资源简介

第十一章 功和机械能
备考指南
考点分布
考点内容
命题趋势
1.功
1.理解机械功和功率的概念，知道做功的过程是能量转化或转移的过程。
2.知道影响动能、势能大小的因素。3.理解动能和势能以及他们的转化和守恒。
4.能用实例说明机械能和其他形式的能的转化。
本章内容常考：功、功率计算、影响动能势能的因素、或与机械、机械能及其转化，功和功率常与压强、浮力综合计算，多以选择题、实验计算形式出现，分值约8分。
2.功率
3.动能和势能
4.机械能及其转化
知识详单
知识点一：功
1.做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上移动距离。
不做功的三种情况：①有力无距，如一位同学推车未动（劳而无功）；②有距无力，如足球离开脚后水平移动（不劳而功）；③力距垂直，如提着水桶水平移动（垂直无功）。
2.做功公式是W＝Fs，在国际单位制中功的单位是焦耳(焦)，符号是J。
公式W＝Fs中F和s的同体性、同向性和同时性。
3.功的原理：使用任何机械都不省功。
知识点二：功率
1.功率：物体做的功与所用时间的比叫做功率，它是表示做功快慢的物理量。
2.公式P＝，其单位有瓦特(W)、千瓦(kW)。还可以推导出公式P＝＝＝＝Fv，由公式可知：当功率一定时，减小速度，可以增大牵引力，如汽车上坡要换低速挡等。
3.测功率原理是P＝，需测物理量有物重、上升高度、所用时间。
知识点三：机械能
1.功和能的关系
(1)一个物体具有能量，可以用来做功，反过来，一个物体能够做功，它就具有能量。可用做功的多少来衡量物体具有能量的大小。
(2)功是能量转化的量度，做功过程一定伴随能量转化，做了多少功，就有多少能量发生了转化。
(3)具有能的物体只表示物体可以做功，但不一定“正在做功”或“已经做功”。
2.能：一个物体能够做功，就说这个物体具有能量(或具有能)，它是表示物体做功本领大小的物理量，其单位与功的单位相同，也是焦(J)。
3.动能：物体由于运动而具有的能叫动能，其大小与质量和运动速度有关，一切运动的物体都具有动能。
4.重力势能：物体由于被举高而具有的能叫重力势能，其大小与质量和被举的高度有关。
5．弹性势能：物体发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，同一物体发生弹性形变越大，具有的弹性势能越大。
6.机械能：动能和势能统称为机械能。
7.机械能的转化：动能和势能在一定条件下可以相互转化，若只有动能和势能之间的转化(不计各种阻力)，机械能的总量不变，或者说机械能是守恒的。如考虑阻力的影响，机械能的总量减小。总机械能守恒(不计能量损失，物体质量不变).
易错警示
易错点1　在做功的两个必要因素的理解中，误认为沿斜面的长度是就一定是物体在力的方向上移动的距离。
4392295316230 典例1：（2020?莘县一模）如图所示，用水平向右的推力F=50N，将重为60N小车从斜面的底端匀速推到顶端，这时推力F所做的功是（　　）
A．150 J B．200 J C．250 J D．300 J
【错解】C。理由：物体受大小为50N的力，且沿斜面移动了5m,因此由W=FS=50N×5m=250J。
【析错】功是指力与力的方向上移动距离的乘积，根据力的方向判断物体在力的方向上移动的距离，根据W=Fs即可计算水平推力所做的功。
【正解】由题可知，推力F的方向水平向右，根据图示可知，小车在水平方向移动的距离s=4m；
这时推力F所做的功：W=Fs=50N×4m=200J。
故选：B。
易错点2　若每层楼高3 m，上到四楼误认为上升的高度是12 m。
典例2：（2020春?邵阳期末）小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里，他提鸡蛋的力做功最接近（　　）
A．90J B．120J C．135J D．300J
【错解】答案为：C，上楼高度：h=3m×3=9m，托起两个鸡蛋的力大约是1牛顿，每层楼的高度大约为3米, 他提鸡蛋的力做功最接近上楼做功：W=Gh=15N×9m=135J.
【析错】托起两个鸡蛋的力大约是1牛顿，每层楼的高度大约为3米，估算出提起30个鸡蛋的力和爬楼的高度，再利用W=Fs可算出做功的多少。
【正解】由题知，托起两个鸡蛋的力大约是1N，则提30个鸡蛋的力大约为F=302N=15N每层楼的高度大约为3米，家住3楼，则小华实际爬楼的高度h=3m×2=6m；小华提鸡蛋的力做功约为：W=Fs=15N×6m=90J。故选：A。
易错点3　误认为做功多的机械功率一定大。
典例3：（2020春?市中区期末）下面关于功率、机械效率的几种说法中正确的是（　　）
A．做功所用的时间越多，功率越小 B．依据功的原理可知机械效率永远小于1
C．做的有用功越多，机械效率越高 D．功率越大，做功就越多
【错解】选C，理由：做功多的物体，功率一定大。
【析错】（1）功率是表示物体做功快慢的物理量，功率越大做功越快。（2）在使用机械做功时，不可避免地要做额外功，所以有用功总小于总功。（3）机械效率等于有用功与总功的比值。
【正解】选B，理由：A．功率和做功多少以及时间的长短有关，功率等于功与时间之比，在做功多少不确定的情况下，做功所用的时间越多，功率不一定大，故A错误。B．在使用机械做功时，不可避免地要做额外功，所以有用功总小于总功。所以机械效率总小于1，故B正确。C．机械效率等于有用功与总功的比值，机械效率与有用功和总功有关系，总功不确定，做有用功多的不能说明机械效率就高，故C错误。D．功率是表示做功快慢的物理量，功率与做功多少以及时间的长短有关，时间不确定，功率越大，做功不一定就越多，故D错误。故选：B。
易错点4 在分析动能和势能变化时，往往容易忽略质量的变化。
3803650440055典例4：（2020春?常德期末）如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，关于该洒水车，下列说法中正确的是（　　)
A．机械能不变，重力势能不变
B．机械能变小，重力势能变小
C．机械能不变，动能变小
D．机械能变小，动能不变
【错解】选D或A，理由：速度不变，高度不变，动能不变，重力势能不变，机械能不变.
