2022机械功与机械能.doc

学习方法报社 全新课标理念 优质课程资源 机械功 与 机械能 一．选择题（共24小题） 1．如图所示的情景中，属于动能转化为重力势能的是（　　） A．热气球匀速下降 B．拉弓射箭 C．渔网散开落下 D．滑板车滑上坡顶 2．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 3．北京时间2022年6月5日10时44分，神舟十四号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。关于飞船在离地加速升空过程中能量的变化，下列说法正确的是（　　） A．动能增大，势能增大，机械能增大 B．动能增大，势能不变，机械能增大 C．动能增大，势能减小，机械能不变 D．动能减小，势能增大，机械能不变 4．在北京冬奥会U型池比赛中，某运动员在腾空后上升的过程中（不计空气阻力）（　　） A．动能转化为重力势能 B．重力势能转化为动能 C．动能与重力势能之和变大 D．动能与重力势能之和变小 5．2022年5月14日，一架国产C919大飞机（如图所示）从浦东机场起飞，经过三个多小时的飞行后安全降落，这标志着即将交付的首架C919大飞机首飞试验成功。下列说法正确的是（　　） A．飞机在升空过程中，飞行员的重力势能逐渐增大 B．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞行员的动能一直保持不变 C．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞机的机械能一直保持不变 D．飞机降落后，在水平跑道上滑行过程中，飞机的动能转化为重力势能 6．2021年7月30日，中国蹦床运动员朱雪莹和刘灵玲包揽了东京奥运会女子蹦床金银牌，为国争了光。比赛中朱雪莹先被蹦床弹起上升到最高点，之后从最高点下落直至将蹦床压缩到最低点。在此过程中，有关朱雪莹机械能变化的说法正确的是（　　） A．在空中上升过程中，她的动能转化为重力势能 B．在最高点她的动能最大 C．下落到将与床面接触时，她的动能为零 D．蹦床被压缩到最低点时，她的重力势能最大 7．2022年5月31日，我国自主研制的大型两栖飞机——“鲲龙”AG600在广东珠海首飞成功。返航时，飞机在减速下降过程中（　　） A．动能增大，重力势能减小 B．动能减小，机械能不变 C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，机械能减小 8．手机具有录音和显示波形的功能。某乒乓球爱好者将一乒乓球从一定高度由静止释放，利用手机记录下乒乓球碰撞台面发出的声音，其波形随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．每次发声的时间间隔相等 B．整个过程中乒乓球的机械能不变 C．乒乓球每次弹起时的动能依次减小 D．乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度相同 9．东京奥运会上，14岁的全红婵获得女子10米跳台跳水冠军。如图所示，正在比赛中的全红婵（　　） A．起跳过程中运动状态保持不变 B．上升过程中重力势能转化为动能 C．下落过程中动能保持不变 D．入水过程中所受水的浮力逐渐增大 10．跳台滑雪是冬奥会的一项经典运动项目。如图所示是运动员从跳台腾空到落地的过程，下列说法正确的是（　　） A．运动员起跳后还能向上运动是受到了向上的推力 B．运动员下落时重力对运动员不做功 C．运动员着地时要屈膝，是为了降低自身重心，提高稳定性 D．运动员落地后不能立即停下来是受到惯性的作用 11．苏翊鸣在2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台比赛中夺得金牌。如图所示为运动员在空中运动的轨迹，图中a、c两处等高，若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．运动员从a处到b处重力势能转化为动能 B．运动员在a处和c处的重力势能相等 C．运动员在b处时的机械能最大 D．运动员从b处到d处速度逐渐减小 12．如图所示的是神舟十三号载人飞船返回舱返回地面时的情境。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则关于返回舱在这段时间内，下列说法正确的是（　　） A．返回舱的动能不变 B．返回舱的重力势能不变 C．返回舱的机械能不变 D．返回舱所受重力不做功 13．2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在减速下降过程中（　　） A．动能增加 B．重力势能增加 C．机械能增加 D．机械能减少 14．北京路沂河大桥改造工程是我市今年重大工程之一，截至2月27日，质量为2.5万吨的南幅老桥桥面由560个液压千斤顶顶升到位（如图）。桥面被以5mm/min的速度共顶升3.1m，g取10N/kg，下列判断正确的是（　　） A．南幅老桥桥面重2.5×105N B．1h内桥面可被连续顶升3m C．千斤顶共对桥面做功7.75×108J D．千斤顶应用了流体压强的特点 15．如图，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为3t的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动，则该过程中奥运五环的（　　） A．