中考物理一模试题分类汇编功和机械能问题综合Word文档格式.docx
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影响动能大小的因素有质量和速度,分析动能的变化就是分析质量和速度的变化;
影响重力势能的因素是质量和高度,分析重力势能的变化就是分析质量和高度的变化。
解题时注意抓住表示物体运动状态变化的关键字词,从中找出表示“质量、速度、高度、弹性形变”变化的字眼,从而分析机械能的变化情况。
2.如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上,小球由A点以速度v沿轨道滚下,经过另一侧高点B后到达最高点C.下列分析不正确的是( )
A.小球在A、B、C三点的速度大小关系是
B.小球在A、B两点的动能之差等于小球从A点到B点克服摩擦力做的功
C.小球在A、B两点具有的重力势能相同
D.整个过程只有重力对小球做功
A.小球运动过程中会克服摩擦力做功,且质量不变,故从A运动到C的过程中,机械能减小,小球在A与B点的势能相同,故在A点的动能大于B点的动能,C点最高,故小球在C点的势能最大,动能最小,所以
,故A正确,不符合题意;
BC.A、B两点高度相同,小球的质量不变,故小球的重力势能相同,小球从A点运动到B点,会克服摩擦力做功,动能减小,动能之差等于克服摩擦力所做的功,故B、C正确,不符合题意;
D.整个过程中,摩擦力也会对小球做功,故D错误,符合题意。
3.利用如图所示的滑轮组将重为20N的物体在2s内匀速提升2m,拉力
等于12N。
此过程中,下列说法不正确的是()
A.拉力所做的有用功为40J
B.拉力所做的总功为48J
C.拉力
的功率大小为20W
D.滑轮组的机械效率为
【答案】C
A.根据公式可得
故A正确,不符合题意;
B.由图可知
根据公式可得
故B正确,不符合题意;
C.拉力的功率
故C错误,符合题意;
D.滑轮组的机械效率
故D正确,不符合题意。
故选C。
4.如图所示,木块以一定的速度滑过A、B点,到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,正确的是()
A.D点与A点相比,动能增大,势能减小,机械能不变
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,但可能大于C点的动能
D.B点的动能可能等于D点的动能,但一定大于A点的动能
A.D点与A点相比,动能增大,势能减少,因为存在摩擦,机械能转化为内能,机械能减小,故A错误;
B.A和C、C和D之间的垂直距离均为h,则A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能,故B错误;
C.斜面粗糙,则AB段有可能匀速,但因摩擦力的存在B的速度一定大于C的速度,所以,B点的动能可能等于A点的动能,一定大于C点的动能,故C正确;
D.木块从B到C,因为有摩擦,则C处的动能小于B处的动能,从C到D,由于忽略空气阻力,木块的重力势能减小,动能增加,故D点动能大于C点动能,B点的动能可能等于D点的动能,但与A点的动能大小不确定,故D错误。
5.如图所示,动滑轮的质量为m,所挂重物的质量为M,重物在时间t内被提升的高度为h,不计绳重及摩擦,则( )
A.滑轮组的机械效率为
B.滑轮组的机械效率为
C.拉力F的功率为
D.拉力F的功率为
【答案】A
AB.滑轮组做的有用功为
总功为
滑轮组的机械效率为
故A正确,B错误;
CD.拉力F的功率为
故CD错误。
故选A。
6.如图是一个光滑的轨道.某小球从轨道的O点出发,由静止开始下滑,小球始终没有离开轨道,你认为小球最远可以运动到
A.a点B.b点
C.c点D.d点
本实验中,由于轨道是光滑的,没有摩擦力,所以小球的机械能守恒。
故小球从O点由静止释放,始终没有离开轨道,最远可以滚到与O点等高的c点,故选C。
7.九年级的小黄同学一口气从一楼跑到四楼教室,所用时间为30s。
他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近()
A.1.5WB.15WC.150WD.1500W
一层楼的高度约为3m,三层高度约为9m,九年级的同学体重大约为50kg,则克服自身重力所做的功约为
W=Gh=mgh=50kg×
10N/kg×
9m=4500J
克服重力做功的功率
故ABD,都不符合题意,C符合题意。
8.把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部(如图所示),松手后,乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。
乒乓球在上升的过程中,它的机械能不断增加。
