压轴题03 选择题 功与能 机械能的守恒-【压轴题】2025年中考科学压轴题专项训练(浙江专用)
2025-04-16
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内容正文:
压轴题03 选择题-功与能 机械能的守恒
1、本专题题型有概念理解与判断:考查学生对动能、重力势能、弹性势能概念的理解,以及根据物体的运动状态和位置变化判断其能量形式和大小变化。影响因素的探究与应用:涉及对动能和势能影响因素的深入探究及实际应用。机械能守恒定律的应用:考查学生对机械能守恒条件的理解和运用,根据机械能守恒定律,进行相关的计算和推理。能量转化过程的分析:重点考查学生对动能、势能之间相互转化过程的分析能力。结合实际问题的综合应用:分析水电站的工作原理、过山车的安全设计、蹦极运动中的能量变化等。2024年浙江卷考查在选择题第15题
2、答好本专题要仔细分析题目中物体的运动过程和能量转化过程。明确物体在不同位置或不同时刻的运动状态和能量形式,确定能量转化的起点和终点,以及中间的关键转折点都要烂熟于心,再去分析问题容易答题。
知识点一、功和能的关系
功的实质:做功的过程实质上就是能量转化的过程,物体做多少功就有多少能量转化为其他形式的能,所以功是能量转化多少的一种量度。
知识点二、机械能守恒与否的判断方法
1.方法一:做功法
①对于一个物体而言,只受到重力的作用时机械能一定守恒(只有重力对物体做功)
②对于多个物体组成系统而言,只有重力和系统内的弹力做功,系统机械能守恒
2.方法二:定义法
机械能守恒:物体具有的动能和势能发生相互转化,但是动能和势能的总和保持不变,我们称这个物体的机械能守恒。
知识点三、竖直弹簧模型、水平弹簧模型动能最大点混淆不清。
1.竖直弹簧模型/蹦极模型
竖直弹簧模型动能最大点(速度最大点)在F弹=G的“平衡点”,这个点位于最低点和原长点之间
类比一下蹦极 蹦床
2.水平弹簧模型
(1)水平面粗糙:①压缩到A点释放,速度最大点在AO之间
②拉伸到B点释放,速度最大点在BO之间
(2)水平面光滑:速度最大点在原长点O(从弹簧的弹性势能与木块动能之间相互转换角度思考)
01 动能与势能的相互转化 机械能守恒
1. (2025•慈溪市校级模拟)如图为项目小组的自制投石车,A、B、C、D为重物投掷过程中的四个点,A为重物离开投石车的瞬间,B为重物到达的最高点,C点高度等于A,D为重物着地前瞬间。则下列说法正确的是( )
A.B点时重物动能为零
B.从A点到D点重物的机械能守恒
C.C点的动能小于A点
D.从B点到C点减小的重力势能全部转化为动能
02 功和功率的计算
2. (2024•西湖区校级二模)如图甲所示,小强在水平地面上用力推一密度为1.02×103kg/m3、边长为1m的正方体物体。在此过程中,推力F和物体前进速度v的大小随时间t的变化情况分别如图乙、图丙所示。以下对于这一过程分析正确的是( )
A.在此过程中物体对地面的压强为200Pa
B.0~1s内物体没有动是因为推力小于摩擦力
C.1~3s内物体克服摩擦力做功为300J
D.3~6s内物体受到的摩擦力大小均为200N
03 蹦极 弹簧与小球模型中的能量关系
3. (2024•江北区一模)“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,上升到最高位置C点,其中在B点时速度最快,上下震荡后静止在空中。对此过程,下列描述正确的是( )
A.到达B点时,弹性绳处于原长位置
B.最低点A和最高点C弹性绳的弹性势能一样大
C.人上升和下降时最大速度相同,所处位置也相同
D.人从A点到B点的过程中,人的重力势能和动能都增加
04 有阻力的运动模型讨论
