2014全國各地中考物理分類匯編－功和機械能

 

17．（4分）（2014·黃岡）如圖所示，在“探究運動和力的關系”的實驗中，每次都讓小車從斜面頂端處由靜止開始滑下，改變水平面的粗糙程度，測量小車在水平面上滑行的距離，結果記錄在下表中．

接觸面	小車運動的距離s/（單位：cm）
毛巾	18.00
棉布	26.58
木板

（1）從能量轉化角度看，小車每次滑行到斜面底端時具有相同的　動　能．

（2）若小車在水平木板上滑行3s后停止，位置如上圖所示．則小車的平均速度為　0.21　m/s．

（3小車在鋪有毛巾表面上滑行距離最短，是因為　摩擦力大　．

（4）在此實驗的基礎上進行合理的推理，可以得到：一切運動的物體不受外力作用時，它將　做勻速直線運動　．

 

考點：    阻力對物體運動影響的探究實驗．

專題：    探究型實驗綜合題．

分析：    （1）小車下滑時，重力勢能轉化為動能．

（2）由圖示求出小車的路程，然后由平均速度公式求出受到．

（3）根據影響摩擦力的因素分析答題，

（4）根據實驗事實進行合理的推理，然后得出結論．

解答：    解：（1）小車從斜面的同一位置由靜止滑下，小車每次滑行到斜面底端時具有相同的動能．

（2）由圖示可知，小車的路程為63.00cm=0.63m，則小車的平均速度：v===0.21m/s．

（3）小車在鋪有毛巾表面上滑行距離最短，是因為小車受到的摩擦力最大．

（4）由實驗可知，水平面越光滑，小車受到的摩擦力越小，小車滑行的距離越大，如果物體不是外力作用，小車的速度 將保持不變，物體將做勻速直線運動．

故答案為：（1）動；（2）0.21；（3）摩擦力大；（4）做勻速直線運動．

點評：    小車由斜面的同一位置由靜止滑下，小車的重力勢能轉化為動能，小車到達低端時，動能相等，小車速度相等，可以控制每次實驗時小車的速度相等．

20．（7分）（2014·黃岡）2014年4月14日，為尋找失聯的MH370航班，啟用了“藍鰭金槍魚﹣21”（簡稱“金槍魚”）自主水下航行器進行深海搜尋．其外形與潛艇相似（如圖甲所示），相關標準參數為：體積1m³、質量750kg，最大潛水深度4500m，最大航速7.4km/h（不考慮海水密度變化，密度ρ取1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）．

（1）假設“金槍魚”上有面積為20cm²的探測窗口，當它由海水中2000m處下潛至最大潛水深度處，問該探測窗口承受海水的壓力增加了多少？

（2）“金槍魚”搜尋任務完成后，變為自重時恰能靜止漂浮在海面上，此時露出海面體積為多大？

（3）若上述漂浮在海面的“金槍魚”，由起重裝置將其勻速豎直吊離海面．起重裝置拉力的功率隨時間變化的圖象如圖乙所示，圖中P₃=3P₁．求t₁時刻起重裝置對“金槍魚”的拉力（不考慮水的阻力）．

 

考點：    液體壓強計算公式的應用；阿基米德原理；功率計算公式的應用．

專題：    壓強和浮力．

分析：    （1）根據壓強公式p=ρgh求航行器由2000m下潛至4500m深度時受到海水的壓強差．根據公式F=PS求所受壓力差．

（2）處于漂浮狀態的物體露出液面的體積等于總體積與浸在液面下的體積之差．

（3）利用功率變形式，結合受力分析，計算所受拉力．

解答：    （1）海面下2000m處的壓強為：p₁=ρgh₁=1.0×10³kg/m³×10N/kg×2000m=2×10⁷Pa；

下潛至最大潛水深度處壓強為：p₂=ρgh₂=1.0×10³kg/m³×10N/kg×4500m=4.5×10⁷Pa；

增加的壓強為：△p=p₂﹣p₁=4.5×10⁷Pa﹣2×10⁷Pa=2.5×10⁷Pa；

由F=pS得探測窗口承受海水的壓力增加：△F=△pS=2.5×10⁷Pa×20×10^﹣4m²=5×10⁴N；

（2）由于“金槍魚”搜尋任務完成后，靜止漂浮在海面上，所以有F_浮=G．

又由F_浮=ρV_排g，G=mg，得ρV_排g=mg；

V_排===0.75m³

 露出海面體積為：V_露=V﹣V_排=1m³﹣0.75m³=0.25m³．

（3）由于起重裝置吊起“金槍魚”是勻速豎直離海面，所以速度保持不變即v₁=v₃，由P=Fv，得P₁=F₁v₁，P₃=F₃v₃，又P₃=3P₁，所以有F₃=3F₁，F₁=F₃，

在t₃時刻“金槍魚”離開水面，由圖象分析知，此時起重裝置對“金槍魚”的拉力等于“金槍魚”的重力，即F₃=mg    　　

所以t₁時刻起重裝置對“金槍魚”的拉力：F₁===2500N．

答：窗口承受海水的壓力增加了5×10⁴N；（2）露出海面體積為0.25立方米；（3）起重裝置對“金槍魚”的拉力是2500牛．

點評：    本題考查了浮力、壓強和功的計算，認真計算即可正確解題，解題時，有時要注意單位換算．

22. （2014山東濟寧）山東省第23屆運動會山地自行車比賽項目將在濟寧市萬紫千紅度假村舉行，運動員李偉參加了小組選拔賽。圖18中的山地自行車為比賽用車，其相關數據見下表：

（1）求碳纖維車價的密度；

（2）估算比賽中的山地自行車對地面的壓強；

（3）李偉在某路段勻速騎行6km，耗時10min，若該路段阻力為總重力的0.02倍，求他的騎行功率。

車架材料	碳纖維
車架材料體積/cm3	2500
車架質量/kg	4.5
整車質量/kg	10
單輪接觸面積/cm2	4

 

 

 

 

 

 

 

 

23．（8分）（2014·江西）小生同學用100N的推力推動重500N的木箱，使木箱沿推力方向做勻速直線運動，10s內前進了6m．求：小生同學對木箱做的功和功率．

 

