功和机械能练习题

新人教版八年级下册《第11章功和机械能》2015年单元测试卷一、选择题1．下列几种现象中，没有对物体做功的是（）A．物体在绳子拉力作用下升高B．静止的小车在拉力作用下运动起来C．汽车在刹车阻力的作用下速度降低D．人用力搬石头，石头不动2．一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S（如图所示），该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是（）A．W1＜W2＜W3 B．W1＜W2=W3C．W1=W2=W3D．W1=W2＜W33．功率相等的两汽车，在相同的时间内匀速通过的路程之比为2：1，下列说法中错误的是（）A．两车所做的功之比为2：1 B．两车所做的功之比为1：1C．两车所受牵引力之比为1：2 D．两车的速度之比为2：14．在大型游乐场里，小明乘坐如图所示匀速转动的“摩天轮”，正向最高点运动．对此过程，下列说法正确的是（）A．小明的重力势能保持不变B．小明的动能保持不变C．小明的机械能保持不变 D．小明的动能先增大后减少5．如图是运载火箭点火起飞的情景．在火箭离地升空的过程中，关于火箭中搭载的卫星的能量及能量转化，下列说法正确的是（）A．动能转化为重力势能B．重力势能转化为动能C．机械能的总量不变 D．机械能的总量增加6．如图所示，轨道ABC光滑，弹簧固定在水平轨道末端，小球从A处由静止滚下，撞击弹簧后又将沿水平轨道返回，接着滚上斜面．在这整个过程中，机械能转化的情况是（）A．重力势能→动能→重力势能B．动能→弹性势能→动能C．动能→势能→动能→势能→动能D．重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能7．近几年我们射阳的高层楼房如雨后春笋一样拔地而起，同学小明家住高层住宅，当他乘坐电梯从一层匀速上升至十五层的过程中，他的（）A．动能转化为势能，机械能不变B．动能转化为势能，机械能增大C．动能不变，势能增大，机械能增大D．动能不变，势能不变，机械能不变二、填空题8．在水平地面上，工人用100N的水平推力推动重150N的箱子，4s内前进了6m，在这个过程中，木箱所受重力对木箱做功为J；工人对木箱做功为J．9．在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示．若实心球重20N，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为3.2m，用时约0.8s．则球下降过程中重力做功为J，功率为．10．某人用平行于斜面的拉力，把一个重为1000N的物体，沿着长5m、高1m的斜面由底端匀速拉到顶端，拉力的大小为250N，则拉力所做的有用功为J，此斜面的机械效率为，物体所受斜面的摩擦力为N．11．从大雪覆盖的山坡上滚下的雪球越滚越大，速度越来越快，在此过程中，雪球的动能逐渐；拉弯的弓具有能．12．如图所示为我市标志性建筑紫峰大厦的外观图，大厦总高度450m．小明乘坐大厦内电梯匀速上升的过程中，以电梯为参照物，小明是的．匀速上升过程中，他的动能，重力势能（选填“增大”、“减小”或“不变”）．13．李白曾用“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”描述江西著名景区庐山瀑布的壮观情景，从物理学的角度看，飞流直下的瀑布蕴藏着巨大的；现在许多商店和宾馆都安装了弹簧门，弹簧门在被推开后自动关闭的过程中，弹簧的弹性势能转化为门的．14．如图所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），其中是动能﹣高度关系图线，小石块达到的最大高度为m，小石块在最高点时的机械能为J．15．如图是固定在水平桌面上的圆弧轨道，将一小球由轨道的P点自由释放，滚动到Q点．在此过程中，动能，重力势能．16．如图所示是卫星的轨道示意图，人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行．离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点．卫星在运行过程中机械能守恒．当卫星从远地点向近地点运动时．它的势能，动能，速度．17．长江三峡大坝建成后，提高了上游水位，从而提高了水的能，这些能量可以用来发电，发出电量的多少不但和水位的高低有关，还和水库中蓄水的有关．18．撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落．到达最高点的过程中是动能和能转化为能；下落过程中能逐渐增加．19．唐家山堰塞湖是震后最牵动人心的地方．随着湖水深度的增加，堤坝侧壁受到的增大，溃坝的危险也在增加．