2020年中考物理一轮复习专题13动能、势能和机械能课件 38页

2020 年中考物理 一轮复习讲练测 专题 13 动能 、势能和机械能 1 复习目标 了解： 机械能概念。 会： 解释生活中利用动能或势能的现象。 理解： 动能和势能的概念。 掌握： 影响物体动能和势能大小的因素；机械能守恒定律。 2 一 、 动能 1.什么是动能：物体由于 运动 而具有的能。 2.影响动能的因素 物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的 质量 ，二是物体运动的 速度 大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能 越大 ，物体的速度越小其动能越小；具有相同运动速度的物体，质量越大动能 越大 ，质量越小动能越小。 3.动能是“由于运动”而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”，不运动的物体也具有能量，但不具有动能。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。 2 二 、 势能 1.重力势能：物体由于被 举高 而具有的能量，叫做重力势能。 （1）重力势能的大小与 质量 和 高度 有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。 （2）重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其他形式能量。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。 2 二 、 势能 1.重力势能：物体由于被 举高 而具有的能量，叫做重力势能。 （1）重力势能的大小与 质量 和 高度 有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。 （2）重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其他形式能量。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。 2.弹性势能：物体由于发生 弹性形变 ，而具有的能叫做弹性势能。撑杆跳高时弯曲的杆、拉开的弓箭都具有弹性势能。 弹性势能的大小与弹性形变的 程度 有关；形变程度越大，其弹性势能越大。 2 三 、 机械能 1.动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 2.动能与势能的相互转化 （1）在一定的条件下， 动能 和 重力势能 之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化为动能。 （2）在一定的条件下， 动能 和 弹性势能 之间可以相互转化。如跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。 （3）机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的 总和 就保持不变，这个规律叫做机械能守恒。 （4）水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用水能发电，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。利用风能发电，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”联在一起供电。 3 考点一：动能 1. （2019·潍坊） 无人机已被应用于诸多领域，如图所示是一款四翼无人机。在无人机匀速上升过程中，对其分析正确的是（ ）。 A．质量增加 B．动能增加 C．重力势能增加 D．机械能不变 C 3 考点一：动能 【点睛】从动能和重力势能大小的影响因素进行判断。（1）动能大小跟质量、速度有关。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。（2）重力势能大小跟质量、被举得高度有关。被举得高度一定时，质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大。 【解析】无人机匀速上升过程中，无人机的质量不变，高度增大，重力势能增大；速度不变，质量不变，其动能不变；无人机上升过程中，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，所以机械能等于重力势能与动能的总和，重力势能增大，动能不变，其机械能增大。故选C。 3 考点一：动能 2. （2019·绵阳） 2019年1月3日，嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆。嫦娥四号探测器在距离月球表面100米高处悬停，对月球表面识别，并自主避障，选定相对平坦的区域后，开始缓慢地竖直下降，最后成功软着陆。从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中，嫦娥四号探测器的重力势能________，机械能________。（选填“增加”或“不变”或“减少”） 减少 减少 3 考点一：动能 【点睛】从重力势能和动能大小的影响因素进行判断，又因为机械能等于动能和势能的总和，然后判断机械能的变化。 