备战2021 浙教版科学中考专题训练 第20讲 机械能-功和功率 12页

第 - 1 - 页 共 12 页 - 1 - 第 20 讲 机械能 功和功率 重点突破 机械能的相互转化 【例 1】如图所示,单摆中的小球在 A、B、C 间不停地往复运动,如果不考虑阻力 的影响,以下说法错误的是 (B) A.小球在 A、C 处的势能最大 B.小球在 B 处只受重力作用 C.小球由 A 到 B 过程中,重力势能转化为动能 D.小球运动到 C 处时,如果受到的外力全部消失,将保持静止 1.(2020·河南)频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一,如图所示的频闪 照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置,不计空气阻力,在小球下落的 过程中,下列说法正确的是 (D) A.小球的重力势能逐渐增大 B.小球的机械能逐渐减小 C.小球的重力在 ab 段做功比在 cd 段多 第 - 2 - 页 共 12 页 - 2 - D.小球的重力在 ab 段做功比在 cd 段慢 功和功率的简单计算 【例 2】小华和妈妈去超市购物,她们将 17 kg 物品放在小推车中推行,小推车在 某段时间内速度 v 随时间 t 变化的关系图像如图所示。已知小推车重 130 N,所 受阻力是总重的 0.15 倍(g 取 10 N/kg)。 (1)在 0～10 s 内,水平推力 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)阻力, 阻力大小为 45 N。 (2)10～20 s 内水平推力做了多少功? 答:由 v-t 图像可知, 在 10～20 s 内小推车做匀速运动, 处于平衡状态,则水平推力 F=f=45 N, 由 v= 可得, 10～20 s 内小推车运动的距离: s=vt=0.8 m/s×10 s=8 m, 10～20 s 内水平推力做的功: W=Fs=45 N×8 m=360 J; (3)10～20 s 内水平推力的功率多大? 答:10～20 s 内水平推力的功率: P= = =36 W。 第 - 3 - 页 共 12 页 - 3 - 2.学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”实验,7 块长短不一的长方体木块均平 放在水平地面上,机器人将木块按长度从大到小依次吊装并对称叠放。已知木块 的密度相同,高度均为 h=0.2 m,宽度均为 b=0.2 m,不同序号木块的质量如表,其 中 m=12 kg,g 取 10 N/kg。 序号 1 2 3 4 5 6 7 质量 2m m (1)如图,把 2 号木块吊装到 1 号木块的上面,求此过程中克服重力所做的功。 (2)机器人完成全部吊装叠放用时 6 min,求整个过程克服木块重力做功的功率。 解:(1)G2=mg=120 N, W2=G2h=120 N×0.2 m=24 J; (2)吊装 k 号木块克服重力做功 Wk=Gk(k-1)h=mgh=24 J, 吊装每一块木块克服重力做功相等; W=6Wk=6×24 J=144 J, P= = =0.4 W。 第 - 4 - 页 共 12 页 - 4 - 诊断自测 1.(2020·天津)2020 年 6 月 23 日,我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组 网卫星发射成功。若某卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时,动能 (B) A.减小 B.增大 C.不变 D.消失 2.(2019·宁波)2018 年 6 月 29 日,一则题为《20 秒 60 级台阶他抱着晕倒的女 士冲向医院》的新闻报道让救人兵哥哥、东部战区海军战士朱墨岩刷屏全国。 在这 20 s 内,朱墨岩登台阶的平均功率接近 (C) A.5.5 W B.55 W C.550 W D.5 500 W 3.(2020·湖州)在无风的环境中雨滴的降落可简化为两个过程,先加速竖直降 落,后匀速竖直降落。雨滴(忽略质量变化)在 (C) A.加速降落过程中只受重力作用 B.加速降落过程中机械能逐渐增大 C.匀速降落过程中减少的重力势能全都转化成内能 D.匀速降落过程中机械能保持不变 4.(2020·舟山)乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出 a、b、c 三个球,若不计空气阻力,则落到水平桌面时三者的速度大小关系是(D) A.va>vb>vc B.vb>vc>va C.va>vc>vb D.va=vb=vc 5.(2020·福建)用钢球、木块和带有斜槽的长木板,探究物体的动能跟哪些因素 有关。 第 - 5 - 页 共 12 页 - 5 - (1)如图甲,让钢球从斜槽上的某一高度由 静止 开始运动,撞击水平面上的 木块。钢球撞击木块时具有的动能大小可通过木块移动的距离来反映。 (2)如图乙,将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验。实验表明,钢球质量一 定时,从斜槽越高的位置开始运动,撞击木块的速度越大,钢球的动能越 大 。 (3)探究动能跟质量的关系时,应选择让质量 不同 的钢球从斜槽高度 相同 的位置开始运动(选填“相同”或“不同”)。 6.(2019·辽阳)如图是新概念卵形汽车 Pivo,车与人的总质量为 800 kg,静止在 水平地面上时,对水平地面的压强为 8×104 Pa,最高时速可达 180 km/h。求: (1)该车静止在水平地面上时与地面的总接触面积是多大?(g 取 10 N/kg) (2)若该车以最高时速沿平直公路进行测试,匀速前进时的阻力是人车总重的 0.2 倍,则此时该车牵引力的功率为多少? 解:(1)S= = =0.1 m2; (2)180 km/h=50 m/s, P=fv=800 kg×10 N/kg×0.2×50 m/s=8×104 W。 第 - 6 - 页 共 12 页 - 6 - 第 - 7 - 页 共 12 页 - 7 - 高效提分作业 1.