第 二 節(jié) 機 械 能 考 點 圖 解 物 理考 點 機 械 能 及 其 轉(zhuǎn) 化 (10年8考) 考 點 圖 解 物 理 考 點 圖 解 物 理 考 點 圖 解 物 理 考 點 圖 解 物 理 考 點 圖 解 物 理 考 點 圖 解 物 理 考 點 圖 解 物 理 考 點 圖 解 物 理 1 2 3 41.(2015安徽中考,3,2分)右 圖 為 衛(wèi) 星 繞 地 球 遠(yuǎn) 行 的 軌 道 示 意 圖 。 衛(wèi)星 在 遠(yuǎn) 行 過 程 中 機 械 能 不 變 ,當(dāng) 衛(wèi) 星 運 行 到 近 地 點 時 ,其 動 能 最 (選 填 “大 ”或 “小 ”)。 答 案解 析解 析 關(guān) 閉衛(wèi) 星 在 繞 地 球 運 動 過 程 中 ,質(zhì) 量 不 變 ,衛(wèi) 星 在 近 地 點 時 ,高 度 最 低 ,速 度最 快 ,所 以 它 的 動 能 最 大 。 答 案解 析 關(guān) 閉大 5 1 2 3 42.(2016安徽中考,14,3分)擲 實 心 球 是 某 市 的 中 考 體 育 加 試 項 目 之 一 。擲 出 去 的 實 心 球 從 a處 出 手 后 ,在 空 中 運 動 的 軌 跡 如 圖 所 示 ,球 最 終停 在 水 平 地 面 e點 處 (不 計 空 氣 阻 力 )。 則 實 心 球 ( )A.在 a處 重 力 勢 能 最 小B.在 b處 動 能 為 零C.在 a、 b、 c三 處 機 械 能 相 等D.在 d處 動 能 為 零 答 案解 析解 析 關(guān) 閉由 于 不 計 空 氣 阻 力 ,出 手 后 的 實 心 球 在 落 地 前 機 械 能 都 是 守 恒 的 ,所 以在 a、 b、 c三 點 機 械 能 相 等 。 由 于 a點 不 是 在 最 低 處 ,所 以 重 力 勢 能 不是 最 小 的 ,實 心 球 到 達(dá) 最 高 點 b時 ,由 于 在 水 平 方 向 上 還 是 運 動 的 ,所 以動 能 不 為 零 ;實 心 球 到 地 面 d處 后 還 能 運 動 到 e點 ,說 明 d點 處 時 ,實 心 球的 動 能 不 為 零 。 答 案解 析 關(guān) 閉C 5 1 2 3 43.(2014安徽中考,15,3分)如 圖 所 示 ,在 光 滑 的 水 平 臺 面 上 ,一 輕 彈 簧左 端 固 定 ,右 端 連 接 一 金 屬 小 球 ,O點 是 彈 簧 保 持 原 長 時 小 球 的 位 置 。開 始 時 通 過 小 球 壓 縮 彈 簧 到 A位 置 (已 知 AO=OB),釋 放 小 球 ,研 究 小球 在 水 平 方 向 上 的 受 力 和 運 動 情 況 ,則 ( )A.小 球 從 A運 動 到 O的 過 程 中 所 受 彈 力 方 向 向 右 ,速 度 不 斷 增 大B.小 球 從 O運 動 到 B的 過 程 中 所 受 彈 力 方 向 向 右 ,速 度 不 斷 減 小C.小 球 運 動 到 B點 時 將 停 止 運 動 并 保 持 靜 止D.