专题11 功与机械能-2022年中考物理一轮复习考点方法大突破`学案

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专题11 功与机械能

本专题中考考点和要求（“▲”表示该标准要求属于评价水平这一层次）
评价目标和评价水平

课标要求

知识目标
技能

体验目标
了
解
认
识
理
解
独立
操作
经
历
认
同
内
化
（1）理解机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义。
▲

▲




（2）知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。
▲



▲


（3）举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。
▲








规律总结1：利用功、功率的公式求解计算题策略
1.利用W=Fs进行计算时，一定要注意力F和距离S的一 一对应的关系，即距离S是在力F作用下且沿力的方向上移动的距离。其次，一定要注意F和S的同时性，即在计算做功多少时，一定要搞清S是否是F始终作用下运动的距离。比如用60N的力将一重为8N的物体踢出20m远，这20m不是在脚的力的始终作用下运动的，在求脚对物体做功时，不能表示为W=Fs=60N×20m=1200J。
2.利用P=W/t进行计算时，一定要注意功W和完成这些功所用的时间t的一 一对应的关系。其次，一定要注意W和t的同时性。

规律总结2：探究影响物体动能大小因素的实验思路







1.实验研究：研究对象小钢球。 方法有控制变量法；转换法。
如何判断动能大小：看木块被小钢球推动的距离多少。
使质量不同的钢球从同一高度静止释放的目的：使小球到达水平面时的初速度相同；
如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下；
2.分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时，速度越大，动能越大；
保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时，质量越大，动能越大；
3.得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。
4.斜面的作用：是物体具有速度并改变物体速度的大小。
5.水平面的作用：是物体在竖直方向上受力平衡，在水平方向只受摩擦力。
6.能量转化：在斜面上机械能转化过程：重力势能转化成动能 ， 在水平面上能力转化过程：动能转化为内能。
7.木块最终停下来的原因：在水平面受到摩擦力。
8.实验推理与假设：当水平面绝对光滑，小球将做匀速直线匀速，不能达到探究目的。
9.超载、超速问题判断：超速时，质量不变，速度越大，动能越大；超载时，速度不变，质量越大，动能越大。
10.用小球做实验有不足之处是：不能保证小球在水平面上沿直线运动。

考点一：功
1.定义:在物理学中，把力和在力的方向上移动的距离的乘积叫做功。
2.做功的两个必要因素：一是有力作用在物体上，二是物体在力的方向上移动一段距离。
3.计算公式：W=Fs
4.单位：焦(J)，1J=1N·m。
【例题1】(2021甘肃威武)机器人送餐以往只能在科幻电影中看到的场面，现在已成为现实。如图所示，一个机器人用手托着盘子，在水平地面上匀速行走，并使盘子一直保持同一高度不变。甲同学说机器人对盘子做了功，而乙同学却说它对盘子没有做功。请问你支持谁的观点？为什么？