4. (2025•浙江模拟)投掷实心球是中考体育选考项目之一。图甲为实心球出手后的运动示意图,其中v0是实心球出手瞬间的速度,θ是出手角度,h是出手高度。图乙为投掷距离s随出手角度θ变化的图像。下列说法不正确的是( )
A.实心球离手后至落地过程中,实心球的动能先减小后增大
B.实心球在运动到最高点时,如果一切外力消失,实心球将做匀速直线运动
C.实心球的投掷距离s随角度θ增大而先增大后减小,角度θ=40°时,投掷距离s最大
D.若要探究实心球投掷距离s是否与出手高度h有关,只需控制出手角度θ相同即可
1. (2025•义乌市一模)取一个很轻的圆柱形盒盖,在内侧粘上一个较重的铁球,如图放置在不太陡的斜面上,松开手会发现盒盖向上滚动,关于滚动过程下列说法正确的是( )
A.由于整体上移,滚动过程中整体的重力势能增加
B.虽然整体上移,但滚动过程中整体的重力势能不增加
C.向上滚动时动能转化为重力势能
D.向上滚动过程可以滚过完整的一圈
2. (2024•绍兴三模)同一篮球以不同弧线从A点投向B点,空气阻力不可忽略且大小恒定,则下列说法正确的是( )
A.从A点到B点,篮球重力势能的增加量弧线1大于弧线2
B.篮球在弧线1和弧线2的最高点的动能都为零
C.篮球沿着两条弧线运动,重力势能均一直增大
D.若篮球在B点的机械能相等,则在A点的机械能弧线1大于弧线2
3. (2024•西湖区模拟)原长为l的橡皮筋一端固定在O点,另一端悬挂一个小钢球,将钢球从O点释放,钢球运动到A点后开始向上返回,O、A两点间距离为2l,如图所示。则能反映钢球从O点运动到A点的过程中,其动能Ek随运动距离s变化的关系图象可能是( )
A.B. C. D.
4. (2024•西湖区模拟)北京冬奥会上中国小将苏翊鸣夺得男子单板滑雪大跳台金牌,下列关于该运动的说法正确的是( )
A.比赛时,运动员从超过40米的助滑区出发是为了获得较大的初速度
B.在运动中,运动员脚上穿着面积较大的单板,有利于减小落地时的冲击力
C.运动员运动到最高点时,动能为零
D.运动员下落过程中,重力势能全部转化为动能
5. (2024•上城区校级三模)如图,木块以某初速度从A滑过B点,到C点滑出下落至D点,A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计,则对木块在运动过程中能量变化的分析正确的是( )
A.D点与A点相比,动能一定增加,势能一定减少,机械能不变
B.A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能
C.B点的动能可能等于A点的动能,但一定大于D点的动能
D.B点的动能可能等于D点的动能,但一定大于A点的动能
6. (2024•嘉善县一模)我国探月工程“嫦娥五号”返回器采用“打水漂”的方式返回,返回轨道如图所示。通过多次进入大气层成功降低速度,避免了返回器燃烧破损的风险。下列说法错误的是( )
A.进入大气层前,返回舱机械能减小
B.进入大气层时,返回舱会与大气摩擦产生内能
C.跳出大气层时,返回舱的部分动能转化为势能
D.第二次进入大气层时返回舱的动能比第一次进入时小
7. (2024•宁波模拟)篮球运球是宁波市体育中考项目之一,其中投篮时可采用打击篮板进篮的方法,如图所示。忽略空气阻力,下列关于打板进篮的说法正确的是( )
A.篮球抛出后向上运动,打板的一瞬间,篮球的动能最大
B.篮球打板进篮筐的过程中,篮球的能量没有损失
C.篮球离开篮筐下落到地面的过程中,球的机械能不变
D.篮球在地面上越弹越低,最终静止,说明能量消失,不符合能量守恒定律
