中考物理教材复习第10讲功功率和机械能课时训练.docx
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中考物理教材复习第10讲功功率和机械能课时训练
课时训练(十)__功、功率和机械能
|对点试题精选|——————————————————————————————————·
考点1 知道机械功的规定、定义式W=Fs和单位:
焦耳(简称焦,符号为J);能在具体问题中判断力是否做功;能运用定义式进行简单的计算。
1.在水平地面上,用50N的水平拉力拉重力为100N的小车,使小车沿水平方向前进5m,则在此过程中,拉力所做的功等于________J,重力所做的功等于________J。
2.如图K10-1所示,拉力F=20N,拉着一个重为50N的物体在光滑的水平面上做匀速圆周运动,若绳长0.5m,则物体运动一周,拉力做的功为______J。
]图K10-1
3.[2016·泰安]如图K10-2所示,物体A在水平拉力F的作用下,沿水平面以0.4m/s的速度运动了2s,弹簧测力计的示数为5N,拉力F做功为________J。
图K10-2
4.[2017·扬州]将一本九年级物理书从地面捡到课桌上,做的功大概是( )
A.0.2JB.2J
C.20JD.200J
5.[2017·长春]一位同学正在进行投掷实心球的训练,以下情境中,他对球做功的是( )
A.手拿球静止
B.手托球水平匀速直线运动
C.将球举起
D.抛出后的球在空中继续运动
考点2 能说明功率的物理意义,知道定义式P=
和单位:
瓦特(简称瓦,符号为W);能说明机械(包括用电器等)功率的意义;能运用定义式进行简单的计算。
1.青少年在安静思考问题的时候,心脏推动血液流动的功率约为1.5W,则你在考试的100min内,心脏做功约为________J,用这些功可以让一个质量为50kg的物体匀速升高______m。
(g取10N/kg)
2.一辆汽车以72km/h的速度匀速行驶时,汽车牵引力的功率为12kW,72km/h=______m/s,汽车受到的阻力为________N。
3.如图K10-3甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动。
两次拉动木块得到的s-t图像分别是图乙中的图线①②。
两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别是P1、P2,则F1________F2,P1________P2。
(均选填“>”“=”或“<”)
图K10-3
4.如图K10-4所示,在测定滑轮组机械效率过程中,用3N的力提升重为7N的重物,5s内把重物匀速向上提升了0.2m,则工人做了________J有用功,拉力的功率为________W。
图K10-4 图K10-5
5.一个物体由A点自由下落时,相继经过B、C两点,如图K10-5所示。
已知AB=BC,物体在AB段重力做功为W1,功率为P1;在BC段重力做功为W2,功率为P2,则下列关系正确的是( )
A.W1=W2,P1>P2B.W1=W2,P1=P2
C.W1=W2,P1 6.[2016·巴中]如图K10-6所示,用大小相等的拉力F,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱,使其在力的作用下移动的距离sAB=sCD,比较两种情况下拉力F所做的功及其功率 ( ) 甲 乙 图K10-6 A.AB段做功较多 B.CD段做功较多 C.AB段与CD段做的功一样多 D.AB段的功率比CD段的功率大 7.[2016·泉州]如图K10-7所示,万众期待的泉州公共自行车——“小黄人”于5月20日终于和市民见面啦! 小健同学骑着“小黄人”在一段平直的公路上匀速行驶了300m,用时1min,若自行车的质量为20kg,受到的阻力为20N,与地面的总接触面积为3×10-3m2,小健的质量为55kg。 求: (g取10N/kg) (1)自行车行驶的速度。 (2)骑行时地面受到的压强。 (3)小健骑行时的功率。 图K10-7 考点3 能说明物体的动能、重力势能(包括了解弹性势能)与哪些因素有关,知道机械能的意义;能通过具体的实例,说明物体的动能和势能之间是如何进行相互转化的。 1.蹦极是一项极限体育运动,如图K10-8所示,A点为最高点,B点为弹性绳自然伸长的位置,蹦极人在C点受到的弹性绳的弹力与自身重力相等,D点是能下落到的最低点。 在蹦极人从A点下落到D点的过程中,________(选填“B”“C”或“D”)点动能最大,在这个过程中,减小的重力势能都转化为__________________能。 (不计空气阻力) 2.2016·杭州如图K10-9所示,一个静止的小球从A点沿粗糙程度相同的轨道下滑,经B点到达C点,从A点到达C点的过程中,小球的动能________;小球的重力势能________;小球的机械能________。 (均选填序号) ①保持不变 ②一直减小 ③先增大后减小 ④一直增大 ⑤先减小后增大 3.2016·泸州如图K10-10所示,将一小钢球从a点竖直向上抛出(不计空气阻力),经过b点到达最高点c时速度为零。 图中hab=hbc,下列判断正确的是 ( ) A.小钢球在ac段重力势能的增加量与动能的减少量相等 B.小钢球运动到最高点c时所受的合力为零 C.小钢球在ab段克服重力做的功小于在bc段克服重力做的功 D.