2024年天津市中考物理模拟题分类精选13.功 功率 机械能及其转化（Word版附解析）

这是一份2024年天津市中考物理模拟题分类精选13.功 功率 机械能及其转化（Word版附解析），共22页。
A．运动员起跳时对跳板的压力的施力物体是跳板
B．运动员起跳时，跳板对运动员的力大于运动员对跳板的力
C．运动员离开跳板后上升过程中重力势能转化为动能
D．运动员从空中下落至水面过程中重力势能转化为动能
【答案】D
【解答】解：A、运动员起跳时对跳板施加压力，此时运动员是施力物体，跳板是受力物体，故A错误；
B、跳板对运动员的力与运动员对跳板的力是相互作用力，作用力与反作用力大小相等，方向相反，故B错误；
C、跳水运动员在离开跳板后，高度变大，重力势能变大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，故C错误；
D、跳水运动员在空中下落过程中，质量不变，速度变大，动能变大，高度变小，重力势能变小，是重力势能转化为动能，故D正确。
4．（3分）（2024•河北区一模）小明在坐校车上学时想到一些问题，其中正确的是（ ）
A．座椅上安全带做得较宽，是为了减小对人的压力
B．以行驶的校车为参照物，路旁的树木是静止的
C．校车在平直的路面上行驶，重力对校车没有做功
D．小明对座椅的压力与座椅对小明的支持力是一对平衡力
【答案】C
【解答】解：A．座椅上安全带做得较宽，是在压力一定时，增大受力面积减小对人的压强，不是减小压力，故A错误；
B．以行驶的客车为参照物，路旁的树木相对于校车的位置发生改变，是运动的，故B错误；
C．校车在平直的路面上行驶，重力的方向竖直向下，竖直方向没有移动距离，重力对校车没有做功，故C正确；
D．小明对座椅的压力与座椅对小明的支持力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故D错误。
故选：C。
7．（3分）（2024•滨海新区一模）2023年5月30日，神舟十六号载人飞船发射成功。在飞船从发射塔加速上升的过程中，第四次执行任务的航天员景海鹏的（ ）
A．动能增大，重力势能增大
B．动能增大，重力势能不变
C．动能不变，重力势能减小
D．动能不变，重力势能不变
【答案】A
【解答】解：在火箭加速上升过程中，景海鹏的质量不变，速度和高度都增大，所以动能和重力势能都增大。
故选：A。
7．（2024津南区一模）如图所示是某段道路的标志牌。在同样的路段，对大型客车、载重汽车设定的最高行驶速度较小，是因为它们的（ ）
A．质量较大，动能较大B．质量较大，重力势能较大
C．速度较大，重力势能较大D．速度较大，弹性势能较大
【答案】A
【详解】物体的动能与物体的质量和速度有关；在速度大小相同时，因大型客车、载重汽车的质量较大，它们的动能较大，所以为了减小大型客车、载重汽车的动能，对它们设定的最高行驶速度较小。故A符合题意，BCD不符合题意。
6．（3分）（2024•和平区二模）北斗导航系统与伽利略导航系统、GPS导航系统并称为世界三大导航系统，如图所示，北斗卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，在大气层外运行，不受空气阻力。关于此人造卫星从远地点运行到近地点的运行过程中，下列说法正确的是（ ）
A．势能减小，动能减小B．势能减小，动能增大
C．势能增大，动能减小D．势能增大，动能增大
【答案】B
【解答】解：人造地球卫星从远地点运行到近地点的运行过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。
9．（2024河东区二模）中国运动员在奥运会上获得男子举重62kg级冠军，挺举成绩是176kg，图为他比赛时的照片。他在挺举过程中对杠铃做的功最接近（ ）
A．600JB．1200JC．3400JD．4800J
【答案】C
【详解】杠铃的重力为
运动员的身高约为1.60m，在挺举过程中把杠铃举高的高度为运动员的身高加上0.4m，即
h=1.6m+0.4m=2m
在挺举过程中对杠铃做的功为
3400J比较接近此数据，故C符合题意，ABD不符合题意。
