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2014年中考初中科學復習學案
專題18 功和機械能參考答案
考點知識梳理
中考典型精析
例1：解析：本題考查功的計算。做功的兩個必要因素是物體受到力的作用并在力的方向上通過一定的距離，功的大小等于兩者的乘積，W＝Fs，題中的F和s均相同，所以甲、乙圖中力F做的功相等，與地面的粗糙程度、物體的質量大小無關。
答案：B
變式訓練1：等于　等于　等于
例2：解析：本題以頭“走”樓梯創吉尼斯世界紀錄為載體考查壓強和功的計算。(1)頭上套一個軟墊可以增大受力面積減小壓強；
(2)G＝mg＝30 kg×10 N/kg＝300 N，
h＝34×8 cm＝272 cm＝2.72 m，
W＝Gh＝300 N×2.72 m＝816 J。
答案：(1)減小　(2)816
變式訓練2：C
例3：解析：本題考查滑輪、相對運動及功率的計算。讀圖，當物體A運動時，滑輪和物體一起運動，推知圖示滑輪為動滑輪；F的大小等于彈簧秤的示數，即為2 N；物體A以0.2 m/s的速度做勻速直線運動，則力F的速度為0.4 m/s，拉力F的功率為P＝Fv＝2 N×0.4 m/s＝0.8 W；物體A運動時，它和彈簧秤間有位置的改變，所以以A為參照物，彈簧秤是運動的，綜上所述，A選項說法正確。
答案：A
變式訓練3：240　96
例4：解析：本題以雜技為載體考查考生對機械能轉化的理解。由圖可知，因為男演員跳起后的高度大于女演員在乙處的高度，所以男演員的質量即使等于女演員的質量，其剛下落時的機械能也大于女演員的機械能，A選項錯誤；男演員離開跳臺時，向上跳起，具有的機械能為勢能和動能之和，落下后，轉化為女演員的機械能，由于存在阻力，所以男演員離開跳臺時的機械能一定大于女演員在乙處的機械能，但具有的勢能不一定大于乙處女演員的勢能，B選項錯誤，C選項正確；女演員跳起后，因為存在阻力，在上升過程中，整個機械能減少，故女演員彈起來時的動能大于她站在乙處時的機械能，D選項錯誤。故選C。
答案：C
變式訓練4：豎直向下　②
專題訓練
一、選擇題(每小題4分，共32分)
題號 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A A C B C B C C
二、簡答題(每空3分，共18分)
9．(1)66 (2)96 000或9.6×l04
10．杠桿 勢能轉化為動能
11．(1)速度(2)彈性勢（勢）
三、實驗探究題(10分)
12．(1)鋼球質量（或質量）(2)做功
四、分析計算題(共40分)
13．解：(1)G＝mg＝20 kg×10 N/kg＝200 N
W＝Gh＝200 N×2 m＝400 J
(2)W電＝50% W＝50%×400 J＝200 J
t＝＝＝200 s
專題訓練(二)
一、選擇題(每小題4分，共32分)
題號 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B D A B D A C B
二、簡答題(每空4分，共16分)
9．200 800
10．增大 增大
三、實驗探究題(15分)
11．(1)斜面OB的傾角θ　(2)1、4(或2、5或3、6)　(3)10
四、分析計算題(共37分)
12．解：(1)壓路機對路面的壓力
F＝mg＝3×104 kg×10 N/kg＝3×105 N
根據p＝得
壓路機與路面的接觸面積
S＝＝＝1.5 m2
(2)發動機所做的功
W＝Pt＝1.2×105 W×500 s＝6×107 J
(3)根據P＝Fv
壓路機的牽引力F＝＝＝3×104 N
根據二力平衡條件壓路機受到的阻力
f＝F＝3×104 N
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2014年中考初中科學復習學案
專題18 功和機械能
考點知識梳理
考點一 功
1．力學里所說的功包含兩個必要因素：一是作用在物體上的 ，另一個是物體在 上移動的 。
注意：F和s必須“同一物體”“同一時間”“同一方向”。
2．在物理學中，把 與在力的方向上移動的 的乘積叫做功，公式：W＝ ，單位： 。
3．做功的實質就是 的過程，通過做功的形式將一種能量轉化為其他形式的能量。
4．物體做了多少功，就有多少 發生了轉化，能與功的單位一樣，都是 。
考點二 功率
1．物體在 內做的功，叫做功率，它是表示物體做功 的物理量，公式：P＝ ，單位： 。21cnkxtj2008
2．P＝＝＝ ，由該公式可知，在功率P一定時，力F與速度v成反比。
考點三 機械效率
與 的比值叫做機械效率，公式：η＝ 。有用功總是小于總功，所以機械效率總小于1，通常用百分數表示。
考點四 機械能
1．物體由于 而具有的能叫動能。物體的動能與 和 有關。質量相同，速度越大，動能 ；速度相同，質量越大，動能 。
2．物體由于 而具有的能叫重力勢能。重力勢能的大小與 和 有關，質量相同，高度越大，重力勢能 ；高度相同，質量越大，重力勢能 。
3．物體由于發生了 而具有的能叫彈性勢能，物體發生 程度越大，彈性勢能越大。重力勢能和彈性勢能統稱為 。
4．機械能及其轉化： 和 統稱為機械能，動能和勢能可以相互轉化，在只有 和 相互轉化時，機械能的總量 。
中考典型精析21cnkxtj2008
