沪粤版九年级物理上册同步课堂 第十一章 机械功和机械能 单元总结（解析版）（沪粤版）

第十一章机械功与机械能

思维导图》

w,,w“，w厂

有而冲、♦外动、总动L_u_u

作M在物体上的力n«100%.q,小于I

*域炳

计算公人「一

*件

物体左力的才向上通「轻

0的一青____________UAKMtt।

♦的才**小和植埠・

一⑴

W,的&W=A.单功

tt1.IJ>lN-mH大检提升•体立力

1----------7算公十

一.物锹由于述动具有的箧

ifSM6：产布

使M任何

札娥•不机械功次打盘斗士不及

能看动机械功

与机M能横隼高的•体具有晌版

QW..十一"1««/力

件能,a

做功的$夕与瞬用”

用的比势的物体网发生电

北痂具才的色

不做功外快慢倬融亚金

工A斗.、尸空r

titI①岸帆船f的大小

能口物候的他区阳疆

决士因★-

MttiW*IW=Ij/s

M><a：lkW-近"限加&"线氧.之

I0003机械Q中也

计公久…”力声的…I

知识点详露〉

知识点一：功

1.功的定义：一个力作用在物体上，使物体在力的方向上通过一段即离，这个力就对物体做了功。

2.功的两个必要条件：①有力作用在物体上;②物体在力的方向上通过了距离。

3.不做功的三种情况：有力无距的;有距离无力、力和距离垂直。

4.功的公式：功等于力跟物体在力的方向上通过的坦离的乘积。公式：W=FS.

5.功的单位：国际单位制中，功的单位是：焦耳，符号是』，1J=lN・m。

6.功的公式的应用：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S一定是在力的方向上通

过的距离，强调对应；③功的单位“焦”（牛.米=焦），不是力和力臂的乘积（牛・米，力臂单位不能

写成“焦”）•

典例1・下列实例中，没有对物体做功的是（）

A.运动员举杠铃的过程

B.

c.£a推木箱没推动

D.弓箭被拉弯的过程

【答案】C

【解析】A.运动员举杠铃的过程，杠铃受到的力的方向与杠铃移动的方向相同，力对杠铃做功，故A

不符合题意;

B.起重机提升大石块，大石头受到的力的方向与大石头移动的方向相同，力对大石头做功，故B不符

合题意；

C.推木箱没推动，木箱在力的方向上没有移动，木箱受到的力不做功，故C符合题意;

D.弓箭被拉弯的过程，弓箭移动的方向与力的方向相同，力对弓箭做功，故D不符合题意。

故选Co

典例2.长安汽车SUV车型长安CS乃四驱版是国产车的代表。如图所示，车静止于水平地面，整车质

量为1600kg,每个轮胎与地面的接触面积为200cm2,在测试时由长安工作人员驾驶行进路程约3km时，

用时20mino求:

（1）该车行驶的平均速度；

（2）该车静止时对水平地面的压强；

（3）若该车在某水平路段匀速直线行驶了500m耗时2min,受到水平方向的阻力为自重的0.1倍，求

牵引力在此路段所做的功。

【答案】(1)9km/h；(2)2xl05Pa；(3)8xl()5J

【解析】解：（1）该车行驶的平均速度

v=-==9km/h

i型h

60

（2）车对水平地面的压力

F=G=mg=1600kgx1()N/kg=1.6xl04N

则该车对水平地面的压强

（3）车在水平方向上所受的阻力

/=0.1G=0.1xl.6xl04N=1.6x103N

因为汽车匀速直线行驶时，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等

^=/=1.6xl0-N

牵引力在此路段所做的功

W=^=1.6xl0?Nx500m=8xl05J

答：（1）该车行驶的平均速度为9km/h；

（2）该车对水平地面的压强为2x105Pa；

（3）牵引力在此路段所做的功为8x10^。

知识点二：功率

1.定义：单位时间里完成的功；或说成：单位时间内力作做的功。

2.功率的物理意义：功率是表示力做功怏慢的物理量：即单位时间内完成的功。

W

3.公式：P=—=Fvo

4.单位：在国际单位制中，功率单位是瓦特,符号是常用单位还有千瓦（kW）、马力。

换算关系：18"=107忆［马力:735卬。

5.功率公式的解释：（】）物体在拉力Q的作用下，以速度△沿笈力的方向做匀速直线运动,则拉力做功的

功率等于力与物体速度的乘积，mP=Fvo

（2）利用该公式时要注意：拉力F必须是恒力，且物体运动的速度应不变；v的单位必须用m/s,这样算

出的功率单位才是W；速度v跟拉力F必须对应，即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。

典例3.如图所示，物体重30牛，用大小为4牛的力F,方向如图水平拉滑轮，使物体在10秒内移动

4米，则拉力尸的功率为（）

A.1瓦B.1.6瓦C.3.2瓦D.12瓦

【答案】C

【解析】从图中可知，克服物体移动时的摩擦力的绳子的股数为〃=2,物体移动4m,则绳端移动的距

离为

s=ns炉2x4m=8m

拉力尸做的功为

W=F5=4Nx8m=32J

拉力尸的功率为

W32J

P=—=—=3.2W

tIOs

故选C。

典例4.如图甲所示，用钢丝绳将一个实心圆柱形混凝土构件从河里以0.04m/s的速度竖直向上匀速提

起,图乙是钢丝绳的拉力户随时间/变化的图像，整个提起过程用时100s,已知河水密度为1.0xl03kg/m3,

混凝土的密度为2.8xl03kg/m3,钢铁的密度为7.9xl03kg/m3,g取10N/kg,不计河水的阻力.求：

（1）60s内混凝土构件在河水里上升的高度；

（2）混凝土构件浸没在河水中时受到的浮力；

（3）60s内钢丝绳拉力所做功的功率；

（4）通过计算说明，此构件的组成是纯混凝土，还是混凝土中带有钢铁骨架？

【答案】（1）2.4m；（2）375N：（3）33W：（4）带有钢铁骨架

【解析】解：（1）混凝土构件上升的高度

/2=vr=0.04m/sx60s=2.4m

（2）由图乙可知，混凝土构件受到的浮力

F,7=G-B=1200N—825N=375N

（3）钢丝绳拉力所做功的功率

P=/7/v=825Nx0.04m/s=33W

（4）构件排开水的体积

七二375N

=3.75xl0-2m3

p,g1.0x10?kg/m?x1ON/kg

因构件完全浸没，则

V=V^=3.75xl0-2m3

构件重力G=1200N,由G=〃?g可得

/n=G=1200N=1

g1ON/kg

构件的密度

m120kg

n=——=3.2xl03kg/m3>2.8x103kg/m3

V3.75x10-2]/

所以此构件的组成是混凝土中带有钢铁骨架。

答：（1）60s内混凝土构件在河水里上升的高度为2.4m；

（2）混凝土构件浸没在河水中时受到的浮力375N：

（3）60s内钢丝绳拉力所做功的功率为33W：

（4）此构件的组成是混凝土中带有钢铁骨架。

知识点三：动能

1.什么是动能：物体由于运动而具有的能。如图（1）所示，物为都具有动能。

行驶的汽车飞翔的小鸟空中的客机自由下落的小球

图（1）运动的物体

2.影响动能的因素

物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量,二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物

体运动的速度越大其动能越大,物体的速度越小其动能越小;具有相同运动速度的物体，质量越大动能越

X，质量越小动能越小。

3.功能是“由于运动”而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”，不运动的物体

也具有能量，但不具有动能。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。

典例5.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关〃的实验中，小明同学设计了如图甲、乙、丙所示的三

次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸

盒在水平面匕共同移动一段距离后静止。

（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球到达水平面的相同，为了达到这一目的所

采取的具体操作方法是使小球;

（2）涉用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时，;

（3）三次实验中，碰撞前动能最小的是图的小球，原因是o

【答案】速度见详解速度越大，物体动能越大丙纸盒被推动的距离最短

【解析】（1）口］要探究动能大小与物体质量的关系，就要运用控制变量法，控制速度相同，让物体的

质量不同。

⑵为了保证铁球到达水平面的速度相同，使小球从同一斜面上同一高度由静止开始向下自由运动。

（2）⑶由图中甲、丙两次实验可以看出，小球质量相同，从斜面不同高度滚下，所以得到结论，物体

质量相同时，速度越大，物体动能越大。

（3）⑷⑸实验中运用转换法，把小球的动能大小转换成纸盒被撞的距离，由图中可以得到，丙图的纸

盒被撞的距离最短，所以丙图中小球动能最小。

典例6.小宇用如图所示的装置，探究“物体的动能大小与哪些因素有关〃，实验步骤如下：

甲乙丙

①将质量为〃?的小球从光滑斜面的4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〃，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2〃?的小球从光滑斜面的。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，如图内所示。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