【解析】嫦娥四号从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减少；该过程中其速度减小，动能减少；探测器没有发生弹性形变，不具有弹性势能，则机械能等于重力势能与动能的总和，所以其机械能减少。 故答案为：减少；减少。 3 考点一：动能 3. （2019·保定市初三模拟冲刺追补） 如图所示。小球A静止在木块上。将钢球B从高为h的位置由静止释放，与木块发生碰撞，木块向右运动，小球A落到正下方。钢球B下落过程中动能________(选填“增大”、“不变”或“减小”)；木块被撞出后，由于小球A由于具有________没有随木块一起运动。 增大 惯性 3 考点 一 、 动能 【点睛】分析钢球B下落过程中动能和重力势能的变化； 木块被撞前，木块和A处于静止状态，被撞后由于惯性仍然要保持静止状态。 【解析】钢球B下落过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能增大；木块被撞出后，小球A由于具有惯性仍然要保持静止状态，故A没有随木块一起运动。 故答案：增大；惯性。 3 考点 二 、 势能 1 ． （2018•南京） 2018年5月21日凌晨，“鹊桥”号中继星在我国西昌卫星发射中心成功发射升空（如图所示）。“鹊桥”号中继星在随火箭加速上升过程中，重力势能 　 　 （选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），动能 　 　 。 变大 变大 3 考点 二 、 势能 【点睛】机械能包括动能和势能，物体动能和势能的变化会引起机械能的变化；动能与质量和速度有关，质量越大、速度越大则动能越大；重力势能与质量和高度有关，质量越大、高度越大则重力势能越大。此题考查电磁波的传播和机械能的知识；机械能的大小取决于动能和势能的大小，根据题目中动能和势能的大小变化可分析出机械能的大小变化。 【解析】卫星加速上升过程中，质量不变、速度增大，动能变大；同时，质量不变、高度增加，所以重力势能变大；由于火箭对卫星做功，故使得其机械能不断增加。 故答案为：变大；变大。 3 考点 二 、 势能 2 ． （2017·深圳） 关于功和能，下列描述正确的是（　）。 A．机械表上发条是增加了发条的弹性势能； B．深圳大亚湾核电站是把电能转化为核能； C．汽车加油后，以原来的速度继续匀速行驶它的动能会降低； D．“飞流直下三千尺”中水的动能转化为重力势能 A 3 考点 二 、 势能 【点睛】①发生弹性形变的物体具有弹性势能，弹性形变越大弹性势能越大；②核电站是将核能转化为电能的设备；③影响动能的因素是质量和速度；④影响重力势能的因素是质量和所在高度，在一定条件下动能和势能可以相互转化。 【解析】A：上紧的机械表发条具有弹性势能，并且发条形变越大具有的弹性势能越大；故A正确。 B：在核电站中，核燃料发生裂变，释放出核能，把核能再转化为电能；故B错误。 C：汽车加油后相对于原来质量增加，虽然仍按原速度行驶，但动能相对于原来是增加的；故C错误。 D：“流直下三千尺”中，高处的水具有大量重力势能，下落过程中重力势能转化为动能；故D错误。 3 考点 二 、 势能 3 ． （2019·天津） 小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想： 猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关 猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关 为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同 的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下 放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释 放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。 按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。 3 考点 二 、 势能 实验序号 铁块质量m/g 铁块距桌面高度H/cm 桌腿进入沙子的深度h/cm ① 20 20 1.9 ② 20 30 2.9 ③ 20 40 3.8 ④ 30 20 2.9 ⑤ 40 20 4.1 （1）实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小； （2）为了验证猜想一，需选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析； （3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是： 。 桌腿进入沙子的深度 ①④⑤ 质量相同的物体，高度越大，重力势能越大 3 考点 二 、 势能 【点睛】（1）桌腿进入沙堆的深浅，体现了物体对其做功的多少。桌腿进入沙堆越深反映了小球具有的重力势能越大。这用到了转换法。（2）利用控制变量法，要验证重力势能的大小与质量有关，需控制质量其他的因素相同，只有质量不同，从图中找出符合条件的实验即可。（3）利用控制变量法，比较图中相同因素和不同因素，总结出研究的对象。在设计实验和写结论时常用控制变量法来分析。