例1：(2013·杭州)在甲、乙兩圖中，甲圖地面粗糙、乙圖地面光滑。質量分別為m,2m的兩個物體在大小為F的恒力作用下，在力的方向上前進了相同的距離，則下列結論正確的是(　　)
A．甲圖中F做的功小于乙圖中F做的功
B．甲圖中F做的功等于乙圖中F做的功
C．甲圖中F做的功大于乙圖中F做的功
D．條件不足，無法確定甲、乙圖中F做的功誰大
變式訓練1：如圖所示，質量分布均勻的長方體磚，平放在水平地面上，第一次用豎直向上的力F1作用于ab的中點，第二次用豎直向上的力F2作用于bc的中點，都使它們在豎直方向上慢慢向上移動h(h＜ab＜bc)，則在上述過程中F1________F2(選填“大于”“小于”或“等于”)；F1所做的功________F2所做的功(選填“大于”“小于”或“等于”)；第一次克服重力所做的功________第二次克服重力所做的功(選鎮“大于”“小于”或“等于”)。
例2：(2013·紹興)在2013年中國吉尼斯之夜節目上，趙小龍表演以頭“走”樓梯，如圖。他將一個軟墊套在頭頂，只用頭“走”了34級臺階，創造了新的吉尼斯世界記錄。(g取10 N/kg)
(1)小龍在頭上套一個軟墊，可以________(選填“減小”或“增大”)對頭的壓強。
(2)如果每級臺階高8厘米，小龍的質量是30千克，則“走”完34級臺階，他至少做功________焦耳。
變式訓練2：小明將掉在地面上的科學書撿起來放在課桌上，他對課本所做功最接近于(　　)
A．0.02 J　　　B．0.2 J　　　C．2 J　　　D．20 J
例3：(2013·紹興)如圖甲，物體A在水平拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做勻速直線運動，此時彈簧秤示數如圖乙所示。若不計滑輪、彈簧秤和繩的重及滑輪與繩之間的摩擦，則下列說法中正確的是(　　)
A．拉力F為2牛
B．此滑輪是定滑輪21cnkxtj2008
C．拉力F的功率為0.4瓦
D．以物體A為參照物，彈簧秤是靜止的
變式訓練3：2013年長沙體育中考，男生新設引體向上項目。如圖是引體向上的示意圖，小云同學在半分鐘內做了12個規范的引體向上。已知小云的質量為60 kg，每次引體向上他能將自身重心提高0.4 m，則小云每做一次引體向上所做的功為________J，整個過程中的平均功率為________W。(g取10 N/kg)
例4：(2013·嘉興) 如圖是雜技演員演出時的過程示意圖，男演員從甲處用力向上起跳，落下后踩在蹺蹺板的a端，能把站在b端的女演員彈上乙處。由于存在阻力，故(　　)
A．甲演員的質量必須要大于女演員的質量
B．甲處男演員的勢能一定要大于乙處女演員的勢能
C．男演員離開跳臺時的機械能一定大于乙處女演員的勢能
D．女演員彈起時的動能與她站在乙處時的機械能相等
變式訓練4：如圖，傾斜軌道上的滾動體由A處自由釋放，向B處滾動(不計摩擦及空氣阻力)，所受重力的方向__________。有三位同學分別對此過程作了以下判斷，你認為正確的是________(選填序號)。21cnkxtj2008
①滾動體在A處受力平衡
②滾動體在B處的勢能小于A處的勢能
③滾動體在A處的動能大于B處的動能
專題訓練（一）
一、選擇題(每小題4分，共32分) 21cnkxtj2008
1．(2012·溫州) 如圖是高速公路避險車道示意圖。當高速行駛的汽車出現剎車失靈時，可通過進入避險車道快速降低車速直至停止。避險車道的作用是降低汽車因高速行駛而具有的哪種能量帶來的危害(　　)
A．動能　 B．勢能　　C．內能　　　D．電能
2. (2012·臺州)攝影師抓拍到了一個有趣的場面(如圖)：一只烏鴉站在飛翔的老鷹背上休憩。下列說法正確的是(　　) 21cnkxtj2008
A．以烏鴉為參照物，老鷹是靜止的
B．以地面為參照物，烏鴉是靜止的
C．站在老鷹背上休憩的烏鴉不具有動能
D．老鷹能在空中飛翔主要是由于受到空氣對它的浮力作用
3．(2012·衢州)為了研究動能的大小與哪些因素有關，教材中設計了“小鋼球撞木塊”的實驗(如圖所示)，讓靜止的小鋼球從斜面滾下，觀察木塊被推動的距離。關于該實驗的說法中，不正確的是(　　)
A．該實驗的設計思路是采用轉換法，用木塊移動的距離來表示動能的大小
B．該實驗研究的基本方法是控制變量法，如分別控制小球滾下的高度、小球的質量等
C．在選擇實驗器材時，可以不考慮斜面的光滑程度、被撞木塊的質量和軟硬等因素
D．實驗過程中，讓同一小球從不同高度滾下，目的是為了讓小球獲得不同的運動速度
4．如圖所示，在水平拉力F的作用下，使物體沿水平面做勻速直線運動，若滑輪和繩子的質量及其摩擦均不計，已知物體與地面間的摩擦力為5 N，物體運動的速度為2 m/s，則拉力做功的功率大小為(　　)
A．5 W B．10 W
C．15 W D．20 W
5．如圖甲所示，鄰居大叔正吃力地把一重物送往高臺，小翔看見后急忙前去幫忙，他找來一塊木板，搭成圖乙所示的斜面，結果輕松地把重物推到了高臺上。關于這兩種方法，下列說法正確的是(　　) 21cnkxtj2008
A．甲、乙的功率是一樣的
B．大叔克服重力做功較多
C．兩人做同樣多的有用功
D．小翔做功的功率要大些
6．中考體育測試跳繩的項目中，某同學在1 min 內跳了180次，每次跳的高度大約為5 cm。他跳繩時的功率大約為(　　)