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o

【答案】木块在水平面上移动的距离转换甲、乙质量相同的物体，速度越大，动能越大速

度相同的物体，质量越大，动能越大

【解析】（1）⑴[2]小球的动能大小不能直接测量。本实验中，小球动能的大小是通过观察比较木块被

撞后移动的距离反映出来的，这里用到了物理学研究方法叫做转换法。

（2）⑶甲、乙两图中两球的质量相同，但高度不同，这样小球到达底端时的速度不同，高度越高，小

球到达水平面时的速度越大，所以可以探究动能大小与速度的关系。

⑷速度越大的小球，撞山木块时，木块移动的距离越远，说明小球的动能越大，由此可以得出的结论

是：物体的质量一定时.，速度越大，动能越大。

（3）⑸乙丙图中两球的质量不同，高度相同，小球到达底端时的速度相同，所以可以探究动能大小与

质量的关系，质量大的小球撞击木块时，木块移动的距离远，说明小球的动能越大；由此可以得出的

结论是：在速度一定时，物体的质量越大，动能越大。

知识点四：势能

1.重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。

（1）重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。

（2）重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势

能”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其他形式能量。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能

而且还具有其它形式的能量。

2.弹性势能：物体由于发生弹性形变，而具有的能叫做弹性势发。如图（2）所示，撑杆跳高时弯曲的杆、

拉开的弓箭都具有弹性势能。

弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；形变程度越大，其弹性势能越上。

义

撑杆跳高拉开的弓箭

典例7.如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个体积相同，实心的铁球甲、内和

塑料球乙，球甲、乙离沙地的高度相同。关于该探究，下列说法正确的是（）

・甲O乙

・丙

A.比较甲和乙，说明物体密度越大，具有的重力势能越大

B.比较乙和丙，说明物体质量越大，具有的重力势能越大

C.通过甲和乙可推断，质量小的物体具有的重力势能一定小

D.球陷入沙中深度越深，说明球对沙子做的功越多，该球的重力势能越大

【答案】D

【解析】A.比较甲和乙，在体积相同，高度相同的情况下，物体密度越大，质量越大，其具有的重力

势能越大，故A错误；

B.比较乙和丙，质量、高度都是不同，无法确定影响因素，故B错误；

C.比较甲和乙可进一步推断，在高度相同的情况下，质量小的物体具有的重力势能一定小，故C错误；

D.球陷入沙中深度越深，说明球对沙子做的功越多，球的做功能力越强，所以该球的重力势能越大，

故D正确。

故选D。

典例8.在探究“物体的动能跟哪些因素有关〃的实验后，热爱研究的小梦同学想选用生活中的物品来探

究“重力势能的大小跟其中一个因素的关系”，请你帮她完成实验探究。

（1）实验器材：;

