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1、第十一章功和机械能单元测评(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题4分,共32分)1.关于如图所示的几个情景,下列说法正确的是()A.女孩搬起一个箱子,女孩对箱子做了功B.司机费了很大的力也未能推动汽车,但司机对汽车做了功C.吊车吊着货物水平移动一段距离,吊车对货物做了功D.足球被踢出后在草地上滚动的过程中,运动员对足球做了功2.甲、乙两个完全相同的物体在同一水平面上做匀速直线运动,且v甲v乙,若不计空气阻力,则它们所受的拉力F甲和F乙及两拉力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系是()A.F甲F乙B.F甲W乙D.W甲W2P1P2C.W1W2P1=P2D.W1W2P
2、1Ek木B.Ek铜=Ek木C.Ek铜F2B.木块两次受到滑动摩擦力分别为Ff1、Ff2,则Ff1Ff2C.两次拉力分别在10 s内对木块做功为W1、W2,则W1P28.下列说法正确的是()A.运动的物体具有的能量叫作动能B.甲、乙二人同时登山,甲先到达山顶,则甲的功率大C.功就是能,因为它们的单位相同D.用50 N的水平力拉着重力为100 N的小车沿着水平地面前进5 m,则此过程拉力做的功比重力做的功多二、填空题(每题3分,共15分)9.一台功率为2 kW的电动机,1 min做的功为 J;这些功可以将重力为2104 N 的物体匀速竖直提升 m。10.一个重力为200 N的物体在水平拉力作用下匀
3、速前进了25 m,拉力撤销后,物体由于惯性又前进了10 m。若拉力做的功为500 J,则拉力的大小为N。11.雪橇是雪地常见的交通工具。若狗拉着雪橇以10 m/s的速度在水平雪地上沿直线匀速滑行,雪橇受到的阻力是200 N,则狗在5 min内做了J的功,功率为W。 三、实验探究题(第12题10分,第13题13分,共23分)12.某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球,它们的质量关系为m1m2=m3,实验的情景如图所示。(1)通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小,应用的物理方法是(选填“转换法”或“类比法”)。(2)分析甲、乙两种情况可知,重力势能的大小与
4、物体的有关。(3)同学们还发现小球离地面越高,下落到地面所用的时间越长,他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的二次方t2的数据如下表,分析数据,写出h与t2的关系式为。实验次数123456h/m2.454.97.359.812.2514.7t2/s20.51.01.52.02.53.013.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。将小球A、B 分别拉到与竖直方向成一定角度的位置,然后都由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,将与静止在水平面上的木块C 发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长l都相同,A=B,BB,球A、B 的质量分别为mA、mB ( mAv乙,在相
5、等的时间内s甲s乙,根据W=Fs可知,W甲W乙,故正确的选项是C。3.B解析 两个物体受到的力都是F,通过的距离都是s,根据W=Fs可以判断两个力做功相等,即W1=W2。4.B解析 举重时,身高较高的举重运动员将杠铃举起的高度大,在杠铃重和举起杠铃所用时间相同的情况下,根据W=Fs=Gh及P=Wt知W1W2,P1P2,所以B选项正确。5.A解析 物体动能的大小与物体的质量和物体运动的速度有关,当运动速度相同时,物体的质量越大,其动能越大。铜的密度大于木头的密度,铜球和木球的体积相等,由密度公式的变形式m=V可知,铜球的质量大于木球的质量,而铜球和木球的运动速度相同,所以铜球的动能大于木球的动能
