内容正文:
功和机械能
基础过关
1.(2025·黑龙江中考)举重运动员将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃 (选填“做功”或“没做功”)。
2.(2025·甘肃中考)始终水平匀速直线飞行的飞机,在向目标处空投物资后,飞机的机械能 ;物资在空中加速下落的过程中,惯性将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
3.(2025·安徽淮北模拟)如图所示,一个小球以初速度v沿着粗糙曲面从A点向D点运动,其中B点和D点的高度相同,则小球在B点的动能 (选填“等于”“大于”或“小于”)在D点的动能。
4.(2025·安徽合肥模拟)如图所示,某同学乘坐自动扶梯上楼,楼层高h=4 m,上楼所用时间为8 s,该同学所受重力为450 N,上楼过程中,自动扶梯对该同学的支持力做功的功率为 W。
5.(2025·四川南充中考)如图所示,重为100 N的物体在水平拉力F为10 N的作用下,沿水平面向左做匀速直线运动,物体受到水平地面的摩擦力是其重力的。若物体在10 s内向左移动了10 m,则拉力所做的功为 J,滑轮组做有用功的功率为 W。
6.(2025·江苏连云港中考)下列情境中,人对物体做功的是 ( )
A.司机用力推汽车,汽车不动
B.人推自行车前进
C.学生背着书包在水平路面上匀速前进
D.足球被踢后,在草地上滚动了一段距离
7.如图所示,某次比赛中,运动员推着冰壶从A点运动6 m到达B点时轻轻松手,随后冰壶沿冰道运动30 m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9 N,冰壶运动中受到水平方向的阻力,大小恒定为1.5 N。从A点到O点冰壶沿直线运动,此过程中 ( )
冰壶赛场俯视图
A.推力对冰壶做功270 J
B.推力对冰壶做功324 J
C.冰壶克服阻力做功54 J
D.冰壶克服阻力做功45 J
8.(2025·黑龙江大兴安岭中考)如图所示,人造地球卫星在绕地球椭圆轨道运行的过程中,当卫星从近地点向远地点运行时,下列说法正确的是 ( )
A.动能增大,势能增大
B.动能减小,势能增大
C.动能增大,势能减小
D.动能减小,势能减小
9.(2025·江苏连云港中考)2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。关于神舟二十号飞船加速升空的过程,下列说法正确的是 ( )
A.动能增加,重力势能不变,机械能增加
B.动能增加,重力势能增加,机械能增加
C.动能不变,重力势能减少,机械能减少
D.动能减少,重力势能增加,机械能不变
10.(2025·四川凉山州中考)甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶,它们的s-t图像如图所示。已知甲车总重1.2×104 N,若甲车0~8 s内的牵引力大小恒为1.6×103 N,则 ( )
A.乙车速度大小为10 m/s
B.0~6 s内,以甲车为参照物,乙车向北运动
C.0~6 s内,甲车重力做的功为7.2×105 J
D.0~6 s内,甲车牵引力的功率为1.6×104 W
能力提升
11.(2025·四川达州中考)“奇思妙想”小组组装了如图所示装置,测量滑动摩擦力大小。长木板B置于水平面,在水平拉力F=5 N作用下向右做匀速直线运动,速度为0.15 m/s,弹簧测力计的示数为2 N。拉力F的功率为 W,B受到水平面的摩擦力为 N(不计绳重及绳与滑轮间的摩擦、弹簧测力计始终保持竖直状态)。
12.(2025·安徽合肥模拟)将球斜向上抛出,先后经过A、B、C、D、E五个位置,其在空中不同位置时的能量变化借助电脑技术统计情况如图所示,下列判断错误的是 ( )
A.经过B、D两位置时小球的高度相同
B.C位置可能为小球到达的最高点
C.经C、E两位置时小球的机械能一定相等
D.经过B、E两位置时小球的速度大小相同
13.(2025·安徽亳州模拟)两次水平拉动同一物体,在同一水平面上都做匀速直线运动,两次物体运动的s-t图像如图所示。根据图像,下列判断错误的是 ( )
A.两次物体运动的速度v1>v2
B.两次物体所受的拉力F1>F2
C.0~8 s两次拉力对物体所做的功W1>W2
D.0~8 s两次拉力对物体做功的功率P1>P2
14.(2025·甘肃中考)学校航模社团用无人机进行学科实践,已知无人机整机质量为2 kg。
(1)小高想要测量操场长度,他让无人机从操场一端以2 m/s的速度水平匀速直线飞行到另一端,发现用时1 min 30 s,则他测得的操场长度为多少?
