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文檔簡介
功和機(jī)械能考點(diǎn)、考題與提升訓(xùn)練【考點(diǎn)一】功與功率★典例一:用大小相同的力F,作用在質(zhì)量不同的物體上,使它們分別在同一水平面上沿力的方向移動(dòng)相同的距離s(如圖所示),F(xiàn)所做的功分別為W1和W2,則()。A.B.C.D.【答案】B。【解析】依據(jù)功的計(jì)算公式,得,。可見,故應(yīng)選B。★典例二:參與今年邵陽市初中畢業(yè)學(xué)業(yè)考試的王小鵬同學(xué)聽到考試預(yù)備鈴響了,考室還在四樓呀!一口氣從一樓跑到四樓考室,所用時(shí)間為30秒。他上樓過程克服自身重力做功的功率最接近()。A.1.5WB.15WC.150WD.1500W【答案】C。【解析】王小鵬同學(xué)的體重約為500N,一層樓高約為3m,從一樓跑到四樓上升了三層樓的高度約9m,所用時(shí)間為30s;則克服自己重力做功的功率約為:P=150W。故選C。★典例三:滑板車是深受小摯友們寵愛的玩具,運(yùn)用時(shí)一只腳站在滑板上,另一只腳蹬地,滑板車就能載著人前進(jìn)。蹬地時(shí)人對(duì)車(選填“做功”或“不做功”);蹬地的腳離地后,人和車由于一起接著向前滑行,滑行時(shí)以人為參照物,滑板車是(選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”)的。【答案】做功、慣性、靜止。【解析】滑板車運(yùn)用時(shí)一只腳站在滑板上,另一只腳蹬地,滑板車就能載著人前進(jìn),有力有距離,所以蹬地時(shí)人對(duì)車做功;蹬地的腳離地后,人和車由于具有慣性,仍要保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以會(huì)一起接著向前滑行;滑行時(shí)以人為參照物,滑板車與人之間的位置沒有變更,所以是滑板車是靜止的。★典例四:小明同學(xué)在探究重力勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)時(shí),提出了如下猜想:猜想一:物體的重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量有關(guān)猜想二:物體的重力勢(shì)能與物體所在高度有關(guān)為了驗(yàn)證上述猜想,他安排利用小桌、沙子、質(zhì)量不同的鐵塊和刻度尺進(jìn)行試驗(yàn):如圖所示,將小桌桌腿朝下放在平整的沙面上,把鐵塊從距桌面某一高度由靜止釋放,撞擊在桌面的中心部位,記錄桌腿進(jìn)入沙子的深度。按上述方案進(jìn)行試驗(yàn),其試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。試驗(yàn)序號(hào)鐵塊質(zhì)量m/g鐵塊距桌面高度H/cm桌腿進(jìn)入沙子的深度h/cm①20201.9②20302.9③20403.8④30202.9⑤40204.1(1)試驗(yàn)中通過比較______來推斷物體重力勢(shì)能的大小;(2)為了驗(yàn)證猜想一,需選擇表中______(填試驗(yàn)序號(hào))三組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析;(3)分析表中①②③的試驗(yàn)數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是:______。【答案】桌腿進(jìn)入沙子的深度;①④⑤;質(zhì)量相同的物體,高度越大,重力勢(shì)能越大。【解析】(1)通過小明設(shè)計(jì)的試驗(yàn)可以知道,他是通過比較桌腿進(jìn)入沙子的深淺來比較重力勢(shì)能的大小的。桌腿進(jìn)入沙堆越深說明物體做的功越多,它原來具有的重力勢(shì)能越大;(2)依據(jù)限制變量法,要驗(yàn)證物體的重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量有關(guān),應(yīng)限制物體的高度相同,變更物體質(zhì)量的大小,故小明要完成探究,須要找數(shù)個(gè)質(zhì)量不同的物體進(jìn)行試驗(yàn);故①④⑤三組數(shù)據(jù)符合,所以應(yīng)利用①④⑤三組數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論。