《决胜2020年中考物理压轴题剖析与精练专题10功机械能【含解析】》由会员分享，可在线阅读，更多相关《决胜2020年中考物理压轴题剖析与精练专题10功机械能【含解析】（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题10功机械能【考点1】：功【例1】（2020福建一模）如下图的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，下列关于它们大小关系的判断中正确的是（）AW1W2W3 BW1W2W3 CW2W1W3DW1W2W3【考点】功的概念及计算【答案】A【解析】由图可见，第一幅图中滑轮为定滑轮，它的特点是不省力，不省距离，所以拉力移动的距离等于物体移动距离为s，拉力做的功为：W1F1s；第二幅图中，拉力移动的距离也等于物体移动距离为s，拉力做的功为：W2F2s；第三幅图中滑轮为动滑轮，可以省一半力，但是费距离，拉力移动距离为2s，拉力
2、做的功为：W3F32s。又因为拉力F1、F2、F3大小相等，所以综上分析可得：W1W2W3故A正确，BCD错误。故选：A。【点评】本题考查功的计算，比较做功多少的题目，要紧扣做功的两个必要条件，只要比较出拉力和移动距离的大小关系，即可根据公式WFL比较出做功的多少关系。【变式1-1】（2018广州）如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q，OP段拉力F1为300N，F1做的功为W1，功率为P1；PQ段拉力F2为200N，F2做的功为W2，功率为P2则（）AW1W2BW1W2CP1P2DP1P2【考点】功和功率的计算【答案】C【解析】（1）由图知，OP段的路程s14m，
3、PQ段的路程s26m，OP段拉力F1做的功为：W1F1s1300N4m1200J，PQ段拉力F2做的功为：W2F2s2200N6m1200J，比较可知，W1W2，故AB错误；（2）物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q，所以，物体在OP段和PQ段速度相同，又因为F1F2，所以根据PFv可知，P1P2，故C正确，D错误。【点评】此题考查功和功率的大小比较，关键是熟练运用功和功率的计算公式。【变式1-2】（2019镇江）自动感应门俯视图如图所示：当有物体进入半径为2m的虚线圆（圆心处为O）内时，宽度均为2m的两扇感应门立即向两边匀速开启，开启速度为0.1m/s，感应门在物体离开虚线圆后关闭，在水
4、平地面上，人用100N的水平推力F推动宽D40cm的货物，使货物的中央沿虚线s垂直地匀速通过该门，此过程中货物受到的摩擦力大小为N，从门开始开启到货物被推至门处的过程中，推力F做的功为J；为能安全通过该感应门，货物运动的速度应不超过m/s。【考点】功的概念及计算【答案】100；200；1。【解析】（1）由题可知，人用100N的水平推力F推动宽D40cm的货物使其匀速通过，因而所受的摩擦力与推力为一对平衡力，即：货物受到的摩擦力：fF100N；（2）由题可知，F100N，在F的作用下货物运动了2m，所做的功：WFs100N2m200J；（3）由题可知，货物的宽度为D40cm，感应门打开的宽度至少
5、为40cm，可知每扇运动的距离为s10.2m，感应门运动的时间：t12s物体的运动时间：t2t12s货物的运动速度：v21m/s。【点评】本题考查的是速度公式和功的计算【考点2】：功率【例2】（2019大庆）汽车在平直公路上以速度V0匀速行驶，发动机功率为P0，牵引力为F0，t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v，已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变，汽车牵引力F随时间变化的图象如图所示，则（）At1至t2时间内，汽车做加速运动BF02fCt2时刻之后，汽车将保持功率P0行驶Dvv0【考点】功率的理解和计算【答案】D【解析】由题知
6、，在t1时刻以前，汽车以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，牵引力为F0，则：P0F0v0；在t1时刻，司机减小了油门，汽车的功率突然减小为P，在该瞬间汽车的速度不变（仍为v0），由图象知牵引力由F0突然减小为F0，所以：PF0v0，由可知PP0（即汽车的功率突然减小为原来的一半）。A由图可知，t1至t2时间内，汽车受到的牵引力增大，功率不变，由PFv可得，汽车行驶的速度减小，所以汽车做减速运动，故A错误；B汽车做匀速直线运动时，牵引力与阻力平衡，所以F0f，故B错误；C由题可知，t1时刻后汽车的功率保持恒定；由前面分析知，汽车的功率将保持PP0不变，故C错误；D由题知，到t2时刻，汽车又开始
7、做匀速直线运动，速度为v；由图可知，汽车再次做匀速运动时的牵引力与最初做匀速运动的牵引力大小相等，均为F0；根据PFv可得第二次做匀速直线运动时的速度：vv0，故D正确；故选：D。【点评】本题考查了功率公式PFv灵活应用，了解研究对象的运动过程是解决问题的前提，会根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律是关键。【变式2-1】（2018镇江）如图1所示，水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成。在2N水平拉力F的作用下，物块（体积忽略不计）从区域的最左端由静止开始运动，在刚进入区域时撤去拉力，物块最终停在区域的最右端。图2为物块在区域和上运动的vt图象，则（）A区域路面的粗糙程度比的大B拉力在区域
