第八章功和機(jī)械能第一編中考總復(fù)習(xí)ZHONGKAOZONGFUXI內(nèi)容索引0203考點(diǎn)必備梳理考法必研突破01安徽真題體驗(yàn)安徽真題體驗(yàn)命題點(diǎn)1·機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化1.下圖為衛(wèi)星繞地球遠(yuǎn)行的軌道示意圖。衛(wèi)星在遠(yuǎn)行過(guò)程中機(jī)械能不變,當(dāng)衛(wèi)星運(yùn)行到近地點(diǎn)時(shí),其動(dòng)能最

(選填“大”或“小”)。

答案

大解析

衛(wèi)星在繞地球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,質(zhì)量不變,衛(wèi)星在近地點(diǎn)時(shí),高度最低,速度最快,所以它的動(dòng)能最大。2.(2020·安徽)一人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道運(yùn)行,我們把衛(wèi)星運(yùn)行過(guò)程中離地球最近的一點(diǎn)叫近地點(diǎn),最遠(yuǎn)的一點(diǎn)叫遠(yuǎn)地點(diǎn)(如圖所示)。已知衛(wèi)星在運(yùn)行過(guò)程中機(jī)械能保持不變,那么(

)A.衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)的勢(shì)能最大、動(dòng)能為零B.衛(wèi)星在近地點(diǎn)的動(dòng)能最大、勢(shì)能為零C.衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,勢(shì)能增大、動(dòng)能減小D.衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,動(dòng)能增大、勢(shì)能減小答案C解析

衛(wèi)星質(zhì)量一定,在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)相對(duì)月球距離最大,勢(shì)能最大,衛(wèi)星仍在運(yùn)動(dòng),故動(dòng)能不為零,故A錯(cuò)誤;衛(wèi)星質(zhì)量一定,在近地點(diǎn)時(shí)速度最大,動(dòng)能最大,相對(duì)地球有一定距離,勢(shì)能不為零,故B錯(cuò)誤;衛(wèi)星在運(yùn)行過(guò)程中機(jī)械能保持不變,從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,速度變小,動(dòng)能變小,高度變大,勢(shì)能變大,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能,故C正確,D錯(cuò)誤。3.擲實(shí)心球是某市的中考體育加試項(xiàng)目之一。擲出去的實(shí)心球從a處出手后,在空中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示,球最終停在水平地面e點(diǎn)處(不計(jì)空氣阻力)。則實(shí)心球(

)A.在a處重力勢(shì)能最小B.在b處動(dòng)能為零C.在a、b、c三處機(jī)械能相等D.在d處動(dòng)能為零答案C解析

由于不計(jì)空氣阻力,出手后的實(shí)心球在落地前機(jī)械能都是守恒的,所以在a、b、c三點(diǎn)機(jī)械能相等。由于a點(diǎn)不是在最低處,所以重力勢(shì)能不是最小的,實(shí)心球到達(dá)最高點(diǎn)b時(shí),由于在水平方向上還是運(yùn)動(dòng)的,所以動(dòng)能不為零;實(shí)心球到地面d處后還能運(yùn)動(dòng)到e點(diǎn),說(shuō)明d處時(shí),實(shí)心球的動(dòng)能不為零。4如圖,在光滑的水平臺(tái)面上,一輕質(zhì)彈簧左端固定,右端連接一金屬小球,O點(diǎn)是彈簧保持原長(zhǎng)時(shí)小球的位置。壓縮彈簧使小球至A位置,然后釋放小球,小球就在AB間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)(已知AO=OB)。小球從A位置運(yùn)動(dòng)到B位置的過(guò)程中,下列判斷正確的是(

)A.小球的動(dòng)能不斷增加B.彈簧的彈性勢(shì)能不斷減少C.小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能相等D.在任一位置彈簧的彈性勢(shì)能和小球的動(dòng)能之和保持不變答案D解析

