1、第三篇物质科学(物理部分)第13课时做功与机械能12018广州如图所示，甲、乙两个质量不同的小球，从相同高度静止释放，小球下落过程中经过P、Q两点，忽略空气阻力，下列说法正确的是 (B)图131A着地瞬间两球的动能相等B甲球在P点和Q点的机械能相等C释放瞬间两球的重力势能相等D从释放到着地，两球所受重力做的功相等【解析】 小球下落过程中，忽略空气阻力，机械能守恒，两球的高度相等但质量不同，所以两球具有的重力势能不等，着地时两球的动能不等，下落过程中重力做的功也不等。由于机械能守恒，所以甲球在P点和Q点的机械能相等。22018襄阳在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E随时间t变
2、化的图像最接近的是 (A)【解析】 在质量一定时，小球的动能与运动速度有关，运动速度越快，动能越大。排球在向上运动过程中，先减速上升，到达最高处时速度为0，然后加速下落，所以其动能先减小到0，然后再增大。3温州中考将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压(如图)，放手后笔会向上弹起一定高度。下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是 (C)A向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小图132B向下按笔的过程中，笔的重力势能增大C笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大D笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大【解析】 向下按笔的过程中，弹簧形变程度变大，弹性势能变大；由于重力势能与质量、高度有关，所以向下按笔的过
3、程中，笔的高度减小，故其重力势能减小；笔向上弹起的过程中，笔的质量不变，高度增加，故笔的重力势能增大；笔向上弹起的过程中，弹簧形变程度变小，所以其弹性势能变小。图13342018杭州余杭区一模改编如图，一个重力为10N的物块，以10m/s的速度冲上了高为5m、长为10m的光滑斜面。达到斜面顶端时，物块的速度恰好减小为0。对此过程，以下分析正确的是 (C)A物块受到平行于斜面向下的摩擦力B物块将静止在斜面顶端C物块克服重力做功为50JD物块克服重力做功的功率为200W【解析】 物块在光滑斜面上运动，不受摩擦力作用，到达顶端后也不可能静止在斜面顶端。物块克服重力做功WGh10N5m50J。假设物块
4、上滑的平均速度10m/s，上滑所用时间ts/v10m/10m/s1s，所以物块克服重力做功的功率PW/t50J/1s50W，实际物块做减速运动，上滑所用时间大于1s，则物体克服重力做功的功率应小于50W。图13452018聊城2018年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星。如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列说法正确的是 (A)A卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒B卫星从远地点运行到近地点，重力势能
5、增大，动能减小，机械能守恒C卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒D卫星从近地点运行到远地点，重力势能减小，动能减小，机械能不守恒【解析】 卫星从远地点运行到近地点时，相当于高度降低，而卫星的质量不变且机械能守恒，所以重力势能减小，动能增大。62018衢州在探究“阻力对物体运动的影响”时，让同一小车每次都从同一斜面的同一位置静止滑下，使小车分别在毛巾、棉布和木板上运动直至静止，小车运动距离如图所示。下列说法正确的是 (D)图135A小车在毛巾上运动的距离最短，所以它消耗的机械能最少B小车在木板上运动的距离最长，所以它消耗的动能最多C小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同
6、，但每次小车获得的内能相同D小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同，但每次小车克服阻力所做的功相同【解析】 同一小车每次都从同一斜面的同一位置静止滑下，则小车从水平面上刚开始运动时，机械能相同。最后都停下来，此时所有的机械能都转化为内能散失了，三次实验所消耗的机械能(或动能)相同，但小车所获得的内能不一定相同。图1367无锡中考如图所示，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点自由释放后所能到达的最低点，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是(C)A小石块减少的重力势能全部转化为动能B
7、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，受到平衡力的作用【解析】 小石块在下落过程中，在AB段，小石块只受到重力作用，重力不断改变小石块的运动状态，小石块加速下落。在BC段小石块受到橡皮筋的拉力作用，过B点后橡皮筋开始伸长(大于原长)，弹力逐渐增大，当弹力小于重力时，小石块仍处于加速状态，当弹力大于重力时，小石块减速下落。BC过程中小石块先加速后减速，减速过程是因为弹力大于重力，C点是下落的最低点，此时小石块虽然速度为0，但到达C点后小石块会立即改变运动状态向上运动，故C点时并不受平衡力的作用。82018枣庄妈妈
8、与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的 3倍，若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1，小明克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是 (D)AW1W221P1P261 BW1W223P1P221CW1W221P1P232DW1W221P1P223【解析】 由题可知，妈妈与小明爬山的高度相同，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，由WGh可得，妈妈和小明克服重力做功之比；由P可得，妈妈和小明克服重力做功的功率之比。92018云南如图甲所示，张华用水平推力F推置于水平地面上的木箱，在此过程中
