第十一章 功和机械能
一、选择题：（1--7小题单选、8--10小题多选） 1、在下图的四种情境中，人对物体做功的是（ ）
A.提着桶在水平地 B.举着杠铃原地不动
C.用力搬石头但没有搬动 D.推着小车前进面上匀速前进
2、在体育课上的铅球比赛中，甲把铅球推出7ｍ，乙把铅球推出6ｍ，则（ ）
A．甲做的功一定比乙大 B．甲做的功一定比乙大 C．甲、乙做功可能相等 D．甲、乙做功一定不同
3、物理兴趣小组的同学学习了功率知识后，进行了“比一比谁上楼功率大”的比赛，其中某同学从一楼跑到三楼用了10s，则他上楼过程中的功率大约是（ ）
A．3Ｗ B．30Ｗ C．300Ｗ D．3000Ｗ
4．如图所示，mA＞mB＞mC，三个物体在同样大小的力F的作用下，都沿着力F的方向移动距离s，比较F对三个物体所做的功，结论是（ ）
A.三次做功一样多 B.对A做的功多 C.对B做的功多 D.对C做的功多
5．如图所示，小明分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用已滑轮所做的总动为W2，机械效率为η2 ，若不计绳重与摩擦，则（ ）
A．W1= W2 η1=η
2
B．W1= W2 η1＜η2
C．W1＜W2 η1＞η2 D．W1＞W2 η1＜η2
6、甲、乙两同学在进行爬杆比赛，都爬上高度相同的杆顶，甲用了9s，乙用了10s，甲、乙两人的体重之比是5：6，则甲、乙两人的爬杆功率之比是（ ）
A、3：4 B、4：3 C、25：27 D、27：25
7、“神州五号”载人飞船的返回舱在进入大气层穿过黑障区后，迅速弹出减速伞和主伞。从弹出减速伞和主伞到着陆的过程中，飞船返回舱 （ ）
A．动能不变，势能减小，机械能减小 B．动能减小，势能减小，机械能减小 C．动能增大，势能减小，机械能增大 D．动能减小，势能增大，机械能不变
8、关于机械效率，下列说法中正确的是（ ） A．做的功越多，机械效率不一定大
B．功率越大，机械效率也越大
C．实际生产中，使用机械比不使用机械做功的效率高
D．无论采取何种手段，使用简单机械时机械效率不会达到100％ 9、下列过程中，属于势能转化为动能的是（ ）
A．滚摆下降的过程 B．用力拉长弹弓橡皮条的过程 C．弹簧枪将“子弹”射出去的过程 D．跳水运动员将跳板踏弯的过程
10、为探究能量转化，小明将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐，两端分别固定在罐盖和罐底上，实验装置做好后让它从不太陡的斜面上滚下，发现橡皮筋被铁块卷紧了，接着铁罐居然能从斜面底部自动滚上去！以下有关能量转化的判断，正确的有（ ）
A、重力势能转化为动能 B、弹性势能转化为动能 C、动能转化为重力势能 D、弹性势能转化为重力势能 二、填空题：
11、重500N的物体，在100N的水平拉力作用下，沿水平地面以0.5m／s的速度匀速运动10s．在这个过程中，重力所做的功是 J，拉力做功的功率是 w．
12、如图所示，重500Ｎ的物体与地面间的摩擦力为144Ｎ，为使物体匀速移动6ｍ，必须在绳的自由端加60Ｎ的水平拉力．那么拉力做的有用功是______J，此滑轮组的机械效率为__ ___．
13、如图所示，某同学在做俯卧撑运动，可将他视为一个杠杆，他的重心在A点，重力为500N，那么他将身体撑起，双手对地面的压力至少 N，若他在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则他的功率至少为 W。
14、如图所示，单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动。请回答：
（1）这两个实验可以说明的同一个物理问题是： ；
（2）在单摆左右摆动和滚摆上下往复运动的过程中，你将会看到它们上升的高度逐渐降低。产生此现象的原因是： 。
15、以同样速度行驶的大卡车和小轿车， 的动能大，故在同样道路上，不同车型限速是不同的，大卡车的最大行驶速度应比小轿车要 （填“大”或“小”） 三、实验计：
16、如图所示，下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度的关系”实验时，得到如下实验数据。