由題知,O點(diǎn)是彈簧保持原長(zhǎng)時(shí)小球的位置,則AO段彈簧處于壓縮狀態(tài),OB段彈簧處于拉伸狀態(tài);小球從A運(yùn)動(dòng)到O的過(guò)程中,彈簧逐漸恢復(fù)原狀,形變程度變小,彈性勢(shì)能變小,小球所受彈力方向向右、速度不斷增大,動(dòng)能變大,此過(guò)程中彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;到達(dá)O點(diǎn)時(shí),彈簧恢復(fù)原長(zhǎng),彈性勢(shì)能為零,小球所受彈力為零,此時(shí)速度最大,動(dòng)能最大;小球從O運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,彈簧被拉長(zhǎng),形變程度變大,彈性勢(shì)能變大,此時(shí)小球所受彈力方向向左、速度不斷減小,動(dòng)能變小,此過(guò)程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能;則小球從A位置運(yùn)動(dòng)到B位置的過(guò)程中:小球的動(dòng)能先增加后減少,故A錯(cuò)誤;彈簧的彈性勢(shì)能先減少后增大,故B錯(cuò)誤;小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能(最大)與此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能(為零)不相等,故C錯(cuò)誤;水平臺(tái)面光滑,且AO=OB,說(shuō)明沒(méi)有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,小球和彈簧組成的整體機(jī)械能守恒,所以在任一位置彈簧的彈性勢(shì)能和小球的動(dòng)能之和保持不變,故D正確。5如圖為探究物體(鋼球)動(dòng)能大小跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)實(shí)驗(yàn)原理:①鋼球從平滑斜面上由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng),到達(dá)斜面底端時(shí)的速度只與鋼球起點(diǎn)位置的高度有關(guān)。起點(diǎn)位置越高,該速度越

。

②鋼球從平滑斜面上由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng),在水平木板上撞擊木塊,木塊運(yùn)動(dòng)的距離越長(zhǎng),運(yùn)動(dòng)鋼球所具有的動(dòng)能越

。

(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:①同一鋼球從斜面上不同高度處由靜止向下運(yùn)動(dòng)。在水平木板上撞擊木塊,鋼球開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)位置越

,木塊運(yùn)動(dòng)的距離越長(zhǎng)。

②同一高度由靜止向下運(yùn)動(dòng),在水平木板上撞擊木塊,鋼球的質(zhì)量越

,木塊運(yùn)動(dòng)的距離越長(zhǎng)。

答案

(1)①大

②大

(2)①高

②大解析

(1)①鋼球從平滑斜面上由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng),重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,起點(diǎn)位置越高,重力勢(shì)能越大,到達(dá)斜面底端時(shí)的動(dòng)能越大,速度越大;②實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)鋼球撞擊木塊移動(dòng)的距離來(lái)觀察鋼球動(dòng)能大小的,利用了轉(zhuǎn)換法;被撞木塊的運(yùn)動(dòng)距離越長(zhǎng),說(shuō)明鋼球?qū)Ρ蛔参矬w所做的功就越多,鋼球原來(lái)所具有的動(dòng)能就越大;(2)①質(zhì)量一定的鋼球開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)位置越高,到達(dá)水平面時(shí)的速度越大,因此動(dòng)能越大,對(duì)木塊做功越多,木塊移動(dòng)的距離越長(zhǎng);②不同質(zhì)量的鋼球從同一高度由靜止向下運(yùn)動(dòng),到達(dá)水平面時(shí)的速度一定,質(zhì)量越大,所具有的動(dòng)能越大,對(duì)木塊做功越多,木塊移動(dòng)的距離越長(zhǎng)。6.已知物體的重力勢(shì)能表達(dá)式為Ep=mgh,動(dòng)能表達(dá)式為Ek=mv2,其中m為物體的質(zhì)量,h為物體距離水平地面的高度,v為物體的運(yùn)動(dòng)速度,g為常量,取10N/kg。如圖所示,將一質(zhì)量為0.4kg的物體從距離地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度拋出。不

計(jì)空氣阻力,物體從被拋出到落地的瞬間,整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能守恒。求:(1)物體被拋出時(shí)的重力勢(shì)能Ep和動(dòng)能Ek1;(2)物體從被拋出至落地的過(guò)程中,其重力所做的功W;(3)物體落地前瞬間的動(dòng)能Ek2。答案