【析错】动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
【正解】选B, 理由：洒水车在不断的洒水工程中，质量减小，因匀速行驶，所以速度不变，则动能减小；又在水平街道上，高度不变，重力势能减小，所以洒水车的机械能减小。故选：B。
易错点6　在蹦极现象，误认为橡皮绳只要伸长，人的动能一定减小。
4245610611505典例6：（2020春?太湖县期末）某运动员做蹦极运动，如图所示，从高处0点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，运动员在B点时所受弹力恰好等于其重力，C点是运动员第一次下落时到达的最低点．下列判断正确的是（　　）
A．从A点到B点运动员减速下落
B．C点时运动员动能最大
C．B点时运动员动能最大
D．运动员从A点运动到C点的过程中，其动能和重力势能的总和保持不变
【错解】选B，理由：运动员的质量不变，下落过程中做加速运动，故C点速度最大，则动能最大。
【析错】（1）（2）合力与运动方向相同，则运动员将加速运动；动能的大小与质量和速度有关；（3）当速度为0时，动能最小；（4）从A-B-C的过程中一部分能量会转化为弹性势能．
【正解】选C，理由AC、B点弹力等于重力，A到B点过程中，重力大于弹力，运动员做加速运动，在B点时速度是最大的，动能最大；经过B点后，弹力大于重力，会做减速运动，故A错误，C正确；B、到达C点时，运动员的速度为0，动能为0，动能最小，故B错误；D、从A-B-C的过程中一部分能量会转化为弹性势能，故从A-B-C运动员的动能和重力势能的总和会变化，故D错误．故选：C．
易错点6　不注意题目条件，误认为机械能转化过程中机械能的总量总是不变的。
4787900633095典例6：（2020?南充）2020年6月23日9时43分，北斗3号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功（如图），它是北斗3号系列的第三颗地球同步卫星，主要用于无线电导航、无线电测定等。关于卫星下列说法正确的是（　　）
A．该卫星在加速升空的过程中，机械能不变
B．该卫星进入同步轨道后，相对地表静止
C．该卫星运行一周的时间约为365天
D．该卫星与地面基站可通过超声波传递信息
【错解】选A，理由：机械能转化过程中机械能的总量总是不变的，A说法正确。
【析错】（1）动能与物体的质量和速度有关，物体的质量越大、速度越大，动能越大；重力势能与物体的质量和高度有关，物体的质量越大、高度越高，重力势能越大；机械能等于动能与势能之和；（2）判断一个物体是运动的还是静止的，要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化；若位置有变化，则物体相对于参照物是运动的；若位置没有变化，则物体相对于参照物是静止的；（3）地球自转周期约为24小时；（4）电磁波可以在真空中传播，而声音不能在真空中传播。
【正解】B, 理由：A、在卫星加速升空的过程中，卫星的质量不变，速度变大，动能变大；同时质量不变、高度增加，重力势能增大，所以机械能增大，故A错误；B、卫星进入同步轨道后，地球同步卫星和地球之间的位置没有发生改变，卫星相对于地表是静止的，故B正确；C、地球同步卫星和地球的自转周期相同，即每隔24小时绕地球一周，故C错误；D、卫星与地面站之间是真空，真空不能传声，所以只能利用电磁波传递信息，故D错误。故选：B。
知识精讲
知识点一：功
典例1：（2020?北京）如图所示的情境中，人对物体做功的是（　　）
【考查方向】力是否做功的判断．
【名师点睛】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的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可。
【答案】B
【解析】A、人用力搬石头，没有搬动，只有力，没有距离，故人对物体没有做功，故A错误。B、人将重物从地面拉到高处，拉力方向向上，距离的方向也向上，故人对物体做功，故B正确。C、人推一块大石头没推动，只有力，没有距离，故人对物体没有做功，故C错误。D、人提箱子沿水平方向做匀速直线运动，力的方向向上，距离的方向水平向前，在力的方向上没有移动距离，故人没有做功，故D错误。故选：B。
典例2：（2020春?兰州期末）整洁明亮的环境需要大家共同创造，同学们值日时，以下劳动几乎没有做功的是（　　）
A．用拖布拖地 B．擦门窗、黑板
C．把椅子搬到课桌上 D．搬石头没搬动
【考查方向】力是否做功的判断．
【名师点睛】本题要抓住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的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可。
【答案】D
【解析】A、用拖布拖地，人克服摩擦做功，故A不符题意。B、擦门窗、黑板，人克服摩擦做功，故B不符题意。C、把椅子搬到课桌上，力和距离的方向都向上，人做功，故C不符题意。D、搬石头没搬动，只有力，没有距离，故人没有做功，故D符合题意。故选：D。
知识点二：功、功率计算
典例3：（2020春?耒阳市期末）甲、乙两辆汽车，功率之比为2：1，在相同时间内沿水平路面通过的距离之比为1：2．则它们所做的功之比为（　　）
A．2：1 B．1：1 C．1：4 D．4：1
【考查方向】功率计算公式的应用。
【名师点睛】已知两辆汽车的功率和时间，可利用公式W=Pt分析两辆汽车做功之比。
【答案】A
【解析】已知：P甲：P乙=2：1，t甲=t乙，由P=false得：
两车做的功之比：false×false=false
故选：A。
典例4：（2020?武汉模拟）体育运动中蕴含有丰富的物理知识，对下列运动涉及的物理知识理解或描述错误的是（　　）
A．张湘祥以176kg的成绩夺冠，从地面举起杠铃的过程中他对杠铃做的功约为3000J
B．体操运动员在手上涂防滑粉是为了减小摩擦
C．赛艇运动员划桨能使船前进，说明力的作用是相互的
D．弓箭离开弓后仍能继续向前飞行一段距离，是由于弓箭具有惯性
【考查方向】力作用的相互性；惯性现象；增大或减小摩擦的方法；功的计算．
【名师点睛】（1）估测从地面举起杠铃的过程中杠铃上升的高度，根据W=Gh=mgh求出他对杠铃做的功；（2）增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力；（3）物体间力的作用是相互的；（4）一切物体都有保持原来状态不变的性质。
【答案】B
【解析】A．从地面举起杠铃的过程中，杠铃上升的高度约为2m，他对杠铃做的功W=Gh=mgh=176kg×10N/kg×2m=3520J，约为3000J，故A正确；B．体操运动员在手上涂防滑粉，是在压力一定的情况下，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的，故B错误；C．赛艇运动员划桨时，船桨给水一个作用力，同时水给船桨一个力，能使船前进，说明了物体间力的作用是相互的，故C正确；D．弓箭离开弓后，由于弓箭具有惯性，会保持原来的运动状态不变，箭离能继续向前飞行一段距离，故D正确。故选：B。
知识点三：动能和势能
典例5：（2020?大连）体育课上，同学们进行投掷铅球的练习。铅球在空中下落时，铅球的（　　）
A．重力势能变大，速度变小 B．重力势能变小，速度变小
C．重力势能变大，速度变大 D．重力势能变小，速度变大
【考查方向】动能和势能的大小变化。
【名师点睛】重力势能和物体的质量、高度有关，质量越大、高度越大，物体的重力势能越大；动能和物体的质量、速度有关，质量越大、速度越大，物体的动能越大。
【答案】D。
【解析】铅球在空中下落时，质量不变、高度减小，重力势能减小；下落过程中重力势能转化为动能，所以动能增加，而质量不变，所以速度增大。故选：D。
4525010340995典例6：（2020?招远市一模）如图所示是高速公路的交通标志牌，下列说法错误的是（　　）
