第十章 功和机械能（9大考向66题）-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理全一册同步学与练（沪科版2024）

第10章 功与机械能（解析版） 考向一 功、功率与能量的区别与联系（6小题） 考向二 做功的必要因素（5小题） 考向三 功及其计算（9小题） 考向四 功率及其计算（13小题） 考向五 机车启动问题（4小题） 考向六 动能与势能（13小题） 考向七 机械能及其转化（10小题） 考向八 探究动能大小的影响因素（3小题） 考向九 探究重力势能大小的影响因素（3小题） 考向一 功、功率与能量的区别与联系 1．下列关于做功和能量关系说法正确的是（　　） A．一个物体没有做功，它一定不具有能量 B．一个物体具有能量，说明它正在做功 C．物体做功的过程就是能量转化的过程 D．物体已经做的功越多，具有的能越多 2．下列的说法中，正确的是（　　） A．做功越多，功率越大 B．功率越大，机械效率越高 C．速度越大的物体，动能越大 D．做功越快，功率越大 3．使用机械做功时，下列说法正确的是（   ） A．功率大的机器做功一定快 B．功率越大的机器做功时间越短 C．功率小的机器做功不一定慢 D．功率大的机器做功多 4．下列关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是（　　） A．功率越大的机械，其机械效率就越高 B．做功越多的机械，功率—定越高 C．功率越大的机械做功—定越多 D．机械做功的功率越大，做功越快 5．功的单位是 ，时间的单位是 ，功率的单位是 ，简称 ，符号是 。功率单位还有千瓦（kW），1kW= W。 6．物体能够对外 ，我们就说这个物体具有能量，简称能。能量的单位是 。 考向二 做功的必要因素 1．下面四个实例中，人对物体做了功的是（　　） A．用力推汽车，汽车未被推动 B．用力将木箱推到斜面顶端 C．用力搬石头，石头未动 D．用力举着杠铃在空中不动 2．如图所示的四种情景中，关于力对物体做功的叙述，正确的是（　　） A．运动员举着杠铃不动，运动员对杠铃做了功 B．马拉车在水平路面上匀速前进，马的拉力对车做了功 C．足球在水平地面上滚动，足球所受重力对足球做了功 D．起重机吊着重物沿水平方向移动，竖直向上的拉力对重物做了功 3．教材素材下列四幅图中，人对物体施加的力有对物体做功的是（   ） A．推车未推动 B．在空中飞行的足球 C．搬石头未搬起 D．用绳子提升物体 4．下列事例中，人对物体做功的是（   ） A．用力搬石头，没有搬动 B．踢出去的球在空中飞行 C．用力将木箱推到斜面的顶端 D．用力举着杠铃在空中不动 5．小明喜爱踢足球，并加入了学校的足球队，如图所示的是他某次传球时的情景。足球离开脚后，继续向前滚动，小明对足球 （选填“做”或“不做”）功。在滚动过程中，若所有外力全部消失，足球将保持 （选填“静止”或“匀速直线运动”）状态。 考向三 功及其相关计算 1．甲、乙两辆汽车在水平公路上行驶，它们的牵引力，速度，车重，则在相等时间内牵引力做的功为（   ） A．3:1 B．6:1 C．12:1 D．24:1 2．如图所示，质量分别为m和2m的两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离。下列结论正确的是（　　） A．图甲中F做的功小于图乙中F做的功 B．图甲中F做的功等于图乙中F做的功 C．图甲中F做的功大于图乙中F做的功 D．条件不足，无法确定图甲、乙中F做的功哪个多 3．如图所示，，三个物体在同样大小的力的作用下，都沿着力的方向移动距离，比较对三个物体所做的功，结论是（　　） A．三次做功一样多 B．对做功一样多 C．对做功一样多 D．对做功一样多 4．小玲用50N的水平推力将一个重80N的箱子水平推动了1m，所用时间为2.5s。小明又将这个箱子匀速提上了0.5m高的台阶，所用时间为2s。小玲、小明所做的功和做功的功率之间的大小关系是（　　） A．； B．； C．； D．； 5．如图a所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动。两次拉动木块得到的图像分别是图b中的图线甲、乙，其对应弹簧测力计的示数分别为和，相等时间内拉力所做的功分别为和。则它们的大小关系正确的是（   ） A．， B．， C．， D．， 6．安全意识；高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”。一个30g的鸡蛋从18楼被抛下就可以砸破行人的头骨，从25楼被抛下可使人当场死亡。由此可知，鸡蛋的重力势能与 有关；若每层楼高3m，则这个鸡蛋从25楼的地板掉落到地面上，重力做的功为 J。（g取） 7．小明用25N的水平推力使超市购物车在水平路面上匀速前进了10m，所用时间是25s，货物和车总重力为100N。在此过程中，小明的推力做功为 J，地面支持力对小车做功为 J，推力做功的功率为 W，该过程中，小车的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 8．一把手枪的枪膛长30cm，压缩空气在枪膛内对子弹的平均推力是100N，子弹离开枪膛后前进了10m。在枪膛内压缩空气的推力对子弹做功 J，出膛后压缩空气的推力对子弹做功 J。 9．如图甲所示，一个物体被水平力F压在竖直墙面上保持静止，水平力减为F的三分之一时物体刚好匀速下滑，下滑时水平力对物体 （选填“做了”或“不做”）功。如图乙所示，用30N的水平推力，使重力为100N的物体在水平桌面上移动0.5m。此过程中推力对物体做功 J，重力对物体做功 J。 考向四 功率及其相关计算 1．小红和爸爸一起爬楼梯，已知小红的质量小于爸爸的质量，小红和爸爸同时从一楼地面出发，结果小红先到达四楼家中。下列说法正确的是（　　） A．爸爸比小红做功多，爸爸的功率大 B．爸爸比小红做功多，爸爸的功率小 C．爸爸比小红做功多，无法比较他们的功率大小 D．爸爸和小红在上楼过程中，动能在不断增大 2．小玲用50N的水平推力将一个重80N的箱子水平推动了1m，所用时间为2.5s。小明又将这个箱子匀速提上了0.5m高的台阶，所用时间为2s。小玲、小明所做的功和做功的功率之间的大小关系是（　　） A．； B．； C．； D．； 3．如图所示为我国登山爱好者成功登顶珠穆朗玛峰的过程，体重（含装备）越大的队员一定（　　） A．做功越多 B．功率越大 C．做功越快 D．功率越小 4．小明与妈妈进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的1.5倍，妈妈所用的时间是小明的2倍，若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1，小明克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是（　　） A．W1∶W2=l∶1 B．W1∶W2=2∶3 C．P1∶P2=3∶4 D．P1∶P2=1∶2 5．研究表明，爬楼梯消耗的热量相当于登山消耗的热量，还具有保持关节的灵活性和加强肠道蠕动等优点。妈妈和小红进行爬楼梯比赛，妈妈和小红的体重之比是2∶3，爬完相同楼高所用时间之比是3∶4，则妈妈和小红爬楼梯的功率之比是（　　） A．2∶1 B．1∶2 C．8∶9 D．9∶8 6．妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，设全程为匀速运动，妈妈的体重是小明的1.2倍，妈妈所用的时间是小明的1.5倍，若妈妈克服重力做功为W1、功率为P1，小明克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是（　　） A．W1∶W2=5∶4 B．W1∶W2=4∶5 C．P1∶P2=5∶4 D．P1∶P2=4∶5 7．如图所示，是甲乙两台机械做功时的功与时间图像，由图像可知甲乙两台机械的功率大小关系是（　　） A． B． C． D．无法确定 8．某老旧小区改造工地，工人用起重机将重的施工材料匀速吊上6m高的工作台，用时10s。起重机对施工材料做功 J，做功的功率是 W。 9．小丽和爸爸一起上山，小丽用了30min登上山顶，爸爸用了50min登顶，爸爸和小丽的体重之比为4∶3，则小丽与爸爸登上山顶时所做功的功率之比是（　　） A．6∶4 B．5∶4 C．20∶9 D．2∶3 10．小明与他爸爸的质量之比是4:5，国庆假期去郊外比赛爬山，爬上山顶他们所用时间之比是2:3，则他们爬山时做的功之比为 ，功率之比为 。 11．如图所示，洒水车的质量为10t，满载时可以装水10m3。某日清晨，洒水车满载时在马路上匀速行驶，5min内行驶1500m，洒水车满载驶时的牵引力大约是其总重的0.1倍，取10N/kg。通过计算回答在上述过程中： (1)牵引力对洒水车所做的功是多少? (2)牵引力对洒水车做功的功率是多少? 12．