江西省中考物理第9讲功和机械能分层精炼Word格式文档下载.docx
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W2B.W1＝W2
C.W1＝2W2D.W1＝4W2
三、简答与计算题
9.（易错·
2019吉安模拟）某运动员做蹦极运动，从高处自由下落，如图，A点是弹性绳自由伸长时的终点，B点是弹性绳拉力与运动员重力相同的位置，C点是第一次下落的最低点．
（1）请简述运动员从A点到C点的过程中能量的转化情况；
（2）若运动员到达C点时，所受的力都消失，他的运动状态将如何？
第9题图
10.（2019江西样卷二）如图所示，王爷爷通过爬楼梯锻炼身体．根据图中信息，求：
第10题图
（1）克服重力所做的功；
（2）爬楼梯的功率．
四、实验与探究题
11.探究物体动能大小与哪些因素有关．
【设计与进行实验】
小宇同学设计了如图甲、乙、丙所示的实验装置来进行实验，其中A、B为两个质量不相同的小球：
第11题图
（1）实验中通过观察____________来比较小球的动能大小，下列实验中也运用了这种研究问题的方法是________．（选填选项前的字母，单选）
A.人们用标有箭头的几何线段来描述光的传播路径和方向
B.探究物质吸放热本领时，用加热时间的长短表示物质吸收热量的多少
C.探究液体蒸发快慢与液体温度关系时，需控制液体表面积和液体表面附近空气流速相同
（2）为了探究动能大小与物体速度大小的关系，应选用________两个图来分析．
【交流与反思】
实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，质量和速度，哪个因素对物体动能大小的影响更大？
于是同学们补充了相应的器材后再次进行了实验，小球的质量用m表示，下落的高度用h表示，木块被推动的距离用s表示，得到的数据如表所示：
分析上述两表格中的实验数据可知：
________对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重．
表一
m/g
h/cm
s/cm
10
5
20
18
30
29
表二
38
15
86
能力提升
12.（全国视野创新题推荐·
2019衡阳）如图所示的玻璃管中装有水，一个体积为1×
10－4m3的方木块下端被轻绳系住，固定在容器下部，木块的重力为0.6N，ρ水＝1.0×
103kg/m3，当木块静止时，绳子的拉力为________N，剪断轻绳后，木块从开始上浮到刚要露出水面的过程中，浮力所做的功为________J．（各部分长度如图）
第12题图
13.（2019乐山）在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F＝400N，拉动的距离s＝4.5m，提升高度h＝1.8m，所用时间t＝30s．则拉力F做功的功率为________W，此过程中物体受到的摩擦力为________N.
第13题图
14.（易错）（不定项）如图甲所示，小强在水平地面上用力推木箱，推力随时间变化的图像如图乙所示，木箱速度随时间变化的图像如图丙所示，以下对于这一过程的分析中不正确的是（ ）
第14题图
A.0～1s内木箱没有动是因为人对木箱的推力小于地面给木箱的摩擦力
B．1s～2s内木箱受到的摩擦力大小为4N
C．2s～3s内人对木箱的推力做功为6J
D．如果3s后人停止用力，木箱将做匀速直线运动
练习二
1.在举重比赛中，运动员举着杠铃静止不动，此时，运动员对杠铃________（选填“有”或“没有”）做功，这是因为此时用的力____________________．
2.（2019宜春模拟）井冈蜜柚是吉安的特产，它入口香甜，回味甘苦，清咽润喉，被国外客商称赞为“世界上最好吃的柚子”．如图所示，静止挂在树枝上的蜜柚具有________（选填“动”“重力势”或“弹性势”）能，蜜柚从树上落下的过程中，其受到的重力的大小________（选填“变大”“变小”或“不变”）．
3.（易错·
2019宜宾）如图所示，一个物体静止于光滑水平面上的o点，在水平恒力F作用下开始向右加速运动，依次经过a、b、c三个点，且a、b之间和b、c之间的距离相等，F在ab段做功W1，做功功率P1；
在bc段做功W2，做功功率P2，则有W1________W2，P1________P2.（均选填“＞”“＝”或“＜”）
第3题图
4.（热点信息原创题）北京大兴国际机场于9月25日迎来首航，如图为中国南方航空CZ3001航班从北京大兴国际机场加速升空的情景，关于客机的能量分析（忽略燃料质量的变化），下列说法正确的是（ ）
第4题图
A.动能增加，重力势能不变
B.动能不变，重力势能增加
C.机械能总量不变
D.机械能总量增加
5.（易错·
2019邵阳）参加今年邵阳市初中毕业学业考试的王小鹏同学听到考试预备铃响了，考室还在四楼呀！
一口气从一楼跑到四楼考室，所用时间为30秒．他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近（ ）
A.1.5WB.15W
C.150WD.1500W
2019连云港）物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1；
当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到水平推力为F2.两次推力的功率分别为P1、P2.则下列关系正确的是（ ）