5．（2024河东区二模）小杰在商场购物时，他随自动扶梯一起匀速上升的过程中（ ）
A．动能减小B．机械能减小
C．机械能增大D．重力势能不变
【答案】C
【详解】自动扶梯把小杰从一楼匀速送到三楼，小杰的质量不变，速度不变，则动能不变；同时高度增大，重力势能增大；动能不变，势能增大，因机械能等于动能与势能的总和，所以小杰的机械能增大，故C符合题意，ABD不符合题意。
4. （2024武清区三模）如图，农业基地的技术员正在遥控无人机给农田喷洒农药。若无人机喷洒农药的过程中保持在同一高度匀速飞行，则无人机（含农药）的（ ）
A. 质量不变B. 动能增大
C. 重力势能减小D. 机械能不变
【答案】C
【解析】
【详解】A．无人机喷洒农药的过程，农药越来越少，质量减少，故A不符合题意；
B．动能与物体的质量与速度有关，无人机匀速飞行，速度不变，但质量减少，所以动能减小，故B不符合题意；
C．重力势能与物体的质量与高度有关，无人机高度不变，质量减少，所以重力势能减小，故C符合题意；
D．无人机的动能减小，重力势能减小；机械能为动能与势能的和，所以机械能减小。故D不符合题意。
5．（3分）（2024•天津模拟）如图所示，是一些与机械能有关的实例，其中机械能增大的是（ ）
A．汽车水平加速行驶B．滚摆向下运动
C．卫星绕地球运动D．运动员被蹦床弹起
【答案】A
【解答】解：A、汽车在水平路面上加速行驶，速度增大，高度不变，故动能增大，势能不变，所以机械能增大，符合题意；
B、滚摆上下摆动时，要克服摩擦力和空气阻力做功，机械能转化为内能，机械能减小，不符合题意；
C、卫星绕地球转动过程中，没有空气摩擦，故总的机械能保持不变，动能和重力势能不断地转化，不符合题意；
D、运动员被蹦床弹起，在人上升过程中，与空气摩擦，机械减小，故不符合题意。
故选：A。
9. （2024河西区二模）下列图形是体育运动的瞬间，其中运用物理知识分析正确的是（ ）
A. 体操运动员在手上涂防滑粉是为了减少摩擦
B. 举重运动员举着杠铃原地不动，他对杠铃做了功
C. 拉弯的弓将箭射出，是弓的弹性势能转化为箭的动能
D. 跳高运动员将竿压弯，说明力可以改变物体的运动状态
【答案】C
【解析】
【详解】A．体操运动员在手上涂防滑粉是为了在压力一定时，增大接触面的粗糙程度、增大摩擦力，故A错误；
B．举重运动员举着杠铃原地不动，在力的方向上没有移动距离，所以他对杠铃没有做功，故B错误；
C．当运动员将弓拉开时，当人松手后，弦的弹性形变变小，弹性是能变小，箭的速度增加，即动能增加，故C正确；
D．跳高运动员将竿压弯，说明力改变了物体的形状，而不是运动状态，故D错误。
故选C。
17．（2分）（2024•红桥区三模）水平地面上有一重600N的木箱，用100N的水平推力以0.5m/s的速度推动木箱匀速前进10m，此过程中水平推力做功 1000 J，推力做功的功率为 50 W。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）水平推力做功：
W＝Fs＝100N×10m＝1000J；
（2）由v＝可得：
木箱匀速前进时间为t＝＝＝20s，
则推力的功率为：
P＝＝＝50W。
故答案为：1000；50。
14．（4分）（2024•河北区一模）如图人站在匀速上升的自动扶梯上，以地面为参照物人是 运动 （选填“运动”或“静止”）的；人匀速上升过程中的机械能 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）以地面为参照物，人和地面之间位置发生变化，所以人是运动的。
（2）人乘电梯匀速上升时，人的质量不变，速度不变，动能不变；上升时，人的质量不变，高度增大，重力势能增大，故机械能增大。
故答案为：运动；增大。
18．（4分）（2024•天津模拟）粗糙的地面上有一个重50N的物体，某人用20N的水平拉力，使其在10s内匀速前进20m，则在此过程中拉力所做的功是 400 J，支持力做功的功率是 0 W。
【答案】400；0。
【解答】解：在此过程中拉力所做的功W＝Fs＝20N×20m＝400J，
支持力的方向是竖直向上的，物体水平移动，在支持力的方向没移动距离，所以支持力不做功，则支持力做功的功率为0W。
