中考物理 第十一章 功和機(jī)械能課時(shí)作業(yè) 高效提能.doc

第十一章 功和機(jī)械能課時(shí)作業(yè) 高效提能一、選擇題1.(xx鹽城質(zhì)檢)奧運(yùn)舉重冠軍陳小敏在比賽時(shí),第一階段她把100kg的杠鈴很快地舉過頭頂,第二階段使杠鈴在空中停留了3s,三名裁判都亮出了白燈,舉重成功。關(guān)于她舉重時(shí)對(duì)杠鈴做功的情況,下列說法正確的是()A.第一階段運(yùn)動(dòng)員沒有做功B.第二階段運(yùn)動(dòng)員沒有做功C.兩個(gè)階段運(yùn)動(dòng)員都做了功D.兩個(gè)階段運(yùn)動(dòng)員都沒有做功【解析】選B。本題考查了力是否做功的判斷。第一階段她把100kg的杠鈴很快地舉過頭頂,力的方向向上,距離也向上,故第一階段運(yùn)動(dòng)員做了功;第二階段使杠鈴在空中停留了3s,只有力,沒有距離,故第二階段運(yùn)動(dòng)員沒有做功;故A、C、D錯(cuò)誤,B正確。故選B。2.(xx惠城區(qū)質(zhì)檢)九年級(jí)同學(xué)小明家住5樓,一天,他從1樓走到家里,在此過程中,下列估算合理的是()A.爬樓做的功約200JB.爬樓做的功率約為30WC.爬樓做的功約6103JD.爬樓做的功率約為1103W【解析】選C。本題考查生活中功、功率的估算。小明重約G=500N,住宅樓的樓層高大約3米,家住5樓,小明實(shí)際爬樓高度h=3m4=12m,爬樓時(shí)提升自己體重大約做功W=Gh=500N12m=6103J,故A錯(cuò)誤、C正確;從1樓到5樓大約1min,則他爬樓做功的功率P總=1102W,故B、D錯(cuò)誤。故選C。3.(xx宿遷質(zhì)檢)如圖是小球從某高度處由靜止下落h過程的路程與時(shí)間關(guān)系圖,圖中,描述重力對(duì)該球做功大小與時(shí)間關(guān)系正確的圖象是()世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)59944145【解析】選C。本題考查做功公式的應(yīng)用,關(guān)鍵是根據(jù)圖象得出下落高度的變化量隨時(shí)間的變化。小球重力做功W=Gh,小球的重力不變,因此重力對(duì)小球做的功W=Gh只與小球的下落高度有關(guān);由題干提供的h-t圖象可知:單位時(shí)間內(nèi)小球下落的高度越來越大;所以單位時(shí)間內(nèi)重力對(duì)該球做功也越來越多。故選C。4.(xx海安質(zhì)檢)如圖所示是小明用彈弓發(fā)射石子的情景。橡皮筋被拉的長(zhǎng)度相同,石子質(zhì)量不同,質(zhì)量小的石子射出的距離往往大于質(zhì)量大的石子。對(duì)于石子離開彈弓時(shí)的動(dòng)能、勢(shì)能的幾種說法中,正確的是()A.它們的勢(shì)能相同B.它們的動(dòng)能相同C.質(zhì)量大的動(dòng)能大D.質(zhì)量小的動(dòng)能大【解析】選B。本題考查彈性勢(shì)能的影響因素、彈性勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化。由于高度相同,所以質(zhì)量大的石子的重力勢(shì)能大,故A錯(cuò)誤;橡皮筋彈性勢(shì)能的影響因素是橡皮筋發(fā)生形變的程度;當(dāng)“石子”射出時(shí),“石子”具有的動(dòng)能是橡皮筋的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化來的,橡皮筋被拉的長(zhǎng)度相同,說明橡皮筋的彈性勢(shì)能相同,在理想的情況下,轉(zhuǎn)化成的動(dòng)能也相同,故B正確,C、D錯(cuò)誤。故選B。5.滑雪比賽過程中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示,不計(jì)空氣阻力,下列說法正確的是世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)59944146()A.從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中,重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能B.在c和a點(diǎn)動(dòng)能都為0,但c點(diǎn)重力勢(shì)能小于a點(diǎn)C.從c點(diǎn)下落到d點(diǎn)過程中,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能D.