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- 2021-11-11 发布
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第十一章 功和机械能
第一部分 教材梳理
课后作业
考点1 功
1.(北京)如图K1-11-1为一名举重运动员做挺举连续
动作时的几个状态图.下列说法中正确的是 (
)
A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功
B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃不做功
C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功
D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃不做功
D
2.(海南)用大小相同的力F,作用在质量不同的物
体上,使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相
同的距离s(如图K1-11-2所示),F所做的功分别为
W1和W2,则
(
)
A.W1= W2 B.W1=W2
C.W1=2W2 D.W1=4W2
B
3.(邵阳)一物体在水平拉力F的作用下,沿力的方向
以0.2 m/s的速度匀速运动了4 s,拉力F大小为5 N,4
s内拉力F做的功为
( )
A.1 J B.3 J C.2 J D.4 J
4.(荆门)如图K1-11-3所示,重为5 N的铁块紧紧吸
附在磁性平板的下表面,若用2 N的水平力向右拉铁块
时,铁块匀速运动,此时平板对铁块的摩擦力大小为
______N,方向向_______;若用3 N的水平力拉铁块前
进了0.5 m,铁块受到的摩擦力大小为____N,拉力对
铁块做的功为_____J.
D
2
左
2 1.5
5.(武威)“节能减排,低碳生活”旨在倡导节约
能源和减少二氧化碳排放.李明同学坚持骑自行车上
下学,他的质量为50 kg,所骑自行车质量为15 kg.
求:(g取10 N/kg)
(1)若他在平直公路上5 min内匀速行驶了1 500 m,
则这段时间他骑行的速度是多大?
(2)若他骑行时的牵引力恒为60 N,则他骑行这5
min内克服阻力做了多少功?
(3)若他骑行时自行车两轮与地面总的接触面积为
25 cm2,则他骑行时自行车对地面的压强为多少?
解:(1)李明骑自行车的速度
(2)因为自行车在平直公路上匀速行驶,所以自行车
受到的阻力f=F牵=60 N,
克服阻力所做的功W=fs=60 N×1 500 m=90 000 J.
(3)李明骑自行车行驶时对地面的压力F=G总=
(m1+m2)g= (15 kg+50 kg)×10 N/kg=650 N,
自行车与地面总的接触面积S=25 cm2=2.5×10-3 m2,
对地面的压强
考点2 功率
6.(连云港)物体在水平地面上做直线运动,当物体运
动的路程和时间图象如图K1-11-4甲时,受到的水平推
力为F1;当物体运动的速度和时间图象如图乙时,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
(
)
A.F1=F2,P1>P2 B.F1=F2,P1F2,P1>P2 D.F1P2
B
7.(随州)一只木箱放在水平地面上,地面上各处粗糙
程度相同.对木箱施加一个方向不变的水平推力F(如图
K1-11-5甲);F的大小与时间t的关系、木箱的运动速度
v与时间t的关系图象如图K1-11-5乙所示.以下说法正确
的是( )
A.在第一个2 s内木箱所受摩擦力为2 N
B.在第二个2 s内木箱所受摩擦力为3 N
C.在第一个2 s内推力F对木箱所做的功为2 J
D.在第三个2 s内推力F对木箱做功的功率为8 W
D
8.(盐城)小明提着质量为3 kg的书包,从1楼走到3
楼用了15 s的时间,书包带与手的接触面积为10
cm2,g取10 N/kg.
(1)求书包的重力.
(2)求书包带对手的压强.
(3)估算小明上楼过程中对书包做功的功率.(假
设一层楼高3 m)
答案:(1)30 N
(2)3×104 Pa
(3)12 W
考点3 功和功率的计算
9.(北部湾)我们在超市购物时,常常使用购物车,已
知购物车的质量为10 kg,小明用10 N的水平推力推着
购物车沿水平地面运动了4 m,用时4 s.求:(g取10
N/kg)
(1)购物车的重力.
(2)推力所做的功.
(3)推力的功率.解:(1)购物车的重力G=mg=10 kg×10 N/kg=100 N.
(2)推力所做的功W=Fs=10 N×4 m=40 J.
(3)推力的功率
10.(长沙)如图K1-11-6所示为洋湖湿地公园的“河道
保洁船”清理水面垃圾时的情景,保洁船的质量为2.5
t,收集宽度为3.4 m.它某次工作时以1 m/s的速度做匀
速直线运动,其牵引力为5×104 N,保洁船工作50 s.
求这段时间内:
(1)保洁船行驶的路程.
(2)牵引力做的功.
(3)牵引力的功率.
解:(1)根据v= 可得,保洁船行驶的路程
s=vt=1 m/s×50 s=50 m.
(2)牵引力做的功
W=Fs=5×104 N×50 m=2.5×106 J.
(3)牵引力的功率
5×104 N×1 m/s=5×104 W.