由于水量增加和水位升高，湖水具有的能增加，一旦溃坝对下游造成的破坏也更大．三、实验，探究题（共30分）20．小华总结两年来所做的物理探究实验发现：（1）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来如：甲实验是让木块在水平面上做运动，通过读取弹簧测力计上的示数间接知道摩擦力的大小；乙实验中小球动能的大小是通过比较物块A在水平面上移动距离S的大小反映出来的．（2）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采用法．如：甲实验研究摩擦力的大小与压力大小关系，就要多次改变大小，同时保持接触面的粗糙程度不变；乙实验是研究小球动能的大小与物体的速度、质量关系：让小车从斜面的不同高度由静止开始下滑，撞击水平木板上的木块．①本实验的研究对象是．②小车放置的位置越高，木块被撞击得越远．研究表明：当一定时，物体动能的大小与物体的有关．21．小明看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远．小明猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关．（1）为验证其猜想是否正确．他设计了如下实验（弹簧被压缩后未超过其弹性限度）；如图所示，将同一个弹簧压缩（选填“相同”或“不同”）的长度．将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分别比较木块，从而比较弹性势能的大小．（2）若水平面绝对光滑，本实验将（选填“能”或“不能”）达到探究目的．（3）小明根据实验现象认为：小球推动木块移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消灭了．你认为小明的观点是的（选“正确”或“错误”），理由是．22．为探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验．（1）实验中通过观察来判断物体重力势能的大小．（2）要探究重力势能大小与高度的关系应选择图和图进行分析比较．（3）图2和图3探究的问题是．23．每个人的功率因人而异，而且从事不同的活动时，功率也不尽相同．小明想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动的功率．（1）他需要哪些器材？．（2）小明将他测得的数据填入下表，请在空格处补上相应的数据．臂长体重拉上去的克服重力所做的时间功率l（cm）G（N）次数功W（J）t（s）P（W）60 500 5 12五、计算题（要有必要的文字说明．每题6分，共12分）24．2012年年底，南宁到广州的高速铁路将开通，全程约为570km，只需3h．若全程为平直轨道，动车组以5×105N的牵引力做匀速直线运动，求：（1）动车组运动的速度；（2）动车组受到的阻力；（3）牵引力在全程做的功．25．星期天，小刘骑电动自行车以18km/h的速度在长江大堤上匀速行驶了7000m，电动自行车牵引力的功率为150W．求：（1）小刘在长江大堤上行驶的时间；（2）电动自行车在这段时间内牵引力所做的功；（3）电动自行车的牵引力．新人教版八年级下册《第11章功和机械能》2015年单元测试卷参考答案与试题解析一、选择题1．下列几种现象中，没有对物体做功的是（）A．物体在绳子拉力作用下升高B．静止的小车在拉力作用下运动起来C．汽车在刹车阻力的作用下速度降低D．人用力搬石头，石头不动【考点】力是否做功的判断．【专题】应用题．【分析】本题要抓住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；二者缺一不可．【解答】解：A、物体受拉力作用，并且在拉力作用下向上移动了距离，拉力对物体做功，不符合题意．B、静止的小车受拉力作用，并且在拉力作用下向上移动了距离，拉力对小车做功，不符合题意．C、汽车在刹车阻力的作用下最终停止，阻力对汽车做功，不符合题意．D、人用力搬石头，石头不动，没有移动距离，不做功，符合题意．故选D．【点评】明确三种情况不做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方向与运动方向垂直．2．一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S（如图所示），该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是（）A．W1＜W2＜W3 B．W1＜W2=W3C．W1=W2=W3D．W1=W2＜W3【考点】功的计算．【专题】应用题；压轴题．【分析】物理上，功的大小等于力与在力的方向上通过的距离的乘积；即W=Fs．