A．1 000 W　　 B．100 W　 　C．10 W　　 D．1 W
7．一個人先后用同樣大小的力F將不同質量的物體分別在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移動相同的距離s(如圖所示)，該力在這三個過程中所做的功分別為W1、W2、W3，關于它們之間的大小關系說法正確的是(　　)
A．W1C．W1＝W2＝W3 D．W1＝W28．(2013·湖州)顧客站在商場自動扶梯的水平臺階上隨自動扶梯勻速上升。顧客在上升過程中(　　)
A．機械能保持不變21cnkxtj2008
B．運動狀態在不斷變化
C．相對于其站立的臺階是靜止的
D．受到重力、支持力和摩擦力的作用
二、簡答題(每空3分，共18分) 21cnkxtj2008
9. (2012·義烏)2011年10月，年設計作業量50萬標箱的“義烏港”一期建成并投入使用。“義烏港”二期工程也已經開工建設，建成后將達到年出口110萬標箱的處理能力。
(1)已知20尺柜規格的集裝箱長5.69米，若將110萬個20尺柜規格的集裝箱首尾相連，你以1.1米/秒的速度通過這些集裝箱需要________天(四舍五入，結果保留整數)。
(2)起重機將一只質量為8噸的集裝箱從地面吊到高為1.2米的貨車上，至少需對集裝箱做功________焦。(g取10牛/千克)
10. (2012·紹興)小敏設計并制造了一個能精確計時一百秒的器件。它的原理是：讓第一粒彈子落下跌入鐵罐，發出第一聲響，開始計時。彈子跌入鐵罐，使B點升高，管子里的活塞向上移動，第二粒彈子被推出管子，從H點沿軌道滾動，直至跌入鐵罐，發出第二聲響，這時正好是50秒，再推動第三粒彈子進入軌道，最后，也跌入鐵罐，發出第三聲響，剛好是100秒。這一器件中，彈子落下，推動活塞上升，使用的機械名稱是________，彈子從H點下落，到跌入鐵罐的過程中，機械能的轉化方式是_________________________。
11．請分析以下兩個有關能量的問題。
(1)“強弩之末勢不能穿魯縞者也”。強弩之末不能穿透薄薄的絲綢，說明物體的動能大小與它的________有關。
(2)旋轉圖中的吸管后，將可樂罐放在桌面上，罐就會運動起來，這是因為罐中的橡皮筋積蓄了________能。
三、實驗探究題(10分) 21cnkxtj2008
12．(2013·衢州)小徐利用如圖實驗來研究物體動能大小與哪些因素有關。讓質量不同的鋼球從斜面上同一高度靜止釋放，鋼球運動到斜面底部，推動木塊運動一段距離后停下。實驗數據見下表：
實驗次數 鋼球質量m(克) 鋼球到達斜面底部時的速度v(米/秒) 木塊移動的距離s(厘米)
1 20 1.8 30
2 40 1.8 59
3 60 1.8 87
(1)表格中的實驗數據說明了鋼球的動能大小與____________有關。
(2)小徐對如何判斷鋼球的動能大小進行深入思考后認為：可以通過比較鋼球推動木塊移動距離的大小來反映鋼球對木塊________的多少，從而判斷鋼球動能的大小。
四、分析計算題(共40分) 21cnkxtj2008
13．(8分)(2013·臺州)重力燈是英國的里弗斯設計的一款概念環保燈，如圖所示。設計師為這款燈找到了“可再生能源”，它就是通過一定的裝置將重力勢能轉化為電能。已知重物質量為20千克，每次被舉高2米，LED燈的額定功率為1瓦。(g取10牛/千克)
(1)重物每被舉高一次，人至少對重物做多少功？
(2)重物重力做的功有50%轉化為電能，每舉高一次重物能使該燈正常照明多長時間？21cnkxtj2008
21cnkxtj2008
14．(10分)(2013·杭州)某工地用電動起重機吊起重物，重物的質量m＝400 kg，電源提供的電壓U＝220 V，不計一切摩擦。當電動起重機以v＝0.1 m/s的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流I＝2 A。(g取10 N/kg)
(1)電動機線圈的電阻R是多少？
(2)電動機勻速提升質量m′＝200 kg的重物，電動機的輸入功率不變，提升速度是多少？
21cnkxtj2008
15．(14分)(2013·寧波)如圖甲所示，放在水平地面上的物體A受到水平向右的力F的作用，力F的大小以及物體A的運動速度大小v隨時間t的變化情況如圖乙所示。
(1)當t＝7 s時，物體A受到的摩擦力f的大小為_______N，方向為_____________。
(2)根據圖乙有關信息，請用公式P＝Fv，求F＝10 N時該力的功率。
(3)如圖丙所示，在A的兩側分別掛上柱狀重物B、C，且C的一部分浸入水中。已知GB＝20 N，GC＝50 N，C的橫截面積為30 cm2，長度足夠，水夠深。則當物體A不受摩擦力作用時，C的下底面受到的水的壓強是多少？若物體A移動就會觸發報警裝置(圖中未畫出)，當物體A不移動時，最高水位與最低水位的差是多少？(g取10 N/kg)
專題訓練(二)
一、選擇題(每小題4分，共32分)
1．(2013·湘西)在水平地面上，用50 N的水平拉力拉重為100 N的小車，使小車沿水平方向前進了5 m，這時拉力所做的功是(　　)
A．50 J　　　 B．250 J　　　 C．750 J　　 　D．0 J
2．如圖所示，用F＝10 N的水平推力推著重為20 N 的物體沿水平方向做直線運動，若推力F對物體做了 30 J的功，則在這一過程中(　　)
