科学考点分类汇编之31机械能功和功率.docx
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科学考点分类汇编之31机械能功和功率
科学考点分类汇编之三十一：
机械能、功和功率
考点要求：
2.机械能
（1）识别动能、重力势能和弹性势能
a
（2）知道动能大小跟质量、速度的定性关系
a
（3）知道重力势能大小跟质量、举高高度的定性关系
a
（4）知道弹性势能大小跟弹性形变的定性关系
a
（5）举例说出动能和势能的相互转化
（6）描述机械能守恒的含义
（7）利用机械能守恒定律来解释简单的现象
a
a
b
3.机械功
（1）理解功的概念
b
（2）知道功的单位
a
（3）运用功的公式进行简单计算
c
（4）解释做功伴随能的转化（或转移）
b
6.功率
（1）说明功率的概念
b
（2）知道功率的单位
a
（3）运用功率公式进行简单计算
c
（4）从能的转化来说明功率
b
一、选择题
1．（北京）小阳打排球，排球离开手后向上运动到一定高度又落回地面。
不计空气阻力，关于排球离开手后的运动过程，下列说法中不正确的是（ ）
A．排球在上升过程中，小阳对排球做功
B．排球在下落过程中，排球的重力势能变小
C．排球在上升过程中，排球受到的力的方向竖直向下
D．排球在下落过程中，排球所受的重力做功越来越快
2．（莆田）质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么（）
A、燕子比鸽子飞得快
B、鸽子比燕子飞得快
C、燕子与鸽子飞得一样
D、两者速度大小无法比较
3．（徐州）子弹能够轻易射穿靶子，是因为子弹具有较大的（ ）
A．内能B．动能C．重力势能D．弹性势能
4．（广州）跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（ ）
A．助跑阶段机械能不变 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
5．（衢州）小明同学站在匀速上行的启动扶梯上由一楼升到二楼的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．小明相对于地面是静止的B．小明的动能大小保持不变
C．小明的机械能总量保持不变D．自动扶梯把机械能转化为电能
6．（杭锦旗）下列各图与相应描述不相符的是 （ ）
A.足球被守门员接住过程中，球的运动状态改变
B.乒乓球在空中向前飞行时不受到球拍的作用力
C.冰壶被发出后仍能继续前进是因为冰壶具有惯性
D.垒球被抛出在空中飞行时球的机械能增加
7．（绍兴）如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上，压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器（压力不超过最大值），压力传感器、电流表、定值电阻和电源组成一电路。
压力传感器不受力时电流表示数是I0。
t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。
整个过程中，不计能量损失，电流表示数I随时间t变化的图像如图乙所示，则（ ）
A．t1时刻，小球动能最小
B．t2时刻，弹簧的弹性势能最小
C．t2～t3这段时间内，弹簧的弹性势能先增加后减少
D．t2～t3这段时间内，小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能
8．（广安）在一次参观中，外地游客丁先生从渠江公园乘电梯到思源广场，在电梯匀速上升的过程中，丁先生的（）
A、重力势能不断增大B、动能不断增大
C、机械能保持不变D、动能转化为重力势能
9．（兰州）某同学家住高层住宅，当他乘坐电梯从一层匀速上升至十五层的过程中，他的（ ）
A．动能不变，重力势能增大 B．动能和重力势能都增大
C．动能减小，重力势能增大 D．动能和重力势能都减小
10．（绵阳）2011年4月10月，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将北斗八号导航卫星发射到预定椭圆轨道，该椭圆软道近地点约200千米，远地点约3599千米，如图是北斗八号一导航卫星的轨道示意图。
已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则关于该卫星从远地点向近地点运行过程中势能、动能、速度的变化是"（ ）
A.势能增加、动能减小、速度减小
