2018-2020年安徽中考物理复习各地区模拟试题分类（合肥专版）（7）——功和机械能

2018-2020年安徽中考物理复习各地区模拟试题分类（合肥专版）（7）——功和机械能
一．选择题（共11小题）
1．（2020•包河区一模）为倡导“绿色出行“，共享单车走进人们的生活，关于它的使用下列说法中正确的是（　　）
A．上坡前用力蹬车，是为了增大骑行者和单车的惯性
B．匀速下坡，骑行者和单车的动能不变，机械能减小
C．在水平路面上匀速直线骑行时，单车受到的力是非平衡力
D．匀速转弯时，骑行者受到的力是平衡力
2．（2020•肥东县校级一模）如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由A点以速度v沿轨道滚下，经过右侧等高点B后到达最高点C．下列分析不正确的是（　　）

A．小球在A、B、C三点的速度大小关系是vc＜vB＜vA
B．小球在A、B两点的动能之差等于小球从A点到B点克服摩擦力做的功
C．小球在A、B两点具有的重力势能相同
D．整个过程只有重力对小球做功
3．（2020•瑶海区校级二模）“珍爱生命，远离危险!”学校严禁同学们玩耍极其危险的玩具“牙签弩”，如图4所示，射出的牙签能穿透易拉罐。这说明射出的牙签具有很大的（　　）

A．动能 B．重力势能 C．弹性势能 D．惯性
4．（2019•长丰县三模）下列四个实例中，机械能在不断增大的是（　　）
A．水平匀速飞行的飞艇
B．加速起飞的飞机
C．减速下降的热气球
D．在发射台等待发射的火箭
5．（2019•庐江县一模）如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度△l之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球（　　）

A．运动过程机械能不变
B．运动过程重力势能一直增大
C．小球的动能先增大后减小
D．在b点时弹力最大
6．（2019•肥东县校级一模）某运动员做蹦极运动，如图所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。下列判断正确的是（　　）

A．从A点到B点运动员减速下落
B．从B点到C点运动员减速下落
C．C点时运动员动能最大
D．从A﹣B﹣C运动员的动能和重力势能的总和保持不变
7．（2019•合肥二模）用手将一重为G的铁球缓慢放在一自然伸长的弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。（整个过程中不计能量损耗）则下列说法正确的是（　　）

A．从A点到C点铁球的动能一直减小
B．从A点到C点铁球的动能和重力势能之和一直增大
C．从A点到B点铁球的动能和重力势能之和不变
D．在C位置弹簧的弹性势能最大
8．（2019•合肥一模）质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，该高度比他起跳时的重心高出h，则他从起跳后至跃过横杆的过程中克服重力所做的功（　　）
A．都必须大于mgh
B．都不一定大于mgh
C．用背越式不一定大于mgh，用跨越式必须大于mgh
D．用背越式必须大于mgh，用跨越式不一定大于mgh
9．（2018•巢湖市模拟）如图所示：为研究动能大小与质量、速度之间的关系，实验中需控制小球的速度相同或不同，具体方法是：让小球从同一斜面的某处由静止释放即可（不计斜面的摩擦及空气阻力）。下面有关于控制小球的速度分析不正确的是（　　）

A．小球从斜面运动到水平面速度增大，是因为小球在斜面上所受的合力不为0，故小球会被加速
B．小球从斜面运动到水平面上速度增大是因为重力做功，将重力势能转化为动能
C．同一小球从斜面的不同高度处释放，较高位置的小球会有更多的重力势能转化为动能，所以到达水平面获得的速度也越大
D．质量不同的钢球与铜球相同高度处释放，质量较大的铜球会有更多的重力势能转化为动能，所以获得的速度也会越大
10．（2018•庐阳区校级三模）如图，用手将一质量为m的铁球缓慢放在一竖直放置的弹簧上，放手后，铁球从弹簧的顶端A处静止开始向下运动压缩弹簧依次到达B、C位置，到达B位置小球速度最大，到达C位置小球速度变为零。已知AC间的高度差为h，整个过程中不计能量损耗。下列说法错误的是（　　）

A．从A位置到C位置铁球的重力做功是mgh
B．从A位置至C位置弹簧的弹性势能增加量为mgh
C．从A位置到B位置铁球重力做功的功率逐渐增大
D．从B位置到C位置铁球重力做功的功率逐渐增大
11．（2019•肥西县三模）如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动，其中b和d两点在同一水平高度，则下列说法中错误的是（　　）

