第11章 功和机械能【B培优卷】--2024-2025学年八年级物理下册单元速记 巧练（山西专用）

2023-2024学年八年级物理上册单元测试卷（人教版） 第十一章 功和机械能 （B卷•培优卷） （考试时间：80分钟 试卷满分：80分） 注意事项： 1．测试范围：人教版八年级上册第11章。 第Ⅰ卷 选择题 1、 选择题（本题共11小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1、（2024年重庆B）“备战奥运，再创辉煌”，对图中的运动员刻苦训练的情境说法正确的是（ ） A. 运动员举着杠铃不动时对杠铃做了功 B. 运动员射出的箭受到惯性作用而继续飞行 C. 运动员击打网球改变了球的运动状态 D. 运动员从起跑线起跑后一直处于平衡状态 【答案】C 【解析】 【详解】A．运动员举着杠铃不动时，有力而无距离，对杠铃不做功，故A错误； B．运动员射出的箭由于具有惯性而继续飞行，惯性不能说受到，故B错误； C．力可以改变物体运动状态，运动员击打网球改变了球的运动状态，故C正确； D．运动员从起跑线起跑后不是一直保持匀速直线运动，并非一直处于平衡状态，故D错误。 故选C。 2、（2024江苏连云港） 如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为，功率的大小分别为，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由题知，同一个人先后两次用同样的力，分别将不同质量的物体沿力的方向移动相同的距离，根据W=Fs可知，拉力的大小相同，在力的方向上移动的距离相同，则拉力做功相同，即 W1​=W2​ 由题知，做功用的时间相同，根据可知，两次做功的功率相同，即 P1​=P2​ 故ABD错误，C正确。 故选C。 3、（2023年湖南益阳）荡秋千是人们平时喜爱的一项运动。如图所示，秋千在摆荡的过程中，A为最低点，B是摆荡到右边时的最高点。下列说法正确的是（　　） A. 人从A点运动到B点是利用了人具有惯性 B. 人在A点时惯性最大，在B点时的惯性最小 C. 人由A点运动到B点的过程中，重力势能不变，机械能增大 D. 人从B点运动到A点的过程中，重力势能增大，动能增大 答案：A 解析：A．秋千在摆荡的过程中，人从最低点A点，由于人具有惯性，能够运动到最高点B点，故A正确； B．惯性的大小与质量有关，人在A点和B点时，质量不变，惯性不变，故B错误； C．人由A点运动到B点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，克服摩擦做功，机械能减小，故C错误； D．人从B点运动到A点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故D错误。 故选A。 4、（2024年山东滨州）以下四图节选自我国古代科技巨著《天工开物》，其中说法正确的是（ ） A. 图甲“轧蔗取浆”中，牛拉“犁塘”匀速转动的过程中，其运动状态保持不变 B. 图乙“湿田击稻”中，用力甩稻秆，稻粒落入木桶中，是因为受到惯性力 C. 图丙“北耕兼种”中，耧下端的“鐵尖”是通过减小受力面积来增大压力的 D. 图丁“长流漂米”中，水从高处流下，水的重力势能转化为动能 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲“轧蔗取浆”中，牛拉“犁塘”匀速转动的过程中，其运动方向不断变化，因此运动状态改变，故A错误； B．图乙“湿田击稻”中，用力甩稻秆，稻粒落入木桶中，是因为其具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性，故B错误； C．图丙“北耕兼种”中，耧下端的“鐵尖”是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故C错误； D．图丁“长流漂米”中，水从高处流下，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能增大，因此水的重力势能转化为动能，故D正确。 故选D。 5、一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上，如果对木块施加的水平拉力为F，如图甲所示；F的大小与时间t的关系如图乙所示；木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。