(2)小飞想了解无人机上升过程中的输出功率,他让无人机匀速直线上升80 m,发现用时20 s,则此过程中他测得的无人机的输出功率是多少?(空气阻力不计,g取10 N/kg)
15.(2025·江苏苏州中考)叉车常用于货物的转运,如图所示。叉车在10 s内将质量为300 kg的货箱匀速竖直提升3 m,g取10 N/kg,求此过程中:
(1)货箱的速度;
(2)叉车对货箱所做的功;
(3)叉车对货箱所做功的功率。
创新题型
16.(跨学科·五育)(2025·安徽合肥模拟)如图所示,在校园单人跳绳比赛中,质量为50 kg的某同学,1 min跳绳180次。已知该同学跳起的平均高度为4 cm,g取10 N/kg,求:
(1)该同学跳起一次克服重力所做的功;
(2)1 min内该同学跳绳克服重力做功的平均功率。
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功和机械能
基础过关
1.(2025·黑龙江中考)举重运动员将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃 (选填“做功”或“没做功”)。
答案 做功
2.(2025·甘肃中考)始终水平匀速直线飞行的飞机,在向目标处空投物资后,飞机的机械能 ;物资在空中加速下落的过程中,惯性将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
答案 变小 不变
3.(2025·安徽淮北模拟)如图所示,一个小球以初速度v沿着粗糙曲面从A点向D点运动,其中B点和D点的高度相同,则小球在B点的动能 (选填“等于”“大于”或“小于”)在D点的动能。
答案 大于
4.(2025·安徽合肥模拟)如图所示,某同学乘坐自动扶梯上楼,楼层高h=4 m,上楼所用时间为8 s,该同学所受重力为450 N,上楼过程中,自动扶梯对该同学的支持力做功的功率为 W。
答案 225
5.(2025·四川南充中考)如图所示,重为100 N的物体在水平拉力F为10 N的作用下,沿水平面向左做匀速直线运动,物体受到水平地面的摩擦力是其重力的。若物体在10 s内向左移动了10 m,则拉力所做的功为 J,滑轮组做有用功的功率为 W。
答案 300 12
6.(2025·江苏连云港中考)下列情境中,人对物体做功的是 ( )
A.司机用力推汽车,汽车不动
B.人推自行车前进
C.学生背着书包在水平路面上匀速前进
D.足球被踢后,在草地上滚动了一段距离
答案 B
7.如图所示,某次比赛中,运动员推着冰壶从A点运动6 m到达B点时轻轻松手,随后冰壶沿冰道运动30 m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9 N,冰壶运动中受到水平方向的阻力,大小恒定为1.5 N。从A点到O点冰壶沿直线运动,此过程中 ( )
冰壶赛场俯视图
A.推力对冰壶做功270 J
B.推力对冰壶做功324 J
C.冰壶克服阻力做功54 J
D.冰壶克服阻力做功45 J
答案 C
8.(2025·黑龙江大兴安岭中考)如图所示,人造地球卫星在绕地球椭圆轨道运行的过程中,当卫星从近地点向远地点运行时,下列说法正确的是 ( )
A.动能增大,势能增大
B.动能减小,势能增大
C.动能增大,势能减小
D.动能减小,势能减小
答案 B
9.(2025·江苏连云港中考)2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。关于神舟二十号飞船加速升空的过程,下列说法正确的是 ( )
A.动能增加,重力势能不变,机械能增加
B.动能增加,重力势能增加,机械能增加
C.动能不变,重力势能减少,机械能减少
D.动能减少,重力势能增加,机械能不变
答案 B
解析 飞船加速升空时,质量不变,速度增大,所以动能增加;高度升高,所以重力势能增加。机械能等于动能与重力势能之和,因此机械能增加,选项B正确。
10.(2025·四川凉山州中考)甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶,它们的s-t图像如图所示。已知甲车总重1.2×104 N,若甲车0~8 s内的牵引力大小恒为1.6×103 N,则 ( )
A.乙车速度大小为10 m/s
B.0~6 s内,以甲车为参照物,乙车向北运动
C.0~6 s内,甲车重力做的功为7.2×105 J
D.0~6 s内,甲车牵引力的功率为1.6×104 W
答案 D
解析 乙车速度大小为v乙==5 m/s,甲车的速度大小为v甲==10 m/s,甲的速度大于乙的速度,选项A错误。甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶,0~6 s内,以甲车为参照物,乙车向南运动,选项B错误。0~6 s内,甲车的重力不做功,选项C错误。若甲车0~8 s内的牵引力大小恒为1.6×103 N,则0~6 s内,甲车牵引力的功率为P甲=F甲v甲=1.6×103 N×10 m/s=1.6×104 W,选项D正确。
能力提升
