中考复习 九年级物理章节冲刺训练专题六十八功和机械能.docx
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中考复习九年级物理章节冲刺训练专题六十八功和机械能
2020中考复习九年级物理章节冲刺训练——专题六十八:
功和机械能
考点一:
功及其计算
1.甲、乙两物体分别在水平拉力作用下作匀速直线运动,若甲的质量是乙的2倍,甲所受到的水平拉力是乙的3倍,甲的速度是乙的4倍,那么在同一时间内,拉力对甲、乙两物体做功之比为( )
A.3:
1B.6:
1C.12:
1D.24:
1
2.如图甲中的A、B两只桶是用同种材料制成的,两只桶容积都是1.5×10-2m3、质量都是1kg.
(1)在搞卫生时,你会选用哪只桶来提水?
请说明理由.
(2)如图乙将一桶水匀速提高离地面0.2m,人对水做了多少功?
(3)如图乙提水时,如果提手与手的接触面积为1×10-3m2,则手受到的压强是多大?
(g取10N/kg)
考点二:
功率及其计算
1.如图所示,是跳伞运动员在匀速下落过程中,下落的速度v、下落的路程s、重力做的功W和重力做功的功率P随时间t变化规律的图象,其中正确的是( )
2.中国北京-张家口 2022 年将共同主办第24届冬季奥运会.如图所示,是我国运动员在往届冬奥会上参加不同比赛项目时顽强拼搏的英姿.下列说法中正确的是( )
A.甲图中:
速度滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中,她受到的是平衡力
B.乙图中:
自由滑雪空中技巧运动员在空中加速下落过程中,他的重力做功变快
C.丙图中:
运动员将冰壶推出,冰壶在冰面上滑行过程中所受摩擦力逐渐变大
D.丁图中:
花样滑冰运动员在冰面上沿曲线滑行,她所受合力不等于零
3.航模小组的某位同学在一次航模比赛中,使重为3N的飞机5s匀速上升了10m,又使飞机水平匀速飞行了24m,用时10s.关于这一过程,下列说法错误的是( )
A.飞机上升时升力做功的功率为6W
B.飞机水平飞行时升力做功的功率为7.2W
C.飞机整个过程升力做功的平均功率为2W
D.飞机水平飞行时升力不做功
4.一吊车在2s内将1500N的货物提高2m后,在空中停留了3s,又在5s内沿水平方向将货物移送了10m,则10s内吊车的功率为( )
A.300 WB.2000 WC.3000 WD.1500 W
5.甲乙两人同时开始登山,甲先到达山顶,则他们的功率( )
A.甲的功率大B.乙的功率大
C.他们的功率一样大D.无法确定
6.关于机器的功率,下列说法中正确的是( )
A.机器的功率越小,做功越慢B.机器的功率越大,做功越多
C.机器的功率越小,做功越快D.以上说法都不对
7.如图1所示,弹簧测力计一端固定,另一端钩住正方体木块,木块下面是一长木板.沿水平方向先后两次拉动长木板使其沿光滑水平面做直线运动,此过程中,木块相对地面始终静止.木板两次运动的路程s与时间t的关系如图2所示.如果木板上表面各处的粗糙程度均相同,两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1、P2,下列判断正确的是( )
A.Fl>F2B.Fl=F2C.P1>P2D.P1=P2
8.跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一,小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率,请帮助他完成以下实验步骤(不计绳重).
(1)用体重计测量自己的质量m;
(2)估测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度);
(3)用______(填测量器材)记录跳n次所用的______(填物理量与其对应字母).
(4)根据公式P=______算出自己跳绳的平均功率.
(5)两人想比较跳绳的平均功率(假设两人跳起的平均高度相同),则______.
