7.机械能与做功（讲义）（原卷版）

浙教版中考科学二轮复习机械能与做功功的计算、功率的计算、机械能守恒【知识点分析】一.功1.定义：物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过一段距离，我们就说这个力对物体做了功。2.做功的两个必要因素：（1）作用在物体上的力；（2）物体在力的方向上通过一段距离。二.功与功率的计算1.功（1）定义：力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。即功=力x距离。（2）计算公式为W=Fs,W表示功，F表示力，S表示沿力方向的距离（3）单位：在国际单位制中，力的单位是牛(N)，距离的单位是米(m)，功的单位是牛.米(N.m)，在国际单位制中，用专门的名称“焦耳”来表示，简称为焦，符号是J。1焦=1牛.米。（4）做功的实质：能量转化的量度2.功率（1）定义：单位时间内做功的多少（2）意义：表示物体做功快慢的物理量（3）计算公式为P=W/tP表示功率，W表示功，t表示做功时间推导可得：P=FVF表示力，V表示沿力方向的运动速度(4)功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号为W。1瓦=1焦/秒。在实际应用中还常用千瓦(kW)、兆瓦(MW)作为功率的单位。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦。三.机械能与机械能守恒1.机械能：动能和势能之和称为机械能。2.机械能守恒：物体的动能和势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果只有动能和势能的相互转化,机械能的总量就保持不变，即机械能守恒。3.机械能守恒的几种类型（1）弹簧：在下落过程中，小球未接触弹簧之前机械能守恒，接触弹簧后机械能减少，随着压缩程度增大，弹力增大，即出现下图的：a.接触点：之前小球机械能守恒，之后小球机械能减小，弹簧弹性势能增大b.平衡点：弹力大小等于重力，之前是加速，之后减速，该点动能最大c.最低点：动能为零，重力势能最小，弹簧弹性势能最大（2）蹦极a.接触点：之前人机械能守恒，之后人机械能减小，弹簧弹性势能增大b.平衡点：弹力大小等于重力，之前是加速，之后减速，该点动能最大c.最低点：动能为零，重力势能最小，弹簧弹性势能最大（3）滚摆：重力势能与动能之间转化（4）单摆ac两点是最高点，动能为零重力势能最大b.点是最低点，重力势能最小，动能最大单摆整个过程中没有首例平衡的点斜面重力势能与动能转化机械能守恒【例题分析】一、单选题1．如图甲所示的是人造地球卫星随火箭加速上升的情景；如图乙所示的是人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的情景，离地球最近的点叫近地点，最远的点叫远地点。下列说法中正确的是（）A．图甲：在加速上升的过程中，人造地球卫星的动能转化为重力势能B．图乙：在运行过程中，当人造地球卫星从远地点向近地点运行时，其机械能减小C．图乙：在运行过程中，当人造地球卫星从近地点向远地点运行时，其重力势能增大，速度减小D．在甲、乙两图中，人造地球卫星的机械能都不变2．水平地面上G点两侧粗糙程度不同，从E点开始，物体如终受到大小相等、方向水平向右的拉力F作用，每经过相等的时间用虚线框记录物体所处位置，测得EF=GH，则（）A．拉力在GH段做功可能为零B．拉力在GH段做的功比拉力在EF段做的功多C．拉力在EF段做的功比拉力在GH段做的功多D．拉力在EF段做的功和拉力在GH段做功相等3．如图所示，光滑的半圆形轨道固定在水平桌面上，轨道上的A、C两点在同一高度，B点为最低点，小球从A点由静止自由释放，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．小球不能到达C点B．小球到达C点时惯性消失C．小球由A点运动到B点的过程中受到的是非平衡力D．小球从A点运动到B点的过程中动能转化为重力势能，机械能守恒4.一个物体受力作用并在力的方向上移动，其作用力F与移动的距离s关系如图所示，则（）A．施力3N时做功最多B．施力5N时做功最多C．施力8N时做功最多D．全程共做功50J5．一个篮球从A点由静止下落，下落的速度与时间图象如图甲所示。篮球相继经过B、C两个位置，且AB=BC，如图乙所示。在篮球从A下落到C过程中，考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是（）A．重力在BC段做功比在AB段做功快B．重力在BC段做功比在AB段做功多C．篮球在A点的重力势能小于在B点的重力势能D.在运动过程中，篮球的机械能不变6．