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1、课时训练(七)功和机械能(限时40分钟)|基础巩固|一、单项选择题1.2018绥化下列有关功和功率的说法中正确的是()A.某同学背着书包在水平路面上行走时,他对书包做了功B.举重运动员举着杠铃静止不动时,运动员对杠铃做了功C.物体所做的功越多,功率越大D.物体做功越快,功率越大2.2018北京改编如图K7-1所示为冬奥会的一些运动项目,关于这些项目中的情景,下列说法中正确的是()图K7-1A.跳台滑雪运动员在空中下落的过程中,重力势能不变B.短道速滑运动员在转弯滑行的过程中,运动状态不变C.冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动,是由于冰壶受到惯性力的作用D.冰球运动员用球杆推着冰球使其水平滑动
2、的过程中,冰球所受重力没有做功3.2018广州如图K7-2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300 N,F1做的功为W1,功率为P1;PQ段拉力F2为200 N,F2做的功为W2,功率为P2。则()图K7-2A.W1W2B.W1P2D.P1P2B.F1=F2P1F2P1P2D.F1P216.2018杭州跳绳是大家喜爱的体育运动之一,小金的质量为50 kg,每次跳起高度约为6 cm(人整体上升,如图K7-12所示),1 min跳100次,下列说法正确的是()图K7-12A.向上起跳过程中小金的动能持续增大B.在整个跳绳过程中小金的机械能守恒C.小金跳
3、一次克服重力做功约3 JD.小金在这1 min内跳绳的功率约为50 W17.2018苏州质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上,从某点A静止释放后沿曲杆运动,如图K7-13所示,不计空气阻力,下列说法正确的是()图K7-13A.只要A点高于D点,小环就能到达D点B.若小环能到达D点,离开D点后将竖直向下运动C.小环从A点到D点,重力势能一直减小,机械能不变D.小环从A点到B点,动能一直增加,机械能不变18.2019丽水2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准,小金买了一辆按新国标生产的电动自行车(如图K7-14所示),部分参数如下表所示,已知小金质量为60 kg,假定电动自行车在水平骑行
4、过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍。(g取10 N/kg)项目参数最高车速/(kmh-1)25整车质量/kg40最大功率/W400(1)车轮上制有花纹的目的是 。(2)小金在水平地面骑行时,车轮与地面的总接触面积为0.005 m2,则骑行时电动自行车对地面产生的压强是Pa。(3)小金在水平公路上骑电动自行车,匀速行驶10 km过程中克服阻力做了多少功?(4)若小金骑行过程中电动自行车以最大功率输出,匀速行驶时的车速为多少?图K7-1419.如图K7-15甲所示是一艘海事打捞船正在打捞一沉入海底的物体,图乙是钢绳将物体竖直向上匀速提起的简化示意图,物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程
5、中速度均保持不变,从开始提升物体经过时间120 s后物体刚好全部出水,已知物体的体积V=2 m3,密度=3103 kg/m3,已知物体浸没在海水中上升时,钢绳提升物体的功率P=40 kW。求:(忽略海水的阻力和钢绳重量,海水的密度取海水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg)(1)物体浸没在海水中上升时,钢绳提升物体的拉力。(2)物体全部离开水面后上升过程中,钢绳提升物体的功率。(3)打捞处海水对海底的压强。图K7-15【参考答案】1.D2.D3.C解析由图可知,W1=F1s1=300 N4 m=1200 J,W2=F2s2=200 N6 m=1200 J,即W1=W2,故A、B错误;
6、由P=Fv可知,速度相等,F1F2,则P1P2,故C正确,D错误。4.A5.A6.A解析沿水平方向匀速飞行的无人机均匀喷洒农药的过程中,速度不变,高度不变,质量减小,所以动能和重力势能都减小,故选A。7.C解析人在下降过程中,弹性绳绷直前,高度减小,重力势能减小,速度变大,动能变大,故A、B错误。下降到最低点时,人的速度减小为0,动能最小;高度最小,重力势能最小;弹性绳的形变最大,弹性势能最大,故C正确,D错误。8.D解析由v-t图像可知,在第一个2 s内木箱处于静止状态;再由F-t图像可知,第一个2 s内木箱受到的推力为1 N,因此,静摩擦力与推力平衡,则静摩擦力也为1 N,故A错误。由v-
7、t图像可知,在第三个2 s内木箱处于匀速直线运动状态;再由F-t图像可知,第三个2 s内木箱受到的推力为2 N,因此,推力与滑动摩擦力平衡,则滑动摩擦力也为2 N。在第二个2 s内,木箱处于加速状态,但压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,仍为2 N,故B错误。在第一个2 s内木箱处于静止状态,有力无距离,因此,推力F不做功,故C错误。在第三个2 s内,木箱移动的距离s=vt=4 m/s2 s=8 m,F对木箱做的功为W=Fs=2 N8 m=16 J,F做功的功率P=Wt=16J2s=8 W,故D正确。9.9.61061610.减少减少11.(1)球陷入沙中的深度A(2)质量(3)动能1
