内容正文:
期末核心考点 功和机械能
2024-2025学年人教版(2024)物理八年级下册
一、单选题
1.下列估测最接近实际的是( )
A.一名中学生双脚站立在水平地面时,对地面的压强约为
B.八年级下册物理课本的重力约为
C.教室内大气压的数值约为
D.同学从一楼跑到三楼的过程中,功率大约
2.如图所示,在一个罐子的底和盖各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚下,会看到它又从斜面底部滚向斜面顶部。下列解释正确的是( )
A.罐子向下滚动时,重力势能全部转化为动能
B.罐子向上加速滚动时,弹性势能转化为动能和重力势能
C.整个过程中罐子速度为零时,橡皮筋的弹性势能最大
D.罐子滚动过程中机械能守恒
3.如图所示的情景中,所述的力对物体做功的是( )
A. 熊猫用力举着杠铃不动
B. 用力搬石头没搬动
C. 用力提着水桶沿水平方向移动
D. 用力拉绳匀速提升重物
4.如图甲所示是小朋友荡秋千的情境。荡秋千的过程可以简化为一个小球摆动的过程,如图乙所示,小球自A点由静止释放,经B点运动到C点返回,B点为摆动过程中的最低点,C点比A点位置低。下列说法正确的是( )
A.小球由A点运动到C点的过程中,动能减少
B.小球由A点运动到B点的过程中,重力势能减少
C.小球到C点时重力势能最大
D.小球在A点的机械能小于在C点的机械能
5.一名普通中学生从地上拿起一个鸡蛋,并把它缓缓举过头顶,此过程中他对鸡蛋做的功约为( )
A.0.1J B.1J C.10J D.100J
6.把一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到自己的鼻子附近,稳定后松手,铁锁向前摆去,如图。下列说法中正确的是( )
A.铁锁摆回时会打到鼻子
B.铁锁在摆动过程中动能与重力势能可以相互转化
C.铁锁由高处摆到低处的过程中动能转化为重力势能
D.铁锁上升的最大高度逐次降低,是由于受到惯性作用
7.如图是某商场的自动扶梯部分几何尺寸,已知扶梯以1m/s的速度匀速上行。质量为50kg的小明站在该扶梯上从商场一楼到二楼,。则下列说法不正确的是( )
A.扶梯对他做的功是1500J
B.扶梯对他做功的功率是500W
C.小明乘扶梯从一楼到二楼需要5s
D.若小明又相对扶梯以1m/s的速度在扶梯上向上步行,从一楼到二楼所需的时间为2.5s
8.下列情景中支持力对加点字物体做功的是( )
A.静止在水平地面的木箱 B.在水平地面上滚动的足球
C.沿斜面匀速下滑的木块 D.站在上升电梯轿厢里的人
9.小红同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体,从滑轮正下方沿水平方向移动4m,如图所示,若不计绳重和摩擦,他至少做了多少功( )
A.200J B.300J C.400J D.500J
二、多选题
10.下列有关机械能及其转化的说法正确的是( )
A.拦河大坝使上游的水位升高,提高了水的重力势能
B.弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能
C.蹦床运动员从高处落下过程中,其重力势能转化为动能
D.人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小,动能增大
11.将皮球从离地某一高度 O点处水平抛出,球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是( )
A.皮球经过同一高度的
A.B两点时动能不相等
B.皮球第一次反弹后到达最高点 P点时速度为零
C.皮球在 D点时的机械能小于在 C点时的机械能
D.若将皮球表面涂黑,则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑
