基本問題
參考答案和分析評(píng)論
1.填空題(每空3分,共42分)
1. 否; 是的
【測試點(diǎn)】判斷力是否起作用
【分析】物理學(xué)中做功有兩個(gè)必要條件:一是力作用在物體上,二是物體沿力的方向移動(dòng)一定距離。 兩者缺一不可。
當(dāng)魚懸浮在水中時(shí),它在浮力方向上沒有運(yùn)動(dòng)距離,因此水產(chǎn)生的浮力對(duì)魚沒有做功; 當(dāng)魚加速向前游動(dòng)時(shí),它有很強(qiáng)的力,并沿著力的方向移動(dòng)一定的距離,所以水的“推”力確實(shí)對(duì)魚起作用。
【點(diǎn)評(píng)】這道題考驗(yàn)的是對(duì)力是否起作用的判斷。 顯然,不做功有三種情況:一是有力但沒有距離(例如:推但不動(dòng));三是有力但沒有距離(例如:推但不動(dòng)); 第二,有距離但沒有力(靠慣性運(yùn)動(dòng)); 第三,力的方向與運(yùn)動(dòng)方向一致,垂直。
2. 完成了多少工作; 做同樣的工作時(shí),比較完成工作的時(shí)間; 磷
【測試點(diǎn)】比較做事的速度
【分析】圖中,挖掘機(jī)挖掘和人工挖掘的工作速度是不同的。 采用的判斷方法是:工作時(shí)間相同,比較完成的工作量(挖了多少土);
還可以用另一種判斷方法,即做同樣的工作(挖同樣多的土),比較工作的長度。
用于表示物體做功速度的物理量是功率,用字母P表示。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是比較做功速度和功率物理意義的方法。 這是一個(gè)基本問題。 然而,很多學(xué)生不注重物理量的符號(hào)和書寫方法。 記住物理量的符號(hào)很重要。 大寫的P代表力量,小寫的p代表壓力。 它們以斜體書寫,正字體代表單位符號(hào)。 例如,W代表功的物理量,W代表功率的單位,瓦特。
3、速度:1秒內(nèi)完成20J的功; 節(jié)省電力
【考點(diǎn)】功率的概念和單位; 工作原理
【分析】功率是表示物體做功速度快慢的物理量。 更快的工作并不一定意味著更多的工作; 功率是物體在1秒內(nèi)完成的功。 機(jī)器的功率為20W=20J/s,也就是說機(jī)器在1s內(nèi)完成20J的功; 根據(jù)工作原理的內(nèi)容可知:在使用機(jī)器時(shí),人所做的功是相等的,也就是說,使用任何機(jī)器都不能省功。 這個(gè)結(jié)論稱為工作原理。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查權(quán)力的定義、權(quán)力的含義、工作原理。 這些都是比較基礎(chǔ)的練習(xí),一定要鞏固基礎(chǔ)知識(shí)。
4.增加; 先增加后減少; 非平衡
【測試點(diǎn)】動(dòng)能與勢能的轉(zhuǎn)換; 平衡狀態(tài)判斷
【分析】孩子從蹦床上變形最大點(diǎn)到向上移動(dòng)剛剛離開蹦床要經(jīng)歷兩個(gè)階段。 第一個(gè)是從最大變形點(diǎn)到向上彈力等于重力的階段。 在這個(gè)階段,彈力大于重力,孩子的速度增加。 。 第二步是從向上的彈力與重力相等的階段開始到離開蹦床。 在這個(gè)階段,孩子的重力大于彈力,孩子的速度下降。 因此,整個(gè)過程中孩子的速度是先增大后減小的。 孩子的質(zhì)量保持不變,所以動(dòng)能先增大后減?。?span style="display:none">rpY物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
整個(gè)過程中,孩子的身高增加,但質(zhì)量不變,因此重力勢能增加;
當(dāng)它上升到最高點(diǎn)時(shí),無論空氣阻力如何,其速度都為零。 此時(shí)它只受到重力的影響,因此處于非平衡狀態(tài)。
【點(diǎn)評(píng)】掌握動(dòng)能和重力勢能的影響因素,理解重力勢能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)換可以從高度和速度的角度來理解,可以幫助我們更好地理解能量的轉(zhuǎn)換。
5.乙
[測試點(diǎn)] 勢能大小對(duì)比
【分析】重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和下落高度有關(guān)。 下落高度相同時(shí),質(zhì)量越大,重力勢能越大; 質(zhì)量相同時(shí),下落高度越大,重力勢能越大; 球下落過程中,有重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,與地面碰撞時(shí)轉(zhuǎn)化為彈性勢能。 彈性勢能的大小與物體的變形有關(guān)。 變形越大,彈性勢能越大。
