【单元练】深圳锦华实验学校八年级物理下第十一章【功和机械能】经典题(培优提高)

一、选择题

1．下列关于功和能的说法中不正确的是（ ） A．物体能够做功，就是说它具有能 B．物体具有能，它一定在做功

C．一定质量的物体速度越大，它的动能越大 D．一定质量的物体位置越高，它的重力势能越大B 解析：B

A．由功和能的定义可知，物体能够做功，就是说它具有能量，简称能。故A正确，不符合题意；

B．物体具有能，它不一定在做功，如具有重力势能的物体不一定正在做功。故B错误，符合题意；

C．动能的影响因素是质量和速度，一定质量的物体速度越大，它的动能越大。故C正确，不符合题意；

D．重力势能的影响因素是质量和高度，一定质量的物体位置越高，它的重力势能越大。故D正确，不符合题意。 故选B。

2．如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，关于该洒水车，下列说法正确的是（ ）

A．机械能不变，重力势能不变 C．机械能变小，动能不变 解析：D

B．机械能不变，动能变小

D．机械能变小，重力势能和动能都变小D

匀速行驶的洒水车，其速度、离地面的高度不变，但质量在减小，所以动能变小，重力势能变小，机械能变小，故ABC错误，D正确。 故选D。

3．如图所示，小明在雷锋体育场观看陀螺表演时发现：当鞭子抽打陀螺时它的转速会变快，不抽打时会慢慢停下来，关于这一场景下列说法正确的是（ ）

A．抽打陀螺时转速会变快是因为它的惯性增大 擦力的作用

C．陀螺在水平地面转动时，重力对它做功 平衡B

D．陀螺转动时，对地面压力和受到的支持力

B．不抽打时会慢慢停下来是因为摩

解析：B

A．抽打时，陀螺转速变快是由于受到力的作用，这个力改变了陀螺的运动状态，而其质量不变，则惯性不变，故A错误；

B．不抽打时，陀螺会慢慢停下，是因为受到摩擦力的作用，故B正确；

C．陀螺在水平地面转动时，在竖直方向上没有移动距离，所以重力对它没做功，故C错误；

D．陀螺转动时，对地面的压力和受到地面的支持力是一对相互作用力，故D错误。 故选B。

4．嫦娥五号是中国探月工程三期发射的月球探测器，也是中国首个实施无人月面取样返回的探测器。2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器成功携带月球样品着陆地球。为避免着陆速度过大，嫦娥五号返回器采用了半弹道跳跃式再入返回技术方案（如图）就是用类似“打水漂”的方式两度进人大气层最终降落在内蒙古四子王旗地区。返回器从首度进人大气层到最终落地的过程中，下列说法正确的是（ ）

A．嫦娥五号返回器的动能越来越大 小

C．嫦娥五号返回器的势能不断减小 解析：B

B．嫦娥五号返回器的势能先减小后增大再减D．嫦娥五号返回器的机械能始终不变B

A．嫦娥五号开始运动具有动能，最后落到地面静止动能变为0，所以整个过程的来看动能减小，故A错误；

BC．由图可知，嫦娥五号高度先减小后增大再减小，质量不变，所以势能先减小后增大再减小，故B正确，C错误；

D．以地面为参照物，嫦娥五号最终落回地面，机械能变为0，所以以整个过程来说机械能减小，故D错误。 故选B。

5．如图是水上乐园飞行表演，表演者双脚站在向下喷水的踏板上，水柱将人向上顶起，人在空中时而加速上升，时而急速翻滚，时而加速下降，还能在空中竖直悬停。下列说法正确的是：（ ）

