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备战2021中考物理章节专题训练——专题十一：功和机械能
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备战2021中考物理章节专题训练——专题十一：功和机械能
【专题一：功】
【例1】下列情况中做功最多的是
A. 将200N的一袋大米竖直向上匀速提高10m
B. 将200N的木箱用10N的水平拉力使其在水平面上前进10m
C. 重为400N的木箱在光滑的水平面上匀速移动10m
D. 大力士用力举着800N的杠铃不动
【针对训练】
1.下列生活实例中，力对物体做功的有（ ）
A. 甲和乙 B. 甲和丙 C. 乙和丙 D. 丙和丁
2. 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，F的大小与时间t的关系如图乙所示；物体运动的速度v与时间t的关系如图丙所示．则下列说法中正确的是（ ）
A. 0～2s内物体不受摩擦力的作用
B. 2～4s内物体受到的摩擦力与拉力是一对平衡力
C. 2～4s内物体做匀速直线运动
D. 4～6s内拉力做功16J
【专题二：功率】
【例2】美国研制出“会飞的汽车”，如图所示，其车身和一般汽车相似，但车门多了两个可折叠的翅膀，在陆地行驶时，翅膀折叠，在空中飞行时，翅膀张开．汽车的质量为600 kg，地面最大行驶速度可达150 km／h，轮胎与地面接触的总面积约为0.12 m2，空中最大飞行速度可达200 km／h，发动机功率为75 kW．问：
(1)该汽车在地面以最大行驶速度匀速行驶0.2 h，通过的距离是多少?
(2)该汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少?
(3)若汽车在空中以最大飞行速度匀速飞行200 km，汽车受到的牵引力是多少?
【针对训练】
1.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的图像如图所示.根据图像，下列判断正确的是( )
A. 物体10 s时的速度大于4s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
2.在自由下落过程中物体运动速度会越来越快．一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC，如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则下列关系正确的是：
A. W1≠W2P1≠P2 B. W1＝W2P1＝P2
C. W1＝W2P1>P2 D. W1＝W2P1
【例3】“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”．如图，人将一根有弹性的绳子系在身上．另一端固定在跳台上．人从跳台跳下，落至图中A点时弹性绳刚好被拉直，下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等，图中C点是人能达到的最低点．不计空气阻力，下列说法正确的是
A. 从A点到B点，绳子弹性势能增大，重力做功变快
B. 到达C点时，人的动能为零，受到的合力为零
C. 从B点到C点，人的重力势能转化为动能
D. 从B点到C点，人的动能一直在减少
【针对训练】
1.如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是( )
A. 卫星在近地点时，动能最大，机械能最大
B. 卫星在远地点时，势能最大，机械能最大
C. 卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
D. 卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
2. 过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动．过山车时而从轨道的最低端上升到最高端，时而从最高端飞驰而下．不计能量损失，下列说法正确的是
A. a点机械能小于b点机械能
B. d点动能最大，b点势能最大，c点机械能最大
C. 由a到b的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变
D. 由b到c的过程中，动能增大，势能减少，机械能变大
【专题四：探究动能大小与哪些因素有关】
【例4】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．
（1）该实验利用了转换法，通过观察________来判断________的动能的大小；
（2）让同一小球从斜面不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与________的关系；
（3）换用质量不同的小球，使它们从斜面的________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与________的关系．若水平面绝对光滑，本实验将________（选填“能”或“不能”）达到探究目的．
【针对训练】
1.下图是探究物体的动能跟哪些因素有关的实验图．
（1）实验中通过观察木块B被钢球撞出距离的长短，来判断钢球动能大小，这种实验方法叫__（选填”控制变量法“、”转换法“或”理想模型法“）．
（2）让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块B被撞得越远，所以质量相同时，钢球的速度越大，动能就__．改变钢球的质量，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下，__的钢球将木块B撞得越远，其动能就越大．
2.如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA=mB＜mC ， hA=hC＞hB）推动纸盒运动一段距离后静止.
（1）要研究动能与质量的关系，我们要选择________两图来进行比较.实验中通过观察________的大小，来判断小球动能的大小.
（2）实验中为了研究动能大小与质量的关系.需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是________.
（3）要研究动能与速度的关系，我们应该选择________两图来进行实验.
【专题五：探究势能与哪些因素有关】
【例5】如图是研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验．图中三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块A、B、C撞击后陷入沙坑的情况，在此实验中，mA=mC＜mB， 铁块所处的初始高度hA=hB＜hC ．
（1）实验中我们通过观察________来比较重力势能的大小．
（2）为探究“重力势能大小与物体的质量的关系”，应对比________两铁块的撞击实验，得到的结论是：____．
【针对训练】
1.下面是兴趣小组的同学进行实验的装置
（1）让小车从如图甲所示的位置由静止释放，利用此方案探究动能大小与质量的关系， 需要改进的地方是________．
（2）图乙中只用一个木块，可以探究物体重力势能大小与物体________的关系，操作 时应该让木块从________（选填“相同”或“不同”）的高度自由下落．
2.在探究弹簧的弹性势能的大小与哪些因素有关时，小阳提出了如下猜想：
猜想①：弹性势能的大小与弹簧被压缩的长度有关；
猜想②：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
猜想③：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关；
猜想④：弹性势能的大小与弹簧的原长有关；
接下来，小阳首先选用弹簧、小球、木块和长刻度尺各一个，按照如图所示的实验进行探究．实验中木块起始位置相同，实验记录的数据如下表．
（1）弹簧将小球弹开的过程中，是将的弹性势能转化成小球的______能；
（2）由于弹性势能的大小不便于用仪器测量，本实验中把弹性势能的大小转换为______，这种研究问题的方法叫转换法；
（3）分析表中数据可以验证猜想______；（选填序号）得到的实验结论是______．
（4）如果要探究弹性势能的大小与弹簧的粗细是否有关，需要控制的变量有______、______、______．
【达标测练】
1.在下列实例中，其中没有做功的是（ ）
A. 叉车举起货物 B. 直升机吊起架电线的铁塔
C. 马拉动原木 D. 小宇用力但没有推动大石块
2.甲、乙两个集装箱质量相同，用起重机将甲集装箱以0.5m/s的速度提升10m，再将乙集装箱以1m/s的速度提升到相同高度，那么起重机（ ）
A. 第一次做功多，功率大
B. 第二次做功多，功率大
C. 两次做功一样多，功率一样大
D. 两次做功一样多，第二次功率大
3.一架飞机匀速地沿着一定高度对一片森林喷洒农药，在此过程中，该飞机的机械能变化是（ ）
A. 不变 B. 减少 C. 增大 D. 无法确定
4.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，机械效率越低 D. 机器的功率越大，做的有用功越多
5. 一个同学用120N的力，将一个重4N的足球踢到25m远处. 对他踢球时做功的情况，下列说法正确的是
A. 做功300J B. 做功100J C. 没有做功 D. 条件不足，无法计算
6.下列物体的动能不发生变化的是（ ）
A. 正在匀速向前洒水的洒水车 B. 正在空投救援物资的匀速飞行的飞机
C. 在空中匀速下落的跳伞运动员 D. 从光滑的斜面上下滑的木块