在研究物理量的变化时常用转换法来分析。 3 考点 二 、 势能 【解析】（1）通过小明设计的实验可以知道，他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的。桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大； （2）根据控制变量法，要验证物体的重力势能与物体的质量有关，应控制物体的高度相同，改变物体质量的大小，故小明要完成探究，需要找数个质量不同的物体进行实验； 故①④⑤三组数据符合，所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论。 （3）比较表中①②③的实验数据，可以发现，高度相同，③中桌腿进入沙子的深度更深，所以，③中的物体具有重力势能大，即可以得出的初步结论是：质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。 故答案为：（1）桌腿进入沙子的深度；（2）①④⑤；（3）质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。 3 考点 三 、 机械能 及其转化 1 ．（ 2019· 泰安市新泰市中考一模 ）如图是小朋友玩跳跳床的情景，对他们在上升和下落过程中分析正确的是（　　）。 A．小朋友在空中上升的过程中动能转化为重力势能； B．小朋友从接触跳跳床到下落到最低处的过程中弹性势能转化为动能； C．小朋友从空中下落，是由于惯性作用； D．小朋友被跳跳床弹起时，若以地面为参照物，小朋友是静止的 A 3 考点 三 、 机械能 及其转化 【点睛】（1）判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的；（2）地面及其附近的一切物体都受到重力的作用；（3）如果物体相对于参照物位置不变，则物体是静止的，如果物体相对于参照物位置不断变化，则物体是运动的。此题考查动能和势能的转化与守恒、运动和静止的相对性、惯性。解决此类问题的关键是要知道各能量跟哪些因素有关，根据各因素的变化情况分析能量的变化情况。 3 考点 三 、 机械能 及其转化 【解析】A、小孩在空中上升的过程中，质量不变，速度变小，动能减小，同时其高度变大，重力势能增大，所以动能转化为重力势能，故A正确； B、小孩从接触跳跳床到下落到最低处的过程中，速度最终减小为0，动能减小，同时高度变小，重力势能变小，蹦床的弹性形变变大，弹性势能增大，是动能和势能转化为弹性势能，故B错误； C、小朋友受重力作用，重力竖直向下，所以会从高处落下，故C错误； D、小朋友被跳跳床弹起时，若以地面为参照物，小朋友与地面之间发生了位置变化，是运动的，故D错误。故选A。 3 考点 三 、 机械能 及其转化 2 ． （2019·武汉市武昌区中考一模） 如图，是高空跳介运动员跳伞表演中下降过程中的一个画面，跳伞运动员从飞机上跳出，经过一段时间加速后，在离地面7km时开始以5m/s的速度匀速下降至地面。在运动员从7km高空下落至地面的过程中，______能转化为______能，需要时间______S。 重力势 内 1400 3 考点 三 、 机械能 及其转化 【解析】在运动员从7km高空下落至地面的过程中，运动员的质量不变，速度不变，但高度降低，重力势能变小，同时在此过程中空气阻力对其做功，使其内能变大，故重力势能转化为内能； 故答案为：重力势；内；1400。 3 考点 三 、 机械能 及其转化 3 ． （2018·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.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 A 3 考点 三 、 机械能 及其转化 【点睛】掌握动能、势能大小的影响因素，掌握动能、势能的大小变化情况。同时知道卫星在绕地球运动时，没有任何物质和卫星摩擦，机械能没有消耗，机械能是守恒的。影响动能的因素是物体的质量和物体运动的速度；影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度。根据动能、重力势能影响因素的情况得出动能和重力势能的大小情况。再根据能量变化的规律：减小的能量转化为增大的能量得出答案。 【解析】AB、在大气层外运行，不受空气阻力，机械能是守恒的；卫星从远地点运行到近地点时，相对高度减小，所以势能减小，同时速度增大，动能增大，故A正确、B错误； CD、在大气层外运行，不受空气阻力，机械能是守恒的；卫星从近地点运行到远地点时，相对高度增大，所以势能增大，同时速度减小，动能减小，机械能守恒，故CD错误。故选A。 4 考点 一 、 动能 1. （2019·白银市靖远县中考二模） 下列叙述正确的是（　　）。 A．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变； B．用水平推力推桌子，桌子没动，是因为推力等于摩擦力； C．做匀速圆周运动的物体受到平衡力的作用； D．运动的物体所具有的能叫动能 B 4 考点 一 、 动能 2. （2017•广元） 如图甲所示是小张“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验装置。 （1）小张让大小不同的实心钢球从同一斜面上相同的高度处由静止滚下，在水平面上运动并推动木块移动，是为了探究动能大小与 的关系； （2）同班同学小红发现，木块被钢球撞击后移动的距离没有其他同学的明显，认为是木块太重导致滑动摩擦力过大的原因造成。