斜面与水平面夹角 20 30 45 45 0000小车的重力G/N 2.1 2.1 2.1 2.1 斜面的粗糙程度 玻璃面 玻璃面 玻璃面 棉布面 斜面的高度h/m 0.09 0.21 0.36 0.36 沿斜面的拉力F/N 0.6 1.1 1.8 2.0 斜面长S/m 0.5 0.5 0.5 0.5 有用功W有/J 0.189 0.441 0.756 总功 W总/J 0.30 0.55 1.00 机械效率% 63 80.2 75.6 （1）此探究实验是采用了 的物理研究方法。 （2）请将上表中空格补充完整。
（3）请你根据表中的实验数据，得出要探究的实验结论：
结论一： 结论二： 17、如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB）推动纸盒运动一段距离后静止。 （1）要研究动能与质量的关系，我们要选择_____两图来进
行比较。实验中通过观察 的大小，来判断
小球动能的大小。
(2)实验中为了研究动能大小与质量的关系．需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是 。
（3）要研究动能与速度的关系，我们应该选择_____两图来进行实验。 四、简答题：
某城市铁路车站的设计方案如图所示，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡，从能量利用的角度看，这种设计的优点是什么？
五、计算题：
18、桑塔拉轿车的质量是1.6t，它以108km/h的速度在水平路面上匀速行驶20min，轿车受到的阻力是车重的0.1倍。求轿车在这段时间内：
（1）发动机的牵引力F； （2）发动机所做的功W； （3）发动机的功率P。（g取10N/kg）
20、小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用图中所示的滑轮，组装成滑轮组，请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。用此滑轮组将重为3.6N的物体匀速提起时，拉力的功率为0.36W，滑轮组的机械效率为75%。（忽略摩擦及绳重） 求：（1）绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重。 （2）若用此滑轮组提起小于3.6N的重物时，其机械效率将如何改变？说明理由。
参考答案
一、选择题：1--7小题单选、每小题3分，8--10小题多选、每小题4分，共34分。 题号 答案 1 D 2 C 3 C 4 A 5 C 6 C 7 B 8 AD 9 AC 10 ABCD 二、填空题（共5小题、每空2分、共20分） 11、0 50W 12、864J 80% 13、300 60 14、动能和势能是可以相互转化的 由于空气摩擦，使得机械能减小 15、大卡车 小 三、实验计（共2小题、每空2分、共20分） 16、（1）控制变量法 （2）0.756 0.9 84% （3）结论一：在斜面的粗糙程度相同时，斜面的倾角越大，机械效率越高。结论二：在斜面的倾角相同时，斜面的粗糙程度越大，机械效率越低。 17、（1）ac 纸盒子被推动距离 （2）让小球从斜面的同一高度由静止滚下 （3）ab
四、简答题：18、火车进站时上坡，把动能转化为重力势能，便于减速停车；出站时下坡，把重力势能转化为动能，便于加速前行；这种设计能够起到节约能源的作用。（5分） 五、计算题（21分）
19、解：1.6t=1600Kg 108Km/h=30m/S 20min=1200s
（1）F=f=0.1G=0.1mg=0.1×1600 Kg×10N/Kg=1600N（3分）
7
（2）W=FS=1600N×30m/S×1200s=5.76×10J（3分）
74
（3）P=W/S=5.76×10J/1200s=4.8×10J（3分） 20、解：绕法如右图，绳子段数n=4。
(1)因为??W有用W总?GhGhG ??FsFnhnF 所以拉力为F? 由于P?Fv
G3.6N??1.2N n?4?0.75P0.36W??0.3m/s（4F1.2N 所以绳子自由端移动速度为v?分）
由于忽略摩擦及绳重，则??W有用W总?GhG ?Gh?G动hG?G动 所以动滑轮重G动? （2）减小
G??G?3.6N?3.6N?1.2N（4分） 0.75 由于忽略摩擦及绳重??W有用W总?GhG??Gh?G动hG?G动1?1所以当提升G动G的物体重力减小时，滑轮组机械效率减小。（4分） （或者当提升物体的重力减小时，有用功减小，额外功不变，故其机械效率减小。