A.频率相同,体重大的功率大
B.频率相同,跳的时间长的功率大
C.体重相同,频率高的功率小
D.体重相同,跳的时间长的功率大
(6)小华要想提高跳绳测试的成绩,请你从物理学角度为他提出一条合理的建议:
______.
9.重庆至德国杜伊斯堡的中欧班列全程约10800km,运行时间300h.中欧班列在平直路面匀速行驶时,和谐型大功率机车提供的牵引力约9.6×107N,求:
(1)中欧班列运行时的平均速度约为多少千米每小时?
(2)中欧班列在平直路面以v=20m/s匀速行驶时,机车功率约为多少瓦?
考点三:
机械能的转化与守恒
1.如图所示,跳伞运动员在空中匀速下落的过程中,他的( )
A.动能增大,重力势能减小,机械能不变
B.动能减小,重力势能增大,机械能不变
C.动能不变,重力势能减小,机械能不变
D.动能不变,重力势能减小,机械能减小
2.如图所示,物体放在水平地面上,在拉力F作用下做匀速直线运动,如果重力突然消失了,以下说法正确的是( )
A.物体的机械能增加
B.物体所受拉力与摩擦力是一对平衡力
C.物体受到的支持力对物体做了功
D.物体仍然做匀速直线运动
3.如图所示,人造卫星沿椭圆形轨道地球运行,当卫星从远地点向近地点运动过程中,下列说法中正确的是( )
A.动能逐渐增大,势能逐渐减小,机械能减小
B.动能逐渐增大,势能逐渐减小,机械能不变
C.势能逐渐减小,机械能减小
D.动能逐渐增大,机械能增大
4.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
5.如图所示,小球在A点由静止开始释放,向右侧摆动。
B点是小球摆动的最低点,C点是小球摆到右侧最高点,且A、C两点到B点的竖直距离hA>hC.在小球从B点摆动到C点的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球的机械能总量逐渐变小B.小球运动状态保持不变
C.小球的动能全部转化为重力势能D.绳的拉力对小球做了功
6.如图所示,足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d,足球( )
A.在 b、d 两点动能相等B.在 a、d 两点动能相等
C.从 b 到 c 的过程机械能减少D.从 c 到 d 的过程重力势能增大
7.如图所示,跳水运动员踏板时首先从高处落到处于自然状态的跳板上(A位置),然后随跳板一同向下运动到最低点(B位置).从A位置到B位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.运动员到达位置A时,受到两个力的作用,但这两个力不相互平衡
B.运动员到达位置B时,所受到的力是相互平衡的
C.在这个过程中,运动员减小的动能等于跳板增加的弹性势能
D.在这个过程中,跳板增加的弹性势能大于运动员减小的动能
8.我市学业水平体育测试立定跳远项目中,体重为500N的某同学从最高点到落地点的过程中,重心下降的最大距离为0.3m,用时0.5s,轨迹如图.则此过程重力做的功为______J,重力势能转化为.______能.不考虑空气阻力机械能______(填“不变”、“增大”或“减小”)
9.用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放,若忽略空气阻力,那么小球在最高点的势能______下降至最低点的动能;实际上,小球在摆动过程中,会与空气摩擦产生热,摆幅逐渐减小,最终停下来,那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能______小球在最高点所具有的势能.(填“大于“、”等于“或”小于“)
10.“蹦床”不仅是奥运会的正式比赛项目,也是小朋友非常喜欢的游戏项目.小朋友通过对蹦床施力,蹦床发生弹性形变,因此而具有了______能;蹦床对小朋友施力,把小朋友弹到高处,小朋友的______能增加.
11.飞行的子弹能击穿钢板,这是因为它具有______能;放在阳台栏杆上的花盆有砸伤人的危险,是因为它具有______能;推开弹簧门,人进门放手后,门又自动关闭,这是因为它具有______能,我们把这些能统称为______能.