從圖中A、B的印記可以看出,球B的變形較大,這意味著在相同質(zhì)量下,高度越高,重力勢能越大,彈性勢能也越大換算成,球的變形量越大。
【點(diǎn)評(píng)】注意回答這個(gè)問題所用的研究方法:控制變量法、換算法; 掌握重力勢能和彈性勢能的影響因素,以及重力勢能、動(dòng)能和彈性勢能的轉(zhuǎn)換。
6.大于; 當(dāng)羽毛球斜向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),并不是所有的動(dòng)能都轉(zhuǎn)化為重力勢能
【測試點(diǎn)】機(jī)械能的轉(zhuǎn)化; 力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
【分析】忽略空氣阻力,羽毛球運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒且保持不變。 兩顆羽毛球被踢出后,斜向上運(yùn)動(dòng)的羽毛球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),在水平方向有一定的速度,并具有一定的動(dòng)能,動(dòng)能并沒有全部轉(zhuǎn)化為重力勢能; 當(dāng)垂直向上的羽毛球上升到最高點(diǎn)時(shí),所有動(dòng)能都轉(zhuǎn)化為重力勢能,因此垂直上升的羽毛球具有更大的重力勢能,并且兩個(gè)羽毛球質(zhì)量相同,因此它們垂直上升的羽毛球的高度為高,則 h1>h2。
因此,答案是:大于; 當(dāng)向上的羽毛球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),并不是所有的動(dòng)能都轉(zhuǎn)化為重力勢能。
【點(diǎn)評(píng)】本題考察影響物體的動(dòng)能和重力勢能的轉(zhuǎn)換。 只有動(dòng)能和引力勢能相互轉(zhuǎn)化時(shí),機(jī)械能守恒,難度適中。
2、選擇題(每題3分,共24分)
7.乙
【測試點(diǎn)】物理量的單位及單位換算
【分析】根據(jù)你對(duì)常見物理量及其單位的了解回答。 在物理學(xué)中,牛頓是力的單位,所以A不符合題意; 瓦特是功率的單位,所以B符合題意; 焦耳是功和各種能量的單位,所以C不符合題意; 帕斯卡是壓力單位,所以D不符合題意。
【點(diǎn)評(píng)】這道題考查的是我們對(duì)常見物理量及其單位的了解。 這是對(duì)知識(shí)記憶的考驗(yàn)。 比較簡單,也容易回答。
8.C
【考點(diǎn)】功的計(jì)算及公式的應(yīng)用
【分析】做功有兩個(gè)必要因素:一是作用在物體上的力,二是沿力的方向移動(dòng)的距離。 兩者缺一不可; 以此為基礎(chǔ)進(jìn)行分析和判斷。
球離開腳后,靠慣性向前移動(dòng)20米,同時(shí)在水平草地上向前滾動(dòng)。 球脫離腳。 腳不會(huì)對(duì)球施加任何力,因此不會(huì)對(duì)球做任何功,重力也不會(huì)移動(dòng)距離。 因此,球由于重力而不會(huì)移動(dòng)任何距離。 重力也不起作用。 因此,曲明和足球的重力對(duì)足球所做的功為0J。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查做事的兩個(gè)必要因素。 這個(gè)問題的關(guān)鍵是要抓住“球離開腳后,腳與球之間沒有任何作用力”。
9.D
【測試點(diǎn)】動(dòng)能與勢能的轉(zhuǎn)換; 判斷物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化; 慣性和慣性現(xiàn)象
【分析】運(yùn)動(dòng)員蘇一鳴在空中加速下落時(shí),其運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生了變化,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也發(fā)生了變化,故A錯(cuò)誤; 當(dāng)運(yùn)動(dòng)員蘇一鳴在空中加速下落時(shí),其質(zhì)量和慣性保持不變,故B錯(cuò)誤; 運(yùn)動(dòng)員B蘇一鳴在空中加速下落時(shí),質(zhì)量不變,高度變小,重力勢能變小,速度變大斜面的摩擦力計(jì)算公式,動(dòng)能變大,故C錯(cuò)誤,D正確。
