11.4 动能和势能-【通成学典】2026-2027学年九年级上册物理拔尖特训(沪粤版·新教材)

的力F=号X1.5X10'N=500N.有用功W3用=R- 500NX0.2m=10J:机核效率7X100%- 1000J×100%=20%。 5000J1 4.解：(1)推力做的总功W点=Fs=500N×5m=2500J, 推力做功的功率P-W-2500J-250W2)推力做 t 10s 的有用功W有用=Gh=1000N×2m=2000J,则斜面的机 械效率一We 、100%=2500×100%=80%( 据W危=W有用十W领外可知，额外功W颜外=W总一W有用= 2500J一2000J=500J,则货物受到斜面的摩擦力f= W预处_500J=100N 5m 5.C从1楼匀速上升到21楼，上升的高度h=20× 3m=60m,用时60s,电梯的平均速度v= h 60 m t 60s 1m/s,故A错误；由图可知，n=2,F=3000N,则F= G。+G鱼=4500N+500N+G立=3000N,解得动滑轮 2 A的重力G动=1000N,故B错误；若乘坐电梯的乘客增 多，轿厢重力不变，乘客和轿厢的总重增加，忽略绳重与摩 擦，动滑轮重不变，由”=W W有用 _V右用X100%=W有用十W颈 -X Gh 100%=Gh+G动h G 100%=G+G 1 -×100%= ,G动 1+G 100%可知，动滑轮A的机械效率将增大，故C正确；轿厢 匀速运动的速度增大，根据7=W×100%-G× W危 Fs 10%-高×10%-品×100%可知，机械效幸不变.故 D错误。 6.D滑轮组所做的有用功W有用=Gh=3000N×10m= 30000J,故A错误；由图可知，n=2,滑轮组做的总功 W急=Fs=Fh=2000N×2×10m=40000J,绳子自由端 拉力的功率PW_000J-40w,故B错误：克服 t 10s 动滑轮重力做的功W动=G动h=650N×10m=6500J,由 W急=W有用十W动十W绳+可知，滑轮组绳重和摩擦所做的 额外功W+李=W总一W有用一W动=40000J一30000J W有用X 6500J=3500J,故C错误；滑轮组的机械效率7= 100%=40000 30000J ×100%=75%，故D正确。 7.省力270075不变 〔解析)使用滑轮组既可以省力，也可以改变力的方向，但 不能省功；拉力做的有用功W有用=Gh=540N×5m= W有甩X 2700J:由图可知，n=3,该滑轮组的机械效率7=W 100% Gh×100%= ×100%=G×100%= Fnh nF 3X240N×100%=75%:滑轮组的机械效率跟动滑轮的 540N 重力、物体的重力、绳重、摩擦有关，跟物体升高的距离、移 动的速度、绳子的绕法无关，所以只改变绳子自由端的速 度，滑轮组的机械效率不变。 8.解：(1)吊车施救过程中对事故车做的有用功W有用= Gh=1.2×10N×3m=3.6×104J(2)由图乙可知， n=3,钢丝绳上拉力下的功率P=W_=Fm=F t t 5000N×3×0.5m/s=7500W(3)该滑轮组的机械效 赞×10%-尝×10%=鼎×10%-是× 率一W启 3X5000NX100%-80%(4)若吊起更轻的物 1.2×10N 100%= 体，物重减小；影响滑轮组提升物体时的机械效率的因素 有物体的重力大小、动滑轮的重力大小、绳子重力、绳于与 滑轮间的摩擦力；当其他因素不变时，物重越小，有用功越 W有用×100%= 小，而额外功几乎不变，由”= W有用 1 W有用十W颜外 X100%=,L 一×100%可知，滑轮组的机 1十W有 械效率会变小 11.4动能和势能 1.A观察小车推动小木块运动距离的远近来体现小车具 有动能的大小，动能的大小与质量、速度有关，实验①和② 改变速度而质量不变，实验③和④改变了质量，故①②两 次实验能说明飞行的子弹因为速度大而具有较大的动能， B、C、D错误，A正确。 2.B由图可看出，A点所在的海拔为995m,B点所在的 海拔为1040m,而对同一个物体，它的位置越高，重力势能 越大，故B点的重力势能大。 3.减小减小减小 〔解析)水平匀速飞行的无人机正在喷洒农药，在此过程中， 速度不变，所处高度不变，总质量减小，因此动能减小，重力 势能减小，动能和势能统称为机械能，所以机械能在减小。 4.A罐于从A点滚动到C点的过程中，橡皮筋的弹性形 变变大，弹性势能变大，故A正确；从A点到C点，重力势 能主要转化为动能和弹性势能，从C点到D点，动能主要 转化为弹性势能，故B错误；罐子返回是靠橡皮筋的弹性 势能转化为动能，若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子不可 能返回滚上斜面，故C错误；第一次返回斜面，向上滚动的 过程中，由于克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能， 所以罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能， 故D错误。 