(3)比較表中①②③的試驗(yàn)數(shù)據(jù),可以發(fā)覺,高度相同,③中桌腿進(jìn)入沙子的深度更深,所以,③中的物體具有重力勢(shì)能大,即可以得出的初步結(jié)論是:質(zhì)量相同的物體,高度越大,重力勢(shì)能越大。故答案為:(1)桌腿進(jìn)入沙子的深度;(2)①④⑤;(3)質(zhì)量相同的物體,高度越大,重力勢(shì)能越大。典例五:“節(jié)能減排,低碳生活”旨在提倡節(jié)約能源和削減二氧化碳排放。李明同學(xué)堅(jiān)持騎自行車上下學(xué),他的質(zhì)量為50kg,所騎自行車質(zhì)量為15kg。(g=10N/kg)求:(1)若他在平直馬路上5min內(nèi)勻速行駛了1500m,則這段時(shí)間他騎行的速度是多大?(2)若他騎行時(shí)的牽引力恒為60N,則他騎行這5min內(nèi)克服阻力做了多少功?(3)若他騎行時(shí)自行車兩輪與地面總的接觸面積為25cm2,則他騎行時(shí)自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少?【解析】(1)他騎行的速度是:v===5m/s。(2)他在平直馬路上5min內(nèi)勻速行駛,受力平衡,則阻力f=F=60N,所以他騎行這5min內(nèi)克服阻力做的功:W=fs=60N×1500m=9×104J。(3)騎行過程中地面受到的壓力為:F壓=G總=(m人+m車)g=(50kg+15kg)×10N/kg=650N,則他騎行時(shí)自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)為:p==2.6×105Pa。答:(1)這段時(shí)間他騎行的速度是5m/s;(2)若他騎行時(shí)的牽引力恒為60N,則他騎行這5min內(nèi)克服阻力做了9×104J功;(3)若他騎行時(shí)自行車兩輪與地面總的接觸面積為25cm2,則他騎行時(shí)自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)為2.6×105Pa。【考點(diǎn)二】動(dòng)能和勢(shì)能★典例一:無人機(jī)已被應(yīng)用于諸多領(lǐng)域,如圖所示是一款四翼無人機(jī)。在無人機(jī)勻速上升過程中,對(duì)其分析正確的是()。A.質(zhì)量增加B.動(dòng)能增加C.重力勢(shì)能增加D.機(jī)械能不變【答案】C。【解析】無人機(jī)勻速上升過程中,無人機(jī)的質(zhì)量不變,高度增大,重力勢(shì)能增大;速度不變,質(zhì)量不變,其動(dòng)能不變;無人機(jī)上升過程中,沒有發(fā)生彈性形變,不具有彈性勢(shì)能,所以機(jī)械能等于重力勢(shì)能與動(dòng)能的總和,重力勢(shì)能增大,動(dòng)能不變,其機(jī)械能增大。故選C。★典例二:(多選題)為了更好的推動(dòng)習(xí)總書記提出的“一帶一路”發(fā)展戰(zhàn)略,我國安排放射十八顆通信衛(wèi)星,為沿線國家供應(yīng)服務(wù)。下列關(guān)于人造衛(wèi)星說法中,正確的是()。A.衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)到近地點(diǎn)時(shí),動(dòng)能最大,重力勢(shì)能最小;B.衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí),動(dòng)能最大,重力勢(shì)能最小;C.衛(wèi)星由近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng),重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;D.衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng),重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能【答案】A、D。