浙教版(2024)九年级上册第3章 能量的转化与守恒第3节 能量转化的量度课堂检测
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一、选择题
1.(2023·浙江舟山中考真题)功是能量转化的量度。下列实例中力对物体没有做功的是( )
A. 人用力搬石头,没有搬动 B. 叉车把货物从地面抬升到一定高度
C. 人拎着书包沿楼梯走上二楼 D. 人推小车通过一段距离
2.(2022·浙江湖州中考真题)甲物体放在粗糙程度不变的水平地面上,在大小为6牛的水平推力F作用下,向右做速度为5米/秒的匀速直线运动,如图所示(忽略空气阻力)。下列叙述中,错误的是( )
A.甲物体在竖直方向上受到重力和支持力的作用
B.甲物体受到水平向左的摩擦力大小为6牛
C.当F的大小为6牛时,做功的功率为30瓦
D.当F的大小为10牛时,甲物体将做速度大于5米/秒的匀速直线运动
3.(2022·浙江杭州中考真题)现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s,如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,三者大小判断正确的是( )
A.W甲>W乙>W丙B.W甲
A.重力势能变化量不相同B.获得的动能相同
C.在食用油中重力做功慢D.机械能不变
5.(2023·浙江一模)如图是我国拥有完全知识产权的第三代核电机组——华龙一号3号机组的内穹顶吊装过程。分为上升、平移、下降三个阶段。下列能表示上升和平移两个阶段中吊车拉力对穹顶做功量(用斜影表示)的是( )
A.B. C.D.
6.(2023·浙江杭州模拟)曾国强是我国第一个获得奥运会举重金牌的运动员,当时他的挺举成绩是130千克。他在挺举过程中(将杠铃从地面举到如图所示)对杠铃做的功最接近( )
A.500焦B.1000焦C.2000焦D.4000焦
7.(2023·浙江杭州模拟)一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动,其s﹣t关系如图所示,下列正确的是( )
A.物体20s时的速度大于8s时的速度 B.0~12s物体所受的拉力大于12s~24s物体所受的拉力
C.0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功 D.0~12s拉力做功的功率小于12s~24s拉力做功的功率
8.(2022·浙江温州二模)如图所示,有一长方体实心铁块沉在粗糙的水池底部,某工程队利用汽车将铁块从水中竖直打捞上来。若汽车以恒定速度v向右行驶,则铁块从池底升至水面上方一定高度的过程中,绳子拉力的功率P随铁块上升高度h变化关系的图像是( )
A.B.C.D.
9.(2021·浙江一模)重为80N的物体在大小为20N,方向水平向右的拉力F1作用下,在水平面上以2m/s速度做匀速直线运动。当撤去拉力F1,物体静止后,改用方向水平向左,大小为30N的拉力F2使物体向左运动10m,在力F2作用的过程中( )
A.物体与地面之间的摩擦力大小为30NB.拉力F2做功为200J
C.物体克服摩擦做功200JD.物体运动的速度大小仍为2m/s
10.在甲、乙两图中,甲图地面粗糙,乙图地面光滑。质量分别为m、2m的两个物体在大小都为F的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离,则下列结论正确的是( )
A.甲图中F做的功小于乙图中F做的功B.甲图中F做的功等于乙图中F做的功
C.甲图中F做的功大于乙图中F做的功D.条件不足,无法比较
11.下列四幅图中,力对物体做功的是( )
A.推车未推动 B.用绳子提升物体 C.搬石未搬起 D.提着滑板水平匀速前行
12.引体向上是大家喜爱的体育运动之一、小科的质量为50kg,每次引体向上,人整体上升高度约为60cm,一分钟完成20次。下列说法正确的是( )
A.小科完成一次引体向上,克服重力做功约为300J
B.小科在这一分钟内引体向上的功率约为150W
C.人体上升过程中动能转化为重力势能,机械能守恒
D.小科在上升的过程中,对杆子的拉力始终为500N
13.小莉和同学们到龙门山旅游时进行了一场登山比赛。下列有关功率的说法正确的是( )
A.用时最短的功率最大B.速度最快的功率最大
C.体重最大的功率最大D.做功最快的功率最大
14.排球垫球是中考体育考试项目之一,方法是用手臂将排球向上垫向空中,排球落下后又重复垫球(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.排球离开手臂上升过程中,动能一直在减小 B.排球离开手臂上升过程中,手仍在对排球做功
C.排球落下接触手臂的瞬间,受力平衡 D.排球下落过程中,重力势能越来越大
