考点12功和机械能(解析版)练习题学案

考点12功和机械能

考点总结

1、判断有无做功

2、掌握功和功率的计算

3、知道动能和势能

4、机械能及其相互转化

知识梳理

一、功

1、判断有没有做功

（1）做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②在力的方向上通过一段距离。

（2）没有做功的情况：

     ①有力无距离；比如大石头搬而未动

     ②有距离无力；比如抛出的篮球（水平方向上）

     ③有力有距离，力的方向和距离垂直；比如手提水桶在平路上直行

2、功的计算

              W=F·S

               =P·t

        注意：各物理量要对应；单位要记清。

二、功率

1、P=W/t    表示：功和做功所用时间之比；

            数值上等于单位时间内所做的功。

表示字母注意和压强区分

2、物理意义：表示做功的快慢

     注意：做的功多不一定功率大，所用的时间短也不一定功率大；只有相等的时间内做的功越多，功率才大。    

     3、在力F作用下做匀速直线运动时，有：P=W/t=Fs/t=Fv

三、机械能及其转化

1、能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量。

  正确理解能够做功:不一定“要做功”“正做功”“已做功”

2、动能：物体由于运动而具有的能量。

        （1） 动能大小的决定因素：由        和        共同决定。

              速度越大，质量越大，动能越大。

        （2）一切运动的物体都具有动能。静止的物体（速度为0，动能为0）。

     3、势能：

      （1）重力势能：物体由于被举高而具有的能量

                     质量越大，举得越高，重力势能越大。

      （2）弹性势能：发生弹性形变的物体具有的能量。

                     弹性形变越大，弹性势能越大。

4、机械能：动能和势能统称机械能。

          思考：什么时候说物体具有机械能？

          物体具有动能、重力势能、弹性势能中的至少一种。

     5、动能和势能的相互转化

       不考虑摩擦力等遵循原理：机械能守恒定律

真题演练

一、单选题

1．（2021·山东莱芜·中考真题）周末，小丽跟妈妈去千佛山游玩。如图所示，小丽和妈妈乘坐索道匀速上山时，她们的（    ）

A．动能不变，势能减小 B．动能不变，势能增大

C．动能增大，势能减小 D．动能减小，势能增大

【答案】B

【详解】

小丽和妈妈乘坐揽车匀速上升时，她们的质量不变，速度不变，动能不变；质量不变，高度增大，重力势能增大。

故选B。

2．（2021·山东济南·中考真题）周末，小丽跟妈妈去千佛山游玩，如图所示，小丽和妈妈乘坐缆车匀速上山时，她们的（　　）

A．势能减小 B．势能增大 C．动能减小 D．动能增大

【答案】B

【详解】

缆车匀速上山的过程中，质量不变，速度不变，但高度增大，所以动能不变，重力势能增大，故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

3．（2021·辽宁鞍山·中考真题）如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的曲面从a点向d点运动，其中b和d两点在同一水平高度。下列说法中正确的是（　　）

A．小球从a点运动到c点，重力势能全部转化为动能

B．小球在b点的机械能大于在c点的机械能

C．小球在b点的动能等于在d点的动能

D．小球从a点运动到d点的过程中，机械能一定全部转化为内能

【答案】B

【详解】

A．由题意可知，小球从a点运动到c点，要克服摩擦力做功，重力势能会部分转化为内能，故A错误；

B．小球从b点运动到c点时，克服摩擦力做功，会损失部分机械能，故小球在b点的机械能大于在c点的机械能，故B正确；

C．小球从b点运动到d点时，克服摩擦力做功，会损失部分机械能，小球在b点的机械能大于在d点的机械能，其中b和d两点在同一水平高度，重力势能相等，故小球在b点的动能大于在d点的动能，故C错误；

D．小球从a点运动到d点的过程中，由于摩擦，机械能部分转化为内能，故D错误。

故选B。

4．（2021·四川绵阳·中考真题）撑竿跳高是一项对压竿和起跳技术要求很高的体育运动。如图所示是运动员在一次比赛中的情景，从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中（不考虑空气阻力）（　　）

A．竿的弹性势能增大，运动员的机械能减小

B．竿的弹性势能增大，运动员的机械能增大

C．竿的弹性势能减小，运动员的机械能减小

D．竿的弹性势能减小，运动员的机械能增大

【答案】D

【详解】

图示中，不计空气阻力，竿从弹性形变最大到运动员松开竿的过程中，竿逐渐恢复原状，则竿的弹性势能减小，减小的弹性势能转化为运动员的机械能，所以运动员的机械能增大，故ABC不符合题意，D符合题意。