第6题图
A.F1＝F2 P1＞P2B.F1＝F2 P1＜P2
C.F1＞F2 P1＞P2D.F1＜F2 P1＞P2
7.（2019常德改编）（不定项）如图所示，斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定．小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点．则下列说法中不正确的是（ ）
A.小物块从P向M运动过程中，机械能减小
B.小物块从P向M运动过程中，重力势能增大
C.弹簧被压缩到最短时，小物块动能最大
D.小物块从M向T运动过程中，速度变快
8.如图是南昌动物园顽皮的小猴子抓着藤条荡秋千的情景，当小猴子由最低点O自由摆动到最高点A的过程中，不计空气阻力，请回答下列问题：
（1）在小猴子上升的过程中，拉力是否做功？
小猴的机械能如何变化？
（2）小猴子运动到最高点A时，若所有力突然消失，小猴子将处于何种运动状态？
请说明理由．
9.（2019孝感）一辆厢式小货车某次运货，满载后总质量是5.0×
103kg，在平直的公路上匀速行驶100km，耗油10kg，货车受到的阻力是总重力的0.05倍，发动机的牵引功率是50kW（燃油的热值是5.0×
107J/kg，g＝10N/kg）．求：
（1）货车受到的牵引力；
（2）货车匀速行驶的速度；
（3）货车发动机的效率．
10.（2019天津改编）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
【猜想与假设】
猜想一：
物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：
物体的重力势能与物体所在高度有关
【进行实验与收集证据】为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：
如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度．
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示．
实验
序号
铁块
质量/g
铁块距桌
面高度H/cm
桌腿进入沙子
的深度h/cm
①
1.9
②
2.9
③
40
3.8
④
⑤
4.1
实验中通过比较________________来判断物体重力势能的大小；
【分析与论证】
（1）为了验证猜想一，需选择表中________（填实验序号）三组数据进行分析；
（2）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：
________________________________________________________________________.
11.（2019威海）如图是一款健身拉力器原理图．斜面的倾角为30°
，重500N的物块与固定在斜面底端的弹簧相连．小明通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程中（此过程弹簧始终处于被拉伸状态），小明对绳的拉力所做的功为1000J，克服弹簧拉力做功300J，则克服物块重力做的功为________J，物块与斜面之间摩擦力的大小为________N．（忽略绳重、滑轮与轴的摩擦）
12.（2019铜仁）一电动抽水机10秒内把100kg的水抽到10m高的水池中，则抽水机至少对水做功________J，在抽水的过程中，若抽水机共消耗的电能是1.25×
104J，则抽水机的效率是________．（g＝10N/kg）
13.（全国视野创新题推荐·
2019广州）如图所示的摆设，正常运行时，小轮在支架上来回滚动，每次到达的最大高度相同，小明发现摆设上有一电源，关掉电源后，小轮逐渐停下来（ ）
A.小轮滚动过程中没有力对其做功
B.正常运行时，小轮的速度一直不变
C.断电后小轮会停下，说明能量守恒定律不一定成立
D.正常运行时，小轮往返一次，摆设一定需要消耗电能
14.（不定项）物体A挂于弹簧测力计下分别作图甲、乙、丙的运动，运动中弹簧测力计与物体A共同处于匀速直线运动状态（不考虑空气阻力），已知匀速运动的速度v1＜v2＜v3.则下列判断正确的是（ ）
A.甲图中弹簧测力计的示数大于物体A的重力
B.乙图中弹簧测力计对物体A的拉力做功的功率最大
C.丙图中匀速运动的物体A的动能最大
D.甲、乙、丙三图中物体A的机械能均增加
参考答案及解析
第9讲 功和机械能
1.时间（路程） 路程（时间）
2.重力势 能 【解析】停在高空中的物体，由于被举高而具有重力势能；
下落时，重力势能会转化为动能，对地面上的物体能做功，从而造成伤害．
3.减小 增大 【解析】篮球在斜向上运动过程中，质量不变、速度减小，所以其动能减小；
篮球质量不变、高度增大，所以其重力势能增大．
4.200 减少 【解析】推力对购物车做的功W＝Fs＝20N×
10m＝200J；
皮球落地后弹起，弹起的高度越来越低，是因为受到空气阻力的作用，一部分机械能转化为内能，机械能总量减少．
5.40 20 【解析】重力做功的功率为P＝
＝
＝40W；
当无人机静止在水平操场上时，飞机受到的重力与操场对它的支持力是一对平衡力，大小相等，故支持力为20N.
