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1、.课时训练课时训练 功和机械能功和机械能|基础巩固基础巩固|一、单项选择题一、单项选择题1.2018XX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
2、推着冰球使其水平滑动的过程中,冰球所受重力没有做功3.2018 XX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 300N,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.P1P24.每年的春运都会遇到类似的问题,即春运返程高峰遭遇雨雪天气,高速关闭、高铁限速,其中限速可以A.减小列车的动能B.减小列车的惯性.C.增大列车与轨道之间的摩擦D.使列车的运动状态更易于改变5.2018XX2018 世界杯在俄罗斯举行。如图 K7-3 所示是正在加速下降的足球,在此过程
3、中,对其机械能的变化情况,下列分析正确的是图 K7-3A.动能增大,重力势能减小B.动能减小,重力势能增大C.动能增大,重力势能增大D.动能减小,重力势能减小6.2018XX现代农业利用喷药无人机喷洒农药,安全又高效,如图 K7-4 所示,喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷洒农药。此过程中,喷药无人机的图 K7-4A.动能减小、重力势能减小B.动能减小、重力势能不变C.动能不变、重力势能减小D.动能不变、重力势能不变7.2018 XX如图 K7-5 所示,小邦在国色天乡玩蹦极,不考虑空气阻力,下列关于他在下降过程中的能量分析,说法正确的是图 K7-5A.弹性绳绷直前,重力势能增
4、大,动能减小B.弹性绳绷直前,重力势能减小,动能不变.C.下降到最低点,动能最小,弹性势能最大D.下降到最低点,重力势能最大,弹性势能最大8.2019随州一只木箱放在水平地面上,地面上各处粗糙程度相同。对木箱施加一个方向不变的水平推力F,F的大小与时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是图 K7-6A.在第一个 2 s 内木箱所受摩擦力为 2 NB.在第二个 2 s 内木箱所受摩擦力为 3 NC.在第一个 2 s 内推力F对木箱所做的功为 2 JD.在第三个 2 s 内推力F对木箱做功的功率为 8 W二、填空题二、填空题9.2018XX新能源汽车因节能、环保
5、等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶 12 km,用时 10 min。已知该车总质量为 1.610 kg,行驶中阻力为车重力的0.05 倍,此过程中该车牵引力做功J,功率为kW。10.2019XX2019 年 1 月 3 日,嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆。嫦娥四号探测器在距离月球表面 100 m 高处悬停,对月球表面识别,并自主避障,选定相对平坦的区域后,开始缓慢地竖直下降,最后成功软着陆。从距离月球表面100 m 到软着陆在月球表面的过程中,嫦娥四号探测器的重力势能,机械能。三、实验探究题三、实验探究题11.2018宿迁如图 K7-7 所示,
6、在探究影响重力势能大小的因素实验中,有三个实心的、大小相同的铁球3A、铁球B和塑料球C,A、C离沙地高度相同。现让三个小球同时由静止释放,球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。图 K7-7根据可以判断出球释放前的重力势能最大。比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是。.球在空中下落时减少的重力势能主要转化为。12.2018 XX在探究物体动能与质量和速度的关系实验中,将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离,如图 K7-8 所示。图 K7-8实验次数123本实验使钢球获得动能的操作方法是。从上表数据可以看出,实验中控制了相同,从而探究动能与的关系
7、。第 1 次实验时若不考虑能量损失,钢球对木块最多可做J 的功;第 3 次实验时,木块被撞后滑出木板无法记录数据,需要重做第 3 次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度,你认为应当采用同学的建议。由上述实验数据和现象可得出结论。四、计算题四、计算题13.2019XX2018 年 10 月 24 日,港珠澳大桥正式建成通车。如图 K7-9 所示,一辆汽车行驶在其中一段长15km 的直桥上,汽车的总质量为 1.5 t,轮胎与地面的总接触面积为 0.2 m,汽车以 90 km/h 的速度匀速通过大桥的这一段路段,行驶过程中受到的阻力为900 N
8、。求:汽车静止在水平地面时对地面的压强。此过程中汽车牵引力所做的功。此过程中汽车牵引力做功的功率。2钢球质量m/g204060钢球下摆高度h/cm303030木块滑行距离s/cm3565图 K7-9.14.2018XX我国首款大型水陆两栖飞机鲲龙AG600 如图 K7-10 所示,该飞机蓄满水后总质量 53.5 t。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150 m 处,将所蓄水分次投下,每次投水 200 kg,用时 20 s 到达地面。在水面滑行测试中:飞机在水面上以 10 m/s 的速度沿直线匀速滑行了 60 s,若飞机发动机牵引力的总功率始终保持
9、2.510 W。求:飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积。每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率。飞机在水面沿直线匀速滑行时,飞机所受的牵引力。633图 K7-10|挑战自我挑战自我|15.2019 XX物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图K7-11 乙时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图丙时,受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则下列关系正确的是.图 K7-11A.F1=F2P1P2C.F1F2P1P2B.F1=F2P1P2D.F1P216.2018XX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