(1)6J

0.8J

(2)6J

(3)6.8J解析

(1)重力勢(shì)能Ep=mgh=6

J,命題點(diǎn)2·功和功率的計(jì)算7.(安徽,21,6分)某家用轎車,重為1.5×104N。當(dāng)車以72km/h的速度勻速直線行駛了0.5h時(shí),消耗汽油3kg,期間車受到的阻力為車重的8%。已知汽油的熱值為4.6×107J/kg,在此過(guò)程中,求牽引力做功的功率。答案

2.4×104W解析

F=0.08G=0.08×1.5×104

N=1

200

Nv=72

km/h=20

m/s,P=Fv=1

200

N×20

m/s=2.4×104

W。8.如圖,水平地面上一個(gè)重為50N的物體,在大小為10N的水平拉力F作用下,向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),在5s的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的距離為2m。求物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,(1)所受摩擦力的大小;(2)拉力F做功的功率。答案

(1)10N

(2)4W解析

(1)用10

N的水平拉力,拉著物體向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體處于平衡狀態(tài),則地面對(duì)物體的摩擦力與拉力是一對(duì)平衡力,大小相等,故Ff=F=10

N;(2)拉力F做的功W=Fs=10

N×2

m=20

J,拉力F做功的功率考點(diǎn)必備梳理K考點(diǎn)清單考點(diǎn)1

功

(10年8考)

1.功的計(jì)算功的計(jì)算物理學(xué)中規(guī)定:功等于力與物體沿力的方向上移動(dòng)的距離的乘積,即功=力×沿力的方向上移動(dòng)的距離功的計(jì)算公式功的單位焦耳(J),1J=1N·m公式W=Fs中“F”和“s”的“三同”性同體性:公式中的“F”和“s”必須對(duì)應(yīng)于同一個(gè)物體同時(shí)性:在計(jì)算做功多少時(shí),一定要弄清s是不是在力F作用下運(yùn)動(dòng)的距離同向性:F是作用在物體上的力,s是物體在力的作用下“在力的方向上移動(dòng)的距離”,二者的方向必須在一條直線上2.常見(jiàn)不做功的三種情況

示意圖沒(méi)有力,

有距離

有力,沒(méi)有距離

有力,也有距離特點(diǎn)物體在運(yùn)動(dòng)方向上不受力,因慣性而動(dòng)物體受力,但靜止有力有距離,力的方向與距離的方向垂直舉例踢出去的足球,腳對(duì)球不做功推而未動(dòng),搬而未起人提水桶水平前進(jìn),提水桶的力和水桶的重力不做功考點(diǎn)2

功率

(10年5考)

比較項(xiàng)要

點(diǎn)說(shuō)

明物理含義功率用來(lái)表示做功的快慢

。功率越大,表示做功越快

①功率的大小由做功多少和做功時(shí)間的長(zhǎng)短共同決定,在分析問(wèn)題時(shí),不能認(rèn)為做功多的物體功率就大,因?yàn)樽龉r(shí)間不確定;也不能認(rèn)為做功時(shí)間短功定義功與做功所用時(shí)間之比叫做功率

比較項(xiàng)要

點(diǎn)說(shuō)

明公式定義式率就一定大,因?yàn)樽龉Φ亩嗌俨淮_定。功率大,表示該物體做功快,并不表示它做功一定多,做功的多少還跟做功的時(shí)間有關(guān)。②定義式

適用于各種情況下功率的計(jì)算,它算出的是平均功率,有時(shí)也用其變形式W=Pt來(lái)計(jì)算功的大小。③推導(dǎo)式P=Fv算出的是瞬時(shí)功率推導(dǎo)式P=Fv

(用此公式計(jì)算,必須采用國(guó)際單位制)

數(shù)值與單位功率在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)物體所做的功。國(guó)際單位制中,功率的單位是瓦特(W),1W=1J/s;1kW=103W機(jī)械能動(dòng)能和勢(shì)能之和稱為機(jī)械能動(dòng)能和勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化

