2020九年级中考复习物理基础知识提升训练——专题十一：功和机械能（解析版）
2020九年级物理基础知识提升训练——专题十一：功和机械能考点一：功及其计算1.下列实例中，力对物体做功的是（ ）A．用力推车，没有推动 B．举重运动员用力举着杠铃不动 C．推出去的铅球在空中下落 D．用力搬石头，没有搬动2.物体在力F的作用下沿力的方向移动了距离s，试比较在如图所示的三种情况中，力对物体做功的多少（ ）A．W1＜W2＜W3 B．W1＞W2＞W3 C．W1＜W3＜W2 D．W1＝W2＝W33.嫦蛾四号探测器降落时，先悬停，选定安全地点后再着陆如图，悬停时，反推发动机提供的推力对探测器 ；水平移动过程中，该推力对探测器 （均选填“做功“或“不做功“）4.如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的推力F的作用，其F﹣t和v﹣t的图象分别如图乙、丙所示由图象可知，0﹣3s内，推力对物体做的功为 J；t＝10s时，物体受到的摩擦力是 N5.新房装修时，在地面与窗台间放置斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台，如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N，沿斜面所用拉力400N，则拉力所做的功为 ，物体克服重力所做的功为 。
考点二：功率及其计算1.如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的s﹣t关系图象如图乙所示 两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，下列判断正确的是（ ）A．Fl＞F2、P1＞P2 B．Fl＝F2、P1＞P2 C．F1＞F2、P1＝P2 D．F1＜F2、Pl＜P22.如图所示，AC＞BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，在不考虑摩擦的情况下（ ）A．F1＜F2，P1＝P2 B．F1＞F2，P1＞P2 C．F1＝F2，P1＝P2 D．F1＜F2，P1＜P23.下列功率的说法中，正确的是（ ）A．物体做功越多，功率越大 B．物体做功越短，功率越大 C．物体做功越快，功率越大 D．物体做功越长，功率越大4.功率相同的甲乙两辆汽车，在相等时间内匀速通过的距离之比是2：1，则（ ）A．甲乙两汽车牵引力之比为1：2 B．甲乙两汽车做功之比为1：2 C．甲乙两汽车速度之比为1：2 D．上述说法都不正确5.一辆汽车先在平直公路上沿直线向前匀速行驶，途中匀速行驶经过一段上坡路面，上坡后继续沿平直公路向前匀速行驶。
如果汽车发动机的功率始终保持不变，上坡过程需改变速度，增大牵引力则汽车行驶路程s随时间t的变化关系可能是（ ）6.我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵功率恒为1104kW，排泥量为1.4m3/s，排泥管截面积为0.7m2，泥浆在管中的流动的速度为 m/s，泥泵对泥浆的推力为 N7.我区东方盐湖城将设计推出“山水一体游”项目，购进了一批旅游观光艇（如图），其部分技术参数如下表：（取g＝10N/kg，q柴油＝4107J/kg，ρ柴油＝0.8103kg/m3）求：（1）观光艇以最大航速匀速行驶时，受到水的平均阻力是多少N？（2）某旅游团队乘坐观光艇以最大航速行驶10分钟所做的功？8.如图所示的是某公司新推出的新能源汽车，其质量为1000kg，该汽车在平直公路上匀速行驶时的速度为20m/s1）若汽车受到的阻力为车重的0.15倍，求汽车牵引力的功率2）若汽车匀速行驶时功率不变，行驶5min，求汽车牵引力所做的功考点三：动能与势能1.如图所示，小明在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下，完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1＝h3＞h2，mA＝mB＜mC（1）小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过 （选填“高度h”或“距离s”）大小来反映的；若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