【答案】 乙同学；作用在物体上的力与距离垂直，垂直无功
【解析】乙同学，因为在水平方向上匀速直线运动，而机器人对盘子的力是向上的，力与距离垂直，垂直无功。
当物体在力的方向上移动一段距离时，外力才做功，结合物体的受力情况的移动方向判断即可。
考点二：功率
1.定义:单位时间内所做的功叫做功率。
2.物理意义：表示物体做功快慢的物理量。
3.计算公式：P=W/t。另一个公式：P=Fv。
4.单位：瓦(W)、千瓦(KW) 1KW=1000W。
【例题2】（2021广西贵港）已知大山同学的质量为60kg，每只鞋底与地面的接触面积为0.015m2。大山在10s内用20N的水平拉力拉重为100N的物体沿拉力方向在水平地面上匀速前进了13m。（g取10N/kg）求：
（1）物体受到摩擦力的大小；
（2）大山前进的速度；
（3）拉力做功的功率；
（4）大山在水平地面上立正时对地面的压强。
【答案】 见解析。
【解析】（1）当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，即物体处于平衡状态，此时物体受到的力为平衡力，结合物体受到的外力求解大小即可；
（2）已知物体的路程和运动的时间，利用速度公式求解速度；
（3）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率；
（4）结合物体的质量，利用公式G=mg求解物体的重力。处在水平面上的物体，物体对地面的压力等于重力，结合压强的定义式p=FS求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积。
解答：（1）解：水平拉力拉重为100N的物体沿拉力方向在水平地面上匀速前进，物体处于平衡态，在水平路面上受到了拉力和摩擦力，故摩擦力和拉力是平衡力，故摩擦力的大小为20N。
答：摩擦力的大小为20N；
（2）解：大山前进的速度 v=st=13m10s=1.3m/s
答：大山前进的速度大山 1.3m/s ；
（3）解：拉力做功的功率 P=Wt=Fst=Fv=20N×1.3m/s=26W
答：拉力做功的功率 26W ；
（4）解：大山在水平地面上立正时对地面的压强 p=FS=60kg×10N/kg0.015m2×2=20000Pa
答：大山在水平地面上立正时对地面的压强 20000Pa 。
【例题3】（2020江苏连云港）随着科技的发展，无人驾驶汽车已进入人们的生活。无人驾驶汽车通过车载激光雷达摄像头等传感器实现自动驾驶。一质量为1.2t的无人驾驶汽车，静止时四个轮子与地面的总接触面积为0.12m2，在平直道路上以36km/h的速度匀速行驶，受到的牵引力大小为4×103N。某时刻车头上的激光雷达向正前方的固定障碍物发射一束激光信号，经3×10-7s激光雷达接收到障碍物反射回的信号（该时间内汽车行驶的距离忽略不计）。已知光速为3×108m/s，g取10N/kg。求该汽车。
(1)静止时对水平地面的压强大小；
(2)此刻车头到障碍物的距离；
(3)以36km/h的速度匀速行驶时牵引力的功率。
【答案】(1)；(2)45m；(3)
【解析】(1)汽车对水平地面的压力F=G=mg=1.2×104N
静止时对水平地面的压强大小

(2)此刻车头到障碍物的距离

(3)汽车的速度v=36km/h=10m/s
以36km/h的速度匀速行驶时牵引力的功率

考点三：动能
1.物质由于运动而具有的能叫做动能，一切运动的物体都具有动能。
2.动能的大小跟质量和速度有关：速度相同，物体的质量越大，动能就越大；质量相同，物体的速度越大，动能就越大。
【例题4】（2021江苏南京）2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图分析可知，足球（　　）

A. 在B点时受力平衡
B. 在A、D两点动能可能相等
C. 在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不断改变
D. 在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
【答案】B
【解析】A．B点只受重力，不平衡，故A不符合题意；
B．运动过程中有空气阻力，所以AD速度可能相同，动能可能相同，故B符合题意；
C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不变，故C不符合题意；
D．在运动过程中，机械能不守恒，不可能只存在动能和势能的相互转化，故D不符合题意。
考点四：势能
1.重力势能：物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。重力势能的大小与质量和被举高的高度有关，高度相同，物体的质量越大，重力势能就越大；质量相同，物体被举得越高，重力势能越大。
2.弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能叫做弹性势能。弹性形变越大，物体的弹性势能越大。
【例题5】（2019天津）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出如下猜想：
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。

