第6章 机械能和能源-2025年学业水平合格性考试辅导用书物理（福建专版）

第六章 机械能和能源 赢在考点训练 考点1 功和功率 ②P=Fucos a(a为F与v的夹角，其中v 二夯实三基三础二 若为平均速度，则对应的P为平均功率；若 1.功 为瞬时速度，则相对应的P即为瞬时功率)， (1)做功的两个不可缺少的因素： (4)额定功率：机械 时的最大 和在力的方向上发生的 输出功率， (2)公式：W= [式中a是力与 (5)实际功率：机械 时输出的 位移的夹角，此式主要用于求恒力的功或F 功率，机械在工作时并不是任何时候发动机 随1做线性变化的变力功（此时对应的是力的 的功率都等于额定功率， 平均值)].当a=90°时，力对物体不做功；当 三提三升三能三力三 a<90°时，力对物体做正功；当90°<a≤180° ·典型例题一 时，力对物体做负功. 例1(2025·福建学业水平模拟)手拿球拍托 (3)单位：焦耳( ),1J=1N·m. 着乒乓球跑是校运动会的一项常见的趣味 (4)矢标性：功是 ,但有正负之分， 项目，如图所示，某段时间内乒乓球相对球 正功表示动力对物体做功，负功表示阻力对 拍静止一起水平向右做匀速直线运动，若 物体做功. 不计空气阻力，则此过程中 () 2.功率 (1)定义： 跟完成这些功所用 乒乓球 的比值， 球拍 (2)物理意义：功率描述 0 功率大则做功快，功率小则做功慢。 A.乒乓球受到的重力对乒乓球做负功 (3)公式： B.乒乓球所受合力对乒乓球做正功 C,球拍对乒乓球的摩擦力不做功 ①P-W D.球拍对乒乓球的支持力对乒乓球做正功 >>>64<<< 解析：乒乓球受到的重力方向与运动方向 B.W<FL,W2=FL 垂直，可知重力对乒乓球不做功，故A错 C.W=FL,W2<FL 误；乒乓球做匀速运动，合力为零，可知所 D.W=FL,W2=FL 受合力对乒乓球不做功，故B错误；球拍对 4.（2024·福建学业水平模拟)两个互相垂直 乒乓球的摩擦力沿斜面向上，与速度方向 的力F1和F2作用在同一物体上，使物体 夹角为钝角，可知摩擦力对球做负功，故C 通过一段位移过程中，力F1对物体做功 错误；球拍对乒乓球的支持力与球拍垂直， 8J,物体克服力F2做功6J,则力F1和F2 与速度方向夹角为锐角，则支持力对乒乓 球做正功，故D正确. 对物体做的总功为 () 【答案】D A.2J B.10J C.14J D.16J 色针对训练色 例2质量m=0.1kg的金属小球，从空中某 1.某同学周末参加志愿者活动，在敬老院打 点由静止开始自由下落，经2s落地.该过 扫卫生时，他用100N的水平恒力推动静 程中空气阻力不计，g=10m/s2,则小球在 止的沙发直线前进5m,在该过程中，他对 下落过程中重力的平均功率为 ( 沙发所做的功为 A.1W B.2 W A.20J B.50J C.10w D.20W C.600J D.500J 2.(2024·福建学业水平模拟)如图，汉墓壁 【解析】金属小球2s内下落距高M=,重 画拓片描绘了汉代人驾车的场景.当马拉 车沿水平路面前进时，下列说法正确的是 力做功W=m,Pg,求得P=10W,C 正确 A.车夫对马的拉力不做功 【答案C B.车夫对马的拉力做正功 ◆针对训练一 C.马对车的拉力做正功 5.运动员将质量为50g的网球以6m/s的初 D.马对车的拉力做负功 速度竖直向上抛出，不计空气阻力，重力加 3.一物块在水平恒力F作用下沿水平面ABC 速度g取10m/s2.关于网球运动的过程， 直线运动.已知AB段光滑，BC段粗糙，且 下列说法正确的有 () AB=BC=L.设恒力F在AB、BC段所做 A距抛出点的最大高度是1.3m 的功分别为W1、W2,则 B.回到抛出点的速度大小与抛出时的相等 ! C.从抛出到落回抛出点所需时间是1.2s A B℃ D.从最高点回到抛出点重力的平均功率为 A.W1=0,W2=FL 1.5W )))65<< 6.某同学在平直路面上遥控电动玩具车，使其 了验证其效果，他将一个鸡蛋装入缓冲器 以3m/s的速度匀速直线行驶，若玩具车所 中，在离地高10米处向空旷场地抛出，缓冲 受的阻力恒为2N,则玩具车的牵引力功率 器落地后鸡蛋完好无损.该过程中，鸡蛋所 为 受重力做的功约为 A.1.5W B.6W A.0.05J B.0.5J C.12W D.18W C.5J D.50J 三学三三业三三达三三标三 3.如图所示，货物放在自动扶梯的水平台阶 上，随扶梯一起向斜上方做匀速直线运动. 1.为提高学生的体能素质，学校开展跳绳活 下列说法正确的是 ( 动.小张同学的体重是50kg,某次跳绳训练 中，他每分钟跳绳100次，若他每次跳绳时 重心平均升高5cm,则他每分钟克服自身 重力所做的功最接近 ) A.重力对货物做正功 A.25J B.250J B.摩擦力对货物做正功 C.2500J D.5000J C.支持力对货物做正功 2.(福建学业水平考试模拟)在“鸡蛋撞地球” D.