A．物體一定運動了1 m
B．重力做的功一定為60 J
C．物體一定受到10 N的摩擦力
D．物體一定運動了3 m
3．用大小不同的甲、乙兩個力拉同一物體，兩力所做的功W與在這兩個力的方向上移動的距離s的關系圖象如圖所示，由圖可知，甲、乙兩個力的大小關系是(　　)
A．F甲>F乙 B．F甲C．F甲＝F乙 D．條件不足，無法判斷
4．圖中是一個兩面光滑的斜面，∠β >∠α，同一個物體分別在AC和BC斜面受拉力勻速運動到C點，所需拉力分別為FA、FB，所做功分別為WA、WB，則(　　)
A．FA＝FB　WA＝WB B．FAC．FAFB　WA>WB
5．2013年2月15日上午9時30分左右，俄羅斯車里雅賓斯克州發生天體墜落事件，墜落的隕石與大氣劇烈摩擦發出耀眼的白光，如圖所示。則隕石在空中加速降落時(　　)
A．重力勢能不斷減少，機械能不變
B．重力勢能不斷增加，機械能不變
C．重力勢能不斷增加，機械能增加
D．重力勢能不斷減少，機械能減少
6．(2013·黃石)如圖所示是老師在課堂上進行的滾擺演示實驗示意圖，下列說法不正確的是(　　) 21cnkxtj2008
A．滾擺運動過程中，機械能守恒
B．滾擺向下運動時，重力勢能部分轉化為動能
C．滾擺向上運動時，動能部分轉化為重力勢能
D．滾擺上升的最大高度逐漸降低
7．(2013·宜昌)人造衛星沿橢圓軌道繞地球運行，如圖所示為衛星從遠地點向近地點運動的過程。針對該過程，以下說法正確的是(　　)
A．動能逐漸增大，機械能增大
B．勢能逐漸減小，機械能減小21cnkxtj2008
C．動能逐漸增大，勢能逐漸減小，機械能不變
D．動能逐漸增大，勢能逐漸減小，機械能減小
8．(2013·十堰)跳遠運動的幾個階段如圖所示，則運動員(　　)
A．助跑過程中機械能不變
B．起跳后升空的過程中，動能轉化為重力勢能
C．經過最高點時動能為零21cnkxtj2008
D．經過最高點時重力勢能最小
二、簡答題(每空4分，共16分)
9. (2013·安徽)我國設計的“中華月球車”2013年將登陸月球，如圖為該車的模型。物體在月球表面附近受到的重力僅為在地球表面附近所受重力的，月球車的質量為120 kg，它在月球表面受到的重力為________N。若它在月球表面上方豎直下落4 m，則重力對它做的功為________J。(g取10 N/kg)
10．(2013·廣安)為捍衛祖國海疆，人民解放軍某航空兵大隊在南海上空舉行了多次實兵實戰對抗演習。在演習過程中，一空中加油機給某殲－10戰機進行空中加油，加油后若該殲－10戰機仍以原來的高度和速度勻速飛行，則該戰機的動能________，機械能________(選填“增大”“減小”或“不變”)。
三、實驗探究題(15分)
11．(2013·紹興)小敏想探究小球滾上斜面的最大高度與斜面傾角和小球質量的關系，將兩個斜面AO與OB對接成如圖裝置，進行實驗。
①讓質量為5克的小球，在斜面AO上高H處靜止釋放，沿斜面滑下，經O點滾上斜面OB，測量小球達到的最大高度h，將數據記錄在表中；改變斜面OB的傾角θ，重復實驗；
②用質量為7克的小球重復上述實驗，將數據記錄在表中。21cnkxtj2008
實驗序號 小球質量m/克 小球在斜面AO上釋放高度H/厘米 斜面OB的傾角θ 小球在斜面OB上的最大高度h/厘米
1 5 10 40° 9.0
2 30° 8.6
3 20° 8.0
4 7 10 40° 9.0
5 30° 8.6
6 20° 8.0
(1)比較實驗1、2、3(或4、5、6)，說明小球在斜面OB上能達到的最大高度與__ ______有關。
(2)比較實驗____________(選擇序號)，說明小球在斜面OB上能達到的最大高度與小球質量無關。
(3)如果斜面沒有摩擦，小球在斜面OB上能達到的最大高度是________厘米。
四、分析計算題(共37分)
12．(12分)(2013·麗水)壓路機是一種利用碾輪的碾壓作用，將土壤、路基墊層和路面鋪砌層壓實的工程機械，廣泛用于筑路、筑堤和筑壩等工程。某型號壓路機質量為3×104 千克，發動機的額定功率為120千瓦，g取10牛/千克。求：
(1)如圖所示該壓路機在瀝青路面碾壓時，壓路機對水平路面的壓強為2×105帕，壓路機對水平路面的壓力為多少牛？壓路機與路面的接觸面積為多少平方米？
(2)該壓路機發動機正常工作，壓路機在瀝青路面上行駛500秒，發動機所做的功為多少焦？
(3)該壓路機發動機正常工作，壓路機在水平地面以4米/秒的速度勻速直線行駛，則壓路機的牽引力為多少牛？壓路機受到的阻力為多少牛？
13．(10分)(2013·嘉興)交通已經成為許多城市發展最棘手的問題之一。 如圖所示的“空中列車”作為新型交通工具，能充分利用空中資源，有效減緩地面交通的擁堵。
(1)“空中列車”懸掛在水平軌道上。有一列車的總質量為14 000千克，則列車對軌道的壓力為多少牛？若列車與軌道的總接觸面積為0.1 m2，則列車對軌道的壓強為多少帕？(g取10牛/千克)
(2)“空中列車”以電為動力，勻速行駛時每千米耗電約為0.5千瓦時。假設70%的電能用于克服阻力做功，則列車受到的阻力約為多少牛？
14．(15分)(2013·溫州)汽車作為一種交通工具在國內已普及。專家提示：汽車輪胎內的氣壓(胎壓)會影響剎車距離。為確保安全，需經常檢查胎壓。某汽車技術員為了研究胎壓對剎車距離的影響，用同一汽車在晴天和雨天環境下，在車速為60千米/時剎車，測試結果如下圖所示：
