专题11功和机械能[回归课本＋易错压轴]——2022中考物理三轮冲刺

这是一份专题11功和机械能[回归课本＋易错压轴]——2022中考物理三轮冲刺，文件包含专题11功和机械能解析版docx、专题11功和机械能原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共17页， 欢迎下载使用。

1.功：功的两要素；功的计算W=Fs。
2.功率：定义；单位；计算公式P=W/t=Fs/t。
3.动能和势能：动能；重力势能；弹性势能。
4.机械能及其转化：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和保持不变，或者说机械能是守恒的。
二、回归课本
1.功：当一个力作用在物体上时，物体在力的方向上移动了一段距离，这个力就对物体做了功。
2.功的单位：焦耳，符号是J。
3.做功包含两个必要因素：一个是作用在物体上的力；另一个是物体在力的方向移动一段距离。
4.物体不做功的三种情况：（1）有力无距离（物体受力，但静止）；（2）有距离无力（物体由于惯性而运动）；（3）有力有距离（运动方向和力的方向垂直）。
5.在分析做功情况时还应注意以下几点：（1）当物体的受力方向与运动方向不垂直时，这个力就要做功；（2）讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功；（3）若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用，我们通常说物体克服阻力F做了功。比如：在竖直方向上，物体克服重力做功，功的大小为W=Gh；在水平方向上，物体克服摩擦力做功，功的大小为W=fs。
6.功率：功与做功所用时间之比叫做功率；它是表示物体做功快慢的物理量；公式P=W/t=Fs/t；单位是瓦特，符号是W。
7.功与功率：功与功率是两个不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”则表示做功的“快慢”，“多少”与“快慢”的意义不一样，只有在做功时间相同时，做功多的就做功快；否则，做功多，不一定做功就快，即“功率”不一定就大；也就是说，功与功率跟时间这个因素有关。
8.功率的推导式：由P=W/t变形为P=F·v，功率一定时，力F与速度v成反比。
9.影响动能大小的因素：动能的大小取决于物体的质量和速度；（1）在质量相同时，物体的速度越大，它具有的动能越大，物体的速度越小，它具有的动能越小；（2）在速度相同时，物体的质量越大，它具有的动能越大，物体的质量越小，它具有的动能也越小。
10.影响势能大小的因素：（1）在质量相同时，物体所处的高度越高，它的重力势能越大，物体所处的高度越低，它的重力势能越小；（2）在高度相同时，物体的质量越大，它的重力势能越大，物体的质量越小，它的重力势能越小；（3）同一物体的弹性形变越大，则它具有的弹性势能越大。
三、易错提醒
判断物体是否做功及其计算
1.判断物体是否做功，最根本的是看做功的两个条件是否同时满足。二者同时满足，即做功，缺一不可。
2.其次，可以用三种没有做功情形去排除：①有力，但在该力的方向上未移动距离（有力无距）；如举着物体不动。②有距离，无力（有距无力）；如在球场上滚动的球。③力与距离的方向垂直（垂直无功）；如提着重物水平移动，重力为做功。
3.在计算做功的多少时，首先要判断该力是否做功；再统一单位进行计算。
动能与重力势能影响因素
影响动能大小的因素是：质量和速度。影响动能大小的因素是：质量和所处的高度。这里速度和所处的高度是有相对性的，要注意。
【易错练习】
1．（2021丽水）科技改变生活，某餐馆用智能送菜机器人（如图）替代人工送菜。
（1）该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，用时___________秒；
（2）若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功___________焦。
【答案】30 1500
【解析】（1） 1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，所用时间：t= = =30s。
（2）若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功：W=FS=50N×30m=1500J。
2．（2021泸州）如图，一个箱子静止在水平地面，小聪用150N的水平拉力将箱子移动了0.4m，小聪的拉力做功为_______J。待箱子静止后，小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，小明的推力做功_______J，此时箱子受到地面的摩擦力为_______N。
【答案】60 0 80
【解析】小聪的拉力做功W=FS=150N×0.4m=60J。小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，此过程只有力没有距离，小明的推力不做功，做功为0J；此时箱子受到地面的摩擦力为静摩擦力，大小等于小明的推力80N。
3．（2021泸州）绵泸高铁内自泸段即将建成通车，据了解泸州乘高铁经内江到成都大约需要84min。其中泸州至内江约130km，按照设计速度250km/h运行，泸州到内江列车大约需要______h。内江至成都约150km，从泸州经内江到成都全程的平均速度约为______km/h。某牵引力为9×104N的动车组在一段平直轨道上匀速行驶时速度为216km/h，则该动车组的输出功率为______W。
【答案】0.52 200 5.4×106
【解析】从泸州到内江列车需要的时间：t1= = =0.52h。
内江到成都所需时间: t2= = =0.6h。从泸州经内江到成都的总路程
s=s1+s2=130km+150km=280km，则全程平均速度:V总= = =200km/h。
该动车组的输出功率: P=Fv1=9×104N×216×m/s=5.4×106W。
4.（2021吉林）一辆汽车在平直的公路上匀速行驶，内通过的路程是，它的速度为______，汽车受到的牵引力为，牵引力做功的功率为______。
【答案】20 6×104
【解析】汽车的运动速度：v= = =20m/s；牵引力做功的功率：P=Fv=3000N×20m/s=6×104W。