7.将重为2N的物体A挂于弹簧测力计下，测力计与物体A共同处于静止或匀速直线运动状态，已知匀速运动的速度v1＜v2＜v3 ． 关于测力计和物体A的描述：①弹簧测力计的示数等于2N；②测力计对物体A的拉力做功的功率最大；③物体A的重力势能增加．图所示的四种情景中，同时符合以上三条描述的是
8.如图所示，小华把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，铁锁向前摆去又摆回．下列说法正确的是
A. 锁不断地来回摆动，是因为动能不断增加
B. 锁向下摆的过程中，重力势能转化为动能
C. 锁摆到最低点后会继续上升，是因为受重力作用
D. 锁摆动的过程中，机械能总量不变，所以摆回来时会碰到鼻子
9.下雨时雨滴匀速下落，下落过程中雨滴的动能_________，势能_________，机械能_________（选填“变大”、“变小”或“不变”），下落过程中雨滴对地球_________（选填“有”或“无”）作用力．
10.一起重机将重为1.2×104N的钢材竖直匀速提升3m后，又沿水平方向匀速移动5m，在整个过程中起重机对钢材做的功为 J．
11.如图所示，在研究物体动能与哪些因素有关的实验中，将A、B、C三个小球先后从同一装置的hA、hB、 hC高处滚下（mA=mB＜mC，hA=hC＞hB）推动纸盒运动一段距离后静止．
（1）要研究动能与质量关系，我们应选择____________两图比较
（2）要研究动能与速度的关系，我们应选择____________两图比较
（3）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，____球的动能最大
12.学校买了一箱物理器材，小军同学将它从一楼搬运到三楼．小力同学想测量小军搬运器材过程中对箱子所做功的功率．
（1）测量所需要的器材有：__________、____________、_____________．
（2）小力同学设计的实验步骤如下，其中多余的是（ ）
A、测出箱子所受的重力
B、测出楼梯的总长度
C、测出一楼到三楼的竖直高度
D、测出小军上楼所用的时间
E、算出小军搬运箱子的功率
（3）请你帮小力设计一个实验记录表格．
13.一质量为3 000 kg 的汽车沿着长为 5.4 km 的盘山公路匀速行驶．当它从山脚行驶到高为 0.5 km 的山顶时，耗时15 min，汽车发动机的牵引力为4 000N．求：
（1）汽车的行驶速度；
（2）汽车发动机的牵引力做的功；
（3）汽车发动机的牵引力的功率．
备战2021中考物理章节专题训练——专题十一：功和机械能参考答案
【专题一：功】
【例1】下列情况中做功最多的是
A. 将200N的一袋大米竖直向上匀速提高10m
B. 将200N的木箱用10N的水平拉力使其在水平面上前进10m
C. 重为400N的木箱在光滑的水平面上匀速移动10m
D. 大力士用力举着800N的杠铃不动
【答案】A
【解析】
将200N的一袋大米竖直向上匀速提高10m，所做的是：W=FS=200N×10m=2000J；用10N的水平拉力使重200N的木箱在水平面上前进10m，木箱在拉力所做的功是：W=FS=10N×10m=100J；人扛着400N的木箱在光滑的水平面上匀速前进10m，由于人对木箱的支持力的方向是竖直向上，而移动的距离在水平方向，所以人对木箱没有做功；大力士用力举着800N的杠铃不动，由于在力的方向没有移动距离，所以大力士没有对杠铃做功，综上所述A做功最多，故选A．
【针对训练】
1.下列生活实例中，力对物体做功的有（ ）
A. 甲和乙 B. 甲和丙 C. 乙和丙 D. 丙和丁
【答案】B
【解析】
甲：小车在推力作用下向前移动了一段距离，有力、在力的方向上有距离，对小车做了功；
乙：提着滑板在水平路面上前行，在提滑板的力的方向上没有移动距离，不做功；
丙：物体在绳子的拉力下升高，有力、在力的方向上有距离，力对物体做了功；
丁：搬而未起，只有力而没有距离，不做功；
可见，做功的是甲图和丙图，没有做功的是乙图和丁图，故选B．
2. 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，F的大小与时间t的关系如图乙所示；物体运动的速度v与时间t的关系如图丙所示．则下列说法中正确的是（ ）
A. 0～2s内物体不受摩擦力的作用
B. 2～4s内物体受到的摩擦力与拉力是一对平衡力
C. 2～4s内物体做匀速直线运动
D. 4～6s内拉力做功16J
【答案】AD
【解析】
A．由乙、丙图象可知，0～2s内物体受到的拉力为0、速度为0，没有相对运动或相对运动趋势，故不受摩擦力的作用，故A正确；
BC．物体做匀加速直线运动，此时拉力不等于摩擦力，不符合二力平衡条件，故BC不正确；
D．在4～6s内拉力为F=2N，速度为v=4m/s，拉力对物体做的功：
W=Fs=Fvt=2N×4m/s×2s=16J，
故D正确．
【专题二：功率】
【例2】美国研制出“会飞的汽车”，如图所示，其车身和一般汽车相似，但车门多了两个可折叠的翅膀，在陆地行驶时，翅膀折叠，在空中飞行时，翅膀张开．汽车的质量为600 kg，地面最大行驶速度可达150 km／h，轮胎与地面接触的总面积约为0.12 m2，空中最大飞行速度可达200 km／h，发动机功率为75 kW．问：
(1)该汽车在地面以最大行驶速度匀速行驶0.2 h，通过的距离是多少?
(2)该汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少?
(3)若汽车在空中以最大飞行速度匀速飞行200 km，汽车受到的牵引力是多少?
【答案】(1) 30km (2)(3)
【解析】
(1) 通过的距离是：s =vt=150km/h×0. 2h= 30km
（2） F压=G=mg=600kg×10N/kg =6×103N
(3)t，W=Pt=；
【针对训练】
1.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的图像如图所示.根据图像，下列判断正确的是( )
A. 物体10 s时的速度大于4s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
【答案】B
【解析】
A、从图象上看，0～6s和6s～12s物体以不同的速度做匀速直线运动，而0～6s过程中通过的路程是3m，6～12s的过程中通过路程为1m，因为相同时间内通过的路程越多，速度越大，因此0～6s的速度大于6～12s的速度，即4s时的速度大于10s时的速度，故A错误；BD、0～6s和6s～12s物体以不同的速度做匀速直线运动，拉力等于阻力，0～6s物体所受的拉力等于6～12s物体所受的拉力，0～6s过程中通过的距离为3m；6～12s的过程中通过的距离为1m，由W＝Fs可知，0~6s拉力做的功大于6s~12s拉力做的功，故B正确，D错误；C、由于速度发生了改变，根据P＝Fv可知，由0～6s的速度大于6～12s的速度，0～6s拉力对物体做功的功率大于6～12s拉力对物体做功的功率，故C错误．故选B．
2.在自由下落过程中物体运动速度会越来越快．一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC，如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则下列关系正确的是：
A. W1≠W2P1≠P2 B. W1＝W2P1＝P2
C. W1＝W2P1>P2 D. W1＝W2P1
【解析】
由于在自由下落过程中物体运动速度会越来越快，AB＝BC，故通过AB所用的时间大于通过BC所用的时间，由W=Gh，P=W/t知，重力不变，故通过AB所做的功等于通过BC所做的功，通过AB的功率小于通过的功率，故正确选项是D．
【专题三：机械能转化和守恒】
【例3】“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”．如图，人将一根有弹性的绳子系在身上．另一端固定在跳台上．人从跳台跳下，落至图中A点时弹性绳刚好被拉直，下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等，图中C点是人能达到的最低点．不计空气阻力，下列说法正确的是
A. 从A点到B点，绳子弹性势能增大，重力做功变快
B. 到达C点时，人的动能为零，受到的合力为零
C. 从B点到C点，人的重力势能转化为动能
D. 从B点到C点，人的动能一直在减少
【答案】AD
【解析】
蹦极者从最高点到A时，重力势能转化为动能，重力势能越来越小，动能越来越大；从A点到B点的过程中，受到向下的合力做加速运动，所以速度越来越快，动能越来越大；在B点时，合力为零；在B点以下，受到向上的合力做减速运动，速度越来越小，动能越来越小，最低点时速度为零．所以蹦极者从A到B过程中，动能增大；在B到C的过程中动能减少，在C点动能为零．
综上所述，从A点到B点，绳子弹性势能增大，重力做功变快，A正确；
到达C点时，人的动能为零，但受到的合力不为零，B错误；
从B点到C点，动能减少，故不是重力势能转化为动能，C错误；
从B点到C点，人的动能一直在减少，D正确．
故选AD．
【针对训练】
1.如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是( )
A. 卫星在近地点时，动能最大，机械能最大
B. 卫星在远地点时，势能最大，机械能最大
C. 卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
D. 卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
【答案】C
【解析】