12.如图甲所示,小明用水平推力F推水平地面上的木箱,推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示,在此过程中,木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.0~3s内,箱子受到地面的摩擦力为3N
B.s时,物体受到的摩擦力是9N
C.s时,箱子受到的推力和摩擦力是一对平衡力
D.9~12s内,推力F对物体做功的功率为6W
13.爷爷与小丽进行爬楼比赛,他们都从一楼爬到六楼。爷爷的体重是小丽的二倍,爷爷所用时间是小丽的二倍。若爷爷做功为W1,功率为P1,小丽做功为W2,功率为P2,则下列判断正确的是( )
A.W1∶W2=1∶1 B.W1∶W2=2∶1 C.P1∶P2=1∶1 D.P1∶P2=4∶1
14.如图所示,是小朋友们喜欢的荡秋千游戏,下列说法中正确的是( )
A.秋千运动到最高处时动能最大
B.秋千从高处向低处运动过程中,重力在做功
C.秋千从低处向高处运动过程中,重力势能转化为动能
D.秋千最终会停下来,说明机械能转化成其它形式的能
15.小华在实践基地参加劳动时,经历了如下过程:①用力搬一筐红薯,未搬起;②又用力推筐,未推动;③在小明帮助下,他们将这筐红薯抬起并放到手推车上;④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则( )
A.①中小华对这筐红薯做了功 B.②中小华对这筐红薯做了功
C.③中他们对这筐红薯做了功 D.④中他们对手推车做了功
16.如图所示是我国高超音速导弹“东风17”从起飞到击中目标的轨迹示意图,如果把大气层边缘看作水面,导弹飞行时就像在水面上“打水漂”,因此它突防能力强,难以拦截。下列说法正确的是( )
A.导弹飞出大气层后仍具有惯性
B.导弹从b点运动至攻击点,运动状态改变
C.导弹运动由a到b点时,重力势能变大
D.从起飞点到攻击点导弹做加速运动时,受平衡力作用
17.如图中A球从高h的斜面静止释放,当滑下斜面后与物块B相撞,A球立即静止,物块B开始向右运动一段距离后停下来,下列说法正确的是( )
A.B在水平面上运动过程中机械能保持不变
B.B在水平面上运动过程中水平方向始终受到一对平衡力作用
C.A从斜面滚下过程中重力势能将减小,动能将增大
D.假设水平面是光滑的,B被撞击后将向右做匀速直线运动
18.在盛有水的圆柱形容器中,质量为的均匀木球漂浮在水面上,静止时有一半体积露出水面。当用竖直向下恒定的压力使木球恰好全部没入水中时(木球所受各力的合力为零),水没有溢出,木球没有接触容器,则下列判断正确的是( )
A.在木球逐渐进入水的过程中,压力对木球做了功
B.在木球逐渐进入水的过程中,它所受到的各力的合力逐渐变小
C.木球全部进入水中后与漂浮在水面时相比,水对容器底部的压力增加
D.撤去压力后木球在上浮过程中,所受的合力逐渐变大
19.《清明上河图》生动记录了中国十二世纪北宋都城汴京(今河南开封)的城市面貌和当时社会各阶层人民的生活状况,是北宋时期都城汴京繁荣的见证。如图所示为《清明上河图》中一个人正在荡秋千的场景,下列判断中正确的是( )
A.运动到最高点时,她的动能为零,重力势能最大
B.运动到最低点时,她的动能最大,没有重力势能
C.从最高点到最低点的过程中,她的重力势能转化为动能
D.在荡秋千的整个过程中,她的机械能的总和不变
三、填空题
20.如图所示,一物体放在同一水平面上,第一次在拉力F1的作用下,以速度v1;匀速运动了距离s,第二次在拉力F2的作用下,以速度v2匀速运动了同样的距离,两次拉力做的功分别为W1和W2,功率分别P1和P2,已知v1>v2则W1 W2,P1 P2(两空均选填“>”、“<”或“=”)。
21.英国物理学家瓦特制造出第一台有实用价值的蒸汽机推动了第一次工业革命,为了纪念这位伟大的发明家把物理量 的单位定为他名字;如今中国的科技迅速发展,运载火箭发射成功后,将宇航员送入太空,宇航员加速升空的过程中机械能 (选填“变大”、“变小”、“不变”)。
22.
