考点14:动能 势能 机械能及其转化
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考点14:动能 势能 机械能及其转化

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资料简介
一、选择题1.(2019黑龙江省龙东地区,6,2分)【答案】D【解析】动能的大小与物体的质量和速度的大小有关,重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关,机械为动能和重力势能的和。由题意可知,卫星加速升空的过程中,速度不断增大,动能不断增大,高度不断增大,重力势能不断增大,所以机械能总量增加,故ABC错误,D正确。故选D。2.(2019黑龙江省龙东地区,14,3分)【答案】AB【解析】根据探究阻力对物体运动的影响和物体动能跟哪些因素有关的实验的相关知识,结合题意来分析解答;A.由图实验可知,小球在水平面上运动时,受到的阻力越小,它在水平上运动的距离越远,如果水平面光滑,它将做匀速直线运动,A正确;B.由图乙的实验可知,小球的动能越大,让它停下来克服摩擦力做的功越多,水平面上的物体B被撞的越远,B正确;C.由图甲实验可知,只有小车从同一高度滑下,到达水平面时的速度才相同,C错误;D.图乙的实验中,由于物体A的动能大小不能直接表示出来,所以需要通过木块被撞离的距离来表现出来,运动了转换法。故选AB。 3.(2019湖北省黄石市,题号21,分值2)【答案】D【解析】下落到蹦床前运动员的质量不变,高度降低,速度变大,故重力势能减少,动能增加,是重力势能转化为动能;故A正确;运动员下降到最低点时,蹦床的形变程度最大,所以弹性势能最大;故B正确;运动员在运动过程中需要克服空气阻力做功,一部分机械能会转化为人的内能,所以越跳越低;想弹得更高,就要增加蹦床的弹性势能,而蹦床的弹性势能是通过消耗人体的能量来获得的;故C正确;从整个系统来说能力是守恒的;但运动员在运动过程中需要克服空气阻力做功,一部分机械能会转化为人的内能,所以若运动员不发力,不会一直运动下去;故D错误.4.(2019湖北省荆州市,题号21,分值2)21.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.在弹簧恢复原状的过程中,弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能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,重力势能增加D.小木块P运动到最高点时处于平衡状态【答案】C【解析】 在弹簧恢复原状的过程中,弹簧的形变程度变小,弹性势能变小。木块的速度变大,动能变大,同时因为水平面AB粗糙,木块需要克服摩擦力做功,内能变大,故弹簧的弹性势能一部分转化为小木块P的动能,一部分转化为木块的内能。故A错误;小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时,需要克服摩擦力做功,一部分机械能转化为内能,所以机械能减小。故B错误;小木块P在斜面上向上运动时,高度增加,重力势能变大,因为斜面BC光滑,且空气阻力忽略不计,所以机械能守恒,故动能减小,故C正确;因为斜面BC光滑,故木块不受摩擦力作用,若空气阻力忽略不计,小木块P运动到最高点时受到垂直于斜面向上的支持力和竖直向下的重力作用,这两个力不在一条直线上,不属于平衡力,所以木块处于非平衡状态,故D错误.5.(2019内蒙古巴彦淖尔市,题号5,分值3)【答案】D【解析】运动物体在不受任何力的作用时,将保持匀速直线运动,所以飞机在跑道上滑行时若外力全部消失,时不会停下来的,故A错误;惯性大小只与物体的质量有关,所以飞机在加速助跑时,惯性是不会增大的,故B错误;飞机加速升空的过程中,动能在增大,所以增加的重力势能并不是由动能转化而来,故C错误;舰艇总是漂浮的,浮力总等于总重;飞机离开甲板后,舰艇总重减小,所受浮力减小,所以会浮起来一些,舰艇底部所处深度减小,所受水的压强变小,故D正确.6.(2019山西省,题号14,分值2)【答案】C【解析】A:运动员在加速下滑,高度减小,故重力势能在减小;B:加速下滑过程中,速度变大,故动能变大;C:下滑过程中,运动员与地面之间的位置关系发生变化,故相对于地面是运动的;D:速度变大,故运动状态发生变化,所以本题选C.7.(2019四川宜宾,5,3) 【答案】B【解析】小球从a到b的过程中,重力势能转化为动能,小球速度增大;从b到c的过程中,动能转化为重力势能,小球速度减小;在这个过程中,小球的运动速度和方向一直在变化,它的运动状态时刻在发生变化;不计空气阻力时,机械能守恒;重力的方向总是竖直向下的,与物体的位置和速度没有关系。所以B正确,ACD错误。8.