8. (2024•吴兴区校级模拟)如图甲所示,重为5N的铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动,铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图像如图乙所示,若铁块受到的摩擦力为2N。下列说法中正确的是( )
A.磁性平板对铁块的吸引力等于5N
B.0~2s内拉力F等于7N
C.2~6s内拉力F等于5N
D.2~6s内拉力F做了84J的功
9. (2024•瓯海区校级模拟)如图所示,绳子通过一个定滑轮悬挂一个重100N的物体,一人拉着绳端从A向B走过6m用了5s,物体被匀速提高2m,若不计绳与滑轮的摩擦和绳重,则下列说法正确的是( )
A.人拉绳子做功为200J,平均功率为40W
B.拉力大于100N,功率为120W
C.拉力做功为600J,功率为120W
D.人的拉力拉过的距离不知,无法求出拉力做的功和功率
10. (2024•瓯海区校级模拟)如图所示,水平板上有质量m=1.0kg的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。g取10N/kg,则下列判断正确的是( )
A.5s内拉力对物块做功为零
B.4s末物块所受合力大小为1.0N
C.物块与木板之间的动摩擦因数为0.3
D.物块先处于静止状态,后做匀速运动
11. 如图1,一物体放在水平地面上,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示。则下列说法正确的是( )
A.物体在0﹣2s时,只受到一对平衡力的作用
B.物体在2﹣6s时,受到的摩擦力为3N
C.物体在6﹣8s内,克服摩擦力所做的功是18J
D.t=7s时,拉力F对物体做功的功率是6W
12. 一定质量的货物在吊车钢索拉力的作用下,竖直向上运动,如图是货物上升的路程s随时间t变化的图象。不考虑空气的阻力和钢索重力,则下列判断正确的是( )
A.2s时与8s时的拉力大小相等
B.0﹣6s内和6﹣12s内通过的距离相等
C.整个上升过程速度一直不变
D.0至12s内拉力做功的功率保持不变
13. 如图1所示,用弹簧测力计水平拉动木块,使它在水平长木板上做匀速直线运动,图2是它运动的路程随时间变化的两段图像下列说法不正确的是( )
A.图1中木块受到的拉力为3.4N
B.木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1:2
C.AB段和BC段拉力做功的功率之比为2:1
D.AB段和BC段,木块均受平衡力作用
14. 如图1所示,水平路面由两段长度相等粗糙程度不等的区域组成。在2N水平拉力F的作用下,物块(空气阻力忽略不计)从区域①的最左端由静止开始运动。图2为物块在区域①和②上运动的v﹣t图象,则下列分析正确的是( )
A.拉力F在区域①做的功大于在区域②做的功
B.物体在区域①的惯性比在区域②的惯性小
C.拉力F在区域①做功的功率小于在区域②做功的功率
D.区域①比区域②更粗糙
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压轴题03 选择题-功与能 机械能的守恒
1、本专题题型有概念理解与判断:考查学生对动能、重力势能、弹性势能概念的理解,以及根据物体的运动状态和位置变化判断其能量形式和大小变化。影响因素的探究与应用:涉及对动能和势能影响因素的深入探究及实际应用。机械能守恒定律的应用:考查学生对机械能守恒条件的理解和运用,根据机械能守恒定律,进行相关的计算和推理。能量转化过程的分析:重点考查学生对动能、势能之间相互转化过程的分析能力。结合实际问题的综合应用:分析水电站的工作原理、过山车的安全设计、蹦极运动中的能量变化等。2024年浙江卷考查在选择题第15题