荡秋千是中小学生喜欢的游戏，如图为荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是（）A．球在B、C两点的机械能相等 B．球在A、D两点的重力势能相等C．球从B点到O点的过程中机械能减少 D．球从O点到D点的过程中动能增加7．如图所示，钢珠沿竖直平面上的光滑轨道abcd从a点运动到d点，整个过程中不计空气阻力，则钢珠（）A．通过b点时的动能比通过d点时大B．钢珠在b点时重力势能最大C．钢珠在c点的机械能大于d点的机械能D．从b点运动到c点的过程中，重力势能转化为动能8．如图所示，将甲、乙两个质量不同的小球在相同的高度，以相同的初速度竖直上抛，甲球上升过程中依次经过Q、P两点，忽略空气阻力，下列说法正确的是（）A．上抛的瞬间，两球的动能相等B．甲球在P点的机械能等于在Q点的机械能C．甲球在P点的重力势能小于在Q点的重力势能D．从释放到着地，两球所受重力做的功相等9．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．小球的机械能总量保持不变B．在A点小球的机械能最大C．小球的势能始终保持减小D．从A到B点小球的势能全部转化为动能10．为丰富课后服务活动，学校成立了乒乓球社团，购置了乒乓球发球机，如图甲所示。如果乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，如图乙。若不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．a球上升过程中，动能增大，重力势能减小B．b球到达最高点时，重力势能最大，动能为0C．a、b两球在最高点时机械能相等D．a、b、c球到达乒乓球案的速度大小关系vb>vc>va11．跳绳是一种简便易行的锻炼方式。如图所示描绘了小明同学某次跳绳时重心的高度为6cm。若小明身体质量为50kg，则他1min内克服重力做功的功率为（）W。A．75 B．180 C．60 D．6612．为落实“双减”，学校开设了篮球兴趣小组，如图为小明同学在练习投篮的情景，则篮球离开小明手后继续在空中运动的过程中，下列说法正确的是（）A．篮球离开手后升空的过程中，动能主要转化成了重力势能B．篮球离开手后升空的过程中，动能主要转化成了弹性势能C．篮球经过最高点时动能为零D．篮球经过最高点时重力势能最小13．如图甲所示，是北京冬奥会中，某运动员翻跃大跳台的情景，运动员不借助滑雪杖，只踩着雪板从高处滑行而下，通过起跳台起跳，完成各种空翻、转体等技术动作后落地。图乙中的虚线是比赛过程中运动员的轨迹，不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A．在a、b、c、d四点中，运动员在a点时的重力势能最大B．从b点到c点的过程中，运动员的动能在增加C．从c点到d点的过程中，运动员的机械能变小D．在a点和c点速度都为零，因此运动员的重力势能相等14．如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（）A．忽略空气摩擦，小石块减少的重力势能全部转化为动能B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小D．小石块在C点时，速度为零，受到平衡力的作用15．如图所示，滚摆由最高点释放，旋转着下降到最低点后又上升，每次上升的最大高度逐渐降低。下列说法正确的是（）A．下降过程中动能转化为重力势能B．下降时减少的重力势能等于增加的动能C．上升时减少的动能等于增加的重力势能D．上升的最大高度逐渐降低说明机械能不守恒16．如图所示为甲、乙两个小球向右运动过程的频闪照片。它表示两小球在相等的时间间隔所处的位置，则对甲、乙两个小球的运动情况，判断正确的是（

）A．小球甲做变速直线运动，小球乙做匀速直线运动B．小球甲受平衡力的作用，小球乙受非平衡力的作用C．小球甲做功的功率一定比小球乙做功的功率大D．小球甲的动能比小球乙的动能小17．如图所示，粗糙程度相同的斜面与水平面在a点相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧处于自由状态时右端在b点，小物块从斜面的c点由静止自由滑下，与弹簧碰撞后又返回到斜面上，最高到达d点。下列说法错误的是（

