中考物理命题热点突破方法和技巧 上专题十一 功和机械能.docx
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中考物理命题热点突破方法和技巧上专题十一功和机械能
第十一章功和机械能
中考透视明确航向
考点有:
（1）理解功的两个必要因素，判断物体是否做功；
（2）在简单做功过程中对功、功率的计算或估算；（3））动能、势能的大小变化及转化；（4）实验探究题主要考查日常生活中做功过程对应功率的测定，用控制变量的方法研究动能、重力势能大小的影响因素；计算题主要考查功、功率、机械效率与速度、密度、力、压强、浮力、简单机械等知识点的综合运用.近年来，功的计算与运动图象相结合考查学生数理结合的能力成为中考新动向.
典例探究提炼技法
考点一：
功
命题角度1：
做功的判断
【例1】：
（2017•鄂州）下列生活实例中，力对物体做功的有（ ）
命题角度2：
功的计算
【例2】：
（2017•宜昌）小明同学用40N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了2m，松开手后，书箱仍向前滑行了lm，整个过程中小明做功 J，书箱的重力做功 J．
【例3】：
（2017•扬州）将一本九年级物理书从地面捡到课桌做的功大概是（ ）
A．0.2JB．2JC．20JD．200J
考点二：
功率大小的计算或定性比较大小
【例4】：
（2017•安顺）在自由下落过程中，物体运动速度会越来越快，一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB=BC．如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则W1 W2，P1 P2（两空均选填“＞”、“＜”或“=”）
例4题图例5题图
【例5】：
（（2017•义乌）如图为四旋翼无人机，质量为1.2kg，下方悬挂着一个质量为0.1kg的摄像机．在10s内无人机从地面竖直上升了20m，然后边摄像边斜向上飞行了30s，仪表盘上显示离地面高度为36m．无人机前10s对摄像机做功 J，整个过程中，无人机对摄像机做功的功率为 W．
考点三：
机械能
命题角度1：
比较机械能的大小
【例6】：
（2017•成都）2017年4月20日19时41分35秒，“天舟一号”货运飞船在文昌航天发射中心由“长征七号遥二”运载火箭成功发射升空．在它们加速升空的过程中，关于火箭搭载的“天舟一号”货运飞船的能量下列说法正确的是（ ）
A．机械能的总量不变B．机械能的总量变小
C．动能不变D．重力势能变大
命题角度2：
机械能的转化和守恒
【例7】：
（2017•眉山）如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是（）
A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大
B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大
C．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
D．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
【例8】：
（2017•黔南州）如图所示，物体沿光滑斜面从顶端下滑至底端．在这个过程中，物体的速度v、通过的距离s、机械能E和动能Ek随时间t的变化如图所示，则错误的是（ ）
A．
B．
C．
D．
考点四：
探究实验——决定动能（或势能）的大小因素
【例9】：
（2017•西宁）如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的
实验装置示意图．
（1）该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体 的关系（物体A、B质量不变）
（2）该实验中所探究物体的动能是指物体 （选填“A”或“B”）的动能
（3）该实验物体
动能的大小是通过 来反映的。
（4）该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B即将碰撞时的速度，它是通过
（选填“高度”或“质量”）来改变的。
（5）实验表明，同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被撞得越远，可得结论：
。
（6）若要研究物体动能与质量的关系，则需不同质量的物体从斜面 高度由静止滚下，并观察记录．
【例10】：
（2017•鄂尔多斯）小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想．
猜想一：
物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：
物体的重力势能与物体的下落高度有关
猜想三：
物体的重力势能与物体的运动路径有关
为此小夏设计了如图所示的实验：
用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）．
实验序号
铅球代号
铅球质量/g
下落高度/m
陷入沙中的深度/m
①
A
200
0.5
0.1
②
B
400
0.5
0.25
③
C
200
1
0.2
④
D
200
1
0.2
实验数据如下表：
（1）本实验中，采用的研究问题的方法是 ．（写出一种方法即可）
（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 来反映的．
（3）为验证猜想二，应比较 （填实验序号），得到的结论是：
