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《功和机械能》

一、单选题

下列关于力做功说法中，正确的是(????)

A. 人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子做了功B. 人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子做了功C. 汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车做了功D. 过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功

如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其?????和?????图象分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是(????)

A. 当??=2??时，物体处于静止状态，摩擦力是0B. 当??=3??时，物体受到摩擦力是7NC. 4?6??内，拉力F做的功是20JD. 2?4??内，物体的机械能保持不变

一同学用50N水平方向的力，将一重5N的足球沿水平方向踢了出去，足球在地面上滚了30m才停下，这个过程中脚对足球做的功是(??)

A. 5J B. 1500J C. 150J D. 无法确定

关于机器的功率，下列说法中正确的是(????)

A. 机器的功率越小，做功越慢 B. 机器的功率越大，做功越多C. 机器的功率越小，做功越快 D. 以上说法都不对

完全相同的两s辆汽车，在相同的路面上沿同一方向做匀速直线运动(不计空气阻力)，其路程s随时间t变化的图象如图所示。下列说法正确的是(????)

A. ??=3??时，甲、乙两车的速度

??

甲

=

??

乙

B. 0～3??内，两车牵引力做功

??

甲

>

??

乙

C. 行驶过程中，两车的牵引力

??

甲

>

??

乙

D. ??=3??，甲乙两车行驶的路程

??

甲

=

??

乙

如图所示，在相等的时间内把同一物体分别沿AO、BO两个光滑斜面匀速拉到相同的高度，拉力所做的功分别为

??

??

和

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，功率分别为

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和

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，它们之间的关系是(????)

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B.

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D.

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，

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第6题图 第7题图 第10题图

如图所示，物体放在水平地面上，在拉力F作用下做匀速直线运动，如果重力突然消失了，以下说法正确的是(????)

A. 物体的机械能增加B. 物体所受拉力与摩擦力是一对平衡力C. 物体受到的支持力对物体做了功D. 物体仍然做匀速直线运动

下列关于物体是否做功的说法中，正确的是(????)

A. 小丽背着书包站在路边等车，小丽对书包做了功B. 被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球做了功C. 人把箱子从二楼提到三楼，手的提力对箱子没有做功D. 小刚从地上捡起篮球的过程中，小刚对篮球做了功

登楼梯比赛中，小明同学从一楼匀速登上五楼，共用了12s，则他登楼时克服重力做功的功率最接近于(? )

A. 5W B. 50W C. 5000W D. 500W

如图所示，小物块A和弹簧放在光滑的水平面上，弹簧左端固定于竖直墙面．向左移动物块A并压缩弹簧至B处，静止释放物块A，此后物块的动能(????)

A. 一直变大 B. 一直不变 C. 先变大后不变 D. 先变大后变小

用10N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向做直线运动，若推力对物体做了60J的功，则在推力做功的过程中，下列说法不正确的是(??)

A. 物体一定运动了6mB. 物体克服摩擦力做的功可能小于60JC. 物体受到的摩擦力可能大于10ND. 推力一定大于摩擦力

班里组织一次比赛活动，从一楼登上三楼，比比谁的功率最大。为此，需要测量一些物理量，下列物理量中必须测量的量是(????)①三楼地面到一楼地面的高度②从一楼到达三楼所用的时间③每个同学的质量或体重④一楼到三楼楼梯的长度。

A. ①② B. ①④ C. ①②③ D. ②③

下面说法中正确的是(????)

A. 从??=

??

??

可知，功率跟功成正比，所以只要做功多，功率就大B. 功率跟时间成反比，所以只要时间短，功率就大C. 功率大的机器比功率小的机器做功多D. 甲每小时做的功比乙每小时做的功多，甲的功率比乙的功率大

如图所示，小球分别从光滑斜面AB、AC、AD的顶端下滑到斜面底端时的动能是(????)

从AB滑下时最大B. 从AC滑下时最大C. 从AD滑下时最大D. 从三个斜面滑下时一样大

第14题图 第15题图

如图所示，让钢球从斜槽上由静止滚下，钢球运动到水平面上碰到静止的木块后，能将木块撞出一段距离。下列说法正确的是(不计空气阻力)(????)

A. 钢球能从斜槽上滚下是因为它具有惯性B. 木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多C. 钢球在斜槽上向下滚动时，它的机械能越来越大D. 木块被撞出一段距离，说明物体的运动需要力来维持

一台机器的功率是1000W，它表示的意思是(????)