重力势能不变 B．动能增大 C．机械能不变 D．机械能增大 16．如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（　　） A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小 C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小 17．打篮球是很多同学喜爱的运动项目，某次打篮球过程中，篮球的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（　　） A．篮球经过相同高度的B、C两点时，机械能相等 B．篮球第一次反弹后到达最高点D时，动能为0 C．篮球经过B、E两点时，动能可能相等 D．篮球在整个过程中机械能守恒 18．2022年2月北京冬奥会顺利举办，如图是我国运动员苏翊鸣在单板滑雪男子大跳台比赛中奋力拼搏的场景。他从加速助滑到跳台腾空而起完成技术动作，落地后滑行一段进行缓冲。以下说法正确的是（　　） A．他在起跳前加速下滑的过程，动能增大 B．他在起跳点用力蹬地起跳后，受到平衡力 C．他起跳后在空中滑行时，重力势能保持不变 D．他落地后滑行时，看到观众向后退，是以观众为参照物 19．用如图所示的器材探究动能大小与哪些因素有关，实验时让小车从斜面上由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块，关于该实验，下列说法中错误的是（　　） A．小车从斜面下滑过程中重力势能转化为动能 B．小车撞击木块对木块做功，使木块获得动能 C．木块被撞击后移动的距离可反映小车动能大小 D．本套器材只能探究小车动能大小与速度的关系 20．如图所示，人沿水平方向推水平地面上的箱子，但没有推动。下列说法正确的是（　　） A．人对箱子的推力没有做功 B．箱子对地面的压力和地面对箱子的支持力是一对平衡力 C．箱子受到的重力和地面对箱子的支持力是相互作用力 D．人对箱子的推力小于地面对箱子的摩擦力 21．2022年2月15日，中国选手苏翊鸣夺得北京2022年冬奥会单板滑雪男子大跳台冠军，实现了中国单板滑雪在冬奥会上金牌“零的突破”。如图，苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点B的过程中，他的（　　） A．重力势能增大，动能减小 B．重力势能减小，动能增大 C．重力势能减小，动能减小 D．重力势能增大，动能增大 22．在北京冬奥会的跳台滑雪比赛中（如图），运动员从陡坡下滑、加速、起跳，然后在落差100多米的山地上自由“飞翔”。针对从陡坡加速下滑的过程，下列说法正确的是（　　） A．运动员的动能不变 B．运动员的重力势能不变 C．运动员的重力势能减小 D．运动员的动能转化为重力势能 23．掷实心球是南充中考体育项目之一，如图所示是某同学掷出的实心球的运动轨迹，O点是实心球刚离开手的位置，A点是实心球运动到最高点的位置，B点是实心球落地前瞬间的位置，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．实心球离开手后受到重力和惯性力的作用 B．实心球在最高点A时处于平衡状态 C．实心球从O运动到B的动能先减小后增大 D．实心球在O点的机械能大于在B点的机械能 24．雨滴从高空沿直线竖直下落，由于空气阻力的作用，雨滴先加速后匀速运动，可认为雨滴受到的空气阻力与速度的平方成正比，且比例系数不变。关于雨滴下落过程中下列说法正确的是（　　） A．匀速下落时，质量大的雨滴速度比质量小的雨滴速度大 B．雨滴一直处于平衡状态 C．雨滴下落过程中机械能保持不变 D．雨滴只有在加速下落过程中才有力对它做功 二．多选题（共1小题） （多选）25．如图为小庆滑雪时的情景，他收起雪杖加速下滑的过程中（　　） A．动能增大 B．重力势能减小 C．机械能增大 D．动能转化为重力势能 三．填空题（共19小题） 26．2022年3月29日，我国成功发射长征六号改运载火箭，搭载了“浦江二号”和“天鲲二号”卫星。在火箭加速升空的过程中，若以发射台为参照物，该火箭是 　 　的，卫星的机械能 　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 27．如图所示是北京冬奥会跳台滑雪场地“雪如意”。运动员从跳台顶部沿助滑道加速滑下时，运动员的 　 　转化为 　 　（填“动能”或“重力势能”）。在“雪如意”的一侧，运行角度随山势而变的变坡斜行电梯速度是2.5m/s，电梯从最低点运行到最高点的路程是259m，所需时间是 　 　s。 28．2022年北京冬奥会上，中国小将谷爱凌勇夺两金一银，成为了历史上第一位能拿到三个自由式滑雪项目奖牌的运动员，如图是她在空中加速下落的精彩画面，在此过程中重力势能 　 　（选填“增大”或“减小”），重力势能转化为 　 　。（不计空气阻力） 29．如图所示，是我国神舟13号载人飞船返回舱于2022年4月16日返回地面下落的情景。在此过程中返回舱的重力势能 　 　（选填“增大”或“减小”）。若以地面为参照物，坐在返回舱里的航天员王亚平是 　 　（选填“运动”或“静止”）的。 30．2022年北京冬奥会上智能设备广泛应用，一款智能送餐机器人的重力是500N，如果机器人在水平路面上以0.8m/s的速度沿直线匀速运动50m，它所受到的阻力为60N。