功和機(jī)械能課時(shí)1基礎(chǔ)夯實(shí)1.(2019湖南懷化中考)如圖所示,小球從A點(diǎn)擺動(dòng)到C點(diǎn)的過程中(不計(jì)空氣阻力),下列說法正確的是()A.從A到B的過程中,動(dòng)能增大,重力勢能減小B.從A到B的過程中,動(dòng)能減小,重力勢能增大C.從B到C的過程中,動(dòng)能增大,重力勢能增大D.從B到C的過程中,動(dòng)能減小,重力勢能減小答案A解析從A到B的過程中,小球的質(zhì)量不變、速度增大,動(dòng)能增大;小球的質(zhì)量不變、高度減小,重力勢能減小,故A正確、B錯(cuò);從B到C的過程中,小球的質(zhì)量不變、速度減小,動(dòng)能減小;小球的質(zhì)量不變、高度增大,重力勢能增大,故C、D錯(cuò)。2.(2019海南中考)用大小相同的力F,作用在質(zhì)量不同的物體上,使它們分別在同一水平面上沿力的方向移動(dòng)相同的距離s(如圖所示),F所做的功分別為W1和W2,則()A.W1=12W2B.W1=W2C.W1=2W2D.W1=4W2答案B解析兩個(gè)物體受到的力都是F,通過的距離都是s,根據(jù)W=Fs可以判斷兩個(gè)力做功相等,即W1=W2。3.(2019湖北荊州中考)如圖,粗糙水平面AB與光滑斜面BC平滑連接,彈簧左端固定。小木塊P被壓縮的彈簧彈出并沖上斜面BC的過程中(空氣阻力忽略不計(jì)),下列說法正確的是()A.在彈簧恢復(fù)原狀的過程中,彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為小木塊P的動(dòng)能B.小木塊P離開彈簧后在粗糙水平面AB上滑行時(shí)機(jī)械能守恒C.小木塊P在斜面上向上運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能減小,重力勢能增加D.小木塊P運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)答案C解析在彈簧恢復(fù)原狀的過程中,彈簧的形變程度變小,彈性勢能變小,木塊的速度變大,動(dòng)能變大,同時(shí)因?yàn)樗矫鍭B粗糙,木塊需要克服摩擦力做功,內(nèi)能變大,故彈簧的彈性勢能一部分轉(zhuǎn)化為小木塊P的動(dòng)能,一部分轉(zhuǎn)化為木塊的內(nèi)能,故A錯(cuò)誤;小木塊P離開彈簧后在粗糙水平面AB上滑行時(shí),需要克服摩擦力做功,一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以機(jī)械能減小,故B錯(cuò)誤;小木塊P在斜面上向上運(yùn)動(dòng)時(shí),高度增加,重力勢能變大,因?yàn)樾泵鍮C光滑,且空氣阻力忽略不計(jì),所以機(jī)械能守恒,故動(dòng)能減小,故C正確;因?yàn)樾泵鍮C光滑,故木塊不受摩擦力作用,若空氣阻力忽略不計(jì),小木塊P運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)受到垂直于斜面向上的支持力和豎直向下的重力作用,這兩個(gè)力不在一條直線上,不屬于平衡力,所以木塊處于非平衡狀態(tài),故D錯(cuò)誤。4.(2019湖南株洲中考)甲、乙、丙、丁四個(gè)同學(xué)進(jìn)行攀巖比賽,他們做的功W與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。若規(guī)定做功最快的獲勝,則最后勝出的一定是()A.甲B.乙C.丙D.丁答案A解析在相同時(shí)間內(nèi),做功越多,功率越大,也就是做功越快。由圖象知,當(dāng)時(shí)間相同時(shí),甲做功最多,甲功率最大,做功最快。5.(2019山東臨沂中考)如圖所示,在“探究動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,下列說法正確的是()A.實(shí)驗(yàn)所用斜面和水平面都必須是光滑的B.木塊向前滑行的過程中機(jī)械能保持不變C.小球質(zhì)量越大,到達(dá)斜面底端的速度越大D.