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第10讲　功和机械能
A层
1.[科学态度与责任]3月31日，全国中小学生安全教育日.这天班主任为同学们讲解了高空抛物的危害：一个鸡蛋从高空落下，可以使人头皮受损，甚至危及人的生命.如果一个鸡蛋从20 m高处落到地面，则下列数值与鸡蛋重力所做的功最接近的是(B)
A.1 J B.10 J
C.100 J D.0.1 J
2.以下过程中，人对物体做功的是(B)
　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　
　　　　　　　　A.出手后篮球在空中运动　　　　　B.用力拉绳提升重物　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　C.用力搬石头但没搬动　　　　　　D.竖直提着滑板沿水平方向前行
3.如图是我国科考队员成功登顶珠穆朗玛峰的合影.他们从山脚下到峰顶的过程，体重(含装备)越大的队员一定(A)
A.做功越多 B.功率越大
C.做功越快 D.功率越小
4.[科学思维]某科技馆的展厅里有一个如图甲所示的“最速降线”装置，其示意图如图乙所示.将分别位于直轨道顶端和弧形轨道顶端的两个完全相同的小球M、N同时由静止释放，N小球先到达轨道底端.设此过程中重力对两个小球所做的功分别为WM、WN，重力对两个小球所做功的功率分别为PM、PN.下列判断正确的是(A)
A.WM＝WN B.WM＜WN
C.PM＝PN D.PM＞PN
5.如图所示，大人与小孩的质量之比为2∶1，大人和小孩均从一楼爬楼梯到三楼，所用时间之比为3∶2，则大人与小孩克服自身重力做功的功率之比是(D)
A.2∶3 B.3∶2
C.3∶1 D.4∶3
6.(2025·龙东地区)如图所示，举重运动员将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃　做功　(选填“做功”或“没做功”)；当举重运动员将杠铃高高举起后保持静止时，地面对举重运动员的支持力与举重运动员所受的重力　不是　(选填“是”或“不是”)一对平衡力.
7.(2025·甘孜改编)小珍同学到养老中心参加志愿者活动时，用推车帮助老奶奶搬运生活用品.若她用20 N的水平推力，推着重500 N的推车水平移动10 m，用时20 s.则推车的重力做的功为　0　J，小珍做功的功率为　10　W.
8.如图所示，水平地面上AB段和BC段长度相等，AB段比BC段粗糙一些.用水平恒力F拉动物块经过AB段和BC段，物块在AB段刚好做匀速直线运动.以下说法正确的是(C)
A.物块经过AB段和BC段所用时间相等
B.拉力F在AB段做的功大于在BC段做的功
C.物块在AB段所受合力小于在BC段所受合力
D.拉力F在AB段做功的功率等于在BC段做功的功率
【解析】物块在AB段和BC段对水平地面的压力相等，AB段比BC段粗糙一些，所以物块在AB段受到的摩擦力大于在BC段受到的摩擦力.由题知，物块在AB段刚好做匀速直线运动，则拉力等于摩擦力，合力为零；物块在BC段受到的摩擦力小于拉力，合力不为零，物块在BC段做加速运动，而AB段和BC段长度相等，所以物块经过AB段所用时间大于BC段所用时间，水平方向上物块在AB段所受合力大小小于在BC段所受合力大小，故A错误，C正确；由题知，物块在AB段和BC段受到的拉力相等，AB段和BC段长度相等，根据W＝Fs可知，拉力F在BC段做的功等于在AB段做的功，物块经过AB段所用时间大于BC段所用时间，根据P＝可知，拉力F在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率，故BD错误.