A．小球从a到c加速下滑，重力势能转化为动能
B．小球从c到d减速上坡，动能转化为重力势能
C．小球从b到d的过程中，机械能不断减少
D．小球从b到d的过程中，机械能保持不变
二．填空题（共9小题）
12．（2020•合肥模拟）2020年4月24日是中国航天日也是东方红一号卫星发射50周年，卫星在发射加速升空的过程中其机械能　 　（选填“不断增大”、“保持不变”或“不断减小”）。

13．（2020•合肥三模）物理图象是研究物理问题的有效方法之一，图中如果横坐标表示路程S，纵坐标表示力F，则阴影部分的面积表示的物理量是　 　。

14．（2020•肥东县二模）如图所示，一根不可伸缩的细线的上端固定，下端系着一个小球。小球可以从A点摆动到B点再摆动到C点。其中小球从A点摆动到B点的过程中，细线对小球的拉力　 　（选填“不做”或“做”）功。

15．（2020•包河区一模）已知同一物体在月球上的重力只有其地球上的16，“玉兔二号”月球车的质量为135kg，该月球车在月背沿水平月面匀速直线运动10m，如果在行进过程中，其受到的阻力是自重的0.2倍，则在这一过程中，“玉兔二号”月球车的牵引力所做的功为　 　J。
16．（2019•巢湖市模拟）掷实心球是我省中考体育考试的选项之一。小安同学在中考体育考试中用100N的力投出的实心球在空中划出了一条优美的弧线，有关数据如图所示。若实心球重20N，不计空气阻力，则球从最高点到落地的过程中，实心球所受的力做功为　 　J。

17．（2018•合肥三模）高为h的光滑滑槽固定在水平地面上，质量为m的小球从滑槽顶端由静止开始运动（如图），到达滑槽底端的速度为v，此过程中小球的机械能大小　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”），若小球在滑槽顶端时重力势能为mgh，在滑槽底端时动能为12mv2，且h＝0.2m则小球滚到滑槽底端时的速度为　 　m/s。（不计空气阻力）

18．（2018•庐阳区二模）小明在参观科技馆时，发现一个有趣的器材，如图甲所示，当把锥体放在斜面底部时，发现锥体开始自己往上“爬”，该装置可简化成乙图，则锥体“爬坡”过程中，重力势能　 　。（选填“一直增加”、“一直减小”或“一直不变”）

19．（2018•合肥模拟）在体操比赛的“鞍马”项目中，运动员上“马”前要踩踏板，如图所示，当脚接触跳板M直至弹簧K被压缩至最短的过程中，运动员的动能先　 　后　 　。（填“增大”、“不变”或“减小”）

20．（2020•包河区一模）农药喷洒飞机正在同一高度匀速执行喷洒农药工作的时候，飞机（包含农药）机械能　 　（选填“增大”“减小”“不变”）。
三．实验探究题（共1小题）
21．（2019•庐阳区二模）某同学在探究重力势能的实验中，用三个体积相同的小球，质量关系为m1＜m2＝m3，由静止竖直下落到细沙盘中，实验的情景如图所示。
（1）分析甲、乙两种情况可知，重力势能的大小与物体的　 　有关
（2）小铁球落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为　 　能。
（3）同学们还发现小球离地面越高，下落到地面所用的时间越长，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　 　。
试验次数
1
2
3
4
5
6
h/m
2.45
4.9
7.35
9.5
12.25
14.7
t2/s2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0

四．计算题（共11小题）
22．（2020•合肥模拟）已知物体的重力势能表达式为EP＝mgh，动能表达式为Ek=12mv2．如图所示，物体在拉力F＝10N的作用下，以4m/s的速度沿水平地面做匀速直线运动，一段时间后运动到B点时，撤去拉力F，物体沿光滑的斜面继续运动，C点为沿斜面运动到达的最高点。求：
（1）5s内拉力F做的功。
（2）C点距离水平地面的高度。

23．（2020•肥东县二模）如图所示，重为G的物块在倾角为θ的斜面能匀速下滑，不计空气阻力。
（1）若物块重为100N，倾角θ为30°，斜面长为8米，则物块从斜面顶端滑到斜面底端的水平面上的过程中，重力做的功为多少焦耳？
（2）请推导并证明：该物块在下滑的过程中所受的摩擦力大小为f＝mgsinθ。