(1)汽車質量為1 500千克，有4個輪胎，停在水平地面上時，每個輪胎與地面的接觸面積為0.025米2，請計算此時汽車對地面的壓強。(g取10牛/千克)
(2)根據測試結果，可以得出在兩種環境下胎壓對剎車距離的影響是________________。
(3)胎壓對剎車距離的影響主要是胎壓不同導致地面對輪胎的阻力不同。該技術員在雨天環境下，對標準胎壓的汽車進行測試時，若在剎車過程中汽車受到地面的平均阻力為3 000牛，試計算在剎車過程中，汽車克服地面阻力做功多少焦？
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 8 頁 （共 8 頁）(共98張PPT)
專題18　　功和機械能
例　1 (2013·杭州)在甲、乙兩圖中，甲圖地面粗糙、乙圖地面光滑。質量分別為m,2m的兩個物體在大小為F的恒力作用下，在力的方向上前進了相同的距離，則下列結論正確的是(　　)
A．甲圖中F做的功小于乙圖中F做的功
B．甲圖中F做的功等于乙圖中F做的功
C．甲圖中F做的功大于乙圖中F做的功
D．條件不足，無法確定甲、乙圖中F做的功誰大
解析：本題考查功的計算。做功的兩個必要因素是物體受到力的作用并在力的方向上通過一定的距離，功的大小等于兩者的乘積，W＝Fs，題中的F和s均相同，所以甲、乙圖中力F做的功相等，與地面的粗糙程度、物體的質量大小無關。
答案：B
如圖所示，質量分布均勻的長方體磚，平放在水平地面上，第一次用豎直向上的力F1作用于ab的中點，第二次用豎直向上的力F2作用于bc的中點，都使它們在豎直方向上慢慢向上移動h(h＜ab＜bc)，
則在上述過程中F1________F2(選填“大于”“小于”或“等于”)；F1所做的功________F2所做的功(選填“大于”“小于”或“等于”)；第一次克服重力所做的功________第二次克服重力所做的功(選鎮“大于”“小于”或“等于”)。
答案：等于　等于　等于
例　2 (2013·紹興)在2013年中國吉尼斯之夜節目上，趙小龍表演以頭“走”樓梯，如圖。他將一個軟墊套在頭頂，只用頭“走”了34級臺階，創造了新的吉尼斯世界記錄。(g取10 N/kg)
(1)小龍在頭上套一個軟墊，可以________(選填“減小”或“增大”)對頭的壓強。
(2)如果每級臺階高8厘米，小龍的質量是30千克，則“走”完34級臺階，他至少做功________焦耳。
解析：本題以頭“走”樓梯創吉尼斯世界紀錄為載體考查壓強和功的計算。(1)頭上套一個軟墊可以增大受力面積減小壓強；
(2)G＝mg＝30 kg×10 N/kg＝300 N，
h＝34×8 cm＝272 cm＝2.72 m，
W＝Gh＝300 N×2.72 m＝816 J。
答案：(1)減小　(2)816
小明將掉在地面上的科學書撿起來放在課桌上，他對課本所做功最接近于(　　)
A．0.02 J　　　B．0.2 J　　　C．2 J　　　D．20 J
答案：C
例　3 (2013·紹興)如圖甲，物體A在水平拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做勻速直線運動，此時彈簧秤示數如圖乙所示。若不計滑輪、彈簧秤和繩的重及滑輪與繩之間的摩擦，則下列說法中正確的是(　　)
A．拉力F為2牛
B．此滑輪是定滑輪
C．拉力F的功率為0.4瓦
D．以物體A為參照物，彈簧秤是靜止的
解析：本題考查滑輪、相對運動及功率的計算。讀圖，當物體A運動時，滑輪和物體一起運動，推知圖示滑輪為動滑輪；F的大小等于彈簧秤的示數，即為2 N；物體A以0.2 m/s的速度做勻速直線運動，則力F的速度為
0.4 m/s，拉力F的功率為P＝Fv＝2 N×0.4 m/s＝0.8 W；物體A運動時，它和彈簧秤間有位置的改變，所以以A為參照物，彈簧秤是運動的，綜上所述，A選項說法正確。
答案：A
2013年長沙體育中考，男生新設引體向上項目。如圖是引體向上的示意圖，小云同學在半分鐘內做了12個規范的引體向上。已知小云的質量為60 kg，
每次引體向上他能將自身重心提高0.4 m，則小云每做一次引體向上所做的功為________J，整個過程中的平均功率為________W。(g取10 N/kg)
答案：240　96
例　4 (2013·嘉興) 如圖是雜技演員演出時的過程示意圖，男演員從甲處用力向上起跳，落下后踩在蹺蹺板的a端，能把站在b端的女演員彈上乙處。由于存在阻力，故(　　)
A．甲演員的質量必須要大于女演員的質量
B．甲處男演員的勢能一定要大于乙處女演員的勢能
C．男演員離開跳臺時的機械能一定大于乙處女演員的勢能
D．女演員彈起時的動能與她站在乙處時的機械能相等
解析：本題以雜技為載體考查考生對機械能轉化的理解。由圖可知，因為男演員跳起后的高度大于女演員在乙處的高度，所以男演員的質量即使等于女演員的質量，其剛下落時的機械能也大于女演員的機械能，A選項錯誤；男演員離開跳臺時，向上跳起，具有的機械能為勢能和動能之和，落下后，轉化為女演員的機械能，由于存在阻力，所以男演員離開跳臺時的機械能一定大于女演員在乙處的機械能，但具有的勢能不一定大于乙處女演員的勢能，B選項錯誤，C選項正確；
女演員跳起后，因為存在阻力，在上升過程中，整個機械能減少，故女演員彈起來時的動能大于她站在乙處時的機械能，D選項錯誤。故選C。
