浙教版科学-九年级上-第三章-第3节-能量转化的量度.docx

浙教版科学 九年级上 第三章 第 3 节 能量转化的量度一、单选题1.某学生从底楼匀速走上二楼，第一次花了30 秒，第二次花了 20 秒。对于两次上楼，下列说法正确的是（ ）A. 第一次做功较多，且功率也大B. 第二次做功较多，且功率也大C. 两次做功一样多，第一次做功的功率小2.对物体做功的理解，下列说法正确的是（ ）A. 作用在物体上的力越大，力对物体所做的功越多D. 两次做功相等，第二次做功的功率小B. 物体通过的路程越长，作用在物体上的力对物体所做的功越多C. 有力作用在物体上，这个力就一定对物体做功D. 有力作用在物体上，物体在这个力的方向上通过了一段距离，这个力对物体做了功3.下列生活实例中，力对物体做功的有（ ）A. 甲和乙4.小金跳绳测试 1 分钟跳了 200 次，这一过程中他克服重力所做的功约为( )A. 3J B. 30J C. 300JB. 甲和丙C. 乙和丙D. 丙和丁D. 3000J5.如图所示，用大小相等的拉力 F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移动的距离 S =S ， 比较两种情况下拉力 F 所做的功及其功率（ ）ABCDA.AB 段做功较多B. CD 段做功较多C. AB 段与 CD 段做的功一样多6.关于功、功率，下列说法中正确的是（ ）D. AB段的功率比 CD 段的功率大 A. 物体受力且运动时，力对物体就做了功C. 功率大的机器做功就快B. 功率大的机器做功一定多D. 做功快的机器做功一定多7.一位中学生从普通居民楼的一楼走到三楼，他克服自身重力做功大约为（ ）A. 300 焦 B. 3000 焦 C. 30000 焦8.一位初三同学在体育考试时完成标准的引体向上10 次，该同学总共克服重力做功大约为（ ）A. 1000 焦 B. 3000 焦 C. 6000 焦 D. 9000 焦D. 没有做功9.水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下,沿拉力的方向移动一段距离.则下列判断正确的是( )A. 文具盒所受重力做了功C. 文具盒所受拉力做了功B. 文具盒所受支持力做了功D. 没有力对文具盒做功10.留心生活皆学问。在我们的餐桌上也有很多物理知识,如图所示,下面说法中正确的是( )A.碗放在桌面上,桌子对碗做了功B. 把碗从桌面上端起来,手对碗做了功D. 吃饭时,人坐在凳子上,凳子对人做了功C. 吃饭时,手端着碗不动,手对碗做了功二、填空题11.新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶 12km，用时 10min。已知该车的总质量为 1.6×10 kg，行驶中阻力为车重的 0.05 倍，此过程3中该车牵引力做功_J，功率为_kW(g 取 10N/kg)。12.某同学在 10s 内做了 5 个“引体向上”，他的质量为 60kg，每次上升的高度为40cm。该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是_J，10s 内做功的功率为_W(g 取 10N/kg)。13.如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC 都用了 4 秒的时间从底部匀速拉到顶点 A。已知，施加的力分别为 F =4N、F =5N，且平行于各自斜面向上，斜面 AB 长 05m。则拉力 F 的121功率为_W，斜面 AC 的长为_m。14.小明同学用 40 牛的水平推力推着重 100 牛的书箱在水平地面上前进了 2 米，松开手后，书箱仍向 前滑行了 1 米，整个过程中小明做功_焦，书箱的重力做功_焦。15.如图所示的单摆，让小球从A 点静止释放，小球从A 点向 B 点摆动的过程中，小球受到的重力对小球_功，细绳对小球的拉力_功。(填“做”或“不做”)三、实验探究题16.风车是利用风力做功的装置。小明制作了一架小风车，他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，实验装置如图所示。（1）观察实验装置，小明是通过测量_来测定风车做功的功率。