内容正文:
第十一章复习
第十一章 功和机械能
目
录
01
知识网络
02
考点突破
03
素养提升
考点一 功
1. 2022年北京冬奥会上广泛应用智能设备。一款智能送餐机器人的重力是500N,如果机器人在水平路面上以0.8m/s的速度沿直线匀速运动50m,它所受到的阻力为60N,那么机器人的重力做功 0 J,牵引力对机器人做功 3000 J。
0
3000
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
2. 保护环境人人有责。小洋发现地面有垃圾,于是拾起垃圾拎在身体一侧保持不动,沿水平方向走一段距离寻找垃圾桶,站在垃圾桶旁辨别垃圾的分类,最后扔掉垃圾,整个过程中小洋对垃圾做功的是( A )
A
A. 拾起垃圾 B. 沿水平方向走
C. 站在垃圾桶旁 D. 垃圾掉落桶中
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
3. 小程把一本物理课本从地面拿到课桌上,他对课本做的功约为( B )
A. 0.3J B. 3J C. 30J D. 300J
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
考点二 功率
4. 如图甲所示,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,两次拉动木块运动的图像分别是图乙中的A、B图线,两次对应的弹簧测力计示数分别为FA、FB,两次拉力的功率分别为PA、PB,则FA = FB,PA > PB。(填“>”“<”或“=”)
=
>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
5. 一辆汽车发动机的输出功率为3×104W,若它在水平公路上以10m/s的速度沿直线匀速行驶10min,则它受到的阻力为 3000 N,牵引力做功 1.8×107 J。
6. 小敏同学和他所骑的轻便自行车总重约为600N,上学路上他骑车在20s内匀速通过了一段长为100m的平直公路。若自行车所受路面的阻力约为人和车总重力的5%,则通过该段公路时,小敏同学蹬车的功率约为( A )
A. 150W B. 300W
C. 1500W D. 3000W
3000
1.8×107
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
考点三 动能和势能
7. 一辆洒水车匀速行驶在平直的公路上,在洒水过程中,洒水车的动能 减小 ,重力势能 减小 ,机械能 减小 。(填“增大”“减小”或“不变”)
减
小
减小
减小
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
8. 如图所示为小明玩蹦蹦杆的情景,蹦蹦杆由地面弹起,在空中升高的过程中,小明的重力势能 增大 ;在下落后,从杆尖触地到弹簧压缩至最短的过程中,弹簧的弹性势能 增大 。(填“增大”“减小”或“不变”)
增大
增大
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
9. 如图所示,利用频闪照相技术拍摄抛出后的小球在相同时间间隔的位置,小球从A加速下落到B的过程中,下列说法正确的是( D )
A. 动能增大,重力势能增大
B. 动能减小,重力势能增大
C. 动能减小,重力势能减小
D. 动能增大,重力势能减小
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
10. 在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中,小明设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验,让小球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,与放在水平面上的纸盒碰撞。之后,小球与纸盒一起在水平面上共同移动一段距离后停止。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
(1) 探究“动能大小与物体质量的关系”时,应让小球从斜面上的 同一高度 处由静止滑下,使其到达水平面的 速度 相同。
(2) 如图甲、丙得出的结论是物体质量相同时, 运动速度越大,动能越大 。
(3) 如图的三次实验中,碰撞前动能最小的是图 丙 (填“甲”“乙”或“丙”)中的小球,判断的依据是 纸盒被推动的距离最小 。
同一
高度
速度
运动速度越大,动能越
大
丙
纸盒被推动的距离最小
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
考点四 机械能及其转化
11. (2023·无锡)在水平地面上铺一张白纸,将皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,如图所示。下列说法正确的是( B )
A. 皮球下落过程中动能转化为重力势能
B. 皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能
C. 形成圆斑B时皮球是从更高处下落的
D. 形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小
第11题
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
12. 如图是北京冬奥会中运动员翻跃大跳台的情景简图。运动员不借助滑雪杖,只踩着雪板从高处滑行而下,通过起跳台起跳,完成各种空翻、转体等技术动作后落地。图中的虚线是比赛过程中运动员的轨迹,不计空气阻力,下列说法正确的是( B )
A. 从a点到b点的过程中,机械能守恒
B. 从b点到c点的过程中,运动员的动能减少,重力势能增加
C. 在c点时,运动员的动能为零
D. 从c点到d点的过程中,运动员的机械能变小
第12题
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
13. 掷冰壶也称冰上溜石,如图所示的运动员正在推着冰壶水平向前滑行。下列说法正确的是( A )
A. 冰壶离开手之前,运动员对冰壶做了功
B. 冰壶离开手之后,运动员对冰壶做了功
C. 冰壶离开手之前,其重力对冰壶做了功
D. 冰壶离开手之后,其重力对冰壶做了功
第13题
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
14. 小杰背着书包回家,在水平路面上行走100m用时100s,乘坐电梯从1楼到21楼用时30s。下列说法正确的是( C )
A. 电梯对小杰做的功约为3.6×103J
B. 小杰乘坐电梯上升时,对书包不做功
C. 电梯对小杰做功的功率约为1200W
D. 小杰在水平路面上行走时,重力做功的功率约为600W
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
15. 小明和爸爸一起去爬山,到山顶用了40min。下列说法正确的是( C )
