第十一章 功和机械能
第十一章功和机械能
基础巩固
一、选择题
1.[2019 长春]一位同学正在进行投掷实心球的训练，以下情境中，他对球做功的是()【导学号54694693】
A.手拿球静止
B.手托球水平匀速直线运动
C.将球举起
D.抛出后的球在空中继续运动
2.[2019黄石]下列说法正确的是()
A.运动的物体具有的能量叫做动能
B.甲乙二人同时登山，甲先到达山顶，则甲的功率大
C.功就是能，因为它们的单位相同
D.用50 N的水平力拉着重100 N的小车沿着水平地面前进5 m，则此过程拉力做的功比重力做的功多
3.[2019衡阳]下列四幅图中，动能和势能之间没有发生相互转化的是【导学号54694694】()
4.[2019黔南州]如图所示，物体沿光滑斜面从顶端下滑至底端.在这个过程中，物体的速度v、通过的距离s、机械能E和动能E k随时间t的变化如图所示，则错误的是【导学号54694695】()
5．[2019滨州]2019年8月16日，我国用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星(简称“量子卫星”)“墨子号”发射升空，如图所示，火箭在加速上升的过程中()【导学号54694696】
第5题图
A.动能不变，重力势能增加，机械能增加
B.动能增加，重力势能不变，机械能增加
C.动能增加，重力势能增加，机械能增加
D.动能不变，重力势能不变，机械能不变
6.[2019广东]妈妈与小明进行爬山比赛，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2倍，妈妈所用的时间是小明的3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【导学号54694697】()
A.W1∶W2＝1∶1
B.W1∶W2＝2∶3
C.P1∶P2＝1∶1
D.P1∶P2＝2∶3
7.[2019包头]如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的s－t关系图像如图乙所示. 两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，下列判断正确的是【导学号54694698】()
第7题图
A.F1＞F2、P1＞P2
B.F1＝F2、P1＞P2
C.F1＝F2、P1＝P2
D.F1＜F2、P1＜P2
二、填空题
8.[2019兰州模拟]“水车园”是兰州著名的景点之一.当黄河水冲击水车时，水车开始转动，说明力可以改变水车的____________；水车转动时，把河水转移到岸边高处的水渠里，
水的________能一定增大.【导学号54694699】
9.[2019邵阳]邵阳市在创建文明卫生城市期间，每天洒水车都清洁街道.匀速行驶的洒水车在洒水的过程中，洒水车的动能________.(选填“增大”“不变”或“减小”)【导学号54694700】
10.[2019连云港]如图所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以1 m/s速度在水平地面上匀速运动了10 m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1，若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2 m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10 m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，则W1______W2，P1______P2(选填“＞”“＜”或“＝”).【导学号54694701】
第10题图
11.[2019兰州模拟]汽车制动时，由于轮胎与地面摩擦，汽车的________转化为内能，这些内能不能自动地用来再次开动汽车，这说明能量的转移和转化具有________.【导学号54694702】
12.[2019安顺]在自由下落过程中，物体运动速度会越来越快，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段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则W1______W2，P1______P2(两空均选填“＞”“＜”或“＝”).【导学号54694703】
第12题图第13题图
13.[2019眉山]如图所示，斜面高为2 m，用斜面向上大小为250 N的拉力F，将重为600 N的木箱由斜面底端以0.6 m/s的速度匀速拉动，经过10 s到达顶端，则拉力的功率是______W，物体与斜面间的摩擦力是______N.【导学号54694704】
三、实验探究题
14.[2019泰州]如图所示，在探究物体动能的大小与哪些因素有关时，让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上同一木块.【导学号54694705】
第14题图
(1)本实验探究的是________(选填“木块”“小车”或“斜面”)的动能与________的关系，实验中是通过观察__________________________________
来比较动能大小的；
(2)第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块________________________________________________________________________；
(3)若操作正确，第二次实验木块最终的位置如图乙所示，则此实验的结论是：________________________________________________________________________.