6.C 【解析】由图可知，AB中小华是用背背、用手抱，即力的方向向上，桶是在水平方向上移动的距离，即沿向上的方向没有移动距离，因此不做功；
C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力，所以C中拉力大于D中拉力，由于所移动的距离s相同，由W＝Fs可知C做功最多，故ABD不合题意，C符合题意．故选C.
7.D 【解析】无人扫地车在平直的路面上匀速行驶的过程中，不断将地面上的落叶吸入车内，车的质量增大，速度不变，所以车的动能变大；
车的质量增大，沿平直路面行驶，所以车的重力势能增大．故选D.
8.B 【解析】根据W＝Fs，物体受到的推力和物体在推力的方向上移动距离相同，所以推力做的功相同，B正确．故选B.
9．答：
（1）运动员从A到B的过程中将自身的重力势能转化为动能和弹性绳的弹性势能，从B到C的过程中将自身的动能和重力势能转化为弹性绳的弹性势能；
（2）运动员到达C点，速度为零，根据牛顿第一定律，在不受力时将保持原来运动状态不变，即物体将在C点保持静止状态．
10.解：
（1）由图可知王爷爷爬楼梯的竖直高度为1.4m处时，用时2s，王爷爷的重力为700N
王爷爷爬楼梯时克服重力所做的功W＝Gh＝700N×
1.4m＝980J
（2）王爷爷爬楼梯的功率P＝
＝490W
11.【设计与进行实验】
（1）木块运动的距离 B
（2）甲乙 【交流与反思】速度
【解析】【设计与进行实验】
（1）在研究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，利用木块运动距离来比较物体的动能大小，用到的是转换法．人们用标有箭头的几何线段来描述光的传播路径和方向，这里用到了模型法，A不符合题意；
探究物质吸放热本领时，用加热时间的长短表示物质吸收热量的多少，这里用到了转换法，B符合题意；
探究液体蒸发快慢与液体温度关系时，需控制液体表面积和液体表面附近空气流速相同，这里用到了控制变量法，C不符合题意．故选B；
（2）探究动能大小与速度的关系，需使小球质量相同，速度不同，应让同一小球从斜面的不同高度滚下，比较小球推动木块在水平面上运动的距离，图甲乙符合题意；
【交流与反思】由表一知，在高度（速度）一定时，质量变为2倍、3倍时，木块被推动的距离约为2倍、3倍，说明动能与质量成正比；
由表二知，在质量一定时，高度（速度）变为2倍、3倍时，木块被推动的距离约为4倍、9倍，说明动能与速度的平方成正比；
综合分析速度对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重．
12.0.4 0.15 【解析】方木块受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×
103kg/m3×
10N/kg×
1.0×
10－4m3＝1N，绳子的拉力F＝F浮－G＝1N－0.6N＝0.4N；
木块从开始上浮到刚要露出水面的过程中，浮力所做的功W＝F浮s＝1N×
0.15m＝0.15J.
13.60 160 【解析】拉力F做的总功W总＝Fs＝400N×
4.5m＝1800J，拉力F做功的功率P＝
＝60W；
有用功W有用＝Gh＝600N×
1.8m＝1080J，克服摩擦力做的额外功W额外＝W总－W有用＝1800J－1080J＝720J，摩擦力f＝
＝160N.
14.ACD 【解析】0～1s内木箱没有动是因为人对木箱的推力等于地面给木箱的摩擦力，A错误；
由图丙可知，2s～3s内木箱做匀速直线运动，木箱受到的滑动摩擦力大小为4N．1s～2s内木箱加速运动，木箱受到的滑动摩擦力大小为4N，B正确；
2s～3s内人对木箱的推力为4N，木箱移动距离为2m，做功为W＝Fs＝4N×
2m＝8J，C错误；
如果3s后人停止用力，木箱将在摩擦力作用下做减速直线运动，D错误．故选ACD.
1.没有 没有使物体移动距离 【解析】因为做功需要对物体施力，并且物体要在力的方向上移动距离，而在运动员举着杠铃不动的过程中，杠铃在力的方向上没有移动距离，所以此过程不做功．
2.重力势 不变
3.＝ ＜ 【解析】由题意可知，物体在水平恒力F的作用下沿光滑的水平面做加速直线运动，因为ab段的距离等于bc段的距离，由功的公式W＝Fs可知，两个阶段做功相等，即W1＝W2；
由功率的公式P＝
＝Fv可知，速度在不断变大，故做功的功率在逐渐变大，即P1＜P2.