卫星在近地点时，速度最大，动能最大，距离地球最近，势能最小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故A错误；卫星在远地点时，速度最小，动能最小，距离地球最远，势能最大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故B错误；卫星从近地点向远地点运行时，速度越来越小，动能逐渐减小，距离地球越来越远，势能逐渐增大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故C正确；卫星从远地点向近地点运行时，速度越来越大，动能逐渐增大，距离地球越来越近，势能逐渐减小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故D错误；故应选C．
2. 过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动．过山车时而从轨道的最低端上升到最高端，时而从最高端飞驰而下．不计能量损失，下列说法正确的是
A. a点机械能小于b点机械能
B. d点动能最大，b点势能最大，c点机械能最大
C. 由a到b的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变
D. 由b到c的过程中，动能增大，势能减少，机械能变大
【答案】C
【解析】
过山车时而从轨道的最低端上升到最高端，时而从最高端飞驰而下．不计能量损失，由a到b的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变.所以选C．
【专题四：探究动能大小与哪些因素有关】
【例4】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．
（1）该实验利用了转换法，通过观察________来判断________的动能的大小；
（2）让同一小球从斜面不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与________的关系；
（3）换用质量不同的小球，使它们从斜面的________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与________的关系．若水平面绝对光滑，本实验将________（选填“能”或“不能”）达到探究目的．
【答案】（1）木块移动的距离、小球（2）速度 （3） 相同 、 质量 、不能
【解析】
（1）实验中，通过小球推动木块运动距离的大小来反映小球动能的大小；（2）若探究速度对动能的影响，应使小球的质量相同，速度不同，所以需使同一小球的小车从斜面的不同高度由静止滑下；（3）换用质量不同的小球，使它们从斜面的相同高度由静止滚下，推动木块做功，这是为了探究动能的大小与质量的关系；若水平面绝对光滑，小球将不能静止，会一直运动下去，将不能达到探究目的．
【针对训练】
1.下图是探究物体的动能跟哪些因素有关的实验图．
（1）实验中通过观察木块B被钢球撞出距离的长短，来判断钢球动能大小，这种实验方法叫__（选填”控制变量法“、”转换法“或”理想模型法“）．
（2）让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块B被撞得越远，所以质量相同时，钢球的速度越大，动能就__．改变钢球的质量，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下，__的钢球将木块B撞得越远，其动能就越大．
【答案】 (1). 转换法 (2). 越大 (3). 质量大
【解析】
（1）比较木块移动距离是为了比较钢球具有动能的大小，物理学称这种实验方法为转换法；（2）钢球放置位置越高，滑到水平面的速度越大，将木块撞击的更远，这表明质量相同时，速度越大，物体的动能越大；不同小球从同一斜面同一高度滑下，滑到水平面的速度相同，质量大的将木块撞击的更远，这表明速度相同时，质量越大，物体动能越大．
2.如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA=mB＜mC ， hA=hC＞hB）推动纸盒运动一段距离后静止.
（1）要研究动能与质量的关系，我们要选择________两图来进行比较.实验中通过观察________的大小，来判断小球动能的大小.
（2）实验中为了研究动能大小与质量的关系.需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是________.
（3）要研究动能与速度的关系，我们应该选择________两图来进行实验.
【答案】(1). a、c (2). 纸盒子被推动距离(3). 让小球从斜面的同一高度由静止滚下(4). a、b.
【解析】
解：（1）根据控制变量的思想，要研究动能与质量的关系，对图中各因素（质量、速度）的异同点进行分析；可判断出选择ac两图进行比较；实验中动能的大小是通过纸盒子被推动距离（小球对盒子做功多少）反映出来；
（2）为了确保小球到达水平面的速度相同，就必须让小球在同一高度滚下；
（3）根据控制变量的思想，要研究动能与速度的关系，从图中找出质量相同、速度不同的两图即ab；
故答案为（1）a、c；纸盒子被推动距离；
（2）让小球从斜面的同一高度由静止滚下；
（3）a、b．
【专题五：探究势能与哪些因素有关】
【例5】如图是研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验．图中三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块A、B、C撞击后陷入沙坑的情况，在此实验中，mA=mC＜mB， 铁块所处的初始高度hA=hB＜hC ．
（1）实验中我们通过观察________来比较重力势能的大小．
（2）为探究“重力势能大小与物体的质量的关系”，应对比________两铁块的撞击实验，得到的结论是：____．
【答案】 (1). 木桩陷入沙坑的深度 (2). AB (3). 高度一定，质量越大，重力势能越大
【解析】
（1）实验中我们通过观察木桩陷入沙坑的深度，来比较重力势能的大小，凹陷越深重力势能越大；
（2）此实验利用的控制变量法．为探究“重力势能大小与物体的质量的关系”，应控制木桩的初始高度相同，质量不同，对比A、B两铁块的撞击实验，得到的结论是：在高度一定时，质量越大，重力势能越大．
【针对训练】
1.下面是兴趣小组的同学进行实验的装置
（1）让小车从如图甲所示的位置由静止释放，利用此方案探究动能大小与质量的关系， 需要改进的地方是________．
（2）图乙中只用一个木块，可以探究物体重力势能大小与物体________的关系，操作 时应该让木块从________（选填“相同”或“不同”）的高度自由下落．
【答案】 (1). 应使两辆小车从同一高度由静止释放 (2). 高度 (3). 不同
【解析】
（1）决定动能大小的因素有两个：物体的质量和物体的运动速度，探究物体动能大小与质量的关系时，就要控制速度相同，而改变物体质量，故应从同一高度释放小车，使质量不同的小车具有相同的速度；
（2）由题意知道，实验是通过观察比较小桌在沙子中下陷的深度来间接判断物体重力势能大小的，若实验中只用一个木块，则其质量不变，为了探究重力势能与高度的关系，应在探究过程中要注意让物体从不同高度由静止落下．
2.在探究弹簧的弹性势能的大小与哪些因素有关时，小阳提出了如下猜想：
猜想①：弹性势能的大小与弹簧被压缩的长度有关；
猜想②：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
猜想③：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关；
猜想④：弹性势能的大小与弹簧的原长有关；
接下来，小阳首先选用弹簧、小球、木块和长刻度尺各一个，按照如图所示的实验进行探究．实验中木块起始位置相同，实验记录的数据如下表．
（1）弹簧将小球弹开的过程中，是将的弹性势能转化成小球的______能；
（2）由于弹性势能的大小不便于用仪器测量，本实验中把弹性势能的大小转换为______，这种研究问题的方法叫转换法；
（3）分析表中数据可以验证猜想______；（选填序号）得到的实验结论是______．
（4）如果要探究弹性势能的大小与弹簧的粗细是否有关，需要控制的变量有______、______、______．
【答案】 (1). 动 (2). 木块移动的距离 (3). 1 (4). 弹簧的材料、原长和粗细均相同，弹簧被压缩的长度不同，推动木块移动的距离不同 (5). 弹簧的材料 (6). 弹簧的原长 (7). 弹簧被压缩的长度
【解析】
（1）弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化成小球的动能；
（2）弹性势能的大小是通过木块被弹开距离的远近来反映的，木块被弹开的距离越远，说明弹簧的弹性势能越大，这种研究方法叫转换法；
（3）由表中数据可知，弹簧的材料、原长和粗细均相同，弹簧被压缩的长度不同，推动木块移动的距离不同，所以可以验证猜想1：弹性势能的大小与弹簧被压缩的长度有关；
（4）要探究弹性势能的大小与弹簧的粗细是否有关，必须控制弹簧的材料、弹簧的原长、弹簧被压缩的长度均相同，改变弹簧的粗细．
故答案为(1). 动 (2). 木块移动的距离 (3). 1 (4). 弹簧的材料、原长和粗细均相同，弹簧被压缩的长度不同，推动木块移动的距离不同 (5). 弹簧的材料 (6). 弹簧的原长 (7). 弹簧被压缩的长度
【达标测练】
1.在下列实例中，其中没有做功的是（ ）
A. 叉车举起货物 B. 直升机吊起架电线的铁塔
C. 马拉动原木 D. 小宇用力但没有推动大石块
【答案】D
【解析】
A. 叉车举起货物，叉车给货物一个向上的力，并且在这个力的方向上移动了距离．叉车对物体做功．不符合题意．B. 直升机吊起架电线的铁塔，给物体一个向上的力，并且物体在这个力的方向上移动了距离，故直升机对铁塔做功．不符合题意．C. 马拉动圆木，马给圆木一个向前的力，向前移动了距离．马对圆木做了功．不符合题意．D. 用力但没有推动大石块，人给石头一个向前的力，石头向前没有移动距离．人对石头没有做功．符合题意．故选D.