木塊被撞擊后滑行的越遠(yuǎn),說明小球的動(dòng)能越大答案D解析由于影響動(dòng)能大小的因素是速度和質(zhì)量,所以所用斜面和水平面相同即可,不一定必須是光滑,故A錯(cuò)誤;木塊向前滑行的過程中,速度減小,由于木塊在水平面上,質(zhì)量不變,則機(jī)械能減小,故B錯(cuò)誤;小球到達(dá)斜面底端的速度取決于小球在斜面上的高度,滾下的高度越高小球到達(dá)斜面底端的速度越小,故C錯(cuò)誤;根據(jù)轉(zhuǎn)換法,將木塊推得越遠(yuǎn),說明小球撞擊木塊前的動(dòng)能越大,故D正確。6.2019年4月1日欽州市一產(chǎn)業(yè)園區(qū)中發(fā)生一起越野車失控撞上隔離帶的事故,經(jīng)調(diào)查,是由于雨天路滑車輛速度過快所致。事故原因就是因車輛在馬路上行駛過快,過大造成的。 答案動(dòng)能解析車輛在馬路上行駛過快,速度越大,則動(dòng)能越大。7.(2019云南昆明中考改編)飛機(jī)在減速下降過程中,機(jī)械能將,勢能將。(選填“增大”“不變”或“減小”) 答案減小減小解析飛機(jī)在減速下降過程中,質(zhì)量不變,速度和高度都變小,動(dòng)能和重力勢能都減小,機(jī)械能為動(dòng)能和勢能之和,所以機(jī)械能將減小。8.(2018浙江紹興中考)兩個(gè)完全相同的物體A、B,重力均為20 N。(1)在10 N的水平推力作用下兩者同時(shí)以2 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),如圖甲,當(dāng)物體通過的距離為3 m時(shí),推力所做的功為 J。 (2)若物體A、B在15 N的推力作用下以3 m/s的速度在另一水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),如圖乙,則此時(shí)A對(duì)B的推力為 N。 答案(1)30(2)7.5解析(1)推力所做的功為W=Fs=10 N3 m=30 J;(2)若物體A、B在15 N的推力作用下以3 m/s的速度在另一水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)二力平衡可知,推力與摩擦力是一對(duì)平衡力,故AB整體的摩擦力為15 N,由于A、B完全相同,接觸面相同、壓力相同,故AB各自受到地面的摩擦力是相同的,總摩擦力為15 N,則B受到的地面的摩擦力為15 N=7.5 N,B做勻速直線運(yùn)動(dòng),故A對(duì)B的推力與B受到的摩擦力是一對(duì)平衡力,故A對(duì)B的推力為7.5 N。9.非洲旱季,當(dāng)?shù)鼐用癯Ｓ靡环N中間有轉(zhuǎn)軸的塑料桶來運(yùn)水。當(dāng)桶裝滿水時(shí),在粗糙程度相同的水平地面上勻速行走相同路程,人用圖中(選填“平拉”或“滾拉”)方式運(yùn)水時(shí),對(duì)桶和水做的功較少。 答案滾拉解析由題知,拉著水桶在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng),由力的平衡條件可知,拉力等于摩擦力,因?yàn)橄嗤瑮l件下,滾動(dòng)摩擦力小于滑動(dòng)摩擦力,所以滾拉時(shí)的拉力小于平拉時(shí)的拉力,由于行走的路程相同,由W=Fs可知滾拉運(yùn)水時(shí)做功較少。10.用彈簧測力計(jì)沿水平方向兩次拉著同一物體在同一水平面上運(yùn)動(dòng),兩次運(yùn)動(dòng)的s-t圖象如圖所示,其對(duì)應(yīng)的彈簧測力計(jì)示數(shù)分別為F1和F2,功率分別為P1和P2,則F1F2,P1P2(選填“”“”或“=”)。 答案=解析由圖象知,前后兩次物體通過的路程與時(shí)間都成正比,也就是物體都做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以兩次的拉力都等于摩擦力,摩擦力不變,拉力不變。因此F1=F2;由圖象知,在相同時(shí)間內(nèi),經(jīng)過的路程大,所以的速度大于的速度,根據(jù)公式P=Fv知,拉力相同,P1P2。11.小明在水平面上用50 N的水平推力,加速推著一輛重120 N的小車,前進(jìn)了10 m,小明的推力做功是 J。水平面對(duì)小車的支持力做功是 J。 答案5000解析小明的推力做功W=Fs=50 N10 m=500 J;小車在水平面上,支持力的方向豎直向上,小車沿水平方向前進(jìn),在支持力的方向上沒有移動(dòng)距離,支持力不做功,即W支持力=0 J。