功和机械能

赵晓燕

一、考情分析

从2016年各省市中考来看，对本部分知识的考查依然是重视基础，强化对实验探究能力和计算能力的考查。本部分知识考查题目难度不是太大。常见考点有功和做功的两个因素，功和功率的简单计算，常常以选择题的形式出现；机械能及其转化和转移也是各省市的高频考点，常常以选择题、填空题或者实验探究题的形式出现；功、功率、压强的计算也常常结合在一起考查。在各地中考试卷中分值为8分左右。

预测在2017年中考中，功和功率的简单计算，机械能的实验探究，结合生活实际考查机械能的转化为考查重点。尤其以结合新情景考查功和功率计算，分析机械能转化为命题热点。

二、考点演练

【基础强化】

1.（2016·德阳）一台功率为2kW的电动机，1min做的功为J；这些功可以将重力为2×104N的物体匀速竖直提升m。

2.（2016·钦州）在开展课外活动时，小李同学遥控一小型无人机匀速竖直上升，速度为2m/s，功率为30W，则无人机上升10s升力所做的功为J，无人机重为N。

3.（2016·铜仁）小龙背着质量为25kg的实验器材从实验楼的一楼上到三楼，又沿走廊水平走了5m到实验室。每层楼高3m，小龙对实验器材做功J。若在搬运实验器材的整个过程中小龙总共做功4500J，则小龙自身的体重是kg。（g=10N/kg）

4.（2016·哈尔滨）小红背书包上楼，她在给书包作用力的同时，由于力的作用是，肩膀也受到书包给她的力，上楼过程中小红的重力势能（填“变大”“变小”或“不变”）。

5.（2016·兰州）“弓开如满月，箭去似流星”形容射箭运动员拉弓放箭的情形，那么在这个过程中弓的能转化为箭的能。

6.（2016·永州）随着我国经济的高速发展，城市建筑物越建越高，“高空坠物伤人”事件时有发生.原因是物体所处的高度越高，物体所具有的重力势能越（填“大”或“小”）。当高处的物体坠落时，因重力势能转化为能，从而带来安全隐患。

7.（2016·重庆）2016年4月24日定为首个中国航天日，是为了纪念我国首枚人造卫星东方红一号发射成功，卫星加速升空的过程中重力势能，动能（填“变大”“变小”或“不变”）。

8.（2016·北京）水平地面上的购物车在水平推力的作用下，沿推力的方向运动一段距离，则下列判断中正确的是（）

A.重力对购物车做了功

B.支持力对购物车做了功

C.推力对购物车做了功

D.没有力对购物车做功

9.（2016·安徽）掷实心球是某市的中考体育加试项目之一。掷出去的实心球从a处出手后，在空中运动的轨迹如图1所示，球最終停在水平地面e点处（不计空气阻力）。则实心球（）

图1A.在a处重力势能最小

B.在b处动能为零

C.在a、b、c三处的机械能相等

D.在d处动能为零

10.（2016·烟台）图2所示是跳水运动员跳板跳水时的情景，跳板跳水运动有起跳、腾空、落水几个阶段，若不计空气阻力，从腾空到落水的过程中（）

图2A.动能增加，机械能增加

B.重力势能减小，机械能减少

C.动能先减小后增大，机械能不变

D.重力势能先减少后增大，机械能不变

11.（2016·成都）火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的卫星，下列叙述正确的是（）

A.卫星的机械能总量不变

B.卫星的机械能总量增加

C.卫星的动能增加，重力势能不变

D.卫星的动能不变，重力势能增加

图312.（2016·温州）将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压（如图3），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（）

A.向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小

B.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

图413.（2016·广元）我国在太空航天领域处于世界领先水平，如图4所示，是我国近期发射的一颗北斗导航卫星，它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，在大气层外运行，不受空气阻力。关于此人造卫星的运行下列说法正确的是（）

A.卫星从远地点运行到近地点，势能减小，动能增大，速度增大

B.卫星从远地点运行到近地点，势能减小，动能减小，速度减小

C.卫星从近地点运行到远地点，势能增大，动能增大，速度增大

D.卫星从近地点运行到远地点，势能增大，动能增大，速度减小

图514.（2016·潍坊）为了探究“弹簧的弹性势能跟哪些因素有关”，小明同学设计了如图5所示的装置，并进行了如下实验。

①将弹簧放在水平面上，一端固定。

②在弹性限度内，用物块（物块与弹簧不连结）将弹簧压缩，测量并记录弹簧的形变量ΔL。

③由静止释放物块，测量并记录物块在水平面上滑行的距离s。

④多次改变弹簧的形变量，重量步骤②③。

⑤分析实验数据得出结论。

请回答以下问题：

（1）本实验中，探究了弹簧弹性势能大小跟的关系。

（2）本实验中，弹簧弹性势能大小是通过来间接反映的。

（3）本实验中，从物块离开弹簧到静止，物块将能转化为能。

15.（2016·黔西南）如图6所示，将一根细线上端固定，下端系上一小铁球，该装置便是“单摆”。

（1）如图6甲、乙所示，将质量为m1、m2的小球分别移动到与竖直方向成θ1角时放手，m2>m1，两个小球运动到B点时速度相同，此时撞击放在水平面上的同一木块，木块被撞后在水平方向移动的距离如图6所示。则单摆的运动速度与小球的无关，由甲、乙两图可知，物体的质量越大，越大。

