專題08\o"第11章功和機械能"功和機械能及能量守恒（原卷版）一、單選題1．（2021·廣東廣州）圖顯示的是甲、乙兩機械的參數。甲、乙相比，甲的（）A．總功較大 B．有用功較小 C．額外功較大 D．機械效率較低2．（2020·廣東深圳）如圖所示，湖面上有一艘小船，站在岸上的人通過滑輪用100N的力拉繩子的自由端，在10s內小船向岸邊勻速移動了5m，船在水平方向受到的阻力為160N。下列說法正確的是（）A．人對船做的有用功為500J B．人做的總功為800JC．人做的有用功的功率為50W D．滑輪的機械效率為80%二、計算題3.（2022·廣東深圳）一校車質量為30t，車輪與地面總接觸面積為0.5m2，水平勻速行駛時校車受到的阻力為重力的0.03倍，校車勻速行駛200米，問：（1）求車對地面的壓強；（2）校車2小時內行駛了150km，問平均速度超不超過限速（限速80km/h）；（3）整個過程牽引力做功多少？4.（2020·廣東）某轎車在平直公路上行駛的45s內，其速度v與時間t、動力F與時間t的關系圖像分別如圖甲、乙所示。已知前10s轎車運動的路程為100m。求：(1)前10s轎車運動的平均速度；(2)轎車在勻速直線運動階段通過的路程；(3)動力F做的總功。

5.（2022·廣東）圖中某智能機器人的質量為80kg，其輪子與水平地面接觸的總面積為5×10-4m2。在水平地面上工作時，該機器人勻速直線移動的速度為1m/s，所受阻力是機器人重力的0.05倍。求：（取g=10N/kg）（1）機器人對水平地面的壓強；（2）機器人在水平地面上勻速直線移動時的牽引力；（3）機器人在水平地面上勻速直線移動30s，此過程中牽引力做的功。6．（2020·廣東深圳）張家界風景區內的“百龍天梯”是世界上最高、載重量最大、運行速度最快的全景戶外觀光電梯。該電梯運行高度約為330m，從地面向上運行到最高點的過程中，電梯速度與時間的關系圖象如圖所示。游客小明質量為60kg，每只腳與電梯水平地板的接觸面積約為250cm2，g取10N/kg。求：(1)“百龍天梯”向上運行時全程的平均速度；(2)當電梯勻速運行時，雙腳站立的小明對電梯的壓強；(3)向上勻速運行的過程中，電梯對小明做的功。7．（2021·廣東廣州）如圖，吊機將重為5000N的貨物從地面A處豎直勻速提升40s到達B處再水平勻速運送到C處，最后豎直放到樓項D處。貨物從C到D用時50s，路程隨時間變化圖象如圖所示，g取10N/kg。（1）求貨物的質量。（2）求BC段吊機對貨物的拉力做的功。（3）求CD段貨物所受重力做功的功率。（4）在圖中作出貨物從A到B的速度隨時間變化圖象（僅作圖，不用寫出計算過程）。三、解析題?8.（2020·廣東廣州）裝有水的容器在大小為10N的拉力F作用下運動，圖甲為容器三段運動的示意圖，F的方向始終沿著容器運動方向，OP段、MN段為水平地面。在MN段容器中的水少于OP段，容器在OP段、MN段的速度一時間圖象和QR段的路程一時間圖象如圖乙所示。(1)求F在OP段做的功______；(2)求F在QR段的功率______；(3)容器在OP段和MN段受到摩擦力分別為、，則______（選填“>”“=”“<”）。

