中考物理功和机械能

第 1 页 共 29 页 功和机械能功和机械能 一 选择题 共一 选择题 共 15 小题 小题 1 小李同学先后用同样大小的力 F 使同一木箱分别在如图所示甲 乙 丙三个表面上沿 力的方向移动相同的距离 该力 F 在这三个过程中所做的功分别为 W甲 W乙 W丙 关 于做功大小的下列说法正确的是 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 2 如图所示 光滑斜面 AB AC 沿斜面 AB 和 AC 分别将同一重物从它们的底部拉到顶 部 所需拉力分别为 F1和 F2 所做的功分别为 W1和 W2 则 A F1 F2 W1 W2B F1 F2 W1 W2C F1 F2 W1 W2D F1 F2 W1 W2 3 关于功 功率 机械效率说法正确的是 A 功率越大 做功越快 机械效率越大 B 做功越少 功率越小 机械效率越小 C 功率越大 反映做功越快 与机械效率无关 D 机械效率越大 表明它做的功越多 4 如图所示 一名运动员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 下列说法正确的是 A 只有在 a 到 b 的过程中 运动员对铅球做了功 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的变化 第 2 页 共 29 页 5 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 则下列关系正确的是 A W1 W2 P1 P2B W1 W2 P1 P2 C W1 W2 P1 P2D W1 W2 P1 P2 6 如图是某运动员在水平地面上做俯卧撑时的情景 她的重心在 A 点 体重为 500N 设 地面对两个手掌的支持力为 F 在运动员身体撑起的过程中 A 支持力 F 一定不做功B 支持力 F 一定做功 C 支持力 F 500ND 支持力 F 500N 7 如图 用甲 乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度时 拉力做功的功 率为 P甲 P乙 机械效率分别为 甲 乙 不计绳重与摩擦 下列判断正确的是 A P甲 P乙 甲 乙B P甲 P乙 甲 乙 C P甲 P乙 甲 乙D P甲 P乙 甲 乙 8 如图甲所示 小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧 从小球刚接 触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中 得到小球的速度 v 和弹簧被压缩的长度 l 之间的关 系 如图乙所示 其中 b 为曲线最高点 不计空气阻力 弹簧在整个过程中始终发生弹性 形变 则小球 第 3 页 共 29 页 A 受到的弹力始终不变B 运动过程动能一直增大 C 运动过程机械能不变D 在 b 点时重力等于弹力 9 下列实例中 人对物体做功的是 A 学生背着书包在水平路面上匀速前进 B 人推车 车未动 C 足球被踢后 在草地上滚动一段距离 D 举重运动员将杠铃举起 10 如图所示 足球以初速度 v 沿着凹凸不平的草地从 a 运动到 d 足球 A 在 b d 两点动能相等 B 在 a d 两点动能一定相等 C 从 b 到 c 的过程机械能减少 D 从 c 到 d 的过程重力势能减少 11 如图所示 滑板运动员从高处平台的末端水平飞出 落在水平地面上 若不计空气阻 力 则运动员在下落过程中 A 重力势能转化为动能 机械能增大 B 重力势能转化为动能 机械能不变 C 动能转化为重力势能 机械能增大 D 动能转化为重力势能 机械能减小 12 如图所示 小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上 在小球接触弹簧到将弹簧压缩到 最短的整个过程中 忽略空气阻力 下列叙述中正确的是 A 小球所受弹簧的弹力始终比重力大 B 小球到达最低点时所受弹簧的弹力等于重力 C 小球的机械能在不断减少 D 小球的速度一直在减小 13 甲乙两个滑轮组如图所示 其中每一个滑轮的重量都相同 用它们分别将重物 G1 G2提高相同的高度 不计绳重和摩擦 下列说法正确的是 第 4 页 共 29 页 A 若 G1 G2 则拉力做的总功相同 B 若 G1 G2 则甲的机械效率大于乙的机械效率 C 若 G1 G2 则拉力做的有用功相同 D 用甲 乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物 机械效率不变 14 如图 用 F 20N 的水平推力推着重为 40N 的物体沿水平方向做直线运动 若推力 F 对物体做了 40J 的功 则在这一过程中 A 重力做的功一定为 40J B 物体一定受到 20N 的摩擦力 C 物体一定运动了 2mD 物体一定运动了 4m 15 如图所示是一种游戏 叫蹦极 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 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 对于游戏者由跳台至最低点的过程中 下列说法正确的是 A 游戏者的动能一直在增加 B 游戏者减少的重力势能全部转化为动能 C 游戏者通过 a 点之后 绳子具有弹性势能 D 游戏者到 c 点时 他的势能为零 二 填空题 共二 填空题 共 3 小题 