B.势能减小、动能增加、速度增加
C.势能减小、动能增加、速度不变
D.势能不变、动能不变、速度不变
11．（桂林）如图是小明在体育考试中测试“引体向上”时的示意图。
关于“引体向上”，下列说法中正确的是（ ）
A．身体悬挂不动时，势能为零
B．身体上升时，重力做功，势能减少
C．身体下降时，重力做功，势能增加
D．身体上升时，克服重力做功，势能增加
12．（泉州）骑自行车下坡．不踩脚踏板也会越来越快．在这个过程中（）
A．动能增加，势能减少B．动能增加，势能增加
C．动能不变，势能减少D．动能减少，势能增加
13．（泸州）蹦床运动是一项运动员从蹦床反弹起来后在空中表演技巧的竞技运动。
如图所示，在运动员离开蹦床弹向空中上升的过程中，运动员具有的（）
A、动能增加，势能减少
B、动能增加，势能增加
C、动能减少，势能增加
D、动能减少，势能减少
14．（山西）如图所示，“套圈”出手后，从a点到c点的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的（ ）
A．“套圈”由a到b过程中，动能逐渐增大
B．“套圈”在b点的机械能大于a点的机械能
C．“套圈”由b到c过程中，机械能逐渐变小
D．“套圈”由a到b再到c过程中，重力势能先变大后变小
15．（南宁）小明去商场购物，自动扶梯把他从一楼匀速送到二楼的过程中，关于他的动能和重力势能的变化，正确的是（ ）
A．动能增大，重力势能减小B．动能减小，重力势能增大
C．动能不变，重力势能增大D．动能不变，重力势能减小
16．（宜昌）某同学骑自行车下坡滑行时，速度越来越快，下列说法错误的是（ ）
A.车和人的动能变大 B.车和人的重力势能变小
C.车和人的机械能变小 D.车和人的机械能不变
17．（乐山）蹦床运动是一种深受青年人喜爱的运动。
如图所示，当运动员从蹦床弹起后向上运动的过程中，其动能和重力势能的变化是（ ）
A.重力势能增大，动能减小
B.重力势能增大，动能增大
C.重力势能减小，动能减小
D.重力势能减小，动能增大
18．（天津）滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，他的（）
A、重力势能增加，动能增加
B、重力势能减少，动能减少
C、重力势能增加，动能减少
D、重力势能减少，动能增加
19．（台湾）如图所示，一半圆形轨道固定在水平桌面上，将一小球，由半图形轨道P点处自由释放，滑行到Q点，P、Q两点位在同一水平面上。
有关此球从P点到Q点过程的叙述，下列何者正确？
（ ）
A．动能逐渐变大
B．重力位能逐渐变小
C．前半程动能变大，后半程动能变小
D．前半程重力位能变大，后半程重力位能变小
20．（昆明）一中学生骑自行车下坡时，不蹬脚踏板恰好匀速向下运动。
在此过程中，他的动能、势能和机械能的变化情况是（ ）
A．动能不变，势能减小，机械能减小B．动能增大，势能减小，机械能不变
C．动能减小，势能减小，机械能减小D．动能不变，势能减小，机械能不变
21．（烟台）如图是小明在体育考试中测试“引体向上”时的示意图。
关于“引体向上”，下列说法中正确的是（ ）
A．身体悬挂不动时，势能为零
B．身体上升时，重力做功，势能减少
C．身体下降时，重力做功，势能增加
D．身体上升时，克服重力做功，势能增加
22．（广安）在如图的四种情境中，人对物体做功的是（ ）
A．提着水桶在水平地面上匀速前进B．扛着米袋慢慢爬上楼梯
C．用力推汽车，汽车没动D．举着杠铃原地不动
23．（威海）如图中是一个两面光滑的斜面，∠β大于∠α，同一个物体分别在AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点，所需拉力分别为FA、FB，所做功分别为WA、WB，则（ ）
A、FA＝FB，WA＝WB
B、FA＜FB，WA＝WB
C、FA＜FB，WA＜WB
D、FA＞FB，WA＞WB
24．（临沂）下图所示的过程中，人对物体做功的是（ ）
25．（宿迁）要测量小明通过楼梯上楼时的功率，不需要测量的是（ ）
A．身体质量B．通过的楼梯高度C．通过的路程D．上楼所用的时间
26．（武汉）如图所示，一瀑布的落差（瀑布顶端和底端的高度差）约为100m。
在0.1s内有18kg的水流过瀑布顶端，经过4.5s落到瀑布底端。
质量为18kg的这些水从顶端落到底端的过程中，重力的功率约为（ ）
A.4×102W B.4×103W
C.1.8×104W D.1.8×105W
27．（株洲市）用大小不同的甲、乙两个力拉同—物体，两力所做的功W与在这两个力的方向上移动的距离S的关系图像如图，由图可知，甲、乙两个力的大小关系是（ ）