如图，我国自行研制成功的“蛟龙”号深海载人潜水器，满载时，总质量约22吨，体积约为20m3，当它完成下潜任务返回母船时，需要“向阳红09”上的电动机带动吊索将它缓慢匀速拉起（不计水对它的阻力），此过程历时4个小时，若以某次下潜深度7200米到“蛟龙”号刚露出水面为止（“蛟龙”号高度忽略不计，海水密度约1.0×103kg/m3，g取10N/kg），求： (1)潜水器受到的重力； (2)吊索将潜水器从7200m深度拉至刚露出水面，拉力所做的功； (3)吊索拉力对潜水器做功的功率。 13．如图所示，2024年5月8日，我国完全自主设计建造的第三艘航空母舰“福建舰”成功完成了为期8天的首航试行任务，顺利返回上海江南造船厂码头。已知在某海域航行过程中，“福建舰”发动机的输出功率为，以的速度匀速直线行驶了。求该过程中： (1)“福建舰”发动机所做的功为多少？ (2)“福建舰”受到的阻力为多少？ 考向五 机车启动问题 1．在汽车爬坡的时候要减速慢行，其原因是（　　） A．为了使汽车的功率变大 B．为了增大牵引力 C．为了爬坡时更省力 D．为了使汽车更加省油 2．汽车上坡时发动机输出功率不变，换低挡减速的目的是（　　） 3．一辆汽车的功率是70kW，当速度为72km/h时，发动机的牵引力是 N，当上坡时要换低速挡是为了 （选填“增大”或“减小”）牵引力。 4．一辆新能源小汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶30km，发动机提供的牵引力是600N。则此过程中发动机的输出功率为 kW。当汽车需上坡时，一般为了增大牵引力，使汽车 （选填“加”或“减”）速。 考向六 动能与势能 1．下列关于水能和风能的说法，正确的是（　　） A．流动的河水只有动能，没有重力势能 B．风只具有动能，不具有重力势能 C．利用水能和风能都可以做连续性工作 D．水能和风能都不会污染环境 2．如图所示用力F将小球压至D点弹簧始终处于弹性限度内，撤去力F后，小球从静止开始向上运动，到达C位置时小球所受弹力大小等于重力，B位置是弹簧自身长度的位置，A位置是小球到达的最高点，整个过程不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　）          A．在A位置小球不受力 B．在B位置小球处于平衡状态 C．从B到C位置过程中小球重力做功越来越快 D．从D到A位置过程中小球的动能先减小再增大后不变 3．2024年8月，我国运动员郑钦文夺得巴黎奥运会网球女单冠军。如图是某次网球落地后又弹起的频闪照片，A、C两点高度相同。分析可知（　　） A．在B点时网球速度为0 B．在A、D两点网球的重力势能相等 C．网球在A点的动能大于在C点的动能 D．网球在此运动过程中，只有动能和重力势能的相互转化 4．如图所示的是小李在体育馆打羽毛球时羽毛球的运动轨迹，其中A点和C点在同一高度处，空气的阻力不能忽略。下列说法中正确的是（　　） A．羽毛球在抛出点A点时具有的机械能最大 B．羽毛球到达最高点B点时具有的动能为0 C．羽毛球在A点和C点时具有的动能等大 D．羽毛球由B点下落到D点的过程中，羽毛球的重力势能全部转化为动能 5．10月17日，“全民健身运动三秦”2024年陕西省社区运动会（宝鸡陈仓赛区）开幕式在陈仓苑健身公园东广场举行。在定点投篮的项目中，篮球离开运动员的手上升的过程中，下列有关篮球的说法正确的是（　　） A．动能不变，重力势能增大 B．动能减小，重力势能增大 C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能不变 6．熟透了的苹果从树上落下，在加速下落的过程中，苹果的动能 ，重力势能 。（均选填“增加”“减少”或“不变”） 7．下列物体具有弹性势能的是 。（填序号） ①被拉开的弹弓        ②泰山上的泰山石        ③橡皮泥上留下的指印 8．甲、乙两颗相同的子弹，飞向同一块木板，结果甲子弹穿透木板，乙子弹嵌在木板里，则甲子弹的动能 乙子弹的动能。判断的依据是 。 9．物体由于 所具有的能叫做重力势能。物体的质量越 ，所处位置越 ，具有的重力势能就越大。 10．如图所示的是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，说明橡皮筋的弹性势能与其发生 有关；若橡皮筋被拉得同样长，所用“子弹”的质量不同，则“子弹”射出时的速度 （选填“相同”或“不相同”）。 11．如图所示的是我国古代的一种攻击武器——床弩。被拉弯的弩弦具有 能，射出的箭斜向上运动时动能转化为 能。 12．在西安举办的全国射箭锦标赛（室外），在比赛中，选手拉弦时，拉弯的弓具有 能，当弓形变变大时，这种能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 13．物体因 而具有的能叫做弹性势能。在弹性限度内，物体的弹性形变越大，具有的弹性势能 。 考向七 机械能及其转化 1．如图所示，神舟飞船返回舱在下落至距离地面一定高度时要进行减速制动。在减速制动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．返回舱的重力势能减小，动能也减小 B．返回舱的机械能保持不变 C．返回舱的重力势能转化为了动能 D．返回舱的动能增大，机械能不变 2．如图，一木块从斜面上匀速滑下，下列说法正确的是（　　） A．木块只受到重力和斜面的支持力 B．下滑过程中，木块的重力势能转化为动能 C．下滑过程中，木块的动能转化为重力势能 D．下滑过程中，木块的机械能减小 3．如图所示，是我国运动员在往届冬奥会上参加不同比赛项目时顽强拼搏的英姿。下列说法中正确的是（　　） A．速度滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中，其机械能增加 B．自由式滑雪空中技巧运动员从空中下落的过程中，动能转化为重力势能 C．运动员将冰壶推出后，人不再对冰壶做功，冰壶的机械能守恒 D．花样滑冰运动员在冰面上沿曲线滑行，是由于人具有惯性且所受合力为零 4．为了提高环境质量，城区经常有如图所示的喷雾车在街道上进行喷雾作业。喷雾车作业时保持匀速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．喷雾的目的是清洁地面 B．喷雾时喷雾车的机械能增大 C．喷雾车的动能不变 D．喷雾车的重力势能变小 5．夏季来临，农业部门利用飞机喷洒农药消灭害虫。当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的（　　） A．动能不变，势能不变 B．动能减少，势能增加 C．动能增加，机械能减小 D．势能减少，机械能减小 6．嫦娥四号着陆前曾在距离月面100m处悬停，通过激光扫描自主寻找安全着陆点，然后垂直缓慢下落，最后在距离月面2m时发动机关闭（如图所示），嫦娥四号以自由落体的方式降落到月面上。在最后2m下落的过程中，嫦娥四号的 能转化为 能；在下落过程中，其机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 7．我国用长征三号乙运载火箭成功发射北斗系统第55颗导航卫星，提前半年完成全球组网部署，如图所示是北斗卫星随火箭加速上升与沿椭圆轨道绕地球运行时的情景。火箭向下喷出燃气，利用了 原理火箭加速上升；北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，机械能 。（选填：守恒、不守恒） 8．目前在轨的中国空间站的轨道高度是：远地点346.9km，近地点319.6km，如图所示，从远地点到近地点的过程中，其运动速度 ，重力势能逐渐 ，机械能 （均选填“变大”、“变小”或“不变”）。 9．10月6日，WTT中国大满贯女单决赛，孙颖莎战胜队友王曼昱夺得冠军。如图所示为比赛时的场景，若不计空气阻力，乒乓球在离开球拍上升的过程中 能转化为 能，其机械能的总量 （选填“变大”“变小”或“保持不变”）。 10．如图所示的小球从A点由静止释放，在球向下摆动的过程中，它的速度越来越大，此过程中，小球的 能转化为动能。当小球运动到最高点C时，它受到的力是 （平衡/非平衡）的，如果不计空气阻力，A点和C点 （等高/不等高）。 考向八 探究动能大小的影响因素 1．如图，为了研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明选用小车、斜面、长木板、钩码、木块等器材进行如下的模拟实验（）。 (1)实验中通过比较木块被推动的距离来判断小车动能的大小，这种物理研究方法是 （选填“转换法”或“控制变量法”）； (2)为了研究汽车超速问题，实验中应选择 两个图进行比较，得到的结论是：小车的质量一定时，速度越大，则动能越大； (3)为了研究汽车超载问题，实验中应选择乙、丙两个图进行比较，得到的结论是： ； (4)甲图中当小车在水平木板表面上运动时，受到的一对平衡力是（　　） A．小车受到向前的惯性力和木板对小车的阻力 B．