小 球 在 運 動 過 程 中 所 受 彈 力 的 方 向 保 持 不 變 答 案解 析解 析 關(guān) 閉小 球 從 A運 動 到 O的 過 程 中 ,彈 簧 恢 復(fù) 原 狀 ,將 彈 性 勢 能 轉(zhuǎn) 化 為 動 能 ,此時 小 球 所 受 彈 力 方 向 向 右 、 速 度 不 斷 增 大 ,故 A正 確 ;小 球 從 O運 動 到 B的 過 程 中 ,彈 簧 被 拉 開 ,球 的 動 能 轉(zhuǎn) 化 為 彈 簧 的 彈 性 勢 能 ,此 時 小 球 所 受彈 力 方 向 向 左 、 速 度 不 斷 減 小 ,故 B錯 誤 ;小 球 運 動 到 B點 時 ,由 于 慣 性還 會 向 前 運 動 ,直 到 速 度 為 零 ,因 此 不 會 停 止 運 動 并 保 持 靜 止 ,故 C錯 誤 ;小 球 在 運 動 過 程 中 所 受 彈 力 的 方 向 先 向 右 后 向 左 ,是 變 化 的 ,故 D錯 誤 。答 案解 析 關(guān) 閉A 5 1 2 3 4 54.(2018安徽中考,18,8分)如 圖 為 探 究 物 體 (鋼 球 )動 能 大 小 跟 哪 些 因素 有 關(guān) 的 實 驗 裝 置 。(1)實 驗 原 理 : 鋼 球 從 平 滑 斜 面 上 由 靜 止 開 始 向 下 運 動 ,到 達(dá) 斜 面 底 端 時 的 速 度只 與 鋼 球 起 點 位 置 的 高 度 有 關(guān) 。 起 點 位 置 越 高 ,該 速 度 越 。 鋼 球 從 平 滑 斜 面 上 由 靜 止 開 始 向 下 運 動 ,在 水 平 木 板 上 撞 擊 木 塊 ,木 塊 運 動 的 距 離 越 長 ,運 動 鋼 球 所 具 有 的 動 能 越 。 (2)實 驗 現(xiàn) 象 : 同 一 鋼 球 從 斜 面 上 不 同 高 度 處 由 靜 止 向 下 運 動 。 在 水 平 木 板 上撞 擊 木 塊 ,鋼 球 開 始 向 下 運 動 的 起 點 位 置 越 ,木 塊 運 動的 距 離 越 長 。 同 一 高 度 由 靜 止 向 下 運 動 ,在 水 平 木 板 上 撞 擊 木 塊 ,鋼 球 的 質(zhì) 量 越 ,木 塊 運 動 的 距 離 越 長 。 答 案解 析解 析 關(guān) 閉(1) 鋼 球 從 平 滑 斜 面 上 由 靜 止 開 始 向 下 運 動 ,重 力 勢 能 轉(zhuǎn) 化 為 動 能 ,起點 位 置 越 高 ,重 力 勢 能 越 大 ,到 達(dá) 斜 面 底 端 時 的 動 能 越 大 ,速 度 越 大 ;實 驗 中 是 通 過 鋼 球 撞 擊 木 塊 移 動 的 距 離 來 觀 察 鋼 球 動 能 大 小 的 ,利 用了 轉(zhuǎn) 換 法 ;被 撞 木 塊 的 運 動 距 離 越 長 ,說 明 鋼 球 對 被 撞 物 體 所 做 的 功 就越 多 ,鋼 球 原 來 所 具 有 的 動 能 就 越 大 ;(2) 質(zhì) 量 一 定 的 鋼 球 開 始 向 下 運動 的 起 點 位 置 越 高 ,到 達(dá) 水 平 面 時 的 速 度 越 大 ,因 此 動 能 越 大 ,對 木 塊 做功 越 多 ,木 塊 移 動 的 距 離 越 長 ; 不 同 質(zhì) 量 的 鋼 球 從 同 一 高 度 由 靜 止 向下 運 動 ,到 達(dá) 水 平 面 時 的 速 度 一 定 ,質(zhì) 量 越 大 ,所 具 有 的 動 能 越 大 ,對 木塊 做 功 越 多 ,木 塊 移 動 的 距 離 越 長 。 答 案解 析 關(guān) 閉(1) 大 大 (2) 高 大 1 2 3 45.