专题05 动能势能机械能问题决战中考物理压轴题高频题高分值题解题技巧解析版Word格式.docx
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在一定的条件下,动能和弹性势能之间可以相互转化。
机械能守恒:
如果一个过程中,只有动能和势能相互转化,机械能的总和就保持不变,这个规律叫做机械能守恒。
(2017•广州)电梯匀速上升过程中,电梯的()。
A.动能保持不变B.机械能保持不变C.重力势能保持不变D.动能转化为重力势能
【考查角度】机械能转化与守恒。
【答案】A。
二、考点复习
1.动能:
物体由于运动而具有的能。
如图(4)所示,都具有动能。
行驶的汽车
飞翔的小鸟
空中的客机
自由下落的小球
图(4)运动的物体
影响动能的因素:
例如在空中飞行的飞机,不但有动能而且还具有其它形式的能量。
2重力势能:
(1)重力势能的大小与质量和高度有关。
(2)重力势能是“被举高”这个原因而产生的,一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”,被举高的物体具有重力势能,同时也具有其他形式能量。
例如在空中飞行的飞机,不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。
弹性势能:
物体由于发生弹性形变,而具有的能叫做弹性势能。
如图(3)所示,撑杆跳高时弯曲的杆、拉开的弓箭都具有弹性势能。
弹性势能的大小与弹性形变的程度有关;
形变程度越大,其弹性势能越大。
撑杆跳高
拉开的弓箭
图(3)物体的形变
3.机械能:
能与势能的相互转化:
(1)在一定的条件下,动能和重力势能之间可以相互转化。
如将一块小石块,从低处抛向高处,再从高下落的过程中,先是动能转化为重力势能,后又是重力势转化为动能。
(2)在一定的条件下,动能和弹性势能之间可以相互转化。
如跳水运动员,在起跳的过程中,压跳板是动能转化为弹性势能,跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。
(3)机械能守恒:
(4)水能和风能的利用:
自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。
利用水能发电,一定量的水,上、下水位差越大,水的重力势能越大,能发出的电就越多。
利用风能发电,在风力资源丰富的地区,可以同时安装几十台到几百台风力发电机,组成“风车田”联在一起供电。
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考点剖析☆聚焦高频
高频考点一:
动能、重力势能问题
【典例1】
(2017•扬州)扬州城区的高层建筑越来越多,但高空抛物却存在巨大的安全隐患,因为高处的物体具有较大的()。
A.弹性势能B.重力势能C.体积D.阻力
【考查角度】重力势能和动能的转化。
高频考点二:
机械能守恒问题
【典例2】
(2017•自贡)如图所示,一名运动员投掷铅球的过程示意图。
铅球在b点离手,c点是铅球运动的最高点,不计空气阻力;
在a到d的整个过程中,下列说法不正确的是( )。
A.只有在a到b的过程中,运动员对铅球做了功;
B.在b到d的过程中,铅球的机械能先增加后减少;
C.在c到d的过程中,铅球的重力势能减少;
D.在a到d的过程中,铅球的运动状态在不断的变化
【考查角度】做功的判断、机械能。
考点过关☆专项突破
类型一:
1.(2016·
【解析】A:
惯性的大小只与物体的质量有关,与运动的速度无关,故A错误。
B:
列车上坡时高度增大,所以重力势能增大,下坡时高度减小,所以重力势能减小,故B正确。
C:
列车进站时速度减小,所以动能减小,出站时速度增大,所以动能增大,故C错误。
D:
人必须站在安全线以外的区域候车,这是因为空气流速越大,压强越小,而不是空气流速越大,压强越大,故D错误。
2.(2017•扬州)扬州城区的高层建筑越来越多,但高空抛物却存在巨大的安全隐患,因为高处的物体具有较大的()。
【解析】物体的重力势能与物体的高度有关,物体的质量越大、高度越高,重力势能越大,所以高处的物体具有较大重力势能,故B正确为答案。
3.
