中考物理 第十一章 功和機械能課時作業(yè) 高效提能.doc

第十一章 功和機械能課時作業(yè) 高效提能一、選擇題1.(xx鹽城質檢)奧運舉重冠軍陳小敏在比賽時,第一階段她把100kg的杠鈴很快地舉過頭頂,第二階段使杠鈴在空中停留了3s,三名裁判都亮出了白燈,舉重成功。關于她舉重時對杠鈴做功的情況,下列說法正確的是()A.第一階段運動員沒有做功B.第二階段運動員沒有做功C.兩個階段運動員都做了功D.兩個階段運動員都沒有做功【解析】選B。本題考查了力是否做功的判斷。第一階段她把100kg的杠鈴很快地舉過頭頂,力的方向向上,距離也向上,故第一階段運動員做了功;第二階段使杠鈴在空中停留了3s,只有力,沒有距離,故第二階段運動員沒有做功;故A、C、D錯誤,B正確。故選B。2.(xx惠城區(qū)質檢)九年級同學小明家住5樓,一天,他從1樓走到家里,在此過程中,下列估算合理的是()A.爬樓做的功約200JB.爬樓做的功率約為30WC.爬樓做的功約6103JD.爬樓做的功率約為1103W【解析】選C。本題考查生活中功、功率的估算。小明重約G=500N,住宅樓的樓層高大約3米,家住5樓,小明實際爬樓高度h=3m4=12m,爬樓時提升自己體重大約做功W=Gh=500N12m=6103J,故A錯誤、C正確;從1樓到5樓大約1min,則他爬樓做功的功率P總=1102W,故B、D錯誤。故選C。3.(xx宿遷質檢)如圖是小球從某高度處由靜止下落h過程的路程與時間關系圖,圖中,描述重力對該球做功大小與時間關系正確的圖象是()世紀金榜導學號59944145【解析】選C。本題考查做功公式的應用,關鍵是根據(jù)圖象得出下落高度的變化量隨時間的變化。小球重力做功W=Gh,小球的重力不變,因此重力對小球做的功W=Gh只與小球的下落高度有關;由題干提供的h-t圖象可知:單位時間內小球下落的高度越來越大;所以單位時間內重力對該球做功也越來越多。故選C。4.(xx海安質檢)如圖所示是小明用彈弓發(fā)射石子的情景。橡皮筋被拉的長度相同,石子質量不同,質量小的石子射出的距離往往大于質量大的石子。對于石子離開彈弓時的動能、勢能的幾種說法中,正確的是()A.它們的勢能相同B.它們的動能相同C.質量大的動能大D.質量小的動能大【解析】選B。本題考查彈性勢能的影響因素、彈性勢能和動能的相互轉化。由于高度相同,所以質量大的石子的重力勢能大,故A錯誤;橡皮筋彈性勢能的影響因素是橡皮筋發(fā)生形變的程度;當“石子”射出時,“石子”具有的動能是橡皮筋的彈性勢能轉化來的,橡皮筋被拉的長度相同,說明橡皮筋的彈性勢能相同,在理想的情況下,轉化成的動能也相同,故B正確,C、D錯誤。故選B。5.滑雪比賽過程中運動的軌跡如圖所示,不計空氣阻力,下列說法正確的是世紀金榜導學號59944146()A.從a點向b點運動過程中,重力勢能全部轉化為動能B.在c和a點動能都為0,但c點重力勢能小于a點C.從c點下落到d點過程中,重力勢能轉化為動能D.在a點和e點都處于靜止狀態(tài),因此機械能相等【解析】選C。本題考查機械能的轉化。從a點向b點運動過程中,重力勢能大部分轉化成動能,因為有滑動摩擦,少部分轉化成內能,故A錯誤;在a點速度為零,說明動能為零,但c點速度不一定為0,因為高度不同,所以,重力勢能就不相同,故B錯誤;從c點下落到d點過程中,重力勢能轉為動能,故C正確;在a點和e點,因為高度不同,所以,重力勢能就不相等,因此機械能不相等,故D錯誤。6.(xx廣州質檢)一重500N的學生背著重20N的書包從一樓上到三樓后沿水平陽臺勻速行走了10m到達教室,整個過程用了5min,每層樓3m高,則該同學在整個過程中正確的是()A.