第十一章 功和机械能 2024-2025学年人教版（2024）物理八年级下册

第十一章 功和机械能 一、单选题 1．如图所示，跳伞运动员在空中匀速竖直下落，这一过程中，说法正确的是（　　） ①跳伞运动员（包括降落伞）所受重力和阻力是平衡力 ②跳伞运动员（包括降落伞）的重力势能不断减小 ③跳伞运动员（包括降落伞）的重力势能转化为动能 ④跳伞运动员（包括降落伞）的机械能转化为内能 A．只有①②③ B．只有①②④ C．只有②③④ D．只有①③④ 2．如图所示，撑杆跳高运动员，离开地面上升的过程中，运动员的（ ） A．动能增大 B．动能转化为重力势能 C．机械能增大 D．机械能转化为杆的弹性势能 3．如图所示是一座高山的等高线图，一位登山运动员从A点匀速到达B点时（　　） A．动能不变，重力势能不变 B．动能不变，重力势能增大 C．动能增大，重力势能不变 D．动能增大，重力势能增大 4．如图所示，中学生小花从地上拿起两个鸡蛋，用了大约2s的时间将它匀速举过头顶，在这2s内小花做的功和做功的功率分别为（　　）    A．200J、100W B．100J、50W C．2J、1W D．0.1J、0.05W 5．掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低。如图所示为小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法正确的是（    ） ①小球越跳越低，说明小球的机械能逐渐减少 ②从A点运动到B点，小球的重力势能转化为动能 ③经过相同高度的B、C两点时，小球的重力势能相同 ④经过相同高度的B、C两点时，小球在B点的动能大于在C点的动能 A．①②③ B．②③④ C．①③ D．①②③④ 6．如图，学校各教室都配置了饮水机，小芳将放置在地面上标有“16L”的一桶水安装到饮水机上，小芳所做的功最接近的是（　　） A．40J B．60J C．150J D．240J 二、填空题 7．在研究动能的大小与速度、质量的关系实验中，某小组做了如图的实验： 让同一个小球分别从同一个斜面的不同高度处自由滚下，记录木块被推动距离，发现，小球位置越高，木块被推动的距离越远。这就说明： 一定，物体 越大，它具有的动能越大，小球自由下滑过程是 能转化为 能。 8．放在粗糙水平地面上的物体，在10N的水平拉力作用下，以3m/s的速度匀速运动了5s，则拉力做 J的功，拉力的功率是 W。 9．2022年6月14日上午，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭发射成功，火箭点火向下喷出气体，火箭向上运动，说明力的作用是 。飞船从近地点向远地点运动时，势能 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。 10．如甲图所示，粗糙程度不变的水平地面上有一物体，受到方向不变的推力F的作用，其F﹣t和v﹣t的图像分别如图乙、如丙图所示。 （1）0~3s内，物体受到的摩擦力是 N； （2）t=5s时，物体受到的摩擦力是 N； （3）6~9s内，物体机械能 （选填“变大”，“变小”或“不变”）； （4）9~12s内，推力对物体做功的功率是 W。 11．如图是我国自行研制的战斗机“歼-10”在空中加油的情景。加油机和受油机在水平方向匀速运动的加油过程中，加油机的动能 ，重力势能 ；受油机的机械能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 12．我国大疆无人机享誉全球，当无人机水平匀速飞行时，升力对无人机 （选填“做功”或“不做功”）；重为30N的无人机竖直向上飞行100m，无人机克服重力做的功为 J。 三、实验题 13．清晨上学时，小梦发现邻居家的汽车前挡风玻璃被高空坠下的花盆砸碎了，小梦想探究高空坠物的破坏力可能与哪些因素有关? 猜想1：高空坠物的破坏力可能与物体的质量有关； 猜想2：高空坠物的破坏力可能与物体下落时的高度有关。 小梦利用细沙、小球、刻度尺进行了如图所示的模拟实验，实验数据记录如下表： 实验序号 小球质量m/g 下落时的高度h/cm 小球陷入沙堆的深度d/mm 1 20 50 2.6 2 20 60 3.5 3 20 70 5.0 4 60 70 14.6 5 85 70 15.0 （1）本实验将小球举到一定高度，使小球获得 ； （2）要探究猜想1，可分析实验 三组数据，即可得出结论； （3）一枚铁钉从18楼抛下可以直接插入颅骨，这绝非危言耸听，高空抛物行为必须禁止。铁钉在下落过程中会增大的物理量是 ； A．密度　　B．质量　　C．动能　　D．重力势能 （4）老师认为小梦的探究很有价值，小梦决定进行更深入的探究，请你帮她再提出一个猜想： 。 四、计算题 14．