专题训练：机械功与机械能 --2024-2025学年沪粤版物理九年级上册

专题训练：机械功与机械能 一、单选题 1．如图所示，物体原来在斜面上静止，现用一始终与斜面平行的拉力 F 把物体从底部匀速拉到斜面顶端。若物体的重力为 G，斜面的长为 L，高为 h，倾角为α，则下列说法正确的是（　　） A．克服重力G做功 W＝GL B．匀速上升时物体受到的合力不为零 C．斜面的倾角越小，则拉力 F 越小，越省力 D．物体沿斜面上升时只受到重力、拉力和斜面支持力的作用 2．如图所示，将鸡蛋下的硬纸片用手指突然弹出，下列描述错误的是(    ) A．鸡蛋下落过程中重力势能转化为动能 B．纸片飞出说明力可以改变物体的运动状态 C．弹纸片时手指感到疼说明力的作用是相互的 D．鸡蛋受到惯性作用落入杯中 3．如图所示，小球在一个光滑没有摩擦的轨道上从O点由静止释放，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以滚到 A．最终能滚到d点 B．运动过程中机械能变小 C．c点速度等于o点 D．a到b过程中重力势能变大 4．如图所示，放置在传送带上的物块A 随传送带一起向上做匀速直线运动（不计空气阻力）的过程中下列说法正确的是（　　）    A．物块A的机械能保持不变 B．物块A受到重力、支持力和沿着传送带向上的摩擦力 C．物块A只受到重力与支持力作用 D．物块A受到重力、支持力和沿着传送带向下的摩擦力 5．如图是跳水运动员跳板跳水时的情景，从运动员腾空跳起向上运动后再向下落入水中，若不计空气阻力，则在整个过程中（　　）    A．运动员的动能一直增大，机械能不变 B．运动员的重力势能一直减小，机械能减小 C．运动员的动能先减小后增大，机械能不变 D．运动员的重力势能先减小后增大，机械能增大 6．如图为小孩荡秋千的示意图，下列分析正确的是（　　）      A．小孩在A点具有的动能最大 B．小孩在B点受到的是平衡力 C．小孩从B荡到C的过程中，动能转化为势能 D．小孩从A荡到B的过程中，在B点的机械能大于A点的机械能 7．如图甲所示，小明用弹簧测力计拉着木块沿水平木板做匀速滑动，图乙是两次拉动同一木块的距离随时间变化的图象．在相同时间内，下列说法正确的是（　　） A．木块两次受到的拉力相等 B．两次拉力对木块做的功相等 C．木块两次运动的动能相等 D．两次拉力对木块做功的功率相等 8．荡秋千是小朋友都喜欢的一种娱乐活动．如图所示，一个小朋友正在由最高点向最低点运动的过程中（    ） A．运动状态不变 B．动能越来越大 C．重力不做功 D．惯性越来越大 二、填空题 9．蹦床是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动，它属于体操运动的一种，蹦床有“空中芭蕾”之称。在2000年第27届悉尼奥运会上，蹦床被列为正式比赛项目。 如图所示，蹦床运动借助弹力床的弹力将人体弹向空中，在空中完成各种向前、向后的空翻转体或非转体的空翻动作。运动员全套动作应表现出优美的身体姿势、正确的动作技术、理想的高度和良好的身体控制能力。 (1)当运动员从高处落向蹦床的过程中， 能转化为 能； (2)当运动员落在蹦床上后，蹦床逐渐向下凹陷，说明了力可以改变 ；当蹦床被压到最低位置时，蹦床具有的 能最大； (3)当运动员向上运动到最大高度时， （选填“是”或“不是”）处于平衡状态，此时运动员受到 力的作用。 10．吊车的钢索拉着货物竖直向上运动，如图所示是货物上升的路程s随时间t变化的图象。不考虑空气的阻力和钢索受到的重力，在4s和10s时钢索拉力的功率之比是P∶P´ 。    11．心肺复苏是有效的急救手段。在胸部按压时，对施救的位置要求非常准确，按压时双臂须伸直，某次急救时，小明用500N的力按压且下压深度为5cm，则连续按压30次小明至少需做功 J；之后，小明用拇指和食指紧捏病人鼻子，进行人工吹气使病人胸廓扩张，此时病人肺内气压 （选填“大于”、“等于”或“小于”）外界大气压。 12．如图，用滑轮组把80N的物体匀速提升1m，所用时间为10s，拉力F为50N，不计绳重和摩擦，则在这一过程中做的有用功是 J，拉力F的功率为 W。 