2023年安徽省各地九年级物理中考一轮模拟试题分类选编:功和机械能
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一、单选题
1.(2023·安徽芜湖·统考一模)在台球比赛中,选手推动球杆撞击白球,白球受力运动后碰撞其它球,以下说法中正确的( )
A.白球在水平桌面滚动的过程中重力做了功
B.手推动球杆前进时,手对球杆做了功
C.桌面对白球的支持力做了功
D.白球撞击其它球后没有静止,因为人的手还在对白球做功
2.(2023·安徽滁州·统考一模)乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球,若不计空气阻力,则落到水平桌面时三者的速度大小关系是( )
A.va>vb>vc B.vb>vc>va C.va>vc>vb D.va=vb=vc
3.(2023·安徽滁州·校考一模)下列关于生活中常见的场景,用物理知识解释正确的一项是( )
A.书放在桌面上,桌面受到弹力的直接原因是桌面发生形变产生的
B.载货汽车超速行驶时,由于自身动能增大,更容易发生交通事故
C.滑雪者脚穿宽大滑雪板可以让自己对雪地的压力作用效果更明显
D.小明骑电动车紧急刹车时,车上的快递掉到地上是因为电动车有惯性
4.(2023·安徽滁州·校考一模)将甲、乙两个完全相同的弹性小球,在同一高度以相同的速度,将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出,如图所示。若不计空气阻力,则下列说法不正确的是( )
A.抛出时刻,甲球的机械能等于乙球的机械能
B.乙球到达最高点时处于平衡状态
C.下落过程中,甲球的重力势能转化为动能,机械能不变
D.落地后再竖直跳起时,甲弹起的高度等于乙弹起的高度
5.(2023·安徽六安·校联考模拟预测)如图所示是中考体育测试中掷出实心球时的运动情景。下列说法正确的是( )
A.实心球做曲线运动是手对实心球推力作用的结果
B.实心球在b点时,高度最高,动能最大
C.实心球从a点运动到c点的过程中,动能越来越大
D.实心球从a点运动到b点的过程中,动能转化为重力势能
6.(2023·安徽芜湖·统考模拟预测)如图是物体离手后,在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线,运动的物体可能是( )
A.离开脚后在地上滚动的足球
B.一松手由静止下落的乒乓球
C.竖直向上垫起的排球
D.斜向上投掷出去的铅球
7.(2023·安徽合肥·统考一模)2022年4月16日9点56分,“神舟十三号”载人飞船返回舱在东风着陆场预定区域安全着陆。如图所示为返回舱减速下降到地面的过程,下列关于它的机械能的分析正确的是( )
A.动能增大,重力势能减小,机械能不变
B.动能减小,重力势能增大,机械能不变
C.动能增大,重力势能增大,机械能增大
D.动能减小,重力势能减小,机械能减小
8.(2023·安徽黄山·统考一模)一物体沿固定的粗糙斜面匀速下滑,物体在下滑的过程中
A.动能不变,势能减小,机械能不变 B.动能增大,势能减小,机械能不变
C.动能不变,势能减小,机械能减小 D.动能增大,势能减小,机械能减小
9.(2023·安徽·统考模拟预测)如图所示,小明将一个苹果竖直丢入水中(水足够深),发现苹果下沉一段距离后,又向上运动;苹果往复运动了很多次后,最终漂浮在水面上。下列说法正确的是( )
A.苹果第一次下沉的过程中动能持续增大
B.苹果第一次下沉到最低点时机械能最小
C.苹果第一次上浮的过程中重力势能持续减小
D.苹果往复运动的过程中机械能总量不变
10.(2023·安徽安庆·统考一模)如图是《天工开物》记载的三千多年前在井上汲水的枯槔。当它汲满水后,人竖直向上拉挂木桶的绳子,通过横杆的作用,后端的配重物下降,可以使装有水的木桶匀速上升(假设在上升过程中,水没有洒落)。则在该过程中( )
A.木桶和水的动能增大 B.木桶和水的重力势能不变
C.配重物的机械能减小 D.木桶和水机械能的变化量一定等于配重物机械能的变化量
二、填空题
11.(2023·安徽黄山·校考一模)如图所示,将小球从A点由静止释放,使其向右侧摆动。B点是小球摆动过程中的最低点,C点是小球摆到右侧的最高点。小球从B点摆动到C点的过程中,绳的拉力对小球________(选填“有”或“没有”)做功。
