7.機械能與做功（講義）（原卷版）

浙教版中考科學二輪復習機械能與做功功的計算、功率的計算、機械能守恒【知識點分析】一.功1.定義：物體受到力的作用，并且在這個力的方向上通過一段距離，我們就說這個力對物體做了功。2.做功的兩個必要因素：（1）作用在物體上的力；（2）物體在力的方向上通過一段距離。二.功與功率的計算1.功（1）定義：力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。即功=力x距離。（2）計算公式為W=Fs,W表示功，F(xiàn)表示力，S表示沿力方向的距離（3）單位：在國際單位制中，力的單位是牛(N)，距離的單位是米(m)，功的單位是牛.米(N.m)，在國際單位制中，用專門的名稱“焦耳”來表示，簡稱為焦，符號是J。1焦=1牛.米。（4）做功的實質(zhì)：能量轉(zhuǎn)化的量度2.功率（1）定義：單位時間內(nèi)做功的多少（2）意義：表示物體做功快慢的物理量（3）計算公式為P=W/tP表示功率，W表示功，t表示做功時間推導可得：P=FVF表示力，V表示沿力方向的運動速度(4)功率的單位：在國際單位制中，功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號為W。1瓦=1焦/秒。在實際應用中還常用千瓦(kW)、兆瓦(MW)作為功率的單位。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦。三.機械能與機械能守恒1.機械能：動能和勢能之和稱為機械能。2.機械能守恒：物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中，如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化,機械能的總量就保持不變，即機械能守恒。3.機械能守恒的幾種類型（1）彈簧：在下落過程中，小球未接觸彈簧之前機械能守恒，接觸彈簧后機械能減少，隨著壓縮程度增大，彈力增大，即出現(xiàn)下圖的：a.接觸點：之前小球機械能守恒，之后小球機械能減小，彈簧彈性勢能增大b.平衡點：彈力大小等于重力，之前是加速，之后減速，該點動能最大c.最低點：動能為零，重力勢能最小，彈簧彈性勢能最大（2）蹦極a.接觸點：之前人機械能守恒，之后人機械能減小，彈簧彈性勢能增大b.平衡點：彈力大小等于重力，之前是加速，之后減速，該點動能最大c.最低點：動能為零，重力勢能最小，彈簧彈性勢能最大（3）滾擺：重力勢能與動能之間轉(zhuǎn)化（4）單擺ac兩點是最高點，動能為零重力勢能最大b.點是最低點，重力勢能最小，動能最大單擺整個過程中沒有首例平衡的點斜面重力勢能與動能轉(zhuǎn)化機械能守恒【例題分析】一、單選題1．如圖甲所示的是人造地球衛(wèi)星隨火箭加速上升的情景；如圖乙所示的是人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運行的情景，離地球最近的點叫近地點，最遠的點叫遠地點。下列說法中正確的是（）A．圖甲：在加速上升的過程中，人造地球衛(wèi)星的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能B．圖乙：在運行過程中，當人造地球衛(wèi)星從遠地點向近地點運行時，其機械能減小C．圖乙：在運行過程中，當人造地球衛(wèi)星從近地點向遠地點運行時，其重力勢能增大，速度減小D．在甲、乙兩圖中，人造地球衛(wèi)星的機械能都不變2．水平地面上G點兩側(cè)粗糙程度不同，從E點開始，物體如終受到大小相等、方向水平向右的拉力F作用，每經(jīng)過相等的時間用虛線框記錄物體所處位置，測得EF=GH，則（）A．拉力在GH段做功可能為零B．