初二机械能及其转化.docx
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初二机械能及其转化
机械能及其转化
知识点
1、动能和势能的相互转化
2、机械能及其守恒
1.机械能：
___________________________.
2.机械能守恒：
________________________.
例题1：
我们居住的城市高楼林立，如不小心发生高空坠物事件，则可能给人们的生命财产造成损害，更不可有意为之．日前，某小区的李先生在早上下楼取车时发现车的挡风玻璃被穿了一个孔，上面还插着一个可乐瓶，肇事的可乐瓶里还有可乐．对此，下列描述正确的是（ ）
A．可乐瓶从高空坠落过程中机械能守恒
B．可乐瓶对挡风玻璃没有做功
C．可乐瓶从高空坠落，重力势能会转化为动能
D．可乐瓶砸在挡风玻璃的瞬间，具有很大的重力势能
例题2：
如图所示，甲，乙，丙为三个光滑线型轨道，带孔的光滑小球套在光滑轨道上，并沿轨道的顶端滑动．轨道的高度和总长度相同．将小球从轨道的顶端由静止开始释放，经过时间t滑到轨道的底端，则关于小球滑到底端时的速度，下列说法中正确的是（ ）
A．甲的最大
B．乙的最大
C．丙的最大
D．甲，乙，丙的一样大
例题3：
如图所示，是上海世博会中国馆一“东方之冠”．在一次参观中，李先生乘电梯上楼，在电梯匀速上升的过程中，李先生的（ ）
A．动能不断增大B．重力势能不断增大
C．动能转化为重力势能D．重力势能转化为动能
例题4：
如图所示，光滑水平面上放有一个右边连接有弹簧的物体B，物体A以一定的速度向右运动撞击弹簧，最后A与B一起向右运动，A刚接触弹簧到A、B以相同的速度向右运动这一过程中，下列关于弹簧的弹性势能的说法正确的是（ ）
A．一直减小B．一直增加C．先增加后减小D．先减小后增加
课堂练习
1.关于动能和势能的转化，下列说法不正确的是（ ）
A．陨石从空中下落，重力势能转化成动能
B．向上抛出的石头，动能转化成重力势能
C．空中下落的物体将一弹簧压缩，弹性势能转化成动能
D．雨滴落到地面后，势能为零
2.如图所示，杂技表演者在离板后的上升过程中，她的（ ）
A．重力势能增大，动能减小
B．重力势能增大，动能增大
C．重力势能减小，动能减小
D．重力势能减小，动能增大
3.如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化．则（ ）
A．小球在A处的动能等于在D处的动能
B．小球在A处的动能大于在D处的动能
C．小球在B处的机械能小于在C处的机械能
D．小球在B处的机械能等于在C处的机械能
4.在一根细长绳的下端，系一个金属小球，上端固定，制成一个单摆（如图）．把小球拉离竖直位置后松手，让小球摆动起来，可以观察到小球摆动的幅度逐渐减小，最终停下来．下列分析正确的是（ ）
A．小球从高处向低处摆动的过程中，重力势能减小，动能不变
B．小球从低处向高处摆动的过程中，动能减小，重力势能不变
C．小球经过最低点时，动能会逐次减少
D．小球摆动过程中机械能保持不变
5.如图所示，在歼20飞机加速向上运动的过程中，关于飞行员的能量分析，下列说法正确的是（ ）
A．动能增加，重力势能不变
B．动能不变，重力势能增加
C．机械能总量不变
D．机械能总量增加
6.如图所示，一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，若它在顶端的重力势能为65J，则滑到底端的动能是（ ）
A．35JB．50JC．55JD．65J
7.如图所示，一根不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系一小球，O点的正下方固定有一根钉子P．位置1在O点的正下方，位置3与A点等高，位置5是A与1之间的某点，位置2是1与3之间的某点，位置4是高于3的某点．不考虑空气阻力，小球从A点静止释放（ ）
A．第一次过位置1后最高能到达位置2
B．第一次过位置1后最高能到达位置4
C．第二次过位置1后最高能到达位置5
D．第二次过位置1后最高能到达位置A
8.我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将北斗八号导航卫星发射到预定椭圆轨道，该椭圆轨道近地点约200千米，远地点约3599千米，如图所示是北斗八号导航卫星的轨道示意图．已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则关于该卫星从远地点向近地点运行过程中势能、动能、速度的变化是（ ）
