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8.如图所示的是一座高山的等高线图(即等高线上每点的高度均相同),若质量为50 kg的登山运动员从A点匀速运动到B点,运动员在A点的动能
等于
在B点的动能,在A点的重力势能小于
在B点的重力势能,在A点的机械能小于
在B点的机械能(以上均选填“大于”“等于”或“小于”);此过程登山运动员做了$5×10^5$
J的功。(g取10 N/kg)答案
8.等于 小于 小于 $5×10^5$
解析
【分析】
要解决本题，需结合动能、重力势能的影响因素，等高线图判断海拔高度，以及功的计算方法：首先，运动员匀速运动时速度不变，质量不变，据此判断动能；根据等高线标注的海拔，确定A、B两点的高度，结合重力势能的影响因素判断重力势能；机械能为动能与重力势能之和，由此判断机械能大小；最后利用功的公式计算登山过程中克服重力做的功。
【解析】
1. 动能判断：运动员匀速运动，质量不变，速度不变，根据动能公式$E_k=\frac{1}{2}mv^2$，可知A点的动能等于B点的动能。
2. 重力势能判断：由等高线图可知，A点海拔为1000m，B点海拔为2000m，A点高度低于B点；重力势能公式为$E_p=mgh$，质量不变时，高度越小重力势能越小，因此A点的重力势能小于B点的重力势能。
3. 机械能判断：机械能=动能+重力势能，A、B两点动能相等，A点重力势能更小，故A点的机械能小于B点的机械能。
4. 做功计算：运动员的重力$G=mg=50\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=500\ \mathrm{N}$，A、B两点的高度差$h=2000\ \mathrm{m}-1000\ \mathrm{m}=1000\ \mathrm{m}$，克服重力做功$W=Gh=500\ \mathrm{N}×1000\ \mathrm{m}=5×10^5\ \mathrm{J}$。
【答案】
等于；小于；小于；$5×10^5$
【知识点】
动能与势能、机械能、功的计算
【点评】
本题结合等高线图考查力学基础知识点，关键是从等高线中准确获取两点的海拔高度，明确匀速运动时动能不变，机械能变化由重力势能变化引起，计算功时需注意高度差的确定，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.3
要解决本题，需结合动能、重力势能的影响因素，等高线图判断海拔高度，以及功的计算方法：首先，运动员匀速运动时速度不变，质量不变，据此判断动能；根据等高线标注的海拔，确定A、B两点的高度，结合重力势能的影响因素判断重力势能；机械能为动能与重力势能之和，由此判断机械能大小；最后利用功的公式计算登山过程中克服重力做的功。
【解析】
1. 动能判断：运动员匀速运动，质量不变，速度不变，根据动能公式$E_k=\frac{1}{2}mv^2$，可知A点的动能等于B点的动能。
2. 重力势能判断：由等高线图可知，A点海拔为1000m，B点海拔为2000m，A点高度低于B点；重力势能公式为$E_p=mgh$，质量不变时，高度越小重力势能越小，因此A点的重力势能小于B点的重力势能。
3. 机械能判断：机械能=动能+重力势能，A、B两点动能相等，A点重力势能更小，故A点的机械能小于B点的机械能。
4. 做功计算：运动员的重力$G=mg=50\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=500\ \mathrm{N}$，A、B两点的高度差$h=2000\ \mathrm{m}-1000\ \mathrm{m}=1000\ \mathrm{m}$，克服重力做功$W=Gh=500\ \mathrm{N}×1000\ \mathrm{m}=5×10^5\ \mathrm{J}$。
【答案】
等于；小于；小于；$5×10^5$
【知识点】
动能与势能、机械能、功的计算
【点评】
本题结合等高线图考查力学基础知识点，关键是从等高线中准确获取两点的海拔高度，明确匀速运动时动能不变，机械能变化由重力势能变化引起，计算功时需注意高度差的确定，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.3
9.为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。
(1)小华在本次实验中是通过观察
(2)图甲是让不同质量的小球沿同一斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景。据此你能得出的结论是