12.(2023·安徽滁州·校考一模)如图所示,一根不可伸缩的细线的上端固定,下端系着一个小球。小球可以从A点摆动到B点再摆动到C点。其中小球从A点摆动到B点的过程中,细线对小球的拉力______(选填“不做”或“做”)功。
13.(2023·安徽·统考模拟预测)小军在整理房间时,用水平推力推动玩具箱使其在水平地面上沿直线匀速前进了5m,如图所示。已知玩具箱的质量为20 kg,地面对玩具箱的摩擦力的大小恒为60 N,则小军对玩具箱做的功为___________J。
14.(2023·安徽黄山·统考一模)如图所示,小芳同学参加学校举行的跳绳比赛,她1min跳了180次,每次跳起的高度为5cm,已知她的质量为40kg,她跳绳时的功率是________W。
15.(2023·安徽亳州·校联考一模)某型号汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶时,受到的阻力为2000N,则汽车行驶过程中发动机的功率为________W。
16.(2023·安徽芜湖·统考一模)在水平地面上,小明沿水平方向推重400N的木箱做直线运动,木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在4s~8s内木箱受到的推力恒为100N,在这段时间(4s~8s)内,木箱受到的推力的功率是 _____W。
17.(2023·安徽六安·校考模拟预测)铁路提速,要解决许多技术问题,通常列车所受阻力与速度平方成正比,即f=kv2,列车要行驶得快,必须用大功率的机车来牵引,试计算列车分别以120km/h和40km/h的速度匀速行驶时,机车功率大小的比值为_____。
18.(2023·安徽蚌埠·统考一模)如图所示,不考虑空气阻力,小球从A点自由摆动到B点的过程中,___能转化为_____能.
19.(2023·安徽合肥·统考一模)你一定剪过指甲吧!为什么指甲被剪断之后不是原地掉下来,而是“飞”出去?原来,指甲受到指甲钳的挤压,改变了指甲的形状,当指甲被指甲钳剪断的瞬间,指甲的______转化为指甲的动能,让指甲“飞”出去。
20.(2023·安徽芜湖·统考一模)图甲中过山车从A点出发,先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图,在这个过程中,过山车的机械能 _____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
21.(2023·安徽淮北·统考一模)如图所示是投篮过程中篮球运动的轨迹示意图(空气阻力不能忽略),其中A、B两点距离地面等高,则篮球在A点时的动能和B点时的动能的大小关系是______(选填“>”“=”或“<”)。
三、实验题
22.(2023·安徽合肥·一模)某物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想:弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。他们的实验装置如图所示,把弹簧放在水平面上,其左端固定在墙上,AO等于弹簧原长,水平面O点左侧光滑,右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点,然后由静止释放,当物体M运动到O点与弹簧分开,最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程:
(1)物体M从P点运动到Q点过程中,物体M的动能变化情况:___________;
(2)弹簧弹性势能的大小是通过比较 ___________来判断的;
(3)探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系,应该选用相同弹簧进行实验,先改变 ___________之间的距离,再测出物体M静止时的位置,然后重复实验,测量多组数据并记录。
23.(2023·安徽滁州·校考一模)汽车超载和超速都会带来安全隐患,小宇同学设计了如图所示的探究实验进行模拟研究,将A、B、C三个小球先后从同一斜面上高度分别为hA、hB、hC的位置滚下(mA=mB<mC,hA=hC>hB),推动小木块运动一段距离后静止,请你根据生活经验和所学的物理探究方法,回答以下问题:
