功和機(jī)械能

趙曉燕

一、考情分析

從2016年各省市中考來看，對本部分知識的考查依然是重視基礎(chǔ)，強(qiáng)化對實(shí)驗(yàn)探究能力和計算能力的考查。本部分知識考查題目難度不是太大。常見考點(diǎn)有功和做功的兩個因素，功和功率的簡單計算，常常以選擇題的形式出現(xiàn)；機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移也是各省市的高頻考點(diǎn)，常常以選擇題、填空題或者實(shí)驗(yàn)探究題的形式出現(xiàn)；功、功率、壓強(qiáng)的計算也常常結(jié)合在一起考查。在各地中考試卷中分值為8分左右。

預(yù)測在2017年中考中，功和功率的簡單計算，機(jī)械能的實(shí)驗(yàn)探究，結(jié)合生活實(shí)際考查機(jī)械能的轉(zhuǎn)化為考查重點(diǎn)。尤其以結(jié)合新情景考查功和功率計算，分析機(jī)械能轉(zhuǎn)化為命題熱點(diǎn)。

二、考點(diǎn)演練

【基礎(chǔ)強(qiáng)化】

1.（2016·德陽）一臺功率為2kW的電動機(jī)，1min做的功為J；這些功可以將重力為2×104N的物體勻速豎直提升m。

2.（2016·欽州）在開展課外活動時，小李同學(xué)遙控一小型無人機(jī)勻速豎直上升，速度為2m/s，功率為30W，則無人機(jī)上升10s升力所做的功為J，無人機(jī)重為N。

3.（2016·銅仁）小龍背著質(zhì)量為25kg的實(shí)驗(yàn)器材從實(shí)驗(yàn)樓的一樓上到三樓，又沿走廊水平走了5m到實(shí)驗(yàn)室。每層樓高3m，小龍對實(shí)驗(yàn)器材做功J。若在搬運(yùn)實(shí)驗(yàn)器材的整個過程中小龍總共做功4500J，則小龍自身的體重是kg。（g=10N/kg）

4.（2016·哈爾濱）小紅背書包上樓，她在給書包作用力的同時，由于力的作用是，肩膀也受到書包給她的力，上樓過程中小紅的重力勢能（填“變大”“變小”或“不變”）。

5.（2016·蘭州）“弓開如滿月，箭去似流星”形容射箭運(yùn)動員拉弓放箭的情形，那么在這個過程中弓的能轉(zhuǎn)化為箭的能。

6.（2016·永州）隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市建筑物越建越高，“高空墜物傷人”事件時有發(fā)生.原因是物體所處的高度越高，物體所具有的重力勢能越（填“大”或“小”）。當(dāng)高處的物體墜落時，因重力勢能轉(zhuǎn)化為能，從而帶來安全隱患。

7.（2016·重慶）2016年4月24日定為首個中國航天日，是為了紀(jì)念我國首枚人造衛(wèi)星東方紅一號發(fā)射成功，衛(wèi)星加速升空的過程中重力勢能，動能（填“變大”“變小”或“不變”）。

8.（2016·北京）水平地面上的購物車在水平推力的作用下，沿推力的方向運(yùn)動一段距離，則下列判斷中正確的是（）

A.重力對購物車做了功

B.支持力對購物車做了功

C.推力對購物車做了功

D.沒有力對購物車做功

9.（2016·安徽）擲實(shí)心球是某市的中考體育加試項(xiàng)目之一。擲出去的實(shí)心球從a處出手后，在空中運(yùn)動的軌跡如圖1所示，球最終停在水平地面e點(diǎn)處（不計空氣阻力）。則實(shí)心球（）

圖1A.在a處重力勢能最小

B.在b處動能為零

C.在a、b、c三處的機(jī)械能相等

D.在d處動能為零

10.（2016·煙臺）圖2所示是跳水運(yùn)動員跳板跳水時的情景，跳板跳水運(yùn)動有起跳、騰空、落水幾個階段，若不計空氣阻力，從騰空到落水的過程中（）

