课时训练(十四) 功 功率 机械能及其转化
A基础练
1.甲、乙两名运动员,甲运动员比乙运动员高,如果他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等,如图K14-1所示,则 ( )
图K14-1
A.甲做功较多,功率较大
B.甲做功较多,功率较小
C.甲做功较多,甲、乙功率相等
D.甲、乙做功相等,甲的功率较大
2.(2023临沂)2023年5月7日上午,临沂市第十三届全民健身运动会开幕式暨第七届万人健步行活动在五洲湖广场开启。如图K14-2所示,航拍本次活动的无人机匀速下降的过程中 ( )
图K14-2
A.重力不做功 B.动能减小
C.重力势能不变 D.机械能减小
3.(2024乐山)2024年5月3日,搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭,在中国文昌航天发射场点火发射(图K14-3)。运载火箭在点火升空的过程中,能量变化为( )
图K14-3
A.动能不变,重力势能增大
B.动能不变,重力势能不变
C.动能增大,重力势能不变
D.动能增大,重力势能增大
4.(2024自贡)很多同学都玩过荡秋千(图K14-4),下列说法正确的是 ( )
图K14-4
A.秋千荡到最低点时只有动能
B.秋千荡到最高点时有重力势能和动能
C.从最低点荡到最高点的过程中重力势能转化为动能
D.从最高点荡到最低点的过程中动能增大,重力势能减小
5.(2024吉林)某架无人机重330 N,在一次试飞中从高空竖直下降1000 m,无人机所受重力做的功为 J,在此过程中无人机的重力势能将 。
6.(2024赤峰)某老旧小区改造工地,工人用起重机将重1.2×104 N的施工材料匀速吊上6 m高工作台,用了10 s。施工材料上升的速度是 m/s;起重机对施工材料做功 J,做功的功率是 W。
7.(2024无锡)如图K14-5所示,将摆球从A点由静止释放,经过最低点O到达B点,A、B两点等高,摆球到达B点时动能为 J;摆球从A点到O点的过程中, 能转化为动能。整个过程中,摆球的机械能大小
(选填“不变”或“减小”)。
图K14-5
8.(2023怀化)如图K14-6所示,人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时,不受空气阻力,机械能守恒。当卫星从近地点向远地点运动时,它的重力势能 (选填“减小”或“增大”),卫星在 (选填“远”或“近”)地点时重力势能最大。
图K14-6
9.(2023广元)如图K14-7所示是运动员在跳台滑雪项目中从空中下落的情境,在下落过程中,运动员的重力势能逐渐 (选填“减小”“不变”或“增大”);若某运动员质量为60 kg,在空中经1.5 s下落的竖直高度为10 m,则这段时间内该运动员重力做功的功率是 W。(g取10 N/kg)
图K14-7
10.如图K14-8所示,工人师傅正在用叉车搬运货物,现在5 s内将质量为1 t的货物匀速提高1.5 m。求此过程中:(g取10 N/kg)
(1)货物上升的速度。
(2)货物所受的重力。
(3)叉车对货物所做的功。
(4)叉车提升货物的功率。
图K14-8
B能力练
11.(2024乐山)如图K14-9所示,某次比赛中,运动员推着冰壶从A点运动6 m到达B点时轻轻松手,随后冰壶沿冰道运动30 m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9 N,冰壶运动中受到水平方向的阻力,大小恒定为1.5 N。从A点到O点冰壶沿直线运动,此过程中 ( )
图K14-9
A.推力对冰壶做功为270 J
B.推力对冰壶做功为324 J
C.冰壶克服阻力做功为54 J
D.冰壶克服阻力做功为45 J
12.(2023枣庄改编)掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低。如图K14-10所示为小球在地面弹跳的频闪照片,下列说法不正确的是 ( )
图K14-10
A.小球越跳越低,说明小球的机械能逐渐减少
B.从A点运动到B点,小球的重力势能转化为动能和内能
C.经过相同高度的B、C两点时,小球的重力势能相同
D.经过相同高度的B、C两点时,小球的动能相同
13.(2023南充)体育课上小唐同学进行传接排球训练,他将球斜向上抛出,球的运动轨迹如图K14-11所示,a、b、c、d为轨迹上的点,其中a、c两点高度相同,不计空气阻力,则球在a点的机械能 (选填“大于”“小于”或“等于”)球在d点的机械能;a、b、c、d四点中球在 点的重力势能最大。
图K14-11
14.如图K14-12甲所示,放在粗糙程度不变的水平地面上的物体在水平推力F的作用下做直线运动。当水平推力大小为F1时,物体运动的路程与时间的关系如图乙所示;当水平推力大小为F2时,物体运动的速度与时间的关系如图丙所示。则F1 F2,若F1、F2的功率分别为P1、P2,则P1 P2。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
图K14-12
15.(2023绵阳)“单臂哑铃划船”运动能充分训练背阔肌。训练时,按照如图K14-13所示姿势,提升、放下哑铃为1次动作。已知哑铃的质量为15 kg,训练者60 s完成一组训练,每组12次动作,每次提升哑铃的竖直高度是30 cm。则训练者在1次提升哑铃过程中做功是 J,完成一组训练过程中提升哑铃做功的功率是 W。(g取10 N/kg)
