第十章 功与机械能 同步训练 2024-2025学年沪科版（2024）八年级全一册

功与机械能 同步训练 一．选择题（共5小题） 1．如图所示是荡秋千的简化模型，摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高，下列说法正确的是（　　） A．球在B、C两点的机械能相等 B．球在A、D两点的机械能相等 C．球从O点到C点的过程中机械能减少 D．球从D点到C点的过程中动能减少 2．关于功和功率，下面说法中正确的是（　　） A．只要对物体施加力，力一定做了功 B．作用在物体上的力越大，力做的功就越多 C．功率越大，则做功就越多 D．功率越大，则做功就越快 3．如图所示，小华背书包上学校时，经过下列的过程中对书包没有做功的是（　　） A．背着书包在水平地面行走 B．背着书包爬坡 C．背着书包乘电梯上楼 D．将桌上的书包背上肩 4．2024年3月24日，中国•江西•上饶•玉山“华鼎锦纶”斯诺克世界公开赛决赛，中国斯诺克领军人物丁俊晖与卫冕冠军特鲁姆普上演巅峰对决。如图为比赛现场丁俊晖击球场景。下列关于打台球的过程中涉及的物理知识，说法正确的是（　　） A．台球对桌面的压力与桌面对台球的支持力是一对平衡力 B．球杆击球后，球由于受到惯性仍能继续向前运动 C．击打球的不同部位，球的旋转方向不同，表明力的作用效果与力的作用点有关 D．丁俊晖击打母球后在台面上运动的过程中机械能守恒 5．如图所示，一足够长的轻绳一端连接重物A，另一端通过定滑轮连接物体B，物体B质量小于重物A质量。将重物A由静止释放下落至地面的过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．重物A的动能保持不变 B．物体B的机械能保持不变 C．重物A的重力势能完全转化为B的重力势能 D．重物A和物体B的动能之和在变大 二．填空题（共5小题） 6．如图甲为“会跳的卡片”，A为卡片外侧，B为内侧，实验时应把 　 　（A/B）面朝下紧贴桌面，压平后松手，卡片会跳起来。图乙、丙中是用相同的橡皮筋和卡片制成的，且豁口的深度相同，分别将它们在桌面上压平后松手，　 　（乙/丙）中卡片跳得更高些，理由是：　 　。 7．三峡水库修高堤坝，蓄水使水位增高，增加了水位的 　 　能，足球运动员以300N的力踢足球，足球向前滚动了10m，足球在滚动过程中，运动员对足球做功 　 　J，重力做功 　 　J。 8．用25N水平方向的力拉着重100N的物体，10s内在水平地面上前进了20m，则在这个过程中，拉力做的功是 　 　J，拉力做功的功率是 　 　W，重力做的功是 　 　J。 9．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同且距地面30cm，小球在A点的动能 　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）B点的动能。 10．如图是某球员传球时足球的一段运动轨迹其中球在A的重力势能 　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）B点的重力势能，若不计空气阻力，足球在上升过程中，　 　能转化为 　 　能。 三．简答题（共4小题） 11．小强在打篮球时发现，让篮球从手上自由落下，篮球每次弹回的高度都低于落下时的高度。 （1）请简单说明篮球每次弹回的高度都低于落下时的高度的原因。 （2）篮球从接触地面到形变最大的过程中，速度v与形变大小ΔV之间的关系大致如图所示，请结合弹力及合力相关知识分析说明篮球所受合力大小的变化情况及其原因。 12．以如图的“车辆避险车道”，当汽车刹车失灵时，司机驾车冲上铺上沙砾的斜坡，使失控汽车的速度相应得到减少并最终停下，避免事故的发生。请你运用所学力学知识分析这种设施能有效减少车速的两个原因。 13．为缓解城市交通压力，各地兴建了多条地铁。地铁站台设计方案如图所示，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。请分析地铁进站刹车时，仍继续沿斜坡向上的现象；并从能量利用的角度分析站台这种设计的优点。 14．周末小明爸爸带全家回老家看爷爷奶奶，细心的小明发现爸爸在汽车爬坡时，加大了油门同时换用低速挡，这是为什么？ 参考答案与试题解析 一．选择题（共5小题） 1．如图所示是荡秋千的简化模型，摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高，下列说法正确的是（　　） A．球在B、C两点的机械能相等 B．球在A、D两点的机械能相等 C．球从O点到C点的过程中机械能减少 D．球从D点到C点的过程中动能减少 【分析】（1）机械能包括动能和势能；物体由于运动而具有的能量叫动能；物体由于被举高而具有的能量叫重力势能；物体发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。