第5题图
命题点3
(重点)
类型一体育运动类
6.(2016朝阳39题2分)一攀岩爱好者体重为540N,背着质量为6kg的背包用20min登上8m的峭壁,在此过程中,攀岩者对背包做功________J,他对自己的背包在上升过程中做功的平均功率是________W(g取10N/kg).
7.[2016新疆建设兵团16(3)题3分]在实心球测试时,小华捡起重为20N的实心球,并缓慢举至2m高处,这一过程小华对球做功________J;将球用力投出后,由于________,实心球向前飞行了10m;球出手后,小华对球做功________J.
类型二交通工具类
8.(2016十堰33题3分)一辆汽车以20m/s的速度在水平路面上沿直线匀速行驶5分钟,汽车的质量为1500kg,行驶时所受阻力为车重的0.2倍,则牵引力为________N,此时汽车的功率为________kW,重力做的功为______J(取g=10N/kg).
9.(2016黔东南22题5分)环卫部门为了保持城市的清洁,环卫洒水车常在主干道进行洒水保洁.已知洒水车自重5吨,满载时装水10吨,共有6个轮胎,在某水平直线路段匀速行驶,其受到的摩擦力是其总重力的0.1倍,当汽车满载且未洒水时,g到10N/kg,求:
(1)洒水车与水共重多少牛顿?
(2)洒水车在3分钟内行驶1440米,洒水车牵引力做功的功率.
10.(2016泉州32题6分)如图所示,万众期待的泉州公共自行车——“小黄人”于5月20日终于和市民见面啦!
小健同学骑着“小黄人”在一段平直的公路上匀速行驶了300m,用时1min,若自行车的质量为20kg,受到的阻力为20N,与地面的总接触面面积为3×10-3m2,小健的质量为55kg,求:
(1)自行车行驶的速度;
(2)骑行时地面受到的压强(g=10N/kg);
(3)小健骑行时的功率.
第10题图
类型三模型类
11.(2016南京11题2分)用水平拉力先后两次拉着重为20N的同一物体,沿同一水平面做直线运动.第一次拉力为10N,物体恰好做匀速直线运动,拉力对物体做了20J的功;第二次将拉力增大为20N,拉力对物体做了48J的功,分析两次做功过程,以下判断正确的是()
A.第一次物体受到的摩擦力是10N,物体运动了1m
B.第一次物体受到的摩擦力是20N,物体运动了2m
C.第二次物体受到的摩擦力是10N,物体运动了2.4m
D.第二次物体受到的摩擦力是20N,物体运动了4.8m
第12题图
12.(2016泰安26题2分)如图所示,物体A在水平拉力F的作用下,沿水平面以0.4m/s的速度运动了2s,弹簧测力计的示数为5N.则拉力F做功为________J.
命题点4机械能及其转化
13.(2016泰安14题2分)下列事例中,由弹性势能转化为动能的是()
A.风吹动树叶B.秋千从高处向低处摆动
C.汽车沿盘山公路匀速前进D.拉弯的弓把箭射出
14.(2016广元7题2分)我国在太空航天领域处于世界领先水平,如图所示,是我国近期发射的一颗北斗导航卫星,它沿椭圆轨道绕地球运行.离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点.在大气层外运行,不受空气阻力.关于此人造卫星的运行下列说法正确的是()
A.卫星从远地点运行到近地点,势能减小,动能增大,速度增大
B.卫星从远地点运行到近地点,势能减小,动能减小,速度减小
C.卫星从近地点运行到远地点,势能增大,动能增大,速度增大
D.卫星从近地点运行到远地点,势能增大,动能增大,速度减小
第14题图
第15题图
15.(2016咸宁15题2分)如图所示,小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动,其中b和d两点在同一水平高度.则下列说法中错误的是()
A.小球从a到c加速下滑,重力势能转化为动能
B.小球从c到d减速上坡,动能转化为重力势能
C.小球在b和d时重力势能和动能都相等
D.小球从a到d的过程中部分机械能转化为内能
命题点5探究物体的动能跟哪些因素有关
16.(2016广东21题6分)如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置.实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下,在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块沿水平方向向右运动直至停止.