拉力在GH段做的功比拉力在EF段做的功多C．拉力在EF段做的功比拉力在GH段做的功多D．拉力在EF段做的功和拉力在GH段做功相等3．如圖所示，光滑的半圓形軌道固定在水平桌面上，軌道上的A、C兩點在同一高度，B點為最低點，小球從A點由靜止自由釋放，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．小球不能到達C點B．小球到達C點時慣性消失C．小球由A點運動到B點的過程中受到的是非平衡力D．小球從A點運動到B點的過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，機械能守恒4.一個物體受力作用并在力的方向上移動，其作用力F與移動的距離s關系如圖所示，則（）A．施力3N時做功最多B．施力5N時做功最多C．施力8N時做功最多D．全程共做功50J5．一個籃球從A點由靜止下落，下落的速度與時間圖象如圖甲所示。籃球相繼經(jīng)過B、C兩個位置，且AB=BC，如圖乙所示。在籃球從A下落到C過程中，考慮空氣阻力的影響，下列說法正確的是（）A．重力在BC段做功比在AB段做功快B．重力在BC段做功比在AB段做功多C．籃球在A點的重力勢能小于在B點的重力勢能D.在運動過程中，籃球的機械能不變6．蕩秋千是中小學生喜歡的游戲，如圖為蕩秋千的簡化模型。擺球從A點由靜止釋放，到達D點后返回，B、C兩點等高。下列說法正確的是（）A．球在B、C兩點的機械能相等 B．球在A、D兩點的重力勢能相等C．球從B點到O點的過程中機械能減少 D．球從O點到D點的過程中動能增加7．如圖所示，鋼珠沿豎直平面上的光滑軌道abcd從a點運動到d點，整個過程中不計空氣阻力，則鋼珠（）A．通過b點時的動能比通過d點時大B．鋼珠在b點時重力勢能最大C．鋼珠在c點的機械能大于d點的機械能D．從b點運動到c點的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能8．如圖所示，將甲、乙兩個質(zhì)量不同的小球在相同的高度，以相同的初速度豎直上拋，甲球上升過程中依次經(jīng)過Q、P兩點，忽略空氣阻力，下列說法正確的是（）A．上拋的瞬間，兩球的動能相等B．甲球在P點的機械能等于在Q點的機械能C．甲球在P點的重力勢能小于在Q點的重力勢能D．從釋放到著地，兩球所受重力做的功相等9．如圖所示，小球在A點由靜止開始釋放，向右側(cè)擺動，B點是小球擺動的最低點，C點是小球擺動到右側(cè)的最高點，且A、C兩點到B點的豎直距離hA＞hC；在小球從B點擺動到C點的過程中，下列說法正確的是（）A．小球的機械能總量保持不變B．在A點小球的機械能最大C．小球的勢能始終保持減小D．從A到B點小球的勢能全部轉(zhuǎn)化為動能10．為豐富課后服務活動，學校成立了乒乓球社團，購置了乒乓球發(fā)球機，如圖甲所示。如果乒乓球發(fā)球機在同一高度以相同的初速度朝不同方向分別發(fā)出a、b、c三個球，如圖乙。若不計空氣阻力，則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)球上升過程中，動能增大，重力勢能減小B．b球到達最高點時，重力勢能最大，動能為0C．a(chǎn)、b兩球在最高點時機械能相等D．a(chǎn)、b、c球到達乒乓球案的速度大小關系vb>vc>va11．跳繩是一種簡便易行的鍛煉方式。如圖所示描繪了小明同學某次跳繩時重心的高度為6cm。若小明身體質(zhì)量為50kg，則他1min內(nèi)克服重力做功的功率為（）W。A．75 B．180 C．60 D．6612．為落實“雙減”，學校開設了籃球興趣小組，如圖為小明同學在練習投籃的情景，則籃球離開小明手后繼續(xù)在空中運動的過程中，下列說法正確的是（）A．籃球離開手后升空的過程中，動能主要轉(zhuǎn)化成了重力勢能B．