小题 第 5 页 共 29 页 16 如图是皮球落地后弹跳过程中 每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片 A B 是同一 高度的两点 则 A 点的重力势能 B 点的重力势能 选填 大于 小于 或 等于 此过程中皮球的机械能 选填 增大 减小 或 不变 17 某工人在水平地面上 用 100N 水平推力以 0 5m s 的速度匀速推动重 500N 的物体 使它沿水平方向移动 10m 该过程中重力所做的功是 水平推力的功率是 W 18 如图甲所示 水平地面上的一物体 受到方向不变的水平推力 F 的作用 F 的大小与 时间 t 关系和物体速度 v 与时间 t 的关系如图乙所示 则第 2 秒末时 物体处于 状态 第 6 秒末到第 9 秒末 推力 F 做功是 J 三 解答题 共三 解答题 共 10 小题 小题 19 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直线运动 两次拉动木块得到的 s t 图象分别是图乙中的图线 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 F1 F2 P1 P2 均选填 或 20 如图所示是 探究物体动能的大小与什么因素有关 的实验装置 1 该实验利用了转换法 通过观察 来判断 选填 小球 或 木块 动能的大小 第 6 页 共 29 页 2 让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下 推动木块做功 目的是为了探究动能的大 小与 的关系 3 换用质量不同的小球 使它们从斜面的 选填 相同 或 不同 高度由 静止滚下 推动木块做功 目的是为了探究动能的大小与 的关系 21 图甲是从湖底打捞一个柱形物体的简化示意图 在打捞的过程中物体始终以 0 2m s 的 速度匀速竖直上升 图乙是打捞过程中拉力随时间变化的图象 其中 AB 段表示物体浸没 在水中时提升的过程 提升的高度为 h BC 段表示物体出水的过程 CD 段表示物体全部 露出水面后继续提升的过程 若忽略摩擦力和水的阻力 求 1 物体浸没在水中时被提升的高度 h 及在此过程中拉力所做的功 2 该物体浸没在水中时所受的浮力 22 一辆质量是 3 5 103kg 的汽车不慎陷入泥泞地面 汽车司机组织人们用如图的滑轮组 将汽车拖出 已知整个过程中 水平拉力 F 是 1 103N 汽车沿水平方向匀速移动了 2m 滑轮组的机械效率为 90 求 1 拉力 F 做的总功 2 有用功为多大 3 汽车受到的阻力大小 23 小宇用如图所示的装置探究 动能的大小与哪些因素有关 实验步骤如下 1 将质量为 m 的小球从光滑斜面的 A 处由静止释放 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 的小球从光滑斜面的 B 处由静止释放 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 的小球从光滑斜面的 B 处由静止释放 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 如图丙所示 根据上述三次实验 回答下列问题 第 7 页 共 29 页 通过观察比较 就可以反映小球动能的大小 这里用到的物理学研究问题的 方法是 法 选填 直接测量 放大 或 转换 为探究动能大小与物体运动速度的关系 应选用 两个图来分析 分析乙 丙两图 得到的实验结论是 24 小亮的体重为 600 牛顿 他想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动的功率 他用 尺量出握拳时手臂的长度为 0 65m 并测出自己连续拉上去 5 次的时间为 10s 如图所示 请计算 1 小亮在这段时间内克服重力所做的功为多少 2 小亮做引体向上运动的功率为多大 25 风车是利用风力做功的装置 小明制作了一架小风车 他想粗略测定风车在一定风速 下做功的功率 实验装置如图所示 1 观察实验装置 小明是通过测量细线对 做功的功率来测定风车做功的功 率 2 除了图中的实验器材 还必需的测量工具有 天平 和 3 实验时 逐渐增加挂在细线下的回形针数量 直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为 止 若测得回形针匀速上升的高度 h 所用的时间 t 回形针的总质量 m 则风车做功的功 率 P 表达式中的物理量均用符号表示 4 如果选用较粗重的线做实验 则与选用较细的线相比 测得风车的功率值偏 风车做功过程中 回形针获得了动能和 能 第 8 页 共 29 页 26 用如图甲所示的滑轮组提升物体 M 已知被提升的物体 M 重为 760N 卷扬机加在绳 子自由端的拉力 F 将物体 M 以 0 5m s 的速度匀速提升到 10m 的高度 拉力做的功 W 随时 间 t 的变化图象如图乙所示 不计钢丝绳的重 摩擦力大小 求 1 滑轮组提升重物所做的有用功是多少 2 滑轮组提升重物的机械效率是多少 3 动滑轮的重力是多少 27 建筑工地上 施工人员用起重机吊起建筑材料 如图所示 每件材料重均为 3000N 施工台距离地面的高度 h 为 3m 起重机沿竖直方向匀速提升一件材料时 钢绳的拉力 F 为 2000N 不计钢绳重和摩擦 求 1 起重机提升一件材料时 对材料做的有用功是多少 2 滑轮组在提升这件材料时的机械效率是多大 