2、答好本专题要仔细分析题目中物体的运动过程和能量转化过程。明确物体在不同位置或不同时刻的运动状态和能量形式,确定能量转化的起点和终点,以及中间的关键转折点都要烂熟于心,再去分析问题容易答题。
知识点一、功和能的关系
功的实质:做功的过程实质上就是能量转化的过程,物体做多少功就有多少能量转化为其他形式的能,所以功是能量转化多少的一种量度。
知识点二、机械能守恒与否的判断方法
1.方法一:做功法
①对于一个物体而言,只受到重力的作用时机械能一定守恒(只有重力对物体做功)
②对于多个物体组成系统而言,只有重力和系统内的弹力做功,系统机械能守恒
2.方法二:定义法
机械能守恒:物体具有的动能和势能发生相互转化,但是动能和势能的总和保持不变,我们称这个物体的机械能守恒。
知识点三、竖直弹簧模型、水平弹簧模型动能最大点混淆不清。
1.竖直弹簧模型/蹦极模型
竖直弹簧模型动能最大点(速度最大点)在F弹=G的“平衡点”,这个点位于最低点和原长点之间
类比一下蹦极 蹦床
2.水平弹簧模型
(1)水平面粗糙:①压缩到A点释放,速度最大点在AO之间
②拉伸到B点释放,速度最大点在BO之间
(2)水平面光滑:速度最大点在原长点O(从弹簧的弹性势能与木块动能之间相互转换角度思考)
01 动能与势能的相互转化 机械能守恒
1. (2025•慈溪市校级模拟)如图为项目小组的自制投石车,A、B、C、D为重物投掷过程中的四个点,A为重物离开投石车的瞬间,B为重物到达的最高点,C点高度等于A,D为重物着地前瞬间。则下列说法正确的是( )
A.B点时重物动能为零
B.从A点到D点重物的机械能守恒
C.C点的动能小于A点
D.从B点到C点减小的重力势能全部转化为动能
【解答】解:A、B点为最高点,重物在水平方向上速度不为零,因此动能不为零,故A错误;
B、从A点到D点时,重物不断克服空气阻力做功,将机械能转化为内能,即机械能减小,故B错误;
C、由于机械能的损耗,则C点的机械能小于A点。二者高度相同,因此重力势能相等。根据机械能等于动能与重力势能之和,可C点的动能小于A点,故C正确;
D、从B点到C点,减小的重力势能大部分转化为动能,还有少部分克服空气阻力做功,转化为内能,故D错误。
故选:C。
02 功和功率的计算
2. (2024•西湖区校级二模)如图甲所示,小强在水平地面上用力推一密度为1.02×103kg/m3、边长为1m的正方体物体。在此过程中,推力F和物体前进速度v的大小随时间t的变化情况分别如图乙、图丙所示。以下对于这一过程分析正确的是( )
A.在此过程中物体对地面的压强为200Pa
B.0~1s内物体没有动是因为推力小于摩擦力
C.1~3s内物体克服摩擦力做功为300J
D.3~6s内物体受到的摩擦力大小均为200N
【解答】解:A、根据pρhg=1.02×103kg/m3×10N/kg×1m=1.02×104Pa;
B、0~1s内物体处于静止状态,推力等于摩擦力,故B错误;
C、1﹣3s的路程s1m;
克服摩擦力做功W=fs=200N×1m=200J,故C错误;
D、3~6s内物体运动时,受到的摩擦力大小为200N,故D正确。
故选:D。
03 蹦极 弹簧与小球模型中的能量关系
3. (2024•江北区一模)“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,上升到最高位置C点,其中在B点时速度最快,上下震荡后静止在空中。对此过程,下列描述正确的是( )
A.到达B点时,弹性绳处于原长位置
B.最低点A和最高点C弹性绳的弹性势能一样大
C.人上升和下降时最大速度相同,所处位置也相同
D.人从A点到B点的过程中,人的重力势能和动能都增加
【解答】解:A、人在B点时速度最快,此时弹力与人的重力相等,此时弹性绳对人还有弹力,则不是绳的原长位置,故A错误;