（2）实验步骤：；

（3）实验现象及结论：o

【答案】细沙或沙坑、体积相同，质量不同的小铁球用体积相同、质量不同的小铁球从同一高度

自由下落到沙坑中，观察沙坑的凹陷程度来判断物体重力势能的大小质量较大的小铁球在沙坑中的

凹陷程度较大：高度相同时，质量越大,重力势能越大

【解析】（1）⑴重力势能的大小跟物体的质量有关，跟物体所处的高度有关；要探究重力势能与物体

质量的关系，需要控制物体所处高度相同，只改变物体的质量，所以需要体积相同，质量不同的小铁

球；由于物体的重力势能无法观察，需要用到转换法，根据小铁球在细沙中凹陷程度来间接判断出小

铁球重力势能的大小，所以还需要细沙或沙坑。

（2）⑵探究重力势能与物体质量的关系时，需要控制物体所处高度相同，只改变物体的质量，所以将

体积相同、质量不同的小铁球从同一高度自由下落到沙坑中，观察沙坑的凹陷程度来判断物体重力势

能的大小。

（3）⑶体积相同、质量不同的小铁球从同一高度自由下落到沙坑中，质量较大的小铁球在沙坑中的凹

陷程度较大，说明质量较大的小铁球的重力势能较大，因此可以得出结论：高度相同时，质量越大，重力

势能越大。

知识点五：机械能及其转化

1.动能、重:力势能和弹性势能统称为机械能。

2.动能与势能的相互转化

（1）在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下

落的过程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化为动能。

（2）在一定的条件卜,动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动

能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。

（3）机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变，这个规律叫做

机械能守恒。

（4）水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用水能发电，一定量的

水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。利用风能发电，在风力资源丰富的地区，

可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”联在一起供电。

典例9.（多选题）下列关于功和能的说法中正确的是（）

A.物体具有的能越多，它能够做的功越多

B.在平衡力作用下运动的木块，其机械能不变

c.在空中竖直自由卜.落的篮球，其增加的动能是由重力势能转化来的

D.作用在物体上的某个力越大，速度越快，这个力对该物体做的功就越多

【答案】AC

【解析】A.物体具有的能越多，它做功的本领越大，它能够做的功越多，故A正确；

B.在平衡力作用下运动的木块，如果是匀速向上或匀速向下运动时，其动能不变、其重力势能改变，

所以其机械能也会改变，故B错误；

C.在空中竖直自由下落的篮球，其质量不变，速度变大，同时高度减小，故动能增加，重力势能减小，

所以其增加的动能是由重力势能转化来的，故C正确；

D.作用在物体上的某个力越大，速度越快，力做的功不一定就越多，因为功等于力与距离的乘积，做

功多少还要看在力的方向上移动距离的大小，故D错误。

故选AC。

典例10.下列说法正确的是（）

A.运动的物体具有的能，叫做动能

B.物体能够对外做功，我们就说物体具有能量，因此功就是能

C.质量相同的甲、乙两人同时登山，甲先到达山顶，则甲做的功更多

D.额外功在总功中所占的比例越少，机械效率越高

【答案】D

【解析】A.物体由于运动而具有的叫做动能，动能的大小与物体的质量和速度有关，运动的物体除了

具有动能，还可能具有势能，故A错误；

B.功和能是两个不同的物理量，功是过程量，能是状态量，所以不能说能就是功，功就是能，虽然单

位相同，但物理意义不同，故B错误；

C.甲、乙的质量相同，根据可知，甲、乙的重力相同，上升的高度相同，根据W=G力可知，甲、

乙做的功相同，故C错误；

D.额外功在总功中占的比例越小，也就是有用功在总功中占的比例越大，因此机械效率越高，故D正

确。

故选D。

专项练习〉

一、多选题

1.小雨练习发高远球，羽毛球离拍后的飞行轨迹如图中曲线所示，其中8C段羽毛球加速下落，CD