考點：    功的計算；功率的計算．菁優網版權所有

專題：    功、功率、機械效率．

分析：    知道小生同學用的推力和木箱沿推力方向移動的距離，利用W=Fs可求小生同學對木箱做的功，再根據P=即可求出功率．

解答：    解：小生同學對木箱做的功：

W=Fs=100N×6m=600J；

P===60W．

答：小生同學對木箱做的功和功率分別是600J和60W．

點評：    考查學生對功的公式、功率公式的掌握和運用，用所學知識分析解決身邊的問題，有意義！但在此題中要注意題中木箱的重力沒有做功．

5. (2014重慶B卷)在第十七屆“渝洽會”上，重慶造恩斯特龍408型直升機（如圖4所示）簽下了20架大訂單。該型直升機在加速上升的過程中（忽略燃油變化），下列關于直升機的動能和勢能變化情況的描述，正確的是

A.動能增大，勢能減小

B. 動能減小，勢能增大

C. 動能增大，勢能增大

D. 動能減小，勢能減小

11. (2014重慶B卷)工人借助如圖9所示的裝置，在20S時間內將700N重的貨物勻速提升了4m，已知他對繩子的拉力為500N。該工程中，工人所用裝置的機械效率為                ，工人對繩子拉力的功率為          W。70%       200

 

18、(2014重慶B卷)據悉成渝高鐵客運專線全長308km，如圖16是永川中山路成渝高鐵客運專線建設現場，一架質量為9×10⁵kg的箱梁正在吊裝施工，設箱梁在10s內僅勻速下降0.2m，求：

（1）在這10s內箱梁下降的速度是多大？

（2）在這10s內箱梁重力做的功是多少？（1）0.02m/s

   （2）1.8×10⁶J

20：（1）500Pa

(2)6N

(3)1050Pa

15、（2014浙江麗水）在做了“物體動能大小與哪些因素有關”的實驗后，有些同學對“質量不同的鋼球從同一光滑斜面、同一高度由靜止開始沿斜面滾下，剛到達底部時的速度大小相等”有疑惑，小衢設計了如圖甲所示的實驗：讓質量不同的鋼球A、B同時從同一高度由靜止開始沿光滑斜面滾下，觀察和比較兩球相對運動情況，若B球相對于A球             ，就可以說明任一時刻兩球的速度大小相等．

小麗肯定了小衢的實驗方案后，對實驗又提出了兩個建議：

建議一：因為鋼球在斜面上滾下的時間很短，不利于觀察和比較鋼球的運動情況，不改變鋼球在斜面上的位置，不改變球與斜面的粗糙程度，為了延長鋼球在斜面上滾下的時間，可采用的方法是　             　；

建議二：為確保鋼球滾下時不偏離斜面，可在斜面上增設兩個相同的光滑小凹槽（如圖乙所示）．從有利于觀察和比較兩球的相對運動情況的角度考慮，圖中兩個小凹槽的間距L應　             　．

 15、觀察和比較兩球相對運動情況，若B球相對于A球靜止，就可以說明任一時刻兩球的速度大小相等．

建議一：因為鋼球在斜面上滾下的時間很短，不利于觀察和比較鋼球的運動情況，不改變鋼球在斜面上的位置，不改變球與斜面的粗糙程度，為了延長鋼球在斜面上滾下的時間，可采用的方法是減小斜面的傾角；

建議二：為確保鋼球滾下時不偏離斜面，可在斜面上增設兩個相同的光滑小凹槽（如圖乙所示）．從有利于觀察和比較兩球的相對運動情況的角度考慮，圖中兩個小凹槽的間距L應適當減小．

故答案為：靜止；減小斜面的傾角；適當減小．

17、（2014浙江麗水）體重是衡量身體健康與否的重要指標，世界衛生組織給出了一些相關資料：

資料一：人體標準體重測算公式：

男性的標準體重（千克）=身高（厘米）﹣105，女性的標準體重（千克）=身高（厘米）﹣100

資料二：14歲﹣18歲青少年實際體重和標準體重的比值與營養狀況的評價指標表

實際體重/標準體重 ＜0.9 0.9﹣1.1 ＞1.1

營養狀況 營養不良 正常 營養過剩

小衢，男，今年15歲，在體檢時，測得身高為165厘米，體重為70千克．

（1）根據資料和測量數據，判斷　營養過剩　；

（2）測體重時，他的雙腳與水平放置的電子秤接觸面積為0.04米2，則他對電子秤的壓強為多少帕？

（3）體育課上，小衢和小科進行爬樓梯比賽，從樓底開始爬上9米高的四樓，質量為70千克的小衢用了10秒，質量為60千克的小科用了9秒，小衢說：“我們都從底樓跑到四樓，我的體重比你大，我比你多”；小科說：“我跑得比你快，我克服重力做功的功率比你大”，請通過分析計算說明他們的說法是否正確．

 17、（1）我們依據亞洲成年人的標準體重可按下面的公式計算出標準體重，再求出正常體重的值．運用這個數值與實際體重教學比較．

（2）知道他的質量可以求出其重力，在水平面上，壓力等于重力，根據壓強的公式：p=求出壓強．

（3）知道他的質量可以求出其重力，根據W=Gh分別求出克服重力做的功和功率，然后比較判斷．

解答： 解：（1）∵小衢標準體重為：165﹣105=60（千克），

∴實際體重月標準體重為：≈1.17＞1.1，

∴小衢的營養狀況是營養過剩．

（2）對秤的壓力為：F=G=mg=70kg×10N/kg=700N；

對秤的壓強為：p===1.75×104Pa．

（3）小科的重力為G小科=m小科g=60kg×10N/kg=600N；

所以W小科=G小科h=600N×9m=5400J；

W小衢=G小衢h=700N×9m=6300J；

∵W小衢＞W小科，∴小衢的說法正確；

∵P小衢===630W，

P小科===600W，

∴P小衢＞P小科，∴小科的說法正確．

答：（1）營養過剩；

（2）他對電子秤的壓強為1.75×104Pa；

（3）小衢和小科爬樓梯所做的功，小衢的說法正確；

小衢和小科爬樓梯做功的功率，小科的說法正確．

13．（3分）（2014·青島）根據表格中的數據，下列說法正確的是（　　）

 