2）分析比较甲和乙两组实验可得：物体质量相同时，速度越大，动能越 ；（3）小明根据乙、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？ （选填“正确”或“错误”），理由是： 2.在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，小明提出如下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；为此，小明选用长度和粗细分别相同，但材料不同的两根弹簧A和B，小球、木块等器材，利用如图所示的实验装置进行实验实验数据记录如表：（1）为探究猜想二，可选用实验序号②和 记录的数据进行比较若 ，则说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关2）小金认为为了减小木块与水平面之间的摩擦，应该尽可能用光滑的材料做实验，你认为他的观点对吗？为什么？答： 3）若在第①、②次实验中采用了质量不同的光滑的小球，能得到正确的实验结论吗？为什么？答： 考点四：机械能的转化与守恒1.立定跳远时的动作分解如图，在此过程中运动员（ ）A．上升时，动能减小，势能减小 B．上升时，动能增大，势能增大 C．下落时，势能增大，动能减小 D．下落时，势能减小，动能增大2.如图所示，我国自主研发的彩虹﹣4无人机正在进行航空物探试验飞行，下列说法正确的是（ ）A．无人机在空中飞行时，始终受到平衡力的作用 B．无人机匀速下降时，重力势能转化为动能 C．地面操作人员通过超声波向无人机传递信息 D．试验飞行中的无人机相对于地面是运动的3.中国运动员参加奥运跳板比赛，取得骄人的成绩。
如图，弯曲的跳板把人弹至高处，下列说法正确的是（ ）A．弯曲的跳板把人向上弹起，重力势能转化为动能 B．运动员离开跳板弹向空中至最高点时，动能减小重力势能增大 C．弯曲的跳板把人向上弹起，速度变大，惯性变大 D．运动员在最高点时，如果受到的外力全部消失，将竖直落下4.随着现代高层建筑的迅速发展，电梯已成为人们生活中必不可少的垂直交通工具当小明乘电梯匀速上升时，他的动能将 ，重力势能将 ，机械能将 （三空均选填“增大”、“不变”或“减小”）5.中国“嫦蛾四号”探测器，于2019年1月3号10时26分在月球背面首次成功着陆，这是中国探月事业的一大进步嫦娥四号”探测器被发射升空离开地面的过程中，机械能将 （选填“变大“变小”或“不变”）；运载火箭中的燃料燃烧释放的 能转化为探测器的机械能2020九年级物理基础知识提升训练——专题十一：功和机械能参考答案考点一：功及其计算1.下列实例中，力对物体做功的是（ ）A．用力推车，没有推动 B．举重运动员用力举着杠铃不动 C．推出去的铅球在空中下落 D．用力搬石头，没有搬动【答案】C解析】A、用力推车，但没有推动，有力但没有距离，所以推力没有做功，故A错误；B、举重运动员用力举着杠铃不动，有力但没有距离，所以没有做功，故B错误；C、推出去的铅球在空中下落，铅球受到重力的作用，在重力的方向上通过了距离，所以重力做功，故C正确；D、用力搬石头，没有搬动，有力但没有距离，所以该力没有做功，故D错误。
2.物体在力F的作用下沿力的方向移动了距离s，试比较在如图所示的三种情况中，力对物体做功的多少（ ）A．W1＜W2＜W3 B．W1＞W2＞W3 C．W1＜W3＜W2 D．W1＝W2＝W3【答案】D解析】由图知，对三个物体的拉力相等都为F，三个物体在力F的方向上移动的距离相等都为s，根据功的计算公式W＝Fs可知，力F对三个物体所做的功一样多，即：W1＝W2＝W33.嫦蛾四号探测器降落时，先悬停，选定安全地点后再着陆如图，悬停时，反推发动机提供的推力对探测器 ；水平移动过程中，该推力对探测器 （均选填“做功“或“不做功“）答案】不做功；不做功解析】由文中信息可知，悬停时，在反推发动机提供的推力的方向没移动了距离，所以对探测器不做功；沿水平方向移动“避障”的过程中，探测器移动的方向与上述推力的方向垂直，所以对探测器不做功4.如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的推力F的作用，其F﹣t和v﹣t的图象分别如图乙、丙所示由图象可知，0﹣3s内，推力对物体做的功为 J；t＝10s时，物体受到的摩擦力是 N答案】0；6解析】（1）由图丙可知，在0～3s内，物体的速度为零，处于静止状态，对物体施加了力，但在力的方向上没有移动距离，推力没有做功，即推力对物体做的功为0J。