答案：C
如圖，傾斜軌道上的滾動體由A處自由釋放，向B處滾動(不計摩擦及空氣阻力)，所受重力的方向__________。有三位同學分別對此過程作了以下判斷，你認為正確的是________(選填序號)。
①滾動體在A處受力平衡
②滾動體在B處的勢能小于A處的勢能
③滾動體在A處的動能大于B處的動能
答案：豎直向下　②
專題訓練 18（一）
一、選擇題(每小題4分，共32分)
1．(2012·溫州) 如圖是高速公路避險車道示意圖。當高速行駛的汽車出現剎車失靈時，可通過進入避險車道快速降低車速直至停止。避險車道的作用是降低汽車因高速行駛而具有的哪種能量帶來的危害(　　)
A．動能　　　B．勢能　　　
C．內能　　　D．電能
答案：A
2. (2012·臺州)攝影師抓拍到了一個有趣的場面(如圖)：一只烏鴉站在飛翔的老鷹背上休憩。下列說法正確的是(　　)
A．以烏鴉為參照物，老鷹是靜止的
B．以地面為參照物，烏鴉是靜止的
C．站在老鷹背上休憩的烏鴉不具有動能
D．老鷹能在空中飛翔主要是由于受到空氣對它的浮力作用
答案：A
3．(2012·衢州)為了研究動能的大小與哪些因素有關，教材中設計了“小鋼球撞木塊”的實驗(如圖所示)，讓靜止的小鋼球從斜面滾下，觀察木塊被推動的距離。關于該實驗的說法中，不正確的是(　　)
A．該實驗的設計思路是采用轉換法，用木塊移動的距離來表示動能的大小
B．該實驗研究的基本方法是控制變量法，如分別控制小球滾下的高度、小球的質量等
C．在選擇實驗器材時，可以不考慮斜面的光滑程度、被撞木塊的質量和軟硬等因素
D．實驗過程中，讓同一小球從不同高度滾下，目的是為了讓小球獲得不同的運動速度
答案：C
4．如圖所示，在水平拉力F的作用下，使物體沿水平面做勻速直線運動，若滑輪和繩子的質量及其摩擦均不計，已知物體與地面間的摩擦力為5 N，物體運動的速度為
2 m/s，則拉力做功的功率大小為(　　)
A．5 W B．10 W
C．15 W D．20 W
答案：B
5．如圖甲所示，鄰居大叔正吃力地把一重物送往高臺，小翔看見后急忙前去幫忙，他找來一塊木板，搭成圖乙所示的斜面，結果輕松地把重物推到了高臺上。關于這兩種方法，下列說法正確的是(　　)
A．甲、乙的功率是一樣的
B．大叔克服重力做功較多
C．兩人做同樣多的有用功
D．小翔做功的功率要大些
答案：C
6．中考體育測試跳繩的項目中，某同學在1 min 內跳了180次，每次跳的高度大約為5 cm。他跳繩時的功率大約為(　　)
A．1 000 W　　 B．100 W　 　C．10 W　　 D．1 W
7．一個人先后用同樣大小的力F將不同質量的物體分別在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移動相同的距離s(如圖所示)，該力在這三個過程中所做的功分別為W1、W2、W3，關于它們之間的大小關系說法正確的是(　　)
A．W1C．W1＝W2＝W3 D．W1＝W2解析：做功要同時滿足兩個必要因素：一是要有力的作用；二是物體在力的方向上通過了一段距離。在這三個過程中力的大小相同，通過的距離相同，依據W＝Fs可知，力在這三個過程中所做的功相等。C正確。
答案：C
8．(2013·湖州)顧客站在商場自動扶梯的水平臺階上隨自動扶梯勻速上升。顧客在上升過程中(　　)
A．機械能保持不變
B．運動狀態在不斷變化
C．相對于其站立的臺階是靜止的
D．受到重力、支持力和摩擦力的作用
答案：C
二、簡答題(每空3分，共18分)
9. (2012·義烏)2011年10月，年設計作業量50萬標箱的“義烏港”一期建成并投入使用。“義烏港”二期工程也已經開工建設，建成后將達到年出口110萬標箱的處理能力。
(1)已知20尺柜規格的集裝箱長5.69米，若將110萬個20尺柜規格的集裝箱首尾相連，你以1.1米/秒的速度通過這些集裝箱需要________天(四舍五入，結果保留整數)。
(2)起重機將一只質量為8噸的集裝箱從地面吊到高為1.2米的貨車上，至少需對集裝箱做功________焦。(g取10牛/千克)
答案：(1)66　(2)96 000或9.6×104
10. (2012·紹興)小敏設計并制造了一個能精確計時一百秒的器件。它的原理是：讓第一粒彈子落下跌入鐵罐，發出第一聲響，開始計時。彈子跌入鐵罐，使B點升高，管子里的活塞向上移動，第二粒彈子被推出管子，從H點沿軌道滾動，
直至跌入鐵罐，發出第二聲響，這時正好是50秒，再推動第三粒彈子進入軌道，最后，也跌入鐵罐，發出第三聲響，剛好是100秒。這一器件中，彈子落下，推動活塞上升，使用的機械名稱是________，彈子從H點下落，到跌入鐵罐的過程中，機械能的轉化方式是________________________________________________________________________。
解析：根據題意“彈子跌入鐵罐”，對A點施加一個向下的力，AB繞O點轉動，使B點升高，給管子里的活塞一個向上的力，推動活塞上升，顯然此機械為杠桿；彈子在H點具有重力勢能，下落時勢能轉化為動能。
答案：杠桿　勢能轉化為動能
11．請分析以下兩個有關能量的問題。
(1)“強弩之末勢不能穿魯縞者也”。強弩之末不能穿透薄薄的絲綢，說明物體的動能大小
與它的________有關。
