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第十一章 功和机械能 单元综合模拟提升卷
一、单选题
1．一个物体在平衡力的作用下（ ）
A．它的动能一定不变 B．它的重力势能一定不变
C．它的机械能一定不变 D．无法确定
2． 搭载天舟六号货运飞船的火箭加速升空过程中，天舟六号货运飞船的（ ）
A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能增大
C．动能不变，重力势能增大 D．动能不变，重力势能不变
3．如图所示，将一小球从A点竖直向上抛出（不计空气阻力），经过B点到达最高点C时速度为零．图中h1=h2，下列判断正确的是（ ）
A．小球在AB段克服重力所做的功等于在BC段克服重力所做的功
B．小球从A运动到B的时间等于它从B运动到C的时间
C．小球抛出后向上运动是由于一直受到向上的力
D．小球运动到最高点C时所受的合力为零
4．小明和小华用拉力器锻炼身体，关于臂力器说法不正确的是（ ）
A．被拉伸的臂力器具有弹性势能
B．该过程能说明力可以使物体发生形变
C．臂力器伸长产生的力的施力物体是手
D．小明和小华都将该臂力器得一样长，他们施加的力一定一样大
5．小汽车已经进入普通家庭，如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．汽车静止在水平地面上，受到的重力与地面对它的支持力是一对平衡力
B．系上安全带的作用是减少小汽车被追尾时给乘坐人员带来的伤害
C．小汽车上坡时机械能越来越大
D．汽车高速行驶时对地面的压力等于静止时对地面的压力
6．如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离，该力在此过程中所做功的大小分别为w1，.W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是
A． B．
C． D．
7．如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油，加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行，则战斗机的（ ）
A．动能不变，势能不变，机械能不变
B．动能不变，势能减少，机械能减少
C．动能增加，势能不变，机械能增加
D．动能增加，势能增加，机械能增加
8．小明与妈妈进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的1.5倍，妈妈所用的时间是小明的2倍，若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1，小明克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是（ ）
A．W1：W2=l：1 B．W1：W2=2：3 C．P1：P2=3：4 D．P1：P2=1：2
9．在登山比赛中，体重相同的小明和小刚从山底沿同一路线登上山顶，小刚比小明提前到达，则两人在登山过程中（ ）
A．做功相同，功率也相同
B．做功不相同，功率也不同
C．做功相同，小明的功率大
D．做功相同，小刚的功率大
10．如图所示的情境中，人对物体做功的是（ ）
A B C D
A．人用力搬石头没有搬动
B．人搬箱子沿水平方向做匀速直线运动
C．人用力推车没有推动
D．人将货物从地面拉到高处
二、填空题
11．功率是表示 的物理量． 叫做功率．功率的计算公式是 ，其中P表示 ，W表示 ，t表示 ．在国际单位制中，功率的单位是 ．
12．在国际单位制中，功的单位是 ，符号是 ．
13．一个物体A受到水平推力F的作用在粗糙的水平面上做匀速直线运动，当撤去F后，物体A还能继续运动，是因为 ，物体运动变慢直至停止，是因为 ．在此过程中，物体的动能转化为 能．
14．一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB=BC。如图所示，物体在AB段耗时t1，在BC段耗时t2，重力做功W1，做功功率P1，在BC段重力做功W2，做功功率P2。则t1 t2，W1 W2，P1 P2（三空均选填“>”“<”或“=”）。
15．如图所示，斜面长1m，高0.4m，小明在沿斜面用5N的拉力向上匀速拉动一个重为10N的物体到斜面顶端的过程中，物体的动能 （选填“变大”“变小”“不变”），物体所受摩擦力为 N，斜面的机械效率为 。
16．起重机吊着一重物静止在空中，钢绳对重物的拉力为5000N；当重物以1.5m/s的速度匀速上升时拉力 （选填“大于”、“等于”或“小于”，下同）5000N；当重物以2m/s速度匀速下降时，钢绳对重物的拉力 5000N；重物吊在空中静止时具有的能量称为 能。
17．如图甲所示是在水平地而上放置的木箱，小强对木箱施加水平方向的推力F，使其向前运动。此过程中，推力F随时间t的变化关系如图乙所示，木箱前进速度v随时间t的变化关系如图丙所示，t=0.5s时，木箱受到的摩擦力为 N，3-5s内，推力F对木箱所做的功率是 W。
18．如图所示，质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动 若该同学上半身的质量约为全身质量的3/5，则她上半身的重力约为 N。她在一段时间内做了40个仰卧起坐，每次起时上半身重心上升的距离均为0.3m，则她在这段时间克服重力做的功约为 J。
三、计算题
19．一辆汽车在平直公路上匀速行驶160m，在此过程中，汽车牵引力做功8.0×104J，这辆汽车的牵引力有多大？
20．用60N的水平推力推着重100N物体在水平地面上做匀速直线运动，4s内通过的路程是8m，求：在这段时间内：
（1）推力做的功；
（2）推力做功的功率。
四、作图题
21．如图所示，水平面OA段光滑，A点右侧粗糙，方块甲经过A点时恰好与弹簧分离，最终静止在B点，方块甲克服摩擦力做功与运动路程的大致关系如图乙所示；换用另一个表面相同但质量更大的方块乙，将该弹簧压缩相同长度从O点静止释放，在同一水平面上方块乙向右运动直至最终停下来（弹簧形变均在弹性限度内），请作出乙方块克服摩擦力做功与运动路程的大致关系图像。