合力对货物做正功 的科技活动中，小明设计了一个缓冲器.为 考点2动能和动能定理及其应用 三夯三实基三础二 问题，还能解决变力做功的相关问题；不但适 用于直线运动，还适用于曲线运动. 1.动能 (1)定义：物体由于运动而具有的能量. -三提升三能三力二 (2)公式： ◆典型例题心 (3)单位：焦耳，1J=1N·m=1kg·m/s2. 例1(2024·韶关学业水平模拟)一质量为 2.动能定理 2kg的物体在外力作用下，由静止开始做 (1)内容：力在一个过程中对物体做的 直线运动，到达某点时速度为2m/s,在此 功， 物体在这个过程中动能的变化， 过程中外力对物体做的功是 这个结论叫动能定理 A.2J B.4J (2)表达式： C.8J D.16J (3)注意：动能定理不但能解决恒力做功 解析：物体的初速度为零，末速度为2/s, >>>66<<< 根据动能定理，外力的总功为： A.在0~2s内，合力做的功为8J W=△E.=7md-0-3×2×2-0=4J B.在0~2s内，合力做的功为4J C.在0~6s内，摩擦力做的功为一8J 【答案】B D.在0~6s内，摩擦力做的功为一4J 之针对训练心 【解析】在0~2s内，物体的速度增加，根据 1.(2024·福建学业水平模拟)拖着旧橡胶轮 胎跑步是一种训练体能的常用方法.某消 动能定理知，合力做正功，为W=2m=4J, 防队员在体能训练时拖着轮胎在操场上以 故B正确，A错误；根据速度一时间图像知， 恒定的速率跑了80m,下列说法正确的是 匀减速运动的加速度大小a2=0.5m/s2,根据 牛顿第二定律得，阻力F=ma2=2X0.5N= A.摩擦力对轮胎做了负功 B.合外力对轮胎做了正功 1N,0~6s内，物体的位移大小x=号× C.拉力对轮胎所做的功等于轮胎动能的 2X6m=6m,摩擦力做功W=一Fx 改变 一1X6J=-6J,故C、D错误. D.支持力对轮胎做了正功 【答案】B 2.(2024·福建学业水平考试)运动员用大小 ◆针对训练心 为F的力将停止在水平草地上的足球瞬间3.(2025·福建学业水平模拟)北京冬奥会比 踢出，球沿直线运动距离L后停止.已知足 赛中，运动员将质量为m的冰壶以速度v 球的质量为m,踢出瞬间球的速度为v,忽略 推出后，恰好停在前方标志圆的中心.推出 空气阻力，下列说法正确的是 后冰壶克服冰面阻力做功为 ( ) A.运动员对球做正功，大小为)m B.运动员对球做正功，大小为FL C.草地对球做正功，大小为mt D.重力对球做正功，大小为2m A.0 B.m C.m D.2mv2 例2有一质量为2kg的物体静止在水平桌 4.一个质量为1kg的物体被人用手由静止开 面上，在水平拉力F的作用下，沿水平方向 始向上提升了2m,这时物体的速度为 运动2s后撤去外力，其-t图像如图所 2m/s,则下列结论错误的是 ( 示.下列说法正确的是 ( A.手对物体做功22J ◆v/(m·s) B.合力对物体做功22J C.合力对物体做功2J t/s D.物体克服重力做功20J >>>⑦<<< 例3如图所示，一个小球质量为m,静止在光 A.400J B.500J 滑的轨道上.现以水平力击打小球，使小球 C.600J D.1000J 能够通过半径为R的竖直光滑轨道的最高 -三学三业三达三三标三 点C,求水平力对小球所做的功至少为 ( 1.在光滑水平面上，质量为2kg的物体以2 m/s的速度向东运动，当对它施加向西的 力，经过一段时间，速度为2m/s,方向向 8mmmi 西，则外力对物体做功 A.mgR B.2mgR A.16J B.8J C.2.5mgR D.3mgR C.4J D.0 【解析】小球要通过竖直光滑轨道的最高，点 2.(2025·福建学业水平模拟)如图所示，水 C,在C点，则有mg= R 平桌面上有一个质量为m的小木块，在水 对小球，由动能定理得W一2mgR= 2m, 平拉力的作用下做半径为R的匀速圆周运 动.已知小木块与水平桌面间的动摩擦因 联立解得W=2.5mgR. 数为4，重力加速度为g,在运动一周的过 【答案】C 程中，下列说法正确的是 ) 【规律方法】应用动能定理解题时的基本思路： m (1)明确已知量及待求量. (2)明确物体的初、末动能及各力的做功情况. (3)运用动能定理列方程求解. ·针对训练心 A.摩擦力做功为一2πRumg 5.如图所示，质量为m的小球通过。 B.摩擦力做功为2πRmg 一根绷紧的轻绳水平连接到悬挂 C.摩擦力做功为0 点，当小球由静止释放并下降到最 D.水平拉力做功为0 低点时，不计空气阻力，重力加速度为g,轻 3.在足球比赛中，运动员把质量为0.4kg的 绳的拉力为 足球由静止踢出.此过程中运动员对足球 A.mg B.2mg 做的功是80J,足球飞离运动员的瞬间速度 C.3mg D.4mg 大小约为 ( ) 6.(2025·福建学业水平考试)水平地面上的 A.20 m/s B.30 m/s 货物在100N的水平拉力作用下，由静止 C.40 m/s D.50 m/s 开始做匀加速直线运动.