按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。
实验
序号
铁块质量
m/g
铁块距桌面高度
H/cm
桌腿进入沙子
的深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
（1）实验中通过比较______来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中______（填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：______。
【答案】桌腿进入沙子的深度   ①④⑤   质量相同的物体，高度越大，重力势能越大
【解析】（1）通过小明设计的实验可以知道，他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的。桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大；
（2）根据控制变量法，要验证物体的重力势能与物体的质量有关，应控制物体的高度相同，改变物体质量的大小，故小明要完成探究，需要找数个质量不同的物体进行实验；
故①④⑤三组数据符合，所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论。
（3）比较表中①②③的实验数据，可以发现，高度相同，③中桌腿进入沙子的深度更深，所以，③中的物体具有重力势能大，即可以得出的初步结论是：质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。
考点五：机械能及其转化
1.定义：动能和势能之和称为机械能。
2.规律：物体的动能和势能可以相互转化，如果存在阻力，转化过程中机械能不断减小，反之机械能总量不变，即机械能守恒。
【例题6】（2021四川绵阳）撑竿跳高是一项对压竿和起跳技术要求很高的体育运动。如图所示是运动员在一次比赛中的情景，从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中（不考虑空气阻力）（　　）

A．竿的弹性势能增大，运动员的机械能减小
B．竿的弹性势能增大，运动员的机械能增大
C．竿的弹性势能减小，运动员的机械能减小
D．竿的弹性势能减小，运动员的机械能增大
【答案】D
【解析】动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
弹性势能大小的影响因素：弹性形变的大小。
竿处于最大弹性形变时的弹性势能是最大的，从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中，杆的弹性形变程度变小，弹性势能变小，人的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变大，势能变大，人的机械能变大，是杆的弹性势能转化为人的机械能。
【例题7】（2021哈尔滨）下列生活现象与其对应的物理知识，说法不正确的是（　　）

A.轮胎有花纹可以增大摩擦 B.由于惯性，刹车时人体容易前倾
C荡秋千时，小孩机械能守恒 D.盘山公路可省力，但费距离
【答案】C
【解析】A．轮胎有花纹是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，故A正确，不符合题意；
B．刹车时，由于惯性，人要保持原来的运动状态继续向前运动，因此人体容易前倾，故B正确，不符合题意；
C．荡秋千时，由于小孩要克服空气阻力做功，因此小孩的机械能不守恒，故C错误，符合题意；
D．盘山公路相当于斜面，可省力，但要费距离，故D正确，不符合题意。