段羽毛球匀速下落。下列有关说法正确的是（）

A.羽毛球离拍后继续上升过程中球拍在对球做功

B.羽毛球上升过程中，有部分动能转化成了重力势能

C.飞行过程中，羽毛球经过最高点8处时，动能最小

D.羽毛球飞行的整个过程中，机械能总量保持不变

【答案】BC

【解析】A.羽毛球离拍后继续上升过程中由于离开球拍后就不在收到球拍对它的力了，故此时球拍对

球不做功，故A错误；

B.羽毛球上升过程中，动能减小，到最高点时羽毛球水平方向还有速度，故这段是部分动能转化成了

重力势能，故B正确；

C.飞行过程中，动能转化为一部分重力势能，羽毛球经过最高点8处时，竖直方向速度为0,重力势

能最大，故此时动能最小，故C正确；

D.羽毛球飞行的整个过程中，由于受到阻力的作用，即要克服阻力做功，故机械能是减小的。

故选BCo

2.在生产生活中，使用简单机械做功的情形比比皆是。如下图所示，利用组装好的（a）、（b）滑轮

组，分别将甲、乙两组钩码提起，（a）、（b）两个装置中钩码型号、定滑轮、动滑轮的型号都是完

全一样的。不计绳子与滑轮之间的摩擦，则下列说法正确的是（）

A.(a)(b)两组装置中,都是有三股绳子承担着重物

B.(b)两组装置中,提升钩码所做的功为有用功

C.(a)两组装置中,人手的拉力所做的功为总功

D.(a)(b)两组装置中,滑轮组的机械效率是一样的

【答案】ABC

【解析】A.由图可知，（a）、（b）两组装置中，吊起动滑轮的绳子股数都是三股，故都是有三股绳

子承担着重物，故A正确；

B.（a）、（b）两组装置中，目的都是将钩码提起，故提升钩码所做的功为有用功，故B正确；

C.（a）、（b）两组装置中，人手的拉力所做的功为总功，故C正确；

D.（a）、（b）两组装置中，甲要提起一个钩码，乙要提起两个钩码，装置中钩码的型号、定滑轮、

动滑轮的型号都是完全一样的，且不计绳子与滑轮之间的摩擦，故两装置所做的额外功一样，此时提

升的钩码越重，有用功在总功中所占百分比就更大，机械效室就更大，故此时乙装置的机械效率大于

甲装置的机械效率，故D错误。

故选ABCo

3.机械能与我们的生活密不可分，下列有关机械能的说法正确的是（）

风推动帆船蹦蹦杆开弓射筋滚摆下降

A.风可以推动帆船前进而做功,说明风具有动能

B.蹦蹦杆在下落接触到地面后,小孩的动能转化为弹簧的动能

C.张开的弓可以使箭射出而做功，我们说弓的弹性势能转化为箭的动能

D.滚摆在下降的过程中，理想情况下，滚摆的动能增大，重力势能减小，机械能不变

【答案】ACD

【解析】A.风是流动的空气，由于其运动，可以推动帆船前进而做功，所以说明风具有动能，故A正

确；

B.蹦蹦杆在下落接触到地面后，弹簧发生形变，弹簧的弹性势能增大，小孩的速度减小，故小孩的动

能减小，故小孩的动能转化为弹簧的弹性势能，故B错误；

C.张开的弓发生了弹性形变，具有弹性势能，可以使箭射出而做功，所以是弓的弹性势能转化为箭的

动能，故C正确；

D.滚摆在下降的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，滚摆的机械能

等于动能和重力势能之和，理想情况下，滚摆的机械能不变，故D正确。

故选ACDo

4.如图所示，赛艇运动员正齐心合力向后拉动船桨，船桨向前拨水，船向后滑行。已知船桨的轴在0

点处，到船桨尾部A点距离2m,到运动员手握船桨8点距离1m,下列说法正确的是（）

A.船桨向前拨水，会受到向后水的作用力B.这种桨是一种费力杠杆

C.A点移动距离是8点移动距离的一半D.这种桨可以省一半功

【答案】AB

【解析】A.物体间力的作用是相互的，船桨给水一个向前的力，水对船桨有一个向后的作用力，故A

正确；

B.船桨在使用过程中，船桨的轴在O点处，到船桨尾部A点距离2m,到运动员手握船桨B点距离1m,

动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B正确；

C.费力杠杆省距离，因为阻力臂是动力臂的二倍，A点移动距离是8点移动距离的二倍，故C错误；

D.由功原理得使用任何机械都不省功，故D错误。

故选ABo

二、单选题

5.如图，一重为〃?g,长度为/的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂，用外力将绳的下端。缓慢地竖直向上拉

起至M点，M点与绳的上端P相距;/,在此过程中，外力做的功为（

)

