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浙教版科学九上能量的转化与守恒3.3.1能量转化的量度（含答案）
一、选择题
1．下列情况中，人对物体做了功的是（　　）
A．人用力推木箱却没有推动
B．手提着水桶在水平地面上匀速行走
C．举重运动员举着杠铃不动
D．人推着车在水平路面上向前匀速运动
2．如图所示，一名中学生做一次引体向上，克服重力做的功约为（　　）
A．3J B．30J C．300J D．3000J
3．如图是足球运动员踢球的情景（不计空气阻力），下列描述正确的是（　　）
A．足球在空中飞行时，受到重力和人对足球的踢力
B．足球运动到最高点时，受到一对平衡力作用
C．足球在空中下降过程中，重力对足球做了功
D．足球在空中飞行时，运动状态保持不变
4．如图所示，某同学分别用背、抱、平拉、滚拉的方式运水（塑料桶中间带有转轴，桶中装满水），在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，他对水做功最多的是（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示，用10N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向做直线运动。若推力对物体做了60J的功，则在这一过程中（　　）
A．物体一定受到10N的摩擦力 B．重力做的功一定为360J
C．物体一定运动了1m D．物体一定运动了6m
6．如图所示，一个物体在大小不变的拉力F的作用下，分别在光滑的水平面上和粗糙的水平面上运动相同的距离s，拉力做功分别为W1、W2，则W1、W2的大小关系是（　　）
A．W1＜W2 B．W1＞W2 C．W1＝W2 D．无法比较
7．运动员用50牛的力把重6牛的足球踢出20米，运动员对球做的功为（　　）
A．1000J B．880J C．1120J D．缺少条件，无法计算
8．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（　　）
①整个过程只有重力在对小球做功
②小球在A点的动能大于在B点的动能
③小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＞vB＞vC
④小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
A．只有①② B．只有③④ C．只有②④ D．只有②③
9．水平桌面上有一个质量为1kg的物体，在水平拉力F的作用下沿直线运动，拉力F与物体通过的路程s的图象如图所示，此过程中物体受到的摩擦力始终为1N．则下列说法中正确的是（　　）
A．0～0.5m内拉力F做功为0.5J
B．0～1m内拉力F做功为2.5J
C．1～1.5m内物体在做匀速运动
D．0～1.5m内拉力F做的功全部转化为物体的机械能
10．现有甲、乙、丙三个质量不同的物体（m甲＞m乙＞m丙），在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（　　）
A．W甲＞W乙＞W丙 B．W甲＜W乙＜W丙
C．W甲＝W乙＝W丙 D．W甲＝W乙＜W丙
11．如图，是小球从某高度处由静止下落h过程的路程与时间关系图，在下面的四个选项中，描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
12．2022年2月，第24届冬季奥林匹克运动会在北京、张家口举行。如图所示，在冰壶比赛中，运动员将冰壶掷出后，冰壶由于 　 　继续向前运动，此时水平冰面对冰壶的支持力 　 　（选填“做功”或“不做功”）。
13．如图所示,用力F提水桶:①由井底提起H高度,②提着水桶不动,③在水平面上移动一段距离s,
④爬上长为L、高为h的楼梯。以上四种情况,力F对水桶做功的是______;若sLHh,则
做功最多的是______。(填序号)
14．把水桶从水井里提到地面上，提水桶的力　 　功；用力提着水桶沿水平路面向前走，提水桶的力　 　功；小孩用力提水桶时，桶没被提起来，小孩的提力　 　功（以上均选填“做”或“不做”）．当小孩用桶从井中提水的时候，他对桶所做的是　 　。（选填“有用功”或“额外功”）。
15．一个建筑工人用50N的水平推力推重400N的小车，使小车在水平地面上匀速前进了15m，撤去推力，小车仍然能继续向前运动0.5m。进是由于小车具有　 　。在上述小车前进15.5m的过程中，建筑工人对小车做的功为　 　J。
