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第十一讲　功和机械能
A层·练基础
1.下列有关功的说法正确的是( )
A.用力推车没有推动,人对车也做了功
B.足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功
C.运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功
D.学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功
2.(2025广西)如图所示,驮着货物匀速上山过程中的智能机器狗( )
A.动能增大
B.动能减小
C.重力势能增大
D.重力势能减小
3.物理学与社会发展 2025年4月24日,我国长征运载火箭成功将神舟二十号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.如图所示,人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行,当卫星从近地点向远地点运动的过程中( )
A.速度增大
B.动能转化为重力势能
C.机械能增大
D.重力势能减小
5.(2025文山二模)2024年5月3日嫦娥六号成功发射,6月25日返回器携带月球样品着陆地球。如图为嫦娥六号发射的场景。下列说法正确的是( )
A.在发射过程中,以火箭为参照物,嫦娥六号飞船是运动的
B.嫦娥六号飞船在加速上升过程中运动状态保持不变
C.在加速上升过程中,嫦娥六号飞船的机械能保持不变
D.嫦娥六号飞船在加速上升过程中,机械能增大题眼
6.如图所示,一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力,将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2,功率的大小分别为P1、P2,关于它们之间的大小关系说法正确的是( )
粗糙表面　 　光滑表面
A.W1B.W1>W2　P1>P2
C.W1=W2　P1=P2
D.W1P2
7.(2025河北)如图所示为河北丰宁抽水蓄能电站(目前世界装机容量最大)的示意图。用电低谷时,通过电力将水从下水库抽到上水库;用电高峰时,再由上水库放水至下水库发电。下列说法正确的是( )
A.水从下水库被抽到上水库,重力势能减小
B.物料运输车沿盘山路行驶,速度增大时,动能减小
C.放水发电时,水由上水库至下水库,水的机械能变大
D.水沿自流排水洞自动向下流动时,重力势能转化为动能
8.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。将分别位于直轨道和弧形轨道上的M、N两个完全相同的小球同时从起点由静止释放,N球先到达终点。不考虑摩擦和空气阻力,N球( )
A.到达终点时的动能更大
B.整个过程重力做功更多
C.到达终点时的惯性更大
D.整个过程重力做功更快
9.如图所示,在一个金属罐的盖和底各开两个小洞,先将橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来,再将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部,使小铁块悬于罐体内。做好后将罐子从不太陡的斜面滚下,罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的 。滚动一段时间后罐子停下来,然后再沿斜面向上滚动,则在罐子向上滚动的过程中其重力势能会 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
10.为了提高环境质量,经常有如图所示的喷雾车在街道上喷雾作
业。喷雾车作业时保持匀速直线运动,喷雾车的动能 ,喷雾车的重力势能 ,喷雾车的机械能 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
11.(2025昆明五华区校级模拟)如图所示,弹簧测力计水平拉动质量为1 kg的木块做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为0.8 N,木块5 s内移动的距离为0.5 m。g取10 N/kg,求:
(1)木块所受的重力。
(2)5 s内拉力对木块所做的功。
(3)5 s内拉力对木块做功的功率。
12.“鲲龙”国产大型水陆两栖飞机AG600,最大起飞质量为53 500 kg,正常的巡航速度为500 km/h,一次能将12 000 kg的水在20 s内吸至4 m高处。g取10 N/kg,求:
(1)若火场距离最近的水源地有100 km,飞机从水源地巡航到火场至少需要的时间。
(2)飞机的最大起飞重力。
(3)飞机吸水的功率。
B层·提能力
13.(多选)如图所示,物理项目化学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行能力。测试时将重 20 N 的物体A固定在无人机上,并控制无人机完成以3 m/s的速度匀速上升、在空中悬停、以2 m/s的速度匀速下降三个阶段的测试项目,同时利用系统软件记录多次测量的相关信息,并做出测评报告。下列说法中正确的是( )
A.匀速上升阶段,物体A相对于地面是运动的
B.匀速上升阶段,物体A的机械能不变
C.匀速下降阶段,物体A的重力势能转化为动能
D.物体A匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能
14.体育课上小唐同学进行传接排球训练,他将球斜向上抛出,球的运动轨迹如图所示。a、b、c、d为轨迹上的点,其中a、c两点高度相同,不计空气阻力,则球在a点的机械能 (选填“大于”“小于”或“等于”)在d点的机械能;球在a、b、c、d四点中 点的重力势能最大。