(3)图乙是让质量相同的小球沿同一斜面分别从A、B处由静止自由释放，然后分别撞击放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。据此你能得出的结论是
(4)本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？
(1)小华在本次实验中是通过观察
木块被撞后运动的距离
来推断小球的动能大小，这种实验方法叫作转换法
。(2)图甲是让不同质量的小球沿同一斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景。据此你能得出的结论是
物体的速度相同时，质量越大，动能越大
。(3)图乙是让质量相同的小球沿同一斜面分别从A、B处由静止自由释放，然后分别撞击放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。据此你能得出的结论是
物体的质量相同时，速度越大，动能越大
。(4)本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？
不能
（选填“能”或“不能”），理由是若水平面光滑，木块不受摩擦力，由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去，木块通过的距离无法确定，做功的多少也无法确定，所以小球动能的大小就无法比较
。答案
9.(1)木块被撞后运动的距离 转换法
(2)物体的速度相同时，质量越大，动能越大
(3)物体的质量相同时，速度越大，动能越大
(4)不能 若水平面光滑，木块不受摩擦力，由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去，木块通过的距离无法确定，做功的多少也无法确定，所以小球动能的大小就无法比较。
(2)物体的速度相同时，质量越大，动能越大
(3)物体的质量相同时，速度越大，动能越大
(4)不能 若水平面光滑，木块不受摩擦力，由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去，木块通过的距离无法确定，做功的多少也无法确定，所以小球动能的大小就无法比较。
解析
【分析】
本题是探究物体动能大小影响因素的实验，需结合转换法和控制变量法分析。首先，动能的大小无法直接观察，因此通过木块被撞击后运动的距离间接判断小球动能大小，这是转换法的应用；探究动能与质量的关系时，控制速度相同（小球从同一斜面同一高度释放），改变质量观察木块移动距离；探究动能与速度的关系时，控制质量相同，改变速度（小球从同一斜面不同高度释放）观察木块移动距离；若水平面绝对光滑，木块不受摩擦力会匀速运动，无法通过移动距离判断动能大小。
【解析】
(1) 实验中，小球动能越大，对木块做功越多，木块被撞击后运动的距离越远，因此通过观察木块被撞后运动的距离推断小球动能大小，这种将不易观察的物理量转换为易观察物理量的方法叫转换法。
(2) 图甲中，不同质量的小球从同一斜面B处释放，到达水平面时速度相同，质量大的小球撞击木块后，木块运动距离更远，说明：物体的速度相同时，质量越大，动能越大。
(3) 图乙中，质量相同的小球从同一斜面A、B处释放，B处小球到达水平面时速度更大，撞击木块后，木块运动距离更远，说明：物体的质量相同时，速度越大，动能越大。
(4) 若水平面绝对光滑，木块不受摩擦力，根据牛顿第一定律，木块将永远做匀速直线运动，无法确定木块运动的距离，也就无法比较小球动能的大小，因此不能得出结论。
【答案】
(1) 木块被撞后运动的距离；转换法
(2) 物体的速度相同时，质量越大，动能越大
(3) 物体的质量相同时，速度越大，动能越大
(4) 不能；若水平面光滑，木块不受摩擦力，由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去，木块通过的距离无法确定，做功的多少也无法确定，所以小球动能的大小就无法比较
【知识点】
动能的影响因素；转换法；控制变量法
【点评】
本题是探究动能影响因素的经典实验题，重点考查转换法和控制变量法的应用，以及对实验结论的分析，属于初中物理力学的基础实验题，掌握实验方法和结论即可顺利解答。
【难度系数】
0.6
本题是探究物体动能大小影响因素的实验，需结合转换法和控制变量法分析。首先，动能的大小无法直接观察，因此通过木块被撞击后运动的距离间接判断小球动能大小，这是转换法的应用；探究动能与质量的关系时，控制速度相同（小球从同一斜面同一高度释放），改变质量观察木块移动距离；探究动能与速度的关系时，控制质量相同，改变速度（小球从同一斜面不同高度释放）观察木块移动距离；若水平面绝对光滑，木块不受摩擦力会匀速运动，无法通过移动距离判断动能大小。