9.[物理学与日常生活](2025·东莞二模)近年来，独轮电动平衡车深受年轻人的喜爱，如图所示，高老师采用站立式的驾驶方式，人通过身体的前倾、后仰实现驾驶.下表为某型号独轮电动平衡车的部分数据，则：
　　　
质量 10 kg
最大速度 18 km/h
充满电行程 24 km
(1)质量为50 kg的人驾驶该车，在水平地面上匀速行驶，若所受阻力为总重力的0.2倍，此时该车受到的牵引力是多大 (g＝10 N/kg)
(2)若以最大的速度匀速行驶1 min，则平衡车的输出功率是多少
解：(1)质量为50 kg的人驾驶该车，在水平地面上匀速行驶，所受阻力
f＝0.2G总＝0.2(m车＋m人)g＝0.2×(10 kg＋50 kg)×10 N/kg＝120 N
在水平地面上匀速行驶，牵引力和阻力是一对平衡力，则牵引力F＝f＝120 N
(2)若以最大的速度匀速行驶，平衡车的输出功率
P＝＝Fv＝120 N× m/s＝600 W
答：(1)该车受到的牵引力是120 N；(2)若以最大的速度匀速行驶1 min，则平衡车的输出功率是600 W.
B层
1.2025年5月孙思蓓以93.10分获自由式小轮车世界杯法国站冠军，成为首位在境外世界杯分站赛夺冠的中国选手.如图所示，关于孙思蓓骑自由式小轮车在自由滑行阶段(忽略摩擦力影响)，下列说法正确的是(A)
A.下坡时，小轮车的重力势能减小，动能增大
B.下坡时，小轮车的重力势能增大，动能减小
C.上坡时，小轮车的重力势能增大，动能增大
D.上坡时，小轮车的重力势能增大，动能不变
2.随着中国科技的发展，在农业领域，人们开始用无人机代替人工喷洒农药，可以大大地提高喷洒的效率.假定无人机在喷洒农药的过程中是在同一高度匀速飞行，下列说法正确的是(D)
A.喷洒农药的过程中，无人机的重力势能不变
B.喷洒农药的过程中，无人机的动能不变
C.喷洒农药的过程中，无人机的重力势能增大
D.喷洒农药的过程中，无人机的动能减小
3.[物理观念]北京时间2025年10月31日23时44分，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射(如图)，成功将载人飞船送往预定轨道.载人飞船离开地面加速上升的过程中(B)
A.动能增大，重力势能不变 B.动能增大，重力势能增大
C.动能不变，重力势能不变 D.动能不变，重力势能增大
4.歼－20战斗机是中国自主研制的第五代制空战斗机，如图所示.当歼－20 战斗机加速升空时，
下列说法正确的是(D)
A.歼－20的机械能不变 　　　　　　
B.歼－20的动能转化为重力势能
C.歼－20的重力势能转化为动能 　　　　　　
D.歼－20的重力势能增大
5.某次恶劣天气中，天下掉下冰雹.设某一块冰雹质量保持不变，当它经过某位置开始计时，它的机械能和动能随时间的变化关系图像如图所示，则以下说法正确的是(C)
A.该冰雹的速度在变大
B.该冰雹的速度在变小
C.该冰雹的重力势能持续减小
D.该冰雹的机械能在减小，说明能量守恒定律在本过程中不适用
6.如图所示，小明将铁锁用绳子悬挂起来，拉到自己的鼻子附近，松手后铁锁来回摆动.铁锁第一次从最高处摆动到最低点的过程中，　重力势　能转化为　动　能，在整个摆动的过程中，铁锁的机械能　变小　(选填“变大”“变小”或“保持不变”).
7.篮球从A点抛出，飞过最高点C到达D点过程中，被频闪相机以每隔相等时间曝光一次的形式记录下来，如图甲所示.在不同位置，篮球的动能和重力势能的大小用柱状图表示，如图乙所示.
(1)从B点到C点，篮球的　动　能转化为　重力势　能.
(2)篮球在B点和D点的高度　相等　(选填“相等”或“不等”)；从B点到C点，篮球的机械能　变小　(选填“不变”“变小”或“变大”).