A．人急速翻滚，运动状态没有发生改变

B．加速上升过程中，人的重力势能增大，机械能不变

C．人在空中竖直悬停时，人的重力和踏板所受的压力是一对平衡力 D．踏板向下喷水，人向上升起，利用了物体间力的作用是相互的原理D 解析：D

A．人急速翻滚的过程中，速度大小和运动方向都发生了变化，所以人的运动状态发生了改变，故A错误；

B．加速上升过程中，人的质量不变，速度增大，则动能增大；同时高度增加，人的重力势能增大；因机械能等于动能与势能之和，所以人的机械能增大，故B错误；

C．人在空中竖直悬停时，处于平衡状态，受到平衡力；但人受到的重力和踏板所受的压力作用在不同的物体上，且方向相同，所以二力不是一对平衡力，故C错误；

D．踏板向下喷水时，踏板对水有一个向下的力，同时水对踏板有一个向上的力，使人向上升起，利用了物体间力的作用是相互的原理，故D正确。 故选D。

6．如图所示，光滑斜面ABAC，沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部以相同速度拉到顶部，所需拉力分别为F1和F2，所做的功分别为W1和W2，其功率为P1和P2则（ ）

A．F1F2，W1W2，P1P2 C．F1F2，W1W2，P1P2 解析：A

B．F1F2，W1W2，P1P2 D．F1F2，W1W2，P1P2A

斜面AB倾斜角度小于AC，所以物体沿AB运动时拉力较小，即

F1＜F2

斜面光滑说明摩擦力为0，使用任何机械都不省功，所以拉力在两斜面上做功相同，即

W1=W2

根据公式

PWFsFv ttP1＜P2

可知，速度相同，F1＜F2，所以拉力沿AC运动时拉力F2做功的功率较大，即 故选A。

7．2014年12月7日“长征四号乙”运载火箭在太原卫星发射中心执行中巴地球资源卫星04星的发射任务，关于卫星加速上升的过程中，下列说法正确的是（ ） A．动能变小，势能变大，机械能保持不变 B．动能变大，势能变小，机械能保持不变

C．动能变小，势能变大，机械能变大，内能转化为机械能 D．动能变大，势能变大，机械能变大，内能转化为机械能D

解析：D

卫星加速上升的过程中，速度越大，动能越大；高度越高，势能越大，机械能为动能与势能的总和，所以机械能变大，火箭的机械能是由内能转化而来的。 故选D。

8．如图所示，下列说法中错误的是（ ）

A．甲中小铁球运动速度变快，说明磁铁的磁力是小铁球运动状态发生变化的原因 B．乙中分别在A、B、C三处用同样大小的力推门，感到手推门的难易程度不同，说明力的作用点可以影响力的作用效果

C．丙中撑杆的弹性势能转化成运动员的动能和重力势能

D．丁中铁锁不会打到同学的鼻子，因为在能量的转化过程中，机械能的总和不变C 解析：C 【分析】

考查力的作用效果和机械能转化的问题

A．力使物体运动状态发生改变，甲中小铁球运动速度变快，说明磁铁的磁力是小铁球运动状态发生变化的原因，故A正确，不符合题意；

B．力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关；乙中分别在A、B、C三处用同样大小的力推门，感到手推门的难易程度不同，说明力的作用点可以影响力的作用效果，故B正确，不符合题意；

C．丙中运动员上升的速度越来越小，动能越来越小，转化为运动员的重力势能，故C错误，符合题意；

D．丁中铁锁不会打到同学的鼻子，因为在能量的转化过程中，机械能的总和不变，故D正确，不符合题意。 故选C。

9．玩“过山车”是一项非常惊险刺激的娱乐活动，如图所示，过山车时而从轨道的最低点C上升到最高点A，时而从最高点A飞驰而下，过山车在运动过程中，若不计能量损失，只有动能和势能的相互转化。下列说法正确的是( )

