5.如图为四旋翼无人机，质量为1.2kg，下方悬挂着一个质量为0.3kg的摄像机．前5s无人机从地面竖直上升了10m，然后水平飞行了30秒．无人机前5s对摄像机做功____J，后30s，无人机对摄像机做功___J．
考点二：
功率
1.人的心脏每跳一次输送8×10-5m3的血液，血压（心脏输送血液的压强）的平均值为15kPa，心脏每分钟跳60次，则心脏工作的平均功率为（）
A．0.5W
B．1.2W
C．2.4W
D．3.6W
2.初三学生小华质量约50kg，他从一楼步行到五楼，用时40s，每层楼高为3m，下列估算正确的是（ ）
A．小华步行的平均速度约为0.3m/sB．小华上楼做的功约为6000J
C．小华上楼做的功约为7500JD．小华上楼时的功率约为187.5W
3.小球从A点落下来，相继经过B、C两点，已知AB=BC，如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则W1____W2，P1_______P2（两空均选填“>”、“<”或“=”）
4.一头牛耕地时功率为500W，一台拖拉机功率为25kW，则拖拉机工作4h所做功由一头牛来完成，需要时间_________h，为拖拉机提供动力的热机通常使用_________（选填“柴油”或“油”）为燃料。
5.如图所示，一重为200牛的物体A，用20牛的水平拉力拉滑轮，物体A以1米/秒的速度在水平面做匀速直线运动，若不计滑轮的重力及绳与滑轮的摩檫，物体A与水平面之间的摩檫力为_________牛，在4秒内拉力做功____________焦，拉力的功率为____________瓦。
6.跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的真发。
在某次跳伞训练过程中，一位体重为60ON的运动员从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所示，经15s下落210m后，再匀速直线下落15s.求:
（1）运动员在这30s内下落的总高度；
（2）这30s内重力做的功；
（3）匀速下降时重力做功的功率；
（4）0-30s过程中人的动能、重力势能、机械能如何变化?
7.暑假里，小明家装修新房，要将一箱重G的瓷砖送到高h的阳台上．如图所示，他在地面与阳台间放置一长s的斜木板．他用方向沿斜面向上，大小为F的拉力将这箱瓷砖从木板底端以v的速度匀速拉上阳台．
（1）求拉力F做功的功率．
（2）这箱瓷砖在斜木板上被匀速向上拉动时，受到的摩擦力多大?
考点三：
机械能守恒与转化
1.某市为了杀灭白蛾调动了直升飞机，在灾区上空喷洒生物农药。
飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中，飞机的
A．动能不变，重力势能不变B．动能减小，重力势能减小
C．动能减小，重力势能不变D．动能增大，重力势能减小．
2.某次演练中，直升飞机悬停于高空，一个伞兵（含伞）跳伞后竖直降落，其速度v与时间t的关系如图所示.下列判断正确的是（）
A．在0～
时刻内，伞兵的机械能保持不变。
B．在
时刻内，伞兵的动能转化为重力势能。
C．在
时刻内，伞兵重力势能转化为动能。
D．在
时刻内，伞兵的动能保持不变，机械能在减小。
3.如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球（ ）
A．从b到c的过程机械能减少B．从c到d的过程重力势能减少
C．在b、d两点动能相等D．在a、d两点动能相等
4.如图所示山顶石头的自述：
“你说我稳坐如钟，皆因我未显神通”，山顶上的石头具有______，若它滚下山崖时会转化为______（两空均填“动能”“重力势能”或“弹性势能”）．
5.运动物体在一对平衡力的作用下直线运动，机械能将_________改变（选填“可能”、“一定不”或“一定”）：
当撤掉这一对平衡力时，该物体将_____，动能将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
竖直向上抛出的篮球在空中上升时的动能_______，重力势能__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
6.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小车从斜面上由静止释放小车下滑后撞击斜面底部的木块．
（1）小车进入水平面时的动能是由______转化来的．实验时木块被推得越远，小车对木块_______越多，表明小车的动能越大．
（2）同一小车从斜面不同高度静止释放，如图甲、乙所示，探究动能大小与_______的关系．
换用质量不同的小车从斜面的相同高度静止释放，目的是探究动能的大小与_______关系．
（3）木块最终会停下来的主要原因是______，在此过程中木块把动能转化为______．
7.探究“物体的动能与势能”.