《功和机械能》单元综合素养精准达标模拟检测试卷
（答题时间90分钟，试卷满分100分）
一、选择题（本道大题有10小题，每小题3分，共30分）
1．（2021北京）在体育课上，小康用胳膊将排球向上垫起后，排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法中正确的是（　　）
A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球所受的重力小于排球的惯性
B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受到方向向上的力
C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，重力势能逐渐减小
D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，动能逐渐减小
【答案】D
【解析】我们把物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性，惯性是一种性质，不是力；重力势能的大小与质量、高度有关；动能的大小与质量、速度有关。
AB、排球在脱离胳膊后能继续上升，是因为排球具有惯性，仍然要保持原来的运动状态，惯性不是力；球在空中运动的过程中，只受到重力、空气的阻力，故AB错误；
CD、排球在脱离胳膊后的上升过程中，球的质量不变，高度变大，重力势能逐渐变大；质量不变，速度变小，动能变小，故C错误，D正确。
2.（2021湖南张家界）张家界大峡谷玻璃桥高空蹦极体验项目正式对公众开放，不考虑空气阻力，关于人在蹦极下降过程中的能量分析，下列选项中正确的是 （ ）
A. 弹性绳绷直前，人的重力势能减小，动能增大，机械能增大
B. 弹性绳刚好绷直时，人的重力势能最小，动能最大
C. 下降到最低点的过程中人的机械能守恒
D. 下降到最低点时，人的重力势能最小，弹性绳的弹性势能最大
【答案】D
【解析】A、弹性绳绷直前，人在重力的作用下向下做加速运动，人的质量不变，高度变小，人的重力势能减小，人的质量不变，速度变大，动能增大，不计空气阻力，人的机械能是守恒的，保持不变，故A错误；
B、弹性绳刚好绷直时，人继续向下运动，人的重力大于弹性绳的弹力，向下做加速运动，当弹力等于人的重力时，速度最大，动能最大，故B错误；
C、下降到最低点的过程中，人的机械能转化为弹性绳的弹性势能，所以人的机械能不守恒，故C错误；
D、下降到最低点时，高度最小，所以人的重力势能最小，此时弹性绳发生的形变程度最大，弹性绳的弹性势能最大，故D正确。
3.（2020山东泰安）直升飞机以1m/s的速度竖直匀速降落，下列有关说法中（　　）
①直升飞机受到的升力与重力大小相等
②直升飞机的机械能减小
③直升飞机的升力小于重力
④直升飞机的机械能不变
A. 只有①④正确 B. 只有①②正确 C. 只有②③正确 D. 只有③④正确
【答案】B
【解析】①直升飞机匀速降落，处于平衡状态，受到重力和升力是平衡力，所以受到的升力与重力大小相等，说法正确；
②直升飞机匀速降落，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小，直升飞机的机械能减小，说法正确；
③由①可知直升飞机的升力等于重力，说法错误；
④由②可知直升飞机机械能减小，说法错误。
4.（2020四川乐山市）2020年6月17日15时19分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，成功将高分九号03星送入预定轨道，发射获得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 动能增大，势能减小 B. 动能不变，势能增大
C. 动能增大，势能增大 D. 动能减小，势能增大
【答案】C
【解析】火箭加速升空时，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大。
5.（2020天津）2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射成功｡若某卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时速度增大了，由此可知其动能（　　）
A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 消失
【答案】B
【解析】卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时，高度减小重力势能减小，速度增大，动能增大，总的机械能不变。
6.（2020新疆兵团）羽毛球比赛中，空中飞行的羽毛球先后经过A、B两点时的动能相等，相比A点，羽毛球在B点时（　　）
A. 机械能较小，重力势能较大 B. 机械能较大，重力势能较大
C. 机械能较小，重力势能较小 D. 机械能较大，重力势能较小
【答案】C
【解析】羽毛球在空中从A到B飞行的过程中，由于空气阻力的存在，机械能不守恒，故机械能减小。又因为羽毛球先后经过A、B两点时的动能相等，故重力势能减小，故ABD不符合题意；C符合题意。
7.（2020湖北武汉）滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式。飞机跑道的前一部分是水平的，跑道尾段向上翘起。如图所示，飞行员驾驶舰载机从图示位置由静止开始一直加速直至离舰的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 飞行员的动能先增加后减少 B. 飞行员的机械能一直减少
C. 飞行员的机械能一直增加 D. 飞行员的机械能先不变后增加
【答案】C
【解析】飞行员一直加速直至离舰的过程中，飞机跑道的前一部分是水平的，飞行员重力势能不变，速度增大，质量不变，动能增大，机械能增大。跑道尾段向上翘起，质量不变，速度增大，高度增高，所以飞行员的动能增大，重力势能增大，机械能增大。
8.（2019安徽省）如图，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定。右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO＝OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是（   ）

A. 小球的动能不断增加
B. 弹簧的弹性势能不断减少
C. 小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D. 在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
【答案】 D
【解析】由题知，O点是弹簧保持原长时小球的位置，则AO段弹簧处于压缩状态，OB段弹簧处于拉伸状态；小球从A运动到O的过程中，弹簧逐渐恢复原状，形变程度变小，弹性势能变小，小球所受弹力方向向右、速度不断增大，动能变大，此过程中弹性势能转化为动能；到达O点时，弹簧恢复原长，弹性势能为零，小球所受弹力为零，此时速度最大，动能最大；小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉长，形变程度变大，弹性势能变大，此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小，动能变小，此过程中动能转化为弹性势能；则小球从A位置运动到B位置的过程中：
A.小球的动能先增加后减少，A不符合题意；
B.弹簧的弹性势能先减少后增大，B不符合题意；
C.小球运动到O点时的动能（最大）与此时弹簧的弹性势能（为零）不相等，C不符合题意；
D.水平台面光滑，且AO＝OB，说明没有机械能转化为内能，小球和弹簧组成的整体机械能守恒，所以在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变，D符合题意。
9．（2019湖南邵阳）参加今年邵阳市初中毕业学业考试的王小鹏同学听到考试预备铃响了，考室还在四楼呀!一口气从一楼跑到四楼考室，所用时间为30秒。他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近（　　）
A．1.5W B．15W C．150W D．1500W
【答案】C
【解析】估测一下自身的体重和三层楼的高度，结合所用时间为30秒，利用功率的公式P
可计算。
王小鹏同学的体重约为500N，一层楼高约为3m，从一楼跑到四楼上升了三层楼的高度约9m，所用时间为30s；则克服自己重力做功的功率约为：P=150W。
10．（2022大庆模拟河南）如图所示，是跳伞运动员在匀速下落过程中，下落的速度v、下落的路程s、重力做的功W和重力做功的功率P随时间t变化规律的图象，其中正确的是（　　）

