第11章：功和机械能
一、单选题
1．（2022春·吉林长春·八年级统考期末）如图所示的情境中，人对物体做功的是（ ）
A． 用力搬石头没有搬动
B． 人将重物从地面拉到高处
C． 人推一块大石头没推动
D． 人使箱子沿水平方向做匀速直线运动
2．（2022春·吉林四平·八年级统考期末）如下图所示，某同学分别用背、抱、平拉、滚拉的方式运水（塑料桶中间带有转轴，桶中装满水），在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，他在行走过程中对满桶水做功最多的是（ ）
A． B． C． D．
3．（2022春·吉林长春·八年级统考期末）体育课上小明和小红都在练习跳绳，已知小明跳绳时的功率较大，则小明和小红相比（ ）
A．做的功一定多 B．用的时间一定少
C．做功一定更快 D．做功时间与做功多少的比值一定大
4．（2022春·吉林长春·八年级统考期末）上海中心大厦内的电梯是目前世界上最快的电梯，在载重一定的情况下，下列最能体现该电梯运行特点的是（ ）
A．做功多 B．安全可靠
C．功率大 D．机械效率高
5．（2022春·吉林白山·八年级统考期末）高空抛物是极不文明的行为，会造成很大的危害；因为高处的物体具有较大的（ ）
A．体积 B．重力 C．弹性势能 D．重力势能
6．（2022春·吉林长春·八年级统考期末）2020年6月17日15时19分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，成功将高分九号03星送入预定轨道，发射获得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能增大，势能减小 B．动能不变，势能增大
C．动能增大，势能增大 D．动能减小，势能增大
7．（2022春·吉林白山·八年级统考期末）高空坠物危害大，就算一个苹果从十层高楼自由落下都可能把汽车玻璃砸烂。下列说法正确的是（ ）
A．运动的苹果具有动能 B．高空的苹果没有重力势能
C．下落过程中苹果的动能减小 D．下落过程中苹果的重力势能增大
8．（2022春·吉林松原·八年级统考期末）如图所示，斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定。小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点。则下列说法中正确的是（ ）
A．小物块从P向M运动过程中，机械能减小
B．小物块从P向M运动过程中，重力势能增大
C．弹簧被压缩到最短时，小物块动能最大
D．小物块从M向T运动过程中，速度变快
9．（2022春·吉林长春·八年级统考期末）在抗击疫情期间，无人机也成为抗疫网红。如图所示，无人机充当巡查员在匀速上升过程中，对其分析正确的是（ ）
A．动能减小 B．重力势能增大
C．动能增大 D．机械能不变
10．（2022春·吉林四平·八年级统考期末）2022年4月16日上午，神十三乘组顺利返回地面。返回舱返回过程中分为五个步骤，在步骤五中，需打开降落伞，返回舱减速下降。此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．返回舱的动能保持不变
B．返回舱的机械能保持不变
C．返回舱的动能减小，重力势能减小
D．返回舱减速下降过程中，重力势能转化为动能
二、填空题
11．（2022春·吉林四平·八年级统考期末）某人用200N的水平推力，在0.5min内，将重1000N的物体沿水平面向前推移了15m，人对物体做的功是______J，人做功的功率是______W。
12．（2022春·吉林松原·八年级统考期末）小明在安静思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为1.5W，则小明在考试的10min内心脏做功约为______J，这些功相当于将一个质量为45kg的物体匀速举高_____m做的功。（g=10N/kg）
13．（2022春·吉林松原·八年级统考期末）在中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示．若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球受_____个力的作用，球的机械能_____（选填“增大”、“减小”或“不变”），在最高点时，球的动能_____（选填“大于”或“等于”）零．
14．（2022春·吉林白山·八年级统考期末）2016年4月24日定为首个中国航天日，是为了纪念我国首枚人造卫星东方红一号发射成功，卫星加速升空的过程中重力势能____，动能____．（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