15.如图是某同学扔实心球时的四个阶段。其中手对实心球做功的阶段是( )
A.①和③B.②和④C.①和④D.②和③
16.物块在水平拉力F(大小未知)的作用下,在水平直线轨道上运动(如图),其中AB=CD=10m。已知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动,且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1N和2N,则以下判断正确的是( )
A.该物块在CD段的惯性比AB段大 B.该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5
C.拉力F在AB段所做的功为20J D.拉力F在CD段做功的功率为10W
17.一位摄影爱好者采用在同一张底片上多次曝光的方法,拍摄了极限跳伞运动员从悬崖上跳下的过程。从运动员离开悬崖时开始,每隔0.3s曝光一次,得到了一张记录运动员在打开降落伞之前的一段下落情况的照片,如图。已知运动员从a点到d点可视为沿竖直方向运动,通过ab、bc和cd的时间间隔均为0.6s,空气阻力不能忽略。对于运动员从a点到d点的下落过程,下列分析中正确的是( )
A.运动员下落过程中的速度的大小保持不变
B.运动员所受的重力在ab段所做的功等于在cd段所做的功
C.运动员所受的重力在ab段做功比在cd段做功慢
D.运动员下落过程中减少的重力势能全部转化为动能
18.如图所示,AC>BC, 把同一物体分别沿光滑斜面 AC、BC 以相同的速度匀速推上顶端,推力分别为F1、F2,功率分别为P1、P2,则( )
A.F1
19.(2022·浙江温州一模)如图所示小明投掷实心球的过程示意图,球在b处离手,经最高点c处,落在地面d处,最后滚动至e处。小明对实心球有做功的阶段是( )
A.abB.bcC.cdD.de
20.(2022·湖州期末)台球比赛中,选手推动球杆前进,击打白球,使白球水平向前撞击红球,对这一过程的分析正确的是( )
A.击打白球时,手对白球做了功
B.手推动球杆前进时,手对球杆做了功
C.白球撞击红球后,红球滚动时,白球对红球做了功
D.击球后,白球离开球杆向前滚动时,球杆对白球做了功
21.对物体做功的理解,下列说法正确的是( ).
A.作用在物体上的力越大,力对物体所做的功越多
B.物体通过的路程越长,作用在物体上的力对物体所做的功越多
C.有力作用在物体上,物体在这个力的方向上通过了距离,这个力对物体做了功
D.有力作用在物体上,这个力就一定对物体做功
22.如图是某篮球比赛中的精彩画面,运动员的精彩表现为球迷留下了深刻印象,下列说法正确的是( )
A.运动员助攻传球时,球的运动状态不变B.运动员持球突破上篮时,球的动能不变
C.运动员摘下篮板时,球具有的惯性不变D.运动员双手灌篮时,不需要对球做功
23.如图所示,用5牛的水平推力推着重为20牛的物体沿水平方向做直线运动。若推力对物体做了20焦的功,则在这一过程中( )
A.物体一定运动了1米B.物体一定运动了4米
C.重力做的功一定为20焦D.物体一定受到5牛的摩擦力
24.(2021·金华期末)小明对四位同学做功情况各测量了一次,把四位同学做功W和所用时间t在坐标系中描点,得到了图中甲、乙,丙、丁四个点,这四位同学做功功率大小关系正确的是( )
A.甲>乙=丙>丁B.甲=乙>丙=丁C.甲=丙>乙=丁D.甲>乙>丙>丁
二、填空题
25.(2023·浙江一模)荡秋千是一种喜闻乐见的运动。同学们建立了如图所示的荡秋千模型并展开研究:质量为m的小球用无弹性且长为L的轻绳系着并固定于O点,现将小球拉直到与O点等高处由静止开始释放。
(1)小球在下落过程中,其势能______(选填“变小”、“不变”或“变大”);
(2)若忽略空气摩擦,当小球达到O点的正下方时,其动能大小为______(用字母表示)。
26.(2022·浙江二模)如图所示是电动传送机,传送带斜面长15m,高5m,每袋货物质量m=30kg。一袋货物在传送机上匀速由底部传送到A处的过程中,所受摩擦力的方向为沿传送带______(选填“向下”或“向上”);货物克服重力所做的功为______J;货物所受摩擦力的大小为______N。(不计能量损耗,g取10N/kg)
27.(2023·浙江温州模拟)如图所示,为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放,最高到达右侧圆弧槽B点处;然后再次滑下,最高到达左侧圆弧槽C点处。其中水平面长度为s,A、C两点距离水平面的高度分别为H、h。(忽略空气阻力)
(1)物体从A点滑到B点的过程中,机械能______(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)物体从A点滑到水平面时,重力所做的功为______。(用字母表示,下同)