第16题图
(1)实验中是通过观察____________________来判断钢球的动能大小.
(2)让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下,目的是探究钢球的动能大小与________的关系.
(3)换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下,目的是探究钢球的动能大小与________的关系.
(4)木块最终会停下来的主要原因是______________,在此过程中木块通过____________方式把动能转化为内能.
(5)如果木块在运动过程中所受的摩擦阻力为0,木块将______________.
命题点6探究物体的重力势能跟哪些因素有关
17.(2015衡阳25题6分)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与物体的质量、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球质量为2m,让A、B两球从距沙表面高H处静止下落,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h1<h2<h3.
第17题图
(1)本实验中,铅球的重力势能大小是通过________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,____________________.
(3)比较________两球,发现C球陷入沙中深度更大,由此可得出结论:
当物体质量相同时,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:
物体的重力势能与物体运动的路径________(选填“有关”或“无关”).
(5)小球在下落过程陷入沙面前,将重力势能转化为________能,陷入沙中后到小球静止过程中,将机械能转化为____________能.
中考冲刺集训
(时间:
40分钟满分:
68分)
一、选择题(本大题共11小题,每小题2分,共22分)
1.(2016无锡4题)一位同学用20s从一楼走到三楼,他上楼时的功率可能是()
A.1.5WB.15WC.150WD.1500W
2.如图所示,空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油,加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行,则战斗机的()
第2题图
A.动能不变,势能不变,机械能不变
B.动能不变,势能减少,机械能减少
C.动能增加,势能不变,机械能增加
D.动能增加,势能增加,机械能增加
3.(2016大连11题)一个小石块从空中的某一高度,由静止开始竖直下落.若不计空气阻力,从小石块开始下落,到刚落到地面的过程中,小石块的重力势能Ep随着时间t的变化图像可能是()
4.(2016泰州25题)根据如图所示的几个情景,下列说法正确的是()
第4题图
A.女孩搬起了一个箱子,女孩对箱子做了功
B.司机费了很大的力也未能推动汽车,但司机对汽车做了功
C.吊车吊着货物水平移动一段距离,吊车对货物做了功
D.足球被踢出后在草地上滚动的过程中,运动员对足球做了功
5.(2016烟台7题)如图是跳水运动员跳板跳水时的情景,跳板跳水运动有起跳、腾空、落水几个阶段,若不计空气阻力,从腾空到落水的过程中()
A.动能增加,机械能增加
B.重力势能减小,机械能减少
C.动能先减小后增大,机械能不变
D.重力势能先减少后增大,机械能不变
第5题图
第6题图
6.(2016安徽14题)掷实心球是某市的中考体育加试项目之一.掷出去的实心球从a处出手后,在空中运动的轨迹如图所示,球最终停在水平地面e点处(不计空气阻力).则实心球()
A.在a处重力势能最小B.在b处动能为零
C.在a、b、c三处机械能相等D.在d处动能为零
7.(2016温州9题)将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压(如图),放手后笔会向上弹起一定高度.下列关于该过程中能量变化的叙述,其中正确的是()
A.向下按笔的过程中,弹簧的弹性势能减小
B.向下按笔的过程中,笔的重力势能增大
C.笔向上弹起的过程中,笔的重力势能增大
D.笔向上弹起的过程中,弹簧的弹性势能增大
第7题图
第8题图
8.(2016锦州16题)如图所示,是小球在地面弹跳的情景.小球在A点的机械能为120J,当小球由A点运动到B点时,机械能变为100J,则小球由B点运动到C点时,其机械能可能为()