圖2A.動能增加，機(jī)械能增加

B.重力勢能減小，機(jī)械能減少

C.動能先減小后增大，機(jī)械能不變

D.重力勢能先減少后增大，機(jī)械能不變

11.（2016·成都）火箭加速升空過程中，對于火箭搭載的衛(wèi)星，下列敘述正確的是（）

A.衛(wèi)星的機(jī)械能總量不變

B.衛(wèi)星的機(jī)械能總量增加

C.衛(wèi)星的動能增加，重力勢能不變

D.衛(wèi)星的動能不變，重力勢能增加

圖312.（2016·溫州）將一支內(nèi)有彈簧的圓珠筆向下按壓（如圖3），放手后筆會向上彈起一定高度。下列關(guān)于該過程中能量變化的敘述，其中正確的是（）

A.向下按筆的過程中，彈簧的彈性勢能減小

B.向下按筆的過程中，筆的重力勢能增大

C.筆向上彈起的過程中，筆的重力勢能增大

D.筆向上彈起的過程中，彈簧的彈性勢能增大

圖413.（2016·廣元）我國在太空航天領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平，如圖4所示，是我國近期發(fā)射的一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，它沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行，離地球最近的一點(diǎn)叫近地點(diǎn)，最遠(yuǎn)的一點(diǎn)叫遠(yuǎn)地點(diǎn)，在大氣層外運(yùn)行，不受空氣阻力。關(guān)于此人造衛(wèi)星的運(yùn)行下列說法正確的是（）

A.衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行到近地點(diǎn)，勢能減小，動能增大，速度增大

B.衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行到近地點(diǎn)，勢能減小，動能減小，速度減小

C.衛(wèi)星從近地點(diǎn)運(yùn)行到遠(yuǎn)地點(diǎn)，勢能增大，動能增大，速度增大

D.衛(wèi)星從近地點(diǎn)運(yùn)行到遠(yuǎn)地點(diǎn)，勢能增大，動能增大，速度減小

圖514.（2016·濰坊）為了探究“彈簧的彈性勢能跟哪些因素有關(guān)”，小明同學(xué)設(shè)計了如圖5所示的裝置，并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

①將彈簧放在水平面上，一端固定。

②在彈性限度內(nèi)，用物塊（物塊與彈簧不連結(jié)）將彈簧壓縮，測量并記錄彈簧的形變量ΔL。

③由靜止釋放物塊，測量并記錄物塊在水平面上滑行的距離s。

④多次改變彈簧的形變量，重量步驟②③。

⑤分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論。

請回答以下問題：

（1）本實(shí)驗(yàn)中，探究了彈簧彈性勢能大小跟的關(guān)系。

（2）本實(shí)驗(yàn)中，彈簧彈性勢能大小是通過來間接反映的。

（3）本實(shí)驗(yàn)中，從物塊離開彈簧到靜止，物塊將能轉(zhuǎn)化為能。

15.（2016·黔西南）如圖6所示，將一根細(xì)線上端固定，下端系上一小鐵球，該裝置便是“單擺”。

（1）如圖6甲、乙所示，將質(zhì)量為m1、m2的小球分別移動到與豎直方向成θ1角時放手，m2>m1，兩個小球運(yùn)動到B點(diǎn)時速度相同，此時撞擊放在水平面上的同一木塊，木塊被撞后在水平方向移動的距離如圖6所示。則單擺的運(yùn)動速度與小球的無關(guān)，由甲、乙兩圖可知，物體的質(zhì)量越大，越大。

（2）如圖6丙所示，將質(zhì)量為m2的小球移動到與豎直方向成θ2角時放手，∠θ2>∠θ1，小球運(yùn)動到B點(diǎn)時撞擊同一木塊，比較兩圖可知，物體的速度越快，動能越大。