图K14-13
16.(2022天津)热爱劳动的津津,在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时,一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上,在面团上留下了较深的痕迹。于是他灵机一动,利用玉米面团和装有水的饮料瓶,依次做了如图K14-14所示的实验,对如下两个问题进行了探究。
问题一:压力的作用效果跟哪些因素有关;
问题二:重力势能大小跟哪些因素有关。
图K14-14
(1)做实验①②③是为了探究 (选填“问题一”或“问题二”)。
(2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关。
(3)《中华人民共和国民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”,生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因,可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释,请你写出该结论:
。
C拔高练
17.(2023株洲)(多选)某建筑工地上,一台起重机将两种材料同时从地面竖直匀速起吊送至两个不同的高度,整个过程中起重机提升材料所做的功W与提升高度h的关系如图K14-15所示。由图可知(g取10 N/kg) ( )
图K14-15
A.两种材料总质量为1.5 t
B.两种材料总质量为3 t
C.吊到40 m高处的材料质量为1 t
D.吊到40 m高处的材料质量为1.5 t
【参考答案】
1.A
2.D
3.D [解析]运载火箭在点火升空的过程中,质量不变,速度和高度均变大,重力势能和动能均变大。
4.D [解析]秋千荡到最低点时有动能和重力势能,A不符合题意;秋千荡到最高点时有重力势能,无动能,B不符合题意;秋千从最低点荡到最高点的过程中动能转化为重力势能,C不符合题意;秋千从最高点荡到最低点的过程中重力势能转化为动能,重力势能减少,动能增大,D符合题意。
5.3.3×105 减小
[解析]无人机所受重力做的功为W=Gh=330 N×1000 m=3.3×105 J;无人机下降过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小。
6.0.6 7.2×104 7.2×103
[解析]施工材料上升的速度:v===0.6 m/s;起重机对施工材料做的功:W=Gh=1.2×104 N×6 m=7.2×104 J;起重机对施工材料做功的功率:P===7.2×103 W。
7.0 重力势 不变
[解析]摆球在A点时静止,动能为零,从A点由静止释放,能达到与A点等高的B点,说明没有能量损失,即机械能守恒。由于B点与A点等高,重力势能相等,所以摆球在B点时动能与在A点时相同,也为0;摆球从A点运动到O点的过程中,摆球的质量不变,高度减小,重力势能逐渐减小,速度变大,动能逐渐变大,此过程中,重力势能转化为动能。
8.增大 远
9.减小 4000
[解析]在下落过程中,运动员的质量不变,高度减小,重力势能逐渐减小;重力做功的功率P====4000 W。
10.解:(1)货物上升的速度:
v===0.3 m/s。
(2)货物所受的重力:
G=mg=1000 kg×10 N/kg=1×104 N。
(3)此提升过程中叉车对货物所做的功:
W=Fs=Gh=1×104 N×1.5 m=1.5×104 J。
(4)叉车提升货物的功率:
P===3×103 W。
11.C [解析]推力对冰壶做功:W=Fs=9 N×6 m=54 J,A和B均错误;冰壶克服阻力做功:W'=fs'=1.5 N×(6 m+
24 m+6 m)=54 J,C正确,D错误。
12.D
13.等于 b
14.等于 小于
[解析]由图乙可知,物体做匀速直线运动,速度大小为v1===3 m/s;由图丙可知,物体做匀速直线运动,速度大小为v2=5 m/s;物体在水平地面上做匀速直线运动时,所受推力与摩擦力是一对平衡力,大小相等;由于接触面的粗糙程度和压力大小不变,故该物体所受滑动摩擦力大小不变,即f1=f2,则F1=F2。已知v1
[解析] 训练者在1次提升哑铃过程中做功:
W=Gh=mgh=15 kg×10 N/kg×30×10-2 m=45 J;
训练者60 s完成一组训练,每组12次动作,完成一组训练过程中提升哑铃做功的功率:P===9 W。
16.(1)问题一 (2)质量
(3)质量相同的物体,位置越高,重力势能越大
17.BC [解析]由图可知,提升高度为10 m时,提升材料所做的功W=300 kJ=300×103 J=3×105 J,根据W=Gh可知,两种材料的总重力G===3×104 N,两种材料的总质量m===3000 kg=3 t,A不符合题意,B符合题意;吊到40 m高处的材料单独升高的高度h2=h总-h1=40 m-10 m=30 m,此段高度提升材料所做的功W2=
W总-W=600 kJ-300 kJ=300 kJ=3×105 J,吊到40 m高处的材料的重力G2===104 N,其质量m2===1000 kg=1 t,C符合题意,D不符合题意。
