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第11章 功和机械能 总结与针对训练
【知识构建】
【单元集训】
1 判断力对物体是否做功
1. (多选)下列关于功的说法不正确的是 (　　)
A.作用在物体上的力越大,做的功就越多
B.物体移动的距离越大,做的功就越多
C.作用在物体上的力越大,物体移动的距离越大,做的功就越多
D.作用在物体上的力越大,物体移动的距离越大,做的功不一定越多
2.--如图所示,李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央,她针对此过程提出了如下的猜想。你认为合理的是 (　　)
A.文具盒所受重力对它做了功
B.文具盒所受支持力对它做了功
C.文具盒所受的推力F对它做了功
D.在此过程中没有力对文具盒做功
2 对功率变形式P=Fv的理解
3.某人骑着一辆共享单车(自行车),在平直公路上以某一速度匀速行驶,若人和车所受的阻力为20 N,则通常情况下,骑车人消耗的功率最接近 (　　)
A.1 000 W B.100 W
C.5 W D.1 W
4.一辆汽车以72 km/h的速度匀速行驶时,汽车牵引力的功率为12 kW,汽车受到的阻力为　　　　N。
3 正确理解动能和势能的影响因素
5. 雨滴在空中匀速下落过程中,其动能和重力势能的变化是 (　　)
A.动能增加,重力势能增加
B.动能不变,重力势能增加
C.动能不变,重力势能减小
D.动能减少,重力势能减少
6.
=如图所示,这是玩弹弓的情景。经验表明,橡皮筋拉得越长,同样的“子弹”射得越远,这说明橡皮筋的弹性势能与　　　　有关;若橡皮筋被拉的长度相同,而所用“子弹”的质量不同,则质量大的“子弹”射出的距离较小,原因是质量大的“子弹”射出时的　　　　小。
4 正确判断机械能的变化
7.如图1所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内),然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后又下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图2所示,不计空气阻力。则 (　　)
A.运动过程中小球的机械能变大
B.t1~t2这段时间内,小球的动能与重力势能一直在增加
C.t2时刻小球的速度最大
D.t2~t3这段时间内,小球的动能先增加后减小
8.如图,这是小孩玩蹦蹦床的情景,对于他们在上升和下落过程中的能量转化,下列分析正确的是 (　　)
A.小孩在空中上升的过程中动能转化为重力势能
B.小孩在空中下落的过程中动能转化为重力势能
C.小孩从接触蹦蹦床到下落到最低处的过程中弹性势能转化为动能
D.小孩被蹦蹦床弹起的过程中弹性势能全部转化为重力势能
1 功、功率的计算
9.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上放置一个砝码,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所受的重力做的功为　　　　J。
2 动能、势能变化的判断
10. 学习了机械能的转化和守恒之后,老师让学生考察日常生活中有关的能量转化现象,并从中发现问题。小明说:有资料显示,气象站要每日放飞探空气球,气球下吊有测量仪器,气球和仪器一起匀速上升,它们的机械能增加了,这些增加的机械能是什么能量转化而来的呢
(1)接着小军补充说:前几天我买了一个氢气球,不小心让氢气球飞上了天,在氢气球上升的过程中,机械能增加了,这些增加的机械能是由什么能量转化而来的呢
(2)老师做了以下实验来引导学生分析思考:液体和气体很多时候具有相似的性质,我们不妨先看看木块在水中上浮的情况。实验发现,当撤去对木块的压力时,由于　　　　,木块上浮。木块升高了,机械能增加了,而这时,会有一部分水去填补木块原来占据的位置，此外，当物体最终漂浮后，水面有所下降，所以水的重力势能　　　　(选填“增大”或“减小”)了。
(3)假设气球在空气中上升和木块在水中上浮的原理是相同的,你能解释小明和小军提出的问题了吗 请试着分析一下: 　　　　　　　　　　　　　　　　　。
3 理解机械能守恒
11.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,则从A位置到C位置,铁球的重力做功是　　　　　　　;在此过程中弹簧的弹性势能增加量为　　　　　　　　。从B位置到C位置的过程中铁球所受的重力　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧所施加的弹力。(整个过程中不计能量损耗)
12.(大情境) 过山车是一个富有刺激性的娱乐工具,那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。如果你对物理学感兴趣的话,那么在乘坐过山车的过程中不仅能够体验到冒险的快感,还有助于理解力学定律。实际上,过山车的运动包含了许多物理学原理,人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理。
(1)过山车上升阶段,其重力势能　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)过山车在轨道的最低处时,运动最快,动能最大,说明物体的动能与　　　　有关。
(3)设计师所设计的过山车轨道中,过山车依次通过的竖直回环的高度一次比一次低的原因是　　　　。
(4)在过山车运行起来以后,坐在过山车不同位置的乘客,通过某一竖直回环的最高点时,乘坐在　　　　(选填“车中部”或“车尾部”)的乘客通过最高点的速度最大。
估测爬楼克服重力做功的功率
测量原理 P=
所需器材 电子秤、卷尺、秒表
测量方法 1.用电子秤测量出自己的质量,根据G=mg计算出自己所受的重力 2.用卷尺测出所需要爬楼的高度 3.利用秒表测量爬楼所需要的时间
过程评估 在测量楼高时,可以采用哪些方法使测量更简便 测量过程中的其他问题
【参考答案】
1.ABC
2.C　【解析】文具盒在竖直方向上没有移动距离,故支持力和重力不做功,故A、B错误;文具盒在推力的方向上移动了距离,所以推力对文具盒做功。故C正确、D错误。
3.B
4.600
5.C　【解析】雨滴在空中匀速下落的过程中,其质量不变,速度不变,则动能不变;高度不断减小,则重力势能减小。
6.橡皮筋的形变程度　速度
7.D　8.A
9.(1)<　>
(2)0.3　0.1　0
【解析】(1)由图1可知,在MN段,A匀速运动的路程s1=0.3 m,水平拉力F1=1 N,其速度v1===0.1 m/s,在PQ段,A匀速运动的路程s2=0.4 m,水平拉力F2=0.6 N,其速度v2===0.2 m/s,则v1f2。(2)A从M运动到N,F1做的功W1=F1s1=1 N×0.3 m=0.3 J,功率P1===0.1 W,A所受的重力方向竖直方向上,A在竖直方向上没有移动距离,重力没有做功,即A所受重力做的功为0 J。
10.(2)所受浮力大于自身重力　减小　(3)气球和仪器增加的机械能来自下降空气的机械能
11.Gh　Gh　小于
12.(1)增大　(2)速度　(3)摩擦力消耗了部分机械能
(4)车尾部

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