2020中考复习九年级物理章节冲刺训练——专题六十八:
功和机械能参考答案
考点一:
功及其计算
1.甲、乙两物体分别在水平拉力作用下作匀速直线运动,若甲的质量是乙的2倍,甲所受到的水平拉力是乙的3倍,甲的速度是乙的4倍,那么在同一时间内,拉力对甲、乙两物体做功之比为( )
A.3:
1B.6:
1C.12:
1D.24:
1
【答案】C
【解析】解:
由v=
得物体运动的距离之比:
s甲:
s乙=v甲t:
v乙t=v甲:
v乙=4:
1,
拉力对甲、乙做功之比:
W甲:
W乙=
=
=12:
1,
故选C.
知道甲乙物体的速度大小关系,利用s=vt求出相同时间内的运动距离关系;再利用W=Fs求拉力对甲、乙做的功之比.
2.如图甲中的A、B两只桶是用同种材料制成的,两只桶容积都是1.5×10-2m3、质量都是1kg.
(1)在搞卫生时,你会选用哪只桶来提水?
请说明理由.
(2)如图乙将一桶水匀速提高离地面0.2m,人对水做了多少功?
(3)如图乙提水时,如果提手与手的接触面积为1×10-3m2,则手受到的压强是多大?
(g取10N/kg)
【答案】解:
(1)选A桶比较恰当,因为A桶把手较粗,提水时与手的接触面积比较大,压强较小;
(2)桶内水重G水=ρ水Vg=1.0×103kg/m3×15×10-3m3×10N/kg=150N;
人对水做功为W=G水h=150N×0.2m=30J;
(3)桶重G=mg=1kg×10N/kg=10N,
手所受到的压力F=G+G水=10N+150N=160N
手所受到的压强P=
=
=1.6×105Pa.
答:
(1)选A桶较恰当,在压力一定时,受力面积增大,压强减小;
(2)人对水做功为30J;
(3)手受到的压强为1.6×105Pa.
【解析】
(1)从减小压强的方法及其应用去解答此题.
(2)将水桶提升,对水桶做的功等于克服自身的重力做的功,利用W=Gh求出其大小.
(3)知道水的体积,利用密度公式求水的质量,求出水和桶的总质量,利用重力公式求水和桶的总重;而手受到的压力等于水和桶的总重,又知道受力面积,利用压强公式求手受到的压强.
考点二:
功率及其计算
1.如图所示,是跳伞运动员在匀速下落过程中,下落的速度v、下落的路程s、重力做的功W和重力做功的功率P随时间t变化规律的图象,其中正确的是( )
【答案】AD
【解析】解:
AB、跳伞运动员在匀速下落过程中,做匀速直线运动,匀速直线运动v不随时间变化,故在图象中为平行于时间轴的直线,在s-t图象中,匀速直线运动为倾斜的直线;故A正确、B错误;
C、根据W=Gh=Gvt,其中重力G、速度v是一定值,重力做的功W与时间t成正比,图象为倾斜的直线,故C错误;
D、根据P=Fv=Gv,其中重力G、速度v是一定值,故功率P也为一定值,图象为平行于时间轴的直线,故D正确。
故选:
AD。
明确图象中的横坐标和纵坐标所代表的物理量,再根据图象的形状判断物理量间的关系或变化规律
图象能直观形象地表示两个物理量之间的变化规律,是物理上常用的研究物理物体的方法,分析图象时,看清楚图象中的横坐标和纵坐标所代表的物理量,再根据图象的形状判断物理量间的关系或变化规律。
2.中国北京-张家口 2022 年将共同主办第24届冬季奥运会.如图所示,是我国运动员在往届冬奥会上参加不同比赛项目时顽强拼搏的英姿.下列说法中正确的是( )
A.甲图中:
速度滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中,她受到的是平衡力
B.乙图中:
自由滑雪空中技巧运动员在空中加速下落过程中,他的重力做功变快
C.丙图中:
运动员将冰壶推出,冰壶在冰面上滑行过程中所受摩擦力逐渐变大
D.丁图中:
花样滑冰运动员在冰面上沿曲线滑行,她所受合力不等于零
【答案】BD
【解析】解:
A、滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中,运动状态发生变化,所以她受到的力是非平衡力,故A错误;
B、运动员从空中下落的过程中,速度增大,由P=
=
=Gv可知重力做功的功率变大,即重力做功变快.故B正确;
C、运动员将冰壶推出,冰壶在冰面上滑行过程中压力不变,接触面的粗糙程度不变,所受摩擦力不变,故C错误;
D、花样滑冰运动员在冰面上沿曲线滑行,运动方向不断变化,所以运动员处于非平衡状态,则她所受合力不等于零,故D正确.
