1、基础训练基础训练 24 功和功率（一）功和功率（一） 一、单选题一、单选题 1.疫情期间为减少人员外出接触，社区服务人员用无人机给居家隔离人员送货。如图是一架自重 5kg(含货篮)的对称臂(翼)无人机，其最大载重 10kg。超市给小柯家送来 10kg 大米和 5kg 面粉，需要 通过这架无人机送到 10 楼的小柯家(高 30 米)。下列相关说法不正确的是（ ） A. 无人机上升时的动力来自空气 B. 无人机满载后匀速上升时，每一臂(翼)对空气的推力为 25 牛 C. 把全部货物送到 10 楼小丽家，无人机至少需要做功约为 6000 焦 D. 无人机带着货物匀速上升过程中，无人机及货物机械能一直
2、增大 2.如图是投篮练习的动作分解图示。下列相关说法正确的是（ ） A. 篮球离手后，人对篮球没有做功 B. 篮球在上升过程中机械能越来越大 C. 篮球离开手后在空中的速度一直变小 D. 篮球离开手后还能继续向上运动是由于受到惯性的 作用 3.如图所示，是由古希腊科学家阿基米德发明的一种螺旋水泵，是历史上最早的水泵。当人们用顶 端把手将其旋转起来， 水就能沿着螺旋的泵壳抽上来。 若不计摩擦阻力， 关于水泵正确的说法是 （ ） A. 水泵顶端装有加长的把手主要起到加快抽水速度的作用 B. 若将螺旋的数量减少，抽起等量水时所作的功更少 C. 若用电动机带动水泵旋转，电动机输出的能量将全部转化为水的
3、动能 D. 水泵正常使用时的旋转方向是一定的 4.蹦床运动有“空中芭蕾”之称， 运动时利用蹦床中的弹簧反弹让人在空中表演动作技巧。 下列对蹦床 运动员的叙述正确的是（ ） A. 离开蹦床后的速度是先变大后变小 B. 从最高点到落到蹦床最低点速度是一直变大 C. 从接触蹦床至到达最低点，只是人的动能转化为蹦床的弹性势能 D. 后一次比前一次“蹦”得更高，一定是做了功 5.如图所示，钢珠在一个光滑的竖直放置轨道上从点由静止释放，钢珠始终没有离开轨道，则钢珠 ( ) A. 最远可以到达 d 点 B. 通过 a 时的速度比通过 c 时大 C. 在 a 点比在 0 点的重力势能大 D. 从 a 运动到
4、b 的过程中，动能转化为重力势能 6.如图所示，一物体在拉力 F 的作用下沿斜面向上匀速运动，在向上运动的过程中，下列说法正确 的是( ) A. 物体的动能不变，机械能不变 B. 物体的重力势能增大，机械能增大 C. 物体的重力势能转化为动能 D. 物体的动能转化为重力势能 7.如图，重物 P 放在一长木板 OA 上，将长木板绕 O 端匀速缓慢转动一定角度，重物 P 相对于木板 始终保持静止。匀速转动过程中，下列说法错误的是（ ） A. 外力对木板做了功 B. 木板对重物 P 做了功 C. 重物 P 的机械能不断变大 D. 长木板和重物的总机械能保持不变 8.如图所示是小明同学使用手机相机的“
5、慢动作”功能拍摄的小球的运动轨迹，小球在 1、2 位置的高 度相同。（假设小球接触地面并反弹的过程，无能量损耗）下面说法正确的是（ ） A. 小球在 3 位置速度为零，受到平衡力的作用 B. 此过程只有小球的动能和重力势能之间的转化 C. 小球在 1、2 位置的重力势能相同，1 位置机械能比 2 位置时大 D. 小球在 1、2 位置的重力势能相同，且机械能大小也相同 9.用大小相同的力 F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的 距离 s（如图所示），F 所做的功分别为 W1和 W2 ， 则（ ） A. B. W 1=W2 C. W1=2W2 D. W1=4W2
6、10.小明同学以一定速度将弹性球扔向地面，弹性球经地面和墙壁两次反弹，重新在同一高度用手接 住，碰撞时小球能量损失不计，1 处和 2 处是在同一高度。如果 1 处小球的动能大于 2 处，则下列 说法错误的是( ) A. 1 处的机械能一定大于 2 处 B. 1 处的动能一定大于 4 处 C. 3 处的动能一定大于 4 处 D. 接到小球时的速度一定小于扔出时的速度 二、填空题二、填空题 11.如图两个相同实心小球以同样的速度 v 分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动，两弧槽弧形相同， 弧长相等。甲图中小球从 A 点到达 B 点的过程中，小球的动能_。小球通过甲弧槽的时间 _小球通过乙弧槽的时间。(