（2）除了图中的实验器材，还必需的测量工具有：天平、_和秒表。（3）实验时，逐渐增加挂在细线下的回形针数量，直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度 h、所用的时间 t、回形针的总质量 m，则风车做功的功率表达式为_。17.全国各地每年的中考体育测试中，引体向上都是一项重要的考试项目，要粗测某同学做引体向上的功率。（1）已经测出他的质量m，还要测出哪些物理量，如何测量？（同时用字母表示这些要测量的物理量）（2）用测出的物理量写出计算功率的表达式。四、解答题18.2019 年 9 月 30 日新昌首批“小马骑行”共享电单车(如图)正式投入使用。其部分参数如表所示。假定共享电单车在水平骑行过程中受到的阻力始终为40 牛。项目参数整车质量(千克)20共享电单车最大功率（瓦） 200 （1）小敏在水平地面骑行时，共享电单车重力做功为_焦。（2）小敏在水平公路上骑共享电单车，匀速行驶1 千米过程中牵引力做了多少功？（3）若小敏骑行过程中共享电单车以最大功率输出，匀速行驶时的车速为多少千米/时？19.电梯的简化模型如图甲所示，考虑安全、舒适、省时等因素，电梯速度要经过增大、不变和减小的过程。这一过程是通过改变拉力大小来实现的。某次上升过程中电梯所受拉力F 随上升高度 h变化的图像如图乙所示。这个过程用时 1 分钟，求这个过程中：（1）拉力做的功；（2）拉力做功的功率。20.跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中，一体重为 500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s 下落 210m 后，继续匀速下落直至落地，整个过程用时30s，求在这个过程中：（1）整个过程中重力做的功；（2）匀速下降时重力做功的功率。 答案解析部分一、单选题1.答案：C解析：根据公式 W=Gh 比较两次做功的多少，再根据公式该同学的体重相同，从一楼到二楼的高度相同，根据公式 W=Gh 可知，两次做功一样多；分析功率的大小关系。根据公式可知，当做功多少相同时，功率与时间成反比。因为 t1>t2 ，所以 P1<P2。故选 C。2.答案：D解析：根据做功的公式 W=Fs 分析即可。根据 W=Fs 可知，物体做功的大小与作用在物体上的力 F 和物体在力的方向上通过的距离大小有关，它们共同决定了做功的大小。如果只知道一个量的大小，不知道另一个量的大小，无法比较做功的大小，故 A、B 错误；有力作用在物体上，物体还要在力的方向上通过距离，这个力才会对物体做功，故 C 错误，D 正确。故选 D。3.答案：B解析：做功的两个要素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离，据此判断物体是否做功。甲：小车受到水平向左的推力，且在这个方向上通过了距离，因此推力对小车做功；乙：人对滑板的提力竖直向上，而滑板在水平方向运动，二者方向不一致，因此不对滑板做功；丙：绳子对物体的拉力向上，且物体在竖直向上的方向上通过距离，因此对物体做功；丁：石头受到了支持力，但是没有在力的方向上通过距离，因此不对石头做功。那么力对物体做功的是甲和丙。故选 B。4.答案：D解析：首先根据 W=Gh 计算一次做的功，然后再乘以次数即可。 小金的体重大约 50kg，每次跳 起大约 3cm，那么 1min 他克服重力做功：W=Gh=50kg×10N/kg×（0.03m×200）=3000J。故选 D。5.答案：C解析：已知拉力和距离根据公式 W=Fs 比较做功的大小；已知做功的大小和时间，根据公式比较功率的大小。两个拉力 F 大小相等，且 移动的距离 SAB=SCD， 根据公式 W=Fs 可知，两种情况下拉力 F 做的功大小相等，故 A、B 错误，而 C 正确；木箱在斜面上运动时间长，根据公式可知，AB 段的功率比 CD 端的功率大，故 D 错误。故选 C。6.答案：C解析：（1）做功的两个要素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过距离；（2）功率就是表示物体做功快慢的物理量；（3）根据公式 W=Pt 可知，做功的多少与功率的大小和时间决定。A.