物質	鋁	鐵	銅	水	煤油
密度/（kg·m3）	2.7×103	7.9×103	8.9×103	1.0×103	0.8×103
比熱容/[J（kg·℃）]	0.88×103	0.46×103	0.39×103	4.2×103	2.1×103
長1m、橫截面積1mm2的導線在20℃時的電阻值/Ω	0.027	0.096	0.017	/	/

　   A．  用同樣的酒精燈給質量相等、初溫相同的水和煤油加熱相同的時間后，發現水中的溫度計示數較高

　   B．  裝有煤油和水的兩個容器底部受到的液體壓強與液體深度的關系可用圖象表示，其中圖線b表示的是煤油

　   C．  將質量相等的銅塊和鋁塊分別拉成粗細相同的銅線和鋁線，將它們并聯接入電路中，則通過銅線的電流較大

　   D．  用力分別勻速提升體積相同的鐵塊和鋁塊，提升的高度之比為3：2，所用的時間之比為5：9，則兩次拉力的功率之比為79：10

 

考點：    控制變量法與探究性實驗方案

專題：    探究型實驗綜合題．

分析：    分析表中實驗數據，根據表中實驗數據應用熱量公式、液體壓強公式、密度公式、功率公式分析答題．

解答：    解：A、由表中實驗數據可知，水的比熱容大于煤油的比熱容，用同樣的酒精燈給質量相等、初溫相同的水和煤油加熱相同的時間后，它們吸收的熱量相等，由Q=cm△t可知，煤油升高的溫度多，煤油中溫度計示數高，故A錯誤；

B、由表中實驗數據可知，煤油的密度小于水的密度，由液體壓強公式：p=ρgh可知，裝有煤油和水的兩個容器底部受到的液體壓強與液體深度的關系可用圖象表示，其中圖線b表示的是煤油，故B正確；

C、由表中數據可知，銅的密度大于鋁的密度，等質量的銅塊體積小于鋁塊體積，將質量相等的銅塊和鋁塊分別拉成粗細相同的銅線和鋁線，銅線的長度小于鋁線的長度，銅線的電阻小于鋁線的電阻，將它們并聯接入電路中，則通過銅線的電流較大，故C正確；

D、金屬塊勻速運動，處于平衡狀態，拉力等于金屬塊的重力，即F=G=mg=ρVg，拉力功率P===，

用力分別勻速提升體積相同的鐵塊和鋁塊，提升的高度之比為3：2，所用的時間之比為5：9，則兩次拉力的功率之比為：

===××=，故D正確；

故選BCD．

點評：    本題是一道綜合題，涉及的知識點較多，由表中獲取所需信息、應用熱量公式、液體壓強公式、功率公式等即可正確解題，要注意基礎知識的學習與掌握．

 

20．（2分）（2014·青島）綜合問答﹣﹣滑雪中的物理：

冬天，小雨和葉子姐姐到滑雪場滑雪，請你挑選一個場景，用所學的物理知識進行解釋：

A．進入滑雪場，陽光下的學弟很刺眼；

B．感覺手冷，雙手互相搓搓就暖和了；

C．從山頂下滑過程中，速度越來越快．

解釋場景：　A．平行的太陽光照在光滑的雪地上發生了鏡面反射，沿某一方向反射的光線很強，人站在這一方向上很刺眼　．（A，B，C）．

 

考點：    光的反射；動能和勢能的轉化與守恒；做功改變物體內能

專題：    其他綜合題．

分析：    解決此類問題要根據生活常識挖掘潛在的物理知識，利用所學的相關知識進行分析解釋，本題需要分別從鏡面反射、改變內能的方法、能量的轉化等角度進行分析．

解答：    答：解釋場景A：平行的太陽光照在光滑的雪地上發生了鏡面反射，沿某一方向反射的光線很強，人站在這一方向上很刺眼；

解釋場景B：雙手搓手時，克服摩擦做功，使手的內能增加，溫度升高；

解釋場景C：從山頂下滑的過程中，重力勢能轉化為動能，動能逐漸增大，由于質量一定，所以速度越來越快．

故答案為：A．平行的太陽光照在光滑的雪地上發生了鏡面反射，沿某一方向反射的光線很強，人站在這一方向上很刺眼．

點評：    此類問題是考查學生利用所學物理知識解決生活實際問題的能力，是物理學習的主要目標，也是中考熱點．

26．（4分）（2014·青島）演繹式探究﹣﹣研究機械能守恒與平衡運動：

（1）如圖甲，質量為m的小球從高度為h的光滑斜面頂端由靜止自由滑下，到達斜面底端的速度為v．此過程機械能守恒，關系式mgh=mv²成立，則一個物體從高0.2m的光滑斜面頂端自有下滑到斜面底端時的速度為　2　m/s．

如圖乙，將物體以一定的初速度v₀沿水平方向拋出（不計阻力），物體做平拋運動，在水平方向運動的距離r=v₀t，在豎直方向下落得高度y=gt²，則y與r的關系可用丙圖中的圖線　b　表示．

（2）如圖丁所示，小球沿長度為l的光滑斜面AB由靜止自由滑下，經過高度為h的光滑桌面BC后做平拋運動，撞到前方擋板的D點，桌邊到擋板的距離為s，D點到地面的高度為d，請推理證明d=h﹣．

 

考點：    控制變量法與探究性實驗方案

專題：    探究型實驗綜合題．

分析：    （1）根據機械能守恒定律，將條件代入求出物體到達底端的速度；

由平拋運動水平方向運動的距離r=v₀t求出運動時間，代入在豎直方向下落得高度y=gt²，得出y與r的關系式，分析選出曲線圖；

（2）根據機械能守恒求得C點的速度，再利用平拋運動原理公式推理證明．

解答：    解：（1）因為質量為m的小球從高度為h的光滑斜面頂端由靜止自由滑下，到達斜面底端的速度為v，過程中機械能守恒，所以

     mgh=mv²，將h=0.2m，g=10m/s²代入求解的v=2m/s

將物體以一定的初速度v₀沿水平方向拋出（不計阻力），物體做平拋運動，在水平方向運動的距離r=v₀t，

∵運動時間為t=

∴在豎直方向下落得高度y=gt²=g（）²=g

因此，下落高度y與水平移動距離r的2次方成正比，由此可以判斷曲線為b；

（2）如圖丁所示，小球沿長度為l的光滑斜面AB由靜止自由滑下，則過程中機械能守恒

∵mgh=mv²

∴mglsinθ=m=m

∴=2glsinθ

又∵小球從C點開始做平拋運動

∴s=v_ct

h﹣d=gt²

∴d=h﹣=h﹣=h﹣g=h﹣

故答案為：（1）2；b；

（2）推理過程如上．

點評：    此題考查學生對于機械能守恒定律的理解以及對于平拋運動原理的掌握．熟悉平拋運動的公式是解題關鍵．

 

