第十讲 功和机械能 测试题

第十讲功和机械能一、填空题1、(2019·玉林改编)2019年世界杯正在俄罗斯举行,如图所示,是正在加速下降的足球,在此过程中,足球的动能________,机械能________。(均选填“增大”“不变”或“减小”)。第1题图2、(2019·特色)图中表示机械能的组成,请你将图中的①②补充完整：①____________,②____________。第2题图3、(2019·绵阳改编)蹦床运动是奥运会比赛项目。运动员比赛开始前直立在蹦床中央,比赛开始时快速下蹲并立即恢复直立被蹦床弹起,离开蹦床时是成直立状态并一直保持,到达最高点后下落到接触蹦床时又快速下蹲并立即恢复直立,再次被蹦床弹起,达到更高点。忽略空气阻力,在此整个过程中,运动员的机械能__________,运动员从离开蹦床到下落接触蹦床的过程中,他的机械能__________。(均选填“守恒”或“不守恒”)4、(2017·江西样卷)如图所示,杂技演员表演时将蹬鼓竖直向上蹬起,蹬鼓上升过程中重力势能________(选填“增大”或“减小”),当蹬鼓竖直上升到最高点的瞬间,受到________个力(忽略空气阻力)。5、(2019·改编)如图甲所示,拉满弓将箭射出,是利用__________能来做功的。如图乙所示,运动员拉弦的手要戴上“护指”,是通过增大受力面积来____________。6、(2019·改编)如图为麻省理工学院的教授在课堂上演示的情景,教授将一个摆球从下巴处放手,结果摆球摆回时并没有砸到他的下巴,这是因为摆球在摆动的过程中部分机械能因为和空气摩擦转化为______能而导致摆球的机械能减少。这一过程__________(选填“符合”或“不符合”)能量的转化和守恒定律。第6题图7、(2019·易错)大山同学在中考体育考试中立定跳远跳出了218________(填适当的单位)的好成绩。小芳同学用60N的力投出的实心球在空中画了一条优美的弧线。若实心球重为20N,小芳投出了6.3m的距离,球最高点距地面2.6m,则球在空气中飞行的过程中,小芳对球所做的功为______J。二、选择题8、(2019·福建)2019年5月5日,中国国产航母首次舰载直升机起降,直升机减速下降靠近航母甲板的过程中()A、惯性变大 B、动能变小C、重力势能不变 D、机械能不变9、(2019·吉安一模)下列有关功和能的叙述,正确的是()A、小军搬石头没有搬动,搬石头的力对石头做了功B、在空中飞行的飞机,只具有重力势能C、“长征七号”火箭搭载“天舟一号”太空飞船发射升空的过程中,“天舟一号”太空飞船的机械能不变D、正常行驶的汽车比路旁行走的人的动能大10、(2019·盐城)小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上,他对课本所做功最接近于()A、0.02J B、0.2JC、2J D、20J11、(2019·长沙)下列关于功的说法正确的是()A、小明用力推发生故障的汽车而未推动时,推力对汽车做了功B、吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功C、足球在水平地面上滚动一段距离时,重力对足球做了功D、举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃做了功12、(2019·贵阳改编)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()第12题图A、整个过程只有重力在对小球做功B、小球在A、B两点具有的动能相同C、小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA>vB>vCD、小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能13、(2019·原创)2019年4月24日羽毛球亚洲锦标赛在武汉举行,谌龙在男单半决赛中以2比0战胜印度的普兰诺伊。如图是谌龙击球过网的瞬间,关于比赛中涉及的力学知识分析正确的是()第13题图A、羽毛球离开球拍上升过程中,谌龙对羽毛球做了功B、当羽毛球上升到最高点时,其动能为零C、羽毛球在空中运动过程中其机械能逐渐减小D、击球时,球拍对羽毛球的力和羽毛球对球拍的力是一对平衡力14、(2019·襄阳)在排球比赛中,小明把排球竖直向上抛出,排球在运动中动能E随时间t变化的图像最接近的是()15、如图所示是一位同学投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手,c点是铅球运动的最高点,不计空气阻力。在a到d的整个过程中,下列说法不正确的是()第15题图A、只有在a到b的过程中,该同学对铅球做了功B、在b到d的过程中,铅球的机械能先增加后减少C、在c到d的过程中,铅球的重力势能减少D、在a到d的过程中,铅球的运动状态在不断地变化16、(2019·聊城改编)2019年2月12日13时03分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星。如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点,它在大气层外运行,不受空气阻力,则下列说法正确的是()第16题图A、卫星从远地点运行到近地点,重力势能减小,动能增大,机械能守恒B、卫星从远地点运行到近地点,重力势能增大,动能减小,机械能守恒C、卫星从近地点运行到远地点,重力势能增大,机械能不守恒D、卫星从近地点运行到远地点,重力势能减小,动能减小,机械能不守恒17、(2019·南昌九年级第二次质量调研测试)如图所示为南昌市新华书店的卸书流程图,书从靠在车厢的木板顶端由静止加速下滑的过程中,以下说法正确的是()第17题图A、书的机械能不断增大B、木板对书的支持力没有做功C、书所受的重力做功越来越慢D、斜面的机械效率η≤1三、简答与计算题18、(2019·原创)如图是一则公益广告：现如今随着入住高楼的人们越来越多,高空抛物的现象也屡屡发生。