人教版 八年级物理 第11章 功和机械能 综合训练(含答案)

人教版八年级物理第11章功和机械能综合

训练

一、选择题

1. 水平地面上的购物车在水平推力的作用下，沿推力的方向运动一段距离，则下列判断中正确的是()

A. 重力对购物车做了功

B. 支持力对购物车做了功

C. 推力对购物车做了功

D. 没有力对购物车做功

2. 如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q，OP段拉力F1为300 N，F1做的功为W1，功率为P1;PQ段拉力F2为200 N，F2做的功为W2，功率为P2。则()

A.W1>W2

B.W1

C.P1>P2

D.P1

3. 下列事例中，由弹性势能转化为动能的是()

A. 风吹动树叶

B. 秋千从高处向低处摆动

C. 汽车沿盘山公路匀速前进

D. 拉弯的弓把箭射出

4. 用水平拉力先后两次拉着重为20 N的同一物体，沿同一水平面做直线运动．第一次拉力为10 N，物体恰好做匀速直线运动，拉力对物体做了20 J的功；第二次将拉力增大为20 N，拉力对物体做了48 J的功，分析两次做功过程，以下判

断正确的是()

A. 第一次物体受到的摩擦力是10 N，物体运动了1 m

B. 第一次物体受到的摩擦力是20 N，物体运动了2 m

C. 第二次物体受到的摩擦力是10 N，物体运动了2.4 m

D. 第二次物体受到的摩擦力是20 N，物体运动了4.8 m

5. 将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压(如图)，放手后笔会向上弹起一定高度．下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是()

A. 向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小

B. 向下按笔的过程中，笔的重力势能增大

C. 笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大

D. 笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大

6. 如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动，其中b 和d两点在同一水平高度．则下列说法中错误的是()

A. 小球从a到c加速下滑，重力势能转化为动能

B. 小球从c到d减速上坡，动能转化为重力势能

C. 小球在b和d时重力势能和动能都相等

D. 小球从a到d的过程中部分机械能转化为内能

7. 在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E随时间t变化

的图像与图所示四幅图最接近的是()

8. 如图所示，在光滑的水平台面上，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。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动(已知AO=OB)。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是()

A.小球的动能不断增加

B.弹簧的弹性势能不断减少

C.小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等

D.在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变

二、填空题

9. 随着我国经济的高速发展，城市建筑物越建越高，“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________(选填“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．

10. 在实心球测试时，小华捡起重为20 N的实心球，并缓慢举至2 m高处，这一过程小华对球做功________J；将球用力投出后，由于________，实心球向前飞行了10 m；球出手后，小华对球做功________J.

11. 王波同学帮父母搬家，现有30捆书籍，每捆书籍的质量都为5 kg.王波想尽

快将它们搬上10 m高处的新家．如图是王波可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像，由图可知，为了尽可能快地将这批书籍搬上新家，他每次应搬________捆．若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地，所用的总时间为________s．(g＝10 N/kg)

12. 如图所示，将钢锯条固定在桌面边缘，将棋子放在钢锯条的端部，然后用手将锯条的端部压下一段距离，松手后，棋子会被弹起一定的高度，此过程中，钢锯条的弹性势能转化为棋子的势能，增加钢锯条被下压的距离，发现棋子被弹起的高度增加，实验表明，物体的越大，它的弹性势能越大。

13. 劲度系数为12 N/cm(弹簧每受到12 N的力，长度就要变化1 cm)的一根弹簧自然悬挂时的长度为6 cm，在它下面再悬挂一个48 N的重物，由如图所示位置静止放手，在下落过程中，当弹簧的长度在(填某一范围)时，物体的重力势能和动能同时转化为弹性势能。物体在经历了一段时间的往复运动后最终停止下来，则物体减小的重力势能最终转化为弹性势能和能。(上述过程没超出该弹簧的弹性限度)

14. 某工厂发货传输分拣线示意图如图所示，等间距排列的相同货物先被传送带匀速运送到工作台，在工作台AB上匀速下滑时被扫描，后滑至水平工作台BC，最后在C点静止时被机械手臂取走进行分类。传送带与AB、AB与BC都平滑连接，AB与BC材料相同，且长度均为1 m，空气阻力忽略不计。