能力提升12.(2019黑龍江大慶中考)汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P0,牽引力為F0,t1時(shí)刻開始,司機(jī)減小了油門,使汽車保持恒定功率P行駛,到t2時(shí)刻,汽車又開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為v,已知運(yùn)動(dòng)過程中汽車所受阻力f恒定不變,汽車牽引力F隨時(shí)間變化的圖象如圖所示,則()A.t1至t2時(shí)間內(nèi),汽車做加速運(yùn)動(dòng)B.F0=2fC.t2時(shí)刻之后,汽車將保持功率P0行駛D.v=v0答案D解析由題知,在t1時(shí)刻以前,汽車以速度v0勻速行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P0,牽引力為F0,則P0=F0v0;在t1時(shí)刻,司機(jī)減小了油門,汽車的功率突然減小為P,在該瞬間汽車的速度不變(仍為v0),由圖象知牽引力由F0突然減小為F0,所以P=F0v0,由可知P=P0(即汽車的功率突然減小為原來的一半)。由圖可知,t1至t2時(shí)間內(nèi),汽車受到的牽引力增大,功率不變,由P=Fv可得,汽車行駛的速度減小,所以汽車做減速運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),牽引力與阻力平衡,所以F0=f,故B錯(cuò)誤;由題可知,t1時(shí)刻后汽車的功率保持恒定,由前面分析知,汽車的功率將保持P=P0不變,故C錯(cuò)誤;由題知,到t2時(shí)刻,汽車又開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為v,由圖可知,汽車再次做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力與最初做勻速運(yùn)動(dòng)的牽引力大小相等,均為F0,根據(jù)P=Fv可得第二次做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v=v0。13.(2019湖南長沙中考)如圖,小海在研究“物體的動(dòng)能與哪些因素有關(guān)”時(shí),將質(zhì)量為m的小鋼球從斜槽的某高度h處由靜止釋放,鋼球運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí),將水平面上靜止的木塊撞出一段距離s。小海的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象記錄如下:實(shí)驗(yàn)次數(shù)123鋼球質(zhì)量m/g204060鋼球下落高度h/cm202020木塊滑行距離s近較遠(yuǎn)遠(yuǎn)(1)上述3次實(shí)驗(yàn)中,第次實(shí)驗(yàn)鋼球滑到斜槽底端時(shí)動(dòng)能最大; (2)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:當(dāng)速度一定時(shí),鋼球的質(zhì)量越大,動(dòng)能越,這個(gè)結(jié)論可用于解釋汽車(選填“超速”或“超載”)帶來的危害。 答案(1)3(2)大超載解析(1)因?yàn)椴煌|(zhì)量的物體從相同高度自由下滑到達(dá)斜面底端的速度是相同的。三個(gè)小球從斜槽的某高度h處由靜止釋放,鋼球運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)速度相同,三個(gè)小球的質(zhì)量越大,推動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)越遠(yuǎn),對(duì)木塊做功越大,說明小球的動(dòng)能越大,所以第三次實(shí)驗(yàn)中小球動(dòng)能最大。(2)上面數(shù)據(jù)得出:當(dāng)速度一定時(shí),鋼球的質(zhì)量越大,動(dòng)能越大。汽車超速是因?yàn)樗俣却笤斐蓜?dòng)能大,汽車超載是因?yàn)橘|(zhì)量大造成的動(dòng)能大。14.