若货物与地面间 的摩擦力为40N,则货物移动10m时的动 能为 ( >))68<< 考点3重力做功与重力势能 三夯三实三基三础台 增加，由E=3m可知，动能增加，故 1.概念：物体的重力势能等于它所受的 选C. 与所处 的乘积.公式：Ep 【答案C -mgh. 【规律方法】(1)重力做正功，重力势能减少； 2.重力势能是 量，但有正、负，其意义 重力做负功，重力势能增加，且Wc=一△E。: 是表示物体的重力势能比它在参考平面上是大 (2)重力做功的大小只与物体自身的质量及 还是小，这与功的正、负的物理意义不同. 物体的初、末位置有关，与其路径无关. 3.重力势能具有相对性，选择不同参考 ◆针对训练◆ 平面，物体的重力势能的数值是 的， 1.一物体以初速度)竖直向上抛出，做竖直 但重力势能的差值是确定的. 上抛运动，则物体的重力势能E。随路程s 4.重力做功与重力势能变化的关系 变化的图像应是四个图中的 (1)重力做功的特点：重力做功与路径无 E 关，只与物体运动的 与 的位 置有关 (2)重力做功与重力势能变化的关系：物 体高度下降，重力做 功，重力势能 ;物体高度上升，重力做 功，重 力势能 (3)重力做了多少功，重力势能就减少多少， C 5.弹性势能的大小与弹簧的 2.(2024·福建学业水平模拟)无风时，雨滴 有关 受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的 二提三升三能三力二 速率竖直下落.一质量为m的雨滴在地面 附近以速率v下落高度h的过程中，克服空 色典型例题之 气阻力做的功为（重力加速度大小为g) 例1如图所示，在无人机加速上 升阶段，关于其重力势能和动 A.0 能变化描述正确的是() A.重力势能减少，动能增加 B.mgh B.重力势能减少，动能减少 cbm -mgh C.重力势能增加，动能增加 D.重力势能增加，动能减少 D.mi+mgh 【解析】无人机上高度增加，由E。=gh可例2(2025·福建学业水平考试模拟)蹦床运 知，重力势能增加，无人机加速上升，速度 动员保持姿态不变从最高点自由落下，直 >>>69<< 到蹦床网被压至最低点的过程中，不计空 气阻力.下列说法正确的是 ( Q000000000 rereerrveeossrosreeersyseeeer A.运动员的重力势能增大 A.弹力不变 B.运动员的动能一直增大 B.弹力减小 C.运动员刚触蹦床网时，动能最大 C.弹性势能不变 D.运动员在最低点时，蹦床网的弹性势能 D.弹性势能减小 最大 解析：运动员下落的过程中，重力势能减 二学三业三达三标子 小，动能先增大，当弹簧对运动员的弹力大1.在无人机带动货物竖直向上做匀速直线运 小等于重力时，动能最大，运动员继续运 动的过程中 () 动，动能开始减小，动能为零时，蹦床的弹 A.货物所受的合力做正功 性形变最大，弹性势能最大 B.货物重力势能增加，动能减少 【答案】D C.货物所受的重力不做功 D.货物重力势能增加，动能不变 【名师点评】在弹簧的弹性限度内，弹簧的形 2.小琳从蹦床上方1.0m的高处自由下落， 变量越大，其弹性势能越大， 竖直反弹离开蹦床后上升了1.2m.不计空 色针对训练一 气阻力，比较小琳自由下落与离开蹦床后 3.如图所示，撑竿跳高运动员自起跳到跨越 上升的两个过程，则 () 横竿的过程中，撑竿先发生弯曲再恢复到 A.下落过程的时间更长 原状.在此过程中，下列说法正确的是 B.上升过程的时间更长 C.两个过程的加速度一样大 D.上升过程的加速度更大 3.某滑雪爱好者从山顶滑至山脚的过程中， A.重力对运动员做正功 重力对他所做的功与下列哪个因素有关 B.撑竿的弹性势能一直减小 () C.撑竿的弹性势能一直增加 A.阻力的大小 B.滑行的时间 D.撑竿的弹性势能先增大后减小 C.滑行的路径 4.如图所示，被压缩的轻质弹簧推动木块向右运 D.山顶到山脚的高度差 动到恢复原长的过程中，弹簧的 考点4机械能守恒定律及其应用、能量守恒与能量转化和转移 夯三实三基三础 和 可以转化，弹力做功 时 和 可以转化， 1.机械能包括 ,重力做功时 2.机械能守恒定律 C.动能不断减少，势能不断增加，且减少的 (1)内容：在只有 做功的物体 动能总是小于增加的势能 系统内，势能与动能可以相互转化，而总的 D.动能不断减少，势能不断增加，且动能和 能保持不变 势能之和保持不变 (2)表达式 2.如图所示，跳水运动员从跳板上以一定的 ①守恒的观点：Ek1十Ep1=E2十E2 速度斜向上跳起，最后以一定的速度进入 ②转化的观点：△E%增=△Ep减. ③转移的观点：△EA增=△EB减· 水中，若不计阻力，则该运动员在下降的过 程中 -三提三升三三能三力云 A.重力势能减小，动能增加， ◆典型例题。 机械能不变 例1（福建学业水平模拟）如 B.重力势能减小，动能增加，机 图所示，小球从高处下落到 竖直固定的轻弹簧上.在小 械能减小 球将弹簧压缩到最短的整个 C.