中考物理分类汇编－功和机械能

中考物理分类汇编－功和机械能

2014全国各地中考物理分类汇编－功和机械能 17．（4分）（2014•黄冈）如图所示，在“探究运动和力的关系”的实验中，每次都让小车从 斜面顶端处由静止开始滑下，改变水平面的粗糙程度，测量小车在水平面上滑行的距离，结 果记录在下表中． 接触面 小车运动的距离 s/（单位：cm） 毛巾 18.00 棉布 26.58 木板 （1）从能量转化角度看，小车每次滑行到斜面底端时具有相同的 动 能． （2）若小车在水平木板上滑行 3s后停止，位置如上图所示．则小车的平均速度为 0.21 m/s． （3小车在铺有毛巾表面上滑行距离最短，是因为 摩擦力大 ． （4）在此实验的基础上进行合理的推理，可以得到：一切运动的物体不受外力作用时，它 将 做匀速直线运动 ． 考点： 阻力对物体运动影响的探究实验． 专题： 探究型实验综合题． 分析： （1）小车下滑时，重力势能转化为动能． （2）由图示求出小车的路程，然后由平均速度公式求出受到． （3）根据影响摩擦力的因素分析答题， （4）根据实验事实进行合理的推理，然后得出结论． 解答： 解：（1）小车从斜面的同一位置由静止滑下，小车每次滑行到斜面底端时具有相同 的动能． （2）由图示可知，小车的路程为 63.00cm=0.63m，则小车的平均速度：v= = =0.21m/s． （3）小车在铺有毛巾表面上滑行距离最短，是因为小车受到的摩擦力最大． （4）由实验可知，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，小车滑行的距离越大，如果物 体不是外力作用，小车的速度 将保持不变，物体将做匀速直线运动． 故答案为：（1）动；（2）0.21；（3）摩擦力大；（4）做匀速直线运动． 点评： 小车由斜面的同一位置由静止滑下，小车的重力势能转化为动能，小车到达低端时， 动能相等，小车速度相等，可以控制每次实验时小车的速度相等． 20．（7分）（2014•黄冈）2014年 4月 14日，为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪 鱼﹣21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻．其外形与潜艇相似（如图甲所示）， 相关标准参数为：体积 1m3、质量 750kg，最大潜水深度 4500m，最大航速 7.4km/h（不考 虑海水密度变化，密度ρ取 1.0×103kg/m3，g取 10N/kg）． （1）假设“金枪鱼”上有面积为 20cm2的探测窗口，当它由海水中 2000m处下潜至最大潜水 深度处，问该探测窗口承受海水的压力增加了多少？ （2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时恰能静止漂浮在海面上，此时露出海面体积为 多大？ （3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面．起重装置拉力的 功率随时间变化的图象如图乙所示，图中 P3=3P1．求 t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力（不 考虑水的阻力）． 考点： 液体压强计算公式的应用；阿基米德原理；功率计算公式的应用． 专题： 压强和浮力． 分析： （1）根据压强公式 p=ρgh求航行器由 2000m下潜至 4500m深度时受到海水的压 强差．根据公式 F=PS求所受压力差． （2）处于漂浮状态的物体露出液面的体积等于总体积与浸在液面下的体积之差． （3）利用功率变形式，结合受力分析，计算所受拉力． 解答： （1）海面下 2000m处的压强为：p1=ρgh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×2000m=2×107Pa； 下潜至最大潜水深度处压强为：p2=ρgh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×4500m=4.5×107Pa； 增加的压强为：△p=p2﹣p1=4.5×107Pa﹣2×107Pa=2.5×107Pa； 由 F=pS得探测窗口承受海水的压力增加：△F=△pS=2.5×107Pa×20×10﹣4m2=5×104N； （2）由于“金枪鱼”搜寻任务完成后，静止漂浮在海面上，所以有 F 浮=G． 又由 F 浮=ρV 排g，G=mg，得ρV 排g=mg； V 排= = =0.75m3 露出海面体积为：V 露=V﹣V 排=1m3﹣0.75m3=0.25m3． （3）由于起重装置吊起“金枪鱼”是匀速竖直离海面，所以速度保持不变即 v1=v3，由 P=Fv， 得 P1=F1v1，P3=F3v3，又 P3=3P1，所以有 F3=3F1，F1= F3， 在 t3时刻“金枪鱼”离开水面，由图象分析知，此时起重装置对“金枪鱼”的拉力等于“金枪鱼” 的重力，即 F3=mg 所以 t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力：F1= = =2500N． 答：窗口承受海水的压力增加了 5×104N；（2）露出海面体积为 0.25立方米；（3）起重装置 对“金枪鱼”的拉力是 2500牛． 点评： 本题考查了浮力、压强和功的计算，认真计算即可正确解题，解题时，有时要注意 单位换算． 22. （2014 山东济宁）山东省第 23 届运动会山地自行车比赛项目将在济宁市万紫千红度假 村举行，运动员李伟参加了小组选拔赛。图 18 中的山地自行车为比赛用车，其相关数据见 下表： （1）求碳纤维车价的密度； （2）估算比赛中的山地自行车对地面的压强； （3）李伟在某路段匀速骑行 6km，耗时 10min，若该路段阻力为总重力的 0.02 倍，求他的 骑行功率。 23．（8分）（2014•江西）小生同学用 100N的推力推动重 500N的木箱，使木箱沿推力方向 做匀速直线运动，10s内前进了 6m．