1、 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 ，动能 (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 2 m/s，功率为 30 W，则无人机上升 10 s 升力所做的功为_ _J，无人机重为_ _N。300；153西宁市湟水河河道改造工程中，装载机 5 s 内将一块重 2 000 N 的石块匀速举高 3 m，装载机的举力对石块做功为 _ _J，举力做功的功
2、率为_ _W。6103 1.21034 “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_ _的关系；实验时，是通过观察_ _，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 。解析 速度 木块被推动距离的大小 转换法 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
3、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】 A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 SABS CD，比较两种情况下拉力 F 所做的功及其功率 ( )AAB 段做功较多BCD 段做功较多CAB 段与 CD 段做的功一样多DAB 段的功率比 CD 段的功率大【点评】C7如图甲
4、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 st 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、F 2，两次拉力的功率分别为 P1、P 2，下列判断正确的是 ( )AF 1F 2，P 1P 2 BF 1F 2，P 1P 2CF 1 F2，P 1P 2 DF 1 F2，P lP 2解析 B 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 F1F 2；从图乙中可以判断出，第 1 次木
5、块的运动速度大于第 2 次木块的运动速度，即 v1v 2，根据公式 PFv 可知，当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，即 P1P 2。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( )A弹性势能 B重力势能C体积 D重力D9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( )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
6、 两点的机械能能最小解析C 从 AB 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 BC 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( )A动能增
7、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 D 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。三、简答题与计算题12起重机在 10 s 内将重为 2 000 N 的石头沿竖直方向匀速提升 0.5 m。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 WGh2 000 N0.5 m1 000 J。(2)起重机提升石头的功率 P 100 W。Wt 1 000 J10 s答：(1)起重机对石头做的
8、功是 1 000 J。(2)起重机提升石头的功率是 100 W。13电动玩具车质量为 1 kg，它与水平地面的接触面积为 20 cm2，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。(3) 该玩具车在水平地面以 0.3 m/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 FG mg 1 kg10 N/kg10 N，玩具车对水平地面的压强 p 5 000 Pa；FS 10 N2010 4 m2(2)根据图象可知该玩具车在水平地面以 0.3 m/s 的速度做匀速直线运动时的牵引力F50 N
9、，水平动力做功的功率 P Fv50 N 0.3 m/s15 W。Wt Fst答：(1)玩具车对水平地面的压强是 5 000 Pa；(2) 水平动力做功的功率是 15 W。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_，钢球动能的大小是通过观察 _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/cm1 20 20 302 40 20 583 60 20(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
10、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 _。将钢球从某一高度由静止释放 木块运动的距离 速度 质量 甲 _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
11、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。将弹簧放在水平面上，一端固定；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L ；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；多次改变弹簧的形变量，重量步骤；分析实验数据得出结论。请回答以下问
12、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。弹簧形变量 物块滑行的距离 动 内解析 (1)由步骤可知，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，
13、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 100 N 的物体，拉力 F60 N，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
14、 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 240 N 的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为 120 N，如图所示，物体沿斜面移动的距离 s3 m，上升的高度 h1.2 m，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
15、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：省力杠杆，动力臂大于阻力臂；费力杠杆，动力臂小于阻力臂；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 )
