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第7讲　机械能　功和功率
　　　　　　　　　　　　　　　
1．洒水车在清洁街道卫生环境中起到了很重要的作用。洒水车在水平路面上进行洒水作业时保持匀速行驶，则洒水车发动机的牵引力如何改变，洒水车的动能将如何改变( )
A.牵引力不变，动能不变
B．牵引力减小，动能减小
C．牵引力减小，动能不变
D．牵引力不变，动能减小
2．(2023，福建)东南海域水质的改善，给了中华白海豚一个温馨的家
。如图所示，下列说法正确的是( )
A．海豚跃出海面减速上升过程，动能不变
B．海豚跃起到最高点时，重力势能最大
C．海豚从高处落回海面过程，重力势能不变
D．海豚在海面下加速下潜过程，动能变小
3．一块磁性黑板擦吸在磁性黑板上，若用拉力F1使它匀速直线向下移动距离s，然后又用F2使它匀速直线向上运动相同距离。则两次拉力做功( )
A．F1做功多 B．F2做功多
C．一样多 D．速度未知，无法确定
4．如图为桌球运动员击打白球后，白球撞击黑球的运动轨迹图，其中乙点和丁点为两球撞击后的瞬间，最终分别停留在丙点和戊点。假设黑白两球完全一样，桌面粗糙程度相同。下列有关不同点对应小球机械能大小关系错误的是( )
A.乙＞丁
B．乙＞丙
C．甲＞乙＋丁
D．丙＝戊
5．如图所示，用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置时速度达到最大，到达C位置时小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，若整个过程中不计能量损耗，下列说法正确的是( )
A．从A位置到B位置的过程中，铁球的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能
B．从A位置到C位置的过程中，弹簧的弹性势能增加量为Gh
C．小球到达B点时，小球的重力大于弹簧的弹力，所以小球继续下落
D．B位置到C位置的过程中，铁球所受的重力大于弹簧所施加的弹力
6．如图所示，用40 N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20 N的物体A以0.3 m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10 N，弹簧测力计的示数恒为10 N(不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑)。下列说法不正确的是( )
A．物体A受到水平面的摩擦力是10 N
B．滑轮移动的速度是0.15 m/s
C．在2 s内绳子对物体A做的功为6 J
D．水平拉力F的功率是6 W
7．(2023，锦州)如图所示，重100 N的物体A在水平拉力F的作用下以0.1 m/s的速度匀速运动10 s，弹簧测力计的示数为20 N，滑轮组的机械效率为80%。则拉力F所做的功是____J，拉力F的功率是____W，物体A受到的摩擦力是____N。(不计绳重和滑轮重)
8．(2022，兰州)如图所示，物块在水平拉力F(大小未知)的作用下，在水平直线轨道上运动，其中AB＝CD＝10 m。已知物块在AB段和CD段分别以2 m/s和4 m/s的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦力分别为1 N和2 N，则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为____，拉力F在AB段做功的功率为____W。
9．(2023，广州)物体A重5 N，如图1，A在水平拉力F1作用下，在水平面从M匀速直线运动到N用时3 s；如图2，在A上放置一个钩码，A在水平拉力F2作用下，在另一水平面从P匀速直线运动到Q用时2 s。
(1)在MN、PQ段，A的速度分别为v1、v2，A所受摩擦力分别为f1、f2，则v1____v2，f1____f2。(均选填“＞”“＜”或“＝”)
(2)A从M运动到N，F1做的功为____J、功率为____W，A所受重力做的功为____J。
10．如图所示，质量为50 kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的35%，她在一分钟内做了40个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3 m。求：(g取10 N/kg)
(1)每做一个仰卧起坐，克服重力做的功是多大。
(2)她在这段时间内做功的功率的大小。
11．某车库出口处的“两段式道闸”开启过程如图甲所示；AO和OB是两段栏杆，长均为2 m、质量均为5 kg(质量分布均匀)；两段栏杆之间以轻质铰链连接，使AO能绕O转动；CD为轻质链杆，B是电机带动栏杆转动的中心点，如图乙所示；当道闸开启时，电机带动水平的AOB和CD转动，道闸完全开启后，AO水平、OB竖直，CD竖直，如图丙所示。此时CD与OB之间距离为5 cm。(不计一切摩擦，g取10 N/kg)
(1)如图丙所示，AO重力的力臂是____m。
(2)如图丙所示，CD对铰链的拉力是多少？
(3)AOB由图乙位置到图丙位置，电机至少要对AOB做多少功？第7讲　机械能　功和功率
　　　　　　　　　　　　　　　
1．洒水车在清洁街道卫生环境中起到了很重要的作用。洒水车在水平路面上进行洒水作业时保持匀速行驶，则洒水车发动机的牵引力如何改变，洒水车的动能将如何改变(B)
A.牵引力不变，动能不变
B．牵引力减小，动能减小
C．牵引力减小，动能不变
D．牵引力不变，动能减小
2．(2023，福建)东南海域水质的改善，给了中华白海豚一个温馨的家
。如图所示，下列说法正确的是(B)
A．海豚跃出海面减速上升过程，动能不变
B．海豚跃起到最高点时，重力势能最大