A．F甲>F乙B．F甲＜F乙
C．F甲＝F乙D．条件不足，无法判断
28．（柳州）下列过程，哪个情况小明对桶做了功？
（ ）
A．小明提着桶站立不动
B．小明提着桶水平移动
C．小明提着桶站在匀速水平运动的车厢内
D．小明提着桶站在匀速向上运动的电梯内
29．（沈阳）举重是我国的优势体育项目。
一位身高180cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间把同样重的杠钤举起，如果他们对杠钤所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式正确的是（）
A．W1=W2P1=P2B．W1>W2P1>P2
C．W1>W2P1=P2D．W1二、简答题
1．（舟山）请分析以下两个有关能量形式的问题。
（1）“强弩之末势不能穿鲁缟者也”。
强弩之末不能穿透薄薄的丝绸，说明物体的动能大小与它的有关。
（2）旋转图中的吸管后，将可乐罐放在桌面上，罐就会运动起来，这是因为罐中的橡皮筋积蓄了能。
2．（威海）如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚下，则观察到的现象是 ，产生此现象的原因是 。
3．（南京）如图所示为我市标志性建筑紫峰大厦的外观图，大厦总高度450m．小明乘坐大厦内电梯匀速上升的过程中，以电梯为参照物，小明是的．匀速上升过程中，他的动能，重力势能（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
4．（连云港）滑雪运动员脚踩滑雪板从高处滑下，在此过程中，运动员的动能
，重力势能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
5．（宿迁）海底发生的地震会引发海啸，海啸在形成时只有几厘米或几米高，进入海岸线浅滩时，受海底阻力的作用，速度会减慢，但高度会增加，海水的能
转化为能。
6．（哈尔滨）如图所示，弹簧将小球弹起，说明力的作用效果是 。
小球离开弹簧继续上升过程中的能量转化是 （不计空气阻力）
7．（鸡西）新华社2011年6月4日电：
中国选手李娜获得法国网球公开赛女单冠军，成为亚洲第一个获得此殊荣的网球手。
如图甲，在她将球击出的过程中主要体现了力可以改变物体的；如图乙，球拍将网球击扁，使网球存储了 。
8．（自贡）四川省第十一届运动会已于2010年8月9日至19日在自贡市隆重举行。
来自全省21个市、州的参赛运动员共同角逐跳高项目的金牌。
跳高运动员从地面向上跳起至越竿的过程中，运动员的 能转化为 能。
9．（长春）“六一”前夕，质监部门在对玩具市场进行专项检查时发现，个别玩具结构不牢固，断裂后尖锐的边缘会刺伤孩子，这是因为边缘尖锐减小了____，增大了对人体的压强。
有些仿真枪发射出的硬塑子弹，能在1m内打穿三层牛皮纸，这说明硬塑子弹的 能较大，存在着安全隐患。
10．（河池）2011年3月11日，日本东北地区宫城县发生9.0级大地震,引发海啸和核电站的核泄漏。
当海啸袭来时，凶猛的海浪具有巨大的动能和能，破坏力极强。
核电站的核心设备是核反应堆，它是利用能来发电的。
11．（荆门）11.跳伞运动员在跳下飞机一段时间后降落伞打开，降落至地面时速度为零，运动员从开伞到降至地面的过程中动能 ，重力势能 。
（选填“增大”、“减小”或“不变”）
12．（漳州）皮球从高处落下，碰到地面被反弹回去。
皮球反弹后能不能回到原来的高度?
为什么?
。
13．（大连）如图是位于水平桌面上的玩具“不倒翁”摆动过程的示意图，O点是“不倒翁”的重心。
将“不倒翁”扳到位置1后释放，“不倒翁”向右摆动，经过竖直位置2，到达另一侧最大摆角的位置3。
请分析说明“不倒翁”由位置1经2到3的摆动过程能量是如何转化的。
14．（无锡）火山爆发是由于炽热的岩浆在极大的压力下突破地壳，喷涌而出．这说明流出的岩浆具有动能，它是由 能转化来的。
岩浆冲上山坡，又将其动能转化为 能．
15．（株洲市）汽车刹车过程中，动能 （填“增大”、“、减小”或“不变”），这是由于汽车在刹车时克服 做功，使
机械能转化为内能。
16．（济宁）一个重200N的物体在水平拉力作用下匀速前进了25m，拉力撤销后，物体由于惯性又前进了10m。
若拉力做的功为500J,则拉力的大小为N。
17．（宁波）2011年5月15日，在国际田联钻石联赛上海站男子110m栏比赛中，刘翔首次采用七步上栏技术，并以13．07s获得冠军，创造了该项目今年世界最好成绩!