(1)模拟研究超载安全隐患时,我们应选择_________(选填:“甲”、“乙”或“丙”)两个图所示实验进行比较。
(2)进一步利用上述器材另进行了实验测定,得到的数据如表,分析数据可知:_________(选填:“质量”或“速度”)对物体的动能影响更大,当发生交通事故时,由此造成的危害更严重。
(3)如果水平面绝对光滑,该实验装置能否达到探究目的?请简要说明理由:_________。
实验序号
小球质量m/g
小球自由滚下的高度h/cm
木块被撞后运动的距离s/cm
1
30
10
8
2
30
20
32
3
60
10
16
24.(2023·安徽马鞍山·校考一模)如图所示是探究“动能的大小跟哪些因素有关”的实验装置。
(1)为了探究动能与质量的关系,应该让质量___________(选填“相同”或“不相同”)的钢球分别从斜面的同一高度h由静止开始滚下,比较木块B被撞击后运动距离s的远近;
(2)为了探究动能与速度的关系,应该___________。记录得到的数据如表所示,分析数据得到的结论可用于解释汽车___________(选填“超速”或“超载”) 带来的危害。
实验次数
1
2
3
钢球质量m/g
20
20
20
钢球下落高度h/cm
5
8
10
木块滑行距离s
近
较远
最远
25.(2023·安徽芜湖·统考一模)如图所示是某实验小组探究动能的大小与什么因素有关的实验装置。实验中,用力将钢球推出,让钢球瞬间获得速度并向右运动,钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。
(1)本实验是通过观察 _____来比较钢球动能的大小;
(2)①保持钢球的质量不变,推出钢球的速度越大,弹簧被压缩的程度越大;②换不同质量的钢球,以相同的速度推出,钢球的质量越大,弹簧被压缩的程度也越大。以上两次实验表明:物体的动能大小与 _____有关。
四、计算题
26.(2023·安徽宿州·安徽省泗县中学校考一模)在一次跳伞表演中,运动员在的时间内竖直向下匀速降落了。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为,求这个整体在该过程中:
(1)所受阻力的大小;
(2)所受重力做功的功率。
27.(2023·安徽六安·校考模拟预测)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。
28.(2023·安徽黄山·校考一模)如图所示为一辆无人驾驶清扫车,空车质量为400kg,它集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一体,可自主作业。(g取10N/kg)
(1)空车停在水平地面上,若地面总受力面积为200cm²,则车对地面的压强为多少帕?
(2)空车行驶时牵引力的功率为810W,在10s内匀速行驶12m,车受到的阻力为多少牛?
29.(2023·安徽蚌埠·统考一模)如图所示,一个质量为5kg的物块静止在水平地面上。现对物块施加一水平向右的拉力F,使物块沿水平地面做匀速直线运动,物块1min内从A点运动到B点。已知AB=30m,物块所受的摩擦力为其重力的。求:
(1)该物块通过AB段的运动速度(单位为km/h);
(2)在上述过程中,拉力F做功的功率大小。
30.(2023·安徽宿州·校考模拟预测)汪老师骑摩托车去3km外的加油站加油,已知摩托车的最大输出功率为6kW,摩托车以最大功率匀速行驶时受到的阻力为400N,求:
(1)摩托车以最大功率匀速行驶时的速度是多少?
(2)以最大功率匀速行驶到加油站的过程中,摩托车发动机所做的功是多少?
31.(2023·安徽池州·校联考一模)北京冬奥会使用了功能各异的各种机器人。如图所示是一种服务机器人,质量为40kg,机器人在水平地面上运动时,由内置电动机向机器人提供的水平动力F。求:
(1)该机器人所提供的水平动力为400N时,在水平地面上匀速直线运动了3m,动力F做了多少功?
(2)提供相同动力时,该机器人在相同的水平地面上以0.4m/s速度匀速直线运动时,水平动力的功率是多大?