(1)若货物对AB的压力小于对BC的压力，则货物在AB上减小的机械能(选填“大于”“等于”或“小于”)在BC上减小的机械能。

(2)若机械手臂每隔3 s取走一件货物，传送带运动的速度为0.8 m/s，为防止货物的碰撞与堆积，货物之间的距离d至少为m。

三、实验题

15. 如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置．实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止．

(1)实验中是通过观察____________________来判断钢球的动能大小．

(2)让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大小与________的关系．

(3)换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大小与________的关系．

(4)木块最终会停下来的主要原因是______________，在此过程中木块通过____________方式把动能转化为内能．

(5)如果木块在运动过程中所受的摩擦阻力为0，木块将______________．

16. 某同学在探究“物体的动能跟哪些因素有关”时，提出了如下猜想：

猜想一：物体动能大小与物体的质量有关

猜想二：物体动能大小与物体的运动速度有关

为了验证上述猜想，老师提供了如下器材：斜槽、刻度尺、三个钢球(质量分别为0.1 kg、0.2 kg和0.3 kg)、木块和长木板．

实验装置如图所示，让钢球从高为h的斜槽上由静止滚下，碰到水平面上的木块后，将木块撞出一段距离．在同样的平面上，木块被撞得越远，说明钢球的动能越大．

该同学利用上述器材和装置进行了实验，并在下表中记录了实验获得的数据．

次数钢球质量m/kg 钢球下落高度

h/cm

木块移动距离

s/cm

1 0.1 10 8

2 0.1 25 19

3 0.2 20 26

4 0.2 10 15

5 0.3 10 22

6 0.3 15 30

请你完成下列任务：

(1)为了便于验证猜想一，请重新设计一个实验表格，并将上表中的相关数据全部筛选整理后填入你所设计的表中．

(2)分析重新设计的表中数据，可以得到的实验结论是___________________．

四、解答题

17. 张家界天门山闻名遐迩，天门山索道全长7 454 m，高度差1 200 m，是国内为数不多高度差超过千米的索道之一．若单个缆车质量为140 kg，每位乘客身体的平均质量为60 kg，单个缆车满载6人(g＝10 N/kg)，则：

(1)游客乘坐天门山索道缆车匀速上山的过程中，缆车的动能________，重力势能________．(选填“增大”、“减小”或“不变”)

(2)若缆车与索道的接触面积为0.0025 m2，索道上挂缆车处的钢索承受的压强是多少？

(3)若单个缆车满载时从索道最高处运行到最低处，需时25 min，缆车和人所受总重力做功的功率是多少？

18. 2019年10月24日，港珠澳大桥正式建成通车。如图所示，一辆汽车行驶在其中一段长15 km的直桥上，汽车的总质量为1.5 t (包括车、车上的人和物品等)，轮胎与地面的总接触面积为0.2 m2，汽车以90 km/h的速度匀速通过大桥的这一段路段，行驶过程中受到的阻力为900 N。求:(g取10 N/kg)

(1)汽车静止在水平地面时对地面的压强。

(2)此过程中汽车牵引力所做的功。

(3)此过程中汽车牵引力做功的功率。

人教版 八年级物理 第11章 功和机械能 综合

训练-答案

一、选择题

1. 【答案】C 【解析】重力的方向竖直向下，在竖直方向上没有移动距离，重力没有做功，A 错误；支持力的方向竖直向上，在竖直方向上没有移动距离，支持力没有做功，B 错误；购物车在推力的方向移动了上一段距离，推力做功，C 正确，D 错误．故选C.

2. 【答案】C [解析]由图可知，W 1=F 1s 1=300 N×4 m=1200 J ，W 2=F 2s 2=200 N×6 m=1200 J ，即W 1=W 2，故A 、B 错误;由P=Fv 可知，速度相等，F 1>F 2，则P 1>P 2，故C 正确，D 错误。

3. 【答案】D 【解析】风吹动树叶，是将风能转化为树叶的动能；秋千从高处向低处摆动的过程中，秋千的高度逐渐减小，重力势能逐渐减小，其速度逐渐增大，动能逐渐增大，是将重力势能转化为动能；汽车在盘山公路匀速前进，是将燃料燃烧产生的内能转化为机械能；拉弯的弓把箭射出的过程中，弓的形变变小，“箭”的速度增加，弓的弹性势能转化为“箭”的动能．故选D.