（1）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离．如图所示．请回答问题：
①从同一高度由静止释放的目的是_____，该实验的目的是研究铁球的动能大小与_____的关系．该实验铁球的速度是指铁球从斜面由静止滚下到水平面与木块碰撞_____（选填“前”、“后”或“前、后均可”）的速度，它是通过_____（高度或质量）来改变的．该实验是通过观察木块被撞后移动的距离，来判断出_____（“铁球”或“木块”）具有的动能的大小．
②图乙是高速公路的限速牌，但是不同车型的车限速却不一样，限制车速实际上是限制车的_____.
（2）探究物体的重力势能（m甲=m乙＜m丙，木桩起始位置高度相同）
①比较下图中A、B两木桩扎入沙坑的深度，可以得出的结论是：
_____
②若下图中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同，_____（选填“能”、“不能”）说明乙、丙的重力势能相同，你的理由是_____．
考点四：
机械效率
1.如图（不计绳重与摩擦，且动滑轮重G动小于物重G），用它们分别将重相同的甲、乙两物体在相等的时间内匀速提升至相同的高度，拉力所做的功分别为W甲、W乙，功率分别为P甲、P乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙，则下列关系正确的是（ ）
A．W甲=W乙P甲=P乙η甲=η乙B．W甲P乙η甲>η乙
C．W甲>W乙P甲η乙
2.用如图所示的滑轮组拉动物体A，使物体A以0.2m/s的速度水平向左匀速运动10s。
已知物体A重500N，物体A受到的摩擦力为120N，拉力F的功率为30W．下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为2m
B．拉力F的大小为40N
C．滑轮组的机械效率为80%
D．滑轮组对物体A所做的功为1000J
3.如图所示，工人用160N的拉力F将重为300N的木箱在10s内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端。
下列说法正确的是（）
A．拉力F做功的功率是16W
B．克服木箱重力做的功是900J
C．斜面的机械效率是62.5%
D．若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变
4.如图所示，用300N的力沿斜面把600N的重物匀速拉到顶端，物体在斜面上移动的距离为3m，上升的高度为1m。
下列说法正确的是（）
A．斜面的机械效率是50%
B．木块受到的摩擦力是100N
C．运动过程中，木块的机械能增加
D．运动过程中，木块受到三个力的作用
5.如图所示的滑轮组匀速提升重为500N的物体G，所用拉力F为200N，将重物提升3m所用的时间为10s，则做的有用功是_______；拉力的功率是________；滑轮组的机械效率为___________．
6.如图所示，将一块1m长的木板一端架高0.4m，用50N的拉力沿木板把重为100N的小铁块从底端匀速拉到顶端，在此过程中有用功为______J，机械效率为______，木板对小铁块的摩擦力为______N。
7.在探究滑轮组机械效率的实验中，三傻利用如图装置完成了四次实验，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：
（1）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上______拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数；第2次实验测得的机械效率为______；（结果保留两位有效数字）
（2）分析表中数据可知：
第3次实验的额外功为______J；
（3）分析第2次和第____次实验数据可知：
使用同一滑轮组提升重物，钩码越重，滑轮组的机械效率越高；分析第1、3次实验数据可知：
使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮总重越重，滑轮组的机械效率______（选填“越高”或“越低”）；分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度___.（选填“有关”或“无关”）．
8.搬运工人用如图的滑轮组提升重为270N的物体，所用拉力为100N，物体以0.4m/s的速度匀速上升了10s，不计绳重和摩擦，求
（1）物体上升的高度；
（2）拉力F所做功；
（3）当重物只有120N时，滑轮组的机械效率。
9.有轨电车是大连城市发展历史的一个标志，它利用电动机提供动力，是一种清洁环保的交通工具，如图所示，有轨电车电动机的耗电功率为6×104W．电能转化为机械能的效率为75%，一辆有轨电车以18km/h的速度在平直轨道上匀速行驶了100s，试求：
（1）有轨电车在平直轨道上匀速行驶的路程是多少？
（2）这段路程中电动机消耗的电能是多少？
（3）有轨电车在平直轨道上匀速行驶时受到的阻力是多少？
2019—2020学年度八年级物理考点专题复习——专题二十一：
功与机械能参考答案
考点一：
功
1.功率相等的两辆汽车，在相等的时间内匀速通过的距离之比为2：
3，则（ ）
A．两汽车牵引力之比为3：
2，做功之比为3：
2
B．两汽车牵引力之比为3：
2，做功之比为1：
1
C．两汽车牵引力之比为2：
3，做功之比为2：
3
D．两汽车牵引力之比为2：
3，做功之比为1：
1
【答案】B
【解析】
根据题意，由W=Pt得，
W1=W2，
所以
W1：
W2=1：
1，
牵引力之比
，
故选B.
