1、第 6讲 功和机械能(建议答题时间：30 分钟)一、选择题1. (2017柳州)如图所示情况中，力没做功的是 ( )2. (2017巴南区指标到校)如图是重庆市某区林业部门利用飞机喷洒农药消灭森林害虫当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，下列对飞机的能量分析正确的是 ( )第 2题图A. 动能减少，势能减少B. 动能减少，势能增加C. 动能增加，势能减少D. 动能不变，势能不变3. (2017眉山)如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是 ( )第 3题图A. 卫星在近地点时，动能最大，机械能最大B. 卫星在远地点时，势能最大，机械能最大C. 卫星从近地点向远地点运动时，动
2、能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变D. 卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变4. (2017南岸区二诊)小雯在观看杂技表演，有一项跳板节目引起了她的注意，如图所示，两名质量为 60 kg的男演员同时从 3 m高处自由下落到跳板的一端，站立于跳板另一端的一名质量为 45 kg的女演员被向上弹起 4 m高(不计空气阻力)下列说法中错误的是 ( )第 4题图A. 男演员下落的过程中，他们的重力势能转化为动能B. 女演员离开跳板后仍能上升，是由于女演员有惯性C. 女演员站在倾斜的跳板上，她对跳板的压力等于自身重力D. 该跳板的机械效率约为 50%5. (2017荆州)有
3、一种叫“蹦极”的游戏，游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下，如图所示，图中 a点是弹性绳自然下垂时的位置， c点是游戏者所到达的最低点在游戏者由跳台至最低点 c的过程中，空气阻力不计，下列说法正确的是 ( )第 5题图A. 整个过程中游戏者在 a点的动能最大B. 整个过程中游戏者重力势能的减小量等于他的动能增加量C. 游戏者在 c点时受平衡力作用D. 从 a点下落到 c点的过程，游戏者的动能先增大后减小6. (2017铜仁)一搬运工用 100 N的水平推力，将重为 500 N的箱子，以 0.4 m/s的速度在水平地面上匀速推动了 50 s在此过程中，下列说法正确的
4、是 ( )A. 木箱所受到的摩擦力小于 100 NB. 重力所做的功为 1104 JC. 推力所做的功为 40 JD. 推力做功的功率为 40 W7. (2017荆门)一辆汽车在平直的公路上做直线运动，其 v t图像如图所示，汽车在第10 s时已行驶了 150 m，速度达到了 20 m/s，随后匀速前进若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为 2 000 N，以下说法正确的是 ( )第 7题图A. 在 020 s 内汽车的平均速度为 15 m/sB. 在 010 s 内汽车的牵引力大小恒为 2 000 NC. 在 1020 s 内汽车牵引力做的功为 4105 JD. 在 1020 s 内汽车牵引力
5、做功的功率为 4105 W二、填空题8. (2017常州)我国火箭回收方式是火箭消耗完燃料后将自动脱离飞船，借助降落伞落回地面，如图所示，匀速下落过程中，火箭的动能_(选填“变大”、“不变”或“变小”)，机械能_(选填“变大”、“不变”或“变小”)第 8题图9. (2017兰州)某同学在 10 s内做了 5个“引体向上”，他的质量为 60 kg，每次上升的高度为 40 cm.该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是_J，10 s内做功的功率为_W( g10 N/kg)10. (2017连云港)如图所示，一物体在水平向右的拉力 F1作用下以 1 m/s速度在水平地面上匀速运动了 10 m，拉力
6、F1所做的功为 W1，功率为 P1.若该物体在水平向右的拉力 F2作用下以 2 m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了 10 m，拉力 F2所做的功为 W2，功率为 P2.则 W1_W2， P1_P2(均选填“”、“”或“”)第 10题图11. (2017大渡口区二诊)甲、乙两小车在水平面上同时同地反向做匀速直线运动，它们的s t图像如图所示，运动 6秒时，甲、乙两车相距_m若两车的质量相等，甲的动能_乙的动能(选填“大于”、“等于”或“小于”)第 11题图三、实验探究题12. (2017西宁)如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关？”的实验装置示意图第 12题图(1)该实验装置要探究的