机器人的重力做功 　 　J，牵引力对机器人做功 　 　J。 31．跳台滑雪是冬奥会比赛项目之一。 （1）北京冬奥会上某运动员在跳台滑雪比赛时的运动轨迹如图所示，该运动员沿跳台从A点到B点的下滑过程中，重力势能大小的变化是 　 　； （2）跳台采用的人造雪可循环利用，体现绿色奥运理念。造雪时不断吸入水，喷出粉状雪，该造雪过程中水发生的主要物态变化是 　 　。 32．如图甲所示，在水平地面上的物体在水平推力F的作用下做直线运动。当水平推力为F1时，物体运动的路程与时间关系如图乙所示；当水平推力为F2时，物体运动的速度与时间关系如图丙所示，则F1　 　F2。若两次推力的功率分别为P1、P2，则P1　 　P2。（两空均选填“大于”、“等于”或“小于”） 33．你一定剪过指甲吧！为什么指甲被剪断之后不是原地掉下来，而是“飞”出去？原来，指甲受到指甲钳的挤压，改变了 　 　，当指甲被指甲钳剪断后，指甲的 　 　转化为指甲的动能，让指甲“飞”出去。 34．如图是小明在做俯卧撑和引体向上的锻炼场景。 （1）图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1，图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力为F2，则F1　 　F2（选填“大于”“小于”“等于”）。 （2）重为600牛的小明按图乙做一个引体向上，需克服自身重力做功约为 　 　焦。 （3）运动时，人体产热增加，散热也加快，使体温维持稳定。写出此时散热的一种方式：　 　。 35．小明同学用15N的水平推力推动重为100N的超市购物车。购物车自静止开始在10s内沿水平方向前进了10m。在整个过程中推力做功为 　 　J，重力做功为 　 　J。 36．如图为游乐园过山车的轨道，过山车从高处滑下的过程中，轨道对车的支持力 　 　（选填“不”或“要”）做功，过山车上的游客都要系好安全带，设计宽而平的安全带是为了 　 　（选填“增大”或“减小”）压强。 37．2022年2月，第24届冬季奥林匹克运动会在北京、张家口举行。如图所示，在冰壶比赛中，运动员将冰壶掷出后，冰壶由于 　 　继续向前运动，此时水平冰面对冰壶的支持力 　 　（选填“做功”或“不做功”）。 38．福厦高铁预计明年6月建成运营。若高铁列车以350km/h的设计时速行驶210km，需用时 　 　h；列车减速进站时，动能变 　 　。 39．如图，小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从M点竖直向下以某一速度抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，到达的最高点为N；经台面反弹后上升过程球的动能 　 　（选填“增大”“不变”“减小”），N 　 　比M高（选填“可能”、“不可能”）。球从N点下降时，台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经台面反弹后，到达的最高点P 　 　比N高（选填“可能”“不可能”）。 40．多米诺骨牌是一种用木制、骨制或塑料制成的长方体骨牌，起源于中国北宋时期，由意大利传教士带往欧洲。玩时将骨牌按一定间距排列成各种造型（如图甲），轻轻碰倒第一张骨牌，其余的骨牌就会产生连锁反应，依次倒下（如图乙），多米诺骨牌效应的说法被广泛用来比喻许多社会现象。 用物理学知识对多米诺骨牌效应发生过程进行分析： （1）在骨牌依次击倒的过程中，骨牌的重心如何变化：　 　。 （2）骨牌依次击倒，从能量的角度分析，涉及到不同形式的能量间的转化，请分析其中的能量转化情况：　 　。 41．如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计） （1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能 　 　（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。 （2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能 　 　（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”，下同）；运动员的动能 　 　。 42．频频发生高空抛物坠物致人伤亡事件严重危害人民群众生命财产安全，原因是物体所处的高度越高，物体所具有的重力势能越 　 　（选填“大”或“小”），当高处的物体坠落时，因重力势能转化为 　 　能，从而带来安全隐患。 43．如图所示，是北京冬奥会钢架雪车比赛场景。运动员匍匐在钢架雪车上，沿冰道从山坡上快速滑降，　 　转化为动能；在此过程中，运动员相对于 　 　是运动的。 44．如图所示，有一斜面长L＝4m，高h＝2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F＝150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为 　 　J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为 　 　N。 四．实验探究题（共10小题） 45．