22．一单摆小球，从A点放手后，经最低点B荡至另一侧的C点，若不考虑能量损失，请在图上画出C点所在位置．
23．图甲为邓雅文参加2024年巴黎奥运会自由式小轮车决赛夺冠的情景，图乙为她即将经过U形赛道的示意图。若邓雅文在经过U形赛道时不刹车也不蹬车，请在图丙中画出她从U形赛道一边的最高点A 到另一边的最高点 B 的过程中，动能随时间变化关系的大致图像。
五、实验探究题
24．如图，某实验小组在“探究物体动能跟哪些因素有关”实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后静止。
（1）实验中，探究的动能是指 （选择项）其动能大小通过 来反映。
A．小球在斜面上的的动能 B．小球在水平面的动能 C．木块的动能
（2）由图中的 两次实验，可以看出高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块被撞得越远，这反映出物体的动能与物体的 有关。
（3）小组同学做完甲、乙实验后，在做丙实验时木块被撞滑出木板，需要重做实验，应该 才能完成实验。
（4）若水平面光滑，则 （选填“能”“不能”）完成本实验。
25．为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示装置
（1）图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木头，木头在水平面运动一段距离后静止时的情景．据此你能得出的结论是 ；图乙是为了探究动能与 的关系；
（2）本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？ ；理由是 ；
（3）实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是进行了实验测定，得到的数据如表：
实验序号 小球的质量m/g 小球的速度V/cm．s﹣1 木块被撞击后运动的距离s/m
1 30 3 4
2 30 6 16
3 60 3 8
（a）为了探究“超载”安全隐患，应选择 两个序号的实验进行比较．
（b）为了探究“超速”安全隐患，应选择 两个序号的实验进行比较．分析表格中对应的实验数据可知： 对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的交通事故更为严重．
26．现有长木板、木块、弹簧测力计、小车、毛巾、棉布、斜面等实验器材．
（1）小明选择其中部分器材，组装后如图甲所示，他想研究的问题是 ；实验中毛巾的作用是改变 ；实验中应拉动木块，观察比较图a、b可知 ．
（2）小宇选择其中部分器材进行“探究阻力对物体运动的影响”的实验，如图乙所示，实验中让同一小车从同一斜面的同一高度处滑下的目的是使小车 ，三次实验中小车静止时的位置如图所示，通过观察比较试验现象，并进一步推理可知若水平面绝对光滑，则小车会 ．
（3）小华想探究“动能大小与哪些因素有关”，他选择器材做了图丙所示的实验，根据观察的实验现象可得出的实验结论是 ．
27．如图所示是探究动能大小与哪些因素有关的实验装置：
（1）实验中通过观察 来比较小球的动能大小，此处应用的研究方法是 。
（2）将同一小球从同一斜面的不同高度（h1＜h2）由静止开始释放的目的是：使小球到达斜面底部时的速度 （选填“相同”或“不同”）。该实验中物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时 （选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的速度。
（3）小球推动木块，最后静止时的位置如图甲、乙所示，由此实验得到的结论是质量相等的物体， ，动能越大。
（4）如图丙所示，质量较小的扑克牌动能较大时能切入黄瓜，根据上面的探究可知，飞行的扑克牌一定具有 的速度（选填“较大”或“较小”）。
（5）若在实验中，物体B碰后滑出木板，在不改变原有器材的情况下，如何保证碰后物体B能始终在木板上滑行？方法是 。
（6）若水平面绝对光滑，本实验 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
六、综合题
28．天津在支援四川德阳地区抗震救灾活动中，一辆满载物资的总重为G牛顿的运输车，将物资沿ABCD路线运至D处，AB段海拔高度为h1米，CD段海拔高度为h2米，如图甲所示．在整个运输过程中，汽车以恒定速度v米/秒运动，汽车t=0时经过A处，tl时经过B处，t2时经过C处，在此过程中汽车牵引力功率P随时间，变化的图象可简化为图乙所示（P1、P2、tl和t2也为已知量）．
（1）请分析说明汽车在AB段和BC段运动时牵引力的大小关系．
（2）请朋已知量求汽车沿斜坡BC段运动时所受总阻力的表达式（总阻力包括摩擦力和空气阻）．
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第十一章 功和机械能 单元综合模拟提升卷
一、单选题
1．一个物体在平衡力的作用下（ ）
A．它的动能一定不变 B．它的重力势能一定不变
C．它的机械能一定不变 D．无法确定
【答案】A
【解析】【解答】物体在平衡力的作用下可能静止也可能做匀速直线运动，即速度不变，高度可以变化，故动能一定不变，而重力势能、机械能可能变化也可能不变；A符合题意。
故答案为：A。
【分析】受平衡力的物体处于静止状态或匀速直线运动状态；物体的动能和物体的质量有关，和速度有关；物体的重力势能和质量、高度有关。
2． 搭载天舟六号货运飞船的火箭加速升空过程中，天舟六号货运飞船的（ ）
A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能增大
C．动能不变，重力势能增大 D．动能不变，重力势能不变
【答案】B
【解析】【解答】天舟六号货运飞船的火箭加速升空时，质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，B符合题意。
故答案为：B.