(2017安徽中考,21,6分)已 知 物 體 的 重 力 勢 能 表 達(dá) 式 為 Ep=mgh,動 能表 達(dá) 式 為 Ek= mv2,其 中 m為 物 體 的 質(zhì) 量 ,h為 物 體 距 離 水 平 地 面 的高 度 ,v為 物 體 的 運 動 速 度 ,g為 常 量 ,取 10N/kg。 如 圖 所 示 ,將 一 質(zhì) 量為 0.4kg的 物 體 從 距 離 地 面 1.5m 的 高 度 沿 水 平 方 向 以 2m /s的 速 度拋 出 。 不 計 空 氣 阻 力 ,物 體 從 被 拋 出 到 落 地 的 瞬 間 ,整 個 過 程 中 機械 能 守 恒 。 求 :(1)物 體 被 拋 出 時 的 重 力 勢 能 E p和 動 能 Ek1;(2)物 體 從 被 拋 出 至 落 地 的 過 程 中 ,其 重 力 所 做 的 功 W;(3)物 體 落 地 前 瞬 間 的 動 能 Ek2。 答 案解 析解 析 關(guān) 閉答 案解 析 關(guān) 閉 5 考 法 1 考 法 2考 法 1動 能 和 勢 能 的 大 小 比 較例 1(2018四川內(nèi)江中考)如 圖 所 示 ,貨 架 上 放 著 A、 B、 C、 D四 個 體積 相 同 的 實 心 球 ,其 中 A和 B為 鉛 球 ,C和 D為 鐵 球 ,那 么 A和 B兩 球 相比 較 , 球 的 重 力 勢 能 大 ;B和 C兩 球 相 比 較 ,做 功 本 領(lǐng) 更 大 的 是 球 。 ( 鉛 鐵 ) 答 案解 析解 析 關(guān) 閉由 于 四 個 實 心 球 的 體 積 相 同 ,A和 B為 鉛 球 ,C和 D為 鐵 球 ,鉛 鐵 ,由m=V可 知 ,A、 B兩 球 的 質(zhì) 量 大 于 C、 D兩 球 的 質(zhì) 量 。 A與 B相 比 ,質(zhì) 量相 同 ,但 A的 高 度 更 高 ,所 以 A球 的 重 力 勢 能 大 ;B與 C相 比 ,高 度 相 同 ,B的質(zhì) 量 更 大 ,所 以 B球 的 重 力 勢 能 大 ,故 B球 的 做 功 本 領(lǐng) 更 大 。 答 案解 析 關(guān) 閉A B 考 法 1 考 法 2方 法 歸 納 動 能 、 勢 能 和 動 量 的 比 較動能、勢能和動量都是高中學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容,中考時會有與之銜接的內(nèi)容。動能:物體由于運動而具有的能量,其大小等于物體的質(zhì)量與速度平方乘積的一半,即Ek= mv2。勢能:物體由于被舉高而具有的能量,其大小等于物體的重力與高度的乘積,即E p=Gh=mgh。動量:表示物體在它運動方向上保持運動的趨勢,其大小等于物體的質(zhì)量與速度的乘積,即p=mv。 考 法 1 考 法 2對 應(yīng) 練 1(2018安徽宣城模擬)兩 個 相 同 的 籃 球 ,表 面 潮 濕 ,從 不 同 高 度 自由 落 至 同 一 地 面 ,留 下 的 印 跡 如 圖 所 示 。 關(guān) 于 初 始 時 籃 球 的 重 力 勢能 ,下 列 說 法 正 確 的 是 ( )A.兩 個 一 樣 大 B.落 在 甲 處 的 大C.落 在 乙 處 的 大 D.