A．势能增加、动能减小B．势能减小、动能增大
C．势能减小、动能减小D．势能不变、动能减小
9.在索契冬奥会上，我国选手贾宗洋在自由式滑雪比赛中获得铜牌．他在比赛过程中运动的轨迹（a→b→c→d→e）如图所示，如果不计空气阻力，则贾宗洋（ ）
A．从a点下滑到b点过程中，动能增加
B．从b点运动到c点过程中，重力势能增加
C．在c点的机械能等于d点的机械能
D．在a点的重力势能等于c点的重力势能
10.将一支有弹力后盖的圆珠笔按在桌面上，松开手，会发现圆珠笔将竖直向上跳起．关于圆珠笔从松手到上升至最高点过程中的能量转化，下列分析中正确的是（ ）
A．动能→重力势能→弹性势能
B．内能→动能→重力势能
C．动能→重力势能→内能
D．弹性势能→动能→重力势能
11.把篮球以一定的初速度抛向空中，忽略空气阻力，下列图中哪一个图象能正确反映篮球离手后至落回地面前机械能（E）与篮球离地面的高度（h ）的关系（ ）
A．
B．
C．
D．
12.过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动．过山车时而从轨道的最低端上升到最高端，时而从最高端飞驰而下（如图）．不计能量损失，下列说法正确的是（ ）
A．a点机械能小于b点机械能
B．a点动能最大，b点势能最大，c点机械能最大
C．由a到b的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变
D．由b到c的过程中，动能增大，势能减少，机械能变大
13.
如图是高速公路避险车道示意图，当高速行驶的汽车出现刹车失灵时，可通过进入避险车道快速降低车速直至停止，避险车道的作用是降低汽车因高速行驶而具有的______能带来的危害；汽车驶入避险车道的过程中的能量转化过程是________．
14.甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上，甲、乙两人质量相等．某时刻他们的位置如图所示，此时甲的重力势能______乙的重力势能，甲的机械能______乙的机械能（选填“大于”、“等于”、“小于”）．
15.
如图所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），其中______是动能-高度关系图线，小石块达到的最大高度为______m，小石块在最高点时的机械能为_______J．
功和机械能总结专题
题型1：
多种方法求功
例题1：
用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零．已知AC间的高度差为h，则从A位置到C位置铁球的重力做功是_______；在此过程中弹簧的弹性势能增加量为______．B位置到C位置的过程中铁球所受的重力______（选填“大于”、“小于”、“等于”）弹簧所施加的弹力．（整个过程中不计能量损耗）
变式1-1：
粗糙斜面高度为h，长为ι，用沿斜面向上的力把重为G的物体由斜面底端匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做的功为W，则（ ）
A．拉力大小为hG/ι
B．拉力大小为W/ι
C．物体所受摩擦力大小为（W−hG）/ι
D．物体所受摩擦力大小为（W−ιG）/h
变式1-2：
一物体在凹槽的A位置释放，释放时物体所具有的机械能为200J，物体在凹槽中来回运动若干次后停止在凹槽底部的B位置.求：
物体从释放到最终在凹槽底部静止这一过程中，克服摩擦力做的功是____J.
变式1-3：
一辆汽车以80kW的功率在水平路面上匀速前进，它5min做的功为_____J,它受到路面的阻力为2×104N,则它在这5min内行驶的路程为______m.
题型2：
功和功率的计算
例题2：
某学校为了给蓄水塔抽水，新买了一单相螺杆自吸泵，其铭牌上的部分参数如下表：
（吸程是指水泵到水面的距离；扬程是指水能被抽到的最高点到水面的距离）
（1）该铭牌中有一个参数是明显错误的，请你指出来，并通过计算加以说明．
（2）该水泵连续正常抽水1h，把水抽高了50m，水泵对水做了多少功？
此时水泵的效率是多少？
（一个标准大气压的值为1.013×105Pa，g取10N/kg）
型号ZGD
扬程50m
吸程20m
电压220V
频率50Hz
功率1.5kW
流量8m3/h
绝缘E级
变式2-1：
一辆功率为104W的小汽车在平直的路面上以72km/h的速度匀速行驶20s，求：
（1）汽车牵引力所做的功.
（2）汽车牵引力的大小.
变式2-2：
如图所示，在建筑工地上有一台塔式起重机．其部分技术参数如下表所示.