【分析】物体的动能和质量、速度有关；重力势能和问题的质量、高度有关。
3．如图所示，将一小球从A点竖直向上抛出（不计空气阻力），经过B点到达最高点C时速度为零．图中h1=h2，下列判断正确的是（ ）
A．小球在AB段克服重力所做的功等于在BC段克服重力所做的功
B．小球从A运动到B的时间等于它从B运动到C的时间
C．小球抛出后向上运动是由于一直受到向上的力
D．小球运动到最高点C时所受的合力为零
【答案】A
【解析】【解答】解：A、影响克服重力做功的因素是物体的重力和在重力反方向上移动的距离，距离和重力都相同，故AB段和BC段克服重力所做的功相同；故A正确；
B、小球抛出后向上运动过程中，速度越来越小，路程相同，故时间越来越长，故B错误；
C、竖直向空中抛出一个小球，虽然失去了向上的推力，但小球由于惯性仍然保持原来的运动状态，所以继续向上运动，故C错误；
D、不计空气阻力，小钢球运动到最高点只受到重力的作用，所受的合力不为零．故D错误；
故选A．
【分析】（1）影响克服重力做功的因素是物体的重力和在重力反方向上移动的距离，距离和重力都相同，故克服重力所做的功相同；（2）速度越来越小，路程相同，故时间越来越长；（3）一切物体都具有惯性；（4）对小球在最高点时进行受力分析．
4．小明和小华用拉力器锻炼身体，关于臂力器说法不正确的是（ ）
A．被拉伸的臂力器具有弹性势能
B．该过程能说明力可以使物体发生形变
C．臂力器伸长产生的力的施力物体是手
D．小明和小华都将该臂力器得一样长，他们施加的力一定一样大
【答案】C
【解析】【解答】AB、被拉伸的臂力器的弹簧发生了弹性形变，因此具有弹性势能，同时说明力可以改变物体形状，AB正确，不符合题意；
C、小明用力使臂力器伸长，发生了弹性形变，从而对手施加了弹力作用，这个弹力的施力物是弹簧，C错误，符合题意；
D、弹簧的伸长量相同，说明小明和小华对弹簧施加了相同大小的力，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】 物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能；力可以改变物体的运动状态或使物体发生形变；在弹性范围内弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长的长度就越长；弹簧的伸长量与弹簧的拉力成正比，人所施加的拉力越大，弹簧的伸长量越大。
5．小汽车已经进入普通家庭，如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．汽车静止在水平地面上，受到的重力与地面对它的支持力是一对平衡力
B．系上安全带的作用是减少小汽车被追尾时给乘坐人员带来的伤害
C．小汽车上坡时机械能越来越大
D．汽车高速行驶时对地面的压力等于静止时对地面的压力
【答案】A
【解析】【解答】解：A、汽车静止在水平地面上，受到的重力与地面对它的支持力，大小相等、方向相反、作用在一个物体上、作用在一条直线上，是一对平衡力，故A正确；
B、系上安全带的作用是减少小汽车前方发生碰撞或紧急刹车时给乘坐人员带来的伤害，故B错误；
C、小汽车上坡时，往往是速度减小，高度增大，是动能转化为重力势能，机械能不一定增大，故C错误；
D、汽汽车高速行驶时，由于上方空气流速快，压强小，下方空气流速慢，压强大，会产生向上的升力．故对地面的压力小于静止时对地面的压力，故D错误．
故选A．
【分析】（1）二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在一个物体上、作用在一条直线上；（2）从惯性的角度分析安全带所起的作用；（3）根据汽车上坡时动能和重力势能的变化，可判断其机械能的变化；（4）根据流体压强与流速的关系可比较汽车高速行驶时对地面的压力与静止时对地面的压力大小．
6．如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离，该力在此过程中所做功的大小分别为w1，.W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】【解答】已知条件：两次用力大小相同：F1= F2 = F
两次移动距离相同：s1 = s2 = s
两次所用时间相同：t1 = t2 = t
物体质量不同，表面粗糙度不同
根据功的计算公式：W1= Fs，W2 = Fs；可得：W1= W2
根据功率的计算公式：
综上，W1 = W2，P1 = P2
故答案为：C。
【分析】本题考查功和功率的概念及其计算。解题关键在于理解功的决定因素和功率的定义。功的大小由力的大小、物体在力的方向上移动的距离决定，与物体质量、表面粗糙度、运动状态等无关。题目中明确给出两次用力大小相同、移动距离相同、所用时间相同，因此功必然相等。功率是单位时间内完成的功，既然功相等且时间相等，功率也必然相等。解题时需要抓住功的基本定义式W=Fs，明确哪些是决定因素，哪些不是。
