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宇轩图书专题18机械能和功宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练考点一机械能1．物体由于运动而具有的能量叫做动能。物体的动能与质量和速度有关。质量相同，速度越大，动能越大；速度相同，质量越大，动能越大。2．物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。重力势能的大小与质量和高度有关，质量相同，高度越大，重力势能越大；高度相同，质量越大，重力势能越大。宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练3．物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能，物体的弹性形变越大，弹性势能越大。4．重力势能和弹性势能统称为势能。5．机械能及其转化：动能和势能统称为机械能，动能和势能可以相互转化，如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量不变，或者说机械能守恒。宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练考点二功1．力学里所说的功包含两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过一段距离。注意：F和s必须“同一物体”“同一时间”“同一方向”。2．科学上规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积，公式：W＝Fs，单位：焦耳。宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练3．做功的实质就是能量转化的过程，通过做功的形式将一种能量转化为其他形式的能量。4．物体做了多少功，就有多少能量发生了转化，能与功的单位一样，都是焦耳。宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练考点三功率1．物体在单位时间里完成的功，叫做功率，它反映了物体做功的快慢，公式：P＝Wt，单位：瓦特。2．P＝Wt＝Fst＝Fv，由该公式可知，在功率P一定时，力F与速度v成反比。宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练例1(2014·杭州)用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练已知AC间的高度差为h，则从A位置到C位置铁球的重力做功为__________；在此过程中弹簧的弹性势能增加量为__________。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力__________(选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧所施加的弹力。(整个过程中不计能量损耗)宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练解析：从A位置到C位置铁球的重力做功W＝Gh，因为从A位置开始向下运动的过程中，重力势能转化为动能，动能又转化为弹性势能，整个过程中不计能量损耗根据机械能守恒定律可知：弹性势能增加量为E＝W＝Gh；铁球在B位置速度达到最大，此位置为平衡位置，由B到C的运动过程中弹力大于重力，故由B到C位置的过程中铁球所受的重力小于弹簧所施加的弹力。答案：GhGh小于宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练如图所示，物体G和固定于墙壁上的弹簧相连，物体与地面间的接触面是光滑的。开始时物体处于平衡位置B处，用力将其拉至C处，松手后，物体在A、C间往复运动，则物体G由A到B过程中，物体G的动能增大，弹簧的弹性势能减小，整个装置机械能的总量不变。(选填“增大”“减小”或“不变”)宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练例2(2014·安徽)攀岩是一项挑战自然，超越自我的惊险运动．一位攀岩者体重为520N，背着质量为8kg的背包，用时40min登上高为9m的峭壁．在此过程中攀岩者对背包做功J，他做功的平均功率是W。(g取10N/kg)宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练解析：本题考查功和功率的计算。背包受到的重力为：G＝mg＝8kg×10N/kg＝80N，对背包做功为：W＝Gh＝80N×9m＝720J；他做的总功为W总＝(G人＋G)h＝(520N＋80N)×9m＝5400J，他做功的平均功率为：P＝Wt＝5400J40×60s＝2.25W。答案：7202.25宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练小明将掉在地面上的科学书捡起来放在课桌上，他对课本所做功最接近于(C)A．0.02JB．0.2JC．2JD．20J宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练例3(2014·台州)利用如图装置进行“探究动能大小的影响因素”实验。用两根细绳将小球悬挂起来，拉起小球，当细绳与竖直方向成θ角后松手，小球撞击水平木板上的木块，记下木块移动的距离s。改变角度θ的大小，重复实验。宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练(1)利用如图两根细绳悬挂小球，而不用一根细绳，其好处是________________________________；(2)本实验探究的问题是物体的动能大小与__________的关系。(3)利用上述实验，同时还可以探究的问题是____________________________________。宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练解析：(1)若用一根细绳，小球的摆动方向会不稳定，利用如图两根细绳悬挂小球，形成三角形稳定结构的平面，便于控制小球的撞击方向，碰准木块；(2)实验中小球一定，小球摆动的角度不同，撞击木块时的速度不同，所以本实验探究的问题是物体的动能大小与速度的关系；(3)细绳与竖直方向成的θ角不同，则下落的高度不同，通过对木块做功的多少，可以判断小球重力势能的大小，所以该实验可以探究重力势能与高度的关系。宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练答案：(1)便于控制小球的撞击方向(或便于撞准木块等)(2)速度(3)物体重力势能大小与高度有什么关系(或重力势能大小与高度的关系)宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块会在水平面上滑行一段距离后停止。图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量分别为mA、mB(mA＜mB)。宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练(1)如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置．