(3)物体在水平面上所受摩擦力大小为______。
28.在水平地面上有一长方体木箱,小林用水平推力F把木箱向前推动。如图甲所示,此过程中,推力F随时间t的变化情况如图乙所示,木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示,则从3s至5s内,推力对木块所做的功______J,从0s至1s内,推力对木块所做的功的功率为______W。
29.(2021·绍兴期末)重2牛的物体A挂于弹簧测力计下,分别做图甲、乙、丙所示的匀速直线运动,运动的速度v1=v3=0.1m/s,v2=0.2m/s,物体A沿速度方向均运动了0.5米。(不考虑空气阻力)
(1)图甲中弹簧测力计对A做功为______焦;
(2)图乙中弹簧测力计对A做功的功率为______瓦;
(3)图内中弹簧测力计对物体A没有做功,原因是物体在力方向上通过的距离等于______米。
30.(2021·金华期中)如图所示,质量为200g的金属小球从a处自由下滑,经过b处、到达c处时,恰好停下,在a到b的过程中,重力做功为_____________J,在整个运动过程中,小球克服摩擦消耗的机械能为___________J。
浙教版九年级上册第三章第三节
能量转化的量度
【同步练习-解析】
一、选择题
1.(2023·浙江舟山中考真题)功是能量转化的量度。下列实例中力对物体没有做功的是( )
A. 人用力搬石头,没有搬动 B. 叉车把货物从地面抬升到一定高度
C. 人拎着书包沿楼梯走上二楼 D. 人推小车通过一段距离
【答案】A
【解析】A. 人用力搬石头,没有搬动,属于有力没有沿力的方向移动距离,不满足做功的条件,没有做功,故A符合题意;
BCD. 叉车把货物从地面抬升到一定高度,人拎着书包沿楼梯走上二楼,人推小车通过一段距离,均属于有力且沿力的方向移动了距离,满足做功的条件,故BCD不符合题意。
故选A。
2.(2022·浙江湖州中考真题)甲物体放在粗糙程度不变的水平地面上,在大小为6牛的水平推力F作用下,向右做速度为5米/秒的匀速直线运动,如图所示(忽略空气阻力)。下列叙述中,错误的是( )
A.甲物体在竖直方向上受到重力和支持力的作用
B.甲物体受到水平向左的摩擦力大小为6牛
C.当F的大小为6牛时,做功的功率为30瓦
D.当F的大小为10牛时,甲物体将做速度大于5米/秒的匀速直线运动
【答案】D
【解析】AB.已知甲物体做匀速直线运动,速度为v=5m/s,甲物体在竖直方向上受到重力和支持力的作用,水平方向受到的摩擦力和推力是一对平衡力;由题意可知,水平推力F为6N,方向水平向右,则摩擦力也为6N,方向水平向左;故AB正确,不符合题意;
C.当F的大小为6N时,做功的功率
故C正确,不符合题意;
D.滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关,与速度无关,因此当F的大小为10牛时,摩擦力不变,还是6N,则推力大于摩擦力,甲物体将做速度大于5米/秒的加速直线运动,故D错误,符合题意。
故选D。
3.(2022·浙江杭州中考真题)现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s,如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,三者大小判断正确的是( )
A.W甲>W乙>W丙B.W甲
【解析】先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s,该力在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙,三个功的大小都等于W=Fs,即 W甲=W乙=W丙
4.(2021·浙江湖州中考真题)一端封闭的两个完全相同的玻璃管(如图所示)甲中装水乙中装食用油。两个完全相同的金属小球从O处静止释放,下落到P处,小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从O处到P处的下落情况,则小球( )
A.重力势能变化量不相同B.获得的动能相同
C.在食用油中重力做功慢D.机械能不变
【答案】C
【解析】A.重力做功为W=Gh,所以重力做功相同,则重力势能变化量相同,故A错误;
B.在煤油中阻力更大,小球受到的重力与阻力的合力小,做功获得的动能小,所以,两小球从O处到P处获得的动能不同,故B错误;
C.由 知道,在水和食用油中重力做功相等,食用油中时间长,重力做功慢,故C选项正确;
D.由于液体有阻力,机械能会减小,故D错误。
5.(2023·浙江一模)如图是我国拥有完全知识产权的第三代核电机组——华龙一号3号机组的内穹顶吊装过程。分为上升、平移、下降三个阶段。下列能表示上升和平移两个阶段中吊车拉力对穹顶做功量(用斜影表示)的是( )
A.B. C.D.