8.(2025·东莞模拟)将排球水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示，位置①和③离地高度相等.排球在运动过程中经过①、②、③三点中的某两点M、N的动能和重力势能的数据如图乙所示，则下列说法正确的是(D)
A.排球在整个运动过程中，机械能保持不变
B.排球在①点的动能可能小于②点的动能
C.排球在M点的重力势能大于在N点的重力势能
D.排球经过的M点就是③点
【解析】根据题图甲可知，排球所能达到的高度越来越低，说明排球在抛出后机械能不守恒，机械能在逐渐减小，故A错误；①比②的高度低，排球在①点的重力势能小，且机械能逐渐减小，所以排球在①点的动能大于在②点的动能，故B错误；根据题图乙可知，排球在M点的重力势能E1＝120 J，则排球在M点的机械能E＝＝160 J，排球在N点的动能E1'＝100 J，则在N点的机械能E'＝＝250 J，此时排球在N点的重力势能E2＝E×60%＝250 J×60%＝150 J，所以排球在M点的重力势能小于在N点的，则N点的高度更高，所以N点就是②点；由于机械能逐渐减小，排球在M点的机械能小于在N点的机械能，所以M点就是③点，故C错误，D正确.
9.[科学思维]如图所示的摆设，通过观察，发现摆设上有一电源，通电后小轮正常运行时，它在支架上来回滚动，每次到达的最大高度相同(最大高度时速度为零).
(1)小轮正常运行，在某一时刻到达最大高度，此时小轮的机械能为E.一段时间后，小轮再次到达最大高度，此时的机械能为E'，则E'　＝　E(选填“＞”“＝”或“＜”).
(2)在小轮从支架的一端滚动到支架中间的过程中，小轮所受的重力是否会对小轮做功 　是　(选填“是”或“否”). 第10讲　功和机械能
A层
1.[科学态度与责任]3月31日，全国中小学生安全教育日.这天班主任为同学们讲解了高空抛物的危害：一个鸡蛋从高空落下，可以使人头皮受损，甚至危及人的生命.如果一个鸡蛋从20 m高处落到地面，则下列数值与鸡蛋重力所做的功最接近的是( )
A.1 J B.10 J
C.100 J D.0.1 J
2.以下过程中，人对物体做功的是( )
　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　
　　　　　　　　A.出手后篮球在空中运动　　　　　B.用力拉绳提升重物　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　C.用力搬石头但没搬动　　　　　　D.竖直提着滑板沿水平方向前行
3.如图是我国科考队员成功登顶珠穆朗玛峰的合影.他们从山脚下到峰顶的过程，体重(含装备)越大的队员一定( )
A.做功越多 B.功率越大
C.做功越快 D.功率越小
4.[科学思维]某科技馆的展厅里有一个如图甲所示的“最速降线”装置，其示意图如图乙所示.将分别位于直轨道顶端和弧形轨道顶端的两个完全相同的小球M、N同时由静止释放，N小球先到达轨道底端.设此过程中重力对两个小球所做的功分别为WM、WN，重力对两个小球所做功的功率分别为PM、PN.下列判断正确的是( )
A.WM＝WN B.WM＜WN
C.PM＝PN D.PM＞PN
5.如图所示，大人与小孩的质量之比为2∶1，大人和小孩均从一楼爬楼梯到三楼，所用时间之比为3∶2，则大人与小孩克服自身重力做功的功率之比是( )
A.2∶3 B.3∶2
C.3∶1 D.4∶3
6.(2025·龙东地区)如图所示，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”)；当举重运动员将杠铃高高举起后保持静止时，地面对举重运动员的支持力与举重运动员所受的重力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力.
7.(2025·甘孜改编)小珍同学到养老中心参加志愿者活动时，用推车帮助老奶奶搬运生活用品.若她用20 N的水平推力，推着重500 N的推车水平移动10 m，用时20 s.则推车的重力做的功为 J，小珍做功的功率为 W.