7、填”大于”小于”或”等于”) 12.如图 1 所示，小明用水平推力 F 把木块沿水平地面向前推动。此过程中，推力 F 和木块前进的速 度 v 的大小随时间 t 的变化情况分别如图 2 甲、乙所示。求： （1）第 1s 时木块受到的摩擦力是_。 （2）第 4 和第 5s 内，推力对木块所做的 _ 。 13.健腹轮是一种健身器材，使用时可将膝盖跪在垫上，双手紧握健腹轮手柄，向前推动健腹轮至身 体水平于地面，然后回收归位，反复操作，如图所示。 （1）图甲所示，身重为 500 牛的人身体从状态 1 到状态 2 的过程中，身体重心平均下降 30 厘米， 重力所做的功为_焦。 （2）在身体从状态 1 到状
8、态 2 的过程中，轮内的弹性钢圈因形变而绕紧，在从状态 2 恢复到状态 1 时，绕紧的钢圈会自动恢复到原来的状态，让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性 势能的变化图， 结合图中信息进行分析， 在健腹轮中安装_ (填“A”或“B”)型钢圈将使产品具有 更强的自动回弹功能。 三、实验探究题三、实验探究题 14.如图所示，小金同学在探究物体动能大小与质量的关系时，设计了如下方案：让质量分别为 m1 和 m2（m1m2）的两个小球沿同一斜面从同一点 A 处由静止滚下，然后与放在水平木板上的纸盒 相碰，记录纸 盒移动的距离。 （1）小金同学是根据_判断小球动能大小的；若实验中所使用的斜面不够
9、光滑_（会 /不会）给实验带来影响。 （2）小金同学顺利完成步骤，记录下纸盒移动的距离 x1 ， 在进行步骤时，纸盒被撞后滑出 木板，导致无法记录移动的距离 x2 ， 此时同组的甲同学建议换一个较重的木块代替纸盒重做步骤 ， 乙同学建议降低小球 m2的释放高度重做步骤， 你认为哪位同学的建议是合理的？ _ （甲同学/乙同学/都合理/都不合理）。 （3）上述实验操作可以得出的结论是：_。 15.在探究“阻力对物体运动的影响”时，小华设计了如图所示的实验装置：将铁球用细绳悬于 O 点， 小车置于 O 点正下方水平面上静止。实验时，分别在水平面上铺毛巾、棉布、玻璃板。 （1）每次都要让铁球从图中 A
10、 点由静止释放，是为了使小车在水平面开始运动时具有相同的 _。 （2）下面是记录实验情况的表格，请将(a)中的内容补充完整。 实验序号 水平部分的材料 (a)_ 小车在水平面运动的距离 毛巾 棉布 玻璃板 （3）由实验可知水平面越光滑，小车运动的距离越远。由此推理得出：如果水平面绝对光滑，被撞 击后的小车将作_（选填“加速”“减速”或“匀速”）直线运动。 （4）如果用此装置探究“物体动能的大小与什么因素有关”，换用不同质量的铁球每次从图中 A 点由 静止释放，通过观察小车在水平面运动的距离，来探究物体的动能与_的关系。 四、解答题四、解答题 16.如图是小科同学校运动会投掷实心球的场景，当实心
11、球脱手时，重心离地面的高度是 1.8m，当实 心球至最高点时，重心上升了 0.9m。已知实心球质量为 2 千克，小科的质量为 55 千克。 （1）若小科每只脚与地面的面积是 200cm2 ， 则小科手握实心球站在水平地面时，脚对地面的压 强为多大？ （2）实心球自脱手至落地的过程中，实心球重力所做的功。 （3）实心球自脱手至落地的过程中（不计空气摩擦），下列关于其动能、势能和机械能的大小分别 随时间变化的曲线中，其中正确的是_(填序号)。 17.ABCD 为一油桶的截面图，油桶的高 AC 为 80cm，油桶的直径 CD 为 60cm，重力为 800N，使该油 桶绕 D 点翻转。 （1）请在甲图