32.(2023·安徽亳州·校考一模)2012年9月25日上午,中国首艘航空母舰“辽宁”号正式交接服役,从此中国摆脱了没有航母的历史。航母上安装有卫星通讯天线、有源相控阵雷达等设备,配备近防武器系统和各型舰载机,有关参数下表所示。如果航母总功率全部用来提供它向前的牵引力,求:
(1)当航母以最高航速54km/h航行时,它产生的牵引力;
(2)若在这种状态下匀速航行1000km,航母做的机械功。
辽宁号航空母舰参数
满载排水量/t
67500
总功率/kW
1.5×105
最大舰载机数量/架
30
最高航速km/h
54
最大舰长/m
304
最大舰宽/m
70.5
33.(2023·安徽阜阳·统考一模)如图甲,小驰在做家务劳动时,用平行于水平地面的力F推沙发,F的方向始终不变,大小与时间t的关系和沙发速度v与时间t的关系,如图乙所示。求:
(1)6~9s内沙发受到地面对它的摩擦力;
(2)已知3~6s内沙发移动的距离为0.3m,这段时间内沙发克服摩擦力做功的功率。
34.(2023·安徽亳州·校考一模)如图所示,将底面积为100cm2、质量为600g的物块B叠加在底面积为150cm2、质量为2400g的物块A上,然后一起放置在水平地面上,在水平向右、大小为10N的拉力F作用下沿水平地面做匀速直线运动,已知30s内两物块一起运动了15m(g=10N/kg)。求:
(1)当两物块静止在水平地面上时,物块A对地面的压强大小;
(2)拉力F做功功率大小。
五、综合题
35.(2023·安徽蚌埠·统考一模)飞机是现代社会的重要交通工具,图是飞机和机翼模型图,关于飞机上的物理知识,请你回答下列问题。
(1)飞机前端设计成流线型的目的是___________,若飞机在有风的天气起飞,___________(选填“逆风”或“顺风”)方向起飞更容易升空;
(2)若考虑燃油的损耗,飞机在空中水平匀速飞行时,机械能___________(选填“守恒”或“不守恒”),飞机在下降的过程中,所受升力相比水平飞行时会___________(选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)升力和浮力都是因为物体浸在流体中,上下表面所受的压强差产生的,但升力与浮力有两点不同之处:①受到升力的物体相对流体必须是___________(选填“运动”或“静止”)的,而浮力不一定需要;②升力的产生是由于物体浸在流体中时,上下表面必须存在___________(选填“流速差”或“深度差”),而浮力不需要。
参考答案:
1.B
【详解】A.重力与小球运动的方向垂直,重力对小球不做功,故A错误;
B.手推动球杆前进时,有力也有距离,所以手对球杆做了功,故B正确;
C.桌面支持力与小球的运动方向垂直,支持力对小球不做功,故C错误;
D.手对白球没有力的作用,白球继续运动是因为白球具有惯性,故D错误。
故选B。
2.D
【详解】乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球,由于高度和速度都相同,则机械能是相同的;不计空气阻力,三个小球的机械能是守恒的,所以三个小球到达桌面时的机械能相同,由于高度相同,重力势能相同,则动能相同,速度相同,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.B
【详解】A.书放在桌面上,桌面受到弹力是书给的,根据弹力的方向与物体形变方向相反可知,桌面受到弹力是书发生形变产生的,故A错误;
B.载货汽车超速行驶时,速度增大,则自身动能增大,很难停下来,更容易发生交通事故,故B正确;
C.滑雪者脚穿宽大滑雪板,受力面积比较大,而压力一定,可以让自己对雪地的压力作用效果更小,故C错误;
D.小明骑电动车紧急刹车时,车的运动状态改变,而车上的快递由于惯性保持原来的运动状态掉到地上,故D错误。
故选B。
4.B
【详解】A.抛出时刻,甲球和乙球质量、高度、速度都相同,即动能和重力势能也相同,则甲球的机械能等于乙球的机械能,故A正确,不符合题意;
B.乙球到达最高点时,受到重力的作用,处于非平衡状态,故B不正确,符合题意;
C.因不计空气阻力,下落过程中,甲球的重力势能转化为动能,机械能不变,故C正确,不符合题意;
D.抛出时刻,甲球的机械能等于乙球的机械能,因不计空气阻力,所以落地后再竖直跳起时,甲弹起的高度等于乙弹起的高度,故D正确,不符合题意。
故选D。
5.D
【详解】A.实心球做曲线运动是因为受到了重力的作用,手对实心球没有推力,故A错误;
B.实心球运动过程中质量不变,在b点时,高度最高,速度最小,动能最小,故B错误;
CD.实心球从a点运动到b点的过程中,质量不变,高度增大,重力势能增大,速度减小,动能减小,动能转化为重力势能;从b点运动到c点的过程中,质量不变,速度变大,动能变大,高度减小,重力势能减小,重力势能转化为动能,实心球从a点运动到c点的过程中,动能先变小后变大,故C错误,D正确。
故选D。
6.D
【详解】由图像可知,该物体的动能先减小(但不为零)后增大。
A.离开脚后在平地上滚动的足球,足球滚动得越来越慢,动能越来越小,故A不符合题意。
B.一松手由静止下落的乒乓球,其速度逐渐增大,动能始终在增大,故B不符合题意;
C.竖直向上垫起的排球,排球到达最高点时的速度为零、动能为零,故C不符合题意;
D.斜向上投掷出去的铅球,从出手到最高点过程中速度减小,此过程动能减小;到达最高点时竖直方向的速度为0,但水平方向仍然有速度,所以其动能不为0;在下落过程中,速度不断增大(到达地面时速度最大),此过程动能增大;所以,整个过程中铅球的动能先减小(但不为零)再增大,故D符合题意;
故选D。
7.D
【详解】返回舱减速下降到地面的过程中,质量不变,速度下降,动能减小,高度减小,重力势能减小,物体的机械能是动能和势能之和,所以机械能减小,故ABC错误,D正确。
故选D。
8.C
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量、速度.质量越大,速度越大,动能越大.