【解答】解：一个人先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离S；该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，三个功的大小都等于W=Fs；即W1=W2=W3；故C正确；ABD错误；故选：C．【点评】深入理解功的大小的计算方法，是解答此题的关键．3．功率相等的两汽车，在相同的时间内匀速通过的路程之比为2：1，下列说法中错误的是（）A．两车所做的功之比为2：1 B．两车所做的功之比为1：1C．两车所受牵引力之比为1：2 D．两车的速度之比为2：1【考点】功的大小比较；功率计算公式的应用．【专题】应用题；功、功率、机械效率．【分析】由两车在相等的时间内路程之比可求得速度之比；由P=Fv可得牵引力之比；由P=可求得做功之比．【解答】解：因两车功率和运动时间均相同，由W=pt得：做功之比为1：1．故A错、B正确；两车在相等的时间内匀速通过路程之比2：1，则由v=得：=；故D正确；由P=FV得：==，故C正确．故选A．【点评】本题考查了功率的定义及P=FV的应用，在做题时应灵活选择公式．4．在大型游乐场里，小明乘坐如图所示匀速转动的“摩天轮”，正向最高点运动．对此过程，下列说法正确的是（）A．小明的重力势能保持不变B．小明的动能保持不变C．小明的机械能保持不变 D．小明的动能先增大后减少【考点】动能和势能的大小变化；机械能．【专题】机械能及其转化．【分析】（1）动能大小跟质量、速度有关．质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大．（2）重力势能大跟质量、高度有关．质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大．（3）机械能=动能+势能．【解答】解：小明乘坐匀速转动的“摩天轮”上升时，小明的质量不变，速度不变，动能不变；高度增大，重力势能增大；小明向上运动时，没有发生弹性形变，不具有弹性势能；机械能=动能+重力势能，所以机械能增大．故选B．【点评】（1）掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素．（2）能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化．5．如图是运载火箭点火起飞的情景．在火箭离地升空的过程中，关于火箭中搭载的卫星的能量及能量转化，下列说法正确的是（）A．动能转化为重力势能B．重力势能转化为动能C．机械能的总量不变 D．机械能的总量增加【考点】动能和势能的转化与守恒；动能的影响因素；势能的影响因素．【专题】应用题；推理法．【分析】（1）分析卫星的动能、重力势能大小的变化，从动能和重力势能大小的影响因素考虑．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．在能量转化中是减小的能转化为增大的能．从而可以判断出A、B是否符合题意．（2）火箭升空过程中，卫星没有发生弹性形变，不考虑弹性势能，所以机械能=动能+重力势能．从动能和重力势能大小的变化判断机械能的变化．【解答】解：（1）火箭升空时，卫星质量不变，而速度增大，所以动能增大；因为高度增大，所以重力势能增大；因此动能和重力是能都增大；所以A不符合题意，B不符合题意．（2）∵动能增大，重力势能增大，而机械能=动能+重力势能所以机械能增大．故C不符合题意，D符合题意．故选D．【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素，利用控制变量法，判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化．6．如图所示，轨道ABC光滑，弹簧固定在水平轨道末端，小球从A处由静止滚下，撞击弹簧后又将沿水平轨道返回，接着滚上斜面．在这整个过程中，机械能转化的情况是（）A．重力势能→动能→重力势能B．动能→弹性势能→动能C．动能→势能→动能→势能→动能D．重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能【考点】能量转化的现象．【分析】根据速度、高度、弹性形变程度的变化来分析动能、重力势能和弹性势能的变化情况，从而得出能量的转化情况．【解答】解：小球从A处由静止滚下，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能；撞击弹簧，弹簧发生弹性形变，具有弹性势能，速度减小，动能减小，动能转化为弹性势能；接着滚上斜面，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，动能转化为重力势能．所以能量的转化情况是：重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能．