如果物体受力，但是没有在力的方向上通过距离，那么力对物体不做功，故A 错误； B.当时间一定时，功率大的机器做功一定多，没有限制时间相同，故B 错误； C.功率就是表示物体做功快慢的，因此功率大的机器做功就快，故C 正确； D.当时间一定时，做功快（功率大）的机器做功一定多，没有限制时间相同，故 D 错误。B.7.答案：B解析：（1）一个普通中学生的质量大约 50kg；一层楼大约高 3m；（2）首先根据 G=mg 计算出故选 C。中学生的体重，然后根据 W=Gh 计算克服重力做的功。 中学生的体重大约：g=mg=50kg×10kg=500N；他克服自身重力做功大约：W=Gh=500N×（3-1）×3m=3000J。故选 B。8.答案：B解析：本题求出重力做功的所用公式为 W=mgh。 一位初三同学体重为 60kg，W=mgh=6000×0.5J=3000 焦故答案为：B9.答案：C解析：根据公式 W=Fs 可知，功由作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离决定，据此判断即可。 A.文具盒所受重力方向竖直向下，但是它没有在这个方向上通过距离，因此重力不做功，故 A 错误；B.文具盒所受支持力竖直向上，但是它没有在这个方向上通过距离，因此支持力不做功，故 B 错误；C.文具盒所受拉力沿水平方向，且它在拉力的方向上通过一段距离，因此拉力做功，故C 正确；D.根据上面分析，拉力对文具盒做了功，故D 错误。故选 C。10.答案：B解析：根据公式 W=Fs 可知，功由作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离决定，据此判断即可。A.碗放在桌面上，桌子对碗有向上的支持力，但是桌子没有在这个方向上通过距离，因此桌子对碗不做功，故 A 错误；B.把碗从桌面上端起来，手对碗的作用力竖直向上，且碗在这个方向上通过距离，因此手对碗做了功，故 B 正确； C.吃饭时，手端着碗对碗有向上的支持力，但是碗没有在这个方向上通过距离，因此手不做功，故C 错误；D.吃饭时，人坐在凳子上，凳子对人有向上的支持力，但是人没有在这个方向上通过距离，因此凳子对人不做功，故D 错误。故选 B。二、填空题11.答案：9.6×106；16解析：（1）首先根据 f=0.5G 计算出汽车受到的阻力，然后根据二力平衡计算汽车的牵引力，最后根据 W=Fs 计算牵引力做的功；（2）根据公式计算功率。（1）汽车受到的阻力 f=0.5G=0.5×（1.6×103kg×10N/kg）=8×103N；根据二力平衡的知识得到，汽车的牵引力等于阻力，即F=f=8×103N；那么牵引力做的功为：W=Fs=8×103N×12000m=9.6×106J；（2）牵引力做功的功率：。12.答案：240；120解析：（1）根据 W=Gh 计算出一次克服重力做的功；（2）根据 W =nW 计算克服重力做的总功，再根据公式总计算 10s 内做功的功率。（1）一次克服重力做功 W=Gh=60kg×10N/kg×0.4m=240J；（2）10s 内做的总功 W =nW=240J×5=1200J；总做功的功率。 13.答案：0.5；0.4解析：（1）首先根据 W1=F1s1 计算出拉力 F1 做的功，再根据计算它的功率；（2）斜面光滑不做额外功，因此两个拉力所做的功大小相等，即W2=W1；根据公式面 AC 的长度即可。计算斜（1）拉力 F1 做的功 W1=F1s1=4N×0.5m=2J；拉力 F1 的功率：。（2）斜面光滑不做额外功，因此两个拉力所做的功大小相等，即W2=W1=2J；拉力 F2 的功率为：14.答案：80；0。解析：知道水平推力和水平方向上移动的距离，可利用功W=Fs 计算推力做的功；书箱受到重力与物体移动的方向垂直，所以重力不做功.水平推力推着书箱在水平地面上前进了 2m 时，推力对箱子做了功，松开手后，书箱靠惯性仍向前滑行了 1m，小明没有做功，整个过程中小明对书箱一共做的功：W=Fs=40N×2m=80J；书箱的重力不做功，即重力做功为 0J.15.答案：做；不做解析：解答本题的关键是知道物体必须在力的作用下通过了距离，力对物体才做功.小球从 A 点向 B 点摆动的过程中，小球的高度降低，在重力的方向上移动了一段距离，所以小球受到的重力对小球做功；细绳对小球的拉力方向与小球的运动方向垂直，小球没有在拉力的作用下移动距离，故细绳对小球的拉力不做功.