内容正文:
第十一章 功和机械能
一、选择题
1.如图所示的实例中,人对物体做功的是( )
A.甲:小车在推力作用下前进一段距离 B.乙:提着滑板在水平路面上前行
C.丙:用力搬石块没有搬起 D.丁:举着杠铃在空中静止
2.如图所示,一运动员在高山滑雪时,在一缓坡处匀速下滑。关于运动员机械能变化情况的说法正确的是( )
A.重力势能减小 B.动能逐渐增大
C.机械能越来越大 D.机械能保持不变
3.有两台机械甲和乙,甲的功率为,乙的功率为,下列说法正确的是( )
A.甲一定比乙做功多 B.乙一定比甲做功多
C.甲一定比乙做功慢 D.相同时间内,甲一定比乙做功多
4.如图所示是蹦床运动员表演的情景。运动员从最高点下落到与蹦床接触前的过程中,运动员的动能和重力势能变化情况是( )
A.动能减小,重力势能减小 B.动能增大,重力势能减小
C.动能减小,重力势能增大 D.动能增大,重力势能增大
5.一个物体自由下落,相继经过A、B、C三点,且AB = BC.如图所示,物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,下列选项正确的是( )
A.W1=W2,P1>P2 B.W1<W2,P1>P2
C.W1>W2,P1<P2 D.W1=W2,P1<P2
6.2022年5月5日,长征二号丁运载火箭在太原卫星发射中心点火升空,成功将8颗卫星送入预定轨道。在图运载火箭加速升空过程中说法正确的是( )
A.动能增大,势能减小 B.动能减小,势能增大
C.动能不变,势能增大 D.动能增大,势能增大
7.如图所示为乒乓球在水平地面上连续弹跳时产生的轨迹的一部分,该图表明( )
A.在图中乒乓球的弹跳方向为自右向左
B.乒乓球弹跳时机械能守恒
C.乒乓球运动过程中重力势能一直减小
D.乒乓球某次弹起过程中,弹起瞬间的动能大于此过程最高点时的重力势能
8.如图,弹簧下端悬挂一个实心小球,用手托住小球,小球静止在A点,此时弹簧处于自然长度。释放小球,小球向下运动到最低点B(不超过弹簧弹性限度)。若不计空气阻力,小球从A点运动到B点的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球的重力势能一直在减少,动能一直在增加
B.小球减少的重力势能全部转化为动能
C.弹簧的弹性势能不断增大
D.小球的机械能不变
二、填空题
9.如图为小庆滑雪时的情景,他收起雪杖加速下滑的过程中,动能 ,重力势能 (均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
10.5月16日,国产机器狗亮相中束“金龙-2024”联合演习现场,引发热议。其中一款机器狗质量约50kg,最大负载80kg,可在复杂地面环境中完成侦查和对敌打击任务。当这一款机器狗满负荷携带机枪在100s的时间内前进1km并爬上5m高的陡坡的过程中,机器狗克服重力做的功为 J。
11.北京世园会上,车身离地30cm高的电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内,此过程中,扫地车整体的动能 ,重力势能 (两空均选填“不变”、“变大”或“变小)。
12.如图是柳州市高88米的摩天轮。摩天轮匀速转一圈约15分钟,在吊箱从最低点向最高点运动的过程中,吊箱的动能 ,重力势能 ,机械能 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
13.塔吊吊起重物在竖直方向匀速上升时,若拉力大小为1×104N,重物上升的距离为40m,重物上升所用的时间为50s,则拉力做功为 J,功率为 W。
三、实验探究题
14.小明在家和妈妈一起做饭时,一个饮料瓶不小心落到了松软的面团上,在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动,利用面团和装有水的饮料瓶,做了如图所示的实验来探究重力势能大小跟哪些因素有关。
(1)总结实验①②③发现,该实验要探究的是物体重力势能的大小与物体 和 的关系;物体重力势能的大小可由 来体现;
(2)利用实验①②可得出结论: 相同时,物体的 越大,它具有的重力势能越大;
(3)《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”,生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为,“高空抛物”危害性大的原因,可通过分析实验②③得出的结论来解释,请你写出该结论。 。
15.在探究物体的动能大小跟哪些因素有关时,选用的实验装置如图所示。钢球A在斜面上高度为h处由静止释放,到达水平面后撞击木块B,木块B在水平面上移动一段距离s后静止。
(1)实验研究的是 (选填“钢球A”或“木块B”)的动能大小跟哪些因素有关;
(2)若让同一钢球A分别从斜槽不同的高度由静止开始滚下,高度h越高,钢球运动到水平面时速度 ,原因是:钢球的重力势能越大,转化为钢球的 能越大,木块B被撞得越远。这反映出物体的动能与物体的 (选填“质量”“速度”或“高度”)有关;
(3)若让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下,速度相同时,质量越 的钢球将木块B撞得越远。这反映出物体的动能与物体的质量有关;
(4)若斜槽光滑,小球从斜槽顶端由静止滚到斜面底部的过程中,其机械能 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(5)本实验中运用了两种研究方法:一是 法,二是转换法。转换法的应用:用木块B 来反映钢球动能的大小。
四、综合题
16.图中某智能机器人的质量为,其轮子与水平地面接触的总面积为。在水平地面上工作时,该机器人匀速直线移动的速度为,所受阻力是机器人重力的倍。求:取
(1)机器人对水平地面的压强;
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动,求此过程中牵引力做的功和功率。
17.如图所示是我国自主研制的一款无人机,它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器。若该无人机总质量为20kg,在4s内沿竖直向上匀速移动了40m。(不计空气阻力,g取10N/kg)求:
(1)该无人机总重;
(2)该无人机上升时升力做的功;
(3)该无人机上升时的功率。
参考答案
1.A
2.A
3.D
4.B
5.D
6.D
7.D
8.C
9.变大;变小
10.6.5×103
11.变大;变大
12.不变;变大;变大
13.4×105;8×103
14.质量;被举高的高度;瓶子陷进面团的深度;被举高的高度;质量;在质量一定时,物体被举得越高,重力势能越大
15.(1)钢球A
(2)越大;动;速度
(3)大
(4)不变
(5)控制变量;移动的距离
16.(1)解:机器人的重力为:;
在水平地面上工作时,机器人对水平地面的压力:;
机器人对水平地面的压强:
答:机器人对水平地面的压强为;
(2)解:机器人在水平地面受到的阻力为:
;
机器人匀速直线运动时,机器人在水平方向上受力平衡,则机器人的牵引力;
此过程中牵引力做的功:;
牵引力的功率为:
答:此过程中牵引力做的功为、功率为。
17.(1)解:该无人机总重:G=mg=20kg×10N/kg=200N;
答:该无人机总重是200N
(2)解:该无人机竖直匀速上升时,升力和阻力是平衡力,该无人机竖直匀速上升的升力:F=G=200N,
该无人机竖直上升时做的功:W=Fs=200N×40m=8000J;
答:该无人机上升时升力做的功是8000J;
(3)解:该无人机上升时的功率:P===2000W。
答:该无人机上升时的功率是2000W。
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