第十一章 机械功与机械能 知识点题库
如图所示是某同学设计的一台浮力电子秤，其结构由浮力秤和电路两部分组成，小筒底面积为10cm2 ， 大筒底面积为50cm2 ， 装有适量水，金属滑片P固定在托盘下面并随托盘一起自由滑动（滑片质量和滑片受到导线的拉力均忽略不计），定值电阻R0=8Ω，AB是一根长为20cm的均匀电阻丝，其阻值为20Ω，电源电压为6V．当托盘中不放物体时，P位于A端，小筒浸入水中5cm（称量过程中大筒水未溢出），则：R0在电路中的作用是，托盘和小筒的总质量为g，当开关S闭合且在托盘中放入质量为100g的物体时，R0消耗的功率为W。
我国最新研制的“复兴号”列车，实验的最高时速超过400km/h。下列说法错误的是（ ）
A . 它和普通列车相比，动能一定大
B . 路旁的树相对于高速行驶的列车是运动的
C . 列车高速驶过时，飘落在车旁的树叶被卷入车底
D . 列车匀速行驶时，同车厢的乘客看到竖直向上跳起的人落回原处
如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，mA=mB＜mC ， hA=hC＞hB。
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（1） 实验中，探究的动能是指______（填序号）A . 小球在斜面上的动能 B . 小球撞击木块时的动能 C . 小球撞击木块后的动能 D . 木块被小球撞击的动能
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（2） 使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与的关系。
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（3） 在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面问一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
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（4） 完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功（选填“相等”或“不相等”）
能量是与物体有关的物理量。
如图所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左匀速直线运动了2m，物体与地面的滑动摩擦力为50N，则绳子自由端沿水平方向移动了m，拉力所做的有用功是 J，总功J，滑轮组的机械效率为。
在探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处由静止滚下（其中mA=mB＜mC ， hA=hC＞hB），推动相同的木块运动一段距离后静止。
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（1） 为研究动能大小与质量间的关系，应选择两图进行比较。（选填“甲乙”、“甲丙”或“乙丙”）
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（2） 木块在实验中的作用是
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（3） 从图中可以看出A，B，C三个小球刚到达水平面时，球动能最大。（选填“A”、“B”或“C”）
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（4） 若水平面绝对光滑，将（选填“能”或“不能”）达到比较小球动能大小的目的。
如图甲所示是武汉雷神山医院的建设场景，建设过程中用到图乙所示的滑轮组，若用该滑轮组匀速提升3000N的重物上升4m，滑轮组的机械效率为80％（不计绳重以及滑轮与轴之间的摩擦）则：
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（1） 滑轮组的有用功为多少？
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（2） 拉力做的总功为多少？
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（3） 该滑轮组中动滑轮的总重为多少？
下表是某共享电动汽车的主要参数。如图所示是电动汽车行驶在某路段的路程与时间的图像，求∶（g取10N/kg）
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空车质量 |
600kg |
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轮胎与地面的总接触面积 |
200cm2 |
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标准承载 |
200kg |
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最大续航（充满电最大行驶路程） |
200km |
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所受阻力与汽车总重的比值 |
0.06 |
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（1） 标准承载下，电动汽车静止时对水平地面的压强；
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（2） 标准承载下，电动汽车在该路段匀速行驶1.5min牵引力做的功及功率
在研究物体的动能与哪些因素有关的实验中，小华猜想：
A．物体的动能可能与物体的质量有关
B．物体的动能可能与物体的速度有关
C．物体的动能可能与物体的材料有关
为了验证猜想，小华设计了以下探究实验：
让小球从斜面上某一高度静止释放，撞击静止在水平面上的木块，实验过程如图甲、乙、丙、丁所示。图中m1＜m2、s1＜s2、s1＜s3、h1＜h2 ， 水平面上所用的木块是同一木块。
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（1） 小华在本次实验中是通过观察来判断小球动能大小的。
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（2） 小华通过比较甲和乙得出的结论。