A．对机动车设定限制速度，可以限制它的动能
B．速度相同时，机动车的质量越大，动能越大
C．当图中三种车辆都以最高限速行驶，小汽车的动能最大
D．对机动车限定最高行驶速度，是因为质量相同时，速度越大动能越大
【考查方向】动能的影响因素．
【名师点睛】（1）明确交通标志牌的含义；（2）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度；在动能一定时，质量越大，速度越小；质量越小，速度越大。
【答案】C
【解析】AD、物体的动能与物体的质量和速度有关，同一辆汽车的质量不变，速度越大，其动能越大，所以对机动车设定限制速度，可以限制它的动能，故AD正确；B、动能与质量和速度都有关，速度相同时，机动车的质量越大，动能越大，故B正确；C、动能与质量和速度都有关系，小汽车的最高限速大，但质量小，而质量的具体大小关系不确定，所以动能大小不确定，故C错误。故选：C。
知识点四：动能和势能的转化
35610801323340 典例7：（2020春?无棣县期末）北京时间4月20日22时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，采用“一箭一星，直接入轨”方式成功发射第44颗北斗导航卫星。如图所示，它沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的点叫近地点，最远的一点叫远地点，在大气外运行，不受空气阻力。当卫星从远地点向近地点运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．动能转化为势能，机械能增大
B．势能转化为动能，机械能减小
C．动能转化为势能，机械能不变
D．势能转化为动能，机械能不变
【考查方向】动能和势能的转化与守恒．
【名师点睛】①在大气层外运行，不受空气阻力，机械能是守恒的；②动能和势能合称机械能，动能大小的影响因素有质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；势能大小的影响因素有质量和相对高度，质量越大，相对高度越高，势能越大。
【答案】D
【解析】在大气外运行，不受空气阻力时，卫星的机械能守恒，当卫星从远地点向近地点运动过程中，卫星的机械能不变，故AB错误；此过程中，相对高度减小，所以势能减小，同时速度增大，动能增大，势能转化为动能，故C错误、D正确。故选：D。
典例8：（2020?泰安模拟）在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处由静止自由下落，在纸上留下黑色圆斑甲、乙，如图所示。若要判断哪一个圆斑是皮球从较高处落下形成的，正确、合理的分析思路是（　　）
352615599060①球在和地面接触过程中动能转化成的弹性势能较大
②球的形变量较大，在地面上形成的圆斑较大
③球下落过程中重力势能转化为动能
④球在较高处具有较大的重力势能
⑤球在接触地面前具有较大的动能
A．②①⑤④③ B．④③⑤①② C．②④⑤③① D．④⑤③①②
【考查方向】动能大小的比较；势能大小的比较；动能和势能的转化与守恒。
【名师点睛】（1）皮球由于被举高而具有的能叫做重力势能，重力势能的大小与物体的质量和下落高度有关，下落高度相同时，质量越大，重力势能越大；（2）皮球由高处下落过程中，重力势能转化为动能，与地面碰撞接触时动能又转化为弹性势能，从而在地面上留下黑色圆斑。
【答案】D。
【解析】（1）皮球在高处具有较大的重力势能，球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能；（2）当球接触地面时，球会发生形变，球的动能转化为球的弹性势能；（3）球的动能越大，转化成的弹性势能越大，则小球的形变越大，在地面上形成的圆斑较大；综上所述，顺序为④③⑤①②。
故选：B。
知识点五：探究动能(或势能)跟哪些因素有关
典例9: （2020秋?越秀区月考）小明用小球和木块探究物体动能大小与哪些因素有关，如图所示。
（1）质量相同的小球，从同一斜面的不同高度处滚下的目的是：让小球到达水平面时的 ；
（2）实验中是通过比较 来比较动能大小；
（3）本实验研究的动能是指 。（填字母序号）
A.小球在斜面上时的动能 B.小球撞击木块时的动能
C.小球撞击木块后木块的动能 D.小球在斜面上时木块的动能
（4）分析比较A、B两次实验，可得结论： ；
（5）为了探究动能大小与质量的关系，应选择 两个图。
【考查方向】探究影响物体动能大小的因素．
【名师点睛】（1）同一小球保证了质量相同，从斜面的不同高度处滚下，到达水平面时的速度不同；（2）木块被撞击得越远，说明物体具有的动能越大；根据转换法分析；
（3）本实验研究的动能是小球的动能，且是指撞击木块时小球的动能；（4）（5）动能的决定因素有两个：质量和速度，要利用控制变量法去研究，研究动能大小与速度关系时要保证质量相同，速度不同；研究动能大小与质量关系时，要保证速度相同，质量不同。
【答案】1）速度不同；（2）木块移动的距离；（3）B；（4）质量相同时，物体的速度越大，动能越大；（5）BC。
【解析】（1）让质量相同的小球从同一斜面的不同高度由静止滚下，从而使小球到达斜面底端的速度不同；（2）实验中是通过比较木块被撞击后移动的距离来比较动能大小的，这种研究方法叫做转换法；（3）本实验研究的动能是指小球撞击木块时的动能，并非木块的动能，故选B；（4）由AB两图可知，两个质量相同的小球从不同高度滚下，高度越高，则小球与木块碰撞时的速度越大，将木块推得较远，说明小球撞击木块时的动能较大，可得出结论：质量相同时，物体的速度越大，动能越大；（5）为了探究动能大小与质量的关系，应控制速度相同，即小球滚下的高度相同，而小球的质量不同，应选择BC两个图。故答案为：（1）速度不同；（2）木块移动的距离；（3）B；（4）质量相同时，物体的速度越大，动能越大；（5）BC。
3685540347980典例10：（2020?无锡）用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1=m2＜m3，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越 ，比较a、b可知：物体重力势能的大小与物体的 有关；比较 可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。
【考查方向】探究影响物体势能大小的因素。
【名师点睛】（1）本题是把物体的重力势能转化成木桩陷进沙坑的深度来比较各物体重力势能的大小的，这种研究问题的方法叫转换法；（2）重力势能的大小与物体的质量，物体被举起的高度有关，当高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；当质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大，结合图象进行分析判断。
【答案】多；高度；a、c。
【解析】（1）物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能就越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙坑越深，所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重力势能的大小，这用到了转换法；
（2）由a、b两图可知，物体的质量m1=m2，从不同高度落下，落下的位置越高，木桩被打得越深，物体的重力势能越大，说明重力势能与高度有关；
比较a、c两图可知，物体的质量m1＜m3，物体从同一高度落下，质量越大，木桩被打得越深，说明重力势能与质量有关。
故答案为：多；高度；a、c。
第十一章 功和机械能 达标检测
一．选择题（共20小题，满分40分，每小题2分）