A.120JB.100JC.90JD.80J
9.(2016山西18题)如图所示,滑滑梯是我们儿时喜欢的游戏,下列对小梦滑滑梯过程分析正确的是()
A.下滑过程中,小梦相对地面是静止的
B.下滑过程中,小梦的动能转化为重力势能
C.小梦躺着比坐着下滑受力面积大,减小了摩擦力
D.下滑过程中,所有的力突然全部消失,小梦将做匀速直线运动
第9题图
第10题图
10.(2016荆州22题)如图所示,叠放在一起的物体A和B,在大小为F=10N的恒力作用下,10s内沿水平方向匀速直线运动1m,下列结论中正确的是()
A.甲、乙两图中物体B所受摩擦力大小均为10N
B.甲、乙两图中物体A受到地面对它的摩擦力大小均为10N
C.甲图中,力F做功1J
D.乙图中,力F做功的功率为10W
11.(2016德州12题)如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图像分别如图乙、丙所示.下列说法正确的是()
第11题图
A.当t=1s时,物体处于静止状态,摩擦力是0
B.当t=3s时,物体受到摩擦力是7N
C.4~6s内,拉力F做的功是20J
D.2~4s内物体的机械能保持不变
二、填空题(每空1分,共14分)
12.(2016宿迁14题)在高速铁路上,一列车以324km/h的速度在平直轨道上匀速行驶50km,若列车的牵引力为105N,通过这段路程牵引力所做的功为________J,功率为________W.
13.(2016永州20题)随着我国经济的高速发展,城市建筑物越建越高,“高空坠物伤人”事件时有发生.原因是物体所处的高度越高,物体所具有的重力势能越________(选填“大”或“小”).当高处的物体坠落时,因重力势能转化为________能,从而带来安全隐患.
14.(2016广州16题)图甲中玩具猩猩手中的香蕉以相同大小的速度转动.如图乙所示,香蕉(看成点)从最高位置1转到最低位置2的过程中,其动能________、重力势能________、机械能________(均选填“增大”、“不变”或“减小”).
第14题图
第15题图
15.(2016杭州25题)如图所示,一个静止小球从A点沿粗糙程度相同的轨道下滑,经B点到达C点,从A点到达C点的过程中,小球的动能________;小球的重力势能________;小球的机械能________(选填序号).①保持不变;②一直减小;③先增大后减小;④一直增大;⑤先减小后增大
16.(2016重庆B卷9题)2016年4月24日定为首个航天日,是为了纪念我国首枚人造卫星东方红一号发射成功,卫星加速升空的过程中重力势能________,动能________(均选填“变大”“变小”或“不变”).
17.(2016天津18题)在水平地面上,工人师傅用100N的力沿水平方向推着重为300N的箱子匀速前进,5s内移动了6m.在这个过程中,地面对箱子的摩擦力为______N,推力做功的功率为________W.
三、实验题(每题6分,共12分)
18.(2016乐山47题)物体由于________而具有的能,叫作动能.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18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(1)通过观察比较____________________就可以反映小球动能的大小,这里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、乙两次实验,可初步验证______(填猜想序号)是正确的.
(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__________.
19.(2016潍坊23题)为了探究“弹簧的弹性势能跟哪些因素有关”,小明同学设计了如图所示的装置,并进行了如下实验.
①将弹簧放在水平面上,一端固定.
②在弹性限度内,用物块(物块与弹簧不连结)将弹簧压缩,测量并记录弹簧的形变量ΔL.
第19题图
③由静止释放物块,测量并记录物块在水平面上滑行的距离s.
④多次改变弹簧的形变量,重复步骤②③.
⑤分析实验数据得出结论.
请回答以下问题:
(1)本实验中,探究了弹簧弹性势能大小跟______________的关系.
(2)本实验中,弹簧弹性势能大小是通过______________来间接反映的.
(3)本实验中,从物块离开到弹簧静止,物块将________能转化为________能.
