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1、 功和机械能专题训练一. 选择题1. (2014重庆B卷)在第十七届“渝洽会”上，重庆造恩斯特龙408型直升机（如图4所示）签下了20架大订单。该型直升机在加速上升的过程中（忽略燃油变化），下列关于直升机的动能和势能变化情况的描述，正确的是（ A ）A.动能增大，势能减小 B. 动能减小，势能增大C. 动能增大，势能增大D. 动能减小，势能减小2.（2014邵阳）如图，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，下列说法正确的是（ B ）A、人和伞的总重力大于空气的阻力 B、人和伞的总重力等于空气的阻力C、人和伞的重力势能在增大 D、人和伞的动能在减小3.（2014菏泽）如图所示，光滑斜面ABAC，
2、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WA和WB则，（ A ） AF1F2，W1=W2 BF1F2，W1W2 CF1F2，W1W2 DF1F2，W1=W2 4.（2014株洲）在小球从O点由静止开始沿x轴竖直下落的过程中，小球某种形式的能量E随下落高度x变化的图象如图所示若不计空气阻力，那么这种能量是（ B ）A重力势能B动能C机械能D内能 第4题图 第5题图 第6题图5.（2014株洲多选）在排球运动中，跳发球（图）是最具威力的发球方式，其动作要领可简化为“抛球、腾空、击球和落地”四个过程，其中运动员对排球做功的过程有（ ）A抛球B腾空C
3、击球D落地 6（2014威海）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验时，将一根橡皮筋一端系一质量为m的小球，另一端固定在a点，b点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，c点是小球从a点自由下落所能到达的最低点，在小球从a点到c点运动的过程中，不考虑空气阻力，以下说法正确的是（D）A小球到达b点时，受的合力为零B小球到达c点时，受的合力为零C小球的动能一直在增加，重力势能一直在减小D在c点小球的动能为零，橡皮筋的弹性势能最大7（2014南京） “青奥会”将于今年8月在南京举行，如图四项运动包含了一些物理知识，下列描述正确的是（D）A跳水运动员在空中下落的过程中，动能变小，重力势能变大B足球运
4、动员对球的作用力和球受到的重力是一对相互作用力C举重运动员将杠铃举在空中静止时，他受到的重力和地面对他的支持力相互平衡D篮球运动员抛出的篮球在空中先上升后下落，是因为力改变了篮球的运动状态8. （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40JB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（2014广州）如图，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间tabtcd，运动距离sab=scd，比较两种情况下拉力所做的功和功率（）A
5、ab段做功较多Bab段及cd段的功一样多Cab段功率较大Dab段及cd段的功率一样大（2014广州）人直接用F1的力匀速提升重物，所做的功是W1，若人使用某机械匀速提升该重物到同一高度则人的拉力为F2，所做的功是W2（）AF1一定大于F2BF1一定小于F2CW2一定大于W1D只有F2大于F1，W2才大于W1.（2012包头）图2所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从A点由静止释放，若小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做的功用W表示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（）A.小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量及动能的增加量之差等于WB.小球能够从A点运动到D点C.小球从A点运动到B点的过程
6、中，势能的减少量等于动能的增加量D.小球从A点运动到C点的过程中，机械能的减少量等于动能的增加量（2012黄石）如图所示，在水平拉力F的作用下，使物体沿水平面作匀速直线运动，若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计，已知物体及地面间的摩擦力为5N，物体运动的速度为2ms，则拉力做功的功率大小为（）A.5WB.10WC.15WD.20W（2012绍兴）如图甲，是小球从某高度处由静止下落h过程的路程及时间关系图，图乙中，描述重力对该球做功大小及时间关系正确的图线是( )二. 填空及实验题（2014白银）起重机把一个质量为0.5t的工件在15s内匀速的向上提升了6m，则起重机提升工件的拉力为5000N，起重
7、机提升工件的功率2000W（g取10Nkg）（2014菏泽）如图所示，冰壶从出发点A被运动员推着运动6m后，在B被推出，沿冰道运动30m到O点停下来被推出去的冰壶停下来，是由于 冰面对冰壶有摩擦阻力 ；从A点到O点运动过程中，若运动员对冰壶的推力是10N，运动员对冰壶做的功是 60 J（2014株洲）如图（甲）所示，用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升，其示数F 及上升的高度h之间的关系如图（乙）所示试解答下列问题（1）钩码所受的重力为 4.5 N（2）当h=4cm 时，弹簧测力计的示数是 3.0 N，桌面对钩码的支持力是 1.5 N（3）从开始提升到
