（云南专版）2020届中考物理 模块四 力学 第11讲 功和机械能习题

（云南专版）2020届中考物理 模块四 力学 第11讲 功和机械能习题

第11讲　功和机械能 命题点1　功 ‎1．(2014·曲靖)下列各个情境中，没有做功的是(B)‎ ‎　　　‎ A．石头被撬起的过程中手向下压撬棍的力 B．足球飞向空中后踢球的力 C．货物被提升的过程中绳子对货物的拉力 D．爬楼梯时人的重力 ‎2．(2018·云南)如图甲所示，张华用水平推力F推置于水平地面上的木箱，在此过程中，推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示，木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示，则1～3 s木箱做__变速__(填“匀速”或“变速”)运动；3～5 s推力对木箱做的功是__400__J.‎ ‎　　　　甲　　　　　　　乙　　　　　　　　丙 ‎3．(2017·曲靖)国产大飞机C919成功首飞，标志着我国航空事业一个新时代的开启，若飞机滑行60 s后以‎70 m/s的速度起飞，滑行过程中的平均速度为‎35 m/s，那么跑道的长度至少需要__2.1×103__m．某段时间内飞机在空中水平飞行了‎10 km，受到的平均阻力为6×104 N，则这段时间内飞机克服阻力做的功为__6×108__J.‎ ‎4．(2015·云南)小明提着质量为‎0.6 kg的滑板沿水平路面走了‎50 m，此过程中他向上提滑板的力对滑板做功__0__J.‎ 命题点2　功率 14‎ ‎5．(2015·昆明)新建成的牛栏江引水济昆工程，是将水从海拔较低的德泽水库，引到海拔较高的盘龙江上游．每年对昆明提供5.67亿立方米的水，耗电及相关运行费用已近10亿元．所以，珍惜水资源是每一个市民应尽的责任和义务．此工程是在德泽水库库区建泵站，将水泵入山坡高处的水池后，再自流回昆明．泵站的提水高度约‎220 m，每秒流过水流横截面的水量是‎18 m3‎.将1.8×‎104 kg的水提高‎220 m，水泵对水所做的功是__3.96×107__J，做功的功率是__3.96×107__ W．(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×‎103 kg/m3)‎ ‎6．(2018·曲靖)如图所示，某品牌新能源轿车，满载时整车质量为1.6 t，每个车轮与地面的接触面积为‎40 cm2，在平直公路上匀速行驶‎4.5 km用了5 min，牵引力为800 N．求：‎ ‎(1)轿车在平直公路上匀速行驶的速度．‎ ‎(2)轿车静止在水平路面上对路面的压强．‎ ‎(3)牵引力的功率．‎ 解：(1)轿车在平直公路上匀速行驶的速度：‎ v＝＝＝‎15 m/s ‎(2)轿车对水平地面的压力：‎ F＝G＝mg＝1.6×‎103 kg×10 N/kg＝1.6×104 N 轿车静止在水平路面上对路面的压强：‎ p＝＝＝106 Pa ‎(3)牵引力的功率：‎ P＝＝＝Fv＝800 N×‎15 m/s＝1.2×104 W ‎7．(2015·云南)电动汽车是世界各国大力推广的新型交通工具，它具有节能、环保的特点．我国生产的某品牌的一款电动汽车充满电后，除了提供车内用电，还能以‎80 km/h的速度连续行驶‎360 km.若该车行驶时整车总质量为1.5 t，受到的阻力为整车总重的9%，电动机的牵引功率占电源输出总功率的75%.(g取10 N/kg)求：‎ 14‎ ‎(1)该车充满电后匀速行驶至全部电能耗尽，牵引力所做的功；‎ ‎(2)电动机的牵引功率；‎ ‎(3)电源输出的总功率．‎ 解：(1)电动汽车所受重力：‎ G＝mg＝1.5×‎103 kg×10 N/kg＝1.5×104 N 汽车匀速行驶，牵引力：‎ F＝f＝‎0.09G＝0.09×1.5×104 N＝1.35×103 N 牵引力做功：‎ W＝Fs＝1.35×103 N×360×‎103 m＝4.86×108 J ‎(2)t＝＝＝4.5 h 牵引力的功率：P牵＝＝＝3×104 W ‎(3)电源输出功率：P总＝＝＝4×104 W 命题点3　机械能 ‎8．(2014·昆明)草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫．当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的(D)‎ A．动能不变，势能不变 B．动能减少，势能增加 C．动能增加，势能减少 D．动能减少，势能减少 ‎9．(2018·云南)如图所示，光滑斜面PM与水平面MN平滑连接，弹簧左端固定．小物块在斜面上从P点由静止滑向M点的过程中，机械能__不变__；小物块压缩弹簧的过程中，弹簧的弹性势能__变大__．(填“变大”“变小”或“不变”)‎ 14‎ ‎10．(2017·云南)“六·一”儿童节期间，小朋友在锦江山公园里荡秋千，当秋千从高处落下时，重力势能__变小__(填“变大”“变小”或“不变”)，不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能转化为__内__能．‎ ‎11．(2017·昆明)用细线悬挂的小球从图中所示位置由静止释放，若忽略空气阻力，那么小球在最高点的势能__等于__下降至最低点的动能；实际上，小球在摆动过程中，会与空气摩擦产生热，摆幅逐渐减小，最终停下来，那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能__等于__小球在最高点所具有的势能．