13．世界上第一只摆钟是根据 原理制成的，此原理是由意大利科学家 首先发现的．某摆球来回摆动60次所用的时间为2分钟,则该摆球来回摆动一次的时间为 秒． 14．基于环保性、能源安全性等原因，大力发展新能源汽车新兴产业是我国的基本国策。如图，电动汽车是以车载电源为动力，用电动机驱动车轮行驶。下表是某电动汽车的主要技术指标： 最高车速 120km/h 一次充电连续行驶里程 150km 蓄电池 336V/40A•h高性能磷酸铁锂电池 充电时间 4﹣6h 每百公里耗电 12kW•h 整车质量 1050kg （1）电动机的工作原理是 ； （2）该汽车每个车轮与地面的接触面积为150cm2，请计算该汽车静止在水平地面上时对于地面的压强 ； （3）若质量是一个70kg的人开着电动汽车在水平路面上以60km/h的速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的0.03倍，取g＝10N/kg，求：行驶30min，电动机对汽车做的功 ； （4）若普通的汽车每行驶100km耗油8L，油价约6元/L，照明用电的电费约0.5元/kW•h，请通过计算说明使用电动汽车与普通的汽车哪种更经济 ？ 15．小明搭乘高铁到成都，列车在运行中，以行李架上的行李为参照物，坐在座椅上的小明是 （选填“静止”或“运动）的；列车到站刹车后仍会向前滑行段距离，是由于列车具有 ；从刹车到列车停稳前，列车的动能 。 16．如图所示某工人利用滑轮组提升矿井中重为800 N的物体A，当他所用的拉力F=500N时，物体A在20 s内匀速提升2 m。若不计摩擦和绳重，拉力做功的功率为 W ，滑轮组的机械效率为 ，动滑轮的重为 N。    三、实验题 17．如图小刚测滑轮组的机械效率的示意图．他用弹簧测力计拉动绳子自由端，将重为6N钩码从A位置提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A′位置上升到B′位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示．则： （1）实验时，应将弹簧测力计 向上拉动； （2）通过数据可知物体上升的高度 cm，该滑轮组机械效率为 ． （3）若改变提升的高度，滑轮组机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”） 四、简答题 18．高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”，严重威胁着人们的安全。高空抛物为什么会对地面的人造成很大的伤害？请从能量和功的角度解释高空抛物造成危害的原因，并写一句合理的劝导语。 19．如图所示，将相同重物提升相同高度时，两小儿发生争辩，关于机械省力、省功以及机械效率的辩论，你支持小芳还是小明的说法？不支持另外一方的原因是什么？   20．如图所示，一名运动员投掷铅球的过程示意图。在a到d的整个过程中，铅球在b点离手，c点是铅球运动的最高点，不计空气阻力。则请判断b到c的过程中该铅球的重力势能、动能的变化情况。小明认为该铅球运动至c点时的动能为0，你同意小明的观点吗？请写出你的判断理由。 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 6 7 8 答案 C D C B C C A B 1．C 【详解】A．根据题意知道，物体的重力和上升的高度，则克服重力G做的功 W=Gh=mgh 故A错误； B．由于物体匀速上升，即处于平衡态，所以，物体受到的合力为零，故B错误； C．由斜面的特点知道，斜面的倾角越小，越省力，即拉力F越小，故C正确； D．由于用一始终与斜面平行的拉力F把物体拉到斜面顶端，此过程中物体受到重力、斜面的支持力、斜面对物体的摩擦力和拉力F四个力的作用，故D错误。 故选C。 2．D 【详解】考点：惯性． 分析：纸片被弹出后，鸡蛋落入杯中是因为鸡蛋具有惯性，要保持原来的静止状态，所以会落入杯中；不是受到惯性的作用，惯性不是力，不能说受到惯性的作用． 3．C 【详解】根据题意，在光滑没有摩擦的轨道上，机械能守恒，所以小球在运动过程中的机械能相等，位置高，重力势能大，动能小． A. 