8、h=16cm，弹簧测力计对钩码所做的功是多少？（2014宜宾）某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能及物体的质量、下落高度和运动路径有关于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B求质量为2m，让A、B两球从距沙表明高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1h2h3（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 球陷入沙
9、面的深度 来反映的；（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论： 当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大 ；（3）比较A、C两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论： 当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大 ；（4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能及物体运动的路径 无关 （选填：“有关”或“无关”）（2014威海）为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学设计了如图甲、乙、丙所示的探究实验，将A、B、C三个小球先后从同一装置，高度分别为hA、hB、hC的位置滚下（mA=mBmC，hA=h
10、ChB），推动小木块运动一段距离后静止，请你根据生活经验和所学的物理探究方法，对以下问题进行解答：（1）用来研究超速安全隐患时，需要控制的变量是质量，实验时应选择甲乙两个图所示实验进行比较；（2）用来研究超载安全隐患时，应选择甲丙两个图所示实验进行比较，通过这个实验得到的结论是汽车的速度一定时，质量越大动能越大三. 计算题.（2014宜宾）已知型汽车的质量M=1200kg，汽车的额定功率=40kw一般情况下，驾驶员酒后的反应时间（从发现情况到开始制动所需的时间）比正常时慢了0.10.5，易发生交通事故下表格为驾驶员守则中驾驶员在不同车速时所对应的正常反应距离（汽车在正常反应时间内通过的距离）的
11、表格：车速v（km/h）406080反应距离s（m）57.510（1）假设汽车在水平路面上以额定功率匀速行驶时间t1=15min，速度大小v1=72km/h，消耗汽油的质量m=2kg，求该汽车受到阻力大小和汽车发动机的效率；（g=10N/kg，q汽油=4.5107J/kg）（2）请根据表格数据，计算驾驶员的正常反应时间；（3）如图所示，假设一饮酒后的驾驶员驾车以v2=54km/h的速度在平直公路上行驶，在距离某学校门前s=40m处发现有一队学生在斑马线上横过马路，他的反应时间比正常时慢了t=0.2s，刹车后，车的平均速度为v3=27km/h试通过计算说明是否会发生交通事故解答：解：（1）由P=
12、得，牵引力做的功为W=Pt=40103W1560s=3.6107J；P=Fv汽车牵引力为：F=2000N，机车受到的阻力为：f=F=2000N汽油完全燃烧释放的能量：Q=mq=2kg4.5107J/kg=9107J，汽车发动机的效率：=100%=100%=40%；（2）车速v1=40 km/h=m/s，由于在反应时间内汽车仍匀速行驶，根据车速v和反应距离s可计算驾驶员的反应时间t=0.45s 即驾驶员的反应时间为0.45s （3）车速：v2=54km/h=15m/s，反应时间：t=0.45s+0.2s=0.65s驾驶员的反应距离：s=v2t=15m/s0.65s=9.75m 刹车后车做匀减速直
13、线运动，平均速度为v3=27km/h=7.5m/s根据v2v02=2ax得；刹车距离为：x=m=15m，因为s+x=9.75m+15m=24.75m40m所以不会发生交通事故.（2012黄石）为了迎接黄石市第二届矿冶文化节和第三届国际乒乓节，某庆典公司正在调试载人热气球。已知载人热气球球内热气的体积为200m，球内热气的密度为0.29kgm，球外空气的密度为1.29kgm，球壳、吊篮及其装备的总质量为120kg，吊篮里的人的质量为58kg，g=10Nkg。（1）要使热气球和人能够静止在空中，需要在吊篮里加入多少质量的配重？（由于热气的体积远大于其它部分的体积，故只考虑热气所受的浮力）（2）若气
14、球静止于离地h=10m的空中，人需要沿着绳子下滑到地面。如果人以相对于地的速度v1=2ms匀速下滑，根据反冲运动知识可知，人在下滑过程中，气球会以v2的速度上升，设人的质量为m，气球的总质量（包括热空气、球壳、吊篮以及装备和配重）为M，则他们的关系满足mv1=Mv2,若在人着陆时，绳子的末端刚好接触地面，求绳子的长度。（3）气球在上浮的过程中，空气的浮力是否对气球做了功？如果没有做功，请说明理由，如果做了功，求浮力做功的功率。(1)(4分)由F浮=G气+G人+G吊篮+G配重 得m配重=22kg(2)(6分) Mg= G气+G吊篮+G配重 得M=200kg 由mv1=Mv2 得v2=0.58m/s (2分)(2分) 气球上浮的距离s2=v2t=2.9m (1分) 绳长l=s1+s2=12.9m(1分)(3)(2分) F浮=空气Vg=2580N p=F浮v2=1496.4w第 4 页