资源简介

【暑期预习】 06 机械能与做功
、选择题
某机器的功率为100瓦，它的物理意义是（　　）
A．这台机器能做100焦的功 B．这台机器能做100焦/秒的功
C．这台机器每秒做100焦的功 D．这台机器每秒做100焦/秒的功
在无人机匀速上升过程中，对其分析正确的是（　　）
A．质量增加 B．动能增加
C．重力势能增加 D．机械能不变
绍兴科技馆二楼展馆内摆放着如图所示的装置，它左低右高的支架上放有一锥体，支架A端连接在一起，B端向两侧分开。将锥体从A端静止释放，锥体自动沿支架滚向较高的B端。不计摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．该过程锥体势能不变 B．该过程锥体动能不变
C．该过程能量不守恒 D．该过程锥体势能减小
在体育课上，某同学练习爬杆。他第一次匀速爬到杆顶用时8秒，第二次匀速爬到杆项用时10秒，则他两次爬杆功率之比为（　　）。
A．5：4 B．4：5 C．25：16 D．16：25
2019 年 9 月 29 日女排世界杯夺冠 11 连胜的消息振奋人心。下图是排球扣球的几个环节，其中运动员有对排球做功的是（　　）
A．助跑起跳 B．手往后伸 C．空中击球 D．双脚落地
李阳同学用100N的力踢一个重为6N的足球，球离开脚后在水平草地上向前滚动了20m．在球滚动的过程中，李阳同学对足球做的功是（　　）
A．2000J B．600J C．120J D．0J
如图是物体在相同力F的作用下，分别在光滑水平面、粗糙水平面上沿着力的方向移动了相同的距离s，力F做的功分别为W1、W2，则下列说法中正确的是（　　）
A．W1＜W2 B．W1=W2 C．W1＞W2 D．无法比较
如图所示，木块从水平地面上P点以速度v向右运动冲上斜面，最终停在斜面上的Q点。对于这个过程，下列
说法中正确的是（　　）
A．木块在 Q 点静止时，重力和摩擦力二力平衡
B．木块在斜面上所受摩擦力方向始终沿斜面向下
C．木块的动能没有全部转化为重力势能
D．木块能冲上斜面是因为木块受到了惯性作用
下列有关如图所示四幅图的观点中（不计摩擦），分析错误的是（　　）
A．图甲中，起跳离开地面后，人只受到重力作用
B．图乙中，在下降过程中，滚摆的动能逐渐减小
C．图丙中，卫星在近地点的速度最大
D．图丁中，小球运动到C位置时速度不为零
在水平地面上有一长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推动，如图甲所示。此过程中，推力F随时间t的变化情况如图乙所示，木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示，下列说法不正确的是（　　）
A．1-3s内，木箱受到的滑动摩擦力为200N
B．0-1s内，推力不做功
C．3-5s内，推力做功为400J
D．1-3s内，推力的功率恒为300W
、填空题
2016年浙江最大抽水蓄能电站在缙云开建。其工作原理如图所示。用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电(g取10N/kg)。
（1）蓄能时，水被抽到上水库中，电能转化为水的　 　。
（2）发电时，若该电站上水库可用于发电的库容量为7.86×106m3，上下水库平均水位差637m。上水库中可用于发电的水流到下水库，水的重力做功为　 　J。
一个人拉着1000牛重的小车沿水平地面匀速前进，小车受到的摩擦力为200牛。若拉力做了1000焦的功，则小车通过的距离为　 　米。
我国“长剑10”是一种国产新型隐身巡航导弹，主要以巡航状态在稠密的大气层内飞行。下图是“长剑10”的飞行路线图。
导弹速度v（米／秒） 50 100 150 200
导弹受到的阻力f（牛） 50 200 450 800
（1）俯冲加速阶段：导弹升空后，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，速度越来越快。这是因为　 　。
（2）巡航飞行阶段：当“巡航状态”时，主发动机的推力与阻力平衡，弹翼的升力与重力平衡后，可以实现远距离发射，超低空高速飞行，精确打击目标，已知该导弹的速度和阻力测试数据如上表。若该导弹在末端巡航飞行过程中以200米／秒的速度匀速直线飞行60秒，求该过程内发动机的推力做功为　 　。
如图所示，在斜面实验中，如果没有摩擦力，从A点滚下的小球，总是会滚到斜面乙上的B处或斜面丙上的C处，而B处或C处离桌面的高度与小球出发点A处的　 　。事实上小球“记住”的是与起始高度相联系的　 　。
如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它在同一水平木板上滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图象。请根据图象判断：在相等的时间内，木块两次受到的拉力F1　 　 F2；两次拉力对木块做的功W1　 　 W2。（选填“＞”“＜”或“=”）