24．（2020•蜀山区一模）材料一：正交分解法是物理中常用的一种等效处理方法，如图甲，力F可以分解成两个互相垂直的分力F1、F2。
材料二：已知滑动摩擦力f与压力FN的关系可以用公式f＝μFN表示，μ称为动摩擦因数，表示接触面的粗糙程度。图乙中，物体GA＝38N在与水平方向成37°的拉力F作用下在水平地面上向右匀速运动了5m，已知F＝10N（cos37°＝0.8，sin37°＝0.6），请计算：此过程中拉力F所做的功。

25．（2019•庐阳区校级三模）已知物体的重力势能表达式为Ep＝mgh，动能表达式为Ek=12mv2，其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度。如图所示光滑的弧轨道AB与粗糙平面BC相连，现有一物块由静止开始从高为h的A点滑下，经B点进入水平面，最后静止在C点，若水平面上所受阻力为f，从B点到C点损失的机械能全部用来克服阻力做功，请证明：
（1）物块从A点下滑到达B点时的速度为v=2gh。
（2）BC的长度SBC=mghf。

26．（2019•瑶海区三模）已知物体的重力势能表达式为Ep＝mgh，动能表达式为Ek=12mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g＝10N/kg。如图，一小球从斜面底端以速度v沿光滑斜面向上运动。不计空气阻力，小球在光滑的斜面上滑行时，机械能守恒。请推导：小球能运动到斜面上的最大高度h=V22g

27．（2019•庐江县一模）已知物体的重力势能表达式为Ep＝mgh，动能的表达式为Ek=12mv2，其中m为质量，h为物体距水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，距沙坑高h＝7m处，以v0＝10m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体，不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程机械能守恒。求：
（1）物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek；
（2）物体上升到最高点时离抛出点的高度H；

28．（2018•合肥一模）在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，将一质量m＝0.2kg的钢球从高度h＝0.45m的斜面上由静止滚下，钢球到达斜面底端的速度为v，钢球撞击水平面上的木块并对其做功，通过观察木块移动的距离S可以判断钢球的动能大小，如图所示。设钢球与接触面的摩擦力忽略不计，水平地面对木块的摩擦力f＝2N．已知重力势能表达式为Ep＝mgh（g为常量取10Nkg），动能表达式为Ek=12mv2．求：
（1）钢球在斜面顶端的重力势能Ep；
（2）钢球刚到达斜面底端的速度v；
（3）在碰撞过程中若钢球动能的60%转移给木块，求木块在水平地面移动的距离S。

29．（2018•包河区二模）在物理学中，物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，可用Ep表示，重力势能Ep与物体的质量m与被举的高度h之间的定量关系可用Ep＝mgh表示，物体由于运动而具有的能叫动能，可用Ek表示，物体的动能与物体的质量m，运动速度v的定量关系可用Ek=12mv2表示。如图所示，一个质量m为5kg的物体，从斜长s为10m，倾角θ为30°的光滑斜面顶端由静止自由滑行到斜面底部，不计空气阻力，请完成下列问题：
（1）求该物体自斜面顶端由静止自由滑行到斜面底部的过程中，重力对物体做功多少焦耳？
（2）由于斜面光滑且不计空气阻力，则乙物体从斜面顶端滑行到斜面底部的过程中，其机械能守恒。求该物体从斜面顶端由静止自由滑行到斜面底端的瞬时速度大小为多少？

30．（2018•庐阳区二模）物体做功的过程就是能量转化的过程，例如不计空气阻力时，物体自由下落时重力做了多少功，物体的动能就增加了多少。物体动能EK的计算公式是EK=12mv2，m表示物体的质量，v表示物体的速度。
（1）当物体从静止开始自由下落时，下落5m后物体的速度是多少？
（2）当物体自由下落时先后测得两个位置速度分别为v1，v2，求这两个位置距离h。
31．（2020•包河区二模）如图所示，A、B两个物体用一根轻质的不可伸缩且绷紧的绳子连接起来，在水平向右的拉力F作用下一起沿水平地面以0.5m/s的速度匀速直线运动了1min，已知F＝30N，B物体受到的摩擦力fB＝20N，不计空气阻力。求：
（1）绳子的拉力大小；
（2）绳子的拉力对A物体做功的大小。