3976370203201．（2分）（2020?柳州）如图，弹簧被压缩后，就具有（　　）
A．光能 B．电能 C．化学能 D．弹性势能
2．（2分）（2020春?漳州期末）小刚在训练投掷实心球，他对球有做功的是（　　）
A．手托球保持静止 B．手托球水平运动
C．将球从地上拿起 D．球离手后继续运动
45034204000503．（2分）（2020春?荔湾区期末）如图所示，站在扶梯上的人随扶梯斜向上作匀速直线运动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．人的机械能不变 B．扶梯对人做功为零
C．人的运动状态在改变 D．人受到两个力的作用
4．（2分）（2020春?龙凤区校级期末）关于功和功率，下列说法正确的是（　　）
A．作用在物体上的力越大，物体移动的距离越大，力做的功一定越大
B．一个力做的功越多，则它的功率越大
C．一个力做功时间越长，则功率越小
D．一个力做功越快，则功率越大
5．（2分）（2020春?新泰市期末）下列四种情境中，力F对物体做功的是（　　）
A．用竖直向上的力F搬石头但没有搬动
B．用竖直向上的力F举着杠铃不动
C．用竖直向上的力F提着水桶在水平路面上匀速前进
D．用水平向右的力F推着小车在水平路面上向右前进
40735254210056．（2分）（2020秋?玄武区校级月考）将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．皮球经过同高度的A、B两点时动能相等
B．皮球经过同高度的A、B两点时机械能相等
C．皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能
D．皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零
7．（2分）（2020春?岑溪市期末）2020年5月5日，我国“长征五号B”大型运载火箭在海南文昌航天发射场首飞成功。在火箭升空的过程中，以下说法正确的是（　　）
A．火箭上升时机械能保持不变 B．火箭上升时只具有动能
C．火箭上升时只具有重力势能 D．火箭上升时内能转化为机械能
8．（2分）（2020春?新罗区期末）火车、汽车与摩托车三种车辆如果速度相等，那么，它们的动能（　　）
A．火车的最大 B．汽车的最大
C．摩托车的最大 D．一样大
9．（2分）（2020春?横县期末）甲乙二人同时开始登山，甲先到达山顶，甲的质量小于乙，下列判断正确的是（　　）
A．甲做的功比乙多 B．甲的功率比乙大
C．甲的功率比乙小 D．甲做的功比乙少
10．（2分）（2020春?三明期末）下列物体中具有弹性势能的是（　　）
A．被拉开的弹弓 B．在空中来回摆动的秋千
C．悬挂在天花板上的吊灯 D．没有发生形变的弹簧
11．（2分）（2020春?长葛市期末）如图，粗糙的弧形轨道固定在地面上，轨道平面竖直。一小球由A点以一定的速度沿轨道滚下，经另一侧与A等高点B后到达最高点C．下列分析正确
是（　　）
379666542545A．小球在A点的动能比在B点的动能大
B．小球在A点的重力势能比在B点的重力势能大
C．小球在A点具有的机械能等于它在B点具有的机械能
D．小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的机械能
12．（2分）（2020春?郾城区期末）下列过程中，机械能增大的是（　　）
A．火箭加速上升 B．热气球匀速下落
C．用弓将箭水平射出 D．雨滴在空中加速下落
13．（2分）（2020春?兰州期末）整洁明亮的环境需要大家共同创造，同学们值日时，以下劳动几乎没有做功的是（　　）
A．用拖布拖地 B．擦门窗、黑板
C．把椅子搬到课桌上 D．搬石头没搬动
14．（2分）（2020春?保山期末）下列说法正确的是（　　）
A．提着水桶上楼梯，手对水桶的拉力做了功
B．用力推一堵墙，累得满头大汗，墙纹丝未动，手对墙的推力做了功
C．提着水桶在路面上水平向前匀速移动一段距离，手的拉力对水桶做了功
D．投出的篮球在空中向前运动过程中，推力对篮球做功
15．（2分）（2020春?南平期末）下列情景中，重力对物体有做功的是（　　）
A．足球在水平地面上滚动 B．篮球由高处落下
C．背着书包在水平路面上前进 D．小车在水平地面做匀速直线运动
16．（2分）（2020春?庐阳区期末）如图所示，将重为G物块放在一个长l、高为h的光滑斜面上，让物块由静止开始下滑，依次经过相距s的a、b两个点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
344932040640A．物块在a点动能大
B．物块在b点动能大
C．物块在b点机械能大
D．物块从a滑到b时重力G做的功为Gs
363728015621017．（2分）（2020春?昌乐县期末）如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动同一木块得到的s﹣t图象分别是图乙中的图线①、②．两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2．则（　　）
A．F1＞F2 B．F1＝F2 C．P1＝P2 D．P1＜P2
18．（2分）（2020?郴州）下列物体具有动能的是（　　）
A．悬挂在天花板上的吊灯 B．静止在山顶上的大石头
C．飞行的飞机 D．拉开的弹弓
19．（2分）（2020?本溪）如图中是我国生产的“鲲龙”AG600特种飞机，它是目前世界上在研的最大水陆两栖飞机，可用于森林灭火、水上救援等。关于“鲲龙”，下列说法正确的是（　　）
412305543180A．它取水后加速升空，机械能逐渐减小
B．它能升空，利用了空气流速越大的位置，压强越大
C．它在火场上方投水灭火。水加速下落是因为受到重力
D．它在水面上方匀速盘旋搜寻救援目标时，受到的是平衡力
45167556286520．（2分）（2020?南充）2020年6月23日9时43分，北斗3号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功（如图），它是北斗3号系列的第三颗地球同步卫星，主要用于无线电导航、无线电测定等。关于卫星下列说法正确的是（　　）
A．该卫星在加速升空的过程中，机械能不变
B．该卫星进入同步轨道后，相对地表静止
C．该卫星运行一周的时间约为365天
D．该卫星与地面基站可通过超声波传递信息
二．多选题（共4小题，满分12分，每小题3分）
21．（3分）（2020春?天津期末）如图所示的实例中，人对物体做功的是（　　）
2875915292103886835185420409575240030165608056515
搬而未起 B．拉着物体向上运动C．提着滑板在水平 D．推着小车向前运动
路面上前行
487680067246522．（3分）（2020春?海淀区期末）一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，则下列说法中正确的是（　　）
A．小球在下落过程中重力做功
B．小球在下落过程中运动状态没有改变
C．小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功
D．小球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率
411480032639023．（3分）（2020?株洲一模）如图所示，将重为G的摆球从A点静止释放运动到C，B为最低点，C为最高点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．从A点到B点，机械能增大
B．从A点到B点，重力做功为Gh
C．摆球在所经各点的机械能均相等
D．摆球在B点的机械能最大
24．（3分）（2020春?邯郸期末）甲、乙两汽车的功率相同，在相同时间内通过的路程分别是30千米和15千米，则下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙两汽车做功之比为 1：1 B．甲、乙两汽车做功之比为 1：2