重力势能增加，动能增加，机械能增加 过程中，下列关于小球和弹 D.重力势能减小，动能增加，机械能增加 簧的能量叙述正确的是 例2蹦极是一项非常刺激的户 A.重力势能和动能之和总保持不变 外休闲活动，一位蹦极爱好者 B.重力势能和弹性势能之和总保持不变 身系弹性绳自高台跳下，到最 C.动能和弹性势能之和总保持不变 低点时，距水面还有一定高 D重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变 度，忽略空气阻力，运动员可 会会 【解析】对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩 视为质点，下列说法正确的是 () 到最短的过程中，小球的动能、重力势能和 弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转 A.下落过程中，运动员到达最低点前重力 化，没有与其他形式的能发生交换，也就说 势能始终减小 小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能 B.下落过程中，运动员和地球所组成的系 之和保持不变. 统机械能守恒 【答案D C.下落过程中，重力势能的变化量与重力 色针对训练心 势能零点的选取有关 1.小钢球从桌面的边缘滑落到地面的过程可 D.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负 视为自由落体运动，下列关于小钢球能量 功，运动员动能先增大后减小 转化情况的正确说法是 A.动能不断增加，势能不断减少，且增加的 【解析】下落过程中，运动员到达最低，点前， 动能总是大于减少的势能 重力始终做正功，重力势能始终减小，故A B.动能不断增加，势能不断减少，且增加的 正确；下落过程中，蹦极绳的弹力对运动员 动能总是等于减少的势能 要做功，所以运动员和地球所组成的系统 >>>< 机械能不守恒，故B错误；根据△E。= g取10m/s2,落地时苹果的动能约为 一Wc=一mg△h可知下落过程中重力势能 的变化量由初末位置高度差决定，与重力 A.20JB.40JC.50JD.80J 势能的零，点选取无关，故C错误；蹦极绳张 例3如图所示，质量为m的木块放在光滑的 紧后的下落过程中，开始阶段，弹力小于运 水平桌面上，用轻绳绕过桌边的定滑轮与 质量为M的砝码相连，已知M=3m,让绳 动员重力时，合力向下，运动员做加速运 拉直后使砝码从静止开始下降.若砝码底 动.当蹦极绳弹力等于运动员重力时，合力 部与地面的距离为，砝码刚接触地面时木 为零，运动员的速度达到最大，蹦极绳弹力 块仍没离开桌面，此时木块的速率为 大于运动员重力时，合力向上，运动员做减 速运动，所以蹦极绳张紧后的下落过程中， 蹦极绳弹力一直做负功，运动员动能先增 大再减小，故D正确. 【答案】A 1 【名师点评】除重力或弹簧的弹力之外没有外 A.2V6gh B.√Jmgh 力对系统做功，系统内物体的机械能守恒，动 C.V2gh D.号3g 能和势能相互转化. ◆针对训练心 【解析】以木块和砝码组成的系统为研究对象， 只有重力做功，系统的机械能守恒，则有Mgh 3.郑钦文在2024年巴黎奥运会网球女单比 赛中夺冠.她发球时将网球斜向下击出，如 -号CM什m,M-3m解符。-司6g故A 图所示，不计空气阻力，则 正确，B、C、D错误. 【答案】A 【规律方法】利用机械能守恒定律解题的一般 步骤： (1)明确研究对象. A.击球时，球拍对球的作用力大于球对球 (2)对物体进行受力分析，研究各力的做功情 拍的作用力 况，判断是否守恒， B.击球时，球拍对球的作用力大小等于球 (3)选取参考平面，确定物体在始、末状态的 对球拍的作用力 机械能， C.球从被击出到落地前，机械能守恒 (4)根据机械能守恒定律列方程求解（选取参 D.球从被击出到落地前，机械能减少 考平面应以解题方便为原则) 4.(2025·福建学业水平模拟)在我国高空抛 ·针对训练◆ 物已入刑法.一质量为0.2kg的苹果从距 5.人站在高度为h的平台上，水平抛出一个 离地面20m高处由静止下落，重力加速度 质量为m的物体，物体落地时的速度为0. >>>72<< 以地面为重力势能的零点，不计空气阻力， A.机械能均逐渐减小 则有 B.经最低点时动能相等 A人对小球做的功是)m C.机械能总是相等的 D.两球在最低点加速度大小不等 B.人对小球做的功是2m2+mgh 2.如图所示，水平桌面上的物体甲，用细绳与 C.小球落地时的机械能是md 物体乙连接，甲、乙质量分别为m、2m.细绳 绷紧后由静止释放物体乙，物体乙下降的 D.小球落地时的机械能是m2一mgh 高度为h.不计滑轮和细绳的质量，忽略摩 6.如图所示，不可伸长的轻绳跨过轻质定滑 擦，该过程中 轮，两端分别连有质量为m的小球P与质 量为2m的小球Q.