故选BD.
(1)处于平衡状态的物体,保持静止或做匀速直线运动.
(2)动能和势能合称机械能;动能与质量和速度有关;重力势能与质量和高度有关;
(3)影响摩擦力的因素:
压力和接触面的粗糙程度;
(4)平衡力合力为零.
此题以冬奥会项目为材料,考查了平衡力、能量转化、摩擦力、运动和力的关系等知识点,体现了物理关注社会热点的特点.
3.航模小组的某位同学在一次航模比赛中,使重为3N的飞机5s匀速上升了10m,又使飞机水平匀速飞行了24m,用时10s.关于这一过程,下列说法错误的是( )
A.飞机上升时升力做功的功率为6W
B.飞机水平飞行时升力做功的功率为7.2W
C.飞机整个过程升力做功的平均功率为2W
D.飞机水平飞行时升力不做功
【答案】B
【解析】解:
(1)在上升阶段,升力所做的功等于克服物体重力所做的功W=Gh=3N×10m=30J,上升阶段飞机的功率P=
=
=6W,故A正确;
(2)飞机水平飞行时,有升力,但没移动距离,升力不做功,功率为0,故B错误、D正确;
(3)飞机整个过程中,总用时t′=5s+10s=15s,平均功率:
P′=
=
=2W,故C正确.
故选:
B.
(1)在上升阶段,升力所做的功等于克服物体重力所做的功,又知道上升用的时间,利用功率公式求上升阶段飞机的功率;
(2)做功的两个必要条件:
一是作用在物体上的力,二是在力的方向上通过的距离,先判断升力是否做功,再确定功率大小.
本题考查了功和功率的计算,对飞机做出正确的受力分析是本题的关键,难点在飞机上升阶段升力的计算.
4.一吊车在2s内将1500N的货物提高2m后,在空中停留了3s,又在5s内沿水平方向将货物移送了10m,则10s内吊车的功率为( )
A.300 WB.2000 WC.3000 WD.1500 W
【答案】A
【解析】解:
吊车对货物做功W=Gh=1500N×2m=3000J;
停留时间和水平移动时,在重力的方向上没有移动距离,所以这段时间,吊车对物体不做功;
所以10s内吊车的功率为P=
=
=300W.
故选A.
做功的条件是,有力作用在物体上,物体在力的方向上移动距离,根据W=FS可求做的功,停住不动和沿水平方向不做功,根据P=
可知,做的功不变,改变的是时间,提升时间是2s,全程时间是10s,可求全程的功率.
5.甲乙两人同时开始登山,甲先到达山顶,则他们的功率( )
A.甲的功率大B.乙的功率大
C.他们的功率一样大D.无法确定
【答案】D
【解析】解:
甲乙登山时,上升的高度相同,由于体重不知道,所以克服体重做功不知道;根据公式P=
可知,甲先到达山顶,甲用的时间短,但是不能比较做功的多少,因此也就不能比较谁的功率大.
故选D.
登山比赛中比较登山做功多少,山的高度相同,比较体重来比较做功多少;无法比较做功多少,就无法比较做功快慢.
6.关于机器的功率,下列说法中正确的是( )
A.机器的功率越小,做功越慢B.机器的功率越大,做功越多
C.机器的功率越小,做功越快D.以上说法都不对
【答案】A
【解析】解:
A、功率是表示做功快慢的物理量,功率越小,做功越慢,故A正确;
B、功率等于功与时间的比值,不知道做功时间,做功多的机器功率不一定大,故B错误;
B、功率是表示做功快慢的物理量,功率越大,做功越快,故C错误;
D、因为A正确故错误.