C．甲、乙两汽车牵引力之比为 1：2 D．甲、乙两汽车速度之比为 1：2
三．填空题（共8小题，满分16分，每小题2分）
474535534163025．（2分）（2020春?句容市期中）在跳水这一项目运动中，运动员在向下压跳板的过程中（如图），跳板由于发生弹性形变，从而产生　 　（选填“向上”或“向下”）的弹力。发生弹性形变的跳板具有　 　势能，运动员上升到一定的高度具有　 　势能。
26．（2分）（2020春?黄冈期末）小强用弹簧拉力器锻炼身体，用的力越大弹簧拉的越长。这说明力的作用效果与　 　有关。被拉开的弹簧拉力器发生形变，具有　 　能。
412877034036027．（2分）（2020春?蓬溪县期中）在抗击新冠肺炎的战疫中，城市的大街小巷都需要消毒，如图是一辆消毒车正在街道上消毒。消毒车在水平路面上匀速行驶并向外喷洒消毒液的过程中，机械能　 　（选填“增大”“减小”或“不变”），司机相对于消毒车是　 　（选填“运动”或“静止”）的。
28．（2分）（2020春?平罗县期末）甲用桶从井中提水，其中对　 　做的功是有用功，对　 　做的功是额外功，乙从井中捞水桶，桶中带有半桶水，则对　 　做的功是有用功，对　 　做的功是额外功。
29．（2分）（2020春?玉林期末）在拉弓射箭的过程中，被拉开的弓具有　 　能，箭射出去时是弓的　 　能转化为箭的动能。
30．（2分）（2020春?汝阳县期末）将体积相等的实心塑料球和铅球放在同一水平桌面上，请回答：
（1）　 　球的重力势能大；
（2）在不改变两球质量的情况下，要使它们具有相同的重力势能，我们可以采取的措施是　 　。（写出一种即可）
333184549593531．（2分）（2020春?越秀区期末）如图所示。忽略空气阻力，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到最高点d。你回答以下问题：
（1）足球在c点的重力势能　 　在d的重力势能（选填“大于”或“等于”或“小于”）。
（2）从a点运动到d点的过程中，足球的机械能　 　（选填“増大”或“不变”或“减小”）。
（3）足球在b点的速度　 　在d点的速度（选填“大于”或“等于”或“小于”）。
45516801143032．（2分）（2020?吉林模拟）如图，某航模兴趣小组操控一架小型无人机，飞机水平飞行时，机翼上方的空气流速比下方的空气流速　 　；它在匀速下降过程中机械能　 　。
四．实验探究题（共4小题，满分16分，每小题4分）
33．（4分）（2020春?郏县期末）图甲是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，打到同一个木块上。图乙是研究“牛顿第一定律”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，在粗糙程度不同的平面上运动。请回答以下问题：
（1）设计甲实验的目的是研究钢球动能的大小与　 　的关系；设计乙实验的目的是研究运动的钢球速度减小的快慢与所受　 　的关系。
（2）甲实验是通过木块被推动　 　的大小，说明钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小；乙试验是通过钢球在粗糙程度不同的平面上运动的远近，推理得出：在理想情况下，运动的物体如果　 　，将永远作匀速直线运动。
（3）两个实验都涉及到同一种物理方法，叫　 　。
34．（4分）（2020春?南平期末）如图所示，在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中。
实验甲：如图甲所示，让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A、B两处由静止开始向下运动，然后与水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。
实验乙：如图乙所示，让质量不同的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处由静止开始向下运动，然后与水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。
（1）实验中通过观察纸盒移动的距离判断　 　（选填“小球”或“纸盒”）的动能大小。如果水平面光滑，则　 　（选填“能”或“不能”）完成本实验。
（2）图甲是为了探究：在　 　相同时，动能与　 　大小的关系。
（3）图丙所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高行驶速度，质量越大的车，限速越　 　（选填“高”或“低”），主要是受到实验　 　（选填“甲”或“乙”）结论的启示。
35．（4分）（2020春?开封期末）为探究影响动能大小的决定因素，实验小组设计了如图①所示的装置。将钢球从某高度由静止释放，摆到竖直位置刚好撞击到水平木板上的木块，将木块推动一段距离。结合对影响动能大小的因素的猜想。小组做了两组对比实验：
（1）钢球的动能是由　 　能转化而来的。
（2）让同一铜球从不同高度由静止释放，目的是使钢球摆到　 　（选填“B”或“C”）点时速度不同，比较木块被撞击后移动的距离。
（3）让质量不同的钢球从相同高度由静止摆下，记录数据如表，探究的是动能与　 　的关系。若在这组实验中的某一次，木块被撞后滑出木板需要重做，甲同学建议换用粗糙程度相同的但是更长的木板，乙同学建议换摩擦更大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应当采用　 　（选“甲”、“乙”或“丙”）同学的建议。
次数
钢球质量m/g
钢球下摆高度h/cm
木块滑行距离s/cm
1
20
20
10
2
40
20
29
3
60
20
（4）实验完成后，各小组间对实验的方法和设计的可行性进行了交流：
①该实验没有用到的实验方法是　 　（选填序号）
A．控制变量法 B．转换法 C．类比法
②若换用如图②所示的装置做该实验，只可以用来探究动能大小和　 　的关系。
36．（4分）（2020?温州）在做“探究动能大小与质量关系”的实验时，小明想：小球从相同高度滚下，若小球材质和斜面倾角不同，到达水平位置时的速度会相同吗？
（1）图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案，小明实验时选择A方案而不能选择B方案的原因是　 　。
（2）小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。分别让球从斜面同一高度由静止开始释放，利用测速仪测出球到达水平位置时的速度如表所示。
10°
20°
30°
40°
50°
60°
大钢球
2.67
2.67
2.67
2.75
2.88
2.97
小钢球
2.67
2.67
2.67
2.75
2.88
2.97
木球
2.67
2.67
2.67
2.67
2.74
2.89
分析表中数据可知：要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关，则斜面倾角不可能是　 　。
A.15° B.25° C.35° D.45°
（3）小明利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时，通过观察球撞击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小（图中未画出固定塑料软片的装置）。老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验，原因是　 　。
五．计算题（共4小题，满分16分，每小题4分）