【解析】衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)到近地點(diǎn)時(shí),速度最大,距離最近,所以動(dòng)能最大,重力勢(shì)能最小,故A正確。衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí),速度最小,距離最遠(yuǎn),所以動(dòng)能最小,重力勢(shì)能最大,故B錯(cuò)誤。衛(wèi)星由近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng),速度越來越小,動(dòng)能越來越小,同時(shí)距離地球越來越遠(yuǎn),重力勢(shì)能越來越大,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,故C錯(cuò)誤。衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng),速度越來越大,動(dòng)能越來越大,同時(shí)距離地球越來越近,重力勢(shì)能越來越小,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,故D正確。★典例三:揚(yáng)州城區(qū)的高層建筑越來越多,但高空拋物卻存在巨大的平安隱患,因?yàn)楦咛幍奈矬w具有較大的()。A.彈性勢(shì)能B.重力勢(shì)能C.體積D.阻力【答案】B。【解析】物體的重力勢(shì)能與物體的高度有關(guān),物體的質(zhì)量越大、高度越高,重力勢(shì)能越大,所以高處的物體具有較大重力勢(shì)能,故B正確為答案。★典例四:關(guān)于功和能,下列描述正確的是()。A.機(jī)械表上發(fā)條是增加了發(fā)條的彈性勢(shì)能;B.深圳大亞灣核電站是把電能轉(zhuǎn)化為核能;C.汽車加油后,以原來的速度接著勻速行駛它的動(dòng)能會(huì)降低;D.“飛流直下三千尺”中水的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能【答案】A。【解析】A:上緊的機(jī)械表發(fā)條具有彈性勢(shì)能,并且發(fā)條形變?cè)酱缶哂械膹椥詣?shì)能越大;故A正確。B:在核電站中,核燃料發(fā)生裂變,釋放出核能,把核能再轉(zhuǎn)化為電能;故B錯(cuò)誤。C:汽車加油后相對(duì)于原來質(zhì)量增加,雖然仍按原速度行駛,但動(dòng)能相對(duì)于原來是增加的;故C錯(cuò)誤。D:“流直下三千尺”中,高處的水具有大量重力勢(shì)能,下落過程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;故D錯(cuò)誤。★典例五:2024年1月3日,嫦娥四號(hào)實(shí)現(xiàn)了人類探測器首次勝利在月球背面軟著陸。嫦娥四號(hào)探測器在距離月球表面100米高處懸停,對(duì)月球表面識(shí)別,并自主避障,選定相對(duì)平坦的區(qū)域后,起先緩慢地豎直下降,最終勝利軟著陸。從距離月球表面100米到軟著陸在月球表面的過程中,嫦娥四號(hào)探測器的重力勢(shì)能________,機(jī)械能________。(選填“增加”或“不變”或“削減”)【答案】削減;削減。【解析】嫦娥四號(hào)從距離月球表面100米到軟著陸在月球表面的過程中,質(zhì)量不變,高度減小,重力勢(shì)能削減;該過程中其速度減小,動(dòng)能削減;探測器沒有發(fā)生彈性形變,不具有彈性勢(shì)能,則機(jī)械能等于重力勢(shì)能與動(dòng)能的總和,所以其機(jī)械能削減。故答案為:削減;削減。【考點(diǎn)三】機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化★典例一:如圖所示,人造衛(wèi)星沿橢圓形軌道繞地球運(yùn)行,下列說法正確的是()。A.衛(wèi)星在近地點(diǎn)時(shí),動(dòng)能最大,機(jī)械能最大;B.衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí),勢(shì)能最大,機(jī)械能最大;C.衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行時(shí),動(dòng)能漸漸減小,勢(shì)能漸漸增大,機(jī)械能不變;D.衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)行時(shí),動(dòng)能漸漸減小,勢(shì)能漸漸增大,機(jī)械能不變【答案】C。【解析】衛(wèi)星在近地點(diǎn)時(shí),速度最大,動(dòng)能最大,距離地球最近,勢(shì)能最小,衛(wèi)星在繞地球運(yùn)動(dòng)過程中,沒有受到任何阻力作用,機(jī)械能守恒;故A錯(cuò)誤。衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí),速度最小,動(dòng)能最小,距離地球最遠(yuǎn),勢(shì)能最大,衛(wèi)星在繞地球運(yùn)動(dòng)過程中,沒有受到任何阻力作用,機(jī)械能守恒;故B錯(cuò)誤。衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行時(shí),速度越來越小,動(dòng)能漸漸減小,距離地球越來越遠(yuǎn),勢(shì)能漸漸增大,衛(wèi)星在繞地球運(yùn)動(dòng)過程中,沒有受到任何阻力作用,機(jī)械能守恒;故C正確。衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)行時(shí),速度越來越大,動(dòng)能漸漸增大,距離地球越來越近,勢(shì)能漸漸減小,衛(wèi)星在繞地球運(yùn)動(dòng)過程中,沒有受到任何阻力作用,機(jī)械能守恒;故D錯(cuò)誤。答案C。★典例二:電梯勻速上升過程中,電梯的()。A.動(dòng)能保持不變B.機(jī)械能保持不變C.重力勢(shì)能保持不變D.動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能【答案】A。【解析】動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān),質(zhì)量越大,速度越大,動(dòng)能越大;重力勢(shì)能與質(zhì)量和高度有關(guān),質(zhì)量厚度越大,重力勢(shì)能越大。因?yàn)殡娞輨蛩伲虼藙?dòng)能不變;又因?yàn)樯仙灾亓?shì)能增大,機(jī)械能是重力勢(shì)能和動(dòng)能之和。因此機(jī)械能增大。一、選擇題1.一物體在水平拉力F的作用下,沿力的方向以0.2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)了4s,拉力F大小為5N,4s內(nèi)拉力F做的功為()。A.1JB.3JC.2JD.4J【解析】D。【解析】由v可得,物體移動(dòng)的距離s=vt=0.2m/s×4s=0.8m,拉力F做的功W=Fs=5N×0.8m=4J。故選D。2.參與今年邵陽市初中畢業(yè)學(xué)業(yè)考試的王小鵬同學(xué)聽到考試預(yù)備鈴響了,考室還在四樓呀!一口氣從一樓跑到四樓考室,所用時(shí)間為30秒。他上樓過程克服自身重力做功的功率最接近()。A.1.5WB.15WC.150WD.1500W【答案】C。【解析】王小鵬同學(xué)的體重約為500N,一層樓高約為3m,從一樓跑到四樓上升了三層樓的高度約9m,所用時(shí)間為30s;則克服自己重力做功的功率約為:P150W。故選C。3.媽媽與小明進(jìn)行爬山競賽,他們選擇的起點(diǎn)、路徑和終點(diǎn)都相同,全程設(shè)為勻速運(yùn)動(dòng),媽媽的體重是小明的2倍,媽媽所用的時(shí)間是小明的3倍,若媽媽克服重力做功為W1、功率為P1,小明克服自身重力做功為W2、功率為P2,則下列關(guān)系正確的是()。A.W1:W2=1:1B.W1:W2=2:3C.P1:P2=1:1D.P1:P2=2:3【答案】D。【解析】由題意可知,媽媽的重力與小明的重力之比是:,他們所用時(shí)間之比為:;依據(jù)功的公式:(h是高度),得到:,;依據(jù)功率公式:,得到:,;下面解答此題:,;由此可見正確答案是D。4.如圖,小明沿水平地面推箱子,但箱子沒有移動(dòng),此過程()。A.小明對(duì)箱子沒有做功;B.重力對(duì)箱子做了功;C.小明對(duì)箱子的推力大于地面對(duì)箱子的阻力;D.箱子所受的重力與箱子對(duì)地面的壓力是一對(duì)平衡力【答案】A。