B、扣环打开前,弹性绳的弹性形变程度最大,弹性势能最大,最高点C弹性绳没有形变,没有弹性势能,故B错误;
C、上下震荡后静止在空中,说明受到了空气阻力,因而整个过程机械能逐渐减小,因而人上升和下降时最大速度不同,故C错误;
D、从A到B的过程中,人的质量不变、高度增大,重力势能增加;质量不变、速度逐渐变大,动能变大,所以机械能增大,故D正确。
故选:D。
04 有阻力的运动模型讨论
4. (2025•浙江模拟)投掷实心球是中考体育选考项目之一。图甲为实心球出手后的运动示意图,其中v0是实心球出手瞬间的速度,θ是出手角度,h是出手高度。图乙为投掷距离s随出手角度θ变化的图像。下列说法不正确的是( )
A.实心球离手后至落地过程中,实心球的动能先减小后增大
B.实心球在运动到最高点时,如果一切外力消失,实心球将做匀速直线运动
C.实心球的投掷距离s随角度θ增大而先增大后减小,角度θ=40°时,投掷距离s最大
D.若要探究实心球投掷距离s是否与出手高度h有关,只需控制出手角度θ相同即可
【解答】解:
A、实心球离手后,在上升过程中,质量不变,速度变小,动能变小,在下降过程中,速度变大,质量不变,动能变大,所以实心球的动能先减小后增大,故A正确;
B、实心球在运动到最高点时,水平方向上有一定的速度,如果一切外力消失,根据牛顿第一定律可知,实心球将做匀速直线运动,故B正确;
C、根据图乙可知,投掷距离随θ的增大先变大后变小,当θ=40°时,投掷距离s是最大的,故C正确;
D、若要探究实心球投掷距离s是否与出手高度h有关,需要改变出手的高度,控制实心球的质量、球的初速度、出手角度θ相同,故D错误。
故选:D。
1. (2025•义乌市一模)取一个很轻的圆柱形盒盖,在内侧粘上一个较重的铁球,如图放置在不太陡的斜面上,松开手会发现盒盖向上滚动,关于滚动过程下列说法正确的是( )
A.由于整体上移,滚动过程中整体的重力势能增加
B.虽然整体上移,但滚动过程中整体的重力势能不增加
C.向上滚动时动能转化为重力势能
D.向上滚动过程可以滚过完整的一圈
【解答】解:盒盖很轻,整体质量集中在铁球上,整体上升时,整体质量不变,但是铁球的重心降低,重力势能减小。
整体向上滚动时,铁球的重力势能转化为整体的动能。
整体可以看成支点在盒盖和斜面接触点的杠杆,盒盖在铁球重力作用下向斜面上滚动,整体向上只能滚过半圈,由于惯性会继续滚动,但是很快又会滚回到铁球的重力方向和支点在同一条直线的位置,最终静止。
故选:B。
2. (2024•绍兴三模)同一篮球以不同弧线从A点投向B点,空气阻力不可忽略且大小恒定,则下列说法正确的是( )
A.从A点到B点,篮球重力势能的增加量弧线1大于弧线2
B.篮球在弧线1和弧线2的最高点的动能都为零
C.篮球沿着两条弧线运动,重力势能均一直增大
D.若篮球在B点的机械能相等,则在A点的机械能弧线1大于弧线2
【解答】解:A、重力势能与质量和高度有关,从A点到B点,弧线1与弧线2两种情况下,篮球的质量不变,增加的高度相同,所以篮球重力势能的增加量相等,故A错误;
B、篮球在弧线1和弧线2的最高点速度不为零,动能都不为零,故B错误;
C、篮球上升时,重力势能增加,篮球下落时重力势能减小,整个过程重力势能先增大后减小,故C错误;
D、由图可知,篮球通过弧线1运动的路程较大,克服空气阻力做功消耗的机械能较多,若篮球在B点的机械能相等,则在A点的机械能弧线1大于弧线2,故D正确。
故选:D。
3. (2024•西湖区模拟)原长为l的橡皮筋一端固定在O点,另一端悬挂一个小钢球,将钢球从O点释放,钢球运动到A点后开始向上返回,O、A两点间距离为2l,如图所示。则能反映钢球从O点运动到A点的过程中,其动能Ek随运动距离s变化的关系图象可能是( )
A.B. C. D.