【答案】A
【解析】物体做功的两个因素为:作用在物体上的力以及物体在力的方向上通过的距离。因此华龙一号3号机组的内穹顶吊装上升阶段中吊车拉力对穹顶做功,在平移阶段中吊车拉力对穹顶不做功,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.(2023·浙江杭州模拟)曾国强是我国第一个获得奥运会举重金牌的运动员,当时他的挺举成绩是130千克。他在挺举过程中(将杠铃从地面举到如图所示)对杠铃做的功最接近( )
A.500焦B.1000焦C.2000焦D.4000焦
【答案】C
【解析】杠铃的重力 G=mg=130kg×10N/kg=1300N
杠铃被举高的高度h=1.5m,那么对杠铃做的功大约为 W=Gh=1300N×1.5m=1950J
故C符合题意,ABD不符合题意。
7.(2023·浙江杭州模拟)一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动,其s﹣t关系如图所示,下列正确的是( )
A.物体20s时的速度大于8s时的速度 B.0~12s物体所受的拉力大于12s~24s物体所受的拉力
C.0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功 D.0~12s拉力做功的功率小于12s~24s拉力做功的功率
【答案】C
【解析】A.由图可知,0~12s和12~24s的s﹣t关系图像均为直线,说明在这两个时间段物体都做匀速直线运动,在12s时间内,0~12s时间段通过的距离大于12~24s时间段通过的距离,根据可知0~12s时间段物体的速度较大,故物体20s时的速度小于8s时的速度,故A错误;
B.两时间段物体都做匀速直线运动,由二力平衡的条件,拉力大小等于摩擦力大小,因为压力大小和接触面的粗糙程度没有改变,所以摩擦力不变,拉力相同,故B错误;
C.0~12s物体运动的距离为6m,12~24s运动距离为2m,因为拉力相同,根据W=Fs可知0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功,故C正确;
D.0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功,而时间相同,根据可知0~12s拉力做功的功率大于12s~24s拉力做功的功率,故D错误。
故选C。
8.(2022·浙江温州二模)如图所示,有一长方体实心铁块沉在粗糙的水池底部,某工程队利用汽车将铁块从水中竖直打捞上来。若汽车以恒定速度v向右行驶,则铁块从池底升至水面上方一定高度的过程中,绳子拉力的功率P随铁块上升高度h变化关系的图像是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】①物体浸没在水中时,拉力大小F=G-F浮保持不变,根据可知,由于F、v不变,所以拉力功率保持不变;
②物体从上表面刚露出水面到物体下表面露出水面时,拉力F=G-F浮,由于F浮逐渐减小,拉力F逐渐增大,由于物体速度不变,根据P=Fv可知,拉力的功率逐渐增大,且拉力的功率与物体上升高度是一次函数关系;
③当物体完全露出水面后,拉力F=G物,大小保持不变,根据P=Fv可知,拉力的功率与物体上升的高度无关。
绳子拉力的功率P随铁块上升高度h变化关系的图像如图D所示。
故选D。
9.(2021·浙江一模)重为80N的物体在大小为20N,方向水平向右的拉力F1作用下,在水平面上以2m/s速度做匀速直线运动。当撤去拉力F1,物体静止后,改用方向水平向左,大小为30N的拉力F2使物体向左运动10m,在力F2作用的过程中( )
A.物体与地面之间的摩擦力大小为30NB.拉力F2做功为200J
C.物体克服摩擦做功200JD.物体运动的速度大小仍为2m/s
【答案】C
【解析】A.物体受到水平向右的拉力F1作用下,在水平面上以2m/s速度做匀速直线运动,物体处于平衡状态,物体受到的拉力和摩擦力是平衡力,摩擦力的大小 f=F1=20N
故A错误;
B.拉力F2做功为 W=F2s=30N×10m=300J
故B错误;
C.物体向左运动时,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力大小不变,物体克服摩擦做功
Wf=fs=20N×10m=200J
故C正确;
D.此时拉力大于摩擦力,物体加速运动,物体运动的速度大小大于2m/s,故D错误。