5.（2021海南）中学生要养成文明的行为习惯，严禁高空抛物。如果一个重0.5N的鸡蛋从20m髙处自由下落，不计空气阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为______能，重力对鸡蛋所做的功为______J。
【答案】动 10
【解析】物体的下落的过程中，不计空气阻力，高度降低，速度增大，将重力势能转化为动能。重力对鸡蛋所做的功为W=Gh=0.5N×20m=10J。
四、压轴专练
1.中国的高铁已成为亮丽的“中国名片”。我们听见列车鸣笛声是通过______传播的；列车减速进站时动能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】空气 减小
【解析】声音的传播需要介质，我们听见列车鸣笛声是通过空气传播的。列车减速进站时速度减小，质量不变，则动能减小。
2.如图所示，在一个金属罐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入罐中，橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来，使小铁块悬于罐体内．做好后将罐子从不太陡的斜面滚下，罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的 _____ ，滚动一段时间后罐子停下来，然后再沿斜面向上滚动，此时罐子的重力势能会 _____ （选填“增大”“减小”或“不变”）．
【答案】弹性势能 增大
【解析】金属罐不太陡的斜面上滚下，是从最高处滚下时，金属罐先由慢到快、后由快到慢滚到最低点，上面一段滚动主要是重力势能减小，金属罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加；下面一段滚动主要是重力势能和金属罐的动能减小，橡皮筋的弹性势能增加；金属罐在斜面上滚到最低处时，橡皮筋形变到最大程度，具有较大弹性势能。在橡皮筋恢复的过程中，金属罐会由斜面底部自动滚上去．从最低处滚上时，金属罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点，下面一段向上滚动主要是橡皮筋的弹性势能减小，金属罐的动能和重力势能增加；向上面一段滚动主要是橡皮筋的弹性势能和金属罐的动能减小，重力势能增加。
3.兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
（提出问题）汽车的动能大小跟什么因素有关？
（猜想假设）由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟________有关；
由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟________有关。
（进行实验）他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。
物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越________；
（分析论证）分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：________；
（实践应用）用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车________（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。
【答案】 速度 质量 大 质量相同时，汽车（物体）的速度越大，动能越大 超载
【解析】“十次车祸九次快”是速度快容易车祸，所以汽车的动能可能跟速度有关。
“安全驾驶莫超载”是超载质量大容易车祸，所以汽车的动能可能跟质量有关。
物块被撞得越远，球对物块做功越多，金属球到达水平面时的动能就越大。
分析甲、丙两图的实验现象，质量一样，球位置越高，到水平面速度越大，物块运动越远，结论是质量相同时，物体的速度越大，动能越大。
甲、乙两图的实验现象，高度一样，球质量大，物块运动远，说明速度一样时，质量越大，物体动能越大，故可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。
4.如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h( QUOTE 忽略空气阻力

（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为______ 。
（2）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达B点时温度升高了______ 。物体比热容用c表示
（3）C点距离水平面的高度为______ 。
【答案】（1）mgH （2） QUOTE （3）2h-H QUOTE
【解析】（1）质量为m的物体的重力为：G=mg QUOTE ，物体从A点滑到水平面时，重力所做的功：W=GH=mgH。
（2）A、B两点距离水平面的高度分别为H、h，物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能（重力势能的减少量）为：ΔE=GΔh=mg（H-h） QUOTE ，机械能转化为物体内能的效率为η，则物体增加的内能（吸收的热量）： QUOTE Q吸=ΔEη= mg（H-h）η，物体到达B点时温度升高了：
Δt= = = 。
QUOTE （3）再次滑下的过程，水平面的粗糙程度不变，长度也不变，即物体克服摩擦力做的功不变，即损失的机械能不变，所以达到C点时物体的机械能（此时只有重力势能）：EC=EB-ΔE=mgh-mg（H-h）=mg（2h-H） QUOTE ，由W=Gh QUOTE 可得C点距离水平面的高度为：hC= = = 。
5.如图所示为拉弓射箭的情景，下列说法正确的是 （ ）
A．用力将弓拉弯说明力可以改变物体的形状
B．箭被射出的过程中，动能转化为弹性势能
C．射出的剑可以继续向前运动是因为受到惯性作用
D．斜向上射出的箭在空中飞行时重力势能不变
【答案】A
【解析】
A．用力将弓拉弯，弓的形状发生了变化，故说明力可以改变物体的形状，A正确。
B．箭被射出的过程中，弹性势能变小，动能变大，故弹性势能转化为动能，B错。
C．射出的剑可以继续向前运动是因为惯性，而不是惯性作用，因为惯性不是力，C错。