(1)小明、小芳要测量自己匀速登楼的功率①实验原理(用公式表达): ;②测量工具 、 和 ;
(2)某次秋游,小明和小芳同时开始登山,小明先到达山顶。 (选填:“能”或“不能”)判定哪个人的登山功率大。依据是 。
23.如今,无人机已深入农间地头,助力农业进入智能化时代。一架无人机可搭载农药的质量为40kg,装满农药的无人机总质量为50kg,静止在水平地面上时,其底部支架与地面的总接触面积为,它对地面的压强 Pa,从地面升起到5m高处时,克服农药重力做功为 J,水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中,无人机机械能的减少量 (填“大于”“小于”或“等于”)其动能的减少量。(g取10N/kg)
24.乒乓球运动员发球时,将乒乓球竖直向上抛,球在最高点时受 的作用(选填“平衡力”或“非平衡力”),上升过程中,球的动能转化为 ;此过程中,乒乓球的机械能 (选填“守恒”或“不守恒”)。
25.如图所示,跳伞运动员在空中匀速直线下降,在此过程中运动员和伞的动能 (选填“增大”、“减小”或“不变”,下同),重力势能 ,机械能总量 。
26.甲乙两同学进行爬杆比赛,爬到杆顶(杆长相同)时,甲用10s,乙用9s,若甲乙两人的体重之比为5:6,则甲乙两人爬到杆顶做功之比是 ,甲乙两人平均功率之比是 .
27.小强推着小车,30s内在水平地面上匀速前进了15m.如果水平推力为10N,在此过程中小强对小车做的功为 J,功率为 W.
28.如图所示的希罗喷泉,用3根管子连接3个容器,容器a是敞口的,容器b和c是密闭的.容器中有一些水,管B有水喷出.管A中水流的方向是向 ,容器b中气体压强的大小比外界大气压 ,要增大喷泉的高度,应增加容器 的高度.
29.如图甲所示,足够深的容器放在水平桌面上,不可伸长的细线一端与不吸水物块的底面相连,另一端固定在容器底部。缓慢向容器中加水,直到物块完全被水淹没,如图乙所示,加水过程中细线的拉力F与水的深度h关系图象如图丙所示。已知木块重2.5N,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,当水深0.15m物块受到的浮力 N;整个加水过程中浮力对物块做的功 J。
四、实验探究题
30.某物理实验小组在探究“影响重力势能大小的因素”时,提出了如下猜想:
猜想一:重力势能的大小可能与物体的质量有关;
猜想二:重力势能的大小可能与物体所在的高度有关;
猜想三:重力势能的大小可能与物体的体积有关。
实验中用到的小球,A、B、C球体积均为V,D球体积为2V,A、C、D球质量均为m,B球质量为2m。实验时均让小球从图中高度自由下落,记录小球下降到最低点时弹簧的长度,所用实验装置如图所示。请你根据图中实验情景完成下列问题:
(1)为验证猜想一,可以通过比较 两球的实验;
(2)通过本实验可知,猜想 是正确的;
(3)小科认为利用这套实验装置,还可以探究影响动能大小的因素,比如通过比较A、C两球实验,可以探究 对动能大小的影响。
31.如图所示是小明探究“物体的重力势能大小与物体的质量和被举起的高度是否有关”的活动,所做三次实验的情景.
(1)为探究“重力势能大小与物体被举起的高度是否有关”,应选 两组实验,观察比较这两组实验,得到的结论是________ ___________________________________________.
(2)本实验中探究的是影响 的重力势能大小的因素(选填“金属块”或“小桌”),但重力势能的大小无法直接观察,我们是通过观察比较小桌陷入沙坑的深度来间接比较的.下列四个研究实例中,同样用到此研究方法的是
A.认识电流时,用水流进行类比;
B.根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场;
C.在学习蒸发和沸腾时,通过比较得出蒸发和沸腾的异同点;
D.牛顿第一定律是在实验的基础上经分析推理而得出的.