求：小生同学对木箱做的功和功率． 考点： 功的计算；功率的计算．菁优网版权所有 专题： 功、功率、机械效率． 分析： 知道小生同学用的推力和木箱沿推力方向移动的距离，利用W=Fs可求小生同学对 木箱做的功，再根据 P= 即可求出功率． 解答： 解：小生同学对木箱做的功： W=Fs=100N×6m=600J； P= = =60W． 答：小生同学对木箱做的功和功率分别是 600J和 60W． 点评： 考查学生对功的公式、功率公式的掌握和运用，用所学知识分析解决身边的问题， 有意义！但在此题中要注意题中木箱的重力没有做功． 车架材料 碳纤维 车架材料体积/cm 3 2500 车架质量/kg 4.5 整车质量/kg 10 单轮接触面积/cm 2 4 5. (2014 重庆 B 卷)在第十七届“渝洽会”上，重庆造恩斯特龙 408 型直升机（如图 4 所示） 签下了 20 架大订单。该型直升机在加速上升的过程中（忽略燃油变化），下列关于直升机的 动能和势能变化情况的描述，正确的是 A.动能增大，势能减小 B. 动能减小，势能增大 C. 动能增大，势能增大 D. 动能减小，势能减小 11. (2014 重庆 B 卷)工人借助如图 9 所示的装置，在 20S 时间内将 700N 重的货物匀速提升了 4m，已知他对绳子的拉力为 500N。该工程中，工 人所用装置的机械效率为 ，工人对绳子拉力的功率为 W。70% 200 18、(2014 重庆 B 卷)据悉成渝高铁客运专线全长 308km，如图 16 是永川中山路成渝高铁客 运专线建设现场，一架质量为 9×105kg 的箱梁正在吊装施工，设箱梁在 10s 内仅匀速下降 0.2m，求： （1）在这 10s 内箱梁下降的速度是多大？ （2）在这 10s 内箱梁重力做的功是多少？（1）0.02m/s （2）1.8×10 6 J 20：（1）500Pa (2)6N (3)1050Pa 15、（2014 浙江丽水）在做了“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量 不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达底部时的速度大小相等” 有疑惑，小衢设计了如图甲所示的实验：让质量不同的钢球 A、B 同时从同一高度由静止开始沿 光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若 B球相对于 A球 ， 就可以说明任一时刻两球的速度大小相等． 小丽肯定了小衢的实验方案后，对实验又提出了两个建议： 建议一：因为钢球在斜面上滚下的时间很短，不利于观察和比较钢球的运动情况，不改变钢球在 斜面上的位置，不改变球与斜面的粗糙程度，为了延长钢球在斜面上滚下的时间，可采用的方法 是 ； 建议二：为确保钢球滚下时不偏离斜面，可在斜面上增设两个相同的光滑小凹槽（如图乙所示）．从 有利于观察和比较两球的相对运动情况的角度考虑，图中两个小凹槽的间距 L 应 ． 15、观察和比较两球相对运动情况，若 B球相对于 A 球静止，就可以说明任一时刻两球的速度 大小相等． 建议一：因为钢球在斜面上滚下的时间很短，不利于观察和比较钢球的运动情况，不改变钢球在 斜面上的位置，不改变球与斜面的粗糙程度，为了延长钢球在斜面上滚下的时间，可采用的方法 是减小斜面的倾角； 建议二：为确保钢球滚下时不偏离斜面，可在斜面上增设两个相同的光滑小凹槽（如图乙所示）．从 有利于观察和比较两球的相对运动情况的角度考虑，图中两个小凹槽的间距 L应适当减小． 故答案为：静止；减小斜面的倾角；适当减小． 17、（2014 浙江丽水）体重是衡量身体健康与否的重要指标，世界卫生组织给出了一些相关资 料： 资料一：人体标准体重测算公式： 男性的标准体重（千克）=身高（厘米）﹣105，女性的标准体重（千克）=身高（厘米）﹣100 资料二：14 岁﹣18 岁青少年实际体重和标准体重的比值与营养状况的评价指标表 实际体重/标准体重 ＜0.9 0.9﹣1.1 ＞1.1 营养状况 营养不良 正常 营养过剩 小衢，男，今年 15 岁，在体检时，测得身高为 165 厘米，体重为 70 千克． （1）根据资料和测量数据，判断 营养过剩 ； （2）测体重时，他的双脚与水平放置的电子秤接触面积为 0.04 米 2，则他对电子秤的压强为多 少帕？ （3）体育课上，小衢和小科进行爬楼梯比赛，从楼底开始爬上 9米高的四楼，质量为 70 千克的 小衢用了 10 秒，质量为 60 千克的小科用了 9 秒，小衢说：“我们都从底楼跑到四楼，我的体重 比你大，我比你多”；小科说：“我跑得比你快，我克服重力做功的功率比你大”，请通过分析 计算说明他们的说法是否正确． 17、（1）我们依据亚洲成年人的标准体重可按下面的公式计算出标准体重，再求出正常体重 的值．运用这个数值与实际体重教学比较． （2）知道他的质量可以求出其重力，在水平面上，压力等于重力，根据压强的公式：p= 求出 压强． （3）知道他的质量可以求出其重力，根据 W=Gh 分别求出克服重力做的功和功率，然后比较判断． 解答： 解：（1）∵小衢标准体重为：165﹣105=60（千克）， ∴实际体重月标准体重为： ≈1.17＞1.1， ∴小衢的营养状况是营养过剩． （2）对秤的压力为：F=G=mg=70kg×10N/kg=700N； 对秤的压强为：p= = =1.75×104Pa． （3）小科的重力为 G 小科=m 小科 g=60kg×10N/kg=600N； 所以 W 小科=G 小科 h=600N×9m=5400J； W 小衢=G 小衢 h=700N×9m=6300J； ∵W 小衢＞W小科，∴小衢的说法正确； ∵P 小衢= = =630W， P 小科= = =600W， ∴P 小衢＞P小科，∴小科的说法正确． 答：（1）营养过剩； （2）他对电子秤的压强为 1.75×104Pa； （3）小衢和小科爬楼梯所做的功，小衢的说法正确； 小衢和小科爬楼梯做功的功率，小科的说法正确． 