故答案为：400；0。
17．（2024津南区一模）一辆汽车匀速行驶时发动机的功率为，速度为20m/s。则汽车行驶5min，发动机做的功为 J，汽车的牵引力为 N。
【答案】
【详解】[1]根据可得，发动机做的功为
[2]根据可得，汽车的牵引力为
16. （2024滨海新区二模）如图，小明沿滑梯下滑，速度越来越快，是因为重力势能转化为____能；他感觉到臀部发烫，是因为部分机械能转化为____能。
【答案】 ①. 动 ②. 内
【解析】
【详解】[1]小明沿滑梯下滑，速度越来越快，是因为他的高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，动能增大。
17．（4分）（2024•红桥区一模）某工人在水平地面上，用100N水平推力以0.5m/s的速度匀速推动重500N的物体，使它沿水平方向移动10m，该过程中重力所做的功是 0J ，水平推力的功率是 50 W。
【解答】解：（1）由于物体水平移动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J；
（2）水平推力的功率：P＝＝＝Fv＝100N×0.5m/s＝50W。
故答案为：0J；50。
17．（2024河西区一模）2022年北京冬奥会上智能设备广泛应用，一款智能送餐机器人的重力是，如果机器人在水平路面上以的速度沿直线匀速运动，它所受到的阻力为。机器人的重力做功 ，牵引力对机器人做功 。
【答案】 0 3000
【详解】[1]重力的方向是竖直向下的，机器人在水平路面上运动，没有在重力的方向上通过一定的距离，重力没有做功，即重力做功为零。
[2]机器人匀速直线运动，受到的牵引力和阻力是平衡力，由二力平衡条件得到牵引力
F=f=60N牵引力对机器人做功W=Fs=60N×50m=3000J
16．（4分）（2024•和平区二模） 2023年9月23日至10月8日，第19届亚运会在杭州市隆重举行，本届亚运会各种自动化科技应用悉数亮相，餐饮场所使用送餐机器人送餐（如图所示），如果机器人在水平路面上以0.4m/s的速度沿直线匀速运动10m，它所受到的阻力为100N，则机器人的重力做功 0 J，机器人牵引力做功的功率为 40W 。
【答案】0；40W。
【解答】解：（1）由于机器人在水平路面上做匀速直线运动，没有在重力的方向上移动距离，由做功的两个必要条件可知，此过程中机器人的重力没有做功，即机器人的重力做功为0J；
（2）机器人在水平路面上以0.4m/s的速度沿直线匀速运动，处于平衡状态，受到平衡力的作用，大小相等，所以所受的牵引力：F＝f＝100N，
牵引力对机器人做功的功率：P＝＝＝Fv＝100N×0.4m/s＝40W。
15．（2024南开区二模）为减少扬尘对空气质量的影响，锦州市区每天都要进行洒水作业。如图所示，洒水车沿道路匀速行驶，在洒水过程中，洒水车受到地面的摩擦力将 ，整车的动能将 （选填“增大”、 “减小”或“不变”）。
【答案】 减小 减小
【详解】[1]洒水车沿道路匀速行驶，在洒水过程中，质量变小，重力变小，对水平地面的压力变小，由于接触面粗糙程度不变，所以洒水车受到地面的摩擦力将减小。
[2]在洒水过程中，洒水车匀速行驶，速度不变，质量变小，整车的动能将减小。
17．（4分）（2024红桥区二模）小明同学用15N的水平推力推动重为100N的超市购物车。购物车自静止开始在10s内沿水平方向前进了10m。在整个过程中推力做功为 150 J，重力做功为 0 J。
【解答】解：
（1）在整个过程中推力做功：W＝Fs＝15N×10m＝150J；
（2）购物车在水平地面上运动，购物车在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即做功为0J。
故答案为：150；0。
15. （2024滨海新区二模）工人师傅用的力水平推动重为的箱子，箱子沿平直路面匀速移动了。在这个过程中，地面对箱子的摩擦力为___________N，重力做功为___________J。
【答案】 ①. 100 ②. 0
【解析】