16．在两个等长、等高但材质不同的斜面上，用平行于斜面的拉力F分别将质量为2m和3m的A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端，如图所示。此过程中，甲、乙两斜面上的拉力F所做的功分别为W甲、W乙，拉力F所做的额外功分别为W额甲、W额乙。则W甲　 　W乙（选填“＜”、“＝”或“＞”，下同）；W额甲　 　W额乙。
三、解答题
17．长度均为20厘米的相同均质木块A、B平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块。当F为3牛时，木块静止；当F为6牛时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，2秒后木块A掉落；继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。
（1）推力为3牛时，AB整体受到摩擦力为 ______牛。
（2）木块A在桌面上匀速运动的速度大小为 ______米/秒。
（3）从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功 ______焦。
18．如图所示，5G智能机器人安装有超声波雾化器自动喷枪，工作时，将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。下表为智能机器人的部分参数，其中额定雾化量是指雾化器工作1h能够雾化消毒液的体积。（g取10N/kg）
水箱容积 额定雾化量 自身重力 履带总触地面积
20L 10L/h 500N 200cm2
（1）求机器人未装消毒液且静止时，对水平地面的压强；
（2）未装消毒液，机器人在水平地面以0.5m/s速度匀速直线运动10min，机器人受到的阻力为自身重力的0.1倍，求牵引力做的功；
（3）若装满消毒液，机器人总重力就增加160N，则消毒液的密度为多少？若以额定雾化量消毒一段时间后机器人对水平地面的压强就减小了2×103Pa，则此次消毒所用的时间为 　h。
19．一小车质量为30t，车轮与地面总接触面积为0.5m2，水平匀速行驶时小车受到的阻力为重力的0.03倍，小车匀速行驶200米，问：
（1）求车对地面的压强。
（2）小车2小时内行驶了150km，问平均速度超不超过限速（限速80km/h）。
（3）整个过程牵引力做功？
20．雾炮车（又称多功能抑尘车）是利用高压原理向空气中喷洒颗粒格外细小的水雾，除去空气中过多的尘埃。某型号雾炮车空载时的质量为6t，它配备了一个体积为10m3的水箱。为了方便清洗，水箱底部有一个排水孔，排水孔盖子面积约为100cm2。
（1）满载时，若雾炮车车轮与地面的总接触面积为0.8m2，则静止时车对水平地面的压强为多大？
（2）当水箱中水的深度为0.6m时，排水孔盖子受到水的压力为多大？
（3）如图所示，当雾炮车满载时在水平路面上以3m/s的速度匀速行驶并不断向外喷水时，雾炮车发动机的输出功率是多大？（已知雾炮车所受阻力为车重的0.25倍，不考虑水箱内水质量的变化）
答案
1．解：A、人用力推木箱却没有推动，人对物体施加了力，但物体没有移动距离，故不做功，故A错误；
B、手提着水桶在水平地面上匀速行走，物体运动的方向与受力方向垂直，故不做功，故B错误；
C、举重运动员举着杠铃不动，人对物体施加了力，但物体没有移动距离，故不做功，故C错误；
D、人推着车在水平路面上向前匀速运动，小车在推力的方向移动了距离，故人对物体做了功，故D正确。
故选：D。
2．解：中学生的体重在500N左右，引体向上的高度在60cm＝0.6m左右，做一次引体向上克服自身的重力做的功约为W＝Gh＝500N×0.6m＝300J。
故选：C。
3．解：A、足球在空中飞行时，不计空气阻力，只受到重力的作用，故A错误；
B、不计空气阻力，足球运动到最高点时，只受到重力的作用，故B错误；
C、足球在空中下落的过程，受到重力的作用，并且在重力方向上通过了距离，因此重力对球做了功，故C正确；
D、足球在空中飞行时，运动方向和速度大小都是变化的，因此它的运动状态是变化的，故D错误。
故选：C。
4．解：由图可知，AB中某同学是用背背、用手抱，即力的方向向上，桶是在水平方向上移动的距离，即沿向上的方向没有移动距离，因此不做功；
在其他条件相同时，滑动摩擦力大于滚动摩擦力，则C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力；又因为匀速拉动水桶向前运动，所以由二力平衡条件可知C中拉力大于D中拉力，且水平移动的距离s相同，根据W＝Fs可知C做功最多，故ABD不合题意，C符合题意。