2.下列估测正确的是（ ）
A．一名中学生所受重力约为50N
B．实际应用中机械的机械效率可达100%
C．一名普通中学生正常步行上楼的功率约为1000W
D．将一本掉在地上的物理书捡起放到课桌上所做的功约为2J
【答案】D
【解析】
A.中学生的质量在50kg左右，受到的重力大约为
G=mg=50kg×10N/kg=500N，
故A错误；
B.使用任何机械不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于100%，故B错误；
C.中学生的体重在500N左右，一层楼的高度在3m左右，中学生正常步行上一层楼的时间在20s左右，其爬楼的功率约为
P=
=75W，
故C错误；
D.一本书的重力在2.5N左右，课桌的高度在0.8m左右，将一本掉在地上的物理书捡起放到课桌上所做的功约为
W=Gh=2.5N×0.8m=2J，
故D正确.
3.如图的下列情况，大人对孩子做了功的是
A．妈妈举着孩子不动
B．爸爸扛着孩子在水平路上行走
C．奶奶背着孩子站着看风景
D．爷爷背着孩子上山
【答案】D
【解析】
A.妈妈举着孩子不动，对孩子施加的力竖直向上，但孩子没有在力的方向上通过距离，所以没有做功，不符合题意；
B.爸爸扛着孩子在水平路上行走，对孩子施加的力竖直向上，运动的距离是水平方向，孩子没有在力的方向上通过距离，所以没有做功.不符合题意；
C.奶奶背着孩子在看风景，对孩子施加的力竖直向上，运动的距离是水平方向，孩子没有在力的方向上通过距离，所以没有做功.不符合题意；
D.爷爷背着孩子上山，对孩子施加的力竖直向上，孩子在力的方向上通过了距离，符合做功的条件.符合题意.
4.在甲，乙两图中，甲图地面粗糙，乙图地面光滑。
两个物体在恒力F作用下，甲做匀速直线运动，乙做加速直线运动；它们在力的方向上前进了相同的距离，力F做的功分别为W甲、W乙，则下列结论正确的是（）
A．W甲>W乙B．W甲=W乙
C．W甲【答案】B
【解析】
根据题意，两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离s，根据W=Fs可知，甲图中F做的功等于乙图中F做的功，即W甲=W乙，故选B。
5.如图为四旋翼无人机，质量为1.2kg，下方悬挂着一个质量为0.3kg的摄像机．前5s无人机从地面竖直上升了10m，然后水平飞行了30秒．无人机前5s对摄像机做功____J，后30s，无人机对摄像机做功___J．
【答案】300
【解析】
[1]摄像机的重力：
；
无人机前5秒对摄像机做功：
；
[2]后30s无人机水平飞行，在竖直方向没有距离，故30s无人机对摄像机不做功.
考点二：
功率
1.人的心脏每跳一次输送8×10-5m3的血液，血压（心脏输送血液的压强）的平均值为15kPa，心脏每分钟跳60次，则心脏工作的平均功率为（）
A．0.5W
B．1.2W
C．2.4W
D．3.6W
【答案】B
【解析】
人的心脏每跳一次输送8×10-5m3的血液，血管的横截面积为S，已知人的平均血压，通过压强定义式可得血管截面承受的压力为：
F=pS
假设血压输送距离为L，则心脏每跳动一次做功：
W=FL=pSL=pV，
心脏每分钟跳60次，则心脏工作的平均功率为：
，
故ACD项不符合题意，B项符合题意。
2.初三学生小华质量约50kg，他从一楼步行到五楼，用时40s，每层楼高为3m，下列估算正确的是（ ）
A．小华步行的平均速度约为0.3m/sB．小华上楼做的功约为6000J
C．小华上楼做的功约为7500JD．小华上楼时的功率约为187.5W
【答案】AB
【解析】
A.小华步行上楼的路程大约为
那么小华步行的平均速度约为
A正确；
BC.小华的重力为
小华上楼做的功约为
B正确，C错误；
D.小华上楼时的功率约为
D错误.