18．（2分）（2014·邵陽）如圖，跳傘運動員在空中勻速直線下降的過程中，下列說法正確的是（  ）

A、人和傘的總重力大于空氣的阻力  B、人和傘的總重力等于空氣的阻力

C、人和傘的重力勢能在增大        D、人和傘的動能在減小

 

 

6．（4分）（2014·安徽）攀巖是一項挑戰自然，超越自我的驚險運動．一位攀巖者體重為520N，背著質量為8kg的背包，用時40min登上高為9m的峭壁．在此過程中攀巖者對背包做功 720 J，他做功的平均功率是 2.25 W．（g取10N/kg）

 

考點：功的計算；功率的計算．

專題：功、功率、機械效率．

分析：     （1）已知背包質量，可利用公式G=mg計算重力，已知攀登的高度，利用公式W=Gh計算功．

（2）已知攀巖者在此過程中所做的功和做功的時間，可利用公式P=計算功率．

解答：     解：

（1）∵m_包=8kg，g=10N/Kg，

∴G_包=m_包g=8kg×10N/Kg=80N，

在此過程中攀巖者對背包做功W₁=G_包h=80N×9m=720J

（2）G_人=520N，

從而可知，G=G_人+G_包=520N+80N=600N，

W=Gh=600N×9m=5400J．

∵W=5400J，t=40min=2400s，

∴P===2.25W．

故答案為：720；2.25．

點評：本題考查了利用重力的公式、功的公式和功率的公式進行分析和計算，已知量都知道，直接代入數值即可．

16．（4分）（2014·宜賓）某同學在體育活動中，從鉛球下落陷入沙坑的深度情況猜想到：物體的重力勢能可能與物體的質量、下落高度和運動路徑有關．于是設計了如圖所示的實驗：用大小、形狀相同的A、B、C、D四個鉛球，其中A、C、D三球的質量為m，B求質量為2m，讓A、B兩球從距沙表明高H靜止下落，C球從距沙表面高2H靜止下落，D球從距沙表面高2H的光滑彎曲管道上端靜止滑入，最后從管道下端豎直地落下（球在光滑管道中運動的能量損失不計）．實驗測得A、B兩球陷入沙深度分別為h₁和h₂，C、D兩球陷入沙深度均為h₃，且h₁＜h₂＜h₃．

（1）本實驗中，鉛球的重力勢能大小是通過 球陷入沙面的深度 來反映的；

（2）比較A、B兩球，發現B球陷入沙深度更大，由此可得出結論： 當下落高度一定時，物體的質量越大，重力勢能越大 ；[來源:Z§xx§k.Com]

（3）比較A、C兩球，發現C球陷入沙深度更大，由此可得出結論： 當物體的質量相同時，下落高度越高，物體的重力勢能越大 ；

（4）比較C、D兩球，發現兩球運動的路徑不同，但陷入沙深度相同，由此可得出結論：物體的重力勢能與物體運動的路徑 無關 （選填：“有關”或“無關”）．

 

 

考點：                  探究影響物體勢能大小的因素．

專題：                  探究型實驗綜合題．

分析：     影響重力勢能的因素有物體的質量和下落高度，實驗中研究物體的重力勢能與物體的質量關系時，需要保持下落高度和運動路徑相同，改變物體質量；

研究物體重力勢能與下落高度的關系時，需要保持物體質量和運動路徑相同，改變下落高度；研究物體重力勢能與運動路徑的關系時，需要保持物體質量和下落高度相同，改變運動路徑．據此分析解答．

解答：     解：（1）本實驗中，鉛球的重力勢能大小是通過球陷入沙面的深度來反映；

（2）比較A、B兩球，下落高度和運動路徑相同，B球質量大于A球質量，發現B球陷入沙深度更大，由此可得出結論：當下落高度一定時，物體的質量越大，重力勢能越大；

（3）比較A、C兩球，兩球質量相同，下落路徑也相同，C球的下落高度大于A球的下落高度，發現C球陷入沙深度更大，由此可得出結論：當物體的質量相同時，下落高度越高，物體的重力勢能越大；

（4）比較C、D兩球，兩球的質量相同，下落高度也相同，兩球的運動路徑不同，發現兩球運動的路徑不同，但陷入沙深度相同，由此可得出結論：物體的重力勢能與物體運動的路徑無關．

故答案為：（1）球陷入沙面的深度；（2）當下落高度一定時，物體的質量越大，重力勢能越大；（3）當物體的質量相同時，下落高度越高，物體的重力勢能越大；（4）無關．

點評：                  此題考查學生對于物體重力勢能的理解和掌握，注意分析實驗時，控制條件．

 

19．（10分）（2014·宜賓）已知××型汽車的質量M=1200kg，汽車的額定功率ρ=40kw．一般情況下，駕駛員酒后的反應時間（從發現情況到開始制動所需的時間）比正常時慢了0.1_～0.5，易發生交通事故．下表格為《駕駛員守則》中駕駛員在不同車速時所對應的正常反應距離（汽車在正常反應時間內通過的距離）的表格：

車速v（km/h）	40	60	80
反應距離s（m）	5	7.5	10

（1）假設汽車在水平路面上以額定功率勻速行駛時間t₁=15min，速度大小v₁=72km/h，消耗汽油的質量m=2kg，求該汽車受到阻力大小和汽車發動機的效率；（g=10N/kg，q_汽油=4.5×10⁷J/kg）

（2）請根據表格數據，計算駕駛員的正常反應時間；

（3）如圖所示，假設一飲酒后的駕駛員駕車以v₂=54km/h的速度在平直公路上行駛，在距離某學校門前s=40m處發現有一隊學生在斑馬線上橫過馬路，他的反應時間比正常時慢了△t=0.2s，剎車后，車的平均速度為v₃=27km/h．試通過計算說明是否會發生交通事故．

 

 

