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功和机械能一、填空题1．2016年4月24日定为首个中国航天日，是为了纪念我国首枚人造卫星东方红一号发射成功，卫星加速升空的过程中重力势能__变大__，动能__变大__(选填“变大”“变小”或“不变”)。【点评】卫星升空的过程中，动能和重力势能都是增大的，这是我们应该特别注意的。2．在开展课外活动时，小李同学遥控一小型无人机匀速竖直上升，速度为2m/s，功率为30W，则无人机上升10s升力所做的功为__300__J，无人机重为__15__N。3．西宁市湟水河河道改造工程中，装载机5s内将一块重2000N的石块匀速举高3m，装载机的举力对石块做功为__6×103__J，举力做功的功率为__1.2×103__W。4．“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。实验的目的是探究钢球动能的大小与__速度__的关系；实验时，是通过观察__木块被推动距离的大小__，来判断钢球动能的大小。物理研究方法有许多，如“控制变量法”“模型法”“类比法”“转换法”和“等效替代法”等，本实验利用了控制变量法和__转换法__。[解析]同一钢球，质量相同，从不同的高度由静止滚下，体现了钢球到底端时的速度不同，由此可知：此实验研究的是动能大小与速度大小的关系，即此时用的是控制变量法；同时采用转换法，将钢球的动能大小转换为观察木块被推动的距离远近，钢球把木块推出去得越远，钢球的动能越大。二、选择题5．下列实例中，有力对物体做功的是(A)A．跳水运动员从跳台跳下B．背着书包在水平路面上前进C．举重运动员举起杠铃停在空中D．小球在光滑水平面上滚动【点评】明确三种情况不做功：一是有力无距离(例如：推而未动)，二是有距离无力(靠惯性运动)，三是力的方向与运动方向垂直。6．如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移动的距离SAB＝SCD，比较两种情况下拉力F所做的功及其功率(C)A．AB段做功较多B．CD段做功较多C．AB段与CD段做的功一样多D．AB段的功率比CD段的功率大7．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关系图象如图乙所示。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(B)A．F1＞F2，P1＞P2B．F1＝F2，P1＞P2C．F1＞F2，P1＝P2D．F1＜F2，Pl＜P2[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F1＝F2；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v1＞v2，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P1＞P2。综上所述，A、C、D项错误，B项正确。8．高空抛物是极不文明的行为，会造成很大的危害。因为高处的物体具有较大的(D)A．弹性势能B．重力势能C．体积D．重力9．如图所示，将摆球从A点静止释放，摆球在A、C两点间来回摆动，B为最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是机械能(C)A．从A点到B点，摆球动能增大，机械能增大B．从B点到C点，摆球动能减小，机械能减小C．摆球在摆动过程中所经各点的机械能均相等D．摆球在B点的机械能最大，在A，C两点的机械能能最小[解析]从A→B的过程中，金属小球的质量不变、高度减小、速度增大，所以重力势能减小，动能增大，在B点时动能最大、重力势能最小；在此过程中重力势能转化为动能，不计空气阻力，机械能守恒，故A项错误；从B→C的过程中，金属小球的质量不变、高度增大、速度减小，重力势能增大，动能减小，在C点动能最小、重力势能最大，在此过程中动能转化为重力势能，机械能守恒，故B项错误；不计空气阻力，小球会在A、C间来回摆动时，总机械能守恒，故C项正确，D项错误。10．如图，我国空气加油机正在给歼10战斗机加油。加油过程中，若战斗机的高度和速度不变，则战斗机的(D)A．动能增加，势能减小，机械能不变B．动能不变，势能不变，机械能不变C．动能减小，势能不变，机械能减小D．动能增加，势能增加，机械能增加[解析]战斗机的速度不变，质量不断增大，动能增大。高度不变，质量不断增大，重力势能增大。机械能＝动能＋势能，动能增大，势能增大，所以机械能增大。11．(多选)如图所示，拨动弹性钢片，把小钢球与支柱之间的塑料片弹出时，小钢球并没有随塑料片飞出。关于这个过程，下列说法正确的是(ACD)A．弹性钢片被拉弯，说明力可以改变物体的形状B．弹性钢片恢复原位的过程中，动能转化为弹性势能C．塑料片被弹出，说明力可以改变物体的运动状态D．小钢球没有随塑料片飞出，因为小钢球具有惯性[解析]弹性钢片在力的作用下发生弯曲，说明了力可以使物体发生形变，故A项正确；弹性钢片恢复原位的过程中，形变变小，速度变大，弹性势能转化为动能，故B项错误；塑料片在力的作用下被弹出，说明力可以改变物体的运动状态，故C项正确；由于小钢球具有惯性，要保持原来的静止状态，所以小钢球不会随塑料片飞出，故D项正确。三、简答题与计算题12．起重机在10s内将重为2000N的石头沿竖直方向匀速提升0.5m。求：(1)起重机对石头做的功。(2)起重机提升石头的功率。解：(1)起重机对石头做功W＝Gh＝2000N×0.5m＝1000J。(2)起重机提升石头的功率P＝Wt＝1000J10s＝100W。答：(1)起重机对石头做的功是1000J。(2)起重机提升石头的功率是100W。13．电动玩具车质量为1kg，它与水平地面的接触面积为20cm2，该车在水平地面运动时，车内电动机提供的水平动力F与速度v的关系如图所示。求：(1)玩具车对水平地面的压强。(2)该玩具车在水平地面以0.3m/s的速度做匀速直线运动时，水平动力做功的功率是多少。