三、实验探究题16.答案：（1）提升回形针做功的功率（2）刻度尺（3）Phmg/t 如果选用较粗重的线做实验，则与选用较细的线相比，测得风车的功率值 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 偏小解析：（1）风车转动时，会将回形针提升，克服回形针的重力做功，因此对回形针做功的功率越大，说明风车做功的功率越大；（2）根据实验要求，确定测量的物理量，进而确定所需的测量工具； （3）首先根据 W=Gh 计算风车做的功，再根据公式计算做功的功率；（4）如果考虑线的重力，那么风车其实在对回形针和线做功；如果线的重力较大，那么对线做功较多，而对回形针做的功较小，自然测定的风车功率就会偏小。17.答案：（1）测出他的质量 m，测量他的手臂长度 h 和做引体向上所用的时间 t（2）解析：（1）因为克服重力做功的功率，表达式中g 为常量。故可用磅秤测量该同学物质量 m，用米尺测量他的手臂长度 h，用秒表测量做引体向上所用的时间t；（2）据此分析功率表达式为利用功率的计算公式写出功率表达式即可判断需要测量的物理量。四、解答题18.答案：（1）0（2）因为共享电单车做匀速直线运动，所以F=f=40N,W=Fs=40N×1000m=4×10 J4（3）v=s/t=W/Ft=P/F=200W/40N=5m/s=18km/h解析：（1）小敏在水平地面骑行时，单车在竖直方向上通过的距离为0；根据公式 W=Gh 可知，共享单车重力做功 0J；（2） 因为共享电单车做匀速直线运动，所以单车受到的牵引力F=f=40N； 那么牵引力做的功为：W=Fs=40N×1000m=4×104J 。（3）匀速行驶时的车速为：。19.答案：（1）根据乙图可知，从 04m 拉力做功：W =F s =2.5×10 N×4m=10 J；4511 1从 444m 拉力做功：W =F s =2.0×10 N×（44m-4m）=8×10 J；4522 2从 4448m 拉力做功：W =F s =1.5×10 N×（48m-44m）=0.6×10 J；4533 3那么拉力做的功为：W =W +W +W =10 J+8×10 J+0.6×10 J=9.6×10 J；5555总123（2）拉力做功的功率为：。 解析：（1）首先根据乙图确定三个时间段内拉力F 和上升的高度，然后根据W=fs 分别计算出对应的功，最后将三个功相加即可；（2）已知拉力做的功和时间根据公式计算拉力的功率。20.答案：（1）解：由题可知，运动员在 015s 下落的路程为 s =210m，前由图象可知，15s 后运动员以 6m/s 的速度做匀速直线运动，则运动员在 1530s 通过的路程为：s =vt =6m/s×15s=90m；后后运动员通过的总路程为：s=s +s =210m+90m=300m，前后运动员下落的高度为：h=s=300m；所以重力做的功：W=Gh=500N×300m=1.5×10 J5（2）匀速下降时，重力做功的功率：P=Fv=Gv=500N×6m/s=3×10 W；3解析：重力做的功为 W=Gh，其中 G 为运动员自身的重力，h 为运动员下落的高度；匀速下降时重力做功的功率 P=Fv=Gv；（3）首先根据 W=Gh 计算风车做的功，再根据公式计算做功的功率；（4）如果考虑线的重力，那么风车其实在对回形针和线做功；如果线的重力较大，那么对线做功较多，而对回形针做的功较小，自然测定的风车功率就会偏小。17.答案：（1）测出他的质量 m，测量他的手臂长度 h 和做引体向上所用的时间 t（2）解析：（1）因为克服重力做功的功率，表达式中g 为常量。故可用磅秤测量该同学物质量 m，用米尺测量他的手臂长度 h，用秒表测量做引体向上所用的时间t；（2）据此分析功率表达式为利用功率的计算公式写出功率表达式即可判断需要测量的物理量。四、解答题18.答案：（1）0（2）因为共享电单车做匀速直线运动，所以F=f=40N,W=Fs=40N×1000m=4×10 J4（3）v=s/t=W/Ft=P/F=200W/40N=5m/s=18km/h解析：（1）小敏在水平地面骑行时，单车在竖直方向上通过的距离为0；根据公式 W=Gh 可知，共享单车重力做功 0J；（2） 因为共享电单车做匀速直线运动，所以单车受到的牵引力F=f=40N； 那么牵引力做的功为：W=Fs=40N×1000m=4×104J 。