、实验探究题
小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关
猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关
为此小夏设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A．B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。
实验数据如下表：
实验序号 铅球代号 铅球质量/g 下落高度/m 陷入沙中的深度/m
① A 200 0.5 0.1
② B 400 0.5 0.25
③ C 200 1 0.2
④ D 200 1 0.2
（1）本实验中，采用的研究问题的方法是　 　。
（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过　 　来反映的。
（3）比较③④，得到的结论是　 　。
在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验，让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用　 　两图；实验中应保证铁球到达水平面的速度相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止滚下。
（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论　 　。
（3）该实验是通过观察纸盒被铁球推动距离来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。下面的四个实例中也采用这种研究方法的是 。
A．认识电压时，我们可以用水压来类比
B．用磁感线来描述磁场
C．探究电功大小与哪些因素有关，通过灯泡的亮度来判断电流做功的多少
D．保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系。
、解答题
公交公司最近更换了一批新型混合动力公交车，在进行新车测试时获得一些数据：新型公交车总质量为4×103kg，轮胎与地面总接触面积为0.4m2，车匀速行驶时所受阻力是车总重的0.5倍，公交车在牵引力作用下在平直公路上匀速行驶，2min内行驶了1200m(忽略司机的质量)。求：
（1）新型公交车静止时对水平地面的压强是多少？
（2）2min内牵引力所做功及功率各是多少？
为解决乡村快递派送的交通不便问题，某快递公司采用无人机（如图所示）将包裹送达每个村子的派送员，自动卸货后随即返航，继续其他配送。某次派送包裹质量12kg，飞行高度120m，10min内水平飞行里程6.5km。
（1）飞机飞行时，依靠飞机内的电动机通电后转动，然后带动螺旋桨产生升力，电动机工作时主要是由什么能转化成什么能？　 　
（2）该次派送无人机水平飞行的平均速度是多少km/h？
（3）无人机提着包裹从地面匀速上升到120m高度的过程中，拉力对包裹做的功是多少？
如图所示，质量为50kg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0.3m。求：
（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。
【暑期预习】 06 机械能与做功答案解析
、选择题
C
【解析】功率是表示物体做功快慢的物理量，根据功率的物理意义，来分析选项的内容.
100瓦的物理意义是指这台机器每秒可以做功100焦耳.故答案为C.
C
【解析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能，据此分析判断。
在无人机匀速上升过程中，它的质量不变，速度不变，则动能不变；质量不变，高度增大，则重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，它的机械能增大，故C正确，而A．B、D错误。
故选C。
D
【解析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能，据此分析判断。
虽然支架左低右高，但是椎体的重心在左端时高，右端时低，则在从A到B的过程中，椎体的重心一直在降低，即重力势能不断减小，故A错误，D正确；
由于不计摩擦，因此机械能守恒，故C错误；
根据机械能=动能+重力势能可知，该过程中动能增大，故B错误。
故选D。
A
【解析】根据公式分析计算。
同一个同学体重相同，爬同一杆的高度相同，那么克服重力做功相等， 即W1：W2=1：1；
第一次和第二次爬杆的时间之比t1：t2=8：10=4：5；
根据可知，二者的爬杆功率之比：P1：P2=。
故选A．
C
【解析】做功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。