某型號(hào)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為4104 W,在水平路面上勻速行駛時(shí)受到的阻力是1 600 N。在額定功率下,當(dāng)汽車勻速直線行駛時(shí),求:(1)發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的牽引力大小;(2)汽車行駛10 min牽引力所做的功;(3)汽車行駛10 min行駛的路程。答案(1)1 600 N(2)2.4107 J(3)1.5104 m解析(1)因?yàn)槠囋谒铰访鎰蛩傩旭?受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力,所以,發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的牽引力F=f=1 600 N;(2)行駛時(shí)間t=10 min=600 s,汽車牽引力所做的功W=Pt=4104 W600 s=2.4107 J;(3)由W=Fs得,汽車行駛的路程s=1.5104 m。課時(shí)2基礎(chǔ)夯實(shí)1.(2019江蘇揚(yáng)州中考)如圖所示,用細(xì)繩吊著一個(gè)物塊,靜止靠在墻壁上。剪斷細(xì)繩的同時(shí),用一個(gè)由零逐漸增大的水平作用力F壓在物塊上,墻壁足夠高,則物塊()A.運(yùn)動(dòng)速度變大B.所受摩擦力變大C.動(dòng)能先變大后不變D.機(jī)械能先減小后不變答案D解析用細(xì)繩吊著一個(gè)物塊,靜止靠在墻壁上,此時(shí)重力與拉力是一對(duì)平衡力,當(dāng)剪斷細(xì)繩時(shí),拉力消失,但同時(shí)用一個(gè)由零逐漸增大的水平作用力F壓在物塊上,則物塊對(duì)墻面產(chǎn)生壓力,進(jìn)而產(chǎn)生沿墻壁向上的摩擦力,且摩擦力隨著壓力的增大而變大;開始時(shí)摩擦力較小,小于重力,物塊向下做加速運(yùn)動(dòng);隨著摩擦力的增大,摩擦力大于重力后,向下做減速運(yùn)動(dòng);所以,摩擦力先逐漸增大,當(dāng)速度減小為0,摩擦力突然減小,減小到與重力相等后不再變化。則:物塊的速度先變大再變小后不變,故A錯(cuò)誤;物塊所受摩擦力先變大再變小后不變,故B錯(cuò)誤;物塊的動(dòng)能先變大再變小后不變,故C錯(cuò)誤;物塊向下滑落的過程中,需要克服摩擦力做功,機(jī)械能減小;當(dāng)物塊靜止后,機(jī)械能不再變化,故機(jī)械能先減小后不變,故D正確。2.一輛汽車先在平直公路上沿直線向前勻速行駛,途中勻速行駛經(jīng)過一段上坡路面,上坡后繼續(xù)沿平直公路向前勻速行駛。如果汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率始終保持不變,上坡過程需改變速度,增大牽引力。則汽車行駛路程s隨時(shí)間t的變化關(guān)系可能是()答案D解析由題知,汽車先在平直公路上勻速行駛,再在上坡路面勻速行駛,最后又在平直公路上勻速行駛,汽車在上坡路面行駛時(shí),牽引力增大,所以汽車在整個(gè)行駛過程中,汽車的牽引力由小變大再變小;而汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率始終保持不變,由P=Fv可知,汽車在上坡路面勻速行駛時(shí)速度會(huì)變小,在上坡路面前后速度是相同的。在s-t圖象中,傾斜的直線表示s與t成正比,即物體做勻速直線運(yùn)動(dòng);且圖線越靠近s軸(傾角越大),說明物體速度越大。A圖中,圖線是傾斜的直線,說明汽車一直做勻速直線運(yùn)動(dòng),不符合題意;B圖中,圖線表示汽車的速度先變大后變小,不符合題意;C圖中,中間部分表示汽車往回行駛,不符合題意;D圖中,圖線表示汽車的速度先變小后變大,且經(jīng)過上坡路面前后速度是相同的,符合題意。3.運(yùn)動(dòng)員站在地面用力豎直下拋乒乓球,球碰地后會(huì)彈跳到高于原拋球的位置。