第十一章 机械功与机械能 习题课件（全章共8份打包）

(共16张PPT)
教材改编题—基础题
知识点1　怎样才叫做功
1. (教材P2素材改编)下列说法正确的是(　　)
A. 司机用很大的力也未能推动小汽车，司机对小汽车做了功
B. 足球被踢出去后在草坪上滚动，人对足球做了功
C. 小红将一桶水用绳子拉上二楼，拉力对桶做了功
D. 小明提着滑板在水平路面上前行，拉力对滑板做了功
C
知识点2　怎样测算功
2. (教材P2素材改编)小红站在二楼楼顶将一小球由静止释放，如图所示是小球由静止下落的路程与时间关系图像，下图中描述重力对小球做功大小与时间关系正确的是(　　)
C
3. (教材P6第4题改编)如图所示是一张出租车的发票，假如这辆出租车在平直的公路上匀速直线行驶，它的牵引力为3×103 N，则该车的牵引力做功为__________J，该车的行驶速度为_____m/s.
1.215×107
13.5
知识点3　机械功原理
4. (教材P6素材改编)对于机械做功，下列说法中正确的是(　　)
A. 省距离的机械可以省功，但一定费力
B. 省力的机械可以省功，但一定费距离
C. 省力的机械一定费距离，但不省功
D. 使用任何机械都可以省功，但不省力
C
综合题
角度1　水平类做功计算
5. 如图所示，用大小为10 N的水平推力F推着重为20 N的物体沿水平方向做匀速直线运动，物体前进了7 m，则物体受到的摩擦力为___N，重力做的功为___J，摩擦力做的功为___J.
10
0
70
6. 如图所示，先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面和粗糙水平面上沿力的方向推动相同的距离s，该力在这两个过程中所做的功分别为W1、W2，则它们的大小关系为W1___W2(选填“>”“<”或“＝”)．
＝
角度2　竖直类做功计算
7. 如图所示，某人用沿斜面向上的推力F1将一重物匀速推至斜面顶端，假设斜面光滑，此时降低斜面的倾斜程度，再次用沿斜面向上的推力F2将同一重物匀速推至斜面顶端，两次推力做功分别为W1和W2，则下列判断正确的是(　　)
A. F1>F2；W1F2；W1＝W2
C. F1＝F2；W1<W2 　 D. F1＝F2；W1＝W2
B
8. 如图所示，不计空气阻力，小明用大小恒定的水平推力F，将一重为G＝50 N的物体，沿长L＝5 m、高h＝3 m的斜面匀速推到斜面顶端，物体受到的摩擦力为10 N，则物体克服重力做的功为____J，推力做的功为_____J.
150
200
9. 小明把质量为6 kg的物体放到电梯底板的压力传感器上，如图甲所示．在电梯上升过程中通过速度传感器和压力传感器测得v－t和F－t图像如图乙、丙所示．(g取10 N/kg)求：
(1)物体的重力；
(2)电梯在0～2 s内的平均速度；0～12 s内
电梯上升的总高度；
(3)在0～12 s内压力传感器对物体所做的功．
(1)解：物体的重力
G＝mg＝6 kg×10 N/kg＝60 N
(2)解：0～2 s内电梯上升的高度h1＝ vt1＝ ×5 m/s×2 s＝5 m
电梯在0～2 s内的平均速度v＝ ＝ ＝2.5 m/s
2～10 s内电梯上升的高度h2＝vt2＝5 m/s×8 s＝40 m
10～12 s内电梯上升的高度h3＝ vt3＝ ×5 m/s×2 s＝5 m
(关键点：在某段时间内移动的距离等于v－t图像中图线与时间轴所包围的“面积”的大小)
0～12 s内电梯上升的总高度h＝h1＋h2＋h3＝5 m＋40 m＋5 m＝50 m
(3)解：0～2 s内压力传感器对物体所做的功
W1＝F1h1＝75 N×5 m＝375 J
2～10 s内压力传感器对物体所做的功
W2＝F2h2＝60 N×40 m＝2 400 J
10～12 s内压力传感器对物体所做的功
W3＝F3h3＝45 N×5 m＝225 J
在0～12 s内压力传感器对物体所做的功
W＝W1＋W2＋W3＝375 J＋2 400 J＋225 J＝3 000 J
创新题
10. [挑战题](跨学科实践)步行不仅是一种简易的健身运动，而且还能方便地对一些长度进行估测．
(1)小华用刻度尺测出自己的步距如图甲所示，他从教学楼的一端走到另一端，一共走了84步，这个过程用时42 s，则他的步行速度是多少？
(1)解：由图甲可知，小华的步距为50.0 cm＝0.5 m
小华走84步的距离
s＝84×0.5 m＝42 m
他的步行速度