11.(2025·四川达州中考)“奇思妙想”小组组装了如图所示装置,测量滑动摩擦力大小。长木板B置于水平面,在水平拉力F=5 N作用下向右做匀速直线运动,速度为0.15 m/s,弹簧测力计的示数为2 N。拉力F的功率为 W,B受到水平面的摩擦力为 N(不计绳重及绳与滑轮间的摩擦、弹簧测力计始终保持竖直状态)。
答案 0.75 3
解析 拉力F的功率为P=Fv=5 N×0.15 m/s=0.75 W。图中滑轮为定滑轮,不计绳重及绳与滑轮间摩擦,因为弹簧测力计的示数为2 N,因此A受到的水平向左的拉力为2 N,B受到A水平向左的摩擦力也为2 N;长木板B受到向右的拉力等于水平面的摩擦力加上A对B的摩擦力,B受到水平面的摩擦力为Ff=5 N-2 N=3 N。
12.(2025·安徽合肥模拟)将球斜向上抛出,先后经过A、B、C、D、E五个位置,其在空中不同位置时的能量变化借助电脑技术统计情况如图所示,下列判断错误的是 ( )
A.经过B、D两位置时小球的高度相同
B.C位置可能为小球到达的最高点
C.经C、E两位置时小球的机械能一定相等
D.经过B、E两位置时小球的速度大小相同
答案 C
解析 由题图可知,B、D位置的重力势能相同,小球的质量不变,所以B、D位置的高度相同,选项A不符合题意;重力势能的大小与质量和高度有关,由题图可知,C位置的重力势能最大,质量不变,C位置可能为最高点,选项B不符合题意;E点的动能、重力势能的和小于C点的动能、重力势能的和,这说明小球在运动过程中一部分机械能转化为了其他形式的能量,所以小球在E位置的机械能小于在C位置的机械能,选项C符合题意;动能的大小与质量和速度有关,由题图可知,B、E位置的动能相同,质量不变,所以经过B、E两位置时小球的速度大小相同,选项D不符合题意。
13.(2025·安徽亳州模拟)两次水平拉动同一物体,在同一水平面上都做匀速直线运动,两次物体运动的s-t图像如图所示。根据图像,下列判断错误的是 ( )
A.两次物体运动的速度v1>v2
B.两次物体所受的拉力F1>F2
C.0~8 s两次拉力对物体所做的功W1>W2
D.0~8 s两次拉力对物体做功的功率P1>P2
答案 B
解析 由图可知,在相同时间内,物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程,所以v1>v2,选项A正确。同一物体的重力不变,在同一水平面上运动,接触面的粗糙程度及压力相同,故两次拉动物体时,物体受到的摩擦力相等;两次物体都做匀速直线运动,说明物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以两次物体所受的拉力F1=F2=Ff,选项B错误。由图可知,0~8 s物体第一次通过的路程为0.8 m,第二次通过的路程为0.4 m,又知两次拉力相等,根据W=Fs可知,两次拉力对物体所做的功W1>W2,选项C正确。因W1>W2,根据P=Fv可知,在0~8 s内,两次拉力对物体做功的功率P1>P2,选项D正确。
14.(2025·甘肃中考)学校航模社团用无人机进行学科实践,已知无人机整机质量为2 kg。
(1)小高想要测量操场长度,他让无人机从操场一端以2 m/s的速度水平匀速直线飞行到另一端,发现用时1 min 30 s,则他测得的操场长度为多少?
(2)小飞想了解无人机上升过程中的输出功率,他让无人机匀速直线上升80 m,发现用时20 s,则此过程中他测得的无人机的输出功率是多少?(空气阻力不计,g取10 N/kg)
答案 (1)180 m
(2)80 W
解析 (1)操场的长度s=vt=2 m/s×(1×60 s+30 s)=180 m。
(2)无人机匀速直线上升时,克服重力做功,即无人机做的功为
W=Gh=mgh=2 kg×10 N/kg×80 m=1 600 J,
无人机的输出功率为
P==80 W。
15.(2025·江苏苏州中考)叉车常用于货物的转运,如图所示。叉车在10 s内将质量为300 kg的货箱匀速竖直提升3 m,g取10 N/kg,求此过程中:
(1)货箱的速度;
(2)叉车对货箱所做的功;
(3)叉车对货箱所做功的功率。
答案 (1)0.3 m/s (2)9 000 J (3)900 W
解析 (1)货箱的速度v==0.3 m/s。
(2)叉车对货箱所做的功W=Gh=mgh=300 kg×10 N/kg×3 m=9 000 J。
(3)叉车对货箱所做功的功率P==900 W。
创新题型
16.(跨学科·五育)(2025·安徽合肥模拟)如图所示,在校园单人跳绳比赛中,质量为50 kg的某同学,1 min跳绳180次。已知该同学跳起的平均高度为4 cm,g取10 N/kg,求:
(1)该同学跳起一次克服重力所做的功;
(2)1 min内该同学跳绳克服重力做功的平均功率。
答案 (1)20 J (2)60 W
解析 (1)同学的重力为G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N,
同学跳起一次时克服自身重力所做的功为W=Gh=500 N×4×10-2 m=20 J。
(2)1 min内跳绳克服重力做的总功W总=nW=180×20 J=3 600 J,
该同学跳绳克服重力做功的平均功率P==60 W。
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