爬樓的過程中人的機械能不斷增加B.該同學對書包所做的功為320JC.該同學對書包所做的功為3120JD.該同學對書包所做的功的功率約為1.3W【解析】選A。本題考查機械能的影響因素及功、功率的計算。勻速爬樓的過程中,人的質量不變,速度不變,高度增加,所以動能不變,重力勢能增加;因為機械能等于動能和勢能之和,所以爬樓的過程中人的機械能不斷增加,故A正確;書包的重力為20N,爬樓的高度為:h=23m=6m,所以該同學對書包所做的功為W=Gh=20N6m=120J,故B、C錯誤;爬樓的時間為t=5min=300s,所以該同學對書包所做的功的功率為:P=0.4 W,故D錯誤。故選A。二、填空題7.(xx宜興質檢)青少年在安靜思考問題時,心臟推動血液流動的功率約為1.5W,則你在考試10分鐘內,心臟做功約為_J,用這些功可以將一個質量為50kg的物體勻速舉高_m。(g取10N/kg)【解析】本題考查功、功率的相關計算。由P=得:在考試的10分鐘內心臟做功W=Pt=1.5W1060s=900J;提升物體重G=mg=50kg10N/kg=500N,由W=Gh可知用這些功提升物體的高度h=1.8 m。答案:9001.88.如圖是xx年的中秋之夜,“長征二號”FT2運載火箭成功發(fā)射“天宮二號”空間實驗室時的壯觀情景。(1)火箭發(fā)射升空時,燃料通過燃燒將化學能轉化為燃氣的內能,再轉化為火箭的_能,火箭升空過程中動能將_。(2)飛船在軌道上從近地點到遠地點運行的過程中,飛船的勢能_,速度_。(均選填“變大”“變小”或“不變”)【解析】本題考查機械能的轉化。(1)火箭發(fā)射升空時,燃料通過燃燒將化學能轉化為燃氣的內能,再轉化為火箭的機械能,火箭升空過程中,速度變大,動能將變大。(2)飛船在軌道上從近地點到遠地點運行的過程中,飛船的高度增大,勢能變大,速度變小,動能變小。答案:(1)機械變大(2)變大變小9.(xx揚州質檢)如圖所示,一小球在點1靜止釋放,經(jīng)過最低點2,上升到最高點3后返回。在此過程中,小球在點_的位置重力勢能最大,在點_的位置動能最大,在點_的位置機械能最大。從點1到點3擺動的過程中,小球受到的重力對小球_(選填“做”或“不做”)功,細繩對小球的拉力_(選填“做”或“不做”)功。世紀金榜導學號59944147【解析】本題考查動能和重力勢能的概念及影響其大小的因素,力是否做功的判斷等。讀圖可知,小球在擺動的過程中,小球在點1的位置最高,所以重力勢能最大;在點2的速度最快,所以動能最大;由于機械能在轉化的過程中,會有一部分轉化為內能,所以一開始時的機械能是最大的,即在點1的位置機械能最大。從點1到點3擺動的過程中,小球受到重力的作用,且在重力方向上通過了距離,因此重力對小球做功;細繩對小球的拉力方向與小球運動的方向垂直,故細繩對小球的拉力不做功。答案:121做不做10.(xx寶應質檢)在探究“汽車的速度”的實驗中,甲、乙兩輛相同的汽車在同一水平地面上做直線運動的圖象分別如圖(1)、(2)所示。由圖可知,甲車的動能_(選填“大于”“小于”或“等于”)乙車的動能;經(jīng)過相同的時間,甲、乙兩車牽引力做的功之比為_。(空氣阻力忽略不計)【解析】本題考查動能影響因素和速度、功計算。由圖象知,甲的速度為v甲=5 m/s,乙的速度為v乙=3m/s,已知兩車完全相同,所以質量相同;因為甲的速度大于乙的速度,所以甲的動能大于乙的動能;在勻速直線行駛過程中,F甲=F乙=f,因為W=Fs,v=,所以,相同時間牽引力做的功之比為:= =。答案:大于5311.