1、1第十章 功和机械能一、选择题1. (2017 扬州)将一本物理书从地面捡起放到课桌上，所做的功大约是( )A. 0.2 J B. 2 J C. 20 J D. 200 J2. (2017 柳州)如图所示情况中，力没做功的是( )3. (2017 广东省卷)妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点，路径和终点都相同，全程设为匀速运动妈妈的体重是小明的 2 倍，妈妈所用的时间是小明的 3 倍，若妈妈克服自身重力做功为 W1、功率为 P1，小明克服自身重力做功为 W2、功率为 P2，则下列关系正确的是( )A. W1 W211 B. W1 W223C. P1 P211 D. P1 P2234. (2
2、017 莱芜)如图所示，一个小球从 A 点由静止开始下落，速度越来越大，先后经过 B、 C、 D 三点，已知 B、 C 两点间的距离等于 C、 D 两点间的距离，则下列说法正确的是( )第 4 题图A. 小球在下落过程中惯性越来越大B. 小球在下落过程中运动状态不变C. 小球所受的重力在 BC 段做的功小于在 CD 段做的功D. 小球所受的重力在 BC 段做功的功率小于在 CD 段做功的功率5. (2017 铜仁模拟)下列说法中正确的是( )A. 足球在草坪上沿水平方向向前滚动，重力对足球做了功B. 石块从高处下落，重力对石块做了功C. 举重运动员把杠铃举在空中停留 3 s，人对杠铃做了功D.
3、 推出去的铅球在空中运动过程中，推力对铅球做了功6. (2017 玉林崇左)如图所示，是我国首架自行研制的 C919 大飞机在加速升空的过程，对其机械能的变化情况，下列分析正确的是( )第 6 题图A. 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2D. 动能减小，重力势能减小7. (2018 原创题)如图所示，物体沿斜面匀速下滑的过程中，下列选项中分析不正确的是( )第 7 题图A. 物体下滑的过程中动能不变，重力势能减少B. 物体下滑的过程中，部分机械能转化为内能C. 物体下滑的过程中机械能减小D. 物体下滑过程中，重力势能全部转化为动能8. (2017
4、甘南州)金花中学举行春季田径运动会，运动员跳远运动的几个阶段如图所示(不计空气阻力)，则运动员( )第 8 题图A. 助跑的整个阶段机械能不变B. 起跳时机械能为零C. 经过最高点时动能最大D. 经过最高点时重力势能最大9. (2017 通辽)完全相同的两辆汽车，在相同的路面上沿同一方向做匀速直线运动(不计空气阻力)，其路程 s 随时间 t 变化的图像如图所示下列说法正确的是( )第 9 题图A. t3 s 时，甲、乙两车的速度 v 甲 v 乙B. 03 s 内，两车牵引力做功 W 甲 W 乙C. 行驶过程中，两车的牵引力 F 甲 F 乙D. t3 s 时，甲乙两车行驶的路程 s 甲 s 乙1
5、0. (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 10 题图3A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 内汽车牵引力做功的功率为 4105 W二、填空题11. (2017 云南)儿童节期间，小朋友在公园里荡秋千当秋千从高处落下时，重力势能_(选填“变大” “变小”或
6、“不变”)；不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能转化为_能12. (2017 抚顺)许多国家正大力研发太阳能汽车太阳能是_(选填“可”或“不可”)再生能源，太阳能汽车在水平路面上行驶时重力_(选填“做功”或“不做功”)13. (2017 广安)2014 巴西世界杯足球赛中，一名巴西球员传球时足球的运动轨迹如图所示，在不计空气阻力的情况下， A 点的动能_(选填“大于” “小于”或“等于”)B 点的动能足球在下落过程中，脚对足球所做的功为_ J.第 13 题图14. (2017 黔东南模拟)大石头重 6104 N，起重机在 15 s 内将大石头沿竖直方向匀速提升 1 m，则起重机提升
7、大石头所做的功是_J，功率是_W.15. (2017 曲靖)国产大飞机 C919 成功首飞，标志着我国航空事业一个新时代的开启若飞机滑行 60 s 后以 70 m/s 的速度起飞，滑行过程中的平均速度为 35 m/s，那么跑道的长度至少需要_m某段时间内飞机在空中水平飞行了 10 km，受到的平均阻力为 6104 N，则这段时间内飞机克服阻力做的功为_J.第 15 题图16. (2017 新疆兵团)如图所示，在水平地面上，用 20 N 的水平推力推重力 50 N 的木箱，使木箱 10 s 内匀速向右移动了 5 m在此过程中，木箱受到的摩擦力为_N，重力对木箱做功_J推力做功的功率为_W.第 1