某小汽车上安装的轮胎气压与地面受力面积、对地压强关系如表： 轮胎气压/105Pa 4.6 8.1 10.5 地面的总受力面积/×10﹣2m2 3.6 3.0 2.4 对地压强/×105Pa 5.0 6.0 7.5 （1）求小汽车的总重力 ； （2）该小汽车通过升降电梯，2min内匀速升高到30m高的楼顶停车场，求电梯对该小汽车做的功和功率 ； （3）小汽车通过升降电梯匀速上升的过程中，它的动能 ；重力势能 ；机械能 （以上均选填“变大”、“不变”或“变小”）。    五、简答题 15．撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。 根据图中的情景，找出一个与力或能量有关的物理现象，并指出对应的物理知识。（不得与示例重复） 示例：物理现象：运动员越杆后下落过程速度越来越快；物理知识：运动员具有的重力势能转化为动能： 物理现象： ； 物理知识： 。 16．如图AOB是光滑轨道放在水平地面上，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点由静止开始自由滑下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力，整个过程小球的机械能大小始终保持不变）。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是哪条？为什么？ 17．如图，在2022年北京冬奥会自由式滑雪大跳台比赛中，我国选手谷爱凌凭借偏轴转体两周1620°的超高难度动作，超越自己极限强势夺冠。比赛时，谷爱凌脚着又长又宽的滑雪板，沿着跳台的倾斜助滑道加速下滑，借助速度和弹跳力，让身体跃向空中，以完美的姿势稳稳落在着陆坡上，并继续减速滑行至停止区停下。请回答以下问题： （1）问题1：滑雪板为什么又长又宽？ （2）问题2：谷爱凌在助滑道加速下滑过程中，动能与势能是如何转化的？ 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 答案 B B B C D C 1．B 【详解】A BCD．由于运动员在空中匀速竖直下落，重力和阻力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上，是一对平衡力；由于运动员在空中匀速竖直下落，质量和速度都没发生变化，故动能不变，但高度降低，故重力势能减小，机械能为动能和重力势能之和，所以机械能也变小；运动员克服空气的阻力做功，机械能转化为内能；故只有①②④正确。 故选B。 2．B 【详解】试题分析： A、运动员，离开地面上升的过程中，速度变慢，所以动能减小，故A错误； B、运动员离开地面上升的过程中，运动员的质量不变，高度增大，速度减小，所以是动能转化为重力势能，故B正确； C、由于存在空气阻力，整个过程中机械能的总量是减少的．故C错误； D、撑杆在恢复原状的过程中，弹性势能转化为动能和重力势能，弹性势能在减小，不能是机械能转化为杆的弹性势能，故D错误． 故选B． 3．B 【详解】登山运动员从A点匀速到达B点时，质量不变，速度不变，动能不变；高度增大，重力势能增大。 故选B。 4．C 【详解】一个鸡蛋的重力约为0.5N，则两个鸡蛋的重力约为1N，将它匀速举过头顶，则鸡蛋上升的高度约为2m，所以小华对鸡蛋做的功 小华对鸡蛋做功的功率约为 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．D 【详解】①．小球起跳时，由于与空气的摩擦，在弹跳的过程中部分机械能转化为内能，所以机械能逐渐减少，故①正确，符合题意； ②．从A点运动到B点，小球做加速运动，速度变大，动能增加，高度减小，重力势能减小，即小球的重力势能转化为动能，故②正确，符合题意； ③．B、C两点高度相同，小球的质量不变，所以B、C两点小球的重力势能相同，故③正确，符合题意； ④．小球从B点运动到C点时，由于与空气的摩擦，机械能逐渐减少，由于B、C两点高度相同，所以B、C两点小球的重力势能相同，而C点的机械能小于B点，所以B点的动能大于C点的动能，故④正确，符合题意。 综上所述，D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 6．C 【详解】水的体积为 水的质量为 其重力为 饮水机的高度约为h=1m；故做功约为 小芳所做的功最接近的是150J，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 7． 质量 速度 重力势 动 【详解】[1][2][3][4]实验中，让同一个小球从斜面的不同高度滑下，小球到达水平面时的速度就不同，高度越高，小球到达水平面时的速度就越大，木块被推动的距离越远，小球的动能越大，所以根据控制变量法可得结论是：当质量一定时，物体速度越大，它具有的动能越大，小球自由下滑过程高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，是重力势能转化为动能。 