2.甲、乙两个集装箱质量相同，用起重机将甲集装箱以0.5m/s的速度提升10m，再将乙集装箱以1m/s的速度提升到相同高度，那么起重机（ ）
A. 第一次做功多，功率大
B. 第二次做功多，功率大
C. 两次做功一样多，功率一样大
D. 两次做功一样多，第二次功率大
【答案】D
【解析】
根据功的计算公式：W＝Gh，G、h都相同，所以做功相同，根据P＝Fv可知，两次拉力相同，但第二次速度大，所以第二次功率大．故只有选项D符合题意．故选D．
3.一架飞机匀速地沿着一定高度对一片森林喷洒农药，在此过程中，该飞机的机械能变化是（ ）
A. 不变 B. 减少 C. 增大 D. 无法确定
【答案】B
【解析】
飞机沿水平方向匀速飞行，速度不变，高度不变，飞机飞行过程中不断喷洒农药，质量不断变小，所以动能变小，重力势能变小．机械能＝动能势能，动能变小，势能变小，机械能变小．故选B.
4.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，机械效率越低 D. 机器的功率越大，做的有用功越多
【答案】A
【解析】
功率是表示做功快慢的物理量．机器的功率越小，做功越慢；反之机器的功率越大，功率越快．所以A是正确的．
5. 一个同学用120N的力，将一个重4N的足球踢到25m远处. 对他踢球时做功的情况，下列说法正确的是
A. 做功300J B. 做功100J C. 没有做功 D. 条件不足，无法计算
【答案】D
【解析】
作用在物体上的力只是瞬间，物体运动过程中没有再对物体有力的作用，所以无法准确计算，故A、B不正确，虽然是瞬间，但也会让物体移动，即对物体做了功，但球飞出后,他对球不做功，即为零．
6.下列物体的动能不发生变化的是（ ）
A. 正在匀速向前洒水的洒水车 B. 正在空投救援物资的匀速飞行的飞机
C. 在空中匀速下落的跳伞运动员 D. 从光滑的斜面上下滑的木块
【答案】C
【解析】
A. 正在匀速向前洒水的洒水车，速度不变，质量减小，动能减小；B. 正在空中投救援物资的匀速飞行的飞机，速度不变，质量减小，动能减小；C. 在空中匀速下落的跳伞运动员，速度不变，质量不变，动能不变；D. 从光滑斜面上下滑的木块，质量不变，速度变大，动能变大．故选C.
7.将重为2N的物体A挂于弹簧测力计下，测力计与物体A共同处于静止或匀速直线运动状态，已知匀速运动的速度v1＜v2＜v3 ． 关于测力计和物体A的描述：①弹簧测力计的示数等于2N；②测力计对物体A的拉力做功的功率最大；③物体A的重力势能增加．图所示的四种情景中，同时符合以上三条描述的是
【答案】C
【解析】
①由题意可知，物体每次都是处于静止或匀速直线运动状态，即平衡状态，因此，物体受到的是平衡力，则拉力与重力平衡，即弹簧测力计的示数都等于2N；
②首先，做功必须包括力和力方向移动的距离两个要素，A选项中有力无距离，所以不做功；D选项中力与运动方向垂直，所以也不做功，因此，做功的只有BC；
而BC中,v1
8.如图所示，小华把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，铁锁向前摆去又摆回．下列说法正确的是
A. 锁不断地来回摆动，是因为动能不断增加
B. 锁向下摆的过程中，重力势能转化为动能
C. 锁摆到最低点后会继续上升，是因为受重力作用
D. 锁摆动的过程中，机械能总量不变，所以摆回来时会碰到鼻子
【答案】B
【解析】
锁不断地来回摆动，是因为动能和势能可以相互转化，故A错误．铁锁下降过程中，一部分重力势能转化为动能，故B正确．锁摆到最低点后会继续上升，是因为锁具有惯性，故C错误．铁锁回摆后不能碰到鼻子，因为铁锁和空气摩擦，一部分机械能转化为其他形式能，机械能减小，故D错误．故选B．
9.下雨时雨滴匀速下落，下落过程中雨滴的动能_________，势能_________，机械能_________（选填“变大”、“变小”或“不变”），下落过程中雨滴对地球_________（选填“有”或“无”）作用力．
【答案】 (1). 不变 (2). 变小 (3). 变小 (4). 有
【解析】
雨滴匀速下落，雨滴质量不变，速度不变，动能不变．高度变小，重力势能变小．动能不变，重力势能变小，机械能等于动能与势能的和，所以机械能变小．雨滴受重力，物体间力的作用是相互的，雨滴在受到地球引力的同时也给地球一个等大的、反方向的力．
10.一起重机将重为1.2×104N的钢材竖直匀速提升3m后，又沿水平方向匀速移动5m，在整个过程中起重机对钢材做的功为 J．
【答案】3.6×104J
【解析】
起重机对钢材的作用力F=G=1.2×104N，在竖直方向移动时做功W=Fh=1.2×104N×3m=3.6×104J；
在水平向上移动时物体没有竖直向上的距离，故水平运动时拉力不做功，故总功为3.6×104J．
故答案为3.6×104J．
11.如图所示，在研究物体动能与哪些因素有关的实验中，将A、B、C三个小球先后从同一装置的hA、hB、 hC高处滚下（mA=mB＜mC，hA=hC＞hB）推动纸盒运动一段距离后静止．
（1）要研究动能与质量关系，我们应选择____________两图比较
（2）要研究动能与速度的关系，我们应选择____________两图比较
（3）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，____球的动能最大
【答案】 (1). 13 (2). 12 (3). C
【解析】
(1)研究质量与动能的关系时，采用控制变量法保证速度相同，所以保证小球在同一高度滚下，改变质量，1和3符合题意．(2)研究速度与动能的关系时，采用控制变量法保证质量相同，所以小球在不同高度滚下，1和2符合题意．(3)质量越大，速度越大，动能越大，故C球的动能最大．
12.学校买了一箱物理器材，小军同学将它从一楼搬运到三楼．小力同学想测量小军搬运器材过程中对箱子所做功的功率．
（1）测量所需要的器材有：__________、____________、_____________．
（2）小力同学设计的实验步骤如下，其中多余的是（ ）
A、测出箱子所受的重力
B、测出楼梯的总长度
C、测出一楼到三楼的竖直高度
D、测出小军上楼所用的时间
E、算出小军搬运箱子的功率
（3）请你帮小力设计一个实验记录表格．
【答案】 (1). 磅秤 (2). 刻度尺 (3). 秒表 (4). B (5). 见解析
【解析】
(1)测量搬运器材过程中对箱子做功的功率,对箱子做功的功率P＝,由功率公式P＝,可知，需要测量：m为箱子的质量，h为一楼到三楼的竖直高度，t为上楼所用的时间．所以需要台秤测量箱子的质量m、用卷尺测量一楼到三楼的竖直高度h，用秒表测量上楼所用的时间t.(2)由(1)可知,计算功率的表达式为：P＝；(3)由(1)的分析可知，不需要测量楼梯的总长度，故多余的步骤是B；(4)实验数据的记录表格包括箱子的质量、楼梯高度、登楼时间、功率这四个内容，如下表．
箱子质量m/kg
一楼到三楼的竖直高度h/m
所用的时间t/s
功率P/W
13.一质量为3 000 kg 的汽车沿着长为 5.4 km 的盘山公路匀速行驶．当它从山脚行驶到高为 0.5 km 的山顶时，耗时15 min，汽车发动机的牵引力为4 000N．求：
（1）汽车的行驶速度；
（2）汽车发动机的牵引力做的功；
（3）汽车发动机的牵引力的功率．
【答案】（1）6m/s；（2） 2.16×10 7 J ；（3）见解析所示
【解析】
（1）已知t=15min=900s，汽车行驶的速度：．
（2）汽车发动机牵引力做的功：W=Fs=4000N×5.4×103m=2.16×107J，
（3）汽车发动机牵引力的功率：．
答：（1）汽车行驶的速度为6m/s．
（2）汽车发动机牵引力做的功为2.16×107J．
（3）汽车发动机牵引力的功率2.4×104W．
【专题一：功】
【例1】下列情况中做功最多的是
A. 将200N的一袋大米竖直向上匀速提高10m
B. 将200N的木箱用10N的水平拉力使其在水平面上前进10m
C. 重为400N的木箱在光滑的水平面上匀速移动10m
D. 大力士用力举着800N的杠铃不动
【针对训练】
1.下列生活实例中，力对物体做功的有（ ）
A. 甲和乙 B. 甲和丙 C. 乙和丙 D. 丙和丁
2. 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，F的大小与时间t的关系如图乙所示；物体运动的速度v与时间t的关系如图丙所示．则下列说法中正确的是（ ）
A. 0～2s内物体不受摩擦力的作用
B. 2～4s内物体受到的摩擦力与拉力是一对平衡力
C. 2～4s内物体做匀速直线运动
D. 4～6s内拉力做功16J
【专题二：功率】
【例2】美国研制出“会飞的汽车”，如图所示，其车身和一般汽车相似，但车门多了两个可折叠的翅膀，在陆地行驶时，翅膀折叠，在空中飞行时，翅膀张开．汽车的质量为600 kg，地面最大行驶速度可达150 km／h，轮胎与地面接触的总面积约为0.12 m2，空中最大飞行速度可达200 km／h，发动机功率为75 kW．问：
(1)该汽车在地面以最大行驶速度匀速行驶0.2 h，通过的距离是多少?