（2）如图6丙所示，将质量为m2的小球移动到与竖直方向成θ2角时放手，∠θ2>∠θ1，小球运动到B点时撞击同一木块，比较两图可知，物体的速度越快，动能越大。

图616.（2016·乐山）物体由于而具有的能，叫做动能。在“探究物体的动能与那些因素有关”的实验中，小明提出如下猜想：

A.物体的动能可能与物体的质量有关；

B.物体的动能可能与物体的速度有关。

图7设计以下探究实验：让质量为m的小球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动。运动的小球碰上水平面上静止的木块后，能将木块撞出一段距离s.实验过程如图7甲、乙、丙所示。图中m1

（1）通过观察比较就可以反映小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是（填“放大”“控制变量”或“转换”）法。

（2）通过比较甲、乙，可初步验证（填猜想序号）是正确的；

（3）通过比较两次实验，初步验证猜想A是正确的。

（4）实验表明：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越。

图817.（2016·永州）2016年6月5日，在第15届香格里拉对话会上，中国军方代表孙建国发出强有力的声音：中国有能力维护南海和平。如图8所示，被誉为“中华神盾”的防空导弹驱逐舰是我国海军的中坚力最，它满载时总重力为6.0×107N.在某次演习中，驱逐舰满载时以36km/h的速度匀速直线航行了30min，航行过程中受到的阻力是总重力的0.01倍.求驱逐舰匀速直线航行过程中：

（1）路程是多大？

（2）牵引力是多大？

（3）克服阻力做了多少功？

18.（2016·漳州）近年来，智能机器人进入百家姓。如图9所示，质量为4kg的清洁机器人某次工作时，在4s内沿水平直线运动了2m，此过程机器人所提供的牵引力为50N，求：

图9（1）机器人所受的重力；

（2）牵引力所做的功；

（3）牵引力的功率。

【综合应用】

1.（2016·十堰）一辆汽车以20m/s的速度在水平路面上沿直线匀速行驶5分钟，汽车的质量为1500kg，行驶时所受阻力为车重的0.2倍，則牵引力为N，此时汽车的功率为kW，重力做的功为J。（取g为10N/kg）

图102.（2016·绵阳）如图10所示，甲用90N的拉力，乙用50N的推力，在30s内共同使一辆小车从一个倾角为30°长为60m的斜坡底端匀速运动到顶端。甲乙二人对小车做功J，甲对小车做功的功率为W。

图113.（2016·襄阳）王波同学帮父母搬家，现有30捆书籍。每捆书籍的质量都为5kg。王波想尽快将它们搬上10m高处的新家。图11是王波可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象。由图可知，为了尽可能快地将这批书籍搬上新家，他每次应搬捆。若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地，所用的总时间为s（g=10N/kg）。

图124.（2016·菏泽）组合机械的斜面长4m，高2m，将重为100N的物体从斜面的底端匀速拉到顶端，如图12所示，需用的拉力为40N，需要的时间是5s。那么，将物体从底部拉到顶部所做的有用功是J，拉力做的总功的功率是W。

图135.（2016·镇江）在探究动能大小与质量关系的两次实验中，小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图13所示，木板固定在水平面上，该实验是通过比较木块在木板上滑行的来比较小球动能大小的，图中错误的操作是。改正后进行实验，发现木块会从木板右侧滑出，则可以通过（填“增大”或“减小”）木块的质量来加以改进。

图146.（2016·杭州）如图14所示，一个静止小球从A点沿粗糙程度相同的轨道下滑，经B点到达C点，从A点到达C点的过程中，小球的动能，小球的重力势能，小球的机械能。（选填序号）①保持不变；②一直减小；③先增大后减小；④一直增大；⑤先减小后增大