四、计算题(20、21题7分,22题6分,共20分)
20.(2016长沙38题)某海上蹦极挑战者的质量为50kg,下落的高度为45m,所用时间为5s,g取10N/kg,求:
(1)挑战者下落的平均速度;
(2)重力对挑战者所做的功;
(3)重力做功的功率.
21.(2016广东19题)小明骑车在某段平直的水平路面上由静止开始运动,共用时12s.小明重450N,自行车重250N,轮子与地面的总接触面积是2×10-3m2.图甲是速度v随时间t变化的关系图像,小明在t=7s时刚好到达这段路程的中点.图乙是动力F随时间t变化的关系图像.
(1)请问小明骑自行车在水平地面行驶时,对地面的压强为多大?
(2)在7~12s内,自行车所受的摩擦阻力是多少?
自行车克服摩擦阻力做了多少功?
此时功率是多少?
(3)自行车在0~7s内的平均速度是多少(保留小数点后两位)?
第21题图
22.(2016牡丹江31题)小明跑1000m用时4分30秒.为了提高成绩,体育老师建议他通过快速爬楼梯训练来加强耐力和腿部力量.小明的质量为50kg,双脚与地面的接触面积是400cm2.
(1)训练前,小明1000m跑的平均速度是多少?
(计算结果保留1位小数)
(2)爬楼梯前,小明双脚站在水平地面上,对地面的压强是多少?
(g=10N/kg)
(3)某次训练时,小明在30s内从一楼爬到四楼(每层楼高3m),在这个过程中他至少做了多少功?
功率是多少?
分类集训9 功和机械能
命题点分类集训
命题点1 判断物体是否做功
【命题规律】
①主要在选择题和填空题中考查,分值1~3分.②多结合教材图片或生活事例进行考查.
【归纳整理】不做功的三种情况:
不做功
劳而无功
不劳无功
垂直无功
原因
有力,但是在力的方向上通过的距离为0
有距离,但是和距离同一方向上没有力的作用
有力,也有距离,但是力和距离方向相互垂直
实例
举重运动员把杠铃举起后在高处停留5秒的过程中没有做功
冰壶在光滑水平冰面上由于惯性向前运动,在水平方向上没有力做功
学生背着书包在水平路面上匀速前进,学生对书包没有做功
1.C【解析】人提滑板的力方向是竖直向上,而滑板水平运动,并没有在力的方向上通过距离,故人对滑板没有做功,A错误;搬而未起,物体没有运动距离,故不做功,B错误;人推小车的力是向前的,小车也向前通过了距离,物体在力的方向上通过了距离,故人对小车做功,C正确;举着杠铃不动,杠铃没有通过距离,所以人对它不做功,D错误.故选C.
2.B【解析】桌球受到的重力竖直向下,而球是沿水平桌面移动的,故重力不做功,A选项错误;手推动球杆时,球杆沿推力的方向向前运动,B选项正确;桌面对桌球的支持力竖直向上,而桌球是沿水平桌面运动的,支持力不做功,C选项错误;白球撞击黑球后没有静止,是因为白球具有惯性,而不是人的手还在对白球做功,D选项错误.故选B.
3.C【解析】重力的方向竖直向下,在竖直方向上没有移动距离,重力没有做功,A错误;支持力的方向竖直向上,在竖直方向上没有移动距离,支持力没有做功,B错误;购物车在推力的方向移动了上一段距离,推力做功,C正确,D错误.故选C.
命题点2 功、功率的大小比较
4.C【解析】 在大人与小孩爬楼梯过程中,高度相同,所用时间相同;但大人比小孩的质量大,大人就比小孩克服重力做的功多,由P=
可知大人做功功率大.故选C.
5.D【解析】由题意知F不变,sMN=sOP=3m,由W=Fs知,WMN=WOP,A、B选项错误;tMN=2tOP,WMN=WOP,由P=
可知,POP=2PMN,D选项正确.故选D.