【详解】[1]箱子做匀速直线运动，推力和摩擦力是平衡力，由二力平衡的条件可知地面对箱子的摩擦力为
[2]重力的方向竖直向下，物体沿水平方向移动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即重力所做的功为0J。
18．（4分）（2024河北区二模）如图所示是无锡蠡湖边上的摩天轮，小明乘坐匀速转动的“摩天轮”向最高点运动的过程中，小明的重力势能 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”，下同），小明的机械能 增大 。
【解答】解：摩天轮上升的过程中，小明的质量不变，高度增加，根据重力势能的决定因素：物体的质量越大，举高的高度越高，重力势能就越大，所以可以确定小明的重力势能在增大；
机械能包括动能和势能，小明在匀速上升的过程中，其质量和速度都不变，根据动能的决定因素可知，其动能不变；由于小明的动能不变，重力势能增加，所以其机械能增大。
故答案为：增大；增大
18．（2024西青区二模）如图所示，在水平地面上，用20N的水平推力推重为50N的木箱，使木箱在10s内匀速向右移动了5m。在此过程中，地面对木箱的摩擦力大小为 N，推力做功的功率为 W。
【答案】 20 10
【详解】[1]木箱做匀速直线运动，处于平衡状态，在水平方向上，推力与地面对木箱的摩擦力是一对平衡力，一对平衡力的大小相等，所以摩擦力也为20N。
[2]推力做功的功率为
15.（2024武清区三模） 2022年4月19日9点06分，“神舟十三号”载人飞船圆满完成各项任务后，顺利返回地面。在返回舱进入大气层时要通过一段黑障区，这段时间飞船被烧成一个大火球（如图所示），而船内的三名航天员和设备却安然无恙。飞船“燃烧”是通过_______________的方式增加了内能，当返回舱高速进入大气层时，速度急剧减小，宇航员由于_______________保持原来的运动状态，因此会受到座椅对他巨大的压力。
【答案】 ①. 做功 ②. 惯性
【解析】
【详解】[1]飞船“燃烧”是由于与空气摩擦生热导致的，是通过做功的方式增加了内能。
[2]当返回舱高速进入大气层时，速度急剧减小，宇航员由于具有惯性，要保持原来的运动状态高速运动，因此会受到座椅对他巨大的压力。
15．（4分）（2024•天津模拟）为了庆祝建党一百周年，某地用无人机编队在空中组成了“不忘初心，牢记使命”图案，此时无人机之间应相对 静止 （选填“运动”或“静止”）。当无人机匀速升空时，其机械能将 增大 （选填“增大”或“减小”或“变”）。
【答案】静止；增大。
【解答】解：无人机无人机编队在空中组成图案时，无人机之间的位置没有发生变化，此时无人机之间相对静止；
无人机匀速升空时，质量一定，高度增加，其重力势能增大；质量一定，速度不变，无人机动能不变，故无人机机械能增大。
故答案为：静止；增大。
17．（4分）（2024•天津模拟）在水平地面上，用50N的力沿水平方向拉着重为100N的小车匀速前进了5m，在这个过程中，拉力做的功等于 250 J，小车受到的摩擦力为 50 N。
【答案】250；50。
【解答】解：（1）拉力做的功：W＝Fs＝50N×5m＝250J；
（2）因为小车在水平方向上做匀速直线运动，所以小车在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，因此小车受到的滑动摩擦力：f＝F＝50N。
故答案为：250；50。
17．（2024天津部分区二模）如图所示，小乐用50N的水平推力，10s内使重为500N的小车在水平面上匀速向左移动了10m，此过程中小车受到的阻力为 N，推力做功的功率为 W。
【答案】 50 50
【详解】[1]小车在水平面上做匀速直线运动时，受到的推力和阻力是一对平衡力，大小相等，所以，此过程中小车受到的阻力为50N。
[2]推力做功的功率为
23．（7分）（2024•南开区一模）如图所示，有一辆总重为1.5×104N的汽车，经过一段水平路面后，发动机再以9×104W的恒定功率匀速爬上长200m、高20m的斜坡，用时20s。在此过程中求：
（1）汽车爬坡时的速度；
（2）克服重力所做的功；
（3）汽车发动机牵引力做的功。