(2)小华根据自己的腿长和步距画出了如图乙所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功，如果小华的质量为50 kg，求小华每走一步克服重力所做的功是多少？(g取10 N/kg)
(2)解：(关键点：a.当人处于①状态时，人的重心在a点；当人处于②状态时，人的重心在b点；b.通过数学的勾股定理可求
出人处于①状态时的重心高度)
由解图①可知，重心最低为
h1＝ cm＝60 cm
则小华走路时，重心升高h＝h2－h1＝65 cm－60 cm＝5 cm＝0.05 m
小华的重力G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N
则小华每走一步克服重力所做的功
W＝Gh＝500 N×0.05 m＝25 J
(3)资料表明，人步行时消耗的能量大于克服重力所做的功．请你分析一下，人步行时还在哪些方面消耗能量？(写出一条即可)
(3)解：四肢的运动要消耗能量．(合理即可)(共15张PPT)
教材改编题—基础题
知识点1　比较做功的快慢
1. 为了比较做功的快慢，甲、乙两位同学比赛搬砖，具体过程如图所示：
(1)比较a和b两图可得：在相同的时间内，___做的功多，___做功快．
(2)比较a和c两图可得：_____相同时，___用的时间多，____做功慢．
甲
甲
做功
乙
乙
知识点2　认识功率
2. (教材P10第2题改编)如图所示，举重运动员用时1 s将140 kg的杠铃从地面提到0.5 m的高度，稍作缓冲后接着将杠铃举到1.7 m的高度并保持3 s，共用时5 s，则运动员克服杠铃重力做的功为_______J，在保持过程中做功的功率为__W．(g取10 N/kg)
2 380
0
综合题
角度1　水平运动类功率计算
3. 如图所示，在半径为R＝80 cm的油桶外绕几圈绳子，在绳子的引出端作用一水平拉力F＝60 N，使油桶在6 s内沿水平方向滚动了一周，在这个过程中，油桶的平均滚动速度是___m/s；拉力F的功率是____W.(π取3)
0.8
96
4. 如图甲所示，小明用弹簧测力计拉着木块在木板上做匀速直线运动，两次木块运动的距离相同，图乙是两次木块运动的距离随时间变化的图像，木块第一次受到的摩擦力________第二次受到的摩擦力；第一次拉力做的功________第二次拉力做的功；第一次拉力的功率________第二次拉力的功率．(均选填“大于”“小于”或“等于”)
等于
等于
小于
☆交通标识牌类问题
5. 图甲和图乙分别为港珠澳大桥上某处的距离和限速标志牌．若小客车受到的阻力恒为3 600 N，则小客车从此位置到珠海出口至少需要_____h，小客车的最大功率为________W.
0.29
1×105
6. 一款无人驾驶的电动汽车总质量为1.5×103 kg，其沿平直的公路匀速直线行驶，如图所示为性能测试的相关数据，已知汽车的功率为1.5×104 W，则汽车通过两测试点牵引力做的功为________J，此过程中汽车受到的阻力为________N.
2.7×106
1.5×103
7. 当今世界最长的跨海大桥——港珠澳大桥，全长55 km，一辆质量为1 t的汽车以最大速度匀速直线通过大桥，共用时0.55 h．已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，g取10 N/kg.求：
(1)汽车匀速行驶时的速度；
(2)汽车匀速行驶过程中，牵引力所做的功；
(3)若汽车在桥上以额定功率55 kW从静止开始运动，
经15 s运动115 m恰好达到某速度，接着按照该速度
匀速直线运动25 s，再关闭发动机，滑行了85 m之后
停下，其v－t图像如图所示，全程中汽车的平均速度v′.
(2)汽车的重力G＝mg＝1×103 kg×10 N/kg＝1×104 N
汽车在运动过程中受到的阻力f＝0.2G＝0.2×1×104 N＝2×103 N
因汽车做匀速直线运动，所以牵引力F＝f＝2×103 N
则牵引力所做的功
解：(1)汽车匀速行驶时的速度
(3)根据 可得汽车匀速直线运动阶段的速度
由 可得，匀速直线运动的路程
s2＝vmt2＝27.5 m/s×25 s＝687.5 m
则全程汽车的平均速度
角度2　竖直运动类功率计算
8. 将重为2 000 N的建筑材料通过起重机吊起10 m，已知起重机克服重力做功的功率为500 W，则起重机克服材料重力做的功为_______J，所用时间为____s.