如图所示，让从斜面上由静止滚下的小球钻入水平面上的纸盒，探究影响小球动能大小的因素。 （1）有多个因素可以影响物体的动能大小，比较质量 　 　（选填“相同”或“不同”）的两个小球从不同高度滚下，是为了改变小球撞击纸盒时的运动速度。 （2）此实验现象说明运动速度较 　 　的小球具有的动能较大。 46．热爱劳动的津津，在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时，一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用玉米面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。 问题一：压力作用效果跟哪些因素有关。 问题二：重力势能大小跟哪些因素有关。 （1）做实验①②③是为了探究 　 　（选填“问题一”或“问题二”）； （2）利用实验④⑤可探究重力势能大小与 　 　是否有关； （3）《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释，请你写出该结论 　 　。 47．如图所示是某实验小组探究动能的大小与什么因素有关的实验装置。实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。 （1）本实验是通过观察 　 　来比较钢球动能的大小； （2）保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与 　 　有关； （3）换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与 　 　有关； （4）本实验中用到的研究方法是 　 　（填其中一种即可）。 48．如图1所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块在水平面向前移动一段距离s后停下。先后完成甲、乙、丙所示的三组实验。 （1）小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过 　 　（选填“高度h”或“距离s”）大小来反映的； （2）分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越 　 　； （3）分析比较 　 　两组实验可得，物体速度相同时，质量越大，动能越大； （4）综合上述可知，如图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定不同的最高 　 　； （5）在实验中，若增大水平面的粗糙程度，则木块移动的距离将 　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”） 49．小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。 （1）实验中探究的动能是指 　 　。 A.钢球撞击木块时的动能 B.钢球撞击木块后的动能 C.木块被钢球撞击后的动能 （2）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA＞mB，高度hA＞hB，距离sA＞sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 　 　（选填“正确”或“错误”），理由是 　 　。 （3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与 　 　的关系。 50．如图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m）。 （1）让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的 　 　。 （2）实验中通过比较木块B被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于 　 　（选填“控制变量法”或“转换法”）。 （3）小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是 　 　（选填“正确”或“错误”），理由是 　 　。 （4）通过比较步骤 　 　和 　 　可以判断动能大小与物体质量的关系。 51．“十次事故九次快”说明汽车超速会带来危害，汽车“多拉快跑”更是追尾事故中的罪魁祸首，超速与超载严重危害了道路交通安全。 小明通过实验探究货车超速与超载在追尾事故中的危害，用到的器材有：小车（模拟货车）、木块（模拟被追尾车辆）、砝码若干、坡度固定的斜面。将小车从如图甲所示的A处自由释放，小车在水平面上运动一段距离s0后停止，s0可视为刹车后运动的距离。将木块静置于小车右侧所在的位置B处，表明符合核载量并在限速内的货车不会对前车追尾。 请回答下列问题： （1）探究货车超速的危害：如图乙所示，木块置于B处，小车由斜面顶端释放，撞击木块并与木块共同运动一段距离s1，这表明货车超速 　 　（选填“会”或“不会”）产生追尾的危害。本实验可用木块运动的 　 　反映追尾的危害程度； （2）探究货车超载的危害：如图丙所示，木块置于B处，将砝码固定在小车上，仍从A处释放小车，观察小车的运动情况。逐次增加砝码个数重复实验，发现小车在水平面上运动的距离几乎都为s0，均未与木块撞击。