A. 这台机器每次只能做1000J的功 B. 这台机器每小时做1000J的功C. 这台机器每秒做1000J的功 D. 这台机器每秒做功是1000W

下列有关功的说法正确的是(????)

A. 足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功B. 吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中，吊车对重物做了功C. 运动员举着杠铃在空中停留的时间内对杠铃要做很大的功D. 用相同的力将质量不同的两个物体沿力的方向移动相同的距离所做的功不同

如图所示，跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，他的(????)

动能增大，重力势能减小，机械能不变B. 动能减小，重力势能增大，机械能不变C. 动能不变，重力势能减小，机械能不变D. 动能不变，重力势能减小，机械能减小

第18题图 第19题图 第20题图

如图，我国空中加油机正在给歼10战斗机加油。加油过程中，若战斗机的高度和速度不变，则战斗机的(????)

A. 动能增加，势能减小，机械能不变B. 动能不变，势能不变，机械能不变C. 动能减小，势能不变，机械能减小D. 动能增加，势能增加，机械能增加

如图是水上乐园飞行表演，表演者双脚站在向下喷水的踏板上，水柱将人向上顶起，人在空中时而加速上升，时而急速翻滚，时而加速下降，还能在空中竖直悬停。下列说法错误的是(????)

A. 踏板向下喷水，人向上升起，利用了物体间力的作用是相互的原理B. 加速上升过程中，人的重力势能增大，机械能不变C. 人急速翻滚，说明力可以改变物体的运动状态D. 人在空中竖直悬停时，人受到的重力和踏板对人的支持力是一对平衡力

二、填空题

如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的推力F的作用，其?????和?????的图象分别如图乙、丙所示。由图象可知，0～3??内，推力对物体做功______J；??=5??时，物体受到的摩擦力是______??.

一箱子重200N，小红把它从地面沿着18m长的楼梯搬到10m高的楼上，小红对箱子做了______J的功；接着她又提着箱子沿水平方向移动了20m，小红对箱子又做的功是______J。

4月22日，货运飞船“天舟一号”与空间站“天宫二号”成功对接。对接后，以“天宫二号”为参照物，“天舟一号”处于______状态。由于外太空存在少量空气，“天宫二号”运行时受到阻力，机械能______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

如图是城市清洁车在水平路面上工作时的情景，它在工作过程中将垃圾自动吸入车内，此过程中如果清洁车做匀速直线运动，则机械能将______ (填“变大”、“变小”或“不变”)，其中车身的LED灯起到警示的作用，它是由______ (填“超导”或“半导体”)材料制成的，它工作时将______ 能转化为光能．

在高速铁路上，一列车以324????/?的速度在平直轨道上匀速行驶50km，若列车的牵引力为

10

5

??，通过这段路程牵引力所做的功为______J，功率为______W。

三、实验探究题

如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平面向右运动直至停止。
(1)实验中是通过观察______ 来判断钢球的动能大小。(2)让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大小与______ 的关系。(3)换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大小与______ 的关系。(4)被撞击的木块由于______ 不会立即停下来，而木块最终会停下来的主要原因是______ 。

小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲)，在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙)，速度为5??/??.将弹簧压缩到最短(如图丙)的整个过程中，小球的速度v和弹簧缩短的长度△??之间的关系如图丁某某，其中A为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到0.2牛的压力就缩短1厘米，并且轻弹簧在受到撞击到压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变。
(1)从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是______，小球机械能的变化情况是______。(2)实验中所用小球的质量为______kg，全过程中，弹簧中弹力的最大值为______N。(3)如图，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，小球处于______(填“平衡”或“非平衡”)态。

沈某某同学在研究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想：猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关；猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关；猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花某某(易产生塑性形变)若干块，刻度尺一把，体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示。为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花某某表面高H处由静止下落，测得A、B小球陷入花某某的深度为

?

1

和

?

2

，如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花某某表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花某某表面高3H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计).测得C、D小球陷入花某某的深度均为

?

3

，且

?

1

<

?

2

<

?