2×104
40
9. 用无人机将水平地面上的物体向上拉起，图甲表示拉力F的大小随时间t的变化关系，图乙表示物体的运动速度v随时间t的变化关系，g取10N/kg.求：
(1)30 s内物体上升的平均速度；
(2)在20～30 s内，拉力F对物体做功的功率；
(3)在0～30 s内，拉力F对物体做的总功．
(2)由图甲可知，在20～30 s内，拉力F3＝50 N，
由图乙可知，在20～30 s内，速度v3＝10 m/s
拉力F对物体做功的功率
P＝F3v3＝50 N×10 m/s＝500 W
解：(1)由图乙可知，0～10 s物体运动的路程s1＝0
10～20 s物体运动的路程为s2 ＝ ×10 s＝50 m
20～ 30 s物体运动的路程为s3＝10 m/s×10 s＝100 m
30 s 内物体上升的平均速度大小为v 5 m/s
(3)由图甲、乙可知，W1＝0 J，由图甲可知，10～20 s内拉力F2为55 N
拉力F2做的功W2＝F2s2＝55 N×50 m＝2 750 J
由图甲可知，20～30 s内拉力F3为50 N
拉力F3做的功W3＝F3s3＝50 N×100 m＝5 000 J
在0～30 s内，拉力F对物体做的总功
W总＝ W1＋W2＋W3＝0 J＋2 750 J＋5 000 J＝7 750 J
创新题
10. [挑战题](科学探究)小明的爸爸将一桶水搬到3楼的家里，小明想用所学的物理知识测量爸爸搬水的过程中对这桶水做功的功率．
(1)测量原理是_______________．
(2)该实验所需要的器材有：电子秤、卷尺、______．
秒表
(3)小明设计的测量步骤如下，其中不必要的是___．
A. 测出这桶水的重力
B. 测出两层楼的楼梯总长度
C. 测出两层楼的竖直高度
D. 测出上楼所用的时间
(4)请你在下面的空白处帮小明设计一个记录实验数据的表格．
B
一桶水的重力G/N 两层楼的竖直高度h/m 上楼所用的时间t/s 做功的功率P/W(共16张PPT)
教材改编题—基础题
知识点1　什么是有用功与额外功
1. (教材P11素材改编)小明用挖掘机把一些泥土从坑底运上平地．在此过程中(　　)
A. 挖掘机克服自身重力所做的功是总功
B. 挖掘机克服泥土重力所做的功是有用功
C. 挖掘机克服泥土重力所做的功是额外功
D. 挖掘机克服抓斗的重力所做的功是有用功
B
知识点2　什么是机械效率
2. (教材P13图改编)如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图，它由4个定滑轮和2个动滑轮组成，已知2个动滑轮和衣架的总重力为50 N，某次晾晒时将150 N的衣物匀速提起1.2 m，在此过程中，绳端拉力做的总功为____J；整个装置的机械效率为_____．
240
75%
综合题
角度1　水平方向的滑轮、滑轮组
3. 为了改善老旧住宅楼的保暖效果，某县开展了“暖房子工程”，由于操作空间有限，采用了如图所示的提升装置．拉力F为500 N，在5 s内将质量为20 kg的建筑材料匀速提升了6 m．(g取10 N/kg)下列判断正确的是
(　　)
A. 建筑材料的上升速度为2.4 m/s
B. 拉力的功率1 200 W
C. 该装置的机械效率为80%
D. 只增大提升速度，装置的机械效率会增大
C
4. 如图所示，已知物体受到水平地面的摩擦力为240 N，在绳子自由端用F＝150 N的力通过滑轮组水平匀速拉重为1 200 N的物体，已知摩擦力做功的功率为72 W，则物体在2 s的时间内移动了___m，滑轮组的机械效率为_____．
0.6
80%
5. 如图所示，重为800 N的物体在100 N水平匀速拉力的作用下，向左匀速移动了2 m，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中拉力F所做的功是____J，物体与地面间的摩擦力是____N.
600
180
角度2　竖直方向的滑轮、滑轮组
6. 用如图所示滑轮组将重为200 N的物体匀速提升3 m，绳重和摩擦忽略不计，人对绳的拉力为125 N，则动滑轮的重力为___N，滑轮组的机械效率为_____．如果人的体重为600 N，绳子能承受的最大拉力为800 N，用此滑轮组能提升的最大物重为_____N.