就a、b、c三点而言,小钢球在a点具有的机械能最大 图K10-10 图K10-11 4.弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动,其结构如图K10-11甲所示。 图乙是小希玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程,针对此过程,下列分析正确的是 ( ) A.在a状态时弹簧的弹性势能最大,小希的机械能为零 B.a→b的过程中,弹簧的弹力越来越大,在b状态时弹力最大 C.b→c的过程中,弹簧的弹性势能转化为小希的重力势能 D.a→c的过程中,小希先加速后减速 5.为了模拟探究汽车超载和超速带来的安全隐患,小谢同学设计了如图K10-12所示的探究实验: 将A、B、C三个小球先后从同一装置,高度分别为hA、hB、hC的位置滚下(mA=mB 请你根据生活经验和所学的物理探究方法,回答下列问题: 图K10-12 (1)在图甲和图丙所示实验中,A球、C球刚滚到水平面时的速度________(选填“相等”或“不相等”)。 (2)小球推动小木块运动的距离越大,安全隐患________(选填“越大”“不变”或“越小”)。 (3)探究超载安全隐患时,我们应选择______两图所示实验进行比较。 (4)探究超速安全隐患时,我们应选择______两图所示实验进行比较。 |中考试题精练|——————————————————————————————————· 一、填空题 1.[2017·兰州]某同学在10s内做了5个“引体向上”,他的质量为60kg,每次上升的高度为40cm。 则该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是________J,10s内做功的功率为________W。 (g取10N/kg) 2.[2017·衡阳]新材料碳纤维具有高强度、高耐热、密度小等特性,一架由碳纤维材料制作的小型无人机,质量为2kg,在5s内匀速竖直上升10m,则该无人机克服自身重力做功为________J,功率为________W。 (g取10N/kg) 3.[2017·绥化]如图K10-13所示是人造卫星的轨道示意图。 卫星在大气层外运行,不受空气阻力。 只有动能和势能的转化,因此机械能守恒。 卫星在远地点时________能最大,从远地点向近地点运动时,他的势能减小、________能增大,速度也就增大。 图K10-13 4.[2017·云南]某工人用如图K10-14所示的装置,将重150N的木块在10s内竖直向上匀速提升了4m,此装置是________(选填“定”或“动”)滑轮,该工人拉力的功率为________W。 (滑轮和绳的重力、摩擦均不计) 图K10-14 5.[2017·赤峰]我们知道,动能的大小与物体的质量、速度有关,那么,哪个因素对动能的影响更大呢? 对下表中数据进行分析,能初步得出: ________对动能的影响更大。 物体 动能 抛出去的篮球 约30J 行走的牛 约60J 百米冲刺时的运动员 约4000J 6.[2017·东营]如图K10-15所示为某道路交通标志牌: 小型车最高行驶速度不得超过100km/h,而大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h。 请用动能的知识解释这样规定的原因: ________________________________________________________________________ __________________________。 图K10-15 二、选择题 7.[2017·鄂州]下列生活实例中,力对物体做功的有( ) 乙: 提着滑板在水平路面上前行 图K10-16 A.甲和乙B.甲和丙 C.乙和丙D.丙和丁 8.[2017·海南]下列物体具有动能的是( ) A.静止不动的课桌B.挂在树上的椰子 C.拉长了的橡皮筋D.正在行驶的汽车 9.[2017·东营]如图K10-17所示,旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山,则它的( ) 图K10-17 A.动能增加,重力势能增加 B.动能不变,机械能减少 C.动能减少,重力势能增加 D.动能不变,机械能增加 10.[2017·哈尔滨]用弹簧测力计两次水平拉同一木块,使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图K10-18乙所示是它运动的路程随时间变化的图像,下列说法正确的是( ) 图K10-18 A.图甲中木块受到的拉力为3.2N B.木块第一次和第二次速度之比为1∶2 C.木块两次受到的滑动摩擦力之比为1∶1 D.相同时间内拉力两次对木块做功之比为1∶1 11.[2017·乐山]如图K10-19甲所示,小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落,从a处开始接触弹簧,压缩至c处时弹簧最短。 从a至c处的过程中,小球在b处速度最大。 小球的速度v和弹簧被压缩的长度ΔL之间的关系如图乙所示。 不计空气阻力,则从a至c处的过程中,下列说法中正确的是( ) 图K10-19 A.小球所受重力始终大于弹簧的弹力 B.小球的重力势能先减小后增大 C.小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能 D.