(2024八下·金沙期末)北京时间2024年4月21日7时45分,我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将遥感四十二号02星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。下列关于发射过程中描述正确的是( )
A.火箭上升过程中,02星的质量变小
B.火箭上升过程中,02星相对于地面是运动的
C.火箭升空的原理与喷气式飞机升空原理相同
D.火箭加速升空过程中机械能增大
11.(2024八下·扶沟期末)如图所示,小球做上下往复运动。下列分析不正确的是( )
A.小球上下往复运动过程中,小球的机械能不变
B.小球向下运动过程中,小球受到重力做功
C.小球对弹簧施加拉力,弹簧对小球也施加拉力
D.小球上下往复运动过程中,只有动能与重力势能不断相互转化
12.(2023八下·郑州期末)如图所示,将一个重的物体沿斜面匀速拉到顶端虚线位置,沿斜面向上的拉力为,斜面长为、高为。以下说法正确的是( )
A.这个过程中做的有用功是
B.这个过程中木块受到的摩擦力是
C.若将支撑块向左移动,该斜面的机械效率变大
D.增大物体的重力可提高该斜面的机械效率
三、实验填空题
13.(2024八下·贵阳月考)细心的小明在课后篮球活动中发现,传球时,篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中。小明觉得好奇:篮球撞击地面后,反弹方向与哪些因素有关呢 与同学讨论后,提出了以下猜想:
猜想1:与篮球撞击地面时的入射方向有关;
猜想2:与地面的粗糙程度有关。
小明用弹性小球代替篮球,对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究,设计了如图(甲)所示的装置,每次都让弹性小球从压缩相同长度的相同弹簧下端,由静止弹出并撞击水平地面,分别改变水平地面的粗糙程度和小球的入射方向与水平地面的夹角α,测出小球反弹方向与水平地面的夹角β,记录数据如表:
夹角α 20.0° 30.0° 45.0° 60.0° 70.0°
玻璃地面 25.5° 34.7° 49.2° 63.5° 72.8°
木板地面 28.6° 37.3° 51.6° 65.4° 74.1°
水泥地面 30.9° 39.2° 53.9° 67.5° 76.6°
(1)设计实验时,分别采用玻璃地面、木板地面和水泥地面,是为了改变 。
(2)分析实验数据可知,其他条件相同时,夹角α越大,夹角β越 。
(3)分析实验数据可知,猜想2是 (选填“正确”或“错误”)的。
(4)如图(乙)所示,某次小球从A位置入射到水平地面O位置后反弹,则 (选填“B”“C”或“D”)位置最有可能是小球反弹后经过的位置。
(5)小明分析发现,当α一定时,水平地面越光滑,β值与α越接近,他由此推理,如果水平地面与小球间没有摩擦,则β与α应 (选填“相等”或“不相等”)。
14.(2024八下·斗门期末)(1)小明为探究动能大小与哪些因素有关,他设计了一个简单的实验装置,如图所示。实验步骤如下:
将斜轨道固定在桌面上,将小球从轨道的不同高度处释放,使其滚下并通过光电门。记录小球的质量、释放高度和通过光电门的速度.改变小球的质量和释放高度,重复以上实验,记录多组数据,并利用自学的动能知识计算出动能值,如表所示。
实验序号 小球质量m(g) 释放高度h(cm) 通过光电门速度v(m/s) 动能Ek(J)
1 50 10 1.0 0.025
2 50 20 1.4 0.049
3 100 10 1.0 0.05
4 100 20 1.4 0.098
5 200 10 1.0
①分析实验序号1、2实验的数据可知,动能大小与 有关;分析实验序号1、3的数据可知,动能大小与 有关;
②根据表格中数据可推测,序号5实验中动能的值为 J;
(2)如图所示是珠海长隆鹦鹉过山车。过山车在运行过程中,其动能和势能的转化不断循环。在起始阶段,过山车被拖升到最高点时,储存了 ,在下滑和加速阶段转化为 和内能。过山车在运行过程中满载重量越大,其机械能越 。过山车在整个运行过程中,机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
四、解答与计算题
15.(2021八下·贵阳期末)如图所示,一轻质弹簧两端分别与竖直墙面和木块固定连接,用木块压缩弹簧至水平光滑地面的A点。松手后木块在A点和B点间来回运动,图中O点是弹簧原长的位置。请写出木块从A点运动到B点过程中动能的变化情况,并从功能关系的角度阐述理由。
16.(2021八下·绥滨期末)农用无人机的出现,是对现代农业发展的一次重大革命,它改变了传统的农业打药方式,加速了农业的发展。农用无人机在稻田上空水平匀速喷洒农药的过程中,动能怎样变化?重力势能怎样变化?惯性如何变化 引起这些变化的原因是什么
17.(2023八下·商南期末)为创建良好的生活环境,我市环保部门使用如图所示的雾炮车对街道进行除尘消毒,雾炮车的部分参数如表所示。某次作业时,雾炮车在大小恒定为6.0×103N的牵引力作用下,沿平直道路在5min内匀速直线行驶了1.2km。(g取10N/kg)问:
空载质量m1/kg 6×103
最大载重量m2/kg 4×103
轮胎着地总面积S/m2 0.4
(1)作业过程中,雾炮车的动能 ,雾炮车的机械能 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)雾炮车满载药液时对水平路面的压强是多少?