2）由丙图知，9～12s时，物体在水平地面上做匀速直线运动，水平方向上的摩擦力与推力F二力平衡，则t＝10s时，摩擦力f＝F＝6N5.新房装修时，在地面与窗台间放置斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台，如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N，沿斜面所用拉力400N，则拉力所做的功为 ，物体克服重力所做的功为 答案】2000J；1500J解析】（1）s＝5m，F＝400N，拉力做的总功：W总＝Fs＝400N5m＝2000J2）因为G＝500N，h＝3m，所以做的有用功：W有用＝Gh＝500N3m＝1500J考点二：功率及其计算1.如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的s﹣t关系图象如图乙所示 两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，下列判断正确的是（ ）A．Fl＞F2、P1＞P2 B．Fl＝F2、P1＞P2 C．F1＞F2、P1＝P2 D．F1＜F2、Pl＜P2【答案】B解析】由图乙可知，木块两次都做匀速直线运动，则拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，因为同一木块放在同一水平面上，压力不变、接触面的粗糙程度不变，所以两次木块受到的滑动摩擦力相等，故两次对应的弹簧测力计示数相等，即F1＝F2；从图乙中可以判断出，第1次木块的运动速度大于第2次木块的运动速度，即v1＞v2，根据公式P＝Fv可知，当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，则：P1＞P2。
综上所述，ACD错误，B正确2.如图所示，AC＞BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，在不考虑摩擦的情况下（ ）A．F1＜F2，P1＝P2 B．F1＞F2，P1＞P2 C．F1＝F2，P1＝P2 D．F1＜F2，P1＜P2【答案】A解析】（1）不计摩擦，斜面AC倾斜角度小于BC，则AC＞BC，所以物体沿AB运动时拉力较小，即F1＜F2；（2）不计摩擦，使用光滑的斜面没有额外功，拉力在两斜面上做功相同（等于克服物体重力所做的功），即W1＝W2；拉力做功相同，所用时间相同，根据P＝可知，拉力做功的功率相同，即P1＝P23.下列功率的说法中，正确的是（ ）A．物体做功越多，功率越大 B．物体做功越短，功率越大 C．物体做功越快，功率越大 D．物体做功越长，功率越大【答案】C解析】功率是表示做功快慢的物理量，在同样的时间内，做功越多，即做功越快，功率越大，故C正确，故ABD错误4.功率相同的甲乙两辆汽车，在相等时间内匀速通过的距离之比是2：1，则（ ）A．甲乙两汽车牵引力之比为1：2 B．甲乙两汽车做功之比为1：2 C．甲乙两汽车速度之比为1：2 D．上述说法都不正确【答案】A。
解析】由题知，P1＝P2，t1＝t2，s1：s2＝2：1，由P＝可得，甲乙两汽车做功之比为：＝＝1：1，故B错误；由W＝Fs可得，甲乙两汽车牵引力之比为：＝＝＝＝1：2，故A正确，D错误；由P＝＝＝Fv可得，甲乙两汽车速度之比为：＝＝＝＝2：1，故C错误5.一辆汽车先在平直公路上沿直线向前匀速行驶，途中匀速行驶经过一段上坡路面，上坡后继续沿平直公路向前匀速行驶如果汽车发动机的功率始终保持不变，上坡过程需改变速度，增大牵引力则汽车行驶路程s随时间t的变化关系可能是（ ）【答案】D解析】由题知，汽车先在平直公路上匀速行驶，再在上坡路面匀速行驶，最后又在平直公路上匀速行驶，汽车在上坡路面行驶时，牵引力增大，所以汽车在整个行驶过程中，汽车的牵引力由小变大再变小；而汽车发动机的功率始终保持不变，由P＝Fv可知，汽车在上坡路面匀速行驶时速度会变小，在上坡路面前后速度是相同的在s﹣t图象中，倾斜的直线表示s与t成正比，即物体做匀速直线运动；且图线越靠近s轴（倾角越大），说明物体速度越大A图中，图线是倾斜的直线，说明汽车一直做匀速直线运动，不符合题意；B图中，图线表示汽车的速度先变大后变小，不符合题意；C图中，中间部分表示汽车往回行驶，不符合题意；D图中，图线表示汽车的速度先变小后变大，且经过泥泞路面前后速度是相同的，符合题意。