当物体质量相同时， ．
（4）比较③④，得到的结论是 ．
（5）经进一步实验和分析，小夏大胆给出重力势能（Ep）的表达式“Ep=mgh”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能，其中B球的动能为 J．（忽略空气阻力，g=10N/kg）。
对点实战诊断达标
1．（2017•长春）一位同学正在进行投掷实心球的训练，以下情境中，他对球做功的是（ ）
A．手拿球静止B．手托球水平匀速直线运动
C．将球举起D．抛出后的球在空中继续运动
2．（2017•常州）非洲旱季，常用Hipporoller（中间有转轴的塑料桶）运水．如图所示，小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水，在粗糙的程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，她对满桶水做功最多的是（ ）
3．（2017•广东）妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，若妈妈克服重力做功为W1、功率为P1，小明克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是（ ）
A．W1：
W2=1：
1B．W1：
W2=2：
3
C．P1：
P2=1：
1D．P1：
P2=2：
3
4．（2017•巴彦淖尔）如图所示，水平地面G点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向5N的拉力F．物体经过E点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，物体在EG段做匀速直线运动，则：
（ ）
A．物体在EF段的速度大于GH段的速度
B．物体在GK段受到的摩擦力等于5N
C．拉力F在EF段所做的功大于在GH段所做的功
D．拉力F在EF段的功率小于在GK段的功率
5．（2017•扬州）扬州城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的（ ）
A．弹性势能B．重力势能C．体积D．阻力
6．（2017•滨州）2016年8月16日，我国用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星（简称“量子卫星”）“墨子号”发射升空，如图所示，火箭在加速上升的过程中（ ）
A．动能不变，重力势能增加，机械能增加
B．动能增加，重力势能不变，机械能增加
C．动能增加，重力势能增加，机械能增加
D．动能不变，重力势能不变，机械能不变
7．（2017•杭州）如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的（ ）
A．重力势能减小，动能增大B．重力势能减小，机械能减小
C．动能不变，机械能不变D．重力势能不变，机械能减小
第7题图第8题图
8．（2017•贺州）如图所示的光滑轨道，BC为水平面，小球从A点静止释放运动到C点的过程中，小球的动能和重力势能的变化情况是（ ）
A．A到B小球的重力势能不变
B．A到B小球的动能减少
C．B到C小球的重力势能增大
D．B到C小球的动能不变
9．（2017•攀枝花）小丽同学在蹦床上运动，她从高处落下后又被弹起的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．蹦床形变最大时，小丽的重力势能最小
B．蹦床形变最大时，蹦床的弹性势能最小
C．小丽从最高点下落过程中，她的动能和重力势能均不断增加
D．小丽被弹起后上升过程中，重力势能转化为动能
10．（2017•贵港）大山同学在中考体育考试中立定跳远跳出了218 的好成绩（填适当的单位）．小芳同学用60N的力投出的实心球在空中画了一条优美的弧线．若实心球重为20N，小芳投出了6.3m的距离，球最高点距地面2.6m，则球在空中飞行的过程中，小芳对球所做的功为 J．
11．（2017•连云港）如图所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以1m/s速度在水平地面上匀速运动了10m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1，若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，则W1 W2，P1 P2（选填“＞”、“＜”或“=”）．
12．（2017•兰州）某同学在10s内做了5个“引体向上”，他的质量为60kg，每次上升的高度为40cm．该同学做一次“引体向上”克服重力做的功的功是 J，10s内做功的功率为 W（g=10N/kg）．
13．（2017•庆阳）在中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示．若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球受 个力的作用，球的机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），在最高点时，球的动能 （选填“大于”或“等于”）零．
14．（2017•邵阳）邵阳市在创建文明卫生城市期间，每天洒水车都清洁街道．匀速行驶的洒水车在洒水的过程中，洒水车的动能 ．（选填“增大”、“不变”或“减小”）
15．（2017•常州）我国火箭回收方式是：
火箭消耗完燃料后将自动脱离飞船，借助降落伞落回地面，匀速下落过程中，火箭的动能 （变小/不变/变大），机械能 （变小/不变/变大）.