12、中依据最大力臂作出最小推力的示意图（画出力臂和力）。 （2）求出这个推力的大小。 （3）这一过程中推力所做的功至少为多少焦？ 18. 2019 年 4 月 15 日起正式实施电动自行车新国家标准，下图是小明家新购买的电动自行车，整 车质量为 40kg。小明爸爸以 18km/h 的速度匀速骑行 9km 的过程中，车轮与地面的总接触面积为 200cm2。小明爸爸的质量是 60kg。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 0.1 倍。求本次骑行过程中： （1）骑行所用时间。 （2）车对地面的压强。 （3）电动自行车克服摩擦力做了多少功。 19.图 1 是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船
13、长 30 米，宽 15 米，排水量 60 吨，船的表面安装有 太阳能电池板，接收太阳能的功率为 1.6105W，接收的太阳能只用来驱动船前进。在一次航行中， 从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力 F、船的运动速度 v 随时间 t 的变化关系如图 2 所 示。试求： （1）满载时太阳能船受到的浮力； （2）第 50s 到第 100s 内牵引力做的功； （3）第 50s 到第 100s 的运动过程中太阳能船的效率。 20.甲、乙两位同学对雨滴的下落速度很感兴趣，于是他们对此展开研究。雨滴接近地面时可看做匀 速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为 r，密度为 ，球的体积为 V=4/3r3。(注
14、：所有结果均用字 母表示) （1）半径为 r 的雨滴重力为 _。 （2）在接近地面时，雨滴在下落过程中机械能_ (选填“增大”“不变”“减小”)。 （3）假设半径为 r 的雨滴在近地面下落 h 高度的过程中，重力对它做了多少功？ 基础训练基础训练 24 功和功率（一）功和功率（一） 一、单选题一、单选题 1.疫情期间为减少人员外出接触，社区服务人员用无人机给居家隔离人员送货。如图是一架自重 5kg(含货篮)的对称臂(翼)无人机，其最大载重 10kg。超市给小柯家送来 10kg 大米和 5kg 面粉，需要 通过这架无人机送到 10 楼的小柯家(高 30 米)。下列相关说法不正确的是（ ） A.
15、无人机上升时的动力来自空气 B. 无人机满载后匀速上升时，每一臂(翼)对空气的推力为 25 牛 C. 把全部货物送到 10 楼小丽家，无人机至少需要做功约为 6000 焦 D. 无人机带着货物匀速上升过程中，无人机及货物机械能一直增大 【答案】 C 【解析】【分析】（1）根据流体压强和流速的关系分析升力的来源； （2）首先根据 F=G总计算出无人机的总升力，然后用总升力处于机翼的个数即可； （3）根据最大载重 10kg 可知，无人机要将大米和面粉送上 10 楼，必须运两次，根据公式 W=G总 h 分别计算出两次做的功，然后相加即可； （4） 动能与质量和速度有关， 重力势能与质量和高度有关，
16、最后根据机械能=动能+重力势能分析。 【解答】A.无人机的机翼旋转时，上表面的空气气流速度大压强小，下表面的空气速度小压强大， 于是产生向上的压力差，这就是升力，故 A 正确不合题意； B.无人机满载后匀速上升时，它产生的总升力：F=G总=（5kg+10kg） 10N/kg=150N； 根据图片可知，无人机有 6 个机翼， 因此每一个机翼对空气的推力： ， 故 B 正确不合题意； C.根据最大载重 10kg 可知，无人机要将大米和面粉送上 10 楼，必须运两次， 第一次做的功：W1=G1h=（5kg+10kg） 10N/kg 30m=4500J； 第一次做的功：W2=G2h=（5kg+5kg）
17、 10N/kg 30m=3000J； 那么无人机至少做功：W总=W1+W2=4500J+3000J=7500J，故 C 错误符合题意； D.无人机带着货物匀速上升过程中，质量不变速度不变，所以动能不变；质量不变高度增大，所以 重力势能增大。 根据机械能=动能+重力势能可知， 无人机的机械能在一直增大， 故 D 正确不合题意。 故选 C。 2.如图是投篮练习的动作分解图示。下列相关说法正确的是（ ） A. 篮球离手后，人对篮球没有做功 B. 篮球在上升过程中机械能越来越大 C. 篮球离开手后在空中的速度一直变小 D. 篮球离开手后还能继续向上运动是由于受到惯性的 作用 【答案】 A 【解析】【分