【解析】做功包括兩個(gè)必要的條件:一是有力作用在物體上,二是物體在力的方向通過了一段距離;小明對(duì)箱子用了力且箱子在力的方向上移動(dòng)了距離,所以小明做了功,故A正確。箱子在重力的方向上沒有移動(dòng)距離,所以重力不做功,故B錯(cuò)。箱子處于靜止?fàn)顟B(tài),在水平方向上受力平衡,所以小明對(duì)箱子的推力等于地面對(duì)箱子的阻力,故C錯(cuò)。重力和壓力和方向是相同的,它們不是平衡力,故D錯(cuò);應(yīng)選A。5.一位同學(xué)正在進(jìn)行投擲實(shí)心球的訓(xùn)練,以下情境中,他對(duì)球做功的是()。A.手拿球靜止;B.手托球水平勻速直線運(yùn)動(dòng)C.將球舉起;D.拋出后的球在空中接著運(yùn)動(dòng)【答案】C。【解析】A、手拿球靜止,有力,但球沒有在力的方向上移動(dòng)距離,故沒有做功,故A錯(cuò)誤。B、手托球水平勻速直線運(yùn)動(dòng),有力,但球沒有在力的方向上移動(dòng)距離,故沒有做功,故B錯(cuò)誤。C、將球舉起,有力作用在球上,球在力的方向上通過了肯定的距離,故有力做功,故C正確。D、球飛出去,球由于慣性向前運(yùn)動(dòng),有距離,但沒有對(duì)球施加力,沒有對(duì)球做功,故D錯(cuò)誤。故選C。6.肯定質(zhì)量的物體在水平拉力的作用下沿水平面運(yùn)動(dòng),物體運(yùn)動(dòng)的路程S-t時(shí)間圖象如圖所示,依據(jù)圖象,下列推斷正確的是()。A.物體10s時(shí)的速度大于4s時(shí)的速度;B.0-6s拉力對(duì)物體所做的功大于6-12s拉力對(duì)物體所做的功;C.0-6s拉力對(duì)物體做功的功率小于6-12s拉力對(duì)物體做功的功率;D.0-6s物體所受的拉力大于6-12s物體所受的拉力【答案】B。【解析】從圖象上看,0~6s和6s~12s物體以不同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),而0~6s過程中通過的路程是3m,6~12s的過程中通過路程為1m,因?yàn)橄嗤瑫r(shí)間內(nèi)通過的路程越多,速度越大,因此0~6s過程中的速度大于6~12s的過程中的速度,即4s時(shí)的速度大于10s時(shí)的速度,故A錯(cuò)誤。從圖中可以看出,0~6s過程中通過的距離為3m;6~12s的過程中通過的距離為1m;而拉力相同,由W=FS可知,0至6s內(nèi)鋼索拉力做的功大于6s至12s內(nèi)鋼索拉力做的功;故B正確。由于速度發(fā)生了變更,依據(jù)P=Fv可知,由0~6s過程中的速度大于6~12s的過程中的速度,0-6s拉力對(duì)物體做功的功率大于6-12s拉力對(duì)物體做功的功率,故C錯(cuò)誤。因?yàn)槲矬w做勻速直線運(yùn)動(dòng),拉力等于阻力,0~6s物體所受的拉力等于6-12s物體所受的拉力,故D錯(cuò)誤。7.如圖所示,木塊沿斜面從頂端勻速下滑的過程中,木塊的()。A.重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增大;B.重力勢(shì)能減小,機(jī)械能減小;C.動(dòng)能不變,機(jī)械能不變;D.重力勢(shì)能不變,機(jī)械能減小【答案】B。【解析】木塊在勻速下滑的過程中,速度不變,動(dòng)能不變;高度減小,重力勢(shì)能減小;木塊在下滑過程中,受到摩擦力的作用;木塊要克服摩擦力做功,機(jī)械能削減。二、填空題8.如圖為四旋翼無人機(jī),質(zhì)量為1.2千克,下方懸掛著一個(gè)質(zhì)量為0.1千克的攝像機(jī)。在10秒內(nèi)無人機(jī)從地面豎直上升了20米,然后邊攝像邊斜向上飛行了30秒,儀表盤上顯示離地高度為36米。無人機(jī)前10秒對(duì)攝像機(jī)做功焦,整個(gè)過程中,無人機(jī)對(duì)攝像機(jī)做功的功率為瓦。【答案】(1)20;(2)0.9W。【解析】(1)前10秒對(duì)攝像機(jī)做功W=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×20m=20J。整個(gè)過程無人機(jī)對(duì)攝像機(jī)做功,功率:。9.