初中功与机械能典型例题

1、功与机械能例1.关于能的概念，下列说法中错误的是( )a.一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。b. 一个物体被站立的人举在手中，人不松手，物体不能做功，所以物体没有能。c.一个物体做了功，说明这个物体具有能。d.物体已做的功越多，说明物体具有的能越多。解析：本题考查物理学中非常重要的两个概念能和功的联系和区别。能和功的联系：是物体做功的本领；而做功总是伴随着物体能量的变化。能和功的区别：能是物体做功的本领。但是“具有能量”并不等于“做功”，这同“有钱”并不等于“花钱”是一个道理。本题中，选项b属于因为条件所限不能做功(”尚未”花钱),并非没有能量(”没有钱”);选项c则是已经做过功(”花

2、过钱”),而眼下还有没有能量(”钱”),则不得而知了.例如一块石头从高处下落,则重力对它做了功,至于现在它是否还有能量却难以确定-可能有(如果它还在下落过程中),也可能没有(也许早就”一块石头落了地”). 符合题意的答案为b.c.d.小结:物体在一定的条件下,可以通过做功的方式改变自己的能量;而所谓”物体做功”,无非是能量在不同物体之间转移,或是能量在不同形式之间转化.例2.关于动能的概念,下列说法中正确的是( )a.运动的物体具有的能,叫动能.b. 物体由于运动具有的能,叫动能.c.速度大的物体甲具有的动能一定大于速度小的物体乙具有的动能.d.运动物体质量越大,所具有的动能一定越多.解析：本

3、题考查动能的决定因素.决定物体动能大小的因素有两条:一是物体的运动速度,二是运动物体的质量.选项c和d都犯了片面看问题(c未考虑两者质量的关系,d未考虑物体的运动速度)的错误,但错误较为明显,容易察觉.而选项a的错误则比较隐蔽.问题就出在”物体可以同时具有多种能量”!例如运动物体,它除了具有动能外,还可以同时具有势能.内能.等等. 本题正确选项为b.小结:解题时要全面考虑问题,警惕隐含条件.例3.关于势能的下列说法中,正确的是( )a.举高的物体具有的能,叫重力势能.b. 甲物体比乙物体举得高,所以甲物体的重力势能一定大于乙物体的重力势能.c.甲物体的弹性形变大于乙物体的弹性形变,甲物体具有的

4、弹性势能一定大于乙物体的弹性势能.d.以上说法都不对.解析：本题考查重力势能和弹性势能的决定因素.重力势能的大小,与物体的质量和被举高的高度有关;弹性势能的大小,除了与物体弹性形变的大小有关之外,还跟形变物体的材料.几何形状等有关.例如一根细橡皮筋和一条粗橡胶管(形状类似自行车的气门心),都被拉长1厘米,两者的弹性势能就不一样.所以选项c错误;选项b有什么错误，请自行分析. 本题应选a(重力势能的定义).小结:对于课本上各个概念的定义,必须熟记.例4.将一石子竖直向上抛出,在它上升过程中,不计空气阻力,那么它的( )a.动能减少,重力势能增加,机械能增加.b.动能减少,重力势能增加,机械能不变

5、.c.动能不变,重力势能增加,机械能不变.d.动能减少,重力势能增加,机械能减少.解析：本题考查机械能守恒的条件和特点.机械能守恒的条件:没有(除所研究的物体之间的弹力和重力之外的)其他外力(如摩擦力.其他物体与所研究的物体之间的弹力等等)做功.本题”不计空气阻力”,满足机械能守恒条件,一下排除掉两个选项a和d,使原题大大简化-变成了(从选项b和c中)”二选一”,两者的区别仅在于:石子的动能是”变化”还是”减少”!设想一下,假如你真的上抛一个石子,它可能动能不变(速度不变)吗?!(排除选项c!)所以正确选项是b.当然,也可以进行分析:在石子上升过程中,随着高度增加,其重力势能增加,而机械能总量