32．（2020•合肥一模）如图所示有一款大鼻子校车满载时总重为2×105N，最大功率为80kW，若以最大功率匀速行驶的效率为40%，百公里耗油量为25L，已知柴油热值为4×107J/L．试求：
（1）校车以最大功率行驶时所受的阻力；
（2）校车以最大功率行驶时的速度。

五．解答题（共1小题）
33．（2020•肥东县一模）建筑物的“整体平移”就是将大楼托换到一个托架上，这个托架下部有滚轴，滚轴下部有轨道，然后将建筑物与地基切断，这样建筑物就形成了一个可移动体，然后用牵引设备将其移动到固定的新基础上。
（1）某次平移过程中，机械用4×106N的拉力拉动别墅缓慢平移了50m，机械对别墅做了多少功？
（2）这幢别墅质量达1×107kg，而地面能承受的最大压强不能超过5×105Pa，为防止房屋下陷，支承面至少要多大面积？（支承面的质量忽略不计，g＝10N/kg）


2018-2020年安徽中考物理复习各地区模拟试题分类（合肥专版）（7）——功和机械能
参考答案与试题解析
一．选择题（共11小题）
1．【解答】解：
A．惯性大小只与物体的质量有关，与其他因素无关，上坡前用力蹬车，是为了增大骑行者和单车的动能；而骑行者和单车的质量不变，其惯性不变，故A错误；
B．匀速下坡时，质量不变、速度不变，则动能不变，高度减小，重力势能减小；因机械能等于动能与势能的总和，所以骑行者和单车的机械能减小，故B正确；
C．在水平路面上匀速直线骑行时，单车处于平衡状态，所以单车受到的力为平衡力，故C错误；
D．匀速转弯时，骑行者的运动方向发生了变化，其受到的不是平衡力，故D错误。
故选：B。
2．【解答】解：A、小球运动过程中，要克服摩擦力做功，机械能减小，小球质量不变，故小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＞vB＞vC，故A正确；
B、A、B两点高度相同，所以重力势能相等，速度不同，动能不同；在粗糙的弧形轨道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，所以小球下落过程中，减小的动能全部用来克服摩擦力做功，所以小球在A、B两点的动能之差等于小球从A点到B点克服摩擦力做的功，故B正确；
C、小球在A、B两点的高度相同，质量相同，具有的重力势能相同；故C正确；
D、小球受到竖直向下的重力的作用，下落中，移动了距离，小球的重力是做功的，因为是粗糙的弧形轨道，所以受摩擦力，要克服摩擦力做功，故D错误；
故选：D。
3．【解答】解：图中射出的牙签由于运动的速度很大，所以它具有很大的动能，能穿透易拉罐。
故选：A。
4．【解答】解：A、匀速水平飞行的飞艇，速度不变，所以动能不变；高度不变，所以重力势能不变，故机械能不变，故A错误；
B、加速起飞的飞机，速度变大导致动能增大，高度升高导致重力势能增加，故机械能增大，故B正确；
C、减速下降的热气球，速度减小导致动能减小，高度降低导致重力势能减小，故机械能减小，故C错误；
D、等待发射的火箭，速度为零，故动能为零，所处的位置不变，故重力势能不变，则机械能保持不变，故D错误。
故选：B。
5．【解答】解：
A、从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，不计空气等阻力，小球的机械能不断转化为弹簧的弹性势能，弹簧的弹性势能不断增大，小球的机械能一直在减小，故A错误；
B、小球在下落过程中，高度一直减小，重力势能一直减小，故B错误；
C、据图乙可知，小球的速度先变大，后变小，所以小球的动能先变大，后变小，故C正确；
D、在上述过程中，小球受竖直向上的弹力、竖直向下的重力。开始时，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当弹力与重力相等时，合力为零。小球再向下运动，弹力大于重力，合力向上，小球速度减小，当在c点时，弹簧的形变最大，弹力最大，弹性势能最大，故D错误。
故选：C。
6．【解答】解：A、B点弹力等于重力，A到B点过程中，重力大于弹力，运动员做加速运动，故A错误；
B、从B点到C点过程中，弹力大于运动员重力，运动员减速下落，故B正确；
