第十四单元 功和机械能【过关测试】一、选择题1.如图所示为运动员做挺举连续动作的几个状态图，下列说法正确的是（ ）。A运动员从发力到翻站过程中对杠铃做功；B运动员在翻站状态下向前移动了一段距离，重力对杠铃做功；C运动员从上挺到站立过程中，杠铃受到的重力等于运动员对杠铃的支持力；D运动员能够站立住说明杠铃的惯性变小【答案】A。【解析】A、运动员从发力到翻站过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故A正确；B、运动员在翻站状态下向前移动了一段距离，在竖直方向上没有移动距离，所以重力对杠铃没有做功，故B错误；C、运动员从上挺到站立过程中，杠铃没有做匀速直线运动，处于非平衡状态，所以杠铃受到的重力不等于运动员对杠铃的支持力，故C错误；D、运动员能够站立，处于平衡状态，说明受到平衡力的作用，与杠铃的惯性无关，且杠铃的惯性不变，故D错误。故选：A。2.2019年12月27日20时45分，长征五号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，如图所示。2000多秒后，火箭与实践二十号卫星成功分离，最后卫星成功进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。关于火箭发射，下列说法中正确的是（ ）。A火箭升空过程中，机械能减小；B火箭与实践二十号卫星分离后火箭与卫星是相对静止的；C火箭加速上升时，卫星的动能一定增大，机械能一定增大；D火箭放置在发射台上准备发射时，发射台对火箭做了功【答案】C。【解析】A、当火箭加速上升时，火箭的质量不变，速度增大，高度增加，则火箭的动能和重力势能都增大，所以它的机械能也增大，故A错误；B、火箭与实践二十号卫星分离后，火箭相对于卫星的位置发生了改变，因此火箭与卫星是相对运动的，故B错误；C、当火箭加速上升时，卫星的质量不变，速度增大，高度增加，则卫星的动能和重力势能都增大，所以它的机械能也增大，故C正确；D、火箭放置在发射台上，准备发射时，发射台对火箭有力的作用，但在力的方向上没有移动距离，故D错误。故选：C。3.小利在“冰雪游乐场”沿笔直的冰滑梯滑下的过程中（如图甲所示），研究性学习小组的同学们从他下滑一小段距离后开始计时，记录了他从开始计时位置到沿冰滑梯斜面滑至底端的运动情况，并根据记录画出了小利在这段时间内通过的路程s随时间t变化关系的图线，发现图线为一条过原点的直线，如图乙所示。对于小利的这段下滑过程，下列说法中正确的是（ ）。A小利的动能保持不变；B小利的速度逐渐增大；C小利减少的重力势能全部转化为他的动能；D小利的机械能保持不变【答案】A。【解析】AB、根据路程s随时间t变化关系的图线可知，路程s与时间t成正比，说明小利做匀速直线运动，其速度大小不变，又因为小利的质量不变，所以小利的动能保持不变。故A正确，B错误；C、小利从开始计时位置到沿冰滑梯斜面滑至底端的过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，但动能不变，所以减少的重力势能没有转化为他的动能，故C错误；D、小利从开始计时位置到沿冰滑梯斜面滑至底端的过程中，需要克服空气阻力和摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，所以小利的机械能减小，故D错误。故选：A。4.一物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，其运动的路程与时间st关系如图所示，下列判断正确的是（ ）。A物体5s时的速度大于2s时的速度；B前3s物体所受的拉力大于后3s物体所受的拉力；C前3s拉力对物体做的功大于后3s做的功；D前3s拉力对物体做功的功率小于后3s做功的功率【答案】C。