籃球離開手后升空的過程中，動能主要轉(zhuǎn)化成了彈性勢能C．籃球經(jīng)過最高點時動能為零D．籃球經(jīng)過最高點時重力勢能最小13．如圖甲所示，是北京冬奧會中，某運動員翻躍大跳臺的情景，運動員不借助滑雪杖，只踩著雪板從高處滑行而下，通過起跳臺起跳，完成各種空翻、轉(zhuǎn)體等技術動作后落地。圖乙中的虛線是比賽過程中運動員的軌跡，不計空氣阻力，下列說法中正確的是（）A．在a、b、c、d四點中，運動員在a點時的重力勢能最大B．從b點到c點的過程中，運動員的動能在增加C．從c點到d點的過程中，運動員的機械能變小D．在a點和c點速度都為零，因此運動員的重力勢能相等14．如圖所示，小明在做模擬“蹦極”的小實驗，一根橡皮筋一端系一個小石塊，另一端固定在A點，B點是橡皮筋不系小石塊自然下垂時下端所在的位置，C點是小石塊從A點自由釋放后所能達到的最低點，關于小石塊從A點到C點運動過程的說法，正確的是（）A．忽略空氣摩擦，小石塊減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能B．從A點下落到B點的過程中，小石塊受到重力和彈力的作用C．從B點下落到C點的過程中，小石塊的速度先增大后減小D．小石塊在C點時，速度為零，受到平衡力的作用15．如圖所示，滾擺由最高點釋放，旋轉(zhuǎn)著下降到最低點后又上升，每次上升的最大高度逐漸降低。下列說法正確的是（）A．下降過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能B．下降時減少的重力勢能等于增加的動能C．上升時減少的動能等于增加的重力勢能D．上升的最大高度逐漸降低說明機械能不守恒16．如圖所示為甲、乙兩個小球向右運動過程的頻閃照片。它表示兩小球在相等的時間間隔所處的位置，則對甲、乙兩個小球的運動情況，判斷正確的是（

）A．小球甲做變速直線運動，小球乙做勻速直線運動B．小球甲受平衡力的作用，小球乙受非平衡力的作用C．小球甲做功的功率一定比小球乙做功的功率大D．小球甲的動能比小球乙的動能小17．如圖所示，粗糙程度相同的斜面與水平面在a點相連，彈簧左端固定在豎直墻壁上，彈簧處于自由狀態(tài)時右端在b點，小物塊從斜面的c點由靜止自由滑下，與彈簧碰撞后又返回到斜面上，最高到達d點。下列說法錯誤的是（

）A．彈簧被壓縮到最短時，彈性勢能最大B.小物塊從c向a運動的過程中，重力勢能減小C.小物塊從b向a運動的過程中，動能減小D.小物塊在整個運動過程中，機械能總量不變18．如圖所示，abcd為一光滑的金屬導軌，金屬小球從導軌的a處自由滑下，依次經(jīng)過b、c、d三處，關于小球的整個運動過程，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)點的機械能小于b點的機械能B．a(chǎn)點勢能最大，b點動能最大，c點機械能最大C．由b到c的過程中，動能減少，勢能增大，機械能不變D．到達d處后，小球的動能為零，剛好靜止19．如圖所示，用10N的水平拉力F拉著物體A沿水平方向以的速度勻速運動了50cm，不計空氣阻力，則下列判斷正確的是（）①物體A不受摩擦力②物體A受到摩擦力的大小是10N③力F對物體A做了1J的功④力F對物體A做功的功率是1WA．只有①③B．只有②④C．只有②③ D．只有①④20．如圖，木塊沿斜面下滑，滑過A、B點，經(jīng)過BC，從C點滑出下落至D點。A和B，C和D之間的垂直距離均為h，若空氣阻力忽略不計，則對木塊在運動過程中能量變化的分析，其中正確的是（）A．D點與A點相比，動能增加，勢能減少，機械能一定不變B．A點到C點減少的重力勢能大于C點到D點減少的重力勢能C．B點的動能可能等于A點的動能，但一定大于C點的動能D．C點的動能可能等于B點的動能，但一定小于D點的動能21．