【解答】解:橡皮筋长为l,小球从初始状态下降至l过程中,重力势能转化为动能,小球做加速运动,动能逐渐变大;
小球从l继续下降至2l过程中,受到橡皮筋向上的拉力作用;当拉力小于重力时,合力向下,小球仍加速,动能仍然增大;当拉力大于重力时,合力向上,小球做减速运动,动能逐渐减小,最后变为零;
对照选项中的图象可知,只有D选项符合题意。
故选:D。
4. (2024•西湖区模拟)北京冬奥会上中国小将苏翊鸣夺得男子单板滑雪大跳台金牌,下列关于该运动的说法正确的是( )
A.比赛时,运动员从超过40米的助滑区出发是为了获得较大的初速度
B.在运动中,运动员脚上穿着面积较大的单板,有利于减小落地时的冲击力
C.运动员运动到最高点时,动能为零
D.运动员下落过程中,重力势能全部转化为动能
【解答】解:A、助滑区运动员做加速运动,比赛时,运动员从超过40米的助滑区出发是为了获得较大的初速度,利用惯性使自己跳得更远,故A正确;
B、面积较大的单板,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,不能减小落地时的冲击力,故B错误;
C、最高点时运动员在水平方向上仍有一定速度,所以动能不为零,故C错误;
D、运动员下落过程中,一部分重力势能转化为动能,还有一部分重力势能转化为内能。故D错误。
故选:A。
5. (2024•上城区校级三模)如图,木块以某初速度从A滑过B点,到C点滑出下落至D点,A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计,则对木块在运动过程中能量变化的分析正确的是( )
A.D点与A点相比,动能一定增加,势能一定减少,机械能不变
B.A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能
C.B点的动能可能等于A点的动能,但一定大于D点的动能
D.B点的动能可能等于D点的动能,但一定大于A点的动能
【解答】解:A、D点与A点相比,高度减小,则重力势能减少,由于接触面可能存在摩擦,则部分机械能可能会转化为内能,机械能可能减小,忽略空气阻力,D点的动能大于A点的动能,故A错误;
B、A和B、C和D之间的垂直距离均为h,则A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能,故B正确;
C、木块以一定的速度滑过AB点,若AB是粗糙的,木块可能进行匀速直线运动,若BC之间是光滑的,则木块的速度不变,所以B点、C点的动能可能等于A点的动能,忽略空气阻力,D点的动能大于A点的动能,故C错误;
D、木块从B到C,木块与地面有摩擦,则C处的动能小于B处的动能,从C到D,由于忽略空气阻力,木块的重力势能减小,动能增加,故D点动能大于C点动能,但与A点的动能不确定,故D错误。
故选:B。
6. (2024•嘉善县一模)我国探月工程“嫦娥五号”返回器采用“打水漂”的方式返回,返回轨道如图所示。通过多次进入大气层成功降低速度,避免了返回器燃烧破损的风险。下列说法错误的是( )
A.进入大气层前,返回舱机械能减小
B.进入大气层时,返回舱会与大气摩擦产生内能
C.跳出大气层时,返回舱的部分动能转化为势能
D.第二次进入大气层时返回舱的动能比第一次进入时小
【解答】解:A、进入大气层前,返回器不受任何阻力,所以机械能守恒,故A错误;
B、进入大气层时,返回舱需要克服空气阻力做功,会有一部分机械能转化为内能,故B正确;
C、跳出大气层时,返回舱的质量不变,速度变小,高度变大,则其动能减少,重力势能增多,所以部分动能转化为势能,故C正确;
D、动能和势能统称为机械能。第二次进入大气层时,返回舱的机械能小于第一次,而重力势能相等,所以第二次进入大气层时返回舱的动能比第一次进入时小,故D正确。
故选:A。
7. (2024•宁波模拟)篮球运球是宁波市体育中考项目之一,其中投篮时可采用打击篮板进篮的方法,如图所示。忽略空气阻力,下列关于打板进篮的说法正确的是( )
A.篮球抛出后向上运动,打板的一瞬间,篮球的动能最大
B.篮球打板进篮筐的过程中,篮球的能量没有损失
C.篮球离开篮筐下落到地面的过程中,球的机械能不变
D.篮球在地面上越弹越低,最终静止,说明能量消失,不符合能量守恒定律
【解答】解:A、篮球抛出后向上运动的过程中,动能转化为重力势能,因此到达最高点时,篮球的速度最小,动能最小,故A错误;
B、篮球打板进篮筐的过程中,篮球对篮板做了功,其部分机械能转化为内能,所以有能量损失,故B错误;