3.小球从A点落下来，相继经过B、C两点，已知AB=BC，如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则W1____W2，P1_______P2（两空均选填“>”、“<”或“=”）
【答案】＝＜
【解析】
[1]下落过程中重力不变，移动的距离相等，因此重力做功相等，即W1等于W2；
[2]在自由下落时，速度越来越快，因此在AB段运动时间大于BC段运动时间，根据
可知，做功相同时，时间越大，功率越小，因此P1小于P2.
4.一头牛耕地时功率为500W，一台拖拉机功率为25kW，则拖拉机工作4h所做功由一头牛来完成，需要时间_________h，为拖拉机提供动力的热机通常使用_________（选填“柴油”或“油”）为燃料。
【答案】200柴油
【解析】
[1]拖拉机功率为25kW，则拖拉机工作4h做功：
，
牛耕地时功率为500W，根据W=Pt拖拉机4h做的功需要牛工作：
；
[2]为拖拉机提供动力的热机是柴油机，柴油机使用的燃料是柴油。
5.如图所示，一重为200牛的物体A，用20牛的水平拉力拉滑轮，物体A以1米/秒的速度在水平面做匀速直线运动，若不计滑轮的重力及绳与滑轮的摩檫，物体A与水平面之间的摩檫力为_________牛，在4秒内拉力做功____________焦，拉力的功率为____________瓦。
【答案】4016040
【解析】
[1]若不计滑轮的重力及绳与滑轮的摩檫，且物体做匀速直线运动，由F=
f可得，物体A所受的摩擦力：
f=2F=2×20N=40N
[2]由图可知n=2，所以拉力端移动的速度：
v=2v物=2×1m/s=2m/s
根据v=
可得，4秒内拉力端移动的距离：
s=vt=2m/s×4s=8m
拉力做功：
W=Fs=20N×8m=160J
[3]拉力的功率：
P=
=
=40W
6.跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的真发。
在某次跳伞训练过程中，一位体重为60ON的运动员从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所示，经15s下落210m后，再匀速直线下落15s.求:
（1）运动员在这30s内下落的总高度；
（2）这30s内重力做的功；
（3）匀速下降时重力做功的功率；
（4）0-30s过程中人的动能、重力势能、机械能如何变化?
【答案】
（1）300m
（2）1.8×105J（3）3600W（4）动能先增大后减小最后不变，重力势能减小，机械能减小
【解析】
（1）由题可知，运动员在0−15s下落的路程为s1=210m，由图象可知，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通过的路程为：
s2=vt2=6m/s×15s=90m；
运动员在这30s内下落的总高度为：
h=210m+90m=300m；
（2）重力做的功为：
W=Gh=600N×300m=1.8×105J；
（3）匀速下降时，重力做功的功率为：
P=Fv=Gv=600N×6m/s=3.6×103W。
（4）由图知0到30s人的速度先增加后不变，动能也是先增加再不变，高度一直减小，重力势能也一直减小，由于空气阻力的影响，机械能会转化为内能，所以机械能减小。
答：
（1）运动员在这30s内下落的总高度为300m；
（2）这30s内重力做的功为1.8×105J；
（3）匀速下降时重力做功的功率为3.6×103W。
（4）动能是先增加再不变，高度一直减小，重力势能也一直减小，由于空气阻力的影响，机械能会转化为内能，所以机械能减小。
7.暑假里，小明家装修新房，要将一箱重G的瓷砖送到高h的阳台上．如图所示，他在地面与阳台间放置一长s的斜木板．他用方向沿斜面向上，大小为F的拉力将这箱瓷砖从木板底端以v的速度匀速拉上阳台．
（1）求拉力F做功的功率．
（2）这箱瓷砖在斜木板上被匀速向上拉动时，受到的摩擦力多大?