考點：有關熱機的計算；速度公式及其應用．

專題：其他綜合題．

分析：（1）①已知汽車的額定功率和行駛時間，利用公式W=Pt得到牽引力做的功；已知汽車額定功率和行駛速度，利用公式F=得到牽引力，因為汽車勻速直線運動，所以受到的阻力等于牽引力；

②已知消耗的汽油的質量和汽油的熱值，根據公式Q=qm可求汽油完全燃燒釋放的能量，汽車牽引力做的功與釋放能量的比值就是汽車能量的利用率．

（2）反應時間內汽車仍勻速行駛，根據速度的定義式計算反應時間即可；

（3）反應時間內做勻速運動，剎車時做勻減速直線運動，根據速度位移公式列式求解位移，然后與實際距離作比較即可．

解答：     解：

（1）①由P=得，

牽引力做的功為W=Pt=40×10³W×15×60s=3.6×10⁷J；

∴P===Fv

∴汽車牽引力為：

F===2000N，

機車受到的阻力為：

f=F=2000N．

②汽油完全燃燒釋放的能量：

Q=mq=2kg×4.5×10⁷J/kg=9×10⁷J，

汽車發動機的效率：

η=×100%=×100%=40%；

（2）車速v₁=40 km/h=m/s，由于在反應時間內汽車仍勻速行駛，根據車速v和反應距離s可計算駕駛員的反應時間

△t===0.45s

即駕駛員的反應時間為0.45s． 

（3）車速：v₂=54km/h=15m/s，反應時間：△t=0.45s+0.2s=0.65s

駕駛員的反應距離：s=v₂△t=15m/s×0.65s=9.75m                           

剎車后車做勻減速直線運動，平均速度為v₃=27km/h=7.5m/s．

根據v₂﹣v₀₂=2ax得；

剎車距離為：x==m=15m，

因為s+x=9.75m+15m=24.75m＜40m

所以不會發生交通事故．

答：（1）該汽車受到阻力為2000N；汽車發動機的效率為40%；

（2）駕駛員的正常反應時間為0.45s；

（3）不會發生交通事故．

點評：本題考查阻力、做功、速度、功率與效率等的計算，首先要有讀題能力，讀懂題意是解題的關鍵．其次明確制動距離的構成，然后結合運動學公式進行計算分析．

 

 

7．（2分）（2014·菏澤）如圖所示，光滑斜面AB＞AC，沿斜面AB和AC分別將同一重物從它們的底部拉到頂部，所需拉力分別為F₁和F₂，所做的功分別為W_A和W_B．則，（  ）

 

　        A．F₁＜F₂，W₁=W₂                               B．F₁＜F₂，W₁＜W₂      

C．     F₁＞F₂，W₁＞W₂                                       D．F₁＞F₂，W₁=W₂

 考點：功的大小比較；輪軸及其他常見簡單機械．

專題：機械與功．

分析：     （1）斜面光滑說明摩擦力為0，即使用光滑的斜面沒有額外功．無論是沿斜面BA還是CA勻速拉同一物體，由于其高度相同，由功的原理可知沿斜面所做的功都等于不用機械而直接用手所做的功，從而可以判斷出兩次做的功W₁和W₂的大小關系．

（2）知道斜面長的大小關系，利用W=FL比較拉力關系．

解答：     解：（1）斜面光滑說明摩擦力為0，即使用光滑的斜面沒有額外功，則把同一物體沿斜面BA和CA分別拉到頂端A，h相同，由W=Gh可知兩次做的功相同，即W₁=W₂．

（2）根據圖示可知，L_BA＞L_CA，而W₁=W₂，由W=FL可知，F_BA＜F_CA，即F₁＜F₂．

故選A．

點評：本題考查斜面的省力情況，物體做功大小的判斷，關鍵是知道接觸面光滑，摩擦力為0，使用任何機械都不省功．也可以利用斜面傾斜角度越大，越費力，來判斷兩次拉力的大小關系．

 

11．（2分）（2014·菏澤）如圖所示，冰壺從出發點A被運動員推著運動6m后，在B被推出，沿冰道運動30m到O點停下來．被推出去的冰壺停下來，是由于 冰面對冰壺有摩擦阻力 ；從A點到O點運動過程中，若運動員對冰壺的推力是10N，運動員對冰壺做的功是 60 J．

 

 

考點：物體運動狀態變化的原因；功的計算．

專題：運動和力．

分析：（1）力的作用效果可以改變物體的運動狀態和形狀．

（2）做功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二是在力的方向上移動的距離．

解答：     解：力是改變物體運動狀態的原因，被推出去的冰壺停下來，是由于冰面對冰壺有摩擦阻力；

從出發點A被運動員推著運動6m，到達投擲線，做功W=Fs=10N×6m=60J；

從B點到O點的過程中由于慣性而向前運動，運動員對冰壺沒有做功．

故答案為：冰面對冰壺有摩擦阻力；60．

點評：明確三種情況不做功：一是有力無距離（例如：推而未動），二是有距離無力（靠慣性運動），三是力的方向與運動方向垂直．

 9．（2分）（2014·株洲）在小球從O點由靜止開始沿x軸豎直下落的過程中，小球某種形式的能量E隨下落高度x變化的圖象如圖所示．若不計空氣阻力，那么這種能量是（  ）

 

A．

重力勢能

B．

動能

C．

機械能

D．

內能

 

考點：動能和勢能的轉化與守恒．

專題：機械能及其轉化．

分析：（1）動能大小的影響因素：質量、速度．質量越大，速度越大，動能越大．

（2）重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度．質量越大，高度越高，重力勢能越大．

（3）機械能=動能+勢能．物體沒有發生彈性形變時，不考慮彈性勢能．

解答：     解：如圖，橫坐標代表的是能量，縱坐標代表的物體下降的高度．

物體下落時質量保持不變，高度降低，重力勢能減小，不計空氣阻力，小球下降時，重力勢能全部轉化動能，機械能的總量不變．

故選B．

點評：（1）掌握動能和重力勢能大小的影響因素，根據圖象能確定動能和勢能的大小．

（2）根據“機械能=動能+勢能”計算機械能的大小．

 

13．（3分）（2014·株洲）在排球運動中，跳發球（圖）是最具威力的發球方式，其動作要領可簡化為“拋球、騰空、擊球和落地”四個過程，其中運動員對排球做功的過程有（  ）