小球的动能一直减小 12.[2017·荆门]一辆汽车在平直的公路上做直线运动,其v-t图像如图K10-20所示,汽车在第10s时已行驶了150m,速度达到了20m/s,随后匀速前进。 若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N,以下说法正确的是( ) 图K10-20 A.0~20s汽车的平均速度为15m/s B.0~10s汽车的牵引力大小恒为2000N C.10~20s汽车牵引力做的功为4×105J D.10~20s汽车牵引力做功的功率为4×105W 三、实验探究题 13.[2017·西宁]如图K10-21所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。 图K10-21 (1)该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体________的关系。 (物体A、B质量不变) (2)该实验中所探究物体的动能是指物体______(选填“A”或“B”)的动能。 (3)该实验物体动能的大小是通过____________来反映的。 (4)该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B即将碰撞时的速度,它是通过________(选填“高度”或“质量”)来改变的。 (5)实验表明,同一物体A从斜面高处滚下,高度越大,物体B被撞得越远,可得结论________________________________________。 (6)若要探究物体动能与质量的关系,则需用不同质量的物体从斜面________高度由静止滚下,并观察记录。 14.[2017·福建]小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条,探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。 他依次将橡皮条固定在弹弓上,如图K10-22所示,在弹性范围内,拉伸相同的伸长量,将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去,测得弹射的水平距离,记录数据如下表: 图K10-22 次数 橡皮条 橡皮条 宽/cm 橡皮条 长/cm 弹射的水 平距离/m 1 a 0.50 20.00 10.10 2 b 0.50 30.00 8.20 3 c 1.00 20.00 14.00 请回答以下问题: (1)实验中,是通过比较______________________来间接反映橡皮条的弹性势能大小。 (2)比较第1次和第2次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条的弹性势能与橡皮条的________有关。 (3)比较第1次和第3次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条的弹性势能还与橡皮条的________有关。 (4)用同种材料、相同厚度的橡皮条,拉伸相同的伸长量,弹性势能最大的橡皮条是________。 (选填字母) A.窄而长的B.宽而长的 C.窄而短的D.宽而短的 四、计算与推导题 15.[2017·重庆]A卷重庆至德国杜伊斯堡的中欧班列全程约10800km,运行时间300h。 中欧班列在平直路面匀速行驶时,和谐型大功率机车提供的牵引力约9.6×107N。 求: (1)中欧班列运行时的平均速度。 (2)中欧班列在平直路面以v=20m/s的速度匀速行驶时,机车的功率。 16.[2017·益阳]跳伞是一项极具挑战性的运动,现在越来越受到人们的喜爱。 在某次跳伞训练过程中,一体重为500N的运动员从在空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图K10-23所示,经15s下落210m后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时30s,求在这个过程中: (1)运动员下落的平均速度。 (2)重力做的功。 (3)匀速下降时重力做功的功率。 图K10-23 参考答案 对点试题精选 考点1 1.250 0 2.0 3.8 [解析]题图中使用的是动滑轮,拉力F等于弹簧测力计的示数,F=5N,拉力端移动的距离s=2s物=2v物t=2×0.4m/s×2s=1.6m,则拉力做功W=Fs=5N×1.6m=8J。 4.B 5.C 考点2 1.9000 18 2.20 600 [解析]72km/h=20m/s,由公式P= = =Fv得,汽车的牵引力,F= = =600N,匀速行驶时,汽车受到的牵引力与阻力是一对平衡力,所以f=F=600N。 3.= > [解析]由题图乙可知,木块两次都做匀速直线运动,拉力等于滑动摩擦力,两次中滑动摩擦力大小不变,则拉力F相等,即F1=F2。 从题图乙可知,第一次的运动速度较大,根据公式P=Fv,当拉力相等时,速度越大,拉力的功率越大,即P1>P2。 4.1.4 0.36 [解析]由题意,工人做的有用功W有用=Gh=7N×0.2m=1.4J, 由题图可知,n=3,则绳端移动的距离s=nh=3×0.2m=0.6m, 拉力做的总功W总=Fs=3N×0.6m=1.8J, 则拉力的功率P= = =0.36W。 5.C [解析]物体在AB和BC段经过的距离相同,重力相同,根据W=Gh,重力做功相等,所以W1=W2。 