在a點(diǎn)和e點(diǎn)都處于靜止?fàn)顟B(tài),因此機(jī)械能相等【解析】選C。本題考查機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中,重力勢(shì)能大部分轉(zhuǎn)化成動(dòng)能,因?yàn)橛谢瑒?dòng)摩擦,少部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,故A錯(cuò)誤;在a點(diǎn)速度為零,說明動(dòng)能為零,但c點(diǎn)速度不一定為0,因?yàn)楦叨炔煌?所以,重力勢(shì)能就不相同,故B錯(cuò)誤;從c點(diǎn)下落到d點(diǎn)過程中,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)為動(dòng)能,故C正確;在a點(diǎn)和e點(diǎn),因?yàn)楦叨炔煌?所以,重力勢(shì)能就不相等,因此機(jī)械能不相等,故D錯(cuò)誤。6.(xx廣州質(zhì)檢)一重500N的學(xué)生背著重20N的書包從一樓上到三樓后沿水平陽臺(tái)勻速行走了10m到達(dá)教室,整個(gè)過程用了5min,每層樓3m高,則該同學(xué)在整個(gè)過程中正確的是()A.爬樓的過程中人的機(jī)械能不斷增加B.該同學(xué)對(duì)書包所做的功為320JC.該同學(xué)對(duì)書包所做的功為3120JD.該同學(xué)對(duì)書包所做的功的功率約為1.3W【解析】選A。本題考查機(jī)械能的影響因素及功、功率的計(jì)算。勻速爬樓的過程中,人的質(zhì)量不變,速度不變,高度增加,所以動(dòng)能不變,重力勢(shì)能增加;因?yàn)闄C(jī)械能等于動(dòng)能和勢(shì)能之和,所以爬樓的過程中人的機(jī)械能不斷增加,故A正確;書包的重力為20N,爬樓的高度為:h=23m=6m,所以該同學(xué)對(duì)書包所做的功為W=Gh=20N6m=120J,故B、C錯(cuò)誤;爬樓的時(shí)間為t=5min=300s,所以該同學(xué)對(duì)書包所做的功的功率為:P=0.4 W,故D錯(cuò)誤。故選A。二、填空題7.(xx宜興質(zhì)檢)青少年在安靜思考問題時(shí),心臟推動(dòng)血液流動(dòng)的功率約為1.5W,則你在考試10分鐘內(nèi),心臟做功約為_J,用這些功可以將一個(gè)質(zhì)量為50kg的物體勻速舉高_(dá)m。(g取10N/kg)【解析】本題考查功、功率的相關(guān)計(jì)算。由P=得:在考試的10分鐘內(nèi)心臟做功W=Pt=1.5W1060s=900J;提升物體重G=mg=50kg10N/kg=500N,由W=Gh可知用這些功提升物體的高度h=1.8 m。答案:9001.88.如圖是xx年的中秋之夜,“長(zhǎng)征二號(hào)”FT2運(yùn)載火箭成功發(fā)射“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室時(shí)的壯觀情景。(1)火箭發(fā)射升空時(shí),燃料通過燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能,再轉(zhuǎn)化為火箭的_能,火箭升空過程中動(dòng)能將_。(2)飛船在軌道上從近地點(diǎn)到遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行的過程中,飛船的勢(shì)能_,速度_。(均選填“變大”“變小”或“不變”)【解析】本題考查機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。(1)火箭發(fā)射升空時(shí),燃料通過燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能,再轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能,火箭升空過程中,速度變大,動(dòng)能將變大。(2)飛船在軌道上從近地點(diǎn)到遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行的過程中,飛船的高度增大,勢(shì)能變大,速度變小,動(dòng)能變小。答案:(1)機(jī)械變大(2)變大變小9.(xx揚(yáng)州質(zhì)檢)如圖所示,一小球在點(diǎn)1靜止釋放,經(jīng)過最低點(diǎn)2,上升到最高點(diǎn)3后返回。