50
80%
1 150
7. 某人用如图所示的滑轮组拉着物体A沿水平方向以0.5 m/s的速度匀速向左运动，已知物体A移动过程中受到地面的摩擦力为200 N，滑轮组的机械效率为80%，则人对绳子的拉力做功的功率为____W，动滑轮的重力为___N．(忽略绳重和摩擦)
125
50
8. 一个质量为70 kg的工人，用如图所示的装置(包括滑轮组及装金属块的托板)提升一堆相同的金属块，已知装金属块的托板重200 N，每块金属块重100 N，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，当工人匀速将10块金属块提升3 m时，此装置的机械效率为80%.(g取10 N/kg)求：
(1)工人做的额外功是多少；
解：(1)10块金属块的重力G金＝10×100 N＝1 000 N
有用功W有＝G金h＝1 000 N×3 m＝3 000 J
由 可得，工人做的总功
由W总＝W有＋W额可得，工人做的额外功
W额＝W总－W有＝3 750 J－3 000 J＝750 J
(2)动滑轮重力是多少；
解：(2)由图可知，绳子的有效段数n＝2，故绳子自由端移动的距离s＝2h
由 绳子自由端的拉力
不计绳重和摩擦，则有F＝ (G金＋G动＋G板)
代入数据解得：G动＝50 N
(3)该工人站在地面上用此装置提升金属块的过程中，此装置
的机械效率最高可达多少．(计算结果保留一位小数)
解：(3)(关键点：提升金属块的数量越多，机械效率越高，
根据人的重力可知最大的拉力，从而求得最多提升金属块的数量)
绳子自由端的最大拉力F大＝G人＝mg＝70 kg×10 N/kg＝700 N
最大拉力F大＝ (G金′＋G动＋G板)
代入数据解得，能提升的最大金属块重G金′′＝1 150 N
因为每块金属块重100 N，所以最多能提升金属块的数量为11块
实际能提升的最大金属块重G金″＝1 100 N
此时拉力F′＝ (G金″＋G动＋G板)＝ ×(1 100 N＋50 N＋200 N)＝675 N
则此装置的最大机械效率
角度3　其他
9. 如图所示，工人用一均匀杠杆将重为1 000 N的货物匀速提高1 m，如果动力臂与阻力臂之比为2∶1，而工人所用的拉力为600 N．则在此过程中杠杆的机械效率为________(保留一位小数)，如果克服摩擦做功40 J，则此杠杆的自重为_____N.
83.3%
160
10. 小明家搬家时，为将一储物柜搬上车，在地面与车厢地板间放置一斜木板，用10 s将重为60 kg的储物柜沿木板从地面匀速推上车厢，所用推力为300 N，如图所示，则储物柜移动的速度为____m/s，推力对储物柜做功的功率为___W，斜面的机械效率为_____．(g取10 N/kg)
0.2
60
80%
创新题
11. [挑战题](数形结合)如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105 N的物体匀速提起，在10 s时间内绳子自由端移动的距离为s＝3 m．图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图像.(不计滑轮与绳之间的摩擦)求：
(1)动滑轮的重力；
解：(1)由图甲可知，绳子的有效段数n＝3，则绳端的拉力F＝ (G＋G动)
由图乙可知，绳自由端的拉力F＝50 N，则动滑轮的重力G动＝3F－G＝3×50 N－105 N＝45 N
(2)图乙中阴影部分的面积表示的是哪个物理量，并计算出该物理量的大小；
解：(2)图乙中阴影部分的面积表示的是滑轮组做的总功，其值为W总＝Fs＝50 N×3 m＝150 J
(3)滑轮组提升该重物时的机械效率．
解：(3)重物移动的距离h＝ s＝ ×3 m＝1 m
滑轮组做的有用功W有＝Gh＝105 N×1 m＝105 J
滑轮组的机械效率 ＝70%(共12张PPT)
教材改编题—基础题
知识点　测量滑轮组的机械效率
1. (教材P12素材改编)在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如下表所示．
【设计与进行实验】
实验次数 钩码重G/N 钩码上升的高度h/m 绳端拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 2 0.2 1.2 0.6 55.6%
3 4 0.1 1.9 0.3 70.2%
4 4 0.1 1.3 0.5
(1)该实验的原理是_______________．
(2)实验中应沿竖直方向_____拉动弹簧测力计．
匀速
【分析论证及解释】
(3)分析表中数据可知，第4次实验是用___图所示装置来完成的，机械效率为________. (保留一位小数)
(4)通过比较 1、2 两组数据可得出：使用同一滑轮组提升相同的重物，滑轮组的机械效率与重物上升的高度_______(选填“有关”或“无关”)．
(5)通过比较1、3两次实验数据可得出：
_______________________________________________________________.
丙
61.5%
无关
使用同一滑轮组提升重物时，重物的重力越大，滑轮组机械效率越高
【合作交流】
(6)某同学分析表格数据发现，随着物重的增加，滑轮组的额外功_______
(选填“变大” “变小”或“不变”)，与同学经过讨论，得出其原因可能是：________________________________．
(7)小明发现绳端移动的距离始终与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为：钩码数量一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮的机械效率；小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了．你认为________的看法是正确的．原因是：
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________.