18、析】（1）功的两个要素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离； （2）注意分析机械能和内能的转化； （3）将篮球的运动过程分成上升和下降两个阶段讨论； （4）惯性是一种性质，而不是一种力。 【解答】A.篮球离开手后，人对篮球就不会发生力的作用，因此人对篮球不做功，故 A 正确； B.篮球在上升过程中，与空气摩擦，将机械能转化为内能，因此它的机械能不断减小，故 B 错误； C.篮球在上升时，速度不断减小；在下降时，速度不断增大，故 C 错误； D.篮球离开手后还能继续向上运动是由于有惯性，故 D 错误。 故选 A。 3.如图所示，是由古希腊科学家阿基米德发明的一种螺旋水泵，是历史上最早的
19、水泵。当人们用顶 端把手将其旋转起来， 水就能沿着螺旋的泵壳抽上来。 若不计摩擦阻力， 关于水泵正确的说法是 （ ） A. 水泵顶端装有加长的把手主要起到加快抽水速度的作用 B. 若将螺旋的数量减少，抽起等量水时所作的功更少 C. 若用电动机带动水泵旋转，电动机输出的能量将全部转化为水的动能 D. 水泵正常使用时的旋转方向是一定的 【答案】 D 【解析】【分析】（1）轮轴相当于一个可以连续旋转的省力杠杆； （2）根据功的原理分析； （3）注意水泵旋转也需要能量； （4）水泵的旋转方向决定了水能否上升。 【解答】A.水泵顶端装有加长的把手，相当于一个轮轴，主要起到省力的作用，故 A 错误； B.
20、根据公式 W=Gh 可知，当水的质量和提升高度相同时，若将螺旋的数量减少，抽起等量水时所作 的功不变，故 B 错误； C.若用电动机带动水泵旋转，电动机输出的能量将转化为水的动能和水泵的动能，故 C 错误； D.水泵正常使用时旋转方向是一定的，故 D 正确。 故选 D。 4.蹦床运动有“空中芭蕾”之称， 运动时利用蹦床中的弹簧反弹让人在空中表演动作技巧。 下列对蹦床 运动员的叙述正确的是（ ） A. 离开蹦床后的速度是先变大后变小 B. 从最高点到落到蹦床最低点速度是一直变大 C. 从接触蹦床至到达最低点，只是人的动能转化为蹦床的弹性势能 D. 后一次比前一次“蹦”得更高，一定是做了功 【答案
21、】 D 【解析】【分析】（1）合力的方向与运动方向相同时，物体做加速运动；合力的方向与运动方向相 反时，物体做减速运动； （2）根据运动员的受到合力的情况进行分析； （3）注意运动员的高度对重力势能的影响； （4）根据能量转化和守恒定律分析。 【解答】A.运动员离开蹦床后，只受到向下的重力，此时合力向下，与运动方向相反，因此运动员 的速度不断减小，故 A 错误； B.从最高点到蹦床的最低点的过程中， 在接触蹦床前， 运动员只受向下的重力， 且与运动方向相同， 所以做加速运动；接触蹦床后，受到向上的弹力，由于弹力小于重力，合力还是向下，所以仍然做 加速运动；当弹力和重力相同时，加速停止，此时速度
22、最大；当弹力大于重力时，合力向上，与运 动方向相反，做减速运动，直到速度为零，故 B 错误； C.从接触蹦床到最低点，人的重力势能和动能都在减小，而蹦床的弹性势能在增大，所以将人的动 能和重力势能转化为弹性势能，故 C 错误； D.后一次比前一次蹦的更高，那么人的机械能增大，根据能量守恒可知，肯定是外界对人做了功， 故 D 正确。 故选 D。 5.如图所示，钢珠在一个光滑的竖直放置轨道上从点由静止释放，钢珠始终没有离开轨道，则钢珠 ( ) A. 最远可以到达 d 点 B. 通过 a 时的速度比通过 c 时大 C. 在 a 点比在 0 点的重力势能大 D. 从 a 运动到 b 的过程中，动能转化
23、为重力势 能 【答案】 B 【解析】【分析】根据能量转化和守恒定律分析即可。 【解答】A.d 点的高度大于 O 点的高度，那么 d 点的重力势能大于 O 点的重力势能，不符合能量守 恒定律，故 A 错误； B.a 点和 c 点时钢珠的机械能相同，因为 a 点高度小于 c 点，所以 a 点重力势能小于 c 点。根据机 械能=动能+重力势能可知，a 点的动能大于 c 点，即 a 点的速度大于 c 点，故 B 正确； C.a 点和 O 点的高度相同，那么钢球的重力势能相等，故 C 错误； D.从 a 运动到 b 的过程中，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，将钢球的重力势能转 化为动能，故
