中考物理总复习优化设计1310 第10课时 功和机械能.docx
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中考物理总复习优化设计1310第10课时功和机械能
第10课时 功和机械能
一、考题集粹试做
1.（2014·安徽,6）攀岩是一项挑战自然、超越自我的惊险运动。
一位攀岩者体重为520N,背着质量为8kg的背包,用时40min登上高为9m的峭壁。
在此过程中攀岩者对背包做功720J,他做功的平均功率是2.25W。
（g取10N/kg）
2.（2012·安徽,19）图示为探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验。
实验步骤如下:
Ⅰ.让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,观察木块被撞击后移动的距离。
Ⅱ.让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下,观察木块被撞击后移动的距离。
回答下列问题:
（1）步骤Ⅰ是为了研究动能大小与速度的关系。
（2）步骤Ⅱ是为了研究动能大小与质量的关系。
（3）该实验中斜面的作用是为了控制钢球速度的大小,木块的作用是为了比较钢球动能的大小。
3.（2010·安徽,13）下图中的四幅图片是生活和生产中的场景,对其能量变化的描述中,错误的是（A）
A.甲图中,货物被举高后内能增加了
B.乙图中,列车速度增大后动能增加了
C.丙图中,握力计发生形变后弹性势能增加了
D.丁图中,飞机升空后重力势能增加了
4.（2012·安徽,21）一辆小汽车在平直公路上匀速行驶,发动机的牵引力为2000N,速度为108km/h。
（1）求小汽车匀速行驶时受到的阻力大小;
（2）求牵引力在10min内所做的功;
（3）若发动机的牵引力用F表示,小汽车的速度用v表示,请推导出牵引力的功率P=Fv。
答案:
（1）2000N
（2）3.6×107J （3）见解析
解析:
（1）因为轿车匀速行驶时,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,所以受到的阻力f=F=2000N;
（2）1m/s=3.6km/h,108km/h=30m/s,
汽车行驶的距离:
s=vt=30m/s×600s=18000m,
牵引力在10min内所做的功:
W=Fs=2000N×18000m=3.6×107J;
（3）根据功率公式P=
做功公式W=Fs,速度公式v=
得:
P=
=Fv。
点拨:
因为轿车匀速行驶,所以汽车所受的阻力与牵引力是一对平衡力,由二力平衡条件可得出阻力的大小;根据s=vt求出汽车行驶的距离,根据W=Fs求出引力在10min内所做的功;根据做功公式、功率公式和速度公式推导出功率的表达式。
5.（2010·安徽,21）某型号汽车发动机的额定功率为6×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N。
在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求:
（1）发动机所提供的牵引力大小;
（2）行驶速度的大小;
（3）行驶5min牵引力所做的功。
答案:
（1）1800N
（2）33.3m/s （3）1.8×107J
解析:
（1）因为汽车匀速行驶,受平衡力作用;由二力平衡知识得,F=f=1800N;
（2）由P=Fv得:
v=
≈33.3m/s;
（3）t=5min=300s,W=Pt=6×104W×300s=1.8×107J。
点拨:
（1）物体做匀速直线运动时,处于平衡状态,受到平衡力的作用,根据平衡力的大小相等、方向相反即可得出牵引力的大小;
（2）已知的条件有:
牵引力的大小以及发动机的额定功率,求速度可由功率的推导式
P=
=Fv计算;
（3）已知额定功率以及工作时间5min,直接由W=Pt可求得牵引力所做的功。
二、考点考法集训
1.（2014·云南曲靖）下列各个情境中,没有做功的是（B）
2.（2014·广西玉林）一个大人和一个小孩分别将5
块完全相同的砖运到二楼,如图所示,这个过程中,下列说法正确的是（C）
A.大人对砖做的功比小孩对砖做的功多
B.大人对砖做的功比小孩对砖做的功少
C.大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率大
D.大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率小