动能的大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度有关。 （2）在动能和势能转化的过程中，若不计空气阻力和摩擦，机械能不变，若考虑摩擦和阻力时，机械能减小。 【解答】解：A、球从B点到C点时，重力势能转化为动能再转化为重力势能，由于空气阻力的存在，B点的机械能大于C点。故A错误。 B、球从A点到D点时，重力势能转化为动能再转化为重力势能，由于空气阻力的存在，A点的机械能大于D点。故B错误。 C、球从O点到C点的过程中，动能转化为重力势能，由于空气阻力的存在，机械能减少，故C正确。 D、球从D点到C点的过程中，重力势能转化为动能，故动能增大，故D错误。 故选：C。 【点评】深入理解影响动能和重力势能的因素，明确动能和势能转化过程中机械能的变化情况，是解答此题的关键。 2．关于功和功率，下面说法中正确的是（　　） A．只要对物体施加力，力一定做了功 B．作用在物体上的力越大，力做的功就越多 C．功率越大，则做功就越多 D．功率越大，则做功就越快 【分析】（1）做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离。二者缺一不可； （2）力对物体做的功，等于作用在物体上的力与物体在这个力的方向上移动的距离的乘积； （3）物体在单位时间完成的功叫功率，功率是描述物体做功快慢的物理量，等于功和做功时间的比值。 【解答】解：A、对物体施加力，并且物体运动了一段距离，力不一定做了功，只有这个距离是在力的方向上时，这个力才做功，故A错误； B、力对物体做的功，其大小与作用在物体上力的大小和移动距离的大小都有关，故B错误； CD、功率是比较物体做功快慢的物理量，功率大，说明做功快，故D正确，C错误。 故选：D。 【点评】本题考查了功率的概念和做功的判断，属于基础题。 3．如图所示，小华背书包上学校时，经过下列的过程中对书包没有做功的是（　　） A．背着书包在水平地面行走 B．背着书包爬坡 C．背着书包乘电梯上楼 D．将桌上的书包背上肩 【分析】做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动一段距离，二者缺一不可。 【解答】解：A、背书包的力竖直向上，而前进的方向沿水平方向，没有沿力的方向移动距离，故没有对书包做功； B、背着书包爬坡，对书包有向上的力，且沿力的方向移动了距离，故对书包做了功； C、背着书包乘电梯上楼，对书包有向上的力，且沿力的方向移动了距离，故对书包做了功； D、将桌上的书包背上肩，对书包有向上的力，且沿力的方向移动了距离，故对书包做了功。 故选：A。 【点评】本题考查了力是否做功的判断，判定有没有做功，就从是否同时具备这两个必要因素入手分析。 4．2024年3月24日，中国•江西•上饶•玉山“华鼎锦纶”斯诺克世界公开赛决赛，中国斯诺克领军人物丁俊晖与卫冕冠军特鲁姆普上演巅峰对决。如图为比赛现场丁俊晖击球场景。下列关于打台球的过程中涉及的物理知识，说法正确的是（　　） A．台球对桌面的压力与桌面对台球的支持力是一对平衡力 B．球杆击球后，球由于受到惯性仍能继续向前运动 C．击打球的不同部位，球的旋转方向不同，表明力的作用效果与力的作用点有关 D．丁俊晖击打母球后在台面上运动的过程中机械能守恒 【分析】（1）二力平衡条件：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上； （2）惯性是任何物体都有保持原来运动状态的性质，一切物体都有惯性； （3）力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关； （4）母球运动时，受到摩擦力，机械能减小，转化为内能。 【解答】解：A、台球对桌面的压力与桌面对台球的支持力作用在两个不同物体上，不是一对平衡力，故A错误。 B、球杆击球后，球由静止变为运动，球由于惯性仍能继续运动，但不能说“受到惯性”，故B错误。 C、击打球的不同部位，球的旋转方向不同，表明力的作用效果与力的作用点有关，故C正确。 D、母球在台面上运动时受到摩擦力，机械能转化为内能，机械能不守恒，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了有关力与机械能守恒的知识，注意一对相互作用力和一对平衡力最大的区别在于作用力与反作用力作用在两个不同的物体上，而一对平衡力是作用在同一个物体上的。 5．如图所示，一足够长的轻绳一端连接重物A，另一端通过定滑轮连接物体B，物体B质量小于重物A质量。将重物A由静止释放下落至地面的过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．重物A的动能保持不变 B．物体B的机械能保持不变 C．重物A的重力势能完全转化为B的重力势能 D．