以下说法正确的是（　　） A. 当t=1s时，木块受到的摩擦力是0 B. 当t在2~4s内，木块做匀速直线运动，受到的摩擦力为5N C. 当t在4~6s内，拉力F的功率为6W D. 当t在2~6s内，木块的机械能保持不变 答案：C 6、（2024年黑龙江大庆）神舟十八号是中国载人航天工程第十八艘载人飞船，于2024年4月25日，在酒泉卫星发射中心发射成功。中国国旗随神舟十八号载人飞船搭载进入中国空间站，由神舟十八号航天员乘组与神舟十七号航天员乘组进行了太空传递和在轨展示。在飞船加速上升的过程中，若不考虑其质量的变化，下列分析正确的是（ ） A. 重力势能增加，动能不变 B. 重力势能减少，动能增加 C. 重力势能增加，动能增加 D. 重力势能不变，动能不变 【答案】C 【解析】 【详解】飞船加速上升的过程中，质量不变，高度升高，速度增大，故重力势能和动能均增加，所以ABD错误，C正确。 故选C。 7．如图所示，用一水平压力F将重为10N的物体压在粗糙程度相同的竖直墙壁上。当力F为30N时，物体处于静止状态；当压力F为25N时，物体恰好匀速下滑。下列说法中正确的是（ ） A．物体处于静止状态时，受到墙壁对它竖直向下的摩擦力为10N B．若物体匀速下滑的速度为0.2m/s，则其重力做功的功率为5W C．物体在匀速下滑过程中，受到墙壁对它竖直向上的摩擦力为15N D．保持25N的压力不变，竖直向上施加20N的拉力可使物体匀速上滑 答案：D 解析： AC.物体静止或匀速直线运动时，都受平衡力的作用，竖直方向受到的重力和墙壁对它的摩擦力是一对平衡力，所以物体静止和沿墙壁匀速下滑时摩擦力都与重力相等，等于 10N，与压力无关。故 AC错误； B.物体自由下落过程中，重力做功的功率为 P = w = Fs =Fv=Gv，由 P=Gv t t 可得重力做功的功率为 2W，故 B错误； D.保持压力不变，则滑动摩擦力大小不变仍为 10N，物体向上匀速直线运动时，竖直向上施加 20N 的拉力是物体受到向上的拉力为 20N，受到向下的重力 10N，和向下的摩擦力 10N，竖直方向上合力为 0N，故 D 正确。 故选：D。 8、（2023年贵州）如图所示，轻质弹性绳的一端系上小球，另一端固定在O点，将小球从O点自由释放，下落到A点时绳子达到原长，随后落到最低点B（B点位于地面之上）。不计空气阻力，则下落过程中有关小球的分析正确的是（　　） A. O到B小球的机械能保持不变 B. A到B小球减小的重力势能全部转化为绳子的弹性势能 C. O到A小球减小的重力势能全部转化为动能 D. A到B小球所受到的重力始终大于绳子对它的弹力 答案：C 解析：A．由题意可知，小球从A运动到B时，绳子逐渐被拉长，绳子的弹性势能增加，小球的机械能部分转化为绳子的弹性势能，即此过程中小球的机械能减少，故A错误，不符合题意； B．小球由A运动到B的过程中，绳子对小球的弹力逐渐增加，当绳子对小球的弹力小于小球所受重力时，小球所受合力向下，小球仍向下做加速运动，此时小球的速度增加，高度降低，小球的重力势能减少，动能增加，绳子被拉长，则绳子的弹性势能也增加，即小球的重力势能转化为小球的动能和绳子的弹性势能，故B错误，不符合题意； C．由题意可知，小球从O运动到A的过程中，绳子未达到原长，则此过程中绳子对小球无弹力，此时小球只受到重力作用向下加速运动，小球的速度增加，高度降低，则小球的动能增加，重力势能减小，小球的机械能守恒，故此时小球减少的重力势能全部转化为小球的动能，故C正确，符合题意； D．小球从A运动到B的过程中，绳子被逐渐拉长，小球所受绳子的弹力逐渐增加，当小球所受绳子弹力等于小球所受重力时，此时小球的速度达到最大，再向下运动时，此时小球所受绳子弹力大于小球所受重力，小球所受合力向上，则此时小球做减速运动，运动到B点时，小球速度为0，故可知A到B小球所受重力不是始终大于绳子对它的的弹力，故D错误，不符合题意。 故选C。 9、引体向上是体育课健身项目之一，小明在30s内完成9个标准的引体向上，他引体向上的功率约为（　　） A．6W B．60W C．600W D．6000W 【答案】B 【详解】中学生的质量约50kg，小明的重力 G=mg=50kg×10N/kg=500N 完成一个引体向上，向上运动约0.5m，则克服重力做的功 W=Gh=500N×0.5m=250J 由题意可知，30s内做的总功 W总=9W=9×250J=2250J 则30s内克服重力做功的功率 接近60W，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 10．