专题09功、功率及机械效率1．（2019·湘西土家族苗族自治州）跳伞运动员在空中匀速下落的过程中A．重力势能减小B．动能增加C．机械能增加D．机械能不变【答案】A【解析】跳伞运动员匀速下落，速度不变，质量不变，高度变低，则动能不变，重力势能减小，机械能减小。2．（2019·天津）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．9JB．30JC．90JD．300J【答案】C【解析】每个鸡蛋大约50g，30个鸡蛋的质量大约1.5kg，则这些鸡蛋所受重力约为：1.5kg×10N/kg=15N，1楼到3楼，共上了2层楼，每层层距大约3m，则小华对鸡蛋作用大约为：15N×2×3m=90J。3．（2019·江苏泰州）如图，一个小球在地面上弹跳，下列分析错误是A．小球从A处到B处重力势能增大B．小球从B处到C处动能增大C．小球在B处比D处重力势能大D．小球在A、C、E三处机械能总量相等【答案】D【解析】A．小球从A处到B处，质量不变高度增大，所以重力势能增大，故A选项正确；B．小球从B处到C处，质量不变，在重力作用下速度逐渐增大，所以动能增大，故B选项正确；C．小球在D处比B处，质量不变高度降低，所以重力势能变小，故C选项正确；D．看图可知小球在弹跳过程中，每次触地反弹至最高点的高度逐渐减小，说明其机械能在运动过程中减小，所以A、C、E三处机械能总量并不相等，故D选项错误符合题意。4．（2019·江苏扬州）如图所示，用细绳吊着一个物块，静止靠在墙壁上。剪断细绳的同时，用一个由0逐渐增大的水平作用力F压在物块上，墙壁足够高，则物块A．运动速度变大B．所受摩擦力变大C．动能先变大后不变D．机械能先减小后不变【答案】B【解析】剪断细绳后，物体开始加速下降，力F逐渐增大，压力增大后接触面未改变，则摩擦力会逐渐增大；刚开始摩擦力小于重力，物体做加速运动，当摩擦力大于重力后做减速运动，则动能先变大后变小；由于具有摩擦力，能量有损耗，机械能一直减小。5．（2019·江苏连云港）物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则下列关系正确的是A．F1=F2P1>P2B．F1=F2P1<p2c．f1>F2P1>P2D．F1<f2p1>P2【答案】B【解析】由图象甲可知，物体作匀速直线运动，速度大小为v甲===2m/s；由v–t图象乙可知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v乙=4m/s；因为两次都是匀速直线运动，推力和摩擦力是平衡力，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，受到的水平推力为F1=F2。已知v甲<v乙，由p==fv可得，两次推力的功率p1<p2。6．（2019·江苏苏州）将皮球从离地某一高度o点处水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是a．皮球经过同高度的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【答案】c【解析】a、由图知道，每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小，a点的机械能大于b点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，ab两点高度相同则重力势能相同，所以a点的动能大于b点的动能，故a错误。b、从轨迹来看，皮球竖直下落的同时，也沿水平方向运动，所以，皮球第一次反弹后到达最高点p点时，竖直方向速度为零，但是仍然能往右运动，说明皮球还具有水平方向速度，故b错误；c、每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小。c点在d点之前，故d点的机械能小于c点的机械能，故c正确。d、弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大。m点与n点皮球的动能与重力势能都为零，又因为皮球在m点机械能大于n点机械能，故皮球在m点的弹性势能大于n点的弹性势能，故在m点的圆斑要大于在n点的圆斑，故d错误。7．（2019·山东济宁）两个滑轮按图所示的方式组合，用5n的拉力f拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9n。下列选项正确的是a．a是定滑轮，b是动滑轮b．拉力f做的功为5jc．拉力f的功率为1.8wd．滑轮组的机械效率为90%【答案】d【解析】a．由图可知，图中滑轮a随物体一起运动，a是动滑轮，滑轮b固定不动是定滑轮，故a错误；b．图中物体和动滑轮有2股绳子承担，所以绳子自由端移动的距离s=2×1m=2m，拉力f做的功w总=fs=5n×2m=10j，故b错误；c．拉力f的功率p===2w，故c错误；d．物体受到的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，所以有用功：w有=9n×1m=9j，滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=90%，故d正确。