故选：C。
5．解：
A、由于物体的运动状态不确定，所以无法求得摩擦力，故A错误。
B、由于物体重力方向上没有移动的距离，因此重力做的功为零，故B错误；
CD、由W＝Fs可得物体移动的距离：s＝＝＝6m，故D正确，C错误；
故选：D。
6．解：由题知，拉力F的大小相同，沿力的方向移动的距离相同，根据W＝Fs可知，力F做的功W1＝W2。
故选：C。
7．解：从脚接触足球到最后静止在地面上分两个过程：
（1）脚与足球接触，该过程脚对足球施加了力，并且在该力的作用下移动了距离，脚对足球做了功，但因为不知道作用距离，无法计算功的大小；
（2）足球离开脚，由于惯性继续向前运动，由于受到阻力作用最后停下来，该过程足球已经脱离了脚，脚不再施加力，不对足球做功。
可见缺少条件，无法计算运动员对球做的功的大小。
故选：D。
8．解：①小球受到竖直向下的重力的作用，下落中，移动了距离，小球的重力是做功的，因为是粗糙的弧形轨道，所以受摩擦力，要克服摩擦力做功，故①错误；
②在粗糙的弧形轨道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，所以小球下落过程中，机械能减小，A、B两点的高度相同，重力势能相同，所以小球在A点的动能大于在B点的动能，故②正确；
③小球运动过程中，要克服摩擦力做功，机械能减小，小球质量不变，故小球在A、B、C三点的速度大小关系是νA＞νB＞νC，故③正确；
④要克服摩擦力做功，机械能减小，故在A点具有的机械能大于它在C点具有的重力势能，故④错误。
故选：D。
9．解：
A、0～0.5m内拉力F为2N，通过的距离s为0.5m，拉力做功：W＝Fs＝2N×0.5m＝1J，故A错误；
B、0.5m～1m内拉力F为3N，通过的距离s为0.5m；由于0～1m内有2个过程，则该过程拉力F做功：W′＝2N×0.5m+3N×0.5m＝2.5J，故B正确；
C、1～1.5m内，拉力为4N，物体受到的摩擦力始终为1N，则拉力大于摩擦力，做加速运动，故C错误；
D、0～1.5m内拉力F需要克服摩擦做功，拉力做功转化为内能和物体的机械能，故D错误。
故选：B。
10．解：先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s；该力在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，三个功的大小都等于W＝Fs；即W甲＝W乙＝W丙；
故C正确；ABD错误。
故选：C。
11．解：
由h﹣t可知，单位时间内物体下落的高度越来越大，
根据W＝Gh可知，单位时间内重力对该球做功也越来越多，
因物体的重力不变，所以重力做功的变化与高度的变化是相同的。
结合选项可知D符合，ABC不符合。
故选：D。
12．解：冰壶离开手后，由于惯性会继续保持原来的运动状态，继续向前运动；
冰壶在水平冰面上滑行过程中，冰壶在水平冰面的支持力方向上没有移动距离，所以水平冰面对冰壶的支持力不做功。
故答案为：惯性；不做功。
13．
14．解：判断是否做功，就看是否同时具备做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过了距离。
将水桶从井里提到地面上，手给水桶一个向上的力，水桶在力的方向上通过了距离，所以提水桶的力做了功；
用力提着水桶沿水平路面向前走，手给水桶一个向上的力，而水桶是在水平方向上通过了距离，不是在力的方向上通过了距离，所以这种情况没有做功；
小孩用力提水桶时，桶没被提起来，小孩给水桶一个力，但水桶没用移动距离，所以小孩没有做功；
从井中提水的过程中，目的是提水，所以对水做的是有用功，同时，还要将桶提起来，所以对桶做的功是额外功。
故答案为：做；不做；不做；额外功。
15．解：
（1）撤去推力，小车仍然能继续向前，这是由于小车具有惯性，仍保持原来的运动状态；
（2）撤去推力，小车靠惯性继续向前运动0.5m，此过程建筑工人不做功；
整个过程建筑工人对小车做的功：W＝Fs＝50N×15m＝750J。
故答案为：惯性；750。
16．解：由题知，两斜面等长，将A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端，则s相等，拉力均为F，
根据W＝Fs可知，甲、乙两斜面上的拉力F所做的功（即总功）：W甲＝W乙；
由题知，两斜面等高，且m甲＜m乙，根据W有＝Gh＝mgh可知，有用功W甲有＜W乙有，