【點(diǎn)評(píng)】本題考察的是慣性、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的確定、動(dòng)能和勢能的變化,是一道基礎(chǔ)題。
10.C
[測試點(diǎn)] 功的計(jì)算
【分析】兩個(gè)人爬一根桿子時(shí),需要克服重力進(jìn)行工作。 由W=mgh可知,做功的多少與他們的體重和桿子的高度有關(guān)。 題中給出的條件是它們從同一根桿子的底部依次以勻速運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)他們爬到山頂時(shí)斜面的摩擦力計(jì)算公式,即他們所爬的桿子高度相等,那么需要知道的物理量就是兩個(gè)人的體重,所以C是正確的,A、B、D是不正確的。
【點(diǎn)評(píng)】兩個(gè)人做功主要是克服重力,所以需要根據(jù)重力做功的特點(diǎn)來判斷。
11. D
【測試點(diǎn)】機(jī)械能守恒定律; 動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)換
【分析】光滑的斜面意味著沒有摩擦力。 當(dāng)鐵塊沿斜面滾下時(shí),只有動(dòng)能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)換。 機(jī)械能守恒。 當(dāng)球從同一高度滾下時(shí),重力勢能相等。 向下滾動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)化為相同的動(dòng)能。
【點(diǎn)評(píng)】本題考察機(jī)械能守恒。 機(jī)械能守恒有一定的條件:只有動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)換。
12.D
【考點(diǎn)】工作理念; 能量的概念; 功與能量之間的關(guān)系
【分析】物體不做功就可能具有能量。 例如:靜止在高處的蘋果有重力勢能,選項(xiàng)A錯(cuò)誤; 物體能做功,就意味著該物體具有能量。 它能做的功越多,物體所具有的能量就越大。 它并不一定意味著動(dòng)能更大,也可能是重力勢能,或者其他形式的能量。 B選項(xiàng)錯(cuò)誤; 物體有能量,意味著它有做功的能力,但物體不一定做功。 選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的; 如果一個(gè)物體可以做功,那么它就有做功的能力,這意味著它一定有 是的,選項(xiàng)D是正確的。
【點(diǎn)評(píng)】功是能量轉(zhuǎn)化的衡量標(biāo)準(zhǔn):即做了多少功必然伴隨著轉(zhuǎn)化了多少能量,反之,轉(zhuǎn)化了多少能量必然同時(shí)做了多少功。 也就是說,能量是通過功來體現(xiàn)的。 不工作不一定就沒有能量,但是做工作就一定有能量(變化)。 這就好比用秤來測量物體的長度,但沒有秤就不能說物體沒有長度。
13. 交流電
【測試點(diǎn)】機(jī)械能的轉(zhuǎn)換; 影響動(dòng)能的因素; 影響勢能的因素
【分析】從A到B的下降過程和從C到B的下降過程都是重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過程。 在此過程中,A、C兩點(diǎn)位置最高,重力勢能最大。 這時(shí),孩子是靜止的,所以動(dòng)能為零; B點(diǎn)的動(dòng)能最大,由于它最低,所以引力勢能最小。 從B到C的上升過程以及從B到A的上升過程都是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能的過程。
孩子在A點(diǎn)的重力勢能最大,動(dòng)能為零,所以說法A是錯(cuò)誤的; 孩子在B點(diǎn)的動(dòng)能最大,重力勢能最小,所以B點(diǎn)的說法正確; 從B上升到C的過程中,孩子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能,所以說法C是錯(cuò)誤的; 現(xiàn)實(shí)中,孩子的身高越來越低,最后停了下來。 這是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過程中存在能量損失。 如果沒有能量損失,他會(huì)繼續(xù)移動(dòng),所以D的說法是正確的。