10.在甲、乙两图中,甲图地面粗糙,乙图地面光滑。质量分别为m、2m的两个物体在大小都为F的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离,则下列结论正确的是( )
A.甲图中F做的功小于乙图中F做的功B.甲图中F做的功等于乙图中F做的功
C.甲图中F做的功大于乙图中F做的功D.条件不足,无法比较
【答案】B
【解析】根据题意知道,两个物体在大小为F的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离s,力的大小相等,物体在力的方向上通过的距离相等,所以由W=Fs知道,甲图中F做的功等于乙图中F做的功,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
11.下列四幅图中,力对物体做功的是( )
A.推车未推动 B.用绳子提升物体 C.搬石未搬起 D.提着滑板水平匀速前行
【答案】B
【解析】A.推车未推动,虽然有力作用在物体上,但是物体没有在力的方向上移动距离,所以没有做功,故A不符合题意;
B.用绳子提升物体,有力作用在物体上,物体在力的方向上通过了距离,所以力做了功,故B符合题意;
C.搬石未搬起,石头在力的方向上没有移动距离,所以力没有做功,故C不符合题意;
D.提着滑板在水平路面上匀速前行,此时力的方向竖直向上,与距离的方向垂直,所以没有做功,故D不符合题意。
故选B。
12.引体向上是大家喜爱的体育运动之一、小科的质量为50kg,每次引体向上,人整体上升高度约为60cm,一分钟完成20次。下列说法正确的是( )
A.小科完成一次引体向上,克服重力做功约为300J
B.小科在这一分钟内引体向上的功率约为150W
C.人体上升过程中动能转化为重力势能,机械能守恒
D.小科在上升的过程中,对杆子的拉力始终为500N
【答案】A
【解析】A.由小科的质量是50kg,小科的重力 G=mg=50kg×10N/kg=500N
小科完成一次引体向上克服重力所做的功 W=Fs=Gh=500N×60×10-2m=300J
故A正确;
B.小科在这一分钟内引体向上做功的功率
故B错误;
C.小科在做引体向上时,由于存在阻力,机械能减小,所以机械能不守恒,故C错误;
D.小科在上升过程中不是做匀速直线运动,所以小科受力不平衡,即小科受到杠杆的拉力大小会改变,由于小科受到杠杆的拉力与小科对杠杆的拉力是一对相互作用力,由此可知,小科对杠杆的作用力的大小会改变,故D错误。
13.小莉和同学们到龙门山旅游时进行了一场登山比赛。下列有关功率的说法正确的是( )
A.用时最短的功率最大B.速度最快的功率最大
C.体重最大的功率最大D.做功最快的功率最大
【答案】D
【解析】A.功率大小不但和时间长短有关,还与做功的多少有关,只知道时间无法判断功率的大小,故A错误;
BC.根据
可得,功率大小不但和速度有关,还与学生的体重有关,故BC错误;
D.功率是指物体做功快慢的物理量,做功最快的功率最大。故D正确。
14.排球垫球是中考体育考试项目之一,方法是用手臂将排球向上垫向空中,排球落下后又重复垫球(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.排球离开手臂上升过程中,动能一直在减小 B.排球离开手臂上升过程中,手仍在对排球做功
C.排球落下接触手臂的瞬间,受力平衡 D.排球下落过程中,重力势能越来越大
【答案】A
【解析】A.排球离开手臂上升过程中,排球的质量不变,速度变小,动能一直在减小,故A正确;
B.排球离开手臂上升过程中,手对球没有施加力,所以手对排球不做功,故B错误;
C.排球落下接触手臂的瞬间,排球的运动状态发生了变化,排球受力不平衡,故C错误;
D.排球下落过程中,排球的质量不变,高度变小,重力势能越来越小,故D错误。
15.如图是某同学扔实心球时的四个阶段。其中手对实心球做功的阶段是( )
A.①和③B.②和④C.①和④D.②和③
【答案】A
【解析】①将地上的球捡起来,有力作用在球上,球在力的方向上通过了一定的距离,故有力做功,故①符合题意。
②将球举起停在空中不动,有力,但球没有在力的方向上移动距离,故没有做功,故②不符合题意;
③挥动球,有力作用在球上,球在与手接触的一段时间内通过了一定的距离,故有力做功,故③符合题意;
④球飞出去,球由于惯性向前运动,没有对球施加力,没有对球做功,故④不符合题意。
可见,手对球做功的过程有①③。
故选A。