13．（3分）（2014•青岛）根据表格中的数据，下列说法正确的是（ ） 物质 铝 铁 铜 水 煤油 密度/（kg•m3） 2.7×103 7.9×103 8.9×103 1.0×103 0.8×103 比热容/[J（kg•℃）] 0.88×103 0.46×103 0.39×103 4.2×103 2.1×103 长 1m、横截面积 1mm2的导 线在 20℃时的电阻值/Ω 0.027 0.096 0.017 / / A． 用同样的酒精灯给质量相等、初温相同的水和煤油加热相同的时间后，发现水中的 温度计示数较高 B． 装有煤油和水的两个容器底部受到的液体压强与液体深度的关系可用图象表示，其 中图线 b表示的是煤油 C． 将质量相等的铜块和铝块分别拉成粗细相同的铜线和铝线，将它们并联接入电路 中，则通过铜线的电流较大 D． 用力分别匀速提升体积相同的铁块和铝块，提升的高度之比为 3：2，所用的时间 之比为 5：9，则两次拉力的功率之比为 79：10 考点： 控制变量法与探究性实验方案 专题： 探究型实验综合题． 分析： 分析表中实验数据，根据表中实验数据应用热量公式、液体压强公式、密度公式、 功率公式分析答题． 解答： 解：A、由表中实验数据可知，水的比热容大于煤油的比热容，用同样的酒精灯给 质量相等、初温相同的水和煤油加热相同的时间后，它们吸收的热量相等，由 Q=cm△t可 知，煤油升高的温度多，煤油中温度计示数高，故 A错误； B、由表中实验数据可知，煤油的密度小于水的密度，由液体压强公式：p=ρgh可知，装有 煤油和水的两个容器底部受到的液体压强与液体深度的关系可用图象表示，其中图线 b表示 的是煤油，故 B正确； C、由表中数据可知，铜的密度大于铝的密度，等质量的铜块体积小于铝块体积，将质量相 等的铜块和铝块分别拉成粗细相同的铜线和铝线，铜线的长度小于铝线的长度，铜线的电阻 小于铝线的电阻，将它们并联接入电路中，则通过铜线的电流较大，故 C正确； D、金属块匀速运动，处于平衡状态，拉力等于金属块的重力，即 F=G=mg=ρVg，拉力功率 P= = = ， 用力分别匀速提升体积相同的铁块和铝块，提升的高度之比为 3：2，所用的时间之比为 5： 9，则两次拉力的功率之比为： = = = × × = ，故 D正确； 故选 BCD． 点评： 本题是一道综合题，涉及的知识点较多，由表中获取所需信息、应用热量公式、液 体压强公式、功率公式等即可正确解题，要注意基础知识的学习与掌握． 20．（2分）（2014•青岛）综合问答﹣﹣滑雪中的物理： 冬天，小雨和叶子姐姐到滑雪场滑雪，请你挑选一个场景，用所学的物理知识进行解释： A．进入滑雪场，阳光下的学弟很刺眼； B．感觉手冷，双手互相搓搓就暖和了； C．从山顶下滑过程中，速度越来越快． 解释场景： A．平行的太阳光照在光滑的雪地上发生了镜面反射，沿某一方向反射的光线 很强，人站在这一方向上很刺眼 ．（A，B，C）． 考点： 光的反射；动能和势能的转化与守恒；做功改变物体内能 专题： 其他综合题． 分析： 解决此类问题要根据生活常识挖掘潜在的物理知识，利用所学的相关知识进行分析 解释，本题需要分别从镜面反射、改变内能的方法、能量的转化等角度进行分析． 解答： 答：解释场景 A：平行的太阳光照在光滑的雪地上发生了镜面反射，沿某一方向反 射的光线很强，人站在这一方向上很刺眼； 解释场景 B：双手搓手时，克服摩擦做功，使手的内能增加，温度升高； 解释场景 C：从山顶下滑的过程中，重力势能转化为动能，动能逐渐增大，由于质量一定， 所以速度越来越快． 故答案为：A．平行的太阳光照在光滑的雪地上发生了镜面反射，沿某一方向反射的光线很 强，人站在这一方向上很刺眼． 点评： 此类问题是考查学生利用所学物理知识解决生活实际问题的能力，是物理学习的主 要目标，也是中考热点． 26．（4分）（2014•青岛）演绎式探究﹣﹣研究机械能守恒与平衡运动： （1）如图甲，质量为 m的小球从高度为 h的光滑斜面顶端由静止自由滑下，到达斜面底端 的速度为 v．此过程机械能守恒，关系式 mgh= mv2成立，则一个物体从高 0.2m的光滑斜 面顶端自有下滑到斜面底端时的速度为 2 m/s． 如图乙，将物体以一定的初速度 v0沿水平方向抛出（不计阻力），物体做平抛运动，在水平 方向运动的距离 r=v0t，在竖直方向下落得高度 y= gt2，则 y与 r的关系可用丙图中的图线 b 表示． （2）如图丁所示，小球沿长度为 l的光滑斜面 AB由静止自由滑下，经过高度为 h的光滑 桌面 BC后做平抛运动，撞到前方挡板的 D点，桌边到挡板的距离为 s，D点到地面的高度 为 d，请推理证明 d=h﹣ ． 考点： 控制变量法与探究性实验方案 专题： 探究型实验综合题． 分析： （1）根据机械能守恒定律，将条件代入求出物体到达底端的速度； 由平抛运动水平方向运动的距离 r=v0t求出运动时间，代入在竖直方向下落得高度 y= gt2， 得出 y与 r的关系式，分析选出曲线图； （2）根据机械能守恒求得 C点的速度，再利用平抛运动原理公式推理证明． 解答： 解：（1）因为质量为 m的小球从高度为 h的光滑斜面顶端由静止自由滑下，到达 斜面底端的速度为 v，过程中机械能守恒，所以 mgh= mv2，将 h=0.2m，g=10m/s2代入求解的 v=2m/s 将物体以一定的初速度 v0沿水平方向抛出（不计阻力），物体做平抛运动，在水平方向运动 的距离 r=v0t， ∵运动时间为 t= ∴在竖直方向下落得高度 y= gt2= g（ ）2= g 因此，下落高度 y与水平移动距离 r的 2次方成正比，由此可以判断曲线为 b； （2）如图丁所示，小球沿长度为 l的光滑斜面 AB由静止自由滑下，则过程中机械能守恒 ∵mgh= mv2 ∴mglsinθ= m = m ∴ =2glsinθ 又∵小球从 C点开始做平抛运动 ∴s=vct h﹣d= gt2 ∴d=h﹣ =h﹣ =h﹣ g =h﹣ 故答案为：（1）2；b； （2）推理过程如上． 点评： 此题考查学生对于机械能守恒定律的理解以及对于平抛运动原理的掌握．