3 在施工安全的前提下 为了加快施工进度 起重机同时将两件材料在 15s 内匀速提到 施工台上 求钢绳自由端拉力 F 的功率是多大 28 如图甲所示 是设计的 探究小球的重力势能大小与哪些因素有关 的实验装置 其中 AB 是四分之一光滑圆弧轨道 BC 是粗糙的水平面 木块初始静止在 B 点 让小球从距水 平面高 h 处由静止释放 小球刚好能沿着过 A 点的切线方向进入圆弧轨轨道 然后与木块 发生碰撞 木块运动一段距离后最终停下来 小球可认为是光滑的 如圈乙所示 是实验 过程中的三个步骤其中小球质量 m1 m2 m3 小球由静止释放的位置距水平面的高度 h1 h2 h3 第 9 页 共 29 页 在小球由静止释放到即将与木块碰撞的过程中 小球的重力势能转化为小球的 通过观察 来比较小球的重力势能的大小 歩骤一 歩骤二是探究小球的重力势能大小与 关系 步骤二 步骤三是探究小球的重力势能大小与 的关系 第 10 页 共 29 页 功和机械能中能难度教师版本功和机械能中能难度教师版本 参考答案与试题解析参考答案与试题解析 一 选择题 共一 选择题 共 15 小题 小题 1 2014 永州 小李同学先后用同样大小的力 F 使同一木箱分别在如图所示甲 乙 丙 三个表面上沿力的方向移动相同的距离 该力 F 在这三个过程中所做的功分别为 W甲 W 乙 W丙 关于做功大小的下列说法正确的是 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 考点 功的大小比较 菁优网版权所有 专题 功 功率 机械效率 分析 物理中 功的大小等于力与在力的方向上通过的距离的乘积 即 W Fs 解答 解 一个人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 点评 深入理解功的大小的计算方法 是解答此题的关键 2 2014 菏泽 如图所示 光滑斜面 AB AC 沿斜面 AB 和 AC 分别将同一重物从它们 的底部拉到顶部 所需拉力分别为 F1和 F2 所做的功分别为 W1和 W2 则 A F1 F2 W1 W2B F1 F2 W1 W2C F1 F2 W1 W2D F1 F2 W1 W2 考点 功的大小比较 菁优网版权所有 专题 机械与功 分析 1 斜面光滑说明摩擦力为 0 即使用光滑的斜面没有额外功 无论是沿斜面 BA 还是 CA 匀速拉同一物体 由于其高度相同 由功的原理可知沿斜面所做的功都等于不用 机械而直接用手所做的功 从而可以判断出两次做的功 W1和 W2的大小关系 2 知道斜面长的大小关系 利用 W FL 比较拉力关系 第 11 页 共 29 页 解答 解 1 斜面光滑说明摩擦力为 0 即使用光滑的斜面没有额外功 则把同一物 体沿斜面 BA 和 CA 分别拉到顶端 A h 相同 由 W Gh 可知两次做的功相同 即 W1 W2 2 根据图示可知 LBA LCA 而 W1 W2 由 W FL 可知 FBA FCA 即 F1 F2 故选 A 点评 本题考查斜面的省力情况 物体做功大小的判断 关键是知道接触面光滑 摩擦 力为 0 使用任何机械都不省功 也可以利用斜面倾斜角度越大 越费力 来判断两次拉 力的大小关系 3 2014 巴中 关于功 功率 机械效率说法正确的是 A 功率越大 做功越快 机械效率越大 B 做功越少 功率越小 机械效率越小 C 功率越大 反映做功越快 与机械效率无关 D 机械效率越大 表明它做的功越多 考点 功 机械效率 功率的概念 菁优网版权所有 专题 功 功率 机械效率 分析 根据功 功率 机械效率的关系分析 功率是单位时间内做的功的多少 是表示 做功快慢的物理量 机械效率是有用功与总功的比值 解答 解 功率是单位时间内做的功的多少 是表示做功快慢的物理量 功率大小与做 功多少和时间有关 机械效率是有用功与总功的比值 A 功率大 说明做功快 但不能说明机械效率越大 故 A 错误 B 功率大小与做功多少和时间无关 做功少 功率不一定小 机械效率不一定小 故 B 错误 C 功率越大 反映做功越快 与机械效率无关 故 C 正确 D 机械效率越大 说明有用功与总功的比值大 做功不一定多 故 D 错误 故选 C 点评 本题考查了功 功率 机械效率的关系 功率由功和时间共同决定 机械效率由 有用功和总功共同决定 4 2015 呼和浩特 如图所示 一名运动员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 下列说法正确的是 A 只有在 a 到 b 的过程中 运动员对铅球做了功 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的变化 考点 力是否做功的判断 动能和势能的大小变化 菁优网版权所有 专题 应用题 功 功率 机械效率 机械能及其转化 分析 1 此题要依据做功的两个条件 一是物体要受力的作用 二是物体要在力的方 向上通过一定的距离 看在不同阶段是否具备这两个条件 若具备就做功 否则不做功 第 12 页 共 29 页 2 影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度 影响重力势能的因素是物体的 质量和物体的高度 其中动能和势能统称为机械能 3 运动状态改变包括运动快慢的改变和运动方向的改变 解答 解 A 在 a 到 b 的过程中 运动员对铅球有一个推力的作用且铅球在推力作用 下移动了一段距离 所以在这个阶段 运动员对铅球做了功 铅球离开手 由于惯性继续 