（3）匀速行驶时的车速为：。19.答案：（1）根据乙图可知，从 04m 拉力做功：W =F s =2.5×10 N×4m=10 J；4511 1从 444m 拉力做功：W =F s =2.0×10 N×（44m-4m）=8×10 J；4522 2从 4448m 拉力做功：W =F s =1.5×10 N×（48m-44m）=0.6×10 J；4533 3那么拉力做的功为：W =W +W +W =10 J+8×10 J+0.6×10 J=9.6×10 J；5555总123（2）拉力做功的功率为：。 解析：（1）首先根据乙图确定三个时间段内拉力F 和上升的高度，然后根据W=fs 分别计算出对应的功，最后将三个功相加即可；（2）已知拉力做的功和时间根据公式计算拉力的功率。20.答案：（1）解：由题可知，运动员在 015s 下落的路程为 s =210m，前由图象可知，15s 后运动员以 6m/s 的速度做匀速直线运动，则运动员在 1530s 通过的路程为：s =vt =6m/s×15s=90m；后后运动员通过的总路程为：s=s +s =210m+90m=300m，前后运动员下落的高度为：h=s=300m；所以重力做的功：W=Gh=500N×300m=1.5×10 J5（2）匀速下降时，重力做功的功率：P=Fv=Gv=500N×6m/s=3×10 W；3解析：重力做的功为 W=Gh，其中 G 为运动员自身的重力，h 为运动员下落的高度；匀速下降时重力做功的功率 P=Fv=Gv；（3）首先根据 W=Gh 计算风车做的功，再根据公式计算做功的功率；（4）如果考虑线的重力，那么风车其实在对回形针和线做功；如果线的重力较大，那么对线做功较多，而对回形针做的功较小，自然测定的风车功率就会偏小。17.答案：（1）测出他的质量 m，测量他的手臂长度 h 和做引体向上所用的时间 t（2）解析：（1）因为克服重力做功的功率，表达式中g 为常量。故可用磅秤测量该同学物质量 m，用米尺测量他的手臂长度 h，用秒表测量做引体向上所用的时间t；（2）据此分析功率表达式为利用功率的计算公式写出功率表达式即可判断需要测量的物理量。四、解答题18.答案：（1）0（2）因为共享电单车做匀速直线运动，所以F=f=40N,W=Fs=40N×1000m=4×10 J4（3）v=s/t=W/Ft=P/F=200W/40N=5m/s=18km/h解析：（1）小敏在水平地面骑行时，单车在竖直方向上通过的距离为0；根据公式 W=Gh 可知，共享单车重力做功 0J；（2） 因为共享电单车做匀速直线运动，所以单车受到的牵引力F=f=40N； 那么牵引力做的功为：W=Fs=40N×1000m=4×104J 。（3）匀速行驶时的车速为：。19.答案：（1）根据乙图可知，从 04m 拉力做功：W =F s =2.5×10 N×4m=10 J；4511 1从 444m 拉力做功：W =F s =2.0×10 N×（44m-4m）=8×10 J；4522 2从 4448m 拉力做功：W =F s =1.5×10 N×（48m-44m）=0.6×10 J；4533 3那么拉力做的功为：W =W +W +W =10 J+8×10 J+0.6×10 J=9.6×10 J；5555总123（2）拉力做功的功率为：。 解析：（1）首先根据乙图确定三个时间段内拉力F 和上升的高度，然后根据W=fs 分别计算出对应的功，最后将三个功相加即可；（2）已知拉力做的功和时间根据公式计算拉力的功率。20.答案：（1）解：由题可知，运动员在 015s 下落的路程为 s =210m，前由图象可知，15s 后运动员以 6m/s 的速度做匀速直线运动，则运动员在 1530s 通过的路程为：s =vt =6m/s×15s=90m；后后运动员通过的总路程为：s=s +s =210m+90m=300m，前后运动员下落的高度为：h=s=300m；所以重力做的功：W=Gh=500N×300m=1.5×10 J5（2）匀速下降时，重力做功的功率：P=Fv=Gv=500N×6m/s=3×10 W；3解析：重力做的功为 W=Gh，其中 G 为运动员自身的重力，h 为运动员下落的高度；匀速下降时重力做功的功率 P=Fv=Gv；