32.在探究弹簧弹性势能的大小与哪些因素有关时,某同学猜想:弹簧弹性势能大小可能与弹簧的长短(不受外力时长度)、弹簧长度的变化量、弹簧螺纹圈的直径、弹簧的材料等因素有关,于是设计了如下实验:
如图所示,把弹簧套在摩擦不计的竖直杆上,且底端固定在水平面上,用刻度尺测出并记录处于自由状态时弹簧上端距水平面的高度h0;将中间有孔的小铁环套在摩擦不计的杆上放于弹簧上端,竖直向下按压铁环,读出并记录此时弹簧上端距水平面的高度h0;释放小铁环,读出并记录铁环上升到最大高度时,小铁环下端距水平面的高度h2;再一次竖直向下按压铁块并记录h1,重复以上步骤并根据表格中记录的数据计算出弹簧长度的变化量x和铁环上升的距离∆h。请回答下列问题:
实验次数
h0/m
h1/m
h2/m
x/m
Δh/m
1
0.50
0.40
0.55
0.10
0.15
2
0.50
0.30
0.90
0.20
0.60
3
0.50
0.20
1.55
0.30
1.35
4
0.50
0.15
2.00
0.35
1.85
(1)该实验研究的自变量是 ;
(2)弹簧弹性势能的大小是通过 来间接反映的。
五、计算题
33.如图所示,小李用力将货物在5秒内匀速提升2米,拉力的功率为40瓦。不计滑轮和绳子的重力,求:
①这段时间内拉力所做的功W。
②拉力大小F。
34.如图所示,这是一辆无人驾驶清扫车。某次该清扫车在平直路面上以的速度进行匀速清扫作业30min,牵引力的功率恒为500W。求:
(1)清扫车行驶的路程;
(2)清扫车提供的牵引力。
35.新能源汽车因节能、环保深受大家喜爱。如图所示,某国产新能源汽车整车质量为2100kg,轮胎与地面总接触面积为。该车匀速通过一座1.2km的大桥用时1min,汽车行驶时所受摩擦力为车重的0.2倍。求:
(1)静止停放时汽车对水平地面的压强;
(2)汽车在此段路程牵引力做的功W。
36.龙舟比赛是中国传统运动项目之一如题19 图,某队龙舟和运动员总质量为2.5×103kg ,在一次龙舟赛上,该队以1min40s 的成绩夺得500m比赛冠军。已知该龙舟在运动过程中受到的阻力是龙舟和运动员的总重力的0.12倍.
(1)该队的龙舟比赛在500m 比赛过程中的平均速度是多少米/秒?
(2)如果把在比赛过程中该队龙舟的运动看作匀速直线运动,求运动员在比赛过程中划船时的功率是多少千瓦?(g = 10N / kg )
六、作图题
37.如图甲所示,小球沿粗糙的圆弧轨道AB滑下,滑到与之相连粗糙水平轨道MN,最终停在C点,小球从O点运动到C点的过程“机械能随时间变化”的大致图像如图乙所示。若将圆弧轨道AB换成光滑的圆弧轨道,请在同一坐标系中画出小球从O点下滑到与之相连粗糙水平轨道MN上最终静止过程中的“机械能随时间变化”大致图像。
38. 如图甲所示,在探究“物体动能大小与质量关系”的实验中,将钢球A从光滑斜面O点由静止释放后,撞击静置于粗糙水平面底端M点的物块,随后A与物块共同运动至N点静止,钢球A的动能随位置变化关系的大致图像如图乙所示。现仅换用一个质量更大的钢球B从O点静止释放重复以上实验,B与物块共同运动一段距离后静止。请在答题卡的同一坐标中画出钢球B的动能随位置变化关系的大致图像。
39.图甲所示是一种民间弹珠游戏,用力下拉手柄到合适距离后松手弹出弹珠,弹珠在游戏底板上,沿着轨道向上运动,最终掉落到下方。图乙是弹珠弹出后运动轨迹的示意图,请在丙图中画出小球被弹出到掉落底部过程中,重力势能Ep随时间t变化的大致图像。
40.如图为某同学正在投铅球过程,请画出铅球离开手后在空中运行直到落地过程其动能随时间变化的关系图像。(设铅球刚离开手时动能为E0)
41.随着人们安全意识的提高,电梯安全越来越受到人们的关注,其中一项安全措施是在电梯井内轿厢正下方的地面上安装缓冲装置(如图甲所示,该装置为若干组弹簧构成),从而防止电梯加速下坠时发生安全事故。测试员在对该电梯缓冲装置安全性进行测试时要模拟电梯轿厢在运行过程中突然加速下坠,当轿厢接触缓冲装置并压缩弹簧后最终停下来。请你在坐标图乙中画出轿厢匀速下降经过A点时发生故障突然加速下坠,轿厢的动能(E)与位置的大致关系图像。
七、综合题
42.蹦床是奥运会正式比赛项目之一。在比赛过程中,运动员借助弹力床的弹力将身体弹向空中,在 空中做各种体操动作和翻筋斗的竞技运动。
(1)当运动员从高处落向蹦床的过程中, 能转化为 能;
(2)当运动员落在蹦床上后,蹦床逐渐向下凹陷,说明了力可以改变物体的 ;当蹦床被压到最低位置时,蹦床具有的 能最大;
(3)当运动员从最低位置竖直向上运动到离开蹦床的过程中,他的速度 (选填一直变大/一直变小/先变大再变小/先变小再变大),当他离开蹦床向上运动达到最大高度时, (选填是/不是)处于平衡状态,若此时运动员受到的所有力突然消失,运动员将 。
43.如图,用滑轮组从H=10米深的水中匀速提起底面积为0.04米2、高2米的实心圆柱体,该物体的密度是2.5×103千克/米3.现在动滑轮挂钩用钢丝绳与该物体相连,已知绕在滑轮上的绳子能承受的最大拉力F为700牛.
