第十一章 机械功与机械能 同步训练 2024-2025学年沪粤版物理九年级上册

第十一章 机械功与机械能 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．把一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上，它受到了水平向左的拉力F的作用，如图甲所示．拉力F的大小与时间t的关系如图乙，木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法正确的是（　　） A．时，木块受到的摩擦力为0N B．内，木块做匀速直线运动 C．内，拉力做功 D．内，木块克服摩擦力做功的功率为 2．如图，木块重10N，在2N的水平拉力作用下，恰能沿水平面做匀速直线运动。若此木块在5N水平拉力作用下，沿水平面前进了0.2m，下列说法错误的是（　　） A．重力没有做功 B．木块的运动状态发生了改变 C．拉力做的功是1J D．木块受到的摩擦力是5N 3．如图是探究利用斜面是否省力、是否省功的实验。下列说法中错误的是（　　） A．需要使用刻度尺 B．可以将小车车轮朝上放在斜面上进行探究 C．只要增大斜面的倾角，就能少做功 D．实验中要增大斜面的倾斜程度，要把木板下面的木块向左移动 4．如图所示，斜面长L为1m，高h为0.5m，现将重为12N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若拉力F为8N，拉力的功率为2W。不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） ①物体一共受到三个力的作用，且合力为零 ②拉力做的有用功为6J ③物体受到的摩擦力大小为2N     ④物体运动的速度为0.25m/s A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②③④ 5．晓华同学正在进行投掷实心球的训练。以下情景中，他对球做功的是（　　） A．迅速将球举过头顶 B．手托球沿水平方向匀速运动 C．双手拿球静止不动 D．球被抛出后在空中继续运动 二、填空题 6．小明同学用的水平推力，将重为的购物车沿水平地面向前推动了，在此过程中，推力对购物车做功 J，购物车的重力做功 J；一个皮球落地后弹起，弹起的高度越来越低，皮球在运动过程中，机械能总量 （选填“增加”“减少”或“保持不变”）。 7．请指出以下几个现象中包含的物理知识： （1）如图1所示甲、乙两人用扳手拧螺母时的情况，由图可知， 更容易拧动螺母，说明力的作用效果与力的 有关． （2）如图2所示，小球A从弹簧B正上方的某一高处落下，掉到弹簧上后又被弹簧反弹上去，这说明被压缩的弹簧具有 能，高处的小球A具有 能． （3）在墙上挂像框时，可自制一个如图3所示的铅垂线来检查像框是否挂正，它利用的原理是 ． （4）如图4所示，在行驶的列车内的水平桌面上，放置一个气泡水平仪，水平仪的气泡突然向前移动，由此可知，列车的运动状态可能发生的变化是 （选填“加速”或“减速”）． 8．小明将放在水平桌面上重为3N的物理课本，水平匀速拉动0.5m，所用的水平拉力为1N，则该过程中课本所受摩擦力大小为 N，课本所受重力做功 J，水平拉力做功 J。 9．图甲是投掷实心球的场景（不计空气阻力）。小明分析了实心球自脱手至落地过程的能量转化，画出了其重力势能的大小随时间变化的曲线如图乙所示。请回答下列问题： (1)在A到B的过程中，人对球 （选填“有”或“没有”）做功。 (2)班中其他同学也模仿着画出此过程中实心球动能的大小随时间变化的大致曲线如图①②③，请选出其中正确的曲线是图 。 10．如图是上海明珠线某轻轨车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定坡度。当列车无动力滑行进站时将 能转化为 能，此过程中机械能 （选填增加、减少或不变）。 三、实验题 11．如图所示，小明在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下，完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1＝h3＞h2，mA＝mB＜mC，那么: （1）小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过 （选填“高度h”或“距离s”）大小来反映的；若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的． （2）分析比较甲和乙两组实验可得：物体质量相同时，速度越大，动能越 ； （3）小明根据乙、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？ （选填“正确”或“错误”），理由是： ． （4）这个实验除了用了控制变量法之外还用了一种研究方法是 ． 四、简答题 12．如图是古代战争中攻击城门的战车，战车上有一根质量很大的圆木，前端尖锐；士兵们快速推车让圆木以较大的速度撞击城门，更容易攻破城门。请用物理知识解释前端尖锐更易破门的原因。 13．如图所示，一个身体内部植入蓄电池的机器人正用手托着盘子，在水平地面上匀速行走，并使盘子一直保持同一高度不变。当她走到餐桌后会停下来，当她感应到客人把菜取走时会在3秒后转身离开，送餐完成。请根据你所学过的物理知识，回答下列问题： （1）机器人在行走送餐过程中，动能如何变化？ （2）机器人在送餐行走过程中对盘子有没有做功，并说明原因。 五、计算题 14．如图所示，是临沂大学研制的智能防疫喷雾消毒机器人，激光自主导航，完全无人化操作，最适宜学校、医院等人群密集场所进行防疫消毒。其自重为160kg（不含消毒药水）；有两条履带，每条履带触地面积为0.2m2。在某次消毒作业中，该机器人在正常工作的电动机驱动下，携带20kg消毒药水，匀速行驶5min到达0.45km处的消杀区域，在匀速行驶过程中所受阻力为总重力的0.1倍（g取10N/kg）。求此过程中： （1）该机器人对水平地面的压强。 （2）该机器人做的功。 （3）该机器人做功的功率。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 答案 D D C B A 1．D 【详解】A．由图丙可知0~2s内，木块处于静止状态，由图乙可知此过程中木块受到的拉力为2N，由二力平衡条件可知，此过程中木块受到的摩擦力和拉力大小相等，摩擦力为2N，故A错误； B．由图丙可知，2~4s内木块做加速运动，故B错误； C．由图丙可知，4~6s内木块运动的速度为4m/s，木块运动的路程 s=vt=4m/s×2s=8m 由图乙可知4~6s内木块受到的拉力为4N，拉力做功 W=Fs=4N×8m=32J 故C错误； D．由图丙可知，4~6s内木块运动的速度为4m/s，由图乙可知4~6s内木块受到的拉力为4N，此时木块匀速直线运动，拉力和摩擦力是平衡力，摩擦力为4N，木块克服摩擦力做功的功率为 故D正确。 故选D。 2．D 【详解】A．木块沿着水平面运动，在重力的方向上没有通过距离，因此重力没有做功，故A正确，A不符合题意； B．运动状态包括运动方向和运动速度，木块受到的拉力变大，其运动速度会变大，因此木块的运动状态发生了改变，故B正确，B不符合题意； C．已知木块受到的拉力F=5N，运动的距离s=0.2m，则拉力做的功为 故C正确，C不符合题意； D．由题知木块受到2N的拉力时，木块做匀速直线运动，由二力平衡条件可知木块受到的滑动摩擦力为 滑动摩擦力大小只与对接触面的压力和接触面的粗糙程度有关，因此当木块受到5N的拉力时摩擦力仍为2N，故D错误，D符合题意。 故选D。 3．C 【详解】A．根据 ， 得，需要使用刻度尺和弹簧测力计得到斜面的有用功和总功，故A正确，不符合题意； B．为了改变斜面的粗糙程度，可以将小车车轮朝上放在斜面上进行探究，故B正确，不符合题意； C．同一斜面，斜面粗糙程度和斜面长度不变，增大斜面坡度的同时高度变大，提升同一重物，做的功大小不变，故C错误，符合题意； D．实验中木板下面的木块向左移动，可以增大斜面的倾斜程度，故D正确，不符合题意。 故选C。 4．B 【详解】将物体沿斜面底端匀速拉到顶端，物体受到拉力、重力、斜面的支持力和斜面的摩擦力的作用，处于平衡状态，所以这四个力的合力为0，故①错误； 拉力所做的有用功 W有用=Gh=12N×0.5m=6J 故②正确； 拉力做的总功 W总=FL=8N×1m=8J 克服摩擦所做的额外功 W额外=W总-W有用=8J-6J=2J 摩擦力的大小 故③正确； 据 知，物体运动的速度 故④正确。 综上所述：故ACD错误，B正确。 故选B。 5．A 【详解】A．将球举过头顶，手对球的力是向上的，球在力的方向上移动了距离，所以晓华同学对球做了功，故A符合题意； B．手托球的力是向上的，而球移动的方向是水平的，所以晓华同学对球不做功，故B不符合题意； C．双手拿球，手对球有力的作用，但球静止，没有移动距离，所以晓华同学对球不做功，故C不符合题意； D．球被抛出在空中，不再受到手的作用力，所以晓华同学对球不做功，故D不符合题意。 