(2)旋轉圖中的吸管后，將可樂罐放在桌面上，罐就會運動起來，這是因為罐中的橡皮筋積蓄了________能。
答案：(1)速度　(2)彈性勢(勢)
三、實驗探究題(10分)
12．(2013·衢州)小徐利用如圖實驗來研究物體動能大小與哪些因素有關。讓質量不同的鋼球從斜面上同一高度靜止釋放，鋼球運動到斜面底部，推動木塊運動一段距離后停下。實驗數據見下表：
實驗次數 鋼球質量m(克) 鋼球到達斜面底部
時的速度v(米/秒) 木塊移動的
距離s(厘米)
1 20 1.8 30
2 40 1.8 59
3 60 1.8 87
(1)表格中的實驗數據說明了鋼球的動能大小與____________有關。
(2)小徐對如何判斷鋼球的動能大小進行深入思考后認為：可以通過比較鋼球推動木塊移動距離的大小來反映鋼球對木塊________的多少，從而判斷鋼球動能的大小。
答案：(1)鋼球質量(或質量)　(2)做功
四、分析計算題(共40分)
13．(8分)(2013·臺州)重力燈是英國的里弗斯設計的一款概念環保燈，如圖所示。設計師為這款燈找到了“可再生能源”，它就是通過一定的裝置將重力勢能轉化為電能。已知重物質量為20千克，每次被舉高2米，LED燈的額定功率為1瓦。(g取10牛/千克)
14．(10分)(2013·杭州)某工地用電動起重機吊起重物，重物的質量m＝400 kg，電源提供的電壓U＝220 V，不計一切摩擦。當電動起重機以v＝0.1 m/s的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流I＝2 A。(g取10 N/kg)
(1)電動機線圈的電阻R是多少？
(2)電動機勻速提升質量m′＝200 kg的重物，電動機的輸入功率不變，提升速度是多少？
15．(14分)(2013·寧波)如圖甲所示，放在水平地面上的物體A受到水平向右的力F的作用，力F的大小以及物體A的運動速度大小v隨時間t的變化情況如圖乙所示。
(1)當t＝7 s時，物體A受到的摩擦力f的大小為________N，方向為____________________。
(2)根據圖乙有關信息，請用公式P＝Fv，求F＝10 N時該力的功率。
(3)如圖丙所示，在A的兩側分別掛上柱狀重物B、C，且C的一部分浸入水中。已知GB＝20 N，GC＝50 N，C的橫截面積為30 cm2，長度足夠，水夠深。則當物體A不受摩擦力作用時，C的下底面受到的水的壓強是多少？若物體A移動就會觸發報警裝置(圖中未畫出)，當物體A不移動時，最高水位與最低水位的差是多少？(g取
10 N/kg)
專題訓練(二)
一、選擇題(每小題4分，共32分)
1．(2013·湘西)在水平地面上，用50 N的水平拉力拉重為100 N的小車，使小車沿水平方向前進了5 m，這時拉力所做的功是(　　)
A．50 J　　　B．250 J　　　C．750 J　　　D．0 J
答案：B
2．如圖所示，用F＝10 N的水平推力推著重為20 N 的物體沿水平方向做直線運動，若推力F對物體做了 30 J的功，則在這一過程中(　　)
A．物體一定運動了1 m
B．重力做的功一定為60 J
C．物體一定受到10 N的摩擦力
D．物體一定運動了3 m
答案：D
3．用大小不同的甲、乙兩個力拉同一物體，兩力所做的功W與在這兩個力的方向上移動的距離s的關系圖象如圖所示，由圖可知，甲、乙兩個力的大小關系是(　　)
A．F甲>F乙
B．F甲C．F甲＝F乙
D．條件不足，無法判斷
解析：根據題中提供的W－s圖象可知，功W與距離s成正比，即有W＝Fs關系，在s相同時，F甲所做的功大于
F乙所做的功，可知F甲>F乙，所以A選項正確。
答案：A
4．圖中是一個兩面光滑的斜面，∠β >∠α，同一個物體分別在AC和BC斜面受拉力勻速運動到C點，所需拉力分別為FA、FB，所做功分別為WA、WB，則(　　)
A．FA＝FB　WA＝WB B．FAC．FAFB　WA>WB
5．2013年2月15日上午9時30分左右，俄羅斯車里雅賓斯克州發生天體墜落事件，墜落的隕石與大氣劇烈摩擦發出耀眼的白光，如圖所示。則隕石在空中加速降落時(　　)
A．重力勢能不斷減少，機械能不變
B．重力勢能不斷增加，機械能不變
C．重力勢能不斷增加，機械能增加
D．重力勢能不斷減少，機械能減少
解析：隕石在空中加速降落時高度越來越小，所以其重力勢能不斷減小。因為降落過程中與空氣摩擦，損失了部分能量，所以其機械能減小。故選D。
答案：D
6．(2013·黃石)如圖所示是老師在課堂上進行的滾擺演示實驗示意圖，下列說法不正確的是(　　)
A．滾擺運動過程中，機械能守恒
B．滾擺向下運動時，重力勢能部分轉化
為動能
C．滾擺向上運動時，動能部分轉化為重力勢能
D．滾擺上升的最大高度逐漸降低
解析：滾擺旋轉上升時，動能部分轉化為重力勢能；旋轉下降時，重力勢能部分轉化為動能。但是在空氣中，由于摩擦的存在，總的機械能并不守恒，有一部分機械能轉化為內能。故選A。
答案：A
7．(2013·宜昌)人造衛星沿橢圓軌道繞地球運行，如圖所示為衛星從遠地點向近地點運動的過程。針對該過程，以下說法正確的是(　　)
A．動能逐漸增大，機械能增大
B．勢能逐漸減小，機械能減小
C．動能逐漸增大，勢能逐漸減小，
機械能不變
D．動能逐漸增大，勢能逐漸減小，機械能減小