命题点3 功、功率的相关计算
【命题规律】
①多在选择题、填空题和计算题中考查,分值1~6分;
②考查背景常见的有三类:
分别是体育运动类、交通工具类和模型类;其中体育运类多是给出一个背景,直接利用功和功率的计算公式进行计算;交通工具类常结合力与运动、压强等知识进行考查;模型类常以水平或竖直拉动物体这类问题为背景考查.
【知识归纳】运用公式W=Fs的注意事项:
同体性
F和s必须对应于同一物体
同时性
F和s是同时发生
同向性
F和s方向是一致的
统一性
F的单位是N、s的单位是m、W的单位才是J
不变性
F在物体移动距离过程中,大小和方向不变
注:
做功的多少只由W=Fs决定,与物体的质量、速度、运动方向、接触面的粗糙程度等无关.
公式
物理量意义
解题注意事项
P=
W表示在这段时间内做的功;
t表示做功所用的时间
①P、W、t必须对应于同一段时间和同一物体;②时间的单位用s,功的单位用J,功率的单位才能是W
P=Fv
F表示拉力,v表示物体在拉力方向上的速度,不一定是物体的运动速度
①拉力F必须是恒力,且物体运动的速度应不变;
②计算时,v的单位必须是m/s,这样算出的功率单位才是W;
③速度v跟拉力F必须对应,即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度
6.4804【解析】背包重为G=mg=6kg×10N/kg=60N,所做功W=Gh=60N×8m=480J;人和背包总重为G总=G人+G=540N+60N=600N,W总=G总h=600N×8m=4800J,则P=
=
=4W.
7.40惯性0【解析】小华对实心球做的功为W=Gh=20N×2m=40J;由于惯性,实心球出手后向前飞行了10m;这时虽然距离增加,但是小华对实心球没有力的作用,所以小华对球做的功为0J.
8.3000600【解析】因为汽车沿水平面匀速直线行驶,所以f=F=0.2G=0.2mg=0.2×1500kg×10N/kg=3000N;P=
=
=Fv=3000N×20m/s=6×104W=60kW;汽车在水平路面上行驶,重力不做功.
9.解:
(1)汽车满载时装水10t=104kg,汽车自重5t=5×103kg,则洒水车与水的总质量为m总=m水+m车=104kg+5×103kg=1.5×104kg;
则总重为G=m总g=1.5×104kg×10N/kg=1.5×105N;
(2)已知洒水车受到的摩擦力是其总重力的0.1倍,则摩擦力为f=0.1G=0.1×1.5×105N=1.5×104N,
匀速行驶时洒水车处于平衡状态,此时洒水车的牵引力:
F=f=1.5×104N,
则3min内洒水车做的功为W=Fs=1.5×104N×1440m=2.16×107J,
洒水车运行时间t=3min=180s,
则洒水车牵引力做功的功率为P=
=
=1.2×105W.
10.解:
(1)自行车行驶的速度为:
v=
=
=5m/s;
(2)自行车对地面的压力为:
F=G总=(m车+m人)g=(20kg+55kg)×10N/kg=750N,
自行车对地面的压强为:
p=
=
=2.5×105Pa;
(3)骑行时的功率:
P=
=
=
=fv=20N×5m/s=100W.
11.C【解析】第一次物体在10N的拉力下做匀速直线运动,说明物体受到的摩擦力等于拉力,即为10N,根据W=Fs可知,s1=
=
=2m,所以A、B错误;第二次拉力增大为20N,但是还是同一个水平面,压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力还等于10N,做功为48J,根据W=Fs可知,s2=
=
=2.4m,所以C正确,D错误.故选C.
12.8【解析】物体A运动的距离为s物=vt=0.4m/s×2s=0.8m,拉力F拉着绳子移动的距离为s绳=0.8m×2=1.6m,弹簧测力计的示数为5N,即F=5N,则拉力F做的功为W=Fs绳=5N×1.6m=8J.
命题点4 机械能及其转化
【命题趋势】
①动能和势能及其相互转化基本是在