解：(1)玩具车对水平地面的压力F＝G＝mg＝1kg×10N/kg＝10N，玩具车对水平地面的压强p＝FS＝10N20×10－4m2＝5000Pa；(2)根据图象可知该玩具车在水平地面以0.3m/s的速度做匀速直线运动时的牵引力F′＝50N，水平动力做功的功率P＝Wt＝Fst＝F′v＝50N×0.3m/s＝15W。答：(1)玩具车对水平地面的压强是5000Pa；(2)水平动力做功的功率是15W。四、实验与探究题14．实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是__将钢球从某一高度由静止释放__，钢球动能的大小是通过观察__木块运动的距离__来判断的。实验次数钢球质量/g钢球下摆高度/cm木块滑行距离/cm1202030240205836020(2)从表中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达竖直位置的__速度__相同，从而探究动能与__质量__的关系。(3)在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应当采用__甲__同学的建议。(4)由上述实验数据和现象可得出结论：__在速度一定时，质量越大动能越大__。[解析](1)让钢球从某一高度由静止释放，使钢球获得动能；钢球动能的大小是通过钢球对木块做功的多少来体现出来的，木块运动的距离越长，就表示钢球的动能越大；(2)让钢球从斜面的同一高度处释放，使钢球到达最底端的速度相同，从而探究动能与质量的关系；(3)上面的两次实验是在速度一定时，改变物体的质量，探究动能的大小，动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的，因此改变木板的长度，应采用甲的建议；(4)由表中的数据知：速度一定时，质量越大动能越大。15．为了探究“弹簧的弹性势能跟哪些因素有关”，小明同学设计了如图所示的装置，并进行了如下实验。①将弹簧放在水平面上，一端固定；②在弹性限度内，用物块(物块与弹簧不连结)将弹簧压缩，测量并记录弹簧的形变量ΔL；③由静止释放物块，测量并记录物块在水平面上滑行的距离s；④多次改变弹簧的形变量，重量步骤②③；⑤分析实验数据得出结论。请回答以下问题：(1)本实验中，探究了弹簧弹性势能大小跟__弹簧形变量__的关系。(2)本实验中，弹簧弹性势能大小是通过__物块滑行的距离__来间接反映的。(3)本实验中，从物块离开弹簧到静止，物块将__动__能转化为__内__能。[解析](1)由步骤②③可知，本实验中，探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧形变量的关系。(2)由于弹性势能的大小不便于用仪器直接测量，本实验是通过比较物块滑行的距离来判断弹簧的弹性势能大小。(3)本实验中，物块离开弹簧后，因为受到摩擦力的作用，速度减小，动能不断减小，在此过程中，物块克服摩擦力做功，物块将动能转化为内能。第二部分：简单机械一、填空题1．端午节赛龙舟时，运动员一手撑住桨柄的末端(视为支点)，另一手用力划桨，如图所示。此时桨属于__费力__(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆；当运动员向后划桨时，龙舟就向前行进，说明物体间力的作用是__相互的__。2．用如图所示的滑轮组匀速提升重为100N的物体，拉力F＝60N，滑轮组的机械效率为__83.3%__。在物体匀速上升的过程中，物体的动能__不变__，物体的重力势能__变大__(选填“变大”“变小”或“不变”)。3．当用镊子夹取物体时，镊子就相当于__杠杆__(选填“杠杆”“滑轮”或“斜面”)，它是一个__费力__(选填“省力”或“费力”)的机械。[解析]如图，在使用镊子时，在动力的作用下AC绕A点转动，镊子就相当于杠杆；A点是支点，AC的长度为阻力臂，AB的长度为动力臂，动力臂小于阻力臂，所以镊子是一个费力杠杆。4．将一个重240N的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为120N，如图所示，物体沿斜面移动的距离s＝3m，上升的高度h＝1.2m，则人对物体做的有用功是__288__J，斜面的机械效率是__80%__。【点评】此题考查了功的计算与斜面的机械效率，同时也明确了斜面也是一种省力的机械，任何机械省力但不省功。二、选择题5．下列有关简单机械的叙述正确的是(D)A．剪纸用的剪刀是一种省力杠杆B．使用定滑轮可以省力C．使用动滑轮可以省功D．任何机械做功时机械效率不可能达到100%6．如图所示是生活中几种常见的杠杆，其中属于费力杠杆的是(D)【点评】本题考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。7．在如图所示的四种剪刀中，最适用于剪开较硬物体的是(B)[解析]剪开较硬的物体，就需要一把省力的剪刀，因此需选用动力臂大于阻力臂的剪刀，即手柄比刀口长的剪刀，所以B最适合。【点评】剪刀是生活中的一种特殊杠杆，要根据需要选择最合适的。手柄长的剪刀省力，刀口长的剪刀省距离。8．如图所示，O是支点，在B端挂一重物，为使杠杆水平平衡，要在A端施加一个力，下列说法正确的是(B)A．F1最小B．F2最小C．F3最小D．一样大9．用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计摩擦，则(C)A．利用滑轮组所做的有用功是450JB．绳子自由端移动的速度是0.9m/sC．拉力的功率是99WD．滑轮组的机械效率是80%10．(多选)建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶，工人师傅利用如图所示的装置，分三次运送。第一次运1块，第二次运2块，第三次运3块，每次运送时，砖都匀速上升，绳重及摩擦均忽略不计，这三次拉力依次为F1、F2、F3，效率为η1、η2、η3，则(BD)A．F1＋F2＝F3B．F1＋F2＞F3C．η1＋η2＝η3D．η1＜η2＜η3【点评】本题考查拉力和机械效率的计算，关键是对公式F＝1n(