图157.（2016·杭州）如图15所示，在台球比赛中，选手推动球杆撞击白球，白球发生运动后碰撞其他球，以下说法正确的是（）

A.在水平桌面滚动的球受到了重力，重力对它做了功

B.手推动球杆前进时，手对球杆做了功

C.桌面对球的支持力做了功

D.白球撞击黑球后没有静止，是因为人的手还在对白球做功

8.（2016·连云港）下列有关功的说法正确的是（）

A.足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功

B.吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中，吊车对重物做了功

C.运动员举着杠铃在空中停留的时间内对杠铃要做很大的功

D.用相同的力将质量不同的两个物体沿力的方向移动相同的距离所做的功不同

9.（2016·巴中）如图16所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移动的距离sAB=sCD，比较两种情况下拉力F所做的功及其功率（）

图16A.AB段做功较多

B.CD段做功较多

C.AB段与CD段做的功一样多

D.AB段的功率比CD段的功率大

图1710.（2016·北京）一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，如图17所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，则下列说法中正确的是（）

A.小球在下落过程中动能不变

B.小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能

C.小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功

D.小球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率

11.（2016·大连）一个小石块从空中的某一高度，由静止开始竖直下落，若不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，小石块的重力势能Ep随着时间的变化图象可能是图18中的（）

图18图1912.（2016·泸州）如图19所示，将一小钢球从a点竖直向上抛出（不计空气阻力），经过b点到达最高点c时速度为零，图中hab=hbc，下列判断正确的是（）

A.小钢球在ac段重力势能的增加量与动能的减小量相等

B.小钢球运动到最高点c时所受的合力为零

C.小钢球在ab段克服重力做功小于在bc段克服重力做功

D.就a、b、c三点而言，小钢球在a点具有的机械能最大

13.（2016·安顺）如图20所示，光滑轨道MNP固定在竖直平面内，NP段水平。一小球从M点由静止释放运动到P点的过程中，动能、势能的变化情况是（）

图20A.M到N的过程，势能不变

B.M到N的过程，动能减小

C.N到P的过程，势能增大

D.N到P的过程，动能不变

图2114.（2016·咸宁）如图21所示，小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动，其中b和d两点在同一水平高度，则下列说法中错误的是（）

A.小球从a到c加速下滑，重力势能转化为动能

B.小球从c到d减速上坡，动能转化为重力势能

C.小球在b和d时重力势能和动能都相等

D.小球从a到d的过程中部分机械能转化为内能

15.（2016·济宁）小希用如图22所示的实验装置探究影响物体动能大小的因素。

图22图23一些物体的功能行走的牛约60J跑百米的运动员约3×102J飞行的步枪子弹约5×108J（1）本实验运用了物理研究方法中的转换法：用來表示小球动能的大小。

（2）小希通过实验探究。发现质量和速度都是影响动能大小的因素，得出实验结论后，又提出了新的问题：物体的质量和速度对物体动能的影响一样大吗？小希查阅了相关资料，收集了一些物体的动能（如表所示），结合生活经验分析表中数据，你认为在“质量”和“速度”这两个因素中，对物体动能影响较大的是

。

（3）如图23为某段道路的标志牌，请结合所学知识解释：

①对机动车限定最高行驶速度：

。

②对不同车型限定不一样的最高行驶速度：。

（4）用如图22中的使用装置和器材探究阻力对物体运动的影响，必须增加的器材是（）（请从以下三个选项中选择）。

A.倾斜程度不同的斜面

B.粗糙程度不同的水平面

C.质量不同的钢球

16.（2016·桂林）小明在玩“水枪”玩具时，发现“水枪”水平放置，如果推动活塞的速度越快，水枪离地面的高度越高，水就会射得越远，据此，他提出了如下猜想：在空中水平抛出的物体，落地的水平距离与抛出的初速度及抛出点离地面的高度有关，为验证猜想，小明找来了如图24所示装置进行实验。

图24（1）让小球从斜槽上自由滚下，是为了使小球到达水平槽时具有一定的；小球从斜槽滚下，重力势能（填“增大”“减小”或“不变”）

（2）保持不变，分别让同一小球从斜槽上A、B、C位置由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离sA、sB、sC，发现sA>sB>sC。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与有关。

（3）逐步降低抛出点离地面的高度，分别为h1、h2、h3，每次都让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离s1、s2、s3，发现s1>s2>s3。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与有关。

（4）若在水平槽铺上毛巾，使抛出点离地面的高度为h3，让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，测出小球落地的水平距离为s4，根据上述实验的结果，应该有s4（填“>”“<”或“=”）s3。

17.（2016·安庆）某轿车的质量是1.2t，车轮与地面的总接触面积是0.08m2。则：

图25（1）轿车设计成“流线型”是为了。

（2）它空载静止时，对水平地面的压强为多少？

（3）在平直的公路上测试轿车性能时，轿车由静止开始运动，若水平方向获得的动力F随运动时间t的变化关系如图25所示。t=20s后，轿车以30m/s的速度做匀速直线运动。则在20～40s时间内牵引力做的功为多少？轿车发动机的功率为多大？