【解析】A、由st图象可知，03s和3s6s物体以不同的速度做匀速直线运动，而03s过程中物体通过的路程是3m，36s的过程中物体通过路程为1m；因为相同时间内通过的路程越多，速度越大，所以03s过程中的速度大于36s过程中的速度，即物体2s时的速度大于5s时的速度，故A不正确；B、同一物体沿同一水平面运动，则压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以物体受到的摩擦力大小不变；因物体做匀速直线运动，则拉力等于摩擦力，所以03s（前3s）物体所受的拉力等于36s（后3s）物体所受的拉力，故B不正确；C、由st图象可知，前3s通过的距离为3m，后3s通过的距离为1m，而拉力相同，由WFs可知，前3s拉力做的功大于后3s拉力做的功；故C正确；D、由于前3s过程中的速度大于后3s的过程中的速度，且拉力相同，所以根据PFv可知，前3s对物体做功的功率大于后3s拉力对物体做功的功率，故D不正确；故选：C。5.关于力对物体做功，下列说法正确的是（ ）。A电灯吊挂在天花板上静止，拉力对电灯做了功；B从树上下落的苹果，重力对苹果做了功；C小球从斜面上向下滚动的过程中，支持力对小球做了功；D踢出去的足球，在水平地面上滚动，在滚动过程中，踢力对足球做功【答案】B。【解析】A、电灯吊挂在天花板上静止，电灯没有移动距离，因此拉力对电灯没有做功，故A错误。B、苹果从树上下落，在重力的方向上移动了距离，重力对苹果做了功，故B正确。C、小球从斜面上向下滚动的过程中，斜面给小球的支持力向上，小球向上没有移动距离，支持力对小球没有做功，故C错误。D、踢出去的足球，在水平地面上滚动，是由于惯性，此时没有力作用在足球上，因此踢力对足球没有做功，故D错误。故选：B。6.关于如图所示是各种现象说法正确的是（ ）。A甲图中，自行车运动员在爬坡过程中重力势能增加，动能一定减小；B乙图中，火箭加速升空，机械能不变；C丙图中，跳水运动员加速下落过程中，重力势能转化为动能；D丁图中，跳伞运动员在空中匀速降落过程中动能减小【答案】C。【解析】A、自行车运动员在爬坡过程中，质量不变，高度升高，故重力势能增加，但速度不一定变小，则动能不一定减小，故A错误；B、火箭加速上升，质量不变，高度增加，所以势能增加，同时速度增大，动能增大，所以其机械能增加，故B错误；C、跳水运动员加速下落过程中，质量不变，高度降低，速度变大，则重力势能减小，动能增加，所以重力势能转化为动能，故C正确；D、跳伞运动员在空中匀速降落过程中，质量不变，速度不变，则动能不变，故D错误。故选：C。7.将重为3N的物体A挂于弹簧测力计下，弹簧测力计与物体A一起竖直向上做匀速直线运动。则下列判断正确的是（ ）。A弹簧测力计的示数大于3N；B物体A的重力势能增加；C物体A的动能增加；D弹簧测力计对物体A的拉力不做功【答案】B。【解析】A、弹簧测力计与物体A一起竖直向上做匀速直线运动，物体处于平衡状态，受平衡力，所以弹簧测力计的示数等于物体的重力，即等于3N故A错误；B、弹簧测力计与物体A一起竖直向上做匀速直线运动，物体质量不变，高度升高，重力势能增加。故B正确；C、弹簧测力计与物体A一起竖直向上做匀速直线运动，物体质量不变，速度不变，动能不变。故C错误；D、弹簧测力计与物体A一起竖直向上做匀速直线运动，弹簧测力计对物体A一个向上的拉力，物体A在拉力的方向上通过了一定距离，所以弹簧测力计对物体A的拉力做功。故D错误。故选：B。8.如图所示，2020年5月，中国2020珠峰高程测量登山队向珠峰发起冲击，并于5月27日11时从北坡成功登顶。他们综合运用多种传统和现代测绘技术，精确测定珠峰高程。并以此方式向登山前辈致敬，纪念中国人首登珠峰60周年。关于登山队员登山的过程，下列说法中正确的是（ ）。