A．助跑起跳时，没有力作用在排球上，对排球不做功，故A错误；
B．手往后伸时，仍然没有力作用在排球上，对排球不做功，故B错误；
C.空中击球时，运动员给排球一个力，且排球在力的方向上通过一段距离，因此对排球做功，故C正确；
D.双脚落地时，没有力作用在排球上，对排球不做功，故D错误。
故选C。
D
【解析】根据功的公式W=Fs计算即可。
在球滚动的过程中，虽然球运动了距离，但是李阳并没有力作用在足球上，根据W=Fs可知，李阳同学对足球做功为0J，故D正确，而A．B、C错误。
故选D。
B
【解析】根据功的公式W=FS可直接作出判断：可知力做功的多少与接触面是否粗糙无关，只与力的大小和物体在力的方向上通过的距离有关。
由公式W=FS可知，力F是恒定不变的，两次通过的距离s相等，因此W1=W2；故选B。
C
【解析】（1）对Q点的木块进行受力分析即可；
（2）摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反；
（3）木块在运动的过程中克服摩擦做功，将机械能转化为内能；
（4）惯性是一种性质，而不是力的作用。
A．当木块在Q点静止时，它受到沿斜面向下的重力的分力，与斜面垂直向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力，此时三力平衡，故A错误；
因为木块有向下运动的趋势，所以它受到沿斜面向上的摩擦力，故B错误；
木块的动能转化为重力势能和内能，故C正确；
木块能冲上斜面是因为木块有惯性，故D错误。
故选C。
B
【解析】（1）对人进行受力分析即可；
（2）动能与质量和速度有关；
（3）首先根据高度的变化判断重力势能的变化，再根据机械能守恒分析动能的变化；
（4）注意从竖直和水平两个方向分析物体速度的情况。
A．图甲中，起跳离开地面后，不再受到地面的支持力，也不受空气阻力，因此人只受到重力作用 ，故A正确不合题意；
B.图乙中，在下降过程中，滚摆的转速越来越大，因此它的动能逐渐增大，故B错误符合题意；
C.图丙中，卫星在近地点高度最小，因此重力势能最小。根据机械能守恒可知，此时的动能最大，故C正确不合题意；
D.图丁中，小球运动到C位置时，竖直方向上的速度为零，但是水平方向的速度保持不变，故D正确不合题意。
D
【解析】（1）根据丙图可知，在3~5s内物体做匀速直线运动，根据二力平衡的知识计算出此时受到的摩擦力f。再根据影响摩擦力的因素是否改变，确定1~3s内摩擦力的大小；
（2）根据W=Fs计算0~1s内推力做的功；
（3）根据s=vt计算出3~5s内物体移动的距离，再根据W=Fs计算推力做的功；
（4）根据P=Fv判断1~3s内推力的功率变化。
根据丙图可知，在3~5s内物体做匀速直线运动，此时物体受到的摩擦力等于推力。根据乙图可知，此时受到的推力F=200N，那么摩擦力f=F=200N。1-3s内，木箱对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，那么摩擦力保持不变，即f=200N，故A正确不合题意；
根据丙图可知，0~1s内，物体处于静止状态，即运动的距离为零，根据公式W=Fs可知，此时推力不做功，故B正确不合题意；
3·5s内，物体前进的距离s=vt=1m/s×2s=2m，那么推力做功W=Fs=200N×2m=400J，故C正确不合题意；
1-3s内，物体做加速运动，最终速度1m/s，推力为300N，根据公式P=Fv可知，推力的平均功率肯定小于300W，故D错误符合题意。
、填空题
（1）重力势能
（2）5.00682×1013
【解析】（1）物体被举高而产生的能量叫重力势能；
（2）首先根据G=mg=ρVg计算出水的重力，再根据W=Gh计算水的重力做的功。
（1）蓄能时，水被抽到上水库中，被升高了，因此重力势能增大，于是将电能转化为水的重力势能。
（2）水的重力为：G=mg=ρVg=103kg/m3×10N/kg×7.86×106m3=7.86×1010N；
水的重力做功：W=Gh=7.86×1010N×637m=5.00682×1013J。
5
【解析】首先根据平衡力的知识计算小车受到的拉力，再根据W=Fs计算小车通过的距离。
小车在水平地面上做匀速直线运动，则它受到的拉力与摩擦力相互平衡，即拉力F=f=200N，因此小车通过的距离为：。
（1）重力势能减小，动能增大
（2）
【解析】（1）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，根据重力势能和动能的相互转化解答；
（2）首先根据二力平衡的知识计算出导弹飞行受到推力，再根据s=vt计算导弹飞行的距离，最后根据W=Fs计算推力做功。
（1）导弹向下俯冲，速度越来越快，此时质量不变高度减小，则重力势能减小；重力不变，速度增大，则动能增大，那么原因为：重力势能减小，动能增大。
（2）根据表格可知，当导弹的速度为200m/s时，受到的阻力为800N，
根据二力平衡的知识可知，导弹受到的推力F=f=800N；