16.物块在水平拉力F(大小未知)的作用下,在水平直线轨道上运动(如图),其中AB=CD=10m。已知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动,且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1N和2N,则以下判断正确的是( )
A.该物块在CD段的惯性比AB段大 B.该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5
C.拉力F在AB段所做的功为20J D.拉力F在CD段做功的功率为10W
【答案】D
【解析】A.惯性的大小只与质量有关,与速度大小无关,物块质量不变,则惯性不改变。故A错误;
B.由题知,物块在AB段和CD段的速度之比为2∶5,AB和CD距离相等,则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为5∶2,故B错误;
C.物块在AB段匀速运动,拉力大小等于摩擦阻力,拉力F在AB段所做的功
故C错误;
D.物块在CD段匀速运动,拉力大小等于摩擦阻力,拉力F在CD段做功的功率
故D正确。
17.一位摄影爱好者采用在同一张底片上多次曝光的方法,拍摄了极限跳伞运动员从悬崖上跳下的过程。从运动员离开悬崖时开始,每隔0.3s曝光一次,得到了一张记录运动员在打开降落伞之前的一段下落情况的照片,如图。已知运动员从a点到d点可视为沿竖直方向运动,通过ab、bc和cd的时间间隔均为0.6s,空气阻力不能忽略。对于运动员从a点到d点的下落过程,下列分析中正确的是( )
A.运动员下落过程中的速度的大小保持不变
B.运动员所受的重力在ab段所做的功等于在cd段所做的功
C.运动员所受的重力在ab段做功比在cd段做功慢
D.运动员下落过程中减少的重力势能全部转化为动能
【答案】C
【解析】A.由图知道,运动员下落过程中在相同时间内通过的距离不同,所以,他的速度的大小是变化的,故A错误;
B.由图知,运动员在ab段与cd段通过的距离不同,但运动员的重力不变,由公式W=Gh可知,其所受的重力在ab段所做的功不等于在cd段所做的功,故B错误;
C.由图知,运动员在ab段比在cd段通过的距离短,因此相同时间内做功少,即重力在ab段做功比在cd段做功慢,故C正确;
D.由于空气阻力不能忽略,所以运动员下落过程中克服空气阻力会消耗一部分机械能(会转化为内能),所以减少的重力势能并没有全部转化为动能,故D错误。
故选C。
18.如图所示,AC>BC, 把同一物体分别沿光滑斜面 AC、BC 以相同的速度匀速推上顶端,推力分别为F1、F2,功率分别为P1、P2,则( )
A.F1
【答案】B
【解析】不计摩擦,AC>BC,则可知斜面AC的倾斜角度小于BC,所以物体沿AC运动时推力较小,即F1<F2;已知物体运动的速度相同,F1<F2,根据公式P=Fv可知,沿AC运动时推力F1做功的功率较小,即P1<P2。
19.(2022·浙江温州一模)如图所示小明投掷实心球的过程示意图,球在b处离手,经最高点c处,落在地面d处,最后滚动至e处。小明对实心球有做功的阶段是( )
A.abB.bcC.cdD.de
【答案】A
【解析】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(即力和距离的方向要一致)。二者缺一不可。
在a 到b的过程中,实心球受到推力作用,且在推力方向上通过了距离,故小明对实心球做了功。实心球离手后,由于惯性通过了距离,但不再受到推力的作用,所小明不再做功。
故选A。
20.(2022·湖州期末)台球比赛中,选手推动球杆前进,击打白球,使白球水平向前撞击红球,对这一过程的分析正确的是( )
A.击打白球时,手对白球做了功
B.手推动球杆前进时,手对球杆做了功
C.白球撞击红球后,红球滚动时,白球对红球做了功
D.击球后,白球离开球杆向前滚动时,球杆对白球做了功
【答案】B
【解析】A.手对白球没有力的作用,手对白球没有做了功,白球继续运动是因为白球具有惯性,故A错误;
B.手推动球杆前进时,有力作用在杆上,杆在力的作用下沿力的方向移动了距离,所以手对球杆做了功,故B正确;
C.白球撞击红球后,红球滚动时,白球对红球没有力的作用,则白球对红球没有做功,故C错误;
D.击球后,白球离开球杆向前滚动时,是因为白球具有惯性,球杆对白球没有力作用,不做功,故D错误。
故选B。
21.对物体做功的理解,下列说法正确的是( ).