故选A。 6． 400 0 减少 【详解】[1]推力做功为 [2]由于购物车没有在重力的方向上移动距离，故重力没有对购物车做功，即重力做功为0J。 [3] 皮球运动过程中弹起的高度越来越小，皮球克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，说明机械能减少。 7． 甲 作用点 弹性势 重力势 重力的方向是竖直向下的 加速 【详解】（1）用同样的力拧螺母，则图甲所示的位置（远离螺母）更容易将螺母拧紧拧松，这表明力的作用效果与力的作用点有关； （2）小球A从弹簧B正上方的某一高处落下，掉到弹簧上后弹簧被压缩，这时弹簧发生了弹性形变，具有弹性势能，高处的小球A具有重力势能； （3）在墙上挂像框时，可自制一个重锤来检查像框是否挂正，因为重力方向是竖直向下的，如果相框挂的正，相框边也是竖直向下的，相框边就和重锤线平行； （4）当汽车匀速前进时，液体和汽车一起匀速前进，气泡在水平仪中间，当汽车加速运动时，液体要保持原来的运动状态，向汽车后方运动，把气泡挤向汽车行驶的方向；当汽车减速运动时，液体要保持原来的运动状态，向汽车行驶的方向运动，把气泡挤向汽车行驶的反方向． 8． 1 0 0.5 【详解】[1]由题意可知，课本被水平匀速拉动，故此时拉力和摩擦力二力平衡，即 [2]重力方向竖直向下，物理课本在重力的方向上移动的距离为0，由可知，重力做功为0。 [3]由题意可知，水平拉力做功 9．(1)没有 (2)② 【详解】（1）在A到B的过程中，球离开了人，人对球不再有力，人对球没有做功。 （2）实心球在上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小；当上升到最高点时，水平方向上速度不为零，此时动能达到最小值但不为0；在下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大，所以①③不符合题意，②符合题意。 故选②。 10． 动 重力势 减少 【详解】[1][2][3]列车进站时爬坡，速度减小，高度增大，通过爬坡将动能转化为重力势能储存起来，列车在运动的过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能会减少。 11． 距离S 不能 大 错误 没有保持滑下时速度相同 转换法 【详解】第一空．在本实验中，小球从斜面滑下，到达水平面撞击小木块，通过观察木块被推动的距离的远近来判断物体所具有动能大小的，木块被推动的距离越远，说明小球所具有的动能越大； 第二空．如果水平面光滑，则小球和木块将做匀速直线运动，这样不能判断小球所具有动能大小； 第三空．由甲和乙两组实验知道，AB两球质量相同，从不同高度滑下，h1＞h2，球A到达斜面底端速度大于球B的速度，木块被A球推动距离较远，由此得出实验结论是：物体质量相同时，速度越大，动能越大 第四空、第五空．若要探究物体的动能大小与质量有关，需要控制小球到达水平面时的速度相同，乙、丙两实验图知道， mB ＜mC ， h3 ＞h2 ， 即不符合控制变量法的要求，没有保持下滑时速度相同，所以无法得到物体的动能大小与质量有关； 第六空．在本实验中，通过观察木块被推动的距离的远近来判断物体所具有动能大小的，应用的是转换法． 12．见解析 【详解】圆木的运动速度大，具有的动能大，对城门做的功就多，容易撞破城门。同时在撞击力一定时，前端变得尖锐使得受力面积减小，压强增大，容易撞坏城门。 13．见解析 【详解】（1）机器人在行走送餐过程中做匀速直线运动，机器人的质量不变，速度不变，则动能不变。 （2）机器人在送餐行走过程中对盘子施加的力的方向竖直向上，机器人在水平方向上运动，盘子没有在力的方向上通过距离，所以机器人在送餐行走过程中对盘子没有做功。 14．（1）4500Pa；（2）81000J；（3）270W 【详解】解：（1）防疫机器人静止在水平地面时，对地面产生的压力等于机器人和液体的总重力，对地面产生的压强 （2）在匀速行驶过程中所受阻力为总重力的0.1倍，匀速行驶过程在牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，在水平地面匀速直线前进的过程中，防疫喷雾机器人牵引力 该机器人做的功 （3）牵引力做功的功率 答：（1）该机器人对水平地面的压强为4500Pa； （2）该机器人做的功为81000J； （3）该机器人做功的功率为270W。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$