运动 所以手就不做功了 故 A 正确 B 在 b 到 d 的过程中 由于不计空气阻力 所以铅球的机械能不变 故 B 错误 C 在 c 到 d 的过程中 铅球的质量不变 高度减小 故重力势能减小 故 C 正确 D 在 a 到 d 的过程中 铅球的运动方向和运动快慢都发生了改变 所以运动状态是在不 断变化的 故 D 正确 故选 ACD 点评 该题考查了是否做功的判断 机械能的变化 重力势能大小影响因素和运动状态 改变的理解 是一道综合题 5 2014 咸宁 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 则下列关系正确的是 A W1 W2 P1 P2B W1 W2 P1 P2 C W1 W2 P1 P2D W1 W2 P1 P2 考点 功的大小比较 功率大小的比较 菁优网版权所有 专题 功 功率 机械效率 分析 已知 AB BC 根据 W Gh 可知这两段物体做的功相等 因小球在自由下落时做 加速下落运动 所以根据速度公式可知经过相同路程的时间关系 再根据功率公式得出它 们的功率关系 解答 解 AB BC 根据 W Gh 可知 物体在 AB 段和 BC 段做的功相等 即 W1 W2 小球在自由下落时做加速运动 根据 t 可知 小球在 BC 段运动的时间短 根据公式 P 可知 物体在 AB 段重力做功功率小于 BC 段重力做功功率 即 P1 P2 故选 D 点评 本题考查了做功公式 功率公式的灵活运用 关键是知道自由下落物体的运动是 加速下落 6 2014 娄底 如图是某运动员在水平地面上做俯卧撑时的情景 她的重心在 A 点 体 重为 500N 设地面对两个手掌的支持力为 F 在运动员身体撑起的过程中 第 13 页 共 29 页 A 支持力 F 一定不做功B 支持力 F 一定做功 C 支持力 F 500ND 支持力 F 500N 考点 力是否做功的判断 杠杆的平衡条件 菁优网版权所有 专题 应用题 简单机械 功 功率 机械效率 分析 1 做功的条件是 作用在物体上有力 沿力的方向有一段位移 2 当动力臂大于阻力臂时 此时是省力杠杆 即动力小于阻力 解答 解 分析该题能看出 当运动员身体撑起的过程中 支持力是向上的 且沿向上 的方向有一段距离 故支持力一定做了功 同时在上述过程中 人的脚与地面的接触点是支点 重力相当于阻力 支持力相当于动力 故此时的动力臂大于阻力臂 故此时动力应该小于阻力 即支持力小于重力 即支持力 F 500N 故选 B 点评 知道做功的条件 并能结合杠杆的平衡条件分析判断是解决该题的关键 7 2014 来宾 如图 用甲 乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度时 拉力做功的功率为 P甲 P乙 机械效率分别为 甲 乙 不计绳重与摩擦 下列判断 正确的是 A P甲 P乙 甲 乙B P甲 P乙 甲 乙 C P甲 P乙 甲 乙D P甲 P乙 甲 乙 考点 功率大小的比较 滑轮 组 的机械效率 菁优网版权所有 专题 功 功率 机械效率 分析 不计绳重与摩擦 用甲 乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度 h 时 根据 W Gh 分析拉力做的功 然后根据 P 分析两者拉力功率之间的关系 根据 W Gh 可知两者所做有用功相同 根据 100 分析总功之间的关系即可判断机械 效率之间的关系 解答 解 不计绳重与摩擦 用甲 乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同 高度 h 时 甲图是定滑轮 拉力做的功为克服物体重力做的功 W甲 Gh 乙图是动滑轮 拉力做的功为克服物体重力和动滑轮重力做的功 W乙 G G动 h 第 14 页 共 29 页 由 P 可知 P甲 P乙 故 AD 不正确 因甲乙两装置所做的有用功相等 所以 由 100 可知 乙做的总功多 机械效率小 即 甲 乙 故 B 正确 C 不正确 故选 B 点评 本题考查了拉力功率和机械效率的大小关系 分析拉力做的功和有用功是关键 8 2015 福州 如图甲所示 小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹 簧 从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中 得到小球的速度 v 和弹簧被压缩的 长度 l 之间的关系 如图乙所示 其中 b 为曲线最高点 不计空气阻力 弹簧在整个过程 中始终发生弹性形变 则小球 A 受到的弹力始终不变B 运动过程动能一直增大 C 运动过程机械能不变D 在 b 点时重力等于弹力 考点 动能和势能的大小变化 菁优网版权所有 专题 压轴题 机械能及其转化 分析 由图象可知 小球速度先变大 后变小 弹簧发生形变从而产生弹力 弹力的大 小与弹簧的弹性形变程度有关 机械能是动能和势能的统称 动能与物体的质量和速度有关 在运动过程中小球受重力与弹簧的弹力 当两力大小相等时 小球速度最大 此时弹力与 重力是一对平衡力 解答 解 A 小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧 从小球刚接触到弹簧到 将弹簧压缩最短的过程中 弹簧形变程度逐渐变大 所以小球受到弹力也逐渐变大 故 A 错误 B 由图象可知 小球速度先变大 后变小 小球质量不变 所以小球动能先变大 后变 小 故 B 错误 C 