根据机械能守恒，小球最终能滚到c点，故A错误； B. 根据机械能守恒，运动过程中机械能不变，故B错误； C. c点与o点，高度相等，重力势能相等，因为运动过程中机械能不变，所以动能也相等，则速度相等，故C正确； D. a到b过程中高度降低，所以重力势能减小，故D错误． 选C． 点睛：考查了机械守恒及机械能转化的过程，重点是理解在没有摩擦的情况下，机械的总量不变，即机械能守恒． 4．B 【详解】A．物块A 随传送带一起向上做匀速直线运动，物体质量不变，速度不变，高度上升，动能不变，重力势能变大，机械能等于动能与势能的总和，故机械能变大，故A错误； BCD．物块A受到竖直向下的重力、与传送带垂直向上的支持力和沿着传送带向上的摩擦力作用处于平衡状态，故B正确，CD错误。 故选B。 5．C 【详解】运动员的质量一定，她从起跳到最高点的过程中，速度减小，动能减小，从最高点到落水的过程中，速度增大，动能增大，所以动能先减小后增大；由于运动员的高度先升高后降低，所以其重力势能先增大后减小，不计空气阻力时，运动员的机械能不变。 故选C。 6．C 【详解】A．小孩在A点的位置最高，重力势能最大，速度为零，动能为零，故A错误； B．小孩在B点受到重力和绳子的拉力，小孩做曲线运动，受到非平衡力，故B错误； C．小孩从B荡到C的过程中，质量不变，高度增加，重力势能增加；速度减小，动能减少，是动能转化为重力势能，故C正确； D．小孩从A荡到B的过程中，由于克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，使得机械能减小，所以在B点的机械能小于A点的机械能，故D错误。 故选C。 7．A 【详解】由图象知，小明用弹簧测力计拉木块以做匀速直线运动，在相同的时间内，第一次经过的路程较大，说明第一次的速度较大； A．由于两次物体都做匀速直线运动，所以拉力与摩擦力平衡，大小相等，压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力大小不变，所以拉力不变，因此两次拉力的大小相等，故A正确； B．由于拉力相同，而第一次通过的路程较长，根据W=Fs，所以第一次做的功较多，故B错误； C．第一次的速度较大，质量不变，所以第一次的动能较大，故C错误； D．由于在相同时间内第一次做的功较多，根据P=可知，功率不同，故D错误． 8．B 【详解】A．小朋友正在由最高点向最低点运动的过程中，运动的方向和速度大小发生改变，运动状态发生改变，故A不符合题意； B．小朋友由最高点向最低点运动的过程中，质量不变，速度变大，动能变大，故B符合题意； C．小朋友由最高点向最低点运动的过程中，重力的方向竖直向下，小朋友在重力的方向上通过一定的距离，重力做功，故C不符合题意； D．惯性与物体的质量有关，小朋友的质量不变，惯性不变，故D不符合题意。 故选B。 9． 重力势 动 形状 弹性势 不是 重 【详解】(1)[1][2]当运动员从高处落向蹦床的过程中，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能。 (2)[3][4]当运动员落在蹦床上后，蹦床逐渐向下凹陷，形状发生了变化，说明了力可以改变物体的形状；当蹦床被压到最低位置时，蹦床的弹性形变最大，具有的弹性势能最大。 (3)[5][6]当运动员向上运动到最大高度时，此时只受到重力的作用，不是处于平衡状态。 10．3∶1 【详解】由图可知，0～6s和6～12s物体以不同的速度做匀速直线运动，在0～6s的过程中通过的路程是3m，速度为 在6～12s的过程中通过路程为1m，速度为 不考虑空气阻力和钢索受到的重力，钢索的拉力与货物的重力平衡，大小相等，根据可得，在4s和10s时钢索拉力的功率之比 11． 750 大于 【详解】[1]完成1次按压至少做功 W＝Gh＝500N×0.05m＝25J 则连续按压30次做的功 W总＝30×25J＝750J [2]小明用拇指和食指紧捏病人鼻子，目的是不让病人体内的气体从鼻子处呼出，进行人工吹气使病人胸廓扩张，此时病人肺内气体增多，气压增大，使肺内气压大于外界大气压。 12． 