37．（4分）（2020?温州）某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。已知运动员和跳伞设备的总重力为700牛，跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。
（1）图甲中曲线OA段速度越来越大的原因是　 　。
（2）图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图，其中与图甲曲线中CD阶段对应的是　 　。
（3）计算运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功。
38．（4分）（2020?南山区校级一模）2018年4月12日，南海海域阅兵中，中国海军094A型战略核潜艇首次公开亮相，如图所示。如表是其部分性能参数，求：（ρ海水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
艇长
135m
水下最大航速
36节
艇宽
13m
水下巡航速度
20节
水面排水量
9000t
最大潜深
350m
（1）核潜艇在水面航行时受到的浮力是多少？
4149725567055（2）若核潜艇以水下巡航速度做水平匀速直线运动，动力功率为3×106W，则航行1km，发动机所做的功是多少？它受到海水的平均阻力是多少？（取1节为0.5m/s）
39．（4分）（2020春?高安市期末）一辆汽车在平直公路上匀速行驶，发动机的牵引力为2000N，速度为72km/h。
（1）求牵引力在10min内所做的功。
（2）若发动机的牵引力用F表示，小汽车的速度用v表示，请推导出牵引力的功率P＝Fv。
（3）求汽车牵引力在这段时间内的功率。
40．（4分）（2020春?民权县期末）火神山医院的修建，再一次体现出了“中国速度”，从方案设计到建成交付仅用10天。如图所示，载重汽车装完砂石后总质量为20t，以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动100m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s关闭发动机，滑行50m停下。v﹣t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍。（g＝10N/kg）求：
268732087630（1）全程中汽车所受阻力大小；
（2）整个过程中发动机做的功；
（3）汽车的最大速度。
第十一章 功和机械能 达标检测
参考答案与试题解析
一．选择题（共20小题，满分40分，每小题2分）
1．【解答】弹簧被压缩后，弹簧发生了弹性形变，从而具有弹性势能。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
2．【解答】A、手托球保持静止，手对球有竖直向上的作用力，但没有移动距离，故手对球没有做功，故A错误。
B、手托球水平运动，手对球有竖直向上的作用力，但距离的方向是水平向前，两者方向不一致，故手对球没有做功，故B错误。
C、将球从地上拿起，力的方向竖直向上，距离的方向也是竖直向上，故他对球做功，故C正确。
D、球离手后继续运动，球移动了距离，但不再受手的作用力，故他对球没有做功，故D错误。
故选：C。
3．【解答】A、人随扶梯斜向上作匀速直线运动的过程中，质量不变、速度不变，动能不变；质量不变、高度变大，重力势能变大，机械能变大，故A错误。
B、扶梯对人的支持力竖直向上，在竖直方向上移动了距离，扶梯对人做功，故B错误。
C、由于人做匀速直线运动，其运动状态不变，故C错误。
D、扶梯上的人受到重力和支持力的作用，且两个力是一对平衡力，故D正确。
故选：D。
4．【解答】A、在物体上的力越大，且物体沿力的方向移动的距离越大，力做的功才越大，故A错误。
B、力做的功越多，但时间长短不知，故它的功率不一定越大，故B错误。
C、力做功时间越长，但做功的多少不知，故功率不一定越小，故C错误。
D、功率是表示做功快慢的物理量，力做功越快，则功率越大，故D正确。
故选：D。
5．【解答】A、用竖直向上的力F搬石头但没有搬动，对石头有作用力，但在力的方向上没有移动距离，故力没有做功，故A错误。
B、用竖直向上的力F举着杠铃不动，对杠铃有作用力，但在力的方向上没有距离，故力没有做功，故B错误。
C、用竖直向上的力F提着水桶在水平路面上匀速前进，力的方向竖直向上，距离的方向是水平方向，故力没有做功，故C错误。
D、用水平向右的力F推着小车在水平路面上向右前进，力的方向与距离一致，故力做功，故D正确。
故选：D。
6．【解答】A、皮球经过同高度的A、B两点时，由于克服摩擦做功，消耗了部分机械能，故B点的动能小于A点的动能，故A错误。
B、皮球经过同高度的A、B两点时，由于克服摩擦做功，消耗了部分机械能，所以B点的机械能小于A点机械能，故B错误。
C、皮球在跳动的整个过程中，由于克服摩擦做功，消耗机械能，所以机械能一直在减小，所以在D点时的机械能小于在C点时的机械能，故C正确。
D、皮球第一次反弹后到达最高点P点时仍具有向右的速度，所以皮球的速度不为0，故D错误。
故选：C。
7．【解答】A、火箭升空的过程中，速度变大则动能变大，高度升高则重力势能变大，故机械能变大，故A错误。
B、火箭上升时具有速度和高度，则火箭具有动能和重力势能，故B错误。
C、火箭上升时具有速度和高度，则火箭具有动能和重力势能，故C错误。
D、火箭上升时，燃料燃烧后的内能转化为机械能，故D正确。
故选：D。
8．【解答】汽车、摩托车和火车的质量，火车的质量最大、汽车的质量次之、摩托车的质量最小；因为三者的速度相同，
所以三者的动能从大到小的顺序：火车＞汽车＞摩托车。
故选：A。
9．【解答】A、甲乙二人同时开始登山，做功为W＝Gh＝mgh，由于甲的质量小于乙，故甲做的功比乙少，故A错误。
B、由于甲做功比乙少，甲先到达山顶，说明甲做功用时间少，功率等于功和时间的比值，故甲乙的功率大小无法比较，故B错误。
C、由于甲做功比乙少，甲先到达山顶，说明甲做功用时间少，功率等于功和时间的比值，故甲乙的功率大小无法比较，故C错误。
D、甲乙二人同时开始登山，做功为W＝Gh＝mgh，由于甲的质量小于乙，故甲做的功比乙少，故D正确。
故选：D。
10．【解答】A、被拉开的弹弓发生了弹性形变，具有弹性势能，故A正确。
B、在空中来回摆动的秋千具有动能和重力势能，不具有弹性势能，故B错误。
C、悬挂在天花板上的吊灯具有重力势能，不具有弹性势能，故C错误。
D、没有发生形变的弹簧，不具有弹性势能，故D错误。
故选：A。
11．【解答】由题知，弧形轨道是粗糙的，则小球在运动时受到摩擦力作用，小球克服摩擦力做功会消耗一部分机械能，所以小球的机械能逐渐减小；
AB、同一小球的质量不变，由于小球在A、B两点的高度相等，所以小球在A点的重力势能等于在B点的重力势能，故B错误；
小球从A点运动到B点的过程中，小球的机械能逐渐减小，则小球在A点的机械能大于在B点的机械能，由于小球在A、B两点的势能相等，所以在A点的动能比在B点的动能大，故A正确。
CD、由前面解答可知，在运动过程中小球的机械能逐渐减小，且A点在B、C两点之前，所以小球在A点的机械能大于在B点的机械能，小球在A点的机械能大于在C点的机械能，故CD错误。
故选：A。
12．【解答】A、火箭加速上升，质量不变，其速度变大，故动能增大，由于高度升高，重力势能增大，故机械能增大，故A正确。
B、热气球匀速下落，动能不变，由于高度减小，故重力势能减小，故机械能减小，故B错误。
C、用弓将箭水平射出，箭在飞行过程中克服空气阻力做功，消耗一部分机械能，故机械能减小，故C错误。
D、雨滴在空中加速下落过程中，雨滴克服空气阻力做功，消耗一部分机械能，故机械能减小，故D错误。
故选：A。
13．【解答】A、用拖布拖地，人克服摩擦做功，故A不符题意。
B、擦门窗、黑板，人克服摩擦做功，故B不符题意。
C、把椅子搬到课桌上，力和距离的方向都向上，人做功，故C不符题意。