在此過程中,小球在點(diǎn)_的位置重力勢(shì)能最大,在點(diǎn)_的位置動(dòng)能最大,在點(diǎn)_的位置機(jī)械能最大。從點(diǎn)1到點(diǎn)3擺動(dòng)的過程中,小球受到的重力對(duì)小球_(選填“做”或“不做”)功,細(xì)繩對(duì)小球的拉力_(選填“做”或“不做”)功。世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)59944147【解析】本題考查動(dòng)能和重力勢(shì)能的概念及影響其大小的因素,力是否做功的判斷等。讀圖可知,小球在擺動(dòng)的過程中,小球在點(diǎn)1的位置最高,所以重力勢(shì)能最大;在點(diǎn)2的速度最快,所以動(dòng)能最大;由于機(jī)械能在轉(zhuǎn)化的過程中,會(huì)有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以一開始時(shí)的機(jī)械能是最大的,即在點(diǎn)1的位置機(jī)械能最大。從點(diǎn)1到點(diǎn)3擺動(dòng)的過程中,小球受到重力的作用,且在重力方向上通過了距離,因此重力對(duì)小球做功;細(xì)繩對(duì)小球的拉力方向與小球運(yùn)動(dòng)的方向垂直,故細(xì)繩對(duì)小球的拉力不做功。答案:121做不做10.(xx寶應(yīng)質(zhì)檢)在探究“汽車的速度”的實(shí)驗(yàn)中,甲、乙兩輛相同的汽車在同一水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)的圖象分別如圖(1)、(2)所示。由圖可知,甲車的動(dòng)能_(選填“大于”“小于”或“等于”)乙車的動(dòng)能;經(jīng)過相同的時(shí)間,甲、乙兩車牽引力做的功之比為_。(空氣阻力忽略不計(jì))【解析】本題考查動(dòng)能影響因素和速度、功計(jì)算。由圖象知,甲的速度為v甲=5 m/s,乙的速度為v乙=3m/s,已知兩車完全相同,所以質(zhì)量相同;因?yàn)榧椎乃俣却笥谝业乃俣?所以甲的動(dòng)能大于乙的動(dòng)能;在勻速直線行駛過程中,F甲=F乙=f,因?yàn)閃=Fs,v=,所以,相同時(shí)間牽引力做的功之比為:= =。答案:大于5311.如圖所示,a、b為豎直向上拋出的小石塊在上升過程中動(dòng)能和重力勢(shì)能隨高度變化的兩條圖線(不計(jì)空氣阻力),其中_是“動(dòng)能高度”關(guān)系圖線,小石塊上升的最大高度為_m,小石塊在最高點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能為_J。【解析】本題考查圖象的認(rèn)識(shí)。在小石塊拋出上升過程中,高度增加,重力勢(shì)能增大,速度減小,動(dòng)能減少,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,因不計(jì)空氣阻力,小石塊的機(jī)械能守恒,故a是“動(dòng)能高度”的關(guān)系圖線,且上升的最大高度為4m,此時(shí)機(jī)械能為2J。答案:a42【方法歸納】分析動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的一般步驟(1)明確要研究對(duì)象和所要研究的過程。(2)根據(jù)物體在初始狀態(tài)的位置、速度、形變情況,確定物體具有的動(dòng)能、勢(shì)能。(3)根據(jù)物體在最終狀態(tài)的位置、速度、形變情況,確定物體具有的動(dòng)能、勢(shì)能。(4)分析運(yùn)動(dòng)過程中是否受摩擦力,如果不考慮摩擦力,動(dòng)能與勢(shì)能總和不變,一種能量減少,另一種能量增加,能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。三、實(shí)驗(yàn)探究題12.引體向上是體能測(cè)試項(xiàng)目之一,做引體向上時(shí)雙臂的拉力使身體上升做功。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案測(cè)出某同學(xué)做5次引體向上的功率(假設(shè)每次身體提升的距離都為h)。要求寫出簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)過程和計(jì)算功率的表達(dá)式。(1)實(shí)驗(yàn)過程:_。(2)功率表達(dá)式:P=_。