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．7．近几年我们射阳的高层楼房如雨后春笋一样拔地而起，同学小明家住高层住宅，当他乘坐电梯从一层匀速上升至十五层的过程中，他的（）A．动能转化为势能，机械能不变B．动能转化为势能，机械能增大C．动能不变，势能增大，机械能增大D．动能不变，势能不变，机械能不变【考点】动能和势能的大小变化．【专题】应用题；机械能及其转化．【分析】（1）影响动能大小的因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大；（2）影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度．质量越大，高度越大，重力势能就越大；（3）机械能等于动能和势能之和．【解答】解：小明乘坐电梯从一层匀速上升至十五层的过程中，速度不变，所以动能不变，高度增大，所以重力势能增大，则机械能增大．因为动能没有变，所以动能没有转化为势能．故ABD错误，C正确．故选C．【点评】本题主要考查了动能和重力势能大小的判断，只要知道影响动能、重力势能大小的因素即可解答．二、填空题8．在水平地面上，工人用100N的水平推力推动重150N的箱子，4s内前进了6m，在这个过程中，木箱所受重力对木箱做功为0J；工人对木箱做功为600J．【考点】功的计算．【专题】功、功率、机械效率．【分析】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的距离，箱子是在水平地面上移动，在重力的方向上移动距离为0，重力做功为0；知道工人的推力和移动的距离，利用W=Fs求工人对木箱做功．【解答】解：由题知，箱子在水平地面上运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力做功为0；工人对木箱做功：W=Fs=100N×6m=600J；故答案为：0；600．【点评】本题易错点：判断推力和重力做功情况．注意三种情况不做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方向与运动方向垂直．9．在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示．若实心球重20N，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为3.2m，用时约0.8s．则球下降过程中重力做功为64J，功率为80W．【考点】功的计算；功率的计算．【专题】功、功率、机械效率．【分析】（1）知道实心球受到的重力和在重力方向上移动的距离，利用W=Gh求重力做功大小；（2）知道做功时间，利用公式P=求重力做功功率．【解答】解：（1）重力对实心球做功：W=Gh=20N×3.2m=64J，（2）重力做功功率：P===80W．故答案为：64；80W．【点评】本题考查了学生对功的公式、功率公式的掌握和运用，确定实心球在重力方向上移动的距离h是本题的关键．10．某人用平行于斜面的拉力，把一个重为1000N的物体，沿着长5m、高1m的斜面由底端匀速拉到顶端，拉力的大小为250N，则拉力所做的有用功为1000J，此斜面的机械效率为80%，物体所受斜面的摩擦力为50N．【考点】机械效率的计算；有用功和额外功．【专题】计算题．【分析】（1）已知物体重力和提升的高度，根据公式W=Gh可求有用功；（2）根据公式W=FS可求总功，机械效率等于有用功除以总功；=fS求摩擦力．（3）求出额外功，利用W额【解答】解：=Gh=1000N×1m=1000J；（1）W有用=FS=250N×5m=1250J，（2）W总η===80%；（3）W额=W总﹣W有用=1250J﹣1000J=250J，∵W额=fS，即f×5m=250J，∴f=50N．故答案为：1000；80%；50．【点评】本题考查有用功、总功、机械效率的计算，关键是公式的应用，还要知道物体做匀速运动时拉力等于摩擦力．11．从大雪覆盖的山坡上滚下的雪球越滚越大，速度越来越快，在此过程中，雪球的动能逐渐增大；拉弯的弓具有弹性势能．【考点】动能的影响因素；势能的影响因素．【专题】机械能及其转化．【分析】动能的决定因素有两个：质量和速度．质量越大，速度越大，物体的动能越大．自行车在下坡过程中，质量不变，速度变大，所以其动能变大．势能包括重力势能和弹性势能．【解答】解：滚下的雪球越滚越大，速度越来越快，在此过程中，雪球的动能逐渐增大；拉弯的弓具有弹性势能．故答案为：增大；弹性势．【点评】掌握动能的影响因素是解题的关键．12．如图所示为我市标志性建筑紫峰大厦的外观图，大厦总高度450m．小明乘坐大厦内电梯匀速上升的过程中，以电梯为参照物，小明是静止的．