小车受到的重力和小车对木板的压力 C．小车受到的重力和木板对小车的支持力 (5)如图丙实验中，如果水平木板是绝对光滑且足够长的，小车撞击静止的木块后，木块将一直做 运动。 2．如图所示为探究物体动能大小与哪些因素有关的实验装置。 (1)如图甲、丙两次实验，让质量不同的小钢球从斜面的同一高度处由静止滚下，目的是使两球到达水平面时具有相同的 ； (2)实验中所探究物体的动能是指 （选填“小钢球”或“木块”）的动能； (3)分析比较甲、乙两次实验，可得出结论：质量相同的物体， 越大，动能越大；分析比较 两次实验，可探究动能大小与质量的关系； (4)若水平面绝对光滑， （选填“能”或“不能”）达到探究目的； (5)实验中，通过观察木块移动的距离来判断小钢球的动能大小，这种研究方法叫 。 3．如图甲所示是“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验，让小球从同一斜面由静止开始滚下，推动同一木块在水平面向前移动一段距离后停下。 (1)实验中，小球的动能是由 能转化来的； (2)图甲中（a）、（c）实验让小球从斜面的相同高度下滑，目的是 ； (3)图甲中（b）、（c）实验无法探究动能和速度的关系，理由是 ； (4)如图乙所示，若将质量为m的小球从一光滑轨道OAB的O点自由滚下，依次经过A、B两点到达C点（忽略空气阻力），设A、B两点的机械能分别为EA和EB，则EA和EB的大小关系是EA EB。当小球从B点运动到最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将沿 （选填“a”、“b”或“c”）轨迹运动。 考向九 探究重力势能大小的影响因素 1．如图所示，是小明“探究重力势能大小跟哪些因素有关”的实验，图中物体质量的关系：mA=mB<mC，物体被举的高度关系hA=hC<hB，木桩开始时高度相同。 (1)实验过程中，小明通过观察 来比较物体重力势能的大小（选填“物体下降速度”或“木桩陷入沙中深度”）；本实验用到两种实验探究方法，分别是控制变量法和 ； (2)分析图中 （选填“甲”“乙”或“丙”）两次实验可以得到的实验结论是：质量相同时，物体被举的越高，重力势能越大； (3)物体B在下落过程中， 转化为 （选填“弹性势能”、“重力势能”或“动能”）。 2．如图所示是“探究物体重力势能与哪些因素有关”的实验，其中m甲=m乙<m丙，木桩起始位置高度相同。 (1)甲、乙、丙都由静止释放，目的是控制物体的初始动能为 J； (2)实验通过 来反映物体重力势能的大小，这种方法在初中物理学习中经常用到，请再举一例： ； (3)比较A、C两次实验，可以初步得出结论： ； (4)小明认为比较A、B两次实验，也可得出“质量相同时物体速度越大动能越大”，你认为这个观点是 的；（选填“正确”或“错误”） (5)比较B、C两次实验，可知乙的重力势能 丙的重力势能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；小明认为比较B、C两次实验，也可得出“物体重力势能与高度有关”，你认为这个观点是 的。（选填“正确”或“错误”） 3．如图所示是“探究物体重力势能的大小与哪些因素有关”的实验装置，把小桌放在透明的沙箱中，让实心铁块从高处落下，撞击小桌。（实心铁块质量关系：） (1)实验探究的是 （选填“铁块”或“小桌”）的重力势能； (2)实验中通过 来反映物体重力势能的大小，这种物理研究方法叫做 法； (3)探究物体重力势能是否与质量有关，应比较图 两次的实验；比较图甲、乙两次实验可得出的结论是： 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第10章 功与机械能（解析版） 考向一 功、功率与能量的区别与联系（6小题） 考向二 做功的必要因素（5小题） 考向三 功及其计算（9小题） 考向四 功率及其计算（13小题） 考向五 机车启动问题（4小题） 考向六 动能与势能（13小题） 考向七 机械能及其转化（10小题） 考向八 探究动能大小的影响因素（3小题） 考向九 探究重力势能大小的影响因素（3小题） 考向一 功、功率与能量的区别与联系 1．下列关于做功和能量关系说法正确的是（　　） A．一个物体没有做功，它一定不具有能量 B．一个物体具有能量，说明它正在做功 C．物体做功的过程就是能量转化的过程 D．物体已经做的功越多，具有的能越多 【答案】C 【解析】A．物体具有能量，表示它有做功的能力，但未必要对外做功，故A错误； B．一个物体具有能量，说明它具有做功的本领，但并不说明它一定正在做功，故B错误； C．物体做功的过程是消耗能量的过程，也是将能量从一种形式转化为其他形式能的过程，故C正确； D．物体具有的能量越多，它能够做的功越大；只有物体能够做的功越多，才能说明它做功的能力强，因此它具有的能就越大，故D错误。 故选C。 2．下列的说法中，正确的是（　　） A．做功越多，功率越大 B．功率越大，机械效率越高 C．速度越大的物体，动能越大 D．做功越快，功率越大 【答案】D 【解析】A．由可知，做功越多，时间不确定，功率不一定越大，故A错误； B．机械效率是有用功与总功的比值，功率表示做功快慢的物理量，功率越大，机械效率不一定越高，故B错误； C．动能的大小与质量和速度有关，速度越大的物体，动能不一定越大，故C错误； D．功率是表示做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，故D正确。 故选D。 3．使用机械做功时，下列说法正确的是（   ） A．功率大的机器做功一定快 B．功率越大的机器做功时间越短 C．功率小的机器做功不一定慢 D．功率大的机器做功多 【答案】A 【解析】AC．电功率是表示物体做功快慢的物理量，电功率大，则物体做功快，电功率小，则物体做功慢，故A正确，C错误； B．在做功相同时，电功率越大，做功的时间越短，不加前提条件就是错的，故B错误； D．在相同时间内，功率大的物体做功多，不加前提条件就是错的，故D错误。 故选A。 4．下列关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是（　　） A．功率越大的机械，其机械效率就越高 B．做功越多的机械，功率—定越高 C．功率越大的机械做功—定越多 D．机械做功的功率越大，做功越快 【答案】D 【解析】A．功率越大的机械做功越快，机械效率是有用功和总功的比值，所以功率大，不能确定机械效率高，故A错误； B．由可得，功率大小由功和时间的比值决定，反映做功的快慢，所以做功越多的机械，功率不—定越高，故B错误； C．由可得，功率越大的机械，时间未知，做功不一定越多，故C错误； D．功率越大的机械，单位时间内完成的功多，所以做功越快，故D正确。 故选D。 5．功的单位是 ，时间的单位是 ，功率的单位是 ，简称 ，符号是 。功率单位还有千瓦（kW），1kW= W。 【答案】 焦耳 秒 瓦特 瓦 W 1000 【解析】[1]功的国际单位是焦耳，简称焦，符号是J。 [2]时间的国际单位是秒，符号是s。 [3]功率的国际单位是瓦特，简称瓦，符号为W。 [4]功率单位还有千瓦（kW）,1kW=1000W。 6．物体能够对外 ，我们就说这个物体具有能量，简称能。能量的单位是 。 【答案】 做功 焦耳 【解析】[1]根据能量的定义可知，若一个物体能够对外做功，则说明该物体具有能量，且所做的功越多，物体具有的能量越多。 [2]能量的国际单位为焦耳，简称焦，符号为J。 考向二 做功的必要因素 1．下面四个实例中，人对物体做了功的是（　　） A．用力推汽车，汽车未被推动 B．用力将木箱推到斜面顶端 C．用力搬石头，石头未动 D．用力举着杠铃在空中不动 【答案】B 【解析】A．人对汽车施加力的作用，但汽车在力的方向上没有移动距离，人对汽车没有做功，故A不符合题意； B．用力将木箱推到斜面的顶端，木箱在力的方向上移动了距离，人对木箱做功，故B符合题意； C．人对石头施加力的作用，但石头在力的方向上没有移动距离，人对石头没有做功，故C不符合题意； D．用力举着杠铃在空中不动，人对杠铃施加力的作用，杠铃在力的方向上没有移动距离，人对杠铃没有做功，故D不符合题意。 故选B。 2．如图所示的四种情景中，关于力对物体做功的叙述，正确的是（　　） A．运动员举着杠铃不动，运动员对杠铃做了功 B．马拉车在水平路面上匀速前进，马的拉力对车做了功 C．足球在水平地面上滚动，足球所受重力对足球做了功 D．起重机吊着重物沿水平方向移动，竖直向上的拉力对重物做了功 【答案】B 【解析】A．运动员举着杠铃不动，杠铃受到力的作用，但是没有在力的方向上移动距离，所以举力没有做功，故A错误； B．马拉车时对车有向前的作用力，在这个力的作用下，车在水平路面上匀速前进一定的距离，所以马的拉力对车做了功，故B正确； C．足球在水平地面上滚动，但是并没有在重力的方向上移动距离，所以重力没有做功，故C错误； D．