故选D。

5．（2021·内蒙古兴安盟·中考真题）小球竖直向上运动并落回地面的过程中，先后经过A、B两点。小球在这两点的动能和重力势能如图所示，则小球在B点的（　　）

A．动能等于在A点的 B．机械能大于在A点的

C．速度比在A点的大 D．离地高度比在A点的高

【答案】C

【详解】

AC．由图可知，小球在B点的动能大于A点的动能，动能大小跟物体的质量和速度有关，小球的质量不变，所以小球在B点的速度大于A点速度，故A不符合题意，C符合题意；

B．球在运动过程中没有发生弹性形变，所以机械能等于动能和重力势能之和，由图知，球在A点动能和B点重力势能相等，A点的重力势能大于B点的动能，所以A点的机械能大于B点的机械能，故B不符合题意；

D．A点的重力势能大于B点的重力势能，重力势能跟物体的质量和高度有关，球的质量不变，所以球在A点的高度大于B点的高度，故D不符合题意。

故选C。

6．（2021·广西柳州·中考真题）人体摄入过多的能量会转化为脂肪引起肥胖，某品牌可乐的营养成分表如下，质量为60kg的小丁喝了一罐该品牌可乐后，想通过爬楼梯的方式来消耗此次摄入的能量，g取10N/kg，为了达到目标，他需要爬楼梯的高度最接近（　　）

A．10 000m B．1000m C．100m D．60m

【答案】B

【详解】

由可乐的营养成分表可知，一罐可乐能量为Q=594000J；小丁受到的重力为

G=mg=60kg×10N/kg=600N

又有W=Gh可得，爬楼梯消耗的能量

解得h=990m， 所以他需要爬楼梯的高度最接近1000m。

故选B。

7．（2021·江苏镇江·中考真题）如图所示，滑板运动员从高处沿坡道加速下滑的过程中，运动员的（　　）

A．动能减小 B．重力势能增大 C．动能不变 D．重力势能减小

【答案】D

【详解】

加速下滑的过程中，高度变小，重力势能减小，速度增大，动能变大，故ABC不符合题意，D符合题意。

故选D。

8．（2021·内蒙古呼和浩特·中考真题）如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一重为G的金属小球从弹簧正上方某一髙度处静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后被弹簧弹起，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（　　）

A．时刻小球的动能最大

B．时刻小球的重力势能最大

C．时刻小球的机械能等于时刻小球的机械能

D．从开始下落到第一次到达最低点，小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量

【答案】D

【详解】

AB．t1时刻小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，开始一段时间内弹力小于重力，则小球仍然向下做加速运动，其动能变大，刚释放时高度最高，重力势能最大，故AB不符合题意；

C．时刻弹簧具有弹性势能，时刻弹簧没有弹簧弹性势能，所以小球机械能变小，故C不符合题意；

D．从开始下落到第一次到达最低点，这两个时刻小球机械能的减少量等于弹簧弹性势能增加量和小球内能增加量，故小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量，故D符合题意。

故选D。

9．（2021·山东滨州·中考真题）牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，由此判断下列说法正确的是（　　）

A．物体受到力的作用，运动状态一定改变

B．物体在平衡力的作用下，机械能可能不变

C．只有运动的物体才具有惯性

D．加速、减速的物体运动状态一定是改变了，但匀速转动的物体运动状态没有改变

【答案】B

【详解】

A．当物体受到力，但所受合力为零时物体运动状态不变，故A错误；

B．物体在平衡力的作用下静止时，其机械能不变，故B正确；

C．惯性是物体本身的一种性质，任何物体在任何情况下都具有惯性，故C错误；

D．匀速转动的物体运动方向随时间发生了改变，所以运动状态改变了，故D错误。

故选B。

10．（2021·湖南株洲·中考真题）撑杆跳是使用撑杆做一系列动作使人体越过一定高度的田径项目，它可依次分解为如图所示几个连续的过程。目前，男子撑杆跳世界纪录（6.18m）比跳高世界纪录（2.45m）高很多，从能量的角度分析，原因之一是在“举腿引体”过程中（　　）