(3)雾炮车作业过程中受到的阻力是多少?
(4)雾炮车作业过程中牵引力做功的功率是多少?
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】AB.小球从a到b、从b到c时,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度变大,动能变大,故AB错误;
C.在c处,小球到达平面,质量不变,高度最小,势能最小,速度增大,动能最大,C正确;
D.小球到达d处,质量不变,与c处相比高度不变,重力势能不变,小球撞击木块后,到d点停止,速度为零,动能为零,D错误。
故选C。
【分析】质量一定时,速度变大,动能变大,速度为零,动能为零;高度变大,重力势能变大。
2.【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】AB.根据图像,乒乓球在地面上连续弹跳中,动能和势能的相互转化,由于球与地面碰撞时,运动中有空气阻力,小球的机械能逐渐变小;小球向上运动时,动能转化为重力势能;下降时重力势能转化为动能,因为机械能在逐渐减小,球跳起的高度逐渐减小,AB不符合题意;
CD.乒乓球在向上运动时,高度变大,重力势能增大,下降时重力势能减小,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】运动的物体克服阻力,机械能减小; 质量一定时,速度越大,动能越大,高度越大,重力势能越大。
3.【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化;机械能及其转化
【解析】【解答】运动员从斜坡匀速下滑,运动员的质量不变,高度变小,重力势能变小;速度不变,动能不变,在下滑的过程中,要克服摩擦消耗能量,因此人的一部分机械能转化为内能,机械能的总量减小,减小的重力势能克服摩擦力做功,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】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。机械能的相互转化:如果在转化过程中没有其他形式能的参与,则重力势能全部转化为动能,机械能的总量保持不变,如果需要克服摩擦做功,则有了能量的消耗,则重力势能中的一部分转化为动能。机械能=动能+势能。
4.【答案】B
【知识点】机械能及其转化;惯性及其现象;减小压强的方法及其应用;杠杆的分类
【解析】【解答】A.在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故A错误;
B.动力臂大于力臂,是省力杠杆,故B正确;
C.惯性大小只与物体的质量有关,故C错误;
D.质量不变,速度不变,动能不变。高度降低,重力势能减小,机械能减小,故D错误。
故选B。
【分析】(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强。
(2)联系生活经验,判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
(3)惯性是物体的固有属性,惯性大小只与物体的质量有关。
(4)由于存在摩擦,需克服摩擦做功,机械能转化为内能。
5.【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化;机械能及其转化