起重机吊着货物沿水平方向匀速移动了一段距离，钢丝对重物有向上的拉力，在拉力的方向上没有移动了距离，所以拉力没有做功，故D错误。 故选B。 3．教材素材下列四幅图中，人对物体施加的力有对物体做功的是（   ） A．推车未推动 B．在空中飞行的足球 C．搬石头未搬起 D．用绳子提升物体 【答案】D 【解析】A．推车未推动，有力无运动距离，根据做功的必要条件，人对车未做功，故A不符合题意； B．在空中飞行的足球，人对球没有力的作用，球飞行是由于惯性，根据做功的必要条件，人对球未做功，故B不符合题意； C．搬石头未搬起，有力无运动距离，根据做功的必要条件，人对石头未做功，故C不符合题意； D．用绳子提升物体，人对物体施加了向上的力，物体向上运动了一段距离，符合做功的必要条件，人对物体做了功，故D符合题意。 故选D。 4．下列事例中，人对物体做功的是（   ） A．用力搬石头，没有搬动 B．踢出去的球在空中飞行 C．用力将木箱推到斜面的顶端 D．用力举着杠铃在空中不动 【答案】C 【解析】A．用力搬石头，没有搬动，此时人对石头施加力，但在力的方向上无距离，因此不做功，故A不符合题意； B．踢出去的球在空中飞行，此时球不受到脚施加的力，因此人对球没有做功，故B不符合题意； C．用力将木箱推到斜面的顶端，人对木箱施加力，且沿力的方向移动一段距离，因此人对木箱做功，故C符合题意； D．用力举着杠铃在空中不动，人对杠铃施加力，但未移动距离，因此人对杠铃没有做功，故D不符合题意。 故选C。 5．小明喜爱踢足球，并加入了学校的足球队，如图所示的是他某次传球时的情景。足球离开脚后，继续向前滚动，小明对足球 （选填“做”或“不做”）功。在滚动过程中，若所有外力全部消失，足球将保持 （选填“静止”或“匀速直线运动”）状态。 【答案】 不做 匀速直线运动 【解析】[1]足球离开脚后，继续向前滚动是因为足球具有惯性，此时小明没有力作用在足球上，因此小明对足球不做功。 [2]由牛顿第一定律可知，足球向前滚动的过程中，若外力全部消失，足球将做匀速直线运动。 考向三 功及其相关计算 1．甲、乙两辆汽车在水平公路上行驶，它们的牵引力，速度，车重，则在相等时间内牵引力做的功为（   ） A．3:1 B．6:1 C．12:1 D．24:1 【答案】C 【解析】由知，相等时间内，甲、乙两辆汽车在水平公路上移动的距离之比 牵引力做的功之比 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．如图所示，质量分别为m和2m的两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离。下列结论正确的是（　　） A．图甲中F做的功小于图乙中F做的功 B．图甲中F做的功等于图乙中F做的功 C．图甲中F做的功大于图乙中F做的功 D．条件不足，无法确定图甲、乙中F做的功哪个多 【答案】B 【解析】根据题意可知，两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离s，根据W=Fs可知，甲图中F做的功等于乙图中F做的功，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．如图所示，，三个物体在同样大小的力的作用下，都沿着力的方向移动距离，比较对三个物体所做的功，结论是（　　） A．三次做功一样多 B．对做功一样多 C．对做功一样多 D．对做功一样多 【答案】A 【解析】因为对三个物体的作用力大小相等，都是F，三个物体在力F的方向上移动的距离都是s，根据功的计算公式可知，F对三个物体所做的功一样多，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．小玲用50N的水平推力将一个重80N的箱子水平推动了1m，所用时间为2.5s。小明又将这个箱子匀速提上了0.5m高的台阶，所用时间为2s。小玲、小明所做的功和做功的功率之间的大小关系是（　　） A．； B．； C．； D．； 【答案】B 【解析】小玲用50N的水平推力将一个重80N的箱子水平推动了1m，则小玲所做的功W1=F1s1=50N×1m=50J 所用时间为2.5s，小玲做功的功率 小明将这个箱子匀速提上了0.5m高的台阶，小明所做的功W2=Gh=80N×0.5m=40J 小明做功的功率 通过以上计算可知W1>W2，P1=P2，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 5．如图a所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动。两次拉动木块得到的图像分别是图b中的图线甲、乙，其对应弹簧测力计的示数分别为和，相等时间内拉力所做的功分别为和。则它们的大小关系正确的是（   ） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【解析】由图B可知，甲、乙均做匀速直线运动，由二力平衡的条件可知，物体受到的摩擦力等于拉力，滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关，故摩擦力不变，则，相同时间甲通过的路程大于乙，根据功的计算公式W=Fs可知，。故A正确，BCD错误。 故选A。 6．安全意识；高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”。一个30g的鸡蛋从18楼被抛下就可以砸破行人的头骨，从25楼被抛下可使人当场死亡。由此可知，鸡蛋的重力势能与 有关；若每层楼高3m，则这个鸡蛋从25楼的地板掉落到地面上，重力做的功为 J。（g取） 【答案】 高度 21.6 【解析】[1]鸡蛋从18楼和从25楼抛下产生的后果不同，这说明鸡蛋的重力势能与它被抛下的高度有关。重力势能是物体由于被举高而具有的能量，它的大小与物体的质量和被举高的高度有关。在这个问题中，鸡蛋的质量不变，所以重力势能的变化是由高度的变化引起的。 [2]已知每层楼的高度是3米，25楼的地板到地面的高度是h=3m×(25-1)=72m 鸡蛋的重力是 鸡蛋的重力做功 7．小明用25N的水平推力使超市购物车在水平路面上匀速前进了10m，所用时间是25s，货物和车总重力为100N。在此过程中，小明的推力做功为 J，地面支持力对小车做功为 J，推力做功的功率为 W，该过程中，小车的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 250 0 10 不变 【解析】[1]在此过程中，小明的推力做功为 [2]支持力的方向竖直向上，小车在竖直方向上没有移动距离，因此地面支持力对小车做功为0。 [3]推力做功的功率为 [4]该过程中，小车的质量不变，速度和所处的高度都不变，因此动能和重力势能均不变，则小车的机械能不变。 8．一把手枪的枪膛长30cm，压缩空气在枪膛内对子弹的平均推力是100N，子弹离开枪膛后前进了10m。在枪膛内压缩空气的推力对子弹做功 J，出膛后压缩空气的推力对子弹做功 J。 【答案】 30 0 【解析】[1]手枪的枪膛长s=30cm=0.3m 在枪膛内压缩空气的推力对子弹做功 [2]做功的两个必要因素：一是有作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动一段距离。子弹出膛后，不再受到空气的推力，能继续前进是因为子弹具有惯性，因此出膛后压缩空气的推力对子弹做功为0。 9．如图甲所示，一个物体被水平力F压在竖直墙面上保持静止，水平力减为F的三分之一时物体刚好匀速下滑，下滑时水平力对物体 （选填“做了”或“不做”）功。如图乙所示，用30N的水平推力，使重力为100N的物体在水平桌面上移动0.5m。此过程中推力对物体做功 J，重力对物体做功 J。 【答案】 不做 15 0 【解析】[1]下滑时水平力对物体的作用力是水平方向的，而物体移动的方向是竖直方向的，物体在力的方向上没有移动距离，故下滑时水平力对物体不做功。 [2]用30N的水平推力，使物体在水平桌面上移动0.5m，则推力对物体做功 [3]物体的重力为100N，重力的方向竖直向下，物体在重力的方向上没有移动距离，所以重力没有对物体做功，即重力对物体做功为0。 考向四 功率及其相关计算 1．小红和爸爸一起爬楼梯，已知小红的质量小于爸爸的质量，小红和爸爸同时从一楼地面出发，结果小红先到达四楼家中。下列说法正确的是（　　） A．爸爸比小红做功多，爸爸的功率大 B．爸爸比小红做功多，爸爸的功率小 C．爸爸比小红做功多，无法比较他们的功率大小 D．爸爸和小红在上楼过程中，动能在不断增大 【答案】C 【解析】功是力和在力的方向上移动的距离的乘积，即W=Fs。小红的重力小于爸爸的重力。他们都从一楼爬到四楼，克服重力上升的高度相同。根据W=Gh可以得出爸爸做的功比小红多。功率是功和时间的比值，即。虽然爸爸做的功比小红多，但是小红先到达四楼，说明小红用的时间比爸爸少。因此，不能判断谁的功率大。动能是物体由于运动而具有的能量，其大小与物体的质量及速度有关。