無 法 比 較 大 小 答 案解 析解 析 關(guān) 閉 籃 球 從 靜 止 開 始 下 落 ,是 由 重 力 勢 能 轉(zhuǎn) 化 為 動 能 ;到 達(dá) 地 面 后 ,籃 球 撞擊 地 面 ,是 由 動 能 轉(zhuǎn) 化 為 彈 性 勢 能 ;根 據(jù) 籃 球 留 下 的 印 跡 可 知 ,甲 處 的 印跡 大 ,說 明 籃 球 落 在 甲 處 時 具 有 的 彈 性 勢 能 大 ,所 以 其 開 始 下 落 時 具 有的 重 力 勢 能 就 大 。 答 案解 析 關(guān) 閉B 考 法 1 考 法 2對 應(yīng) 練 2(2018安徽潁上縣模擬)為 了 美 化 環(huán) 境 ,提 高 城 市 品 位 ,環(huán) 衛(wèi) 工 人在 不 辭 辛 苦 地 工 作 ,如 圖 是 春 節(jié) 期 間 某 灑 水 車 正 在 105國 道 勻 速 行駛 工 作 的 畫 面 ,則 下 列 說 法 正 確 的 是 ( )A.動 能 不 變 ,機 械 能 增 大 B.動 能 減 小 ,機 械 能 不 變C.動 能 增 大 ,機 械 能 增 大 D.動 能 減 小 ,機 械 能 減 小 答 案解 析解 析 關(guān) 閉灑 水 車 在 不 斷 的 灑 水 工 作 中 ,質(zhì) 量 減 小 ,因 勻 速 行 駛 ,所 以 速 度 不 變 ,則動 能 減 小 。 又 在 水 平 街 道 上 ,所 以 灑 水 車 的 機 械 能 減 小 。 答 案解 析 關(guān) 閉D 考 法 1 考 法 2考 法 2機 械 能 之 間 的 相 互 轉(zhuǎn) 化例 2(2018云南中考)如 圖 所 示 ,光 滑 斜 面 PM與 水 平 面 MN平 滑 連接 ,彈 簧 左 端 固 定 。 小 物 塊 在 斜 面 上 從 P點 由 靜 止 滑 向 M點 的 過 程中 ,機 械 能 ;小 物 塊 壓 縮 彈 簧 的 過 程 中 ,彈 簧 的 彈 性 勢 能 (均 選 填 “變 大 ”“變 小 ”或 “不 變 ”)。 答 案解 析解 析 關(guān) 閉小 物 塊 從 P向 M運 動 過 程 中 ,斜 面 光 滑 ,只 有 重 力 勢 能 與 動 能 的 轉(zhuǎn) 化 ,機械 能 守 恒 ,故 機 械 能 不 變 ;彈 簧 被 壓 縮 過 程 中 ,小 球 的 機 械 能 轉(zhuǎn) 化 為 彈 簧的 彈 性 勢 能 ,所 以 彈 簧 的 彈 性 勢 能 變 大 。 答 案解 析 關(guān) 閉不 變 變 大 考 法 1 考 法 2方 法 歸 納 (1)判斷能量之間的轉(zhuǎn)化,關(guān)鍵是分析物體的質(zhì)量、速度、高度或形變程度如何變化,具體如下。一般,減小的某種形式的能轉(zhuǎn)化為增加的另一種形式的能。(2)有其他形式能參與時,機械能不守恒,如火箭發(fā)射時,高溫高壓燃?xì)庾龉?內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,使機械能增大;汽車勻速下坡,重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,動能不變,機械能變小。 考 法 1 考 法 2對 應(yīng) 練 3(2018內(nèi)蒙古赤峰中考)如 圖 所 示 是 蹦 床 運 動 ,當(dāng) 運 動 員 從 高 處 下落 過 程 中 能 轉(zhuǎn) 化 為 動 能 ,運 動 員 與 蹦 床 面 接 觸 的 瞬 間 能 最 大 ;與 蹦 床 接 觸 后 ,床 面 發(fā) 生 彈 性 形變 ,運 動 員 的 動 能 轉(zhuǎn) 化 為 蹦 床 的 勢 能 。 