16．（2017•柳州）落久水电站位于广西融水县贝江下游，已列入广西域内西江流域柳江控制性防洪工程之一．落久水电站用拦河坝提高水位，被提高了水位的水下泄时，冲击水轮机的叶轮，带动发电机发电，在这个过程中，水的 能转化为水的动能，水的动能转化为 能．
17．（2017•通辽）在探究动能大小与质量关系的两次实验中，小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图所示，木板固定在水平面上．该实验中小球的动能由 转化而来的，实验时通过比较木块在木板上滑行的 来比较动能大小的．图中错误的操作是 ．改正错误后进行实验，发现乙图木块滑出的远些，则可以得出结论 ．
第17题图第18题图
19．（2016•枣庄）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）图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到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 ；
（2）图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放，然后分别撞击到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．据此你能得出结论是 ；
（3）本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？
；理由是 ；
（4）实验后，同学们联想到在许多公交事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？
于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如表：
实验序号
小球的质量m/g
小球自由滚下的高度h/cm
木块被撞后运动的距离s/m
1
30
10
4
2
30
20
16
3
60
10
8
（a）为了探究“超载”安全隐患，应选择 两个序号的实验进行比较；
（b）为了探究“超速”安全隐患，应选择 两个序号的实验进行比较．分析表格中对应的实验数据可知：
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．
20．（2017•苏州）小华和妈妈去超市购物，她们将17kg物品放在小推车中推行，小推车在某段时间内速度v随时间t变化的关系图象如图所示．已知小推车重130N，所受阻力是总重的0.15倍．（g取10N/kg）
（1）在0～10s内，水平推力 （大于/小于/等于）阻力，阻力大小为 N．
（2）10～20s内水平推力做了多少功？
（3）10～20s内水平推力的功率多大？
拓展升华提升能力
21．（2017•株洲）如图，一顾客用一水平恒力F将购物车从粗糙斜坡的底端匀速推上顶端，斜坡长s，高h，购物车（含车上物品）重G，在这过程中，水平推力做的功为（ ）
A．0B．FsC．GhD．F
22．（2017•盘锦）如图所示，物体分别从三个光滑的斜面顶端自由滑到斜面底端时（不计空气阻力），关于物体速度的大小说法正确的是（ ）
A．沿斜面AB滑下时的最大
B．沿斜面AC滑下时的最大
C．沿斜面AD滑下时最大
D．一样大
第22题图第23题图
23．（2017•乐山）如甲图所示，小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短．从a至c处的过程中，小球在b处速度最大．小球的速度v和弹簧被压缩的长度△L之间的关系如乙图所示．不计空气阻力，则从a至c处的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．小球所受重力始终大于弹簧的弹力
B．小球的重力势能先减小后增大
C．小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能
D．小球的动能一直减小
24．（2017•荆州）有一种叫”蹦极”的游戏，游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下．如图所示，图中a点是弹性绳自然下垂时的位置，c点是游戏者所到达的最低点．在游戏者由跳台至最低点c的过程中，空气阻力不计．下列说法正确的是（ ）
A．整个过程中游戏者在a点的动能最大
B．整个过程中游戏者重力势能的减小量等于他的动能增加量
C．游戏者在c点时受平衡力作用
D．从a点下落到C点的过程中，游戏者的动能先增大后减小
25．（2017•常德）如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，则0～3s，F对物体做的功为 J，3～6s物体受摩擦力大小为 N．
26．（2017•东营）如图为某道路交通标志牌：
小型车最高行驶速度不得超过100km/h，而大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h．请用动能的知识解释这样规定的原因是 ．
27．（2017•福建）小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系．”他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：
次数
橡皮条
橡皮条宽/cm
橡皮条长/cm
弹射的水平距离/m
1
a
0.50
20.00
10.10
2
b
0.50
30.00
8.20
3
c
1.00
20.00
14.00
请回答以下问题：
（1）实验中，是通过比较 来间接反映橡皮条的弹性势能大小；
（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的 有关；
（3）比较第1次和第3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的
有关；
（4）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是
A、窄面长的B、宽面长的C、窄面短的D、宽面短的．
28．（2017•天水）如图甲所示，物体重500N，某人用F=400N平行于斜面的拉力使物体沿斜面向上做直线运动，其路程随时间变化的图象如图乙所示．
（1）物体运动的速度多大？
（2）10s内人对物体做了多少功？
功率多大？
（3）10s内人对物体做了多少有用功？
29．（2017•安徽）已知物体的重力势能表达式为EP=mgh，动能表达式为EK=
mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg．如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出．不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒．求：
（1）物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1；
（2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W；
（3）物体落地前瞬间的动能EK2．
功和机械能
例1.B．解析：