如圖所示的下列幾個情景中，說法正確的是（）A．甲中，橡皮繞手做勻速圓周運動的過程中，繩子的彈力對橡皮做了功B．乙中，小紅用力搬石塊，但沒有搬動，小紅對石塊做了功C．丙中，小楓拉著小車勻速向前運動時，小楓對小車的拉力做了功D．丁中，小紅穿著旱冰鞋推墻，在小紅離開墻壁后退的過程中，墻壁對小紅做了功22．如圖所示，水平木板上有甲、乙兩個木塊，甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量。兩木塊下表面的粗糙程度相同。甲、乙分別在水平拉力F1和F2的作用下，以相同速度勻速直線運動了相同時間，下列說法中（）①F1大于F2②F2比F1的功率大③F1比F2做功多④甲的重力做功較多A．只有①③正確B．只有②③正確C．只有①④正確 D．只有②④正確23．如圖所示，斜面高為1m，長為4m，用沿斜面向上大小為75N的拉力F，將重為200N的木箱由斜面底端勻速緩慢拉到頂端，下列關于做功的判斷正確的是（）A．木箱受到的重力做功的大小為800JB．拉力F對木箱做功的大小為300JC．木箱受到的合力做功的大小為125JD．木箱受到斜面的支持力做功的大小為200J24．如圖所示，光滑水平桌面上的彈性小球被彈出后，經(jīng)過A點和B點后落到地面，又被多次彈起，圖中虛線為小球的運動軌跡。下列有關小球的運動，描述正確的是（）A．小球從A點運動到B點的過程中機械能不斷減少B．小球反彈經(jīng)過D點時動能為零C．若將彈性小球表面涂黑，則會在C、F兩點留下等大的黑色圓斑D．小球經(jīng)過E點的機械能大于經(jīng)過G點的機械能25．低空跳傘是一種極限運動。一名跳傘運動員背著傘包從某高層建筑頂層跳下，且一直沿豎直方向下落，整個運動過程的圖像如圖所示，末時打開了降落傘。下列說法正確的是（）A．前內(nèi)，運動員減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能B．10~15s，運動員和降落傘受到的空氣阻力大于其總重力C．15~30s，運動員和降落傘的動能增大D．10~30s，運動員和降落傘的機械能總量保持不變26．如圖所示是一位勇敢的“蹦極”愛好者縱身跳下時的情景，a點是彈性繩自然下垂時繩下端的位置，b點是蹦極者速度最大的位置，c點是蹦極者下降的最低點（不計空氣阻力），則下列說法正確的是（）A．蹦極者在a點的動能最大B．從a點到b點，蹦極者的重力勢能轉(zhuǎn)化為繩的彈性勢能和蹦極者的動能C．在c點時，蹦極者的動能和重力勢能為零，繩的彈性勢能最大D．從a點到c點的過程中，整個系統(tǒng)的機械能增大27．2022年4月中旬，“神舟十三號”3名航天員圓滿完成各項任務后，順利返回地面。在返回艙進入大氣層時要通過一段黑障區(qū)，這段時間飛船被燒成一個大火球（如圖所示），而船內(nèi)的三名航天員和設備卻安然無恙。下列說法中正確的（）A．飛船“燃燒”是通過熱傳遞的方式增加了內(nèi)能B．飛船通過黑障區(qū)時克服摩擦做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．飛船通過黑障區(qū)過程中，重力勢能減小，機械能不變D．飛船通過黑障區(qū)過程是慣性造成的，所以飛船重力不做功28．如圖，同一物體分別由靜止開始沿三個光滑斜面從A點滑下。在到達斜面底部時的動能大小為（

）A．B處動能大 B．C處動能大C．D處動能大 D．B、C、D處動能一樣大二、填空題29．俯臥撐是一項常見的體育健身活動，如圖所示是同學們在鍛煉課上做俯臥撐時的示意圖，若該同學的質(zhì)量為60kg，小明的身體可視為杠桿，為重心，OA=1m，AB=0.5m，則腳尖O點對地面的壓力為________N，若該同學在30s的時間內(nèi)做了20個俯臥撐，每個俯臥撐重心上升20c