機(jī)械能守恒定律在只有重力(或彈力)做功的情形下,物體的重力勢(shì)能(或彈性勢(shì)能)和動(dòng)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總量保持不變同其他形式的能之間的轉(zhuǎn)化在一定條件下,機(jī)械能還可以與內(nèi)能、電能、光能、化學(xué)能、核能等進(jìn)行轉(zhuǎn)化考點(diǎn)3

機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

(10年8考)

?？茧[含條件解讀(質(zhì)量不變)(1)勻速→速度不變,動(dòng)能不變;加速→速度增大,動(dòng)能增大;減速→速度減小,動(dòng)能減小。(2)上升→高度增大,重力勢(shì)能增大;下降→高度減小,重力勢(shì)能減小。(3)光滑、不計(jì)阻力→無(wú)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;粗糙→有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。命題點(diǎn)圖片練一練判斷力是否做功

(人教八下P71圖11.4-2)(說(shuō)明:也可以考查機(jī)械能的轉(zhuǎn)化)1.(2020·安徽肥東縣二模)如圖所示,一根不可伸縮的細(xì)線的上端固定,下端系著一個(gè)小球。小球可以從A點(diǎn)擺動(dòng)到B點(diǎn),再擺動(dòng)到C點(diǎn)。其中小球從A點(diǎn)擺動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中,細(xì)線對(duì)小球的拉力

(選填“不做”或“做”)功

T圖解物理不做命題點(diǎn)圖片練一練比較做功的快慢

(滬粵九上P9圖11-12)2.如圖所示,兩位搬運(yùn)工人均從一樓搬運(yùn)物體到三樓,樓層高度相同。(1)采用

的方法比較做功快慢。

(2)采用

的方法比較做功快慢

做相同的功,比較做功時(shí)間在相同時(shí)間內(nèi),比較做功的多少命題點(diǎn)圖片練一練機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

(人教八下P73圖11.4-6)3.迄今為止,我國(guó)已發(fā)射40余顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。若某衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行,如圖所示,則衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)行的過(guò)程中,

能轉(zhuǎn)化為

能

重力勢(shì)動(dòng)命題點(diǎn)圖片練一練機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

(人教八下P72圖11.4-3)4.如圖所示,一個(gè)鐵鎖用繩子懸掛起來(lái),將鐵鎖拉到剛貼到自己的鼻子,然后從靜止時(shí)釋放。當(dāng)鐵鎖擺回時(shí)

(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)打到你的鼻子

不會(huì)J基礎(chǔ)自測(cè)1.(RJ八下P64動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理第1題,改編)在水平地面上,用50N的力沿水平方向拉著重為100N的小車勻速前進(jìn)4m,則小車受到的摩擦力為

N,拉力做功為

J。

2.(HY九上P6自我評(píng)價(jià)與作業(yè)第3題,改編)一輛汽車在平直公路上勻速行駛160m用時(shí)8s。在此過(guò)程中,汽車牽引力做功8.0×104J。這輛汽車的牽引力為

N,牽引力的功率為

W。

3.(HK八年級(jí)P198作業(yè)第2題)在水平地面上,用60N的水平拉力拉重100N的木箱,使木箱沿拉力方向前進(jìn)5m,拉力所做的功等于

J,重力所做的功等于

J。

502005001×10430004.(HK八年級(jí)P200內(nèi)文,改編)自行車運(yùn)動(dòng)員在比賽時(shí)的功率可達(dá)1kW。若某運(yùn)動(dòng)員以此功率騎車1min,他能夠做功

J。

5.(HK八年級(jí)P210作業(yè)第3題)跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速下落過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(

)A.動(dòng)能增大,機(jī)械能不變B.動(dòng)能不變,勢(shì)能減小C.勢(shì)能減小,機(jī)械能變大D.動(dòng)能減小,勢(shì)能增大6×104

B考法必研突破K考法突破考法1功及其計(jì)算例1(2020·湖北荊門)如圖甲所示,物體在水平拉力F的作用下由靜止沿粗糙水平面向右運(yùn)動(dòng),0~6s內(nèi)拉力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙,速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖丙,則在2~4s內(nèi),物體克服摩擦力所做的功為(