8.如图所示，水平地面上AB段和BC段长度相等，AB段比BC段粗糙一些.用水平恒力F拉动物块经过AB段和BC段，物块在AB段刚好做匀速直线运动.以下说法正确的是( )
A.物块经过AB段和BC段所用时间相等
B.拉力F在AB段做的功大于在BC段做的功
C.物块在AB段所受合力小于在BC段所受合力
D.拉力F在AB段做功的功率等于在BC段做功的功率
9.[物理学与日常生活](2025·东莞二模)近年来，独轮电动平衡车深受年轻人的喜爱，如图所示，高老师采用站立式的驾驶方式，人通过身体的前倾、后仰实现驾驶.下表为某型号独轮电动平衡车的部分数据，则：
　　　
质量 10 kg
最大速度 18 km/h
充满电行程 24 km
(1)质量为50 kg的人驾驶该车，在水平地面上匀速行驶，若所受阻力为总重力的0.2倍，此时该车受到的牵引力是多大 (g＝10 N/kg)
(2)若以最大的速度匀速行驶1 min，则平衡车的输出功率是多少
B层
1.2025年5月孙思蓓以93.10分获自由式小轮车世界杯法国站冠军，成为首位在境外世界杯分站赛夺冠的中国选手.如图所示，关于孙思蓓骑自由式小轮车在自由滑行阶段(忽略摩擦力影响)，下列说法正确的是( )
A.下坡时，小轮车的重力势能减小，动能增大
B.下坡时，小轮车的重力势能增大，动能减小
C.上坡时，小轮车的重力势能增大，动能增大
D.上坡时，小轮车的重力势能增大，动能不变
2.随着中国科技的发展，在农业领域，人们开始用无人机代替人工喷洒农药，可以大大地提高喷洒的效率.假定无人机在喷洒农药的过程中是在同一高度匀速飞行，下列说法正确的是( )
A.喷洒农药的过程中，无人机的重力势能不变
B.喷洒农药的过程中，无人机的动能不变
C.喷洒农药的过程中，无人机的重力势能增大
D.喷洒农药的过程中，无人机的动能减小
3.[物理观念]北京时间2025年10月31日23时44分，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射(如图)，成功将载人飞船送往预定轨道.载人飞船离开地面加速上升的过程中( )
A.动能增大，重力势能不变 B.动能增大，重力势能增大
C.动能不变，重力势能不变 D.动能不变，重力势能增大
4.歼－20战斗机是中国自主研制的第五代制空战斗机，如图所示.当歼－20 战斗机加速升空时，
下列说法正确的是( )
A.歼－20的机械能不变 　　　　　　
B.歼－20的动能转化为重力势能
C.歼－20的重力势能转化为动能 　　　　　　
D.歼－20的重力势能增大
5.某次恶劣天气中，天下掉下冰雹.设某一块冰雹质量保持不变，当它经过某位置开始计时，它的机械能和动能随时间的变化关系图像如图所示，则以下说法正确的是( )
A.该冰雹的速度在变大
B.该冰雹的速度在变小
C.该冰雹的重力势能持续减小
D.该冰雹的机械能在减小，说明能量守恒定律在本过程中不适用
6.如图所示，小明将铁锁用绳子悬挂起来，拉到自己的鼻子附近，松手后铁锁来回摆动.铁锁第一次从最高处摆动到最低点的过程中， 能转化为 能，在整个摆动的过程中，铁锁的机械能 (选填“变大”“变小”或“保持不变”).
7.篮球从A点抛出，飞过最高点C到达D点过程中，被频闪相机以每隔相等时间曝光一次的形式记录下来，如图甲所示.在不同位置，篮球的动能和重力势能的大小用柱状图表示，如图乙所示.
(1)从B点到C点，篮球的 能转化为 能.
(2)篮球在B点和D点的高度 (选填“相等”或“不等”)；从B点到C点，篮球的机械能 (选填“不变”“变小”或“变大”).
8.(2025·东莞模拟)将排球水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示，位置①和③离地高度相等.排球在运动过程中经过①、②、③三点中的某两点M、N的动能和重力势能的数据如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A.排球在整个运动过程中，机械能保持不变
B.排球在①点的动能可能小于②点的动能
C.排球在M点的重力势能大于在N点的重力势能
D.排球经过的M点就是③点
9.[科学思维]如图所示的摆设，通过观察，发现摆设上有一电源，通电后小轮正常运行时，它在支架上来回滚动，每次到达的最大高度相同(最大高度时速度为零).
(1)小轮正常运行，在某一时刻到达最大高度，此时小轮的机械能为E.一段时间后，小轮再次到达最大高度，此时的机械能为E'，则E' E(选填“＞”“＝”或“＜”).
(2)在小轮从支架的一端滚动到支架中间的过程中，小轮所受的重力是否会对小轮做功 (选填“是”或“否”).

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