如圖所示,a、b為豎直向上拋出的小石塊在上升過程中動能和重力勢能隨高度變化的兩條圖線(不計空氣阻力),其中_是“動能高度”關系圖線,小石塊上升的最大高度為_m,小石塊在最高點時的機械能為_J。【解析】本題考查圖象的認識。在小石塊拋出上升過程中,高度增加,重力勢能增大,速度減小,動能減少,動能轉化為重力勢能,因不計空氣阻力,小石塊的機械能守恒,故a是“動能高度”的關系圖線,且上升的最大高度為4m,此時機械能為2J。答案:a42【方法歸納】分析動能與勢能相互轉化的一般步驟(1)明確要研究對象和所要研究的過程。(2)根據(jù)物體在初始狀態(tài)的位置、速度、形變情況,確定物體具有的動能、勢能。(3)根據(jù)物體在最終狀態(tài)的位置、速度、形變情況,確定物體具有的動能、勢能。(4)分析運動過程中是否受摩擦力,如果不考慮摩擦力,動能與勢能總和不變,一種能量減少,另一種能量增加,能量發(fā)生相互轉化。三、實驗探究題12.引體向上是體能測試項目之一,做引體向上時雙臂的拉力使身體上升做功。請設計一個實驗方案測出某同學做5次引體向上的功率(假設每次身體提升的距離都為h)。要求寫出簡要的實驗過程和計算功率的表達式。(1)實驗過程:_。(2)功率表達式:P=_。(用測量的物理量符號表示)【解析】本題考查對功率公式和做功公式的理解和掌握以及利用功率公式設計實驗方案解決實際問題的應用能力。要測某同學做引體向上的功率,根據(jù)公式P=可知,只要測出雙臂的拉力對身體做的功和做功需要的時間即可;雙臂拉力對身體做的功,就是克服自身重力做的功,根據(jù)W=Gh和G=mg可知,只要測出人的質量,身體向上移動的高度即可。答案:(1)用體重計測出人的質量m;用刻度尺測出一次引體向上身體提升的高度h;用秒表測出做5次引體向上的時間t(2)=13.(xx泰興質檢)小明猜想:動能的大小可能與物體的質量和速度有關,因此,他設計了如下兩種實驗方案:A.讓同一輛小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑,與放在水平面上的木塊相碰(如圖甲所示)。B.讓不同質量的小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑,與放在水平面上的木塊相碰(如圖乙所示)。上述兩種實驗方案中:(1)A方案是為了探究動能大小與_的關系。該方案中,讓同一輛小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑,從而改變小車到達斜面底端速度,從能量轉化的角度來看,這樣做的理論依據(jù)是_。(2)實驗中可以通過比較_,來比較碰撞前小車動能大小,理論依據(jù)是_。(3)B方案是探究動能大小與質量的關系,該方案是否合理?_;理由是_。(4)B方案中_比較碰撞前小車動能大小(選填“能”或者“不能”)?！窘馕觥勘绢}考查探究動能大小與什么因素有關的實驗。(1)實驗中,讓小車處在不同的高度,反映了速度不同,這樣設計是為了研究動能與速度的關系;該方案中,讓同一輛小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑,從而改變小車到達斜面底端的速度,從能量轉化來看,這樣做的理論依據(jù)是小車的重力勢能轉化為小車的動能。(2)實驗中可以通過比較木塊被撞擊后移動的距離,來比較碰撞前小車動能的大小,理論依據(jù)是木塊被撞擊后移動的距離越遠,小車的動能越大。(3)要探究動能大小與質量的關系,應該控制小車的速度相同,讓小車從斜面的同一高度滑下,故B方案不合理。(4)因為實驗中是通過比較木塊被撞擊后移動的距離,來比較碰撞前小車動能的大小的,故B方案中能比較碰撞前小車動能大小。