下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是( )
A.是由水的内能转化来的B.是由水的重力势能转化来的
C.是由乒乓球的内能转化来的D.是由乒乓球的化学能转化来的
【答案】B
机械能包括动能和势能;
动能的大小与质量和速度有关;
重力势能大小与质量和高度有关。
松手后,乒乓球上升到水面最后漂浮在水面上,乒乓球上升的过程中,水的重心不断降低,重力势能减小,重力势能转化为乒乓球的机械能。
故选B。
9.在2020年央视春晚杂技“绽放”的表演中,当其中一名杂技演员被抛出后,其仍可在空中继续向上运动,如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.被抛出的杂技演员在向上运动的过程中,仍受到惯性的作用
B.被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中,其惯性不断减小
C.被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中,其机械能不断减小
D.被抛出的杂技演员在向上运动的过程中,其受到向上的抛力大于其重力
A.惯性是物体固有的属性,它不是力,所以把惯性说成“受惯性作用”是错误的,被抛出的杂技演员能够向上运动,是因为物体具有惯性。
故A错误;
B.惯性是物体固有的属性,惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的运动状态、所处位置、形状、受力情况等无关。
被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中,因为质量不变,所以惯性大小不变。
故B错误;
C.被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中,杂技演员除了受重力外,还受到空气阻力,质量一定,高度增加,重力势能增加,速度减小,动能减小,此过程中,演员减小的动能转化为演员的重力势能和用于演员克服空气摩擦阻力做功,所以,此过程机械能不守恒,机械能总量减小,故C正确;
D.被抛出的杂技演员在向上运动的过程中,演员只受到重力和空气阻力,这两个力都是阻碍演员向上运动的,演员不受向上的抛力,演员是由于惯性向上运动的,惯性不是力,所以演员所受合力方向向下,所受合力方向与运动速度方向相反,演员向上做减速运动。
故D错误。
10.如图是滑雪运动员收起雪杖后从高处滑下的情景,对此过程
A.运动员下滑过程中动能增大,重力势能也增大
B.运动员下滑过程中,动能的增加量等于重力势能的减小量
C.运动员的动能是由重力势能转化来的
D.运动员弓着腰,是为了通过降低重心来增大惯性
A.运动员下滑过程中,质量不变,速度越来越大,高度不断变小,所以动能增大,重力势能减小,故A错误;
B.运动员下滑过程中,由于要克服摩擦做功,有一部分动能转化为内能,所以动能的增加量小于重力势能的减小量,故B错误;
C.运动员下滑过程中,动能增大,重力势能减小,所以,运动员的动能是由重力势能转化来的,故C正确;
D.运动员弓着腰,是通过降低重心来增加稳度,不能改变惯性的大小,故D错误。
11.如图,小球从某一高度自由落到一端固定在地面的轻质弹簧上,在A处开始与弹簧接触,下降到最低点B处后弹回,则小球的动能变化情况是( )
A.从A到B,动能不断减小B.从B到A,动能不断增大
C.从A到B,动能先变大后变小,到B处为零D.从B到A,动能先变大后变小,到A处为零
物体从A点接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短(达到B点)的过程中,物体的运动过程为:
在物体刚接触弹簧的时候,弹簧的弹力小于物体的重力,合力向下,物体还是向下加速,当弹簧的弹力和物体的重力相等时,小球的速度达到最大,之后弹力大于重力,物体开始减速,直至减为零。
弹簧从压缩到最短B点到弹簧弹回原长A点的过程中,物体的运动过程:
弹簧压缩到最短时弹力最大,大于重力,合力方向向上,物体加速上升;
当弹簧的弹力和物体的重力相等时,物体的速度达到最大,之后弹力小于重力,物体开始减速。
AC.物体从A到B的过程中,速度先增大后减小至0,动能先增大后减小,到B处为零,故A不符合题意,C符合题意;
BD.物体从B到A的过程中,速度先增大后减小到达A位置时速度不为0,因此动能先增大后减小,到A处为不为零,故BD不符合题意。
12.如图所示,一个玩具弹簧放在斜面上端,将弹簧弯曲一定程度后释放,弹簧沿斜面向下翻滚.弹簧在运动过程中,有哪些机械能发生了转化
A.只有动能和重力势能
B.只有动能和弹性势能
C.只有重力势能和弹性势能
D.动能、重力势能和弹性势能都发生了转化
根据题意,玩具弹簧放在斜面上端,将弹簧弯曲一定程度后释放,弹簧沿斜面向下翻滚.