匀速上升过程中，他的动能不变，重力势能增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）．【考点】运动和静止的相对性；动能的影响因素；势能的影响因素．【专题】压轴题；控制变量法．【分析】（1）判断物体的运动和静止，首先确定被研究的物体是小明，小明和参照物电梯之间没有发生位置的改变，小明是静止的．（2）判断动能大小的变化，从动能的两个影响因素质量和速度去判断．（3）判断重力势能大小的变化，从重力势能的两个影响因素质量和高度去判断．【解答】解：（1）被研究的物体是小明，以电梯为参照物，小明和电梯之间没有发生位置的变化，所以小明是静止的．（2）小明乘电梯匀速上升时，小明的质量不变，速度不变，动能不变．（3）小明上升时，质量不变，高度增大，重力势能增大．故答案为：静止；不变；增大．【点评】（1）掌握由参照物判断物体的运动和静止，或根据物体的运动和静止选择参照物．（2）掌握动能和重力势能大小的影响因素．（3）根据动能、重力势能大小的影响因素能判断动能和重力势能的变化．13．李白曾用“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”描述江西著名景区庐山瀑布的壮观情景，从物理学的角度看，飞流直下的瀑布蕴藏着巨大的机械能；现在许多商店和宾馆都安装了弹簧门，弹簧门在被推开后自动关闭的过程中，弹簧的弹性势能转化为门的动能．【考点】动能和势能的概念；动能和势能的转化与守恒．【专题】机械能及其转化．【分析】（1）械能是动能和势能的统称．动能是由于物体运动而具有的能．势能分为重力势能和弹性势能．根据瀑布的运动情况，对其能量进行分析．（2）影响弹性势能的因素是弹簧的形变程度．【解答】解：瀑布是由大量的水组成，质量很大．当水从高处下落时，速度很快，所以具有动能．同时由于水的高度较大，所以水具有重力势能．综上所述，瀑布具有很大的机械能．弹簧门在被推开后自动关闭的过程中，弹簧的弹性势能转化为门的动能．故答案为：机械能；动能．【点评】本题考查学生对机械能中能量分类的掌握情况，同时要和生活实例联系起来进行分析．14．如图所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），其中a是动能﹣高度关系图线，小石块达到的最大高度为4m，小石块在最高点时的机械能为2J．【考点】动能和势能的大小变化；机械能．【专题】压轴题；学科综合题；控制变量法；图析法．【分析】（1）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．（2）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．（3）机械能=动能+势能．物体没有发生弹性形变时，不考虑弹性势能，只考虑重力势能．【解答】解：如图，横坐标代表的小石块上升的高度，纵坐标代表的是能量．（1）小石块上升时质量保持不变．b图象表示，高度越高，能量越大，所以b图象代表：高度﹣﹣重力势能的关系．（2）不计空气阻力，小石块上升时，动能全部转化为重力势能，动能减小，重力势能增大．所以a 图象代表：高度﹣﹣动能的关系．（3）如图，小石块到达的最大高度是4m．动能=0J，重力势能=2J，机械能=动能+势能=0J+2J=2J故答案为：a；4m；2．【点评】（1）掌握动能和重力势能大小的影响因素，根据图象能确定动能和势能的大小．（2）根据机械能=动能+势能计算机械能的大小．15．如图是固定在水平桌面上的圆弧轨道，将一小球由轨道的P点自由释放，滚动到Q点．在此过程中，动能先变大后变小，重力势能先变小后变大．【考点】动能和势能的大小变化．【专题】机械能及其转化．【分析】（1）影响重力势能的因素有：质量和高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．（2）影响动能的因素有：质量和速度．质量越大，速度越快，动能越大．【解答】解：（1）小球由轨道的P点自由释放，在运动到轨道最低点的过程中，小球的质量不变，高度降低，重力势能变小，速度越来越快，动能变大；（2）在小球由最低点滚动到Q点的过程中，小球质量不变，高度变高，重力势能变大，速度越来越小，动能变小．故在此过程中，动能先变大后变小，重力势能先变小后变大．故答案为：先变大后变小；先变小后变大．【点评】本题只要熟知影响重力势能大小的因素和影响动能大小的因素即可求解．16．如图所示是卫星的轨道示意图，人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行．离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点．卫星在运行过程中机械能守恒．当卫星从远地点向近地点运动时．它的势能减小，动能增大，速度增大．。