【答案】（1）汽车爬坡时的速度是10m/s；
（2）克服重力所做的功是3×105J；
（3）汽车发动机牵引力做的功是1.8×106J。
【解答】解：（1）汽车爬坡时的速度：v＝＝＝10m/s；
（2）汽车上坡时克服重力做的功：W有＝Gh＝1.5×104N×20m＝3×105J；
（3）汽车发动机牵引力做的功为：W总＝Pt＝9×104W×20s＝1.8×106J。
答：（1）汽车爬坡时的速度是10m/s；
（2）克服重力所做的功是3×105J；
（3）汽车发动机牵引力做的功是1.8×106J。
21．（6分）（2024•滨海新区一模）如图，小明在研究动滑轮时，他用手沿竖直方向匀速向上拉动绳端使钩码上升，测得的实验数据如下表所示。求：
（1）使用该机械所做的有用功；
（2）手的拉力所做总功的功率。
【答案】（1）手的拉力所做的有用功为30J；
（2）手的拉力所做总功的功率为18W。
【解答】解：（1）手的拉力做的有用功：W有＝Gh＝100N×0.3m＝30J；
（2）拉力所做的总功：W总＝Fs＝60N×0.6m＝36J，
拉力所做总功的功率：P＝＝18W。
答：（1）手的拉力所做的有用功为30J；
（2）手的拉力所做总功的功率为18W。
23．（6分）（2024•河北区一模）为探究物体的动能跟哪些因素有关，利用斜槽、钢球、木块等器材在同一水平面上进行探究活动。钢球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动，运动的钢球碰上木块后，能将木块撞出一段距离s，如图所示。
（1）实验中探究的“物体的动能”是指 B （选填字母）。
A.钢球在斜面上的动能
B.钢球撞击木块时的动能
C.木块被撞击后的动能
（2）若水平面是光滑的， 不能 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（3）实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施： 增大斜面的高度 。
【答案】（1）B；（2）不能；（3）增大斜面的高度。
【解答】解：（1）根据转换法，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小，故B符合题意；
（2）根据转换法，实验中，是通过观察木块移动的距离的大小s判断出小球具有的动能的大小；若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的；
（3）在实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较，说明可能是小球到达水平面时的动能小，可以增大小球的重力势能，即实验时，可以增大小球在斜面的高度或者增大球的质量，也可能是水平面对木块的摩擦力较大，可以减小水平面的粗糙程度或者将木块换为小车等方法；
故答案为：（1）B；（2）不能；（3）增大斜面的高度。
21．（6分）（2024•河东区一模）小明乘坐大巴去旅游，看到高速公路旁的限速牌如图1所示，他猜想不同车型限速不同的原因可能是质量和速度影响车辆的动能大小，而动能越大，发生交通事故的后果越严重。于是他进行了如图2所示的实验：让钢球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的木块，将木块撞出一段距离，记录实验数据如表。
（1）实验时通过观察木块被撞击后移动的距离来比较钢球动能的大小，这种物理研究方法称为 转换法 为了探究物体的动能大小与质量的关系，应选择 ②③ （填实验序号）两次实验进行比较。
（2）分析实验①和实验②的数据可以初步得到的结论是： 物体的质量一定时，速度越大，物体的动能越大 。
（3）“超载”与“超速”都会给汽车造成严重的安全隐患。分析表中数据可知： 超速 （选填“超载”或‘超速”）对汽车的动能影响更大，即当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。
【答案】（1）转换法；②③；（2）物体的质量一定时，速度越大，物体的动能越大；（3）超速。