乒乓球在運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能E隨時(shí)間t變化的圖象最接近的是()答案C解析運(yùn)動(dòng)員站在地面上用力豎直下拋乒乓球,整個(gè)過程中乒乓球的質(zhì)量不變,用力豎直向下拋球,乒乓球有一定的速度,最初的動(dòng)能不為零;向下運(yùn)動(dòng)的過程中,乒乓球的速度變大,動(dòng)能變大;剛接觸地面時(shí),乒乓球的速度最大,動(dòng)能最大;乒乓球離開地面上升過程中,速度減小,動(dòng)能減小,到最高點(diǎn)時(shí)速度為零、動(dòng)能為零;所以,C圖反映了乒乓球在運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能E隨時(shí)間t的變化關(guān)系。4.如圖甲所示,小球從某高度處靜止下落到豎直放置的輕彈簧上并壓縮彈簧。從小球剛接觸彈簧到將彈簧壓縮最短的過程中,得到小球的速度v和彈簧被壓縮的長度l之間的關(guān)系,如圖乙所示,其中b為曲線最高點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力,彈簧在整個(gè)過程中始終發(fā)生彈性形變,則小球()A.運(yùn)動(dòng)過程機(jī)械能不變B.運(yùn)動(dòng)過程重力勢能一直增大C.小球的動(dòng)能先增大后減小D.在b點(diǎn)時(shí)彈力最大答案C解析從小球剛接觸彈簧到將彈簧壓縮最短的過程中,不計(jì)空氣等阻力,小球的機(jī)械能不斷轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能,彈簧的彈性勢能不斷增大,小球的機(jī)械能一直在減小,故A錯(cuò)誤;小球在下落過程中,高度一直減小,重力勢能一直減小,故B錯(cuò)誤;據(jù)圖乙可知,小球的速度先變大,后變小,所以小球的動(dòng)能先變大,后變小,故C正確;在上述過程中,小球受豎直向上的彈力、豎直向下的重力。開始時(shí),重力大于彈力,合力向下,小球速度越來越大。隨彈簧壓縮量的增大,彈力越來越大,當(dāng)彈力與重力相等時(shí),合力為零。小球再向下運(yùn)動(dòng),彈力大于重力,合力向上,小球速度減小,當(dāng)在c點(diǎn)時(shí),彈簧的形變最大,彈力最大,彈性勢能最大,故D錯(cuò)誤。5.正交分解法是物理中常用的一種等效處理方法,如圖甲,力F可以分解成兩個(gè)相互垂直的分力F1、F2,圖乙中,物體A在與水平方向成37角的拉力F作用下在水平地面上向右運(yùn)動(dòng)了5 m,已知F=8 N,(cos 37=0.8,sin 37=0.6,g取10 m/s2)則此過程中拉力F所做的功為 J。 答案32解析拉力F做功WF=Fscos 37=8 N5 m0.8=32 J。6.圖甲所示是小明從家到學(xué)校的一條水平公路,愛動(dòng)腦筋的他做了這樣的設(shè)想:要是將從家到學(xué)校的路挖成一個(gè)“V”字形,如圖乙所示,那么只要從家騎上自行車后,不用剎車也不用蹬腳踏板,等車停下來就可以到達(dá)學(xué)校了。請(qǐng)你從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度分析小明的設(shè)想在現(xiàn)實(shí)生活中不能實(shí)現(xiàn)的原因是 。 答案一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能解析騎車過程中要克服車輪與地面、轉(zhuǎn)軸間的摩擦和空氣阻力做功,一部分機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,機(jī)械能減小,所以不蹬腳踏板不能到達(dá)學(xué)校。7.小明在參觀科技館時(shí),發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的器材,當(dāng)把錐體放在斜面底部時(shí),發(fā)現(xiàn)錐體開始自己往上“爬”,該裝置可簡化成右圖,圖中圓心為錐體的重心,錐體“爬坡”過程中,重力勢能在(選填“增大”“減小”或“不變”)。 答案減小解析據(jù)題圖可知,在錐體開始自己往上“爬”的過程中,質(zhì)量不變,其重心的位置不斷降低,所以錐體高度降低,所以錐體的重力勢能一直減小。8.高為h的光滑滑槽固定在水平地面上,質(zhì)量為m的小球從滑槽頂端由靜止開始運(yùn)動(dòng)(如圖),到達(dá)滑槽底端的速度為v,此過程中小球的機(jī)械能大小(選填“變大”“變小”或“不變”),若小球在滑槽頂端時(shí)重力勢能為mgh,在滑槽底端時(shí)動(dòng)能為mv2,且h=0.2 m,則小球滾到滑槽底端時(shí)的速度為 m/s。