重物A和物体B的动能之和在变大 【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大。 （2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度；质量越大，高度越高，重力势能越大。 （3）只有重力做功时，机械能才守恒。 【解答】解：A、物体B质量小于重物A质量，则将重物A由静止释放下落至地面的过程中，A的速度会变大，所以其动能增加，故A错误。 B、A的速度会变大，则B的速度也变大，B的高度也变大，则B的动能和重力势能都增加，所以其机械能增大，故B错误。 C、重物A的重力势能一部分转化为自身和B的动能，一部分转化为B的重力势能，故C错误。 D、不计绳重和摩擦，这个系统中只有重力做功，所以重物A和物体B的机械能之和不变，重物A和物体B的动能之和在变大，故D正确。 故选：D。 【点评】此题考查动能和重力势能的转化，机械能守恒的条件，掌握动能和重力势能的影响因素，机械能守恒的条件，分析出整个过程中A和B的速度变化是关键。 二．填空题（共5小题） 6．如图甲为“会跳的卡片”，A为卡片外侧，B为内侧，实验时应把 　B　（A/B）面朝下紧贴桌面，压平后松手，卡片会跳起来。图乙、丙中是用相同的橡皮筋和卡片制成的，且豁口的深度相同，分别将它们在桌面上压平后松手，　乙　（乙/丙）中卡片跳得更高些，理由是：　乙中卡片压平后橡皮筋形变量更大，能够转化成的动能更多　。 【分析】橡皮筋拉开后具有弹性势能，恢复时转化为动能，所以卡片会跳起来。弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的能，决定弹性势能大小的因素是物体弹性形变的程度。 【解答】解：由图中可知要利用橡皮筋的弹性势能，只有把橡皮筋拉开才会有弹性势能，所以要把卡片B面按平后放在水平面上然后松开，松开后，橡皮筋的弹性势能转化为纸片的动能，所以卡片能跳起来。 由于弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关，乙图中皮筋弹性形变的程度更大一些，其弹性势能更大一些，所以它能够转化的动能更多，跳的更高。 故答案为：B；乙；乙中卡片压平后橡皮筋形变量更大，能够转化成的动能更多。 【点评】对实际问题要抓住关键点，此题中橡皮筋能发生弹性形变，拉开后具有弹性势能，所以要从能的转化角度来考虑。 7．三峡水库修高堤坝，蓄水使水位增高，增加了水位的 　重力势　能，足球运动员以300N的力踢足球，足球向前滚动了10m，足球在滚动过程中，运动员对足球做功 　0　J，重力做功 　0　J。 【分析】（1）重力势能与质量和高度有关； （2）根据W＝Fs分析运动员对足球做功和重力做功的大小。 【解答】解：三峡水库修高堤坝，蓄水使水位增高，增加了水位的重力势能； 由W＝Fs得，因为在滚动过程中，F＝0，所以运动员对足球做的功为0； 又因为球在竖直方向上移动的距离为0，所以重力对足球做的功为0。 故答案为：重力势；0；0。 【点评】本题考查功和机械能的知识，属于基础题。 8．用25N水平方向的力拉着重100N的物体，10s内在水平地面上前进了20m，则在这个过程中，拉力做的功是 　500　J，拉力做功的功率是 　50　W，重力做的功是 　0　J。 【分析】（1）已知拉力F和物体在拉力的作用下移动的距离s，根据公式W＝Fs即可求出所做的功W； （2）根据P＝得到拉力做功的功率； （3）做功的两个必要因素：一是有力作用在物体上；二是物体在力的方向上移动一段距离。 【解答】解：由题可知水平方向的拉力做的功是： W＝Fs＝25N×20m＝500J； 拉力做功的时间是10s，则拉力做功的功率是： ； 物体重力的方向是竖直向下，该物体受到了重力，但是物体在竖直方向上没有移动一段距离，据此可知重力没有做功，即重力做的功是0J。 故答案为：500；50；0。 【点评】此题主要是考查做功的两个必要因素和对功和功率的计算公式的理解和熟练运用。做功的两个必要因素缺一不可。 9．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同且距地面30cm，小球在A点的动能 　大于　（选填“大于”、“小于”或“等于”）B点的动能。 【分析】根据动能和势能的相互转化可以解决此题。小球弹跳的高度会越来越低，这说明在势能和动能的转化过程中有能量的消耗，所以小球的机械能一次比一次少。 【解答】解：小球在A点的高度和B点的高度相等，质量也没变，根据重力势能的影响因素可知：小球在A、B两点的重力势能相等； 由于小球在A位置的这次弹跳要高于B位置的这次弹跳，所以，小球在A、B两位置时机械能的大小不同，A位置的机械能大于B位置时的机械能。因此，在A、B两位置重力势能相等的情况下，A位置的动能大于B位置的动能。 故答案为：大于。 