如圖是老師設(shè)計(jì)的探究機(jī)械能轉(zhuǎn)化的試驗(yàn)裝置,將一彈簧下端固定于帶槽的斜面底端,彈簧上端處于斜面A點(diǎn)處;將一小球從斜面頂端釋放,小球經(jīng)過斜面A點(diǎn)后壓縮彈簧,在斜面C點(diǎn)停止;然后在彈力的作用下小球再向上運(yùn)動(dòng)到斜面的D點(diǎn),接看再向下運(yùn)動(dòng);如此往復(fù)幾次后小球在斜面的B點(diǎn)靜止,那么小球第一次下降經(jīng)過斜面的______(選填“A““B““C”“D”“O”)點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大;小球上升時(shí)不能再回到O點(diǎn)的緣由主要是小球克服摩擦做功,將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了______。【答案】B;內(nèi)能。【解析】(1)從O到A的過程中,小球沿斜面對(duì)下重力的分力大于沿斜面對(duì)上的摩擦力,合力沿斜面對(duì)下,小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng);由題意可知,小球最終在斜面的B點(diǎn)靜止,小球在該點(diǎn)受到的合力為零,則從A到B的過程中,小球沿斜面對(duì)下重力的分力大于沿斜面對(duì)上的摩擦力與彈力之和,合力沿斜面對(duì)下,小球做變加速直線運(yùn)動(dòng);從B到C的過程中,小球沿斜面對(duì)下重力的分力小于沿斜面對(duì)上的摩擦力與彈力之和,合力沿斜面對(duì)上,小球做變減速直線運(yùn)動(dòng),直至在C點(diǎn)瞬時(shí)靜止,綜上可知,小球第一次下降經(jīng)過斜面的B點(diǎn)時(shí)速度最大,動(dòng)能最大;(2)小球上升時(shí)不能再回到O點(diǎn)的緣由主要是小球克服摩擦做功,將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。故答案為:B;內(nèi)能。10.打網(wǎng)球已成為我國青少年寵愛的體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,如圖甲為快速飛行的網(wǎng)球遇到迎面而來的球拍時(shí)的三個(gè)瞬間,圖乙為用頻閃相機(jī)拍攝的網(wǎng)球離開球拍后在空中飛行過程的照片。(1)網(wǎng)球遇到球拍時(shí),球和球拍都變形了,這說明______(寫兩點(diǎn))。(2)球遇到球拍后的某一瞬間,網(wǎng)球的速度剛好變?yōu)榱悖瑒t該瞬間網(wǎng)球所受的力是否平衡?______(3)網(wǎng)球表面比較粗糙,在空中飛行時(shí)所受空氣阻力不行忽視。圖乙中,網(wǎng)球從A點(diǎn)經(jīng)過最高點(diǎn)B飛行到C點(diǎn)的過程中,下列說法正確的是______(選填序號(hào))。①在A、B、C三點(diǎn),網(wǎng)球在A點(diǎn)機(jī)械能最大②位于最高點(diǎn)B時(shí),網(wǎng)球的動(dòng)能為零③在該飛行過程中,網(wǎng)球的勢(shì)能先增大后減小【答案】力使物體發(fā)生形變;力的作用是相互的;否;①③。【解析】(1)球撞到球拍上,球拍發(fā)生了形變;說明:力能變更物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);同時(shí)球的運(yùn)動(dòng)方向也發(fā)生了變更,說明球也受到了球拍的力;說明:力的作用是相互的;(2)物體受力平衡時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生變更;物體速度某個(gè)瞬間為零并能說明物體就受力平衡,小球速度為零下一瞬間將反向運(yùn)動(dòng),說明小球不是出于平衡狀態(tài)。所以該瞬間小球受力不平衡。(3)網(wǎng)球飛行過程中高度先增大再削減,所以小球的重力勢(shì)能先增大再減小,而過小球離開球拍后它的彈性勢(shì)能是不變的,所以勢(shì)能先增大后減小。故答案是:(1)力使物體發(fā)生形變,力的作用是相互的;(2)否;(3)①③。三、試驗(yàn)探究題11.如圖甲所示是小張“探究物體的動(dòng)能與哪些因素有關(guān)”的試驗(yàn)裝置。