【點(diǎn)評(píng)】本題考察動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)換和守恒。 擺動(dòng)的過程可分為兩個(gè)過程,即上升過程和下降過程。
14. 乙、丁
【測試點(diǎn)】功與功率的比較; 速度的計(jì)算和公式的應(yīng)用; 力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
【分析】從圖中可以看出,同一時(shí)間內(nèi),物體①的距離大于物體②的距離,故它們的速度關(guān)系為v1>v2,故A錯(cuò)誤; 勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),拉力和摩擦力是平衡力,兩個(gè)相同的物體,在同一水平面上運(yùn)動(dòng),對(duì)地面的壓力和接觸面的粗糙度相同,因此它們受到的滑動(dòng)摩擦力是相等的,無論物體運(yùn)動(dòng)的速度。 兩個(gè)物體上的摩擦力相等,所以拉力也相等,即:F1=F2,所以B正確; 拉力所做的功為W = Fs。 同樣的0到6秒內(nèi),拉力相等,但物體①的距離大于物體②的距離,所以W1>W2,所以C是錯(cuò)誤的; 已知兩個(gè)拉力在0~6s內(nèi)對(duì)物體所做的功為W1>W2。 根據(jù)P=W/t,可知0-6s兩次對(duì)物體的拉力的功率為P1>P2,所以D是正確的。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查速度、做功、力量以及兩種力的平衡等知識(shí)。 關(guān)鍵是從圖表中獲取有用的信息。
3.簡答題(每題3分,共6分)
15.如答案圖1所示
答案圖1
【測試點(diǎn)】機(jī)械能的轉(zhuǎn)換及其應(yīng)用
【分析】火車質(zhì)量大、速度高、動(dòng)能大。 當(dāng)火車進(jìn)站時(shí),它可以爬坡,將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能。 能盡快停車,減少制動(dòng)力,節(jié)省能源; 出站時(shí),火車下坡,將重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 減少牽引力可以讓列車在短時(shí)間內(nèi)加速,從而節(jié)省能源。 因此,列車站臺(tái)可以設(shè)計(jì)得高于地面。
【點(diǎn)評(píng)】正確利用動(dòng)能和重力勢能的轉(zhuǎn)換,避免能量消耗是回答這個(gè)問題的關(guān)鍵。
16.如答案圖2所示
答案圖2
【測試點(diǎn)】彈性的概念; 機(jī)械能的轉(zhuǎn)換
【分析】當(dāng)球從A運(yùn)動(dòng)到O時(shí),彈簧恢復(fù)原來的形狀,將彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 此時(shí),彈簧的彈性勢能減小,作用在球上的彈力減?。?當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到O時(shí),彈簧恢復(fù)到原來狀態(tài)的彈性勢能為0,作用在球上的彈力為0; 當(dāng)球從O運(yùn)動(dòng)到B時(shí),彈簧被拉開,球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。 此時(shí)彈簧的彈性勢能增大,小球上的彈力增大,因此小球上的彈力F與小球距A點(diǎn)的距離x的關(guān)系如圖2所示的答案。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查學(xué)生對(duì)彈性勢能和運(yùn)動(dòng)物體所受力的影響的分析和理解。 能夠確定小球運(yùn)動(dòng)過程中彈簧彈性勢能的變化是解決問題的關(guān)鍵。
4、實(shí)驗(yàn)探究題(17題6分,18題10分,共16分)
17. (1)速度; (2) 動(dòng)能的大??; (3) 沒有能力
【測試點(diǎn)】探究影響物體動(dòng)能的因素
【分析】(1)本實(shí)驗(yàn)研究球的動(dòng)能,動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān)。 由于相同質(zhì)量的小球在同一斜面上從不同高度開始從靜止開始滑動(dòng),因此探討了動(dòng)能與物體速度之間的關(guān)系;
(2)物體的動(dòng)能是由它對(duì)外做功的大小決定的。 鋼球?qū)δ緣K做功,木塊移動(dòng)距離的長短反映了鋼球的動(dòng)能;