7．如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油，加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行，则战斗机的（ ）
A．动能不变，势能不变，机械能不变
B．动能不变，势能减少，机械能减少
C．动能增加，势能不变，机械能增加
D．动能增加，势能增加，机械能增加
【答案】D
【解析】【解答】解：加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行，战斗机油量增加，质量增大，动能增大．战斗机的质量增大，高度不变，重力势能增大．机械能=动能+势能，战斗机没有发生弹性形变，不考虑弹性势能．动能增大，重力势能增大，机械能增大．故A、B、C错误，D正确．
故选D．
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大．（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大．（3）机械能=动能+势能．物体没有发生弹性形变，势能只考虑重力势能．
8．小明与妈妈进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的1.5倍，妈妈所用的时间是小明的2倍，若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1，小明克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是（ ）
A．W1：W2=l：1 B．W1：W2=2：3 C．P1：P2=3：4 D．P1：P2=1：2
【答案】C
【解析】【解答】计算小明克服重力做功为W2=Gh，结合重力关系，妈妈克服重力做功W1=1.5Gh，做功之比为W1：W2=1.5Gh：Gh=3：2；结合时间关系，计算功率分别为，，功率比为，C符合题意。
故答案为：C.
【分析】根据W=Gh，结合重力关系计算做功的比值；根据，计算功率和功率的比值。
9．在登山比赛中，体重相同的小明和小刚从山底沿同一路线登上山顶，小刚比小明提前到达，则两人在登山过程中（ ）
A．做功相同，功率也相同
B．做功不相同，功率也不同
C．做功相同，小明的功率大
D．做功相同，小刚的功率大
【答案】D
【解析】【解答】解：体重相同的小明和小刚，从山底沿同一路线登上山顶，重力和高度都相同，根据W=Gh可知，小明和小刚二人做的功相同，故B错误；
因为小刚用的时间短，根据P=可知，做的功相同，小刚用的时间短，所以小刚的功率大于小明的功率，故AC错误，D正确．
故选D．
【分析】根据W=Gh分析上楼过程中做功的多少；根据P=分析功率的大小．
10．如图所示的情境中，人对物体做功的是（ ）
A B C D
A．人用力搬石头没有搬动
B．人搬箱子沿水平方向做匀速直线运动
C．人用力推车没有推动
D．人将货物从地面拉到高处
【答案】D
【解析】【解答】A.人用力搬石头没有搬动，即石头受到向上的力，但是没有在力的方向上通过距离，因此不做功，故A不合题意；
B.人搬箱子沿水平方向做匀速直线运动，人对箱子的力竖直向上，而没有在这个方向上通过距离，因此不做功，故B不合题意；
C.人用力推车没有推动，即车受到推力，但是没有在这个力的方向上通过距离，因此不做功，故C不合题意；
D.人将货物从地面拉到高处，人对货物的拉力向上，且货物向上通过距离，因此对货物做功，故D符合题意。
故选D。
【分析】做功的要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。
二、填空题
11．功率是表示 的物理量． 叫做功率．功率的计算公式是 ，其中P表示 ，W表示 ，t表示 ．在国际单位制中，功率的单位是 ．
【答案】物体做功快慢；单位时间完成的功；P= ；功率；功；时间；W
【解析】【解答】解：①功率是表示物体做功快慢的物理量；②单位时间完成的功叫功率．功率的计算公式是P= ，其中P表示功率，W表示功，t表示时间；③在国际单位制中，功率的单位是W．
故答案为：物体做功快慢；单位时间完成的功；P= ；功率；功；时间；W．
【分析】①功率是描述物体做功快慢的物理量；②物体在单位时间完成的功叫功率，功率等于功与做功时间的比值；③在国际单位制中，功率的主单位是瓦特，符号是W．
12．在国际单位制中，功的单位是 ，符号是 ．
【答案】焦耳；J
【解析】【解答】解：在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J．
故答案为：焦耳；J．
【分析】在物理学上，功等于运动物体受到的力与在力的方向上通过距离的乘积．在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J．
13．一个物体A受到水平推力F的作用在粗糙的水平面上做匀速直线运动，当撤去F后，物体A还能继续运动，是因为 ，物体运动变慢直至停止，是因为 ．在此过程中，物体的动能转化为 能．