熟悉平抛 运动的公式是解题关键． 18．（2 分）（2014•邵阳）如图，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，下列说法正确 的是（ ） A、人和伞的总重力大于空气的阻力 B、人和伞的总重力等于空气的阻力 C、人和伞的重力势能在增大 D、人和伞的动能在减小 6．（4分）（2014•安徽）攀岩是一项挑战自然，超越自我的惊险运动．一位攀岩者体重为 520N， 背着质量为 8kg的背包，用时 40min登上高为 9m的峭壁．在此过程中攀岩者对背包做功 720 J，他做功的平均功率是 2.25 W．（g取 10N/kg） 考点：功的计算；功率的计算． 专题：功、功率、机械效率． 分析： （1）已知背包质量，可利用公式 G=mg 计算重力，已知攀登的高度，利用公式 W=Gh计算功． （2）已知攀岩者在此过程中所做的功和做功的时间，可利用公式 P=计算功率． 解答： 解： （1）∵m 包=8kg，g=10N/Kg， ∴G 包=m 包g=8kg×10N/Kg=80N， 在此过程中攀岩者对背包做功W1=G 包h=80N×9m=720J （2）G 人=520N， 从而可知，G=G 人+G 包=520N+80N=600N， W=Gh=600N×9m=5400J． ∵W=5400J，t=40min=2400s， ∴P== =2.25W． 故答案为：720；2.25． 点评：本题考查了利用重力的公式、功的公式和功率的公式进行分析和计算，已知量都知 道，直接代入数值即可． 16．（4分）（2014•宜宾）某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物 体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关．于是设计了如图所示的实验： 用大小、形状相同的 A、B、C、D四个铅球，其中 A、C、D三球的质量为 m，B求质量为 2m，让 A、B两球从距沙表明高 H静止下落，C球从距沙表面高 2H静止下落，D球从距沙 表面高 2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运 动的能量损失不计）．实验测得 A、B两球陷入沙深度分别为 h1和 h2，C、D两球陷入沙深 度均为 h3，且 h1＜h2＜h3． （1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 球陷入沙面的深度 来反映的； （2）比较 A、B两球，发现 B球陷入沙深度更大，由此可得出结论： 当下落高度一定时， 物体的质量越大，重力势能越大 ；[来源:www.shulihua.net （3）比较 A、C两球，发现 C球陷入沙深度更大，由此可得出结论： 当物体的质量相同 时，下落高度越高，物体的重力势能越大 ； （4）比较 C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论： 物体的重力势能与物体运动的路径 无关 （选填：“有关”或“无关”）． 考点： 探究影响物体势能大小的因素． 专题： 探究型实验综合题． 分析： 影响重力势能的因素有物体的质量和下落高度，实验中研究物体的重力势能与物体 的质量关系时，需要保持下落高度和运动路径相同，改变物体质量； 研究物体重力势能与下落高度的关系时，需要保持物体质量和运动路径相同，改变下落高 度；研究物体重力势能与运动路径的关系时，需要保持物体质量和下落高度相同，改变运 动路径．据此分析解答． 解答： 解：（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映； （2）比较 A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于 A球质量，发现 B球陷入 沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大； （3）比较 A、C两球，两球质量相同，下落路径也相同，C球的下落高度大于 A球的下落 高度，发现 C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当物体的质量相同时，下落高度越高， 物体的重力势能越大； （4）比较 C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两 球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路 径无关． 故答案为：（1）球陷入沙面的深度；（2）当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能 越大；（3）当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大；（4）无关． 点评： 此题考查学生对于物体重力势能的理解和掌握，注意分析实验时，控制条 件． 19．（10分）（2014•宜宾）已知××型汽车的质量M=1200kg，汽车的额定功率ρ=40kw．一般 情况下，驾驶员酒后的反应时间（从发现情况到开始制动所需的时间）比正常时慢了 0.1～ 0.5，易发生交通事故．下表格为《驾驶员守则》中驾驶员在不同车速时所对应的正常反应 距离（汽车在正常反应时间内通过的距离）的表格： 车速 v（km/h） 40 60 80 反应距离 s（m）5 7.5 10 （1）假设汽车在水平路面上以额定功率匀速行驶时间 t1=15min，速度大小 v1=72km/h，消 耗汽油的质量 m=2kg，求该汽车受到阻力大小和汽车发动机的效率；（g=10N/kg，q 汽油 =4.5×107J/kg） （2）请根据表格数据，计算驾驶员的正常反应时间； （3）如图所示，假设一饮酒后的驾驶员驾车以 v2=54km/h的速度在平直公路上行驶，在距 离某学校门前 s=40m处发现有一队学生在斑马线上横过马路，他的反应时间比正常时慢了 △t=0.2s，刹车后，车的平均速度为 v3=27km/h．