【解答】解：（1）实验中通过比较滚下的小球撞击木块移动的距离，来比较小球动能的大小，在同样的平面上木块被撞得越远，小球的动能就越大，这是转换法；
探究物体的动能大小与质量的关系，选择到达水平面的速度相等，质量不同的小球进行实验，即应选择②③两个实验进行比较；
（2）分析实验①和实验②的数据可知钢球的质量相同，自由滚下的高度不同，到达水平面的速度不同，滚下的高度越高，速度越大，木块移动的距离越远，小球动能越大；
（3）由表中实验数据可知，质量相同时，速度变为原来的2倍，木块移动的距离变为原来的4倍，速度相同时，质量变为原来的2倍，木块移动的距离变为原来的2倍，所以在同等条件下速度对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。
故答案为：（1）转换法；②③；（2）物体的质量一定时，速度越大，物体的动能越大；（3）超速。
23．（2024河西区一模）小海和小川同学在探究“物体的动能与哪些因素有关”的实验时，提出了如下猜想：
猜想一：动能的大小可能与物体的运动速度有关；
猜想二：动能的大小可能与物体的质量有关。
为了验证猜想，小海同学将质量为m的小钢球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时，将水平面上静止的木块撞出一段距离s，如图所示，部分实验数据和现象记录如下表。请你完成下列内容：
（1）实验中探究的动能是指 。（选填字母）
A．钢球撞击木块时的动能
B．钢球撞击木块后的动能
C．木块被钢球撞击后的动能
（2）上述3次实验中，第 次实验钢球滑到斜槽底端时动能最大。
（3）上述实验数据表明： 相同的物体， 越大，动能越 。这个结论可用于解释汽车 （选填“超速”或“超载”）带来的危害。
（4）如下图所示，为小川同学两次实验的示意图。钢球A、B的质量，下落高度，木块滑行距离。他得出“物体的运动速度越大，动能越大”的结论，小海认为他的实验方法是错误的，理由是：没有控制钢球的 相同。
【答案】 A 3 运动速度 质量 大 超载 质量
【详解】（1）[1]实验中探究的动能是钢球撞击木块时具有的动能，故选A。
（2）[2]三个钢球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时速度相同，由实验数据知道，三个小球的质量越大，推动木块运动越远，对木块做功越大，说明小球的动能越大，由此可知，第三次实验中小球动能最大。
（3）[3] [4] [5] [6]根据实验数据可知三个钢球到达水平面时速度相等，质量越大，推动木块运动越远，说明动能越大；这个结论可以用来解释汽车因超载带来的危害。
（4）[7]探究动能大小跟速度的关系，应控制质量相等，由题可知钢球A、B的质量不相等，故小川的实验方法是错误的。
21．（6分）（2024•西青区模拟）如图所示是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中mA＝mB，hA＝＞hB。
（1）本实验的研究的是 小球 （选填“小球”或“木块”）的动能。
（2）实验中通过观察 木块移动的距离 从而判断小球动能的大小。
（3）由甲、乙两图可知，使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与 速度 的关系；通过实验现象得出结论： 物体质量相同时，速度越大，动能越大 。
（4）甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为f1、f2，则f1 ＝ f2（选填“＞”“＝”或“＜”），该过程中AB两球克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1 ＞ W2（选填“＞”“＝”或“＜”）。
【答案】（1）小球；（2）木块移动的距离；（3）速度；物体质量相同时，速度越大，动能越大；（4）＝；＞。
【解答】解：（1）由题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小；
（2）实验中通过比较木块移动的距离来反映小球动能的大小，这是转换法的应用；
