备战2023物理新中考二轮复习重难突破（河北专用）专题07 功和机械能

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重点一、功
1.定义：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。
2.做功的必要条件：
(1)有力 (2)在力的方向上移动的距离
3.不做功的几种情况：
A.有力无距：物体受到力的作用，但物体没有移动，这个力对物体不做功。
△注：推箱子没推动推力不做功。
B.有距无力：由于惯性保持物体的运动，虽有通过的距离，但没有力对物体做功。
△注：踢出去的足球，离开脚以后踢力对足球不做功。
C.力距垂直；当物体受到的力的方向与物体运动方向垂直时，这个力对物体不做功。
△注：在水平地面上滚动的足球，重力不做功。
4.功的计算
(1)公式：（克服重力做功时W=Gh）
(2)单位：(焦耳)；1J=1N·m
5.功的原理
(1)内容：使用任何机械都不省功。
(2)理解：有时省力，有时省距离，但是不能同时既省力又省距离。
重点二、功率
1.定义：单位时间内所做的功叫功率，用符号P表示。
2.物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。
(1)相同时间内，物体做功越多功率越大
(2)做相同的功，物体用时越短功率越大
(3)物体做功越快功率越大
3.公式： 推导公式： (注：当功率一定时，力和速度成反比。)
4.单位：瓦特，简称“瓦”，用“W”表示
重点三、 动能
1.定义：物体由于运动具有的能。
△注：一切运动的物体都具有动能。
2.影响因素：动能大小与物体的质量和速度有关。
质量相同时，物体速度越大，动能越大。
速度相同时，物体质量越大，动能越大。
△注：速度对物体动能的影响更大。
3.实验常考汇总：
（1）在控制物体到达水平面的初速度相同时，是通过控制小球静止释放高度相同来实现的。
（2）动能的大小是通过转换法探究的：根据小球撞击木块运动的距离长短来实现。
（3）在改变小球质量时，需要控制小球的体积相同。
重点四、重力势能
1.定义：物体由于被举高而具有的能。
2.影响因素：重力势能大小与物体的质量和高度-有关。
质量相同时，物体高度越大，重力势能越大。
高度相同时，物体质量越大，重力势能越大。
重点五、弹性势能
1．定义：物体由于弹性形变而具有的能。
2.弹性势能大小与弹性材料本身和形变量有关。
重点六、机械能
1.定义：物体动能和势能统称为机械能。
2.能量转化：动能和势能之间可以相互转化
△注：从高处自由下落的物体，动能减小，重力势能增加。
eq \\ac(○,1)滚摆模型
不计任何阻力摩擦时候，滚摆上升动能减小，重力势能增加，动能转化为重力势能。
eq \\ac(○,2)卫星模型
卫星从近地点到远地点时，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。
卫星从远地点到近地点时，动能增加，重力势能减小，重力势能转化为动能。
3.机械能守恒：当只有动能和势能之间转化时，机械能的总量保持不变
（1）在忽略空气阻力、不计摩擦，只有动能和势能相互转化时物体机械能守恒。
（2）有除重力和弹力以外的力对物体做功时，物体机械能不守恒。
（如加速起飞的飞机，动能增加，重力势能增加，故机械能增加）
真题演练
一．选择题
1．（2021•迁安市二模）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，不考虑空气阻力，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（ ）
A．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，小石块的动能先增大后减小
D．小石块在C点时受平衡力的作用，橡皮筋的弹性势能最大
2．（2021•丰润区一模）推理是学习理化知识的一种重要方法。下列推理合理的是（ ）
A．酸雨中含有酸，所以引起酸雨的二氧化硫和二氧化氮都是酸
B．同种元素的原子和离子中质子数相同，所以质子数相同的粒子一定属于同种元素
C．对物体做功，需要对物体施加力，所以只要物体受到了力，该力就一定对物体做功
D．在水平面上运动的小车，受到的阻力越小，运动距离越远，所以如果小车不受阻力，将一直运动下去
3．（2021•石家庄模拟）下列对知识的归纳总结正确的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