试通过计算说明是否会发生交通事故． 考点：有关热机的计算；速度公式及其应用． 专题：其他综合题． 分析：（1）①已知汽车的额定功率和行驶时间，利用公式W=Pt得到牵引力做的功；已知汽 车额定功率和行驶速度，利用公式 F=得到牵引力，因为汽车匀速直线运动，所以受到的阻 力等于牵引力； ②已知消耗的汽油的质量和汽油的热值，根据公式 Q=qm可求汽油完全燃烧释放的能量， 汽车牵引力做的功与释放能量的比值就是汽车能量的利用率． （2）反应时间内汽车仍匀速行驶，根据速度的定义式计算反应时间即可； （3）反应时间内做匀速运动，刹车时做匀减速直线运动，根据速度位移公式列式求解位移， 然后与实际距离作比较即可． 解答： 解： （1）①由 P=得， 牵引力做的功为W=Pt=40×103W×15×60s=3.6×107J； ∴P== =Fv ∴汽车牵引力为： F== =2000N， 机车受到的阻力为： f=F=2000N． ②汽油完全燃烧释放的能量： Q=mq=2kg×4.5×107J/kg=9×107J， 汽车发动机的效率： η=×100%= ×100%=40%； （2）车速 v1=40 km/h= m/s，由于在反应时间内汽车仍匀速行驶，根据车速 v和反应距 离 s可计算驾驶员的反应时间 △t= = =0.45s 即驾驶员的反应时间为 0.45s． （3）车速：v2=54km/h=15m/s，反应时间：△t=0.45s+0.2s=0.65s 驾驶员的反应距离：s=v2△t=15m/s×0.65s=9.75m 刹车后车做匀减速直线运动，平均速度为 v3=27km/h=7.5m/s． 根据 v2﹣v02=2ax得； 刹车距离为：x= = m=15m， 因为 s+x=9.75m+15m=24.75m＜40m 所以不会发生交通事故． 答：（1）该汽车受到阻力为 2000N；汽车发动机的效率为 40%； （2）驾驶员的正常反应时间为 0.45s； （3）不会发生交通事故． 点评：本题考查阻力、做功、速度、功率与效率等的计算，首先要有读题能力，读懂题意 是解题的关键．其次明确制动距离的构成，然后结合运动学公式进行计算分析． 7．（2分）（2014•菏泽）如图所示，光滑斜面 AB＞AC，沿斜面 AB和 AC分别将同一重物 从它们的底部拉到顶部，所需拉力分别为 F1和 F2，所做的功分别为WA和WB．则，（ ） A．F1＜F2，W1=W2 B．F1＜F2，W1＜W2 C． F1＞F2，W1＞W2 D．F1＞F2，W1=W2 考点：功的大小比较；轮轴及其他常见简单机械． 专题：机械与功． 分析： （1）斜面光滑说明摩擦力为 0，即使用光滑的斜面没有额外功．无论是沿斜面 BA 还是 CA匀速拉同一物体，由于其高度相同，由功的原理可知沿斜面所做的功都等于不用机 械而直接用手所做的功，从而可以判断出两次做的功W1和W2的大小关系． （2）知道斜面长的大小关系，利用W=FL 比较拉力关系． 解答： 解：（1）斜面光滑说明摩擦力为 0，即使用光滑的斜面没有额外功，则把同一物体 沿斜面 BA和 CA分别拉到顶端 A，h相同，由W=Gh可知两次做的功相同，即W1=W2． （2）根据图示可知，LBA＞LCA，而W1=W2，由W=FL 可知，FBA＜FCA，即 F1＜F2． 故选 A． 点评：本题考查斜面的省力情况，物体做功大小的判断，关键是知道接触面光滑，摩擦力 为 0，使用任何机械都不省功．也可以利用斜面倾斜角度越大，越费力，来判断两次拉力 的大小关系． 11．（2分）（2014•菏泽）如图所示，冰壶从出发点 A被运动员推着运动 6m后，在 B被推 出，沿冰道运动 30m到 O点停下来．被推出去的冰壶停下来，是由于 冰面对冰壶有摩擦阻 力 ；从 A点到 O点运动过程中，若运动员对冰壶的推力是 10N，运动员对冰壶做的功是 60 J． 考点：物体运动状态变化的原因；功的计算． 专题：运动和力． 分析：（1）力的作用效果可以改变物体的运动状态和形状． （2）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离． 解答： 解：力是改变物体运动状态的原因，被推出去的冰壶停下来，是由于冰面对冰壶有 摩擦阻力； 从出发点 A被运动员推着运动 6m，到达投掷线，做功W=Fs=10N×6m=60J； 从 B点到 O点的过程中由于惯性而向前运动，运动员对冰壶没有做功． 故答案为：冰面对冰壶有摩擦阻力；60． 点评：明确三种情况不做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯 性运动），三是力的方向与运动方向垂直． 9．（2分）（2014•株洲）在小球从 O点由静止开始沿 x轴竖直下落的过程中，小球某种形 式的能量 E随下落高度 x变化的图象如图所示．若不计空气阻力，那么这种能量是（ ） A．重力势能 B．动能 C．机械能 D．内能 考点：动能和势能的转化与守恒． 专题：机械能及其转化． 分析：（1）动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大． （2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大． （3）机械能=动能+势能．物体没有发生弹性形变时，不考虑弹性势能． 解答： 解：如图，横坐标代表的是能量，纵坐标代表的物体下降的高度． 物体下落时质量保持不变，高度降低，重力势能减小，不计空气阻力，小球下降时，重力势 能全部转化动能，机械能的总量不变． 故选 B． 点评：（1）掌握动能和重力势能大小的影响因素，根据图象能确定动能和势能的大小． （2）根据“机械能=动能+势能”计算机械能的大小． 13．（3分）（2014•株洲）在排球运动中，跳发球（图）是最具威力的发球方式，其动作要 领可简化为“抛球、腾空、击球和落地”四个过程，其中运动员对排球做功的过程有（ ） A．