8． 150 30 【详解】[1][2]物体移动的距离为 拉力所做的功为 拉力的功率是 9． 相互的 增大 【详解】[1]火箭点火向下喷出气体，火箭给喷出的气体向下的作用力，同时气体给火箭向上的推力，是火箭向上运动，说明力的作用是相互的。 [2]飞船在太空飞行时，由于太空是真空，飞船的机械能守恒，从近地点向远地点运动时，飞船的高度增大，重力势能增加，动能减小。 10． 30 60 变小 60 【详解】（1）[1]由丙图知，0~3s内物体的速度为零，物体处于静止状态，由图乙知，0~3s时的推力F=30N，而物体在水平方向上受到的静摩擦力f与推力F是一对平衡力，则此时受到的摩擦力 f静=F=30N （2）[2]由丙图知，9~12s内，物体做匀速直线运动，且v=1m/s，由图乙知，9~12s时的推力F=60N，而物体在水平方向上受到的滑动摩擦力f与推力F是一对平衡力，则此时受到的摩擦力 f=F=60N （3）[3]由丙图知，在3~6s内，物体做加速运动，由于物体对地面的压力和接触面的粗糙程度都没有改变，所以摩擦力的大小不变，也为60N，则t=5s时，物体受到的摩擦力为60N。 由丙图知，6~9s内，物体做减速直线运动，速度减小，动能减小，重力势能不变；因此机械能变小； （4）[4]9~12s内推力F做功的功率 P=Fv=60N×1m/s=60W 11． 减小 减小 增大 【详解】[1][2]由题意知，加油过程中，加油机的速度、高度不变，加油过程中，其质量减小，则动能和重力势能都减小。 [3]受油机在空中加油后，其质量增大，速度不变，因此，其动能增大；同时其高度不变、质量增大，其重力势能增大，故其机械能增大。 12． 不做功 3000 【详解】[1]升力的方向竖直向上，当无人机水平飞行时，无人机在升力的方向上没有移动距离，根据做功的两个必要因素知，升力对无人机不做功。 [2]无人机克服重力做的功 W=Gh=30N×100m=3000J 13． 重力势能 3、4、5 C 见解析 【详解】（1）[1]本实验将小球举到一定高度，目的是为了使小球获得重力势能。当小球下落时，重力势能会转化为动能，从而撞击沙堆产生破坏力。 （2）[2]探究猜想1，即高空坠物的破坏力是否与物体的质量有关，需要控制小球下落的高度相同，改变小球的质量。观察表格中的数据，实验序号3、4、5三组数据中小球下落的高度都是70cm，但小球的质量不同（分别为20g、60g、85g）。比较这三组数据中小球陷入沙堆的深度越来越大。得出结论：在高度相同时，质量越大的小球破坏力越大。 （3）[3]铁钉从高空抛下时，其质量保持不变，体积不变，则密度不变。当铁钉下落时，重力势能减小，动能增大，重力势能会转化为动能，故选填D。 （4）[4]更深入的探究，可以猜想高空坠物的破坏力是否还与物体的形状有关。因为不同形状的物体在下落过程中受到的空气阻力可能不同，从而影响其下落速度和撞击力。 14． 1.8×104N 5.4×105J和4500W 不变 变大 变大 【详解】（1）[1]由表格数据可知p1＝5.0×105Pa时，S1＝3.6×10﹣2m2，所以由可得，轮胎对地压力即小车的重力为 G＝F＝p1S1＝5.0×105Pa×3.6×10﹣2m2＝1.8×104N （2）[2]电梯对该小汽车做的功为 W＝Gh＝1.8×104N×30m＝5.4×105J 功率为 （3）[3][4][5]小汽车通过升降电梯匀速上升的过程中，它的质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，所以机械能变大。 15． 撑杆起跳上升时，杆变弯 力能使物体发生形变 【详解】[1]运动员撑杆起跳时用力压杆，杆变弯。 [2]撑杆起跳上升时，杠受到人向下的拉力，形状发生了改变。力可以改变物体的形状。 16．见解析 【详解】小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是c，因为小球在右侧最高点时仍有向前的速度，由于小球的机械能守恒，所以小球的高度不可能超过A点的高度，小球离开B点后由于惯性会继续向斜上方运动，同时小球在空中受到重力的作用，所以运动轨迹c是正确的。 17．见详解 【详解】（1）滑雪板又宽又长，当运动员落在着陆坡上时，滑雪板接触面积大，在压力一定时，减小了对雪地的压强，起到缓冲的作用。 （2）运动员在助滑道加速下滑过程中，运动员的质量不变，速度增加，动能增加；下滑时运动员所处的高度减小，重力势能减小，由于要克服摩擦做功，下滑过程中机械能减小。 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 $$