高空抛物有非常大的危险性,一个鸡蛋从18楼抛下来就可以砸碎行人头骨。请从能量的角度解释高空落下的鸡蛋能砸伤人的原因。第18题图19、(2019·成都)成都IE在大力发展包括无人机在内的高新技术产业。快递行业的一些公司积极尝试无人机送货,如图所示。一架无人机载着货物沿竖直方向匀速上升5m,该货物质量为3.6kg、体积为2.4×10－3m3。(第19题图20、(2019·德州)我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600如图所示,该飞机蓄满水后总质量53.5t。为检测飞机性能,先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。在灭火测试中：飞机盘旋在火场上方150m处,将所蓄水分次投下,每次投水200kg,用时20s到达地面。在水面滑行测试中：飞机在水平面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s,飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106W。(ρ水＝1.0×103kg/m3,g第20题图(1)飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积；(2)每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率；(3)飞机在水面沿直线匀速滑行时,飞机所受的牵引力。21、(2017·宜宾)高速公路已广泛应用ETC收费系统,这种系统是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。如图所示是某高速公路入口处的ETC通道示意图。现有一辆总质量M＝1500kg的汽车,在进入ETC收费岛区域前s1＝50m处开始减速,经t1＝4s后运动至ETC收费岛(图中阴影区域)边界,然后再经t2＝6s匀速通过ETC收费岛,其长s2＝36m。不计车长,取g＝10N/kg。第21题图(1)求汽车的重力大小；(2)求汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小；(3)若汽车在ETC收费岛匀速行驶所受阻力为车重力的0.2倍,求汽车通过ETC收费岛牵引力所做的功和功率。四、实验与探究题22、(2019·吉安一模)小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与什么因素有关”的实验步骤如下：(1)将质量为m的小球从光滑斜面上的A处静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图甲所示。(2)将质量为m的小球从光滑斜面上的B处静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图乙所示。(3)将质量为2m的小球从光滑斜面上的B处静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,根据上述三次实验,回答下列问题：①实验中小球动能的大小是通过观察比较____________________________反映出来的,这里用到了物理学研究问题的一种________(选填“直接测量”“放大”或“转换”)方法；②为了探究动能的大小与物体运动速度的关系,应选用__________两个图来分析,并由此得出的实验结论是______________________________________；③分析乙、丙两图,得到的实验结论是______________________________；其中小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中,小球的__________能转化为________能。23、(2019·潍坊改编)某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时,猜测弹性势能可能与形变量x成正比,也可能与形变量的平方x2成正比。用如图(1)装置进行探究,将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上,刻度尺与杆平行,进行了如下操作：第23题图(1)①弹簧处于自由状态时,读出其上端距水平面的高度h0；②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端,竖直向下按压铁块,读出此时弹簧上端到水平面的高度h1；③释放小铁块,当铁块上升到最大高度时,读出铁块下端到水平面的高度h2；④改变弹簧的压缩长度,重复步骤②③,将测出的数据记录在表格中,并计算出弹簧的形变量x、形变量的平方x2和小铁块上升的距离Δh。实验次数h0/mh1/mh2/mx/mx2/m2Δh/m10.500.400.550.100.010.1520.500.300.900.200.040.6030.500.201.550.300.091.3540.500.152.000.350.121.85(1)实验中弹簧的形变量x＝______________(用所测物理量符号表示)；(2)本实验中,弹簧弹性势能大小是通过______来间接反映的；A、h1B、h2C、h2－h0D、h2－h(3)该同学根据表中数据分别做出Δh­x和Δh­x2图像,如图(2)甲、乙所示由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与__________________________成正比。