小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧 此过程中小球的机械能 转化为弹簧的弹性势能 所以小球的机械能变小 故 C 错误 D 在小球向下运动过程中 受竖直向上的弹簧的弹力 竖直向下的重力 开始时 重力 大于弹力 合力向下 小球速度越来越大 随弹簧压缩量的增大 弹力越来越大 当弹力与重力相等时 两力是一对平衡力 合力为 零 小球再向下运动 弹力大于重力 合力向上 小球速度减小 由此可见 当重力 G 与 弹力 F 是一对平衡力时 小球速度最大 故 D 正确 故选 D 第 15 页 共 29 页 点评 本题考查了弹力 动能和能量转化以及运动和力关系等问题 解题的关键要读懂 图 由图获取弹簧压缩量 小球速度变化的信息分析小球的运动过程 分析弹力的变化情 况 9 2014 无锡 下列实例中 人对物体做功的是 A 学生背着书包在水平路面上匀速前进 B 人推车 车未动 C 足球被踢后 在草地上滚动一段距离 D 举重运动员将杠铃举起 考点 力是否做功的判断 菁优网版权所有 专题 功 功率 机械效率 分析 做功的两个必要因素 作用在物体上的力 物体在力的方向上通过的距离 二者 缺一不可 解答 解 A 学生背着书包在水平路面上匀速前进 有力存在但力的方向上无移动的 距离 不符合做功的两个必要因素 故 A 错误 B 人推车 车未动 有力无距离 人用的力不符合做功的两个必要因素 故 B 错误 C 人足球被踢后 由于惯性在草地上滚动一段距离 此时人没有力作用在足球上 所以 人没有对足球做功 不符合做功的两个必要因素 故 C 错误 D 将杠铃举起 有力有距离 并且力和距离相互对应 所以符合题意 故 D 正确 故选 D 点评 本题考查了力是否做功的判断方法 10 2015 眉山模拟 如图所示 足球以初速度 v 沿着凹凸不平的草地从 a 运动到 d 足 球 A 在 b d 两点动能相等 B 在 a d 两点动能一定相等 C 从 b 到 c 的过程机械能减少 D 从 c 到 d 的过程重力势能减少 考点 动能和势能的大小变化 菁优网版权所有 专题 机械能及其转化 分析 1 动能大小跟质量 速度有关 质量一定时 速度越大 动能越大 速度一定 时 质量越大 动能越大 2 足球和草地之间存在摩擦力 克服摩擦做功 机械能转化为内能 机械能不断减小 内能增大 3 重力势能大小跟质量 高度有关 质量一定时 高度越高 重力势能越大 高度一定 时 质量越大 重力势能越大 解答 解 A 足球在 b 点时 足球有一定的速度 足球具有一定的动能 动能不为零 足球在 d 点时 足球速度为零 足球动能为零 不符合题意 B 足球在 a 点时 足球有一定的速度 足球具有一定的动能 动能不为零 足球在 d 点 时 足球速度为零 足球动能为零 不符合题意 C 足球从 b 到 c 的过程中 足球和草地之间存在摩擦力 克服摩擦做功 机械能转化 为内能 机械能不断减小 符合题意 第 16 页 共 29 页 D 足球从 c 到 d 的过程中 足球质量不变 高度增大 重力势能不断增大 不符合题 意 故选 C 点评 机械能大小可以根据机械能 动能 势能中动能和势能的变化来判断机械能的变化 也可以看机械能是否和其它形式的能发生转化来判断 11 2014 南宁 如图所示 滑板运动员从高处平台的末端水平飞出 落在水平地面上 若不计空气阻力 则运动员在下落过程中 A 重力势能转化为动能 机械能增大 B 重力势能转化为动能 机械能不变 C 动能转化为重力势能 机械能增大 D 动能转化为重力势能 机械能减小 考点 动能和势能的大小变化 菁优网版权所有 专题 机械能及其转化 分析 动能大小与质量和速度有关 重力势能的大小与质量和高度有关 解答 解 不计空气阻力 运动员在下落过程中质量不变 速度增大 高度减小故重力 势能减小动能增大 重力势能转化为动能 机械能不变 故选 B 点评 此题考查了动能和势能的转化 要注意不考虑空气阻力机械能守恒 12 2015 武汉校级模拟 如图所示 小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上 在小球接 触弹簧到将弹簧压缩到最短的整个过程中 忽略空气阻力 下列叙述中正确的是 A 小球所受弹簧的弹力始终比重力大 B 小球到达最低点时所受弹簧的弹力等于重力 C 小球的机械能在不断减少 D 小球的速度一直在减小 考点 动能和势能的大小变化 机械能 菁优网版权所有 专题 机械能及其转化 分析 1 小球自由落下 接触弹簧时有竖直向下的速度 接触弹簧后 弹簧被压缩 弹簧的弹力随着压缩的长度的增大而增大 以小球为研究对象 开始阶段 弹力小于重力 合力竖直向下 与速度方向相同 小球做加速运动 合力减小 当弹力大于重力后 合力 竖直向上 小球做减速运动 合力增大 2 从小球的机械能的变化的角度进行分析 第 17 页 共 29 页 解答 解 A B D 因为小球一直在压缩弹簧 弹簧的形变量 x 在增大 根据 F kx 可知 弹簧弹 力一直在增大 以小球为研究对象 开始阶段 弹力小于重力 合力竖直向下 与速度方 向相同 小球做加速运动 速度变大 且合力减小 当弹力大于重力后 合力竖直向上 小球做减速运动 合力增大 当小球到达最低端时 小球受到向上的合力最大 即弹力大 于重力 故三个选项都是错误的 C 小球在下降过程中 由于摩擦力 有一部分机械能会变成内能 故机械能是始终减小 的 故正确 故选 C 点评 小球在下降过程中 小球的重力不变 弹簧的形变越来越大 弹力是逐渐增大 的 开始时弹力小于重力 后来弹力等于重力 