变大
滑轮与绳、滑轮与轴之间的摩擦增大
小明
由 可知，机械效率与提升钩码的高度无关，故小明的看法正确
(8)根据以上结论和生活经验，若要提高滑轮组的机械效率，可采取的措施有______. (多选)
A. 减轻动滑轮重 B. 增加所提物体重
C. 机械加润滑油 D. 增加重物上升高度
ABC
综合题
2. 小明同学利用如图所示的实验装置探究杠杆的机械效率．请你完成下列问题：
(1)实验过程中，要竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，这样做的目的是：____________________________________________．
使弹簧测力计的示数和作用在杠杆上的拉力相等
(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，小明同学用该实验装置，先后将数量不同的钩码挂在A、B两点，测量并计算得到如表格中所示的两组实验数据，请将表中空白处数据补充完整．(保留1位小数)
次数 钩码悬 挂点 钩码总重G/N 钩码移动距离h/m 拉力F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 A 1.5 0.10 0.7 0.30 _______
2 B 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3%
71.4%
(3)根据表格中的实验数据可知：使用该杠杆提升钩码做功时，也存在额外功，不计空气阻力，其额外功的主要来源是：①_________；②____________________．
(4)根据表格中的实验数据不能得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重量有关，钩码越重其效率越高”的实验结论．其理由是：______________________________．
杠杆自重
杠杆支点处的摩擦
两次实验钩码没有挂在同一位置
(5)小明在上述实验中，如果保持钩码的重量及其悬挂点不变，只将弹簧测力计改为始终垂直杠杆向上匀速拉动，则在钩码从图中B位置不断被提升的过程中，弹簧测力计的示数将_____________(选填“变大”“变小”
“先变大后变小”或“不变”)．
先变大后变小
3. 斜面是一种省力机械，某实验小组的同学在探究“斜面的机械效率”时，提出以下猜想．
猜想1：斜面的机械效率与斜面的表面材料有关；
猜想2：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；
猜想3：斜面的机械效率与物体受到的重力大小有关．
为此他们设计了如图所示装置，收集的实验数据如下表所示：
实验次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率η
1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7%
2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1%
3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4%
4 较缓 10 0.2 4.8 1 41.7%
(1)实验时，用弹簧测力计________向上匀速拉动物块．
(2)分析表中的数据可得出：在其他条件一定时，斜面越平缓越___(选填“省”或“费”)力．
沿斜面
省
(3)比较1、4两次实验数据可以得出结论，对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力______(选填“有关”或“无关”)．
(4)[挑战题]该小组又进行了第5次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5 m和1 m，用弹簧测力计拉动重为5 N的物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5 N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为________(保留一位小数)；把第5次与第___次的测量结果相比较，还能得出：在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越___(选填“高”或“低”)．
无关
55.6%
2
低(共13张PPT)
教材改编题—基础题
知识点1　什么是能
1. (教材P14素材改编)下列关于能量的说法正确的是(　　)
A. 做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量
B. 物体具有的能量越大，它做的功就越多
C. 物体做的功越多，它具有的能量就越多
D. 做功的物体具有能量，具有能量的物体不一定做功
D　
知识点2　动能的大小跟哪些因素有关
2. (教材P15活动1改编)如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由_____释放，撞击同一水平面上的同一纸盒，纸盒移动一段距离后停止．
静止
(1)小球的动能大小是通过_________________来反映的．
(2)分析比较甲、乙两次实验可知，同一小球在斜面上所处位置越高，到达水平面的速度_____，纸盒在水平面上被推得越___，表明小球具有的动能_____．
(3)分析比较________两次实验可知，
不同质量的小球从斜面上的同一高度
由静止释放，到达水平面时的速度_____，
小球的质量越大，纸盒在水平面上被推得____，表明小球具有的动能____．
纸盒移动的距离　
越大
远
越大
甲、丙
相同
越远
越大
(4)由此可知：物体的动能与物体的______和_____有关，_____越大，____越大，物体具有的_____就越大．
(5)若装置的水平面绝对光滑，则_____(选填“能”或“不能”)得出结论．
质量
速度
质量
速度
动能
不能
知识点3　势能的大小跟哪些因素有关
3. (教材P17活动2改编)在“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中，已知木块A、B、C质量关系为mA＝mB＜mC.三个完全相同的木桩和三个木块从不同高度处释放时的位置如图甲所示，木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示．
(1)在此实验中，研究对象是木块，我们是通过观察____________________来比较木块重力势能的大小.
木桩陷入沙中的深度
(2)比较木块A和B将木桩打入沙中的深度可得：在质量一定
时，物体所处的高度越高，重力势能________；比较木块B
和C将木桩打入沙中的深度可得：在所处高度一定时，物体
的质量越大，重力势能_______．(均选填“越大”或“越小”)
(3)在小组讨论中，小明提议用橡皮泥代替沙子，小红提议用海绵代替沙子，你认为更合适的是________(选填“小明”或“小红”)的方法，理由是：_______________________________________.
越大
越大
小明
橡皮泥形变后不能恢复，便于前后进行比较
综合题
4. 世界上首颗可持续发展目标监测卫星SDGSAT－1在太原卫星发射中心成功发射，这是专门服务联合国2030年可持续发展议程的科学卫星．加速上升过程中，以地面为参照物，卫星是_______的，它的动能_____(选填“增大”“减小”或“不变”)．
运动
增大
5. 为使学生能在运动中享受乐趣、增强体质，中考将投掷实心球作为考试项目之一，如图是小兰掷出的实心球的运动轨迹图，则实心球在图中___(选填“a”“b”或“c”)点位置时重力势能最小．
c
6. 小球从高处落到竖直放置的轻质弹簧上，从刚接触轻质弹簧的瞬间到将弹簧压缩到最短的整个过程如图甲所示，请在图乙中画出小球的速度v和弹簧缩短的长度 ΔL关系的大致图像．
7. 小明和小华利用如图所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验．
(1)本实验中使小球获得动能的操作方法是：
___________________________________________，小球动能的大小是通过观察_________________来判断的，用到的研究方法是____________．
(2)如图甲、乙所示，木板固定在水平面上，分别将两小球由静止开始释放，与放置在水平木板上的两个相同木块分别发生碰撞，观察木块被撞击的距离．图中错误的操作是：___________________________________
_________________．
将小球拉到与竖直方向成一定角度时由静止释放
木块移动的距离
转换法
两次实验中未保持木块初始位置相同且小球初始高度不同
(3)小明改正了错误操作后，由静止释放两小球，发现图乙中的木块被撞击得较远，结论是：_______________________________________.