A B C D
【答案】AD．
【解析】明确图象中的横坐标和纵坐标所代表的物理量，再根据图象的形状判断物理量间的关系或变化规律
AB、跳伞运动员匀速下落过程中，做匀速直线运动，v不随时间变化，故在图象中为平行于时间轴的直线，在s﹣t图象中，匀速直线运动为倾斜的直线；故A正确、B错误；
C、根据W=Gh=Gvt，其中重力G、速度v是一定值，重力做的功W与时间t成正比，图象为倾斜的直线，故C错误；
D、根据P=Fv=Gv，其中重力G、速度v是一定值，故功率P也为一定值，图象为平行于时间轴的直线，故D正确．
二、填空题（每空1分，共22分）
1.（2021长春）某校举行足球比赛。在赛场上，球员用力将足球从地面踢向空中，说明力可以改变物体的______；足球加速下落过程中，重力势能转化为______和内能。
【答案】 运动状态 动能
【解析】足球被踢出后，足球的运动方向和速度都发生了变化，说明力可以改变物体的运动状态。
足球加速下落过程中，质量不变，高度减小，速度增加，重力势能减少，动能增加，部分重力势能转化为动能，与空气摩擦，内能增加，部分重力势能转化为内能。
2. （2021江苏泰州）2021年5月29日，搭载着天舟二号货运飞船的长征七号遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场成功升空，在火箭发射升空过程中，火箭的动能将_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；若以地面为参照物，该火箭是________的。
【答案】 ①. 变大 ②. 运动
【解析】火箭发射升空的过程中，加速向上运动，速度变大，所以动能增大。
若以地面为参照物，该火箭位置改变，是运动的。
3.（2020江苏连云港）在水平地面上铺一张纸将两个弹性相同。质量分别为mA和mB的皮球A和B表面涂黑，让它们从相同高度由静止下落，在纸上留下黑色圆斑如图所示，分析图中两个圆斑大小，可推断mA______mB（选填“大于”、“小于”或“等于”）。皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，由此判断，皮球的机械能总量______（选填“不变”、“减少”或“增大”）。

【答案】 (1)小于 (2)减少
【解析】（1）从图中A、B的印迹看出，B球的形变大，说明它原有的重力势能大，由于高度相同，所以质量为mB的皮球的质量较大，即mA＜mB
（2）皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，皮球的一部分机械能转化为了内能，所以在整个运动过程中的机械能减少。
4. （2021齐齐哈尔）在水平地面上工人师傅沿水平方向推重300N的木箱做直线运动，木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在4s～8s内木箱受到的推力恒为100N，则在这段时间(4s～8s)内，木箱受到的推力的功率是______ W，8s～10s内木箱受到的摩擦力是______ N(忽略空气阻力)。

