第十一章 功和机械能
中考真题
1.(2022广东)图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点.图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在________点最大，B点重力势能的大小________(选填“大于”“小于”或“等于”)E点动能的大小.在这个过程中，过山车的机械能是________(选填“变化”或“不变”)的.
2.(2020广东)某轿车在平直公路上行驶的45 s内，其速度v与时间t、动力F与时间t的关系图象分别如图甲、乙所示.已知前10 s轿车运动的路程为100 m.求：动力F做的总功.
3.(2024广东) 2024年4月30日，神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆，如图所示.若返回舱质量为3×103 kg，在着陆过程中，从距地面1 m高处竖直向下落地，用时0.4 s.求返回舱在这段时间内：(g取10 N/kg)
(1)平均速度；
(2)重力做的功.
随堂测验
1．(2022兰州)如图所示的情境中，对物体不做功的是( )
A．图甲：用力搬石头，没有搬动 B．图乙：将重物从地面拉到高处
C．图丙：推车向前运动 D．图丁：挺举杠铃的过程
2．(2024长沙)2024年5月3日，长征五号遥八运载火箭搭载嫦娥六号探测器成功发射，开启了人类月背取样的旅程．嫦娥六号加速升空的过程中( )
A．重力势能和动能都增大
B．重力势能和动能都减小
C．重力势能减小，动能增大
D．重力势能增大，动能减小
3．(2024宜宾)如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当卫星从近地点向远地点运动的过程中( )
A．速度增大 B．动能转化为重力势能
C．机械能增大 D．重力势能减小
4．用大小相同的力F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s(如图所示)，F所做的功分别为W1和W2，则( )
A.W1＝W2 B．W1＝W2
C．W1＝2W2 D．W1＝4W2
5．(2024泰安)在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小车从斜面上由静止滑下，撞击放在水平面上的木块，小车推动木块滑行一段距离后停止，实验过程如图所示．下列说法正确的是( )
A．实验中木块被推出距离的远近反映小车动能的大小
B．由甲、乙两图可知，小车动能的大小与质量有关
C．由乙、丙两图可知，小车动能的大小与速度有关
D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，机械能增大
6．(2024呼和浩特)如图所示，海天同学将小球由a点静止释放，小球在管道内沿abcd运动，ab段和bc段内壁光滑，cd段内壁粗糙，a点略高于c点，b点与d点等高．下列说法正确的是( )
A．从a到c的过程中，小球重力势能不变
B．小球在c、d两点的动能可能相等
C．从a到d的过程中，小球运动到d点时，动能最大
D．从a到d的过程中，小球机械能守恒
第6题图 第7题图 第8题图
7．两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程—时间图象如图所示．根据图象，下列判断正确的是( )
A．两次物体运动的速度：v1＜v2
B．两次物体所受的拉力：F1＞F2
C．0～6 s内，两次拉力对物体所做的功：W1＞W2
D．0～6 s内，两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2
8．如图所示，AC＞BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，在不考虑摩擦的情况下，则( )
A.F1＜F2，P1＝P2 B．F1＞F2，P1＞P2 C．F1＝F2，P1＝P2 D．F1＜F2，P1＜P2
9．如图甲所示，水平地面上的一个物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系及物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，则0～3 s推力F大小为________N，3～6 s物体所受摩擦力大小为________N，6～9 s内推力F对物体所做的功为________J.
第9题图 第10题图
10．(2024无锡)如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高，摆球到达B点时动能为______J；摆球从A点到O点的过程中，______能转化为动能．整个过程中，摆球的机械能大小______(选填“不变”或“减小”).
11．(2024广州)如图，某同学将篮球掷向地面，经过甲位置后碰到地面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力．
位置 机械能/J 重力势能/J
甲 13 6
乙 12 10
(1)篮球直径为24.6________(选填“mm”“cm”或“dm”)，质量为0.6 kg，g取10 N/kg，则该篮球受到的重力为________N；
(2)请在图中乙位置画出篮球的受力示意图；
(3)篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示，则篮球与地面碰撞过程损失的机械能为______J，在乙位置时的动能为______J.
