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第17讲 功和机械能 (建议用时:25 min)
一、选择题
1.在紧急救援时,可用充氦浮空器将发电机组升至高空发电,为现场提供照明和通信。当浮空器匀速升空时,它的( )
A.动能增大 B.动能减小
C.重力势能增大 D.机械能减小
2.(2025温州鹿城区二模)如图为游乐园中的“空中飞人”项目:甲躺在弹性垫上,乙从高处的跳板跳下,通过垫子的弹性将甲弹起。为了提高甲弹起的高度,以下方法无效的是( )
第2题图
A.仅增加乙的体重 B.仅增加甲的体重
C.仅增加乙起跳速度 D.仅增加跳板的高度
3.(2025杭州钱塘区一模)哈尔滨亚冬会上,自由式滑雪空中技巧是最具观赏性的项目之一,中国队在该项目中获得混合团体金牌。下图为运动员以一定的速度从O点沿助滑坡滑下,在跳台起跳,完成空翻后着陆的过程(忽略空气阻力)。该过程中动能与时间的关系正确的是( )
第3题图
A B C D
4.(2025绍兴上虞区二模)如图甲所示,水平拉力F1作用在物体A上,使其沿水平面以速度v1向右做匀速直线运动;如图乙所示,在A上放置物体B,水平拉力F2作用在A上,使两物体一起以速度v2向右做匀速直线运动。F1和F2作用时间均为t,忽略空气阻力,下列判断正确的是( )
甲 乙
第4题图
A.v1一定小于v2
B.F1一定小于F2
C.F1做的功一定小于F2做的功
D.F1的功率一定小于F2的功率
二、填空题
5.(2025湖州吴兴区二模)某集成电路产业园内,无人驾驶的运输车运输重达80 000牛的测试设备至厂房时做匀速直线运动。已知运输车重40 000牛。
(1)运输车有很多轮胎,这是通过 来减小对路面的压强。
(2)若运输车行驶阻力为车和货物总重的0.1倍,则运输车水平匀速直线运动20米,克服阻力做功为 焦。
(3)设备与运输车保持相对静止且两者的接触面水平,不计空气阻力,则设备受到的摩擦力大小为 牛。
6.[科技发展](2025台州黄岩区二模)如图为某洲际导弹运动轨迹图。在飞行初段OA,发动机推动导弹加速上升;在飞行中段AB,发动机关闭,导弹继续飞行;在飞行末段BC,发动机再次打开,导弹急速坠落。
第6题图
(1)导弹在大气层飞行时,弹壳与大气摩擦,温度升高。这是通过
的方式增加了弹壳的内能。
(2)飞行中段,关闭发动机,导弹由于 沿钱学森弹道(a→b)继续飞行。
(3)a、b两点距离地面高度相等,导弹经过a、b两点的速度分别为va和vb,则va vb(选填“>”“=”或“<”)。
三、实验与探究题
7.小明观察到如图甲所示的组合式滑梯,各个滑梯的高度都有所不同,小朋友从不同的滑梯滑至底端时的快慢也有所不同,速度快的甚至会冲出滑梯摔在地上。这一现象引起了小明的思考:人沿滑梯滑至底端时速度的大小与什么因素有关呢?
甲
乙
丙
第7题图
他猜想:与人开始下滑的起点高度有关。
小明用木块、硬纸板、垫块进行模拟实验,如图乙所示。纸板一端置于垫块上,另一端置于水平桌面上模拟滑梯,用纸板上从静止开始下滑的木块模拟人,通过观察木块在水平桌面上运动的距离来反映木块滑至底端O点时速度的大小,距离越长表明速度越大。
请你回答下列问题:
(1)若释放后木块保持静止,是因为木块受到沿纸板向 的摩擦力,若要让木块下滑,写出一种操作方法: 。
(2)解决上述问题后继续探究。如图丙①所示,从纸板顶端释放木块,木块运动至桌面上的M点;如图丙②所示,从纸板中部释放木块,木块运动至桌面上的N点。比较木块两次在桌面上的运动距离,可以得出结论:木块沿纸板下滑的起点越高, 。
(3)根据上述探究,小明认为,要保证人不因速度过大冲出滑梯,设计时可以考虑在滑梯底端再连接一段 方向放置的滑梯,结合上述实验现象和所学知识说明这样设计的必要性 。
(4)结合你坐滑梯的经历,谈谈还有哪些因素可能会影响人沿滑梯下滑的快慢?(写出两个因素即可) 。
四、综合题
8.(2025杭州余杭区一模)中国的基建能力世界领先,其中挖掘机是基建工程中的重要设备。下表是某品牌挖掘机的部分技术参数表。(g取10牛/千克)
第8题图
挖掘机参数表(部分)
整机工作质量(千克)
14 000
最大挖掘深度(毫米)
5 600
最大卸载高度(毫米)
6 400
行走速度(千米/时)
3.3~5.2
单履带宽度(毫米)
500
单履带长度(毫米)
4 000
请回答:
(1)请计算该挖掘机静止在水平地面上时对地面的压强。
(2)请计算该挖掘机在工地上行走104米的距离至少需要多少时间?
(3)若该挖掘机将1×104牛的巨石从“最大挖掘深度”处挖起,并举高到“最大卸载高度”处放下。该过程挖掘机对该巨石至少需要做多少功?
9.[解决实际问题]溜索曾经是劳动人民跨越峡谷的重要工具,人们借助滑轮利用自身重力沿溜索无动力滑行,利用木片等与溜索之间的摩擦减速,如图所示。某村寨的特色旅游项目,需修建两条溜索方便游人从村寨(甲)前往茶园(乙)并返回。已知甲、乙海拔相差约30米、相距约150米,峡谷深约800米。最合理的溜索设计方案是( )
第9题图
A B C D
参考答案
1.C 2.B 3.B 4.B
5.(1)增大受力面积 (2)2.4×105 (3)0
6.(1)做功 (2)惯性 (3)>
7.(1)上(或左) 将垫块竖放
(2)滑至底端时速度越大
(3)水平 因为滑至底端时速度较大,水平放置一段滑梯可以让人因摩擦力而减速,保证不因速度过大冲出滑梯(合理即可)
(4)人的质量大小;滑梯表面的粗糙程度;滑梯的倾斜程度(合理即可)
8.解:(1)挖掘机静止在水平地面上时对地面的压力
F=G=mg=14 000 kg×10 N/kg=1.4×105 N
对地面的压强
p===3.5×104 Pa
(2)t===72 s
(3)W=Gh=1×104 N×(5 600×10-3 m+6 400×10-3 m)=1.2×105 J
9.C
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