8、2.(1)让钢球从高处由静止摆下(2)速度质量(3)0.06甲 (4)速度一定时,质量越大,动能越大解析(3)由题意可知,钢球的重力为G=mg=0.02 kg10 N/kg=0.2 N,钢球下降的距离为h=30 cm=0.3 m,钢球的重力做的功即钢球获得的动能,Ek=Gh=0.2 N0.3 m=0.06 J,则钢球对木块最多做0.06 J的功;该实验是在速度一定时,改变物体的质量,探究动能的大小与质量的关系,动能的大小通过木块移动的距离来反映,因此钢球的高度和木块的大小均不能改变,应改变木板的长度,即采用甲同学的建议。13.解:(1)汽车质量m=1.5 t=1.5103 kg,重力G=mg=
9、1.5103 kg10 N/kg=1.5104 N,则汽车静止时对地面的压力F=G=1.5104 N,汽车静止时对地面的压强p=FS=1.5104N0.2m2=7.5104 Pa。(2)因为汽车匀速通过大桥,所以牵引力F=f=900 N,牵引力所做的功W=Fs=900 N15103 m=1.35107 J。(3)汽车牵引力做功的功率P=Wt=Fst=Fv=900 N9013.6 m/s=2.25104 W。14.解:(1)飞机蓄满水后静止在水面上,受到的浮力F浮=G=mg=53.5103 kg10 N/kg=5.35105 N,排开水的体积V排=F浮水g=5.35105N1.0103kg/m3
10、10N/kg=53.5 m3。(2)每次投下的水在下落过程中重力做的功W=G水h=m水gh=200 kg10 N/kg150 m=3105 J,重力做功的平均功率P=Wt=3105J20s=1.5104 W。(3)飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5106 W,则飞机在水面沿直线匀速滑行时,飞机所受的牵引力F=P总v=2.5106W10m/s=2.5105 N。15.B解析由图乙可知,物体做匀速直线运动,速度大小为v乙=s乙t乙=4m2s=2 m/s;由图丙可知,物体的速度保持不变,即物体做匀速直线运动,速度大小为v丙=4 m/s;因为两次都是做匀速直线运动,则所受推力和摩擦力是平衡力,根据
11、二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,受到的水平推力关系为F1=F2。已知v乙v丙,由P=Wt=Fst=Fv可得,两次推力的功率关系为P1P2。16.D解析向上起跳过程中,质量不变,速度减小,小金的动能减小,故A错误。人在跳绳的过程中,由于存在阻力,机械能减小,所以机械能不守恒,故B错误。小金的重力为G=mg=50 kg10 N/kg=500 N,小金跳一次克服重力做功W=Gh=500 N0.06 m=30 J,故C错误。小金在这1 min内跳绳的功率P=W总t=30J10060s=50 W,故D正确。17.D解析小环从A到B沿光滑曲杆下滑,如果C点高于A
12、点,小环就无法到达D点,故A错误。若小环能到达D点,离开D点后,小环只受重力作用,但由于惯性,要保持原来的运动状态,将会沿CD方向运动一段距离后落地,故B错误。小环从A点到B点,高度减小,重力势能减小;从B点到C点,高度增大,重力势能增加;从C点到D点,高度减小,重力势能减小,由于曲杆光滑无摩擦,且不计空气阻力,机械能不变,故C错误;小环从A点到B点,重力势能转化为动能,动能一直增加,机械能不变,故D正确。18.解:(1)增大摩擦(2)2105(3)小金在水平公路上骑电动自行车时人与车的总重力G=(m车+m人)g=(40 kg+60 kg)10 N/kg=1000 N,因电动自行车在水平的路面
13、上匀速行驶时,处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,电动自行车受到的牵引力F=f=0.08G=0.081000 N=80 N,匀速行驶10 km过程中克服阻力做的功W=fs=80 N10103 m=8105 J。(4)根据P=Wt=Fst=Fv知,匀速行驶时的车速v=PF=400W80N=5 m/s。19.解:(1)物体质量m=V=3103 kg/m32 m3=6103 kg,物体重力G=mg=6103 kg10 N/kg=6104 N,浸没在海水中所受浮力F浮=海水gV=1.0103 kg/m310 N/kg2 m3=2104 N,匀速提升物体时,拉力和浮力之和等于重力,所以F拉+F浮=G,钢绳对物体拉力F拉=G-F浮=6104 N-2104 N=4104 N。(2)浸没水中时,根据P=Fv得,v=PF拉=4104W4104N=1 m/s,离开水面后,速度不变,还是1 m/s,但是离开水面后,浮力等于0,根据二力平衡,拉力F拉=G=6104 N,此时的功率P=F拉v=6104 N1 m/s=6104 W。(3)从打捞处到离开水面历时120 s,上升的高度就是打捞处的深度,h=vt=1 m/s120 s=120 m,打捞处海水对海底的压强p=海水gh=1.0103 kg/m310 N/kg120 m=1.2106 Pa。11