(用測(cè)量的物理量符號(hào)表示)【解析】本題考查對(duì)功率公式和做功公式的理解和掌握以及利用功率公式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案解決實(shí)際問題的應(yīng)用能力。要測(cè)某同學(xué)做引體向上的功率,根據(jù)公式P=可知,只要測(cè)出雙臂的拉力對(duì)身體做的功和做功需要的時(shí)間即可;雙臂拉力對(duì)身體做的功,就是克服自身重力做的功,根據(jù)W=Gh和G=mg可知,只要測(cè)出人的質(zhì)量,身體向上移動(dòng)的高度即可。答案:(1)用體重計(jì)測(cè)出人的質(zhì)量m;用刻度尺測(cè)出一次引體向上身體提升的高度h;用秒表測(cè)出做5次引體向上的時(shí)間t(2)=13.(xx泰興質(zhì)檢)小明猜想:動(dòng)能的大小可能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān),因此,他設(shè)計(jì)了如下兩種實(shí)驗(yàn)方案:A.讓同一輛小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑,與放在水平面上的木塊相碰(如圖甲所示)。B.讓不同質(zhì)量的小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑,與放在水平面上的木塊相碰(如圖乙所示)。上述兩種實(shí)驗(yàn)方案中:(1)A方案是為了探究動(dòng)能大小與_的關(guān)系。該方案中,讓同一輛小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑,從而改變小車到達(dá)斜面底端速度,從能量轉(zhuǎn)化的角度來看,這樣做的理論依據(jù)是_。(2)實(shí)驗(yàn)中可以通過比較_,來比較碰撞前小車動(dòng)能大小,理論依據(jù)是_。(3)B方案是探究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系,該方案是否合理?_;理由是_。(4)B方案中_比較碰撞前小車動(dòng)能大小(選填“能”或者“不能”)。【解析】本題考查探究動(dòng)能大小與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。(1)實(shí)驗(yàn)中,讓小車處在不同的高度,反映了速度不同,這樣設(shè)計(jì)是為了研究動(dòng)能與速度的關(guān)系;該方案中,讓同一輛小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑,從而改變小車到達(dá)斜面底端的速度,從能量轉(zhuǎn)化來看,這樣做的理論依據(jù)是小車的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小車的動(dòng)能。(2)實(shí)驗(yàn)中可以通過比較木塊被撞擊后移動(dòng)的距離,來比較碰撞前小車動(dòng)能的大小,理論依據(jù)是木塊被撞擊后移動(dòng)的距離越遠(yuǎn),小車的動(dòng)能越大。(3)要探究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系,應(yīng)該控制小車的速度相同,讓小車從斜面的同一高度滑下,故B方案不合理。(4)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中是通過比較木塊被撞擊后移動(dòng)的距離,來比較碰撞前小車動(dòng)能的大小的,故B方案中能比較碰撞前小車動(dòng)能大小。答案:(1)速度小車的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小車的動(dòng)能(2)木塊被撞擊后移動(dòng)的距離木塊被撞擊后移動(dòng)的距離越遠(yuǎn),小車的動(dòng)能越大(3)不合理沒有控制速度相同(4)能14.(xx射陽質(zhì)檢)在探究重力勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)的活動(dòng)中,有質(zhì)量關(guān)系為mA=mBmC的三個(gè)木塊A、B、C,三個(gè)完全相同的木樁的起始位置高度相同,三個(gè)木塊的釋放高度如圖甲所示,將樁打入沙中的情形如圖乙所示,A將樁打得最淺,B、C將樁打入沙中的深度相同。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),木塊的釋放位置應(yīng)在木樁的_,釋放木塊時(shí)應(yīng)_(選填“輕輕釋放”或“用力下壓”)。