小红和爸爸在上楼过程中，他们的速度是在不断变化的，由于不能确定他们的速度是如何变化的，所以不能确定他们的动能是如何变化的。 综上所述，故C正确，ABD错误。 故选C。 2．小玲用50N的水平推力将一个重80N的箱子水平推动了1m，所用时间为2.5s。小明又将这个箱子匀速提上了0.5m高的台阶，所用时间为2s。小玲、小明所做的功和做功的功率之间的大小关系是（　　） A．； B．； C．； D．； 【答案】B 【解析】小玲用50N的水平推力将一个重80N的箱子水平推动了1m，则小玲所做的功W1=F1s1=50N×1m=50J 所用时间为2.5s，小玲做功的功率 小明将这个箱子匀速提上了0.5m高的台阶，小明所做的功W2=Gh=80N×0.5m=40J 小明做功的功率 通过以上计算可知W1>W2，P1=P2，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．如图所示为我国登山爱好者成功登顶珠穆朗玛峰的过程，体重（含装备）越大的队员一定（　　） A．做功越多 B．功率越大 C．做功越快 D．功率越小 【答案】A 【解析】A．登山爱好者成功登顶珠穆朗玛峰的过程中，上升的高度相同，根据可知体重（含装备）越大的队员克服重力做的功一定越多，故A符合题意； BCD．功率表示做功快慢，由于不知道每位队员的登顶时间，无法利用比较功率，故BCD不符合题意。 故选A。 4．小明与妈妈进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的1.5倍，妈妈所用的时间是小明的2倍，若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1，小明克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是（　　） A．W1∶W2=l∶1 B．W1∶W2=2∶3 C．P1∶P2=3∶4 D．P1∶P2=1∶2 【答案】C 【解析】AB．由题意可知，妈妈与小明爬山的高度相同，妈妈的体重是小明的1.5倍，妈妈所用的时间是小明的2倍，由W=Pt可得，妈妈和小明克服重力做的功之比为 故AB错误； CD．由可得，妈妈和小明克服重力做的功的功率之比为 故C正确，D错误。 故选C。 5．研究表明，爬楼梯消耗的热量相当于登山消耗的热量，还具有保持关节的灵活性和加强肠道蠕动等优点。妈妈和小红进行爬楼梯比赛，妈妈和小红的体重之比是2∶3，爬完相同楼高所用时间之比是3∶4，则妈妈和小红爬楼梯的功率之比是（　　） A．2∶1 B．1∶2 C．8∶9 D．9∶8 【答案】C 【解析】妈妈和小红爬相同的楼梯，说明克服重力做功移动的距离相同，妈妈和小红的体重之比是2∶3，爬完相同楼高所用时间之比是3∶4，则妈妈和小红爬楼梯的功率之比为 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 6．妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，设全程为匀速运动，妈妈的体重是小明的1.2倍，妈妈所用的时间是小明的1.5倍，若妈妈克服重力做功为W1、功率为P1，小明克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是（　　） A．W1∶W2=5∶4 B．W1∶W2=4∶5 C．P1∶P2=5∶4 D．P1∶P2=4∶5 【答案】D 【解析】AB．由题可知，妈妈与小明爬山的高度相同，妈妈的体重是小明的1.2倍，即 由W=Gh可得，妈妈和小明克服重力做功之比为 故AB错误； CD．妈妈所用的时间是小明的1.5倍，即 由可知，妈妈和小明克服重力做功的功率之比为 故C错误，D正确。 故选D。 7．如图所示，是甲乙两台机械做功时的功与时间图像，由图像可知甲乙两台机械的功率大小关系是（　　） A． B． C． D．无法确定 【答案】A 【解析】取时间，在图像上找出机械对应做的功，如图： 由图可知，在相同时间内，甲物体做的功多，乙物体做的功少，根据P＝可知，甲物体的功率大于乙物体的功率，即，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8．某老旧小区改造工地，工人用起重机将重的施工材料匀速吊上6m高的工作台，用时10s。起重机对施工材料做功 J，做功的功率是 W。 【答案】 【解析】[1]起重机对施工材料做的功 起重机做功的功率 9．小丽和爸爸一起上山，小丽用了30min登上山顶，爸爸用了50min登顶，爸爸和小丽的体重之比为4∶3，则小丽与爸爸登上山顶时所做功的功率之比是（　　） A．6∶4 B．5∶4 C．20∶9 D．2∶3 【答案】B 【解析】小丽登上山顶做的功 爸爸登上山顶做的功 小丽与爸爸登山时所做的功的功率之比 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 10．小明与他爸爸的质量之比是4:5，国庆假期去郊外比赛爬山，爬上山顶他们所用时间之比是2:3，则他们爬山时做的功之比为 ，功率之比为 。 【答案】 4∶5 6∶5 【解析】[1]小明与爸爸去郊外比赛爬山，克服重力做功，爬上山顶，所走的路程相同，由于小明与爸爸的质量之比是4:5，重力与质量成正比，故重力之比为4:5，所做的功之比为 [2]根据公式 可知，功率之比为 11．如图所示，洒水车的质量为10t，满载时可以装水10m3。某日清晨，洒水车满载时在马路上匀速行驶，5min内行驶1500m，洒水车满载驶时的牵引力大约是其总重的0.1倍，取10N/kg。通过计算回答在上述过程中： (1)牵引力对洒水车所做的功是多少? (2)牵引力对洒水车做功的功率是多少? 【答案】(1) (2) 【解析】（1）由可得，洒水车满载时所装水的质量为 洒水车载满水时的总质量为 总重力为 洒水车满载时在马路上匀速行驶，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，则牵引力为 牵引力做的功为 （2）牵引力对洒水车做功的功率为 12．如图，我国自行研制成功的“蛟龙”号深海载人潜水器，满载时，总质量约22吨，体积约为20m3，当它完成下潜任务返回母船时，需要“向阳红09”上的电动机带动吊索将它缓慢匀速拉起（不计水对它的阻力），此过程历时4个小时，若以某次下潜深度7200米到“蛟龙”号刚露出水面为止（“蛟龙”号高度忽略不计，海水密度约1.0×103kg/m3，g取10N/kg），求： (1)潜水器受到的重力； (2)吊索将潜水器从7200m深度拉至刚露出水面，拉力所做的功； (3)吊索拉力对潜水器做功的功率。 【答案】(1) (2)1.44×108J (3) 【解析】（1）潜水器受到的重力为 （2）潜水器在水下受到的浮力为 则吊索的拉力为 则拉力所做的功为 （3）吊索拉力对潜水器做功的功率为 13．如图所示，2024年5月8日，我国完全自主设计建造的第三艘航空母舰“福建舰”成功完成了为期8天的首航试行任务，顺利返回上海江南造船厂码头。已知在某海域航行过程中，“福建舰”发动机的输出功率为，以的速度匀速直线行驶了。求该过程中： (1)“福建舰”发动机所做的功为多少？ (2)“福建舰”受到的阻力为多少？ 【答案】(1) (2) 【解析】（1）“福建舰”发动机所做的功为 （2）发动机提供的牵引力为 “福建舰”匀速直线行驶，受到的阻力与牵引力是平衡力，大小相等 考向五 机车启动问题 1．在汽车爬坡的时候要减速慢行，其原因是（　　） A．为了使汽车的功率变大 B．为了增大牵引力 C．为了爬坡时更省力 D．为了使汽车更加省油 【答案】B 【解析】因为功率，可知在功率一定时，速度越小，牵引力越大，汽车上坡时，需要的牵引力大，所以汽车爬坡的时候要减速慢行，其原因是为了增大的牵引力。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．汽车上坡时发动机输出功率不变，换低挡减速的目的是（　　） A．增大有用功 B．增大总功 C．增大牵引力 D．减小额外功 【答案】C 【解析】对于汽车来说，由P＝Fv可知，在功率一定时，减小车的速度，可以得到更大的牵引力，更有利于上坡。 故选C。 3．一辆汽车的功率是70kW，当速度为72km/h时，发动机的牵引力是 N，当上坡时要换低速挡是为了 （选填“增大”或“减小”）牵引力。 【答案】 3500 增大 【解析】[1]汽车的速度为 发动机的牵引力为 [2]根据可知，功率一定时，上坡时要换低速挡减小速度可以增大牵引力。 4．一辆新能源小汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶30km，发动机提供的牵引力是600N。则此过程中发动机的输出功率为 kW。当汽车需上坡时，一般为了增大牵引力，使汽车 （选填“加”或“减”）速。 【答案】 12 减 【解析】[1]根据功率的计算公式可知，发动机的输出功率为 [2]汽车的功率是不变的，根据知，在输出功率一定时，可以通过减小速度来增大牵引力。 