物体在下落过程中,重力势能转化为动能,物体质量不变,速度逐渐增大,因为AB=BC,所以t1>t2,又因为W1=W2,根据P= ,所以P1<P2。 6.C 7.解: (1)自行车行驶的速度v= = =5m/s。 (2)骑行时对地面的压力F=G总=(m1+m2)g=(55kg+20kg)×10N/kg=750N, 骑行时地面受到的压强p= = =2.5×105Pa。 (3)小健同学骑着“小黄人”在一段平直的公路上匀速行驶,则动力F=f=20N,小健骑行时所做的功W=Fs=20N×300m=6000J,小健骑行时的功率P= = =100W。 考点3 1.C 弹性绳的弹性势 [解析]弹性绳被拉伸后,开始阶段,弹力小于重力,人向下做加速运动,当弹力大于重力后,人做减速运动,即整个过程速度先增大后减小。 当弹力等于重力时,速度最大,动能最大,即人到达C点时动能最大。 人到达D点时,弹性绳伸长最长,弹性势能最大,人开始时的重力势能全部转化成弹性绳的弹性势能。 2.③ ⑤ ② [解析]小球从A点运动到B点的过程中,质量不变,高度降低,重力势能减小;质量不变,速度增大,动能增大。 小球从B点运动到C点的过程中,质量不变,高度增大,重力势能增大;质量不变,速度减小,动能减小。 所以从A点到达C点的过程中,小球的动能先增大后减小,小球的重力势能先减小后增大。 因为轨道是粗糙的,整个过程中要克服摩擦做功,部分机械能转化为内能,所以小球的机械能一直在减小。 3.A [解析]小钢球从a点到c点的过程中,动能不断变小,重力势能不断变大,动能转化为重力势能,不计空气阻力,机械能守恒,所以,小钢球在ac段重力势能的增加量与动能的减小量相等,小钢球在a、b、c三点机械能相等,故A正确、D错误。 不计空气阻力,小钢球运动到最高点时只受到重力的作用,所受的合力不为零,故B错误。 小钢球在ab段和bc段所受重力不变,hab=hbc,根据W=Gh可知,小钢球克服重力做功相等,故C错误。 4.D 5. (1)相等 (2)越大 (3)甲、丙 (4)甲、乙 中考试题精练 1.240 120 [解析]一次引体向上克服重力做功: W=Gh=mgh=60kg×10N/kg×0.4m=240J;功率P= = =120W。 2.200 40 [解析]该无人机的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N,则克服重力做的功W=Gh=20N×10m=200J,功率P= = =40W。 3.势 动 4.动 60 [解析]题图中的滑轮随物体一起运动,则此装置是动滑轮。 滑轮和绳的重力、摩擦均不计,工人拉力做的功W=Gh=150N×4m=600J,则该工人拉力的功率P= = =60W。 5.速度 6.车的行驶速度相同,质量越大,动能越大,行驶时危险性越大 7.B 8.D 9.D 10.C 11.C 12.C [解析]汽车10~20s行驶的距离s2=vt2=20m/s×10s=200m,则0~20s行驶的距离s=s1+s2=150m+200m=350m,0~20s的平均速度: v= = =17.5m/s,故A错误;汽车匀速前进时,牵引力等于阻力,为2000N,0~10s汽车做加速运动,牵引力大于阻力,大于2000N,故B错误;10~20s汽车牵引力做的功W=Fs2=2000N×200m=4×105J,故C正确;10~20s汽车牵引力做功的功率为P= = =4×104W,故D错误。 13. (1)速度 (2)A (3)物体B移动的距离 (4)高度 (5)当质量相同时,物体的速度越大,动能越大 (6)相同(或同一) 14. (1)弹珠被弹射的水平距离 (2)长度 (3)宽度 (4)D [解析] (2)比较第1次和第2次实验可知,橡皮条宽度相同,长度不同,拉伸相同的伸长量,弹珠射出的距离不同,故橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关。 (3)比较第1次和第3次实验可知,橡皮长度相同,宽度不同,拉伸相同的伸长量,弹珠射出的距离不同,故橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度有关。 (4)由以上可知,橡皮条弹性势能的大小与其宽度和长度有关,在拉伸相同的伸长量时,宽度越宽、长度越短,橡皮条弹性势能越大,故弹性势能最大的橡皮条是宽而短的。 15.解: (1)全程s=10800km,运行时间t=300h, 则平均速度为v= = =36km/h。 (2)机车的功率P=Fv′=9.6×107N×20m/s=1.92×109W。 16.解: (1)由题可知,运动员在0~15s内下落的路程为s前=210m,由题图可知,15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动,则运动员在15~30s内通过的路程为s后=vt后=6m/s×15s=90m, 则运动员通过的总路程为s=s前+s后=210m+90m=300m,总时间为t=30s,则整个过程中运动员下落的平均速度v′= = =10m/s。 (2)运动员下落的高度为h=s=300m, 则重力做的功W=Gh=500N×300m=1.5×105J。 (3)匀速下降时重力做功的功率P=Gv=500N×6m/s=3×103W。
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