C、不计空气阻力时,篮球离开篮筐下落到地面的过程中,球的机械能不变,故C正确;
D、篮球在地面上越弹越低,最终静止,是篮球对外做功,机械能逐渐转化为内能,但整个过程中,仍符合能量守恒定律,故D错误。
故选:C。
8. (2024•吴兴区校级模拟)如图甲所示,重为5N的铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动,铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图像如图乙所示,若铁块受到的摩擦力为2N。下列说法中正确的是( )
A.磁性平板对铁块的吸引力等于5N
B.0~2s内拉力F等于7N
C.2~6s内拉力F等于5N
D.2~6s内拉力F做了84J的功
【解答】解:A、该题中没有磁性平板对铁块的吸引力的任何提示,故A错误;
B、在0~2s内处于加速运动状态,即此时的拉力F大于重力与摩擦力的合力,即F大于7N,故B错误;
C、由乙图可见,在2~6s铁块在竖直方向上运动时,速度保持不变,因此铁块做匀速直线运动,铁块受到平衡力的作用。在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F,根据平衡力的特点,f+G=F,所以F=G+f=5N+2N=7N,故C错误;
D、由v可得,2~6s内移动距离s=vt=3m/s×4s=12m,
则2~6s内拉力F做的功W=Fs=7N×12m=84J,故D正确。
故选:D。
9. (2024•瓯海区校级模拟)如图所示,绳子通过一个定滑轮悬挂一个重100N的物体,一人拉着绳端从A向B走过6m用了5s,物体被匀速提高2m,若不计绳与滑轮的摩擦和绳重,则下列说法正确的是( )
A.人拉绳子做功为200J,平均功率为40W
B.拉力大于100N,功率为120W
C.拉力做功为600J,功率为120W
D.人的拉力拉过的距离不知,无法求出拉力做的功和功率
【解答】解:因为不计绳与滑轮的摩擦和绳重,此机械为理想机械,根据功的原理,使用机械做的功等于直接用手做的功。
直接用手做的功是:W手=Gh=100N×2m=200J.所以用机械做的功也是200J。
P40W.故A正确,BCD错误。
故选:A。
10. (2024•瓯海区校级模拟)如图所示,水平板上有质量m=1.0kg的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。g取10N/kg,则下列判断正确的是( )
A.5s内拉力对物块做功为零
B.4s末物块所受合力大小为1.0N
C.物块与木板之间的动摩擦因数为0.3
D.物块先处于静止状态,后做匀速运动
【解答】解:
A、在0﹣4s内,物体所受的摩擦力为静摩擦力,物体未移动,所以拉力不做功;4s末开始运动,4﹣5s内物体沿拉力运动了一段距离,拉力对物体做了功,故A错误;
B、由F与t图象,4s末拉力F=4N,由Ff与t图象可知此时摩擦力Ff=4N,所以两力的合力为0,故B错误;
C、由Ff与t图象可知,滑动摩擦力f=3N,则由f=μmg;
所以μ0.3;故C正确;
D、在0﹣4s内,物体所受的摩擦力为静摩擦力,物体处于静止状态;4s末物体开始运动,
由F与t的图象,5s后拉力F=5N,摩擦力f=3N,则合力F合=F﹣f=5﹣3=2N,所以物体会加速运动。即物体先处于静止状态,后做加速运动。故D错误。
故选:C。
11. 如图1,一物体放在水平地面上,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示。则下列说法正确的是( )
A.物体在0﹣2s时,只受到一对平衡力的作用
B.物体在2﹣6s时,受到的摩擦力为3N
C.物体在6﹣8s内,克服摩擦力所做的功是18J
D.t=7s时,拉力F对物体做功的功率是6W
【解答】解:A、由图3可知,物体在0﹣2s时静止,由力的平衡条件可知,此时物体在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力,在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡条件,因此此时物体受到两对平衡力作用,故A错误;
C、由图3可知,物体在6﹣8s内物体做匀速直线运动,速度v=3m/s,由v可知,此时物体移动的距离:s=vt=3m/s×(8s﹣6s)=6m,
由图2可知此时物体受到的拉力F=2N,由二力平衡条件可知,物体受到的滑动摩擦力:f=F=2N,