9、，推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示，木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示，则13s木箱做_变速_(选填“匀速”或“变速”)运动；35s推力对木箱做的功是_400_J。图137102018宁波据报道，高空坠物伤人事件时有发生。某专业研究小组对物体从高空落到地面的破坏力进行如下实验研究：实验器材：1cm厚的石膏板若干、质量为50g的鸡蛋数枚实验过程：无风环境下，将鸡蛋从楼上静止释放，砸中铺在草坪上的石膏板，记录实验现象。实验序号楼层实验现象15鸡蛋破碎，石膏板凹陷且出现一圈圈螺旋状的裂纹215鸡蛋破碎，石膏板被砸中的地方出现小坑且破裂325鸡蛋破碎，发出巨响，石膏板被击穿(1)
10、实验中，鸡蛋从高空坠落的破坏力可以通过_石膏板的形变程度(或石膏板的被破坏程度)_反映出来。(2)根据实验现象，可以得出：同一物体从高空落到地面的破坏力与_下落 高度_有关。(3)实验后，小科对“高空落下的雨滴不会对人造成伤害”感到好奇。他通过查阅资料知道：雨滴从高空落下的过程中，受到的空气阻力与雨滴速度的平方成正比，达到最大速度后，雨滴匀速落向地面。雨滴下落过程中机械能 _减小_(选填“增大”“不变”或“减小”)。对于下落的雨滴不伤人的现象，小科将进一步探究。112018攀枝花小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和M(M的质量大于m)，分别从不同的高度h
11、和H(Hh)静止开始放下，观察木块B被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。图138(1)小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是_转换法_(选填“控制变量法”或“转换法”)；若水平面绝对光滑，本实验将_不能_(选填“能”或“不能”)达到探究目的。(2)由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与_速度_有关。(3)小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，他的看法是否正确？_错误_(选填“正确”或“错误”)，理由是_没有控制小球到达水平面时的速度相同_。【解析】 (1)实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的研究方法是转换
12、法；若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，那本实验就不能通过木块B移动的距离长短来判断小球动能的大小。(2)由甲、乙两图可知，小球的质量相同，小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，到达水平面时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，说明小球的动能不同，所以得出的实验结论为：物体的动能大小与速度有关。(3)要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同，即不同质量的小球从同一高度由静止滑下，而甲、丙两图没有让小球从同一高度滚下，没有控制小球的速度相同，所以小明的看法错误。图139122017安徽已知物体的重力势能表达式为Epmgh，动能表达式为E
13、kmv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：(1)物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek1。(2)物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W。(3)物体落地前瞬间的动能Ek2。【答案】 (1)物体的重力势能Epmgh0.4kg10N/kg1.5m6J；动能Ek1mv20.4kg(2m/s)20.8J。(2)物体从被抛出至落地的过程中，其重力所做的功WGhmgh0.4kg 10N
14、/kg1.5m6J。(3)物体下落时高度减小，速度增大，所以重力势能转化为动能，落地时高度为0，重力势能全部转化为动能，所以物体落地前瞬间的动能Ek2Ek1Ep0.8J6J6.8J。132018潍坊某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时，猜测弹性势能可能与形变量x成正比，也可能与形变量的平方x2成正比。用如图甲所示装置进行探究，将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上，刻度尺与杆平行，进行了如下操作：图1310弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平面的高度h0；将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出此时弹簧上端到水平面的高度h1；释放小铁块，当铁块上升到最大高度时
15、，读出铁块下端到水平面的高度h2；改变弹簧的压缩长度，重复步骤，将测出的数据记录在表格中，并计算出弹簧的形变量x、形变量的平方x2和小铁块上升的距离h。实验次序h0(m)h1(m)h2(m)x(m)x2(m2)h(m)10.500.400.550.100.010.1520.500.300.900.200.040.6030.500.201.550.300.091.3540.500.152.000.350.121.85(1)实验中弹簧的形变量x_h0h1_(用所测物理量符号表示)。(2)本实验中，弹簧弹性势能大小是通过_D_来间接反映的。Ah1 Bh2Ch2h0 Dh2h1(3)该同学根据表中数据分别做出图乙所示hx图像和图丙所示hx2图像，由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与_形变量的平方_成正比。【解析】 (1)弹簧的形变量x等于弹簧的原长度h0减去弹簧被压缩后的长度h1，即xh0h1；(2)实验中弹性势能的大小是通过铁块被弹起的高度来间接的反映，即铁块到达的最高点h2减去弹簧被压缩的最低点h1，即h2h1； (3)由表可知h15x2，且图丙显示h与x2成正比例函数关系，图像为过原点的直线，即弹簧弹性势能的大小与形变量的平方成正比。