该起重机将重为1×104N的建筑材料以最大提升速度吊起7m，起重机对建筑材料做了多少有用功？
如果起重机的实际总功率为14kW，则吊起上述重物需要多长时间？
题型3：
探究影响动能和势能大小的因素
例题3：
在学习重力势能知识时，小明同学猜想物体的重力势能的大小可能与以下三个因素有关：
实验次数
球离橡皮泥高度/米
凹痕程度
1
0.5
很浅
2
1.0
比较浅
3
2.0
比较深
4
4.0
很深
①物体高度，②物体质量大小，③物体所处地理位置．为了证明自己的猜想，首先决定对因素①进行验证．他把橡皮泥平铺在在水平面上，让1个小球从不同高度自由下落，记录结果如表所示．
（1）该同学判断重力势能大小的依据______________________；
（2）本实验的结论是______________________________________；
（3）若想对因素②进行验证，你认为实验中应控制相等的变量是________．
变式3-1：
醉驾造成交通危害的主要原因是驾驶者的反应迟缓，一个人酒醉后的反应时间是正常反应时间的2-3倍．
（1）醉驾时，由于反应时间的延长，从发现情况到汽车完全停下来的距离______（选填“增大”或“减小”）；
（2）酒驾时，由于酒精刺激，往往超速行驶而造成车祸．请用所学物理知识，简要说明超速行驶导致伤亡惨重的原因．
课堂练习
1.初三学生小华从一楼步行到三楼，用时0.2min，他步行的路程约为12m，升高高度为6m，下列估算正确的是（ ）
A．小华步行的平均速度约为0.5m/s
B．小华步行的平均速度约为0.75m/s
C．小华重力做的功约为3000J
D．小华重力做的功约为4500J
2.在图中，s=60cm，与之对应的h=30cm．现用弹簧测力计进行两次操作：
（1）沿竖直方向匀速提升小车；
（2）沿斜面方向匀速拉动小车，记录数据如下表
操作
数值
测力计示数（N）
移动距离（cm）
竖直提升
10
30
沿斜面拉动
5.2
60
分析数据有如下一些发现．其中，具有较高水平的发现是（ ）
A．沿斜面拉动时，拉力比小车的重力小
B．测力计示数与移动距离近似成反比
C．利用斜面可以省力，但不能少做功
D．可以计算力所做的功，且两次做功近似相等
3.如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直．B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力），下列说法正确的是（ ）
A．从O点到C点运动员速度一直减小
B．从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C．从O点到C点运动员的机械能一直在减小
D．从O点到A点运动员的机械能不变
4.滚摆从图中的位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点3，这三个位置：
滚摆重力势能最大的是____、动能为零的是____、机械能最大的是____．（填写位置序号）
5.
如图（甲）所示，用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力．弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升，其示数F与上升的高度h之间的关系如图（乙）所示．试解答下列问题．
（1）钩码所受的重力为_____N．
（2）当h=4cm时，弹簧测力计的示数是_____N，桌面对钩码的支持力是_____N．
（3）从开始提升到h=16cm，弹簧测力计对钩码所做的功是多少？
6.小明乘车时发现某段道路的限速标志牌（如图1所示）．
他提出了问题：
汽车为什么要限速呢？
他搜集的资料如下：
汽车遇到意外情况时，司机从看到情况到反应刹车需要的时间叫反应时间，在反应时间内汽车原速前进的距离，叫反应距离．从刹车到车停下来，汽车前进的距离叫制动距离．实验数据如表：
次数
速度km/h
反应距离m
制动距离m
1
60
11
20
2
80
15
34
3
100
19
54
（1）利用表中第一组数据，计算出该司机的反应时间是_____s．
（2）分析表中数据可知，影响汽车制动距离的主要因素是________．
（3）为什么同样道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？
小明做了如下实验：
在斜面底端放置了一个纸盒，然后分别让两个体积相同的实心铁球和铝球从斜面顶端自由滚下（如图2所示）．由实验可知：
____________________________．由于大型汽车高速行驶时的_______较大，它的危险性就大．所以对不同车型要设定不一样的最高行驶速度．
7.为预防和处置公共场所突发恐怖袭击事件，重庆应急处置小分队的民警驾驶“风火轮”（自平衡电动巡逻车）在重庆火车北站广场巡逻，如图所示．若一名警察骑着该巡逻车以5m∕s的速度匀速前进1min到达犯罪现场．求：
（1）出发前警察距犯罪现场多远？
（2）若巡逻车发动机的输出功率为500W，该巡逻车在匀速行驶过程中受到的阻力为多大？
THANKS!
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