【解析】【解答】A.由图乙可知,篮球在B点时的动能不为0,所以速度也不为0,故A不符合题意;
B.机械能为动能和势能之和;由图乙可知,篮球在A点的动能和重力势能之和大于在B点的动能和重力势能之和,即篮球在A点的机械能大于在B点的机械能,故B不符合题意;
C.由图乙可知,从B到C的过程中,篮球的重力势能减小了,所以篮球重力做功了,故C不符合题意;
D.由图乙可知,篮球从A到B过程,重力势能变大了,故D符合题意。
故答案为:D。
【分析】重力势能和高度有关。篮球在A点的动能和重力势能之和大于在B点的动能和重力势能之和,有空气阻力做功,机械能不守恒。
6.【答案】D
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素;机械能及其转化
【解析】【解答】火箭加速升空的过程中,飞船质量不变,速度增大,动能增大; 飞船上升的过程中,高度增加,质量不变,重力势能增大;飞船的机械能增大。故D正确,ABC错误。
故选D。
【分析】火箭加速升空,质量一定,速度变大,动能变大,高度变大,重力势能变大。
7.【答案】D
【知识点】机械能及其转化;力的作用效果;惯性及其现象;流体压强与流速关系的探究实验
【解析】【解答】A.当小球的运动方向、速度改变,说明改变了其运动状态,故A正确,不符合题意;
B.小球旋转上升,上部流速快,压强小,下部流速小,压强大,产生向上的压强差,故B正确,不符合题意;
C.上升过程中,速度变小,动能变小,高度增加,重力势能增加,动能转化为重力势能,故C正确,不符合题意;
D.离开球拍后,球由于具有惯性而继续上升,惯性不是力,不能说受到惯性,故D错误,符合题意。
故选D。
【分析】力可以改变物体的运动状态,流体在流速大的地方压强小;动能和质量、速度有关,重力势能和质量、高度有关;惯性是物体继续保持原来状态的性质。
8.【答案】D
【知识点】机械能及其转化;惯性及其现象;增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A.为了在压力不变时增大受力面积从而减小压强,汽车安全带做的比较宽,故A正确,不符合题意;
B.人由于惯性会保持原来的运动状态,跳远时助跑,会跳得更远,是利用了惯性,故B正确,不符合题意;
C.弹簧发条式钟表的发条拧紧后,弹簧发生形变,钟摆摆动时,弹簧的弹性势能转化为钟摆的机械能,是利用了弹簧的弹性势能,故C正确,不符合题意;
D.轮胎上有凹凸不平的花纹是为了在压力不变时,增大接触面的粗糙程度,从而增大摩擦,故D错误,符合题意。
故选D。
【分析】(1)根据汽车安全带做的比较宽,是为了在压力不变时增大受力面积从而减小压强;
(2)跳远时助跑,人由于惯性会保持原来的运动状态,会跳得更远,是利用了惯性;
(3)弹簧发条式钟表的发条拧紧后,弹簧发生形变,钟摆摆动时,弹簧的弹性势能转化为钟摆的机械能,是利用了弹簧的弹性势能;
(4)轮胎上有凹凸不平的花纹是为了在压力不变时,增大接触面的粗糙程度,从而增大摩擦。
9.【答案】B,C
【知识点】机械能及其转化;平衡力的辨别;参照物及其选择
【解析】【解答】A.刚发射时,嫦娥六号和火箭一起运动,没有位置变化,是静止的,A不符合题意;
B.嫦娥六号随火箭加速升空时,速度变大,动能变大,高度变大,重力势能变大,机械能变大,B符合题意;
C.嫦娥六号着陆支架底面积大,增大受力面积,可以减小对月面的压强,C符合题意;
D.月面对嫦娥六号的支持力与嫦娥六号对月面的压力是力和反作用力,是相互作用力,D不符合题意。
故答案为:BC.
