2021年中考物理复习第十二章功和机械能

1、第十二章功和机械能20考点1功、功率1.2020平顶山二调如图所示,一个物体由A点静止释放,下落过程中运动速度越来越快(空气阻力忽略不计),相继经过B、C两点,已知AB=BC.物体在AB段重力做功为W1,做功功率为P1;在BC段重力做功为W2,做功功率为P2,则W1W2,P1P2.(两空均选填“”“h)由静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离,实验过程如图所示.(1)小明通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,这种研究问题的方法是(选填“控制变量法”或“转换法”).若水平面绝对光滑,本实验将(选填“能”或“不能”)达到探究目的.(2)由甲、乙两图可得实验结论:物体的动能大小与有

2、关.(3)小明根据甲、丙两图得出结论:物体的动能大小与质量有关.他的结论是否正确?(选填“正确”或“错误”),理由是:.(4)另一同学用如图丁所示的方法探究动能的大小与速度的关系,他将质量相同的小球从不同高度(h2h1)由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小,这种方法是(选填“正确的”或“错误的”).13.2020辽宁大连某同学猜想重力势能的大小与物体的质量和高度有关,在探究“重力势能的大小与高度是否有关”时,所用的实验器材有:金属球、小桌、细沙和塑料盆等.实验装置如图甲所示. 甲乙(1)该实验可以通过比较来判断金属球重力势能的大小,依据是金属球对小桌越多,金

3、属球具有的重力势能就越大.(2)请设计出记录实验数据的表格,表中要有必要的信息.(3)实验时,该同学发现:由于金属球的撞击点偏离桌面中央较大,使小桌倾斜较大,甚至被撞翻.于是他改进了实验装置,如图乙所示,较好地解决了这个问题.他的主要操作是:每次实验时,先拉起金属球,将沙面抹平,由静止开始释放金属球,观察实验现象.四、综合应用题14.2020广东某轿车在平直公路上行驶的45 s内,其速度v与时间t、动力F与时间t的关系图像分别如图甲、乙所示,已知前10 s轿车运动的路程为100 m.求:甲乙(1)前10 s轿车运动的平均速度;(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程;(3)动力F做的总功.202

4、0浙江温州创新思维科学中常用数学方法来表示某些量的关系.下列图像中能用阴影面积表示相应的量的是()第十二章功和机械能基础分点练1.=【解析】由于AB=BC,根据W=Gh可知,物体在AB段和BC段做的功相等,即W1=W2;由于物体在自由下落时做加速运动,物体在BC段运动的时间短,由P=Wt,可知物体在AB段重力做功的功率小于在BC段重力做功的功率,即P1P2.2.10010【解析】推力做的功为W=Fs=10 N10 m=100 J,推力做功的功率为P=Wt=100J10s=10 W.3.7.21081104【解析】电动汽车发动机做的功W=Pt=2105 W3.6103 s=7.2108 J.电动

5、汽车发动机的牵引力F=Pv=2105W20m/s=1104 N,电动汽车在水平路面上做匀速直线运动,则它所受的阻力f=F=1104 N.4.B【解析】A选项中人用力搬石头没有搬动和C选项中人推大石头没推动,这两种情况中均有力作用在物体上,但在力的方向上物体没有移动距离,故这两种情况下人对石头都没有做功,选项A、C错误;B选项中人将货物从地面拉到高处时,人对货物施加了向上的拉力,货物在拉力的方向上移动了一段距离,故人对货物做了功,选项B正确;D选项中人对箱子施加的力的方向是竖直向上的,而箱子沿水平方向前进,箱子没有在力的方向上移动距离,故人对箱子没有做功,选项D错误.5.A【解析】物体所受的拉力

6、F的方向竖直向上,但物体沿水平方向运动,没有在拉力F的方向上移动一段距离,故拉力F对物体不做功,A正确.6.C【解析】设小杰的质量为50 kg,重力约为500 N,书包的质量约为5 kg,重力约为50 N.从1楼上到21楼,小杰上升的高度约为h=3 m20=60 m,电梯对小杰做的功W=Gh=(G人+G包)h=(500 N+50 N)60 m=3.3104 J,A不符合实际;小杰乘坐电梯上升时,小杰对书包的力竖直向上,书包在力的方向上移动了距离,故小杰对书包做了功,B不符合实际;电梯对小杰做功的功率P=Wt=3.3104J30s=1 100 W,C符合实际;小杰在水平路面行走时,小杰没有在重力