8、6 题图17. (2017 莱芜)甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的 s t 图像如图所示请根据图像判断两辆汽车的牵引力 F 甲 _F 乙 (选填“大于” “小于”或“等于”)，两辆汽车的功率之比为 P 甲 P 乙 _(空气阻力忽略不计)4第 17 题图三、简答题18. (2017 吉林省卷)急刹车时，汽车的轮胎会在地面上留下黑色的痕迹请说出其中的能量转化过程19. (2017 绍兴)排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度(1)解释整个过程中能量是否守恒(2)排球从接触地面到形变最大的过程中，速度 v 与形变大小 V 之间的关系大致如图，请说明
9、该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系第 19 题图四、实验探究题20. (2017 黔南州模拟)物体由于运动而具有的能，叫做动能在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，小明提出如下猜想：A物体的动能可能与物体的质量有关；B物体的动能可能与物体的速度有关第 20 题图设计以下探究实验：让质量为 m 的小球从高为 h 的斜槽上滚下，在水平面上运动运动的小球碰上水平面上静止的木块后，能将木块撞出一段距离 s.实验过程如图甲、乙、丙所示，图中 m1 m2、 s1s2、 s2s3、 h1h2、 m1m3、 h1 h3，水平面上所用的木块是同一木块(1)通过观察比较_就可以反映小球动能的大小，这里
10、用到的物理学研究问题的方法是_(选填“放大” “控制变量”或“转换”)法(2)通过比较甲、乙，可初步验证_(填猜想序号)是正确的5(3)通过比较_两次实验，可初步验证猜想 A 是正确的(4)实验表明：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越_；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越_五、计算题21. (教材素材改编题)某建筑工地上一台升降机，其箱体连同货物总重 1.2 t，在 10 s 内将货物由 2 层升到 5 层若每层楼高 3 m，求：(1)升降机克服箱体和货物重力做功为多少？(2)升降机电动机的功率至少为多大？22. (2017 铜仁模拟)某校校车与学生的总质量为 8 000 kg
11、，车轮与地面的接触总面积为 0.25 m2.该校车在某段平直公路上匀速行驶 9 km，用时 15 min.(g 取 10 N/kg)求：(1)校车行驶的速度；(2)校车对水平地面的压强；(3)若发动机的功率为 60 kW，求发动机的牵引力23. (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 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
12、时重力做功的功率第 23 题图6答案1. B 2. B 3. D 【解析】妈妈克服重力做的功 W1 G1h1，小明克服自身重力做功 W2 G2h2，又由于 G1 G221， h1 h211，所以 W1 W221，A、B 错误；妈妈克服自身重力做功的功率 P1 G1v1，小明克服自身重力做功 P2 G2v2，由于 v1 v2 h1t1 h2t2 h1t1 t2h1 11 13，故 ，C 错误、D 正确故选 D.13 P1P2 G1v1G2v2 21 13 234. D 【解析】惯性大小跟物体质量有关，小球下落时，质量不变，惯性大小不变，A 错误；小球从 A 点由静止开始下落，质量不变，速度越来越
13、大，动能不断变大，B 错误；已知 BC CD，根据 W Gh 可以知道，重力一定，通过的距离相同，所以重力做的功相同，C 错误；根据题意可以知道，小球在 BC 段的平均速度小于在 CD 段的平均速度， BC 和 CD 的距离相等，所以在 CD 段所用的时间小于在 BC 段所用时间，根据 P 可以知道，重力做功Wt相同的情况下， CD 段的时间短，所以 CD 段做功的功率大，故 D 正确故选 D.5. B 【解析】足球在草坪上沿水平方向向前滚动，可以判断足球只是在水平方向上运动，在竖直方向上移动的距离为 0，所以重力对足球做的功为 0，A 错误重力方向是竖直向下的，且物体在重力的作用下下落了一段