)A.10J B.30J C.50J D.80J答案B解析

由圖乙可知,在2~4

s內(nèi),拉力F=3

N,由圖丙可知,在2~4

s內(nèi),物體做勻速運(yùn)動(dòng),v=5.0

m/s,此時(shí)摩擦力與拉力是一對(duì)平衡力,大小相等,f=F=3

N,由

可得,物體運(yùn)動(dòng)的距離s=vt=5.0

m/s×2

s=10

m,物體克服摩擦力所做的功W=fs=3

N×10

m=30

J。方法歸納

對(duì)物體做功的條件有力有距離,力對(duì)物體不一定做功,物體必須在力的方向上通過(guò)了距離,即力的方向和物體前進(jìn)的距離的方向一致,力對(duì)物體才做功。力對(duì)物體做功的兩個(gè)條件:一是力,二是物體沿力的方向通過(guò)的距離。兩個(gè)條件缺一不可。對(duì)應(yīng)練1(2020·湖南湘潭)用20N的水平推力,將重為280N的購(gòu)物車沿水平地面向前推動(dòng)了5m。在此過(guò)程中,購(gòu)物車的重力做功

J,水平推力對(duì)購(gòu)物車做功

J。

答案

0

100解析

購(gòu)物車在水平地面上移動(dòng)5

m,沒(méi)有在重力的方向上移動(dòng)距離,所以重力不做功,即重力做功為0;推力對(duì)購(gòu)物車做功W=Fs=20

N×5

m=100

J。考法2功率及其計(jì)算例2(2020·安徽淮南模擬)用測(cè)力計(jì)沿水平方向兩次拉著同一物體在同一水平面上運(yùn)動(dòng),兩次運(yùn)動(dòng)的s-t圖像如圖所示,其對(duì)應(yīng)的測(cè)力計(jì)示數(shù)分別為F1和F2,功率分別為P1和P2,則F1

F2,P1

P2(填“>”“<”或“=”)。

答案

=

>解析

由圖像知,前后兩次物體通過(guò)的路程與時(shí)間都成正比,也就是物體都做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以兩次的拉力都等于摩擦力,摩擦力不變,拉力不變。因此F1=F2;在相同時(shí)間內(nèi),①經(jīng)過(guò)的路程大,所以①的速度大于②的速度,根據(jù)公式

知,拉力相同時(shí),P1>P2。方法歸納

功的計(jì)算功的計(jì)算公式有W=Fs和W=Pt,其s是力在力的方向上移動(dòng)的距離。功率的計(jì)算公式有

和P=Fv,其F是牽引力,v是物體運(yùn)動(dòng)的速度。對(duì)應(yīng)練2(2020·安徽亳州模擬)如圖所示,用力F拉著物體水平向右做勻速速直線運(yùn)動(dòng),在20s內(nèi)前進(jìn)了12m,這段時(shí)間拉力F做功的功率是48W,則F的大小為

N。

答案

80解析

這段時(shí)間內(nèi)拉力F做的功W=Pt=48

W×20

s=960

J,由W=Fs可得,拉力F的大小答案D解析

無(wú)人機(jī)勻速上升過(guò)程中,無(wú)人機(jī)的質(zhì)量不變,高度增大,重力勢(shì)能增大;速度不變,質(zhì)量不變,其動(dòng)能不變;無(wú)人機(jī)上升過(guò)程中,沒(méi)有發(fā)生彈性形變,不具有彈性勢(shì)能,所以機(jī)械能等于重力勢(shì)能與動(dòng)能的總和,重力勢(shì)能增大,動(dòng)能不變,其機(jī)械能增大,故D正確,ABC錯(cuò)誤?？挤?動(dòng)能和勢(shì)能大小的比較例3(2020·四川巴中)無(wú)人機(jī)已被應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。如圖所示,是一款我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大疆無(wú)人機(jī)。在無(wú)人機(jī)勻速上升的過(guò)程中,對(duì)其分析正確的是(