【点评】机械能的相互转化过程中是有能量消耗的，这样造成动能和势能的总和会减少；要熟练掌握影响能量大小的因素。 10．如图是某球员传球时足球的一段运动轨迹其中球在A的重力势能 　小于　（选填“大于”、“小于”或“等于”）B点的重力势能，若不计空气阻力，足球在上升过程中，　动　能转化为 　重力势　能。 【分析】（1）物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关； （2）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大，在能量转化中是减小的能转化为增大的能。 【解答】解：（1）由图可见A点的高度小于B点的高度，球的质量不变，因此A点重力势能小于B点的重力势能； （2）若不计空气阻力，足球在上升过程中，高度增大，重力势能增大；速度减小，动能减小，因此动能转化重力势能。 故答案为：小于；动；重力势。 【点评】本题考查了学生对动能、势能的变化以及转化的掌握，把握住影响它们大小的因素是解决此类问题的关键。 三．简答题（共4小题） 11．小强在打篮球时发现，让篮球从手上自由落下，篮球每次弹回的高度都低于落下时的高度。 （1）请简单说明篮球每次弹回的高度都低于落下时的高度的原因。 （2）篮球从接触地面到形变最大的过程中，速度v与形变大小ΔV之间的关系大致如图所示，请结合弹力及合力相关知识分析说明篮球所受合力大小的变化情况及其原因。 【分析】（1）根据能量守恒定律的观点，结合机械能与内能的转化可做出解释； （2）篮球从接触地面到形变最大的过程中，受到重力与弹力的作用，同时动能转化为球的弹性势能，据此分析。 【解答】答：（1）篮球从手上自由落下，篮球每次弹回的高度都低于落下时的高度，是因为由于空气的摩擦，有一部分机械能逐渐转化为内能。 （2）篮球从接触地面到形变最大的过程中，受到重力和地面给予的弹力的作用，开始时重力大于弹力，合力向下，且越来越小，速度逐渐增大；当重力等于弹力时，合力为零，速度达到最大值；最后重力小于弹力，合力向上，且越来越大，速度逐渐减小，直至速度为零。 【点评】熟知能量守恒的观点，会对篮球的受力情况、机械能的转化情况进行分析是本题的关键。 12．以如图的“车辆避险车道”，当汽车刹车失灵时，司机驾车冲上铺上沙砾的斜坡，使失控汽车的速度相应得到减少并最终停下，避免事故的发生。请你运用所学力学知识分析这种设施能有效减少车速的两个原因。 【分析】（1）影响动能的因素是质量和速度，质量越大，速度越大，动能就越大；影响重力势能的因素是质量和高度，质量越大，高度越大，重力势能就越大。 （2）摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关；压力越大，接触面越粗燥，摩擦力越大。 【解答】答：高速公路上的汽车速度大，动能大，刹车失灵车辆冲向高处的大斜坡时，将动能转化成重力势能，车就能停下来；斜坡上铺沙砾，增大了接触面的粗糙程度，增大了摩擦力，汽车就能很快的停下来。 【点评】本题考查影响动能和重力势能的因素、增大摩擦的方法，难度不大，要学会应用学到的物理知识解决实际生活中遇到的问题。 13．为缓解城市交通压力，各地兴建了多条地铁。地铁站台设计方案如图所示，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。请分析地铁进站刹车时，仍继续沿斜坡向上的现象；并从能量利用的角度分析站台这种设计的优点。 【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。 （2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。 （3）在能量转化中是减小的能转化为增大的能。 【解答】答：车进站时的部分动能转化为重力势能，减少因刹车损耗的机械能；车出站时储存的重力势能又转化为动能，起到节能作用。 【点评】在做能量的转化这种题时，我们要注意分析哪种能量增加了，哪种能量减少，因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。 14．周末小明爸爸带全家回老家看爷爷奶奶，细心的小明发现爸爸在汽车爬坡时，加大了油门同时换用低速挡，这是为什么？ 【分析】利用P＝＝Fv分析汽车爬坡时，加大油门同时换用低速挡的目的。 【解答】答：汽车爬坡时需要发动机提供更大的动力，加大油门可以增大发动机的功率，换用低速挡减小车速，由F＝可知，加大油门的同时换用低速挡能增大发动机的动力，利于汽车爬坡。 【点评】本题考查功率公式的应用，属于基础题。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/11/20 8:34:59；用户：资源；邮箱：13851372384；学号：59917209 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$