3.将一支有弹力后盖的圆珠笔按在桌面上,松开手,会发现圆珠笔将竖直向上跳起。
下列是圆珠笔从松手到上升至最高点的过程中有关能量转化的分析,正确的是（C）
A.动能—重力势能─弹性势能
B.内能─动能─重力势能
C.弹性势能─动能─重力势能
D.动能─重力势能─内能
4.（2014·四川泸州）小新同学遥控重为10N的小型无人飞机从水平地面由静止开始经历加速、匀速、减速三个竖直上升阶段,共用时20s,然后悬停在地面16m的高度,在减速上升阶段飞机的动能减小（选填“增大”或“减小”）,在整个上升阶段飞机的重力势能一直增大（选填“一直增大”“先减小后增大”或“先增大后减小”）,在整个上升阶段飞机的平均速度为0.8m/s;若不计空气阻力,且无人机在匀速竖直上升的阶段速度为1.2m/s,则在匀速上升阶段,无人机升力的功率为12W。
5.（2014·安徽安庆二模）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。
让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
（1）要探究动能大小与物体质量的关系应按照甲、乙两图进行实验;实验中为了使两次小球在斜面底端时速度相同,采取的具体操作方法是让铁球从同一斜面的同一高度由静止开始运动。
（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是质量相同的物体,运动的速度越大,它具有的动能就越大。
（3）该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小,从而得出结论的。
下面的四个实例中也采用这种研究方法的是C。
A.认识电压时,我们可以用水压来类比
B.用磁感线来描述磁场
C.探究电功大小与哪些因素有关,通过重物提升的高度来判断电流做功的多少
D.保持电阻不变,改变电阻两端电压,探究电流与电压关系
6.（2014·江苏苏州）小华参加体育中考的跳绳考试时,她在1min内连续跳了150次,获得跳绳项目的满分。
已知小华的质量为45kg,每只鞋底与地面的接触面积为150cm2时,跳起时重心升高的平均高度为4cm。
g取10N/kg。
求:
（1）小华站在操场上等待时对地面的压强;
（2）小华跳一次所做的功;
（3）小华跳绳时的平均功率。
答案:
（1）1.5×104Pa
（2）18J （3）45W
解析:
（1）小华站立时对地面的压力:
F=G=mg=45kg×10N/kg=450N
小华站立时对地面的压强:
p=
=1.5×104Pa
（2）小华跳一次所做的功:
W1=Fs=Gh=450N×0.04m=18J
（3）小华跳150次所做的功:
W=nW1=150×18J=2700J
小华跳绳时的平均功率:
P=
=45W
点拨:
（1）知道小华的质量,利用公式G=mg可求其重力,站在水平地面时,重力与压力相等,再根据公式p=
可计算压强的大小;
（2）先根据公式W=Gh求出跳一次做的功,再乘以跳的次数即可求出做功的多少;又知道做功的时间,利用公式P=
可进一步计算功率的大小。
##
一、考题集粹试做
1.答案:
720 2.25
解析:
（1）m包=8kg,g=10N/kg,G包=m包g=8kg×10N/kg=80N;
在此过程中攀岩者对背包做功W1=G包h=80N×9m=720J
（2）G人=520N,G=G人+G包=520N+80N=600N,攀岩者做的功为W=Gh=600N×9m=5400J;t=40min=2400s,
攀岩者做功的平均功率为P=
=2.25W。
2.答案:
（1）速度
（2）质量 （3）速度 动能
解析:
（1）让同一钢球从斜面不同的高度由静止滚下,控制了钢球的质量,改变的是钢球到达水平面的速度,因此探究的是动能大小与速度的关系;
（2）让不同质量的钢球,从斜面相同的高度由静止滚下,控制了钢球到达水平面的速度,改变的是钢球的质量,因此探究的是动能与质量的关系;
（3）该实验中斜面的作用是控制钢球滚到水平面的速度;通过钢球推动木块运动的距离,来比较钢球动能大小,这里采用了转换法的思想。
3.A 解析:
货物被举高后,重力势能增加了,内能不变,A说法错误;列车速度增大,质量不变,所以列车的动能增加,B说法正确;握力计发生形变后弹性势能增加,C说法正确;飞机升空后,高度增大,所以其重力势能增加,D说法正确。
4.答案:
（1）2000N
（2）3.6×107J （3）见解析
解析:
（1）因为轿车匀速行驶时,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,所以受到的阻力f=F=2000N;