(2019山东省潍坊市,题号6,分值2)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【答案】C【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。9.(2019浙江省台州市,题号5,分值)立定跳远时的动作分解如图,在此过程中运动员(  )A. 上升时,动能减小,势能减小B. 上升时,动能增大,势能增大C. 下落时,势能增大,动能减小D. 下落时,势能减小,动能增大【答案】D【解析】立定跳远时,如果处于上升阶段,人的质量不变,高度增大,那么重力势能增大,动能减小,这时动能转化为重力势能;下落阶段时,质量不变,高度减小,重力势能减小,而动能增大,这时重力势能转化为动能,故D正确,而A、B、C错误。故选D。 10.(2019黑龙江省齐齐哈尔市,题号12,分值3)如图所示是我国自主研制的一种中低空、长航时、多用途电动无人机.以下关于电动无人机的说法正确的是A.无人机机身采用的复合材料密度小可减轻自重,便于操控B.无人机在加速起飞时,机械能增加C.无人机降落后关闭发动机还能继续向前运动一段距离,是因为受到惯性的作用D.无人机机翼设计成“上凸下平”的形状,目的是使无人机获得升力【答案】ABD【解析】A.相同体积时,无人机机身材料密度小,质量小,自重小,便于操控,故A正确;B.无人机加速起飞时,质量不变,高度增大,重力势能增大,速度增大,动能增大,所以机械能增大,故C正确;C.惯性是一种性质,不能说受到惯性作用,故C错误.D.机翼上凸下平,相同时间内空气经过上方的路程长,所以速度大压强小,空气通过下方的路程短,所以速度小压强大,所以产生向上的升力,故D正确.11.(2019湖北省武汉市,题号14,分值3)【答案】B【解析】力的作用是相互的,球拍和网球都收到了力,所以都会发生弹性形变,故A正确;球拍给网球的力与网球给球拍的力是相互作用力,相互作用力大小是相等的,故B错误;网球离开球拍后具有速度,由于惯性会继续向前飞行一段距离,故C正确;网球与球拍接触后,发生弹性形变,产生弹力,网球的受到力后,速度变慢,动能减少,球拍的弹性形变增大,弹性势能增大,球拍恢复形变时,又将弹性势能转化为动能,故D正确;故选B。12.(2019吉林省长春市,8,2分)2019年6月5H ,我国航天完成首次海上发射,用长征十一号运载火箭将七颗卫星送入太空。火箭加速升空过程巾,这七颗卫星的动能()A.变小B.不变C.变大D.无法判断【答案】C【解析】物体动能的大小与物体的质量和物体运动的速度有关,质量越大,速度越大,动能越大;由题意可知,火箭加速升空时,速度越来越大,所以动能越来越大,故C正确。故选C。13.(2019四川省巴中市,第11题,2分)如图所示,物体从斜面顶端匀速滑到斜面底端,在此过程中,下列说法正确的是()A.物体动能增大,机械能不变B.物体动能不变,机械能减小C.物体重力势能不变,机械能不变D.物体重力势能减小,机械能增大【答案】B【解析】物体从斜面顶端匀速滑到斜面底端,动能不变,重力势能减小,机械能减小。所以选B。14.(2019江苏省常州市,题号9,分值2)【答案】D【解析】电动无人扫地车匀速行驶时速度不变,车身离地面的高度不变,当电动无人扫地车将地面上的落叶吸入车内时,车的总质量变大,则车的动能和重力势能都变大,D选项符合题意.15. 16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.38.39.二、填空题1.(2019年青岛市,17,5分)基础问答、作图和计算(1)射箭运动员用力拉满弓,从能量转化的角度分析,这是为了让弓具有更大的,可以更多地转化为箭的,将箭射得更远。(2)如图物体A、B在力F作用下,以相同的速度在水平面上向右做匀速直线运动。请画出物体B在水平方向上的受力示意图。 (3)我国“蛟龙号”载人潜水器下潜至7km深的海水中,若海水的密度取1.0103kg/m3,潜水器受到水的压强大小约是。【答案】(1)弹性势能;动能;(2);(3)7×107Pa。【思路分析】(1)影响弹性势能的因素是弹性形变,弹性形变越大,弹性势能越大;(2)对小车B在水平方向上进行受力分析得B在水平方向上受到的力,然后根据力的示意图的画法画出小车B受力示意图;(3)根据p=ρgh求出压强。(1)物体弹性形变越大,弹性势能越大,所以射箭运动员用力拉满号,是为了让弓具有更大的弹性势能,可以更多地转化为箭的动能,将箭射得更远;(2)物体A、B在力F作用下,以相同的速度在水平面上向右做匀速直线运动,所以小车B在水平方向上受到物体A对它向右的摩擦力和地面对它向左的摩擦力,因为小车做匀速直线运动,所以这两个摩擦力大小相等,如图所示:(3)海水对潜水器产生的压强为:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa。2.(2019鄂州市,题号28,分值3)28.鄂州机场目前正在全面建设之中,预计2021年投入运营。