8、中做功的功率比的小C物块在区域上所受的摩擦力等于2ND物块在区域上运动的时间可能为1s【考点】功率的计算及应用【答案】B【解析】由图知：物体在02s内做加速运动，在2s3s内做匀速运动，且物体在02s内图象与2s3s内图象与坐标轴围成的面积相同，说明物体运动的路程相同。即物体在02s内在区域上做加速运动，在2s3s内在区域上做匀速直线运动，区域表面上受到的摩擦力小于拉力F，在区域表面上受到的摩擦力等于拉力F。A、因为滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，所以区域路面的粗糙程度比区域的粗糙程度小，故A错误；B、拉力在两个区域上运动的距离相等，做功大小相等，作用时间不同，在区域上运动时
9、间长，功率小。故B正确；C、物体在区域上受到的摩擦力小于F2N故C错误；D、物块进入区域3时的速度为2m/s，做减速运动，在区域的平均速度一定小于2m/s，所以运动时间一定大于1秒。故D错误。故选：B。【点评】此题考查的是力和运动的关系的应用，结合运动图象和速度时间图象得到有价值的信息，是解答此题的关键，难度较大。【变式2-2】（2018淄博）如图所示，ACBC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，在不考虑摩擦的情况下（）AF1F2，P1P2BF1F2，P1P2CF1F2，P1P2DF1F2，P1P2【考点】功和功率的应用【答案】
10、A【解析】（1）不计摩擦，斜面AC倾斜角度小于BC，则ACBC，所以物体沿AB运动时拉力较小，即F1F2；（2）不计摩擦，使用光滑的斜面没有额外功，拉力在两斜面上做功相同（等于克服物体重力所做的功），即W1W2；拉力做功相同，所用时间相同，根据P可知，拉力做功的功率相同，即P1P2。故选：A。【点评】本题考查斜面的省力情况，物体做功的大小以及做功功率的大小，关键是知道接触面光滑，摩擦力为0，使用任何机械都不省功。【考点3】动能和势能【例3】（2019常德）如图所示，斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定。小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点。则下列说法中正确的是（）A小物块从
11、P向M运动过程中，机械能减小B小物块从P向M运动过程中，重力势能增大C弹簧被压缩到最短时，小物块动能最大D小物块从M向T运动过程中，速度变快【考点】动能和势能的应用【答案】A【解析】A、小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点，说明接触面不光滑，则小物块从P向M运动过程中，需要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，所以小物块的机械能减小，故A正确。B、小物块从P向M运动过程中，质量不变，高度变小，其重力势能减小，故B错误；C、弹簧被压缩的过程，小物块的动能转化为弹簧的弹性势能，弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性形变达到最大，其弹性势能最大，此时小物块的动能最小，故C错误；D、小物
12、块从M向T运动过程中，动能不断转化为重力势能和内能，所以小物块的动能减小、速度变慢，故D错误。故选：A。【点评】本题考查了动能、势能、弹性势能的转化，以及机械能变化的判断，明确各自的影响因素是解答此题的关键。【变式3-1】（2019淄博）如图所示，小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中（小球和轨道间存在摩擦），下列说法错误的是（）A小球在A点的重力势能最大B小球在B点的速度最大C小球在C点和B点的机械能相等D小球不能到达D点【考点】动能和势能的影响因素【答案】C【解析】A、小球在A时，高度最高，重力势能最大，速度增大，动能增大，由于存在摩擦，减小的重力势能转化为动能和内能；故A正确。B、小球
13、在B时，小球的质量不变，高度最小，势能最小，动能最大，速度最大，故B正确；C、小球和轨道间存在摩擦，小球需要克服摩擦做功，故小球从B点到C点的机械能减小，故C错误；D、因为小球需要克服摩擦做功，在运动过程中有一部分机械能转化为内能，故小球不能到达D点，故D正确。故选：C。【点评】本题考查了影响动能和势能大小的因素以及能量的转化知识的应用，知道动能和重力势能之间的相互转化是解决该题的关键。【变式3-2】（2020河北一模）投掷实心球是体育中考项目之一。若不计空气阻力，实心球从离手到落地前的过程中，下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，正确的是（）ABCD【考点】动能和势能的应
14、用【答案】B【解析】（1）小球上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小，当上升到最高点时，速度最小，动能最小，下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大。所以动能是先减小，上升到最高点速度最小，动能最小，后又增大。故图错误，图正确。（2）小球上升的过程中，高度越来越大，重力势能越来越大，当上升到最高点时，高度最高，重力势能最大，下落的过程中，高度越来越小，最后落地，重力势能越来越小，直到为零。所以重力势能是先增大，上升到最高点重力势能最大，后又减小，最后为零。故图正确，由于此时不计空气阻力，所以机械能是守恒的，故机械能不变，图正确。故选：B。【点评】本题考查根据动能和势能的变化来判断图象，理解影响能量大小的因素和运动的过程是解题的关键，有一定难度。【考点4】机械能及其转化【例4】（2019常州）北京世园会上，车身离地30cm高的电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车整体的（）A动能不变，重力势能不变B动能不变，重力势能变大C动能变大，重力势能不变D动能变大，重力势能变大【考点】机械能的转化及应用【答案】D【解析】电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车的总质量变大，速度和高度不变，则动能和重力势能均变大。故ABC错误，D正确。故选：D。【点评】本题考查了影响动能和势能的大小变化，分析好扫地车工作时速度