（1）在这次比赛中，刘翔跑完110m的平均速度是m／s；（保留两位小数）
（2）若体重为87kg的刘翔在跨栏时重心上升了0．32m，则他每跨过一个栏需要克服重力做功J。
（g取10N／kg）
18．（杭锦旗）现在有一种“手机自生能”技术。
手机上装上特制电池，上下左右摇晃手机即可产生电能，每摇一分钟可通话两分钟。
如果将手机上下摇动一次，相当于将200g的重物举高10cm，每秒约摇一次。
由此可知，每摇一次可以获得的电能为J，该手机使用时的功率约为W。
19．（绍兴）学校新近买了30套总质量为300千克的实验器材，每套一箱。
实验员需要把这批实验器材搬运到15米高的实验室。
（1）该实验员在搬运中，对实验器材总共做功 焦；
（2）假设他身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量m的关系如图所示，每次他搬起箱子、放下箱子和下楼的时间t与所搬运物体的质量m关系如表所示，那么他搬完全部箱子，且回到开始搬运处，所用最短时间为 秒（计算结果精确到0.1）。
20．（桂林）如图所示，质量为40g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下。
在从a到b的过程中，重力做功为 J；在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为 J。
21．（柳州）如图，一长为l的粗细不均匀的水泥电线杆，重心在距A端
处，当用竖直向上的力F1将A端抬高h（B端仍在地面上）时，F1做功为W1；当用竖直向上的力F2将B端抬高h（A端仍在地面上）时；F2做功为W2，则F1：
F2=________，W1：
W2=___________。
22．（自贡）某学习小组对一辆平直公路上做直线运动的小车进行观察研究。
他们记录了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间，并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图像如右图所示。
根据图像可知，2-5s内，小车的平均速度是____________；若小车受到的牵引力为200N，5-7s内小车牵引力的功率是___________。
三、实验探究题
1．（衢州）将不易直接测量的量转化为可感知、可量度的量，这是一种常见的科学研究方法。
请分析回答：
（1）在“研究影响摩擦力大小的因素”的实验中（如图甲所示），用弹簧测力计拉动木块时，必须让木块在水平面上做运动，通过弹簧测力计上的示数可得知摩擦力的大小；
（2）在“研究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中（如图乙所示），将质量不同的小钢球从同一斜面、相同高度由静止开始沿斜面滚下，通过比较同一木块被小钢球推动后，可判断出小钢球刚滚到水平面时动能的大小。
2．（绵阳）如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关？
”的实验示意图。
①该实验要探究的是物体动能的大小与物体_________的关系。
②该实验物体的动能是指物体____（选填“A”或“B”）。
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从斜面上静止滚下与物体B碰撞时___________（选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的速度，它是通过_______（选填“高度”或“质量”）来改变的。
⑤实验中多次让物体从斜面同一高度上静止滚下时，应改变________（选填“物体A”或“物体B”）的质量，这是为了研究物体动能与物体质量的关系。
3．（衡阳）如图所示，甲是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。
乙是探究“阻力对运动物体的影响”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动，请回答下列问题：
（1）甲、乙两组实验，采用了探究实验中常用的实验方法是 。
（2）甲实验中，通过观察 可以判断钢球动能的大小。
（3）由乙实验可以推理得出，如果运动的小车在水平面上不受力时，它会 。
4．（武汉）如图所示，某同学将两个相同的斜面并排放在水平桌面上，利用它们探究动能或重力势能与哪些因素有关。
（1）将A、B两球（mA这表明在滚动的任一时刻，两球的速度，且两球的速度跟无关。
（2）分别在水平桌面上的C、C’处放置相同的木块，再将两球分别从两斜面的相同高度处由静止同时释放，观察到球将木块撞得更远。
由此可得出结论：
①；②。
5．（扬州）如图是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的装置．让同一小车从斜面上不同的高度由静止开始运动，碰到同一位置的相同木块上．目的是探究小车动能的大小与_____________的关系；若小车推动木块移动的距离越大，说明小车对木块_____________越多，从而判断小车的动能越_____________（大／小）；若水平面绝对光滑，本实验将_____________（能／不能）达到探究目的。