【答案】惯性；物体受摩擦力；内
【解析】【解答】解：撤去推力，物体由于惯性仍要保持原来的运动状态向前运动．
由于撤去了推力，在水平方向上物体只受到摩擦力的作用，力可以改变物体的运动状态，所以物体最终停下来；
克服摩擦做功时，机械能转化为内能．
故答案为：惯性；物体受摩擦力；内．
【分析】（1）由于物体处于运动状态，根据惯性知识，可以确定物体撤去推力后，仍要向前运动；（2）物体停下来，是因为运动状态发生了变化，所以从力的作用效果入手分析原因．
14．一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB=BC。如图所示，物体在AB段耗时t1，在BC段耗时t2，重力做功W1，做功功率P1，在BC段重力做功W2，做功功率P2。则t1 t2，W1 W2，P1 P2（三空均选填“>”“<”或“=”）。
【答案】>；=；<
【解析】【解答】一个物体由A点自由下落，做加速运动，AB段的平均速度小于BC段的平均速度，故相等高度经历的时间
已知AB=BC，根据重力做功的公式 可知
已知 ， ，根据功率公式 可知
【分析】自由下落的物体速度变大；根据物体的重力和高度的乘积计算做功多少；根据力和速度的乘积，计算功率，判断功率的大小。
15．如图所示，斜面长1m，高0.4m，小明在沿斜面用5N的拉力向上匀速拉动一个重为10N的物体到斜面顶端的过程中，物体的动能 （选填“变大”“变小”“不变”），物体所受摩擦力为 N，斜面的机械效率为 。
【答案】不变；1；80%
【解析】【解答】物体匀速被拉上斜面，物体的速度不变，动能的大小不变。
计算拉力对物体做的总功：，
克服重力做的有用功：，
计算斜面的摩擦力为：；
计算斜面的机械效率为：。故第1空填：不变；第2空填：1；第3空填：80%。
【分析】物体的动能和速度、质量有关；根据W=Fs，计算拉力做功多少，根据W=Gh，计算克服重力做的功；根据，计算摩擦力，利用，计算机械效率。
16．起重机吊着一重物静止在空中，钢绳对重物的拉力为5000N；当重物以1.5m/s的速度匀速上升时拉力 （选填“大于”、“等于”或“小于”，下同）5000N；当重物以2m/s速度匀速下降时，钢绳对重物的拉力 5000N；重物吊在空中静止时具有的能量称为 能。
【答案】等于；等于；重力势
【解析】【解答】解：钢绳对重物的拉力为5000N；当重物以1.5m/s的速度匀速上升时，钢绳对重物的拉力不变，还是5000N；当重物以2m/s速度匀速下降时，钢绳对重物的拉力依然是5000N；重物吊在空中静止时具有的能量称为重力势能。
故答案为：等于；等于；重力势。
[3]物体由于被举高而具有的能叫重力势能。重物吊在空中静止时具有的能量称为重力势能。
【分析】物体做匀速直线运动时受力平衡或者不受力；重力势能与高度及质量有关。
17．如图甲所示是在水平地而上放置的木箱，小强对木箱施加水平方向的推力F，使其向前运动。此过程中，推力F随时间t的变化关系如图乙所示，木箱前进速度v随时间t的变化关系如图丙所示，t=0.5s时，木箱受到的摩擦力为 N，3-5s内，推力F对木箱所做的功率是 W。
【答案】100；200
【解析】【解答】从图丙中可以看出，当
时，木箱的速度为0，处于静止状态，木箱受平衡力作用。从图乙中可以看出，此时木箱受到的摩擦力为
从图丙中可以看出，3-5s内木箱以1m/s的速度做匀速直线运动。从图乙中可以看出，木箱受到的拉力
3-5s内，推力F对木箱所做的功率是
【分析】根据静止状态判断平衡力，二力平衡时力的大小相等；根据力和速度的乘积，计算功率。
18．如图所示，质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动 若该同学上半身的质量约为全身质量的3/5，则她上半身的重力约为 N。她在一段时间内做了40个仰卧起坐，每次起时上半身重心上升的距离均为0.3m，则她在这段时间克服重力做的功约为 J。
【答案】300；3600
【解析】【解答】她上半身的重力G上= G= mg= ×50kg×10N/kg=300N
上半身的重力为300N。每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则她每一次克服重力做的功W=G上h=300N×0.3 m =90J
她在这段时间克服重力做的功W总=90J×40=3600J
她在这段时间克服重力做的功3600J。
【分析】根据重力和高度的乘积计算做功多少。
三、计算题
19．一辆汽车在平直公路上匀速行驶160m，在此过程中，汽车牵引力做功8.0×104J，这辆汽车的牵引力有多大？
【答案】解：
由题知，牵引力所做的功：W=8.0×104J，汽车行驶路程：s=160m，
由W=Fs可得，牵引力：
F= = =500N．
答：汽车的牵引力为500N．
【解析】【分析】已知牵引力所做的功和汽车行驶路程，由W=Fs计算牵引力的大小．
20．用60N的水平推力推着重100N物体在水平地面上做匀速直线运动，4s内通过的路程是8m，求：在这段时间内：