8．（2019·山东临沂）下列各选项是小明整理的物理笔记，错误的是a．做功快的机械，效率不一定高b．动滑轮既能省力又能改变力的方向c．不透明物体的颜色由它反射的色光决定d．沙漠地区昼夜温差大与砂石的比热容小有关【答案】b【解析】a．功率表示做功的快慢，与效率大小无关；b．定滑轮可以改变力的方向，动滑轮可以省力，滑轮组既可以改变力的方向又可以省力；c．白色反射所有色光，黑色吸收所有色光，其他颜色只反射跟自身颜色相同的色光，所以不透明物体的颜色由它反射的色光决定；d．由于砂石比热容较小，半天吸收相同热量升温快温度高，夜晚温度下降放出热量少，温度低，所以昼夜温差大。【名师点睛】对于功、功率、效率的定义以及计算公式一定要区分清楚。9．（2019·山东临沂）如图所示，在“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验中，下列说法正确的是a．实验所用斜面和水平面都必须是光滑的b．木块向前滑行的过程中机械能保持不变c．小球质量越大，到达斜面底端的速度越大d．木块被撞击后滑行的越远，说明小球的动能越大【答案】d【解析】动能的大小与速度和质量有关，则在实验中应控制这两个变量以外的其其他变量相同即可，所以不需要平面光滑，木块向前滑动时需要克服摩擦力做功，能量有损耗，机械能不守恒，小球到达斜面底端的速度大小与高度有关，与质量无关，撞击同一个物块在同一个平面上滑行，则物块滑行越远说明获得的能量越大，说明小球具有的动能越大。10．（2019·四川乐山）下列关于能量转化的说法，正确的是a．甲图中，风力发电将空气的动能转化为电能b．乙图中，拉开的弹弓将石子弹出的过程，弹性势能增大c．丙图中，“神舟五号”载人飞船成功返航，返回舱在减速着陆过程中机械能守恒d．丁图中，水平路面上疾驰的汽车，将重力势能转化为动能【答案】a【解析】风力发电是将机械能转化为电能，即将空气的动能转化为电能，故a正确；拉开的弹弓发生了弹性形变，具有弹性势能，当放开石子时，弹性势能转化为石子的动能，弹性势能变小，故b错误；当飞船着陆时，质量不变，速度减小，则动能减小；质量不变，高度越来越小，则重力势能减小，即机械能减小，故c错误；汽车在水平路面上匀速行驶的过程中，质量不变，速度和高度也不变，所以汽车的动能和重力势能都不变，故d错误。11．（2019·四川绵阳）如图所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上40n的拉力，在20s内把重60n的物体沿斜面向上匀速拉动了10m。在此过程中a．斜面的机械效率是66.7%b．斜面的机械效率是75%c．该同学对物体做功的功率是10wd．该同学对物体做功的功率是30w【答案】b【解析】ab．因斜面长20m、高10m，则斜面倾角为30°，物体沿斜面向上匀速拉动了10m，则物体被提高了5m。该同学做的有用功为w有=gh=60n×5m=300j，总功为w总=fs=40n×10m=400j，则斜面的机械效率是η===75%。故a错误。b正确。cd．该同学对物体做的功为有用功，则其功率为p===15w。故c、d错误。12．（2019·湖南常德）如图所示，斜面与水平面在m点相连，弹簧左端固定。小物块从斜面上p点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高点返回到t点。则下列说法中正确的是a．小物块从p向m运动过程中，机械能减小b．小物块从p向m运动过程中，重力势能增大c．弹簧被压缩到最短时，小物块动能最大d．小物块从m向t运动过程中，速度变快【答案】a【解析】a选项，小物块从斜面上p点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高点返回到t点，t点位置低于p点，有能量损失，机械能不守恒。小物块从p向m运动过程中，机械能减少。故a选项正确。b选项，小物块从p向m运动过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小。故b选项错误。c选项，弹簧被压缩到最短时，物体的动能全部转化为弹簧的弹性势能，弹簧的弹性势能最大，物块的动能最小。故c错误。d选项，小物块从m向t运动过程中，速度减小，高度变高，动能全部转化为重力势能，动能减小，速度变慢。故d选项错误。13．（2019·江苏扬州）如图所示，用100n的拉力f匀速提升重为240n的物体，在10s内物体上升lm，则有用功是_____________j，拉力的功率是_________w，机械效率是_________。【答案】2403080%【解析】；物体上升1m，则拉了3m，，；，则机械效率。【名师点睛】时刻注意绳子段数，抓住倍数关系。14．（2019·江苏连云港）小明同学用20n的水平推力，将重为280n的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功__________j，购物车的重力做功__________j；一个皮球落地后弹起，弹起的高度越来越低，皮球在运动过程中，机械能总量__________（选填“增加”、“减少”或“保持不变’’）。