12．(2023兰州)近年来，渣土车因超速超载而引发的交通事故时有发生，引起了交通管理部门的高度重视．小彤设计了如图所示的实验来模拟汽车超速、超载带来的危害，通过电磁铁的控制，让质量分别为m1和m2(m1
(1)分析甲、乙两图可知，__________(选填“甲”或“乙”)图中的小钢球在刚到达水平面时的速度更大．
(2)比较甲、乙两图可知，在__________一定时，小钢球的__________越大，动能越大．
(3)比较________两图可以模拟汽车超载带来的危害．
(4)假如你是一名汽车驾驶员，请你从物理学的角度谈谈在安全行车方面需要注意哪些事项__________________．
13．图甲是“探究影响动能大小因素”的实验装置．
(1)本实验中小球A的动能大小通过木块B在水平桌面上______________来体现．若不用木块B，在桌面上铺一条毛巾，________(选填“可以”或“不可以”)用小球A在毛巾表面滚动的距离来体现．
(2)将小球A放在同一斜面上________(选填“相同”或“不同”)高度处由静止释放，目的是使小球在撞击木块B时速度不同，通过实验现象可以得出结论：质量相同的物体，________，动能越大．
(3)善于动脑的小明设计了如图乙所示的方案：用同一个钢球两次将同一弹簧压到不同程度，两次实验弹簧具有的弹性势能________(选填“相同”或“不同”)，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同，从而验证了动能与速度的关系．接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做________(选填“能”或“不能”)验证动能与质量的关系．
14．(2024广西)一艘货轮在长江某河段行驶，50 s内匀速通过200 m的路程，其牵引力为5×105 N，求：
(1)货轮行驶的速度；
(2)牵引力做的功；
(3)牵引力的功率．
15．(跨学科实践)2020年5月27日，中国珠峰高程测量登山队从北坡成功登顶，圆满完成峰顶测量任务，亿万民众共同见证这一极限挑战，激起满腔豪情．
甲 乙 丙
(1)登顶的一大难关是“第二台阶”，这段垂直高度4米的岩壁上架着“中国梯”(图甲)，登山队员的质量为75千克，爬完岩壁至少需要克服重力做功多少焦耳？(g取10 N/kg)
(2)科学家在珠峰底部设立了多个观测点(图乙)来测量珠峰高度的目的是________________________________________________________________________．
(3)受到测量珠峰高度的启发，小敏用激光笔来测量校内的旗杆高度(图丙).打开激光笔开关，让激光对准旗杆的顶端，要测算出旗杆高度H，需测出的数据有____________________.
答案解析
【中考真题】
1．C 等于 变化
2．解：由图象乙可知，0～10 s的动力F1＝4000 N，
则0～10 s的动力做功W1＝F1s1＝4000 N×100 m＝4×105 J，
10～45 s时间内轿车的动力F2＝1000 N，通过的路程s2＝v2t2＝20 m/s×35 s＝700 m，
则10～45 s时间内动力做功W2＝F2s2＝1000 N×700 m＝7×105 J，
则动力F做的总功W＝W1＋W2＝4×105 J＋7×105 J＝1.1×106 J.
3．解：(1)返回舱运动时间：t＝0.4 s，
返回舱的运动速度
v＝＝＝2.5 m/s；
(2)返回舱的总重力
G＝mg＝3×103 kg×10 N/kg＝3×104 N；
重力所做的功
W＝Gh＝3×104 N×1 m＝3×104 J.
【随堂检测】
1．A 2.A 3.B 4.B 5.A 6.B 7.C 8.A
9．2 4 24
10．0 重力势 不变
11．(1)cm 6 (2)如图所示 (3)1 2
12．(1)乙 (2)质量 速度 (3)乙、丙 (4)不要超速和超载
13．(1)移动的距离 可以
(2)不同 速度越大
(3)不同 不能
14．解：(1)货轮的速度
v＝＝＝4 m/s；
(2)牵引力做的功
W＝Fs＝5×105 N×200 m＝1×108 J；
(3)牵引力的功率
P＝＝＝2×106 W.
15．(1)解：登山队员的重力G＝mg＝75 kg×10 N/kg＝750 N，
爬完岩壁至少需要克服重力做功
W＝Gh＝750 N×4 m＝3000 J.
(2)多次测量求平均值，减小误差 (3)AB、AC、OB.