(4)小明在做图乙实验时，若木块被撞后滑出木板掉落，为防止因此造成木块损坏需要改进装置图，在不改变木板长度的情况下，
应采用以下____方法．(填字母)
A. 换用质量更小的小球 B. 给水平木板铺毛巾
C. 适当降低小球的高度 D. 换用一个较重的木块
在速度相同的情况下，质量越大，动能越大
A
创新题
8. [挑战题]五一小长假，小明一家驾车出游，小明发现高速公路旁有如图所示的限速警告标志．请回答下列问题：
(1)小明问爸爸，为什么要对机动车进行速度限制？爸爸对他
解释说：“主要是因为机动车的质量一定时，速度______，
机动车具有的______越大，它能做的功就越多，发生交通事
故时造成的损失就越大，所以对机动车的行驶速度要进行限制”．
越大
动能
(2)(科学思维)小明还发现，在相同道路上行驶的不同车型会有不同的最高时速限制，请你从动能的角度帮小明作出合理的解释：
____________________________________________________________________________________________________________________
(3)(开放性试题)为了减少交通事故的发生，可以采用哪些有效措施？(写出一条即可)
由于动能与质量和速度有关，对质量较小的车，其允许行驶的最大速度可以大些；对质量较大的车，其允许行驶的最大速度小一些
答：不要超速行驶(或保持安全车距等)．(共6张PPT)
综合题
1. 如图所示是游乐园的过山车游戏项目，下列选项说法正确的是(　　)
A. 过山车匀速攀升时，重力势能减小
B. 过山车匀速攀升时，动能增大
C. 过山车加速下降时，动能转化为重力势能
D. 过山车加速下降时，重力势能减小
D　
2. 如图是2022年冬奥会滑雪运动的一部分轨道．某运动员从高处A点由静止滑下，经过B点到达最低点O，然后到达另一侧与B点等高的C点时速度刚好为零．下列说法正确的是(　　)
A. 从A点到O点的过程，动能主要转化为重力势能
B. 从A点到O点的过程，机械能不断减小
C. 在B点和C点时的机械能相等
D. 从O点到C点的过程，动能不断增加
B
3. 如图所示，竖直放置的轻质弹簧的底部与地面接触，距弹簧顶端A点上方一定高度处有一质量为m的小球．小球从O点由静止下落，先后经过A、B、C三个点，到达B点时小球重力与弹簧的弹力大小相等，C点是小球到达的最低点(不计空气阻力)．下列说法正确的是(　　)
A. 到A点时，小球的动能最大
B. 到B点时，小球的机械能最大
C. 从A到B，小球的重力势能转化为小球的动能和弹簧的
弹性势能
D. 从A到C的过程中，小球的动能先减小后增大
C
4. 如图所示，物体M静止在光滑的水平面上，其重心为O点，两个弹簧K1、K2都处在自然长度，当用外力使物体M向右运动时，物体的机械能转化为弹簧的________能；两弹簧的弹性势能K1______，K2______．(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
弹性势
变大
变大
5. 小明在一个质量较小的玻璃瓶中，把橡皮筋和配重螺母按如图所示装配好．让玻璃瓶在水平地板上向前滚动，不一会玻璃瓶自己滚动回来，甚至可以来回滚动几次．根据实验请回答：
(1)玻璃瓶第一次向前滚动的过程中，主要是将
___能转化为橡皮筋的弹性势能．
(2)玻璃瓶第一次向回滚动的前半段路程中，橡皮筋的弹性势能将_______
(选填“增大”“不变”或“减小”)．
(3)玻璃瓶来回摆动的过程中，整个装置的机械能总量________(选填“增大”“不变”或“减小”)．
动
减小
减小
6. [挑战题]如图甲所示，竖直上抛的小球从A点以速度v0开始上升到B点后下落，最后回到A点．图乙中a、b分别为小球上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条大致图线，其中______是重力势能与高度的关系图线．小球在B点时________能最大，小球在整个过程中机械能_______(选填“增大”“减小”或“不变”)．(不计空气阻力)
b
重力势
不变　(共8张PPT)
综合训练
一、选择题(共2题，每题2分，共4分)
1. 滑雪是人们喜爱的运动．如图小明坐在轮胎上从雪道的a点由静止开始滑下，经最低点b滑行到右边坡道的最高点c，轮胎与雪道之间有摩擦.下列分析正确的是(　　)
A. 从a点到b点的过程中，小明的动能主要转化为重力势能
B. 经过b点时，小明的动能最大
C. 从b点到c点的过程中，小明的动能增大
D. 从a点到c点的过程中，小明的机械能保持不变
B
2. 如图甲所示，用滑轮组提升240 N的物体，拉力恒定不变，物体上升的高度s随时间t变化的关系如图所示，动滑轮的重力为60 N，不计摩擦和绳重．下列说法正确的是(　　)
A. 绳端拉力F大小为75 N
B. OA段拉力的功率为20 W
C. AB段滑轮组的机械效率为80%
D. AB段拉力功率是OA段的2倍，AB段和OA段滑轮组机械效率相等
C
二、填空题(共3题，每空1分，共7分)
3. 如图所示，水平地面上M点有一质量为60 kg的箱子，现用水平向左的推力将箱子沿直线匀速推至N点，所用时间30 s，MN间的距离为150 dm，若箱子在运动过程中所受阻力为自身重力的0.1倍，则从M到N点的过程中，箱子运动的速度是____m/s，推力对箱子做功的功率是___W.
