内容正文:
功和机械能
一、选择题
1. 小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里,则他提鸡蛋的
力做功最接近( C )
A. 9J B. 30J C. 90J D. 300J
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
2. 电动叉车托着重1 000N的货物,在5s内沿着水平方向行驶10m,如图
甲所示;接着在10s内把货物匀速竖直提升1m,如图乙所示。下列说法
正确的是( B )
A. 叉车水平行驶过程中,货物的重力做功为1×104J
B. 叉车提升货物过程中,克服货物的重力做功为1×103J
C. 叉车水平行驶过程中,叉车的重力势能转化为货物的动能
D. 叉车提升货物过程中,货物的动能转化为货物的重力势能
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
3. 一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动,其
路程与时间的关系如图。下列说法正确的是( A )
A. 0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功
B. 0~12s物体所受的拉力大于12s~24s物体所受的拉力
C. 物体第20s时的速度大于第8s时的速度
D. 0~12s拉力做功的功率小于12s~24s拉力做功的功率
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
4. 如图所示,一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力,将质量
不同的水平物体在不同的水平表面上分别移动相同的距离。力在此过程
中所做功的大小分别为W1、W2,功率的大小分别为P1、P2,下列关于它
们之间的大小关系说法正确的是( C )
A. W1<W2,P1<P2 B. W1>W2,P1>P2
C. W1=W2,P1=P2 D. W1<W2,P1>P2
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
5. [2023·绵阳]2023年5月30日,神舟十六号载人飞船成功发射。在飞船
从发射塔加速上升的过程中,航天员景海鹏的( A )
A. 动能增大,重力势能增大 B. 动能增大,重力势能不变
C. 动能不变,重力势能减小 D. 动能不变,重力势能不变
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
6. 2023年5月30日,景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员乘坐神舟十六
号载人飞船,成功进入中国空间站,与神舟十五号航天员乘组会师天
宫,如图所示。下列说法正确的是( C )
A. 飞船在升空过程中,只存在动能和势能的相互转化
B. 漂浮在空间站中的宇航员重力势能为零
C. 空间站组合体在轨稳定运行过程中机械能守恒
D. 空间站组合体在太空中沿椭圆轨道绕地球运行,在近地
点时动能最小
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
7. 如图,AOB是光滑轨道,A点的高度大于B点的高度,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,则小
球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是( C )
(7题图)
A. a B. b C. c D. d
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
8. [2024·安徽]某次蹦极运动的精彩瞬间如图所示。若一游客绑上安全
绳之后从平台上由静止开始下落,则从开始下落至第一次到达最低点的
过程中,游客的( B )
(8题图)
A. 动能一直增大 B. 重力势能一直减小
C. 机械能保持不变 D. 机械能一直增大
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
二、填空题
9. 会荡秋千的人,不用别人帮助,就能把秋千荡得很高。其做法是:
当人从高处向下摆时,身体由直立变为下蹲,此过程降低重心高度,将
更多的重力势能转化为 能;而从最低点向上摆时,用力将身体由
下蹲变为直立,此过程克服身体重力做功,增加了
能。如此循环往复,机械能越积越多,秋千就越荡越高。
动
机械(重力势)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
10. 如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作
用,其F-t和v-t图像分别如图乙和图丙所示。由图像可知,0~3s内,
推力对物体做功 J;9s~12s内,重力对物体做功 J,推力对物
体做功 J,此时推力对物体做功的功率是 W。
0
0
18
6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
11. 2019年1月3日,嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软
着陆。嫦娥四号探测器在距离月球表面100m高处悬停,对月球表面识
别,并自主避障,选定相对平坦的区域后,开始缓慢地竖直下降,最后
成功软着陆。从距离月球表面100m到软着陆在月球表面的过程中,嫦
娥四号探测器的重力势能 (选填“增加”“不变”或“减
少”,下同),机械能 。
减少
减少
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
12. 在如图所示的斜面上,一工人用200N的拉力F,将一重为250N的物
体,从底端匀速拉到顶端,用时6s,则此过程中物体受到的拉力 (选填“大于”“等于”或“小于”)斜面对物体的摩擦力,拉力
做功的功率为 W。
大于
100
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
13. 如图甲所示的铁块重为4N,被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板
上,当它在竖直方向上6N的拉力作用下向上匀速运动时,铁块受到的摩
擦力为 N;此时铁块的速度v与时间t的关系图像如图乙所示,则4s
内拉力F做功是 J。
(13题图)
2
4.8
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
14. 如图所示,空中加油机正在以大小不变的速度给匀速水平飞行的战
斗机加油,在加油过程中,战斗机的动能 (选填“增大”“减
少”或“不变”,下同),加油机的机械能 。
(14题图)
增大
减小
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
三、实验探究题
15. 在探究“物体重力势能的大小与哪些因素有关”实验时,让A、B两
个质量不同的铅球从沙坑表面上方同一高度由静止释放,铅球落下后陷
入沙子中,实验情景如图甲所示。
(1)实验中通过比较 来判断铅球重力势能
的大小。
铅球陷入沙子中的深度
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
(2)由图甲实验的情景可得出结论:当 一定时,物体
的 越大,重力势能越大。
(3)若要探究物体重力势能与高度的关系,则需准备
的两个铅球,让两铅球 ,比较它们陷入沙子中
的深度。
(4)如图乙所示,C球由静止下落,D球从光滑弯曲管道静止滑下。实
验表明,物体重力势能的大小与 。
下落高度
质量
质量相同
从不同高度下落
运动路径无关
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
四、计算题
16. 2023年5月13日,“恩平20-4海上钻采平台”的安装,创造了我国
海上油气平台动力定位浮托安装重量的新纪录。浮托安装类似于运动员
挺举过程,巧妙地利用海上潮汐的自然力进行安装。如图所示,涨潮
时,工程船托运平台组块驶入已经固定在海中的导管架的槽口,落潮时
把平台组块插尖顺势从高位下降安装到导管架接口上。工程船满载时的
排水量为5.35×107kg,所安装的平台组块质量为1.55×107kg,g取
10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
(1)工程船满载航行在海面上时,受到的浮力为多大?
解:工程船满载时的排水量为m=5.35×107kg,因为工程船航行时是漂
浮的,所以
F浮=G=mg=5.35×107kg×10N/kg=5.35×108N。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
(2)平台组块所受重力大小为多少?
解:平台组块所受重力大小
G'=m'g=1.55×107kg×10N/kg=1.55×108N。
(3)若涨潮前,插尖低于接口0.8m,涨潮时,工程船和平台组块缓慢
向上浮起,使得插尖比接口高1.2m,则在此过程中,工程船对平台组
块竖直向上做的功为多少?
解:工程船对平台组块施加的力等于平台组块的重力,
即F=G'=1.55×108N,
竖直向上移动的距离s=0.8m+1.2m=2m,
工程船对平台组块竖直向上做的功
W=Fs=1.55×108N×2m=3.1×108J。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
$$