知识与技能
（1～12题每题2分，13～24题每空1分，共46分）
1 在下列情况中，物体既具有动能又具有重力势能的是
（ ）
A．海上航行的轮船 B．空中飞行的子弹
C．吊在天花板上的电灯 D．拉开的弓
2 在水从高处流向低处的过程中
（ ）
A．势能减少，动能增加 B．动能减少，势能增加
C．势能不变，动能增加 D．动能不变，势能增加
3 下列各种情况中，属于动能转化为势能的是
（ ）
A．“无边落叶萧萧下，不尽长江滚滚来”
B．空中匀速下降的跳伞运动员
C．拧紧的钟表发条带动指针走动
D．正在上升的滚摆
4 直升机在匀速下降过程中，能量变化情况是
（ ）
A．势能减少，动能增加，机械能不变
B．势能减少，动能不变，机械能减少
C．势能不变，动能不变，机械能不变
D．势能减少，动能不变，机械能不变
5 关于机械能的论述，下列说法正确的是
（ ）
A．在空中飞行的飞机只具有动能
B．炮弹具有的机械能一定比子弹具有的机械能大
C．质量和速度都相同的物体具有的动能一样大
D．质量大的物体的具有的重力势能一定大
6 关于机械效率的说法正确的是
（ ）
A．越省力的机械，其机械效率越高
B．做的总功越多，机械效率越高
C．做的有用功越多，机械效率越高
D．有用功一定时，额外功越少，机械效率越高
7 在图14-6所示的实例中，其中没有做功的是
（ ）
A．叉车举起货物 B．直升机吊起架电线的铁塔
C．马拉动原木 D．李刚用力但没有推动大石块
8 奥运举重冠军陈小敏在比赛时，第一阶段她把100 kg的杠铃很快地举过头顶，第二阶段使杠铃在空中稳稳地停留了3 s，三名裁判都亮出了白灯，举重成功．关于她举重时对杠铃做功的情况，下列说法正确的是
（ ）
A．她在第一阶段内没有做功 B．她在第二阶段内没有做功
C．她在两个阶段内都做了功 D．她在两个阶段内都没有做功
9 下列说法中正确的是
（ ）
A．用水桶从井中提水的时候，对桶做的功是有用功
B．用水桶从井中提水的时候，对水做的功是总功
C．桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，对桶做的功是有用功
D．桶掉到井里，从井里把桶捞上来的时候，桶里带了一些水，对桶和水做的功是有用功
10 甲、乙两辆汽车，功率之比为2∶1，在相同时间内沿水平路面通过的距离之比为1∶2．则它们所做的功之比为
（ ）
A．2∶1 B．1∶1 C．1∶4 D．4∶1
11 下列单位中不是功的单位的是
（ ）
A．W•s B．J C．J/s D．N•m
12 某人用手将一物体竖直举高2m和用机械效率为80％的斜面将它升高2 m．比较两种情况
（ ）
A．用手举高时做功多 B．用斜面升高时做功多
C．两种情况做功一样多 D．两种情况都不做功
13 2003年10月15日，我国自行设计制造的“神舟”五号飞船发射升空，浩瀚的太空迎来了第一位中国访客．飞船升空后，首先进入的是近地点高度约200 km，远地点高度约343 km的椭圆轨道．飞船从近地点向远地点运动的过程中，它的势能________．
14 水电站修筑较高的拦河坝是为了________________．
15 上海桑塔纳牌小轿车的功率是：66 kW＝________W＝________J/s．“66kW”的物理意义是________________．
16 一辆小汽车与一辆装满货物的大卡车以相同的速度行驶，则小汽车的动能________大卡车的动能．（填“大于”“等于”或“小于”）
17 跳水运动员从最高点向水面下落的过程中，他的________能逐渐减少，________能逐渐增加．
18 弹簧门在推开后能自动关闭，这是由于门被推开后，弹簧被卷紧变形，具有________能；放手后，这个能转化为门的________能，使门被关上．