答 案解 析解 析 關(guān) 閉當(dāng) 運 動 員 從 高 處 下 落 過 程 中 ,質(zhì) 量 不 變 、 速 度 增 大 ,動 能 增 大 。 質(zhì) 量 不變 、 高 度 減 小 ,重 力 勢 能 減 小 ;該 過 程 中 重 力 勢 能 轉(zhuǎn) 化 為 動 能 ,當(dāng) 運 動 員與 蹦 床 面 接 觸 的 瞬 間 動 能 最 大 ;與 蹦 床 接 觸 后 ,床 面 發(fā) 生 彈 性 形 變 ,運 動員 的 動 能 轉(zhuǎn) 化 為 蹦 床 的 彈 性 勢 能 。 答 案解 析 關(guān) 閉重 力 勢 動 彈 性 考 法 1 考 法 2對 應(yīng) 練 4(2018山東臨沂中考)如 圖 所 示 ,單 擺 中 的 小 球 在 A、 B、C間 不 停 地 往 復(fù) 運 動 ,如 果 不 考 慮 阻 力 的 影 響 ,以 下 說 法 錯 誤 的 是 ( )A.小 球 在 A、 C處 的 勢 能 最 大B.小 球 在 B處 只 受 重 力 作 用C.小 球 由 A到 B過 程 中 ,重 力 勢 能 轉(zhuǎn) 化 為 動 能D.小 球 運 動 到 C處 時 ,如 果 受 到 的 外 力 全 部 消 失 ,將 保 持 靜 止 答 案解 析解 析 關(guān) 閉小 球 的 質(zhì) 量 不 變 ,在 A、 C處 的 高 度 最 高 ,重 力 勢 能 最 大 ,故 A正 確 ;小 球在 B處 受 到 重 力 和 繩 子 的 拉 力 的 共 同 作 用 ,故 B錯 誤 ;小 球 由 A到 B過 程中 ,不 計 阻 力 ,機 械 能 守 恒 ,高 度 減 小 ,速 度 增 加 ,重 力 勢 能 減 小 ,動 能 變 大 ,重 力 勢 能 轉(zhuǎn) 化 為 動 能 ,故 C正 確 ;小 球 運 動 到 C處 時 ,處 于 靜 止 狀 態(tài) ,如 果受 到 的 外 力 全 部 消 失 ,小 球 仍 然 會 靜 止 ,故 D正 確 。 答 案解 析 關(guān) 閉B 實 驗 點 實 驗 探 究 物 體 的 動 能 跟 哪 些 因 素 有 關(guān) 考 查 方 向如何使物體獲得動能、控制變量法和轉(zhuǎn)換法的理解和運用、實驗的設(shè)計和評估。 實 驗 點 注 意 事 項為了控制小球到達(dá)水平面的速度,必須讓小球從斜面的同一高度滑下。用木塊移動的距離表示小球動能的大小。 實 驗 點 例 題 (2017青海西寧中考)下 圖 是 探 究 物 體 動 能 的 大 小 與 什 么 因素 有 關(guān) 的 實 驗 裝 置 示 意 圖 。(1)該 實 驗 裝 置 要 探 究 的 是 物 體 動 能 的 大 小 與 物 體 的 關(guān) 系(物 體 A、 B質(zhì) 量 不 變 )。 (2)該 實 驗 中 所 探 究 物 體 的 動 能 是 指 物 體 (選 填 “A”或 “B”)的 動 能 。 (3)該 實 驗 物 體 動 能 的 大 小 是 通 過 來 反 映 的 。 (4)該 實 驗 物 體 的 速 度 是 指 物 體 A從 斜 面 上 由 靜 止 滾 下 與 物 體 B即 將 碰 撞 時 的 速 度 ,它 是 通 過 (選 填 “高 度 ”或 “質(zhì) 量 ”)來 改變 的 。 (5)實 驗 表 明 ,同 一 物 體 A從 斜 面 高 處 滾 下 ,高 度 越 大 ,物 體 B被 撞 得越 遠(yuǎn) ,可 得 結(jié) 論 。 (6)若 要 研 究 物 體 動 能 與 質(zhì) 量 的 關(guān) 系 ,則 需 不 同 質(zhì) 量 的 物 體 從 斜 面 高 度 由 靜 止 滾 下 ,并 觀 察 記 錄 。實 驗 點 答 案 : (1)速 度 (2)A (3)B被 撞 后 移 動 距 離 大 小 (4)高 度 (5)當(dāng) 物 體 質(zhì) 量 相 同 時 ,物 體 的 速 度 越 大 ,動 能 越 大 (6)相 同解 析 : (1)動能的大小與物體的質(zhì)量和速度都有關(guān)系,由圖可知,要探究的是物體動能的大小與速度的關(guān)系。(2)該實驗研究的主體是小球A,研究的是小球A動能的大小與速度和質(zhì)量的關(guān)系。(3)該實驗中小球動能的大小是通過物體B移動的距離體現(xiàn)的,B被撞得越遠(yuǎn),說明小球的動能越大,被撞得越近,說明小球的動能越小,這里采用了轉(zhuǎn)換法的思想。實 驗 點 (4)該實驗物體的速度是指物體A從斜面上靜止?jié)L下與物體B碰撞時碰撞前A的速度,這個速度的大小是通過控制小球A在斜面上的高度改變的。(5)同一物體A從斜面高處滾下,高度越大,物體B被撞得越遠(yuǎn),說明動能越大,可得結(jié)論為當(dāng)物體質(zhì)量相同時,物體的速度越大,動能越大。(6)為了研究物體動能與物體質(zhì)量的關(guān)系,實驗中多次讓不同質(zhì)量的物體從斜面同一高度上靜止?jié)L下時,控制了小球的速度相同,應(yīng)改變物體A的質(zhì)量。實 驗 點 拓 展 練 (7)小 球 碰 到 物 體 B后 ,由 于 受 到 的 作 用 ,最 終會 停 止 ,在 此 過 程 中 小 球 和 物 體 B的 動 能 轉(zhuǎn) 化 為 能 。 (8)若 水 平 面 絕 對 光 滑 ,小 球 和 物 體 B碰 撞 后 將 運 動 。 (9)實 驗 中 通 過 觀 察 物 體 B被 A物 體 撞 出 距 離 的 長 短 ,來 判 斷 A物體 動 能 大 小 ,這 種 實 驗 方 法 叫 (選 填 “控 制變 量 法 ”“轉(zhuǎn) 換 法 ”或 “理 想 模 型 法 ”)。 答 案解 析解 析 關(guān) 閉(7)小 球 碰 到 物 體 B后 ,由 于 受 到 摩 擦 力 的 作 用 ,它 們 最 終 會 停 止 ,在 此 過程 中 速 度 逐 漸 變 小 ,小 球 和 物 體 B的 動 能 轉(zhuǎn) 化 為 內(nèi) 能 。(8)若 水 平 面 絕 對 光 滑 ,在 水 平 面 上 不 受 外 力 ,由 牛 頓 第 一 定 律 可 知 小 球和 物 體 B碰 撞 后 將 一 起 勻 速 運 動 下 去 。(9)比 較 B物 體 移 動 的 距 離 是 為 了 比 較 A物 體 具 有 動 能 的 大 小 ,物 理 學(xué) 稱這 種 實 驗 方 法 為 轉(zhuǎn) 換 法 。 答 案解 析 關(guān) 閉 (7)摩 擦 力 內(nèi) (8)勻 速 (9)轉(zhuǎn) 換 法 實 驗 點