小宁同学两次水平拉动同一物体，使它们在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的s－t图像如图所示。下列说法正确的是（   ） A．物体第一次运动速度为1m/s，第二次运动速度为2m/s B．物体第一次所受的摩擦力大于第二次所受的摩擦力 C．0~8s拉力第一次做的功等于第二次的2倍 D．0~8s拉力第二次做功的功率等于第一次的2倍 【答案】C 【详解】A．由图像可知，0~8s内，物体第一次运动了8m，第二次运动了4m，则第一次速度为 第二次速度为 故A错误； B．两次水平拉动同一物体，均在同一水平面上做匀速直线运动，受力平衡，拉力等于摩擦力，压力和接触面粗糙程度不变，则摩擦力不变，所以物体第一次所受的摩擦力等于第二次所受的摩擦力，两次拉力也相等，故B错误； CD．0~8s，两次拉力相等，第一次的路程是第二次的2倍，根据可知拉力第一次做的功等于第二次的2倍，根据，拉力第一次做功的功率等于第二次的2倍，故C正确，D错误。 故选C。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验探究题（本大题共6个小题，11题7分，12题7分，13题3分，14题4分，，共21分） 11、如图所示，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击水平面上同一位置上的同一木块，木块移动一段距离后停止。 (1)实验中，探究的动能是指___________（填字母）。 A．小球在斜面上的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．木块被小球撞击后的动能 (2)实验中，物体的动能大小通过观察 来判断。 (3)通过甲、丙两图的实验，可以探究动能大小与 的关系，得出的结论是 。 (4)甲、乙两次实验中，让小球从斜面上的不同高度静止滚下，目的是 。 (5)实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，于是利用上述器材进行了实验探究，得到的数据如下表。分析数据可知 （选填“超速”或“超载”）对汽车动能的影响更大，发生交通事故时，造成的伤害更严重。大家在进行交流时，发现表格设计存在问题，请你指出该问题是： 。 实验序号 小球的质量 小球自由滚下的高度 木块被撞击后运动的距离 1 30 10 10 2 30 20 40 3 60 10 20 【答案】(1)B (2)小球撞击木块后，木块移动的距离 (3) 质量 物体速度相同时，质量越大，动能越大 (4)使小球到达水平面时的速度不同 (5) 超速 表格中物理量的数据缺单位 【详解】（1）据题意可知，实验中通过小球撞击木块时对木块做功的多少来探究小球的动能大小，即小球撞击木块时的动能的大小，故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 （2）实验中，小球动能的大小是通过小球撞击木块后，木块移动的距离来反映的，木块移动的距离越远，说明小球的动能越大。 （3）[1][2]比较甲和丙两组实验可知，小球滚下的高度相同，到达水平面时的速度相同，小球的质量不同，质量越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，可以探究动能大小与质量的关系，故结论为：物体速度相同时，质量越大，动能越大。 （4）分析甲、乙两图可知，小球的质量相同，在斜面上滚下的高度不同，高度越高，到达水平面时的速度越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，可以探究动能大小与速度的关系；甲、乙两次实验中，让小球从斜面上的不同高度静止滚下，目的是使小球达到水平面时的速度不同。 （5）[1]研究超载隐患时，应控制小球下滑的高度相同而质量不同，由表中实验数据可知，应选择1、3所示实验进行比较，小球的速度相同，质量为原来的2倍时，木块移动的距离为原来的二倍；为了探究“超速”安全隐患，应选择1、2两个序号的实验进行比较，小球的质量相同，小球滚下的高度变为原来的二倍时，即速度为原来的二倍时，木块移动的距离为原来的4倍；由表中实验数据对比可知，在同等条件下，速度对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。 [2]在对物理量的数据进行记录时，数据后面应有对应的单位，表格设计存在的问题是：数据缺物理量的单位。 12．