24、D 错误。 故选 B。 6.如图所示，一物体在拉力 F 的作用下沿斜面向上匀速运动，在向上运动的过程中，下列说法正确 的是( ) A. 物体的动能不变，机械能不变 B. 物体的重力势能增大，机械能增大 C. 物体的重力势能转化为动能 D. 物体的动能转化为重力势能 【答案】 B 【解析】【分析】动能与物体的质量和速度有关，重力势能与物体的质量和高度有关，机械能等于 动能加重力势能，据此分析判断。 【解答】一物体在拉力 F 的作用下沿斜面向上匀速运动，质量不变速度不变，因此它的动能不变； 质量不变高度增大，因此它的重力势能增大。根据机械能等于动能加重力势能可知，物体的机械能 增大，故 B 正确，
25、而 A、C、D 错误。 故选 B。 7.如图，重物 P 放在一长木板 OA 上，将长木板绕 O 端匀速缓慢转动一定角度，重物 P 相对于木板 始终保持静止。匀速转动过程中，下列说法错误的是（ ） A. 外力对木板做了功 B. 木板对重物 P 做了功 C. 重物 P 的机械能不断变大 D. 长木板和重物的总机械能保持不变 【答案】 D 【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识分析； （2）根据（1）中分析判断； （3）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能。 （4）根据（3）中的分析判断。 【解答】A、在木板旋转的过程中，木板的重心在不断升高，那么木板的机械能在
26、不断增大，因此 外力肯定克服木板的重力做了功，故 A 正确不合题意； B、重物 P 的位置不断升高，那么它的机械能不断增多，因此木板对重物的力肯定做了功，故 B 正 确不合题意； C、重物 P 匀速转动，那么动能不变；由于高度增大，因此重力势能变大。根据机械能=动能+重力 势能可知，它的机械能不断增大，故 C 正确不合题意； D、长木板和重物的速度不变，那么动能不变；高度增大，那么重力势能增大。据机械能=动能+重 力势能可知，它们的机械能不断增大，股 D 错误符合题意。 故选 D。 8.如图所示是小明同学使用手机相机的“慢动作”功能拍摄的小球的运动轨迹，小球在 1、2 位置的高 度相同。（假设
27、小球接触地面并反弹的过程，无能量损耗）下面说法正确的是（ ） A. 小球在 3 位置速度为零，受到平衡力的作用 B. 此过程只有小球的动能和重力势能之间的转化 C. 小球在 1、2 位置的重力势能相同，1 位置机械能比 2 位置时大 D. 小球在 1、2 位置的重力势能相同，且机械能大小也相同 【答案】 C 【解析】【分析】1、当物体受平衡力作用时，物体处于静止或匀速直线运动状态； 2、动能的大小与质量和速度有关，势能的大小与质量和高度有关； 3、动能与势能之间能发生转化，当只受重力作用时机械能守恒； 4、力与运动的关系是当力的方向与运动方向相同时，物体加速，当力的方向与运动方向相反时物 体减
28、速。 【解答】A、 小球在 3 位置速度为零 ，此时只受到向下重力的作用，小球不是平衡状态，A 错误； B、从小球每次反弹高度减小可知，小球是有能量损失的。如果只有动能和重力势能之间转化，小 球是可以回到原来的高度的，B 错误； C、 因为 1、2 位置高度相同，所以小球在 1、2 位置的重力势能相同，而 1 上升的速度大于 2 下降 的速度，所以 1 位置机械能比 2 位置时大，C 正确； D、由 C 分析可知右，D 错误。 故选 C 9.用大小相同的力 F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的 距离 s（如图所示），F 所做的功分别为 W1和 W2 ， 则（