导弹飞行的距离s=vt=200m/s×60s=12000m；
那么发动机推力做功：W=Fs=800N×12000m=9.6×106J。
高度相同；能量
【解析】（1）重力势能的大小与质量和高度有关；
（2）物体由于被举高而具有的能量叫重力势能，据此分析解答。
（1）在斜面实验中，如果没有摩擦力，那么小球运动过程中没有机械能的损失，则B、C两点的重力势能与A点的重力势能相同，即B、C两点与A点的高度相同。
（2）事实上小球“记住”的是与起始高度相联系的能量。
=；＞
【解析】由图像乙分析可得，木块2次均做匀速直线运动；再结合做匀速直线运动的物体拉力和摩擦力的关系及做功的公式进行解答。
（1）做匀速直线运动的物体受平衡力的作用，所以拉力的大小等于滑动摩擦力，滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，此题中两次拉动并没有改变压力的大小和接触面的粗糙程度，摩擦力的大小不变，所以拉力大小也不变，F1=F2；
（2）前面分析已得出F1=F2；由图像乙分析可得，相同时间内第一次通过的路程较长，即S1＞S2。
根据,
,
因为：,
所以：
故答案为：=；＞
、实验探究题
（1）控制变量法或转换法
（2）铅球陷入沙中的深度
（3）物体的重力势能与物体运动的路径无关
【解析】（1）探究某个因素对物理量的影响时，必须控制其它因素相同，这就是控制变量法。物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
（2）铅球撞击沙子后陷入其中，它陷入沙子中深度越大，则重力势能越大；
（3）分析实验③④中哪个因素不同，根据陷入深度比较重力势能大小，比较后得到实验结论。
（1）在本实验中，探究重力势能与高度的关系时，控制质量相同，即使用了控制变量法。将重力势能的大小转化为陷入沙子的深度，使用了转换法。
（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过铅球陷入沙中的深度来反映的。
（3）实验③④中，铅球的质量和高度相同，只有运动路径不同，此时陷入沙子深度相同，那么得到结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。
（1）甲、乙
（2）物体质量相同时，速度越大，动能越大
（3）C
【解析】（1）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（2）分析甲、丙两个实验中，哪个因素相同，哪个因素不同，然后根据控制变量法的要求描述实验结论。
（3）该实验是通过观察纸盒被铁球推动距离来比较铁球动能的大小，这种研究方法叫转换法，据此分析判断。
（1）探究动能的大小与物体质量的关系时，必须控制小球到达水平面时的速度相同，即从同一斜面上同一高度滚下，而改变小球的质量，故选甲和乙；
（2）甲和丙实验中，小球的质量相同，丙中小球在斜面上的高度小，到达水平面时速度小，推动纸盒运动距离小，那么得到结论：物体质量相同时，速度越大，动能越大。
（3）该实验是通过观察纸盒被铁球推动距离来比较铁球动能的大小，这种研究方法叫转换法。
A．认识电压时，我们可以用水压来类比，使用了类比法，故A不合题意；
B．用磁感线来描述磁场，使用了模型法，故B不合题意；
C．探究电功大小与哪些因素有关，通过灯泡的亮度来判断电流做功的多少，使用了转换法，故C符合题意；
D.保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系，使用了控制变量法，故D不合题意。
故选C。
、解答题
（1）解：公交车对水平地面的压力： F＝G＝mg＝4×102kg×10N/kg＝4×104N ；
公交车对水平地面的压强：；
（2）解：公交车匀速行使时，牵引力等于阻力，
即F=f=0.5G＝4×103kg×10N/kg×0.5＝2×104N；
牵引力做的功为：W＝FS＝2×104N×1200m＝2.4×107J；
牵引力做功的功率为：。
【解析】（1）首先根据 F＝G＝mg 计算出公交车对地面的压力，然后根据公式计算出对地面的压强；
（2）首先根据F=f=0.5G计算出公交车受到的牵引力，然后根据W=Fs计算牵引力做的功，最后根据计算牵引力做功的功率。
（1）电能转化为机械能
（2）无人机飞行的平均速度为：；
（3）拉力对包裹做的功：W=Gh=12kg×10N/kg×120m=14400J。
【解析】（1）根据能量转化的知识分析解答；
（2）根据公式计算出无人机飞行的速度；
（3）根据W=Gh计算出拉力对包裹做的功。
（1）电动机工作时，主要是将电能转化为机械能。
（1）做一个仰卧起坐时克服重力做的功：W=Gh=50kg×10N/kg×35%×0.3m=52.5J；
（2）她在这段时间内做功的功率的大小：。
【解析】（1）根据W=Gh计算做一个仰卧起坐时克服重力做的功；
（2）根据公式计算做功的功率。
第 1 页（共 1 页）

展开更多......

收起↑