首先将弹簧作为一个简单对象考虑,向下翻滚过程中,质量不变,但高度降低了,所以重力势能会减小;
弹簧弹起后,另一端接触斜面时,动能减小,弹性势能增大,且减小的重力势能,会转化弹簧的弹性势能,即弹簧的弹性形变变大;
弹簧弹起时,弹性势能又转化为动能.
所以这个过程中,动能、重力势能和弹性势能都发生了转化,故D正确.
13.如图所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞。
将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿人罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。
做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面。
下列说法正确的是( )
A.罐子从斜面滚下,重力势能只转化为动能
B.罐子从斜面滚下的过程中,只有动能和弹性势能的相互转化
C.因为能量之间可以相互转化,所以罐子滚下后可能再次滚上斜面
D.如果水平面是光滑的,则罐子会一直滚动下去
A.罐子从斜面滚下,要克服摩擦力做功而使重力势能转化为内能,故A错误;
B.罐子从斜面滚下的过程中,重力势能转化为动能和内能,故B错误;
C.罐子从不太陡的斜面上滚下,罐子的高度减小,速度先增大后减小,橡皮筋的弹性形变逐渐增大,则罐子的重力势能减小,动能先增大后减小,橡皮筋的弹性势能增大,即该过程中罐子的重力势能会转化为动能和橡皮筋的弹性势能;
发生形变的橡皮筋由于要恢复原状,故罐子可能再次滚上斜面,故C正确;
D.罐子在滚动的过程中,由于和斜面之间存在摩擦,机械能会转化为内能,所以整个罐子的机械能不守恒,机械能会逐渐变小,最终罐子会停止运动,故D错误。
14.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度,设置了如图所示的滑轮组装置。
当用图甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图乙和丙所示(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)。
下列计算结果正确的是( )
A.0s~1s内,地面对物体的支持力是10N
B.1s~2s内,拉力F做的功是62.5J
C.2s~3s内,拉力F的功率是300W
D.2s~3s内,滑轮组的机械效率是62.5%
A.从图乙可以看到,时间从第2s到第3s时,速度大小是不变的,这时处于平衡状态,物体受到的拉力大小等于重物和动滑轮的总重,即
由题意可知,0s~1s内,地面对物体的支持力符合关系式
从图甲可以看到,
,解得
,A错误;
B.从图甲可以看到,1s~2s内,拉力F的大小是50N,物体上升的高度是1.25m,三条绳子托着动滑轮,绳端移动的距离是
拉力F做的功是
,B错误;
C.2s~3s内,物体匀速运动,绳端也是匀速运动,拉力F的大小是40N,绳端移动的速度
根据
可知,拉力F的功率
拉力F的功率是300W,C正确;
D.2s~3s内,物体上升的高度
拉力F的大小是40N,则滑轮组的机械效率
滑轮组的机械效率约是
,D错误。
15.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一重为G=50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,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变化的图像如图乙所示,则( )
A.t1时刻小球的动能最大
B.t2时刻小球的动能最大
C.t3时刻小球的重力势能最大
D.t2到t3时间内,小球的动能先增加后减小
A.由图象可知,t1时刻弹力为0,此时小球刚接触弹簧,在重力作用下小球继续做加速运动,动能继续变大,故A错误;
B.
t2时刻小球速度为0,此时动能最小,故B错误;
C.t3时刻,此时小球离开弹簧且只受到重力作用,继续向上做减速运动,还未达到最高点,重力势能还会继续增大,
故C错误;
D.