（1）推力做的功；
（2）推力做功的功率。
【答案】（1）解：推力做的功为
答：推力做的功为48J；
（2）解：推力做功的功率为
答：推力做功的功率为12W。
【解析】【分析】（1）根据W=Fs计算推力做的功；
（2）根据 计算推力做功的功率。
四、作图题
21．如图所示，水平面OA段光滑，A点右侧粗糙，方块甲经过A点时恰好与弹簧分离，最终静止在B点，方块甲克服摩擦力做功与运动路程的大致关系如图乙所示；换用另一个表面相同但质量更大的方块乙，将该弹簧压缩相同长度从O点静止释放，在同一水平面上方块乙向右运动直至最终停下来（弹簧形变均在弹性限度内），请作出乙方块克服摩擦力做功与运动路程的大致关系图像。
【答案】
【解析】【解答】 换用方块乙，将该弹簧压缩相同长度从O点静止释放，在同一水平面上方块乙向右运动直至最终停下来。该过程中，从O到A，方块乙不受摩擦力；
从A到B，方块乙的质量大、重力大、对水平面的压力大，而接触面的粗糙程度不变，受到的摩擦力大；由W=fs可得克服摩擦力做的功变大；
将弹簧压缩相同长度从O点静止释放，此时弹簧的弹性势能相同，到方块静止，克服摩擦做的功相同，摩擦力增大、移动距离变小。
则方块乙从开始运动到最终停下来的过程中克服摩擦力做功与运动路程的大致关系图象如图所示：
【分析】 换用另一个表面相同但质量更大的方块乙，将该弹簧压缩相同长度从O点静止释放，在同一水平面上方块乙向右运动直至最终停下来。该过程中，从O到A，方块乙不受摩擦力；从A到B，方块乙的质量大、重力大、对水平面的压力大，而接触面的粗糙程度不变，受到的摩擦力大；由W=fs可得克服摩擦力做的功的大小变化；
将弹簧压缩相同长度从O点静止释放，此时弹簧的弹性势能相同，到方块静止，克服摩擦做的功相同，摩擦力增大、移动距离变小。据此作图。
22．一单摆小球，从A点放手后，经最低点B荡至另一侧的C点，若不考虑能量损失，请在图上画出C点所在位置．
【答案】
【解析】【解答】根据图片可知，小球从A到B再到C的过程中，由于没有能量损失，则它的机械能守恒，即到达右侧最高点时的重力势能等于左侧最高点时A点的重力势能，因此二者的高度相同，如下图所示：
【分析】根据机械能守恒的知识确定右侧最高点C的高度，进而画出对应的小球即可。
23．图甲为邓雅文参加2024年巴黎奥运会自由式小轮车决赛夺冠的情景，图乙为她即将经过U形赛道的示意图。若邓雅文在经过U形赛道时不刹车也不蹬车，请在图丙中画出她从U形赛道一边的最高点A 到另一边的最高点 B 的过程中，动能随时间变化关系的大致图像。
【答案】
【解析】【解答】 解：邓雅文从U形赛道一边的最高点A到最低点的过程中，动能与质量和速度有关，质量不变，速度不断变大，动能不断变大；
从最低点到另一边的最高点B的过程中，质量不变，速度不断变小，动能不断变小；
从U形赛道一边的最高点A到另一边的最高点B的过程中，由于存在摩擦，一部分机械能转化为内能，所以机械能减小，而A、B两点高度相等，重力势能相等，所以B点的动能小于A点的动能，故作图如下：
【分析】 动能大小的影响因素：质量、速度。速度一定时，质量越大动能越大；在质量一定时，速度越大，动能越大。
五、实验探究题
24．如图，某实验小组在“探究物体动能跟哪些因素有关”实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后静止。
（1）实验中，探究的动能是指 （选择项）其动能大小通过 来反映。
A．小球在斜面上的的动能 B．小球在水平面的动能 C．木块的动能
（2）由图中的 两次实验，可以看出高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块被撞得越远，这反映出物体的动能与物体的 有关。
（3）小组同学做完甲、乙实验后，在做丙实验时木块被撞滑出木板，需要重做实验，应该 才能完成实验。
（4）若水平面光滑，则 （选填“能”“不能”）完成本实验。
【答案】（1）B；木块移动的距离
（2）甲、乙；速度
（3）更换长度更长的木板
（4）不能
【解析】【解答】（1）因小球到达水平面时开始撞击木块，故可知实验中探究的动能是指小球在水平面的动能，故答案为：B。
小球撞击木块后，木块开始滑行，小球的动能越大，木块滑行的距离越远，故可知小球动能的大小通过木块移动的距离来反映。
（2）由甲、乙两次实验可以看出，小球的质量相同而从斜面释放的高度不同，小球到达水平面时的速度不同，木块移动的距离也不同，故可知物体的动能与物体的速度有关。
（3）若木块被撞击后滑出木板，则此时应调整木板的长度，故可更换长度更长的木板。
（4）若水平面光滑，则木块在水平面上滑行时，在水平方向上不再受到阻力作用，故由牛顿运动定律可知，此时木块将一直做匀速直线运动，将不能完成本实验。
【分析】（1）根据实验目的确定研究对象；当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来。这种研究物理问题的方法叫转换法。小球动能的大小不能直接用眼睛观察，而是通过观察小球推动木块所做的功的大小来反映，小球推动木块越远，做功越多，小球具有的动能越大。