7、的方向上移动距离,故重力对小杰不做功,D不符合实际.7.(1)箱子受到的重力G=mg=60 kg10 N/kg=600 N(2)箱子运动的速度v=st=15m30s=0.5 m/s(3)箱子受到的阻力f=0.2G=0.2600 N=120 N箱子向左做匀速直线运动,由二力平衡知识可知,推力的大小F=f=120 N推力做的功W=Fs=120 N15 m=1 800 J推力做功的功率P=Wt=1800J30s=60 W8.C【解析】卫星质量不变,在远地点时位置最高,势能最大,由于卫星在运行过程中机械能保持不变,即动能与势能之和保持不变,因此在远地点时卫星的动能最小,但由于卫星仍在运动,故卫星的动能

8、不为零,A错误;同理可知,卫星在近地点时动能最大、势能最小,但由于卫星的高度不为零,故卫星的势能不为零,B错误;卫星从近地点向远地点运动的过程中,高度逐渐增大,因此在该过程中卫星的势能增大、动能减小,C正确、D错误.9.C【解析】由题意可知,飞行员的速度一直在变大,故其动能一直变大;跑道前一部分水平,后一部分向上翘起,飞行员的高度先不变后增大,故飞行员的重力势能先不变后增大.综上所述,飞行员的机械能一直增大,A、B、D错,C正确.10.C【解析】由题图可知,D点略低于A点,说明球从A点运动到D点的过程机械能逐渐减少,则球在A点的机械能大于球在D点的机械能,球从B点到O点的过程中机械能减少,B错

9、误,C正确;球在B、C两点的重力势能相等,机械能不相等,故动能不相等,A错误;球从O点到C点的过程中,质量不变,高度增加,重力势能增加,故D错误.11.(1)B方案中两球从起始位置到水平面的高度差不同(2)D(3)塑料软片对不同体积的小球的阻力不同【解析】(1)该实验需要控制大小不同的小球滚下的高度相同,B方案中,大小不同的小球在初始位置时底端的高度不同,到达水平面后底端的高度相同,这说明两个小球滚下的高度是不同的,因此不能选择B方案.(2)由表中数据可知,当斜面倾角为40或更大的角度时,木球到达水平面时的滚动速度与钢球不同,因而要使球到达水平面时的速度与球是钢质还是木质无关,斜面倾角不可能大

10、于40,故选D.(3)大球撞击塑料软片时,相互作用的面积较大、时间较长,克服塑料软片的阻力做的功较多,与动能相同的小球相比,大球撞击的塑料软片数目少,故此装置不适用于用体积不同的两个球做实验.12.(1)桌腿进入沙子的深度(2)(3)质量相同的物体,位置越高,具有的重力势能越大【解析】(1)本实验通过比较桌腿进入沙子的深度来判断物体重力势能的大小,桌腿进入沙子的深度越深,表明物体的重力势能越大.(2)要探究重力势能的大小与质量的关系,就要控制铁块所在高度相同,改变铁块的质量,因此需选择三组数据进行分析.(3)由表中三组数据可知,当铁块的质量相同,所在高度不同时,铁块所在高度越高,最终桌腿进入沙

11、子的深度越深,说明质量相同的物体,位置越高,具有的重力势能越大.综合提升练1.不变2 120424【解析】演员随升降台匀速上升时,演员的速度和质量均不发生变化,所以演员的动能不变.演员重力势能的增加量等于演员克服自身重力做的功,所以E=W=Gh=mgh=106 kg10 N/kg2 m=2 120 J.升降台对演员做功的功率P=Wt=2120J5s=424 W.2.动弹性势 不是【解析】游戏者离开跳台向A点运动的过程中,不考虑空气阻力,游戏者的高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,此过程中游戏者的重力势能转化为动能;游戏者从A点运动到B点的过程中,弹性绳的形变程度逐渐增大,故绳子的弹性势

12、能逐渐增加;到达B点时游戏者受到的弹力大于重力,游戏者在B点时不处于平衡状态.3.增大相同时间内,燃烧汽油的质量相等,释放的能量相等,功率相同【解析】在功率一定的情况下,根据P=Fv可知,减小速度可以增大汽车的牵引力.相同时间内,燃烧汽油的质量相等,释放的能量相等,即W和t相同,根据P=Wt可知,功率也相同.4.3003 600【解析】该同学上半身的重力约为G=35G=35mg=3550 kg10 N/kg=300 N;该同学做40个仰卧起坐克服重力做的功约为W=nGh=40300 N0.3 m=3 600 J.5.4.5106定2.71074.5104【解析】天线反射体的重力G=mg=4.5