【分析】物体间没有位置变化,是相对静止的;质量一定时,速度变大,动能变大,高度变大,重力势能变大,机械能变大;压力一定时,增大受力面积,可以减小压强;物体间力的作用是相互的。
10.【答案】B,D
【知识点】质量及其特性;机械能及其转化;力作用的相互性;参照物及其选择
【解析】【解答】A.火箭上升时,物体所含物质的多少不变,质量不变,故A错误;
B.火箭上升时,02星相对于地面的位置改变,是运动的,故B正确;
C.火箭升空时,向下喷气,地面有向上的反作用力,利用物体间力的作用是相互的,喷气发动机利用力的作用是相互的原理产生的推力,还利用了流体压强与流速的关系来实现升空,故C错误;
D.火箭加速升空时,质量不变,速度增大,高度升高,动能增大,重力势能增大,机械能增大,故D正确。
故选BD。
【分析】质量是物体含有物质的多少;物体间有位置变化,是运动的;物体的动能和质量、速度有关,重力势能和质量、高度有关。
【知识点】机械能及其转化;力作用的相互性;是否做功的判断
【解析】【解答】A.机械能减小,因为小球上下往复运动过程中,要克服摩擦力做功,故A错误,符合题意;
B.受到重力对物体做功因为小球受竖直向下的重力作用,向下运动,故B正确,不符合题意;
C.小球受到弹簧的拉力,弹簧也受到小球的拉力,物体间力的作用是相互的,故C正确,不符合题意;
D.机械能包括动能与势能,小球上下往复运动过程中,要克服摩擦力做功,机械能减小,转化为其他形式能,不是只有动能与重力势能不断相互转化,故D错误,符合题意。
【分析】(1)相互作用力大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在两个物体上;
(2)机械能包括动能与势能,其中动能的影响因素是质量与速度,重力势能的影响因素是质量与高度,弹性势能的影响因素是弹性形变量。
12.【答案】A,C
【知识点】机械能及其转化;摩擦力的大小;斜面的机械效率;功的计算及应用
【解析】【解答】A:在这一过程中拉力做的有用功:W有=Gh=5N1m=5J,故A正确;
B:在这一过程中,由于拉力做的总功:W总=Fs=2N3m=6J,拉力做的额外功:W外=W总-W有=6J-5J=1J,根据W外=fs,可得:f=W外/s=1J/3m0.33N ,故B错误;
C:若将支撑块向左移动,斜面的倾斜程度将增大,物体对斜面的压力将减小,从面使物体所受摩擦力将减小,所做额外功将减小,根据=可知斜面的机械效率将增大,故C正确;
D:斜面的机械效率只与斜面的粗糙程度和斜面的倾角有关,与物重无关,只改变物重,不会改变斜面的机械效率,故D错误;
综上可知:本题应选:AC 。
【分析】(1)沿斜面推拉物体,相当于把物体从斜面底端(地面)提高到斜面顶端,所做有用功的大小,用:W有=Gh进行计算;
(2)已知斜面长度和拉力的大小,可通过W总=Fs计算出拉力所做的总功;然后再根据W外=W总-W有计算出额外功,再根据W外=fs计算出摩擦力的大小;
(3)支撑块向左移动,斜面的倾斜程度将增大,物体对斜面的压力将减小,从面使物体所受摩擦力将减小,所做额外功将减小,可推知斜面的机械效率将增大;
(4)斜面的机械效率只与斜面的粗糙程度和斜面的倾角有关,与物重无关。
13.【答案】(1)地面的粗糙程度
(2)大
(3)正确
(4)B
(5)相等
【知识点】机械能守恒条件
【解析】【解答】(1)要验证猜想2,需要改变地面的粗糙程度,实验中通过分别采用玻璃地面、木板地面、水泥地面来改变地面的粗糙程度;
(2)由实验数据可知,当其他条件相同时,夹角a越大,夹角B随之越大,所以猜想1是正确的;
(3)分析实验数据可知,其他条件相同时,接触面越粗糙,夹角3越大,说明猜想二是正确的;
(4)分析实验数据可知,夹角3总是大于夹角a,由此可判断图一中B位置最有可能是小球反弹后经过的位置;
(5)由实验数据可知,当夹角a一定时,水平地面越光滑,夹角3与夹角a越接近,由此推理,如果水平面与小球间没有摩擦,则夹角3与夹角a相等,这种研究物理问题的方法叫做科学推理法,
平面镜成像规律、阿基米德原理可以用实验直接验证,牛顿第一定律不能用实验直接验证,是在实验的基础上推理得出的,用到了科学推理法,故选B
故答案为:(1)地面的粗糙程度;(2)大;(3)正确;(4)B;(5)相等。
【分析】(1)验证猜想2,改变地面的粗糙程度;
(2)根据控制变量法分析实验数据可知当其他条件相同时,夹角a与夹角B之间的关系;