小明同学在探究重力势能的大小与哪些因素有关时，提出了如下猜想： 猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关； 猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关。 为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验，如图甲所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿陷入沙子的深度。 按上述方案进行实验，其实验数据如表所示。 序号 铁块质量（g） 铁块距桌面高度（cm） 桌腿陷入沙子的深度（cm） ① 20 20 1.9 ② 20 30 2.9 ③ 20 40 3.8 ④ 30 20 2.9 ⑤ 40 20 4.1 (1)实验探究的是 （选填“铁块”或“小桌”）的重力势能，实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小，这种研究方法叫做 法。 (2)为了验证猜想一，需选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析。 (3)分析表中①②③三组实验数据，可得出的结论是：质量相同的物体，所处高度越高， 。 (4)完成以上实验探究后，小明同学又进行了两次实验来探究动能大小与质量的关系，如图乙、丙所示，让质量不同的小球从同一高度由静止开始释放，撞击木板上放置的木块（木板固定在水平面上），并通过木块移动距离来反映小球动能的大小。该实验中小球的动能是由 能转化而来的，实验中错误的操作是 。 【答案】(1) 铁块 桌腿陷入沙子的深度 转换 (2)①④⑤ (3)重力势能越大 (4) 小球的重力势 见解析 【详解】（1）[1][2][3]重力势能的大小无法直接观察到，所以采用转换法，通过观察桌腿陷入沙中的深浅来判断重力势能的大小，所以探究的是铁块的重力势能。 （2）要验证猜想一物体的重力势能与质量有关，根据控制变量法，应控制物体的高度不变，改变物体质量的大小，故①④⑤组符合题意。 （3）通过对①②③组数据分析可知，质量相同，高度依次增加，导致桌腿进入沙子的深度更深即重力势能越大。 （4）[1]小球下落过程中重力势能转化为动能。 [2]在探究动能大小与质量关系，需要控制其他影响变量相同，而运动物体的质量不同。因通过木块滑行距离大小来比较动能大小，故两次实验中木块初始位置应相同，图中错误的操作是两次实验中未保持木块初始位置相同。 13．在某次综合实践活动中，小明所在的物理兴趣小组对物体从高空自由落到地面的撞击力进行研究。在无风环境下，将质量相等的鸡蛋分别从不同高度由静止释放，砸中铺在草坪上1cm厚的石膏板，实验现象如下表所示： 实验次序 高度/m 实验现象 ① 10 鸡蛋破碎，石膏板凹陷且出现裂纹 ② 20 鸡蛋破碎，石膏板被砸中的地方破裂 ③ 30 鸡蛋破碎，石膏板被击穿 (1)根据实验现象，可以得出：同一物体从高空落到地面的撞击力可以通过 反映出来； (2)根据实验现象，可以得出：同一物体从高空落到地面的撞击力与 有关； (3)实验后，小明想探究“高空下落的物体所受空气阻力和速度的关系”，他选取了三个外形相同的锥形物体，其质量之比为1∶4∶9，让它们从相同高度同时自由落下，并以竖直砖墙为背景，用数码相机的连拍功能每隔相等时间曝光一次的方法记录它们的运动过程，如图所示，由此得出空气阻力和速度的关系是 。 【答案】(1)石膏板的破裂程度 (2)释放高度 (3)空气阻力与速度的平方成正比 【详解】（1）根据转换法，实验中，鸡蛋的撞击力可以通过石膏板的破裂程度反映出来，石膏板的破裂程度越大，说明鸡蛋的撞击力越大。 （2）由表可知，鸡蛋的质量相等，下落的高度不同，石膏板的破裂程度不同，即撞击力不同，得出结论：同一物体从高空落到地面的撞击力与释放高度有关。 （3）图中相同时间，锥形物体下落的路程之比为1∶2∶3，根据，则锥形物体下落的速度之比为1∶2∶3，物体匀速下落，重力与阻力二力平衡，质量之比为1∶4∶9，重力之比为1∶4∶9，则阻力之比为1∶4∶9。所以，空气阻力与速度的平方成正比，即。 14、跳绳是某市初中毕业生体育测试的项目之一，小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。 （1） 用 （填测量器材测量自己的质量 m)。 （2） 用刻度尺测出自己每次跳起的平均高度h（人的重心上升的高度）。 （3） 用秒表记录跳n次所用的时间t。 （4） 计算出跳绳时克服重力的平均功率P= （用字母表示）. （5） 两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则 。（填字母） A．频率相同，跳的时间长的功率大    B．频率相同，体重大的功率大 C． 体重相同，跳的时间长的功率大   D．体重相同，频率高的功率小 （6） 小明同学在跳绳测试中，1min跳180次，每次腾空的最大高度平均 为4 cm，则他在跳绳过程中，克服重力做功的平均功率约是 。（填字母） A．360 W          B．600 W         C． 60 W      D．500 W 【答案】 台秤 BD C 【详解】[1]测量学生的质量比较合适的工具为台秤。 [2]学生跳绳n次用的时间为t秒，所有跳一次用的时间为 人的重力 跳绳时人重心移动的距离为h，故跳绳时克服重力做功功率 [3]AB．频率相同，体重大的，在相同时间里做的功多，功率大，故A不符合题意，B符合题意； C．由（4）可知体重相同，由于n不知道，不能根据跳的时间长短来判断功率的大小，故C不符合题意； D．体重相同，频率高，在相同时间里做的功多，所以功率大，故D符合题意。 故选BD。 [4]初中生的重力大约为500N，克服重力所做的功功率 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 三、综合应用题（本大题共7个小题，15题4分，16题3分，17题3分，18题4分，19题3分，20题6分，22题6分，共29分） 15、小明同学在成长笔记中记录了如图所示的错题，请你帮助他找出错误、分析错因并改正。 错题记录 错题改正 如图所示，重为20N的物块A由静止从光滑斜面顶端滑下，最终静止在水平面上。斜面高h为5m，长L为8m，物块在斜面上滑动时间t为5s，在水平面上滑动距离s为12m。求：（忽略物体大小） （1）物块在水平面上滑动过程中，重力对物块做的功； （2）物块在斜面上滑动过程中，重力对物块做功的功率。 解：（1）设物块所受重力为G，物块水平滑动距离s为12m，重力对物块做的功 （2）斜面长L为8m，重力对物块做的功 重力对物块做功的功率 错误之处： 错因分析： 【答案】 错误之处：见解析； 错误分析：见解析。 【详解】（1）不做功的三种情况分别是：第一种，有力无距离即有力，但是物体没有移动；第二种，有距离无力，物体移动了距离但是不受力；第三种，力的方向与移动方向垂直。题目属于第三种情况，故错误之处：第（1）问中，重力方向物体没有移动距离不做功，错误的是计算式 正确答案为：水平滑动过程，重力方向上没有移动，重力做功为0J； （2）问中，重力方向为竖直向下，移动距离为5m，故重力做功 重力对物块做功的功率为 错误分析：对三种不做功的情况不熟悉，做功的两个要素混淆不清。 16、阅读材料回答问题； “更立西江石壁，截断巫山云雨，高峡出平湖”，这是毛泽东在《水调歌头·游泳》中对于三峡大坝的宏伟设想，而今这一愿望得以实现。三峡大坝位于中国湖北省宜昌市三斗坪镇境内，工程包括主体建筑物及导流工程两部分，全长约3335m，坝顶高程185m。工程于1994年12月14日正式动工修建，2006年5月20日全线修建成功。兴建三峡工程的首要目标是防洪，同时还有发电、通航、枯水期补水、调节生态等多方面的功能。 2020年6月8日在长江主汛期来临前夕，三峡大坝上游水位已消落至防洪限制水位145m，提前腾出全部防洪库容。入汛以来，通过长江流域的控制型水库群发挥联合调度的拦蓄调控，在7月第3号洪水来临时，三峡水库水位从7月25日的约158.5m持续上涨，至7月29日，最高涨至将近163.5m。三峡水库避免了上游洪水与洞庭湖洪水叠加，有效缓解了长江中下游防洪压力，对长江2020年第3号洪峰产生有效拦截。 在大坝的左、右两侧有水电站厂房，机组单机额定容量70万千瓦。左岸山体内还有永久船闸和升船机。永久船闸为双线五级连续梯级船闸，可通过万吨级船队。爬升式垂直升船机，一次过船规模为3000吨级，最大垂直升降高度113m，上升速度约为0.1m/s，是世界上规模最大、技术难度最高的升船机项目。吨级的大型客轮过坝时间由通过永久船闸的3.5h缩短为约40min，使长江黄金水道通航效益及社会经济效益得以充分发挥。 三峡工程是中华民族在三峡谱写的一首新的民族之歌，世界第一的三峡大坝和世界上最大的水电站以及通航建筑物，成为新的世界奇观。 请根据上述材料回答下列问题； （1）三峡工程包括主体建筑物及 两部分； （2）从2020年6月8日到7月29日，水对三峡大坝底部的压强 （选填“增大”、“减小”或“不变”）； （3）升船机提升船只时对船做功的最大功率约为 W。