14、距离，所以重力对石块做了功，B 正确；运动员给杠铃一个力，但杠铃在空中停留，没有通过距离，所以他对杠铃没有做功，C 错误；推出去的铅球在空中运动过程中受到竖直向下的重力作用，不再受到推力作用，所以推力没有对铅球做功，故 D 错误故选 B.6. C 77. D 【解析】物体沿斜面下滑的过程中，速度不变，所以物体的动能保持不变，沿斜面下滑，所以重力势能减小，总的机械能减小，但能量守恒，所以一部分机械能克服摩擦力做功，转化为内能，A、B、C 正确，不符合题意，D 错误，符合题意故选 D.8. D 【解析】起跑阶段，速度增加，动能增大，势能不变，所以机械能增大，A 错误；起跳时，具有一定的速度，动能不
15、为零，所以机械能不为零，B 错误；经过最高点时，速度最小，动能最小，C 错误；经过最高点时，高度最大，所以重力势能最大，D 正确故选 D.9. B 【解析】当 t3 s 时，甲的路程 s 甲 90 m，乙的路程为 s 乙 90 m60 m30 m，D 错误；甲的速度为 v 甲 30 m/s，乙的速度为 v 乙s甲t甲 90 m3 s 10 m/s，A 错误；完全相同的两辆车在相同路面上匀速直线运动时，所受的s乙t乙 30 m3 s阻力与牵引力是平衡力，由于阻力相同，故两车的牵引力相同，即 F 甲 F 乙 ，C 错误；03 m，甲车的路程为 90 m，乙车的路程为 30 m，根据 W Fs 可知
16、，两车牵引力做功 W 甲 W 乙 ，B 正确故选 B.10. 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 错误；汽车在 010 s 内做加速st 350 m20 s运动，说明汽车的牵引力大于汽车所受的阻力，B 错误；1020 s 内汽车做匀速运动，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 正确；1020 s 内汽车牵引力的功率P 410 4 W，D 错误故选 C.Wt 4105
17、 J10 s11. 变小 内 12. 可 不做功 13. 大于 0 【解析】由题图可知， A 点的高度小于 B 点的高度，足球的质量不变，因此 A 点重力势能小于 B 点的重力势能，在不计空气阻力的情况下，机械能守恒，所以 A点的动能大于 B 点的动能；足球由于重力下降，并未在脚的作用下移动距离，因此脚对足球做的功为 0 J.14. 6104 410 3 【解析】起重机对石头做的功： W Gh610 4 N1 m610 4 J；起重机提升大石头的功率： P 410 3 W.Wt 6104 J15 s15. 2 100 610 8816. 20 0 10 【解析】 木箱做匀速运动，推力等于摩擦力
18、， f F20 N；木箱在水平方向上运动，在重力方向上没有移动距离，重力做功为 0；推力做功： W Fs20 N5 m100 J；推力做功功率： P 10 W.Wt 100 J10 s17. 等于 21 18. 答：机械能(或动能)转化为内能19. 答：(1)排球下落与地板的每次碰撞及排球的上升过程中，能量始终守恒虽然排球与空气摩擦、与地板碰撞过程中有部分机械能转化成内能并转移出去，但这些能量的总和仍然保持不变(2)排球接触地面后，受到重力和地面的弹力，弹力小于重力，排球的重力势能转化成动能和弹性势能到 B 点时，排球的重力等于受到地面的弹力，动能达到最大从 B 点到形变最大，弹力大于重力，重
19、力势能和动能全部转化成弹性势能20. (1)木块被撞后移动的距离 转换 (2)B (3)甲、丙 (4)大 大21. 解：(1)重力做功 W mgh1.210 3 kg10 N/kg9 m1.0810 5 J(2)升降机的最小功率 P 1.0810 4 WWt 1.08105 J10 s22. 解：(1)校车行驶路程 s9 km9 000 m，行驶时间 t15 min1560 s900 s，行驶速度： v 10 m/sst 9 000 m900 s(2)水平地面受到的压力： F G mg8 000 kg10 N/kg810 4 N，校车对地面压强： p 3.210 5 PaFS 8104 N0.
20、25 m2(3)由 P 可得，发动机做的功： W Pt6010 3 W1560 s5.410 7 J，由WtW Fs 可得，发动机的牵引力： F 6 000 NWs 5.4107 J9 000 m23. 解：(1)后 15 s 内运动的距离 s2 v2t26 m/s15s90 m30 s 内的路程： 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 F G500 N重力做功的功率： P Fv Gv500 N6 m/s3 000 W 或9P 3 000 WWt Fst 500 N90 m15 s