(1)求该物体露出水面前所受的浮力.
(2)若不计摩擦、绳和动滑轮重,绳子被拉断时,物体留在水中的体积为多少立方米?
(3)若考虑摩擦、绳和动滑轮重,该装置的机械效率为90%,将物体匀速提升至露出水面前,拉力F做的功为多少焦?(g=10牛/千克)
答案解析
1.【答案】D
2.【答案】B
3.【答案】D
4.【答案】B
5.【答案】B
【解析】【解答】一个鸡蛋的质量约50g,受到的重力为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N;
从地上拿起鸡蛋,并把它缓缓举过头顶,通过的距离大约2m,
所以对鸡蛋做的功大约为W=Gh=0.5N×2m=1J.
故答案为:B.
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后确定最符合实际的答案.
6.【答案】B
【解析】【解答】A.铁锁在摆动过程中,要克服空气阻力做功,一部分机械能转化为内能,机械能减小。铁锁摆到最高处,速度为0,此时只具有重力势能,因机械能减小,故所以铁锁摆回时不会打到鼻子,A不符合题意;
B.在质量不变时,物体的高度变大(小),重力势能变大(小);速度变大(小),动能变大(小),铁锁在摆动过程中动能与重力势能相互转化,同时克服空气阻力做功,转化为内能,B符合题意;
C.在质量不变时,物体的高度变大(小),重力势能变大(小),铁锁由高处摆到低处的过程中,重力势能转化为动能和内能,C不符合题意;
D.惯性是物体固有的种属性,惯性不是力,不能说物体受到惯性的作用。铁锁上升的最大高度逐次降低,是由于受空气阻力的作用,机械能不断减小,高度不断减小,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物体在下落的过程中受到阻力,机械能减小;物体在下落过程中位置不断变低,重力势能减小,速度越来越快,动能不断增加。
7.【答案】B
8.【答案】D
9.【答案】A
10.【答案】A,C
11.【答案】A,C
【解析】【解答】A.由图皮球运动的轨迹可知皮球运动过程中机械能不守恒,由于与空气以及地面的摩擦,机械能会转化为内能,机械能不断减小,因为A、B两点的重力势能相等,所以皮球经过同一高度的 A、B两点时动能不相等,A符合题意;
B.由于皮球抛出时具有水平向右的速度,所以由于惯性,皮球第一次反弹后到达最高点 P点时也具有水平向右的速度,B不符合题意;
C.因为在皮球运动的过程中与空气以及地面摩擦,机械能会转化为内能,机械能不断减小,所以皮球在 D点时的机械能小于在 C点时的机械能,C符合题意;
D.因为在皮球运动的过程中与空气以及地面摩擦,机械能会转化为内能,机械能不断减小,所以皮球在M点时弹性势能较大,弹性形变较大,在N点时弹性势能较小,弹性形变较小,所以若将皮球表面涂黑,则会在地面M、N两点留下一大一小的黑色圆斑,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大.
12.【答案】A,D
13.【答案】B,C
【解析】【解答】由题意知,爷爷的体重是小丽的二倍,则有G1=2G2,都从一楼爬到六楼,通过的高度相同,据爬楼比赛过程中,两人爬楼的高度相同,根据求出做功之比,两人克服重力所做的功;所用时间爷爷的是小丽的二倍,即t1=2t2,据得,两的功率之比,故AD错误,BC正确。
【分析】(1)爬楼比赛过程中,两人爬楼的高度相同,根据求出做功之比;
(2)根据求出功率之比。
14.【答案】B,D
【解析】【解答】解:A、秋千运动到最高处时势能最大,故A错误;
B、秋千从高处向低处运动过程中,重力在不断做功,故B正确;
C、秋千从低处向高处运动过程中,动能转化为重力势能,故C错误;
D、秋千最终会停下来,是由于克服阻力不断做功,说明机械能转化成其它形式的能,故D正确;
故选BD.