10、 cm,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 W17.2018XX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18.2019XX2019 年 4 月
11、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,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过程中受到的阻力始终为总重的 0.08 倍。.项目最高车速/整车质量/kg最大功率/W车轮上制有花纹的目的是。-1参数2540400小金在水平地面骑行时,车轮与地面的总接触面积为0.005 m,则骑行时电动自行车对地面产生的压强是2Pa。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?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 K7-14.19.如图 K7-15 甲所示是一艘海事打捞船正在打
12、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 m,密度=310 kg/m,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:物体浸没在海水中上升时,钢绳提升物体的拉力。物体全部离开水面后上升过程中,钢绳提升物体的功率。打捞处海水对海底的压强。33333图 K7-15 参考答案参考答案 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
13、,故 A、B 错误;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
14、与推力平衡,则静摩擦力也为 1 N,故 A 错误。由v-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=2s=8 W,故 D 正确。9.9
15、.6101610.减少减少11.球陷入沙中的深度A质量动能12.让钢球从高处由静止摆下速度质量0.06甲速度一定时,质量越大,动能越大解析由题意可知,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:汽车质量m=1.5 t=1.51
16、0 kg,重力G=mg=1.510 kg10 N/kg=1.510 N,则汽车静止时对地面的压力343616JF=G=1.5104 N,汽车静止时对地面的压强1.5104Np=0.2m2=7.5104 Pa。.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。汽车牵引力做功的功率P=14=Fv=900 N90 m/s=2.2510 W。3.614.解:飞机蓄满水后静止在水面上,受到的浮力F浮=G=mg=53.510 kg10 N/kg=5.3510 N,排开水的体积35V排=浮水=5.35105N31.010 kg/m31
17、0N/kg=53.5 m3。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3105JP=20s=1.5104 W。6飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.510 W,则飞机在水面沿直线匀速滑行时,飞机所受的牵引力总2.5106WF=10m/s=2.5105 N。15.B乙4m解析由图乙可知,物体做匀速直线运动,速度大小为v乙=2s=2 m/s;由图丙可知,物体的速度保持不乙变,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,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦
18、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=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=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
19、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点到总30J10060s=50 W,故 D 正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:增大摩擦210小金在水平公路上骑电动自行车时人与车的总重力5G=g=10 N/kg=1000 N,因电动自行车在水平的路面上匀速行驶时,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
20、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 N1010 m=810 J。根据P=Fv35知,400W=5m/s。80N3333匀速行驶时的车速v=19.解:物体质量m=V=310 kg/m2 m=610 kg,物体重力G=mg=610 kg10 N/kg=610 N,浸没在海水中所受浮力F浮=海水gV=1.010 kg/m10 N/kg2 m=210 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=610 N-210 N=410 N。浸没水中时,根据P=Fv得,v=拉4443334344104W4104N=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=610 N,此时的功率P=F拉v=610 N1 m/s=610 W。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=1.010 kg/m10 N/kg120 m=1.210 Pa。336444.