(3)根据控制变量法分析实验数据可知猜想二是否正确;
(4)分析实验数据可知夹角3总是大于夹角a,由此可判断图一中小球反弹后经过的位置;
(5)由实验数据可知,当夹角a一定时,水平地面越光滑,夹角3与夹角a越接近,由此推理,如果水平面与小球间没有摩擦,则夹角3与夹角a相等,这种研究物理问题的方法叫做科学推理法,
平面镜成像规律、阿基米德原理可以用实验直接验证,牛顿第一定律不能用实验直接验证,是在实验的基础上推理得出的,用到了科学推理法。
14.【答案】速度;质量;0.075;重力势能;动能;大;减小
【知识点】探究影响物体动能大小的因素;机械能及其转化
【解析】【解答】(1)由实验序号1、2实验的数据可知,质量相同的小球,从不同高度滑下,到达水平面时速度不同,具有的动能不同,说明动能大小与速度有关。
分析实验序号1、3的数据可知,质量不同的小球,从相同高度滑下,到达水平面时速度相同,具有的动能不同,说明动能大小与质量有关。
对比实验序号1、3的数据可知,速度相同,质量增大两倍,动能增大两倍,序号5实验中,速度和1、3的速度相同,质量比实验序号1的数据增大三倍,则动能增大三倍,则动能为0.075。
(2)在下滑和加速阶段,克服摩擦阻力做功,速度增加,高度减小,动能增加,机械能减小,重力势能减小,重力势能转化为动能和内能。
过山车在运行过程中满载重量越大,动能和重力势能越大,其机械能越大。
过山车在整个运行过程中,过山车克服摩擦阻力做功,机械能减小。
【分析】(1)①根据影响物体动能大小的因素有质量和速度,找出相同的量和变化的量,分析得出动能大小与变化量的关系;
②根据表中数据分析质量与动能的定量关系;
(2)动能大小的影响因素:物体的质量、物体的速度;质量一定,速度越大,动能越大;
重力势能大小的影响因素:物体的质量、物体的高度,质量一定,所处的位置越高,重力势能越大;机械能等于动能与势能的总和;
改变物体内能的方式时做功和热传递;克服摩擦做功,机械能转化为内能。
15.【答案】解:木块由A运动到B,动能先变大后变小,A点到O点的过程中弹力做功把弹簧的弹性势能转化为木块的功能,所以木块动能逐渐变大;O点到B点的过程中木块克服弹簧的弹力做功将自身的动能转化为弹簧的弹性势能,则动能变小。
【知识点】动能和势能的大小变化;机械能及其转化
【解析】【分析】物体受到力的作用,运动状态会改变,速度改变,物体的动能改变;形状改变,物体的弹性势能改变;形变的物体使其他物体运动,实现动能和势能转化。
16.【答案】动能减小,重力势能减小,惯性减小,质量减小
【知识点】机械能及其转化;惯性及其现象
【解析】【解答】 农用无人机在稻田上空水平匀速喷洒农药的过程中, 因为药水质量减小,根据动能与质量有关,质量越小,动能越小,所以动能减小,根据重力势能能与质量有关,质量越小,重力势能越小,所以重力势能减小,根据惯性与质量有关,质量越小,惯性越小,所以惯性减小。
【分析】根据动能与质量有关,质量越小,动能越小,根据重力势能能与质量有关,质量越小,重力势能越小,根据惯性与质量有关,质量越小,惯性越小。
17.【答案】(1)变小;变小
(2)装满水时,雾炮车对地面的压力:F=G=(m1+m2)g=(6×103kg+4×103kg)×10N/kg=1×105N,
车对地面的压强:;
答:雾炮车满载药液时对水平路面的压强是2.5×105Pa;
(3)沿平直道路在5min内匀速直线行驶了1.2km,处于平衡状态,所受阻力f=F牵=6.0×103N;
答:雾炮车作业过程中受到的阻力是6.0×103N;
(4)雾炮车作业过程中牵引力做的功W=F牵s=6.0×103N×1.2×103m=7.2×106J,
牵引力做功的功率。
答:雾炮车作业过程中牵引力做功的功率是2.4×104W。
【知识点】功率的计算;动能和势能的大小变化;机械能及其转化;压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)考查动能,重力势能和机械能的定义,难度不大。动能和重力势能之和是机械能,物体质量越大,速度越大,动能越大;质量越大,高度越大,重力势能越大;
(2)在水平面上的物体压力等于物体重力,压强大小可由计算;
(3)车水平匀速行驶时,牵引力和摩擦力是平衡力;
(4)由W=F牵s计算作业过程中做的功,由功率公式计算牵引力做功的功率。
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