考向六 动能与势能 1．下列关于水能和风能的说法，正确的是（　　） A．流动的河水只有动能，没有重力势能 B．风只具有动能，不具有重力势能 C．利用水能和风能都可以做连续性工作 D．水能和风能都不会污染环境 【答案】D 【解析】A．河水流动过程中都存在高度差，流动的河水既有动能，也有重力势能，故A错误； B．空气流动形成风，风具有动能，空气也有质量，也具有重力势能，故B错误； C．河流的河水一般可以连续利用水能工作，但风与季节和天气变化的特点有关，风能不能做连续性工作，故C错误； D．水能和风能都属于清洁能源，工作过程中一般不会产生污染，故不会污染环境，故D正确。 故选D。 2．如图所示用力F将小球压至D点弹簧始终处于弹性限度内，撤去力F后，小球从静止开始向上运动，到达C位置时小球所受弹力大小等于重力，B位置是弹簧自身长度的位置，A位置是小球到达的最高点，整个过程不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　）          A．在A位置小球不受力 B．在B位置小球处于平衡状态 C．从B到C位置过程中小球重力做功越来越快 D．从D到A位置过程中小球的动能先减小再增大后不变 【答案】C 【解析】A．在A位置时，小球只受到重力作用，故A错误； B．B位置是弹簧自身长度的位置，此时弹簧弹力为0，但小球由于惯性会继续向上运动，小球只受重力，不是平衡状态，故B错误； C．从B到C位置过程中，小球速度越来越大，重力G不变，速度v增大，所以重力做功越来越快，故C正确； D．从D到C过程中，开始时弹簧弹力大于重力，小球所受合力向上，小球速度增大，动能增大；当弹簧弹力等于重力时，速度达到最大，动能最大；从C到A过程中，小球所受合力向下，速度减小，动能减小，所以从D到A位置过程中小球的动能先增大再减小，故D错误。 故选C。 3．2024年8月，我国运动员郑钦文夺得巴黎奥运会网球女单冠军。如图是某次网球落地后又弹起的频闪照片，A、C两点高度相同。分析可知（　　） A．在B点时网球速度为0 B．在A、D两点网球的重力势能相等 C．网球在A点的动能大于在C点的动能 D．网球在此运动过程中，只有动能和重力势能的相互转化 【答案】C 【解析】A．在B点时，网球在竖直方向上的速度为0，水平方向的速度不为0，所示，网球的速度不为0，故A不符合题意； B．网球在A点的高度大于在D点的高度，网球质量不变，所以，网球在A点的重力势能大于在D点的重力势能，故B不符合题意； CD．A、C两点高度相同，网球的重力势能相等，但网球在运动过程中克服空气阻力做功，消耗了部分机械能，机械能一直在减小。所以，网球在A点的动能大于在C点的动能，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 4．如图所示的是小李在体育馆打羽毛球时羽毛球的运动轨迹，其中A点和C点在同一高度处，空气的阻力不能忽略。下列说法中正确的是（　　） A．羽毛球在抛出点A点时具有的机械能最大 B．羽毛球到达最高点B点时具有的动能为0 C．羽毛球在A点和C点时具有的动能等大 D．羽毛球由B点下落到D点的过程中，羽毛球的重力势能全部转化为动能 【答案】A 【解析】A．空气的阻力不能忽略，一部分机械能转化为内能，所以羽毛球在抛出点A点时具有的机械能最大，故A正确； B．羽毛球到达最高点B点时水平方向有一定的速度，所以动能不为0，故B错误； C．羽毛球在A点和C点时的高度相同，所以羽毛球在两点的重力势能相等，由于A点的机械能大，所以羽毛球在A点具有的动能较大，故C错误； D．羽毛球由B点下落到D点的过程中，克服空气阻力做功，羽毛球的重力势能一部分转化为内能，故D错误。 故选A。 5．10月17日，“全民健身运动三秦”2024年陕西省社区运动会（宝鸡陈仓赛区）开幕式在陈仓苑健身公园东广场举行。在定点投篮的项目中，篮球离开运动员的手上升的过程中，下列有关篮球的说法正确的是（　　） A．动能不变，重力势能增大 B．动能减小，重力势能增大 C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能不变 【答案】B 【解析】篮球被投出后的上升过程中，篮球的质量不变，由于受到竖直向下的重力作用，速度逐渐减小，同时距离地面的高度不断增大，所以该过程中，动能不断减小，重力势能变大。故B正确，ACD错误。 故选B。 6．熟透了的苹果从树上落下，在加速下落的过程中，苹果的动能 ，重力势能 。（均选填“增加”“减少”或“不变”） 【答案】 增加 减少 【解析】[1]动能大小与质量和速度有关，熟透了的苹果从树上落下，在加速下落过程中，苹果的质量不变，速度变大，则动能变大。 [2]重力势能的大小与质量和高度有关，高度减小，质量不变，则重力势能减少。 7．下列物体具有弹性势能的是 。（填序号） ①被拉开的弹弓        ②泰山上的泰山石        ③橡皮泥上留下的指印 【答案】① 【解析】①被拉弯的弹弓由于发生弹性形变而具有弹性势能。 ②泰山上的泰山石 由于泰山石在山上有高度具有重力势能。 ③橡皮泥上留下的指印，发生塑性形变，没有弹性势能，也没有动能和重力势能。 8．甲、乙两颗相同的子弹，飞向同一块木板，结果甲子弹穿透木板，乙子弹嵌在木板里，则甲子弹的动能 乙子弹的动能。判断的依据是 。 【答案】 大于 甲子弹能够做的功较多 【解析】[1][2]运动的子弹具有动能，穿过木板时，要克服摩擦做功，穿透的子弹比嵌在木板的子弹运动距离长，由于甲子弹穿透木板，乙子弹嵌在木板里，则甲子弹比乙子弹做功多，所以甲子弹的动能大。 9．物体由于 所具有的能叫做重力势能。物体的质量越 ，所处位置越 ，具有的重力势能就越大。 【答案】 被举高 大 高 【解析】[1]根据重力势能的定义可知，物体由于被举高，即处于一定的高度而具有的能叫作重力势能。 [2][3]重力势能的影响因素有质量和高度，且物体的质量越大，高度越高，重力势能越大。 10．如图所示的是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，说明橡皮筋的弹性势能与其发生 有关；若橡皮筋被拉得同样长，所用“子弹”的质量不同，则“子弹”射出时的速度 （选填“相同”或“不相同”）。 【答案】 弹性形变的程度 不相同 【解析】[1]弹性势能是发生弹性形变具有的能，橡皮筋拉得越长，弹性形变量越大，同样的“子弹”射得越远，表明对子弹所做功越多，说明橡皮筋的弹性势能与其发生弹性形变的程度有关。 [2]若橡皮筋被拉得同样长，子弹射出时对子弹所做的功相同，即子弹的动能相同，所用“子弹”的质量不同，则“子弹”射出时的速度不相同。 11．如图所示的是我国古代的一种攻击武器——床弩。被拉弯的弩弦具有 能，射出的箭斜向上运动时动能转化为 能。 【答案】 弹性势 重力势 【解析】[1][2]拉弯的弓，发生了弹性形变，从而具有了弹性势能。射出的箭斜向上运动时，箭的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小，是动能转化重力势能。 12．在西安举办的全国射箭锦标赛（室外），在比赛中，选手拉弦时，拉弯的弓具有 能，当弓形变变大时，这种能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 弹性势 变大 【解析】[1][2]被拉弯的弓放手后，可以把箭射出去，说明弓能够对箭做功，所以弓具有弹性势能，当弓形变变大时，弹性形变变大，弹性势能变大。 13．物体因 而具有的能叫做弹性势能。在弹性限度内，物体的弹性形变越大，具有的弹性势能 。 【答案】 发生弹性形变 越大 【解析】[1][2]物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能，弹性势能与弹性形变有关，在弹性限度内，物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。 考向七 机械能及其转化 1．如图所示，神舟飞船返回舱在下落至距离地面一定高度时要进行减速制动。在减速制动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．返回舱的重力势能减小，动能也减小 B．返回舱的机械能保持不变 C．返回舱的重力势能转化为了动能 D．返回舱的动能增大，机械能不变 【答案】A 【解析】ABD．返回舱在减速下落时，速度和高度均减小，质量不变，则动能和重力势能都在变小，机械能等于动能与势能的和，所以机械能变小，故A正确，BD错误； C．返回舱的动能和重力势能都在变小，所以减少的重力势能没有转化为动能，故C错误。 故选A。 2．如图，一木块从斜面上匀速滑下，下列说法正确的是（　　） A．木块只受到重力和斜面的支持力 B．下滑过程中，木块的重力势能转化为动能 C．下滑过程中，木块的动能转化为重力势能 D．下滑过程中，木块的机械能减小 【答案】D 【解析】A．由图可知，一木块从斜面上匀速滑下，其受到重力、支持力和摩擦力的作用，故A错误； B．