 

　        A．拋球               B．騰空                       C．擊球                       D．       落地

 

考點：力是否做功的判斷．

專題：功、功率、機械效率．

分析：做功的條件是：作用在物體上有力，且沿力的方向有一段距離；

解答：     解：拋球和擊球時運動員對球有力的作用并且球在力的方向移動一段距離，故做功；

球騰空和落地，運動員對球不再有力的作用，故不做功；

故選AC．

點評：知道并理解做功的條件是解決該題的關鍵．

 29．（10分）（2014·株洲）如圖（甲）所示，用彈簧測力計測量水平桌面上的鉤碼所受的重力．彈簧測力計從圖示位置開始向上緩慢提升，其示數F 與上升的高度h之間的關系如圖（乙）所示．試解答下列問題．

（1）鉤碼所受的重力為 4.5 N．

（2）當h=4cm 時，彈簧測力計的示數是 3.0 N，桌面對鉤碼的支持力是 1.5 N．

（3）從開始提升到h=16cm，彈簧測力計對鉤碼所做的功是多少？

 

 

考點：彈簧測力計的使用與讀數．

專題：基本儀器的使用專題．

分析：     （1）當緩緩提鉤碼離開桌面后測力計的示數不再變化，此時示數即為鉤碼所受重力大小；

（2）由圖象獲取信息，并會對鉤碼受力分析；

（3）利用W=Fs=Gh解題．

解答：     解：（1）鉤碼離開桌面后測力計的示數不再變化，此時示數即為鉤碼所受重力大小，故鉤碼所受的重力為4.5N；

（2）彈簧的伸長量與拉力成正比、由圖象知：當h=6cm 時，彈簧測力計的示數為4.5N，及每增大1牛的力彈簧伸長0.75cm，當h=4cm 時，彈簧測力計的示數為3.0N；此時測力計受重力、拉力、支持力的作用，支持力等于重力減去拉力即4.5N﹣3.0N=1.5N；

（3）W=Fs=Gh=4.5N×0.16m=0.72J；

故答案為：（1）4.5；（2）3.0；1.5；（3）彈簧測力計對鉤碼所做的功是0.72J．

點評：本題考查了彈簧測力計的工作原理、力的合成，功的計算，綜合性較強，第二題是一易錯點，要會分析圖象所給提供的信息．

 

6．（2分）（2014·威海）如圖所示，小明在做模擬“蹦極”的小實驗時，將一根橡皮筋一端系一質量為m的小球，另一端固定在a點，b點是橡皮筋不系小球自然下垂時下端所在的位置，c點是小球從a點自由下落所能到達的最低點，在小球從a點到c點運動的過程中，不考慮空氣阻力，以下說法正確的是（　　）

　   A．  小球到達b點時，受的合力為零

　   B．  小球到達c點時，受的合力為零

　   C．  小球的動能一直在增加，重力勢能一直在減小

　   D．  在c點小球的動能為零，橡皮筋的彈性勢能最大

 

考點：    力的合成與應用；動能和勢能的轉化與守恒．

專題：    錯解分析題；機械能及其轉化．

分析：    根據小球在下落過程中不同的位置，從小球的受力分析入手解答．

彈性勢能的大小與物體彈性形變的程度有關，物體彈性形變的程度越大，彈性勢能越大．

當小球越過b點后，繩子伸長，產生的彈力由小到大，從而直接影響到運動狀態和速度的大小變化．

解答：    解：A、b點是橡皮筋不系小球自然下垂時下端所在的位置，小球到達b點時，橡皮筋處于自然下垂狀態，對球沒有拉力，則球只受重力作用，則合力不為零，故A錯誤；

B、c點是小球從a點自由下落所能到達的最低點，由于小球的重力勢能在c點時全部轉化為繩子的彈性能，對小球的拉力大于小球的重力，則合力不為零，故B錯誤；

C、小球從a到b的過程中，重力勢能轉化為動能，動能一直在增加，但從b到c的過程中，小球的速度不斷減小，在達到c點時，速度為零，動能為零，所以在小球從a點到c點運動的過程中，小球的重力勢能一直在減小，動能是先增加后減小，故C錯誤；

D、當小球經過b點后，小球受到向上的彈力，小球的速度逐漸減小，動能也逐漸減小，直到下落到最低點c點時，動能為零，橡皮筋伸長到最長，則彈性勢能最大，故D正確．

故選D．

點評：    此題難度較大，關鍵是對人的受力分析，同時要結合力的合成以及力與運動的關系等知識，還要明白在蹦極的過程中，是重力勢能與動能、彈性勢能之間的相互轉化．

　

21．（4分）（2014·威海）為了模擬研究汽車超載和超速帶來的安全隱患，小明同學設計了如圖甲、乙、丙所示的探究實驗，將A、B、C三個小球先后從同一裝置，高度分別為h_A、h_B、h_C的位置滾下（m_A=m_B＜m_C，h_A=h_C＞h_B），推動小木塊運動一段距離后靜止，請你根據生活經驗和所學的物理探究方法，對以下問題進行解答：

（1）用來研究超速安全隱患時，需要控制的變量是　質量　，實驗時應選擇　甲乙　兩個圖所示實驗進行比較；

（2）用來研究超載安全隱患時，應選擇　甲丙　兩個圖所示實驗進行比較，通過這個實驗得到的結論是　汽車的速度一定時，質量越大動能越大　．

 

考點：    探究影響物體動能大小的因素．

專題：    探究型實驗綜合題．

分析：    （1）實驗中運用轉換法來研究小球動能的大小，即觀察小球撞擊木塊移動的距離遠近；

（2）動能大小的影響因素：質量和速度．質量一定時，速度越大，動能越大；速度一定時，質量越大，動能越大．對照圖示，結合控制變量法可得出結論．

解答：    解：（1）超速是指汽車的質量一定，速度越大，動能越大．選擇質量相等到達水平面速度不同的AB小球，即甲、乙兩圖符合題意．

（2）超載是指汽車的速度一定時，質量越大動能越大．選擇到達水平面的速度相等，質量不同的AC小球進行實驗，即甲、丙兩圖符合題意．

故答案為：

（1）速度；甲乙；（2）甲丙；汽車的速度一定時，質量越大動能越大．

點評：    （1）掌握控制變量法與轉換法的運用．

（2）明確影響動能大小的因素，知道自由滾下的物體到達水平面的速度取決于物體的高度，跟質量無關．

 