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度.质量越大,高度越高,重力势能越大.
(3)机械能=动能+势能
【详解】物体匀速下滑,(1)质量不变,速度不变,所以动能不变;
(2)下滑高度减小,质量不变,所以重力势能减小;
(3)机械能=动能+势能,动能不变,势能减小,机械能减小.
故选C.
【点睛】(1)掌握动能、重力势能的影响因素.(2)能判断动能、重力势能、机械能的变化.
9.B
【详解】A.苹果第一次下沉的过程中,质量不变,速度先变大后不变,动能先变大后变小,故A错误;
B.苹果第一次下沉到最低点时,克服浮力做的功最多,机械能最小,故B正确;
C.苹果第一次上浮的过程中,质量不变,高度变大,重力势能持续变大啊,故C错误;
D.苹果往复运动的过程中,由于要克服浮力做功,机械能总量变小,故D错误。
故选B。
10.C
【详解】A.装有水的木桶匀速上升,水没有洒落,速度不变,质量不变,动能不变,故A不符合题意;
B.装有水的木桶匀速上升,水没有洒落,高度增大,质量不变,重力势能增大,故B不符合题意;
C.装有水的木桶匀速上升,配重物匀速下降,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度不变,动能不变,机械能包括动能和势能,机械能减小,故C符合题意;
D.木桶和水的动能不变,重力势能增大,木桶和水机械能的变化量实际上是重力势能的增加量,配重物的动能不变,重力势能减小,配重物机械能的变化量实际上是重力势能的变化量,配重的重力和水与木桶的总重力不一定相等,它们高度的变化量不一定相等,人竖直向上拉挂木桶的绳子,对其做功,木桶和水机械能的变化量不一定等于配重物机械能的变化量,故D不符合题意。
故选C。
11.没有
【详解】做功的必要条件:一是力作用在物体是;二是物体沿力方向有移动距离。小球在摆动过程中,没有沿绳的拉力方向移动距离,因此绳的拉力对小球没有做功。
12.不做
【详解】小球从点摆动到点的过程中,细线对小球有拉力,但小球在拉力的方向上没有移动距离,所以细线的拉力对小球不做功。
13.300
【详解】小军只在水平方向对玩具箱做功,玩具箱匀速直线运动,水平的推力与摩擦力大小相等为60N,移动的距离为5m,所做的功为
14.60
【详解】小芳跳180次克服重力做的功
她跳绳时的功率是
15.4×104
【详解】因为汽车做匀速直线运动,所以,由二力平衡条件可知,发动机的牵引力
则发动机的功率
16.100
【详解】已知在4s~8s内木箱受到的推力恒为100N,由图象可知,在4s~8s内木箱匀速行驶的速度v=1m/s,则在这段时间(4s~8s)内,木箱受到的推力的功率
17.27
【详解】[2]根据题意可知,列车所受阻力之比为
因为列车做匀速直线运动,所以,由二力平衡条件可知,机车牵引力之比
由公式
可知,机车功率之比为
即机车功率大小的比值为27。
18. 小球的重力势 小球的动
【详解】不考虑空气阻力,小球从A点自由摆动到B点的过程中,质量不变,高度降低,重力势能减小,速度增大,动能增大,小球的重力势能转化为小球的动能.