抛球 B．腾空 C．击球 D． 落地 考点：力是否做功的判断． 专题：功、功率、机械效率． 分析：做功的条件是：作用在物体上有力，且沿力的方向有一段距离； 解答： 解：抛球和击球时运动员对球有力的作用并且球在力的方向移动一段距离，故做功； 球腾空和落地，运动员对球不再有力的作用，故不做功； 故选 AC． 点评：知道并理解做功的条件是解决该题的关键． 29．（10 分）（2014•株洲）如图（甲）所示，用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的 重力．弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升，其示数 F 与上升的高度 h之间的关系如 图（乙）所示．试解答下列问题． （1）钩码所受的重力为 4.5 N． （2）当 h=4cm 时，弹簧测力计的示数是 3.0 N，桌面对钩码的支持力是 1.5 N． （3）从开始提升到 h=16cm，弹簧测力计对钩码所做的功是多少？ 考点：弹簧测力计的使用与读数． 专题：基本仪器的使用专题． 分析： （1）当缓缓提钩码离开桌面后测力计的示数不再变化，此时示数即为钩码所受重 力大小； （2）由图象获取信息，并会对钩码受力分析； （3）利用W=Fs=Gh 解题． 解答： 解：（1）钩码离开桌面后测力计的示数不再变化，此时示数即为钩码所受重力大小， 故钩码所受的重力为 4.5N； （2）弹簧的伸长量与拉力成正比、由图象知：当 h=6cm 时，弹簧测力计的示数为 4.5N， 及每增大 1牛的力弹簧伸长 0.75cm，当 h=4cm 时，弹簧测力计的示数为 3.0N；此时测力计 受重力、拉力、支持力的作用，支持力等于重力减去拉力即 4.5N﹣3.0N=1.5N； （3）W=Fs=Gh=4.5N×0.16m=0.72J； 故答案为：（1）4.5；（2）3.0；1.5；（3）弹簧测力计对钩码所做的功是 0.72J． 点评：本题考查了弹簧测力计的工作原理、力的合成，功的计算，综合性较强，第二题是 一易错点，要会分析图象所给提供的信息． 6．（2分）（2014•威海）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验时，将一根橡皮筋一端系 一质量为 m的小球，另一端固定在 a点，b点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置， c点是小球从 a点自由下落所能到达的最低点，在小球从 a点到 c点运动的过程中，不考虑 空气阻力，以下说法正确的是（ ） A． 小球到达 b点时，受的合力为零 B． 小球到达 c点时，受的合力为零 C． 小球的动能一直在增加，重力势能一直在减小 D． 在 c点小球的动能为零，橡皮筋的弹性势能最大 考点： 力的合成与应用；动能和势能的转化与守恒． 专题： 错解分析题；机械能及其转化． 分析： 根据小球在下落过程中不同的位置，从小球的受力分析入手解答． 弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关，物体弹性形变的程度越大，弹性势能越大． 当小球越过 b点后，绳子伸长，产生的弹力由小到大，从而直接影响到运动状态和速度的大 小变化． 解答： 解：A、b点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，小球到达 b点时，橡 皮筋处于自然下垂状态，对球没有拉力，则球只受重力作用，则合力不为零，故 A错误； B、c点是小球从 a点自由下落所能到达的最低点，由于小球的重力势能在 c点时全部转化 为绳子的弹性能，对小球的拉力大于小球的重力，则合力不为零，故 B错误； C、小球从 a到 b的过程中，重力势能转化为动能，动能一直在增加，但从 b到 c的过程中， 小球的速度不断减小，在达到 c点时，速度为零，动能为零，所以在小球从 a点到 c点运动 的过程中，小球的重力势能一直在减小，动能是先增加后减小，故 C错误； D、当小球经过 b点后，小球受到向上的弹力，小球的速度逐渐减小，动能也逐渐减小，直 到下落到最低点 c点时，动能为零，橡皮筋伸长到最长，则弹性势能最大，故 D正确． 故选 D． 点评： 此题难度较大，关键是对人的受力分析，同时要结合力的合成以及力与运动的关系 等知识，还要明白在蹦极的过程中，是重力势能与动能、弹性势能之间的相互转化． 21．（4分）（2014•威海）为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学设计了 如图甲、乙、丙所示的探究实验，将 A、B、C三个小球先后从同一装置，高度分别为 hA、 hB、hC的位置滚下（mA=mB＜mC，hA=hC＞hB），推动小木块运动一段距离后静止，请你根 据生活经验和所学的物理探究方法，对以下问题进行解答： （1）用来研究超速安全隐患时，需要控制的变量是 质量 ，实验时应选择 甲乙 两个 图所示实验进行比较； （2）用来研究超载安全隐患时，应选择 甲丙 两个图所示实验进行比较，通过这个实验 得到的结论是 汽车的速度一定时，质量越大动能越大 ． 考点： 探究影响物体动能大小的因素． 专题： 探究型实验综合题． 分析： （1）实验中运用转换法来研究小球动能的大小，即观察小球撞击木块移动的距离 远近； （2）动能大小的影响因素：质量和速度．质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时， 质量越大，动能越大．对照图示，结合控制变量法可得出结论． 解答： 解：（1）超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大．选择质量相等到达水平 面速度不同的 AB小球，即甲、乙两图符合题意． （2）超载是指汽车的速度一定时，质量越大动能越大．选择到达水平面的速度相等，质量 不同的 AC小球进行实验，即甲、丙两图符合题意． 