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1、课时训练(十二)功、功率、机械能(限时：30分钟)|基础巩固|一、选择题1.2019怀化图K12-1所示的现象中,对物体做了功的是()图K12-12.2019邵阳一物体在水平拉力F的作用下,沿力的方向以0.2 m/s的速度匀速运动了4 s,拉力F的大小为5 N,4 s内拉力F做的功为()A.1 JB.3 JC.2 JD.4 J3.2019深圳如图K12-2,弧形轨道ab段光滑,bc段粗糙,小球从a点经最低点b运动至c点。下列分析正确的是()图K12-2A.从a到b的过程中,小球动能转化为重力势能B.经过b点时,小球动能最大C.从b到c的过程中,小球动能增大D.从a到c的过程中,小球机械能守恒4
2、.2018广州如图K12-3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K12-3A.W1W2B.W1P2D.P1P25.2018枣庄妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍。若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1,小明克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是()A.W1W2=21P1P2=61B.W1W2=23P1P2=21C.W1W2=21P1P2
3、=32D.W1W2=21P1P2=23二、填空题6.2019武威迄今为止,我国已发射40余颗北斗导航卫星。若某卫星沿椭圆轨道绕地球运行,如图K12-4所示,则卫星从远地点向近地点运行的过程中,能转化为能。图K12-47.2019连云港 小明同学用20 N的水平推力,将重为280 N的购物车沿水平地面向前推动了10 m,在此过程中,推力对购物车做功J,购物车的重力做功J。一个皮球落地后弹起,弹起的高度越来越低,皮球在运动过程中,机械能总量(选填“增加”“减少”或“保持不变”)。图K12-58.2019南京建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图K12-5所示。在匀速起吊重4.2103 N的物体时,物
4、体在5 s内上升了6 m,此过程中有用功为J,钢丝绳移动的速度为m/s;若滑轮组的机械效率为70%,则额外功为J,拉力F为N,其功率为W。三、简答题9.2019广西北部湾经济区小明在旅行途中,发现大货车的轮子很宽大,看到某段道路旁有如图K12-6所示的限速标志。请用物理知识解释大货车轮子宽大的原因,并从能量的角度解释限速行驶的原因。图K12-6四、实验题10.2019娄底如图K12-7所示是探究物体的动能大小与哪些因素有关的实验装置图。其中,mA=mBhB。图K12-7(1)实验中,探究的动能是指。(填序号)A.小球在斜面上的动能B.小球撞击木块时的动能C.小球撞击木块后的动能D.木块被小球撞
5、击后的动能(2)使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下,是为了探究动能大小与的关系。(3)在做了“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验后,有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下,刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑,小明设计了如图K12-8所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下,观察和比较两球相对运动情况,若C球相对于A球(选填“运动”或“静止”),就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。图K12-8(4)完成实验后,同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时,也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,在三个不同的表面上能滑动
6、的距离不同(如下表所示),小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功(选填“相等”或“不相等”)。表面毛巾棉布木板摩擦力最大较大最小小车运动距离最近较远最远五、计算题11.2019泰州如图K12-9所示,使用杠杆提升重物,拉力F竖直向下,重物匀速缓慢上升,相关数据如下表：物重G/N拉力F/N时间t/sA端上升的竖直距离h/mB端下降的竖直距离s/m2005000.50.40.2(1)拉力所做的功。(2)拉力做功的功率。(3)此过程中,该杠杆的机械效率。图K12-9|能力提升|12.2019大庆汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P0,牵引力为F0,从t1时刻开始,司机减小了油门,
7、使汽车保持恒定功率P行驶,到t2时刻,汽车又开始做匀速直线运动,速度为v。已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变,汽车牵引力F随时间t变化的图像如图K12-10所示,则()图K12-10A.t1至t2时间内,汽车做加速运动B.F0=2fC.t2时刻之后,汽车将保持功率P0行驶D.v=12v0【参考答案】1.C2.D解析物体移动的距离s=vt=0.2 m/s4 s=0.8 m,拉力F做的功W=Fs=5 N0.8 m=4 J。3.B4.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;由P=Fv可知,速度相等,
8、F1F2,则P1P2,故C正确,D错误。5.D解析妈妈和小明爬山,在竖直方向上克服自身重力做功,W=Gh。他们在竖直方向上通过的距离相等,可用h表示。则W1W2=G妈hG明h=2G明G明=21,P1P2=W1t妈W2t明=W1W2t明3t明=2113=23。故选D。6.重力势动7.2000减少8.2.521043.61.0810421037.2103解析该过程中做的有用功W有=Gh=4.2103 N6 m=2.52104 J;由图可知,n=3,钢丝绳移动的速度v绳=nv物=nht=36m5s=3.6 m/s;由=W有W总及W总=W额+W有可得,做的额外功W额=W总-W有=W有-W有=2.521
9、04 J70%-2.52104 J=1.08104 J;由W=Fs可得,拉力F=W总s=W总nh=W有nh=2.52104 J70%36m=2000 N;拉力的功率P=Fv绳=2000 N3.6 m/s=7.2103 W。9.大货车装有非常宽大的轮子,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小压强,从而保护路面。物体的动能与质量和速度有关,质量一定时,车速越大,车具有的动能就越大,在刹车时,克服摩擦力做的功也就越多,当摩擦力不变时,行驶的路程就越长,所以就很难停下来,容易出现严重的交通事故。10.(1)B(2)速度(3)静止(4)相等解析(1)据题意可知,实验中探究的是小球动能,即小球撞击木
10、块时的动能的大小,故选B。(2)影响动能大小的因素有物体的质量与速度,使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下,这里的变量是速度,因此,是为了探究动能大小与速度的关系。(3)让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下,观察和比较两球相对运动情况,若任一时刻两球的速度大小相等,即以任何一个小球为参照物,另一个小球都是静止的,所以若C球相对于A球静止,就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。(4)让小车从同一高度由静止下滑,根据决定重力势能大小的因素可知,最初小车的重力势能相同,下滑到水平面时的动能也相同,在不同的材料表面上运动时,最终停下来后,动能全部转为内能,用于克服摩擦力做
11、功,所以,在三个表面上克服摩擦力做功相等。11.解：(1)拉力所做的功W总=Fs=500 N0.2 m=100 J。(2)拉力做功的功率P=W总t=100J0.5s=200 W。(3)此过程中拉力做的有用功W有=Gh=200 N0.4 m=80 J,该杠杆的机械效率=W有W总=80J100J=80%。12.D解析t1至t2时间内,牵引力在逐渐变大,汽车保持恒定功率P行驶,由P=Fv可知速度在减小,汽车做减速运动,所以A错误;行驶到t2时刻,汽车又开始做匀速直线运动,t2时刻牵引力为F0,所以F0=f,所以B错误;t1时刻开始司机减小了油门,使汽车保持恒定功率P行驶,所以C错误;由图可以看出t1时刻牵引力为12F0,由P=Fv可知功率减半,即P=12P0,到t2时刻时,牵引力为F0,则速度减半,即v=12v0,所以D正确。7