6、不变.则它的动能减小(速度越来越慢)-结果自然不会两样.小结:不要被题目牵着鼻子走,尽一切可能去简化问题.例5.跳伞运动员随降落伞在空中匀速下降,那么他的( )a.动能不变. b.重力势能不变. b. 机械能不变. d.机械能增加.解析:本题是考查机械能守恒的条件和特点的又一典型问题.本题情况与例4不同:跳伞运动员下降,重力势能减小,而又是匀速下降,所以动能不变,那么,机械能的总量就在减少,这似乎不太合理-不是说”机械能守恒”吗?学了机械能守恒,就处处”机械能守恒”-这正是常见的思维误区.本题恰恰是机械能不守恒!原因是题目中存在一个隐含条件-跳伞运动员受到(与他所受到的重力平衡的)空气阻力,这

7、样他才会”匀速下降”.在下降过程中,跳伞运动员减少的重力势能转化为内能.也可以用反证法求解-假设跳伞运动员下降时机械能守恒,随着高度不断减小,重力势能不断减小,动能将不断增大,跳伞运动员下降速度越来越快,而这是与题目条件”匀速下降”相矛盾的!-原假设不成立.本题应选a.小结:不要单纯”为了做题而做题”,要”时时问个为什么”.事实上,发明降落伞的目的,就是要让机械能不守恒-使跳伞者在下降过程中,其减少的重力势能转化为内能,从而保持一个安全的速度(“匀速”)下降.那种机械能守恒的降落伞,估计是由于质量太差没打开!例6.物体先后由倾角不同的光滑斜面由静止开始从顶端滑到底端,它滑到底端时速度分别为v1

8、.v2.v3,由顶端到底端所用时间分别为t1.t2.t3则下列关系式中正确的是( )a.v1=v2=v3 b.t1=t2=t3 c.t1t2t2t3解析：本题是考查机械能守恒条件和速度公式应用的综合问题.本题中物体”由光滑斜面由静止开始”滑下,因此机械能守恒.由于是同一物体从同一高度滑下,所以物体在顶端时重力势能相等,它滑到底端时动能也应相等-对于同一物体,则有末速度相等(v1=v2=v3).又因为本题中物体均做由静止开始的匀加速运动,故而三次平均速度相同.根据公式,t=l/v(式中l为斜面长度),即斜面越长,滑下所用的时间越长.综上所述,正确选项是a.d.小结:注意题目中的关键词-在本题中是

9、”光滑”.例7.一个小球沿粗糙斜面以初速v0滚上一定高度后,又自动滚下回到原处.小球向上时越来越慢,所用时间为t1,向下时越来越快,所用时间为t2,则( )a.t1=t2. b.t1t2. c.t1t2. d.无法判断.解析：本题是考查机械能守恒条件和速度公式应用的综合问题.与例6不同,本题中斜面是”粗糙”的,即机械能不守恒-小球沿斜面滚动时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,小球的机械能不断减小.其滚下回到原处时的动能小于开始滚上经过该处时的动能.即小球的末速度v 初速度v0,则小球滚下的平均速度v下滚上的平均速度v上,而滚下和滚上的路程相等(均为l),根据公式t=l/v不难确定-正确选项为c

10、.小结:本题中的关键词是-“粗糙”.例8.一个钢球和一个铝球,体积相同,钢球静止在水平桌面上,铝球从这个桌面上由静止开始落到地面上,那么( )a.两球都在桌面上时势能相等.b. 钢球的势能始终大于铝球的势能.c.两球的机械能始终相等.d.两球的机械能始终不等.解析：本题是考查密度与机械能守恒的综合问题.由密度公式可知,球的质量,两球体积相同,钢的密度大于铝的密度,所以钢球的质量大于铝球(根据本题的条件,按两球均为实心设定).开始时,两球在同一桌面上(高度相同),则钢球的重力势能大于铝球(排除选项a);又因为此时两球都静止,动能为零,机械能只有重力势能,所以开始时钢球的机械能大于铝球(排除选项c);根据题意,两球机械能分别守恒,因此钢球的机械能始终大于铝