15.(2025昆明五华区一模)为避免骑行电动自行车造成的伤害,有关部门做出以下规定,成年人驾驶电动自行车只能搭载一名十六周岁以下的未成年人,禁止超速行驶。小明为了验证上述规定的缘由,对骑乘造成伤害程度的影响因素进行了如下猜想。
猜想一:由限载猜想骑乘造成的伤害程度大小与车的总质量有关。
猜想二:由禁止超速猜想骑乘造成的伤害程度大小与车速有关。
为了验证上述猜想,小明用金属球模拟电动自行车,用木块模拟被撞物体,进行了如图所示的实验探究,其中mA=mB(1)实验中通过观察 来比较伤害程度的大小,这种研究方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)由甲、乙两次实验可得结论:质量相等的电动自行车 越大,骑乘造成的伤害程度越大;由 两次实验可得结论:速度相同的电动自行车,质量越大,骑乘造成的伤害程度越大。
(3)进行丙实验时,若发现金属球将木块撞出了木板,则 (选填“需要”或“不需要”)将木板加长。若水平面是光滑的,则 (选填“能”或“不能”)达到实验的目的。
(4)通过学习物理,小明发现骑乘的伤害程度与机械能有关。比较甲、乙、丙三次实验释放A、B、C球前,它们的机械能EA、EB、EC的大小关系是 。
(5)若还想利用如图所示的器材探究“阻力对物体运动的影响”的实验,须增加的器材是(填写序号) 。
①倾斜程度不同的斜面　②粗糙程度不同的水平面　③质量不等的小球
16.一辆汽车装满货物时的总质量为5 t,发动机的功率为70 kW,在平直公路上匀速行驶了10 min,汽车所受阻力是车总重的10%。(g取
10 N/kg)求:
(1)这段时间内汽车牵引力做的功。
(2)汽车的行驶速度。
C层·培素养
17.小明利用如图所示的装置“探究动能大小与哪些因素有关”,并进一步探究超速和超载给汽车带来的安全隐患哪一种情况更严重。他在实验室中找到A、B(mB=2mA)两个大小相同的小球。在探究超载带来的安全隐患时,他将A、B两个小球从同一高度h由静止释放,发现B小球推动木块滑行的距离是A小球推动木块滑行距离的2倍,接下来的操作是 ,分析实验现象和数据,若 ,则说明超速带来的安全隐患更大。 第十一讲　功和机械能
A层·练基础
1.下列有关功的说法正确的是(B)
A.用力推车没有推动,人对车也做了功
B.足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功
C.运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功
D.学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功
2.(2025广西)如图所示,驮着货物匀速上山过程中的智能机器狗(C)
A.动能增大
B.动能减小
C.重力势能增大
D.重力势能减小
3.物理学与社会发展 2025年4月24日,我国长征运载火箭成功将神舟二十号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.如图所示,人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行,当卫星从近地点向远地点运动的过程中(B)
A.速度增大
B.动能转化为重力势能
C.机械能增大
D.重力势能减小
5.(2025文山二模)2024年5月3日嫦娥六号成功发射,6月25日返回器携带月球样品着陆地球。如图为嫦娥六号发射的场景。下列说法正确的是(D)
A.在发射过程中,以火箭为参照物,嫦娥六号飞船是运动的
B.嫦娥六号飞船在加速上升过程中运动状态保持不变
C.在加速上升过程中,嫦娥六号飞船的机械能保持不变
D.嫦娥六号飞船在加速上升过程中,机械能增大题眼
6.如图所示,一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力,将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2,功率的大小分别为P1、P2,关于它们之间的大小关系说法正确的是(C)
粗糙表面　 　光滑表面
A.W1B.W1>W2　P1>P2
C.W1=W2　P1=P2
D.W1P2
7.(2025河北)如图所示为河北丰宁抽水蓄能电站(目前世界装机容量最大)的示意图。用电低谷时,通过电力将水从下水库抽到上水库;用电高峰时,再由上水库放水至下水库发电。下列说法正确的是(D)
A.水从下水库被抽到上水库,重力势能减小
B.物料运输车沿盘山路行驶,速度增大时,动能减小
C.放水发电时,水由上水库至下水库,水的机械能变大
D.水沿自流排水洞自动向下流动时,重力势能转化为动能
8.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。将分别位于直轨道和弧形轨道上的M、N两个完全相同的小球同时从起点由静止释放,N球先到达终点。不考虑摩擦和空气阻力,N球(D)
A.到达终点时的动能更大
B.整个过程重力做功更多
C.到达终点时的惯性更大
D.整个过程重力做功更快
9.如图所示,在一个金属罐的盖和底各开两个小洞,先将橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来,再将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部,使小铁块悬于罐体内。做好后将罐子从不太陡的斜面滚下,罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的　弹性势能　。滚动一段时间后罐子停下来,然后再沿斜面向上滚动,则在罐子向上滚动的过程中其重力势能会　增大　(选填“增大”“减小”或“不变”)。
10.为了提高环境质量,经常有如图所示的喷雾车在街道上喷雾作
　　　　　　质量减小