15．（2022春·吉林白山·八年级统考期末）如图所示，小球从A点摆到C点的过程中，不计空气阻力，______能会先减小后增大；机械能总和______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
16．（2022春·吉林四平·八年级统考期末）如图所示，小吴用滑雪板滑雪，从高点C处由静止滑下，经过B点到达最低点，然后到达另侧与B点等高的点A时刚好速度为零。由C到B点过程中，_______能转化为动能，从C到A点过程中，_______点的动能最大。
三、实验题
17．（2022春·吉林长春·八年级统考期末）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟______有关；
由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟______有关。
【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。
物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越______；
【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：______；
【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车______（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。
18．（2022春·吉林白城·八年级统考期末）如图是探究“动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。其中，mA=mB
（1） 实验中是通过比较___________比较动能大小的。
（2）动能是指___________（填序号）
A小球在斜面上时的动能
B小球撞击木块前的动能
C小球撞击木块后的动能
D木块的动能
（3）让不同小球从斜面上同一高度处自由滚下，是为了研究动能大小与___________的关系。
（4）比较图A、B可得结论：质量相同时，___________越大，动能越大。
（5）通过比较B、C两图，得出“质量大的物体动能大”，这一比较过程存在着错误，错误原因是___________
四、简答题
19．（2022春·吉林四平·八年级统考期末）请你从能量的角度解释，为什么骑自行车时速度不能太快？
20．（2022春·吉林松原·八年级统考期末）如图是斜抛出去的弹性小球落地后又弹起的频闪照片，请你分析：
(1)小球机械能如何变化？
(2)分析比较同一高度处的A、B两点动能的大小？
五、计算题
21．（2022春·吉林白山·八年级统考期末）为了防止噪声污染，载重汽车不让进入市区行驶。一辆载重汽车装满货物后，质量为1.8×104kg，匀速前行600m，受到的阻力为1.5×106N。（g=10N/kg）。求：
（1）汽车的重力；
（2）汽车牵引力所做的功。
22．（2022春·吉林四平·八年级统考期末）平直高速公路上一辆汽车以30m/s的速度行驶，汽车的质量为1t，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍。求：
（1）1分钟内，汽车运动的路程为多少m；
（2）汽车在1分钟内牵引力做的功。
23．（2022春·吉林长春·八年级统考期末）为响应国家提出的“节能减排，低碳生活”的号召。质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行车上学，他所骑自行车质量为15kg，轮胎与水平地面的总接触面积为30cm2，在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍（g取10N/kg）。求：
（1）小明和自行车的总重力；
（2）他骑行时自行车对地面的压强；
（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是多大。
参考答案：
1．B
【详解】A．人用力搬石头但没有搬动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，不符合题意；
B．人将重物从地面拉到高处，对物体有向上的拉力，物体在拉力的方向上通过了距离，所以拉力对物体做了功，符合题意；
C．人推一块大石头没推动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，不符合题意；
D．人使箱子沿水平方向做匀速直线运动，人给箱子一个向上的力，箱子向上没有移动距离，人对箱子没有做功，不符合题意。
故选B。
2．C