4．（2021•路南区二模）分析和推理是学习中常用的方法，下列推理正确的是（ ）
A．使用机械可以省力或省距离，则使用机械可以省功
B．同种元素的原子质子数相同，质子数相同的粒子一定是同种元素
C．中和反应生成盐和水，所以有盐和水生成的反应一定属于中和反应
D．力是改变物体运动状态的原因，则当物体运动状态发生变化时一定受到力的作用
5．（2021•绿园区二模）下列物体既具有动能又具有势能的是（ ）
A．被拉开的弹弓
B．悬挂在天花板上静止着的吊灯
C．在水平公路上行驶的汽车
D．在空中飞行的飞机
6．（2021•裕华区模拟）如图所示是蹦床运动员表演的情景，运动员从最低点到达最高点的过程中，不计空气阻力，运动员的动能和重力势能变化情况分别是（ ）
A．动能减小，重力势能增大，运动员机械能守恒
B．动能增大，重力势能减小，运动员机械能守恒
C．动能先增大后减小，重力势能增大，运动员机械能不守恒
D．动能先减小后增大，重力势能减小，运动员机械能不守恒
7．（2021•衡水模拟）如图所示的是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（ ）
A．小球越跳越低，但每次到达地面时的速度相同
B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C．小球最终会静止，这说明小球具有的机械能凭空消失了
D．小球减小的机械能转化为其它形式的能，但总量保持不变
8．（2021•宣化区一模）如图所示，小球由细线吊着在AB间自由摆动，不计空气阻力和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．小球在A点和O点，所受重力的方向不同
B．小球由O点到B点的过程中，动能转化为重力势能
C．当小球刚好摆动到O点时，假如所有外力都消失，小球将保持静止状态
D．换用质量更大的小球，小球从A点释放到达的位置高于B点
9．（2021•河北模拟）如图，弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球由静止开始从a点经最低点b运动至c点，下列分析正确的是（ ）
A．小球在a、b两点的机械能相等
B．从b到c的过程，小球的动能增大
C．从a到c的过程中，小球的机械能保持不变
D．从a到b的过程中，小球的动能转化为重力势能
10．（2021•丰润区模拟）如图所示是小朋友荡秋千的情景，下列说法正确的是（ ）
A．从最高点荡到最低点的过程中，木板的支持力对人做了功
B．从最高点荡到最低点的过程中，绳子的拉力对人做了功
C．从最高点荡到最低点的过程中，重力对人做了功
D．从最低点荡到最高点瞬间若所有力都消失，则人将做匀速直线运动
11．（2021•永年区校级三模）如图所示，在小明和妈妈一起逛商场时，一起乘坐自动扶梯匀速上升，这一过程中，关于对小明的分析正确的是（ ）
A．小明受到重力、支持力和水平向左的摩擦力的作用
B．小明受到重力、支持力和水平向右的摩擦力的作用
C．小明的动能增加
D．小明的重力势能增加
12．（2020•丰南区一模）下列说法正确的是（ ）
A．物体静止时不易推动，所以物体在静止时比在运动时惯性大
B．静止在斜面上的一只木箱，它所受的重力和支持力是一对平衡力
C．用锤子将铁钉钉入木板，锤子对铁钉的作用力与铁钉对于锤子的作用力大小相等
D．人造卫星绕地球沿椭圆轨道从远地点向近地点运动的过程中，动能转化为势能
13．（2020•遵化市模拟）伽利略通过科学推理，认为：如果一切接触面都是光滑的，一个钢珠从斜面的某一高度A处静止滚下，由于只受重力，没有阻力产生能量损耗，那么它必定到达另一斜面的同一高度，如果把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况。金属小球从光滑轨道中的A点处由静止滑下，经过B点，到达最低点C后，再沿轨道向上运动。若不计空气阻力，则下列说法中不正确的是（ ）
A．小球到达D点时的机械能大于它到达B点时的机械能
B．小球到达C点时，它的动能最大，重力势能最小
C．小球从A点加速下滑时，重力对它做了功
D．如果斜面变成水平面，则小球找不到同样的高度而会一直保持一种运动状态，永远运动下去
14．（2020•石家庄一模）如图所示，以速度υ斜向上抛出小球，球出手到落地的过程，空气阻力忽略不计，下面关于机械能的说法中正确的是（ ）
A．球到最高点时动能为零B．球出手时重力势能最大
C．球的机械能保持不变D．球落地时机械能最大
二．多选题