一、單選題1．（2021·廣東廣州）如圖，太陽能汽車利用太陽能電池將太陽能轉化為電能，儲存在車上的蓄電池內，為汽車提供動力。下列說法正確的是（）A．太陽能是一種不可再生能源B．蓄電池為汽車提供動力時，將電能轉化為化學能C．太陽能汽車不能將接收到的太陽能全部轉化為機械能D．太陽能汽車將太陽能轉化為內能，再將內能轉化為動能2．（2020·廣東深圳）2020年6月30日，北斗三號最后一顆全球組網衛星成功定點地球同步軌道。對衛星在加速上升的過程中能量的變化，說法正確的是（）A．動能增大，勢能不變，機械能增大 B．動能增大，勢能增大，機械能增大C．動能增大，勢能增大，機械能不變 D．動能減小，勢能增大，機械能不變3.（2020·廣東廣州）球豎直向上運動，并落回地面，這過程中先后經過M、S兩點。球在這兩點的動能和重力勢能如圖所示，則球在M點的（）A.速度比在S點的大B.機械能大于在S點的C.機械能等于在S點的D.離地高度比在S點的低4．（2021·廣東廣州）如圖甲，大小相同的水平拉力F分別拉著物體M、N在不同的水平地面上做直線運動。此過程M、N的動能隨時間變化的關系如圖乙所示用GM和GN、fN、vM和vN分別表示M、N所受的重力、摩擦力和運動速度的大小，下列判斷一定正確的是（）A．GM＜GN B．vM＞vN C．fM＜fN D．fM=fN二、填空題與作圖題。5．（2021·廣東）如圖為火箭發射的場景，火箭的燃料使用了液態氫，主要是因為它的______大，火箭發射升空時，燃料的化學能轉化為______能，再轉化為火箭的機械能，這個過程中火箭的機械能______（選填“守恒”或“不守恒”）。6.（2022·廣東）圖甲中過山車從A點出發，先后經過B、C、D、E點。圖乙是過山車在B、C，D、E點的動能和重力勢能大小的示意圖，則過山車的動能在___________點最大，B點重力勢能的大小___________E點動能的大小。在這個過程中，過山車的機械能是___________（選填“變化”或“不變”）的。7.（2022·廣東廣州）如圖，小芳設想利用升降臺讓球越彈越高。將球從M點豎直向下以某速度拋出，球經靜止在位置a的臺面反彈后，到達的最高點為N。經臺面反彈后上升過程球的動能___________（選填“增大”“不變”“減小”），N___________比M高（選填“可能”“不可能”）。球從N點下降時，臺面已升至合適的位置b并保持靜止，球再次經反彈后，到達的最高點P___________比N高（選填“可能”“不可能”）。8．（2021·廣東廣州）如圖，小麗站在商場的手扶電梯上，隨梯勻速下樓，運動軌跡如圖虛線所示。（1）在圖中畫出小麗的受力示意圖________。（圖中“·”表示小麗）（2）此過程中，小麗的動能_________（選填“增大”“不變”或“減小”），機械能________（選填“增大”“不變”或“減小”）。專題08\o"第11章功和機械能"功和機械能及能量守恒（解析版）一、單選題1．（2021·廣東廣州）圖顯示的是甲、乙兩機械的參數。甲、乙相比，甲的（）A．總功較大 B．有用功較小 C．額外功較大 D．機械效率較低【答案】B【詳解】AB．由圖可知，甲機械的有用功是1500J，所占的比例是75%，總功W甲總==2000J乙機械的額外功是900J，所占的比例是30%，總功W乙總==3000J甲的總功小，乙機械的有用功W乙有=W乙總-W乙額=3000J-900J=2100J甲的有用功小，故A不符合題意，B符合題意；C．甲機械的額外功W甲額=W甲總-W甲有=2000J-1500J=500J乙機械的額外功是900J，甲的額外功較小，故C不符合題意；D．由圖可知，甲的機械效率是75%，乙的機械效率是70%，甲的機械效率較大，故D不符合題意。故選B。2．（2020·廣東深圳）如圖所示，湖面上有一艘小船，站在岸上的人通過滑輪用100N的力拉繩子的自由端，在10s內小船向岸邊勻速移動了5m，船在水平方向受到的阻力為160N。下列說法正確的是（）A．