故选A.
功率是表示做功快慢的物理量,是机器在单位时间内所完成的功,据此结合选项的描述做出判断.
了解功率的概念和物理意义,会根据描述判断做功与功率大小的关系,是正确解答的关键.
7.如图1所示,弹簧测力计一端固定,另一端钩住正方体木块,木块下面是一长木板.沿水平方向先后两次拉动长木板使其沿光滑水平面做直线运动,此过程中,木块相对地面始终静止.木板两次运动的路程s与时间t的关系如图2所示.如果木板上表面各处的粗糙程度均相同,两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1、P2,下列判断正确的是( )
A.Fl>F2B.Fl=F2C.P1>P2D.P1=P2
【答案】BC
【解析】解:
(1)同一木块两次在同一地面上运动,压力不变,接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力不变;由图中可知,木块两次都做匀速直线运动,拉力等于滑动摩擦力,滑动摩擦力相等,拉力F相等,即F1=F2;故A错误,B正确;
(2)从图象2中可以判断出,第①次的运动速度v较大,根据公式P=Fv,当拉力相等时,速度越大,拉力的功率越大,即P1>P2;故C正确,D错误.
故选BC.
弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速直线运动时,水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力.滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关.根据P=Fv判断拉力的功率.
通过图象可以判断木块进行匀速直线运动,匀速直线运动的物体受到平衡力作用,根据平衡力条件判断拉力和滑动摩擦力大小关系,根据P=Fv判断功率大小的变化.
8.跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一,小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率,请帮助他完成以下实验步骤(不计绳重).
(1)用体重计测量自己的质量m;
(2)估测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度);
(3)用______(填测量器材)记录跳n次所用的______(填物理量与其对应字母).
(4)根据公式P=______算出自己跳绳的平均功率.
(5)两人想比较跳绳的平均功率(假设两人跳起的平均高度相同),则______.
A.频率相同,体重大的功率大
B.频率相同,跳的时间长的功率大
C.体重相同,频率高的功率小
D.体重相同,跳的时间长的功率大
(6)小华要想提高跳绳测试的成绩,请你从物理学角度为他提出一条合理的建议:
______.
【答案】秒表;时间t;
;A;降低跳起高度、减肥减轻体重
【解析】解:
(3)根据前面的分析,测出自己的体重m和跳起的高度h.还要用秒表测出时间t.
(4)①自己所受的重力是:
mg; ②每次克服重力所做的功W=Gh=mgh,则跳n次所做的总功W总=nmgh,
③则平均功率P=
=
.
(5)频率相同,体重大的,在相同时间里做的功多,功率大.所以A正确.B错误.
体重相同,频率高,在相同时间里做的功多,所以功率大. 故C错误.
体重相同,只要跳频率相同,功率与跳的时间长短无关. 故D错误.
(6)相同时间里,跳的次数越多成绩越好.在时间相同,功率一定的情况下,所做的功是一样的.每次做的功越少,相同时间里跳的次才越多,成绩才越好.所以想提高跳绳测试的成绩,可以降低跳起高度、减肥减轻体重等.
故答案为:
(3)秒表;时间t;(4)
;(5)A;(6)降低跳起高度、减肥减轻体重.
(3)根据P=
=
知,不仅测出自己的体重m和跳起的高度h.还要用秒表测出时间t.
(4)估测自己跳绳时克服重力的平均功率,根据P=
=
可计算出;
(5)(6)比较功率的大小可由P=
作出判断.当功一定时,时间越短,功率越大;当时间一定时,功越多,功率越大;相同时间里,跳的次数越多成绩越好.在时间相同,功率一定的情况下,所做的功是一样的.每次做的功越少,相同时间里跳的次才越多,成绩才越好.