【答案】
（1）Fv；
（2）
【解析】
（1）拉力F做功的功率：
P=
=Fv；
（2）有用功
W有=Gh，
总功
W总=Fs，
额外功
W额=W总-W有=Fs-Gh，
受到的摩擦力
f=
.
答：
（1）拉力F做功的功率是Fv；
（2）这箱瓷砖在斜木板上被匀速向上拉动时，受到的摩擦力是
.
考点三：
机械能守恒与转化
1.某市为了杀灭白蛾调动了直升飞机，在灾区上空喷洒生物农药。
飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中，飞机的
A．动能不变，重力势能不变B．动能减小，重力势能减小
C．动能减小，重力势能不变D．动能增大，重力势能减小．
【答案】B
【解析】
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；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。
飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中，飞机的质量变小，速度不变，所以动能减小；质量减小，高度不变，所以重力势能减小。
故选B。
2.某次演练中，直升飞机悬停于高空，一个伞兵（含伞）跳伞后竖直降落，其速度v与时间t的关系如图所示.下列判断正确的是（）
A．在0～
时刻内，伞兵的机械能保持不变。
B．在
时刻内，伞兵的动能转化为重力势能。
C．在
时刻内，伞兵重力势能转化为动能。
D．在
时刻内，伞兵的动能保持不变，机械能在减小。
【答案】D
【解析】
A.在0～
时刻内，由于伞兵（含伞）与空气有摩擦，所以伞兵的机械能有部分转化为内能，所以在0～
时刻内，伞兵的机械能减小；故A项错误；
B.在
时刻内，伞兵在不断地下降，但伞兵的速度在减小，这一过程伞兵（含伞）与空气有摩擦，所以伞兵重力势能转化为内能；故B项错误；
C.从题中的图象中可以看出
，速度保持不变，因此动能不变，但重力势能减小，减小的重力势能转化为内能。
故C错误。
D.从题中的图象中可以看出，在
时刻内，伞兵的速度不变，所以伞兵的动能保持不变；但伞兵在不断地下降，重力势能减小，由于机械能等于势能与动能之和，则机械能在减小。
故D项正确；
3.如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球（ ）
A．从b到c的过程机械能减少B．从c到d的过程重力势能减少
C．在b、d两点动能相等D．在a、d两点动能相等
【答案】A
【解析】
【分析】
动能大小与其速度与质量有关，重力势能大小与质量和高度有关，滚动过程中需克服摩擦力做功。
A.b到c过程中，由于草坪有摩擦，需要克服摩擦力做功，部分机械能转化为内能，则机械能减少，故A符合题意；
B.c到d过程中，足球质量不变，高度变高，重力势能增大，故B不符合题意；
C.b到d过程中，由于足球克服摩擦力做功，部分机械能转化为内能，则机械能减小，即：
足球质量不变，且b、d两点高度相同，则b、d两点重力势能相等，又由于机械能为势能与动能之和，则可知足球在b点动能大于在d点动能，故C不符合题意；
D.足球在a点时具有初动能，a点高于d点，重力势能减小，但由于运动过程中需要克服摩擦力做功，无法判断克服摩擦力做功大小，则无法判断到达d点时动能大小与在a点时动能大小关系，故D不符合题意。
4.如图所示山顶石头的自述：
“你说我稳坐如钟，皆因我未显神通”，山顶上的石头具有______，若它滚下山崖时会转化为______（两空均填“动能”“重力势能”或“弹性势能”）．
【答案】重力势能动能
【解析】
[1]山顶上的石头，由于在高处而具有重力势能；
[2]若它滚下山崖时，重力势能会转化为动能.
5.运动物体在一对平衡力的作用下直线运动，机械能将_________改变（选填“可能”、“一定不”或“一定”）：
当撤掉这一对平衡力时，该物体将_____，动能将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
竖直向上抛出的篮球在空中上升时的动能_______，重力势能__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】可能保持原来的运动状态不变变小变大
【解析】
[1]物体受平衡力时将保持静止状态或匀速直线运动状态，所以物体的速度不变，物体的质量不变，则物体的动能一定不变，.物体做匀速直线运动时，物体的高度可能发生变化，所以重力势能和机械能可能发生变化。
[2][3]
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