建成后,它将是通向世界窗口、通向国际经济贸易的桥梁。预计2021年机场货运吞吐量突破100万吨,则当年机场运载货物总重突破  N。鄂州地处我国中部地区,1.5h的飞行能覆盖经济占全国90%、人口占全国80%的地区,距离北京、上海、深圳、广州都是1000Km。假设飞机从鄂州飞往北京的时间为1.5h,则飞机飞行的平均速度是  Km/h(计算结果保留一位小数),飞机在抵达北京着陆之前减速降落过程中,机械能  (选填“增大”、“减小”或“不变”)。 【答案】1×1010666.7减小【解析】100万吨货物总重:;飞机从鄂州飞往北京的时间t=1.5h,距离S=1000km,则飞机飞行的平均速度;飞机在抵达北京着陆之前减速降落过程中,质量不变,高度减小,速度减小,所以飞机的重力势能和动能都减小,即机械能减小。3.(2019湖北省襄阳市,题号31,分值2)31.倔强系数为12N/cm(弹簧每受到12N的力,长度就要变化lcm)的一根弹簧自然悬挂时的长度为6cm,在它下面再悬挂一个48N的重物,由如图所示位置静止放手,在下落过程中,当弹簧的长度在_____(填某一范围)时,物体的重力势能和动能同时转化为弹性势能。物体在经历了一段时间的往复运动后最终停止下来,则物体减小的重力势能最终转化为弹性势能和能。(上述过程没超出该弹簧的弹性限度)【答案】大于10cm;内能【解析】由于在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与它所受的拉力成正比;所以在弹簧下面挂48N的重物时,将重物由图中位置放手,重物下落过程中,当弹簧伸长4cm时(即弹簧长度达到10cm时)物体所受的拉力与重力平衡,继续向下运动的过程中,物体开始减速,其动能和重力势能同时转化为弹性势能;物体往复运动一段时间后,由于摩擦,最终停下来,停留在弹簧长度等于10cm的状态,则物体减小的重力势能最终转化为弹性势能和内能(摩擦生热).4.(2019四川省攀枝花市,题号17,分值2) 【答案】大于弹性势能【解析】将气球吹鼓起来,是将气体压缩进气球内部,故球内的空气密度大于外界空气的密度;气球被吹鼓起来发生弹性形变,故具有弹性势能.5.(2019云南省昆明市,题号12,分值3)【答案】后;减小;减小【解析】飞机在观察着头顶正上方发出声音传播到观察着耳朵时,飞机已经向前飞过一段距离,所以感觉飞机发出的隆隆声是从飞机后方发出的;飞机在减速下降的过程中,其质量不变,高度减小,所以重力势能减小,速度减小,所以动能减小,因此机械能减小.6.(2019浙江省绍兴市,题号23,分值4)某工厂发货传输分拣线示意如图,等间距排列的相同货物先被传送带匀速运送到工作台,在工作台AB上匀速下滑时被扫描,后滑至水平工作台BC,最后在C点静止时被机械手臂取走进行分类。传送带与AB、AB与BC都平滑连接,AB与BC材料相同,且长度均为1米,空气阻力忽略不计。(1)若货物对AB的压力小于对BC的压力,则货物在AB上减小的机械能________(选填“大于”、“等于”或“小于”)在BC上减小的机械能。(2)若机械手臂每隔3秒钟取走一件货物,传送带运动的速度为0.8米/秒,为防止货物的碰撞与堆积,货物之间的距离d至少为________米。【答案】(1)小于;(2)2.4【解析】(1)AB和BC段材料相同,即粗糙程度相同,因为AB段的压力小于BC段的压力,所以AB段的摩擦力小于BC段的摩擦力;根据W=fs可知,当它们长度相同时,AB段克服摩擦做的功小于BC段克服摩擦做的功;因为货物机械能的减少量就等于克服摩擦做的功,所以货物在AB段减小的机械能小于在BC段减小的机械能; (2)货物之间的距离至少为:s=vt=0.8m/s×3s=2.4m。7.(2019浙江省温州市,题号22,分值)为了解火箭升空过程中的相关运动状况,兴趣小组制作了一模型火箭,重为8牛(不包含燃料),发射后获取模型火箭的飞行高度与时间的关系,如图所示:(1)模型火箭燃料耗尽后仍能向上飞行一段距离,这是因为模型火箭具有________。(2)图中标注的A,B,C三个位置中,模型火箭的重力势能最小的是________ 。(3)模型火箭从最高点B下落到地面,重力做功的功率是________瓦。【答案】(1)惯性;(2)C;(3)70【解答】(1)模型火箭燃料耗尽后仍能向上飞行一段距离,这是因为模型火箭具有惯性,仍要保持原来的运动状态;(2)模型火箭的在飞行过程中质量不变,由图可知,C位置最低,所以,模型火箭的重力势能最小的是C;(3)由图可知,模型火箭从最高点B下落到地面的垂直距离h=140m,t=22s-6s=16s,则重力做功:W=Gh=8N×140m=1120J,功率:.8.(2019江苏省徐州市,第12题,3分)跳伞运动员打开降落伞后在空中匀速下降,此时运动员和伞受到的空气阻力▲重力(填“>”“

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