匀速下滑过程中，木块的速度不变，所以动能不变，不是重力势能转化为动能，故B错误； CD．下滑过程中，木块的高度降低，重力势能减小，而动能不变，所以机械能减小；此过程中没有动能转化为重力势能，故C错误，D正确。 故选D。 3．如图所示，是我国运动员在往届冬奥会上参加不同比赛项目时顽强拼搏的英姿。下列说法中正确的是（　　） A．速度滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中，其机械能增加 B．自由式滑雪空中技巧运动员从空中下落的过程中，动能转化为重力势能 C．运动员将冰壶推出后，人不再对冰壶做功，冰壶的机械能守恒 D．花样滑冰运动员在冰面上沿曲线滑行，是由于人具有惯性且所受合力为零 【答案】A 【解析】A．速度滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中，其质量不变，速度增大，所以动能增大；高度不变，重力势能不变，所以机械能增加，故A正确； B．自由式滑雪空中技巧运动员从空中下落的过程中，速度越来越快，高度减小，动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能，故B错误； C．运动员将冰壶推出后，手与冰壶不再接触，手对冰壶的作用力消失，冰壶靠惯性向前滑行，所以人不再对冰壶做功；冰壶滑行过程中，克服与冰面的摩擦做功，部分机械能转化为其他形式的能，所以冰壶的机械能会逐渐减小，故C错误； D．花样滑冰运动员保持一定造型在冰面上沿曲线滑行，由于人具有惯性，运动方向不断变化，运动员处于非平衡状态，合力不为0，故D错误。 故选A。 4．为了提高环境质量，城区经常有如图所示的喷雾车在街道上进行喷雾作业。喷雾车作业时保持匀速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．喷雾的目的是清洁地面 B．喷雾时喷雾车的机械能增大 C．喷雾车的动能不变 D．喷雾车的重力势能变小 【答案】D 【解析】A．喷雾车在街道上进行喷雾作业是为了能在抑尘的同时起到调节气温的作用，故A错误； BCD．动能的大小与质量和速度有关，喷雾车在水平路面上工作时将水喷出车外，喷雾车做匀速直线运动，速度不变，由于水的质量变小，故喷雾车动能变小；重力势能的大小与高度和质量有关，喷雾车在喷雾的过程中质量减小，高度不变，则重力势能变小。机械能等于动能和势能之和，则机械能变小。故BC错误，D正确。 故选D。 5．夏季来临，农业部门利用飞机喷洒农药消灭害虫。当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的（　　） A．动能不变，势能不变 B．动能减少，势能增加 C．动能增加，机械能减小 D．势能减少，机械能减小 【答案】D 【解析】当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，其质量在不断减小，高度和速度不变，动能和重力势能均减少；机械能为动能和势能的总和，所以飞机的机械能变小，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 6．嫦娥四号着陆前曾在距离月面100m处悬停，通过激光扫描自主寻找安全着陆点，然后垂直缓慢下落，最后在距离月面2m时发动机关闭（如图所示），嫦娥四号以自由落体的方式降落到月面上。在最后2m下落的过程中，嫦娥四号的 能转化为 能；在下落过程中，其机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 重力势 动 不变 【解析】[1][2][3]在最后2m下落的过程中，嫦娥四号做自由落体运动，只有重力做功，速度不断变大，高度不断变小，而质量不变，故重力势能减少，动能增大，重力势能转化为动能，月球上没有空气，嫦娥四号自由下落时机械能守恒，其机械能保持不变。 7．我国用长征三号乙运载火箭成功发射北斗系统第55颗导航卫星，提前半年完成全球组网部署，如图所示是北斗卫星随火箭加速上升与沿椭圆轨道绕地球运行时的情景。火箭向下喷出燃气，利用了 原理火箭加速上升；北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，机械能 。（选填：守恒、不守恒） 【答案】 物体间力的作用是相互的 守恒 【解析】[1]火箭向下喷出燃气，则火箭对燃气有一个向下的作用力，而力的作用是相互的，所以燃气也会给火箭一个向上的反作用力，火箭能升空是运用了物体间力的作用是相互的这一原理 [2]北斗卫星在大气层外运动，不受空气阻力作用，只有动能和势能的转化，因此绕轨道从近地点向远地点运动时，机械能守恒。 8．目前在轨的中国空间站的轨道高度是：远地点346.9km，近地点319.6km，如图所示，从远地点到近地点的过程中，其运动速度 ，重力势能逐渐 ，机械能 （均选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 变大 变小 不变 【解析】[1][2][3]空间站沿椭圆轨道由远地点向近地点运行的过程中，空间站的质量不变，速度变大，动能变大；空间站所处的高度变小、质量不变，重力势能变小，在太空运行过程中没有阻力，没有能量的损失，机械能不变。 9．10月6日，WTT中国大满贯女单决赛，孙颖莎战胜队友王曼昱夺得冠军。如图所示为比赛时的场景，若不计空气阻力，乒乓球在离开球拍上升的过程中 能转化为 能，其机械能的总量 （选填“变大”“变小”或“保持不变”）。 【答案】 动 重力势 保持不变 【解析】[1][2][3]乒乓球上升过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大；速度减小，动能减小；动能转化为重力势能，由于不计空气阻力，机械能守恒，其机械能的总量保持不变。 10．如图所示的小球从A点由静止释放，在球向下摆动的过程中，它的速度越来越大，此过程中，小球的 能转化为动能。当小球运动到最高点C时，它受到的力是 （平衡/非平衡）的，如果不计空气阻力，A点和C点 （等高/不等高）。 【答案】 重力势 非平衡 等高 【解析】[1]在球向下摆动的过程中，质量不变，它的速度越来越大，此过程中，小球的高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能。 [2][3]当小球运动到最高点C时，由于受到的重力和绳子对其的拉力不在同一条直线上，它受到的力是非平衡的，如果不计空气阻力，则机械能守恒，A点和C点的重力势能相同，故A点和C点等高。 考向八 探究动能大小的影响因素 1．如图，为了研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明选用小车、斜面、长木板、钩码、木块等器材进行如下的模拟实验（）。 (1)实验中通过比较木块被推动的距离来判断小车动能的大小，这种物理研究方法是 （选填“转换法”或“控制变量法”）； (2)为了研究汽车超速问题，实验中应选择 两个图进行比较，得到的结论是：小车的质量一定时，速度越大，则动能越大； (3)为了研究汽车超载问题，实验中应选择乙、丙两个图进行比较，得到的结论是： ； (4)甲图中当小车在水平木板表面上运动时，受到的一对平衡力是（　　） A．小车受到向前的惯性力和木板对小车的阻力 B．小车受到的重力和小车对木板的压力 C．小车受到的重力和木板对小车的支持力 (5)如图丙实验中，如果水平木板是绝对光滑且足够长的，小车撞击静止的木块后，木块将一直做 运动。 【答案】(1)转换法 (2)甲、乙 (3)见解析 (4)C (5)匀速直线 【解析】（1）探究物体动能大小与哪些因素有关时，物体动能的大小无法直接体验，所以通过小车对木块外做功的多少来体现小车动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小车动能的大小，所用方法为转换法。 （2）超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，应选择质量相等到达水平面速度不同的小车，即甲、乙两图符合题意；小车的位置高，到达水平面时的速度大，撞击木块时木块移动距离远，球的动能大，故可知得出结论：小车的质量一定时，速度越大，则动能越大，安全隐患越大。 （3）超载是指汽车的速度一定时，质量越大动能越大，应选择到达水平面的速度相等，质量不同的小车进行实验，即乙、丙两图符合题意；小车的质量大，撞击木块时移动的距离远，球的动能大，故可以得出结论：小车的速度一定时，质量越大，则动能越大，安全隐患越大。 （4）A．小车具有惯性，惯性是物体的一种性质，惯性不是力，故A不符合题意； B．小车受到的重力和小车对木板的压力作用在不同的物体上，它们不是一对平衡力，故B不符合题意； C．小车受到的重力和木板对小车的支持力等大、反向、作用在同一直线上，作用在同一物体上，是一对平衡力，故C符合题意。 故选C。 （5）如果水平木板是绝对光滑且足够长的，小车撞击静止的木块后，木块开始运动，由牛顿第一定律可知，木块将一直做匀速直线运动。 2．如图所示为探究物体动能大小与哪些因素有关的实验装置。 (1)如图甲、丙两次实验，让质量不同的小钢球从斜面的同一高度处由静止滚下，目的是使两球到达水平面时具有相同的 ； (2)实验中所探究物体的动能是指 （选填“小钢球”或“木块”）的动能； (3)分析比较甲、乙两次实验，可得出结论：质量相同的物体， 越大，动能越大；分析比较 两次实验，可探究动能大小与质量的关系； (4)若水平面绝对光滑， （选填“能”或“不能”）达到探究目的； (5)实验中，通过观察木块移动的距离来判断小钢球的动能大小，这种研究方法叫 。 【答案】(1)速度 (2)小钢球 (3) 速度 甲、丙 (4)不能 (5)转换法 【解析】（1）甲丙实验中，让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，是为了使两球到达水平面时速度相等，两个小球的质量不同，因此可以探究物体动能与物体质量的关系。 （2）该实验探究的是碰撞前钢球的动能，碰撞时，钢球的动能越大，钢球对木块做的功就越多，木块移动的距离就越远。 （3）[1]根据甲、乙两次实验可知，小球的质量相同，滚下的高度不同，到达水平面时的速度不同，高度越高，速度越大，推动木块移动的距离越大，动能越大，故结论为：质量相同的物体，速度越大，动能越大。 [2]探究动能大小与质量的关系，保持速度相同，质量不同，选择甲和丙实验。 （4）如果水平面绝对光滑，由牛顿第一定律可知，木块做匀速直线运动，不能达到探究目的。 （5）实验中通过观察木块移动的距离来判断小球动能的大小，木块移动的距离越大，说明小球的动能越大，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。 3．如图甲所示是“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验，让小球从同一斜面由静止开始滚下，推动同一木块在水平面向前移动一段距离后停下。 (1)实验中，小球的动能是由 能转化来的； (2)图甲中（a）、（c）实验让小球从斜面的相同高度下滑，目的是 ； (3)图甲中（b）、（c）实验无法探究动能和速度的关系，理由是 ； (4)如图乙所示，若将质量为m的小球从一光滑轨道OAB的O点自由滚下，依次经过A、B两点到达C点（忽略空气阻力），设A、B两点的机械能分别为EA和EB，则EA和EB的大小关系是EA EB。当小球从B点运动到最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将沿 （选填“a”、“b”或“c”）轨迹运动。 【答案】(1)重力势 (2)小球到达水平面速度相同 (3)没有控制质量相同 (4) = a 【解析】（1）小球下滑过程中，高度降低，重力势能减小，速度加快，动能增加，小球的动能是由重力势能转化来的。 （2）使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下，目的使小球到达水平面的速度相同。 （3）探究动能与速度的关系时，应控制质量相同，而（b）、（c）两实验没有控制质量相同，不能达到目的。 （4）[1]将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点自由滚下（图乙），依次经过A、B两点到达C点（忽略空气阻力），设A、B两点的机械能分别为EA和EB，实验过程不存在能的损耗，则EA＝EB。 [2]当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时，小球具有水平方向的速度，竖直方向速度为0，假设小球所受的外力全部消失，根据牛顿一定律可知，小球将沿a轨迹做匀速直线运动。 考向九 探究重力势能大小的影响因素 1．如图所示，是小明“探究重力势能大小跟哪些因素有关”的实验，图中物体质量的关系：mA=mB<mC，物体被举的高度关系hA=hC<hB，木桩开始时高度相同。 (1)实验过程中，小明通过观察 来比较物体重力势能的大小（选填“物体下降速度”或“木桩陷入沙中深度”）；本实验用到两种实验探究方法，分别是控制变量法和 ； (2)分析图中 （选填“甲”“乙”或“丙”）两次实验可以得到的实验结论是：质量相同时，物体被举的越高，重力势能越大； (3)物体B在下落过程中， 转化为 （选填“弹性势能”、“重力势能”或“动能”）。 【答案】(1) 木桩陷入沙中深度 转换法 (2)甲、乙 (3) 重力势能 动能 【解析】（1）[1]实验中我们通过观察木桩陷入沙坑的深度，来比较重力势能的大小，凹陷越深重力势能越大。 [2]“探究重力势能大小跟哪些因素有关”的实验中，运用转换法，通过观察木桩陷入沙中深度来比较物体重力势能的大小，因此该实验中运用了控制变量法和转换法。 （2）探究重力势能与高度的关系时，需要控制物体的质量相同，物体所处的高度不同，因此选用甲、乙两次实验。 （3）[1][2]物体B在下落过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增加，动能增加，该过程中将重力势能转化为动能。 2．如图所示是“探究物体重力势能与哪些因素有关”的实验，其中m甲=m乙<m丙，木桩起始位置高度相同。 (1)甲、乙、丙都由静止释放，目的是控制物体的初始动能为 J； (2)实验通过 来反映物体重力势能的大小，这种方法在初中物理学习中经常用到，请再举一例： ； (3)比较A、C两次实验，可以初步得出结论： ； (4)小明认为比较A、B两次实验，也可得出“质量相同时物体速度越大动能越大”，你认为这个观点是 的；（选填“正确”或“错误”） (5)比较B、C两次实验，可知乙的重力势能 丙的重力势能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；小明认为比较B、C两次实验，也可得出“物体重力势能与高度有关”，你认为这个观点是 的。（选填“正确”或“错误”） 【答案】(1)0 (2) 木桩下陷程度 见解析 (3)见解析 (4)正确 (5) 等于 正确 【解析】（1）动能的大小与质量和速度有关，甲、乙、丙开始处于静止状态，开始的动能为零。 （2）[1]铁块的重力势能就越大，撞击木桩陷入沙坑越深，通过木桩下陷的深度来反映物体重力势能的大小，用到转换法。 [2]在探究声音产生的条件时，通过乒乓球的振动反映音叉的振动；在探究动能的影响因素时，通过推动木块移动的距离来反映动能的大小等也都用到了转换法。 （3）比较A、C两次实验，开始的高度相同，丙的质量较大，木桩下陷的深度较大，说明丙的重力势能较大。可以得到：高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大。 （4）比较A、B两次实验，甲乙的质量相同，乙的高度较大，撞击木桩时的速度较大，木桩下陷的深度较大，说明乙的重力势能较大。物体下落过程中，重力势能转化为动能，乙下落过程中重力势能转化的动能较大，所以也可以得到质量相同时物体速度越大动能越大，小明的观点是正确的。 （5）[1]比较B、C两次实验，木桩下陷的深度相同，说明乙和丙的重力势能相等。 [2]比较B、C两次实验，丙的质量大，高度小，乙的质量小，高度大，但乙和丙都能使木桩下陷的深度相同，则乙和丙的重力势能相等，在已得出重力势能与质量的关系情况下，可以说明重力势能与高度有关，小明的观点正确。 3．如图所示是“探究物体重力势能的大小与哪些因素有关”的实验装置，把小桌放在透明的沙箱中，让实心铁块从高处落下，撞击小桌。（实心铁块质量关系：） (1)实验探究的是 （选填“铁块”或“小桌”）的重力势能； (2)实验中通过 来反映物体重力势能的大小，这种物理研究方法叫做 法； (3)探究物体重力势能是否与质量有关，应比较图 两次的实验；比较图甲、乙两次实验可得出的结论是： 。 【答案】(1)铁块 (2) 桌腿进入沙子的深浅 转换 (3) 甲、丙 物体的质量相同时，所在高度越高，重力势能越大 【解析】（1）被举高的物体有重力势能，让铁块从高处落下，撞击桌面的中心部位，桌腿陷入沙子，实验中探究的是铁块的重力势能。 （2）[1][2]实验中通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小，桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大，运用了转换法。 （3）[1]重力势能与两个因素有关，一是物体质量，二是物体被举高度，想要探究重力势能与质量的关系，根据控制变量法，应该保持高度相同，改变物体的质量。因此应该选择甲、丙两图进行实验。 [2]比较图甲、乙两次实验，物体的质量相同，乙图中物体的高度较大，桌腿进入沙子较深，说明它的重力势能较大，因此可以得到结论：物体的质量相同时，所在高度越高，重力势能越大。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$