【答案】2000减少【解析】推力对购物车做功w=fs=20n×10m=200j，购物车在水平地面上移动10m，没有在重力的方向上移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0j；皮球运动过程中弹起的高度越来越小，皮球克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，说明机械能减少。15．（2019·江苏无锡）如图所示，将钢锯条固定在桌面边缘，将棋子放在钢锯条的右端，然后用手将锯条的右端压下一段距离，松手后，棋子会被弹起一定的高度，此过程中，钢锯条的弹性势能转化为棋子的________势能，增加钢锯条被下压的距离，发现棋子被弹起的高度增加，实验表明，物体的________越大，它的弹性势能越大。【答案】重力弹性形变【解析】松手后，棋子会被弹起一定的高度，钢锯条的弹性势能减小，棋子的重力势能增大，钢锯条的弹性势能转化为棋子的重力势能。增加钢锯条被下压的距离，钢锯条形变更大，棋子被弹起的高度增加，表明物体的弹性形变程度越大，它的弹性势能越大。16．（2019·山东临沂）某航模兴趣小组操控一架重20n的小型无人机（如图），让其在5s内匀速下降10m，该过程中重力做功的功率是______w；机翼上方的空气流速_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）下方的空气流速。当该无人机静止在水平操场上时受到的支持力为______n。【答案】40大于20【解析】下降速度，重力做功功率；飞机机翼上方空气流速大压强小，下方空气流速小压强大，从而受到向上的升力；静止在地面时，支持力等于重力，为20n。17．（2019·四川乐山）在斜面上将一个重600n的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力f=400n，拉动的距离s=4.5m，提升高度h=1.8m，所用时间t=30s。则拉力f做功的功率为________w，此过程中物体受到的摩擦力为________n。【答案】60160【解析】根据题意知道，拉力所做的总功是：w总=fs=400n×4.5m=1800j，拉力f做功的功率是：；此过程克服重力做的是有用功，且w有=gh=600n×1.8m=1080j，故克服摩擦力做的额外功是：w额=w总–w有=1800j–1080j=720j，由w额=fs知道，物体所受斜面的摩擦力是：。18．（2019·四川绵阳）2019年1月3日，嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆。嫦娥四号探测器在距离月球表面100米高处悬停，对月球表面识别，并自主避障，选定相对平坦的区域后，开始缓慢地竖直下降，最后成功软着陆。从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中，嫦娥四号探测器的重力势能_______，机械能______。（选填“增加”或“不变”或“减少”）【答案】减少减少【解析】从距离月球表面100米高处到着陆在月球表面，此过程重探测器质量不变，高度降低为零，则其重力势能减少为零；着陆后探测器的速度减为零，则其动能也减少为零。因机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能减少。19．（2019·四川南充）将物体a放在水平面上，在水平拉力f1作用下，以v1=4m s="">、“<”或“=”），两次拉力的功率P1___________P2（填“>”、“<”或“=”）。【答案】=<【解析】将物体A放在水平面上，在水平拉力作用下，以一定的速度向右匀速运动；同一物体在同一水平面上，压力的大小与接触面的粗糙程度均不变，则摩擦力大小不变，根据二力平衡条件可知，水平拉力都等于摩擦力，即F1=F2=f；两次拉力相等，两次移动距离也相同，根据W=Fs可知，拉力做的功相等，即W1=W2；两次拉力相等，=4m/s，=6m/s，由P=Fv可知，两次拉力的功率P1</v乙，由p==fv可得，两次推力的功率p1<p2。6．（2019·江苏苏州）将皮球从离地某一高度o点处水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是a．皮球经过同高度的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【答案】c【解析】a、由图知道，每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小，a点的机械能大于b点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，ab两点高度相同则重力势能相同，所以a点的动能大于b点的动能，故a错误。