（3）由甲、乙两图可知，让质量相同的小球从斜面的不同高度滚下，两球到达水平面时速度不相等；甲、乙中两个小球的质量相同，因此可以通过甲、乙探究物体动能与物体速度的关系；
甲图中小球开始的高度较高，到达水平面的速度较大，木块移动的距离较大，可以得到物体的质量一定时，速度越大，动能越大；
（4）甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为f1、f2，因为在同种接触面上，压力不变时，摩擦力大小不变，故f1＝f2；
因为sA＞sB，根据做功的公式W＝fs可知克服摩擦力做功W1＞W2。
故答案为：（1）小球；（2）木块移动的距离；（3）速度；物体质量相同时，速度越大，动能越大；（4）＝；＞。
23．（4分）（2024•红桥区二模）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，将静止在水平面上的木块撞出一段距离，如图所示：
（1）在钢球从斜槽滚下的过程中，钢球的重力势能转化为 动能 ；
（2）实验表明，钢球质量越大，将木块撞得越远，对木块做功越 多 ，钢球的动能就越 大 ；
（3）在水平面上，被撞出的木块由于受到 阻 力的作用而停下。假如水平面光滑且足够长，它将做直线运动。
【解答】解：（1）钢球从斜槽中滚下的过程中，高度降低、速度增大，所以重力势能转化成动能；
（2）钢球质量越大，将木块撞得越远，根据公式W＝Fs可知，对木块做的功越多；根据转换法可知，木块被撞的越远，说明钢球的动能越大；
（3）木块最终会停下来是因为受到阻力的作用。
故答案为：（1）动能；（2）多；大；（3）阻。
23．（6分）（2024•天津模拟）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”实验中，钢球B的质量是钢球A的质量的2倍。
（1）钢球从斜槽上由静止滚下，碰上木块后，能将木块撞出一段距离。在同样的水平面上，木块被撞得越远，表明 钢球 （选填“钢球”或“木块”）的动能越大；
（2）比较 甲、丙 两图进行的实验，可以探究动能大小与速度的关系。若在两次实验中，木块在水平面上滑行时受到的摩擦力分别为f1、f2，则f1 ＝ f2（选填“＞”、“＝”或“＜”）；
（3）若水平面绝对光滑，本实验 不能 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
【答案】（1）钢球；（2）甲、丙；＝；（3）不能。
【解答】解：（1）把木块推得越远说明运动的木块做功多，动能大，表明钢球动能就越大；
（2）探究动能大小与速度的关系，需控制质量相同，改变下滑的高度，故选甲、丙两图的实验；滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度有关，两次实验中压力大小和接触面粗糙程度均不变，故两次实验的滑动摩擦力相等；
（3）若水平面绝对光滑，木块将做匀速直线运动不会停下，无法比较动能的大小，无法完成实验。
故答案为：（1）钢球；（2）甲、丙；＝；（3）不能。
22．（2024天津部分区二模）在探究“影响动能大小的因素”的实验中。
（1）让同一个小球分别从斜面上不同高度由静止滚下，小球到达水平面时的速度是 （选填“相同”或“不同”）的；
（2）让小球从斜面顶端由静止滚下，观察到木块被撞出的距离为，如图1所示；让小球从斜面中间由静止滚下，观察到木块被撞出的距离为，如图2所示；由上述两次实验现象，可以初步得出结论：同一物体， ，动能越大；
（3）如图3所示，将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点由静止开始滚下，依次经过A、B两点到达C点，设A、B两点的动能分别为 （选填“大于”“等于”或“小于”）。当小球从B点运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将沿 （选填“a”“b”或“c”）轨道运动。
【答案】 不同 见详解 大于 a
【详解】（1）[1]同一个小球分别从斜面上不同高度由静止滚下，小球到达斜面底端时速度是不同的。
