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．快递自动分拣系统展示了“中国制造”的实力。如图是水平分拣线传动面上分拣快件时的情形，下列对快件的分析正确的是（　　） A．匀速直线运动时没有受到分拣线传动面的摩擦力 B．运动速度增大时，惯性也增大 C．对传动面的压力与传动面对它的支持力是一对平衡力 D．匀速直线运动时机械能增大 2．高台跳水运动员从空中下落的过程中（不计空气阻力），运动员的（　　） A．重力势能不变，机械能不变 B．重力势减小，机械能减小 C．动能不变，机械能增大 D．动能增大，机械能不变 3．人造地球卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，当它从远地点向近地点运行时， 它的（　　） A．速度增大 B．动能转化为重力势能 C．机械能增大 D．重力势能增大 4．下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　） A．功率越大的机器，做的功一定越多 B．机器的功率越大，机械效率一定越大 C．额外功与总功之比越小，机械效率一定越大 D．物体做的有用功越多，机械效率一定越大 5．如图所示，小华把铁球拉近刚好贴着自己的鼻子，松开手后，头保持不动，铁球由a点沿弧线abc运动到c点，然后从c点往回摆动，则下列说法不正确的是（ρ铜＞ρ铁）（　　）    A．铁球位于a点时重力势能最大 B．铁球从a点运动到b点时，重力做功，拉力不做功 C．铁球从a点运动到c点时，重力势能转化为动能 D．把铁球改用铜球，从c点摆回时不会碰伤鼻子 6．如图所示，在粗糙水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，弹簧在自然长度时，小球位于O点：当通过小球压缩弹簧到A位置时，释放小球；然后小球从A点开始向右运动，最远运动到B点，则（　　） A．小球在AO之间某点处，速度达到最大 B．小球在O点处速度达到最大 C．小球在B点速度为0达到平衡状态 D．AO=OB 二、填空题 7．如图所示为掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片。弹性小球从A点运动到点的过程中，它的 能转化为 能；小球整个运动过程机械能 （选填“守恒”或“不守恒”），在点的机械能 （选填“大于”“小于”或“等于”）它在点的机械能。 8．如图是江西好少年坚持20多分钟托举被卡儿童的情景．若儿童从高楼掉向地面，其 能将会不断转化为动能，后果不堪设想．从物理意义上说，“托举少年”在此过程中对该儿童 (填¨“做了”或“没有做”)功．    9．(1)2022年5月15日，我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇成功上浮到海拔9032米的高空，创造了大气科学观测海拔高度世界纪录。浮空艇里充的是密度 （选填“大于”或“小于”）空气的气体，使浮空艇受到的浮力 自身的重力，从而实现上升（填“大于”、“小于”或“等于”）； (2)2023年5月28日，我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机C919圆满完成商业首飞。“C919”加速升空时，机械能 （选填“增大”或“减小”）；它飞行时利用“流体流速越大的位置，压强越 ”（选填“大”或“小”）的原理获得向上升力，它在空中匀速转弯时，受到 力的作用；（选填“平衡”或“非平衡”） (3)当多架战斗机从我国参加演习的航母“辽宁舰”上起飞后，舰体 （选填“上浮一些”、“下沉一些”或“不动”），受到的浮力 （选填“变大”“变小”或“不变”） 10．如图甲所示，在平地上用水平向右的力F推一木箱，推力随时间变化的图像如图乙所示，木箱速度随时间变化的图像如图丙所示，0﹣2s内木箱处于 （填“静止”或“匀速直线运动”）状态；6s﹣8s内木箱受到的推力为 N，推力的功率为 W。 11．一辆载重卡车在2×103N牵引力的作用下，沿平直公路匀速行驶，则地面对卡车的阻力为 N。卡车刹车时，仍会行驶一段距离才停下，是因为卡车具有 ，在减速过程中，卡车的动能 （填“变大”“变小”或“不变”）。 12．利用图中所示的装置分别用力竖直匀速提升重100N的物体，物体的运动速度为，每个滑轮重20N，不计绳重和摩擦。能改变施力方向的是图 ；拉力、做功的功率 （﹥/﹤/=，下同），装置乙、丙的机械效率 。 三、实验题 13．小亮在探究“物体的重力势能与哪些因素有关”时，选用下列实验器材：一块厚泡沫，三个相同的铁钉；三个质量分别为的铝块。他做了如下实验：首先控制铁钉插入泡沫的深度相同，分别将三个铝块由空中静止释放撞击铁钉，撞击后铁钉进入泡沫的深度如图所示。 (1)比较 两次实验的情况，说明高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大； (2)由于实验室器材数量有限，另一小组同学没有领到质量为m3的铝块，他们是否可以完成对（1）中结论的探究? （选填“能”或“不能”）；若能，请说明操作；若不能，请说明理由。 ； (3)本实验中，m2的质量比m3小，但初始高度比m3高，小亮认为没有做到控制变量，所以无法比较m2和m3的重力势能大小，你是否同意? （选填“是”或“否”），请写出你的依据 。 四、计算题 14．一辆汽车以108km/h的速度在平直的高速公路上匀速行驶了1.3km，受到的阻力为900N。求此过程中： （1）汽车牵引力做的功； （2）汽车牵引力做功的功率。 五、简答题 15．请从能量的角度解释，为什么要对行驶的汽车限载。 16．骑自行车下坡时，尽管停止用力蹬车，速度却在不断增大，请用学过的物理知识进行解释。 17．如图所示，一轻质弹簧两端分别与竖直墙面和木块固定连接，用木块压缩弹簧至水平光滑地面的A点。松手后木块在A点和B点间来回运动，图中O点是弹簧原长的位置。请写出木块从A点运动到B点过程中动能的变化情况，并从功能关系的角度阐述理由。 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 答案 A D A C C A 1．A 【详解】A．匀速直线运动时，快件与分拣线传动面相对静止，没有相对运动的趋势，所以快件没有受到摩擦力的作用，故A正确； B．质量是物体惯性大小的唯一的量度，与速度无关，故B错误； C．对传动面的压力作用在传送带上，传动面对它的支持力作用在快件上，二力不是作用在同一个物体上，所以不是一对平衡力，故C错误； D．匀速直线运动时，质量、高度和速度均没有变化，所以动能和势能都没有变化，所以机械能大小不变，故D错误。 故选A。 2．D 【详解】高台跳水运动员从空中下落的过程中，运动员的质量不变，高度下降，速度增大，运动员的重力势能减小，动能增大，机械能是势能和动能之和，机械能保持不变，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．A 【详解】ABD．卫星在运行过程中质量不变，卫星在近地点和地球的相对距离最小，速度最大，近地点势能最小，动能最大；卫星在远地点和地球的相对距离最大，速度最小，远地点的势能最大，动能最小，所以，卫星从远地点向近地点运行过程中，卫星的势能转化为动能，势能变小，动能变大，速度增大，故A符合题意，BD不符合题意； C．由于卫星从远地点向近地点运行时，只有动能和势能相互转化，所以卫星的机械能守恒，卫星的机械能不变，故C不符合题意。 故选A。 4．C 【详解】A．功率是指做功快慢的物理量，功率大的机械，做功快，但做功不一定多，故A错误； B．功率是指做功的快慢，而机械效率是指有用功与总功的比值，机器功率的快慢与机械效率的大小无关，故B错误； C．总功包括有用功和额外功，额外功在总功中占的比例越小，则有用功占的比例就越大，机械效率就越高，故C正确； D．有用功与总功的比值是机械效率，物体做的有用功多，若其额外功也多，则机械效率不一定大。故D错误。 故选C。 5．C 【详解】A．铁球从a点到c点的过程中，铁球会与空气摩擦消耗机械能，到达c点时机械能变小，a、c两点的动能均为零，但a点的势能大于c点的势能，故A正确，不符合题意； B．铁球从a点运动到b点时，竖直方向有高度差，重力要做功，但拉力的方向始终与运动的方向垂直，拉力不做功，故B正确，不符合题意； C．铁球从a点运动到c点时，质量不变，速度先变大后变小，高度先变小后变大，则动能先变大后变小，势能先变小后变大，整个过程中势能先转化为动能，后动能转化为势能，故C错误，符合题意； D．把铁球改用铜球，小球摆动时，也会与空气摩擦消耗机械能，同样达不到a点，所以改用铜球也不会碰伤鼻子，故D正确，不符合题意。 故选C。 6．A 【详解】AB．水平台面粗糙，小球运动时有摩擦力，从A向O运动过程中，摩擦力向左，当弹簧向右弹力与向左摩擦力大小相同时，小球有最大速度，因此最大速度的点，在AO之间，故A符合题意，B不符合题意； C．小球在B点速度为0，弹簧处于拉伸状态，受弹簧向左弹力作用，受力不平衡，不处于平衡状态，故C不符合题意； D．小球和弹簧当成一个系统，由于台面摩擦，系统机械能减小，故A点机械能大于B点机械能，AB两点小球动能都为0，则A点弹簧性势能大于B点弹性势能，即AO大于OB，故D不符合题意。 故选A。 7． 重力势 动 不守恒 大于 【详解】[1][2]弹性小球从A点运动到B点的过程中，质量不变，高度变小，其重力势能变小，同时速度变大，则动能变大，所以该过程中重力势能转化为动能。 [3][4]由图知，小球弹跳的高度越来越低，说明小球撞击地面时小球的机械能转化为地面和小球的内能，则小球机械能逐渐减小，且B点在C点之前，所以弹性小球在B点的机械能大于它在C点的机械能。 8． 重力势 没有做 【详解】[1]儿童从高楼掉向地面，其质量不变，高度减下，重力势能不断转化为动能。 [2]“托举哥”在托举儿童的过程中对该儿童施加了力，但没有在力的方向上移动距离，故没有做功。 9．