【点睛】本题考查动能和势能的变化,抓住影响动能和势能大小的因素进行分析.
19.弹性势能
【详解】指甲被挤压后发生形变,此时指甲具有弹性势能,当指甲被指甲钳剪断后,指甲的弹性势能转化为指甲的动能。
20.变小
【详解】过山车的机械能等于动能与重力势能之和;从图乙可以看出,B点的重力势能等于E点的动能,但是B点的动能不为零,而E点的重力势能为零,则B点的机械能大于E点的机械能,所以整个过程中,过山车的机械能是逐渐变小的。
21.>
【详解】篮球运动过程中,由于受到空气阻力的作用,一部分机械能增转化为内能,使得篮球的机械能逐渐减小,所以A点的机械能大于B点的机械能;由于A、B等高,篮球的质量不变,所以A、B点篮球的重力势能相同,则A点的动能大于B点的动能,即
E1>E2
22. 先增大后减小 物体M被弹出的距离 OP
【详解】(1)[1]物体M从P点运动到O点过程中,弹簧从压缩状态到恢复原长,此过程弹簧的弹性势能转化为物体M的动能,即物体M的动能逐渐增大;而物体M从O点运动到Q点过程中,物体M要克服水平面的摩擦力做功,一部分动能将转化为内能,则此过程中动能会逐渐减小,因此整个过程中物体M的动能变化情况是先增大后减小。
(2)[2]该实验中弹性势能的大小是通过物体M被弹出的距离来间接反映的,这采用了转换法,物体M被弹出的距离越大,则说明原来弹簧的弹性势能越大。
(3)[3]探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系,根据控制变量法可知,必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同(即相同的弹簧),改变弹簧长度变化量,即OP间的距离。
23. 甲丙 速度 如果水平面绝对光滑,三次木块被撞击运动后,将永远做匀速直线运动,不会停止。因此,无法通过比较距离来判断物体的动能大小
【详解】(1)[1]超载是指汽车的速度一定时,质量越大动能越大。选择到达水平面的速度相等,质量不同的甲丙小球进行实验。
(2)[2]由表中实验数据可知,在同等条件下超速带来的安全隐患更大一些。
(3)[3]若水平面光滑,木块不受摩擦力,由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去。木块通过的距离无法确定,做功的多少也无法确定。所以小车动能的大小就无法比较。
24. 不相同 控制球的质量相同,改变球下落的高度 超速
【详解】(1)[1]为了探究动能与质量的关系,应该让质量不同,控制小球下落的高度相同,控制球到达水平面的速度相同。
(2)[2]为了探究动能与速度的关系,应该控制球的质量相同,改变球下落的高度,改变球到达水平面的速度。
[3]由表格中数据的,钢球的质量相同时,球下落高度越高,钢球到达水平面的速度越大,木块滑行的距离越远,说明钢球的质量相同时,速度越大,动能越大,可以解释汽车超速带来的危害。
25. 弹簧被压缩的程度 质量和速度
【详解】(1)[1]实验中,用力将钢球推出,让钢球瞬间获得速度并向右运动,让钢球获得动能,钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩,将动能转化为弹簧的弹性势能,钢球的动能越大,转化成的弹性势能越大,弹簧被压缩的程度就越大,所以本实验是通过观察弹簧被压缩的程度来比较钢球动能的大小,这是利用了转换法。
(2)[2]保持钢球的质量不变,推出钢球的速度越大,弹簧被压缩的程度也越大,说明钢球的动能越大,可得结论:物体的动能大小与速度有关;换不同质量的钢球,以相同的速度推出,钢球的质量越大,弹簧被压缩的程度也越大,说明钢球的动能越大,可得结论:物体的动能大小与质量有关。
26.(1)1000N;(2)6000W
【详解】解:(1)有题可知,运动员在做匀速直线运动,故受到的阻力与重力是一对平衡力,故阻力为
(2)重力做的功为
所受重力做功的功率为
答:(1)所受阻力的大小1000N;
(2)所受重力做功的功率为6000W。
