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

功和机械能 1 一.选择题 二.填空题 三.作图题 四.实验探究题 五.解答题 六.计算题 七.科普阅读题 2 一.选择题 3 1.以下四图节选自我国古代科技巨著《天工开物》,下列说法正确的是( _ ) _ A.图甲,砸打稻米时,碓头的重力势能越大,稻米越容易去皮 B.图乙,水由高处流下时,水的动能减小 C.图丙,牛拉“犁担”在水平地面匀速转动的过程中,牛的机械能减小 D.图丁,稻粒落入木桶的过程中,其动能转化为重力势能 A 4 【解析】解:A、图甲,碓头的重力势能越大,故A正确; B、图乙,水的重力势能转化为动能,故B错误; C、图丙,牛的动能和势能都不变,故C错误; D、图丁,其重力势能转化为动能。 故选:A。 5 2.健身教练可以通过改变音乐的节奏来调节健身人士的运动量。从物理学视角分析,主要是改变了人的( _ ) A.消耗能量多少 B.做功多少 C.做功时间 D.做功快慢 【解析】解:健身教练可以通过改变音乐的节奏来调节健身人士的运动量。从物理学视角分析,用功率来表示物体做功的快慢,ABC不符合题意。 故选:D。 D 6 3.如图所示,水平桌面上的弹性小球从A点滚动到B点后落到地面,又被多次弹起( _ ) A.小球反弹经过D点时动能为零 B.小球从A点运动到B点的过程中机械能不变 C.若将弹性小球表面涂黑,则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑 D.小球经过E点时的动能大于经过G点时的动能 D 7 【解析】解:A、从轨迹来看,小球在最高点时,水平方向速度不为零,故A错误; B、小球从A点运动到B点的过程中会受到阻力作用,故B错误; C、弹性势能大小与弹性形变程度有关,圆斑越大,在C点与在F点时,而每次小球反弹到的最高点都比上一次的最高点低,机械能逐渐变小,故小球在C点的弹性势能大于在F点的弹性势能,故C错误; D、小球在多次弹起过程中,而E点在G点之前,又因为E点的高度小于G点的高度,所以小球经过E点时的动能大于经过G点时的动能。 故选:D。 8 4.用如图所示的装置探究动能大小与速度的关系,下列说法正确的是( _ ) A.将不同质量的小球从斜面的同一高度由静止开始释放 B.木块在滑行过程中受到的摩擦力逐渐减小 C.木块静止时所受弹力是由木块下表面形变产生的 D.若水平面绝对光滑,实验不能达到探究目的 【解析】解:A.将不同质量的小球从斜面的同一高度由静止开始释放,探究动能大小与质量的关系; D 9 B.木块在滑行过程中受到的摩擦力不变,故B错误; C.木块静止时所受弹力是由接触面形变产生的,故C错误; D.若水平面绝对光滑,小球会永远运动下去,故D正确; 故选:D。 10 5.“焦”不是下列哪个物理量的单位( _ ) A.热量 B.功 C.电能 D.功率。 【解析】解:功率的国际单位是瓦(W),生活中还有千瓦(kW)、热量; 故ABC错,D正确。 故选:D。 D 11 6.斜向上抛出的排球,在上升的过程中,它的( _ ) A.重力势能增加,动能和机械能减小 B.重力势能和动能增加,机械能不变 C.动能不变,重力势能和机械能增加 D.动能、重力势能和机械能都增加 【解析】解:斜向上抛出的排球,在上升的过程中,高度增加;速度减小。同时排球在上升过程中要克服空气阻力做功,所以机械能会减小,BCD错误。 故选:A。 A 12 二.填空题 13 7.2024年4月25日晚,长征二号F遥十八运载火箭载着带有三名航天员的神舟十八号飞船点火升空,在火箭推动飞船加速升空的过程中 _ ,重力势能 _ 。(选填“增大”“减小”或“不变”) 【解析】解:飞船在随火箭点火加速升空的过程中,飞船的质量不变,动能变大,高度增加。 故答案为:增大;增大。 增大 增大 14 8.瑶瑶同学用20N的水平推力推动重为100N的超市购物车,购物车自静止开始沿水平方向前进了5m,在保证安全的情况下松手后,在整个过程中重力做功为 _ J,推力做功为 _ J。 【解析】解:瑶瑶同学推着购物车在水平方向上行驶时,重力方向上没有距离;水平方向上推力做功:W=Fs=20N 5m=100J。 故答案为:0;100。 0 100 15 9.世界智能大会上展示了可穿戴的“外骨骼”机器人。参观者戴上该设备,轻松地将480N的物体匀速举高1m,用时2s _ W;该物体的动能将 _ (选填“增大”“减小”或“不变”),将此物体水平移动2m,在此过程中对物体做功 _ J。 