4. 【答案】C 【解析】第一次物体在10 N 的拉力下做匀速直线运动，说明物体

受到的摩擦力等于拉力，即为10 N ，根据W ＝Fs 可知，s 1＝W 1F 1

＝20 J 10 N ＝2 m ，所以A 、B 错误；第二次拉力增大为20 N ，但是还是同一个水平面，压力和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力还等于10 N ，做功为48 J ，根据W ＝Fs 可知，

s 2＝W 2F 2

＝48 J 20 N ＝2.4 m ，所以C 正确，D 错误．故选C.

5. 【答案】C【解析】向下按笔的过程中，笔内的弹簧发生弹性形变，弹簧的弹性势能增大，同时由于笔的高度在减小，故笔的重力势能减小，故A、B选项错误；笔向上弹起的过程中，笔的高度在增加，故重力势能增大，故C选项正确；在笔向上弹起的过程中，将弹簧的弹性势能转化为笔的重力势能和动能，因此笔的弹性势能减小，故D选项错误．故选C.

6. 【答案】C【解析】由于地面是粗糙的，小球要克服摩擦力做功，所以机械能不守恒，虽然b、d两点的高度相等，重力势能相等，但动能减小了，因而小球在b、d处的机械能不相等，故C错误，符合题意．故选C.

7. 【答案】A[解析]排球竖直向上抛出，上升阶段，动能转化为重力势能，动能减小，重力势能增大，在最高处动能为零;排球下降阶段，重力势能转化为动能，动能增大，重力势能减小，故选A。

8. 【答案】D[解析]由题知，O点是弹簧保持原长时小球的位置，则AO段弹簧处于压缩状态，OB段弹簧处于拉伸状态;小球从A运动到O的过程中，弹簧逐渐恢复原状，形变程度变小，弹性势能变小，小球所受弹力方向向右，速度不断增大，动能变大，此过程中弹性势能转化为动能;到达O点时，弹簧恢复原长，弹性势能为零，小球所受弹力为零，此时速度最大，动能最大;小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉长，形变程度变大，弹性势能变大，此时小球所受弹力方向向左，速度不断减小，动能变小，此过程中动能转化为弹性势能;则小球从A 位置运动到B位置的过程中，小球的动能先增加后减少，故A错误。由以上分析知，小球从A位置运动到B位置的过程中，弹簧的弹性势能先减少后增大，故B错误。由以上分析知，小球运动到O点时的动能(最大)与此时弹簧的弹性势能(为零)不相等，故C错误。水平台面光滑，且AO=OB，说明没有机械能转化为内能，小球和弹簧组成的整体机械能守恒，所以在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变，故D正确。

二、填空题

9. 【答案】大 动 【解析】高空时物体的质量不变，而高度较高，重力势能较大；当高处的物体坠落时，其高度越来越小、重力势能越来越小，而速度越来越大、动能越来越大，所以把重力势能转化为动能．

10. 【答案】40 惯性 0 【解析】小华对实心球做的功为W ＝Gh ＝20 N×2 m ＝40 J ；由于惯性，实心球出手后向前飞行了10 m ；这时虽然距离增加，但是小华对实心球没有力的作用，所以小华对球做的功为0 J.

11. 【答案】3 450 【解析】根据t ＝W P ，要尽快搬完这批书，功不变，时间要少，就需要功率最大，而由图可得当所搬物体质量为15 kg 时功率最大，因此他

每次应该搬的捆数是n ＝15 kg 5 kg/捆

＝3捆．而他搬书所做功为W ＝Gh ＝5 kg×30×10 N/kg×10 m ＝15 000 J ，故搬书上楼的时间是t 1＝W P max

＝15 000 J 50 W ＝300 s ，下楼的时间是 t 2＝12t 1＝12×300 s ＝150 s ，所以所用的总时间是300 s ＋150 s ＝450 s.