A．C点动能最大，B点机械能最小 B．C点动能最大，A点势能最大

C．A点机械能大于B点机械能 D．A点势能最大，机械能也最大B 解析：B

A．C点的高度最低，过山车在C点的速度最大，所以动能最大；不计能量损失，机械能守恒，各点的机械能相等，故A错误；

B．C点的速度最大，所以动能最大，A点的高度最高，所以势能最大，故B正确； C．不计能量损失，机械能守恒，各点的机械能相等，故C错误；

D．A点的高度最高，所以势能最大，但不计能量损失，各点机械能是相同的，故D错误。 故选B。

10．小玲从书桌上拿起一瓶新的矿泉水，打开喝了一口，这一过程涉及到的一些物理量，下列估测合理的是（ ）

A．矿泉水对桌面的压强约为1×104Pa C．拿起矿泉水所用的力约为5N 解析：C

A．矿泉水的质量约500g，对桌面的压力约为5N，矿泉水瓶底的面积约20cm2，对桌面的压强约为2500Pa，故A不符合题意；

B．矿泉水的容积约500mL，即0.5dm3，故B不符合题意；

C．矿泉水的质量约500g，重约5N，拿起矿泉水所用的力约为5N，故C符合题意； D．矿泉水的质量约500g，重约5N，拿起矿泉水的距离约1m，做功约5J，故D不符合题意。 故选C。

B．矿泉水的容积约为0.05m3 D．拿起矿泉水所做的功约为50JC

二、填空题

11．若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图甲所示。则在20﹣25s时间内，轿车运动的距离是_____m，该过程发动机做的功是____J，轿车在运动过程中受到的阻力是____N。

45×1053000

解析：4.5×105 3000

[1]由图象可知，在20﹣25s时间内，轿车运动的速度为30m/s，则轿车运动的距离为

s=vt=30m/s×5s=150m

[2]因轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，所以轿车发动机做功

W=Pt=9×104×5J=4.5×105J

[3]轿车运动过程中受到的阻力

P90103Wf=3000N v30m/s12．如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动，其中b和d两点在同一水平高度，小球从a到c加速下滑，______转化为动能；小球在b和d时______相等（填“重力势能”或“动能”）

重力势能重力势能

解析：重力势能 重力势能

[1]小球从a到c加速下滑，由于小球质量不变，其速度增大，故动能增大；同时高度减小，重力势能减小，所以小球的重力势能转化为动能。

[2]由于接触面粗糙，小球从b运动到d的过程中有一部分机械能会转化为内能，故小球在b点的机械能大于在d点的机械能。已知b和d两点在同一水平高度，即两位置小球的“重力势能”相同，根据“机械能等于动能和势能之和”可知，小球在b点的动能大于在d点的动能。

13．如图所示，一个静止的小球从A点沿粗糙程度相同的轨道下滑，经B点到达C点（C是球在右边轨道上能到达的最高点，图中未标出）。则：从A点到达C点的过程中，小球的动能______，重力势能______，机械能______（①保持不变；②一直减小；③先增大后减小；④一直增大；⑤先减小后增大。填序号）；图中A点的位置比C点______（填“高”或“低”）。

③⑤②高【分析】

解析：③ ⑤ ② 高 【分析】

[1][2]小球从A运动到B的过程中，质量不变、高度降低，重力势能减小；质量不变、速度增大，动能增大；小球从B运动到C的过程中，质量不变、高度增大，重力势能增大；质量不变、速度减小，动能减小；所以从A点到达C点的过程中，小球的动能先增大后减小，小球的重力势能先减小后增大。

[3][4]因为轨道是粗糙的，整个过程中要克服摩擦做功，机械能转化为内能，小球的机械能一直在减小，即A点的位置比C点机械能大，故A点的位置比C点高。

103N，则该车受到牵引力大小14．某家庭轿车在水平公路上匀速前进时，受到的阻力为8×

为______N，若汽车发动机的输出功率为80kW，5min牵引力做功______J。

8×103N24×107J

解析：8×103N 2.4×107J

[1]轿车匀速前进，处于平衡状态，所以

F牵=f8103N

[2]根据WPt可得

WPt=80103W560s=2.4107J

15．小明用10N水平向右的力拉着重为20N的木块，在水平长木板上沿直线匀速移动0.5m，则木块受到的摩擦力大小为________N，木块所受的重力做功________J，若小明将推力增大到30N时，木块受到的摩擦力大小将_______。（填“变大”“不变”、或“变小”）0不变 解析：0 不变

[1]木块在水平方向上受到摩擦力、拉力两个力的作用，做匀速直线运动，故拉力和摩擦力是一对大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一物体上的平衡力，所以木块受到的摩擦力等于拉力为10N。