(2017•龙东)(多选题)为了更好的推进习总书记提出的“一带一路”发展战略,我国计划发射十八颗通信卫星,为沿线国家提供服务。
下列关于人造卫星说法中,正确的是( )。
A.卫星运动到近地点时,动能最大,重力势能最小;
B.卫星运动到远地点时,动能最大,重力势能最小;
C.卫星由近地点向远地点运动,重力势能转化为动能;
D.卫星由远地点向近地点运动,重力势能转化为动能
【考查角度】动能和势能的大小变化、动能和势能的转化与守恒。
【答案】A、D。
4.(2017•绍兴)探究“水平抛出物体飞行的距离a与物体质量m、抛出高度H、抛出时的速度v的关系”时,设计并进行了如图甲实验。
实验一:
质量不同的A、B球在斜面同一高度处由静止滑下,下落到不同高度的地面。
实验二:
质量不同的A、B球在斜面不同高度处由静止滑下,下落到同一高度的地面。
实验得到表一、表二两组数据:
表一
mA=100克,mB=50克,h=0.2米
次数
球
桌面离地高度H/米
落地点与抛出点水平距离s/米
1
A
0.5
▲
2
1.0
0.74
3
1.5
0.90
4
B
0.53
5
6
0.91
表二
mA=100克,mB=50克,H=1.2米
0.1
0.59
0.2
0.81
0.3
0.99
0.58
1.00
(1)如图乙是A球从斜面高h=0.2米处下落时,测量球落地点与抛出点水平距离的示意图,该距离是米。
(2)实验一,球在斜面的同一高度静止释放,是为了保持小球离开桌面时的相同。
(3)根据实验数据,可得出的结论是。
【考查角度】影响动能大小的因素。
【答案】
(1)0.51~0.54;
(2)水平速度;
(3)水平抛出物体飞行的距离与抛出点的水平速度和抛出高度有关,与质量大小无关。
水平抛出速度越大、抛出高度越高,水平飞行距离越远。
5.(2017•岳阳)4月27日,我国的“天舟一号”飞船圆满完成飞行任务返回地球,飞船受空气阻力匀速下降过程中,它的()。
A.动能增加,势能减少,内能不变;
B.动能减少,势能不变,内能增加;
C.动能不变,势能增加,内能减少;
D.动能不变,势能减少,内能增加
【考查角度】机械能转化。
【答案】D。
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6.如图所示,人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行,下列说法正确的是()。
A.卫星在近地点时,动能最大,机械能最大;
B.卫星在远地点时,势能最大,机械能最大;
C.卫星从近地点向远地点运行时,动能逐渐减小,势能逐渐增大,机械能不变;
D.卫星从远地点向近地点运行时,动能逐渐减小,势能逐渐增大,机械能不变
【考查角度】动能和势能的大小变化。
【解析】卫星在近地点时,速度最大,动能最大,距离地球最近,势能最小,卫星在绕地球运动过程中,没有受到任何阻力作用,机械能守恒;
故A错误。
卫星在远地点时,速度最小,动能最小,距离地球最远,势能最大,卫星在绕地球运动过程中,没有受到任何阻力作用,机械能守恒;
故B错误。
卫星从近地点向远地点运行时,速度越来越小,动能逐渐减小,距离地球越来越远,势能逐渐增大,卫星在绕地球运动过程中,没有受到任何阻力作用,机械能守恒;
故C正确。
卫星从远地点向近地点运行时,速度越来越大,动能逐渐增大,距离地球越来越近,势能逐渐减小,卫星在绕地球运动过程中,没有受到任何阻力作用,机械能守恒;
故D错误。
【答案】C。
7.2017年4月20日19点41分在文昌航天发射场,长征七号重型运载火箭搭载天舟一号货运飞船发射升空。
该型号火箭以液氧煤油为燃料,在火箭加速上升过程中()。
A.液氧煤油燃烧放出的热量全部转化为火箭和天舟一号的机械能;
B.液氧煤油燃烧放出的热量全部转化为火箭和天舟一号的动能;
C.天舟一号的动能和重力时能都增大;
D.天舟一号的动能转化为重力势能
【考查角度】能量转化、机械能。
8.火箭加速升空过程中,对于火箭搭载的卫星来说,动能,重力势能,卫星的机械能是由火箭燃料的能转化而来的。
【考查角度】动能、势能的变化、能量的转化。
【解析】在火箭升空过程中,速度越来越大,高度越来越高,卫星的动能和势能都在增加,卫星机械能的增加是火箭燃料化学能转化而来。
【答案】增加、增加、化学。
9.在2016年8月8日巴西奥运会中,我国运动员吴敏霞与施廷懋在女子双人三米板跳水比赛中,勇夺金牌,她们在下落过程中,重力势能变 ,动能变 。
【解析】跳水运动员下落过程中,质量不变,高度减小,所以重力势能变小
;
同时其速度变大,所以动能变大。
【答案】小、大。
10.如图是人造地球卫星的轨道示意图.卫星在大气层外运行,不受空气阻力,只有动能和势能的转化,因此机械能守恒。
卫星在远地点时 能最大,从远地点向近地点运动时,它的势能减小、 能增大,速度也就增大。
【解析】卫星在远地点,距离地球最远,势能最大;
从远地点,质量不变,速度最大,动能最大,同时距离变近,质量势能减小。
【答案】重力势、动。
类型二:
1.(2017•黄冈)如图是水上乐园飞行表演,表演者双脚站在向下喷水的踏板上,水柱将人向上顶起,人在空中时而加速上升,时而急速翻滚,时而加速下降,还能在空中竖直悬停。
下列说法错误的是( )。
A.踏板向下喷水,人向上升起,利用了物体间力的作用是相互的原理;
B.加速上升过程中,人的重力势能增大,机械能不变;
C.人急速翻滚,说明力可以改变物体的运动状态;
D.人在空中竖直悬停时,人受到的重力和踏板对人的支持力是一对平衡力