C、到达C点时，运动员的速度值为0；动能最小，故C错误；
D、从A﹣B﹣C的过程中一部分能量会转化为弹性势能，故从A﹣B﹣C运动员的动能和重力势能的总和会变，故D错误
故选：B。
7．【解答】解：A、铁球从A位置开始向下运动，重力大于弹力，即向下做加速运动，速度变大；到达B位置速度达到最大，即此时球的重力等于弹力，再向下运动，弹力大于重力，即小球做减速运动，速度变小，到达C位置小球的速度变为零，故其动能是先变大，后变小，故A错误；
B、据A可知，该过程中，动能先变大，后变小；其高低一直变小，所以重力势能一直变小，故B错误；
C、从A到B的运动过程中，弹簧被压缩，其弹性势能增大，即该过程中铁球的一部分动能和势能转化为弹簧的弹性势能，由于总的机械能是不变的，故铁球的动能和重力势能之和是减小的，故C错误；
D、据图可知，在C位置弹性形变程度最大，故弹性势能最大，故D正确；
故选：D。
8．【解答】解：质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，他克服重力的大小相等，采用跨越式时的重心高度一定大于横杆的高度h，但采用背越式时，由于运动员的手、头、躯干和四肢不是同时通过横杆，运动员的重心高度有可能比横杆的高度h低，所以运动员用背越式克服重力所做的功不一定大于mgh，用跨越式克服重力所做的功必须大于mgh，因此选项A、B、D的说法不正确，C说法正确。
故选：C。
9．【解答】解：A、不计斜面的摩擦及空气阻力，小球在斜面上受重力和斜面对它的支持了，合力沿斜面向下，不为0，故小球会被加速，故A正确；
B、小球从斜面运动到水平面上，在重力方向上移动了距离，重力对小球做功，将重力势能转化为动能，故B正确；
C、同一小球从斜面的不同高度处释放，较高位置的小球重力对小球做功多，有更多的重力势能转化为动能，质量相同，所以到达水平面获得的速度也越大，故C正确；
D、质量不同的钢球与铜球相同高度处释放，到水平面的速度相同，只是质量较大的铜球会有更多的重力势能转化为动能，动能较大，故D错误；
故选：D。
10．【解答】解：
A、小球在重力的方向上通过的距离为h，则重力所做的功为W＝Gh＝mgh，故A正确；
B、小球在最高点具有重力势能，在下落的过程中，机械能守恒，在C位置时，动能为0，重力势能全部转化为弹性势能，即弹性势能等于克服重力所做的功W＝mgh，故B正确；
C、B位置小球速度最大，则小球从A到B速度增加，重力不变，根据公式P＝Gv可知，重力做功的功率是变大的，故C正确；
D、B位置小球速度最大，C位置速度为0，速度越来越小，根据公式P＝Gv可知，重力做功的功率是变小的，故D错误。
故选：D。
11．【解答】解：A、小球从a到c加速下滑，小球质量不变，速度增大，故动能增大；同时高度减小，重力势能减小，所以小球的部分重力势能转化为动能，故A正确；
B、小球从c到d减速上坡，小球质量不变，速度减小，故动能减小；同时高度增加，重力势能增大，所以小球的部分动能转化为重力势能，故B正确；
C、由于接触面粗糙，小球从b运动到d的过程中，有一部分机械能会转化为内能，故小球在b点的机械能大于在d点的机械能，即小球的机械能不断减少，故C正确；
D、由于接触面粗糙，所以小球从b到d的过程中部分机械能会转化为内能，小球的机械能减小，故D错误。
故选：D。
二．填空题（共9小题）
12．【解答】解：卫星在发射加速升空的过程中，由于其速度变大，故动能增大，由于其高度变大，故重力势能增大，故卫星的机械能增大。
故答案为：不断增大。
13．【解答】解：如果横坐标表示路程s，纵坐标表示力F，功等于力和距离的乘积，则阴影部分的面积表示功。
故答案为：功。
14．【解答】解：
小球从A点摆动到B点的过程中，细线对小球有拉力，但小球在拉力的方向上没有移动距离，所以细线的拉力对小球不做功。
故答案为：不做。
15．【解答】解：月球车在地球上受到的重力：
G＝mg＝135kg×10N/kg＝1350N；
月球车在月球表面受到的重力：
G′=16×G=16×1350N＝225N；
阻力：f＝0.2G′＝0.2×225N＝45N，