A．利用了人体的惯性

B．人体的重力势能转化为了动能

C．人体的化学能转化为了重力势能

D．人体的动能转化为了撑杆的弹性势能

【答案】C

【详解】

A．在举腿引体的过程中，利用的是能量的转化，不是利用惯性，故A不符合题意；

BCD．在举腿引体的过程中，人以撑杆为支撑物，对自己做功，消耗人体的化学能，转化为重力势能，使重力势能增大，使得人继续向上运动，所以跳的更高，故C符合题意，BD不符合题意。

故选C。

11．（2021·湖南株洲·中考真题）撑杆跳是使用撑杆做一系列动作使人体越过一定高度的田径项目，它可依次分解为如图所示几个连续的过程。身高1.9m、体重80kg的运动员，在一次撑杆跳训练中的成绩是5m，则他克服重力做的功最接近（运动员起跳前重心高约1m）（  ）

A．1600J B．2400J C．3200J D．4000J

【答案】C

【详解】

运动员撑杆跳训练中的成绩是5m，其重心升高到5m高度处；该运动员身高1.9m，重心的高度约为1m，故跳过5m的高度时，克服重力做功为

W=Gh=mgΔh=80kg×10N/kg×(5-1)m=3200J

故ABD不符合题意；C符合题意。

故选C。

12．（2021·四川德阳·中考真题）在抗洪抢险行动中，小军需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，为了省力他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，历时5min将重物匀速地推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（　　）

A．小军做的功为2400J

B．小军做功的功率为1200W

C．小军对重物做的有用功为6000J

D．此简易斜面装置的机械效率为80%

【答案】D

【详解】

A．小军做的功

故A错误；

B．小军做功的功率为

故B错误；

C．小军对重物做的有用功

故C错误；

D．此简易斜面装置的机械效率为

故D正确。

故选D。

13．（2021·四川德阳·中考真题）水上蹦床是一种水上娱乐项目，游客站在上面可以自由蹦跳（如图）。对于蹦床运动的分析，下列说法错误的是（  ）

A．游客每次蹦跳一定到达同一最高点，因为能量是守恒的

B．游客接触蹦床向下运动到最低点时，蹦床的弹性势能最大

C．游客离开蹦床向上运动过程中，他的动能减小，重力势能增大

D．游客想弹得更高，就要在蹦床上发力，此过程将消耗游客体能

【答案】A

【详解】

A．从整个系统来说能量是守恒的。但游客在运动过程中需要克服空气阻力做功，一部分机械能会转化为人的内能，所以会越跳越低。故A错误，符合题意；

B．游客在最低点时蹦蹦床的弹性形变最大，其弹力最大，故B正确，不符合题意；

C．游客离开蹦床向上运动过程中，质量不变，速度变慢，高度增加，因此他的动能减小，重力势能增大，故C正确，不符合题意；

D．想弹得更高，就要增加蹦床的弹性势能，而蹦床的弹性势能是通过消耗人体的能量来获得的，故D正确，不符合题意。

故选A。

14．（2021·湖南永州·中考真题）关于能量和能源，下列说法正确的是（　　）

A．物体的质量越大，动能一定越大

B．竖直向上抛出的物体在上升过程中，动能减小，重力势能增大

C．水能是不可再生能源

D．能量是守恒的，节约能源是没有意义的

【答案】B

【详解】

A．动能大小与质量和速度有关，物体的质量越大，速度未知，动能不一定越大，故A错误；

B．竖直向上抛出的物体在上升过程中，质量不变，速度变小，动能变小，高度变大，重力势能变大，故B正确；

C．水能可以从自然界源源不断的得到补充，是可再生能源，故C错误；

D．能量是守恒的，但人类可利用的能源是有限的，有很多的能源人们无法利用，所以我们需要节约能源，故D错误。

故选B。

15．（2021·辽宁阜新·中考真题）一摞棋子静止在水平桌面上，用钢尺快速击打中间的一颗棋子，该棋子飞出而上面棋子落下，如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．棋子飞出后，不再受到力的作用

B．棋子飞出后，其动能转化为重力势能

C．棋子被击飞后，在惯性的作用下会继续运动

D．棋子被击飞，说明力改变了物体的运动状态

【答案】D

【详解】

A．棋子飞出后，仍然受到重力的作用，故A错误；

B．棋子飞出后，其速度变大，动能变大，高度降低，重力势能变小，故其重力势能转化为动能，故B错误；

C．惯性是物体本身的一种属性，惯性不是力，故“惯性的作用”这一说法错误，故C错误；

D．棋子受到钢尺力的作用被击飞，由静止变为运动状态，说明力可以改变物体的运动状态，故D正确。

故选D。