(1) 小于 大于 (2) 增大 小 非平衡 (3) 上浮一些 变小 【详解】（1）[1][2]浮空艇是利用在空气中受到的浮力来工作的，由物体的浮沉条件可知，当艇内气体的密度小于空气的密度时，才可以升空；浮空艇受到的浮力大于自身的重力，从而实现上升。 （2）[1]加速升空过程中，高度升高，故重力势能在增加，速度加快，故动能增大，机械能是动能与势能的和，则机械能增大。 [2]在飞行过程中，在相同的时间内，因机翼上方凸起，路程长空气流速快，压强小，下方平直，路程短，空气流速慢，压强大，流速越大的位置流体压强越小，所以飞机获得向上的升力。 [3]它在空中匀速转弯时，运动方向发生改变，运动状态发生改变，受到非平衡力。 （3）[1][2]航空母舰始终处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，当战斗机从军舰上起飞后，重力变小，所以军舰受到的浮力变小；由阿基米德原理F浮=ρgV排可知，排开水的体积减小，航母将上浮一些。 10． 静止 6 6 【详解】[1]根据图丙可知，0﹣2s内木箱的速度为0m/s，处于静止状态。 [2][3]由图乙知，6s﹣8s内木箱受到的推力为6N，且由图丙知，木箱做匀速直线运动，速度为1m/s，6s～8s内推力做功的功率大小为 P=Fv=6N×1m/s=6W 11． 2×103 惯性 变小 【详解】[1]由题知，卡车沿平直公路匀速行驶，卡车处于平衡状态，所以受到的牵引力F和地面对卡车的阻力f是一对平衡力，则卡车受到的阻力 f=F=2×103N [2]物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。卡车刹车时，仍会行驶一段距离才停下，是因为卡车具有惯性。 [3]在减速过程中，卡车的质量保持不变，因速度变小，故动能变小。 12． 甲 = = 【详解】[1]由图可知，提升物体时，甲中的装置是定滑轮，可以改变力的方向；乙、丙中装置的拉力的方向都是向上的，没有改变力的方向。 [2]乙装置中有两段绳子拉着动滑轮，则 物体的运动速度为，则乙中绳子的自由端移动的速度为 乙装置拉力的功率为 丙装置中有三段绳子拉着动滑轮，则 物体的运动速度为，则丙中绳子的自由端移动的速度为 丙装置拉力的功率为 故 [3]根据 由于乙、丙装置都只有一个动滑轮，故可得 13．(1)a和c (2) 不能 见解析 (3) 否 见解析 【详解】（1）由题知道，a和c中铝块的质量不同，高度相同，铁钉进入泡沫深度不同，因此比较，a和c两次实验的情况，说明铝块高度相同时，质量越大，铝块的重力势能越大。 （2）[1][2]由于a、b中金属块的质量相同，高度不同，铁钉进入泡沫深度不同，故能得到的结论：在质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大。由于不能控制高度相同时，质量不同，所以不能完成（1）中结论的探究。 （3）[1][2]由图丙所示知道，a、b中金属块的质量相同，高度不同，铁钉进入泡沫的深度不同，故可探究重力势能的大小与高度的关系，得到的结论为：在质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大；所以，我们是通过观察比较铁钉进入泡沫的深度来间接比较金属块重力势能的大小，比较b、c实验，m2对应的铁钉进入泡沫的深度较大，则m2的重力势能较大。 14．（1）1.17×106J；（2）2.7×104W 【详解】解：（1）由题意可知，汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，故由二力平衡可知，汽车在水平方向所受牵引力F等于所受阻力f，即 F=f=900N 汽车的行驶距离为 s=1.3km=1300m 故由W=Fs可得，汽车牵引力做的功为 W=Fs=900N×1300m=1.17×106J （2）由题意可知，汽车的行驶速度为 v=108km/h=30m/s 故由 可得，汽车牵引力做功的功率为 P=Fv=900N×30m/s=2.7×104W 答：（1）汽车牵引力做的功为1.17×106J； （2）汽车牵引力做功的功率为2.7×104W。 15．速度一定，质量越大的物体动能越大，越不容易停下来，容易造成交通事故。 【详解】影响动能大小的因素是质量和速度，在速度一定时，汽车超载会使得质量很大，质量越大的物体动能越大，在发生紧急情况时越不容易停下来，容易造成交通事故，因此要对行驶的汽车限载。 16．见解析 【详解】骑自行车下坡时，人和自行车的质量不变，所处高度减小，重力势能减小，减小的重力势能转化为动能，使动能不断增大，所以车的速度在不断增大。 17．见解析 【详解】木块由A运动到B，动能先变大后变小，A点到O点的过程中弹力做功把弹簧的弹性势能转化为木块的功能，所以木块动能逐渐变大；O点到B点的过程中木块克服弹簧的弹力做功将自身的动能转化为弹簧的弹性势能，则动能变小。 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 $$