（2）动能大小的影响因素：质量和速度。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。对照图示，结合控制变量法可得出结论。
（3）根据牛顿第一定律分析。
25．为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示装置
（1）图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木头，木头在水平面运动一段距离后静止时的情景．据此你能得出的结论是 ；图乙是为了探究动能与 的关系；
（2）本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？ ；理由是 ；
（3）实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是进行了实验测定，得到的数据如表：
实验序号 小球的质量m/g 小球的速度V/cm．s﹣1 木块被撞击后运动的距离s/m
1 30 3 4
2 30 6 16
3 60 3 8
（a）为了探究“超载”安全隐患，应选择 两个序号的实验进行比较．
（b）为了探究“超速”安全隐患，应选择 两个序号的实验进行比较．分析表格中对应的实验数据可知： 对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的交通事故更为严重．
【答案】（1）速度相同时，物体的质量越大，动能越大；速度
（2）不能；小球和木块不会静止，会永远运动下去
（3）1、3；1、2；速度
【解析】【解答】解：（1）图甲，两小球滚下高度相同，速度相同，两小球的质量不同，探究的是动能与质量的关系，得出的结论是，速度相同时，物体的质量越大，动能越大；乙图，两小球所处的高度不同，运动到平面时的速度不同，可探究动能与速度的关系；滚下的高度越大，到达水平面的速度越大，将木块推得越远，得出的结论是：质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大；（2）若水平面光滑，木块不受摩擦力，由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去．木块通过的距离无法确定，做功的多少也无法确定．所以铁球动能的大小就无法比较．（3）a、研究超载隐患时，应控制小球下滑的高度相同而质量不同，由表中实验数据可知，应选择1、3所示实验进行比较；
b、为了探究“超速”安全隐患，应选择1、2两个序号的实验进行比较；由表中实验数据可知，在同等条件下速度对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重．故答案为：（1）速度相同时，物体的质量越大，动能越大；（2）不能；小球和木块不会静止，会永远运动下去．（3）a、1、3；b、1、2；速度．
【分析】（1）分析图甲，两小球的质量不同，可探究动能与质量的关系；分析乙图，两小球所处的高度不同，到达平面时的速度不同，可探究动能与速度的关系；（2）由牛顿第一定律内容分析回答；（3）a、研究超载危害，应控制速度相等，即小球下滑的高度相同而质量不同，分析表中实验数据，然后答题；
b、应用控制变量法，分析表中实验数据，然后答题．
26．现有长木板、木块、弹簧测力计、小车、毛巾、棉布、斜面等实验器材．
（1）小明选择其中部分器材，组装后如图甲所示，他想研究的问题是 ；实验中毛巾的作用是改变 ；实验中应拉动木块，观察比较图a、b可知 ．
（2）小宇选择其中部分器材进行“探究阻力对物体运动的影响”的实验，如图乙所示，实验中让同一小车从同一斜面的同一高度处滑下的目的是使小车 ，三次实验中小车静止时的位置如图所示，通过观察比较试验现象，并进一步推理可知若水平面绝对光滑，则小车会 ．
（3）小华想探究“动能大小与哪些因素有关”，他选择器材做了图丙所示的实验，根据观察的实验现象可得出的实验结论是 ．
【答案】（1）滑动摩擦力大小与哪些因素有关；接触面的粗糙程度；接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大
（2）滑到底端时具有相同的速度；在水平面上做匀速直线运动
（3）质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大（物体的动能与它的速度有关）
【解析】【解答】解：（1）由甲乙丙三幅图知，实验中分别改变压力、接触面的粗糙程度，所以是想探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关；
实验中毛巾的作用是改变接触面的粗糙程度；
由甲乙两图知，接触面的粗糙程度相同，乙的压力大于甲的压力，而拉力大于甲的拉力，说明接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；（2）实验中让同一小车从同一斜面的同一高度处滑下的目的是使小车到达水平面时的速度相同；