(填“大于”“等于”或“小于”)‎ ‎12．(2017·曲靖)‎2017年4月20日，我国成功发射了货运飞船“天舟一号”，在飞船发射升空的过程中，飞船的机械能__增大__(填“增大”“减小”或“不变”)．‎ ‎13．(2016·云南)如图所示动车组在一段水平的轨道上以‎350 km/h的速度匀速行驶时，列车具有的机械能将__保持不变__(填“不断增加”“不断减少”或“保持不变”)．‎ ‎14．(2015·昆明)用头顶出去的足球仍能继续运动，是由于足球具有__惯性__；足球最终落回到地面，说明力可以改变物体的__运动状态__；在足球下落过程中，足球的重力势能减小，动能__增大__．‎ ‎15．(2018·曲靖)某学校牛顿小组的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球，它们的质量关系为m1< m2＝ m3，实验的情景如图所示．‎ 14‎ ‎(1)通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的物理方法是__转换法__(填“转换法”或“类比法”)．‎ ‎(2)分析甲、乙两种情况可知，重力势能的大小与物体的__质量__有关．‎ ‎(3)小铁球m3落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为__内__能．‎ ‎(4)同学们还发现小球离地面越高，下落到地面的时间越长，他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如下表，分析数据，写出h与t2的关系式为__h＝4.9__t2__．‎ 实验次序 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ h/m ‎2.45‎ ‎4.9‎ ‎7.35‎ ‎9.8‎ ‎12.25‎ ‎14.7‎ t2/s2‎ ‎0.5‎ ‎1.0‎ ‎1.5‎ ‎2.0‎ ‎2.5‎ ‎3.0‎ ‎　功、功率 ‎1．如图所示的四种情景中，人对物体做功的是(C)‎ ‎　　　‎ A．提着滑板在水平路面上前行 B．搬而未起 C．推着小车向前运动了一段距离 D．举着杠铃静止不动 14‎ ‎2．(2017·怀化)小张用40 N的推力将重力为100 N的物体沿水平方向匀速推动了‎10 m，则小张对物体所做的功是(A)‎ A．400 J 　　　　B．600 J C．1 000 J 　　　　D．1 400 J ‎3．(2017·兰州)某同学在10 s内做了5个“引体向上”，他的质量为‎60 kg，每次上升的高度为‎40 cm.该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是__240__J，10 s内做功的功率为__120__ W．(g取10 N/kg)‎ ‎　动能、势能 ‎4．(2017·扬州)扬州城区的高层建筑越来越多，高空抛物存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的(B)‎ A．弹性势能 B．重力势能 C．体积 D．阻力 ‎5．(2017·邵阳)邵阳市在创建文明卫生城市期间，每天洒水车都清洁街道．匀速行驶的洒水车在洒水的过程中，洒水车的动能__减小__(填“增大”“不变”或“减小”)．‎ ‎　机械能及其转化 ‎6．“弓开如满月，箭去似流星”形容射箭运动员拉弓放箭的情形，那么在这个过程中弓的__弹性势__能转化为箭的__动__能．‎ ‎7．(2018·玉溪二模)地震过后往往会伴有泥石流等灾害，泥石流之所以会造成巨大的危害，是因为石、泥土被雨水从高处冲下来时将__重力势__能转化为巨大的__动__能．灾害发生后，救灾飞机迅速到达灾区上空，当它在一定高度匀速飞行并投下救灾物资后，飞机的机械能将__变小__(填“变大”“变小”或“不变”)．‎ 重难点1　功和功率的计算 14‎ ‎　放学后，体重为500 N的小明同学背着重40 N的书包沿水平路面走了‎200 m，又登上大约‎10 m高的四楼才回到家，共用了5分钟，则他在回家的过程中对书包所做的功约为__400__J，功率约为__1.3__W.‎ ‎【变式训练1】　某汽车发动机输出功率为30 kW，恰能以‎15 m/s的速度在水平路面匀速行驶‎4.5 km，其间发动机共做功__9×106__J，汽车行驶时受到的阻力为__2__000__N．当汽车上坡时，保持‎36 km/h的速度匀速行驶，此时汽车发动机的牵引力为__3__000__N.‎ 重难点2　机械能的转化与守恒 ‎　(2018·昆明官渡区二模)‎2018年5月21日5时28分，我国在西昌卫星发射中心用长征四号运载火箭，成功将探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”号中继星发射升空．在加速升空过程中，火箭的(A)‎ A．动能增大，重力势能增大，机械能增大 B．动能增大，重力势能减小，机械能不变 C．动能减小，重力势能增大，机械能不变 D．动能不变，重力势能增大，机械能增大 ‎【变式训练2】　(2018·无锡)如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧处于原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置．