【能力提升】
11.(衡阳)如图K1-11-7所示的玻璃管中装有水,一
个体积为1×10-4 m3的方木块下端被轻绳系住,固
定在容器下部,本块的重力0.6 N,ρ水=1.0×103
kg/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(各部分长度如图所示).
0.4
0.15
12.(玉林)如图K1-11-8所示,质量为2.5 t的汽车在
平直的公路上匀速行驶,在其前方有一固定的测速仪
向汽车发出两次短促的超声波信号,第一次发出信号
到接收到信号用时0.6 s,第二次发出信号到接收到信
号用时0.4 s,测出汽车的速度为34 m/s.已知汽车在公
路上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍,超声波
的速度为340 m/s.求:(g取10 N/kg)
(1)汽车匀速行驶时受到的牵引力.
(2)汽车匀速行驶10 s内牵引力做的功.
(3)测速仪两次发出信号的时间间隔.
解:(1)G=mg=2.5×103 kg×10 N/kg=2.5×104 N,
F阻= 0.02G=0.02×2.5×104 N=500 N,
汽车匀速行驶时,由二力平衡知识可知:受到的牵
引力F=F阻=500 N.
(2)s=v车t=34 m/s×10 s=340 m,
W=Fs=500 N×340 m=1.7×105 J.
(3)Δs=v声(t1-t2)=340 m/s× =34 m,
汽车接收到两次信号间隔的时间
测速仪两次发出信号的时间间隔
考点1 动能和势能
1.(2018襄阳)在排球比赛中,小明把排球竖直向上
抛出,排球在运动中动能E随时间t变化的图象最接近的
是( )
A
2.(山西)年1月,全国第二届青年运动会滑雪比赛
在我省大同进行.如图K1-11-9是赛场上滑雪运动员正
在加速下滑时的情景,此过程中运动员 (
)
A.重力势能增大 B.动能保持不变
C.相对地面是运动的 D.运动状态保持不变
C
3.(天津)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.
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K1-11-10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m/g
铁块距桌面高度
H/cm
桌腿进入沙子的深
度h/cm
① 20 20 1.9
② 20 30 2.9
③ 20 40 3.8
④ 30 20 2.9
⑤ 40 20 4.1
(1)实验中通过比较____________________来判断物
体重力势能的大小.
(2)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.
(3)分析表中①②③的实验数据,可得出的结论是:
____
_______________________________________________
____.
桌腿进入沙子的深度
①④⑤
当质量一定时,被举的高度越高,物体的重力势能越大
考点2 机械能的转化
4.(潍坊)无人机已被应用于诸多领域,如图K1-11-
11所示是一款四翼无人机.在无人机匀速上升过程中,
对其分析正确的是
( )
A.质量增大 B.动能增大
C.重力势能增大 D.机械能不变
C
5.(淄博)如图K1-11-12所示,小球沿轨道由静止从A
点向D点运动的过程中(小球和轨道间存在摩擦),下
列说法错误的是
( )
A.小球在A点的重力势能最大
B.小球在B点的速度最大
C.小球在C点和B点的机械能相等
D.小球不能到达D点
C
6.(2018宜昌)2018年4月2日,我国的“天宫一号”
目标飞行器返回大气层,绝大部分部件在下落过程
中烧蚀销毁.飞行器进入大气层后,在发生烧蚀前的
坠落过程中,关于飞行器的说法错误的是
( )
A.动能增大
B.重力势能减小
C.机械能保持不变
D.机械能减小
C
7.(安徽)如图K1-11-13所示,在光滑的水平台面上,
一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧
保持原长时小球的位置.压缩弹簧使小球至A位置,然
后释放小球,小球就在AB间做往复运动 (已知
AO=OB).小球从A位置运动到B位置的过程中,下列判
断正确的是 ( )
A.小球的动能不断增加
B.小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
C.弹簧的弹性势能不断减少
D.在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持
不变
D
8.(2018广州)如图K1-11-14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 ( )
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
B
【能力提升】
9.图K1-11-15(2018荆州)为了探究物体动能大小与
哪些因素有关,同学们设计了如图K1-11-15甲、乙所
示的实验装置来进行实验.甲图是让不同质量的小球沿
同一光滑斜面从B处由静止自由释放,然后分别撞击到
放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面上运动
一段距离后静止时的情景;乙图是让质量相同的小球
沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放,然后
分别撞击到放在同一水平面上的
同一木块,木块在水平面运动一段距离后静止时的情
景.
(1)若要探究动能大小与速度的关系,应选择_____
(填 “甲”或“乙”)图进行实验.
(2)木块在水平面上滑动时,受到水平面的摩擦力
_____ (填“变大”“变小”或“不变”),克服摩
擦力做功的功率_______(填“变大”“变小”或
“不变”).
(3)本实验装置的水平面如果绝对光滑,还能得出
结论吗?______,原因是
________________________________.
乙
不变
变小
不能 光滑水平面上,木块将不会停下来
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