（2）[2]由上述两次实验现象可知，小球从斜面不同高度由静止滚下，高度越高，到达斜面底端时的速度越大，动能越大，木块被撞出的距离越远。所以能得出结论；同一物体，运动速度越大，动能越大。
（3）[3]由于没有忽略空气阻力，经过A、B两点到达C点的过程中，有外力对小球做功，则小球的机械能不守恒，即EA大于EB。
[4]当小球到达C点时，速度为水平向右运动，此时小球所受各个力突然全部消失，根据牛顿第一定律可知，小球将保持这一状态，所以小球将沿a轨迹运动。故选a。
21．（6分）（2024•天津模拟）如图是“研究物体的动能与哪些因素有关”的实验装置示意图。请你完成下列内容。
（1）通过观察 木块被推动的距离 来判断 A （选填“A”或“B”）动能的大小；
（2）让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与 速度 的关系；
（3）换用质量不同的小球，让它们从斜面的 相同 （选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与 质量 的关系。
（4）若利用图所示的器材做“探究阻力对物体运动的影响”的实验，必须增加的器材是 B （填写字母）
A．倾斜程度不同的斜面
B．粗糙程度不同的水平面
C．质量不同的小球
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）研究物体的动能与哪些因素有关的实验，小球A从斜面上滚落下来重力势能转化为动能，撞击木块B，木块被推动的越远，则小球所具有的动能越大；
（2）让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，质量一定，到达斜面底端的速度不同，目的是为了探究动能的大小与速度的关系；
（3）换用质量不同的小球，改变了物体质量，应该让球从斜面的相同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与质量的关系；
（4）若利用图所示的器材做“探究阻力对物体运动的影响”的实验，实验中需要让物体运动时所受阻力不同，阻力大小受压力和接触面粗糙程度的影响，所以必须增加的器材是粗糙程度不同的水平面，故选B；
故答案为：（1）木块被推动的距离；A；（2）速度；（3）相同；质量；（4）B。
24．（2024•天津一中模拟）如图所示是一种电动平衡车，其质量为10kg，在水平地面上，质量为40kg的小明驾驶这种电动平衡车静止时，轮胎与地面总的接触面积为50cm2。（g取10N/kg）
（1）求此时小明和平衡车对水平地面的压强；
（2）若小明驾驶该车在水平路面以5m/s的速度匀速直线行驶了1min，若该车受到的阻力是人和车总重的0.2倍，求此过程中平衡车牵引力做的功和功率。
【解答】解：（1）人和车受到的总重力：G总＝m总g＝（10kg+40kg）×10N/kg＝500N，
平衡车对水平地面的压力：F＝G总＝500N，
平衡车对水平地面的压强：p＝＝＝1×105Pa；
（2）因为电动平衡车在水平地面上匀速行驶，所以牵引力与阻力是一对平衡力，则牵引力：
F牵＝f＝0.2G总＝0.2×500N＝100N，
平衡车运动的路程：s＝vt＝5m/s×60s＝300m，
此过程中平衡车牵引力做的功：
W＝F牵s＝100N×300m＝30000J，
由P＝＝＝Fv得，牵引力的功率：
P＝F牵v＝100N×5m/s＝500W。
答：（1）平衡车对水平地面的压强是1×105Pa；
（2）小明驾驶该车在水平路面以5m/s的速度匀速直线行驶，若该车受到的阻力是人和车总重的0.2倍，则此过程中平衡车牵引力做的功是30000J，平衡车此时牵引力的功率是500W。钩码重G/N
手的拉力F/N
钩码上升的高度h/m
手移动的距离s/m
提升钩码用的时间t/s
100
60
0.3
0.6
2.0
实验序号
钢球的质量m/g
钢球自由滚下的高度h/cm
木块被撞击后移动的距离s/cm
①
30
10
4
②
30
20
16
③
60
20
32
实验次数
钢球质量m/g
钢球下落高度h/cm
木块滑行距离s
1
20
20
近
2
40
20
较远
3
60
20
远