初始时轻绳绷紧，P和 Q由静止释放，不计摩擦及空气阻力，重力 加速度为g.在Q下落高度h的过程中，下 列说法正确的有 A.乙的机械能守恒 A.Q下落的加速度大小为g B.甲和乙总的机械能守恒 且.Q的未速度大小为/2② C.乙的重力势能减少了2mgh D.甲的动能增加了2mgh C.P、Q所组成系统的机械能守恒 3.足球守门员把质量为0.5kg的足球由静止 D.P、Q所组成系统的重力势能减少量为mgh 踢出，足球上升的最大高度为10m,在最高 三学三三业三达三三标三 点的速度为10m/s.不计空气阻力，取g= 1.半径为r和R(r<R)的光滑半圆形槽，其圆 10m/s2,以下说法正确的是 ) 心均在同一水平面上，如图所示.质量相等 A.足球在上升过程中机械能守恒 的两物体分别自半圆形槽左边缘的最高点 无初速度地释放，在下滑过程中两物体 B.足球在上升过程中机械能增加 C.运动员对足球做的功为75J D.运动员对足球做的功为100J >>>3<< 翥未综测械 一、单项选择题 5.距离水平地面3m高处以2m/s的速度抛 1.新学期开学，小明同学将一捆质量为10kg 出一个小球，若不计空气阻力，则小球落到 的书从一楼搬到五楼教室，每层楼高约 水平地面时的速度大小为(g取10m/s2) 3m.小明同学克服这捆书所受重力做的功 最接近于 ( A.0 B.5.6m/s A.120J B.300J C.8 m/s D.32 m/s C.1200J D.3000J 6.2024年12月29日，随着一声嘹亮的鸣笛， 2.室内风洞体验是模拟真实跳伞的一种新型 全球最快高铁列车CR450动车组正式亮 安全的极限运动，深受年轻人的喜爱.如图 相。列车提速的一个关键技术是提高机车 所示，体验者在风力作用下飘浮在半空.若 发动机的功率。若匀速运动时，列车所受 减小风力，体验者在加速下落过程中 阻力与速度的二次方成正比，即f=。 设提速前速度为200km/h,提速后速度为 400km/h,则提速前与提速后机车发动机的功 率之比为 ) A.合力做正功，机械能增加 A话 B 4 B.合力做正功，机械能减少 7.质量为m的物体沿着光滑斜面由静止开始 C.合力做负功，机械能增加 下滑，斜面倾角为0，当它在竖直方向下降 D.合力做负功，机械能减少 3.一只100g的球从1.8m的高度处落到一 的高度为h时，重力的瞬时功率为( ) 个水平板上又弹回到1.25m的高度，g取 A.mg/2gh B.mg/2gh-cos 0 10m/s2,则整个过程中重力对球所做的功 及球的重力势能的变化是 C.mg/2ghsin 0 D.mg/2gh·sin0 A.重力做功为1.8J 8.一质量为5000kg的汽车，以额定功率 B.重力做了0.55J的负功 静止启动，它在水平面上运动时所受的阻 C.球的重力势能一定减少0.55J D.球的重力势能一定增加1.25J 力为车重的0.1，发动机额定功率为 4.若一台抽水机每秒钟能把重为300N的水 50kW.(g取10m/s2)汽车在此路面上行 抽到10m高的水塔上，则这台抽水机输出 驶的最大速度为 ( 的功率至少为 ( ) A.30W B.290W A.5 m/s B.7 m/s C.3000W D.3100W C.8 m/s D.10 m/s 9.如图所示，一个质量m=25kg的小孩从高12.为了安全，高速公路有刹车失灵避险车道 度h=3.0m的滑梯顶端由静止开始滑下， (上坡路).故障车驶入该车道过程中，下 滑到底端时的速度大小v=2.0m/s,g取10 列说法错误的是 ) m/s2.关于小孩所受各力对小孩做的功，下 列计算结果正确的是 A.重力做负功 A.重力做功500JB.支持力做功50J B.动能减小 C.阻力做功700JD.合力做功50J C.上坡时动能全部转化为重力势能 10.如图所示，一轻质弹簧放置在光滑水平面 D.为防止车辆倒溜，坡路倾斜角度不能 上，左端固定，原长时右端在B点.一小物 太大 块从A点向左滑动，将弹簧压缩至C点. 13.如图所示，在距地面h高处以初速度∞ 则从A点到C点的过程中，物块和弹簧组 沿水平方向抛出一个物体.不计空气阻 成的系统的机械能 力，物体在下落过程中，下列说法正确 C B 的是 A.减小 B.不变 C.先减小后增大D.先不变后增大 7777777777777777 11.在光滑的水平面上，物体A以较大速度oa A.物体在c点比在a点具有的机械能大 向前运动，与以较小速度向同一方向运 B.物体在a点比在c点具有的动能大 动的、连有轻质弹簧的物体B发生相互作 C.物体在a、b、c三点具有的动能一样大 用，如图所示.在相互作用的过程中，当系 D.物体在a、b、c三点具有的机械能相等 14.如图所示，用长绳将一重球悬挂在天花板 统的弹性势能最大时 0 上，一同学紧靠墙站立，双手拉球使其与 0000000000000000 B 鼻尖恰好接触，然后由静止释放重球.若 A.Ua>U B.Ua-Ub 该同学保持图示姿势不变，则重球摆动过 C.va<Ub D.