t2到t3时间内,小球在弹力的作用下先加速上升,动能变大;
当弹力等于重力时,速度最大,动能最大;
继续上升时重力大于弹力,小球做减速运动,动能变小;
综上所述t2到t3时间内,小球的动能先变大后减小,故D正确。
16.在一个罐子的底和盖各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定(如图)。
做好后将它从不太陡的长斜面上由静止滚下,在罐子向下滚动的过程中,小铁块会将橡皮筋卷紧,罐子的滚动先变快后变慢,直至速度为零;
接着罐子又会自动滚上斜面,整个过程忽略摩擦的影响。
关于此过程中机械能的转化,下列说法不正确的是()
A.罐子加速滚下斜面的过程中,罐子和铁块的重力势能转化为动能和弹性势能
B.罐子滚到最低处时,罐子和铁块的重力势能全部转化为动能
C.罐子自动滚上斜面的过程中,速度先变快后变慢
D.罐子自动滚上斜面时,不可能到达比初始位置更高的位置
A.罐子加速滚下斜面的过程中,高度变小重力势能减小,铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加,罐子和铁块的重力势能转化为动能和弹性势能,故A正确,不符合题意;
B.罐子滚到最低处时,罐子和铁块的重力势能全部转化为弹性势能,故B错误,符合题意;
C.在橡皮筋恢复的过程中,铁罐会由斜面底部自动滚上去,从最低处滚上,铁罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点,故C正确,不符合题意;
D.由于机械能是守恒的,所以罐子自动滚上斜面时,不可能到达比初始位置更高的位置,故D正确,不符合题意。
17.两个质量相同的钩码,下端固定有纸带并穿过打点计时器,在拉力作用下两钩码分别同时从同一位置开始沿竖直向上方向运动,纸带上留下的点迹如图(a)所示,它们的s—t图像如图(b)所示.则
A.甲的拉力大
B.甲的机械能小
C.乙的动能小
D.无法判断
A.在图a中的甲、乙两图中,打点计时器打出的各点之间的距离是相同的,由此确定钩码在这两种情况下都是处于匀速直线运动状态,即平衡状态,所受的力一定是平衡力,此时的钩码只受两个力的作用:
弹簧秤竖直向上的拉力和重力.根据二力平衡的条件可知这两个力相等,即甲、乙的拉力都等于各自钩码的重力,由于钩码的质量相等,则重力相等,所以甲的拉力等于乙的拉力.故A不符合题意;
BCD.两个钩码的质量相同,由题意知,两个钩码上升的高度相同,由图(b)知,甲、乙上升相同的高度,甲所用时间小于乙所用时间,根据v=
可知,甲的速度大于乙的速度,所以,甲的动能大于乙的动能,甲的势能等于乙的势能,机械能为动能和势能之和,所以,甲的机械能大于乙的机械能.故B不符合题意.C符合题意.D不符合题意.
18.如图所示,木块以一定的速度滑过AB点,到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,则木块在运动过程中能量变化的分析,正确的是( )
A.D点与C点相比,机械能不变
B.B点的动能一定大于A点的动能
C.B点的动能可能等于D点的动能
D.A点到B点减少的重力势能小于C点到D点减少的重力势能
本题考查机械能的变化。
A.D点的机械能比C点的少,因为从C到D有部分的机械能克服空气阻力做功,转化为内能,故A不正确;
B.木块以一定的速度滑过AB点,而从A到B的过程,木块的重力势能减小,减小的重力势能虽然转化为动能和内能,但若接触面足够粗糙,摩擦力足够大,那么木块可能在AB间做匀速直线运动或减速运动,所以B点的动能可能等于可小于A点的动能,故B不正确;
C.木块从B到C,若木块与接触面有摩擦,则C点的动能小于B点的动能,从C到D,木块的重力势能减小,动能增加,那么D点动能大于C点动能,所以D点的动能有可能等于B点的动能,故C正确;
D.因为A和B,C和D之间的垂直距离均为h,则从A到B和从C到D的重力势能的减少量都是mgh(设木块的质量为m),故D不正确。
19.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一重为G=50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,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变化的图像如图乙所示,则
C.t2到t3时间内,小球的动能先增加后减少
D.t2到t3时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
A.t1时刻是小球与弹簧开始接触的时刻,此时小球向下加速运动,在弹力增大到等于重力之前小球一直加速,所以t1时刻小球速度不是最大,动能也不是最大。
故A错误。
B.t2时刻是指弹簧被压到最低点,此时小球速度为零,小球动能全部转化为弹簧的弹性势能。
所以t2时刻小球动能最小。
故B错误。
CD.t2到t3时间内是弹簧的弹性势能向小球动能转化的过程,t3时刻弹力为零即弹性势能为零,小球动能最大。
所以在t2到t3时间内,小球动能一直在增加,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能。
故C错误,D正确。
20.李明同学,一次缓慢地从一楼走上五楼,另一次则急促地跑上去,下列说法正确的是()
A.两次做的有用功相同,功率不同
B.两次做的有用功和功率都相同
C.两次做的有用功不同,功率相同
D.条件不足,无法判断
李明同学的体重不变,上楼的高度不变,根据公式
可知两次上楼过程所做的有用功相等;
缓慢走上去用的时间比跑上去用的时间多,且前后做的功相等;
根据公式
可知,走上去做功的功率小于跑上去做功的功率。
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