19 一只小鸟在空中飞行时具有40J的机械能，若它具有10J的势能，则它具有________J的动能．
20 小明在水平面上用50 N的水平推力，加速推着一辆重120 N的小车，前进了10 m，小明的推力做功是________J．水平面对小车的支持力做功是________J．
21 甲、乙两辆汽车在公路上匀速行驶．如果它们的功率相同，行驶速度之比v甲∶v乙＝2∶1．在相同的时间内，甲、乙两车牵引力做功之比为________．
22 用三种方法把沙子运上三楼，如图14-7所示，根据图中数据算出三种方法所做有用功的大小均为________；其中方法________做的总功最多，等于________．
23 用一只铁桶从深井中取水，第一次取半桶，第二次取满桶，两次相比：W1额________W2额，η1________η2．（选填“＞”“＜”或“＝”）
24 班级里组织登楼比赛活动，比一比谁登楼的功率大．为此，在活动中必须测量的物理量有________、________、________．
25 简答题（每小题4分，共16分）
（1）骑自行车上坡前往往要加紧蹬几下，加大速度，从能量转化的角度来说明这样做的好处．
（2）如图14-8所示，用绳子拴住一个苹果并悬挂起来，把苹果拉近自己的鼻子静止，松手后苹果将向前摆去，接着又反向摆回来，你原地不动，苹果会打到你的鼻子吗？为什么？
（3）在空气阻力不计的情况下，一只皮球从高处由静止下落，被地面弹起后不能再回到原来的高度．在整个过程中：
①说明皮球机械能的转化情况；
②指出皮球在哪几个位置时的动能为零；
③分析皮球不能回到原来高度的原因．
（4）想一想，生活或生产中哪些地方利用了“动能和势能的转化”？请列举两例．
26 计算题（每小题5分，共10分）
（1）如图14-9所示实验装置，斜面长2m，高0.5m，秒表每格1 s．重为1 N的小车在沿斜面方向、大小是0.3 N的拉力F作用下，从底端匀速到达顶端．秒表变化如图（指针转动未超过一周）．求：
①拉力所做的功；
②拉力的功率；
③斜面的机械效率．
（2）如图14-10所示，煤矿工人用200 N的水平拉力，抓紧绳子的一端，沿水平地面匀速向右运动，在10 s内将矿井里质量为32 kg的物体提升4 m．根据题给条件，请你计算出与本题相关的五个物理量．（g取10 N/kg）
过程与方法（每小题5分，共15分）
1 测定如图14-11所示的滑轮组的机械效率．
（1）实验所需器材除钩码、弹簧测力计、滑轮、铁架台外，还需要________和________．
（2）如果将两个1 N的钩码匀速提升10 cm，弹簧测力计的示数是0.8 N，将实验数据填入下表：
（3）根据测量数据，求此滑轮组的机械效率，写出计算过程．
2 在研究动能的大小与哪些因素有关的实验中：（1）小球动能的大小是怎样显示出来的？（2）要研究动能的大小与质量是否有关，应怎样进行实验？（3）要研究动能的大小与速度是否有关，应怎样进行实验？
3 请设计一个实验来测定你跳绳的效率．
要求：（1）写出实验中要测量的物理量及其测量器材；
（2）设计实验数据记录表；
（3）给出计算功率的表达式；
（4）为了提高测量的准确程度，实验时应注意哪些事项．
科学探究（1题6分，2题4分，3题3分，共13分）
1 小红学过“机械效率”后，产生了一个疑问：“机械的机械效率越高是否越省力？”针对这个问题，小红借了一个弹簧测力计，利用家中“案板”和茶杯做了以下实验（图14-12）：
A．把杯子放在塑料袋中，在杯子中加入适量的水，用弹簧测力计测得杯子和水的重力G．
B．用“案板”作斜面，如图所示．把这只茶杯通过细绳与弹簧测力计连接，拉动弹簧测力计，把盛水的杯子匀速拉上斜面．
C．分别测出拉力F，杯子移动的距离s和升高的高度
D．改变斜面的高度，做四次实验，记录实验数据如下表：
（1）计算并将数据填入表中四个空格．