【详解】由图可知某同学是用背背、用手抱，即力的方向向上，桶是在水平方向上移动的距离，即沿向上的方向没有移动距离，因此不做功；在其他条件相同时，滑动摩擦力大于滚动摩擦力，则C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力；又因为匀速拉动水桶向前运动，所以由二力平衡条件可知C中拉力大于D中拉力，且水平移动的距离s相同，根据W＝Fs可知C做功最多，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
3．C
【详解】A．功率等于功与时间的比值，不知道做功的时间，小明做的功不一定多，故A不符合题意；
B．功率等于功与时间的比值，不知道做功的多少，小明用的时间不一定少，故B不符合题意；
C．功率是表示物体做功快慢的物理量，小明跳绳时的功率较大，说明小明做功一定更快，故C符合题意；
D．功率等于功与时间的比值，功率越大，做功多少和做功时间的比值越大，故D不符合题意。
故选C。
4．C
【详解】A．在载重和升高的高度一定的情况下，由公式可知，所做的功是相同的，故A不符合题意；
B．题目中只知道上海中心大厦内的电梯是目前世界上最快的电梯，并没有提到电梯的安全性能，故B不符合题意；
C．在载重一定的情况下，由公式
可知速度越快，电梯的功率越大，故C符合题意；
D．题目中没有提到电梯的重力、摩擦等影响机械效率的因素，所以不能确定电梯机械效率的高低，故D不符合题意。
故选C。
5．D
【详解】由题意可知，高空抛物现象只所以会造成危害，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大，对外做功本领越强，因此高空抛物会造成很大的危害，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
6．C
【详解】火箭加速升空时，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大。
故选C。
7．A
【详解】A．物体由于运动而具有的能叫做动能，所以运动的苹果具有动能，故A正确；
B．物体由于处在一定高度并受到重力而具有的能叫做重力势能，高空的苹果具有重力势能，故B错误；
CD．苹果下落过程中质量不变，速度越来越快，所以动能增大，高度降低，所以重力势能减小，故CD错误。
故选A。
8．A
【分析】本题考查了动能、势能、弹性势能的转化，以及机械能变化的判断，明确各自的影响因素是解答此题的关键。
【详解】A．小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点，说明接触面不光滑，则小物块从P向M运动过程中，需要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，所以小物块的机械能减小，故A正确；
B．小物块从P向M运动过程中，质量不变，高度变小，其重力势能减小；故B错误；
C．弹簧被压缩的过程，小物块的动能转化为弹簧的弹性势能，弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性形变达到最大，其弹性势能最大，此时小物块的动能最小，故C错误；
D．小物块从M向T运动过程中，动能不断转化为重力势能和内能，所以小物块的动能减小、速度变慢，故D错误。
故选A。
9．B
【详解】AC．无人机匀速上升过程中，无人机的质量不变，速度不变，动能不变，故AC错误；
B．无人机匀速上升过程中，无人机的质量不变，高度增大，重力势能增大，故B正确；
D．机械能等于重力势能与动能的总和，重力势能增大，动能不变，其机械能增大，故D错误。
故选B。
10．C
【详解】A．动能的大小与质量和速度有关，而步骤五中，返回舱的质量不变，速度减小，所以返回舱的动能降低，故A错误；
BC．返回舱的机械能等于动能和势能的总和，在步骤五中，返回舱减速下降，质量不变，所以返回舱的动能减小，重力势能也减小，即返回舱的机械能不断减小，故B错误，C正确；
D．由于返回舱减速下降过程中动能减小，重力势能也减小，所以重力势能没有转化为动能，故D错误。
故选C。
11． 3000##3×103 100
【详解】[1]根据题意可知，人对物体做的功为
W=Fs=200N×15m=3000J
[2]人做功的功率为
12． 900 2
【详解】[1]根据可知，小明在考试的10min内心脏做功约为
[2]质量为45kg的物体重为
由可知，这些功能将一个质量为45kg的物体匀速举高的高度为
13． 一 不变 大于
【分析】地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用；
不考虑能量损失，动能和势能转化过程中，机械能总量守恒；
球到达最高点时，仍有向前运动的速度．
【详解】不考虑空气阻力，实心球离开手后，手的作用力消失，实心球靠惯性向前飞行，此过程中只受到竖直向下的重力；
离开手后的实心球斜向上方运动过程中动能转化为重力势能；
从最高点向下运动的过程中重力势能转化为动能．如果不考虑空气阻力，球的机械能总量保持不变；