D．斜向上射出的箭在空中飞行时，高度变大，故重力势能变大，D错。选A。
6.如图所示，质量一定的木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上。木块在水平拉力F作用下从A点由静止开始运动，运动得越来越快；当木块到达B点时。撤去拉力F。木块继续移动，运动得越来越慢。最后停在C点。下列说法中正确的是（ ）
A．木块在AB所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B．本块在BC段运动得越来越慢，是由于木块受到的摩擦力越来越大
C．本块在BC段运动得越来越慢，是由于木块的机械能转化为内能，机械能逐渐减小
D．木块在AB段运动得越来越快，木块的机械能越来越大，机械能没有转化为内能
【答案】C
【解析】A．木块在水平拉力F作用下从A点由静止开始运动的过程中，如果相对地面只有运动的趋势，受到的是静摩擦力，静摩擦力的大小和拉力大小相等，直到相对于地面运动，受到的摩擦变成滑动摩擦，此时木块所受滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，在AB段和BC段运动时，接触面的粗糙程度相同，压力由物体的重力产生，所以压力大小也相同，所以在AB段和在BC段所受的滑动摩擦力大小相等，但和木块受到的静摩擦力大小不等，A错。
B．木块在BC段运动得越来越慢，是因为摩擦力改变了它的运动状态，所受滑动摩擦力大小不变，B错。
C．本块在BC段运动得越来越慢，物体克服摩擦做功，将机械能转化为内能，机械能减小，C正确。
D．木块在AB段运动时，也要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，D错。选C。
7.在体育课上，小康用胳膊将排球向上垫起后，排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法中正确的是（ ）
A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球所受的重力小于排球的惯性
B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受到方向向上的力
C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，重力势能逐渐减小
D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，动能逐渐减小
【答案】D
【解析】A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球具有向上运动的惯性，一切物体都有惯性，A错。
B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，如果不考虑空气阻力，排球受到方向竖直向下的重力，B错。
C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，克服重力做功，位置升高，重力势能逐渐增加，C错。
D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受重力作用，速度逐渐减小，动能逐渐减小，D正确。选D。
8.图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮，小红乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中（ ）
A. 动能减少B. 重力势能不变C. 机械能增大D. 机械能不变
【答案】C
【解析】A．小红的质量不变，乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中动能不变，A错。
B．小红的质量不变，她从最低点上升到最高点的过程中高度升高，则重力势能变大，B错。
CD．机械能等于动能与势能之和，从最低点上升到最高点的过程中，小红的动能不变，重力势能变大，则机械能变大，C正确，D错。选C。
9.体育课上小明同学进行传接篮球训练，他将球斜向上抛出，球的运动轨迹如图所示，a、b、c、d为轨迹上的点，其中a、c两点高度相同，不计空气阻力，则篮球在（ ）
A．a、c两点的动能相等B．a点的机械能比d点机械能大
C．a点动能比d点动能大D．b点的动能最大
【答案】A
【解析】AB．不计空气阻力，机械能守恒，a、c两点高度相同，重力势能相同，动能相同，A正确，B错。
C．a比d高，a重力势能大，机械能守恒，所以d动能大，C错。
D．b点最高，重力势能最大，动能最小，D错。选A。
10.火箭加速上升过程中，相对于地面是______；火箭的重力势能______，惯性______。
【答案】 运动的 变大 不变
【解析】火箭加速上升过程中，相对于地面的位置发生改变，火箭相对于地面是运动的。火箭加速上升过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大。火箭加速上升过程中，质量不变，惯性的大小不变。
11.2020年7月23日，“天问一号”卫星在文昌航天发射场发射升空，将负责执行中国第一次自主火星探测任务。加速上升过程中，火箭燃料的___________能转化为燃气的内能，卫星的机械能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】化学 增大
【解析】[1]火箭在加速上升过程中，燃料燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能。卫星的速度和高度都增大，质量不变，动能和重力势能都增大，机械能增大。
12.人骑电动自行车下坡时重力势能_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。刹车后很快停了下来，发现刹车片很烫，这是通过________的方式改变刹车片的内能。
【答案】减小 不变 做功
【解析】人骑电动自行车下坡时，质量不变，高度减小，重力势能减小。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，质量不变，速度不变，动能不变，机械能不变。刹车后很快停了下来，发现刹车片很烫，摩擦生热，通过做功的方式改变物体的内能。