小明猜想：小车每次到达斜面底端时，虽其动能随 　 　的逐次增大而增大，但仍未追尾，原因可能是小车此时 　 　还不够大； （3）由（2）问中的实验看出小车超载几乎不会追尾前车，但生活中货车超载引起的追尾事故却频频发生。请你在上述实验的基础上再设计一步实验操作（木块仍置于B处），证明货车追尾前车会因超载带来危害。 ①操作：　 　； ②请你对可能产生的现象进行合理预设，并指出仅因超载造成追尾的危害程度在实验结果中是如何体现的？　 　。 52．为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。 （1）该实验中所探究物体的动能是指 　 　的动能。（选填“钢球”或“木块”） （2）由甲、乙两图可知，当物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （3）如甲、丙两图所示，让不同质量的钢球从同一斜面的 　 　由静止滚下，目的是 　 　，可得出结论：　 　。 （4）若斜面下方水平面光滑，本实验 　 　达到实验目的。（选填“能”或“不能”） 53．如图所示，摆线的长L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向的夹角θ1＜θ2。 （1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 　 　无关； （2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较 　 　反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 　 　（选填“控制变量法”或“转换法”）； （3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与 　 　有关（选填“速度”、“高度”或“质量”）； （4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做 　 　直线运动（选填“减速”、“匀速”或”“加速”）； （5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能 　 　（选填“相等”或“不相等”），该方案 　 　（选填“正确”或“错误”）。 54．在“研究动能大小与速度关系”实验中，小敏利用图甲中的装置进行研究，在水平面铺上材料A制成的粗糙平板，同一小球从斜面不同高度静止释放，运动一段距离后停止，位置如图。 （1）根据图甲实验结果，可得出的结论是：质量相同时，物体的速度越大，　 　。 （2）图乙中，水平面铺上不同材料的平板，其中材料A、B、C粗糙程度依次减小。小敏先后三次将同一小球从同一高度静止释放，刚到底部时用频闪相机（间隔相同时间自动拍摄）开始记录小球在平板上的位置情况。请在材料C平板上画出第2、3次频闪相机拍摄到小球的大致位置。 （3）小敏调节图甲中的平板呈不同角度，重现伽利略斜面实验。不考虑底部转折处的能量损失，下列最符合实际的现象是 　 　。 五．计算题（共4小题） 55．如图所示，是某同学陪奶奶去超市买的一桶食用油，奶奶说这桶里的油有10斤。已知食用油的密度为0.92×103kg/m3，1L＝1dm3。 （1）请通过计算判断奶奶说的话是否正确；（1千克等于2斤） （2）该同学提着这桶油在水平路面上走了10m，求此过程中拉力对油做的功； （3）该同学提油时感觉到很勒手，请你提出一种解决该问题的方法，并简述其中所运用的物理知识。 56．小杨同学品学兼优，全面发展，热爱劳动。周末，他从超市采购归来，手提一袋大米，站在匀速竖直上升的电梯内。 （1）若小杨及所带物品的总重为700N，在电梯上升10m的过程中，求电梯对他的支持力做的功。 （2）若这袋大米总质量为5kg，手的受力面积为2cm2，g取10N/kg，求他的手受到的压强。 57．如图是一款能自动浮沉的潜水玩具，正方体潜水器内装有智能电磁铁，将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中，容器放置在水平铁板上，不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l，自动调节电磁铁电流大小，改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前，潜水器处于漂浮状态。闭合开关，潜水器启动后先匀速下沉，完全浸入水中后，变为加速下沉直至容器底部，下沉全过程F随l变化的关系保持不变，水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10cm，重为5N，容器的底面积为1000cm2，水深为25cm。求： （1）潜水器漂浮时受到的浮力。 （2）下沉全过程潜水器重力所做的功。 （3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。 58．车速过快是造成交通事故的重要原因之一，为限制车速，常常在下坡路段设置减速带。如图所示是有减速带的斜坡示意图，在倾角为30°的斜坡上有7个减速带，相邻两个减速带间的距离均为50m。现有一辆质量为1.2t的小汽车，从斜坡上离减速带有一定距离的某处开始下滑，由于减速带、小汽车制动等因素的影响，使得小汽车通过相邻减速带间的平均速度均为10m/s。