因为W额＝W总﹣W有，所以W额甲＞W额乙。
故答案为：＝；＞。
17．（1）推力为3N时，木块静止，根据二力平衡条件可知摩擦力和推力是一对平衡力，所以摩擦力为3N；
（2）当木块A一半体积离开桌面时，木块A就会掉落，此时移动的距离s＝＝10cm＝0.1m；
木块A在桌面上匀速运动的速度v＝＝＝0.05m/s；
（3）木块A掉落前做的功W1＝F1s＝6N×0.1m＝0.6J；
当木块B一半体积离开桌面时，木块B就会掉落，从A掉落到B掉落，一共移动距离s′＝0.1m+0.1m＝0.2m；
这段路程中，压力大小变成了之前的一半，摩擦力变为原来的一半，所以推力F2＝F1＝3N；
这段路程做功W2＝F2s′＝3N×0.2m＝0.6J；
从开始推动到木块B掉落的过程中，推力做的功W＝W1+W2＝0.6J+0.6J＝1.2J；
故答案为：（1）3；（2）0.05；（3）1.2。
18．解：（1）机器人未装消毒液时，自身的重力G＝500N，
机器人对水平路面的压力：
F＝G＝500N；
受力面积S＝200cm2＝0.02m2，
对水平地面的压强：
p＝＝＝2.5×104Pa；
（2）根据v＝知机器人运动的距离为：
s＝vt＝0.5m/s×600s＝300m，
机器人受到的阻力为：f＝0.1G＝0.1×500N＝50N，
因为机器人在水平方向做匀速直线运动，所以牵引力等于阻力，即F＝f＝50N；
牵引力做的功为：
W＝Fs＝50N×300m＝15000J；
（3）由题意知消毒液的重力等于机器人总重力的增加量，根据G＝mg知液体的质量为：
m液＝＝＝16kg，
液体的密度为：
ρ液＝＝＝0.8×103kg/m3，
减小的液体的重力等于机器人对水平地面的压力的减小量，即ΔG＝ΔF＝ΔpS＝2×103Pa×200×10﹣4m2＝40N，
减小的液体的质量为：Δm液＝＝＝4kg，
减小的液体的体积为：
ΔV＝＝＝5×10﹣3m3＝5L，
额定雾化量为10L/h，
此次消毒所用的时间为：
t＝＝0.5h。
答：（1）机器人未装消毒液且静止时，对水平地面的压强为2.5×104Pa；
（2）牵引力做的功为15000J；
（3）消毒液的密度为0.8×103kg/m3；0.5。
19．解：（1）小车水平匀速行驶，对地面的压力F＝G＝mg＝30×103kg×10N/kg＝3×105N，则对地面的压强为：
p＝＝＝6×105Pa；
（2）小车2小时内行驶了150km，小车通过该区间的平均速度为：
v＝＝＝75km/h＜80km/h，故不超过限速；
（3）水平匀速行驶时小车受到的阻力为重力的0.03倍，根据二力平衡，F＝0.03G＝0.03mg＝0.03×30×103kg×10N/kg＝9×103N；
整个过程牵引力做功为：
W＝Fs1＝9×103N×200m＝1.8×106J。
答：（1）车对地面的压强为6×105Pa；
（2）小车2小时内行驶了150km，平均速度为75km/h，不超速；
（3）整个过程牵引力做功为1.8×106J。
20．解：（1）满载时，水箱中水的体积V＝10m3，
由ρ＝可得，水的质量：
m水＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×10m3＝1×104kg，
雾炮车满载静止时，对水平地面的压力：
F＝G总＝（m车+m水）g＝（6×103kg+1×104kg）×10N/kg＝1.6×105N，
车对水平地面的压强：
p＝＝＝2×105Pa；
（2）当水箱中水的深度为0.6m时，排水孔盖受到水的压强：
p′＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m＝6000Pa，
排水孔受到水的压力：
F′＝p′S′＝6000Pa×100×10﹣4m2＝60N；
（3）雾炮车所受阻力：
f＝0.25G总＝0.25×1.6×105N＝4×104N，
因雾炮车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，雾炮车发动机的牵引力：
F′＝f＝4×104N，
发动机最大输出功率：
P＝＝＝F′v＝4×104N×3m/s＝1.2×105W。
答：（1）满载静止时车对水平地面的压强为2×105Pa；
（2）当水箱中水的深度为0.6m时，排水孔盖子受到水的压力为60N；
（3）当雾炮车满载时在水平路面上以3m/s的速度匀速行驶并不断向外喷水时，雾炮车发动机的输出功率是1.2×105W。
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