(2020·牡丹江)现代农业利用喷药无人机喷洒农药,安全又高效。如图所示, 喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷洒农药。此过程中,喷 药无人机的 (C) A.升力大于重力 B.空气阻力和重力是一对平衡力 C.动能减小、重力势能减小 D.动能不变、重力势能减小 2.(2020·邵阳)一物体受到 5 N 竖直向上的拉力 F 作用,沿水平方向以 0.2 m/s 的速度匀速运动了 10 s,拉力 F 对物体做的功为 (A) A.0 J B.1 J C.10 J D.50 J 3.(2019·龙东)关于以下两个探究实验,说法正确的是 (B) A.图甲实验表明:小车受到的阻力越小,它在水平面上运动的距离越远 B.图乙实验表明:钢球 A 的动能越大,水平面上的物体 B 被撞得越远 C.图甲实验中,为了使小车在水平面运动的初速度相同,让小车从斜面的不同高 度下滑 第 - 8 - 页 共 12 页 - 8 - D.图乙实验中,运用了推理法 4.(2020·南京)如图所示是荡秋千的简化模型。摆球从 A 点由静止释放,到达 D 点后返回,B、C 两点等高、下列说法正确的是 (C) A.球在 B、C 两点的动能相等 B.球在 A、D 两点的机械能相等 C.球从 B 点到 O 点的过程中机械能减少 D.球从 O 点到 C 点的过程中重力势能减少 5.(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 的水平推力为 F2。两次推力的功率分别为 P1、P2。则下列关系正确的是 (B) A.F1=F2 P1>P2 B.F1=F2 P1F2 P1>P2 D.F1P2 6.非洲旱季,常用 Hipporoller(中间有转轴的塑料桶)运水。如图所示,小华分别 用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水,在粗糙程度相同的水平地面上匀速 行走相同路程,她对满桶水做功最多的是 (C) 第 - 9 - 页 共 12 页 - 9 - 7.如图所示,甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放,甲球下落过程中 经过 P、Q 两点,忽略空气阻力,下列说法正确的是 (B) A.着地瞬间,两球的动能相等 B.甲球在 P 点和 Q 点的机械能相等 C.释放瞬间,两球的重力势能相等 D.从释放到着地,两球所受重力做的功相等 8.(2020·咸宁)如图所示,质量为 50 kg 的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上 半身的质量约为全身质量的 35%,则她上半身的重力约为 175 N,她在一段时 间内做了 40 个仰卧起坐,每次上半身重心上升的距离均为 0.3 m,则她在这段时 间克服重力做的功约为 2 100 J。(g 取 10 N/kg) 9.(2020·连云港)在水平地面上铺一张纸,将两个弹性相同、质量分别为 mA 和 mB 的皮球 A 和 B 表面涂黑,让它们从相同高度由静止下落,在纸上留下黑色圆斑如 图所示,分析图中两个圆斑大小,可推断:mA 小于 mB(选填“大于”“小于” 或“等于”)。皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低,由此判断,皮球的机械 能总量 减少 (选填“不变”“减少”或“增大”)。 第 - 10 - 页 共 12 页 - 10 - 10.如图所示,甲、乙两辆质量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。由图可知,甲车的动能 小于 (选填“大于”“小于”或“等 于”)乙车的动能。经过相同的时间,甲、乙两车牵引力做的功之比为 1∶4 。 (空气阻力忽略不计) 11.在做“探究动能大小与质量关系”的实验时,小明想:小球从相同高度滚下, 若小球材质和斜面倾角不同,到达水平位置时的速度会相同吗? (1)图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案,小明 实验时选择 A 方案而不能选择 B 方案的原因是 B 方案中两小球从起始位置到水 平位置的高度差不同 。 (2)小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。分别让球 从斜面同一高度由静止开始释放,利用测速仪测出球到达水平位置时的速度如 表所示。 第 - 11 - 页 共 12 页 - 11 - 分析表中数据可知:要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关,则斜 面倾角不可能是 D 。 A.15° B.25° C.35° D.45° (3)小明利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时,通过观察球撞 击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小(图中未画出固定塑料软片的装 置)。老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验,原因是 塑料软片对不 同体积的球的阻力不同 。 12.重 15 000 N 的小汽车受到发动机 800 N 的牵引力作用,在水平地面上做匀速 直线运动,其路程随时间变化如图所示。求: 第 - 12 - 页 共 12 页 - 12 - (1)小汽车速度。 (2)10 s 内重力对小汽车做的功。 (3)10 s 内发动机对小汽车做的功和发动机的功率。 解:(1)v= = =12 m/s; (2)小汽车在水平地面上做匀速直线运动,在重力的方向上没有通过距离,因此 10 s 内重力对小汽车做的功为 0 J; (3)10 s 内发动机对小汽车做的功: W=Fs=800 N×120 m=9.6×104 J, 发动机的功率:P= = =9.6×103 W。