A.-niglB.-niglC.-mglD.；mgl

【答案】A

【解析】根据功能关系可知，拉力所做的功等于MQ段系统重力势能的增加量，对分析，设。点

为零势能点，则可知，M。段的重力势能为

2/2mgi

EPl=rn^-=—

将。点拉至M点时，重心离。点的高度为

632

所以其重力势能为

2/mgl

£p2=-/n^x-=—

因比可得，拉力所做的功为

W=Ep2_Ep[=^mgl

故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

三、计算题

6.一辆电动小车沿某水平轨道做匀速直线运动，已知小车内的电机对小车产生的水平驱动力为5牛。

（1）当小车通过10米路程时，求电机对小车所做的功W；

（2）若保持电机时小车做功的功率不变，让小车沿另一水平轨道做匀速直线运动，发现小车的速度小

于在前轨道上的速度，则电机对小车产生的水平驱动力如何变化？并简述理由。

【答案】（1）50J；（2）见详解

【解析】解：（1）电机对小车做的功为

W=Fs=5NxlOm=5OJ

（2）当小车的速度小于在前轨道上的速度时，电机对小车的水平驱动力变大，因为首先根据『=Pt,

功率不变，相同时间内做的功不变，其次速度减小，相同时间内通过的路程减小，最后根据w=a可

得W不变S减小，则水平驱动力增大。

答：（1）当小车通过10米路程时，电机对小车做的功为50J:

（2）当小车的速度小于在前轨道上的速度时，电机对小车的水平驱动力变大。

7.如图所示，用滑轮组提升重物G,不计绳的质量和摩擦的影响，每个滑轮的质量相等，所提重物的

质量为20kg,当拉力尸为60N时，重物被匀速提升1m高，求：

（1）滑轮组的机械效率是多大？

（2）若计摩擦，假设每个动滑轮重15N,克服摩擦做的功是多少？

\\\\\*\\\

■

【答案】（1）66.7%；（2）70J

【解析】解：（1）由G=知道，重物的重力

G=〃次=20kgxl0N/kg=200N

有用功

W疗=G/i=200Nxlm=200J

由图知，承担物重的绳子段数〃=5,拉力做的总功

W&=Fs=Fnh=60Nx5xlm=300J

所以滑轮组的机械效率

”乜迎U6.7%

唯300J

（2）提升物体的过程中所做的额外功

W^=W^-卬疗=300J-2OON=1OOJ

滑轮组由两个动滑轮，克服动滑轮所做的额外功

W*=G=2xl5Nxlm=30J

不计绳的质量，所以克服摩擦做的额外功

场=卬抵-W动=100J-30J=70J

答：（1）滑轮组的机械效率是66.7%；

（2）克服摩擦做的功是70J。

8.在北京冬奥会的开幕式上，“奥运五环〃从〃冰立方〃里破冰而出，实际它们都是由LED屏组成的。若〃奥

运五环”的质量为3000kg,五环在钢索的拉力作用下，45s内匀速上升了15m。取g=10N/kg,通过计算

回答:

（1）此过程中，钢索对五环的拉力做的功是多少？

（2）此过程中，钢索对五环的拉力做功的功率是多少？

（3）若“冰立方”的体积为1500m3,冰的密度是O.9xlO3kg/m3,求与“冰立方”相同体积的冰的质量是多

少？

【答案】（1）4.5X105J；（2）lxlO4W；（3）1.35xlO6kg

【解析】解；（1）“奥运五环〃的质量为3000kg,五环在钢索的拉力作用下，上升了15m,钢索对五环

的拉力做的功

W=Fs=Gh=mgh=3000kgx1ON/kgx15m=4.5xlO^J

（2）钢索对五环的拉力做功的功率

pl二经也=

t45s

（3）与"冰立方”相同体积的冰的质量

m=夕冰V=0.9x1kg/m3x1500m,=1.35xl06kg

答：（1）钢索对五环的拉力做的功是4.5x105」；

（2）此过程中，钢索对五环的拉力做功的功率是1X10,W；

6

（3）“冰立方〃相同体积的冰的质量是1.35xl0kgo

四、实验题

9.如图1所示是小洛探究“物体动能的大小与什么因素有关〃的实验装置示意图：

（2）让同一物体从斜面的不同高度由静止开始滚下，目的是探究物体的动能大小与的关系。

（3）实验表明，同一物体A从斜面不同高度滚下，高度越大，物体B被撞得越远，可得结论。

（4）如图2所示，小洛又利用斜面、木板、玻璃板、棉布和小车探究“阻力对物体运动的影响

①每次都让小车从同一斜面的相同高度山静止开始下滑，目的是使小车滑到斜面底端时具有相同的

O

②实验中，棉布铺设在图中（选填“皿"C•"或“岫C”）对应部分。

③小车从斜面上同一位置滑下，水平面粗糙程度越小，车受到阻力越小，运动得越______（填"远"或

“近〃）。由此联想到在雨雪天驾驶汽车应适当（选填"港大〃或“减小〃）汽车之间的庖离。

【答案】A速度质量一定时，物体的速度越大，物体的动能越大速度be远增大

【解析】（1）⑴该实验研究的主体是小球A,研究的是小球A动能的大小与速度的关系，所以，该实

验中所探究物体的动能是指物体A的动能。

（2）⑵让同一物体从斜面的不同高度由静止开始滚下，物体到达底部的速度不同，目的是探究物体的

动能大小与速度的关系。

（3）⑶实验表明，同一物体A从斜面不同高度滚下，高度越大，物体A到达底部的速度越大，物体B

被撞得越远，可得结论质量一定时，物体的速度越大，物体的动能越大。

（4）①⑷每次都让小车从同一斜面的相同高度由静止开始下滑，目的是使小车滑到斜面底端时具有

相同的速度。

②⑸实验中，棉布铺设在图中儿•对应部分。

③⑹⑺小车从斜面上同一位置滑下，水平面粗糙程度越小，车受到阻力越小，运动得越远，由此联想

到在雨雪天路面湿滑，驾驶汽车应适当增大汽车之间的距离。

10.已知斜面的机械效率与斜面粗糙程度、倾斜程度有关。在探究〃斜面的机械效率与斜面粗糙程度的

关系〃时，所用的实验装置如图所示。

（1）该实验还需要的测量工具是;

（2）拉动测力计时，拉力的方问应与斜面:（选填"平行〃或“不平行〃）

（3）实验时，保持斜面的倾斜角度不变，在粗糙程度不同的斜面上匀速拉木块。用木板做斜面时拉为

F*；用铺上棉布的木板做斜面时拉力为尸毋；用铺上毛巾的木板做斜面时拉力为产色实验表明三个拉

力的大小关系为F木<F林pF毛。则通过相关的计算可知：

三个粗糙程度不同的斜面的机械效率为//木_____〃杨______〃毛;（选填，"="或〃<〃）

（4）在实验中，与匀速拉动木块比较，若加速拉动木块到斜面顶端，则测得的机械效率将（选

填“偏大〃"偏小〃或“不变〃）。其原因是o

【答案】刻度尺平行>>偏小见解析

【解析】（1）⑴实验中需要测量物体沿斜面运动的距离和物体上升的高度，用到刻度尺。

（2）⑵拉力沿着斜面向上拉动木块做匀速直线运动，木块受力平衡，即拉力方向与斜面平行，且要拉

着木块做匀速直线运动。

（3）⑶⑷木块沿斜面运动的距离和上升的高度相同，三个拉力的大小关系为

F小〈尸朗<尸千

由

%Gh

以Fs

可知斜面的机械效率的关系

H木〉〃格河毛

（4）[5]⑹重物重力和提升高度不变，有用功不变，加速拉动物体，弹簧测力计的拉力变大，斜面长度

不变，拉力所做的总功偏大，由〃=兽可知机械效率偏小。

%

11.已知物体的动能与物体的质量和速度有关。在探究“动能与物体质量的关系〃实验中，实睑室提供

的器材有：带有凹槽滑道的斜面、木块、刻度尺各一个，质量不等的钢球若干。实验装置如图所示。

（1）每次实验，都让钢球从斜面的同一高度处由静止开始释放。其目的是:

（2）钢球动能的大小是通过来间接反映的：

（3）画出实验数据记录表格，表格中要有必要的信息：（动能的符号是日）

（4）完成上述实验后，改变小球下落的高度，按照同样的步骤乂做了两次实验。其目的是使o

【答案】使小球到达斜面底端时速度相同木块移动的距离见解析实验结论具有普遍性

【解析】（1）⑴实验中应使钢球到达水平面上的速度相同，需使钢球从斜面的同一高度处由静止自由

滚下。

（2）⑵该实验中钢球动能的大小是通过木块被撞距离的远近体现的，木块被撞得越远，说明钢球的动

能越大，这里采用了转换法的思想。

<3）[3]实验表格中需要耍次数、卜.落的高度、小球的速度、小球质量、木块移动的距离和小球的动能，

如卜表所示

下落高小球速小球质木块移动的距离小球动能

次数

度度量s/c