b、从轨迹来看，皮球竖直下落的同时，也沿水平方向运动，所以，皮球第一次反弹后到达最高点p点时，竖直方向速度为零，但是仍然能往右运动，说明皮球还具有水平方向速度，故b错误；c、每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小。c点在d点之前，故d点的机械能小于c点的机械能，故c正确。d、弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大。m点与n点皮球的动能与重力势能都为零，又因为皮球在m点机械能大于n点机械能，故皮球在m点的弹性势能大于n点的弹性势能，故在m点的圆斑要大于在n点的圆斑，故d错误。7．（2019·山东济宁）两个滑轮按图所示的方式组合，用5n的拉力f拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9n。下列选项正确的是a．a是定滑轮，b是动滑轮b．拉力f做的功为5jc．拉力f的功率为1.8wd．滑轮组的机械效率为90%【答案】d【解析】a．由图可知，图中滑轮a随物体一起运动，a是动滑轮，滑轮b固定不动是定滑轮，故a错误；b．图中物体和动滑轮有2股绳子承担，所以绳子自由端移动的距离s=2×1m=2m，拉力f做的功w总=fs=5n×2m=10j，故b错误；c．拉力f的功率p===2w，故c错误；d．物体受到的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，所以有用功：w有=9n×1m=9j，滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=90%，故d正确。8．（2019·山东临沂）下列各选项是小明整理的物理笔记，错误的是a．做功快的机械，效率不一定高b．动滑轮既能省力又能改变力的方向c．不透明物体的颜色由它反射的色光决定d．沙漠地区昼夜温差大与砂石的比热容小有关【答案】b【解析】a．功率表示做功的快慢，与效率大小无关；b．定滑轮可以改变力的方向，动滑轮可以省力，滑轮组既可以改变力的方向又可以省力；c．白色反射所有色光，黑色吸收所有色光，其他颜色只反射跟自身颜色相同的色光，所以不透明物体的颜色由它反射的色光决定；d．由于砂石比热容较小，半天吸收相同热量升温快温度高，夜晚温度下降放出热量少，温度低，所以昼夜温差大。【名师点睛】对于功、功率、效率的定义以及计算公式一定要区分清楚。9．（2019·山东临沂）如图所示，在“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验中，下列说法正确的是a．实验所用斜面和水平面都必须是光滑的b．木块向前滑行的过程中机械能保持不变c．小球质量越大，到达斜面底端的速度越大d．木块被撞击后滑行的越远，说明小球的动能越大【答案】d【解析】动能的大小与速度和质量有关，则在实验中应控制这两个变量以外的其其他变量相同即可，所以不需要平面光滑，木块向前滑动时需要克服摩擦力做功，能量有损耗，机械能不守恒，小球到达斜面底端的速度大小与高度有关，与质量无关，撞击同一个物块在同一个平面上滑行，则物块滑行越远说明获得的能量越大，说明小球具有的动能越大。10．（2019·四川乐山）下列关于能量转化的说法，正确的是a．甲图中，风力发电将空气的动能转化为电能b．乙图中，拉开的弹弓将石子弹出的过程，弹性势能增大c．丙图中，“神舟五号”载人飞船成功返航，返回舱在减速着陆过程中机械能守恒d．丁图中，水平路面上疾驰的汽车，将重力势能转化为动能【答案】a【解析】风力发电是将机械能转化为电能，即将空气的动能转化为电能，故a正确；拉开的弹弓发生了弹性形变，具有弹性势能，当放开石子时，弹性势能转化为石子的动能，弹性势能变小，故b错误；当飞船着陆时，质量不变，速度减小，则动能减小；质量不变，高度越来越小，则重力势能减小，即机械能减小，故c错误；汽车在水平路面上匀速行驶的过程中，质量不变，速度和高度也不变，所以汽车的动能和重力势能都不变，故d错误。11．（2019·四川绵阳）如图所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上40n的拉力，在20s内把重60n的物体沿斜面向上匀速拉动了10m。在此过程中a．斜面的机械效率是66.7%b．斜面的机械效率是75%c．该同学对物体做功的功率是10wd．该同学对物体做功的功率是30w【答案】b【解析】ab．因斜面长20m、高10m，则斜面倾角为30°，物体沿斜面向上匀速拉动了10m，则物体被提高了5m。该同学做的有用功为w有=gh=60n×5m=300j，总功为w总=fs=40n×10m=400j，则斜面的机械效率是η===75%。故a错误。b正确。cd．该同学对物体做的功为有用功，则其功率为p===15w。故c、d错误。12．（2019·湖南常德）如图所示，斜面与水平面在m点相连，弹簧左端固定。小物块从斜面上p点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高点返回到t点。则下列说法中正确的是a．小物块从p向m运动过程中，机械能减小b．小物块从p向m运动过程中，重力势能增大c．弹簧被压缩到最短时，小物块动能最大d．