后来弹力大于重力 这点学生总容易发生 错误 13 2014 长沙 甲乙两个滑轮组如图所示 其中每一个滑轮的重量都相同 用它们分别 将重物 G1 G2提高相同的高度 不计绳重和摩擦 下列说法正确的是 A 若 G1 G2 则拉力做的总功相同 B 若 G1 G2 则甲的机械效率大于乙的机械效率 C 若 G1 G2 则拉力做的有用功相同 D 用甲 乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物 机械效率不变 考点 功的大小比较 机械效率的大小比较 菁优网版权所有 专题 应用题 功 功率 机械效率 分析 解决此题的关键是搞清有用功 额外功 总功之间的关系 并能比较出甲乙两图 中所做额外功的大小关系 并能根据公式 分析机械效率大小关系 解答 解 A 甲滑轮组中有一个动滑轮 乙滑轮组中有两个动滑轮 所以若把物体提 升相同的高度 乙滑轮组做的额外功多 若 G1 G2 把物体提升相同的高度 则根据 W Gh 可知甲乙所做的有用功相同 总功 有用功 额外功 故 A 错误 B 若 G1 G2 甲乙所做的有用功相同 乙做的总功大于甲做的总功 根据 甲 的机械效率大于乙的机械效率 故 B 正确 第 18 页 共 29 页 C 若 G1 G2 物体提升相同的高度 则根据 W Gh 可知 甲所做的有用功大于乙所做的 有用功 故 C 错误 D 用同一个滑轮组提起不同的重物 所做的额外功不变 有用功发生变化 所以有用功 在总功中的比值发生变化 所以机械效率变 所以 D 错误 故选 B 点评 此题通过变化有用功或总功来改变机械效率 若有用功相同 额外功越多 机械 效率越低 否则越高 若额外功相同 有用功越多 机械效率越高 否则越低 14 2014 泰安 如图 用 F 20N 的水平推力推着重为 40N 的物体沿水平方向做直线运 动 若推力 F 对物体做了 40J 的功 则在这一过程中 A 重力做的功一定为 40J B 物体一定受到 20N 的摩擦力 C 物体一定运动了 2mD 物体一定运动了 4m 考点 功的计算 二力平衡条件的应用 菁优网版权所有 专题 功 功率 机械效率 分析 已知推力的大小和做功的多少 根据 s 可求出物体在水平方向运动的距离 解答 解 1 物体在重力的方向没有移动距离 故重力做的功为 0 故 A 错误 2 用 F 20N 的水平推力推着重为 40N 的物体沿水平方向做直线运动 没有说是匀速直 线运动 故摩擦力不一定是 20N 故 B 错误 3 由 W Fs 可得 物体沿水平方向运动的距离 s 2m 故 C 正确 D 错误 故选 C 点评 本题考查了学生对功的公式的了解与掌握 注意做功时两个必要因素 力和距离 方向的一致性 易错点 15 2015 黄冈校级自主招生 如图所示是一种游戏 叫蹦极 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 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 对于游戏者由跳台至最低点的过程中 下列说法正确的是 A 游戏者的动能一直在增加 第 19 页 共 29 页 B 游戏者减少的重力势能全部转化为动能 C 游戏者通过 a 点之后 绳子具有弹性势能 D 游戏者到 c 点时 他的势能为零 考点 动能和势能的转化与守恒 菁优网版权所有 专题 机械能及其转化 分析 1 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 高度 质量越大 高度越高 重力势能越大 3 弹性势能大小的影响因素 弹性形变的大小 发生弹性形变的难易程度 形变越大 弹性势能越大 解答 解 A 在到达 a 点之间 游戏者的重力势能转化为动能 动能逐渐增加 过 a 点后游戏者的动能 重力势能逐渐转化成弹性势能 所以动能开始减小 故整个过程中 动能是先增加后减小 故 A 说法错误 B 从跳台至 a 点的过程中 减小的重力势能全部转化为动能 从 a 点至 c 点的过程中 减 小的重力势能将全部转化弹性势能 同时 动能也全部转化成弹性势能 故 B 说法错误 C 游戏者通过 a 点后 绳子逐渐被拉长 具有弹性势能 故 C 说法正确 D 游戏者到达 C 点时处于静止状态 由于还具有一定的高度 所以势能不为零 故 D 说 法错误 故答案为 C 点评 该题考查了动能 重力势和弹性势能之间的变化 其中弹性势能的变化 关键看 弹性形变的大小 形变越大 弹性势能越大 二 填空题 共二 填空题 共 3 小题 小题 16 2014 绥化 如图是皮球落地后弹跳过程中 每隔相等时间曝光一次所拍摄的照 片 A B 是同一高度的两点 则 A 点的重力势能 等于 B 点的重力势能 选填 大于 小于 或 等于 此过程中皮球的机械能 减小 选填 增大 减小 或 不变 考点 动能和势能的大小变化 菁优网版权所有 专题 应用题 机械能及其转化 分析 1 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 2 机械能等于动能和势能之和 不计阻力 机械能守恒 解答 解 据图可知 皮球位于 A B 两点时 其质量不变 高度相等 故其所具有的 重力势能相等 同时据图能 看出 该过程中 皮球被反弹的高度逐渐变小 即说明在反弹过程中有一部分 机械能转化成了内能 故该过程中的机械能是减小的 故答案为 等于 减小 点评 本题考查重力势能的影响因素 机械能和内能的转化等知识点 是一道基础题 第 20 页 共 29 页 