说明两小球在摆动过程中的速度大小与小球的质量无关。(2)如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，可得出结论：速度相同时，物体质量越大，动能越大。(3)如图乙、丙所示，是为了探究动能与速度的关系。宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练考点训练宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练一、选择题(每小题4分，共36分)1．(2014·菏泽)如图所示，光滑斜面AB＞AC，沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部，所需拉力分别为F1和F2，所做的功分别为WA和WB。则(A)A．F1＜F2，W1＝W2B．F1＜F2，W1＜W2C．F1＞F2，W1＞W2D．F1＞F2，W1＝W2宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练2．(2014·资阳)跳伞运动员在空中匀速下落的过程中(C)A．动能一定增大B．机械能一定不变C．重力势能一定减小D．机械能一定增加宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练3．(2014·泰州)对于如图所示滚摆运动的现象，下列解释中不正确的是()A．动能与势能可以相互转化B．下降时重力势能减小，动能增大宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练C．上升的最大高度逐次降低，说明能量不守恒D．有部分机械能转化为内能，但总能量不变解析：滚摆向上运动的过程中，由于高度升高，重力势能增加，同时速度减小，动能减小，即动能转化为重力势能，故A、B都正确；因重力势能和动能统称为机械能；上升高度逐渐降低，说明机械能转化为内能，机械能不守恒，但是总能量是守恒的，故C错误，D正确。答案:C宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练4．(2014·鄂州)如图所示，小球从斜面上某一高度由静止开始滑下，撞击静止于水平木板上的木块(不计空气阻力)，下列说法正确的是()宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练A．小球在斜面上下滑的过程中，如果以木板为参照物，小球是静止的B．若木板的表面光滑且足够长，最终木块的动能保持不变C．木块对木板的压力就是木块的重力D．小球从斜面上开始下滑到撞击木块后静止的过程中，小球的机械能先变大后变小答案:B宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练5．我们居住的城市高楼林立，如不小心发生高空坠物事件，则可能会给人们的生命财产造成损害，更不可有意为之。宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练日前，某小区的陈先生在早上下楼取车时发现车的后挡风玻璃被穿了一个孔，上面还插着一个可乐瓶，肇事的可乐瓶里大约还有15的可乐。对此，下列描述正确的是()A．可乐瓶从高空坠落，动能会转化为重力势能B．可乐瓶对挡风玻璃没有做功C．可乐瓶从高空坠落，重力势能会转化为动能D．可乐瓶砸在挡风玻璃的瞬间，具有很大的重力势能宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练解析：可乐瓶从高处下落，重力势能转化为动能，可乐瓶砸在挡风玻璃的瞬间，具有很大的动能，挡风玻璃被穿了一个孔这是可乐瓶对玻璃做功。故选C。答案:C宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练6．(2014·泰安)如图，用F＝20N的水平推力推着重为40N的物体沿水平方向做直线运动，若推力F对物体做了40J的功，则在这一过程中()A．重力做的功一定为40JB．物体一定受到20N的摩擦力宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练C．物体一定运动了2mD．物体一定运动了4m解析：物体在重力的方向没有移动距离，故重力做的功为0，A错误；用F＝20N的水平推力推着重为40N的物体沿水平方向做直线运动，没有说是匀速直线运动，故摩擦力不一定是20N，B错误；由W＝Fs可得，物体沿水平方向运动的距离s＝WF＝40J20N＝2m。故C正确，D错误。选C。答案:C宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练7．在水平地面上，用50N的水平拉力拉重为100N的小车，使小车沿水平方向前进了5m，这时拉力所做的功是(B)A．50JB．250JC．750JD．0解析：拉力做功W＝Fs＝50N×5m＝250J，故选B。宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练8．如图是一同学正在体育课中进行实心球投掷训练，投出的实心球在上升过程中()A．动能不变、重力势能增加B．重力势能不变、动能增加C．动能转化为重力势能D．重力势能转化为动能宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练解析：实心球在上升过程中，因为质量不变、速度减小，所以实心球的动能减小；因为质量不变、所处的高度增大，所以实心球的重力势能增大；在整个上升过程中动能转化为重力势能。可见A、B、D都错，C正确；故选C。答案:C宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练9．(2013·苏州)如图所示的四个实例中，机械能正在减小的是()宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练解析：蓄势待发的火箭，火箭质量不变，速度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，所以机械能不变，A选项错误；水平匀速飞行的飞机，飞机质量不变，速度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，所以机械能不变，B选项错误；匀速下降的热气球，气球质量不变，速度不变，动能不变，高度变小，重力势能变小，所以机械能变小，C选项正确；加速上升的飞艇，飞艇质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，所以机械能变大，D选项错误。故选C。答案:C宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练二、简答题(每空4分，共28分)10．(2014·兰州)如图所示，在毽子被踢出后竖直上升的过程中，它的动能减小，重力势能增大(选填“增大”“减小”或“不变”)。宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练11．2014年长沙体育中考，男生新设引体向上项目。如图是引体向上的示意图，小云同学在半分钟内做了12个规范的引体向上。已知小云的质量为60kg，每次引体向上他能将自身重心提高0.4m，则小云每做一次引体向上所做的功为240J，整个过程中的平均功率为96W。(g取10N/kg)宇轩图书考点知识梳理中考典例精析考点训练解析：本题考查功和功率的计算。小云做引体向上，是克服重力做功