【答案】100  100
【解析】(1)由题知，在4s～8s内，推力F=100N；由图可知这段时间内木箱做匀速直线运动，且v=1m/s，
则推力做功的功率：P=Wt=Fst=Fv=100N×1m/s=100W；
(2)由图知，在4s～8s内，木箱做匀速直线运动，忽略空气阻力，木箱受到的推力、摩擦力是一对平衡力，大小相等，则木箱受到的摩擦力f=F=100N；
由图可知，木箱在8s～10s内做减速运动，由于压力大小、接触面的粗糙程度不变，则木箱受到滑动摩擦力的大小不变，还是100N。
5．（2019四川南充）将物体A放在水平面上，在水平拉力F1作用下，以V1＝4m/s的速度向右匀速运动，在同一水平面上，物体A受到水平拉力F2作用时，以V2＝6m/s的速度向右匀速运动两次移动的距离相同，则两次拉力做功W1　　W2（填“＞”、“＜”或“＝”），两次拉力的功率P1　　P2（填“＞”、“＜”或“＝”）。
【答案】＝；＜
【解析】将物体A放在水平面上，在水平拉力作用下，以一定的速度向右匀速运动，在同一水平面上，压力与接触面的粗糙程度不变，摩擦力大小不变，根据二力平衡条件可知水平拉力都等于摩擦力，再根据W＝Fs可求功的大小，由P＝Fv可得功率的大小。
将物体A放在水平面上，在水平拉力作用下，以一定的速度向右匀速运动；同一物体在同一水平面上，压力的大小与接触面的粗糙程度均不变，则摩擦力大小不变，根据二力平衡条件可知，水平拉力都等于摩擦力，即F1＝F2＝f；
两次拉力相等，两次移动的距离也相同，根据W＝Fs可知，拉力做的功相等，即W1＝W2；
两次拉力相等，v1＝4m/s，v2＝6m/s，由P＝Fv可知，两次拉力的功率P1＜P2。
6．（2019山东临沂）如图所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以3m/s的速度在水平地面上匀速运动了10m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1．若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，则W1　　W2，P1　　P2（选填“＞”、“＜”或“=”）

【答案】=；＞。
【解析】（1）由题可知，同一物体先后以不同的速度在同一水平地面上匀速运动，则物体对水平地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，因此两次物体受到的滑动摩擦力不变；
又因为物体在水平地面上匀速运动，根据二力平衡条件可知，水平拉力F和滑动摩擦力f是一对平衡力，大小相等，即F1=F2=f；
（2）物体运动的距离都为10m，且F1=F2，由W=Fs可知W1=W2；
由题意可知v1＞v2，且F1=F2，由P===Fv可知，P1＞P2。
7．（2018新疆）如图所示是蹦床运动，当运动员从高处下落过程中　　能转化为动能，运动员与蹦床面接触的瞬时　　能最大；与蹦床接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化为蹦床的　　势能。

【答案】重力势；动；弹性。
【解析】当运动员从高处下落过程中，质量不变、速度增大，动能增大；质量不变、高度减小，重力势能减小；该过程中重力势能转化为动能；当运动员与蹦床面接触的瞬时动能最大；与蹦床接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化为蹦床的弹性势能。
8.（2020四川甘孜州）2019年1月，“嫦娥四号”在月球背面成功着陆。“嫦娥四号”在加速过程中，动能_______（选填“增大”“不变”或“减小”），以月球为参照物，“ 嫦娥四号”是______的（选填“运动”或“静止”）。
【答案】 (1) 增大 (2) 运动
【解析】（1）“嫦娥四号”减速落月过程中，质量不变，速度增大，其动能增大。
（2）“嫦娥四号”在落月过程中，“嫦娥四号”相对于月球的位置不断发生变化，故以月球为参照物“嫦娥四号”是运动的。
9．（2022湖北武汉模拟题）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W1　 　W2，P1　 　P2（两空均选填“＞”、“＜”或“=”）

【答案】=；＜
【解析】由题AB=BC，根据W=Gh可知，物体在AB段和BC段做的功相等，即W1=W2；由于小球在自由下落时做加速运动，根据t=可知，小球在BC段运动的时间短，根据公式P=可知，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1＜P2。
10.（2022沈阳模拟）小华和妈妈去超市购物，她们将17kg物品放在小推车中推行，小推车在某段时间内速度随时间变化的关系图像如图所示.已知小推车重130N，所受阻力是总重的0.15倍. (g取10N/kg)。10～20s内水平推力做了_______J的功；10～20s内水平推力的功率为_______W.