A.作用在物体上的力越大,力对物体所做的功越多
B.物体通过的路程越长,作用在物体上的力对物体所做的功越多
C.有力作用在物体上,物体在这个力的方向上通过了距离,这个力对物体做了功
D.有力作用在物体上,这个力就一定对物体做功
【答案】C
【解析】A.作用在物体上力越大,但是不知道物体在力的作用下通过的距离,不能确定力做功多少,故A错误。
B.只知道物体在力的作用下移动的距离,但不知道力的大小也不能确定做功多少,故B错误。
C.物体在力的作用下,并沿力的方向移动了距离,则力做了功,故C正确。
D.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,有力作用在物体上,这个力不一定做功,故D错误。
故选C。
22.如图是某篮球比赛中的精彩画面,运动员的精彩表现为球迷留下了深刻印象,下列说法正确的是( )
A.运动员助攻传球时,球的运动状态不变B.运动员持球突破上篮时,球的动能不变
C.运动员摘下篮板时,球具有的惯性不变D.运动员双手灌篮时,不需要对球做功
【答案】C
【解析】A.运动员助攻“传球”时,力改变了篮球的运动状态,故A错误。
B.运动员持球突破上篮时,篮球的质量不变,速度变大,则篮球的动能增加,故B错误。
C.惯性的唯一量度是质量,质量不变,惯性不变,故C正确。
D.运动员双手灌篮时,篮球的速度变大,对篮球做功,故D错误。
故选C。
23.如图所示,用5牛的水平推力推着重为20牛的物体沿水平方向做直线运动。若推力对物体做了20焦的功,则在这一过程中( )
A.物体一定运动了1米B.物体一定运动了4米
C.重力做的功一定为20焦D.物体一定受到5牛的摩擦力
【答案】B
【解析】AB.由W=Fs可得,物体沿水平方向运动的距离
故A错误,B正确。
C.物体在重力的方向没有移动距离,故重力做的功为0,故C错误。
D.用5N的水平推力推着重为20N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5N,故D错误。
24.(2021·金华期末)小明对四位同学做功情况各测量了一次,把四位同学做功W和所用时间t在坐标系中描点,得到了图中甲、乙,丙、丁四个点,这四位同学做功功率大小关系正确的是( )
A.甲>乙=丙>丁B.甲=乙>丙=丁C.甲=丙>乙=丁D.甲>乙>丙>丁
【答案】A
【解析】将各点与坐标原点相连,并作出相应的“辅助线”,如图所示:
由图知,甲和乙做功相同时,甲所用时间较少,根据可知,甲的功率大于乙的功率;
甲和丙所用时间相同时,甲做功较多,根据可知,甲的功率大于丙的功率;
丙和丁做功相同时,丙所用时间较少,根据可知,丙的功率大于丁的功率;
丙和乙在同一条斜线上,说明其做的功与时间的比值相等,即丙和乙做功的功率相同。
这四位同学做功功率大小关系为:甲>乙=丙>丁。
二、填空题
25.(2023·浙江一模)荡秋千是一种喜闻乐见的运动。同学们建立了如图所示的荡秋千模型并展开研究:质量为m的小球用无弹性且长为L的轻绳系着并固定于O点,现将小球拉直到与O点等高处由静止开始释放。
(1)小球在下落过程中,其势能______(选填“变小”、“不变”或“变大”);
(2)若忽略空气摩擦,当小球达到O点的正下方时,其动能大小为______(用字母表示)。
【答案】 变小 mgL
【解析】(1)小球在下落过程中,高度逐渐降低,质量不变,所以重力势能变小。
(2)小球达到O点的正下方时,重力做功 W=Fs=Gh=mgL
由于重力做功转化为动能,所以动能大小为mgL。
26.(2022·浙江二模)如图所示是电动传送机,传送带斜面长15m,高5m,每袋货物质量m=30kg。一袋货物在传送机上匀速由底部传送到A处的过程中,所受摩擦力的方向为沿传送带______(选填“向下”或“向上”);货物克服重力所做的功为______J;货物所受摩擦力的大小为______N。(不计能量损耗,g取10N/kg)
【答案】 向上 1500 100
【解析】货物在传送带上运动时由于有向下滑动的趋势,则货物会受到沿传送带向上的摩擦力。