6.我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵功率恒为1104kW，排泥量为1.4m3/s，排泥管截面积为0.7m2，泥浆在管中的流动的速度为 m/s，泥泵对泥浆的推力为 N答案】2；5106解析】泥浆在管中的流动速度为：v＝＝＝2m/s，根据P＝＝＝Fv可得，泥泵对泥浆的推力为：F＝＝＝5106N7.我区东方盐湖城将设计推出“山水一体游”项目，购进了一批旅游观光艇（如图），其部分技术参数如下表：（取g＝10N/kg，q柴油＝4107J/kg，ρ柴油＝0.8103kg/m3）求：（1）观光艇以最大航速匀速行驶时，受到水的平均阻力是多少N？（2）某旅游团队乘坐观光艇以最大航速行驶10分钟所做的功？【解答】解：（1）由P＝＝＝Fv得，观光艇受到的牵引力：F＝＝＝4103N，因观光艇匀速行驶，观光艇受到的牵引力和水的阻力是一对平衡力，大小相等，所以，观光艇受到水的平均阻力：f＝F＝4103N2）由P＝得，观光艇以最大航速行驶10分钟做的功：W＝Pt＝40103W1060s＝2.4107J答：（1）观光艇以最大航速匀速行驶时，受到水的平均阻力是4103N；（2）某旅游团队乘坐观光艇以最大航速行驶10分钟所做的功为2.4107J。
8.如图所示的是某公司新推出的新能源汽车，其质量为1000kg，该汽车在平直公路上匀速行驶时的速度为20m/s1）若汽车受到的阻力为车重的0.15倍，求汽车牵引力的功率2）若汽车匀速行驶时功率不变，行驶5min，求汽车牵引力所做的功解答】解：（1）汽车重力：G＝mg＝1000kg10N/kg＝10000N，汽车受到的阻力：f＝0.15G＝0.1510000N＝1500N，因为汽车在平直公路上匀速行驶，所以汽车受到的牵引力：F＝f＝1500N，汽车牵引力的功率：P＝＝＝Fv＝1500N20m/s＝30000W＝30kW；（2）由P＝得行驶5min汽车牵引力所做的功：W′＝Pt′＝30000W560s＝9106J答：（1）若汽车受到的阻力为车重的0.15倍，汽车牵引力的功率为30kW；（2）若汽车匀速行驶时功率不变，行驶5min，汽车牵引力所做的功为9106J考点三：动能与势能1.如图所示，小明在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下，完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1＝h3＞h2，mA＝mB＜mC（1）小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过 （选填“高度h”或“距离s”）大小来反映的；若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
2）分析比较甲和乙两组实验可得：物体质量相同时，速度越大，动能越 ；（3）小明根据乙、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？ （选填“正确”或“错误”），理由是： 答案】（1）距离s；不能；（2）大；（3）错误；没有控制小球到达水平面时的速度相同解析】（1）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，小球从斜面滑下，到达水平面撞击小木块，通过观察木块被推动的距离的远近来判断物体所具有动能大小的，木块被推动的距离越远，说明小球所具有的动能越大；如果水平面光滑，小球和木块将做匀速直线运动，不能判断小球所具有动能大小了；（2）比较甲和乙两组实验，AB两球质量相同，从不同高度滑下，h1＞h2，球A到达斜面底端速度大于球B的速度，木块被A球推动距离较远，可得实验结论：物体质量相同时，速度越大，动能越大；（3）根据乙、丙两图可知，mB＜mC，h3＞h2，不符合控制变量法的操作要求，所以无法得到物体的动能大小与质量有关，想要探究物体的动能大小与质量有关，需要控制小球到达水平面时的速度相同；2.在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，小明提出如下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；为此，小明选用长度和粗细分别相同，但材料不同的两根弹簧A和B，小球、木块等器材，利用如图所示的实验装置进行实验。