5.D因为小球一直在压缩弹簧，弹簧的形变量在增大，所 以弹簧弹力一直在增大，以小球为研究对象，开始阶段，弹 力小于重力，合力方向竖直向下，与速度方向相同，小球做 加速运动，速度变大，且合力减小：当弹力大于重力后，合 力方向竖直向上，小球做减速运动，合力增大，当小球到达 最低点时，小球受到向上的合力最大，即弹力大于重力，故 A、B、C错误。小球压缩弹簧的过程中，小球的机械能转化 为弹簧的弹性势能，故小球的机械能减小，故D正确。 易错警示 小球在下降过程中，弹簧越被压缩，弹力越大 小球在下降过程中，重力不变，弹簧的形变量越来 越大，弹力是逐渐增大的。开始时弹力小于重力，然后 弹力等于重力，最后弹力大于重力。 6.B根据图甲可知，小球反弹的最大高度越来越小，一部 分机械能转化为内能，说明机械能越来越小，在整个运动 过程中，小球的机械能是不守恒的，故A不正确。由图乙 知，在M点时，重力势能为动能的3倍，重力势能为240J, 由此可得动能为80J,机械能WM=240J+80J=320J;在 点时，动能为200J,则重力势能为90×200J=300 故在M点的重力势能小于在N点的重力势能，M点的高 度小于N点，则经过的N点就是②点，故B正确、C不正 确。在N点的机械能Wv=200J+300J=500J,故D不 正确。 7.动重力势等于 〔解析)运动员从B到C的过程中，质量不变，速度变小， 高度增加，动能减小，重力势能增加，动能转化为重力势 能；运动员从C位置到D位置的过程中，不计空气阻力，机 械能是守恒的，保持不变，所以运动员在C时的机械能等 于在D时的机械能。 8.D由图可知，恒星S2的运动轨迹是一个椭圆，黑洞可 能位于椭圆轨道内部的Q点，故A错误；若恒星S2在运动 过程中所受合力为零，根据牛顿第一定律可知，恒星S2将 做匀速直线运动，运动轨迹会是一条直线，而恒星S2的运 动轨迹是一个椭圆，故B错误；恒星S2沿椭圆轨道绕黑洞 运行的过程中机械能守恒，由图可知，它在1995年时期到 黑洞Q点的距离大于在2001年时期，故它在1995年时期 的重力势能大于在2001年时期的重力势能，由机械能守恒 定律可知，它在1995年时期的动能小于在2001年时期的 动能，故C错误、D正确。 第十一章拔尖自主测评 1.C甲、乙水平行走时，提力是竖直向上的，而货物在水 平方向上移动距离，此过程中人对货物不做功；甲、乙爬楼 时克服物体重力做功，则甲对货物做的功W甲=G甲货h手= m甲货gh甲=5kg×10N/kg×(5-1)×3m=600J,乙对货 物做的功Wz=Gz货hz=mz货ghz=10kgX10N/kg× (3一1)×3m=600J,由于甲、乙对货物做的功一样多，若 按对货物做功多少计算运费，则甲、乙运费相同，故C符合 题意，A、B、D不符合题意。(g取10N/kg) 2.B一个鸡蛋的重力约为0.5N,一个鸡蛋的高度约为 6cm,由图知，下落的路程约为鸡蛋高度的3倍，可取 20cm=0.2m,所用的时间t=2×5×103s=0.01s,该鸡 蛋下落过程中重力做的功W=Gh=0.5N×0.2m=0.1J, 则重力的功率P=W=0,=10w。 t0.01s 3.C动能的大小跟质量和速度有关，a点是小球下落的 最高点，质量一定，速度最小，a点的动能最小，故A错误； 重力势能大小跟质量和高度有关，质量一定时，a点的高度 最大，则a点的重力势能最大，b点的重力势能比a点的 小，故B错误；小球在c点时，受到竖直向下重力和竖直向 上弹力的作用，重力等于弹力，此时小球的速度最大，c点 的动能最大，故C正确；d点时，弹簧的弹性形变最大，弹簧 的弹性势能最大，故D错误。 4.D已知列车匀速行驶时所受阻力与速度的平方成正 比，即f=kv2,当列车在水平轨道上匀速行驶时，牵引力等 于阻力，即F=f=kw,所以由功率公式P=F0=kv可 知，当列车分别以150km/h和30km/h的速度在水平轨道 上匀速行驶时，机车牵引力的功率之比P,：P2= [k·(150km/h)3]:[k·(30km/h)3]=125:1. 5.C穿好的鞋带两端向两边拉扯，鞋帮就会收紧，达到省 力的效果，这与简单机械中滑轮组的省力原理相同，与斜 面的省力原理不同，故A错误；当滑轮A在力F的作用下 以0.2m/s的速度匀速上升时，物体B上升的速度℃g 2v4=2X0.2m/s=0.4m/s,故B错误；由动滑轮的特点 可知，拉力F=2G十G动=2X10N+2N=22N,故C正 确：动力作用在轴上，动滑轮上升的高度是物体B上升高 度的？