6、,故A选项正确。6.C解析 可乐瓶在高空时由于所处的高度很高,具有的重力势能很大,坠落过程中重力势能转化为动能,所以砸在挡风玻璃的瞬间,具有很大的动能,故C选项正确,A、D选项错误;可乐瓶砸在挡风玻璃上,对挡风玻璃产生了力的作用,并且在这个力的作用下部分玻璃沿这个力的方向运动了一段距离,所以可乐瓶对挡风玻璃做了功,故B选项错误。7.D解析 由于影响摩擦力的因素不变,摩擦力大小不变;木块两次做匀速直线运动,不论其速度大小如何,都受到平衡力的作用,在水平方向上,摩擦力和拉力是一对平衡力,故两次实验的拉力均相等,故A、B错误。从题图中可以看出,在相同时间内,第一次通过的距离大,由W=Fs可知,第一次
7、所做的功多,故C错误。根据公式P=Wt可知,第一次做功的功率大,即P1P2,故D正确。8.D解析 物体由于运动而具有的能叫作动能,A错;甲、乙二人同时登山,甲先到达山顶,表明甲用的时间少,虽然上升的高度相同,但不能确定甲、乙二人的重力大小,就无法比较做功的大小,从而无法判定功率的大小,B错;功和能是两个不同的物理量,虽然单位相同,但物理意义不同,C错;用50 N 的水平力拉着重力为100 N的小车沿着水平地面前进5 m,拉力做了功,而重力没有做功,则此过程拉力做的功比重力做的功多,故D正确。故选D。9.解析 电动机1 min做的功W=Pt=2 000 W60 s=1.2105 J。物体上升的高
8、度h=WG=1.2105 J2104 N=6 m。答案 1.2105610.解析 题中描述的过程,在水平拉力作用下前进了25 m,拉力对物体做了功。而物体由于惯性前进了10 m,这一过程拉力消失了,所以拉力对物体没有做功。由W=Fs得,F=Ws=500J25 m=20 N。答案 2011.解析 雪橇在5 min内移动的距离 s=vt=10 m/s560 s=3 000 m,雪橇匀速滑行,狗拉雪橇的拉力F=Ff=200 N,则狗所做的功W=Fs=200 N3 000 m=6105 J,功率P=Wt=6105 J300 s=2103 W。答案 61052103 12.解析 (1)由题意知,实验中是
9、通过观察小球陷入细沙的深度来间接判断物体重力势能大小的,运用了转换法。(2)由题知m1m2,即题图甲和图乙中物体的质量不同,但从同一高度落下,且乙图中小球进入细沙中的深度更深,可知重力势能的大小与物体的质量有关。(3)根据表中实验数据可知,小球下落高度与所需时间之间的关系为h=4.9 m/s2t2。答案 (1)转换法(2)质量(3)h=4.9 m/s2t213.解析 (1)分析题图甲、乙,可以看出,两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量无关。(2)由题图甲、乙可以得出结论:速度相同时,物体质量越大,它的动能越大。(3)由于题图乙小球开始时的高度小于题图丙中的小球B的高度,所以题图乙
10、中小球B到达最低点时的速度小于题图丙中小球B到达最低点时的速度;由题图乙、丙可得出结论:质量相同时,物体速度越大,它的动能越大。答案 (1)质量(2)速度相同时,物体质量越大,它的动能越大(3)小于质量相同时,物体速度越大,它的动能越大14.解析 (1)甲克服重力做的功W甲=m甲gh=50 kg10 N/kg3 m8=1.2104 J乙克服重力做的功W乙=m乙gh=60 kg10 N/kg3 m6=1.08104 J。(2)甲做功的功率P甲=W甲t甲=1.2104 J260s=100 W乙做功的功率 P乙=W乙t乙=1.08104 J1.560s=120 W甲、乙两人做功的功率之比P甲P乙=1
11、00W120W=56。答案 (1)1.2104 J1.08104 J(2)5615.解析 (1)货车空载时所受的阻力Ff=2.5104 N110=2.5103 N。(2)货车匀速行驶时的速度v1=36 km/h=10 m/s,货车空载时在10 s内行驶的路程s=v1t=10 m/s10 s=100 m因为货车匀速行驶,所以F牵=Ff=2.5103 N则牵引力所做的功W=F牵s=2.5103 N100 m=2.5105 J。(3)v2=90 km/h=25 m/s由P=Fv得F=Pv2=90 000W25m/s=3 600 N由于货车匀速行驶,所以Ff阻=F=3 600 N货车与货物的总重G总=Ff阻110=3 600N110=36 000 N最多可装载的货物重G物=G总-G车=36 000 N-25 000 N=11 000 N=1.1104 N。答案 (1)2.5103 N(2)2.5105 J(3)1.1104 N
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