80 10 【详解】[1]在这一过程中所做的有用功 [2]由图知，动滑轮上绳子的段数 所以绳端移动的距离 拉力做的总功 则拉力F的功率 13． 摆的等时性 伽利略 2 【详解】试题分析：生活中的机械摆钟无论形状大小如何，单摆的周期只与摆长有关，与摆球的质量和摆角无关，即摆长一定时，单摆完成一次摆动的时间都相等，这一原理最早是意大利科学家伽利略发现的，叫做摆的等时性．世界上第一只机械摆钟就是根据这个原理制成的；摆球摆动一次所用时间为t=2×60s/60=2s． 考点：时间的测量 14． 通电导体在磁场中受力而运动 1.75×105Pa 1.008×107J 电动汽车更经济 【详解】（1）[1]电动机是根据通电导体在磁场中受力而运动制成的。 （2）[2]车轮与地面的接触面积为 汽车静止在水平地面上时对于地面的压力为 汽车静止在水平地面上时对于地面的压强为 （3）[3]因为汽车在水平公里上匀速行驶，因此牵引力与阻力是一对平衡力，即 由速度时间公式可得 电动机对汽车做的功 （4）[4]普通汽车费用为 电动汽车费用 显然电动汽车更经济。 15． 静止 惯性 变小 【详解】[1]列车运行中，以行李架上的行李为参照物，坐在座椅上的小明的位置没有发生变化，则坐在座椅上的小明是静止的。 [2]根据牛顿第一定律可知，列车刹车后仍会向前滑行一段距离，是由于列车具有惯性。 [3]物体的动能与物体的质量和速度有关，从刹车到列车停稳前，列车的质量不变，速度变小，所以列车的动能变小。 16． 100 80% 200 【详解】[1]由图示知，滑轮组承重绳子为2根，在20s内，绳子自由端移动的距离 s=2h=2×2m=4m 拉力所做的总功 W总=Fs=500N×4m=2000J 拉力做功的功率 [2]利用滑轮组所做的有用功 W有=Gh=800N×2m=1600J 滑轮组的机械效率 [3]不计绳重及摩擦时，据得，动滑轮的重 17． 竖直匀速 8.0 83.3% 不变 【详解】（1）实验时，应将弹簧测力计竖直匀速向上拉动，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小；（2）由图知，刻度尺分度值为1cm，A、B对应的刻度分别为0cm和8.0cm，则可知物体上升的高度：h＝8.0cm；A′、B′对应的刻度分别为25.0cm和49.0cm，故绳子自由端移动的距离为：s＝49.0cm﹣25.0cm＝24.0cm；测力计的分度值为0.2N，则测力计示数为2.4N，该滑轮组的机械效率为：η＝×100%≈83.3%．（3）由图知，绳子的有效段数为3，绳子自由端移动的距离与物体上升的高度：s＝3h，滑轮组的机械效率：η＝100%，故若改变提升的高度，滑轮组的机械效率将不变． 点睛：（1）实验时，应将弹簧测力计竖直匀速向上拉动；（2）认识刻度尺分度值，找出B对应的刻度，注意要有估计值，可知物体上升的高度h；得出A′、B′对应的刻度求出绳子自由端移动的距离；根据测力计分度值为0.2N读数测力计示数，根据η＝×100%求该滑轮组机械效率；（3）根据η＝ 分析． 18．见解析 【详解】物体所处的高度越高，具有的重力势能越大，在下落过程中，转化成的动能越大。如果物体落到人身上，能量大，做功多，破坏力强。文明邻里，拒绝高空抛物。 19．支持小明的说法；理由：①使用任何机械都不省功；②使用机械要多做额外功，机械效率会更低 【详解】根据功的原理，使用任何机械都不省功，因此无论使用哪种机械，都不省功，所以小芳的说法不正确；而小芳的提升方案中，额外功存在且很大，故机械效率不会很高，小明的提升方案中，额外功很小，故机械效率高；所以我们应支持小明的说法。 20．见解析 【详解】铅球在b到c的过程中，铅球的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小。因为铅球从c点运动至d点的轨迹不是竖直下落而是继续向前的抛物线轨迹，这说明铅球在c点时是具有水平向前的速度，所以铅球在c点时具有动能，铅球在c点质量不为零，速度不为零，动能不能为零，不同意小明观点。 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 $$