(不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s2) 答案不變2解析因?yàn)橘|(zhì)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,在此過程中(不計(jì)空氣阻力)只有重力做功,則機(jī)械能守恒,所以此過程中小球的機(jī)械能大小不變;由于此過程機(jī)械能守恒,則有mgh=mv2,將h=0.2 m,g=10 m/s2代入上式,解得v=2 m/s。能力提升9.某同學(xué)在探究重力勢能的實(shí)驗(yàn)中,用三個(gè)體積相同的小球,質(zhì)量關(guān)系為m1m2=m3,由靜止豎直下落到細(xì)沙盤中,實(shí)驗(yàn)的情景如圖所示。(1)分析甲、乙兩種情況可知,重力勢能的大小與物體的有關(guān)。 (2)小球落入細(xì)沙后,速度不斷減小直至靜止,它的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為能。 (3)同學(xué)們還發(fā)現(xiàn)小球離地面越高,下落到地面所用的時(shí)間越長,他們測出了小球自由下落高度h和下落時(shí)間的二次方t2的數(shù)據(jù)如下表,分析數(shù)據(jù),寫出h與t2的關(guān)系式為。 試驗(yàn)次數(shù)123456h/m2.454.97.359.812.2514.7t2/s20.51.01.52.02.53.0答案(1)質(zhì)量(2)內(nèi)(3)h=4.9t2解析(1)分析甲、乙兩種情況可知,小球的質(zhì)量m1m2,從相同的高度落下,觀察到質(zhì)量更大的乙陷入沙子的深度更深,即最初乙的重力勢能更大,由此可知重力勢能的大小與物體的質(zhì)量有關(guān);(2)小球落入細(xì)沙后,與沙子摩擦,速度不斷減小直至靜止,它的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;(3)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,小球下落高度與所用時(shí)間的平方的關(guān)系是h=4.9t2。10.(2019湖南婁底中考)如圖是探究“物體的動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖,其中,mA=mBmC,hA=hChB。(1)實(shí)驗(yàn)中,探究的動(dòng)能是指(填序號(hào))。 A.小球在斜面上的動(dòng)能B.小球撞擊木塊時(shí)的動(dòng)能C.小球撞擊木塊后的動(dòng)能D.木塊被小球撞擊的動(dòng)能(2)使質(zhì)量相同的小球從斜面上不同高度處自由滾下,是為了研究動(dòng)能大小與的關(guān)系。 (3)在做了探究“物體動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)后,有些同學(xué)對(duì)“質(zhì)量不同的小球從同一光滑斜面同一高度由靜止開始滾下,剛到達(dá)底部時(shí)的速度大小相等”有疑惑,小明設(shè)計(jì)了如圖2所示的實(shí)驗(yàn):讓質(zhì)量不同的小球A、C同時(shí)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(duì)運(yùn)動(dòng)情況,若C球相對(duì)于A球(選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”),就可以說明任一時(shí)刻兩球的速度大小相等。 表面毛巾棉布木板摩擦力最大較大最小小車運(yùn)動(dòng)距離最近較遠(yuǎn)最遠(yuǎn)(4)完成實(shí)驗(yàn)后,同學(xué)們還聯(lián)想到以前學(xué)習(xí)牛頓第一定律時(shí),也用到了斜面:讓同一小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下,在三個(gè)不同的表面上能滑行的距離不同(如上表),小車在這三個(gè)表面上滑行的過程中克服摩擦力做功(選填“相等”或“不相等”)。 