）A．弹簧被压缩到最短时，弹性势能最大B.小物块从c向a运动的过程中，重力势能减小C.小物块从b向a运动的过程中，动能减小D.小物块在整个运动过程中，机械能总量不变18．如图所示，abcd为一光滑的金属导轨，金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b、c、d三处，关于小球的整个运动过程，下列说法正确的是（）A．a点的机械能小于b点的机械能B．a点势能最大，b点动能最大，c点机械能最大C．由b到c的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变D．到达d处后，小球的动能为零，刚好静止19．如图所示，用10N的水平拉力F拉着物体A沿水平方向以的速度匀速运动了50cm，不计空气阻力，则下列判断正确的是（）①物体A不受摩擦力②物体A受到摩擦力的大小是10N③力F对物体A做了1J的功④力F对物体A做功的功率是1WA．只有①③B．只有②④C．只有②③ D．只有①④20．如图，木块沿斜面下滑，滑过A、B点，经过BC，从C点滑出下落至D点。A和B，C和D之间的垂直距离均为h，若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，其中正确的是（）A．D点与A点相比，动能增加，势能减少，机械能一定不变B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于C点的动能D．C点的动能可能等于B点的动能，但一定小于D点的动能21．如图所示的下列几个情景中，说法正确的是（）A．甲中，橡皮绕手做匀速圆周运动的过程中，绳子的弹力对橡皮做了功B．乙中，小红用力搬石块，但没有搬动，小红对石块做了功C．丙中，小枫拉着小车匀速向前运动时，小枫对小车的拉力做了功D．丁中，小红穿着旱冰鞋推墙，在小红离开墙壁后退的过程中，墙壁对小红做了功22．如图所示，水平木板上有甲、乙两个木块，甲的质量大于乙的质量。两木块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力F1和F2的作用下，以相同速度匀速直线运动了相同时间，下列说法中（）①F1大于F2②F2比F1的功率大③F1比F2做功多④甲的重力做功较多A．只有①③正确B．只有②③正确C．只有①④正确 D．只有②④正确23．如图所示，斜面高为1m，长为4m，用沿斜面向上大小为75N的拉力F，将重为200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端，下列关于做功的判断正确的是（）A．木箱受到的重力做功的大小为800JB．拉力F对木箱做功的大小为300JC．木箱受到的合力做功的大小为125JD．木箱受到斜面的支持力做功的大小为200J24．如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（）A．小球从A点运动到B点的过程中机械能不断减少B．小球反弹经过D点时动能为零C．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑D．小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能25．低空跳伞是一种极限运动。一名跳伞运动员背着伞包从某高层建筑顶层跳下，且一直沿竖直方向下落，整个运动过程的图像如图所示，末时打开了降落伞。下列说法正确的是（）A．前内，运动员减少的重力势能全部转化为动能B．10~15s，运动员和降落伞受到的空气阻力大于其总重力C．15~30s，运动员和降落伞的动能增大D．10~30s，运动员和降落伞的机械能总量保持不变26．如图所示是一位勇敢的“蹦极”爱好者纵身跳下时的情景，a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，b点是蹦极者速度最大的位置，c点是蹦极者下降的最低点（不计空气阻力），则下列说法正确的是（）A．蹦极者在a点的动能最大B．从a点到b点，蹦极者的重力势能转化为绳的弹性势能和蹦极者的动能C．在c点时，蹦极者的动能和重力势能为零，绳的弹性势能最大D．从a点到c点的过程中，整个系统的机械能增大27．2022年4月中旬，“神舟十三号”3名航天员圆满完成各项任务后，顺利返回地面。在返回舱进入大气层时要通过一段黑障区，这段时间飞船被烧成一个大火球（如图所示），而船内的三名航天员和设备却安然无恙。下列说法中正确的（）A．飞船“燃烧”是通过热传递的方式增加了内能B．飞船通过黑障区时克服摩擦做功，机械能转化为内能C．飞船通过黑障区过程中，重力势能减小，机械能不变D．飞船通过黑障区过程是惯性造成的，所以飞船重力不做功28．如图，同一物体分别由静止开始沿三个光滑斜面从A点滑下。在到达斜面底部时的动能大小为（

）A．B处动能大 B．C处动能大C．D处动能大 D．B、C、D处动能一样大二、填空题29．俯卧撑是一项常见的体育健身活动，如图所示是同学们在锻炼课上做俯卧撑时的示意图，若该同学的质量为60kg，小明的身体可视为杠杆，为重心，OA=1m，AB=0.5m，则脚尖O点对地面的压力为________N，若该同学在30s的时间内做了20个俯卧撑，每个俯卧撑重心上升20c