三次实验中小车从斜面的同一高度由静止滑下，所以初速度相同，接触面越光滑，则小车运动的距离越远，推理得若水平面绝对光滑，则小车会在水平面上做匀速直线运动；（3）由图C知，小车从不同的高度滑下，滑下的高度越大，小车达到底面的初速度越大，小车将木块推动得越远，说明质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大（或物体的动能与它的速度有关）．
故答案为：（1）滑动摩擦力大小与哪些因素有关；接触面的粗糙程度；接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；（2）滑到底端时具有相同的速度；在水平面上做匀速直线运动；（3）质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大（物体的动能与它的速度有关）．
【分析】（1）掌握影响滑动摩擦力大小的因素并结合控制变量法进行分析；（2）在实验中，为使小车达到水平面的速度相同，应使其从同一高度由静止滑下；（3）根据现象判断实验过程中发生变化的量和不变的量，得出结论．
27．如图所示是探究动能大小与哪些因素有关的实验装置：
（1）实验中通过观察 来比较小球的动能大小，此处应用的研究方法是 。
（2）将同一小球从同一斜面的不同高度（h1＜h2）由静止开始释放的目的是：使小球到达斜面底部时的速度 （选填“相同”或“不同”）。该实验中物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时 （选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的速度。
（3）小球推动木块，最后静止时的位置如图甲、乙所示，由此实验得到的结论是质量相等的物体， ，动能越大。
（4）如图丙所示，质量较小的扑克牌动能较大时能切入黄瓜，根据上面的探究可知，飞行的扑克牌一定具有 的速度（选填“较大”或“较小”）。
（5）若在实验中，物体B碰后滑出木板，在不改变原有器材的情况下，如何保证碰后物体B能始终在木板上滑行？方法是 。
（6）若水平面绝对光滑，本实验 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
【答案】（1）木块B被推距离；转换法
（2）不同；碰前A
（3）速度越大
（4）较大
（5）减小释放的高度或减小斜面的坡度
（6）不能
【解析】【解答】（1）探究物体动能大小的影响因素时，通过观察小球推动木块移动的距离比较动能的大小，这种方法是转化法；（2）当相同的小球从斜面的不同高度释放时，到达水平面时的速度不同，此时的速度指的是下落的小球和木块相碰前的速度；（3）根据甲图和乙图可知，当质量相同时，物体的速度越大，动能越大；（4）飞行的扑克牌可以切入黄瓜，扑克牌的质量小，但动能较大，则一定是速度较大；（5）由于小球碰触木块时，木块滑出木板，可以减小小球下落的高度，或减小斜面的坡度；（6）若水平面光滑，木块不会停止，一直运动，则无法比较动能的大小。
【分析】（1）利用小球推动木块移动的距离反应动能的大小，利用了转化法；
（2）质量相同的小球从斜面的不同高度下落时，到达水平面时的速度不同；
（3）在质量相同时，物体的速度越大，动能越大；
（4）物体的动能和物体的速度、质量有关；
（5）木块被推后运行较远，说明动能较大，可以减小下落的高度，以减小动能；
（6）运动的物体不受力，则保持匀速直线运动，无法比较动能的大小。
六、综合题
28．天津在支援四川德阳地区抗震救灾活动中，一辆满载物资的总重为G牛顿的运输车，将物资沿ABCD路线运至D处，AB段海拔高度为h1米，CD段海拔高度为h2米，如图甲所示．在整个运输过程中，汽车以恒定速度v米/秒运动，汽车t=0时经过A处，tl时经过B处，t2时经过C处，在此过程中汽车牵引力功率P随时间，变化的图象可简化为图乙所示（P1、P2、tl和t2也为已知量）．
（1）请分析说明汽车在AB段和BC段运动时牵引力的大小关系．
（2）请朋已知量求汽车沿斜坡BC段运动时所受总阻力的表达式（总阻力包括摩擦力和空气阻）．
【答案】（1）解：在整个运输过程中，汽车以恒定速度v米/秒运动，设汽车的牵引力为F，
由P= = =Fv可知：F= ，
由图象知：P2＞P1，且速度一定，
所以汽车在BC段运动时牵引力较大
（2）解：设BC段长为L、高为h，由功的关系可得：
WF=Gh+fL，
所以：P2（t2﹣t1）=G（h2﹣h1）+fL，
即：P2（t2﹣tl）=G（h2﹣h1）+fv（t2﹣tl），
汽车沿斜坡BC段运动时所受总阻力：
f= （N）
【解析】【分析】（1）因为汽车匀速运动，牵引力的功率不同，所以由公式P=Fv分析牵引力的大小；（2）汽车在BC段行驶时，牵引力做功等于克服重力做功加上克服阻力做功，据此求阻力f的表达式．
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