14．（2分）（2014·廣安）某工人在水平地面上，用100N的水平推力推動重為500N的物體勻速直線前行了2m，則該物體受到的摩擦力是 100 N；此過程中重力做的功為 0 J．

 

考點：二力平衡條件的應用；功的計算．

專題：其他綜合題．

分析：     （1）勻速直線運動的物體，受到平衡力的作用，所以摩擦力等于推力；

（2）物體水平運動，在重力的方向（豎直向下）上沒有移動距離，據此判斷重力是否做功．

解答：     解：

因為物體勻速直線，所以物體受到的摩擦力為f=F=100N；

∵物體水平運動，在重力的方向上沒有移動距離，

∴重力不做功，即重力做功為0．

故答案為：100；0．

點評：本題考查了二力平衡條件的應用和功的計算，重力是否做功判斷．注意三種情況不做功：一是有力無距離（例如：推而未動），二是有距離無力（靠慣性運動），三是力的方向與運動方向垂直．

 

 

6．（2014·南京） “青奧會”將于今年8月在南京舉行，如圖四項運動包含了一些物理知識，下列描述正確的是（　　）

A．跳水運動員在空中下落的過程中，動能變小，重力勢能變大

B．足球運動員對球的作用力和球受到的重力是一對相互作用力

C．舉重運動員將杠鈴舉在空中靜止時，他受到的重力和地面對他的支持力相互平衡

D．籃球運動員拋出的籃球在空中先上升后下落，是因為力改變了籃球的運動狀態

 

考點：    動能和勢能的轉化與守恒；力的作用效果；平衡力和相互作用力的區分．菁優網版權所有

專題：    運動和力；機械能及其轉化．

分析：    （1）運動員在下落過程中，重力勢能轉化為動能，速度越來越快；

（2）相互作用力需要滿足異物、等大、反向、共線四個條件；

（3）平衡力需要滿足同物、等大、反向、共線四個條件；

（4）力可以改變物體的云頂狀態．

解答：    解：A、跳水運動員在空中下落的過程中，動能變大，重力勢能變小，故A錯誤；

B、足球運動員對球的作用力和球對運動員的力是一對相互作用力，故B錯誤；

C、舉重運動員將杠鈴舉在空中靜止時，他受到的重力和地面對他的支持力不相互平衡，因為他受到的重力加上杠鈴重力等于地面對他的支持力，故C錯誤；

D、籃球運動員拋出的籃球在空中先上升后下落，是因為受重力，重力改變了籃球的運動狀態，故D正確．

故選：D．

點評：    此題考查學生對于動能、重力勢能、相互作用力、平衡力以及力的作用效果的理解和掌握．

　

11．（4分）（2014·白銀）起重機把一個質量為0.5t的工件在15s內勻速的向上提升了6m，則起重機提升工件的拉力為　5000　N，起重機提升工件的功率　2000　W．（g取10N╱kg）

 

考點：    二力平衡條件的應用；功率的計算．菁優網版權所有

專題：    機械與功．

分析：    二力平衡的條件是：大小相等、方向相反、作用在一條直線上、作用在一個物體上．

已知工件的質量，根據公式G=mg可求工件的重力，根據公式W=Gh可求起重機提升工件所做的功；最后利用公式P=求出起重機提升工件的功率．

解答：    解：由題意知，拉力與工件的重力是一對平衡力，

所以，F=G=mg=500kg×10N/kg=5000N；

起重機提升工件的功率：

P=====2000W．

故答案為：5000；2000．

點評：    本題考查功率的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，解題過程中要注意單位的換算，本題相對比較簡單，屬于基礎題．

11．（2分）（2014·泰安）如圖，用F=20N的水平推力推著重為40N的物體沿水平方向做直線運動，若推力F對物體做了40J的功，則在這一過程中（　　）

　   A．重力做的功一定為40J                       B．  物體一定受到20N的摩擦力

　   C．物體一定運動了2m                            D．  物體一定運動了4m

 

考點：    功的計算；二力平衡條件的應用．菁優網版權所有

解答：    解：（1）物體在重力的方向沒有移動距離，故重力做的功為0，故A錯誤；

（2）用F=20N的水平推力推著重為40N的物體沿水平方向做直線運動，沒有說是勻速直線運動，故摩擦力不一定是20N，故B錯誤；

（3）由W=Fs可得，物體沿水平方向運動的距離：

s===2m．故C正確，D錯誤．

故選C．

點評：    本題考查了學生對功的公式的了解與掌握，注意做功時兩個必要因素（力和距離）方向的一致性，易錯點．

25．（2分）（2014·泰安）一輛在水平路面上勻速行駛的灑水車正在灑水作業．該灑水車在灑水的過程中，機械能　減小　．（選填“增大”“減小”或“不變”）

 

考點：    機械能．菁優網版權所有

專題：    機械能及其轉化．

分析：    （1）影響動能大小的因素：質量、速度．質量越大，速度越大，動能越大；

（2）影響重力勢能大小的因素：質量、被舉的高度．質量越大，高度越大，重力勢能就越大；

（3）機械能等于動能和勢能之和．

解答：    解：一輛在水平高架路面上勻速行駛的灑水車正、在灑水作業，質量在減小、速度不變，所以動能減小；高度不變、質量減小，所以重力勢能減小；而機械能等于動能和勢能之和，機械能減小．

故答案為：減小．

點評：    本題主要考查了動能和重力勢能大小的判斷，只要知道影響動能、重力勢能大小的因素即可解答．

7．（3分）（2014·廣州）如圖，用大小相等的拉力F，分別沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和運動方向始終一致，運動時間t_ab＞t_cd，運動距離s_ab=s_cd，比較兩種情況下拉力所做的功和功率（　　）

　   A．ab段做功較多                                    B．  ab段與cd段的功一樣多

　   C．ab段功率較大                                    D．  ab段與cd段的功率一樣大

 