无法确定 程中 在运动一周的过程中，动能变化量为 ,摩擦力做功为 ,水平拉力 做功 A.到最低点时重力势能最大 B.到最低点时机械能最大 C.一定不会撞击该同学 17.质量m=3kg的物体，在水平力F=6N D.可能会撞击该同学 的作用下，在光滑水平面上从静止开始运 15.如图所示，在水平如镜的湖面上方，一颗 动，运动时间t=2s,物体的加速度大小 钢珠从离水面不高处由静止落入水中，会 m/s2,力F在t=2s内对物体所做的 溅起几滴小水珠.下列说法正确的是 功 J,力F在t=2s内对物体所 做功的平均功率 W。 三、实验题 18.如图所示为验证机械能守恒定律的实验 装置。实验中： A.部分小水珠溅起的高度可以超过钢珠 打点计 时器 纸带 下落时的高度 B.小水珠在空中上升过程处于超重状态 接电源平 C.所有溅起的小水珠运动到各自最高点 重锤 时速度一定为零 D.所有溅起的小水珠机械能总和等于钢 (1)下列操作正确的是 和 珠静止下落时的机械能 (每空选填一个选项)。 二、填空题 A.打点计时器应连接直流电源 16.如图所示，水平桌面上有一个质量为m的 B.打点计时器应连接交流电源 小木块，在水平拉力的作用下做半径为R C.先释放纸带再接通电源 的匀速圆周运动。已知小木块与水平桌 D.先接通电源再释放纸带 面间的动摩擦因数为，重力加速度为g, (2)由于阻力的影响，重物的重力势能减 >>>76<< 少量 (选填“大于”或“小于”)动 (2)小球落地时速度大小。 能增加量。 19.某同学想用实验验证动能定理，实验装置 如图所示，已知小车与长木板接触面光 滑。首先，该同学测量了遮光片的宽度为 d,用天平测量出小车与遮光片的总质量 为m,小车到光电门传感器的距离为x,小 车在向前运动过程中弹簧测力计的示数 恒定为F。 遮光条 光电门弹簧测力计 21.荡秋千是许多人喜爱的娱乐活动。质量 小军 H回 为m的小朋友（可视为质点）坐在秋千板 乙 上，其到绳子的悬挂点的距离为L。当绳 (1)该同学某次测量时的弹簧测力示数如 子伸直且与竖直方向成夹角0时由静止释 乙图所示，则此时F= N; 放，小朋友与秋千板一起自由摆动。忽略 (2)该同学将小车拉到光电门，测得遮光 空气阻力，绳子不可伸长。已知当地重力 片通过光电门的时间为t,则此时小车瞬 加速度为g。从小朋友被释放到运动至最 时速度为 (用已知物理量表示)； 低点的过程中，求： (3)如果表达式 (用F、x、m、d、t (1)小朋友所受重力做的功W。 表示)近似成立，则动能定理得到验证。 (2)小朋友运动至最低点时的速度大小。 四、计算题 (3)小朋友运动至最低点时，对秋千板的 20.如图所示，某人把一个质量m=2kg的小 压力大小F。 球从h=1.4m高处斜向上抛出，初速度 =6m/s,不计空气阻力，g取10m/s2, 取地面为零势能面。求： (1)小球的机械能E多大；解得 解得41-R Gm1地=gR2 a3 r 则地球的质量 (2)由万有引力公式 地二8R? G GMnm 20.(1)a=R+h) GM GM GMT (2)0/R+h 得r42 Mm 由于轨道3和轨道4上卫星的运行周期相同，因 【解析】(1)由G(R+h)=ma 而轨道半径比为1：1 GM 得a=R十h) (3)轨道2上的卫星绕行线速度更大，由 v-wr Mm 02 (2)由GR干h)=mR+h 得静置于赤道上物体的线速度小于轨道3上卫 GM 星的线速度。又GMm=m 得u√R十h r2 GM 21.(1) (2人 GMT 4r2 (3)轨道2上的线速度 解得u 因此轨道3上卫星线速度小于轨道2上卫星线 更大 速度。因此轨道2上的卫星绕行线速度更大。 【解析】(1)由a=wr 第六章 机械能和能源 考点1功和功率 G=0.5N,则重力做的功W=Gh=5J,故选C. 夯实基础 3.C 1.(1)力位移(2)Flcos&(3)J (4)标量 考点2动能和动能定理及其应用 2.(1)功时间(2)做功的快慢 夯实基础 (4)正常工作(5)实际工作 针对训练 1.(2)Ek=2mu 1.D【解析】由功的定义式可知，人对沙发做的功 2.(1)等于 (2)W=1 W=Fs=500J. 2.C3.D4.A 针对训练 1.A 5.BC【解析】由=2gh知h=2g-0m=1,8m, 2.A A错误；因空气阻力不计，网球回到抛出点，速度 3.B【解析】冰壶在运动过程中只有阻力做功，且 大小不变，方向相反，B正确：由1=2w=2X69 10 做负功，由动能定理得：一W=0-md,解得： 1,2s,C正确：因重力做功为零，由P=W知，D t W=md,冰壶克服冰面阻力做功为md,故 错误 A、C、D错误，B正确： 6.B【解析】玩具车做匀速运动，牵引力和阻力大 4.B【解析】根据动能定理，得W一mgh= 2mw2, 小相等，所以P=Fv=6W. 学业达标 解得手对物体做功w=mgh+号m=1×10× 1.C【解析】每次跳绳克服重力做功为50×10× 0.05J=25J,一分钟跳100次，总共克服重力做 2J+2×1×4J=22J,故A正确：合力做功等于 功2500J.