【分析】机械能守恒是一种理想的情况,只有在无摩擦、无空气阻力的情况下才能真正实现.荡秋千的过程中,会受到摩擦和空气阻力的作用.
15.【答案】C,D
【解析】【解答】A.①中小华用力搬一筐红薯,未能搬起,有力但是物体没有移动距离,不满足做功条件,所以未做功,故A不符合题意;
B.②中小华又用力推筐,仍未推动,有力但是物体没有移动距离,不满足做功条件,所以未做功,故B不符合题意;
C.③中在小明的帮助下,他们将这筐红薯抬起并放到手推车上,有力,且这筐红薯在托举力的方向上移动了距离,满足做功条件,所以他们对这筐红薯做了功,故C符合题意;
D.④中接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库,手推车在推力的作用下移动了距离,满足做功条件,所以他们对手推车做了功,故D符合题意。
故选:CD。
【分析】做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离;二者缺一不可。若做功,利用W=Fs计算。据此分析判断。
16.【答案】A,B
【解析】【解答】A.任何物体任何时候都有惯性,A符合题意;
B.导弹从b点运动至攻击点,由图可知,导弹的运动速度、运动方向都发生了变化,运动状态改变,B符合题意;
C.导弹从a点运动至b点,质量不变,高度减小,导弹的重力势能减小,C不符合题意;
D.从起飞点到攻击点导弹做加速运动时,运动的速度发生了变化,处于非平衡状态,受到非平衡力的作用,D不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】一切物体都有惯性;物体运动的路线不是直线,运动状态在改变;物体的高度越高,重力势能越大。
17.【答案】C,D
18.【答案】A,B,C
19.【答案】A,C
20.【答案】=;>
21.【答案】功率;变大
【解析】【解答】瓦特制造出第一台有实用价值的蒸汽机,推动了工业革命,物理量功率的单位定为瓦特,简称瓦,符号是W。
宇航员加速升空时,质量不变,速度变大,动能变大,高度变大,重力势能变大,机械能变大。
【分析】在国际单位中,功率的单位是瓦特;质量一定时,速度变大,动能变大,高度变大,重力势能变大。
22.【答案】(1)P= ;台秤;刻度尺;秒表
(2)不能;不知他们的体重关系,不知他们登山时做功多少
【解析】【解答】(1)上楼的过程就是克服重力做功的过程,上楼的功率:P= = = ,由P= 可知:实验需要:用台秤测出质量m、用刻度尺测量出楼高h、用秒表测量出上楼的时间t,然后可以求出上楼功率。(2)两人登山时,上升的高度相同,由于不知两人的体重关系,不知他们克服体重做功的大小关系,虽然知道他们登山时间的长短,但无法比较他们的功率大小。答案为:(1)P= ;台秤;刻度尺;秒表;(2)不能;不知他们的体重关系,不知他们登山时做功多少。
【分析】(1)利用P= = = 可知需要测量的物理量及实验器材.
(2)同理,结合功率的计算公式分析理解即可.
23.【答案】;;大于
24.【答案】非平衡力;重力势能;不守恒
【解析】【解答】 解:将乒乓球竖直向上抛,球运动到最高点时只受到重力作用,受到非平衡力的作用;
球在上升的过程中,高度变大,速度变小,所以是球的动能转化为重力势能;
乒乓球上升过程中,受空气阻力的作用,乒乓球的机械能会减小,即不守恒。
故答案为:非平衡力:重力势能:不守恒。
【分析】 (1)物体受到平衡力的作用时处于平衡状态;
(2)物体上升时,要克服重力做功,物体的动能减小、重力势能增加,动能转化为重力势能;
(3)乒乓球上升过程中,受空气阻力的作用。
25.【答案】不变;减小;减小
26.【答案】5:6;3:4
【解析】【解答】甲乙两人做功是克服自己重力做功,所以两人爬到杆顶做功分别等于两人的重力乘以杆的长度,当杆的长度相等时,则甲乙两人爬到杆顶做功之比等于甲乙两人的体重之比,甲乙两人平均功率之比可分别计算两人功率然后求比值.