【答案】360J；36W
【解析】（1）根据速度v随时间t化的关系图像知道，在0～l0s内小车加速运动，所以水平推力大于阻力；阻力大小是F阻=1.5G=1.5×mg=1.5×17kg×10N/kg=45N；
（2）10～20s内小车匀速运动，则F推=F阻=45N，
小车的速度v=0.8m/s，所以小车运动的距离s=vt=0.8m/s×10s=8m,
水平推力做的功：W=F推s=45N×8m=360J；
（3）10～20s内水平推力的功率：P=W/t=360J/10s=36W
三、简答题（8分）
1.（2021贵州黔东南州）如图所示为课本中的插图，图中工人用叉车将货物从一个地方搬运到另一个地方或把货物从地面提升到某一高度。请你结合叉车的部位和工作情景找出两个与物理知识相关的问题，并做出简要的回答，不得与示例重复。

示例：
问题：为什么叉车能把货物提起？
回答：力可以改变物体的运动状态。
（1）问题：______；回答：______。
（2）问题：______；回答：______。
【答案】 ①. 叉车把货物从地面提升到某一高度，叉车对货物做功了吗 ②. 做功了，有力作用在物体上，在力的方向上且移动了距离 ③. 货物的重力势能增加了吗 ④. 增加了，因为质量不变，高度增加，货物的重力势能增加
【解析】（1）对物体做功的两个必要因素一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动距离。工人用叉车把货物从地面提升到某一高度，物体受到力的作用，物体也移动了距离，所以提出的问题是：叉车把货物从地面提升到某一高度，叉车对货物做功了吗？回答：做功了，有力作用在物体上，在力的方向上且移动了距离。
（2）重力势能的大小与质量和高度有关。把货物从地面提升到某一高度，所以提出的问题:货物的重力势能增加了吗？回答：增加了，因为质量不变，高度增加，货物的重力势能增加。
四、实验探究题（共16分）
1.（8分）（2020山东泰安）如图所示是 “探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置示意图，让小球A从斜面上某点滚下，撞击在水平面上的木块B，木块B移动一段距离。

(1)该实验中所探究物体的动能是指______（选填“小球A”或“木块B”）的动能。
(2)实验表明，让小球A分别从斜槽不同高度由静止滚下，高度越大，速度越______，木块B被撞得越远。可得结论：质量相同时，小球的速度越______，动能越大。
(3)若要研究物体动能与质量的关系，应让不同质量的小球A从斜面______高度由静止滚下，观察比较木块B被撞移动的距离。
【答案】 (1)小球A (2)大 (3) 大 (4) 同一
【解析】(1)[1]该实验研究的是小球A动能的大小与速度和质量的关系。
(2)[2][3]同一小球从不同的高度滚下，位置高的滚到斜面底端的速度较大，把木块推得越远，说明小球做功多，动能大，说明了物体的动能与物体的速度有关，由此得出结论：在质量一定时，小球的速度越大，动能就越大。
(3)[4]要研究物体动能与质量的关系，根据控制变量法可知，控制小球到达水平面的速度相同，让不同质量的小球A从斜面同一高度由静止滚下，观察比较木块B被撞移动的距离。
2.（8分）（2020江西模拟）相关资料表明，大部分重大交通事故是因为汽车超载超速造成的。兴趣小组决定对超载超速问题进行一次模拟探究，经讨论后认为，可以用小球作为理想模型，代替汽车作为研究对象，如图，将小球从高度为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，完成甲、乙、丙三次实验，其中h1=h3＞h2，mA=mB＜mC