（多选）15．（2021•路南区二模）如图所示，粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接，弹簧左端固定。小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中（空气阻力忽略不计），下列说法正确的是（ ）
A．小木块P在水平面上运动时所受摩擦力的大小不变
B．小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒
C．小木块P在斜面上向上运动时，动能减小，重力势能增大
D．小木块P运动到最高点时处于平衡状态
（多选）16．（2021•长沙模拟）一物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，其运动的路程（s）与时间（t）关系如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．物体8s时的速度小于2s时的速度
B．前6s拉力对物体做的功大于后6s做的功
C．前6s拉力对物体做功的功率小于后6s做功的功率
D．前6s物体所受的拉力大于后6s物体所受的拉力
三．填空题
17．（2020•河北）蹦极是一种运动游戏。如图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中（忽略空气阻力），其重力势能逐渐转化为 能；游戏者从A点到B点的过程中，绳子具有的 能逐渐增加；到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，所以游戏者在B点时 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态。
18．（2021•张家口一模）玩“多米诺骨牌”时将骨牌按一定间距排列成行，轻轻碰倒第一枚骨牌，其余的骨牌就会产生连锁反应，依次倒下。骨牌在倒下时，其重力势能会 ，并转化为 能，撞击到第二张骨牌后，由于能量的传递以及每张摆好的骨牌都具有的重力势能，其机械能就会比第一张牌更大，最后骨牌倒下的速度就会不断 。
19．（2021•张家口模拟）如图所示是空中加油机给战机加油的情形，以加油机为参照物，战机是 的，若战机与加油机在空中沿水平方向做匀速直线运动，则在加油过程中，加油机的动能 ，战机的重力势能 。（后两空均选填“变大”“变小”或“不变”）
20．（2021•滦州市一模）如图所示，今年1月5日在石家庄市某一街道上一辆消毒车正在水平路面上匀速行驶并向外喷洒消毒液的过程中，消毒车的重力势能 ，机械能 （均选“增大”减小“或“不变”），司机相对于消毒车是 （选填“运动”或“静止”）。
21．（2021•路南区一模）如图所示，AOB是光滑轨道，A点的高度大于B点的高度，让小球从A点由静止开始自由落下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），从A点运动到O点的过程中 能转化为动能，它离开B点后的运动轨迹最符合 （选填“a”、“b”、“c”或“d”），若到达B点时小球受到的力消失，将会 。
22．（2021•路北区一模）如图是运动员撑杆跳高时的情景。运动员借助手中的撑杆跳高时，要比徒手跳高得多，这是因为撑杆的 能转化为运动员的机械能。在运动员上升的过程中，他的动能转化为 能；运动员运动到最高点时处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。
四．实验探究题
23．（2021•竞秀区模拟）在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，把物块B放在水平面上，小球A放在斜面上高h处的位置。小球A沿斜面滚下后能撞上物块B，并推动物块B向前移动一段距离s1，如图1所示。
（1）实验中用 反映小球动能的大小；
（2）要探究“动能大小与速度的关系”，需要进行的操作是： ；
（3）把另一质量较小的小球A放到斜面高度为h的位置处，小球A沿斜面滚下后撞上物块B，并推动物块B向前移动一段距离s'，且s'＜s，由此得到的结论是： 。
（4）为了降低汽车行驶时的危险性，要对它的最高行驶速度加以限制。如图2所示是某段道路的标志牌。当载货汽车和小汽车的动能相同时，由于 ，所以对载货汽车限制的最高行驶速度比小汽车限制的最高行驶速度小
选项
归纳总结
A
所有固体都有确定的熔点
B
KNO3和（NH4）2HPO4都是复合肥
C
氯化钠和金刚石都是由离子构成的
D
高处的物体比低处的物体的重力势能大