解: = = = ;
= = × = × = ;
故答案为:5:6;3:4.
【分析】求比值的题目要确定所求的是哪个物理量的比值,把这个物理量的公式写出来,然后把已知物理量的比值代入公式计算就可.对于相等的物理量比值可按1:1处理.
27.【答案】150;5
【解析】【解答】小明所做的功:W=Fs=10N×15m=150J;小明做功的功率:P=W/t=150J/30s=5W。
故答案为:150;5.
【分析】利用公式W=Fs及P=计算即可.
28.【答案】下;大;b
【解析】【解答】解:容器a的高度大于容器c的高度,管A中水流的方向是向下的;容器a中的水进入容器c时,容器c中的气体的体积减小压强增大,所以容器b中气体压强的大小比外界大气压大,容器b中气体压强的大小大于外界大气压,把容器b中的水压出形成喷泉;增大容器b的高度就可以增大喷泉的高度。
故答案为:下;大;b。
【分析】影响重力势能大小的因素:质量、高度,当质量一定时高度越高重力势能越大;一定质量的气体体积越小压强越大;喷泉喷出的高度与容器b、c之间的相对高度、液体的密度有关,容器b、c之间的相对高度越高、液体的密度越大,喷泉的高度越高。
29.【答案】2.5;0.5
30.【答案】A、B;一、二;速度
31.【答案】(1)甲、丙 质量相同时,物体被举得越高,重力势能越大 (2)金属块 B
32.【答案】弹簧长度的变化量;铁环上升的距离
33.【答案】解:①这段时间内拉力所做的功
②绳子自由端移动的距离
拉力大小F
答:①这段时间内拉力所做的功为 ;
②绳子自由端移动的距离 。
【解析】【分析】(1)求解机械功,利用公式W=Pt即可,其中P是外力做功的功率;
(2)结合外力做功除以物体移动距离即为外力大小。
34.【答案】(1)9000m;(2)100N
35.【答案】(1)2.1×105Pa;(2)5.04×106J
36.【答案】(1)比赛时间为t=60s+40s=100s根据路程和时间计算平均速度为
(2)若龙舟是匀速运动,则受到的牵引力等于阻力,
则牵引力为,
划船的功率为。
【解析】【分析】(1)利用路程和时间的比值计算物体运动的速度;
(2)根据阻力和重力的关系可以计算阻力大小,根据力和速度的乘积要计算物体做功的功率。
37.【答案】
38.【答案】
【解析】【解答】质量越大,所以动能越大,传给木块的的动能更大,据此作图
【分析】根据动能的计算作图
动能:计算公式为W动=1/2mv2,所以质量越大,小球具有的动能越大,传递给木块的动能更大
39.【答案】
【解析】【解答】重力势能与物体质量和高度有关,当物体质量不变时,高度越高物体重力势能越大,根据运动轨迹,物体高度随时间先变大后减小,则重力势能Ep随时间t先变大后变小。
【分析】质量一定时,高度越高,重力势能越大,高度减小,重力势能减小。
40.【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】铅球离开手后斜向上运动速度越来越小,达到最高点时,仍向前运动,速度不为0,所以动能变小,但不为0;过最高点后斜向下运动,速度越来越大,落地时速度大于离开手时的速度,所以动能越来越大,落地时动能大于离开手时动能E0,在空中运行直到落地过程其动能随时间变化的关系图像如下图所示:
【分析】物体的动能和物体的质量、速度有关;物体上升时速度减小,下降时速度变大。
41.【答案】
42.【答案】(1)重力势;动
(2)形状;弹性势能
(3)先变大再变小;不是;静止
【解析】【解答】(1)当运动员从高处落向蹦床的过程中,高度下降,速度增大,重力势能转化为动能。(2)当运动员落在蹦床上后,蹦床逐渐向下凹陷,蹦床的形状发生改变,说明了力可以改变物体的形状。当蹦床被压到最低位置时,蹦床的形变量最大,弹性势能最大。(3)当运动员从最低位置竖直向上运动到离开蹦床的过程中,刚开始时蹦床的弹力大于运动员的重力,合力的方向向上,运动员受到非平衡力的作用,速度增大;之后蹦床的弹力小于运动员的重力,合力方向向下,运动员受到非平衡力的作用,速度在减小。当他离开蹦床向上运动达到最大高度时,只受到重力的作用,受到的非平衡力,处于非平衡状态。当他离开蹦床向上运动达到最大高度时,速度为0,若此时运动员受到的所有力突然消失,物体将保持原来的运动状态不变,将保持静止状态。
【分析】(1)运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大;
(2)发生形变的弹性体具有弹性势能,弹性形变越大,弹性势能就越大;
(3)运动最高处,运动员只受到重力,为非平衡状态,当外力消失后,运动员保持原来的静止状态。
43.【答案】(1)【解答】(1)该物体露出水面前,排开水的体积:
V排=V=Sh=0.04m2×2m=0.08m3,
所受的浮力:
F浮=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m3=800N
答:该物体露出水面前所受的浮力为800N.