17 2014 雅安 某工人在水平地面上 用 100N 水平推力以 0 5m s 的速度匀速推动重 500N 的物体 使它沿水平方向移动 10m 该过程中重力所做的功是 0J 水平推力的功 率是 50 W 考点 功的计算 功率的计算 菁优网版权所有 专题 功 功率 机械效率 分析 1 做功的必要因素 一是作用在物体上的力 二是在力的方向上通过的距离 据此判断重力是否做功 2 知道物体匀速运动的速度 利用 P Fv 求水平推力的功率 解答 解 1 由于物体水平移动 在重力的方向上没有移动距离 所以重力不做功 即重力做功为 0J 2 水平推力的功率 P Fv 100N 0 5m s 50W 故答案为 0J 50 点评 本题考查了功和功率的计算 易错点在第一问 判断重力不做功是关键 18 2013 安顺 如图甲所示 水平地面上的一物体 受到方向不变的水平推力 F 的作用 F 的大小与时间 t 关系和物体速度 v 与时间 t 的关系如图乙所示 则第 2 秒末时 物体处于 静止 状态 第 6 秒末到第 9 秒末 推力 F 做功是 24 J 考点 功的计算 变速运动与平均速度 菁优网版权所有 专题 压轴题 图析法 分析 因为第二秒末物体的速度为 0 所以物体静止 根据图乙可以看出 6 秒到 9 秒作 用在物体上的力是 4N 并且在这段时间内物体在做匀速直线运动 速度为 2m s 再利用 公式 W FS 求出推力所做的功 解答 解 从图乙可以看出物体速度为 0 所以物体静止 从图乙可以看出 6s 9s 这段时间中 F 4N V 2m s 利用功的计算公式得 W FS 4N 2m s 3s 24J 故答案为 静止 24J 点评 本类型题的关键是会分析题目中提供的图示 三 解答题 共三 解答题 共 10 小题 小题 19 2014 苏州 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 做直线运动 两次拉动木块得到的 s t 图象分别是图乙中的图线 两次对应的弹簧 第 21 页 共 29 页 测力计示数分别为 F1 F2 两次拉力的功率分别为 P1 P2 则 F1 F2 P1 P2 均选填 或 考点 功率大小的比较 菁优网版权所有 专题 功 功率 机械效率 分析 1 弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速直线运动时 水平方向上木块受到拉力 和滑动摩擦力作用 拉力和滑动摩擦力是一对平衡力 2 滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关 3 根据 P Fv 判断拉力的功率 解答 解 1 木块两次都进行匀速直线运动 拉力等于滑动摩擦力 滑动摩擦力相等 拉力 F 相等 即 F1 F2 2 从图象中可以判断出 第 次的运动速度 v 较小 根据公式 P Fv 当拉力相等时 速度越大 拉力的功率越大 即 P1 P2 故答案为 点评 本题通过图象可以判断木块进行匀速直线运动 匀速直线运动的物体受到平衡力 作用 根据平衡力条件判断拉力和滑动摩擦力大小关系 根据 P Fv 判断功率大小的变 化 20 2014 兰州 如图所示是 探究物体动能的大小与什么因素有关 的实验装置 1 该实验利用了转换法 通过观察 木块移动的距离 来判断 小球 选填 小球 或 木块 动能的大小 2 让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下 推动木块做功 目的是为了探究动能的大 小与 速度 的关系 3 换用质量不同的小球 使它们从斜面的 相同 选填 相同 或 不同 高度由静止 滚下 推动木块做功 目的是为了探究动能的大小与 质量 的关系 考点 探究影响物体动能大小的因素 菁优网版权所有 专题 探究型实验综合题 分析 1 本实验通过比较小球推动木块运动距离的大小 判断小球动能的大小 2 动能大小跟质量和速度有关 在探究动能大小跟速度关系时 控制质量大小不变 3 动能大小跟质量和质量有关 在探究动能大小跟质量关系时 控制质量速度不变 解答 解 1 实验中 通过小球推动木块运动距离的大小来反映小球动能的大小 2 实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关 若探究速度对动能的影响 应使小球 的质量相同 速度不同 所以需使同一小球的小车从斜面的不同高度由静止滑下 第 22 页 共 29 页 3 若探究质量对动能的影响 应使小球的速度相同 质量不同 所以需使质量部相同的 小球从斜面的同高度由静止滑下 故答案为 1 木块移动的距离 小球 2 速度 3 相同 质量 点评 掌握影响动能大小的影响因素 利用控制变量法和转换法 探究动能大小跟各因 素之间的关系 21 2014 沈阳 图甲是从湖底打捞一个柱形物体的简化示意图 在打捞的过程中物体始 终以 0 2m s 的速度匀速竖直上升 图乙是打捞过程中拉力随时间变化的图象 其中 AB 段 表示物体浸没在水中时提升的过程 提升的高度为 h BC 段表示物体出水的过程 CD 段 表示物体全部露出水面后继续提升的过程 若忽略摩擦力和水的阻力 求 1 物体浸没在水中时被提升的高度 h 及在此过程中拉力所做的功 2 该物体浸没在水中时所受的浮力 考点 功的计算 浮力大小的计算 菁优网版权所有 专题 浮力 功 功率 机械效率 分析 1 已知 AB 段表示物体浸没在水中时提升的过程 提升的高度为 h 由图象得 t 50s 利用速度公式变形可求得物体浸没在水中时被提升的高度 