货物克服重力所做的功为 W=Gh=mgh=30kg×10N/kg×5m=1500J
货物受到重力、摩擦力和支持力的作用,支持力和货物运动的距离垂直,支持力没有做功,不计能量损耗,所以摩擦力做的功和克服重力做的功相等,即 Wf=W=1500J
货物所受摩擦力的大小为
27.(2023·浙江温州模拟)如图所示,为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放,最高到达右侧圆弧槽B点处;然后再次滑下,最高到达左侧圆弧槽C点处。其中水平面长度为s,A、C两点距离水平面的高度分别为H、h。(忽略空气阻力)
(1)物体从A点滑到B点的过程中,机械能______(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)物体从A点滑到水平面时,重力所做的功为______。(用字母表示,下同)
(3)物体在水平面上所受摩擦力大小为______。
【答案】 减小 mgH
【解析】(1)物体从A点滑到B点的过程中,经过水平面时会受到摩擦力的作用,克服摩擦做功,一部分机械能转化为内能,机械能减小。
(2)物体从A点滑到水平面时,在竖直方向上下降的高度为H,所以重力做功为 W=GH=mgH
(3)物体在A、B两点的高度分别为H、h′,从A点滑到B点的过程中,由能量守恒定律得 mgH=fs+mgh′①
物体从B点滑到C点的过程中,物体与水平面间的压力和接触面粗糙程度都不变,长度也不变,即物体克服摩擦力做的功不变,由能量守恒定律得 mgh′=fs+mgh②
由①和②得到 2fs=mgH-mgh
28.在水平地面上有一长方体木箱,小林用水平推力F把木箱向前推动。如图甲所示,此过程中,推力F随时间t的变化情况如图乙所示,木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示,则从3s至5s内,推力对木块所做的功______J,从0s至1s内,推力对木块所做的功的功率为______W。
【答案】 120 0
【解析】由乙图可知在3s至5s内推力F=60N,这一时间段速度为v=1.0m/s,时间t=2s,可知推力做功为
W=Fs=Fvt=60N×1.0m/s×2s=120J
由丙图可知,0s至1s内,物体速度为0,物体静止不动,此时推力对木块未做功,W推=0,有
29.(2021·绍兴期末)重2牛的物体A挂于弹簧测力计下,分别做图甲、乙、丙所示的匀速直线运动,运动的速度v1=v3=0.1m/s,v2=0.2m/s,物体A沿速度方向均运动了0.5米。(不考虑空气阻力)
(1)图甲中弹簧测力计对A做功为______焦;
(2)图乙中弹簧测力计对A做功的功率为______瓦;
(3)图内中弹簧测力计对物体A没有做功,原因是物体在力方向上通过的距离等于______米。
【答案】 1 0.4 0
【解析】(1)图甲中弹簧测力计对A做功 W=Gh=2N×0.5m=1J
(2)图乙中,弹簧测力计对A做功的功率
(3)图丙中物体在力方向上通过的距离等于0米,所以弹簧测力计对物体A没有做功。
30.(2021·金华期中)如图所示,质量为200g的金属小球从a处自由下滑,经过b处、到达c处时,恰好停下,在a到b的过程中,重力做功为_____________J,在整个运动过程中,小球克服摩擦消耗的机械能为___________J。
【答案】 0.8 0.4
【解析】小球重 G=mg=200×10-3kg×10N/kg=2N
小球从a到b的过程中,重力做功 W=Gh=2N×0.4m=0.8J
在整个运动过程中,实现了重力势能和动能的相互转化,同时小球要克服摩擦做功,消耗机械能转化为内能;所以小球在a、c两点时的机械能之差就是小球克服摩擦消耗的机械能。小球克服摩擦消耗的机械能
E=G(ha-hc)=2N×(0.4m-0.2m)=0.4J
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