实验数据记录如表：（1）为探究猜想二，可选用实验序号②和 记录的数据进行比较若 ，则说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关2）小金认为为了减小木块与水平面之间的摩擦，应该尽可能用光滑的材料做实验，你认为他的观点对吗？为什么？答： 3）若在第①、②次实验中采用了质量不同的光滑的小球，能得到正确的实验结论吗？为什么？答： 答案】（1）④；S2≠S4；（2）不对；木块被撞击后不容易停下来；（3）不能；没有控制弹簧被压缩的距离相同解析】（1）为了探究猜想二，必须控制压缩程度相同，改变材料，可选用试验次数②和④，若木块移动距离不相等即S2≠S4说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关；（2）用光滑的材料做实验，则木块被撞击后不容易停下来，此时的距离较大，不利于通过移动的距离来比较动能的大小，故这种说法是错误的；（3）在第①、②次实验中采用了质量不同的光滑的小球，由于这两次实验中弹簧被压缩的距离不同，故不能不计较弹性势能的大小与小球的质量的关系考点四：机械能的转化与守恒1.立定跳远时的动作分解如图，在此过程中运动员（ ）A．上升时，动能减小，势能减小 B．上升时，动能增大，势能增大 C．下落时，势能增大，动能减小 D．下落时，势能减小，动能增大【答案】D。
解析】运动员上升时，质量不变，速度变小，高度变大，故动能减小，势能增大；运动员下落时，质量不变，速度变大，高度变小，故动能增大，势能减小故ABC错误，D正确2.如图所示，我国自主研发的彩虹﹣4无人机正在进行航空物探试验飞行，下列说法正确的是（ ）A．无人机在空中飞行时，始终受到平衡力的作用 B．无人机匀速下降时，重力势能转化为动能 C．地面操作人员通过超声波向无人机传递信息 D．试验飞行中的无人机相对于地面是运动的【答案】D解析】A、无人机在空中飞行时，不一定做匀速直线运动，其受到的力不一定是平衡力，故A错误B、无人机匀速下降时，质量不变，速度不变，则动能不变；高度减小，重力势能减小，所以在该过程中，重力势能没有转化为动能，故B错误C、地面操作人员通过电磁波向无人机传递信息，故C错误；D、试验飞行中的无人机与地面有位置的变化，所以无人机相对于地面是运动的，故D正确；3.中国运动员参加奥运跳板比赛，取得骄人的成绩如图，弯曲的跳板把人弹至高处，下列说法正确的是（ ）A．弯曲的跳板把人向上弹起，重力势能转化为动能 B．运动员离开跳板弹向空中至最高点时，动能减小重力势能增大 C．弯曲的跳板把人向上弹起，速度变大，惯性变大 D．运动员在最高点时，如果受到的外力全部消失，将竖直落下【答案】B。
解析】A、弯曲的跳板把人向上弹起，跳板的形变程度变小，弹性势能变小；同时人的质量不变，速度变大，高度升高，故动能和重力势能增大，跳板的弹性势能动能转化为动能和重力势能，故A错误；B、运动员离开跳板弹向空中至最高点时，运动员的质量不变，速度变小，高度升高，所以动能减小，重力势能变增大，故B正确；C、弯曲的跳板把人向上弹起，跳板的形变程度不断变小，弹性势能变小，动能不断变大，人的速度不断变大，但惯性大小只跟物体的质量有关，与速度大小无关，即人的惯性大小不会改变，故C错误；D、运动员在最高点时，速度为零，根据牛顿第一定律可知，如果此时受到的外力全部消失，运动员将静止不动，故D错误4.随着现代高层建筑的迅速发展，电梯已成为人们生活中必不可少的垂直交通工具当小明乘电梯匀速上升时，他的动能将 ，重力势能将 ，机械能将 （三空均选填“增大”、“不变”或“减小”）答案】不变；增大；增大解析】小明匀速上升时，质量不变，速度不变，动能不变；同时高度增加，重力势能增大；动能和势能统称为机械能，因动能不变、重力势能增大，所以他的机械能增大5.中国“嫦蛾四号”探测器，于2019年1月3号10时26分在月球背面首次成功着陆，这是中国探月事业的一大进步。
嫦娥四号”探测器被发射升空离开地面的过程中，机械能将 （选填“变大“变小”或“不变”）；运载火箭中的燃料燃烧释放的 能转化为探测器的机械能答案】变大；内解析】“嫦娥四号”探测器被发射升空离开地面的过程中，高度增加、速度增加，重力势能和动能都变大，故机械能变大；运载火箭中的燃料燃烧释放内能，内能再转化为探测器的机械能。