，因为不计绳重和摩擦，所以滑轮的机械效率)=第十一章功与机械能 11.4动能和势能 一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基 1.[2025南通]飞行的子弹因为速度大而具有较大的动能。下列四次实验中，对比哪两次实验能说 明其道理 () 6 拉口 ① ② ③ (第1题图) A.①② B.②③ C.②④ D.③④ 2.势学科融合如图所示是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A点和B点，则此物 体的重力势能 () A.在A点时较大 B.在B点时较大 C.在两点一样大 D.条件不足，无法判定 1050 10351030 1000 1040 995 B 单位：m (第2题图) (第3题图)》 3.新超势教材P20练习T4改编我国现代农业已进入信息化和数字化时代，农业机械已经能通过北斗 导航系统精准作业。如图是水平匀速飞行的无人机正在喷洒农药，在此过程中，它的动能 ,重力势能 ,机械能 。（选填“增大”“减小”或“不变”) 月二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能▲ 4.如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿人罐中， 橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其示意图。做好后如图丙所示，将该罐子从不太陡的 斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面B点又滚下斜面，如此往 返，最后停在水平面上。下列说法正确的是 () 橡皮筋 小铁块 乙 丙 (第4题图) A.罐子从A点滚动到C点的过程中，橡皮筋的弹性势能一直变大 B.罐子从A点滚动到D点的过程中，重力势能只转化为弹性势能 C.若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子可能返回滚上斜面 D.第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能 拔尖特训·物理（沪粤版）九年级 5.易错题如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻质弹簧上，在小球接触弹簧到将弹簧压缩到最 短的整个过程中，忽略空气阻力，下列叙述中正确的是 A.小球所受弹簧的弹力始终比重力大 O B.小球到达最低点时所受弹簧的弹力等于重力 C.小球的速度一直在减小 D.小球的机械能在不断减小 (第5题图) 6.将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示，位置①和③离地高度相等。小球在运动过程中经 过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图乙所示，且M、N两点分别为图中①②③点中的某 一点，则小球 () A.在整个运动过程中，小球的机械能是守恒的B.经过的N点就是②点 C.在M点的重力势能大于在N点的 D.在N点的机械能为1000J 重力势能动能 重力势能动能200J Q小球 240J 25% 助滑A ② 40% ③ 60% ① 75% 水平地面 M点 N点 D着陆坡 甲 乙 (第6题图) (第7题图)》 7.舒势学科融合如图所示是跳台滑雪示意图，运动员助滑后获得较大速度，在跳台末端飞出后在 空中做出各种比赛动作，最后落在着陆坡某位置完成比赛。若不计空气阻力，运动员从B到C的 过程中 能转化为 能，运动员在C时的机械能 (选填“大于”“小于”或 “等于”)在D时的机械能。 三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维▲ 8.[2024兰州]科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出了 1994年到2002年间恒星S2的位置，如图所示，科学家认为恒星S2的运动轨迹是一 椭圆，推测银河系中心可能存在着超大质量的黑洞。忽略恒星S2质量的变化，根据 片信息，下列说法中正确的是 99899 20002001 1997 1996 02002 1995 1994 (第8题图) A.黑洞可能位于椭圆轨道内的P点 B.恒星S2在运动过程中所受合力为零 C.恒星S2在1995年时期的动能大于在2001年时期的动能 D.恒星S2在1995年时期的重力势能大于在2001年时期的重力势能 12 “答案与解析”见P6