为了验证猜测，小红设计了如图乙所示“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的实验，当接触面粗糙程度不变，用弹簧测力计拉动木块匀速直线运动时，通过多次实验得到了表格中的相关数据，请你根据表中数据帮她分析并得出，滑动摩擦力f与压力F之间的数量关系式为 。 质量 f=0.3F 4 考点 一 、 动能 B 实验次数 1 2 3 4 5 木块对木板压力F/N 2 3 4 5 6 弹簧测力计读数f/N 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 4 考点一：动能 3． （2018·临沂） 如图所示，单摆中的小球在ABC间不停地往复运动，如果不考虑阻力的影响，以下说法错误的是（　　） 。 A．小球在A、C处的势能最大； B．小球在B处只受重力作用； C．小球由A到B过程中，重力势能转化为动能； D．小球运动到C处时，如果受到的外力全部消失，将保持静止 B 4 考点 二 、 势能 1 ． （2019·绵阳） 2019年1月3日，嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆。嫦娥四号探测器在距离月球表面100米高处悬停，对月球表面识别，并自主避障，选定相对平坦的区域后，开始缓慢地竖直下降，最后成功软着陆。从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中，嫦娥四号探测器的重力势能________，机械能________。（选填“增加”或“不变”或“减少”） 减小 减小 4 考点 二 、 势能 2 ． （2018·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： 实验次数 h 0 /m h 1 /m h 2 /m x/m X 2 /m 2 △h/m 1 0.50 0.40 0.55 0.40 0.01 0.15 2 0.50 0.30 0.90 0.20 0.04 0.60 3 0.50 0.20 1.55 0.30 0.09 1.35 4 0.50 0.15 2.00 0.35 0.12 1.85 4 考点 二 、 势能 ①弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平面的高度h0； ②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； ③释放小铁块，当铁块上升到最大高度时，读出铁块下端到水平面的高度h2； ④改变弹簧的压缩长度，重复步骤②③，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 。 （1）实验中弹簧的形变量x= 　 　 （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 　 　 来间接反映的； A．h1 B．h2 C．h2﹣h0 D．h2﹣h1 （3）该同学根据表中数据分别做出图甲△h﹣x和图乙△h﹣x2图象，由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与 　 　 成正比。 D h 0 ﹣ h 1 形变量的平方 4 考点 二 、 势能 3 ． （2017•眉山） 如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是（ ）。 A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大； B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大； C．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变； D．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变 C 4 考点 三 、 机械能 及其转化 1 ． （2017•龙东）（多选题） 为了更好的推进习总书记提出的“一带一路”发展战略，我国计划发射十八颗通信卫星，为沿线国家提供服务。下列关于人造卫星说法中，正确的是（　）。 A．卫星运动到近地点时，动能最大，重力势能最小； B．卫星运动到远地点时，动能最大，重力势能最小； C．卫星由近地点向远地点运动，重力势能转化为动能； D．卫星由远地点向近地点运动，重力势能转化为动能 AD 4 考点 三 、 机械能 及其转化 2 ． （2018•玉林） 2018年世界杯正在俄罗斯举行，如图所示，是正在加速下降的足球，在此过程中，对其机械能的变化情况，下列分析正确的是（　　）。 A．动能增大，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大 C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小 A 4 考点 三 、 机械能 及其转化 3 ． （2018•淄博） 如图所示，弯曲的跳板把人弹至高处，这个过程中人的动能和重力势能的变化情况是（　　）。 A．动能减小，重力势能增大； B．动能增大，重力势能减小； C．动能先增大后减小，重力势能增大；D．动能先减小后增大，重力势能减小 C