故答案为： （1）速度；甲乙；（2）甲丙；汽车的速度一定时，质量越大动能越大． 点评： （1）掌握控制变量法与转换法的运用． （2）明确影响动能大小的因素，知道自由滚下的物体到达水平面的速度取决于物体的高度， 跟质量无关． 14．（2分）（2014•广安）某工人在水平地面上，用 100N的水平推力推动重为 500N的物体 匀速直线前行了 2m，则该物体受到的摩擦力是 100 N；此过程中重力做的功为 0 J． 考点：二力平衡条件的应用；功的计算． 专题：其他综合题． 分析： （1）匀速直线运动的物体，受到平衡力的作用，所以摩擦力等于推力； （2）物体水平运动，在重力的方向（竖直向下）上没有移动距离，据此判断重力是否做功． 解答： 解： 因为物体匀速直线，所以物体受到的摩擦力为 f=F=100N； ∵物体水平运动，在重力的方向上没有移动距离， ∴重力不做功，即重力做功为 0． 故答案为：100；0． 点评：本题考查了二力平衡条件的应用和功的计算，重力是否做功判断．注意三种情况不 做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方 向与运动方向垂直． 6．（2014•南京） “青奥会”将于今年 8月在南京举行，如图四项运动包含了一些物理知识， 下列描述正确的是（ ） A．跳水运动员在空中下落的过程中，动能变小，重力势能变大 B．足球运动员对球的作用力和球受到的重力是一对相互作用力 C．举重运动员将杠铃举在空中静止时，他受到的重力和地面对他的支持力相互平衡 D．篮球运动员抛出的篮球在空中先上升后下落，是因为力改变了篮球的运动状态 考点： 动能和势能的转化与守恒；力的作用效果；平衡力和相互作用力的区分．菁优网版权所有 专题： 运动和力；机械能及其转化． 分析： （1）运动员在下落过程中，重力势能转化为动能，速度越来越快； （2）相互作用力需要满足异物、等大、反向、共线四个条件； （3）平衡力需要满足同物、等大、反向、共线四个条件； （4）力可以改变物体的云顶状态． 解答： 解：A、跳水运动员在空中下落的过程中，动能变大，重力势能变小，故 A错误； B、足球运动员对球的作用力和球对运动员的力是一对相互作用力，故 B错误； C、举重运动员将杠铃举在空中静止时，他受到的重力和地面对他的支持力不相互平衡，因 为他受到的重力加上杠铃重力等于地面对他的支持力，故 C错误； D、篮球运动员抛出的篮球在空中先上升后下落，是因为受重力，重力改变了篮球的运动状 态，故 D正确． 故选：D． 点评： 此题考查学生对于动能、重力势能、相互作用力、平衡力以及力的作用效果的理解 和掌握． 11．（4分）（2014•白银）起重机把一个质量为 0.5t的工件在 15s内匀速的向上提升了 6m， 则起重机提升工件的拉力为 5000 N，起重机提升工件的功率 2000 W．（g取 10N╱kg） 考点： 二力平衡条件的应用；功率的计算．菁优网版权所有 专题： 机械与功． 分析： 二力平衡的条件是：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上． 已知工件的质量，根据公式 G=mg 可求工件的重力，根据公式W=Gh可求起重机提升工件 所做的功；最后利用公式 P= 求出起重机提升工件的功率． 解答： 解：由题意知，拉力与工件的重力是一对平衡力， 所以，F=G=mg=500kg×10N/kg=5000N； 起重机提升工件的功率： P= = = = =2000W． 故答案为：5000；2000． 点评： 本题考查功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，解题过程中要注意单位的 换算，本题相对比较简单，属于基础题． 11．（2分）（2014•泰安）如图，用 F=20N 的水平推力推着重为 40N的物体沿水平方向做直 线运动，若推力 F对物体做了 40J的功，则在这一过程中（ ） A．重力做的功一定为 40J B．物体一定受到 20N的摩擦力 C．物体一定运动了 2m D．物体一定运动了 4m 考点： 功的计算；二力平衡条件的应用．菁优网版权所有 解答： 解：（1）物体在重力的方向没有移动距离，故重力做的功为 0，故 A错误； （2）用 F=20N的水平推力推着重为 40N的物体沿水平方向做直线运动，没有说是匀速直 线运动，故摩擦力不一定是 20N，故 B错误； （3）由W=Fs 可得，物体沿水平方向运动的距离： s= = =2m．故 C正确，D错误． 故选 C． 点评： 本题考查了学生对功的公式的了解与掌握，注意做功时两个必要因素（力和距离） 方向的一致性，易错点． 25．（2分）（2014•泰安）一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业．该洒水车在 洒水的过程中，机械能 减小 ．（选填“增大”“减小”或“不变”） 考点： 机械能．菁优网版权所有 专题： 机械能及其转化． 分析： （1）影响动能大小的因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大； （2）影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度．质量越大，高度越大，重力势能就越 大； （3）机械能等于动能和势能之和． 解答： 解：一辆在水平高架路面上匀速行驶的洒水车正、在洒水作业，质量在减小、速度 不变，所以动能减小；高度不变、质量减小，所以重力势能减小；而机械能等于动能和势能 之和，机械能减小． 故答案为：减小． 点评： 本题主要考查了动能和重力势能大小的判断，只要知道影响动能、重力势能大小的 因素即可解答． 7．（3分）（2014•广州）如图，用大小相等的拉力 F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方 向和运动方向始终一致，运动时间 tab＞tcd，运动距离 sab=scd，比较两种情况下拉力所做的 功和功率（ ） A．