故选C. 2.C【解析】每个鸡蛋的质量约为50g,重力约为 动能的变化，则W台=md=号×1×4J=2J, 17 故B错误，C正确；重力对物体做功Wc=一mgh 2.BC 【解析】根据题意，由公式h=g2可知，上 =一1×10×2J=一20J,即物体克服重力做功 20J,D正确 升过程的时间更长，故A错误，B正确；根据题意 5.C 可知，不计空气阻力，则小琳下落时做自由落体运 6.C【解析】根据动能定理，拉力是100N,摩擦力 动，上升时做竖直上抛运动，两个过程的加速度一 40N,合外力应为60N,货物移动10m时的动能 样大，均为重力加速度，故C正确，D错误， Ek=F合s=60×10J=600J,所以选C. 3.D 学业达标 考点4机械能守恒定律及其应用、能量守恒与能 1.D 量转化和转移 2.A【解析】在运动一周的过程中，摩擦力做负功， 夯实基础 摩擦力做功与路程有关，摩擦力做功为W:= 1.动能和势能重力势能动能弹性势能动能 -mg·△x1-mg·△x2-umg·△xg…= 2.(1)重力或弹力机械 一2Rmg,故A正确，B、C错误；运动一周过程 针对训练 中，根据动能定理，对物体可得：W+W=△Ek= 1.B【解析】物体做自由落体运动，下落过程，动能 0,可得水平拉力做功W=2πRmg,故D错误。 增加，势能减小，但机械能总和不变. 3.A【解析】在运动员踢球的瞬间，由动能定理得 2.A W==my-0,可得气√0√& /2W/2×80 m/s= 3.BC 20m/s,故B、C、D错误，A正确. 4.B【解析】对苹果下落过程运用动能定理可得 mgh=Ek,解得Ek=mgh=0.2×10X20J= 考点3重力做功与重力势能 40J,故A、C、D错误，B正确. 夯实基础 5.C【解析】人对小球做的功等于小球的初动能，为 1.重力位置高度2.标3.不同 4.(1)起点终点(2)正减少负增加 之m-mgh,A,B错误；地面为零势能面，故小球 5.劲度系数和形变量 落地时的机械能为2m,C正确，D错误 针对训练 1.A【解析】以抛出点为零势能点，则上升阶段路 6.BCD【解析】对P、Q整体，由牛顿第二定律得 程为s时，克服重力做功mgs,重力势能E,= 2mg-mg=(2m+m)a,解得a=3g,故A错误； mgs,即重力势能与路程s成正比；下降阶段，随 着路程s的增大，重力势能线性减小，选项A 由功能关系知，mgh=号(2m十m),末速度u= 正确。 2.B 2g,B正确；由机械能守恒定律知，CD正确。 V 3.D【解析】运动员自起跳到跨越横竿过程中，重 学业达标 力对运动员做负功，A错误，竿被压弯过程中弹 1.C【解析】半圆形槽光滑，两物体在下滑过程中 性势能增大，恢复原长过程中弹性势能减小，故 机械能守恒，刚开始释放时，两物体的机械能相 B、C错误，D正确， 等，所以在下滑过程中两物体的机械能总是相等 4.BD【解析】弹簧逐渐恢复原长时，根据胡克定律 的，选项A错误，C正确；经最低点时，两球的重 可知弹力在减小，故A错误，B正确；弹簧逐渐恢 力势能不同，它们的动能也不相等，选项B错误； 复原长，形变量在减小，可知弹性势能在减小，故 C错误，D正确， 根据mg-司md和a=号可得，a=2g,可见两 学业达标 球在最低点时加速度大小相等，选项D错误， 1.D解析】无人机匀速直线运动，货物受力平衡， 2.BC 合力为零，合力做功为零；重力势能增加，动能不 3.AC【解析】足球被踢起后在上升过程中，只受 变，D正确. 到重力作用，只有重力做功，足球的机械能守恒， 故A正确、B错误；足球到达最高点时，机械能为 ,=%时，A、B相距最近，弹簧的形变量最大， E=mgh+7mw2=0.5X10×10J+7×0.5× 弹性势能最大，B正确。 12.C 102J=75J,由于足球的机械能守恒，则足球刚被 13.D【解析】平抛运动中只有重力做功，物体的机 踢起时的机械能为E=75J,根据功能关系可知， 械能守恒.从抛出点开始，物体的重力势能逐渐转 足球获得的机械能等于运动员对足球所做的功， 化为物体的动能。 因此运动员对足球做功：W=E=75J,故C正确， 14.C D错误. 15.A 章末综合测试 16.0-2mgπR2pmg元R 1.C【解析】W克=Gh=mgh=10×10×3×4J= 【解析】(1)小木块做匀速圆周运动，速率v不变， 1200J. 质量m也不变，因此动能不变，故动能变化量 2.B 为0。 3.C【解析】整个过程中重力对球做正功，其大小 (2)摩擦力大小为mg,方向始终与运动方向相 为W=mg△h,解得W=0.55J,故AB错误；重力 反。