(1)小張讓大小不同的實(shí)心鋼球從同一斜面上相同的高度處由靜止?jié)L下,在水平面上運(yùn)動(dòng)并推動(dòng)木塊移動(dòng),是為了探究動(dòng)能大小與的關(guān)系;(2)同班同學(xué)小紅發(fā)覺,木塊被鋼球撞擊后移動(dòng)的距離沒有其他同學(xué)的明顯,認(rèn)為是木塊太重導(dǎo)致滑動(dòng)摩擦力過大的緣由造成。為了驗(yàn)證揣測,小紅設(shè)計(jì)了如圖乙所示“探究滑動(dòng)摩擦力與壓力大小關(guān)系”的試驗(yàn),當(dāng)接觸面粗糙程度不變,用彈簧測力計(jì)拉動(dòng)木塊勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),通過多次試驗(yàn)得到了表格中的相關(guān)數(shù)據(jù),請(qǐng)你依據(jù)表中數(shù)據(jù)幫她分析并得出,滑動(dòng)摩擦力f與壓力F之間的數(shù)量關(guān)系式為。試驗(yàn)次數(shù)12345木塊對(duì)木板壓力F/N23456彈簧測力計(jì)讀數(shù)f/N0.60.91.21.51.8【答案】(1)質(zhì)量;(2)f=0.3F。【解析】(1)影響動(dòng)能大小的因素是物體質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度;小明選用大小不同的鋼球,故其質(zhì)量也不同,假如從同一斜面的同一高度靜止?jié)L下,它們的速度相同,故試驗(yàn)是為了探究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系。(2)由表哥中的數(shù)據(jù),可求得f1=0.3F;滑動(dòng)摩擦力的大小等于拉力大小,即彈簧測力計(jì)的示數(shù),故滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力之間的關(guān)系為:f=0.3F。12.探究“水平拋出物體飛行的距離a與物體質(zhì)量m、拋出高度H、拋出時(shí)的速度v的關(guān)系”時(shí),設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如圖甲試驗(yàn)。試驗(yàn)一:質(zhì)量不同的A、B球在斜面同一高度處由靜止滑下,下落到不同高度的地面。試驗(yàn)二:質(zhì)量不同的A、B球在斜面不同高度處由靜止滑下,下落到同一高度的地面。試驗(yàn)得到表一、表二兩組數(shù)據(jù):表一mA=100克,mB=50克,h=0.2米次數(shù)球桌面離地高度H/米落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)水平距離s/米1A0.52A1.00.743A1.50.904B0.50.535B1.00.746B1.50.91表二mA=100克,mB=50克,H=1.2米次數(shù)球桌面離地高度H/米落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)水平距離s/米1A0.10.592A0.20.813A0.30.994B0.10.585B0.20.816B0.31.00(1)如圖乙所示,是A球從斜面高h(yuǎn)=0.2米處下落時(shí),測量球落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)水平距離的示意圖,該距離是米。(2)試驗(yàn)一,球在斜面的同一高度靜止釋放,是為了保持小球離開桌面時(shí)的相同。(3)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是。【答案】(1)0.51~0.54;(2)水平速度;(3)水平拋出物體飛行的距離與拋出點(diǎn)的水平速度和拋出高度有關(guān),與質(zhì)量大小無關(guān)。水平拋出速度越大、拋出高度越高,水平飛行距離越遠(yuǎn)。【解析】(1)依據(jù)尺子的示數(shù),估讀距離為0.51~0.54m;(2)球在斜面的同一高度靜止釋放,使重力做的功相同,保持小球離開桌面時(shí)的速度相同;(3)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是水平拋出物體飛行的距離與拋出點(diǎn)的水平速度和拋出高度有關(guān),與質(zhì)量大小無關(guān)。水平拋出速度越大、拋出高度越高,水平飛行距離越遠(yuǎn)。