(2)比較A、B兩木塊將樁打入沙坑的深度,可以得出的結(jié)論是:物體的_一定時(shí),物體的高度越大,具有的重力勢(shì)能就越大。(3)小云根據(jù)B、C兩木塊將樁打入沙中的深度相同,說明物體重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量無關(guān),小云的觀點(diǎn)是_(選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的,理由是_?！窘馕觥勘绢}考查探究影響重力勢(shì)能大小因素的實(shí)驗(yàn)。(1)木塊釋放后會(huì)在重力的作用下沿豎直方向運(yùn)動(dòng),為了使木塊能撞擊樁,所以木塊應(yīng)在木樁的正上方釋放;在釋放木塊時(shí),應(yīng)輕輕釋放,這樣能排除外界壓力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。(2)由圖可知:A、B的質(zhì)量是相同的,物塊B的高度大于A的高度,B撞擊木樁的深度大于A撞擊木樁的深度,所以結(jié)論為:物體的質(zhì)量一定時(shí),物體的高度越大,具有的重力勢(shì)能就越大。(3)由圖可知:B、C的下落高度不同,質(zhì)量也不同,打擊的木樁的深度相同;要探究物體重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量的關(guān)系,應(yīng)控制物體下落的高度相同,故結(jié)論是錯(cuò)誤的。答案:(1)正上方輕輕釋放(2)質(zhì)量(3)錯(cuò)誤沒有控制下落的高度相同四、計(jì)算題15.(xx蘇州質(zhì)檢)一輛質(zhì)量為1.4104kg的小型壓路機(jī),以2km/h的速度在路面上勻速行駛,在行駛過程受到的阻力是重力的0.36倍。在施工時(shí)每次鋼輪以恒力垂直作用在路面上,下壓路面的距離為1mm,鋼輪每秒鐘壓路25次。(g取10N/kg)求:世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)59944148(1)壓路機(jī)在1min內(nèi)對(duì)路面做的功。(2)壓路機(jī)在1min內(nèi)對(duì)路面做功的功率。(3)該小型壓路機(jī)的行駛功率。【解析】本題綜合考查重力、功、功率的計(jì)算。(1)壓路機(jī)重力:G=mg=1.4104kg10N/kg=1.4105N,壓路機(jī)對(duì)路面壓力:F1=G=1.4105N,壓路一次做功:W=F1h=1.4105N10-3m=1.4102J,鋼輪每秒鐘壓路25次,則壓路機(jī)在1min內(nèi)壓路的次數(shù)(做功的次數(shù))為n=2560次=1500次,壓路機(jī)在1min內(nèi)對(duì)路面做功:W1=nW=15001.4102J=2.1105J。(2)壓路機(jī)在1min內(nèi)對(duì)路面做功的功率:P1=3 500 W。(3)因?yàn)閴郝窓C(jī)勻速行駛,所以牽引力F2=f=0.36G=0.361.4105N=5.04104N,v=2km/h=2m/s=m/s,該小型壓路機(jī)的行駛功率:P2=F2v=5.04104Nm/s=2.8104W。答案:(1)2.1105J(2)3500W(3)2.8104W【學(xué)科素養(yǎng)題】如圖所示,在“研究物體動(dòng)能與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,將A、B、C三個(gè)小球先后從同一裝置的ha、hb、hc高處滾下(mA=mBhb),推動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)一段距離后靜止。(1)實(shí)驗(yàn)中小球的動(dòng)能是由_轉(zhuǎn)化而來,通過_來判斷小球動(dòng)能的大小。(2)選擇甲和丙圖探究可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_。(3)實(shí)驗(yàn)過程中,發(fā)現(xiàn)木塊移動(dòng)的距離較短而不易進(jìn)行觀察和比較,你有什么辦法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)?_。(4)某物理興趣小組借助速度傳感器和其他儀器進(jìn)一步得出了兩組數(shù)據(jù),如表所示:表一(小球撞擊時(shí)的速度v=8cm/s)序號(hào)小球質(zhì)量m/g小球動(dòng)能