(g取10 N/kg)
0.5
30
4. 如图是人们修建的盘山公路，有一质量为7 t的汽车，在2×104 N的牵引力作用下，沿盘山公路匀速行驶5.4 km爬到了高500 m的山顶．盘山公路的物理模型是斜面，人们使用斜面的好处是它可以_______；这辆汽车所受的重力是________N，行驶过程中，斜面的机械效率是_______．
(百分号前保留1位小数)
省力
7×104　
32.4%
5. [挑战题]如图所示，是运输车和联合收割机工作时的情景，关于其中涉及的物理知识，试从机械能角度提出一个问题并回答．
问题：___________________________________________
___________
回答：________________________________________.
工作过程中，随收割机匀速运动的运输车的机械能如何变化
匀速运动的运输车的质量增大，机械能增大
三、计算题
6. (9分)如图所示，拉力F为20 N，物体A以0.1 m/s的速度在表面足够长的物体B表面做匀速直线运动；物体B静止在地面上，受到地面水平向右8 N的摩擦力，弹簧测力计示数为22 N，求：
(1)物体A受到的摩擦力；
解：(1)物体B静止在地面上，处于平衡状态，则水平方向上物体B受到弹簧测力计向右的拉力与地面水平向右8 N的摩擦力之和等于物体A对它向左的摩擦力，即fAB＝22 N＋8 N＝30 N，由于力的作用是相互的，物体A受到的摩擦力为f＝fAB＝30 N
(2)拉力F的功率；
解：(2)由图知，水平使用滑轮组，n＝2，
拉力端移动速度v＝2v物＝2×0.1 m/s＝0.2 m/s
则拉力做功的功率P＝ ＝Fv＝20 N×0.2 m/s＝4 W
(3)滑轮组的机械效率．
解：(3)由图知，水平使用滑轮组
拉力做的有用功W有用＝fs物
拉力端移动距离s＝2s物
拉力做的总功W总＝Fs＝2Fs物
滑轮组的机械效率
×100%＝75%(共14张PPT)
分类针对练
类型1　交通运输类
考向1　水平方向
1. 如图所示是我国自行设计的新型履带式水陆两栖坦克，该坦克的质量为20 t，在水中某次性能测试中，匀速直线航行的最大速度为18 km/h，受到的阻力是坦克总重的0.4倍．求：(g取10 N/kg)
(1)坦克受到的牵引力；
解：(1)坦克受到的阻力f＝0.4G＝0.4mg＝0.4×20×103 kg×10 N/kg＝8×104 N
因为匀速直线行驶，所以坦克受到的牵引力F＝f＝8×104 N
(2)航行10 min牵引力所做的功；
(3)该坦克配备的发动机功率．
解：(2)18 km/h＝5 m/s
由 可得，坦克航行10 min行驶的路程
s＝vt＝5 m/s×10×60 s＝3 000 m
则牵引力所做的功W＝Fs＝8×104 N×3 000 m＝2.4×108 J
解：(3)由 可得，该坦克配备的发动机功率
P＝Fv＝8×104 N×5 m/s＝4×105 W
考向2　竖直方向
2. [挑战题]某旅游景点的观光电梯，运行高度为326 m，该景点采用三台双层观光电梯运行，每台一次可载客45人(每人的平均质量为60 kg)．现一台电梯满载乘客向上匀速运动到山顶，运行时间为110 s；单台电梯的质量约为1.3 t. (g取10 N/kg)求：
(1)观光电梯单程匀速运行时的速度；(结果保留一位小数)
解：(1)由 可得，观光电梯单程匀速运行的速度
(2)牵引力做的功；
(3)牵引力的功率．(科学记数法保留3位有效数字)
解：(2)单台观光电梯满载时的总重
G＝mg＝(1.3×103 kg＋45×60 kg)×10 N/kg＝4×104 N
当观光电梯匀速上升到山顶时，有F＝G，牵引力做功
W＝Fs＝Gh＝4×104 N×326 m＝1.304×107 J
解：(3)牵引力的功率
类型2　简单机械类
考向1　滑轮类
3. 我国农村经常用辘轳将水从井里提上来，如图所示，辘轳的本质是可以连续转动的杠杆．已知吊桶的重力是20 N，能装80 N的水；井中水面到地面的高度为8 m，不计摩擦及绳和摇柄的质量，g取10 N/kg.