运动一周的路程为2πR,摩擦力做功W= 做正功，重力势能减少，故重力势能减少0.55J, -mgX2xR=-2mgπR 故C正确，D错误. (3)根据动能定理：合外力做功等于动能变化 4.C【解析】抽水机输出的功率至少为P-W-G 量，即W拉十W:=△Ek=0一0 t t 联立解得W拉=2mg元R =300X10W=3000W,故C正确，A、B,D错误， 1 17.22412 5.C【解折1根据机被能守恒定律，得g=合m- 【解析】(1)根据牛顿第二定律F=ma 解得a=2m/s2 2m2,得w=V2+2gh-/2+2X10X3m/s=8 (2)=2s时，物体的位移为x=7a2=4nm m/s. 力F做功W=Fx=6X4J=24J 6.B (3)平均功率P=W-24W=12W 7.D【解析】由机械能守恒得mgh=m,物体 18.(1)BD(2)大于【解析】(1)①打点计时器 的速度v=√2gh,则重力的功率P=Fucos a= 的工作电源是连接交流电源，操作正确的B; mgucos (90-0)=mg/2ghsin 0. ②为了避免纸带上出现大量的空白段落，同时 8.D【解析】当汽车以额定功率行驶时，做加速度减 确保打第一个点时速度为0，实验中应先接通电 小的加速运动，当加速度减到零时，速度最大，此时 源再释放纸带，操作正确的是D。 牵引力等于阻力，即F=F=kmg=0.1×5000X (2)由于阻力的影响，减小的重力势能有一部分 10N=500N:此时的最大速度-票 转化为内能，可知，重物的重力势能减少量大于 动能增加量。 50×1000 5000 m/s=10m/s,D正确. 19.12.10(2)4 (-( 9.D 【解析】(1)由图乙可知弹簧测力的分度值为0.1 10.B【解析】小物块从A点到C点的过程中，对 N,所以图中弹簧测力读数为F=2.10N 于物块和弹簧组成的系统，只有弹簧的弹力做 (2)由于遮光片宽度d很小，通过光电门的时间 功，物块的动能和弹簧的弹性势能相互转化，所 t很短，根据瞬时速度近似等于平均速度的原 以物块和弹簧组成的系统的机械能守恒，故A、 C、D错误，B正确. 理，此时小车瞬时速度为)一号 11.B【解析】只要va>6,A、B就有相对运动，弹 (3)对小车进行受力分析可知，小车受到的合外 簧就会被压缩，弹力做负功，弹性势能增加，当 力为弹簧测力计的拉力F,前进的位移为x,则 9 拉力做功为W=Fx 解得v=8m/s 小车的动能变化量为△B.=md-0=2 21.(1)W=mgL(1-cos0) (2)v=√2gL(1-cos0) -m()月 (3)F=mg(3-2cos0) 根据动能定理可知，合外力对物体做的功等于 【解析】(1)小孩下降的高度为h=L一Lcos0 重力做功为W=mgh=mgL(1一cos0) 物体动能的变化量，即Px=m(任) (2)对下降过程列动能定理，有mgL(1一cos) 故如果表达式Fx= 1 2m(0 d 近似成立，则动 mu2-0 能定理得到验证。 解得v-√2gL(1一cos0) 20.(1)64J(2)8m/s 【解析】(1)取地面为零势 (3)在最低点时，重力与支持力的合力提供向心 能面，小球的机械能E=mgh十之n听 力，有F支一mg=m元 解得E=64J 由牛顿第三定律，压力F=F支 (2)根据动能定理有mgh=m-md 解得F=mg(3-2cos0) 第七章 电与磁 考点1物质的微观结构、电荷守恒定律、静电现 电量都增加一倍时，它们之间的静电力大小变为 象、点电荷间的相互作用规律 F=68)是-号g婴-号P,A正确， 夯实基础 2.D 【解析】设正方形边长为a,原来库仑力F= 1.1.6×10-192.正负3.正负4.排斥吸 引6.转移7.电荷的多少8.不变9.平均分 空，负电荷移到中心后，距离变为停，库仑力 配中和均分10.(1)静止点电荷电荷量的乘 F=k Qg =2F,D正确. 积距离的二次方它们的连线上(2)F=k 2 2a12 2 针对训练 3.A【解析】点电荷是一种理想模型，实际不存在， 1.C【解析】当C靠近A时，在A上感应出与C电 故A正确；当电荷的形状、大小和电荷量对所研究 性相反的电荷量QA,同时在B端感应出与A电 问题的影响可以忽略时，就可以看成点电荷，跟其 性相反的等量电荷QB,故Q=QB,故选C. 质量大小和电荷量多少没有关系，故B、C错误. 2.C3.B 考点2电场、电场线、电场强度 4.B【解析】由F=知，两带电小球接触分开 r2 夯实基础 后库仑力变大，B正确， 1.力静电力电场 5.A 2.(1)静电力 电荷量(2)E=E N/C 6.C【解析】电荷守恒定律是自然界基本定律之 一，电荷不会凭空产生或消失，A、B错误.验电器 (3)正电荷 金属箔片最终闭合，是因为验电器上的电荷发生 3.电场强度方向 了转移，导致其不再带电使箔片闭合，体现了电 4.(1)正负(2)相交闭合(3)强弱 荷的转移，C正确。 5.大小方向 学业达标 针对训练 1.A【解析】由库仑定律可得，原来的静电力大小 1.A 为F=kg,当两者的距离和其中一个点电荷的 2.D【解析】电荷量q=一1×108C的点电荷在A 点所受电场力大小F=2.0×10-4N,可知A点的 20