9.重庆至德国杜伊斯堡的中欧班列全程约10800km,运行时间300h.中欧班列在平直路面匀速行驶时,和谐型大功率机车提供的牵引力约9.6×107N,求:
(1)中欧班列运行时的平均速度约为多少千米每小时?
(2)中欧班列在平直路面以v=20m/s匀速行驶时,机车功率约为多少瓦?
【答案】解:
(1)全程s=10800km,运行时间t=300h;
平均速度为:
v=
=
=36km/h;
(2)机车的功率:
P=Fv=9.6×107N×20m/s=1.92×109W;
答:
(1)中欧班列运行时的平均速度约为36km/h;
(2)中欧班列在平直路面以v=20m/s匀速行驶时,机车功率约为1.92×109W.
【解析】
(1)速度计算公式为v=
,代入题目的条件可求速度;
(2)运用功率公式P=Fv,代入条件可求功率.
熟练运用速度和功率的计算公式,是解答此题的关键.
考点三:
机械能的转化与守恒
1.如图所示,跳伞运动员在空中匀速下落的过程中,他的( )
A.动能增大,重力势能减小,机械能不变
B.动能减小,重力势能增大,机械能不变
C.动能不变,重力势能减小,机械能不变
D.动能不变,重力势能减小,机械能减小
【答案】D
【解析】解:
由于运动员在空中匀速下落,质量和速度都没发生变化,故动能不变;在下落过程中,高度降低,所以重力势能减小,机械能等于动能和重力势能之和,所以机械能也是减小;故选项ABC错误,选项D正确.
故选D.
动能的影响因素是物体的质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能的影响因素是物体的质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;
动能和势能总称为机械能.
该题考查了动能和重力势能大小的影响因素,难度不大.
2.如图所示,物体放在水平地面上,在拉力F作用下做匀速直线运动,如果重力突然消失了,以下说法正确的是( )
A.物体的机械能增加
B.物体所受拉力与摩擦力是一对平衡力
C.物体受到的支持力对物体做了功
D.物体仍然做匀速直线运动
【答案】A
【解析】解:
A、物体放在水平地面上,在拉力F作用下做匀速直线运动,如果重力突然消失了,则压力消失,摩擦力消失,此时物体受非平衡力,因此将做加速运动,动能增大,同时势能不变,机械能增加,故A正确;
B、由上述解析可知,当重力消失时,压力消失,摩擦力消失,因此物体不再受平衡力,故B错误;
C、物体在竖直方向上没有通过距离,因此物体受到的支持力对物体没有做功,故C错误;
D、由上述解析可知,物体摩擦力消失后只受拉力作用,因此物体不可能再做匀速直线运动,故D错误.
故选A.
(1)机械能包括动能和势能,根据动能和势能的变化可判断机械能的变化;
(2)一对平衡力必须符合四个条件:
大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
(3)做功的两个必要因素是作用在物体上的力,以及物体在力的方向上通过的距离;
(4)物体只有受平衡力或不受力时,才做匀速直线运动.
对物体重力消失后对压力、摩擦力的影响,是解答的关键,通过物体运动状态的变化,可对选项中的内容做出判断.
3.如图所示,人造卫星沿椭圆形轨道地球运行,当卫星从远地点向近地点运动过程中,下列说法中正确的是( )
A.动能逐渐增大,势能逐渐减小,机械能减小
B.动能逐渐增大,势能逐渐减小,机械能不变
C.势能逐渐减小,机械能减小
D.动能逐渐增大,机械能增大
【答案】B
【解析】解:
卫星在太空中飞行时,从远地点向近地点运动过程中,相对高度减小,所以势能变小,同时速度增大,动能增大。
在整个过程中,不存在机械能的损失,所以机械能不变。
故只有选项B是正确的。
故选:
B。
(1)物体由于运动而具有的能叫做动能,动能大小与质量和速度有关;
(2)物