圖616.（2016·樂山）物體由于而具有的能，叫做動能。在“探究物體的動能與那些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，小明提出如下猜想：

A.物體的動能可能與物體的質(zhì)量有關(guān)；

B.物體的動能可能與物體的速度有關(guān)。

圖7設(shè)計以下探究實(shí)驗(yàn)：讓質(zhì)量為m的小球從高為h的斜槽上滾下，在水平面上運(yùn)動。運(yùn)動的小球碰上水平面上靜止的木塊后，能將木塊撞出一段距離s.實(shí)驗(yàn)過程如圖7甲、乙、丙所示。圖中m1

（1）通過觀察比較就可以反映小球動能的大小，這里用到的物理學(xué)研究問題的方法是（填“放大”“控制變量”或“轉(zhuǎn)換”）法。

（2）通過比較甲、乙，可初步驗(yàn)證（填猜想序號）是正確的；

（3）通過比較兩次實(shí)驗(yàn)，初步驗(yàn)證猜想A是正確的。

（4）實(shí)驗(yàn)表明：質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動的速度越大，它的動能越；運(yùn)動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能也越。

圖817.（2016·永州）2016年6月5日，在第15屆香格里拉對話會上，中國軍方代表孫建國發(fā)出強(qiáng)有力的聲音：中國有能力維護(hù)南海和平。如圖8所示，被譽(yù)為“中華神盾”的防空導(dǎo)彈驅(qū)逐艦是我國海軍的中堅(jiān)力最，它滿載時總重力為6.0×107N.在某次演習(xí)中，驅(qū)逐艦滿載時以36km/h的速度勻速直線航行了30min，航行過程中受到的阻力是總重力的0.01倍.求驅(qū)逐艦勻速直線航行過程中：

（1）路程是多大？

（2）牽引力是多大？

（3）克服阻力做了多少功？

18.（2016·漳州）近年來，智能機(jī)器人進(jìn)入百家姓。如圖9所示，質(zhì)量為4kg的清潔機(jī)器人某次工作時，在4s內(nèi)沿水平直線運(yùn)動了2m，此過程機(jī)器人所提供的牽引力為50N，求：

圖9（1）機(jī)器人所受的重力；

（2）牽引力所做的功；

（3）牽引力的功率。

【綜合應(yīng)用】

1.（2016·十堰）一輛汽車以20m/s的速度在水平路面上沿直線勻速行駛5分鐘，汽車的質(zhì)量為1500kg，行駛時所受阻力為車重的0.2倍，則牽引力為N，此時汽車的功率為kW，重力做的功為J。（取g為10N/kg）

圖102.（2016·綿陽）如圖10所示，甲用90N的拉力，乙用50N的推力，在30s內(nèi)共同使一輛小車從一個傾角為30°長為60m的斜坡底端勻速運(yùn)動到頂端。甲乙二人對小車做功J，甲對小車做功的功率為W。

圖113.（2016·襄陽）王波同學(xué)幫父母搬家，現(xiàn)有30捆書籍。每捆書籍的質(zhì)量都為5kg。王波想盡快將它們搬上10m高處的新家。圖11是王波可以提供的用于搬運(yùn)物體的功率與被搬運(yùn)物體質(zhì)量之間的關(guān)系圖象。由圖可知，為了盡可能快地將這批書籍搬上新家，他每次應(yīng)搬捆。若每次下樓時間是上樓時間的一半，則他最快完成搬運(yùn)任務(wù)并返回原地，所用的總時間為s（g=10N/kg）。

圖124.（2016·菏澤）組合機(jī)械的斜面長4m，高2m，將重為100N的物體從斜面的底端勻速拉到頂端，如圖12所示，需用的拉力為40N，需要的時間是5s。那么，將物體從底部拉到頂部所做的有用功是J，拉力做的總功的功率是W。