(3) 如果木塊位于光滑的水平面上,無論鋼球給予木塊多大的初速度,木塊都會(huì)永遠(yuǎn)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。 因此,無法確定該塊移動(dòng)的距離。 因此,無法確定鋼球?qū)δ緣K所做的功的大小,即無法比較鋼球的動(dòng)能。
【點(diǎn)評(píng)】本題是一個(gè)實(shí)驗(yàn),探討影響動(dòng)能大小的因素。 由于動(dòng)能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān),因此實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法,并且必須掌握換算法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。 同時(shí),很明顯,鋼球的動(dòng)能是由木塊移動(dòng)的距離反映出來的。 這就是這個(gè)問題的突破點(diǎn)。 因此,能夠比較木塊在水平面上移動(dòng)的距離長度是得出結(jié)論的關(guān)鍵。
18、(1)鐵塊; 木樁沉入沙坑的深度; (2)<; (3)<; (4)乙
【測試點(diǎn)】探究影響物體勢能的因素
【分析】(1)本實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)鐵塊撞擊木樁時(shí),鐵塊的重力勢能轉(zhuǎn)化為木樁的動(dòng)能,因此研究對(duì)象是鐵塊; 鐵塊的重力勢能越大,說明木樁獲得的能量越多,木樁沉入沙坑的深度就越深,也就是說,我們通過觀察鐵塊的重力勢能來比較鐵塊的重力勢能。木樁沉入沙坑的深度;
(2)從圖中可以看出,B撞擊木樁并沉入沙坑的深度較大,說明B的引力勢能較大。 如果兩個(gè)鐵塊A、B的質(zhì)量相等,則鐵塊B下落的高度較大,即hA < hB;
(3) 如果兩個(gè)鐵塊A、C的下落高度相等,且C撞擊木樁并沉入沙坑的深度越大,則說明C的重力勢能越大,則質(zhì)量鐵塊C越大,即mA < mC;
(4)由(1)可知,本實(shí)驗(yàn)采用換算法,影響滑動(dòng)摩擦的因素為:壓力和接觸面粗糙度。 在研究滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)時(shí),采用的是受控變量法,所以A不滿足題意; 看不到音叉的振動(dòng),而用可見的“水花”來說明音叉的振動(dòng),并且采用了換算的方法,所以B不符合題意; 力的作用是通過總結(jié)大量事實(shí)的方法得出的,所以C不符合題意; 牛頓第一定律是利用實(shí)驗(yàn)推理得到的,因此D不符合題意,故選B。
【點(diǎn)評(píng)】在解決此類問題時(shí),通常采用換算法和控制變量法來探索物體重力勢能的大小與其質(zhì)量和高度之間的關(guān)系。
5.綜合應(yīng)用題(共12分)
19.看分析
【考點(diǎn)】機(jī)械能及其轉(zhuǎn)換; 工作量計(jì)算; 決定重力勢能的因素
【分析】解:(1)當(dāng)水從上游流下時(shí),水的重力勢能減小,動(dòng)能增大,重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;
(2)每分鐘落水的重力:
G=mg=ρVg
=1×103kg/m3×100m3×10N/kg
=106N,
每分鐘重力所做的功:
W=Gh
=106N×60m
=6×107J;
(3)不會(huì)。因?yàn)樗畮熘兴闹亓菽芘c水的質(zhì)量和高度有關(guān),雖然大迪克森大壩比葛洲壩壩高,但我們不知道水庫中的水量,所以我們不能簡單地下結(jié)論。
答:(1)重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;
(2)重力每分鐘所做的功:
W=Gh
=106N×60m
=6×107J;
(3)不會(huì)。因?yàn)樗畮熘兴闹亓菽芘c水的質(zhì)量和高度有關(guān),雖然大迪克森大壩比葛洲壩壩高,但我們不知道水庫中的水量,所以我們不能簡單地下結(jié)論。
【點(diǎn)評(píng)】這道題是一道力學(xué)綜合題,需要用到很多公式:密度計(jì)算公式、重力計(jì)算公式、功計(jì)算公式的應(yīng)用。 物理量通過公式聯(lián)系緊密,邏輯計(jì)算性強(qiáng)。 這類問題很典型。 計(jì)算時(shí)要注意單位的統(tǒng)一。 同時(shí)考察了利用機(jī)械能的轉(zhuǎn)換來分析實(shí)際問題的能力。