四、计算题
15.[2019河南]如图所示，工人用沿斜面向上、大小为500 N的推力，将重800 N的货物从A点匀速推至B点；再用100 N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5 s，到达C点.已知AB长3 m，BC长1.2 m，距地面高1.5 m.试问：【导学号54694706】
(1)利用斜面搬运货物主要是为了________；
(2)货物在水平面上运动的速度为多少？
(3)水平推力做功的功率为多少？
(4)斜面的机械效率为多少？
第15题图
对接中考
1.一名普通中学生从地上拿起一个鸡蛋，并把它缓缓举过头顶，此过程中他对鸡蛋做的功约为()
A.0.1 J
B.1 J
C.10 J
D.100 J
2.下列说法中正确的是【导学号54694707】()
A.用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功
B.提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功
C.抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对铅球做了功
D.用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功
3.[2019荆门]一辆汽车在平直的公路上做直线运动，其v－t图像如图所示，汽车在第10 s时已行驶了150 m，速度达到了20 m/s，随后匀速前进，若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2 000 N，以下说法正确的是【导学号54694708】()
第3题图
A.在0～20 s内汽车的平均速度为15 m/s
B.在0～10 s内汽车的牵引力大小恒为2 000 N
C.在10～20 s内汽车牵引力做的功为4×105 J
D.在10～20 s内汽车牵引力做功的功率为4×105 W
4.如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10牛，物体M的运动速度为1米/秒(若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦)，那么在此过程中【导学号54694709】()
第4题图
A.物体M与地面间的摩擦力为5牛
B.物体M与地面间的摩擦力为10牛
C.水平拉力F做功的功率为20瓦
D.1秒内滑轮对物体M做功为10焦
5.[2019东营]如图所示，旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山，它具有的()
【导学号54694710】
第5题图
A.动能增加，重力势能增加
B.动能不变，机械能减少
C.动能减少，重力势能增加
D.动能不变，机械能增加
6.[2019齐齐哈尔]如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的推力F的作用，其F－t和v－t的图像分别如图乙、丙所示.由图像可知，0～3 s内，推力对物体做功______J；t＝5 s时，物体受到的摩擦力是______N.【导学号54694711】
第6题图
7.利用如图所示的斜面，用300 N的力沿斜面向上把重为500 N的货物沿斜面由底部匀速推到顶端，耗时20 s，在这过程中克服货物重力所做的功为______J，推力做的功为______J，推力做功的功率为______W.【导学号54694712】
第7题图
8.[2019白银一模]春节期间，因儿童燃放鞭炮引爆下水井内沼气，致使下水井盖及部分路面被炸飞，甚至被飞起的井盖击中身体受伤的事件屡有发生.在这类事故中，污水井管道中残留的易燃、易爆气体，遇明火后爆炸，井盖受到压力冲出，可燃气体的内能转化为井盖的________能.此过程中的能量转化情况与四冲程汽油机的________(选填“吸气”“压缩”“做功”或“排气”)冲程相似.若沼气的热值是2×107 J/m3，则完全燃烧2 m3沼气放出的热量是________J.【导学号54694713】
9.[2019天水]如图甲所示，物体重500 N，某人用F＝400 N平行于斜面的拉力使物体沿斜面向上做直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示.【导学号54694714】
(1)物体运动的速度多大？
(2)10 s 内人对物体做了多少功？功率多大？
(3)10 s 内人对物体做了多少有用功？
第9题图
【参考答案及解析】
基础巩固
1.C
2.D 【解析】A.物体由于运动而具有的能叫做动能，故错误.B.甲乙二人同时登山，甲先到达山顶，表明甲用的时间少，虽然上升的高度相同，但不能确定甲乙二人的重力大小，就无法比较做功的大小，从而无法判定功率的大小，故错误.C.功和能是两个不同的物理量，功是过程量，能是状态量，所以不能说能就是功，功就是能，虽然单位相同，但物理意义不同，故错误.D.用50 N 的水平力拉着重100 N 的小车沿着水平地面前进5 m ，拉力做了功，而重力没有做功，故则此过程拉力做的功比重力做的功多，故正确.
3.C 【解析】A.用弓将箭射出去，弓的弹性势能减小，箭的动能增大，弹性势能转化为动能.故不符合题意.B.上升的滚摆，高度增加，重力势能增大；速度减小，动能减小，所以是将动能转化为重力势能的过程，故不符合题意.C.在水平公路匀速行驶的汽车，动能不变，重力势能不变，所以动能与势能没有发生相互转化，故符合题意.D.向近地点运动的人造地球卫星，高度减小，重力势能变小，但是速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，故不符合题意.
4.B 【解析】物体从光滑的斜面滑下来做加速运动，故A 正确.由s －t 图像可知，物体通过的路程与时间成正比，表示物体做匀速直线运动；由A 知物体做加速运动，故B 错误.物体下滑过程中，质量不变，速度增加，动能增加，高度降低，重力势能减小，重力势能全部转化为动能，机械能不变，故C 、D 正确.
5.C 【解析】火箭在加速上升的过程中，速度变大，动能变大；高度增加，重力势能变大；动能和势能统称为机械能，所以机械能变大.
6.D 【解析】由题可知，妈妈与小明爬山的高度相同，妈妈的体重是小明的2倍，妈
妈所用的时间是小明的3倍.由W ＝Gh 可得，妈妈和小明克服重力做功之比W 1W 2＝G 1h G 2h ＝G 1G 2
＝21，故A 、B 错误；由P ＝W t 可得，妈妈和小明克服重力做功的功率之比P 1P 2＝W 1
t 1W 2t 2
＝W 1W 2×t 2t 1＝21×13
＝23
，故C 错误，D 正确. 7.B 【解析】由图乙可知，木块两次都做匀速直线运动，则拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，因为同一木块放在同一桌面上，压力不变、接触面的粗糙程度不变，所以两次木块受到的滑动摩擦力相等，故两次对应的弹簧测力计示数相等，即F 1＝F 2；从图乙中可以判断出，第1次木块的运动速度大于第2次木块的运动速度，即v 1＞v 2，根据公式P ＝Fv 可知，当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，即：P 1＞P 2.综上所述，ACD 错误，B 正确.
8.运动状态 重力势 【解析】当黄河水冲击水车时，水车开始转动，水的运动状态发生了变化，说明力可以改变水车的运动状态；把河水转移到岸边高处的水渠里，水的高度增加，所以水的重力势能增大.
9.减小