人對船做的有用功為500J B．人做的總功為800JC．人做的有用功的功率為50W D．滑輪的機械效率為80%【答案】D【詳解】A．人對船做的有用功W有＝F阻s船＝160N×5m＝800J故A錯誤；B．由圖知該滑輪為動滑輪，則n＝2，繩子自由端移動距離s繩＝2s船＝2×5m＝10m人做的總功W總＝Fs繩＝100N×10m＝1000J故B錯誤；C．人做的有用功的功率P有==80W故C錯誤；D．滑輪的機械效率η=＝80%故D正確。故選D。二、計算題3.（2022·廣東深圳）一校車質量為30t，車輪與地面總接觸面積為0.5m2，水平勻速行駛時校車受到的阻力為重力的0.03倍，校車勻速行駛200米，問：（1）求車對地面的壓強；（2）校車2小時內行駛了150km，問平均速度超不超過限速（限速80km/h）；（3）整個過程牽引力做功多少？【答案】（1）6×105Pa；（2）不超過；（3）1.8×106J【解析】解：（1）校車質量m=30t=3×104kg校車的重力校車對地面壓強（2）校車行駛的平均速度因為75km/h小于限速80km/h，所以校車的平均速度不超過限速。（3）水平勻速行駛時校車受到的阻力為重力的0.03倍，所以牽引力整個過程牽引力做功答：（1）車對地面的壓強為6×105Pa；（2）校車2小時內行駛了150km，平均速度不超過限速；（3）整個過程牽引力做功1.8×106J。4.（2020·廣東）某轎車在平直公路上行駛的45s內，其速度v與時間t、動力F與時間t的關系圖像分別如圖甲、乙所示。已知前10s轎車運動的路程為100m。求：(1)前10s轎車運動的平均速度；(2)轎車在勻速直線運動階段通過的路程；(3)動力F做的總功。

【答案】(1)10m/s；(2)700m；(3)1.1×106J【解析】(1)前10s轎車運動的平均速度(2)根據可知，轎車在勻速直線運動階段通過的路程(3)動力F做的總功答：(1)前10s轎車運動的平均速度是10m/s；(2)轎車在勻速直線運動階段通過的路程是700m；(3)動力F做的總功為1.1×106J。5.（2022·廣東）圖中某智能機器人的質量為80kg，其輪子與水平地面接觸的總面積為5×10-4m2。在水平地面上工作時，該機器人勻速直線移動的速度為1m/s，所受阻力是機器人重力的0.05倍。求：（取g=10N/kg）（1）機器人對水平地面的壓強；（2）機器人在水平地面上勻速直線移動時的牽引力；（3）機器人在水平地面上勻速直線移動30s，此過程中牽引力做的功。【答案】（1）；（2）40N；（3）1200J【解析】解：（1）機器人的重力機器人對水平地面的壓強（2）機器人在水平地面上勻速直線移動時，受平衡力，牽引力等于阻力，則牽引力（3）機器人在水平地面上勻速直線移動30s移動的距離此過程中牽引力做的功答：（1）機器人對水平地面的壓強是；（2）機器人在水平地面上勻速直線移動時的牽引力是40N；（3）機器人在水平地面上勻速直線移動30s，此過程中牽引力做的功是1200J。6．（2020·廣東深圳）張家界風景區內的“百龍天梯”是世界上最高、載重量最大、運行速度最快的全景戶外觀光電梯。該電梯運行高度約為330m，從地面向上運行到最高點的過程中，電梯速度與時間的關系圖象如圖所示。游客小明質量為60kg，每只腳與電梯水平地板的接觸面積約為250cm2，g取10N/kg。求：(1)“百龍天梯”向上運行時全程的平均速度；(2)當電梯勻速運行時，雙腳站立的小明對電梯的壓強；(3)向上勻速運行的過程中，電梯對小明做的功。