13、105 kg10 N/kg=4.5106 N.滑轮组中能改变拉力方向的是定滑轮.吊装机械对反射体做的功W=Gh=4.5106 N6 m=2.7107 J;做功的功率P=Wt=2.7107J1060s=4.5104 W.6.A【解析】高空坠物过程中,下坠物体的质量不变,高度减小,速度增大,所以其重力势能减小,动能增大,A正确,B、C、D错误.7.C【解析】由题意可知,两球的重力相同,最初的高度相同.下降过程中乙球的高度不断减小,速度越来越快,则乙球的重力势能一直减小,动能一直增大,A、D错误;两球的重力相同,起点高度一样,终点高度也一样,则两球下落的高度相同,由W=Gh可知,到最低点时两球重力所

14、做的功相同,B错误;下降过程中,乙球到达终点所用时间短,由P=Wt可知,重力对乙球做功的功率比重力对甲球做功的功率大,即重力对乙球做功更快,C正确.8.B【解析】由题图可知,球在M点的动能小于在S点的动能,所以球在M点的速度比在S点的小,A错误;球在M点的动能等于在S点的重力势能,球在M点的重力势能大于在S点的动能,所以球在M点的机械能大于在S点的机械能,B正确,C错误;球在M点的重力势能大于在S点的重力势能,所以球在M点的离地高度比在S点的高,D错误.9.D【解析】由题图可知,滑轮属于动滑轮,则绳子自由端移动的距离是小船移动距离的2倍,即s绳=2s船=25 m=10 m,人对船做的有用功是W

15、有=fs船=160 N5 m=800 J,人做有用功的功率为P有=W有t=800J10s=80 W,A、C错;人做的总功为W总=Fs绳=100 N10 m=1 000 J,B错;该滑轮的机械效率为=W有W总=800J1000J=80%,D正确.10.D【解析】惯性的大小只与物体的质量有关,物块的质量不变,故惯性不变,A错;根据t=sv可知,物块在AB段和CD段的时间之比为tABtCD=sABsCDvCDvAB=52,B错;物块在AB段做匀速直线运动,则 FAB=fAB=1 N,拉力在AB段所做的功为WAB=FABsAB=1 N10 m=10 J,C错;物块在CD段做匀速直线运动,则FCD=fC

16、D=2 N,则拉力在CD段做功的功率为PCD=FCDvCD=2 N5 m/s=10 W,D正确.11.CD【解析】根据W=Fs可知,功的大小与力的大小和物体在力的方向上通过的距离有关.电梯加速上升时,电梯对人的支持力大于人的重力,匀速上升时,电梯对人的支持力等于人的重力,减速上升时,电梯对人的支持力小于人的重力,但在这三个过程中,人在支持力的方向上通过的距离无法确定,所以功的大小无法确定,故A错误,C正确.根据P=Wt可知,功率的大小与功的大小和时间有关,由于三个过程中功的大小无法确定,时间也不确定,所以不能判断三个过程中电梯对人做功的功率大小关系,故B错误,D正确.12.(1)转换法不能(2

17、)速度(3)错误没有控制速度一定(4)错误的【解析】(1)实验中通过观察木块B移动的距离长短来判断小球动能的大小,这里用到的物理研究方法是转换法.若水平面绝对光滑,则木块运动时不受摩擦力,被撞击后将保持匀速直线运动,不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小,所以本实验将不能达到探究目的.(3)小明的结论是错误的,因为要探究动能与质量的关系,需要保证小球到达水平面时的速度不变,甲、丙两图中小球下落的高度不同,则到达水平面时的速度不同,故不能得出动能大小与质量的关系.(4)图丁所示的方法中没有控制水平面的粗糙程度相同,故不能用图丁所示装置探究动能的大小与速度的关系.13.(1)小桌进入细沙的深度做功(2)如表所示.(3)将小桌轻轻放在小球正下方的沙面上实验次数金属球高度h/cm小桌进入细沙的深度h/cm12314.(1)前10 s轿车运动的平均速度v=st=100m10