四、計(jì)算題13.跳傘是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)的運(yùn)動(dòng),現(xiàn)在越來越受到人們的寵愛.在某次跳傘訓(xùn)練過程中,一體重為500N的運(yùn)動(dòng)員從空中懸停的直升機(jī)上由靜止起先豎直跳下,其速度與時(shí)間的關(guān)系如圖所示,經(jīng)15s下落210m后,起先做勻速直線運(yùn)動(dòng)直至落地,整個(gè)過程用時(shí)30s,求在這個(gè)過程中:(1)運(yùn)動(dòng)員下落的平均速度;(2)重力做的功;(3)勻速下降時(shí)重力做功的功率。【解析】(1)由題可知,運(yùn)動(dòng)員在0﹣15s下落的路程為s前=210m,由圖象可知,15s后運(yùn)動(dòng)員以6m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),則運(yùn)動(dòng)員在15﹣30s通過的路程為:s后=vt后=6m/s×15s=90m;運(yùn)動(dòng)員通過的總路程為:s=s前+s后=210m+90m=300m,總時(shí)間為t=30s,則整個(gè)過程中運(yùn)動(dòng)員下落的平均速度:v′===10m/s。(2)運(yùn)動(dòng)員下落的高度為:h=s=300m;重力做的功:W=Gh=500N×300m=1.5×105J。(3)勻速下降時(shí),重力做功的功率:P=Fv=Gv=500N×6m/s=3×103W。答:(1)運(yùn)動(dòng)員下落的平均速度為10m/s;(2)重力做的功為1.5×105J;(3)勻速下降時(shí)重力做功的功率為3×103W。14.如圖所示是正在航拍的無人機(jī)。起飛前,放在地面上要確保四腳著地;啟動(dòng)后,利用遙控器可限制它運(yùn)動(dòng)和工作。無人機(jī)的參數(shù)如下表,求:(g取10N/kg)(1)無人機(jī)從地面飛到離地20m高處,至少要多長時(shí)間?(2)無人機(jī)從20m高處著陸到地面,重力做功是多少?(3)無人機(jī)停放在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少?(4)無人機(jī)的突出問題是飛行時(shí)間短,請(qǐng)?zhí)岢鲆粋€(gè)解決問題的合理建議。【解析】(1)由得至少要用的時(shí)間為:(2)重力做功為:(3)無人機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)為:(4)無人機(jī)飛行過程須要消耗電能來克服重力做功,所以為了削減電能的消耗,延長飛行時(shí)間,可以減小無人機(jī)的質(zhì)量。或者增加電池儲(chǔ)存的電能也可以延長飛行時(shí)間。15.為解決某偏遠(yuǎn)山區(qū)的用電困難,利用當(dāng)?shù)厮Y源豐富的特點(diǎn),扶貧工作隊(duì)籌措資金為當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)了一座小型水力發(fā)電站,讓水壩的水下泄時(shí)沖動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電,供當(dāng)?shù)鼐用裆钏琛H羲畯?0m高處下泄,每小時(shí)下泄量為7.2×106kg,取g=10N/kg。(1)每小時(shí)水的重力做的功W為多少?(2)若水的重力做的功有80%轉(zhuǎn)化為電能,發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率P是多少?【解析】(1)每小時(shí)下泄量為7.2×106kg,則這些水的重力:G=mg=7.2×106kg×10N/kg=7.2×107N,每小時(shí)水的重力做的功:W=Gh=7.2×107N×10m=7.2×108J;(2)由可得,產(chǎn)生的電能:W電=80%×W=80%×7.2×108J=5.76×108J,則發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率:答:(1)每小時(shí)水的重力做的功W為7.2×108J;
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