)A.質(zhì)量增大 B.動(dòng)能減小C.機(jī)械能不變 D.重力勢(shì)能增大

方法歸納

動(dòng)能、勢(shì)能的比較動(dòng)能、勢(shì)能和動(dòng)量都是高中學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容,中考時(shí)會(huì)有與之銜接的內(nèi)容。動(dòng)能:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量,其大小等于物體的質(zhì)量與速度平方乘積的一半,即Ek=mv2。勢(shì)能:物體由于被舉高而具有的能量,其大小等于物體的重力與高度的乘積,即Ep=Gh=mgh。對(duì)應(yīng)練3(2020·四川樂(lè)山)2020年6月17日15時(shí)19分,我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭,成功將高分九號(hào)03星送入預(yù)定軌道,發(fā)射獲得圓滿成功。在運(yùn)載火箭加速升空的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(

)A.動(dòng)能增大,勢(shì)能減小 B.動(dòng)能不變,勢(shì)能增大C.動(dòng)能增大,勢(shì)能增大 D.動(dòng)能減小,勢(shì)能增大答案C解析

火箭加速升空過(guò)程中,質(zhì)量不變,速度增大,動(dòng)能增大;質(zhì)量不變、高度增大,重力勢(shì)能增大?？挤?機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化例4(2020·新疆)羽毛球比賽中,空中飛行的羽毛球先后經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相等,相比A點(diǎn),羽毛球在B點(diǎn)時(shí)(

)A.機(jī)械能較小,重力勢(shì)能較大B.機(jī)械能較大,重力勢(shì)能較大C.機(jī)械能較小,重力勢(shì)能較小D.機(jī)械能較大,重力勢(shì)能較小答案C解析

空中飛行的羽毛球需要克服空氣阻力做功,會(huì)有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以B點(diǎn)的機(jī)械能小于A點(diǎn)的機(jī)械能;動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能,A、B兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相等,故相比A點(diǎn),羽毛球在B點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能較小。故ABD錯(cuò)誤,C正確。方法歸納

機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化(1)判斷能量之間的轉(zhuǎn)化,關(guān)鍵是分析物體的質(zhì)量、速度、高度或形變程度如何變化,具體如下。一般,減小的某種形式的能轉(zhuǎn)化為增加的另一種形式的能。(2)有其他形式能參與時(shí),機(jī)械能不守恒,如火箭發(fā)射時(shí),高溫高壓燃?xì)庾龉?內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,使機(jī)械能增大;汽車勻速下坡,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,動(dòng)能不變,機(jī)械能變小。對(duì)應(yīng)練4(2020·廣東深圳)2020年6月30日,“北斗三號(hào)”最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星成功定點(diǎn)在地球同步軌道。對(duì)衛(wèi)星加速上升的過(guò)程中能量的變化,說(shuō)法正確的是(

)A.動(dòng)能增大,勢(shì)能不變,機(jī)械能增大B.動(dòng)能增大,勢(shì)能增大,機(jī)械能增大C.動(dòng)能增大,勢(shì)能增大,機(jī)械能不變D.動(dòng)能減小,勢(shì)能增大,機(jī)械能不變答案B解析

衛(wèi)星從地面發(fā)射升空的過(guò)程中,衛(wèi)星是加速升空的,衛(wèi)星的質(zhì)量不變,速度增大,動(dòng)能增大;質(zhì)量不變,高度增大,重力勢(shì)能增大;衛(wèi)星升空時(shí),沒(méi)有發(fā)生彈性形變,不具有彈性勢(shì)能,機(jī)械能等于動(dòng)能與重力勢(shì)能之和,機(jī)械能增大。初高中知識(shí)銜接一、動(dòng)能、重力勢(shì)能1.(2019·安徽全椒一模)已知物體的重力勢(shì)能表達(dá)式為Ep=mgh,動(dòng)能表達(dá)式為

Ek=mv2,其中m為物體的質(zhì)量,h為物體距離水平地面的高度,v為物體的運(yùn)動(dòng)速度,g為常量,取10N/kg。如圖所示,滑雪場(chǎng)的彎曲滑道由AB、BC兩部分組成,AB段高度H=20m,BC段高度h=10m。總質(zhì)量m=70kg的運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿AB滑道下滑,經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后沿BC滑道運(yùn)動(dòng)。不計(jì)摩擦和空氣阻力。(1)求運(yùn)動(dòng)員在A點(diǎn)處的重力勢(shì)能Ep。(2)求運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小v。(3)判斷運(yùn)動(dòng)員到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度是否為零,請(qǐng)說(shuō)明理由。答案