29、 ） A. B. W 1=W2 C. W1=2W2 D. W1=4W2 【答案】 B 【解析】【分析】根据公式 W=Fs 分析比较即可。 【解答】根据公式 W=Fs 可知，功的大小只与两个因素有关：作用在物体上的力；物体在力的 方向上通过的距离， 和物体的质量大小无关。 因为推力和距离都相同， 所以做的功相等， 即 W1=W2 ， 故 B 正确，而 A、C、D 错误。 故选 B。 10.小明同学以一定速度将弹性球扔向地面，弹性球经地面和墙壁两次反弹，重新在同一高度用手接 住，碰撞时小球能量损失不计，1 处和 2 处是在同一高度。如果 1 处小球的动能大于 2 处，则下列 说法错误的是( ) A
30、. 1 处的机械能一定大于 2 处 B. 1 处的动能一定大于 4 处 C. 3 处的动能一定大于 4 处 D. 接到小球时的速度一定小于扔出时的速度 【答案】 C 【解析】【分析】（1）重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能； （2）首先通过 1 处和 2 处动能的比较，确定在运动过程中，它的机械能是否守恒，然后再根据各 个位置的先后关系确定机械能的大小。 【解答】1 处和 2 处高度相同，因此小球的重力势能相同； 1 处的小球动能大于 2 处， 根据机械能=动能+重力势能可知，1 处的机械能大于 2 处； 即小球在运动过程中机械能有损失； 故 A 正确不合题意； 因为 4 处比
31、 1 处靠后，所以 4 处的机械能肯定小于 1 处； 因为 4 处高度大于 1 处， 所以 4 处的重力势能肯定大于 1 处； 根据机械能=动能+重力势能可知，1 处的动能肯定大于 4 处， 故 B 正确不合题意； 3 处的高度小于 4 处， 那么 3 处的重力势能小于 4 处； 因为 3 处比 4 处靠后， 所以 3 处的机械能小于 4 处； 根据机械能=动能+重力势能可知，二者的动能可能相等，故 C 错误符合题意； 接到小球时的机械能肯定小于出手时，因此此时的动能肯定小于出手时，故 D 正确不合题意。 故选 C。 二、填空题二、填空题 11.如图两个相同实心小球以同样的速度 v 分别沿着甲
32、、乙两个光滑的弧槽运动，两弧槽弧形相同， 弧长相等。甲图中小球从 A 点到达 B 点的过程中，小球的动能_。小球通过甲弧槽的时间 _小球通过乙弧槽的时间。(填”大于”小于”或”等于”) 【答案】 先增大后减小；小于 【解析】【分析】（1）根据动能和重力势能的相互转化确定整个过程中小球动能的变化； （2）根据动能的变化确定小球速度的变化，再根据 比较运动时间的长短。 【解答】（1） 甲图中小球从 A 点到达 B 点的过程中， 小球的高度先减小后增大，因此它的重力 势能先减小后增大。因为没有摩擦，所以小球的机械能守恒，那么小球的动能则先增大后减小； （2）在甲图中，动能先增大后减小，因此速度先增大
33、后减小，那么全程的平均速度大于 v； 在乙图中，动能先减小后增大，因此速度先减小后增大，那么全程的平均速度小于 v； 即 v甲v乙； 根据公式 可知，两个弧形轨道路程相同，那么 t 甲t乙。 即小球通过甲弧槽的时间小于小球通过乙弧槽的时间。 12.如图 1 所示，小明用水平推力 F 把木块沿水平地面向前推动。此过程中，推力 F 和木块前进的速 度 v 的大小随时间 t 的变化情况分别如图 2 甲、乙所示。求： （1）第 1s 时木块受到的摩擦力是_。 （2）第 4 和第 5s 内，推力对木块所做的 _ 。 【答案】 （1）100N （2）400J 【解析】【分析】（1）根据甲图确定第 1s 时
34、木块受到的推力，根据图乙确定第 1s 时木块的运动状 态，然后根据二力平衡的知识计算木块受到的摩擦力； （2）首先根据甲图确定 45s 内木块受到的推力，然后根据乙图确定这段时间内木块的运动速度， 根据 s=vt 计算出木块运动的距离，最后根据公式 W=Fs 计算对木块做的功。 【解答】（1）根据甲图可知，在第 1s 内木块受到的推力为 100N；根据乙图可知，在第 1s 内，物 体处于静止状态。 根据二力平衡的知识可知， 此时木块受到的摩擦力与推力为平衡力， 即 f=F=100N； （2）根据甲图可知，在第 4s5s 内木块受到的推力为 200N；根据乙图可知，在第 4s5s 内，木块 做匀