(1)当人通过辘轳用25 s将装满水的吊桶从水面匀速
提升到地面时，人所做的有用功的功率是多大？
解：(1)人所做的有用功W有＝G水h＝80 N×8 m＝640 J
人所做的有用功的功率
(2)当人通过辘轳将装满水的吊桶匀速提升到地面时，辘轳的机械效率是多少？
解：(2)不计摩擦及绳和摇柄的质量，匀速提升吊桶所做的总功
W总＝(G桶＋G水)h＝(20 N＋80 N)×8 m＝800 J
该辘轳的机械效率
4. 一位体重为600 N的工人用图甲滑轮组运送建材上楼，每次运送建材的重力不固定，滑轮组的机械效率η随建材重力G的变化图像如图乙，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计．
(1)求动滑轮的重力；
解：(1)由图甲可知，绳子的有效段数n＝2
由 F＝ (G＋G动)、s＝nh可得，
由图乙可知，当提升300 N的建材时，装置的机械效率为50%，
即50%＝
解得动滑轮的重力G动＝300 N
(2)当把400 N的建材以0.5 m/s的速度匀速提升时，
求工人作用在绳子上的拉力的功率；
解：(2)此时绳端的拉力F＝ (G′＋G动)＝
×(400 N＋300 N)＝350 N
绳自由端移动的速度
v绳＝nv＝2×0.5 m/s＝1 m/s
由 可得，工人作用在绳子上的拉力的功率
P＝Fv＝350 N×1 m/s＝350 W
(3)当机械效率达到60%时，求工人对地面的压力．
解：(3)当机械效率达到60%时，60%＝
解得G″＝450 N
此时绳子自由端的拉力F′＝ (G″＋G动)＝ ×(450 N＋300 N)＝375 N
由相互作用力可得，绳子对人的拉力
F″＝F′＝375 N
此时人对地面的压力
F压＝G－F″＝600 N－375 N＝225 N
考向2　斜面类
5. 如图甲所示，工人用沿斜面向上，大小为500 N的推力F，将货物从A点匀速推至B点；再用100 N的水平推力F1使其沿水平台面匀速直线运动到C点(未画出)；图乙为物体从A点经B点到达
C点的s－t图像．求：(g取10 N/kg)
(1)水平推力做功的功率；
解：(1)由图乙可知，货物在水平面上运动的时间t＝16 s－6 s＝10 s，运动的距离s＝4.5 m－3 m＝1.5 m
则货物在水平面上运动的速度
水平推力做功的功率P＝F1v＝100 N×0.15 m/s＝15 W
(2)若斜面的机械效率为80%，所推重物的质量；
解：(2)由图乙可知，斜面长sAB＝3 m，
则斜面高h＝ sAB＝ ×3 m＝1.5 m
在斜面上推力做的总功W总＝FsAB＝500 N×3 m＝1 500 J
由η＝ ×100%可知，
推力做的有用功W有＝ηW总＝80%×1 500 J＝1 200 J
所推重物的重力
所推重物的质量
(3)货物在斜面上受到的摩擦力大小．
解：(3)克服斜面对物体的摩擦力所做的额外功W额＝W总－W有＝1 500 J－1 200 J＝300 J
则货物在斜面上受到的摩擦力
考向3　杠杆类
6. 如图所示，质量为64 kg的杂技运动员A，从距离跳板5 m高处的平台跳下，用时1 s落到跳板一端，借助跳板的杠杆作用，可以将站在另一端的杂技运动员B弹到4 m高处，已知运动员B的质量为40 kg.求：(g取10 N/kg)
(1)运动员A的重力做功的功率；
解：(1)运动员A重力做的功W1＝G1h1＝m1gh1＝64 kg×10 N/kg×5 m＝3 200 J
重力做功的功率 3 200 W
(2)跳板的机械效率．
解：(2)运动员B克服重力做的功W2＝G2h2＝m2gh2＝40 kg×10 N/kg×4 m＝1 600 J
则跳板的机械效率
η＝ ×100%＝ ×100%＝50%

第十一章 机械功与机械能 习题课件（全章共8份打包）