(2)该汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少?
(3)若汽车在空中以最大飞行速度匀速飞行200 km，汽车受到的牵引力是多少?
【针对训练】
1.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的图像如图所示.根据图像，下列判断正确的是( )
A. 物体10 s时的速度大于4s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
2.在自由下落过程中物体运动速度会越来越快．一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC，如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则下列关系正确的是：
A. W1≠W2P1≠P2 B. W1＝W2P1＝P2
C. W1＝W2P1>P2 D. W1＝W2P1
【例3】“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”．如图，人将一根有弹性的绳子系在身上．另一端固定在跳台上．人从跳台跳下，落至图中A点时弹性绳刚好被拉直，下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等，图中C点是人能达到的最低点．不计空气阻力，下列说法正确的是
A. 从A点到B点，绳子弹性势能增大，重力做功变快
B. 到达C点时，人的动能为零，受到的合力为零
C. 从B点到C点，人的重力势能转化为动能
D. 从B点到C点，人的动能一直在减少
【针对训练】
1.如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是( )
A. 卫星在近地点时，动能最大，机械能最大
B. 卫星在远地点时，势能最大，机械能最大
C. 卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
D. 卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
2. 过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动．过山车时而从轨道的最低端上升到最高端，时而从最高端飞驰而下．不计能量损失，下列说法正确的是
A. a点机械能小于b点机械能
B. d点动能最大，b点势能最大，c点机械能最大
C. 由a到b的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变
D. 由b到c的过程中，动能增大，势能减少，机械能变大
【专题四：探究动能大小与哪些因素有关】
【例4】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．
（1）该实验利用了转换法，通过观察________来判断________的动能的大小；
（2）让同一小球从斜面不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与________的关系；
（3）换用质量不同的小球，使它们从斜面的________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与________的关系．若水平面绝对光滑，本实验将________（选填“能”或“不能”）达到探究目的．
【针对训练】
1.下图是探究物体的动能跟哪些因素有关的实验图．
（1）实验中通过观察木块B被钢球撞出距离的长短，来判断钢球动能大小，这种实验方法叫__（选填”控制变量法“、”转换法“或”理想模型法“）．
（2）让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块B被撞得越远，所以质量相同时，钢球的速度越大，动能就__．改变钢球的质量，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下，__的钢球将木块B撞得越远，其动能就越大．
2.如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA=mB＜mC ， hA=hC＞hB）推动纸盒运动一段距离后静止.
（1）要研究动能与质量的关系，我们要选择________两图来进行比较.实验中通过观察________的大小，来判断小球动能的大小.
（2）实验中为了研究动能大小与质量的关系.需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是________.
（3）要研究动能与速度的关系，我们应该选择________两图来进行实验.
【专题五：探究势能与哪些因素有关】
【例5】如图是研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验．图中三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块A、B、C撞击后陷入沙坑的情况，在此实验中，mA=mC＜mB， 铁块所处的初始高度hA=hB＜hC ．
（1）实验中我们通过观察________来比较重力势能的大小．
（2）为探究“重力势能大小与物体的质量的关系”，应对比________两铁块的撞击实验，得到的结论是：____．
【针对训练】
1.下面是兴趣小组的同学进行实验的装置
（1）让小车从如图甲所示的位置由静止释放，利用此方案探究动能大小与质量的关系， 需要改进的地方是________．
（2）图乙中只用一个木块，可以探究物体重力势能大小与物体________的关系，操作 时应该让木块从________（选填“相同”或“不同”）的高度自由下落．
2.在探究弹簧的弹性势能的大小与哪些因素有关时，小阳提出了如下猜想：
猜想①：弹性势能的大小与弹簧被压缩的长度有关；
猜想②：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
猜想③：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关；
猜想④：弹性势能的大小与弹簧的原长有关；
接下来，小阳首先选用弹簧、小球、木块和长刻度尺各一个，按照如图所示的实验进行探究．实验中木块起始位置相同，实验记录的数据如下表．
（1）弹簧将小球弹开的过程中，是将的弹性势能转化成小球的______能；
（2）由于弹性势能的大小不便于用仪器测量，本实验中把弹性势能的大小转换为______，这种研究问题的方法叫转换法；
（3）分析表中数据可以验证猜想______；（选填序号）得到的实验结论是______．
（4）如果要探究弹性势能的大小与弹簧的粗细是否有关，需要控制的变量有______、______、______．
【达标测练】
1.在下列实例中，其中没有做功的是（ ）
A. 叉车举起货物 B. 直升机吊起架电线的铁塔
C. 马拉动原木 D. 小宇用力但没有推动大石块
2.甲、乙两个集装箱质量相同，用起重机将甲集装箱以0.5m/s的速度提升10m，再将乙集装箱以1m/s的速度提升到相同高度，那么起重机（ ）
A. 第一次做功多，功率大
B. 第二次做功多，功率大
C. 两次做功一样多，功率一样大
D. 两次做功一样多，第二次功率大
3.一架飞机匀速地沿着一定高度对一片森林喷洒农药，在此过程中，该飞机的机械能变化是（ ）
A. 不变 B. 减少 C. 增大 D. 无法确定
4.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，机械效率越低 D. 机器的功率越大，做的有用功越多
5. 一个同学用120N的力，将一个重4N的足球踢到25m远处. 对他踢球时做功的情况，下列说法正确的是
A. 做功300J B. 做功100J C. 没有做功 D. 条件不足，无法计算
6.下列物体的动能不发生变化的是（ ）
A. 正在匀速向前洒水的洒水车 B. 正在空投救援物资的匀速飞行的飞机
C. 在空中匀速下落的跳伞运动员 D. 从光滑的斜面上下滑的木块
7.将重为2N的物体A挂于弹簧测力计下，测力计与物体A共同处于静止或匀速直线运动状态，已知匀速运动的速度v1＜v2＜v3 ． 关于测力计和物体A的描述：①弹簧测力计的示数等于2N；②测力计对物体A的拉力做功的功率最大；③物体A的重力势能增加．图所示的四种情景中，同时符合以上三条描述的是
8.如图所示，小华把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，铁锁向前摆去又摆回．下列说法正确的是
A. 锁不断地来回摆动，是因为动能不断增加
B. 锁向下摆的过程中，重力势能转化为动能
C. 锁摆到最低点后会继续上升，是因为受重力作用
D. 锁摆动的过程中，机械能总量不变，所以摆回来时会碰到鼻子
9.下雨时雨滴匀速下落，下落过程中雨滴的动能_________，势能_________，机械能_________（选填“变大”、“变小”或“不变”），下落过程中雨滴对地球_________（选填“有”或“无”）作用力．
10.一起重机将重为1.2×104N的钢材竖直匀速提升3m后，又沿水平方向匀速移动5m，在整个过程中起重机对钢材做的功为 J．