35、速直线运动，通过的距离 s=vt=1m/s 2s=2m，那么这段时间内推力做的功为： W=Fs=200N 2m=400J。 13.健腹轮是一种健身器材，使用时可将膝盖跪在垫上，双手紧握健腹轮手柄，向前推动健腹轮至身 体水平于地面，然后回收归位，反复操作，如图所示。 （1）图甲所示，身重为 500 牛的人身体从状态 1 到状态 2 的过程中，身体重心平均下降 30 厘米， 重力所做的功为_焦。 （2）在身体从状态 1 到状态 2 的过程中，轮内的弹性钢圈因形变而绕紧，在从状态 2 恢复到状态 1 时，绕紧的钢圈会自动恢复到原来的状态，让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性 势能的变化图
36、，结合图中信息进行分析，在健腹轮中安装_ (填“A”或“B”)型钢圈将使产品具 有更强的自动回弹功能。 【答案】 （1）150 （2）A 【解析】【分析】（1）已知重力和下降的高度根据公式 W=Gh 计算重力做的功； （2）当发生相同程度的形变时，具有的弹性势能越大，该钢圈就具有更强的自动回弹功能，根据 乙图分析即可。 【解答】（1）重力做的功为：W=Gh=500N 0.3m=150J； （2）根据图乙可知，A 型钢圈的弹性势能大于 B 型，因此在健腹轮中安装 A 型钢圈将使产品具有 更强的自动回弹功能。 三、实验探究题三、实验探究题 14.如图所示，小金同学在探究物体动能大小与质量的关系时，
37、设计了如下方案：让质量分别为 m1 和 m2（m1m2）的两个小球沿同一斜面从同一点 A 处由静止滚下，然后与放在水平木板上的纸盒 相碰，记录纸 盒移动的距离。 （1）小金同学是根据_判断小球动能大小的；若实验中所使用的斜面不够光滑_（会 /不会）给实验带来影响。 （2）小金同学顺利完成步骤，记录下纸盒移动的距离 x1 ， 在进行步骤时，纸盒被撞后滑出 木板， 导致无法记录移动的距离 x2 ， 此时同组的甲同学建议换一个较重的木块代替纸盒重做步骤 ，乙同学建议降低小球 m2的释放高度重做步骤，你认为哪位同学的建议是合理的？ _ （甲同学/乙同学/都合理/都不合理）。 （3）上述实验操作可以得出
38、的结论是：_。 【答案】 （1）纸盒移动的距离；不会 （2）都不合理 （3）速度一定时，质量越大、动能越大 【解析】 【分析】 （1）纸盒被撞击后移动的距离越大，克服摩擦做的功越多，那么小球的动能越大。 若斜面不够光滑，那么小球从斜面上滚下时要克服摩擦做功，但是仍然遵循“物体的高度越大，到达 水平面时速度越大”的规律，因此对实验没有影响； （2）木块越重，对水平面的压力越大，受到的摩擦力越大；而降低小球的高度，那么小球到达水 平面时的速度就不同，这些因素都是实验中应该控制相同的量。如果不控制这些因素，就得不到正 确的结论。 （3）根据高度的关系确定小球速度的大小，然后根据控制变量法描述动能与质
39、量的关系。 【解答】（1）小金同学是根据纸盒移动的距离判断小球动能大小的；若实验中所使用的斜面不够光 滑不会给实验带来影响。 （2）我认为两位同学的建议都不合理，因为摩擦力和高度都是应该控制的变量； （3）小球都从斜面的同一高度滚下，那么速度相同，m2质量大，纸盒被推动的距离远，因此得到 结论： 速度一定时，质量越大、动能越大 。 15.在探究“阻力对物体运动的影响”时，小华设计了如图所示的实验装置：将铁球用细绳悬于 O 点， 小车置于 O 点正下方水平面上静止。实验时，分别在水平面上铺毛巾、棉布、玻璃板。 （1）每次都要让铁球从图中 A 点由静止释放，是为了使小车在水平面开始运动时具有相同的
40、 _。 （2）下面是记录实验情况的表格，请将(a)中的内容补充完整。 实验序号 水平部分的材料 (a)_ 小车在水平面运动的距离 毛巾 棉布 玻璃板 （3）由实验可知水平面越光滑，小车运动的距离越远。由此推理得出：如果水平面绝对光滑，被撞 击后的小车将作_（选填“加速”“减速”或“匀速”）直线运动。 （4） 如果用此装置探究“物体动能的大小与什么因素有关”， 换用不同质量的铁球每次从图中 A 点由 静止释放，通过观察小车在水平面运动的距离，来探究物体的动能与_的关系。 【答案】 （1）速度 （2）小车受阻力的情况 （3）匀速 （4）质量 【解析】 【分析】控制变量在进行科学实验的概念，是指那些