答案(1)B(2)速度(3)靜止(4)相等解析(1)據(jù)題意可知,實(shí)驗(yàn)中探究小球動(dòng)能,即小球撞擊木塊時(shí)的動(dòng)能的大小,故選B;(2)使質(zhì)量相同的小球從斜面上不同高度處自由滾下,則小球到達(dá)水平面時(shí)的速度不同,所以,這是為了研究動(dòng)能大小與物體速度的關(guān)系;(3)讓質(zhì)量不同的小球A、C同時(shí)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(duì)運(yùn)動(dòng)情況,若任一時(shí)刻兩球的速度大小相等,即以任何一個(gè)小球?yàn)閰⒄瘴?另一個(gè)小球都是靜止的,所以若C球相對(duì)于A球靜止,就可以說明任一時(shí)刻兩球的速度大小相等;(4)讓小車從同一高度由靜止下滑,根據(jù)決定重力勢能大小的因素可知,最初小車的重力勢能相同,下滑到水平面時(shí)的動(dòng)能也相同,在不同的材料表面上運(yùn)動(dòng)時(shí),最終停下來后,動(dòng)能全部轉(zhuǎn)為內(nèi)能,克服摩擦力做了多少功就有多少動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以,在三個(gè)表面克服摩擦力做功相等。11.(2018湖北荊門中考)一輛質(zhì)量2 t的汽車,在平直公路上以額定功率80 kW從靜止開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)15 s運(yùn)動(dòng)200 m恰好達(dá)到最大速度,接著勻速運(yùn)動(dòng)25 s關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),滑行100 m停下。其v-t圖象如圖所示。已知汽車在運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力恰為車重的(g取10 N/kg),求:(1)整個(gè)過程中發(fā)動(dòng)機(jī)做的功;(2)汽車的最大速度vm;(3)全程中汽車的平均速度v。答案(1)3.2106 J(2)20 m/s(3)16 m/s解析(1)由題意可知,整個(gè)過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間t=15 s+25 s=40 s,整個(gè)過程中發(fā)動(dòng)機(jī)做的功W=Pt=80103 W40 s=3.2106 J;(2)汽車的重力G=mg=2 000 kg10 N/kg=2104 N,由題意和圖象可知,1540 s汽車的速度最大且做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)二力平衡條件和題意可得,汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力F=f=G=2104 N=4 000 N,由P=Fv可得,汽車的最大速度vm=20 m/s;(3)勻速運(yùn)動(dòng)的路程s2=vmt2=20 m/s25 s=500 m,由圖象可知,滑行100 m用的時(shí)間t3=10 s,則全程中汽車的平均速度v=16 m/s。12.(2019安徽一模)物體的動(dòng)能等于物體的質(zhì)量與物體速度的二次方的乘積的一半,即E動(dòng)=mv2,物體的重力勢能等于物體所受重力與高度的乘積,即E勢=mgh。現(xiàn)將一定質(zhì)量的小球在水平桌面上以豎直向上的速度v0=20 m/s擲出,不計(jì)空氣阻力,g取10 N/kg,求:(1)小球能達(dá)到的最大高度;(2)當(dāng)小球的動(dòng)能與其重力勢能相等時(shí),小球的速度。答案(1)20 m(2)14 m/s解析(1)設(shè)小球在水平桌面上時(shí)重力勢能為0,不計(jì)空氣阻力,小球上升時(shí),小球的動(dòng)能全轉(zhuǎn)化為重力勢能,則達(dá)到最大高度H時(shí)mgH=,解得H=20 m;(2)當(dāng)小球的動(dòng)能與其重力勢能相等時(shí),mgh=mv2=,解得此時(shí)小球的速度v2=,解得v=v00.720 m/s=14 m/s。16