3

.请你完成下列内容：
(1)本实验中，小球的重力势能大小是通过______来反映的；(2)分析图甲所示的实验现象，可得出结论：当物体的______、______相同时，______越大，重力势能越大；(3)分析图乙所示的实验现象，发现两球运动的路径不同，但陷入花某某的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径______(选填“有关”或“无关”)；(4)综合分析图甲、乙所示的实验现象，还可得出的结论是：______。

答案和解析

1.【答案】B

【解析】解：A、人提着箱子站在地面不动，有力但没有距离，所以手的拉力对箱子不做功，故A错误；B、人把箱子从二楼提到三楼，有向上的力，箱子在力的方向上通过了距离，所以手的拉力对箱子做了功，故B正确；C、汽车在水平公路上匀速行驶，汽车没有在重力方向上通过距离，所以汽车所受重力对汽车没有做功，故C错误；D、过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客做了功，故D错误．故选B．本题要抓住做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离．二者缺一不可．本题考查了力是否做功的判断方法．有力有距离，力对物体不一定做功，物体一定在力的作用下通过了距离，力对物体才做功．2.【答案】D

【解析】解：由于运动员在空中匀速下落，质量和速度都没发生变化，故动能不变；在下落过程中，高度降低，所以重力势能减小，机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能也是减小；故选项ABC错误，选项D正确。故选：D。动能的影响因素是物体的质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；动能和势能总称为机械能。该题考查了动能和重力势能大小的影响因素，难度不大。3.【答案】D

【解析】【分析】本题考查了学生对做功公式的了解与掌握，是一道基础题目。判断力是否对物体做功的依据是看物体是否在力的作用下移动距离。【解答】踢球过程中，只知道作用在足球上的力，不知道足球在力的作用下移动的距离，所以无法判断在这个过程中脚对球做功多少；球离脚后，在水平地面上向前滚动的过程中，由于惯性继续运动，球脱离了脚，脚没有给球施加力，对球不做功；综上可知，整个过程中脚对足球做的功无法确定，故D正确，ABC错误。故选D。4.【答案】A

【解析】【分析】本题考查功率的知识，了解功率的概念和物理意义，会根据描述判断做功与功率大小的关系，是正确解答的关键。功率是表示做功快慢的物理量，是机器在单位时间内所完成的功，据此结合选项的描述做出判断。【解答】A.功率是表示做功快慢的物理量，功率越小，做功越慢，故A正确；B.功率等于功与时间的比值，不知道做功时间，做功多的机器功率不一定大，故B错误；B.功率是表示做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，故C错误；D.因为A正确故D错误。故选A。5.【答案】B

【解析】解：由图象可知，??=3??，甲车行驶的路程

??

甲

=90??，乙车行驶的路程

??

乙

=90???60??=30??，故D错误；甲车速度

??

甲

=

??

甲

??

=

90??

3??

=30??/??，乙车速度

??

乙

=

??

乙

??

=

30??

3??

=10??/??，故A错误；两车完全相同，对地面的压力相同，路面的粗糙程度相同，且两车做匀速直线运动，所以两车所受的摩擦力相同，两车的牵引力也相同，故C错误；0～3??内，牵引力相同，

??

甲

>

??

乙

，根据??=????可知

??

甲

>

??

乙

，故B正确。故选：B。由图象可知，??=3??，两车行驶的路程；再根据??=

??

??

求出两车的速度，进行比较；两车完全相同，对地面的压力相同，路面的粗糙程度相同，且两车做匀速直线运动，所以两车所受的摩擦阻力相同，两车的牵引力相同；再根据??=????分析两车牵引力做功的大小关系。根据图象或图表探究物质的规律是近两年来出现较多的题目，图象可以使我们建立更多的感性认识，从表象中去探究本质规律，体验知识的形成过程。此题涉及到的知识点较多，综合性很强。6.【答案】D

【解析】【分析】此题主要考查功的原理，功的大小和功率大小的比较等知识点，解答此题的关键是学生牢记功的原理。因为斜面光滑，无论是沿斜面AO还是BO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，即沿斜面AO和BO所做的功相同，题目中又告诉在相等的时间内，即t相同，根据??=

??

??

即可比较

??

??

和

??

??

。【解答】由功的原理可知：使用任何机械都不省功，因为斜面光滑，无论是沿斜面AO还是BO匀速拉同一物体，由于其高度相同，故所做的功相同，即

??

??

=

??

??

，又因为t做功时间相同，根据公式??=

??

??

可知，

??

??

=

??

??

