功和机械能 1．如图 1 所示，用细线系住小球悬挂在 O 点，将小球拉至 A 点释放。从 A 点经过 B 点 运动到 C 点的过程中(不计空气阻力)，小球的重力势能先变小后________，动能先________ 后________，机械能________；从 A 点摆动到 C 点的过程中重力做功________J，绳的拉力 做功________J。 图1 2．如图 2 所示为游乐园过山车的轨道示意图。过山车从高处加速滑下的过程中，轨道 对车的支持力________(选填“不”或“要”)做功，过山车重力势能________(选填“增加”“减少”或 “不变”)。 图2 3．在“探究物体的重力势能与哪些因素有关”实验中，已知物块质量的关系为 m1 ＝m2 ＜ m3，实验时，让物块从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木 桩进入沙中的深度如图 3 所示。在此实验中，研究对象是________(选填“物块”或“木桩”)；为 了探究物体的重力势能与高度的关系，应选择________两图实验进行分析；物块自由下落过 程中将重力势能转化为________能。 图3 4．如图 4－甲所示，张华用水平推力 F 推放在水平地面上的木箱，在此过程中，推力 F 的大小随时间 t 变化的情况如图 4－乙所示，木箱运动的速度 v 随时间 t 变化的情况如图 4 －丙所示，则 1～3 s 内木箱做________(选填“匀速”或“变速”)运动，3～5 s 内推力对木箱做的 功是________J，5～6 s 内推力对木箱做的功是________J。 图4 5．小华把装有 30 个鸡蛋的塑料袋从 1 楼提到 3 楼的家里，他提鸡蛋的力做功最接近( ) A．9 J B．30 J C．90 J D．300 J 6．我国 2021 年 1 月 1 日开始实施的《民法典》明确规定：严禁高空抛物，对于造成损 害后果或者构成犯罪的，要依法给予处罚或者追究刑事责任。从高空抛下的物体在下落过程 中逐渐增大的物理量是(　　) A．重力势能 B．动能 C．重力 D．密度 7．滑雪是人们喜爱的运动。如图 5 所示，某同学坐在轮胎上从雪道的 A 点由静止开始 滑下，经最低点 B 滑行到右边坡道的最高点 C，轮胎与雪道之间有摩擦力存在。从 A 到 C 的 过程中(　　) 图5 A．重力势能一直减少 B．动能一直减少 C．动能一直增加 D．机械能一直减少 8．张家界大峡谷玻璃桥高空蹦极体验项目正式对公众开放，不考虑空气阻力，关于人 在蹦极下降过程中的能量分析，下列选项中正确的是(　　) A．弹性绳绷直前，人的重力势能减小，动能增大，机械能增大 B．弹性绳刚好绷直时，人的重力势能最小，动能最大 C．下降到最低点的过程中人的机械能守恒 D．下降到最低点时，人的重力势能最小，弹性绳的弹性势能最大 9．某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试，甲、乙两辆完全相同的汽车 在同一水平路面上做匀速直线运动，且 v 甲＜v 乙，若不计空气阻力，则汽车受到的牵引力 F 甲和 F 乙以及牵引力在相同时间内所做的功 W 甲和 W 乙之间的关系正确的是(　　) A．F 甲＜F 乙，W 甲＜W 乙 B．F 甲＞F 乙，W 甲＞W 乙 C．F 甲＝F 乙，W 甲＜W 乙 D．F 甲＝F 乙，W 甲＝W 乙 10．如图 6 所示导轨，A、D 两点等高，AB 段光滑，BC 段粗糙，小球从 A 点由静止释 放，小球滚过 B 点，最高到达 C 点，不计空气阻力。设小球在 A、B、C 三点的动能和重力 势能分别是 EkA、EpA，EkB、EpB，EkC、EpC。下列正确的是(　　) 图6 11．将皮球从离地某一高度的 O 点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹 如图 7 所示。下列说法正确的是(　　) 图7 A．皮球经过同一高度的 A、B 两点时动能相等 B．皮球第一次反弹后到达最高点 P 点时速度为零 C．皮球在 D 点时的机械能小于在 C 点时的机械能 D．若将皮球表面涂黑，则会在地面 M、N 两点留下两个大小相等的黑色圆斑 12．一颗番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠(如图 8)，同时番茄仍 有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能 (　　) 图8 A．等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和 B．大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和 C．等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和 D．小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和 13．兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下 探究： 图9 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ 【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟________有关；由“安全驾 驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟________有关。 【进行实验】他们做了如图 9 所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的 某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远， 说明金属球到达水平面时的动能就越________。 【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到结论：____________________ ____ _________________________。 【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车________(选填“超 载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。 14．某品牌汽车以功率 P1＝1 000 W 在水平路面上做匀速直线运动，一段时间后将功率 减小到 P2，并保持此功率，该运动过程的 v－t 图像如图 10 所示。若运动过程中汽车所受阻 力不变，求： 图 10 (1)汽车受到的阻力； (2)P2 的值； (3)2～7 min 内，汽车发动机所做的功； (4)判断高速匀速行驶和低速匀速行驶哪一个更省油，并说明理由。 (不考虑效率和空气 阻力) 答案 1 ． 变 大 　 变 大 　 变 小 　 不 变 　 0 　 0 　 2. 不 　 减 少 　 3. 物 块 a、b　动 4 ． 变 速 　 400 　 0 　 5.C 　 6.B 　 7.D 　 8.D 　 9.C 　 10.A 　 11.C 12.B 13．【猜想假设】速度　质量　【进行实验】大 【分析论证】质量一定时，物体的速度越大，动能越大 【实践应用】超载 14．解：(1)由题图可得，汽车以功率 P1 匀速行驶的速度 v1＝10 m/s 汽车受到的阻力：f＝F 牵＝＝＝100 N (2)由题图可得，汽车以功率 P2 匀速行驶的速度 v2＝8 m/s 汽车匀速行驶时，处于平衡状态，故功率： P2＝F 牵 v2＝100 N×8 m/s＝800 W (3)由题图可知，2～7 min 内汽车以功率 P2 行驶，汽车发动机所 做的功：W＝P2t2＝800 W×5×60 s＝2.4×105 J (4)都不省油，匀速行驶中牵引力相同，行驶每公里发动机所做 功相同。