圖135.（2016·鎮(zhèn)江）在探究動能大小與質(zhì)量關(guān)系的兩次實(shí)驗(yàn)中，小球從同一高度由靜止開始釋放時的場景如圖13所示，木板固定在水平面上，該實(shí)驗(yàn)是通過比較木塊在木板上滑行的來比較小球動能大小的，圖中錯誤的操作是。改正后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)木塊會從木板右側(cè)滑出，則可以通過（填“增大”或“減小”）木塊的質(zhì)量來加以改進(jìn)。

圖146.（2016·杭州）如圖14所示，一個靜止小球從A點(diǎn)沿粗糙程度相同的軌道下滑，經(jīng)B點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)，從A點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)的過程中，小球的動能，小球的重力勢能，小球的機(jī)械能。（選填序號）①保持不變；②一直減??；③先增大后減小；④一直增大；⑤先減小后增大

圖157.（2016·杭州）如圖15所示，在臺球比賽中，選手推動球桿撞擊白球，白球發(fā)生運(yùn)動后碰撞其他球，以下說法正確的是（）

A.在水平桌面滾動的球受到了重力，重力對它做了功

B.手推動球桿前進(jìn)時，手對球桿做了功

C.桌面對球的支持力做了功

D.白球撞擊黑球后沒有靜止，是因?yàn)槿说氖诌€在對白球做功

8.（2016·連云港）下列有關(guān)功的說法正確的是（）

A.足球在水平地面上滾動時重力對足球沒有做功

B.吊車吊著重物使其沿水平方向勻速移動過程中，吊車對重物做了功

C.運(yùn)動員舉著杠鈴在空中停留的時間內(nèi)對杠鈴要做很大的功

D.用相同的力將質(zhì)量不同的兩個物體沿力的方向移動相同的距離所做的功不同

9.（2016·巴中）如圖16所示，用大小相等的拉力F，分別沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移動的距離sAB=sCD，比較兩種情況下拉力F所做的功及其功率（）

圖16A.AB段做功較多

B.CD段做功較多

C.AB段與CD段做的功一樣多

D.AB段的功率比CD段的功率大

圖1710.（2016·北京）一個小球從A點(diǎn)由靜止開始下落，速度越來越大，相繼經(jīng)過B、C兩點(diǎn)，如圖17所示。若A、B兩點(diǎn)間的距離等于B、C兩點(diǎn)間的距離，則下列說法中正確的是（）

A.小球在下落過程中動能不變

B.小球在C點(diǎn)的重力勢能小于在B點(diǎn)的重力勢能

C.小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功

D.小球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率

11.（2016·大連）一個小石塊從空中的某一高度，由靜止開始豎直下落，若不計空氣阻力，從小石塊開始下落，到剛落到地面的過程中，小石塊的重力勢能Ep隨著時間的變化圖象可能是圖18中的（）

圖18圖1912.（2016·瀘州）如圖19所示，將一小鋼球從a點(diǎn)豎直向上拋出（不計空氣阻力），經(jīng)過b點(diǎn)到達(dá)最高點(diǎn)c時速度為零，圖中hab=hbc，下列判斷正確的是（）

A.小鋼球在ac段重力勢能的增加量與動能的減小量相等

B.小鋼球運(yùn)動到最高點(diǎn)c時所受的合力為零

C.小鋼球在ab段克服重力做功小于在bc段克服重力做功

D.就a、b、c三點(diǎn)而言，小鋼球在a點(diǎn)具有的機(jī)械能最大

13.（2016·安順）如圖20所示，光滑軌道MNP固定在豎直平面內(nèi)，NP段水平。一小球從M點(diǎn)由靜止釋放運(yùn)動到P點(diǎn)的過程中，動能、勢能的變化情況是（）

圖20A.M到N的過程，勢能不變

B.M到N的過程，動能減小

C.N到P的過程，勢能增大

D.N到P的過程，動能不變

圖2114.（2016·咸寧）如圖21所示，小球由靜止開始沿著粗糙的路面從a點(diǎn)向d點(diǎn)自由運(yùn)動，其中b和d兩點(diǎn)在同一水平高度，則下列說法中錯誤的是（）