由于月球车水平匀速直线前进，受平衡力的作用，则F牵＝f＝45N，
则牵引力做的功：
W＝F牵s＝45N×10m＝450J。
故答案为：450。
16．【解答】解：不计空气阻力，球从最高点到落地的过程中，球只受到重力作用，重力的方向是竖直向下，球在重力作用下通过的距离为h＝2.8m，重力对实心球做功：
W＝Gh＝20N×2.8m＝56J。
故答案为：56。
17．【解答】解：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，在此过程中（不计空气阻力）只有重力做功，
则机械能守恒，所以此过程中小球的机械能大小不变。
由于此过程机械能守恒，则有mgh=12mv2，将h＝0.2m，g＝10m/s2代入上式，
解得：v＝2m/s。
故答案为：不变；2。
18．【解答】解：据图乙可知，在锥体开始自己往上“爬”的过程中，质量不变，其重心的位置不断降低，所以高度降低，所以重力势能一直减小。
故答案为：一直减小。
19．【解答】解：当脚接触跳板M直至弹簧K被压缩至最短的过程中，分为两个阶段：
①当向下的压力大于弹力时，合力方向向下，做加速运动，即速度越来越大，此过程中动能增大；
②当向下的压力小于弹力时，合力方向向上，做减速运动，即速度越来越小，直至为0，动能逐渐减小；
因此动能先增大后减小。
故答案为：增大；减小。
20．【解答】解：农药喷洒飞机正在同一高度匀速执行喷洒农药工作的时候，虽然速度和高度不变，但是由于飞机（包含农药）的质量减小，故其动能和重力势能均减小，故机械能减小。
故答案为：减小。
三．实验探究题（共1小题）
21．【解答】解：
（1）分析甲、乙两种情况可知，小球的质量m1＜m2，从相同的高度落下，观察到质量更大的乙陷入沙子的深度更深，即最初乙的重力势能更大，由此可知重力势能的大小与物体的质量有关；
（2）小铁球落入细沙后，与沙子摩擦，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为内能；
（3）根据表中实验数据可知，小球下落高度与所用时间的平方的关系是：h＝4.9t2；
故答案为：（1）质量；（2）内；（3）h＝4.9t2。
四．计算题（共11小题）
22．【解答】解：（1）由v=st可得，物体移动的距离：
s＝vt＝4m/s×5s＝20m，
拉力F做的功：
W＝Fs＝10N×20m＝200J；
（2）因为斜面光滑，所以，物体由B点运动到C点的过程中机械能守恒，
则有：mghC=12mv2，
解得：hC=v22g=(4m/s)22×10N/kg=0.8m。
答：（1）5s内拉力F做的功为200J；
（2）C点距离水平地面的高度为0.8m。
23．【解答】解：
（1）由图知，斜面高度h＝sinθ•L＝sin30°×8m＝4m，
物块从斜面顶滑到斜面底端的水平面上的过程中重力做功：
W＝Gh＝100N×4m＝400J；
（2）由题知，物块沿着斜面匀速下滑，不计空气阻力，
减小的重力势能全部用来克服摩擦做功，所以W＝Wf，
即：Gh＝fL，
mg•sinθ•L＝f•L，
解得：f＝mgsinθ。
答：（1）物块从斜面顶滑到斜面底端的水平面上的过程中，重力做功400J；
（2）证明过程见上。
24．【解答】解：拉力F做功：
WF＝Fscos37°＝10N×5m×0.8＝40J。
答：此过程中拉力F所做的功为40J。
25．【解答】证明：（1）物块从A点下滑到达B点时，重力势能全部转化为动能，即mgh=12mv2，则v=2gh；
（2）物块由静止开始从高为h的A点滑下，经B点进入水平面，最后静止在C点，若水平面上所受阻力为f，机械能全部转化为内能，则mgh＝fSBC；则SBC=mghf。
26．【解答】解：
根据题意：小球从斜面底端沿光滑斜面向上运动的过程中机械能守恒；
小球到达斜面最高点时动能全部转化为重力势能；
Ek＝Ep，即：12mv2＝mgh，
小球能运动到斜面上的最大高度h=v22g。
27．【解答】解：
（1）由题知，物体质量和被抛出时的高度和速度，
物体的重力势能：Ep＝mgh＝0.5kg×10N/kg×7m＝35J；
动能EK=12mv2=12×0.5kg×（10m/s）2═25J；