11.如图所示，在研究物体动能与哪些因素有关的实验中，将A、B、C三个小球先后从同一装置的hA、hB、 hC高处滚下（mA=mB＜mC，hA=hC＞hB）推动纸盒运动一段距离后静止．
（1）要研究动能与质量关系，我们应选择____________两图比较
（2）要研究动能与速度的关系，我们应选择____________两图比较
（3）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，____球的动能最大
12.学校买了一箱物理器材，小军同学将它从一楼搬运到三楼．小力同学想测量小军搬运器材过程中对箱子所做功的功率．
（1）测量所需要的器材有：__________、____________、_____________．
（2）小力同学设计的实验步骤如下，其中多余的是（ ）
A、测出箱子所受的重力
B、测出楼梯的总长度
C、测出一楼到三楼的竖直高度
D、测出小军上楼所用的时间
E、算出小军搬运箱子的功率
（3）请你帮小力设计一个实验记录表格．
13.一质量为3 000 kg 的汽车沿着长为 5.4 km 的盘山公路匀速行驶．当它从山脚行驶到高为 0.5 km 的山顶时，耗时15 min，汽车发动机的牵引力为4 000N．求：
（1）汽车的行驶速度；
（2）汽车发动机的牵引力做的功；
（3）汽车发动机的牵引力的功率．
备战2021中考物理章节专题训练——专题十一：功和机械能参考答案
【专题一：功】
【例1】下列情况中做功最多的是
A. 将200N的一袋大米竖直向上匀速提高10m
B. 将200N的木箱用10N的水平拉力使其在水平面上前进10m
C. 重为400N的木箱在光滑的水平面上匀速移动10m
D. 大力士用力举着800N的杠铃不动
【答案】A
【解析】
将200N的一袋大米竖直向上匀速提高10m，所做的是：W=FS=200N×10m=2000J；用10N的水平拉力使重200N的木箱在水平面上前进10m，木箱在拉力所做的功是：W=FS=10N×10m=100J；人扛着400N的木箱在光滑的水平面上匀速前进10m，由于人对木箱的支持力的方向是竖直向上，而移动的距离在水平方向，所以人对木箱没有做功；大力士用力举着800N的杠铃不动，由于在力的方向没有移动距离，所以大力士没有对杠铃做功，综上所述A做功最多，故选A．
【针对训练】
1.下列生活实例中，力对物体做功的有（ ）
A. 甲和乙 B. 甲和丙 C. 乙和丙 D. 丙和丁
【答案】B
【解析】
甲：小车在推力作用下向前移动了一段距离，有力、在力的方向上有距离，对小车做了功；
乙：提着滑板在水平路面上前行，在提滑板的力的方向上没有移动距离，不做功；
丙：物体在绳子的拉力下升高，有力、在力的方向上有距离，力对物体做了功；
丁：搬而未起，只有力而没有距离，不做功；
可见，做功的是甲图和丙图，没有做功的是乙图和丁图，故选B．
2. 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，F的大小与时间t的关系如图乙所示；物体运动的速度v与时间t的关系如图丙所示．则下列说法中正确的是（ ）
A. 0～2s内物体不受摩擦力的作用
B. 2～4s内物体受到的摩擦力与拉力是一对平衡力
C. 2～4s内物体做匀速直线运动
D. 4～6s内拉力做功16J
【答案】AD
【解析】
A．由乙、丙图象可知，0～2s内物体受到的拉力为0、速度为0，没有相对运动或相对运动趋势，故不受摩擦力的作用，故A正确；
BC．物体做匀加速直线运动，此时拉力不等于摩擦力，不符合二力平衡条件，故BC不正确；
D．在4～6s内拉力为F=2N，速度为v=4m/s，拉力对物体做的功：
W=Fs=Fvt=2N×4m/s×2s=16J，
故D正确．
【专题二：功率】
【例2】美国研制出“会飞的汽车”，如图所示，其车身和一般汽车相似，但车门多了两个可折叠的翅膀，在陆地行驶时，翅膀折叠，在空中飞行时，翅膀张开．汽车的质量为600 kg，地面最大行驶速度可达150 km／h，轮胎与地面接触的总面积约为0.12 m2，空中最大飞行速度可达200 km／h，发动机功率为75 kW．问：
(1)该汽车在地面以最大行驶速度匀速行驶0.2 h，通过的距离是多少?
(2)该汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少?
(3)若汽车在空中以最大飞行速度匀速飞行200 km，汽车受到的牵引力是多少?
【答案】(1) 30km (2)(3)
【解析】
(1) 通过的距离是：s =vt=150km/h×0. 2h= 30km
（2） F压=G=mg=600kg×10N/kg =6×103N
(3)t，W=Pt=；
【针对训练】
1.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的图像如图所示.根据图像，下列判断正确的是( )
A. 物体10 s时的速度大于4s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
【答案】B
【解析】
A、从图象上看，0～6s和6s～12s物体以不同的速度做匀速直线运动，而0～6s过程中通过的路程是3m，6～12s的过程中通过路程为1m，因为相同时间内通过的路程越多，速度越大，因此0～6s的速度大于6～12s的速度，即4s时的速度大于10s时的速度，故A错误；BD、0～6s和6s～12s物体以不同的速度做匀速直线运动，拉力等于阻力，0～6s物体所受的拉力等于6～12s物体所受的拉力，0～6s过程中通过的距离为3m；6～12s的过程中通过的距离为1m，由W＝Fs可知，0~6s拉力做的功大于6s~12s拉力做的功，故B正确，D错误；C、由于速度发生了改变，根据P＝Fv可知，由0～6s的速度大于6～12s的速度，0～6s拉力对物体做功的功率大于6～12s拉力对物体做功的功率，故C错误．故选B．
2.在自由下落过程中物体运动速度会越来越快．一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC，如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则下列关系正确的是：
A. W1≠W2P1≠P2 B. W1＝W2P1＝P2
C. W1＝W2P1>P2 D. W1＝W2P1
【解析】
由于在自由下落过程中物体运动速度会越来越快，AB＝BC，故通过AB所用的时间大于通过BC所用的时间，由W=Gh，P=W/t知，重力不变，故通过AB所做的功等于通过BC所做的功，通过AB的功率小于通过的功率，故正确选项是D．
【专题三：机械能转化和守恒】
【例3】“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”．如图，人将一根有弹性的绳子系在身上．另一端固定在跳台上．人从跳台跳下，落至图中A点时弹性绳刚好被拉直，下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等，图中C点是人能达到的最低点．不计空气阻力，下列说法正确的是
A. 从A点到B点，绳子弹性势能增大，重力做功变快
B. 到达C点时，人的动能为零，受到的合力为零
C. 从B点到C点，人的重力势能转化为动能
D. 从B点到C点，人的动能一直在减少
【答案】AD
【解析】
蹦极者从最高点到A时，重力势能转化为动能，重力势能越来越小，动能越来越大；从A点到B点的过程中，受到向下的合力做加速运动，所以速度越来越快，动能越来越大；在B点时，合力为零；在B点以下，受到向上的合力做减速运动，速度越来越小，动能越来越小，最低点时速度为零．所以蹦极者从A到B过程中，动能增大；在B到C的过程中动能减少，在C点动能为零．
综上所述，从A点到B点，绳子弹性势能增大，重力做功变快，A正确；
到达C点时，人的动能为零，但受到的合力不为零，B错误；
从B点到C点，动能减少，故不是重力势能转化为动能，C错误；
从B点到C点，人的动能一直在减少，D正确．
故选AD．
【针对训练】
1.如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是( )
A. 卫星在近地点时，动能最大，机械能最大
B. 卫星在远地点时，势能最大，机械能最大
C. 卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
D. 卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
【答案】C
【解析】
卫星在近地点时，速度最大，动能最大，距离地球最近，势能最小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故A错误；卫星在远地点时，速度最小，动能最小，距离地球最远，势能最大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故B错误；卫星从近地点向远地点运行时，速度越来越小，动能逐渐减小，距离地球越来越远，势能逐渐增大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故C正确；卫星从远地点向近地点运行时，速度越来越大，动能逐渐增大，距离地球越来越近，势能逐渐减小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故D错误；故应选C．