（小汽车的长度不计，减速带的宽度不计，g＝10N/kg）则： （1）小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带所用的时间是多少s？ （2）小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带的过程中，重力做的功为多少J？ 六．综合能力题（共1小题） 59．小明在科技博览会上参加义务劳动，需要把一个质量为12kg的展品从地面搬到高1.2m的展台上，如图所示。g取10N/kg。 （1）要把展品从地面搬到展台上，他至少需要对展品做多少功？ （2）展台台面承受的压强不能超过40kPa，如果把展品放到水平台面上，展品与台面的接触面积是40cm2，台面会不会被压坏？请通过计算说明。 （3）展品展示时，要求台面水平。请你简述一种检验台面是否水平的操作方法。 七．解答题（共1小题） 60．萤石是我市的优势矿产资源，也是我国“战略性矿物”。为探讨萤石的形成、开采、浮选等跨学科问题。兴趣小组对某萤石矿区开展项目化研究。 【萤石开采】萤石开采过程中，通常用乳化炸药装入凿好的岩壁小孔，将岩石炸成碎块，再将岩石碎块装入车厢运出矿洞。乳化炸药将岩石炸成碎块的过程中，化学能转化成 　 　。 专题10：功与机械能 参考答案与试题解析 一．选择题（共24小题） 1．如图所示的情景中，属于动能转化为重力势能的是（　　） A．热气球匀速下降 B．拉弓射箭 C．渔网散开落下 D．滑板车滑上坡顶 【分析】动能转化为重力势能，必然是动能是逐渐减少的，重力势能是逐渐增加的。物体质量不变时，动能的变化体现在速度的变化上，重力势能的变化体现在高度的变化上。 【解答】解：动能转化为重力势能，必然是动能减小而重力势能增大； A、热气球匀速下降，其质量不变、速度不变，所以动能不变，高度降低，重力势能减小，所以不是动能转化为重力势能，故A错误； B、拉弓射箭时，弓的弹性形变程度逐渐减小，弹性势能减小；箭由静止变为运动，动能增大，所以是弹性势能转化为动能，故B错误； C、渔网散开落下，渔网的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，故C错误； D、滑板车滑上坡顶，滑板车的质量不变、高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，是动能转化为重力势能，故D正确； 故选：D。 【点评】在做能量的转化这种题时，我们要注意分析哪种能量增加了，哪种能量减少，因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。 2．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 【分析】做功的两个必要因素：1．作用在物体上的力；2．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。 【解答】解：A、图中人用力搬石头，搬而未起，只有力没有距离，所以人对物体没有做功，故A正确； B、图中人拉重物从地面提到高处，重物在拉力的方向上移动了距离，所以人对物体做功，故B错误； C、推车向前运动，车在人的推力的方向上通过了距离，对车做功，故C错误； D、挺举杠铃的过程，杠铃在力的方向上通过了距离，人对杠铃做了功，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了力是否做功的判断方法，基础题目。 3．北京时间2022年6月5日10时44分，神舟十四号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。关于飞船在离地加速升空过程中能量的变化，下列说法正确的是（　　） A．动能增大，势能增大，机械能增大 B．动能增大，势能不变，机械能增大 C．动能增大，势能减小，机械能不变 D．动能减小，势能增大，机械能不变 【分析】影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能。在分析各个能量的变化时，根据各自的影响因素进行分析。 【解答】解：飞船在加速升空过程中，飞船的质量不变、速度变大、高度上升，则动能增大、重力势能增大，所以机械能将增大。 故选：A。 【点评】本题解题的关键是掌握好动能和重力势能的影响因素，属于一道基础题。 4．在北京冬奥会U型池比赛中，某运动员在腾空后上升的过程中（不计空气阻力）（　　） A．动能转化为重力势能 B．重力势能转化为动能 C．动能与重力势能之和变大 D．动能与重力势能之和变小 【分析】动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大； 重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大； 在一定条件下，动能和势能可以相互转化，不计能量损失，机械能守恒。 【解答】解：某运动员在腾空后上升的过程中，不计空气阻力，机械能是守恒的，动能与重力势能之和不变； 运动员的质量不变，速度变小，动能变小；质量不变，高度变大，重力势能变大，是动能转化为重力势能； 综上所述，A正确，BCD错误。 故选：A。 【点评】此题考查的是动能和重力势能的转化及机械能守恒，掌握动能、重力势能的影响因素是分析问题的基础。 5．2022年5月14日，一架国产C919大飞机（如图所示）从浦东机场起飞，经过三个多小时的飞行后安全降落，这标志着即将交付的首架C919大飞机首飞试验成功。