[2]重力方向向下，物体在重力的方向上没有距离移动，所以木块所受的重力做功为0。 [3]滑动摩擦力的大小只跟接触面的粗糙程度和接触面受到的压力有关，将推力增大到30N时，接触面的粗糙程度和接触面受到的压力没有改变，故木块受到的摩擦力大小不变。 16．一辆重型卡车匀速行驶时发动机的功率为202kW，质量为15t，卡车的牵引力是9.09×103N，卡车在平直路面上行驶2h，卡车重力做功为____J；行驶速度为 ____km/h； 人们常说：“汽车跑得真快啊！”，所选择的参照物是________。80路面（公路公路

两旁的树公路两旁的建筑物）

解析：80 路面（公路、公路两旁的树、公路两旁的建筑物）

[1]卡车在平直路面上行驶，卡车在重力方向上没有移动距离，所以重力没有做功，即重力做功为0J。 [2]由

P得卡车的行驶速度

WFsFv ttP202103W200200vm/s3.6km/h80km/h

F9.09103N99行驶速度为80km/h。

[3]人们常说“汽车跑得真快啊！”，这是因为汽车与地面之间有相对位置的变化，所选择的参照物是地面（或公路、公路两旁的树、公路两旁的建筑物）。

17．如图所示，某小球以速度v向放置于光滑水平面的轻质弹簧运动，在小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中弹簧的弹性势能将______（选填“变大”“变小”“先变大再变小”或 “先变小再变大”，下同），小球的速度将______。

变大变小

解析：变大 变小

[1][2]在小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中弹簧形变程度不断变大，因此弹簧的弹性势能增加。同时小球在此过程中一直受到弹簧向右的弹力，此力与小球运动方向相反，所以小球将向左减速，即速度将变小。 【点睛】

解决本题的关键要掌握：(1)弹簧的弹性势能与弹簧的形变程度有关，形变程度越大弹性势能越大；(2)物体受非平衡力时，运动状态如何变化。

18．在进行体育考试的跳绳项目中，某质量为50kg的同学1min钟跳绳180次，平均起跳高度为5cm，则这位同学平均每次跳绳过程中克服重力所做的功为___________J，克服重力做功的功率为___________W。人在离地后上升过程中能量转化情况是_____。75动能

转化为重力势能

解析：75 动能转化为重力势能 [1]每次跳绳过程中克服重力所做的功

W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×0.05m=25J

此同学1min内克服重力所做的总功

W总=180×25J=4500J

[2]克服重力做功的功率

PW总4500J75W t60s[3]人离地后上升过程中，速度逐渐变小，高度逐渐变大，即动能减小，重力势能增大，所以这个过程是动能转化为重力势能。

19．水平地面上有一重600 N的木箱，用100 N的水平推力以0.5 m/s的速度推动木箱匀速前进10 m，此过程中水平推力做功________J ，推力做功的功率为________W。50 解析：50 [1]水平推力做功

WFs100N10m1000J

[2]用100 N的水平推力以0.5 m/s的速度推动木箱匀速前进10 m，所以时间为

t推力做功的功率为

s10m20s v0.5m/sW1000J=50W t20sP推力做功的功率为50W。

20．某物体重10N放在水平地面上，在水平方向5N的拉力作用下匀速前进20m，所用时间为10s，则拉力做的功是_________，拉力的功率是_________。100J10W

解析：100J 10W [1]拉力做的功

WFs5N20m100J

[2]拉力做功的功率

PW100J10W t10s三、解答题

21．在“新冠肺炎”治疗防控期间，一些智能化的机器设备起到了重要的作用。如图是一款地面清扫机器人，它可以代替人工去清扫医疗区的垃圾。已知其质量为3kg，它与地面的有效接触面积为6cm2，若该机器人工作时牵引力的功率为5W，在10s内沿直线匀速清扫的走廊距离为5m。取g=10N/kg，请通过计算回答： (1)该机器人静止在水平地面上时，对地面的压强是多大？ (2)该机器人工作时的牵引力在10s内所做的功是多少？ (3)该机器人在沿直线匀速清扫过程中受到的阻力为多少？