解析：衛星從遠地點向近地點運動時，位置越來越低，重力勢能越來越小，動能越來越大，是勢能轉化為動能，所以勢能減小，動能增大。因為在外太空由于沒有大氣的影響，總的機械能是守恒的。故選C。
答案：C
8．(2013·十堰)跳遠運動的幾個階段如圖所示，則運動員(　　)
A．助跑過程中機械能不變
B．起跳后升空的過程中，動能轉化為重力勢能
C．經過最高點時動能為零
D．經過最高點時重力勢能最小
解析：助跑過程中，速度越來越快，高度不變，動能增加，重力勢能不變，因此機械能增加，A選項錯誤；起跳后升空的過程中，高度增加，速度減小，即動能減小，重力勢能增加，故將動能轉化為重力勢能，B選項正確；經過最高點時，水平方向速度不為零，因此動能不為零，C選項錯誤；經過最高點時，高度最高，即重力勢能最大，D選項錯誤。故選B。
答案：B
月球車的質量為120 kg，它在月球表面受到的重力為________N。若它在月球表面上方豎直下落4 m，則重力對它做的功為________J。(g取10 N/kg)
答案：200　800
10．(2013·廣安)為捍衛祖國海疆，人民解放軍某航空兵大隊在南海上空舉行了多次實兵實戰對抗演習。在演習過程中，一空中加油機給某殲－10戰機進行空中加油，加油后若該殲－10戰機仍以原來的高度和速度勻速飛行，則該戰機的動能________，機械能________(選填“增大”“減小”或“不變”)。
解析：加油機給戰機加油后，戰機的質量增大，而物體的動能與物體的質量和運動速度有關，該戰機仍勻速飛行，其速度大小不變，故它的動能增大；而機械能是動能和勢能的總和，故機械能也增大。
答案：增大　增大
三、實驗探究題(15分)
11．(2013·紹興)小敏想探究小球滾上斜面的最大高度與斜面傾角和小球質量的關系，將兩個斜面AO與OB對接成如圖裝置，進行實驗。
①讓質量為5克的小球，在斜面AO上高H處靜止釋放，沿斜面滑下，經O點滾上斜面OB，測量小球達到的最大高度h，將數據記錄在表中；改變斜面OB的傾角θ，重復實驗；
②用質量為7克的小球重復上述實驗，將數據記錄在表中。
(1)比較實驗1、2、3(或4、5、6)，說明小球在斜面OB上能達到的最大高度與____________有關。
(2)比較實驗____________(選擇序號)，說明小球在斜面OB上能達到的最大高度與小球質量無關。
(3)如果斜面沒有摩擦，小球在斜面OB上能達到的最大高度是________厘米。
解析：影響小球在斜面上升的最大高度可能是小球的質量，也可能是斜面的傾角，有兩個因素，往往采用控制變量法。(1)從表中可知，比較1、2、3或4、5、6可知，小球的質量一定時，斜面的傾角越大，小球上升的最大高度越大；(2)小球在斜面上能達到的最大高度與小球質量無關，應控制斜面的傾角相等，改變小球的質量，從表格中可知，比較1、4(或2、5或3、6)即可；(3)如果沒有摩擦，則機械能守恒，小球在斜面上能達到最大高度為10厘米。
答案：(1)斜面OB的傾角θ　(2)1、4(或2、5或3、6)　(3)10
四、分析計算題(共37分)
12．(12分)(2013·麗水)壓路機是一種利用碾輪的碾壓作用，將土壤、路基墊層和路面鋪砌層壓實的工程機械，廣泛用于筑路、筑堤和筑壩等工程。某型號壓路機質量為3×104 千克，發動機的額定功率為120千瓦，g取10牛/千克。求：
(1)如圖所示該壓路機在瀝青路面碾壓時，壓路機對水平路面的壓強為2×105帕，壓路機對水平路面的壓力為多少牛？壓路機與路面的接觸面積為多少平方米？
(2)該壓路機發動機正常工作，壓路機在瀝青路面上行駛500秒，發動機所做的功為多少焦？
(3)該壓路機發動機正常工作，壓路機在水平地面以4米/秒的速度勻速直線行駛，則壓路機的牽引力為多少牛？壓路機受到的阻力為多少牛？
13．(10分)(2013·嘉興)交通已經成為許多城市發展最棘手的問題之一。
如圖所示的“空中列車”作為新型交通工具，能充分利用空中資源，有效減緩地面交通的擁堵。
(1)“空中列車”懸掛在水平軌道上。有一列車的總質量為14 000千克，則列車對軌道的壓力為多少牛？若列車與軌道的總接觸面積為0.1 m2，則列車對軌道的壓強為多少帕？(g取10牛/千克)
(2)“空中列車”以電為動力，勻速行駛時每千米耗電約為0.5千瓦時。假設70%的電能用于克服阻力做功，則列車受到的阻力約為多少牛？
14．(15分)(2013·溫州)汽車作為一種交通工具在國內已普及。專家提示：汽車輪胎內的氣壓(胎壓)會影響剎車距離。為確保安全，需經常檢查胎壓。某汽車技術員為了研究胎壓對剎車距離的影響，用同一汽車在晴天和雨天環境下，在車速為60千米/時剎車，測試結果如下圖所示：
(1)汽車質量為1 500千克，有4個輪胎，停在水平地面上時，每個輪胎與地面的接觸面積為0.025米2，請計算此時汽車對地面的壓強。(g取10牛/千克)
(2)根據測試結果，可以得出在兩種環境下胎壓對剎車距離的影響是________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)胎壓對剎車距離的影響主要是胎壓不同導致地面對輪胎的阻力不同。該技術員在雨天環境下，對標準胎壓的汽車進行測試時，若在剎車過程中汽車受到地面的平均阻力為3 000牛，試計算在剎車過程中，汽車克服地面阻力做功多少焦？

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