【答案】(1)2.75m/s；(2)1.2×104Pa；(3)1.8×105J【詳解】(1)由題意可知，該電梯運行高度h＝330m，由圖乙可知，電梯運行的總時間t＝120s，“百龍天梯”向上運行時全程的平均速度v==2.75m/s(2)當電梯勻速運行時，雙腳站立的小明對電梯的壓力F＝G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N受力面積S＝2×250cm2＝500cm2＝0.05m2對電梯的壓強p==1.2×104Pa(3)由圖乙可知，向上勻速運行的速度v′＝3m/s，運行的時間t′＝100s，電梯運行的高度h′＝v′t′＝3m/s×100s＝300m電梯對小明做的功W＝Gh′＝600N×300m＝1.8×105J答：(1)“百龍天梯”向上運行時全程的平均速度為2.75m/s；(2)當電梯勻速運行時，雙腳站立的小明對電梯的壓強為1.2×104Pa；(3)向上勻速運行的過程中，電梯對小明做的功為1.8×105J。7．（2021·廣東廣州）如圖，吊機將重為5000N的貨物從地面A處豎直勻速提升40s到達B處再水平勻速運送到C處，最后豎直放到樓項D處。貨物從C到D用時50s，路程隨時間變化圖象如圖所示，g取10N/kg。（1）求貨物的質量。（2）求BC段吊機對貨物的拉力做的功。（3）求CD段貨物所受重力做功的功率。（4）在圖中作出貨物從A到B的速度隨時間變化圖象（僅作圖，不用寫出計算過程）。【答案】（1）500kg；（2）零；（3）500W；（4）見解析【詳解】解：（1）貨物的質量（2）BC段吊機對貨物的拉力豎直向上，貨物沒有在拉力的方向上移動距離，所以拉力沒有對貨物做功，BC段吊機對貨物的拉力做的功是零。（3）由圖可知，貨物在CD段運動的距離是5m，CD段貨物所受重力做功W=Gh=5000N×5m=25000JCD段貨物所受重力做功=500W（4）由圖可知，AB段的距離hAB=5m+15m=20mAB段的速度=0.5m/s貨物從A到B的速度隨時間變化圖象答：（1）貨物的質量是500kg；（2）BC段吊機對貨物的拉力做的功是零；（3）CD段貨物所受重力做功的功率是500W；（4）見解析。三、解析題?8.（2020·廣東廣州）裝有水的容器在大小為10N的拉力F作用下運動，圖甲為容器三段運動的示意圖，F的方向始終沿著容器運動方向，OP段、MN段為水平地面。在MN段容器中的水少于OP段，容器在OP段、MN段的速度一時間圖象和QR段的路程一時間圖象如圖乙所示。(1)求F在OP段做的功______；(2)求F在QR段的功率______；(3)容器在OP段和MN段受到摩擦力分別為、，則______（選填“>”“=”“<”）。

【答案】(1).40J(2).5W(3).=【解析】(1)[1]由圖可知，OP段容器做是勻速直線運動，所以OP段的長度F在OP段做的功(2)[2]由圖可知，QR段的長度為5m，F在QR段做的功F在QR段的功率(3)[3]由圖可知，容器在OP段和MN段都是做勻速直線運動，由二力平衡知識可知，容器在OP段和MN段的摩擦力等于拉力，又因為拉力相等，所以容器在OP段和MN段受到摩擦力相等，即。一、單選題1．（2021·廣東廣州）如圖，太陽能汽車利用太陽能電池將太陽能轉化為電能，儲存在車上的蓄電池內，為汽車提供動力。下列說法正確的是（）A．太陽能是一種不可再生能源B．蓄電池為汽車提供動力時，將電能轉化為化學能C．太陽能汽車不能將接收到的太陽能全部轉化為機械能D．太陽能汽車將太陽能轉化為內能，再將內能轉化為動能【答案】C【詳解】A．太陽能取之不盡、用之不竭，所以是可再生能源，故A錯誤；B．