业。喷雾车作业时保持匀速直线运动,喷雾车的动能　变小　,喷雾车的重力势能　变小　,喷雾车的机械能　变小　。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
11.(2025昆明五华区校级模拟)如图所示,弹簧测力计水平拉动质量为1 kg的木块做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为0.8 N,木块5 s内移动的距离为0.5 m。g取10 N/kg,求:
(1)木块所受的重力。
(2)5 s内拉力对木块所做的功。
(3)5 s内拉力对木块做功的功率。
解析:(1)木块所受的重力
G=mg=1 kg×10 N/kg=10 N。
(2)5 s内拉力对木块所做的功
W=Fs=0.8 N×0.5 m=0.4 J。
(3)5 s内拉力对木块做功的功率
P===0.08 W。
答案:(1)10 N　(2)0.4 J　(3)0.08 W
12.“鲲龙”国产大型水陆两栖飞机AG600,最大起飞质量为53 500 kg,正常的巡航速度为500 km/h,一次能将12 000 kg的水在20 s内吸至4 m高处。g取10 N/kg,求:
(1)若火场距离最近的水源地有100 km,飞机从水源地巡航到火场至少需要的时间。
(2)飞机的最大起飞重力。
(3)飞机吸水的功率。
解析:(1)由v=可得,飞机从水源地巡航到火场至少需要的时间
t===0.2 h=720 s。
(2)飞机的最大起飞重力
G=mg=53 500 kg×10 N/kg=5.35×105 N。
(3)飞机对水做的功W=G水h=m水gh=12 000 kg×10 N/kg×4 m=4.8×
105 J,
飞机吸水的功率P===
2.4×104 W。
答案:(1)720 s　(2)5.35×105 N
(3)2.4×104 W
B层·提能力
13.(多选)如图所示,物理项目化学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行能力。测试时将重 20 N 的物体A固定在无人机上,并控制无人机完成以3 m/s的速度匀速上升、在空中悬停、以2 m/s的速度匀速下降三个阶段的测试项目,同时利用系统软件记录多次测量的相关信息,并做出测评报告。下列说法中正确的是(AD)
A.匀速上升阶段,物体A相对于地面是运动的
B.匀速上升阶段,物体A的机械能不变
C.匀速下降阶段,物体A的重力势能转化为动能
D.物体A匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能
14.体育课上小唐同学进行传接排球训练,他将球斜向上抛出,球的运动轨迹如图所示。a、b、c、d为轨迹上的点,其中a、c两点高度相同,不计空气阻力,则球在a点的机械能　等于　(选填“大于”“小于”或“等于”)在d点的机械能;球在a、b、c、d四点中　b　点的重力势能最大。
15.(2025昆明五华区一模)为避免骑行电动自行车造成的伤害,有关部门做出以下规定,成年人驾驶电动自行车只能搭载一名十六周岁以下的未成年人,禁止超速行驶。小明为了验证上述规定的缘由,对骑乘造成伤害程度的影响因素进行了如下猜想。
猜想一:由限载猜想骑乘造成的伤害程度大小与车的总质量有关。
猜想二:由禁止超速猜想骑乘造成的伤害程度大小与车速有关。
为了验证上述猜想,小明用金属球模拟电动自行车,用木块模拟被撞物体,进行了如图所示的实验探究,其中mA=mB(1)实验中通过观察　木块被撞出的距离　来比较伤害程度的大小,这种研究方法是　转换法　(选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)由甲、乙两次实验可得结论:质量相等的电动自行车　速度　越大,骑乘造成的伤害程度越大;由　乙、丙　两次实验可得结论:速度相同的电动自行车,质量越大,骑乘造成的伤害程度越大。
(3)进行丙实验时,若发现金属球将木块撞出了木板,则　不需要　(选填“需要”或“不需要”)将木板加长。若水平面是光滑的,则　不能　(选填“能”或“不能”)达到实验的目的。
(4)通过学习物理,小明发现骑乘的伤害程度与机械能有关。比较甲、乙、丙三次实验释放A、B、C球前,它们的机械能EA、EB、EC的大小关系是　EA(5)若还想利用如图所示的器材探究“阻力对物体运动的影响”的实验,须增加的器材是(填写序号)　②　。
①倾斜程度不同的斜面　②粗糙程度不同的水平面　③质量不等的小球
16.一辆汽车装满货物时的总质量为5 t,发动机的功率为70 kW,在平直公路上匀速行驶了10 min,汽车所受阻力是车总重的10%。(g取
10 N/kg)求:
(1)这段时间内汽车牵引力做的功。
(2)汽车的行驶速度。
解析:(1)汽车行驶时间
t=10 min=600 s,
发动机的功率
P=70 kW=7×104 W,
由P=得,牵引力做的功
W=Pt=7×104 W×600 s=4.2×107 J。
(2)汽车所受阻力
f=G=mg=×5 000 kg×10 N/kg=5×103 N,
因为汽车在平直公路上做匀速直线运动,牵引力F与阻力f是一对平衡力,
所以汽车的牵引力F=f=5×103 N,
由P===Fv得,汽车的速度
v===14 m/s。
答案:(1)4.2×107 J　(2)14 m/s
C层·培素养
17.小明利用如图所示的装置“探究动能大小与哪些因素有关”,并进一步探究超速和超载给汽车带来的安全隐患哪一种情况更严重。他在实验室中找到A、B(mB=2mA)两个大小相同的小球。在探究超载带来的安全隐患时,他将A、B两个小球从同一高度h由静止释放,发现B小球推动木块滑行的距离是A小球推动木块滑行距离的2倍,接下来的操作是　将A小球从2h高度由静止释放,记录木块滑行的距离长短　,分析实验现象和数据,若　A小球从2h高度处下落后推动木块滑行距离大于A小球从h高度处下落后推动木块滑行距离的2倍　,则说明超速带来的安全隐患更大。

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