(2)【解答】由和G=mg可得,圆柱体的重力:G=mg=ρgV=2.5×103kg/m3×10N/kg×0.08m3=2000N,由图可知n=2,绳子刚好被拉断时,滑轮组对绳子的拉力:F拉=2F最大=2×700N=1400N,因物体受到滑轮组对物体的拉力和浮力的大小之和等于圆柱体的重力之和,所以,此时圆柱体受到的浮力:F浮′=G﹣F拉=2000N﹣1400N=600N,由F浮=ρgV排可得,此时物体留在水中的体积:V排′===0.06m3答:绳子被拉断时,物体留在水中的体积为0.06m3
(3)【解答】将物体匀速提升至露出水面前,滑轮组对圆柱体的拉力:
F拉′=G﹣F浮=2000N﹣800N=1200N,
圆柱体上升的高度:
h=10m﹣2m=8m,
滑轮组做的有用功:
W有=F拉′h=1200N×8m=9600J,
由η=×100%可得,拉力F做的功:
W总==≈10666.7J
答:将物体匀速提升至露出水面前,拉力F做的功为10666.7J.
【解析】【解答】(1)该物体露出水面前,排开水的体积:
V排=V=Sh=0.04m2×2m=0.08m3,
所受的浮力:
F浮=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m3=800N;
(2)由ρ=和G=mg可得,圆柱体的重力:
G=mg=ρgV=2.5×103kg/m3×10N/kg×0.08m3=2000N,
由图可知n=2,绳子刚好被拉断时,滑轮组对绳子的拉力:
F拉=2F最大=2×700N=1400N,
因物体受到滑轮组对物体的拉力和浮力的大小之和等于圆柱体的重力之和,
所以,此时圆柱体受到的浮力:
F浮′=G﹣F拉=2000N﹣1400N=600N,
由F浮=ρgV排可得,此时物体留在水中的体积:
V排′===0.06m3;
(3)将物体匀速提升至露出水面前,滑轮组对圆柱体的拉力:
F拉′=G﹣F浮=2000N﹣800N=1200N,
圆柱体上升的高度:
h=10m﹣2m=8m,
滑轮组做的有用功:
W有=F拉′h=1200N×8m=9600J,
由η=×100%可得,拉力F做的功:
W总==≈10666.7J.
答:(1)该物体露出水面前所受的浮力为800N;
(2)绳子被拉断时,物体留在水中的体积为0.06m3;
(3)将物体匀速提升至露出水面前,拉力F做的功为10666.7J.
【分析】(1)该物体露出水面前排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出受到的浮力;
(2)根据密度公式和重力公式求出圆柱体的重力,由图可知滑轮组绳子的有效股数为2,绳子刚好被拉断时,滑轮组对物体的拉力为绳子承受最大拉力的2倍,此时物体受到滑轮组对物体的拉力和浮力的大小之和等于圆柱体的重力之和,根据力的平衡得出等式即可求出此时圆柱体受到的浮力,根据阿基米德原理求出排开水的体积即为物体留在水中的体积;
(3)将物体匀速提升至露出水面前,该滑轮组的有用功是动滑轮对物体的拉力做的功,滑轮组拉力的大小等于圆柱体的重力减去受到的浮力,根据G=mg求出有用功,利用η=×100%求出拉力F做的功.
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