（2）不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程机械能守恒，
故E′p＝Ep+Ek
0.5kg×10N/kg×（H+7m）＝35J+25J
解得：H＝5m。
答：（1）物体被抛出时的重力势能为35J，动能为25J；
（2）物体上升到最高点时离抛出点的高度为5m。
28．【解答】解：（1）钢球在斜面顶端的重力势能：
Ep＝mgh＝0.2kg×10N/kg×0.45m＝0.9J；
（2）钢球与接触面的摩擦力忽略不计，其重力势能全部转化为动能，
则Ep＝Ek=12mv2，即0.9J=12×0.2kg×v2
解得v＝3m/s；
（3）碰撞过程中钢球动能的60%转移给木块，
克服摩擦力做功：W＝60%Ek＝60%×0.9J＝0.54J，
由W＝fs可得，木块在水平地面移动的距离：
s=Wf=0.54J2N=0.27m。
答：（1）钢球在斜面顶端的重力势能为0.9J；
（2）钢球刚到达斜面底端的速度为3m/s；
（3）木块在水平地面移动的距离为0.27m。
29．【解答】解：
（1）因为在直角三角形中，θ为30°，
所以，h=12s=12×10m＝5m，
则重力对物体做功：W＝Gh＝mgh＝5kg×10N/kg×5m＝250J；
（2）重力势能Ep＝W＝250J，
因为斜面光滑，且不计空气阻力，乙物体从斜面顶端滑行到斜面底部的过程中，其机械能守恒，
所以，动能Ek＝Ep＝250J，
即12mv2＝250J，
代入数值得：12×5kg×v2＝250J，
解得，v＝10m/s。
答：（1）该物体自斜面顶端由静止自由滑行到斜面底部的过程中，重力对物体做功250焦耳；
（2）该物体从斜面顶端由静止自由滑行到斜面底端的瞬时速度大小为10m/s。
30．【解答】解：（1）①由于重力做功等于物体动能的变化量，设下落高度为h，
则重力做功：
W＝Gh＝mgh；
动能的增加量为：
Ek2﹣Ek1=12mv2-12mv02；
得mgh=12mv2-12mv02，﹣﹣﹣①
（1）当物体从静止开始自由下落时，v0＝0；
故下落5m后物体的速度是：v=2gh；
（2）由①可得：下落高度为h=v22-v122g；
答：（1）当物体从静止开始自由下落时，下落5m后物体的速度是2gh；
（2）当物体自由下落时先后测得两个位置速度分别为v1，v2，这两个位置距离h=v22-v122g。
31．【解答】解：
（1）对于物体B，在水平方向上做匀速直线运动，受到向右的拉力F、向左的摩擦力fB、绳子向左的拉力F拉作用，
F＝fB+F拉，
绳子的拉力大小：
F拉＝F﹣fB＝30N﹣20N＝10N；
（2）由于力的作用是相互的，物体A受到的拉力：
FA＝F拉＝10N，
物体A移动距离：
s＝vt＝0.5m/s×60s＝30m，
绳子的拉力对A物体做功：
W＝FAs＝10N×30m＝300J。
答：（1）绳子的拉力大小为10N；
（2）绳子的拉力对A物体做功大小为300J。
32．【解答】解：
（1）25L柴油完全燃烧放出的热量：
Q＝Vq＝25L×4×107J/L＝1×109J，
由η=WQ×100%得，柴油机对外所做的机械功：
W＝ηQ＝40%×1×109J＝4×108J，
由W＝Fs可得，柴油机的牵引力：
F=Ws=4×108J1×105m=4000N，
因为汽车做匀速直线运动，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，
所以，校车以最大功率匀速行驶时所受的阻力f＝F＝4000N。
（2）由P=Wt=Fst=Fv得，校车以最大功率行驶时的速度：
v=PF=8×104W4000N20m/s。
答：（1）校车以最大功率行驶时所受的阻力为4000N；
（2）校车以最大功率行驶时的速度为20m/s。
五．解答题（共1小题）
33．【解答】解：（1）机械对别墅W＝FS＝4×106N×50m＝2×108J；
答：机械对别墅做功2×108J；
（2）别墅对地面的压力F＝G＝mg＝1×107kg×10N/kg＝1×108N；
支撑面的面积S=FP=1×108N5×105Pa=200m2。
答：支撑面的面积最小为200m2。