h 由图象可知 F 350N 利用 W Fs 可求得在此过程中拉力所做的功 2 由图象可知 物体的重力为 400N 浸没在水中时的拉力为 350N 然后利用 F浮 G F 可求得该物体浸没在水中时所受的浮力 解答 解 1 由图象得 t 50s F 350N 由得 h s vt 0 2m s 50s 10m W Fs Fh 350N 10m 3500J 2 分析图象可得 F 400N 匀速上升 G F 400N F浮 G F 400N 350N 50N 答 1 物体浸没在水中时被提升的高度 h 为 10m 在此过程中拉力所做的功为 3500J 2 该物体浸没在水中时所受的浮力为 50N 点评 本题考查了学生对速度公式 功的计算公式 浮力大小的计算等多个知识点 难 度不大 关键是读懂图象提供的信息 22 2014 泰安 一辆质量是 3 5 103kg 的汽车不慎陷入泥泞地面 汽车司机组织人们用 如图的滑轮组将汽车拖出 已知整个过程中 水平拉力 F 是 1 103N 汽车沿水平方向匀速 移动了 2m 滑轮组的机械效率为 90 求 第 23 页 共 29 页 1 拉力 F 做的总功 2 有用功为多大 3 汽车受到的阻力大小 考点 功的计算 滑轮组绳子拉力的计算 菁优网版权所有 专题 功 功率 机械效率 分析 1 已知作用在动滑轮上的绳子股数和汽车移动的距离 根据 s nh 可以得到绳子 末端移动的距离 根据公式 W Fs 求出拉力做的功 2 知道拉力做的总功和机械效率 求出拉力做的有用功 3 再根据公式 W Fs 求出对车的拉力 F 因为汽车做的是匀速运动 所以汽车受的拉力 和阻力是一对平衡力 大小相等 解答 解 1 拉力移动的距离 s nh 3 2m 6m 拉力做的功 W总 Fs 1 103N 6m 6 103J 2 由于 100 则拉力做的有用功 W有用 W总 6 103J 90 5 4 103J 3 W Fs 则滑轮组对汽车的拉力 F 2 7 103N 汽车做的是匀速运动 所以汽车受的拉力和阻力是一对平衡力 大小相等 所以汽车受的阻力 f F 2 7 103N 答 1 拉力做的功为 6 103J 2 有用功为 5 4 103J 3 汽车所受的水平阻力为 2 7 103N 点评 此题主要考查的是学生对功和功率计算公式及其变形公式的熟练运用和掌握 此 题中物体沿水平方向运动 知道克服摩擦力做的功是有用功 与物体重力 竖直方向 没 有关系是解决此题的关键 23 2014 绥化 小宇用如图所示的装置探究 动能的大小与哪些因素有关 实验步骤如 下 1 将质量为 m 的小球从光滑斜面的 A 处由静止释放 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 第 24 页 共 29 页 2 将质量为 m 的小球从光滑斜面的 B 处由静止释放 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 的小球从光滑斜面的 B 处由静止释放 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 如图丙所示 根据上述三次实验 回答下列问题 通过观察比较 木块被推动的距离 就可以反映小球动能的大小 这里用到的物理学研 究问题的方法是 转换 法 选填 直接测量 放大 或 转换 为探究动能大小与物体运动速度的关系 应选用 甲 乙 两个图来分析 分析乙 丙两图 得到的实验结论是 速度相同时 物体质量越大 动能越大 考点 探究影响物体动能大小的因素 菁优网版权所有 专题 探究型实验综合题 分析 1 探究物体动能大小与哪些因素有关的实验中 小球动能的大小是通过小球对 外做功的多少来体现 实验中通过观察木块被小球推开的距离反映做功的多少 2 动能的决定因素有两个 质量和速度 根据控制变量法的思路 去分析解决 解答 解 1 探究物体动能大小与哪些因素有关时 物体动能的大小无法直接体验 所以通过小球对木块外做功的多少来体现小球动能的多少 即通过木块被推动的距离来判 断小球动能的大小 所用方法为转换法 2 动能的大小与质量和速度有关 若要探究动能的大小与质量的关系 需控制小球的速 度相同 质量不同 所以应选质量不同的两个小球 又因为小球起始点的高度越高 到水 平面的速度越大 为了使得两球到水平面的速度相同 应该使两球在斜面的相同高度滚下 来 所以要探究动能的大小与质量的关系 应通过图中甲 乙两次实验进行对比 3 分析乙 丙两图 小球释放的位置相同 到达水平面时 初速度相同 当两球的质量 不同 丙图中小球质量大 木块被推动的距离大 说明丙图中小球的动能大 故可以得出 初步结论是 速度相同时 物体质量越大 动能越大 故答案为 1 木块被推动的距离 转换 2 甲 乙 3 速度相同时 物体质量越大 动能越大 点评 动能的决定因素有两个 质量和速度 要研究物体的动能与物体的质量和速度的 关系时 要从控制变量法的思路入手分析 注意解本题时 要把握图中的相同点与不同 点 24 2015 鄂州模拟 小亮的体重为 600 牛顿 他想粗略地测算自己在单杠上做引体向上 运动的功率 他用尺量出握拳时手臂的长度为 0 65m 并测出自己连续拉上去 5 次的时间 为 10s 如图所示 请计算 1 小亮在这段时间内克服重力所做的功为多少 2 小亮做引体向上运动的功率为多大 第 25 页 共 29 页 考点 功的计算 功率的计算 菁优网版权所有 专题 功 功率 机械效率 分析 1 已知该同学的体重 向上移动的距离和做功的次数 利用