2. 过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动．过山车时而从轨道的最低端上升到最高端，时而从最高端飞驰而下．不计能量损失，下列说法正确的是
A. a点机械能小于b点机械能
B. d点动能最大，b点势能最大，c点机械能最大
C. 由a到b的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变
D. 由b到c的过程中，动能增大，势能减少，机械能变大
【答案】C
【解析】
过山车时而从轨道的最低端上升到最高端，时而从最高端飞驰而下．不计能量损失，由a到b的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变.所以选C．
【专题四：探究动能大小与哪些因素有关】
【例4】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．
（1）该实验利用了转换法，通过观察________来判断________的动能的大小；
（2）让同一小球从斜面不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与________的关系；
（3）换用质量不同的小球，使它们从斜面的________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与________的关系．若水平面绝对光滑，本实验将________（选填“能”或“不能”）达到探究目的．
【答案】（1）木块移动的距离、小球（2）速度 （3） 相同 、 质量 、不能
【解析】
（1）实验中，通过小球推动木块运动距离的大小来反映小球动能的大小；（2）若探究速度对动能的影响，应使小球的质量相同，速度不同，所以需使同一小球的小车从斜面的不同高度由静止滑下；（3）换用质量不同的小球，使它们从斜面的相同高度由静止滚下，推动木块做功，这是为了探究动能的大小与质量的关系；若水平面绝对光滑，小球将不能静止，会一直运动下去，将不能达到探究目的．
【针对训练】
1.下图是探究物体的动能跟哪些因素有关的实验图．
（1）实验中通过观察木块B被钢球撞出距离的长短，来判断钢球动能大小，这种实验方法叫__（选填”控制变量法“、”转换法“或”理想模型法“）．
（2）让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块B被撞得越远，所以质量相同时，钢球的速度越大，动能就__．改变钢球的质量，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下，__的钢球将木块B撞得越远，其动能就越大．
【答案】 (1). 转换法 (2). 越大 (3). 质量大
【解析】
（1）比较木块移动距离是为了比较钢球具有动能的大小，物理学称这种实验方法为转换法；（2）钢球放置位置越高，滑到水平面的速度越大，将木块撞击的更远，这表明质量相同时，速度越大，物体的动能越大；不同小球从同一斜面同一高度滑下，滑到水平面的速度相同，质量大的将木块撞击的更远，这表明速度相同时，质量越大，物体动能越大．
2.如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA=mB＜mC ， hA=hC＞hB）推动纸盒运动一段距离后静止.
（1）要研究动能与质量的关系，我们要选择________两图来进行比较.实验中通过观察________的大小，来判断小球动能的大小.
（2）实验中为了研究动能大小与质量的关系.需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是________.
（3）要研究动能与速度的关系，我们应该选择________两图来进行实验.
【答案】(1). a、c (2). 纸盒子被推动距离(3). 让小球从斜面的同一高度由静止滚下(4). a、b.
【解析】
解：（1）根据控制变量的思想，要研究动能与质量的关系，对图中各因素（质量、速度）的异同点进行分析；可判断出选择ac两图进行比较；实验中动能的大小是通过纸盒子被推动距离（小球对盒子做功多少）反映出来；
（2）为了确保小球到达水平面的速度相同，就必须让小球在同一高度滚下；
（3）根据控制变量的思想，要研究动能与速度的关系，从图中找出质量相同、速度不同的两图即ab；
故答案为（1）a、c；纸盒子被推动距离；
（2）让小球从斜面的同一高度由静止滚下；
（3）a、b．
【专题五：探究势能与哪些因素有关】
【例5】如图是研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验．图中三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块A、B、C撞击后陷入沙坑的情况，在此实验中，mA=mC＜mB， 铁块所处的初始高度hA=hB＜hC ．
（1）实验中我们通过观察________来比较重力势能的大小．
（2）为探究“重力势能大小与物体的质量的关系”，应对比________两铁块的撞击实验，得到的结论是：____．
【答案】 (1). 木桩陷入沙坑的深度 (2). AB (3). 高度一定，质量越大，重力势能越大
【解析】
（1）实验中我们通过观察木桩陷入沙坑的深度，来比较重力势能的大小，凹陷越深重力势能越大；
（2）此实验利用的控制变量法．为探究“重力势能大小与物体的质量的关系”，应控制木桩的初始高度相同，质量不同，对比A、B两铁块的撞击实验，得到的结论是：在高度一定时，质量越大，重力势能越大．
【针对训练】
1.下面是兴趣小组的同学进行实验的装置
（1）让小车从如图甲所示的位置由静止释放，利用此方案探究动能大小与质量的关系， 需要改进的地方是________．
（2）图乙中只用一个木块，可以探究物体重力势能大小与物体________的关系，操作 时应该让木块从________（选填“相同”或“不同”）的高度自由下落．
【答案】 (1). 应使两辆小车从同一高度由静止释放 (2). 高度 (3). 不同
【解析】
（1）决定动能大小的因素有两个：物体的质量和物体的运动速度，探究物体动能大小与质量的关系时，就要控制速度相同，而改变物体质量，故应从同一高度释放小车，使质量不同的小车具有相同的速度；
（2）由题意知道，实验是通过观察比较小桌在沙子中下陷的深度来间接判断物体重力势能大小的，若实验中只用一个木块，则其质量不变，为了探究重力势能与高度的关系，应在探究过程中要注意让物体从不同高度由静止落下．
2.在探究弹簧的弹性势能的大小与哪些因素有关时，小阳提出了如下猜想：
猜想①：弹性势能的大小与弹簧被压缩的长度有关；
猜想②：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
猜想③：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关；
猜想④：弹性势能的大小与弹簧的原长有关；
接下来，小阳首先选用弹簧、小球、木块和长刻度尺各一个，按照如图所示的实验进行探究．实验中木块起始位置相同，实验记录的数据如下表．
（1）弹簧将小球弹开的过程中，是将的弹性势能转化成小球的______能；
（2）由于弹性势能的大小不便于用仪器测量，本实验中把弹性势能的大小转换为______，这种研究问题的方法叫转换法；
（3）分析表中数据可以验证猜想______；（选填序号）得到的实验结论是______．
（4）如果要探究弹性势能的大小与弹簧的粗细是否有关，需要控制的变量有______、______、______．
【答案】 (1). 动 (2). 木块移动的距离 (3). 1 (4). 弹簧的材料、原长和粗细均相同，弹簧被压缩的长度不同，推动木块移动的距离不同 (5). 弹簧的材料 (6). 弹簧的原长 (7). 弹簧被压缩的长度
【解析】
（1）弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化成小球的动能；
（2）弹性势能的大小是通过木块被弹开距离的远近来反映的，木块被弹开的距离越远，说明弹簧的弹性势能越大，这种研究方法叫转换法；
（3）由表中数据可知，弹簧的材料、原长和粗细均相同，弹簧被压缩的长度不同，推动木块移动的距离不同，所以可以验证猜想1：弹性势能的大小与弹簧被压缩的长度有关；
（4）要探究弹性势能的大小与弹簧的粗细是否有关，必须控制弹簧的材料、弹簧的原长、弹簧被压缩的长度均相同，改变弹簧的粗细．
故答案为(1). 动 (2). 木块移动的距离 (3). 1 (4). 弹簧的材料、原长和粗细均相同，弹簧被压缩的长度不同，推动木块移动的距离不同 (5). 弹簧的材料 (6). 弹簧的原长 (7). 弹簧被压缩的长度
【达标测练】
1.在下列实例中，其中没有做功的是（ ）
A. 叉车举起货物 B. 直升机吊起架电线的铁塔
C. 马拉动原木 D. 小宇用力但没有推动大石块
【答案】D
【解析】
A. 叉车举起货物，叉车给货物一个向上的力，并且在这个力的方向上移动了距离．叉车对物体做功．不符合题意．B. 直升机吊起架电线的铁塔，给物体一个向上的力，并且物体在这个力的方向上移动了距离，故直升机对铁塔做功．不符合题意．C. 马拉动圆木，马给圆木一个向前的力，向前移动了距离．马对圆木做了功．不符合题意．D. 用力但没有推动大石块，人给石头一个向前的力，石头向前没有移动距离．人对石头没有做功．符合题意．故选D.