则小球从a运动到c的过程中，在__b__(填“a”“b”或“c”)位置机械能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的__弹性势能__．‎ 破解易错题 小夏推箱子经历了如图所示的过程，最终箱子被推出去后又向前滑行了一段距离．对上述过程中涉及的物理知识，分析正确的是(D)‎ A．图甲：因为箱子没动，所以小夏没有对箱子施加力的作用 14‎ B．图乙：因为箱子受到的摩擦力大于推力，所以小夏没推动箱子 C．图乙：因为小夏对箱子施加了力，所以小夏对箱子做了功 D．图丙：小夏对箱子做的功小于推力与箱子移动距离的乘积 实验　探究物体的动能跟哪些因素有关 ‎　实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”．将钢球从某一高度由静止释放，钢球下摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离．‎ ‎(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是__将钢球从某一高度由静止释放__，钢球动能的大小是通过观察__木块运动的距离__来判断的．‎ ‎(2)从表一中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达竖直位置的__速度__相同，从而探究动能与__质量__的关系．‎ 表一 实验 次序 钢球 质量/g 钢球下摆 高度/cm 木块滑行 距离/cm ‎1‎ ‎20‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎2‎ ‎40‎ ‎20‎ ‎58‎ ‎3‎ ‎60‎ ‎20‎ ‎　　(3)在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样材质较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度．你认为应当采用__甲__同学的建议．‎ ‎(4)由上述实验数据和现象可得出结论：__在速度一定时，质量越大动能越大__．‎ 14‎ ‎(5)若水平面绝对光滑，木块将做__匀速直线__运动，__不能__(填“能”或“不能”)达到探究目的．‎ ‎(6)钢球从释放到撞击木块的过程中，钢球的__重力势__能转化成__动__能．‎ ‎(7)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“超载”与“超速”，他们进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如表二：‎ 表二 实验次序 钢球的 质量m/g 钢球自由摆 下的高度h/cm 木块被撞后运 动的距离s/cm ‎1‎ ‎30‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎2‎ ‎30‎ ‎20‎ ‎80‎ ‎3‎ ‎60‎ ‎10‎ ‎40‎ ‎　　①为了探究“超载”安全隐患，应选择序号为__1、3__的两个实验进行比较．‎ ‎②为了探究“超速”安全隐患，应选择序号为__1、2__的两个实验进行比较．分析表格中对应的实验数据可知：__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．‎ 第11讲　功和机械能 考点1　功、功率 ‎1．(2018·长沙)下列关于功的说法正确的是(D)‎ A．小明用力推发生故障的汽车而未推动时，推力对汽车做了功 B．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功 C．足球在水平地面上滚动一段距离时，重力对足球做了功 D．举重运动员从地面将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃做了功 14‎ ‎2．如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下木箱移动的距离 sAB＝ sCD，比较两种情况下拉力F所做的功及其功率(C)‎ A．AB段做功较多 B．CD段做功较多 C．AB段与CD段做的功一样多 D．AB段的功率比CD段的功率大 ‎3．(2018·大理祥云县二模)小明同学用40 N的水平推力推着重100 N的书箱在水平地面上前进了‎2 m，松开手后，书箱仍向前滑行了‎1 m，整个过程中小明做功__80__J，书箱的重力做功__0__J.‎ ‎4．某型号汽车发动机的额定功率为60 kW，在水平路面上行驶时受到的阻力是1 200 N，发动机在额定功率下，汽车匀速行驶时的速度大小约为__50__ m/s.在同样的阻力下，如果汽车匀速行驶时的速度为‎15 m/s，则发动机输出的实际功率是__18__ kW.‎ 考点2　动能、势能 ‎5．(2018·玉林)2018年世界杯在俄罗斯举行，如图所示是正在加速下降的足球，在此过程中，对其机械能的变化情况，下列分析正确的是(A)‎ A．动能增大，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大 C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小 14‎ ‎6．(2018·济宁)如图所示，跳水运动员为获得充足的空中滞留时间，都会在跳水前先用力下压跳板，以便利用跳板的__弹性势__能让自己上升得更高．