6．（天津）在探究“物体的重力势能与什么因素有关”时，小雨提出了如下猜想：
猜想一：
物体的重力势能可能与物体的质量有关；
猜想二：
物体的重力势能可能与物体所在的高度有关。
为此他设计了如图甲的实验装置。
将两端开口、长约1m、粗细均匀的圆柱形玻璃管竖直固定在铁架台上将粗细适宜的圆柱形泡沫塑料块置于玻璃管内O点处（塑料块与玻璃管内壁有适量的摩擦）；其他器材还有：
刻度尺、一组系有细线的质量不等的钩码、用于调整泡沫塑料块回到O点位置的木棒（如图乙所示）。
请你帮助小雨回答下列问题：
（1）探究“猜想一”时，应使用质量（选填“相同”或“不同”）的钩码从（选填“相同”或“不同”）的高度在玻璃管内由静止下落，去冲击O点的泡沫塑料块，然后用刻度尺分别测量；从而比较出重力势能的大小。
（2）设计探究“猜想二”的记录实验数据的表格。
7．（吉林）如图是小轩同学重力势能的大小与哪些因素有关的实验示意图。
在实验中小轩将体积相同质量不同的两个金属球从同一高度释放，目的是探究金属球重力势能的大小与的关系，他观察到两个杯口上方的纸都被砸破了，没有比较出两金属球重力势能的大小。
为了能够从实验现象中比较出两金属球的重力势能的大小，你将如何改进这个实验？
改进方法
改进后的实验可以通过观察来比较金属球的重力势能的大小。
8．（丽水）小华为了探究物体动能的大小与质量、速度的关系，设计了如图甲、乙所示的实验。
实验甲：
质量相同的两个小球，沿同一光滑弧形轨道分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。
实验乙：
质量不同的两个小球，沿同一光滑弧形轨道分别从A处开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。
（1）要探究物体动能的大小与速度的关系应选用 图。
（填“甲”、“乙”）
（2）甲、乙两组实验可以得出的结论是 。
（3）这个实验中，利用木块被碰撞后移动的 来比较物体的动能大小。
下列实例中与此实验方法相同的有 。
（填编号）
①认识电流大小时，用水流进行类比
②用红墨水在水中的扩散现象来认识分子是运动的
③用酚酞试液滴入溶液变红色来判断溶液呈碱性
9．（鞍山）为探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验。
（1）实验中通过观察 来判断物体重力势能的大小。
（2）要探究重力势能大小与高度的关系应选择图 和图 进行分析比较。
（3）图2和图3探究的问题是 。
四、分析计算题
1．（柳州）用l00N的水平力推着小车在水平面上做匀速直线运动，5s内小车前进了10m，则在这段时间内：
（1）物体运动的速度是多大?
（2）推力做功是多少?
（3）推力的功率是多大?
2．（衢州）2011年3月11日，日本发生9.0级地震，地震引发海啸。
受此影响，福岛第一核电站发生爆炸，多个反应堆机组起火。
3月19日中国某企业向日本捐赠了一台62米臂长的泵车，该泵车主要参与核电站反应堆的注水降温工作。
请完成下列问题：
（1）这台泵车从长沙启运，经过25小时、1200千米的长途运输送达上海，再海运到日本。
求运送这台泵车从长沙到上海的平均速度是多少千米／时?
（2）这台泵车在1小时内将180吨水注入到核反应堆机组内，假设注水高度为50米，求该泵车需对这些水做功多少?
3．（义乌）为了参加义乌市中学生承重塔制作比赛，某校进行了选拔。
丁丁同学用横截面积为0.06厘米2的均匀竹签等材料制成了一个质量为60克、高为50厘米的三棱柱形承重塔。
（总共只有3根竹签与地面接触，g取10牛/千克）求：
（1）把放在地面上的3千克物体放到承重塔上时至少需要做多少功？
（2）放上该物体后承重塔对地面的压强是多少？
4．（重庆）2011年5月22日，世界内河上最豪华的邮轮——“长江黄金l号”在重庆朝天门下水首航。
如图所示，一架重力为9×l04N的直升飞机在20s内竖直下降10m，最后停在邮轮的停机坪上。
求：
（1）飞机竖直下降20s内的平均速度。
（2）飞机竖直下降20s内重力做的功
5．（舟山）5月19日上午，装载着两台大型桥吊的“振华23号”轮在舟山大浦口码头靠岸。
这两台桥吊将是舟山港起吊速度最快、起重量最大、外伸距最长的集装箱桥吊，将大大提高舟山港的集装箱吞吐能力。
（g=10N/kg）
（1）桥吊一次最多能起吊65吨的货物，65吨货物的重力为多大？
（2）若将65吨的货物竖直吊起20米，用时20秒，则桥吊对货物做了多少功？
功率有多大？
6．（福州）2011年4月12日，英国伦敦展出了新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，如图13所示。
该
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