（1）把小球放在同一高度由静止开始沿斜面滚下是为了控制　　相同。
（2）实验中超载超速带来的危害程度用　　表示；
（3）研究超载带来的危害时，选择甲、乙、丙三次实验中的　 　进行比较；
（4）为比较超载超速带来的危害程度，兴趣小组利用上述器材进行定量研究。得到数据如下表：
小球
质量/克
高度/厘米
木块滑动距离/厘米
A
10
5
10
B
20
5
18
C
30
5
29
D
10
10
38
E
10
15
86
请根据上表数据分析，货车超载20%与超速20%两者相比，潜在危害较大的是　　。
【答案】（1）速度；（2）小木块移动的距离；（3）甲、丙；（3）超速20%。
【解析】本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，反映动能多少时运用了转换法。从图中现象发现质量、速度的不同是此题的关键。
实验中通过控制小球滚下的高度来控制小球滚下的速度；动能的大小通过木块被推动距离来表示；根据控制变量法来分析超载带来的危害；分析表格数据得出结论。
（1）把小球放在同一高度由静止开始沿斜面滚下是为了控制小球到达斜面底端时的速度大小相等；
（2）超载是指汽车的速度一定时，质量越大动能越大，将木块推动得越远，说明动能越大，故实验中超载超速带来的危害程度用木块被推动的距离来表示；
（3）超载是指汽车的速度一定时，质量越大动能越大，将木块推动得越远，说明动能越大，故需要需要高度相同，质量不同的小球，图中甲丙符合要求；
（4）表格中对应的实验数据可知速度对物体的动能影响更大，当超速20%发生交通事故时，由此造成的危害更严重。
五、计算题（共24分）
1.（7分）（2021安徽）如图所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500N，握拳时手臂的长度为0.6m，完成4次引体向上所用的时间为10s。

求：（1）小明完成1次引体向上所做的功；
（2）10s内小明做引体向上的功率。
【答案】（1）300J；（2）120W
【解析】（1）小明完成1次引体向上使身体上升的高度等于握拳时手臂的长度，则所做的功为
W=Gh=500N×0.6m=300J
（2）10s内小明做了4次引体向上，则做引体向上的功率为
P=120W
答：（1）小明完成1次引体向上所做的功为300J；
（2）10s内小明做引体向上的功率为120W。
2.（9分）（2021江苏泰州）为响应国家提出的“节能减排，低碳生活”的号召。质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行车上学，他所骑自行车质量为15kg，轮胎与水平地面的总接触面积为30cm2，在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍（g取10N/kg）。求：
（1）小明和自行车总重力；
（2）他骑行时自行车对地面的压强；
（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是多大。
【答案】（1）750N；（2）；（3）75W
【解析】（1）小明和自行车的总重力
G=(m1+m2)g=(60kg+15kg)×10N/kg=750N
（2）他骑行时自行车对地面的压强

（3）阻力为
f=0.02G=0.02×750N=15N
因为匀速，所以动力等于15N，速度为

他骑行时的功率是
P=Fv=15N×5m/s=75W
答：（1）小明和自行车的总重力750N；
（2）他骑行时自行车对地面的压强；
（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是75W。
3.（8分）（2020四川乐山）如图所示，一款新型无人驾驶电动汽车，总质量为1.5×103kg，在性能测试中，沿平直的公路匀速行驶，行驶过程中汽车受到的阻力为总重力的0.1倍，（g取10N/kg）求：

(1)汽车匀速行驶的速度；
(2)汽车受到的牵引力；
(3)此过程中汽车牵引力所做的功。
【答案】(1)10m/s (2)1.5×103N (3)2.7×106J
【解析】(1)汽车行驶的路程
汽车行驶的时间
汽车匀速行驶的速度

(2)由于汽车匀速行驶，所以汽车受到的牵引力等于阻力

(3)此过程中汽车牵引力做功