【解析】
(1) 实验中，小球动能越大，对木块做功越多，木块被撞击后运动的距离越远，因此通过观察木块被撞后运动的距离推断小球动能大小，这种将不易观察的物理量转换为易观察物理量的方法叫转换法。
(2) 图甲中，不同质量的小球从同一斜面B处释放，到达水平面时速度相同，质量大的小球撞击木块后，木块运动距离更远，说明：物体的速度相同时，质量越大，动能越大。
(3) 图乙中，质量相同的小球从同一斜面A、B处释放，B处小球到达水平面时速度更大，撞击木块后，木块运动距离更远，说明：物体的质量相同时，速度越大，动能越大。
(4) 若水平面绝对光滑，木块不受摩擦力，根据牛顿第一定律，木块将永远做匀速直线运动，无法确定木块运动的距离，也就无法比较小球动能的大小，因此不能得出结论。
【答案】
(1) 木块被撞后运动的距离；转换法
(2) 物体的速度相同时，质量越大，动能越大
(3) 物体的质量相同时，速度越大，动能越大
(4) 不能；若水平面光滑，木块不受摩擦力，由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去，木块通过的距离无法确定，做功的多少也无法确定，所以小球动能的大小就无法比较
【知识点】
动能的影响因素；转换法；控制变量法
【点评】
本题是探究动能影响因素的经典实验题，重点考查转换法和控制变量法的应用，以及对实验结论的分析，属于初中物理力学的基础实验题，掌握实验方法和结论即可顺利解答。
【难度系数】
0.6
10.如图,这是世界首台千吨级架桥机“昆仑号”。在某次架桥中,“昆仑号”先将质量为$1×10^{6}\ \mathrm{kg}$的箱梁自桥面向上吊起1 m,再在900 s内将其水平匀速向前移动45 m。已知箱梁水平移动时,箱梁所受阻力为其自重的0.18,$g$取10 N/kg。求:
(1)箱梁水平运动时的平均速度大小;
(2)此过程中克服箱梁重力所做的功;
(3)水平移动时,架桥机对箱梁牵引力做功的功率。
(1)箱梁水平运动时的平均速度大小;
(2)此过程中克服箱梁重力所做的功;
(3)水平移动时,架桥机对箱梁牵引力做功的功率。
答案
10.[解](1)箱梁水平运动时的平均速度 $v=\frac{s}{t}=\frac{45\ \mathrm{m}}{900\ \mathrm{s}}=0.05\ \mathrm{m/s}$
(2)箱梁重力 $G=mg=1×10^6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1×10^7\ \mathrm{N}$
故克服箱梁重力所做的功 $W=Gh=1×10^7\ \mathrm{N}×1\ \mathrm{m}=1×10^7\ \mathrm{J}$
(3)水平移动时,箱梁所受阻力
$f=0.18G=0.18×1×10^7\ \mathrm{N}=1.8×10^6\ \mathrm{N}$
由于箱梁水平匀速移动,所受的牵引力和阻力是平衡力,牵引力
$F_牵=f=1.8×10^6\ \mathrm{N}$
水平移动时牵引力做的功
$W=F_牵 s=1.8×10^6\ \mathrm{N}×45\ \mathrm{m}=8.1×10^7\ \mathrm{J}$
水平移动时牵引力做功的功率
$P=\frac{W}{t}=\frac{8.1×10^7\ \mathrm{J}}{900\ \mathrm{s}}=9×10^4\ \mathrm{W}$
(2)箱梁重力 $G=mg=1×10^6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1×10^7\ \mathrm{N}$
故克服箱梁重力所做的功 $W=Gh=1×10^7\ \mathrm{N}×1\ \mathrm{m}=1×10^7\ \mathrm{J}$
(3)水平移动时,箱梁所受阻力
$f=0.18G=0.18×1×10^7\ \mathrm{N}=1.8×10^6\ \mathrm{N}$
由于箱梁水平匀速移动,所受的牵引力和阻力是平衡力,牵引力
$F_牵=f=1.8×10^6\ \mathrm{N}$
水平移动时牵引力做的功
$W=F_牵 s=1.8×10^6\ \mathrm{N}×45\ \mathrm{m}=8.1×10^7\ \mathrm{J}$
水平移动时牵引力做功的功率
$P=\frac{W}{t}=\frac{8.1×10^7\ \mathrm{J}}{900\ \mathrm{s}}=9×10^4\ \mathrm{W}$
解析
【分析】
本题是力学综合计算题，解题思路如下：