不计空气阻力，运动员从离开跳板到入水的过程中，__入水__(填“离开跳板”“最高点”或“入水”)时动能最大．‎ 考点3　机械能及其转化 ‎7．(2018·烟台)如图所描述的情景中，没有发生动能转化为势能的是(A)‎ ‎　　　‎ A．滑滑梯　B．荡秋千　C．跳水比赛　D．空中大翻转 ‎8．(2018·连云港)如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定坡度．从节能的角度分析，这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将__动__能转化为__重力势__能储存起来，此过程中机械能总量__减少__．‎ ‎9．中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示．若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球的机械能__不变__(填“增大”“减小”或“不变”)，在最高点时，球的动能__大于__(填“大于”或“等于”)零．‎ ‎10．(2017·德阳)一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的路程(s)—时间(t)图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是(B)‎ 14‎ A．物体10 s时的速度大于4 s时的速度 B．0～6 s拉力对物体所做的功大于6～12 s拉力对物体所做的功 C．0～6 s拉力对物体做功的功率小于6～12 s拉力对物体做功的功率 D．0～6 s物体所受的拉力大于6～12 s物体所受的拉力 ‎11．(2018·昆明五华区一模)如图所示，一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，则下列说法中错误的是(C)‎ A．小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功 B．小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能 C．小球在下落过程中动能不变 D．小球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率 ‎12．(2018·潍坊改编)如图所示，滚摆由最高点释放，旋转着下降到最低点后又上升，每次上升的最大高度逐渐降低．下列说法正确的是(D)‎ A．下降时机械能守恒 B．下降时减少的重力势能等于增加的动能 C．上升时减少的动能等于增加的重力势能 D．上升的最大高度逐渐降低说明机械能不守恒 14‎ ‎13．(2018·临沂)新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱．小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶‎12 km，用时10 min.已知该车的总质量为1.6×‎103 kg，行驶中阻力为车重的0.05倍，此过程中该车牵引力做功__9.6×106__ J，功率为__16__ kW.(g取10 N/kg)‎ ‎14．(2018·大理祥云县二模)如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下．完成了图甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1＝h3＞h2，mA＝mB＜mC.‎ ‎(1)小钢球在滚下斜面的过程中，它的__重力势__能转化为动能，其动能大小是通过__距离s__(填“高度h”或“距离s”)大小来反映的．‎ ‎(2)小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有__惯性__，小木块最终会停下来是因为受到__摩擦__力的作用．‎ ‎(3)分析比较甲和乙两组实验可得：物体质量相同时，速度越大，动能越__大__．‎ ‎(4)分析比较__甲、丙__两组实验可得出物体的动能与质量的关系．‎ ‎(5)综合上述结论可知，如图所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高__速度__．‎ ‎15．(2018·菏泽)小东积极投入到“绿色环保、低碳出行”的新潮流中，他尽量减少驾驶机动车辆外出，坚持骑自行车上下班．小东和自行车的总质量是‎80 kg.当小东以‎5 m/s的速度在平直的公路上骑行时，自行车着地面积为‎0.01 m2‎，所受阻力是其总重的0.02倍(g取10 N/kg)．求：‎ ‎(1)正常行驶的自行车对路面的压强；‎ ‎(2)自行车行驶1 ‎000 m，动力所做的功；‎ ‎(3)自行车行驶的功率．‎ 解：(1)自行车对水平路面的压力为：‎ F压＝G＝mg＝‎80 kg×10 N/kg＝800 N 自行车对路面的压强为：‎ 14‎ p＝＝＝8×104 Pa ‎(2)因为自行车匀速行驶，所以动力与阻力平衡，‎ 则动力：F＝f＝‎0.02G＝0.02×800 N＝16 N 自行车行驶1 ‎000 m动力做的功为：‎ W＝Fs＝16 N×1 ‎000 m＝1.6×104 J ‎(3)由P＝＝＝Fv得，自行车行驶的功率为：‎ P＝Fv＝16 N×‎5 m/s＝80 W 14‎