12. 【答案】重力 弹性形变

[解析]发生形变的钢锯条在恢复原状时弹性势能减小，棋子会被弹起一定的高度，说明棋子的重力势能增大，则此过程中，钢锯条的弹性势能转化为棋子的重力势能;在弹性限度内，增大钢锯条被下压的距离，钢锯条的形变程度增大，使棋子被弹起的高度增加，说明钢锯条的弹性势能增大，则物体的弹性形变越大，它的弹性势能越大。

13. 【答案】10~14 cm 内

[解析]由于在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长量与它所受的拉力成正比;所以在弹簧下面挂48 N 的重物时，将重物由图中位置放手，重物下落过程中，当弹簧伸长4 cm 时(即弹簧长度达到6 cm+4 cm=10 cm 时)物体所受的拉力与重力平衡，继续向下运动的过程中，物体开始减速，其动能和重力势能同时转化为弹性势能;设物体能达到的最低点时的重力势能为0，此点动能也为0，在从图中所示释放

点到最低点的运动过程中，理想状态下(即忽略空气阻力的作用)，物体在释放点具有的重力势能全部转化为最低点时的弹簧的弹性势能，即Gh=kΔL2①，因h=ΔL②，由①②可得ΔL===8 cm;物体在最低点时，弹簧的长度为6 cm+8 cm=14 cm。实际中由于空气阻力的存在，物体往复运动一段时间后，最终会停下来，停留在弹簧长度等于10 cm的状态，则物体减小的重力势能最终转化为弹性势能和内能。

14. 【答案】(1)小于(2)2.4

三、实验题

15. 【答案】(1)木块移动的距离远近(2)速度(3)质量(4)受到阻力(或摩擦力)的作用做功(5)一直做匀速直线运动

【解析】(1)实验中应用到转换法的思想，将小球的动能大小转化为木块在水平方向移动的距离远近，通过比较木块移动的距离远近，来比较小球的动能大小；

(2)同一个小球确保质量相同，小球从斜面不同位置自由滚下，到达水平面的速度不同，这是为了探究动能大小与小球速度的关系；(3)选用不同质量的小球，确保小球在同一高度自由滚下，到达水平面时速度的大小相同，是为了探究动能大小与质量的关系；(4)由于木块在水平面受到了阻力作用，所以木块最终会停下来，在此过程中木块通过做功的方式将动能转化为内能；(5)如果木块在运动过程中所受到的摩擦力为0，那么木块将保持被小球撞击时获得的速度一直做匀速直线运动．

16. 【答案】(1)如下表所示

次数钢球下落高度h/cm 钢球质量m/kg 木块移动距离s/cm

1 10 0.1 8

2 10 0.2 15

3 10 0.3 22

(2)当物体的运动速度一定时，物体质量越大，动能就越大【解析】(1)探究物

体动能大小与物体质量的关系时，要控制钢球到达斜面底端的速度不变，即控制钢球下落的高度不变，选用不同质量的钢球．则选择实验次数1、4、5进行探究，设计的表格如上表所示；(2)分析重新设计的表中数据，发现当钢球下落的高度不变时，钢球质量越大，木块移动的距离越大，由此可得到的结论是：当物体的运动速度一定时，物体质量越大，动能就越大．

四、解答题

17. 【答案】

(1)不变增大【解析】缆车匀速上山时，质量不变，速度不变，所以动能不变；而质量不变，高度增大，所以重力势能增大．

解：(2)缆车对索道的压力是：F＝G＝mg＝140 kg×10 N/kg＝1 400 N

钢索承受的压强是：p＝F

S＝

1 400 N

0.002 5 m2＝5.6×10

5 Pa

(3)缆车和人所受重力做功为：W＝Gh＝(140 kg＋60 kg×6)×10 N/kg×1 200 m＝5 000 N×1 200 m＝6×106 J

缆车和人所受重力做功功率是：P＝W

t＝

6×106 J

25×60 s

＝4 000 W.

18. 【答案】

解:(1)汽车质量m=1.5 t=1.5×103 kg，

重力G=mg=1.5×103 kg×10 N/kg=1.5×104 N，

则汽车静止时对地面的压力F=G=1.5×104 N，

汽车静止时对地面的压强p===7.5×104 Pa。

(2)因为汽车匀速通过大桥，所以牵引力F=f=900 N，牵引力所做的功

W=Fs=900 N×15×103 m=1.35×107 J。

(3)汽车牵引力做功的功率

P===Fv=900 N×90×m/s=2.25×104 W。