，故选项D符合题意，选项ABC不符合题意。故选D。7.【答案】A

【解析】【分析】(1)机械能包括动能和势能，根据动能和势能的变化可判断机械能的变化；(2)一对平衡力必须符合四个条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上；(3)做功的两个必要因素是作用在物体上的力，以及物体在力的方向上通过的距离；(4)物体只有受平衡力或不受力时，才做匀速直线运动。对物体重力消失后对压力、摩擦力的影响，是解答的关键，通过物体运动状态的变化，可对选项中的内容做出判断。【解答】A、物体放在水平地面上，在拉力F作用下做匀速直线运动，如果重力突然消失了，则压力消失，摩擦力消失，此时物体受非平衡力，因此将做加速运动，动能增大，同时势能不变，机械能增加，故A正确；B、由上述解析可知，当重力消失时，压力消失，摩擦力消失，因此物体不再受平衡力，故B错误；C、物体在竖直方向上没有通过距离，因此物体受到的支持力对物体没有做功，故C错误；D、由上述解析可知，物体摩擦力消失后只受拉力作用，因此物体不可能再做匀速直线运动，故D错误。故选：A。8.【答案】D

【解析】【分析】本题要抓住做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离．二者缺一不可。本题考查了力是否做功的判断方法．有力有距离，力对物体不一定做功，物体一定在力的作用下通过了距离，力对物体才做功。【解答】A.小丽背着书包站在路边等车，小丽给书包一个向上的力，但书包向上没有移动距离，小丽对书包没有做功，故A不符合题意；B.足球离开脚后滚动过程中，足球不再受到脚的踢力作用，足球由于惯性在草地上滚动，脚对足球没有做功，故B不符合题意；C.人把箱子从二楼提到三楼，人对箱子有向上的力，箱子也向上移动了距离，人对箱子做了功，故C不符合题意；D.小刚从地上捡起篮球时，小刚给篮球一个向上的力，篮球向上移动了距离，小刚对篮球做了功，故D符合题意。故选D。9.【答案】D

【解析】【分析】要算功率，根据功率公式需要知道该同学登楼克服重力所做的功，而要算克服重力做的功，根据功的计算公式需要知道该同学的体重和登楼的高度，体重我们估计大约是500N，每层楼高我们估计大约是3m，这样最终就可以算出功率。本题中有几个物理量并没有告诉我们，这就需要我们进行估测．人的体重和楼层的高度都是我们比较熟悉的物理量，所以解答此题需要先估测出人的体重和楼层的高度，之后就可以利用功率公式进行分析求解了．要注意登上5楼其实只登了4层楼高。【解答】估计该同学的体重为500N，每层楼高3m，登上5楼共登了4层，所以登的高度是12m该同学克服重力做的功：??=???=500??×12??=6000??，该同学克服重力做功的功率：??=

??

??

=

6000??

12??

=500??。故选D。10.【答案】C

【解析】【分析】本题解答时有两点要特别注意：一是在弹簧恢复形变时，物块是做加速运动；二是在离开弹簧后，物块将保持匀速直线运动。压缩的弹簧具有弹性势能，在转化为动能时，使物块获得一定的速度，离开弹簧后物块的运动状态取决于它的受力情况，物体若不受力，将做匀速直线运动。【解答】如图所示，当压缩弹簧时，弹簧具有弹性势能，在恢复形变时，弹性势能转化为动能，使物块获得一定的速度，且在物块离开弹簧时，速度达到最大；物块离开弹簧后，因水平面光滑，它在水平方向不受力，故物块将做匀速直线运动，综上所述，静止释放物块A，此后物块的运动是先加速后匀速，所以动能的变化是先增加后不变。故选C。11.【答案】D 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 度更大，由此可得出结论：当物体的高度、运动路径相同时，物体的质量越大，重力势能越大；(3)图乙中，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，发现两球陷入花某某深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。(4)甲乙两图中，AC两球的质量和运动路径相同，高度不同，高度越高，陷入花某某深度越深，故结论为：当物体的运动路径、质量都相同时，所在的高度越高，重力势能越大。故答案为：(1)小球陷入花某某中的深度；(2)高度；运动路径；质量；(3)无关；(4)当物体的运动路径、质量都相同时，所在的高度越高，重力势能越大。(1)实验中通过球陷入沙面的深度来反映小球重力势能的大小，用到转换法；(2)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；(3)根据图中的相同点和不同点，利用控制变量法分析；(4)根据图甲、乙所示的实验现象，利用控制变量法得出结论。此题考查学生对于物体重力势能影响因素探究过程及能量转化的理解和掌握，注意分析实验时控制变量法和转换法的应用。

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