小物块从m向t运动过程中，速度变快【答案】a【解析】a选项，小物块从斜面上p点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高点返回到t点，t点位置低于p点，有能量损失，机械能不守恒。小物块从p向m运动过程中，机械能减少。故a选项正确。b选项，小物块从p向m运动过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小。故b选项错误。c选项，弹簧被压缩到最短时，物体的动能全部转化为弹簧的弹性势能，弹簧的弹性势能最大，物块的动能最小。故c错误。d选项，小物块从m向t运动过程中，速度减小，高度变高，动能全部转化为重力势能，动能减小，速度变慢。故d选项错误。13．（2019·江苏扬州）如图所示，用100n的拉力f匀速提升重为240n的物体，在10s内物体上升lm，则有用功是_____________j，拉力的功率是_________w，机械效率是_________。【答案】2403080%【解析】；物体上升1m，则拉了3m，，；，则机械效率。【名师点睛】时刻注意绳子段数，抓住倍数关系。14．（2019·江苏连云港）小明同学用20n的水平推力，将重为280n的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功__________j，购物车的重力做功__________j；一个皮球落地后弹起，弹起的高度越来越低，皮球在运动过程中，机械能总量__________（选填“增加”、“减少”或“保持不变’’）。【答案】2000减少【解析】推力对购物车做功w=fs=20n×10m=200j，购物车在水平地面上移动10m，没有在重力的方向上移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0j；皮球运动过程中弹起的高度越来越小，皮球克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，说明机械能减少。15．（2019·江苏无锡）如图所示，将钢锯条固定在桌面边缘，将棋子放在钢锯条的右端，然后用手将锯条的右端压下一段距离，松手后，棋子会被弹起一定的高度，此过程中，钢锯条的弹性势能转化为棋子的________势能，增加钢锯条被下压的距离，发现棋子被弹起的高度增加，实验表明，物体的________越大，它的弹性势能越大。【答案】重力弹性形变【解析】松手后，棋子会被弹起一定的高度，钢锯条的弹性势能减小，棋子的重力势能增大，钢锯条的弹性势能转化为棋子的重力势能。增加钢锯条被下压的距离，钢锯条形变更大，棋子被弹起的高度增加，表明物体的弹性形变程度越大，它的弹性势能越大。16．（2019·山东临沂）某航模兴趣小组操控一架重20n的小型无人机（如图），让其在5s内匀速下降10m，该过程中重力做功的功率是______w；机翼上方的空气流速_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）下方的空气流速。当该无人机静止在水平操场上时受到的支持力为______n。【答案】40大于20【解析】下降速度，重力做功功率；飞机机翼上方空气流速大压强小，下方空气流速小压强大，从而受到向上的升力；静止在地面时，支持力等于重力，为20n。17．（2019·四川乐山）在斜面上将一个重600n的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力f=400n，拉动的距离s=4.5m，提升高度h=1.8m，所用时间t=30s。则拉力f做功的功率为________w，此过程中物体受到的摩擦力为________n。【答案】60160【解析】根据题意知道，拉力所做的总功是：w总=fs=400n×4.5m=1800j，拉力f做功的功率是：；此过程克服重力做的是有用功，且w有=gh=600n×1.8m=1080j，故克服摩擦力做的额外功是：w额=w总–w有=1800j–1080j=720j，由w额=fs知道，物体所受斜面的摩擦力是：。18．（2019·四川绵阳）2019年1月3日，嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆。嫦娥四号探测器在距离月球表面100米高处悬停，对月球表面识别，并自主避障，选定相对平坦的区域后，开始缓慢地竖直下降，最后成功软着陆。从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中，嫦娥四号探测器的重力势能_______，机械能______。（选填“增加”或“不变”或“减少”）【答案】减少减少【解析】从距离月球表面100米高处到着陆在月球表面，此过程重探测器质量不变，高度降低为零，则其重力势能减少为零；着陆后探测器的速度减为零，则其动能也减少为零。因机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能减少。19．（2019·四川南充）将物体a放在水平面上，在水平拉力f1作用下，以v1=4m></f2p1></p2c．f1>