4.D
5.C 【解析】每层楼房的高度约为3m，移动的高度约为9m，初中生所受的重力约为500N，则小鹏克服自身重力做的功为W＝Gh＝500N×
9m＝4500J，做功的功率为P＝
＝150W．故选C.
6.B 【解析】图甲中，物体运动的路程与所用的时间成正比，做匀速直线运动，物体的速度为v＝
＝2m/s，图乙中，物体的速度不随时间的改变而改变，做匀速直线运动，物体的速度v＝4m/s，可知F1＝F2＝f，C、D错误；
由P＝Fv可知，P1<
P2，A错误，B正确．故选B.
7.BCD 【解析】由题意可知，斜面是粗糙的，当物块从P向M运动的过程中，重力势能减小，动能增大，但要克服摩擦做功，机械能将减小，A正确，B错误；
弹簧被压缩到最短时，物块的动能几乎全部转化为弹性势能，故此时的动能为最小，C错误；
物块从M向T运动时，动能转化为重力势能，速度变慢，D错误．故选BCD.
8.答：
（1）在小猴子上升的过程中，小猴子的运动方向与拉力的方向垂直，小猴子在拉力的方向上没有移动距离，所以拉力不做功；
不计空气阻力时，小猴子上升过程中动能转化为重力势能，小猴子的机械能没有转化为内能，机械能守恒，小猴的机械能不变；
（2）小猴运动到最高点时，瞬时静止，当所有力突然消失后，根据牛顿第一定律可知，小猴子将保持静止状态．
9.解：
（1）因为货车做匀速直线运动，所以F牵＝F阻＝0.05G＝0.05×
5×
103kg×
10N/kg＝2.5×
103N
（2）由P＝
＝Fv可得，
货车匀速行驶的速度v＝
＝20m/s
（3）η＝
×
100%＝
100%＝50%
10.【进行实验与收集证据】桌腿进入沙子的深度 【分析与论证】
（1）①④⑤
（2）质量相同的物体，位置越高，具有的重力势能越大
【解析】【进行实验与收集证据】本实验中，物体重力势能大小通过桌腿进入沙子的深度来反映，进入的深度越大，说明重力势能越大，反之越小；
（1）重力势能的大小只与物体的质量和所在高度有关，故要验证与物体质量的关系，应控制物体所在高度相同，改变物体质量，故选择①④⑤三组数据进行分析；
（2）分析①②③实验数据，可得结论为：
质量相同的物体，位置越高，具有的重力势能越大．
11.500 100 【解析】由题意可知，斜面的倾角为30°
，故当物体沿斜面向上匀速运动了2m时，物体上升的高度是1m，由公式W＝Gh得出克服物块重力做的功为W重力＝Gh＝500N×
1m＝500J；
则克服摩擦力做的功为W摩擦力＝W－W弹簧－W重力＝1000J－300J－500J＝200J；
由公式W摩擦力＝fs得f＝
＝100N.
12.104 80% 【解析】抽水机10秒钟内做的功是：
W＝mgh＝100kg×
10m＝104J；
在抽水的过程中，抽水机消耗的电能：
W电＝1.25×
104J，所以抽水机的效率：
η＝
100%＝80%.
13.D 【解析】关掉电源后，小轮逐渐停下来，说明小轮受到摩擦力的作用，小轮克服摩擦做功，机械能减小，A错误；
正常运行时，小轮由低处滚向高处，速度逐渐减小，故B错误；
断电后小轮停下，说明机械能转化为内能，但总量是保持不变的，能量是守恒的，C错误；
正常运行时，小轮往返一次，摆设消耗的电能转化为内能，从而使小轮每次能到达的最大高度相同，D正确．故选D.
14.BC 【解析】由题意可知，物体每次都是做匀速直线运动，即处于平衡状态，所以，物体受到的是平衡力，则拉力与重力平衡，即弹簧测力计的示数都等于物体A的重力，A错误；
根据力做功的两个必要因素可知，甲乙两图中，物体A受到拉力的作用，也在拉力的方向上通过了距离，拉力对物体A做功，丙图中，拉力与运动方向垂直，拉力不做功；
所以做功的是甲、乙两图；
而甲乙中，拉力相等，v1＜v2，由功率公式P＝
＝Fv可知，乙图中弹簧测力计对物体A的拉力做功的功率最大，B正确；
物体A质量一定，甲、乙、丙三图中v1＜v2＜v3，则丙图中匀速运动的物体A的动能最大，C正确；
甲乙两图中，物体A的速度不变，高度增加，动能不变，重力势能变大，所以机械能增大；
丙图中物体A的速度不变，高度不变，动能和重力势能都不变，所以机械能不变，D错误．故选BC.
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