7、是物体动能的大小与物体_的关系(物体 A、 B质量不变)(2)该实验中所探究物体的动能是指物体_(选填“ A”或“ B”)的动能(3)该实验物体动能的大小是通过_来反映的(4)该实验物体的速度是指物体 A从斜面上由静止滚下与物体 B即将碰撞时的速度，它是通过_(选填“高度”或“质量”)来改变的(5)实验表明，同一物体 A从斜面高处滚下，高度越大，物体 B被撞得越远，可得结论_(6)若要研究物体动能与质量的关系，则需用不同质量的物体从斜面_高度由静止滚下，并观察记录四、论述计算题13. (2017南开半期考试)如图所示，是世界首款“水陆两栖”的敞篷概念车 SQuba，在陆地上最高时速可达 126
8、 km/h，它还能够潜入 10 m深的水下，在水下的最高速度为 3 km/h.它车身轻巧，仅有 900 kg，潜入水下时，车内 2人可利用车身携带的压缩空气装置正常呼吸( 水 1.010 3 kg/m3)求：(1)当汽车底部位于水下 10 m深处时，水对汽车底部的压强是多少？(2)当 SQuha在陆地上以最高时速匀速直线行驶时，若汽车所受阻力为 2 000 N，则汽车牵引力做功的功率是多少？第 13题图14. (2017益阳)跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱在某次跳伞训练过程中，一个体重为 500 N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，经过15 s下落 210 m
9、后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时 30 s，其速度与时间的关系如图所示求在这个过程中：(1)运动员下落的平均速度；(2)重力做的功；(3)匀速下降时重力做功的功率第 14题图答 案1. B 【解析】手托鸡蛋上升，手对鸡蛋施加一个向上的力，鸡蛋在这个力的作用下移动一段距离，对鸡蛋做了功，故 A选项不符合题意；用力搬石头而石头未起，人给石头一个向上的力，石头向上没有移动距离，力对石头没有做功，B 选项符合题意；人拉车前进的过程，人给车一个向前的力，车向前移动了距离，拉力对车做功，C 选项不符合题意；人将油桶推到仓库中，工人对油桶施加推力，且油桶在推力作用下移动了一段距离，所以做功了，D
10、 选项不符合题意故选 B.2. A 【解析】影响动能大小的因素是质量和速度，影响重力势能大小的因素是质量和高度，喷洒农药时，飞机高度不变、速度不变，质量减小，飞机的动能减小、势能减小故选 A.3. C 【解析】卫星在近地点时，质量不变，高度最小，速度最快，所以其动能最大，重力势能最小，机械能守恒，故 A错误；卫星在远地点时，质量不变，高度最大，速度最小，动能最小，重力势能最大，机械能守恒，故 B错误；卫星从近地点向远地点运动时，动能逐渐减小，重力势能逐渐增大，动能转化为重力势能，机械能不变，故 C正确；卫星从远地点向近地点运动时，重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能不变，故 D错误故选C.4
11、. C 【解析】男演员下落的过程中，质量不变，高度减小，则重力势能减小；速度增大，则动能增大；所以他们的重力势能转化成动能，故 A说法正确，不合题意；女演员由于具有惯性，离开跳板后仍能上升，故 B说法正确，不合题意；在水平面上时，压力等于重力，但女演员站在倾斜的跳板上，此时她对跳板的压力不等于自身重力，故 C说法错误，符合题意；两名男演员做的总功 W 总 2 G1h12 m1gh1260 kg10 N/kg3 m3 600 J，女演员做的有用功 W 有 G2h2 m2gh245 kg10 N/kg4 m1 800 J，则跳板的机械效率为 100% 100%50%，故 D说法正确，不合题意故选