(1) 求箱梁水平运动的平均速度，利用平均速度公式$v=\frac{s}{t}$，找到水平移动的路程$s$和时间$t$，代入计算即可；
(2) 求克服重力做的功，先由$G=mg$计算箱梁的重力，克服重力做功仅与重力和竖直提升高度有关，根据$W=Gh$代入数值计算；
(3) 求牵引力做功的功率：水平匀速移动时，牵引力与阻力是平衡力，大小相等，先算出阻力$f=0.18G$得到牵引力，再由$W=F_{牵}s$计算牵引力做的功，最后用$P=\frac{W}{t}$求出功率。
【解析】
[解]
(1) 箱梁水平运动时的平均速度：
$v=\frac{s}{t}=\frac{45\ \mathrm{m}}{900\ \mathrm{s}}=0.05\ \mathrm{m/s}$
(2) 箱梁的重力：
$G=mg=1×10^6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1×10^7\ \mathrm{N}$
克服箱梁重力所做的功：
$W=Gh=1×10^7\ \mathrm{N}×1\ \mathrm{m}=1×10^7\ \mathrm{J}$
(3) 水平移动时箱梁所受阻力：
$f=0.18G=0.18×1×10^7\ \mathrm{N}=1.8×10^6\ \mathrm{N}$
因箱梁水平匀速移动，牵引力与阻力是平衡力，故牵引力：
$F_{牵}=f=1.8×10^6\ \mathrm{N}$
水平移动时牵引力做的功：
$W=F_{牵}s=1.8×10^6\ \mathrm{N}×45\ \mathrm{m}=8.1×10^7\ \mathrm{J}$
牵引力做功的功率：
$P=\frac{W}{t}=\frac{8.1×10^7\ \mathrm{J}}{900\ \mathrm{s}}=9×10^4\ \mathrm{W}$
【答案】
(1) $0.05\ \mathrm{m/s}$；(2) $1×10^7\ \mathrm{J}$；(3) $9×10^4\ \mathrm{W}$
【知识点】
平均速度计算、功和功率计算、二力平衡
【点评】
本题结合实际工程场景，考查力学基础公式的应用，涉及平均速度、重力、功、功率的计算及二力平衡的运用，题目贴近实际，注重基础知识点的掌握，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题是力学综合计算题，解题思路如下：
(1) 求箱梁水平运动的平均速度，利用平均速度公式$v=\frac{s}{t}$，找到水平移动的路程$s$和时间$t$，代入计算即可；
(2) 求克服重力做的功，先由$G=mg$计算箱梁的重力，克服重力做功仅与重力和竖直提升高度有关，根据$W=Gh$代入数值计算；
(3) 求牵引力做功的功率：水平匀速移动时，牵引力与阻力是平衡力，大小相等，先算出阻力$f=0.18G$得到牵引力，再由$W=F_{牵}s$计算牵引力做的功，最后用$P=\frac{W}{t}$求出功率。
【解析】
[解]
(1) 箱梁水平运动时的平均速度：
$v=\frac{s}{t}=\frac{45\ \mathrm{m}}{900\ \mathrm{s}}=0.05\ \mathrm{m/s}$
(2) 箱梁的重力：
$G=mg=1×10^6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1×10^7\ \mathrm{N}$
克服箱梁重力所做的功：
$W=Gh=1×10^7\ \mathrm{N}×1\ \mathrm{m}=1×10^7\ \mathrm{J}$
(3) 水平移动时箱梁所受阻力：
$f=0.18G=0.18×1×10^7\ \mathrm{N}=1.8×10^6\ \mathrm{N}$
因箱梁水平匀速移动，牵引力与阻力是平衡力，故牵引力：
$F_{牵}=f=1.8×10^6\ \mathrm{N}$
水平移动时牵引力做的功：
$W=F_{牵}s=1.8×10^6\ \mathrm{N}×45\ \mathrm{m}=8.1×10^7\ \mathrm{J}$
牵引力做功的功率：
$P=\frac{W}{t}=\frac{8.1×10^7\ \mathrm{J}}{900\ \mathrm{s}}=9×10^4\ \mathrm{W}$
【答案】
(1) $0.05\ \mathrm{m/s}$；(2) $1×10^7\ \mathrm{J}$；(3) $9×10^4\ \mathrm{W}$
【知识点】
平均速度计算、功和功率计算、二力平衡
【点评】
本题结合实际工程场景，考查力学基础公式的应用，涉及平均速度、重力、功、功率的计算及二力平衡的运用，题目贴近实际，注重基础知识点的掌握，难度适中。
【难度系数】
0.7