1、(2019·改编)在自由下落过程中,物体运动速度会越来越快,一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知AB＝BC。如图所示,物体在AB段重力做功W1,做功功率P1；在BC段重力做功W2,做功功率P2,则W1______W2,P1______P2。(均选填“>”“<”或“＝”)2、(2019·抚州八校联考)甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的s­t图像如图所示。请根据图像判断两辆汽车的牵引力F甲________(选填“大于”“小于”或“等于”)F乙,两辆汽车的功率之比P甲∶P乙＝__________(空气阻力忽略不计)。第2题图3、(2019·成都改编)有一种叫“蹦极”的游戏,游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上,另一端固定在高处,从高处跳下。如图所示,图中a点是弹性绳自然下垂时的位置,c点是游戏者所到达的最低点。在游戏者由跳台至最低点c的过程中,空气阻力不计,下列说法正确的是()第3题图A、整个过程中游戏者在a点的动能最大B、整个过程中游戏者重力势能的减小量等于他的动能增加量C、游戏者在c点时受平衡力作用D、从a点下落到c点的过程,游戏者的动能先增大后减小4、(2019·易错)如图所示,水平地面G点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平向右5N的拉力F,物体经过E点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置,物体在EG段做匀速直线运动,则：()第4题图A、物体在EF段的速度大于GH段的速度B、物体在GK段受到的摩擦力等于5NC、拉力F在EF段所做的功大于在GH段所做的功D、拉力F在EF段的功率小于在GK段的功率5、(2019·德州)两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的路程－时间图像如图所示,根据图像,下列判断正确的是()第5题图A、两次物体运动的速度：v1<v2B、两次物体所受的拉力：F1>F2C、0～6s两次拉力对物体所做的功：W1>W2D、0～6s两次拉力对物体做功的功率：P1<P26、(2019·广州)如图所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q,OP段拉力F1为300N,F1做的功为W1,功率为P1,PQ段拉力F2为200N,F2做的功为W2,功率为P2,则()第6题图A、W1>W2 B、W1<W2 C、P1>P2 D、P1<P7、(2019·上饶广丰区模拟)(不定项)如图所示,质量为m的小球从静止下落,落在与A点等高处、竖直放置静止的轻弹簧上,到达与B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等,图中与C点等高处是小球到达的最低点(不计空气阻力)。下列说法正确的是()第7题图A、下落过程中,小球重力势能减小、动能增大、小球与弹簧机械能不守恒B、下落过程中,小球重力势能一直减小、动能先增大后减小、小球与弹簧机械能守恒C、到达C点时,小球的动能为零,受到的重力大于弹簧的弹力D、从B点到C点,小球重力势能与动能都减小,转化成弹性势能8、(2019·临川一中一模)课堂上老师运用单摆演示动能与重力势能的相互转化,小雨看到单摆小角度不停往复摆动。【提出问题】单摆小角度往复摆动一次的时间与哪些因素有关呢？【猜想与假设】猜想一：可能与摆球的质量有关；猜想二：可能与摆动的幅度有关；猜想三：可能与绳长有关。【制定计划与设计实验】为了验证猜想是否正确,他设计了如图所示的装置,用系有细线(线长L可调)的小球制作了一个单摆进行了如下探究(摆动角度均较小)：(1)如图甲所示,用细线系住一个小球,保持细线的长度一定,使小球从A点由静止释放,改变OA(O固定悬点)的连线与竖直方向的夹角θ以改变小球摆动的幅度,测出小球在AB间往复运动一次所用的时间t与θ的关系如下表所示,由此可得出摆球小角度重复摆动一次的时间与摆动的幅度________(选填“有关”或“无关”)。θ/度46810t/秒2.02.02.02.0(2)用细线系住一小球,改变细线的长度,使小球以较小的幅度在竖直面内CD之间摆动,用频闪相机(保持曝光时间间隔相等)拍摄小球由C运动至D的过程中的位置如图乙、丙所示(除C位置外,其余细线未画出),由此分析可知,单摆的摆长L越长,往复摆动一次的时间越______(选填“长”或“短”),由此可得出猜想______是正确的。【交流与应用】(3)由表中实验记录可知,单摆来回摆动一次时间较短,直接测量摆动一次的时间误差较大,为减小误差,应____________________________________。(4)生活中若摆钟走慢了,应如何调整钟摆的长度？____________。参考答案基础过关1、增大减小2.重力势能弹性势能3.不守恒守恒4.增大15.弹性势减小压强6.内符合7.cm08、B9.D10.C11.D12.C13.C14.A15.B16、A17.B18、答：高空中的鸡蛋具有很大的重力势能,下落过程中重力势能转化为动能,在落地前鸡蛋具有很大的动能,砸向行人时会造成较大的伤害。19、解：(1)货物的密度：ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(3.6kg,2.4×10－3m3)＝1.5×103kg/m3(2)提升货物所做的功：W＝Gh＝mgh＝3.6kg×10N/kg×5m＝180J20、解：(1)飞机蓄满水静止在水面上时受到的浮力：F浮＝G＝mg＝53.5×103kg×10N/kg＝5.35×105由F浮＝ρ液gV排得飞机蓄满水