A.小球從a到c加速下滑，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能

B.小球從c到d減速上坡，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能

C.小球在b和d時重力勢能和動能都相等

D.小球從a到d的過程中部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

15.（2016·濟(jì)寧）小希用如圖22所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究影響物體動能大小的因素。

圖22圖23一些物體的功能行走的牛約60J跑百米的運(yùn)動員約3×102J飛行的步槍子彈約5×108J（1）本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了物理研究方法中的轉(zhuǎn)換法：用來表示小球動能的大小。

（2）小希通過實(shí)驗(yàn)探究。發(fā)現(xiàn)質(zhì)量和速度都是影響動能大小的因素，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論后，又提出了新的問題：物體的質(zhì)量和速度對物體動能的影響一樣大嗎？小希查閱了相關(guān)資料，收集了一些物體的動能（如表所示），結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)分析表中數(shù)據(jù)，你認(rèn)為在“質(zhì)量”和“速度”這兩個因素中，對物體動能影響較大的是

。

（3）如圖23為某段道路的標(biāo)志牌，請結(jié)合所學(xué)知識解釋：

①對機(jī)動車限定最高行駛速度：

。

②對不同車型限定不一樣的最高行駛速度：。

（4）用如圖22中的使用裝置和器材探究阻力對物體運(yùn)動的影響，必須增加的器材是（）（請從以下三個選項(xiàng)中選擇）。

A.傾斜程度不同的斜面

B.粗糙程度不同的水平面

C.質(zhì)量不同的鋼球

16.（2016·桂林）小明在玩“水槍”玩具時，發(fā)現(xiàn)“水槍”水平放置，如果推動活塞的速度越快，水槍離地面的高度越高，水就會射得越遠(yuǎn)，據(jù)此，他提出了如下猜想：在空中水平拋出的物體，落地的水平距離與拋出的初速度及拋出點(diǎn)離地面的高度有關(guān)，為驗(yàn)證猜想，小明找來了如圖24所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

圖24（1）讓小球從斜槽上自由滾下，是為了使小球到達(dá)水平槽時具有一定的；小球從斜槽滾下，重力勢能（填“增大”“減小”或“不變”）

（2）保持不變，分別讓同一小球從斜槽上A、B、C位置由靜止自由滾下，分別測出小球落地的水平距離sA、sB、sC，發(fā)現(xiàn)sA>sB>sC。這表明：空中水平拋出的物體，落地的水平距離與有關(guān)。

（3）逐步降低拋出點(diǎn)離地面的高度，分別為h1、h2、h3，每次都讓同一小球從斜槽上A處由靜止自由滾下，分別測出小球落地的水平距離s1、s2、s3，發(fā)現(xiàn)s1>s2>s3。這表明：空中水平拋出的物體，落地的水平距離與有關(guān)。

（4）若在水平槽鋪上毛巾，使拋出點(diǎn)離地面的高度為h3，讓同一小球從斜槽上A處由靜止自由滾下，測出小球落地的水平距離為s4，根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，應(yīng)該有s4（填“>”“<”或“=”）s3。

17.（2016·安慶）某轎車的質(zhì)量是1.2t，車輪與地面的總接觸面積是0.08m2。則：

圖25（1）轎車設(shè)計成“流線型”是為了。

（2）它空載靜止時，對水平地面的壓強(qiáng)為多少？

（3）在平直的公路上測試轎車性能時，轎車由靜止開始運(yùn)動，若水平方向獲得的動力F隨運(yùn)動時間t的變化關(guān)系如圖25所示。t=20s后，轎車以30m/s的速度做勻速直線運(yùn)動。則在20～40s時間內(nèi)牽引力做的功為多少？轎車發(fā)動機(jī)的功率為多大？