D、搬石头没搬动，只有力，没有距离，故人没有做功，故D符合题意。
故选：D。
14．【解答】A、提着水桶上楼梯，力和距离的方向均向上，故手对水桶的拉力做了功，故A正确。
B、用力推一堵墙，累得满头大汗，墙纹丝未动，只有力没有距离，故手对墙的推力没有做功，故B错误。
C、提着水桶在路面上水平向前匀速移动一段距离，力的方向向上，距离方向水平向前，方向不一致，故手的拉力对水桶没有做功，故C错误。
D、推出的篮球在空中向前运动过程中，不再受手的推力，只有距离，故推力对篮球没有做功，故D错误。
故选：A。
15．【解答】A、足球在水平地面上滚动，受到的重力方向竖直向下，距离水平向前，方向不一致，故重力没有做功，故A错误。
B、篮球由高处落下，重力方向和距离的方向均竖直向下，故重力做功，故B正确。
C、背着书包在水平路面上前进，书包受重力竖直向下，距离的方向水平向前，方向不一致，故重力没有做功，故C错误。
D、小车在水平地面做匀速直线运动，小车受重力竖直向下，距离的方向水平向前，方向不一致，故重力没有做功，故D错误。
故选：B。
16．【解答】A、B、物块在光滑斜面上由静止开始下滑（不计空气阻力），在下滑过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能变大；由于a点的位置要高于b点的位置，所以a处的重力势能大于b处的重力势能；物块在下滑过程中动能变大，所以物块在b点动能大。故B正确，A错误；
C、已知斜面是光滑的，不计空气阻力，物块下滑过程中机械能守恒。所以在a和b点的机械能相等。故C错误；
D、重力的分析竖直向下，物体从a到b过程中在重力方向上通过的距离小于s，所以从a滑到b时重力G做的功不是Gs．故D错误。
故选：B。
17．【解答】
AB、木块两次都做匀速直线运动，则拉力等于滑动摩擦力；同一个木块，对水平面的压力一定，接触面的粗糙程度相同，所以两次木块受到的滑动摩擦力大小相等，则两次测力计的拉力也相等，即F1＝F2，故A错误，B正确；
CD、由s﹣t图象可知，第①次木块运动的速度v较大，且两次拉力的大小相等，由公式P＝＝＝Fv可知，第①次拉力的功率较大，即P1＞P2，故C、D错误。
故选：B。
18．【解答】A、悬挂在天花板上的吊灯，处于静止状态，不具有动能，故A不符合题意；
B、静止在山顶上的大石头，处于静止状态，不具有动能，故B不符合题意；
C、飞行的飞机，处于运动状态，具有动能，故C符合题意；
D、拉开的弹弓具有弹性势能，故D不符合题意。
故选：C。
19．【解答】
A、“鲲龙”加速升空，质量不变、速度变大，动能变大；质量不变、高度变大，重力势能变大，机械能逐渐变大，故A错误。
B、“鲲龙”升空，利用了空气流速越大的位置，压强越小，机翼上方的流速快、压强小，下方的流速慢、压强大，产生向上的升力。故B错误。
C、力可以改变物体的运动状态，物体受到非平衡力作用时，运动状态变化，水加速下落是因为受到重力的作用，故C正确。
D、物体受到非平衡力作用时，运动状态变化，匀速盘旋搜寻教援目标时，速度不变，但运动方向变化，故受到的是非平衡力，故D错误。
故选：C。
20．【解答】
A、在卫星加速升空的过程中，卫星的质量不变，速度变大，动能变大；同时质量不变、高度增加，重力势能增大，所以机械能增大，故A错误；
B、卫星进入同步轨道后，地球同步卫星和地球之间的位置没有发生改变，卫星相对于地表是静止的，故B正确；
C、地球同步卫星和地球的自转周期相同，即每隔24小时绕地球一周，故C错误；
D、卫星与地面站之间是真空，真空不能传声，所以只能利用电磁波传递信息，故D错误。
故选：B。
二．多选题（共4小题，满分12分，每小题3分）
21．【解答】A、搬而未起，人对石头有作用力，但没有移动距离，故人对物体没有做功，故A错误。
B、拉着物体向上运动，拉力方向向上，移动距离方向也向上，故人对物体做功，故B正确。
C、提着滑板在水平路面上前行，提力的方向向上，移动距离方向水平向前，两者方向不一致，故人对物体没有做功，故C错误。
D、推着小车向前运动，推力和运动距离的方向均向前，故人对物体做功，故D正确。
故选：BD。
22．【解答】A、小球在下落过程中受到重力作用，且在重力方向上有距离，故重力做功，故A正确。
B、小球在下落过程中，速度越来越大，其运动状态发生改变，故B错误。
C、根据功的计算公式：W＝Fs．小球所受的重力不变，移动的距离相等，故重力在AB段做的功等于在BC段做的功，故C正确。
D、根据公式P＝，小球所受的重力在AB段做功等于在BC段做的功，但在BC段的时间小，故重力在AB段的功率小于在BC段做功的功率，故D正确。
故选：ACD。
23．【解答】
A、从A点到B点，不计空气阻力，重力势能转化为动能，机械能不变，故A错误。
B、功等于力与力的方向上的距离的乘积，故从A点到B点，重力做功为Gh．故B正确。
CD、由于不计空气阻力，摆球的动能和势能转化过程中，机械能不变，故摆球在所经各点的机械能均相等。故C正确、D错。
故选：BC。
24．【解答】AB、两汽车的功率相同，由W＝Pt可知，在相等时间t内，两汽车做功相等，做功之比为1：1，故A正确，B错误；
C、两汽车在相等时间内做功W相等，根据W＝Fs可得两车的牵引力之比＝＝＝＝＝1：2，故C正确；
D、两汽车运动时间t相同，由v＝可得：＝＝＝＝＝2：1，故D不正确。
故选：AC。
三．填空题（共8小题，满分16分，每小题2分）
25．【解答】
跳水运动员在向下压跳板的过程中，压跳板的力使板发生弹性形变，因为物体间力的作用是相互的，运动员在向下压跳板的过程中对跳板有向下的力，同时跳板对运动员有一个向上的弹力；
跳板弯曲时，发生弹性形变而具有弹性势能，运动员上升到一定高度时，由于被举高而具有重力势能。
故答案为：向上；弹性；重力。
26．【解答】用的力越大弹簧拉的越长。这说明力的作用效果与力的大小有关。被拉开的弹簧拉力器发生形变，具有弹性势能。
故答案为：力的大小；弹性势。
27．【解答】消毒车在水平路面上匀速行驶并向外喷洒消毒液的过程中，消毒车的速度不变、高度不变，但质量减小，则动能和重力势能均减小，故机械能减小；
司机相对于消毒车的位置没有变化，故司机是静止的。
故答案为：减小；静止。
28．【解答】
（1）当用桶从井中提水时，我们的目的就是为了把水提上来，所以对水做的功为有用功；但水是盛在桶里面的，又不得不对桶做功，所以对桶做的功为额外功；
（2）若从井中捞水桶，我们的目的就是为了把桶提上来，所以对桶做的功为有用功；但桶里面有一些水，又不得不对水做功，所以此时对水做的功为额外功。
故答案为：水；桶；桶；水。
29．【解答】被拉开的弓具有弹性势能，箭射出去时是弓的弹性势能转化为箭的动能。
故答案为：弹性势；弹性势。
30．【解答】
（1）由于铅球的密度大于塑料球的密度，又体积相同，所以铅球的质量大于塑料球的质量，放在同一水平桌面上，高度相同，所以铅球的重力势能大于塑料球的重力势能；
（2）影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度。质量不能改变，可以改变其高度，如：①把塑料球抬起一定高度，②把铅球降低一定高度，③把塑料球抬起的同时降低铅球的高度。
故答案为：（1）铅球；（2）把塑料球抬起一定高度。
31．【解答】（1）足球在c点的高度小于在d点的高度，故c点的重力势能小于d点的重力势能。
（2）从a点运动到d点的过程中，由于克服摩擦做功，消耗了一部分机械能，转化为内能，故足球的机械能减小。
（3）b到d的过程中，机械能减小，由于b和d的高度相同，重力势能相等，故b点的动能一定大于d点的动能，故足球在b点的速度大于d点的速度。
故答案为：（1）小于；（2）减小；（3）大于。
32．【解答】等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面，由于上表面凸起，所以机翼上方的流速就大于机翼前方的流速；
无人机匀速下降过程中，其质量不变、速度不变，动能不变；同时质量不变、高度减小，重力势能减小，机械能减小。
故答案为：大；减小。