41、除了实验因素(自变量)以外的所有影响 实验结果的变量，这些变量不是本实验所要研究的变量，所以又称无关变量、无关因子、非实验因 素或非实验因子。牛顿第一定律常见的完整表述：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直 到外力迫使它改变运动状态为止。 【解答】（1）小球相同的高度释放，具有的重力势能相等，到最低点重力势能转化为动能，所以从 同等高度释放，是为了让小球都具有相同的速度； （2）该题是为了探究阻力对物体运动的影响，所以表格还需要记录的是小车受到阻力的情况； （3） 实验可知水平面越光滑，小车运动的距离越远，如果水平面绝对光滑，即没有阻力的存在， 那么被撞击的小车将作匀速直线运动； （4）
42、用质量不同铁球从相同高度的地方释放，而动能只与质量和速度有关，相同高度的地方释放 速度相同，所以是为了探究动能与质量的关系； 故答案为：（1）速度；（2）小车受阻力的情况；（3）匀速；（4）质量。 四、解答题四、解答题 16.如图是小科同学校运动会投掷实心球的场景，当实心球脱手时，重心离地面的高度是 1.8m，当实 心球至最高点时，重心上升了 0.9m。已知实心球质量为 2 千克，小科的质量为 55 千克。 （1）若小科每只脚与地面的面积是 200cm2 ， 则小科手握实心球站在水平地面时，脚对地面的压 强为多大？ （2）实心球自脱手至落地的过程中，实心球重力所做的功。 （3）实心球自脱手至落
43、地的过程中（不计空气摩擦），下列关于其动能、势能和机械能的大小分别 随时间变化的曲线中，其中正确的是_(填序号)。 【答案】 （1）p= =14250Pa （2）W=mgh=2kg 10N/kg 1.8m=36J （3） 【解析】【分析】（1）小科对地面的压力等于它与实心球的总重力，然后根据公式 计算角对 地面的压强； （2）已知实心球的重力和高度，根据公式 W=Gh=mgh 计算即可； （3）如果不计空气阻力，那么机械能会守恒，即机械能保持不变，然后根据动能和重力势能的相 互转化分析它们的变化规律即可。 【解答】（1）脚对地面的压力为：F=G总=m总g=（2kg+55kg） 10N/kg=5
44、70N； 那么脚对地面的压强为： ； （2） 实心球重力所做的功 W=Gh=mgh=2kg 10N/kg （1.8m+0.9m）=54J ； （3）在实心球运动的过程中，由于没有空气摩擦，所以机械能没有损失，即保持不变，那么机械 能变化的图像为；实心球的高度先增大后减小，那么重力势能先增大后，即图像；根据动能和 重力势能的相互转化可知，动能则先减小后增大；由于到达最高点时，实心球在水平方向上的速度 不变，所以此点时动能不为零，故选。 因此正确的序号为。 17.ABCD 为一油桶的截面图，油桶的高 AC 为 80cm，油桶的直径 CD 为 60cm，重力为 800N，使该 油桶绕 D 点翻转。
45、（1）请在甲图中依据最大力臂作出最小推力的示意图（画出力臂和力）。 （2）求出这个推力的大小。 （3）这一过程中推力所做的功至少为多少焦？ 【答案】 （1） （2）D 点为支点，重力 G 为阻力，阻力臂等于 CD 的一半，即 30cm；动力臂为 AD。 根据勾股定理得到： ( ) ( ) ( ) ( ) ； 根据杠杆的平衡条件得到： ； ； 解得：F=240N； （3）原来重心的高度为： ； 油桶翻转过程中重心的最大高度： ； 那么油桶重心上升的高度为：h=0.5m-0.4m=0.1m； 那么推力做的功为：W=Gh=800N 0.1m=80J。 【解析】【分析】（1）力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，以 D 点为起点，在油桶上找到距 离它最远的点，然后做出力臂即可； （2）根据杠杆的平衡条件列式计算； （3）推力克服油桶的重力做功，计算出油桶重心升高的高度，然后根据 W=Gh 计算即可。 【解答】（1）根据甲图可知，在油桶上距离 D 点最远的点是 A，那么最长的力臂就是 AD，通过 A 点作 AD 的垂线即可，如下图所示： 18. 2019 年 4 月 15 日起正式实施电动自行车新国家标
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