则物体在6﹣8s内,克服摩擦力所做的功:W=fs=2N×6m=12J,故C错误;
B、由图3可知,物体在2﹣6s时物体做加速运动,此时物体受到的摩擦为滑动摩擦,此时物体对地面的压力和接触面的粗糙程度没有发生变化,由滑动摩擦力影响因素可知,此时物体受到的摩擦力不变,仍为2N,故B错误;
D、由图3可知,t=7s时物体的运动速度v=3m/s,由图2可知此时物体受到的拉力F=2N,则拉力F对物体做功的功率:PFv=2N×3m/s=6W,故D正确。
故选:D。
12. 一定质量的货物在吊车钢索拉力的作用下,竖直向上运动,如图是货物上升的路程s随时间t变化的图象。不考虑空气的阻力和钢索重力,则下列判断正确的是( )
A.2s时与8s时的拉力大小相等
B.0﹣6s内和6﹣12s内通过的距离相等
C.整个上升过程速度一直不变
D.0至12s内拉力做功的功率保持不变
【解答】解:A、根据图象可知,货物在0~6s以较大的速度做匀速直线运动,货物在6~12s的内以较小的速度做匀速直线运动,因为货物处于平衡状态,拉力都等于货物的重力,所以2s时与8s时的拉力大小相等,故A正确;
B、根据图象可知,0~6s内货物通过的距离是3m,6~12s内物体通过的距离为4m﹣3m=1m,所以0﹣6s内和6﹣12s内通过的距离不相等,故B错误;
C、由B知,货物在相同时间内,0~6s通过的距离大于6s~12s通过的距离,因此货物0~6s内的速度大于6~12s内的速度,故C错误;
D、由A知,货物0~6s内的受到的拉力等于6~12s内受到的拉力;由C知,货物0~6s内的速度大于6~12s内的速度,根据PFv可知,0至12s内拉力做功的功率发生了改变,故D错误。
故选:A。
13. 如图1所示,用弹簧测力计水平拉动木块,使它在水平长木板上做匀速直线运动,图2是它运动的路程随时间变化的两段图像下列说法不正确的是( )
A.图1中木块受到的拉力为3.4N
B.木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1:2
C.AB段和BC段拉力做功的功率之比为2:1
D.AB段和BC段,木块均受平衡力作用
【解答】解:A、从图甲知,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为2.2N,即图甲中木块受到的拉力为2.2N,故A错误;
B、两次接触面的粗糙程度相同、压力相同,摩擦力相同,即木块两次受到滑动摩擦力之比为1:1,故B错误;
C、从图乙可知,木块两次都做匀速直线运动,而做匀速直线运动的物体受平衡力作用,所以两次木块受到的拉力和摩擦力相等,因为摩擦力相同,故拉力也相同;由图乙可知相同时间内的路程之比为s1:s2=2:1,根据W=Fs可得W1:W2=2:1,,故C正确;
D、从图乙可知,木块两次都做匀速直线运动,木块均受平衡力作用,故D正确。
故选:AB。
14. 如图1所示,水平路面由两段长度相等粗糙程度不等的区域组成。在2N水平拉力F的作用下,物块(空气阻力忽略不计)从区域①的最左端由静止开始运动。图2为物块在区域①和②上运动的v﹣t图象,则下列分析正确的是( )
A.拉力F在区域①做的功大于在区域②做的功
B.物体在区域①的惯性比在区域②的惯性小
C.拉力F在区域①做功的功率小于在区域②做功的功率
D.区域①比区域②更粗糙
【解答】解:
D、由图2可知:物体在0~2s内做加速运动,在2s~3s内做匀速运动,且物体在0~2s内v﹣t图象与2s~3s内v﹣t图象与坐标轴围成的面积相同,说明物体运动的路程相同,即物体在0~2s内在区域①上做加速运动,在2s~3s内在区域②上做匀速直线运动;
物体在区域①上做加速运动,则区域①表面上受到的摩擦力小于拉力F,即f1<2N;物体在区域②上做匀速直线运动,则在区域②表面上受到的摩擦力等于拉力F,即f2=F=2N,所以f1<f2;
影响滑动摩擦力的因素是压力大小和接触面的粗糙程度,压力大小没有变,则接触面的粗糙程度改变,即区域①比区域②更光滑,故D错误;
B、惯性大小只与物体的质量有关,质量越大、惯性越大;物体在区域①和②上运动时,质量不变,则惯性大小相等,故B错误;
AC、拉力大小恒定不变,且拉力在两个区域上运动的距离相等,由W=Fs可知,拉力做的功相等;
由图2可知物体在区域①上运动时间长,由P可知,拉力F在区域①做功的功率小于在区域②做功的功率,故A错误,C正确。
故选:C。
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