ab段做功较多 B．ab段与 cd段的功一样多 C．ab段功率较大 D．ab段与 cd段的功率一样大 考点： 功的大小比较；功率大小的比较．菁优网版权所有 专题： 推理法；功、功率、机械效率． 分析： 根据功的计算公式W=FS 可知：比较功的大小要比较拉力 F和移动距离 s的大小， 知道功和时间的关系，根据 P= 即可比较． 解答： 解：∵F1=F2，sab=scd， ∴由W=Fs可知：拉力所做的功相同，故 A错误，B正确； 由于 tab＞tcd，由 P= 得： Pab＜Pcd．故 CD错误； 故选 B． 点评： 本题考查功和功率的比较，要紧扣功和功率的公式即可． 点评： 本题以环保电动汽车为背景，考查了机械功率和电功率的计算、速度的计算，难度 较大，从题干中获取有用的信息是解题的关键． 12．（3分）（2014•广州）人直接用 F1的力匀速提升重物，所做的功是W1，若人使用某机 械匀速提升该重物到同一高度则人的拉力为 F2，所做的功是W2（ ） A．F1一定大于 F2 B．F1一定小于 F2 C．W2一定大于W1 D．只有 F2大于 F1，W2才大于W1 考点： 功的大小比较．菁优网版权所有 专题： 应用题；机械与功． 分析： （1）直接用 F1的力匀速提升重物，F1=G，使用某机械匀速提升该重物，由于机 械可能是省力，有可能费力，所以 F1与 G的大小关系不能判断，所以无法比较 F1与 F2的 大小； （2）功等于力与物体在力的方向上移动的距离；计算的一个功W1为物体重力 G乘以物体 升高的高度 h， 使用因为有摩擦、滑轮重等原因，某机械另一个功W2为有用功与额外功的和；W2的数值 一般大于W1的数值． 解答： 解：（1）直接用 F1的力匀速提升重物，F1=G， 使用某机械匀速提升该重物，由于机械可能是省力，有可能费力，也可能既不省力也不费力， 所以 F1与 G的大小关系不能判断，则无法比较 F1与 F2的大小；故 AB错误； （2）直接用 F1的力匀速提升重物，所做的功是W1=W 有用=Gh； 若人使用某机械匀速提升该重物到同一高度，W 有用=Gh；但由于要克服机械重力和摩擦力 做额外功， 所以W2=W 有用+W 额外，则W2＞W1；故 C正确，D错误． 故选 C． 点评： 本题考查机械的使用情况的判断，知道机械可能是省力，有可能费力，也可能既不 省力也不费力； 同时知道使用任何机械都不省功是指使用任何机械时对机械所做的功W2不会少于机械对物 体所做的功W1，若忽略机械自重和摩擦，则有W2=W1，否则W2一定大于W1． 14．（3分）（2014•广州）滚摆从图中的位置 1静止释放，下降经过位置 2，继续下降，再上 升到达最高点 3，这三个位置：滚摆重力势能最大的是 位置 1 、动能为零的是 位置 1 、机械能最大的是 位置 1 ．（填写位置序号） 考点： 动能和势能的转化与守恒．菁优网版权所有 专题： 机械能及其转化． 分析： 解决此题的关键是要知道物体由于运动而具有的能叫动能，质量越大，速度越大， 动能就越大；物体由于被举高而具有的能叫重力势能，质量越大，高度越高，重力势能就越 大． 解答： 解：滚摆是重力势能和动能相互转化的机械，故滚摆升到最高点后，放开手，可以 看到滚摆旋转着下降，越转越快，到最低点时滚摆转而上升，直到回到接近原来的位置；滚 摆在最高点位置时重力势能最大，动能为 0，在最低点时动能最大；开始释放的位置最高， 所以图示三个位置中位置 1 的重力势能最大，动能为零，机械能最大． 故答案为：位置 1； 位置 1； 位置 1． 点评： 解决此类问题的关键是要知道各能量跟哪些因素有关，根据各因素的变化情况分析 能量的变化情况． 15、(2014 浙江台州)利用如图装置进行“探究动能大小的影响因素”实验。用两根细绳将 小球悬挂起来，拉起小球，当细绳与竖直方向成θ角后松手，小球撞击水平木板上的木块， 记下木块移动的距离 s。改变角度θ的大小，重复实验。 （1）利用如图两根细绳悬挂小球，而不用一根细绳，其好处 是 ▲ 。 （2）本实验探究的问题是物体的动能大小与 ▲ 的关系。 （3）利用上述实验，同时还可以探究的问题是 ▲ 。 （1）便于控制小球的撞击方向（或便于撞准木块等） （2）速度 （3）物体重力势能大小与高度有什么关系？或重力势能大小与高度的关系。 11、（2014 福建福州）我国研制的新型消雾无人机在加速飞往雾五区域的过程中，它的 A A.动能增大 B.质量增大 C.合力为零 D.运动状态不变 23、（2014 福建福州）如图所示是我国自主研制的新型气垫两栖登陆艇。它的质量约为 1.0x103 kg，底面积约为 500m 2 。问: (1)登陆艇受到的重力是多少?它漂浮在海面上时，受到的浮力是多少? (2)登陆艇静止在水平海滩上时，对海滩的压强是多少? (3)若登陆艇用 3.0x10 3 N 的推进力，以 20 m/s 的航速行驶 10 min，则 登陆艇的功率是多少? 18. （2014 苏州）下图是小明自制的游戏打桩机的示意图，它利用光学元件改变太阳光的传 播方向，从而烧断细线，使重锤下落打在桩上．图中元件 a为 镜，元件 b为 镜．重 锤在下落的过程中， 能转化为动能． 平面 凸透 重力势 22. （2014 苏州）如图甲所示，木块放在水 平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使 其做直线运动．两次拉动木块得到的 s—t图 像分别是图乙中的图线①、②．两次对应的弹簧测力计示数分别为 F1、F2，两次拉力的功率 分别是 P1、P2.则 F1 F2，P1 P2.（均填“＞”、“＝”或“＜”） .= > 25.（6分）（2014 苏州）小华参加体育中考的跳绳考试时，她在 1min 内连续跳了 150次， 获得跳绳项目的满分．已知小华的质量为 45kg，每只鞋底与地面的接触面积为 150cm2时， 跳起时重心升高的平均高度为 4cm.g取 10N/kg.求： （1）小华站在操场上等待时对地面的压强； （2）小华跳一次所做的功； （3）小华跳绳时的平均功率．