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（3） 甲丙这两次实验中让不同质量的小球从斜面的同一高度自由滚下，目的是。
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（4） 你认为通过比较两次实验，可以验证猜想C是（正确、错误）。
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（5） 如果实验中水平面绝对光滑。实验（能、不能）达到实验目的，原因是。
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（6） 实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有“超载”与“超速”，为了探究“超载”安全隐患，应选择两次实验进行比较。
为了探究物体动能的大小与哪些因素有关，某实验小组利用一个质量为100g的钢球进行了如图所示的实验，然后借助速度传感器和其他仪器进一步得出了下表中数据。
| 序号 | 钢球撞击速度v(cm/s) | 木块滑行距离s(cm) |
| 1 | 10 | 10 |
| 2 | 20 | 40 |
| 3 | 30 | 90 |
试完成下列有关问题:
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（1） 实验是通过方法来改变钢球速度大小的。
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（2） 分析表中第1、2、3次实验的数据，可以得到：物体动能的大小与物体的速度大小(填 “成正比”或“不成正比”)。
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（3） 完成上述实验后，该小组的同学换用质量不同的钢球从斜面同一高度自由滚下，并观察比较钢球推动木块滑行的距离，他们这是为了探究物体动能的大小与的关系。
如图所示，用一动滑轮拉一物体A沿水平面匀速运动2m，物体A重为20N，受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力F为2.5N，滑轮的机械效率是（不计滑轮及绳重）
小明将装有 20 个鸡蛋的塑料袋从地面拿到桌面上，该过程中这袋鸡蛋克服重力做功最接近（ ）
A . 1 J
B . 10 J
C . 100 J
D . 1000 J
用如图所示的滑轮组在5s内将一个重300N的物体匀速提升2m，所用的拉力F为125N，不计绳重及摩擦：
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（1） 滑轮组对物体做的功；
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（2） 拉力做功的功率；
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（3） 滑轮组的机械效率；
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（4） 动滑轮的重力。
如图所示，小敏和同学们正在水平环形跑道上进行800m跑测试，小敏对地面的压力为500N．每只鞋底与地面的接触面积约为80cm2 ． 下列说法正确的是（ ）
A . 跑弯道时小敏的运动状态是改变的
B . 小敏相对于她正在超越的同学是静止的
C . 测试过程中小敏对地面的压强是625Pa
D . 跑完全程小敏受到的重力做的功是4×105J
如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组. 用该滑轮组在 50s 内可将质量为 600kg 的物体匀速吊起5m，在这一过程中，已知滑轮组的机械效率是80%，则拉力所做的功是J，拉力的功率为W。（g 取 10N/kg）
如图所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜面A点自由滚下，分别经过a、b、c各位置（b、c等高），关于小球的动能和重力势能描述错误的是（ ）
A . 从a到b动能转化为重力势能
B . 在b、c处重力势能相等
C . 从a到c重力势能转化为动能
D . 在a处动能最大
小红按照如图所示情景做了一个有趣的实验：她把一个悬挂起来的铁锁拉到自己的面前并接触鼻子，然后将铁锁由静止释放，保持头的位置不变，她发现铁锁摆回时不会撞击她的鼻子，经过一段时间的摆动，铁锁静止在b位置。铁锁由接触鼻子的位置a开始，沿弧线abc向另一侧的最高点c运动的过程中，下列说法中不正确的是（ ）
A . 铁锁在位置a有最大的重力势能
B . 铁锁在位置b有最大的动能
C . 铁锁从a到b的运动过程中重力势能减小，动能增大
D . 铁锁在这个运动过程中机械能守恒
凝聚着我国古代劳动人民智慧的世界文化遗产——都江堰水利工程，由分水鱼嘴、宝瓶口、飞沙堰等组成（如图所示），其在引水灌溉，防洪减灾方面发挥着重要作用。枯水季节，由于内江河床较低，在水受到的力作用下，大量的水落入内江，其重力势能 （选填“增大“减小”或“不变”）；洪水季节，由于宝瓶口的限流作用，导致内江水的流速较小，外江水的流速较大、压强较 ，大量的水涌入外江。
搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3m，所用的拉力为50N，时间为20s，不计绳重及摩擦。求：
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（1） 有用功；
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（2） 拉力做的功；
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（3） 拉力的功率；
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（4） 滑轮组的机械效率。
2022年6月5日上午，神舟十四号载人飞船搭载长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，3名航天员将在太空进行为期6个月的科学实验探究和生活，长征二号F遥运载火箭用了液态氢作燃料。下列说法正确的是（ ）
A . 火箭选用液态氢作燃料、是因为液态氢具有较大的热值
B . 火箭加速升空的过程中，火箭的动能转化为重力势能
C . 火箭加速升空的过程中，航天员的机械能保持不变
D . 载人飞船进入预定轨道稳定运行时，处于平衡状态
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