四．实验探究题（共4小题，满分16分，每小题4分）
33．【解答】
（1）甲图，实验中让同一钢球从同一个斜面上不同的高度由静止开始运动，“同一钢球”控制了钢球的质量不变，钢球的高度不同，运动到斜面底端时的速度也就不同，因此该实验探究的是钢球动能与速度的关系；
乙实验中的水平面的粗糙程度不同，小球运动时受到的阻力大小不同，所以是研究运动的钢球速度减小的快慢与所受阻力大小的关系；
（2）甲实验是通过木块被推动距离的大小，说明钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小；
乙实验是通过钢球在粗糙程度不同的平面上滑行的距离，推理得出：在理想情况下，运动的物体如果不受力的作用，将永远做匀速直线运动；
（3）两个实验都用到了控制变量法。
故答案为：（1）速度； 阻力；（2）距离；不受力；（3）控制变量法。
34．【解答】
（1）实验中小球动能的大小不易直接观察，通过观察纸盒被撞击后运动的距离的大小来间接判断小球动能的大小，这种研究问题的方法是转换法；
由牛顿第一定律可知木块将永远匀速直线运动下去，木块通过的距离无法确定，做功的多少也无法确定，所以小球动能的大小就无法比较，不能完成本实验；
（2）图甲中小球的质量相同，滚下的高度不同，滚下的高度越大，到达底面的速度越大，可探究动能和速度的关系；
（3）图丙所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高车速，质量越大的车，限速越低，这表明动能的大小与质量有关，探究动能大小与质量有关时需要控制速度相同，质量不同，故选用乙图来探究。
故答案为：（1）小球；不能；（2）质量；速度；（3）低；乙。
35．【解答】
（1）钢球在向下摆动的过程中，钢球的质量不变，高度减小，速度变大，钢球的动能变大、重力势能变小，钢球的重力势能转化为动能；
（2）让同一钢球从不同高度由静止释放，质量不变，最初的高度不同，重力势能不同，摆到竖直位置时转化为的动能不同，其目的是使钢球摆到B点时速度不同；
（3）让质量不同的钢球从相同高度由静止摆下，最初的高度相同，则摆到竖直位置时的速度相同，质量不相同，所以探究的是动能与质量的关系；
实验的目的是探究动能的大小与质量的关系，根据控制变量法可知，第3次实验应保证钢球下摆的高度、木块表面的粗糙程度都不变，先做实验时木块被撞后滑出木板，所以应换用同样材质但是更长的木板，应采用甲的建议；
（4）①影响动能大小的因素有质量和速度，实验中采用了控制变量法；通过木块移动的距离来反映钢球动能的大小，采用的是转换法；实验中没有用到类比法，故选C；
②在图②中，弹簧的弹性势能会转化为动能，弹簧的弹性形变程度不同，具有的弹性势能不同，把弹簧压缩到不同的程度，大小不同的弹性势能转化为动能，则动能的大小也不会相同，速度不同；由于实验中小球的质量是一定的，只能改变速度的大小，所以只能探究动能大小与速度的关系。
故答案为：（1）重力势；（2）B；（3）质量；甲；（4）①C；②速度。
36．【解答】
（1）图A中挡板水平放置，两小球从起始位置到水平位置的高度差相同，图B中挡板与斜面垂直放置，两小球从起始位置到水平位置的高度差不同，为来控制大小不同的两个小球在斜面上从起始位置到水平位置的高度差相同，实验时选择A方案而不能选择B方案；
（2）根据表中数据可知，斜面倾角为10°、20°、30°时，大钢球、小钢球、木球达到水平面时的速度相同，斜面倾角为40°、50°、60°时，大钢球、小钢球、木球达到水平面时的速度不同，所以要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关，则斜面倾角不可能是40°以上，故D符合题意；
（3）体积大的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力大，即体积大小不同的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力不同，无法“探究动能大小与质量关系”。
故答案为：（1）B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同；（2）D；（3）塑料软片对不同体积的小球的阻力不同。
五．计算题（共4小题，满分16分，每小题4分）
37．【解答】
（1）由图甲可知，跳伞运动员在AB段处于加速降落过程中，此时运动员和跳伞设备受到的重力大于空气阻力；
（2）①图中降落伞打开，运动员受到的阻力大于重力，运动员处于减速降落过程，应该是图甲曲线中BC阶段，故①不符合题意；
②图中运动员已经着陆，运动员的速度为0，与图甲曲线中CD阶段不符，故②不符合题意；
③图中降落伞打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，是图甲曲线中CD阶段，故③符合题意；
④图中降落伞未打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，应该是图甲曲线中AB阶段，故④不符合题意；
（3）由图甲可知，运动员在AB段的速度为v＝50m/s，时间为t＝40s﹣20s＝20s，
由速度公式得，运动员在AB段下降的高度：
h＝s＝vt＝50m/s×20s＝1000m，
则运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功为：
W＝Gs＝700N×1000m＝7×105J。
故答案为：（1）运动员和跳伞设备的总重力大于阻力；
（2）③；
（3）运动员和跳伞设备总重力在AB段所做的功为7×105J。
38．【解答】（1）由表格数据可知，核潜艇在水面航行时，m排＝9000t＝9×106kg，
由阿基米德原理可得，核潜艇在水面航行时受到的浮力：
F浮＝G排＝m排g＝9×106kg×10N/kg＝9×107N；
（2）核潜艇以水下巡航速度做水平匀速直线运动时的速度：
v＝20节＝20×0.5m/s＝10m/s，
由v＝可得，航行1km的时间：
t＝＝＝100s，
由P＝可得，发动机所做的功：
W＝Pt＝3×106W×100s＝3×108J，
由W＝Fs可得，发动机的动力：
F＝＝＝3×105N，
因核潜艇以水下巡航速度做水平匀速直线运动时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，核潜艇受到海水的平均阻力f＝F＝3×105N。
答：（1）核潜艇在水面航行时受到的浮力是9×107N；
（2）航行1km，发动机所做的功是3×108J，它受到海水的平均阻力是3×105N。
39．【解答】
（1）v＝72km/h＝20m/s，t＝10min＝600s；
10min通过的路程为：s＝vt＝20m/s×600s＝1.2×104m，
牵引力在10min内所做的功：W＝Fs＝2000N×1.2×104m＝2.4×107J。
（2）牵引力的功率：P＝＝＝F?＝Fv。
（3）汽车牵引力在这段时间内的功率为：P＝Fv＝2000N×20m/s＝4×104W。
答：（1）牵引力在10min内所做的功为2.4×107J。
（2）推导过程为 P＝＝＝F?＝Fv。
（3）汽车牵引力在这段时间内的功率为4×104W。
40．【解答】
（1）因汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，
所以，全程中汽车所受阻力：f＝0.2G＝0.2mg＝0.2×20×103kg×10N/kg＝4×104N；
（2）由题意可知，整个过程中发动机做功的时间t＝40s，
由P＝可得，整个过程中发动机做的功：
W＝Pt＝80×103W×40s＝3.2×106J；
（3）因汽车匀速时速度最大，且受到的阻力和牵引力是一对平衡力，二力大小相等，
所以，由P＝＝＝Fv可得，汽车的最大速度：
v＝＝＝＝2m/s。
答：（1）全程中汽车所受阻力为4×104N；
（2）整个过程中发动机做的功为3.2×106J；
（3）汽车的最大速度为2m/s。

展开更多......

收起↑