2.甲、乙两个集装箱质量相同，用起重机将甲集装箱以0.5m/s的速度提升10m，再将乙集装箱以1m/s的速度提升到相同高度，那么起重机（ ）
A. 第一次做功多，功率大
B. 第二次做功多，功率大
C. 两次做功一样多，功率一样大
D. 两次做功一样多，第二次功率大
【答案】D
【解析】
根据功的计算公式：W＝Gh，G、h都相同，所以做功相同，根据P＝Fv可知，两次拉力相同，但第二次速度大，所以第二次功率大．故只有选项D符合题意．故选D．
3.一架飞机匀速地沿着一定高度对一片森林喷洒农药，在此过程中，该飞机的机械能变化是（ ）
A. 不变 B. 减少 C. 增大 D. 无法确定
【答案】B
【解析】
飞机沿水平方向匀速飞行，速度不变，高度不变，飞机飞行过程中不断喷洒农药，质量不断变小，所以动能变小，重力势能变小．机械能＝动能势能，动能变小，势能变小，机械能变小．故选B.
4.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，机械效率越低 D. 机器的功率越大，做的有用功越多
【答案】A
【解析】
功率是表示做功快慢的物理量．机器的功率越小，做功越慢；反之机器的功率越大，功率越快．所以A是正确的．
5. 一个同学用120N的力，将一个重4N的足球踢到25m远处. 对他踢球时做功的情况，下列说法正确的是
A. 做功300J B. 做功100J C. 没有做功 D. 条件不足，无法计算
【答案】D
【解析】
作用在物体上的力只是瞬间，物体运动过程中没有再对物体有力的作用，所以无法准确计算，故A、B不正确，虽然是瞬间，但也会让物体移动，即对物体做了功，但球飞出后,他对球不做功，即为零．
6.下列物体的动能不发生变化的是（ ）
A. 正在匀速向前洒水的洒水车 B. 正在空投救援物资的匀速飞行的飞机
C. 在空中匀速下落的跳伞运动员 D. 从光滑的斜面上下滑的木块
【答案】C
【解析】
A. 正在匀速向前洒水的洒水车，速度不变，质量减小，动能减小；B. 正在空中投救援物资的匀速飞行的飞机，速度不变，质量减小，动能减小；C. 在空中匀速下落的跳伞运动员，速度不变，质量不变，动能不变；D. 从光滑斜面上下滑的木块，质量不变，速度变大，动能变大．故选C.
7.将重为2N的物体A挂于弹簧测力计下，测力计与物体A共同处于静止或匀速直线运动状态，已知匀速运动的速度v1＜v2＜v3 ． 关于测力计和物体A的描述：①弹簧测力计的示数等于2N；②测力计对物体A的拉力做功的功率最大；③物体A的重力势能增加．图所示的四种情景中，同时符合以上三条描述的是
【答案】C
【解析】
①由题意可知，物体每次都是处于静止或匀速直线运动状态，即平衡状态，因此，物体受到的是平衡力，则拉力与重力平衡，即弹簧测力计的示数都等于2N；
②首先，做功必须包括力和力方向移动的距离两个要素，A选项中有力无距离，所以不做功；D选项中力与运动方向垂直，所以也不做功，因此，做功的只有BC；
而BC中,v1
8.如图所示，小华把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，铁锁向前摆去又摆回．下列说法正确的是
A. 锁不断地来回摆动，是因为动能不断增加
B. 锁向下摆的过程中，重力势能转化为动能
C. 锁摆到最低点后会继续上升，是因为受重力作用
D. 锁摆动的过程中，机械能总量不变，所以摆回来时会碰到鼻子
【答案】B
【解析】
锁不断地来回摆动，是因为动能和势能可以相互转化，故A错误．铁锁下降过程中，一部分重力势能转化为动能，故B正确．锁摆到最低点后会继续上升，是因为锁具有惯性，故C错误．铁锁回摆后不能碰到鼻子，因为铁锁和空气摩擦，一部分机械能转化为其他形式能，机械能减小，故D错误．故选B．
9.下雨时雨滴匀速下落，下落过程中雨滴的动能_________，势能_________，机械能_________（选填“变大”、“变小”或“不变”），下落过程中雨滴对地球_________（选填“有”或“无”）作用力．
【答案】 (1). 不变 (2). 变小 (3). 变小 (4). 有
【解析】
雨滴匀速下落，雨滴质量不变，速度不变，动能不变．高度变小，重力势能变小．动能不变，重力势能变小，机械能等于动能与势能的和，所以机械能变小．雨滴受重力，物体间力的作用是相互的，雨滴在受到地球引力的同时也给地球一个等大的、反方向的力．
10.一起重机将重为1.2×104N的钢材竖直匀速提升3m后，又沿水平方向匀速移动5m，在整个过程中起重机对钢材做的功为 J．
【答案】3.6×104J
【解析】
起重机对钢材的作用力F=G=1.2×104N，在竖直方向移动时做功W=Fh=1.2×104N×3m=3.6×104J；
在水平向上移动时物体没有竖直向上的距离，故水平运动时拉力不做功，故总功为3.6×104J．
故答案为3.6×104J．
11.如图所示，在研究物体动能与哪些因素有关的实验中，将A、B、C三个小球先后从同一装置的hA、hB、 hC高处滚下（mA=mB＜mC，hA=hC＞hB）推动纸盒运动一段距离后静止．
（1）要研究动能与质量关系，我们应选择____________两图比较
（2）要研究动能与速度的关系，我们应选择____________两图比较
（3）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，____球的动能最大
【答案】 (1). 13 (2). 12 (3). C
【解析】
(1)研究质量与动能的关系时，采用控制变量法保证速度相同，所以保证小球在同一高度滚下，改变质量，1和3符合题意．(2)研究速度与动能的关系时，采用控制变量法保证质量相同，所以小球在不同高度滚下，1和2符合题意．(3)质量越大，速度越大，动能越大，故C球的动能最大．
12.学校买了一箱物理器材，小军同学将它从一楼搬运到三楼．小力同学想测量小军搬运器材过程中对箱子所做功的功率．
（1）测量所需要的器材有：__________、____________、_____________．
（2）小力同学设计的实验步骤如下，其中多余的是（ ）
A、测出箱子所受的重力
B、测出楼梯的总长度
C、测出一楼到三楼的竖直高度
D、测出小军上楼所用的时间
E、算出小军搬运箱子的功率
（3）请你帮小力设计一个实验记录表格．
【答案】 (1). 磅秤 (2). 刻度尺 (3). 秒表 (4). B (5). 见解析
【解析】
(1)测量搬运器材过程中对箱子做功的功率,对箱子做功的功率P＝,由功率公式P＝,可知，需要测量：m为箱子的质量，h为一楼到三楼的竖直高度，t为上楼所用的时间．所以需要台秤测量箱子的质量m、用卷尺测量一楼到三楼的竖直高度h，用秒表测量上楼所用的时间t.(2)由(1)可知,计算功率的表达式为：P＝；(3)由(1)的分析可知，不需要测量楼梯的总长度，故多余的步骤是B；(4)实验数据的记录表格包括箱子的质量、楼梯高度、登楼时间、功率这四个内容，如下表．
箱子质量m/kg
一楼到三楼的竖直高度h/m
所用的时间t/s
功率P/W
13.一质量为3 000 kg 的汽车沿着长为 5.4 km 的盘山公路匀速行驶．当它从山脚行驶到高为 0.5 km 的山顶时，耗时15 min，汽车发动机的牵引力为4 000N．求：
（1）汽车的行驶速度；
（2）汽车发动机的牵引力做的功；
（3）汽车发动机的牵引力的功率．
【答案】（1）6m/s；（2） 2.16×10 7 J ；（3）见解析所示
【解析】
（1）已知t=15min=900s，汽车行驶的速度：．
（2）汽车发动机牵引力做的功：W=Fs=4000N×5.4×103m=2.16×107J，
（3）汽车发动机牵引力的功率：．
答：（1）汽车行驶的速度为6m/s．
（2）汽车发动机牵引力做的功为2.16×107J．
（3）汽车发动机牵引力的功率2.4×104W．
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