解析：(1) 5×104Pa；(2) 50J；(3) 10N

(1)该机器人静止在水平地面上时，对地面的压力

F=G=mg=3kg×10N/kg=30N

对地面的压强

p(2)由PF30N4510Pa 42S610mW可得，该机器人在10s内所做的功 tW=Pt=5W×10s=50J

(3)由W=Fs可得，该机器人在沿直线匀速清扫过程中的牵引力

FW50J10N s5m因该机器人在沿直线匀速清扫过程中处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，所以，在此过程中受到的阻力

f=F=10N

答：(1)该机器人静止在水平地面上时，对地面的压强是5×104Pa； (2)该机器人在10s内所做的功是50J；

(3)该机器人在沿直线匀速清扫过程中受到的阻力为10N。

22．如图所示为一种“水面漂浮垃圾船”，船底面积大小约2m2，前端有两片网，有点像两只手臂，能边行驶边将漂浮在水面上的垃圾捞起来。船头上有个360度的高清摄像头，可

以通过智能识别技术，自动识别水面垃圾，并兼顾执法取证、自动巡河的功能，快没电时还能自动返回漂浮码头来充电。已知一只漂浮垃圾船的质量为800kg，工作时电动机产生的牵引力为5×104N。某次工作时，船以1m/s的速度做匀速直线运动，用时为1min，请计算在这段时间内： (1)牵引力做的功是多少？ (2)牵引力的功率为多大？

解析：(1)3×106J；(2)5×104W

解：(1)已知船的速度为1m/s，时间为1min，即60s，则船行驶的路程

svt1m/s60s=60m

牵引力为5×104N，则牵引力做的功

WFs=5104N60s=3106J

(2)牵引力的功率为

W3106JP==5104W

t60s答：(1)牵引力做的功是3×106J； (2)牵引力的功率为5×104W。

23．济南轨道交通1号线于2019年4月1日正式商业运营，千年古城济南从此步入“地铁时代”。某同学从始发站工研院站坐车前往大学城站用时10min，假如列车始终以10m/s的速度匀速行驶，行驶过程中所受阻力约为104N。求： (1)工研院站到大学城站的距离； (2)牵引力所做的功； (3)地铁在这段时间的功率。

解析：(1)6000m；(2)6×107J；(3)105W 解：(1)由题意知，工研院站到大学城站的距离

s=vt=10m/s×10×60s=6000m

(2)列车在整个过程匀速行驶，则索引力

F=f=104N

那么索引力所做的功

W=Fs=104N×6000m=6×107J

(3)所以地铁在这段时间的功率

W6107JP105W

t600s答：(1)工研院站到大学城站的距离为6000m； (2)牵引力所做的功为6×107J； (3)地铁在这段时间的功率是105W。

24．放假时小茹一家人去公园游玩，看到如图所示的新型太阳能电动三轮观光车，该车的整车质量为400kg。

(1)若车上人的总质量是200kg，每个车轮与地面的接触总面积为250cm2，则观光车静止时对水平地面的压强是多大？

(2)观光车以5m/s的速度在水平路面上匀速行驶时，4min内做了3×105J的功，则观光车在此过程中受到的阻力是多少？

解析：(1)8×104Pa；(2)250N (1)观光车静止时对水平地面的压力

FG总m车m人g400kg200kg10N/kg6000N

观光车静止时对水平地面的压强

pF6000N8104Pa 2S0.025m3观光车静止时对水平地面的压强是8×104Pa。 (2)观光车的功率

W3105JP1250W

t460s由P=Fv可得，牵引力

FP1250W250N v5m/s因为匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等， 所以，观光车在此过程中受到的阻力

fF250N

观光车在此过程中受到的阻力是250N。

答：(1)观光车静止时对水平地面的压强是8×104Pa；(2)观光车在此过程中受到的阻力是

250N。

25．节能减排，绿色环保，新能源汽车成为未来汽车发展的方向。某种型号纯电动汽车的部分参数如表：

假如汽车上只有司机一人，质量为60kg，汽车以60km/h的速度匀速行驶36km，此时汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍。g=10N/kg，试问： 空车质量 最高时速 轮胎与地面的总接触面积 1382kg 120km/h 0.032m2 (1)电动汽车行驶36km所用的时间是多少？ (2)电动汽车对水平地面的压强是多少？ (3)电动汽车牵引力所做的功是多大？