12、C.W有W总 1 800 J3 600 J5. D 【解析】游戏者从最高点到 a点的过程中，质量不变，速度越来越大，动能越来越大；从 a点到 c点的过程中，受到绳的拉力由小变大，开始时拉力小于重力，游戏者仍加速运动，当拉力大于重力后，才减速运动，所以从 a点到 c点的过程中，游戏者的动能先增大后减小，从 a点的动能并不是最大的，A 说法错误，不符合题意，D 说法正确，符合题意；整个过程中不仅有动能和重力势能的转化，从 a点到 c点的后段还有弹性势能的参与，故 B说法错误，不符合题意；游戏者在 c点时受力并不平衡，绳对人的拉力大于人的重力，合力向上，故 C说法错误，不符合题意故选 D.6. D
13、【解析】根据题意，箱子在水平地面上匀速被推动时，箱子在水平方向受到摩擦力和推力的作用，这两个力是一对平衡力，推力是 100 N，故摩擦力也是 100 N，A 错误；重力的方向竖直向下，箱子在重力方向上没有距离的改变，所以重力不做功，B 错误；箱子移动距离： s vt0.4 m/s50 s20 m；推力做的功为： W Fs100 N20 m2 000 J，C 错误；推力做功的功率为： P 40 W，D 正确故选 D.Wt 2 000 J50 s7. C 【解析】在 020 s内汽车运动的距离 s150 m20 m/s10 s350 m，所以020 s内汽车的平均速度 v 17.5 m/s，A 说
14、法错误；汽车在 010 s内做加st 350 m20 s速运动，说明汽车的牵引力大于汽车所受的阻力，B 说法错误；汽车在 1020 s内做匀速运动，则汽车所受牵引力大小等于阻力，即 F2 000 N，所以 1020 s内汽车做的功W Fs Fvt2 000 N20 m/s10 s410 5 J，C 说法正确； 1020 s内汽车牵引力的功率 P 410 4 W，D 说法错误故选 C.Wt 4105 J10 s8. 不变 变小 【解析】匀速下落过程中，火箭的质量不变，速度不变，因而动能不变；高度变小，因而重力势能变小，机械能变小9. 240 120 【解析】因为 m60 kg，所以 G mg60
15、 kg10 N/kg600 N， h0.4 m，每次克服重力做功 W Gh600 N0.4 m240 J，10 s内做功的功率 P Wt120 W.2405 J10 s10. 【解析】对物体进行受力分析：水平方向受到拉力与地面对它的滑动摩擦力，因为两种情况下滑动摩擦力大小不变，所以两种情况下拉力大小不变，因为物体在两种情况下运动的距离都是 10 m，所以根据功的计算公式 W Fs，可得两种情况下拉力做功相等，即 W1 W2；再根据功率的计算公式 P Fv，因为第 2种情况下物体的运动速度快，Wt Fst所以 P1P2.11. 0.9 大于 【解析】由图可知，当 t6 s时， s 甲 0.6 m
16、， s 乙 0.3 m；由于两车同时同地反向做匀速直线运动，则两车相距 s s 甲 s 乙 0.6 m0.3 m0.9 m；在相同时间内，甲车通过的路程较长，根据 v 可知： v 甲 v 乙 ；已知两车的质量相等，故甲的st动能大于乙的动能12. (1)速度 (2) A (3)物体 B移动的距离 (4)高度 (5)当质量相同时，物体的速度越大，动能越大 (6)相同(同一)【解析】(1)实验中研究对象只有一个物体 A，质量一定，故是探究动能大小与速度的关系；(23)实验中让物体 A从斜面上滚下来，比较物体 A推动物体 B移动的距离来比较动能的大小，故探究的是物体 A的动能；(4)物体 A在水平面
17、上运动速度的大小与物体 A从斜面上由静止滚下时的高度有关，因此可以通过改变物体 A到斜面底部的高度来该变其运动速度；(5)实验表明，同一物体从斜面滚下，高度越高，运动速度越大，物体 B被撞得越远，由此可得：当质量相同时，物体的速度越大，动能越大；(6)如果要探究动能与物体质量的关系，应控制物体运动的速度相同，由于速度与物体所处的高度有关，因此应让不同质量的物体从斜面的同一高度由静止滚下13. 解：(1) p 水 gh1.010 3 kg/m310 N/kg10 m1.010 5 Pa (2)汽车做匀速直线运动， F 牵 f2 000 Nv126 km/h35 m/sP Fv2 000 N35 m/s710 4 W 14. 解：(1)后 15 s内运动的距离 s2 v2t26 m/s15 s90 m30 s内的总路程 s s1 s2210 m90 m300 m运动员下落的平均速度为 v 10 m/sst 300 m30 s(2)重力做的功 W Gh500 N300 m1.510 5 J(3)匀速下降时，重力做功的功率P Gv500 N6 m/s3 000 W或者 P 3 000 WWt Gst 500 N90 m15 s