A向上攀登的人，其机械能守恒；B向上攀登的人，需要克服重力做功；C攀登相同的高度，人做功的快慢相同；D向上攀登，气压减小，水的沸点升高【答案】B。【解析】A、向上攀登的人，速度基本不变，动能不变，但高度增加，重力势能变大，所以其机械能变大，机械能不守恒，故A错误；B、向上攀登的人，需要克服自身的重力做功，即在重力的方向上向上移动距离，故B正确；C、攀登相同的高度，人做的功不一定相同，所用的时间不一定相同，根据P可知，做功的快慢可能不同，故C错误；D、向上攀登，气压减小，水的沸点会降低，故D错误。故选：B。9.如图所示，游乐场中，从高处A到水面B处有两条长度相等的光滑轨道。体重不同的甲、乙两小孩沿着不同轨道同时从A处自由滑向B处，若不计空气阻力，下列说法中不正确的是（ ）。A甲、乙在下滑过程中所受重力做功不相等；B甲从 A 到 B，重力势能一定减小；C甲、乙在下滑过程中机械能守恒；D甲、乙到达 B 点时的动能相同【答案】D。【解析】A、甲、乙从A处自由滑向B处，下降的高度是相同的，但两小孩的重力不同，根据WGh可知，重力做功不相等，故A正确；B、甲从 A 到 B，其质量不变，高度减小，重力势能一定减小，故B正确；C、由于轨道是光滑的，且不计空气阻力，所以甲、乙在下滑过程中机械能守恒，故C正确；D、由图可知，甲、乙在A点时，高度相同，由于重力不同，则二人的重力势能不同，根据机械能守恒可知，他们到达B点时的动能也是不同的，故D错误。故选：D。10.如图所示，置于水平桌面上的物体A重50N，物体B重30N，动滑轮重10N，物体B在匀速下降了40cm的过程中，拉动物体A在水平桌面上匀速移动了一段距离，忽略绳重及滑轮轴上的摩擦，则下列说法正确的是（ ）。A物体A移动了20cm；B绳子拉力对物体A做的功是8J；C物体A与桌面的滑动摩擦力为30N；D若对物体A施加一个水平向左的力F，使物体B可以匀速上升，则力F的大小为40N【答案】D。【解析】A、由图可知，有两段绳子拉着动滑轮，则拉力移动的距离为物体上升高度的2倍，物体B下降了40cm，则A移动的距离为240cm80cm，故A错误；B、物体B重30N，动滑轮重10N，忽略绳重及滑轮轴上的摩擦，则拉动A的力的大小为F（GB+G动）（30N+10N）20N；绳子拉力对物体A做的功为：WFs20N0.8m16J，故B错误；C、物体A在水平方向上做匀速直线运动，在水平方向上受到向左的摩擦力和向右的拉力，这两个力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力为fF20N，故C错误；D、用一水平向左的力F拉动物体A，则A在水平方向上受到三个力的作用：向左的拉力F、向右的物体B的拉力和向右的摩擦力，则拉力：Ff+F20N+20N40N，故D正确。故选：D。二、填空题11.在测量钩码所受的重力时，小吴用弹簧测力计从图甲所示位置开始竖直向上缓缓提升，弹簧测力计的示数F与弹簧测力计上升高度h之间的关系如图乙所示。则钩码的重力大小为 N；弹簧测力计从开始上升到高度为16cm时，弹簧测力计对钩码所做的功是 J。【答案】4.5；0.45。【解析】（1）用测力计从图甲所示位置开始竖直向上缓缓提升，钩码离开桌面后测力计的示数不再变化，此时示数即为钩码所受重力大小；根据图乙可知，钩码所受的重力为4.5N；（2）当缓缓提升钩码离开桌面后，弹簧测力计的示数为4.5N，钩码通过的距离为16cm6cm10cm0.1m，弹簧测力计的拉力对钩码做功：WFs4.5N0.1m0.45J。故答案为：4.5；0.45。12.俗话说：树高千丈，落叶归根。树叶从空中匀速下降过程中，其动能 ，重力势能 。（选填“增大”“减小”或“不变”）【答案】不变；减小。【解析】树叶从空中匀速下降过程中，质量不变，速度不变，所以动能不变；同时高度降低，所以其重力势能减小。故答案为：不变；减小。13.如图是杂技演员演出时的过程示意图。男演