解析：(1)0.6h；(2)4.5105Pa；(3)2.592107J (1)由vs可得行驶的时间 tt(2)车对地面的压力

s36km0.6h v60km/hFG(m1m2)g(1380kg60kg)10N/kg1.44104N

电动汽车对地面的压强

F1.44104N5p4.510Pa 2S0.032m(3)电动汽车匀速行驶，所以牵引力与阻力是一对平衡力，则电动汽车受到的牵引力

Ff0.05G0.051.44104N720N

则电动车行驶36km，牵引力做的功为

WFs720N36103m2.592107J

答：(1)电动汽车行驶36km所用的时间是0.6h； (2)电动汽车对水平地面的压强是4.5105Pa； (3)电动汽车牵引力所做的功是2.592107J。

26．某一型号的汽车，在牵引力F的作用下，5min内汽车沿着平直的路面匀速直线行驶了9000m，在此过程中，汽车受到的阻力f是1000N。在这段时间内，求： (1)汽车牵引力F的大小？ (2)牵引力F所做的功？ (3)牵引力F做功的功率？

解析：(1)1000N；(2) 9×106J；(3)3×104W

(1)汽车做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，牵引力F大小

Ff1000N

(2)牵引力F做的功

WFs1000N9000m9106J

(3)牵引力F做功的功率

W9106JP3104W

t560s答：(1) 牵引力F大小为1000N； (2)牵引力F做的功为9106J； (3)牵引力F做功的功率为3104W。

27．如图所示的是某品牌双轮电动平衡车，质量为40kg，每个车轮与地面的接触面积为20cm2。重为600N的小明站在该车上，以18km/h的速度沿水平路面匀速行驶了5km，电动平衡车行驶时受到的阻力为总重的0.1倍，不计空气阻力。求电动平衡车在该行驶过程中：(g取10N/kg) (1)牵引力的大小； (2)牵引力做功的功率； (3)对地面的压强。

解析：(1)100N；(2)500W；(3)5105Pa (1)因电动平衡车做匀速直线运动，故

Ff0.1G总0.1G人m车g0.1600N40kg10Nkg100N

(2)由PWFsFv得 ttPFv100N185ms500W 18(3)对地面压强为

pFG总G人m车g600N40kg10Nkg5105Pa 42SSS2010m答：(1)牵引力的大小为100N； (2)牵引力做功的功率为500W； (3)对地面的压强为5105Pa。

28．为有效防控“新冠病毒”疫情的蔓延，某小区的志愿者利用无人机，观察小区周边的人员流动情况。 该无人机整机质量为2 kg。无人机静止在水平地面上时，与水平地面的接触 面积是 20 cm2。 该无人机在某次高空人口流动监测过程中，以5m/s的速度匀速上升20 s。 求解下列问题：(g取 l0N/ kg)

(1)无人机在匀速上升过程中，克服自身重力做的功是多少？ (上升过程中所受到的阻力忽略不计)

(2)该无人机静止在水平地面，对地面的压强是多少？

解析：(1)2×103J；(2)1×104Pa (1)由公式vs可知，无人机匀速上升的距离 tsvt5m/s20s100m

无人机受到的重力

Gmg2kg10N/kg20N

无人机在匀速上升过程中，受到向上的力等于它自身的重力

F =G = 20 N

无人机克服自身重力做的功

W = Fs = 20 N×100 m = 2×103 J

(2) 无人机对水平地面的压力

F =G= 20 N

无人机与水平地面的接触面积

S=20 cm2 = 2 ×10 -3 m2

无人机对水平地面的压强

PF20N4110Pa 32S210m答：(1)无人机在匀速上升过程中，克服自身重力做的功是2×103 J。 (2)该无人机静止在水平地面，对地面的压强1×104 Pa。