考點：    功的大小比較；功率大小的比較．菁優網版權所有

專題：    推理法；功、功率、機械效率．

分析：    根據功的計算公式W=FS可知：比較功的大小要比較拉力F和移動距離s的大小，

知道功和時間的關系，根據P=即可比較．

解答：    解：∵F₁=F₂，s_ab=s_cd，

∴由W=Fs可知：拉力所做的功相同，故A錯誤，B正確；

由于t_ab＞t_cd，由P=得：

P_ab＜P_cd．故CD錯誤；

故選B．

點評：    本題考查功和功率的比較，要緊扣功和功率的公式即可．

 

點評：    本題以環保電動汽車為背景，考查了機械功率和電功率的計算、速度的計算，難度較大，從題干中獲取有用的信息是解題的關鍵．

12．（3分）（2014·廣州）人直接用F₁的力勻速提升重物，所做的功是W₁，若人使用某機械勻速提升該重物到同一高度則人的拉力為F₂，所做的功是W₂（　　）

　   A．F₁一定大于F₂                                   B．  F₁一定小于F₂

　   C．W₂一定大于W₁                                 D．  只有F₂大于F₁，W₂才大于W₁

 

考點：    功的大小比較．菁優網版權所有

專題：    應用題；機械與功．

分析：    （1）直接用F₁的力勻速提升重物，F₁=G，使用某機械勻速提升該重物，由于機械可能是省力，有可能費力，所以F₁與G的大小關系不能判斷，所以無法比較F₁與F₂的大小；

（2）功等于力與物體在力的方向上移動的距離；計算的一個功W₁為物體重力G乘以物體升高的高度h，

使用因為有摩擦、滑輪重等原因，某機械另一個功W₂為有用功與額外功的和；W₂的數值一般大于W₁的數值．

解答：    解：（1）直接用F₁的力勻速提升重物，F₁=G，

使用某機械勻速提升該重物，由于機械可能是省力，有可能費力，也可能既不省力也不費力，所以F₁與G的大小關系不能判斷，則無法比較F₁與F₂的大小；故AB錯誤；

（2）直接用F₁的力勻速提升重物，所做的功是W₁=W_有用=Gh；

若人使用某機械勻速提升該重物到同一高度，W_有用=Gh；但由于要克服機械重力和摩擦力做額外功，

所以W₂=W_有用+W_額外，則W₂＞W₁；故C正確，D錯誤．

故選C．

點評：    本題考查機械的使用情況的判斷，知道機械可能是省力，有可能費力，也可能既不省力也不費力；

同時知道使用任何機械都不省功是指使用任何機械時對機械所做的功W₂不會少于機械對物體所做的功W₁，若忽略機械自重和摩擦，則有W₂=W₁，否則W₂一定大于W₁．

14．（3分）（2014·廣州）滾擺從圖中的位置1靜止釋放，下降經過位置2，繼續下降，再上升到達最高點3，這三個位置：滾擺重力勢能最大的是　位置1　、動能為零的是　位置1　、機械能最大的是　位置1　．（填寫位置序號）

 

考點：    動能和勢能的轉化與守恒．菁優網版權所有

專題：    機械能及其轉化．

分析：    解決此題的關鍵是要知道物體由于運動而具有的能叫動能，質量越大，速度越大，動能就越大；物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能，質量越大，高度越高，重力勢能就越大．

解答：    解：滾擺是重力勢能和動能相互轉化的機械，故滾擺升到最高點后，放開手，可以看到滾擺旋轉著下降，越轉越快，到最低點時滾擺轉而上升，直到回到接近原來的位置；滾擺在最高點位置時重力勢能最大，動能為0，在最低點時動能最大；開始釋放的位置最高，所以圖示三個位置中位置1 的重力勢能最大，動能為零，機械能最大．

故答案為：位置1；  位置1；   位置1．

點評：    解決此類問題的關鍵是要知道各能量跟哪些因素有關，根據各因素的變化情況分析能量的變化情況．

15、(2014浙江臺州)利用如圖裝置進行“探究動能大小的影響因素”實驗。用兩根細繩將小球懸掛起來，拉起小球，當細繩與豎直方向成θ角后松手，小球撞擊水平木板上的木塊，記下木塊移動的距離s。改變角度θ的大小，重復實驗。

（1）利用如圖兩根細繩懸掛小球，而不用一根細繩，其好處是  ▲  。

（2）本實驗探究的問題是物體的動能大小與  ▲  的關系。

（3）利用上述實驗，同時還可以探究的問題是  ▲  。

（1）便于控制小球的撞擊方向（或便于撞準木塊等）     

（2）速度

（3）物體重力勢能大小與高度有什么關系？或重力勢能大小與高度的關系。

 

11、（2014福建福州）我國研制的新型消霧無人機在加速飛往霧五區域的過程中，它的A

A.動能增大  B.質量增大 C.合力為零 D.運動狀態不變

23、（2014福建福州）如圖所示是我國自主研制的新型氣墊兩棲登陸艇。它的質量約為1.0x103 kg，底面積約為500m²。問:

(1)登陸艇受到的重力是多少?它漂浮在海面上時，受到的浮力是多少?

(2)登陸艇靜止在水平海灘上時，對海灘的壓強是多少?

(3)若登陸艇用3.0x10³ N的推進力，以20 m/s的航速行駛10 min，則登陸艇的功率是多少?

18. （2014蘇州）下圖是小明自制的游戲打樁機的示意圖，它利用光學元件改變太陽光的傳播方向，從而燒斷細線，使重錘下落打在樁上．圖中元件a為     鏡，元件b為     鏡．重錘在下落的過程中，      能轉化為動能．

平面         凸透    重力勢

22. （2014蘇州）如圖甲所示，木塊放在水平面上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊使其做直線運動．兩次拉動木塊得到的s—t圖像分別是圖乙中的圖線①、②．兩次對應的彈簧測力計示數分別為F₁、F₂，兩次拉力的功率分別是P₁、P₂.則F₁    F₂，P₁    P₂.（均填“＞”、“＝”或“＜”）  .=      >

25.（6分）（2014蘇州）小華參加體育中考的跳繩考試時，她在1min內連續跳了150次，獲得跳繩項目的滿分．已知小華的質量為45kg，每只鞋底與地面的接觸面積為150cm²時，跳起時重心升高的平均高度為4cm.g取10N/kg.求：

（1）小華站在操場上等待時對地面的壓強；

（2）小華跳一次所做的功；

（3）小華跳繩時的平均功率．