【解析】解:将480N的物体匀速举高1m,用时2s 物体被匀速举高过程中,质量不变,所以动能不变。 力的方向竖直向上,物体水平移动时,所以没有对物体做功。 故答案为:240;不变;0。 240 不变 0 16 10.10月19日,“奔跑吧•少年”2024年陕西省青少年体育俱乐部射箭联赛总决赛在礼泉县袁家村举行。如图所示,用力将弓拉弯 _ 能,松手后箭被射出,射出的箭在空中下落的过程中 _ 能,箭的机械能 _ (选填“增大”“减小”或“不变”)。 【解析】解:根据弹性势能的定义可知,用力将弓拉弯。 弹性势 动 减小 17 射出的箭在空中下落的过程中,高度越来越低,速度越来越大,因箭下落过程中需要克服摩擦做功。 故答案为:弹性势;动;减小。 18 11.为了提高环境质量,无锡经常有喷雾车在街道上喷洒水雾。喷雾车工作时以较小的速度匀速直线行驶,此过程中喷雾车的动能 _ (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),喷雾车的机械能 _ 。 【解析】解:洒水车在水平路面上工作时将水洒出车外,洒水车做匀速直线运动,由于水减少,故动能变小;机械能等于动能和重力势能之和。 故答案为:变小;变小。 变小 变小 19 三.作图题 20 12.如图所示,用一根无弹性细线绕过定滑轮分别连接木块和钩码,木块在粗糙的水平桌面上向左做匀速直线运动时开始计时。在t1时刻剪断细线,木块继续运动到t2时刻静止。请画出木块从开始计时到t2时刻这一过程,木块克服桌面摩擦力做功W随时间t变化关系的大致图像。 【解析】解:由题意可知,在0~t1时间内,木块在粗糙的水平桌面上向左做匀速直线运动7不变,木块受到的摩擦力为f1时间内克服摩擦力做的功W1=fv2t1,木块受到的摩擦力不变,速度大小为v1不变,所以克服摩擦力做的功W6与时间t1成正比; 在t1时刻剪断细线,木块继续运动到t2时刻静止,木块在t1~t2 21 时间内克服摩擦力做的功W8=fv2t2,由于木块对桌面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力大小不变,阻碍木块的运动2会逐渐变小,所以这段时间内木块克服摩擦力做的功W2与t2不成正比,会随着时间的增大而增大,木块克服摩擦力做的功的变化量会越来越小7时刻这一过程,木块克服桌面摩擦力做功W随时间t变化关系的大致图像为 _ 22 四.实验探究题 23 13.小伟猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关,于是设计了如图所示的实验,让小球沿光滑斜面向下运动,木块在水平面上移动一段距离后静止。 _ (1)实验中是通过观察 _ 来判断小球的动能大小,这里采用的研究方法是 _ ; (2)图乙是控制两球的 _ 相等,探究的是动能与 _ 的关系,得出的结论的是: 木块移动距离的远近 转换法 速度 质量 24 _ ; (3)本实验研究的是 _ (选填“小球”或“木块”)的动能,若本实验中水平面绝对光滑,则 _ (选真“能”或“不能”)达到探究目的。 【解析】解:(1)实验中是通过比较木块被推移动的距离来比较小球动能大小的,采用的研究方法是转换法。 (2)选用图乙,小球从斜面的同一高度滚下。 图乙中两球的质量不同,故选用图乙探究的是动能与质量的关系,高度相同时,质量大的小球撞击木块后,说明质量大的小球其动能大,物体的质量越大。 (3)实验中通过木块被撞击距离远近来得到小球的动能大小, 当速度一定时,物体的质量越大,物体的动能越大 小球 不能 25 因此实验研究的是小球的动能。 若本实验中水平面绝对光滑,木块将做匀速直线运动,则不能得出小球动能的大小无法完成实验探究。 故答案为:(1)木块移动距离的远近;转换法; (2)速度;质量,物体的质量越大; (3)小球;不能。 26 五.解答题 27 14.小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,他用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h),观察木块B被撞击后移动的距离,实验过程如图1所示。 _ (1)小明通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小, 28 这种研究方法是 _ (选填“控制变量法”或“转换法”)。若水平面绝对光滑,本实验将 _ (选填“能”或“不能”)达到探究目的。 (2)由图1甲、乙两图可得实验结论: _ 。 (3)小丽根据图1甲、丙两图得出结论:物体的动能大小与质量有关,她的看法是否正确? _ (选填“正确”或“错误”),理由是: _ 。 (4)某同学用图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系,他将相同质量的小球从相同高度由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小 _ (选填“正确的”或“错误的”)。 转换法 不能 在质量相同时,速度越大,动能越大 正确 丙图中质量大的球到达水平面时的速度小,木块移动的距离反而大,即球的动能大,说明动能大小还和质量有关 错误的 29 【解析】解: (1)实验中通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小; 若水平面绝对光滑,则木块运动时不受摩擦力作用,不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小。 (2)甲、乙两图中小球的质量一定,到达水平面时的速度不同,速度越大,动能越大,速度越大。 (3)虽然甲、丙两图中没有控制小球到达水平面时的速度相同(没有控制小球下落的高度相同),木块移动的距离反而大(S3>S1),即球的动能大,故小丽的看法是正确的。 (4)图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系,应改变小球撞击木块前的速度,而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同。 30 故答案为:(1)转换法;不能,速度越大;(3)正确,木块移动的距离反而大,说明动能大小还和质量有关。 31 六.计算题 32 15.如图是民警用两轮电动平衡车在天安门广场上巡逻的场景。质量为60kg的民警驾驶10kg的平衡车在平直的路面上匀速行驶,5min通过的路程为900m。已知平衡车匀速行驶时所受的阻力为人和车总重力的0.1倍,轮胎与地面的总接触面积为25cm2,g=10N/kg。请你计算: (1)民警的重力? (2)民警驾驶平衡车时,车对地面的压强? (3)匀速行驶5min,平衡车牵引力做功的功率? 【解析】解:(1)民警的重力:G人=m人g=60kg 10N/kg=600N; (2)平衡车的重力:G车=m车g=10kg 10N/kg=100N, 33 平衡车对水平地面的压力:F=G=G人+G车=600N+100N=700N, 平衡车对地面的压强:p= =2.2 105Pa; (3)民警驾驶平衡车处于匀速直线运动状态,处于平衡状态,车受到的牵引力和阻力为平衡力牵=f=0.5G=0.1 700N=70N, 牵引力所做的功:W=F牵s=70N 900m=63000J, 牵引力所做功的功率:P= =210W。 答:(1)民警的重力是600N; (2)民警驾驶平衡车时,车对地面的压强是2.8 102Pa; 34 (3)匀速行驶5min,平衡车牵引力做功的功率是210W。 35 七.科普阅读题 36 16.阅读短文,回答问题。 _ 无人机“UAV”是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器,如图甲所示的无人机质量为3kg,具有4个旋翼 (1)该无人机的升力靠旋翼提供,当旋翼旋转时,对空气有向下的作用力 _ ,无人机获得升力,当升力 _ (选填“大于”、“小于”或“等于”)无人机所受重力时, 物体间力的作用是相互的 等于 37 就可以悬停在空中; (2)如图乙所示,外卖小哥使用无人机从地面向医院高楼病房阳台送餐。已知无人机质量为3kg,外卖质量为0.5kg,再水平匀速飞行20m到阳台,整个送餐过程历时20s _ ,整个过程中无人机做功的功率是 _ 。 【解析】解:(1)该无人机工作时,旋翼旋转向下推动空气,由于物体间力的作用是相互的,无人机获得升力; 当无人机悬停在空中时,受力平衡; (2)无人机在上升过程中通过的距离为:h=vt1=5m/s 10s=50m, 则克服外卖的重力所做的功为:W=G外卖h=m外卖gh=6.5kg 10N/kg 250J 87.5W 38 50m=250J, 无人机水平匀速飞行时,由于升力的方向竖直向上,所以无人机对外卖不做功, 所以整个过程中无人机克服外卖的重力所做的功为250J; 整个过程中无人机做的功为: W总=G总h=(3kg+3.5kg) 10N/kg 50m=1750J, 整个过程中无人机做功的功率: P= = =87.5W。 故答案为:(1)物体间力的作用是相互的;等于;87.6W。 39 $$