（2）小红的疑问是否得到了解决？分析实验数据，能得出什么结论？
（3）完成上面实验后，小红又产生一个猜想：“如果减小斜面的摩擦，可以提高斜面的机械效率．”
①请你先用所学知识，说明小红的猜想是否正确（简述理由）．
②请你设计一个实验，进一步证明你对小红猜想的判断．（可以简要说明在前面实验的基础上要做哪些新的实验操作）
2 在探究滑轮组机械效率与物重关系的实验中，用同一滑轮组装置做了三次实验，测量的有关数据如下表所示．
（1）根据表中的数据，计算出第一次实验中的机械效率．（g取10 N/kg）
（2）图14-13是某公司的一幅广告宣传画：一个巨大的滑轮提起一个小皮箱，宣传文字写着“事无大小，必尽全力”．请你分析上述实验数据，得出机械效率与物重的定性关系，并利用这个关系对这幅宣传画发表自己的评述．
3 取一弹簧，如图14-14所示．放在水平桌面上用手压球在弹簧上面，然后放手，观察小球上升高度；改变弹簧的压缩量，重做上述实验，看小球上升高度和前一次有什么不同，由此可得出什么结论？
十五章 功和机械能参考答案
1．B 2．A 3．D 4．B 5．C 6．D 7．D 8．B 9．C 10．A 11．C 12．B
13．增大 14．增加水的势能
15．66000 66000 1秒钟做的功是66000J
16．小于 17．势 动 18．弹性势 动
19．30 20．500 0 21．1∶1
22．600J 甲 3000J 23．＝ ＜ 24．体重上升的高度时间
25．简答题
（1）上坡过程中，自行车的动能逐渐转化为重力势能，开始的动能越大，就越能顺利上坡．故上坡前应紧蹬几下，提高车速，以便增加动能．
（2）不会打到鼻子，因为苹果拉到一定高度，所具有的重力势能是一定的，在与动能转化的过程中不会增多，故不会超过原来的高度，打不到鼻子．
（3）①皮球下落过程中：重力势能转化为动能，动能转化为弹性势能．皮球上升过程中：弹性势能转化为动能，动能转化为重力势能，机械能减少
②在最高处时 动能全部转化为弹性势能处时反弹至最高处
③皮球与地面碰撞过程中，一部分机械能转化为内能．
（4）跳高 荡秋千
26．计算题
（1）①0.6J ②0.12W ③83.3％
（2）①物体的重力G＝mg＝320N ②人运动速度v＝s/t＝0.8 m/s ③拉力F做功W总＝Fs＝1600J ④提升物体做功W有＝Gh＝1280 J ⑤机械效率，η＝W有/W总＝80％ ⑥人做功的功率P＝W总/t＝160 W ⑦人受地面摩擦力f＝F＝200 N ⑧物体所受拉力F'＝G＝320 N（此外还可以计算物体上升速度，人、物体所受的拉力等等）
过程与方法
1．提示：利用动滑轮对物体做功，分别测出F、s、G、h，根据η＝
2．（1）比较小球推动木块移动的距离 （2）让质量不等的小球分别从斜面的同一高度滚下，比较小球推动木块移动的距离（3）让同一小球分别从斜面的不同高度滚下，比较小球推动木块移动的距离
3．（1）自己的质量m，跳绳时身体升高的高度h，跳绳的次数n和 （4）尽量使自己每次跳相同的高度，多跳几次以提高时间测量的准确性．
科学探究
1．（1）0.5 0.8 0.63 0.74
（2）解决了小红的疑问，通过上述试验得出结论：使用斜面机械效率越高不是越省力，可见“机械效率越高越省力”是错误的．
（3）①正确的．理由要点：有用功一定，减小摩擦力就减少额外功，即减少了总功，提高了机械效率．
②在小红设计的实验方案基础上：a．保持斜面倾角不变，在斜面（案板）表面铺不同材料（如纸、玻璃、毛巾等）改变摩擦；b．将水杯沿斜面提升一定高度或沿斜面移动一定距离分别求出各次的机械效率．
2．（1）55.6％
（2）用一滑轮组提升物体时，物重越大，效率越高．
评述：宣传画中滑轮组提升物体，物重很小，机械效率很低．
3．弹簧的压缩量越大，球上升的高度越大，物体的弹性形变越大，它具有的能量就越大．