(1)1.4×104J

(2)20m/s

(3)不為零;不計(jì)摩擦和空氣阻力,運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒,由于A點(diǎn)的高度大于C點(diǎn)的高度,所以,運(yùn)動(dòng)員在A點(diǎn)的重力勢(shì)能大于在C點(diǎn)的重力勢(shì)能,則運(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)還應(yīng)具有動(dòng)能,即運(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)的速度不為零。解析

(1)運(yùn)動(dòng)員在A點(diǎn)處的重力勢(shì)能Ep=mgH=70

kg×10

N/kg×20

m=1.4×104

J。(2)運(yùn)動(dòng)員從A到B的過(guò)程中,速度變大,高度變小,故動(dòng)能變大,重力勢(shì)能變小,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,不計(jì)摩擦和空氣阻力,從A到B的過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能守恒,則B處的動(dòng)能等于A處的重力勢(shì)能,故有則運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度二、單擺2.(2019·安徽長(zhǎng)豐二模)繞一個(gè)懸點(diǎn)來(lái)回?cái)[動(dòng)的物體,稱為擺。如圖,用一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線系住一個(gè)小球,在A位置由靜止自由向下擺動(dòng),到達(dá)最低點(diǎn)O,然后向右擺動(dòng)到右端最高點(diǎn)B。如果忽略空氣阻力和繩子固定點(diǎn)的摩擦,整個(gè)過(guò)程機(jī)械能守恒。設(shè)擺長(zhǎng)為L(zhǎng),擺角為θ,動(dòng)能用Ek表示,重力勢(shì)能用Ep表示,若物體的動(dòng)能Ek與物體的質(zhì)量m、速度v的定量關(guān)系可表示為Ek=mv2。(g取10N/kg)(1)請(qǐng)證明:小球到達(dá)最低點(diǎn)O的速度大小v與小球質(zhì)量m的大小無(wú)關(guān)。(2)若擺長(zhǎng)L=40cm,θ=60°,求在整個(gè)擺動(dòng)過(guò)程中小球的最大速度為多少?答案

(1)證明見(jiàn)解析

(2)2m/s解析

(1)小球在A點(diǎn)的重力勢(shì)能Ep=mgh小球在O點(diǎn)的動(dòng)能Ek=mv2因?yàn)镋p=Ek所以,小球到達(dá)最低點(diǎn)O的速度大小v與小球質(zhì)量m的大小無(wú)關(guān)。(2)若擺長(zhǎng)L=40

cm,θ=60°,小球在最低點(diǎn)時(shí)速度最大如圖,當(dāng)小球在A點(diǎn)時(shí),在直角三角形中,因?yàn)椤螦MO=θ=60°,DO=OM-MD=AM-MD=40

cm-20

cm=20

cmh=20

cm=0.2

m所以小球最大速度是2

m/s。S實(shí)驗(yàn)突破實(shí)驗(yàn)點(diǎn)

探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)

考查方向

如何使物體獲得動(dòng)能、控制變量法和轉(zhuǎn)換法的理解和運(yùn)用、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和評(píng)估。項(xiàng)目要

點(diǎn)實(shí)驗(yàn)方法控制變量法、轉(zhuǎn)換法實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)過(guò)程1.如圖甲和乙,讓同一個(gè)小球從不同的高度滑下,記錄木塊移動(dòng)的距離。2.如圖甲和丙讓不同的小球從相同的高度滑下,記錄木塊移動(dòng)的距離實(shí)驗(yàn)結(jié)論如圖甲、乙所示,當(dāng)物體的質(zhì)量一定,速度越大,動(dòng)能越大;如圖甲、丙所示,速度不變時(shí),質(zhì)量越大,動(dòng)能越大注意事項(xiàng)

為了控制小球到達(dá)水平面的速度,必須讓小球從斜面的