甲、推着小车前进，人对小车有推力的作用，小车在推力的方向上通过了距离，所以推力对小车做了功；乙、用力提着滑板在水平路面上前行，此过程中，拉力与距离的方向垂直，故拉力没有做功；丙、绳子对物体有向上的拉力，物体在拉力的方向上通过了距离，所以拉力对物体做了功；丁、人用力搬石头但没有搬动，有力作用在石头上，但石头没有通过距离，故力对物体没有做功．所以做了功的是甲和丙．
例2.例2.80；0．解析：
（1）小明同学用40N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了2m，推力对箱子做的功：
W1=Fs1=40N×2m=80J；
松开手后，书箱仍向前滑行了lm，书箱由于惯性滑行，则小刚没有做功，即W2=0J；
整个过程中小明对书箱一共做的功：
W=W1+W2=80J+0J=80J；
（2）书箱在水平面上运动，虽然受重力，也有距离，但在重力的方向上没有移动距离，所以重力没做功，为0J．
例3..B．解析：
课桌的高度约为0.7m，物理课本的重力约为3N，∴将一本九年级物理书从地面捡到课桌做的功为：
W=Fs=Gh=0.7m×3N=2.1J
例4.=；＜．解析：
由题AB=BC，根据W=Gh可知，物体在AB段和BC段做的功相等，即W1=W2；由于小球在自由下落时做加速运动，根据t=
可知，小球在BC段运动的时间短，
根据公式P=
可知，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1＜P2．
例5..20；0.9．解析：
摄像机的重力为：
G=mg=0.1kg×10N/kg=1N；无人机前10秒对摄像机做功为：
W=Gh=1N×20m=20J；整个过程中对摄像机所做的功为：
W'=Gh'=1N×36m=36J；
无人机对摄像机做功的功率为为：
P=
=
=0.9W．
例6.D．解析：
“天舟一号”飞船在加速升空的过程中，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大；由“机械能=动能+重力势能”可知，飞船的机械能增大．
例7.C．解析：
A、卫星在近地点时，速度最大，动能最大，距离地球最近，势能最小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故A错误；
B、卫星在远地点时，速度最小，动能最小，距离地球最远，势能最大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故B错误；
C、卫星从近地点向远地点运行时，速度越来越小，动能逐渐减小，距离地球越来越远，势能逐渐增大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故C正确；
D、卫星从远地点向近地点运行时，速度越来越大，动能逐渐增大，距离地球越来越近，势能逐渐减小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故D错误．
例8.B．解析：
A．物体从光滑的斜面滑下来做加速运
动，故A正确．
B．由s﹣t图象可知，物体通过的路程与时间成正比，表示物体做匀速直线运动；A知物体做加速运动，故B错误
CD、物体下滑过程中，质量不变，速度增加，动能增加，高度降低，重力势能减小，重力势能全部转化为动能，机械能不变，故C、D正确．
例9.
（1）速度；
（2）A；（3）B被撞的距离大小；（4）高度；（5）当物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大；（6）相同．
解析：
（1）动能的大小与物体的质量和速度都有关系，因此探究“物体动能的大小与什么因素有关？
”的实验中，要探究的是物体动能的大小与物体质量和速度的关系；
（2）该实验研究的主体是小球A，研究的是小球A动能的大小与速度和质量的关系；
（3）该实验中小球动能的大小是通过物体B移动的距离体现的，B被撞的越远，说明小球的动能越大，被撞的越近，说明小球的动能越小，这里采用了转换法的思想；
（4）该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时碰撞前A的速度，这个速度的大小是通过控制小球A在斜面上的高度改变的；
（5）同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被撞得越远，说明动能越大，可得结论为：
当物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大；
（6）为了研究物体动能与物体质量的关系，实验中多次让不同质量的物体从斜面同一高度上静止滚下时，控制了小球的速度相同，应改变物体A的质量．
例10.
（1）控制变量法；
（2）铅球陷入沙中的深度；（3）①③；物体所处的高度越高，重力势能越大；（4）物体的重力势能与物体运动的路径无关；（5）2．
解析：
（1）物理学中对于多因素或多变量的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题．每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法，该实验中用到了控制变量法；
（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映；
（3）比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：
当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大；
（4）比较③④两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：
物体的重力势能与物体运动的路径无关．
（5）根据Ep=mgh可得，B球的动能Ep=mgh=0.4kg×10N/kg×0.5m=2J．
1.C．解析：
A、手拿球静止，有力，但球没有在力的方向上移动距离，故没有做功，故A错误；
B、手托球水平匀速直线运动，有力，但球没有在力的方向上移动距离，故没有做功，故B错误；
C、将球举起，有力作用在球上，球在力的方向上通过了一定的距离，故有力做功，故C正确；
D、球飞出去，球由于惯性向前运动，有距离，但没有对球施加力，没有对球做功，故D错误．
2.C．解析：
由图可知，AB中小华是用背背、用手抱，即力的方向向上，桶是在水平方向上移动的距离，即沿向上的方向没有移动距离，因此不做功；
C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力，所以C中拉力大于D中拉力，由于所移动的距离s相同，由W=Fs可知C做功最多，故ABD不合题意，C符合题意．
3.D．解析：
由题可知，妈妈与小明爬山的高度相同，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，
AB、由W=Gh可得，妈妈和小明克服重力做功之比：
=
=
=
，故AB错误；
CD、由P=
可得，妈妈和小明克服重力做功的功率之比：
=
=
×
=
×
=
，故C错误，D正确．
4.D．解析：
A、由图和题意可知，物体在EF段和GH段通过的路程相同，但所用时间tEF=2tGH，由v=
可知，物体在EF段的速度小于GH段的速度，故A错
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