球在最高点时，仍有向前的速度，所以动能大于零．
14．变大 变大
【详解】卫星加速升空的过程中，质量不变，高度增加，所以重力势能变大；同时速度增大，所以动能变大．
15． 重力势能 不变
【详解】[1]从A点摆到C点的过程中，高度先减小后增大，重力势能与高度有关，因此重力势能先减小后增大。
[2]不计空气阻力，只有动能与重力势能间相互转化，机械能守恒，机械能总和保持不变。
16． 重力势 O
【详解】[1]小吴和滑雪板从C点到B点的过程中，质量不变，高度变小，速度变大，故小吴和滑雪板的重力势能变小，动能变大，则该过程中重力势能转化为动能。
[2]小吴和滑雪板到达最低点O时速度达到最大值，其动能最大。
17． 速度 质量 大 质量相同时，汽车（物体）的速度越大，动能越大 超载
【详解】[1]“十次车祸九次快”是速度快容易车祸，所以汽车的动能可能跟速度有关。
[2]“安全驾驶莫超载”是超载质量大容易车祸，所以汽车的动能可能跟质量有关。
[3]物块被撞得越远，球对物块做功越多，金属球到达水平面时的动能就越大。
[4]分析甲、丙两图的实验现象，质量一样，球位置越高，到水平面速度越大，物块运动越远，结论是质量相同时，物体的速度越大，动能越大。
[5]甲、乙两图的实验现象，高度一样，球质量大，物块运动远，说明速度一样时，质量越大，物体动能越大，故可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。
18． 木块被撞击后移动的距离， B 质量 速度 没有控制小球的速度相同
【详解】（1）[1]此实验中，小球从斜面上滚到平面时具有动能，小球推动木块往前走，小球的动能越大，那么木块被推得越远，故是通过观察小木块移动的距离来比较三个小球动能大小的。
（2）[2]动能的大小指的是撞击木块前小球具有的动能，故B正确。
（3）[3]让不同小球从斜面上同一高度处自由滚下，说明控制了小球滚到平面时的速度相同，不同的是小球的质量不同，木块被撞击滑行的距离也不同，故为了研究动能大小与质量的关系。
（4）[4]比较图A、B可得，质量相同时，小球从不同的高度滑下，图A小球在斜面的高度比图B小球在斜面的高度要高，滑到平面时具有的速度较大，撞击木块后，木块滑行得越远，故有，质量相同时，速度越大，动能越大。
（5）[5]要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同，而BC两图没有让小球从同一个高度滚下，没有控制小球的速度相同。
19．见解析
【详解】影响动能大小的因素是质量和速度，在质量一定时，自行车的速度越大，其动能越大，在发生紧急情况时越不容易停下来，容易造成交通事故，因此骑自行车时速度不能太快。
20．(1)小球机械能越来越小；(2)小球在A点的机械能大于在B点的机械能，小球在A、B两点的重力势能相同，所以小球在A点的动能大于在B点的动能
【详解】(1)小球每次达到最大高度越来越小，即说明由于空气的摩擦，会损失掉一部分机械能，即机械能越来越小。
(2)由于小球的机械能在减小，所以小球在A点的机械能大于在B点的机械能，小球在A、B两点的高度是相同的，重力势能相同，所以小球在A点的动能大于在B点的动能。
21．（1）1.8×105N；（2）9×108J
【详解】（1）由题意知
所以车的重力为
（2）由于车在牵引力作用下匀速前行，受到的阻力为1.5×106N，根据二力平衡
根据
（1）汽车的重力为；
（2）汽车牵引力所做的功为。
22．（1）1800m；（2）5.4×106J
【详解】解：（1）根据可知，汽车在1分钟内运动的路程
s=vt=30m/s×60s=1800m
（2）汽车在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，所受阻力和牵引力大小相等，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍，则牵引力
F牵=f=0.3G=0.3mg=0.3×1×103kg×10N/kg=3000N
汽车在1分钟内牵引力做的功
W=F牵s=3000N×1800m=5.4×106J
答：（1）1分钟内，汽车运动的路程为1800m；
（2）汽车在1分钟内牵引力做的功为5.4×106J。
23．（1）750N；（2）；（3）75W
【详解】解：（1）小明和自行车的总重力
G=(m1+m2)g=(60kg+15kg)×10N/kg=750N
（2）他骑行时自行车对地面的压强
（3）阻力为
f=0.02G=0.02×750N=15N
因为匀速，所以动力等于15N，速度为
他骑行时的功率是
P=Fv=15N×5m/s=75W
答：（1）小明和自行车的总重力750N；
（2）他骑行时自行车对地面的压强；
（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是75W。