C．海豚从高处落回海面过程，重力势能不变
D．海豚在海面下加速下潜过程，动能变小
3．一块磁性黑板擦吸在磁性黑板上，若用拉力F1使它匀速直线向下移动距离s，然后又用F2使它匀速直线向上运动相同距离。则两次拉力做功(B)
A．F1做功多 B．F2做功多
C．一样多 D．速度未知，无法确定
4．如图为桌球运动员击打白球后，白球撞击黑球的运动轨迹图，其中乙点和丁点为两球撞击后的瞬间，最终分别停留在丙点和戊点。假设黑白两球完全一样，桌面粗糙程度相同。下列有关不同点对应小球机械能大小关系错误的是(A)
A.乙＞丁
B．乙＞丙
C．甲＞乙＋丁
D．丙＝戊
5．如图所示，用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置时速度达到最大，到达C位置时小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，若整个过程中不计能量损耗，下列说法正确的是(B)
A．从A位置到B位置的过程中，铁球的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能
B．从A位置到C位置的过程中，弹簧的弹性势能增加量为Gh
C．小球到达B点时，小球的重力大于弹簧的弹力，所以小球继续下落
D．B位置到C位置的过程中，铁球所受的重力大于弹簧所施加的弹力
6．如图所示，用40 N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20 N的物体A以0.3 m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10 N，弹簧测力计的示数恒为10 N(不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑)。下列说法不正确的是(C)
A．物体A受到水平面的摩擦力是10 N
B．滑轮移动的速度是0.15 m/s
C．在2 s内绳子对物体A做的功为6 J
D．水平拉力F的功率是6 W
7．(2023，锦州)如图所示，重100 N的物体A在水平拉力F的作用下以0.1 m/s的速度匀速运动10 s，弹簧测力计的示数为20 N，滑轮组的机械效率为80%。则拉力F所做的功是__40__J，拉力F的功率是__4__W，物体A受到的摩擦力是__32__N。(不计绳重和滑轮重)
8．(2022，兰州)如图所示，物块在水平拉力F(大小未知)的作用下，在水平直线轨道上运动，其中AB＝CD＝10 m。已知物块在AB段和CD段分别以2 m/s和4 m/s的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦力分别为1 N和2 N，则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为__2∶1__，拉力F在AB段做功的功率为__2__W。
9．(2023，广州)物体A重5 N，如图1，A在水平拉力F1作用下，在水平面从M匀速直线运动到N用时3 s；如图2，在A上放置一个钩码，A在水平拉力F2作用下，在另一水平面从P匀速直线运动到Q用时2 s。
(1)在MN、PQ段，A的速度分别为v1、v2，A所受摩擦力分别为f1、f2，则v1__＜__v2，f1__＞__f2。(均选填“＞”“＜”或“＝”)
(2)A从M运动到N，F1做的功为__0.3__J、功率为__0.1__W，A所受重力做的功为__0__J。
10．如图所示，质量为50 kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的35%，她在一分钟内做了40个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3 m。求：(g取10 N/kg)
(1)每做一个仰卧起坐，克服重力做的功是多大。
(2)她在这段时间内做功的功率的大小。
解：(1)该同学的重力：G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N，她上半身的重力：G上＝35%G＝35%×500 N＝175 N，做一次仰卧起坐克服重力做的功：W1＝G上h＝175 N×0.3 m＝52.5 J。
(2)做了40个仰卧起坐克服重力做的功：W＝40W1＝40×52.5 J＝2100 J。她在这段时间内做功的功率的大小P＝＝＝35 W。
答：(1)每做一个仰卧起坐，克服重力做的功是52.5 J；(2)她在这段时间内做功的功率的大小为35 W。
11．某车库出口处的“两段式道闸”开启过程如图甲所示；AO和OB是两段栏杆，长均为2 m、质量均为5 kg(质量分布均匀)；两段栏杆之间以轻质铰链连接，使AO能绕O转动；CD为轻质链杆，B是电机带动栏杆转动的中心点，如图乙所示；当道闸开启时，电机带动水平的AOB和CD转动，道闸完全开启后，AO水平、OB竖直，CD竖直，如图丙所示。此时CD与OB之间距离为5 cm。(不计一切摩擦，g取10 N/kg)
(1)如图丙所示，AO重力的力臂是__1__m。
(2)如图丙所示，CD对铰链的拉力是多少？
(3)AOB由图乙位置到图丙位置，电机至少要对AOB做多少功？
解：(2)据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可得，CD对铰链的拉力F2＝＝＝＝＝1000 N。
(3)电机至少要做的功就是克服AOB重力要做的功，对AO段做功W1＝G1L＝mAOg×L＝5 kg×10 N/kg×2 m＝100 J，对OB段做功W2＝G2×L＝mg×L＝5 kg×10 N/kg×1 m＝50 J，电机至少要做的功为W总＝W1＋W2＝100 J＋50 J＝150 J。

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