（2）1m/s=3.6km/h,108km/h=30m/s,
汽车行驶的距离:
s=vt=30m/s×600s=18000m,
牵引力在10min内所做的功:
W=Fs=2000N×18000m=3.6×107J;
（3）根据功率公式P=
做功公式W=Fs,速度公式v=
得:
P=
=Fv。
点拨:
因为轿车匀速行驶,所以汽车所受的阻力与牵引力是一对平衡力,由二力平衡条件可得出阻力的大小;根据s=vt求出汽车行驶的距离,根据W=Fs求出引力在10min内所做的功;根据做功公式、功率公式和速度公式推导出功率的表达式。
5.答案:
（1）1800N
（2）33.3m/s （3）1.8×107J
解析:
（1）因为汽车匀速行驶,受平衡力作用;由二力平衡知识得,F=f=1800N;
（2）由P=Fv得:
v=
≈33.3m/s;
（3）t=5min=300s,W=Pt=6×104W×300s=1.8×107J。
点拨:
（1）物体做匀速直线运动时,处于平衡状态,受到平衡力的作用,根据平衡力的大小相等、方向相反即可得出牵引力的大小;
（2）已知的条件有:
牵引力的大小以及发动机的额定功率,求速度可由功率的推导式
P=
=Fv计算;
（3）已知额定功率以及工作时间5min,直接由W=Pt可求得牵引力所做的功。
二、考点考法集训
1.B 解析:
石头被撬起的过程中手向下压撬棍的力,有力也有距离,具备做功的两个必要因素,做了功,A不合题意;足球飞向空中由于惯性向前飞行,有距离无力,故踢球的力不再做功,B符合题意;货物被提升的过程中绳子对货物的拉力,有力也有距离,具备做功的两个必要因素,做了功,C不合题意;爬楼梯时要克服自身的重力做功,或者也可以说成是人的重力做了负功,属于做功的情况,D不合题意。
2.C 解析:
大人和小孩运砖时的力相同,搬运的高度相同,根据公式W=Fs可知,大人和小孩对砖所做的功相同;大人运砖用时10s,小孩运砖用时35s,根据公式P=
可知,大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率大。
3.C 解析:
将一支有弹力后盖的圆珠笔按在桌面上,弹簧被压缩,具有弹性势能,弹起时把弹性势能转化为动能,上升到最高点把动能转化为重力势能。
选项C正确。
4.答案:
减小 一直增大 0.8 12
解析:
飞机质量不变,减速上升,所以动能减小;高度一直在增加,所以重力势能一直增大;
整个上升阶段的平均速度为v=
=0.8m/s;
无人机匀速上升时,升力与重力是一对平衡力,大小相等,即F=G=10N
由P=
v=
得,P=Fv=10N×1.2m/s=12W。
5.答案:
（1）甲、乙 让铁球从同一斜面的同一高度由静止开始运动
（2）质量相同的物体,运动的速度越大,它具有的动能就越大 （3）纸盒被撞击后移动的距离 C
解析:
（1）要探究动能大小与物体质量的关系,应保持小球的速度相同,质量不同,所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下,因此要选择甲、乙两图;
（2）由图示实验可知,甲、丙两次实验,球的质量相同,甲滚下的高度大于丙滚下的高度,甲将纸盒推动得更远,说明动能更大,可得质量相同的物体,运动速度越大,它具有的动能就越大;（3）该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的,这种方法是转换法;认识电压时,我们可以用水压来类比,用到了类比法;用磁感线来描述磁场,用到了模型法;探究电功大小与哪些因素有关,通过灯泡的亮度来判断电流做功的多少,属于转换法;保持电阻不变,改变电阻两端电压,探究电流与电压关系,用到的是控制变量法;C符合题意。
6.答案:
（1）1.5×104Pa
（2）18J （3）45W
解析:
（1）小华站立时对地面的压力:
F=G=mg=45kg×10N/kg=450N
小华站立时对地面的压强:
p=
=1.5×104Pa
（2）小华跳一次所做的功:
W1=Fs=Gh=450N×0.04m=18J
（3）小华跳150次所做的功:
W=nW1=150×18J=2700J
小华跳绳时的平均功率:
P=
=45W
点拨:
（1）知道小华的质量,利用公式G=mg可求其重力,站在水平地面时,重力与压力相等,再根据公式p=
可计算压强的大小;
（2）先根据公式W=Gh求出跳一次做的功,再乘以跳的次数即可求出做功的多少;又知道做功的时间,利用公式P=
可进一步计算功率的大小。
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