答案:(1)速度小車的重力勢能轉化為小車的動能(2)木塊被撞擊后移動的距離木塊被撞擊后移動的距離越遠,小車的動能越大(3)不合理沒有控制速度相同(4)能14.(xx射陽質檢)在探究重力勢能的大小與哪些因素有關的活動中,有質量關系為mA=mBmC的三個木塊A、B、C,三個完全相同的木樁的起始位置高度相同,三個木塊的釋放高度如圖甲所示,將樁打入沙中的情形如圖乙所示,A將樁打得最淺,B、C將樁打入沙中的深度相同。(1)實驗時,木塊的釋放位置應在木樁的_,釋放木塊時應_(選填“輕輕釋放”或“用力下壓”)。(2)比較A、B兩木塊將樁打入沙坑的深度,可以得出的結論是:物體的_一定時,物體的高度越大,具有的重力勢能就越大。(3)小云根據(jù)B、C兩木塊將樁打入沙中的深度相同,說明物體重力勢能的大小與質量無關,小云的觀點是_(選填“正確”或“錯誤”)的,理由是_?！窘馕觥勘绢}考查探究影響重力勢能大小因素的實驗。(1)木塊釋放后會在重力的作用下沿豎直方向運動,為了使木塊能撞擊樁,所以木塊應在木樁的正上方釋放;在釋放木塊時,應輕輕釋放,這樣能排除外界壓力對實驗的影響。(2)由圖可知:A、B的質量是相同的,物塊B的高度大于A的高度,B撞擊木樁的深度大于A撞擊木樁的深度,所以結論為:物體的質量一定時,物體的高度越大,具有的重力勢能就越大。(3)由圖可知:B、C的下落高度不同,質量也不同,打擊的木樁的深度相同;要探究物體重力勢能的大小與質量的關系,應控制物體下落的高度相同,故結論是錯誤的。答案:(1)正上方輕輕釋放(2)質量(3)錯誤沒有控制下落的高度相同四、計算題15.(xx蘇州質檢)一輛質量為1.4104kg的小型壓路機,以2km/h的速度在路面上勻速行駛,在行駛過程受到的阻力是重力的0.36倍。在施工時每次鋼輪以恒力垂直作用在路面上,下壓路面的距離為1mm,鋼輪每秒鐘壓路25次。(g取10N/kg)求:世紀金榜導學號59944148(1)壓路機在1min內對路面做的功。(2)壓路機在1min內對路面做功的功率。(3)該小型壓路機的行駛功率?！窘馕觥勘绢}綜合考查重力、功、功率的計算。(1)壓路機重力:G=mg=1.4104kg10N/kg=1.4105N,壓路機對路面壓力:F1=G=1.4105N,壓路一次做功:W=F1h=1.4105N10-3m=1.4102J,鋼輪每秒鐘壓路25次,則壓路機在1min內壓路的次數(shù)(做功的次數(shù))為n=2560次=1500次,壓路機在1min內對路面做功:W1=nW=15001.4102J=2.1105J。(2)壓路機在1min內對路面做功的功率:P1=3 500 W。(3)因為壓路機勻速行駛,所以牽引力F2=f=0.36G=0.361.4105N=5.04104N,v=2km/h=2m/s=m/s,該小型壓路機的行駛功率:P2=F2v=5.04104Nm/s=2.8104W。答案:(1)2.1105J(2)3500W(3)2.8104W【學科素養(yǎng)題】如圖所示,在“研究物體動能與哪些因素有關”的實驗中,將A、B、C三個小球先后從同一裝置的ha、hb、hc高處滾下(mA=mBhb),推動木塊運動一段距離后靜止。(1)實驗中小球的動能是由_轉化而來,通過_來判斷小球動能的大小。(2)選擇甲和丙圖探究可以得出的實驗結論是_。(3)實驗過程中,發(fā)現(xiàn)木塊移動的距離較短而不易進行觀察和比較,你有什么辦法進行實驗改進?_。(4)某物理興趣小組借助速度傳感器和其他儀器進一步得出了兩組數(shù)據(jù),如表所示:表一(小球撞擊時的速度v=8cm/s)序號小球質量m/g小球動能