27.(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。
28.(1)2×105Pa;(2)675N
【详解】解:(1)[1]车对地面的压力
F=G=mg=400kg×10N/kg=4000N
车对地面的压强
(2)[2]车的速度
v=
空车行驶时牵引力的功率
牵引力
由于车做匀速运动,受到的牵引力和阻力是平衡力,所以车受到的阻力为
f=F=675N
答:(1)车对地面的压强为2×105Pa。
(2)车受到的阻力为675N。
29.(1)1.8km/h;(2)5W
【详解】解:(1)物块通过AB段的运动速度
(2)物块所受的摩擦力
物块沿水平地面做匀速直线运动,在水平方向的摩擦力和拉力是一对平衡力,所以拉力
F=f=10N
拉力F做功的功率
答:(1)该物块通过AB段的运动速度为1.8km/h;
(2)在上述过程中,拉力F做功的功率为5W。
30.(1)15m/s;(2)1.2×106J
【详解】(1)摩托车匀速行驶时牵引力和阻力是平衡力,牵引力
由
可得,摩托车以最大功率匀速行驶时的速度
(2)以最大功率匀速行驶到加油站的过程中,运动的时间
摩托车发动机所做的功
答:(1)摩托车以最大功率匀速行驶时的速度是15m/s;
(2)以最大功率匀速行驶到加油站的过程中,摩托车发动机所做的功是1.2×106J。
31.(1)1200J;(2)160W
【详解】解:(1)水平动力做的功
W=Fs=400N×3m=1200J
(2)根据
可知水平动力的功率为
P=Fv=400N×0.4m/s=160W
答:(1)动力F做了1200J的功;
(2)水平动力的功率是160W。
32.(1)7.72×105N;(2)7.72×1011J
【详解】解:(1)由得,航母以最高航速54km/h航行时,它产生的牵引力为
(2)在这种状态下匀速航行1000km,航母做的机械功
答:(1)当航母以最高航速54km/h航行时,它产生的牵引力7.72×105N;
(2)若在这种状态下匀速航行1000km,航母做的机械功7.72×1011J。
33.(1)80N;(2)8W
【详解】解:(1)由图乙可知6~9s内小驰对沙发的推力F=80N,由图丙可知此时沙发做匀速直线运动,处于平衡状态,由力的平衡条件可知,地面对沙发的摩擦力为
f=F=80N
(2)由图丙可知,3~9s内沙发都处于运动状态,受到摩擦力为滑动摩擦力,因为压力和接触面的粗糙程度保持不变,所以3~6s内沙发受到的摩擦力仍为80N,这段时间内沙发克服摩擦力做的功为
W=fs=80N×0.3m=24J
则沙发克服摩擦力做功的功率为
答:(1)6~9s内沙发受到地面对它的摩擦力为80N;
(2)这段时间内沙发克服摩擦力做功的功率为8W。
34.(1)2000Pa;(2)5W
【详解】解:(1)当两物块静止在水平地面上时,对地面的压力为
物块A对地面的压强大小为
(2)拉力做的功为
拉力的功率为
答:(1)当两物块静止在水平地面上时,物块A对地面的压强大小为2000Pa;
(2)拉力F做功功率大小为5W。
35. 减小空气阻力 逆风 不守恒 减小 运动 流速差
【详解】(1)[1]飞机前端设计成流线型,在飞行时可以减小空气对飞机的阻力。
[2]飞机的飞行是利用升力来升空的,因此,逆风飞行时,机翼上下两个表面的空气流速差更大,从而能产生更大的升力,所以,逆风起飞时,飞机更容易升空。
(2)[3]飞机在空中水平匀速飞行时,考虑到燃油的损耗,飞机的质量减小,高度和速度不变,因此,动能和重力势能都减小了,所在机械能总量减小,即机械能不守恒。
[4]飞机在下降过程中,飞行的速度减小,因此,机翼上下两个表面的空气流速差减小,因此,飞机所受的升力比水平飞行时要减小。
(3)[5][6]升力是由于流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大而产生的,因此,受到升力的物体相对于流体必须是运动的,而且上下表面必须存在流速差。
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