下列说法正确的是（　　） A．飞机在升空过程中，飞行员的重力势能逐渐增大 B．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞行员的动能一直保持不变 C．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞机的机械能一直保持不变 D．飞机降落后，在水平跑道上滑行过程中，飞机的动能转化为重力势能 【分析】机械能包括动能和重力势能，动能和质量、速度有关，物体的质量越大，速度越大，动能越大，重力势能和质量和被举高的高度有关，质量越大，高度越高，重力势能越大。 【解答】解： A、飞机在升空过程中，飞行员的质量不变，高度变大，重力势能逐渐增大，故A正确； B、飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞行员的质量不变，速度发生了变化，动能发生了变化，故B错误； C、飞机从起飞到安全降落的整个过程中，质量不变，速度先变大后变小，动能先变大后变小；高度先变大后变小，机械能先变大后变小，故C错误； D、飞机降落后，在水平跑道上滑行过程中，飞机的质量不变，高度不变，重力势能不变，速度变小，动能减小，不是动能转化为重力势能，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了动能、重力势能和机械能的变化，明确影响动能和重力势能大小的因素是解题的关键。 6．2021年7月30日，中国蹦床运动员朱雪莹和刘灵玲包揽了东京奥运会女子蹦床金银牌，为国争了光。比赛中朱雪莹先被蹦床弹起上升到最高点，之后从最高点下落直至将蹦床压缩到最低点。在此过程中，有关朱雪莹机械能变化的说法正确的是（　　） A．在空中上升过程中，她的动能转化为重力势能 B．在最高点她的动能最大 C．下落到将与床面接触时，她的动能为零 D．蹦床被压缩到最低点时，她的重力势能最大 【分析】影响动能大小的因素是质量和速度；影响重力势能的因素是质量和高度；动能和势能之间可以相互转化，判断是哪种能量转化成了另一种能量的方法是：能量减少的转化为能量增大的。 【解答】解：A、在空中上升过程中，质量不变，速度变小，高度增加，则动能减少，重力势能增大，将动能转化为重力势能，故A正确； B、朱雪莹上升到最高点时，速度为0，动能为0，故B错误； C、下落到将与床面接触时，速度最大，动能最大，故C错误； D、蹦床被压缩到最低点时，高度最小，她的重力势能最小，故D错误。 故选：A。 【点评】此题考查动能和势能的转化与守恒，解决此题的关键是要知道各能量跟哪些因素有关，根据各因素的变化情况分析能量的变化情况。 7．2022年5月31日，我国自主研制的大型两栖飞机——“鲲龙”AG600在广东珠海首飞成功。返航时，飞机在减速下降过程中（　　） A．动能增大，重力势能减小 B．动能减小，机械能不变 C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，机械能减小 【分析】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。 动能和势能之和称为机械能。 【解答】解：飞机在减速下降过程中，质量不变，速度变小，动能减小，同时高度下降，重力势能减小，所以，机械能减小。 故选：D。 【点评】掌握动能、重力势能、机械能大小的影响因素是解决该题的关键。 8．手机具有录音和显示波形的功能。某乒乓球爱好者将一乒乓球从一定高度由静止释放，利用手机记录下乒乓球碰撞台面发出的声音，其波形随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．每次发声的时间间隔相等 B．整个过程中乒乓球的机械能不变 C．乒乓球每次弹起时的动能依次减小 D．乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度相同 【分析】（1）根据图像分析发声的时间间隔的大小； （2）动能的大小与质量、速度有关、重力势能的大小与质量、高度有关；弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关；机械能为动能和势能的和。 【解答】解： A、根据图像可知，乒乓球每次发声的时间逐渐变短，故A错误； BD、根据波形图可知，乒乓球每次发声时的振幅变小，乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度变小，这说明弹性势能是减小的；乒乓球在最低点的动能相同、重力势能相同，弹性势能逐渐变小，所以机械能逐渐变小，故BD错误； C、乒乓球的弹性势能变小，转化为的动能逐渐变小，故C正确。 故选：C。 【点评】本题考查了动能、重力势能、弹性势能和机械能的变化，明确图像的含义是解题的关键。 9．东京奥运会上，14岁的全红婵获得女子10米跳台跳水冠军。如图所示，正在比赛中的全红婵（　　） A．起跳过程中运动状态保持不变 B．上升过程中重力势能转化为动能 C．下落过程中动能保持不变 D．入水过程中所受水的浮力逐渐增大 【分析】（1）力的作用效果有两个：①力可以改变物体的形状即使物体发生形变。②力可以改变物体的运动状态，包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。 （2）机械能包括动能和势