蓄電池為汽車提供動力時，將化學能轉化為電能，故B錯誤；C．太陽能汽車不能將接收到的太陽能全部轉化為機械能，有一部分太陽能會轉化為內能等其它形式的能，故C正確；D．太陽能汽車將太陽能轉化為電能，再將電能轉化為動能，故D錯誤。故選C。2．（2020·廣東深圳）2020年6月30日，北斗三號最后一顆全球組網衛星成功定點地球同步軌道。對衛星在加速上升的過程中能量的變化，說法正確的是（）A．動能增大，勢能不變，機械能增大 B．動能增大，勢能增大，機械能增大C．動能增大，勢能增大，機械能不變 D．動能減小，勢能增大，機械能不變【答案】B【詳解】衛星從地面發射升空的過程中，衛星是加速升空的，衛星的質量不變，速度增大，動能增大；質量不變，高度增大，重力勢能增大；衛星升空時，沒有發生彈性形變，不具有彈性勢能；機械能等于動能與重力勢能之和，故機械能增大；故B符合題意。故選B。3.（2020·廣東廣州）球豎直向上運動，并落回地面，這過程中先后經過M、S兩點。球在這兩點的動能和重力勢能如圖所示，則球在M點的（）A.速度比在S點的大B.機械能大于在S點的C.機械能等于在S點的D.離地高度比在S點的低【答案】B【解析】A．由圖可知，M點的動能小于S點的動能，所以球在M點的速度比在S點的小，故A不符合題意；BC．由圖可知，M點的動能和重力勢能之和大于S點的動能和重力勢能之和，故M點的機械能大于在S點的機械能，故B符合題意，C不符合題意；D．由圖可知，M點的重力勢能大于S點的重力勢能，所以M點的離地高度比在S點的高，故D不符合題意。故選B。4．（2021·廣東廣州）如圖甲，大小相同的水平拉力F分別拉著物體M、N在不同的水平地面上做直線運動。此過程M、N的動能隨時間變化的關系如圖乙所示用GM和GN、fN、vM和vN分別表示M、N所受的重力、摩擦力和運動速度的大小，下列判斷一定正確的是（）A．GM＜GN B．vM＞vN C．fM＜fN D．fM=fN【答案】D【詳解】動能與質量和速度有關，從圖乙可知，兩物體動能的大小隨著時間不變，故速度不變，故甲、乙都是勻速直線運動，甲的動能大于乙的的動能，而在水平方向上都受拉力和摩擦力，拉力和摩擦力是平衡力，而拉力相同，故摩擦力的大小相同，故D一定正確。故選D。二、填空題與作圖題。5．（2021·廣東）如圖為火箭發射的場景，火箭的燃料使用了液態氫，主要是因為它的______大，火箭發射升空時，燃料的化學能轉化為______能，再轉化為火箭的機械能，這個過程中火箭的機械能______（選填“守恒”或“不守恒”）。【答案】

熱值

內

不守恒【詳解】[1]利用液態氫作為燃料，主要是因為液態氫的熱值大，相同質量的液態氫完全燃燒產生的熱量多。[2]燃料燃燒時將化學能轉化為內能。[3]火箭發射升空時，高度和速度都增大，所以重力勢能和動能增大，機械能增大，機械能不守恒。6.（2022·廣東）圖甲中過山車從A點出發，先后經過B、C、D、E點。圖乙是過山車在B、C，D、E點的動能和重力勢能大小的示意圖，則過山車的動能在___________點最大，B點重力勢能的大小___________E點動能的大小。在這個過程中，過山車的機械能是___________（選填“變化”或“不變”）的。【答案】①.C②.等于③.變化【解析】（1）[1]過山車在B點重力勢能最大，在下降的過程中，重力勢能轉化為動能，再加上之前前進的動能，所以在C點動能最大。[2]由圖乙可知，B點的重力勢能與E點的動能大小在一個水平線上。所以大小相等。[3]因為有摩擦以及空氣阻力的原因，一部分機械能轉化為內能，所以過山車的機