A. 两个人做的功相等
B. 两个人做功的功率相等
C. 爸爸做功的功率比小明的大
D. 爸爸和小明做功的功率大小无法判断
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
16. (2024·大同期末)一个小朋友从滑梯上匀速下滑的过程中,下列说法正确的是( C )
A. 动能减小,重力势能减小,机械能减小
B. 动能减小,重力势能增大,机械能减小
C. 动能不变,重力势能减小,机械能减小
D. 动能不变,重力势能减小,机械能不变
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
17. (2024·自贡)很多同学都玩过荡秋千,下列说法正确的是( D )
A. 秋千荡到最低点时只有动能
B. 秋千荡到最高点时有重力势能和动能
C. 从最低点荡到最高点的过程中重力势能转化为动能
D. 从最高点荡到最低点的过程中动能增大,重力势能减少
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
18. 某型号汽车发动机的额定功率为9×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力为3000N。在额定功率下,当汽车匀速行驶时,行驶的速度为 30 m/s,行驶5min牵引力所做的功为 2.7×107 J。
30
2.7×107
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
19. (2023·南充)体育课上小唐同学进行传接排球训练,他将球斜向上抛出,球的运动轨迹如图所示,a、b、c、d为轨迹上的点,其中a、c两点高度相同,若不计空气阻力,则球在a点的机械能 等于 (填“大于”“小于”或“等于”)d点的机械能;球在a、b、c、d 四点中 b 点的重力势能最大。
等于
b
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
20. 如图所示,橡皮筋两头分别固定在罐子两端,中间系一个钩码,就制成了一个“魔罐”,将魔罐在水平地面上滚出,橡皮筋的弹性势能 变大 (填“变大”“变小”或“不变”);魔罐能自动滚回来,滚回的过程中 弹性势 能转化为 动 能。
变大
弹性势
动
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
21. 如图所示,摆线的长L相同,小球A、B的质量mA<mB,悬线与竖直方向的夹角θ1<θ2。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
(1) 图甲、乙中,同时由静止释放A、B两球,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置,这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 质量 无关。
质量
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
(2) 小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止,本实验中通过 木块移动的距离 反映小球撞击木块C前的动能大小,这种研究方法叫 转换法 (填“控制变量法”或“转换法”)。
(3) 根据乙、丙所示的探究过程,他观察到图丙中木块C被撞得更远,可得出结论: 在质量相同时,速度越大,动能越大 。
木块移动的距离
转换法
在质量相同时,速度越大,动能越大
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
(4) 若水平面绝对光滑且足够长,木块C被撞击后,它将做 匀速 (填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动。
(5) 在探究小球动能与质量的关系时,有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度,分别弹出质量不同的小球去撞击木块,撞击木块时小球的动能 相等 (填“相等”或“不相等”),该方案 错误 (填“正确”或“错误”)。
匀速
相等
错误
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
22. 设计一个实验,探究重力势能大小和物体质量以及物体所处高度的关系,写出需要的实验器材、主要实验步骤和实验结论。
(1) 实验器材: 细沙、等体积的实心铁球和实心铝球 。
(2) 主要实验步骤: ① 将等体积的实心铁球和实心铝球分别从同一高度由静止释放,让其自由落到细沙上,观察细沙下陷的程度;② 将实心铁球(或实心铝球)分别举到不同的高度,让其自由落到细沙上,观察细沙下陷的程度 。
(3) 实验结论: ① 在物体高度一定时,物体质量越大,重力势能越大;② 在物体质量一定时,物体被举得越高,重力势能越大 。
细沙、等体积的实心铁球和实心铝球
① 将等体积的实心铁球和实心铝球分别从同一高度
由静止释放,让其自由落到细沙上,观察细沙下陷的程度;② 将实心铁球
(或实心铝球)分别举到不同的高度,让其自由落到细沙上,观察细沙下陷
的程度
① 在物体高度一定时,物体质量越大,重力势能越大;
② 在物体质量一定时,物体被举得越高,重力势能越大
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
23. 如图所示为某款防火救灾无人机携灭火弹起飞的情景。执行投放灭火弹任务时,保持匀速飞行的无人机投弹前后的动能怎样变化?为什么?
第23题
解:变小;因为动能由质量和速度决定,保持匀速飞行的无人机,速度不变,投弹后质量减小,无人机的动能变小
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
24. (2024·山西模拟)某地地震灾情发生后,爱心公益协会迅速筹集救灾物资。如图所示是志愿者从水平地面匀速搬起一箱10kg的救灾物资到1.2m高度进行装车的情景。(g取10N/kg)
(1) 求志愿者搬起一箱救灾物资所做的功。
解:(1) 由G=mg和W=Gh可得,搬起一箱救灾物资时所做的功W=mgh=10kg×10N/kg×1.2m=120J
第24题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
(2) 若装载救灾物资的货车总重力为105N,行驶时所受的阻力为车总重力的10%。当货车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶时,求货车牵引力的功率。
解:(2) 货车在平直公路上匀速行驶时,牵引力与阻力平衡,所以牵引力F=f=10%G车=0.1G车=0.1×105N=104N,货车牵引力的功率P=Fv=104N×20m/s=2×105W
第24题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
$$