【考查角度】力作用的相互性、力的作用效果、平衡力的辨别、动能和势能的大小变化。
2.(2017•广州)电梯匀速上升过程中,电梯的()。
A.动能保持不变;
B.机械能保持不变;
C.重力势能保持不变;
D.动能转化为重力势能
【考查角度】动能重力势能的影响因素、机械能。
【解析】动能与质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能与质量和高度有关,质量厚度越大,重力势能越大。
因为电梯匀速,因此动能不变;
又因为上升,所以重力势能增大,机械能是重力势能和动能之和。
因此机械能增大。
3.(2017•杭州)如图所示,木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中,木块的( )。
A.重力势能减小,动能增大;
B.重力势能减小,机械能减小;
C.动能不变,机械能不变;
D.重力势能不变,机械能减小
【解析】木块在匀速下滑的过程中,速度不变,动能不变;
高度减小,重力势能减小;
木块在下滑过程中,受到摩擦力的作用;
木块要克服摩擦力做功,机械能减少。
4.(2017•泰安)2017年5月5日,C919国产打飞机在上海浦东国际机场首飞成功,标志着中国从此成为世界上能够制造大飞机的少数国家之一;
当大飞机加速升空时,下列说法正确的是( )。
A.以大飞机内的驾驶员为参照物,大飞机是运动的;
B.大飞机的动能增大,机械能不变;
C.大飞机机翼上方空气的流速大于机翼下方空气的流速;
D.大飞机受到的重力大于升力
【考查角度】动能和势能的大小变化、参照物及其选择、流体压强与流速的关系。
5.“六•一”儿童节期间,小朋友在锦江山公园里荡秋千,当秋千从高处落下时,重力势能 (选填“变大”、“变小”或“不变”),不再用力推时,秋千最后会停下来,在此过程中机械能转化为 能。
【考查角度】动能和势能的转化与守恒、机械能和其他形式能的转化。
【解析】秋千在下降过程中质量不变,随高度的降低,重力势能变小;
不再用力推时,秋千最后会停下来,在此过程中机械能会克服摩擦与空气阻力,逐渐转化为内能。
【答案】变小、内。
6.(2017•昆明)用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放,若忽略空气阻力,那么小球在最高点的势能下降至最低点的动能;
实际上,小球在摆动过程中,会与空气摩擦产生热,摆幅逐渐减小,最终停下来,那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能小球在最高点所具有的势能。
(填“大于“、”等于“或”小于“)
【考查角度】动能和势能的转化、机械能守恒定律。
【答案】等于、等于。
7.如图所示,小球在A点由静止开始释放,向右侧摆动,B点是小球摆动的最低点,C点是小球摆动到右侧的最高点,且A、C两点到B点的竖直距离hA>hC。
在小球从B点摆动到C点的过程中,下列说法正确的是( )。
A.小球的运动状态保持不变;
B.小球的机械能总量逐渐减小;
C.绳的拉力对小球做了功;
D.小球的动能全部转化为重力势能
【考查角度】动能、重力势能及其转化、功、机械能守恒条件。
【解析】小球在摆动过程中,小球受到重力、绳子的拉力和空气阻力三个力的作用;
因为小球受到空气阻力的作用,故在小球整个摆动过程中,机械能不守恒。
解答:
小球在整个运动过程中,运动状态在改变,故A错;
机械能包括小球的动能和重力势能,因为受到空气阻力作用,小球的机械能总量逐渐减小,故B正确;
绳子的拉力和小球运动方向垂直,拉力不做功,故C错误;
小球运动过程中,动能有一部分转化为重力势能,有一部分克服空气阻力做功,故D错。
8.2015年12月20日,深圳市光明新区发生山体滑坡事故,损失惨重,对人民群众生命和财产造成重大损失。
事发时,废弃渣土堆填体从高处加速下滑,具有巨大的能量。
关于渣土堆填体,描述正确的是()。
A.渣土下滑时动能不变;
B.渣土下滑时重力势能变大;
C.渣土下滑时重力势能转化为动能;
D.渣土下滑时动能转化为重力势能
【考查角度】动能、势能及其转化。
【解析】渣土下滑时,速度增大,高度逐渐变小,故其动能增大,重力势能减小;
动能的增加是渣土重力势能的减小转化来的。
从以上给出的答案看,正确答案是C。
9.如图所示,让小球从A点静止释放时,小球从A点向C点摆动的过程中,以下说法不正确的是()。
A.球从A点摆到B点的过程中,动能逐渐变大;
B.球摆到C点时,只受到重力和拉力的作用;
C.若不计空气阻力,A点与C点的高度相同;
D.球摆到C点时,若绳断开,所有力消失,球将做匀速直线运动
【考查角度】动能、重力势能、机械能的相互转化。
10.如图所示是蹦极运动的简化示意图,弹性绳一端固定在O点,另一端系住运动员,运动员从O点自由下落,到A点处弹性绳自然伸直。
B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点,C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力),下列说法正确的是()。
A.从O点到C点运动员速度一直减小;
B.从O点到C点运动员的机械能一直在增大;
C.从O点到C点运动员的机械能一直在减小;
D.从O点到A点运动员的机械能不变
【考查角度】机械能守恒、动能和重力势能的转化。
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