（g取10N/kg） 【答案】 导流工程 增大 3×106 【详解】（1）[1]由材料可知，“工程包括主体建筑物及导流工程两部分”，所以三峡工程包括主体建筑物及导流工程两部分。 （2）[2]由材料可知，2020年6月8日三峡大坝上游水位已消落至防洪限制水位145米，至7月29日，最高涨至将近163.5米，则水的深度变大，由p=ρgh可知，水对大坝底部的压强增大。 （3）[3]升船机提升船只时，对船做功的最大功率 17、新疆的独库公路具有“一日游四季，十里不同天”的壮美奇景。 若汽车在平直的公路上匀速行驶12km，用时10min。已知该车总质量为1.6t，行驶中阻力为车重的0.05倍，此过程中汽车重力做功为 J；牵引力做功的功率为 kW；汽车以恒定功率爬坡时，为获得更大的牵引力，应 （填“增大”或“减小”）车速。 0 16 减小 （2）[1]由于车沿水平方向做匀速直线运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力没有做功。 [2]由于车做匀速直线运动，则牵引力等于阻力，则牵引力 汽车做的功为 汽车的功率为 [3]由可知，功率恒定，速度减小，牵引力增大。 18、2024年3月17日，中国选手王曼昱获得新加坡大满贯赛女子乒乓球单打冠军，在乒乓球运动过程中，不计空气阻力，请你回答下列问题： (1)在乒乓球上升的过程中，乒乓球的能量是如何转化的？其机械能如何变化？ (2)乒乓球运动到最高点时，是否处于平衡状态？请说明理由。 【答案】(1)见解析 (2)见解析 【详解】（1）在乒乓球上升的过程中，乒乓球的质量不变，速度变小，动能减小，同时高度升高，重力势能变大，动能转化为重力势能。机械能为动能和势能之和，所以不计空气阻力，机械能大小不变。（答出上升过程中动能转化成重力势能，机械能不变即可） （2）乒乓球运动到最高点时，不处于平衡状态；因为乒乓球运动到最高点时，只受重力作用，合外力不为零。 19、如图甲所示，将一弹簧固定在水平面上，在其上放置一个钢球，钢球静止时弹簧长度为L。用手向下压钢球使弹簧长度压缩到。释放钢球后，钢球运动到距离桌面最高点2L处，如图乙所示。请在答题卡相应位置上画出钢球从释放运动到最高点过程中，其运动速度随运动高度变化的大致关系图像。 【答案】 【详解】用手向下压钢球使弹簧长度压缩到，弹簧的弹性势能最大，释放钢球后，弹簧的弹性势能转化为钢球的动能，运动过程中，钢球的动能又转化成重力势能。钢球从到L的过程中，弹簧的弹力大于钢球的重力，其合力方向竖直向上，钢球向上做加速运动，速度不断增大；当弹簧长度为L时，弹簧的弹力等于钢球的重力，钢球所受的合力为零，此时速度最大；当钢球从L上升到2L的过程中，离开弹簧前，弹簧的弹力小于钢球的重力时，合力竖直向下，钢球向上做减速运动，速度不断变小；弹簧恢复原长，即钢球离开弹簧后，钢球由于惯性继续向上运动，速度不断变小；当钢球到达最高点2L处时，速度为零。综上可知，钢球从到L过程中，速度从0逐渐增大；钢球从L到2L过程中，速度从最大逐渐减小为0，如下图所示： 20．如图所示，是小明同学在单杠上做引体向上时的情景，小明的质量为60kg，他在30s内完成了10个引体向上，每次重心上升50cm，g取10N/kg。 (1)小明改变引体向上的快慢，来控制体育锻炼的效果，从物理学角度分析，其实质是改变了 （选填“功”或“功率”）； (2)小明完成一个引体向上克服重力做的功是多少？ (3)小明30s内克服重力做功的功率是多少？ 【答案】(1)功率 (2)300J (3)100W 【详解】（1）做引体向上时，每次所做的功相同，可以改变引体向上的快慢，则做功的功率发生了改变，所以其实质是改变功率的大小。 （2）小明完成一个引体向上克服重力做的功 W0=Gh=mgh=60kg×10N/kg×0.5m=300J （3）小明30s内克服重力做的功 W总=10×W0=10×300J=3000J 30s内克服重力做功的功率 20、如图所示，我国自主研发的某款人形机器人身高1.65米，某次测试中该机器人用100牛竖直向上的力将箱子在2秒内匀速抬高1米。求： (1)箱子所受的重力G； (2)机器人对箱子做功的功率P。 【答案】(1)100N (2)50W 【详解】（1）用100牛的力将箱子匀速向上抬高，此时箱子处于平衡状态，箱子受到的重力和向上的提力是一对平衡力大小相等，则箱子所受的重力为 （2）机器人对箱子做的功为 机器人对箱子做功的功率为 / 学科网（北京）股份有限公司 $$