2020年中考物理考点总动员考点17动能势能和机械能.doc
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1、考点17 动能、势能和机械能【知识回顾】考点一、动能1、 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。考点二、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
2、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。如图(2)所示,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。考点三、机械能及其转化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
3、。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
4、”联在一起供电。【考点梳理】考点一、动能动能和势能都是机械能,是本章的重要内容,同样也是中学物理重点内容,在中考试卷中属于常考知识点。从近几年的中考试题来看,“动能”主要考查物体是否具有动能、动能大小比较以及影响物体动能大小的因素。中考考题中,有关动能和势能问题形式基本上固定,常见于选择题、填空题,涉及动能实验探究题出现概率也较高,至于势能的实验探究题也曾出现过,但概率不高。填空题、选择题均属于基础题型,试题难度以中等偏下为主,只要能很好地掌握动能和势能的基本概念,一般情况下都可以很好地解答;难度较高主要集中在动能和势能的实验探究问题中,要想很好解答实验探究类试题,大家应正确理解动能和势能的基
5、本概念以及影响它们大小的因素,另一方面利用物理分析方法结合所探究的问题,就可以很好解答此类考题。考点二、势能从近几年中考试卷看,“势能”主要考查物体是否具有势能,势能大小比较以及影响势能大小的因素(势能分为重力势能和弹性势能)。动能和势能考题中,注意联系生活实际,把所学知识与生活相结合。考点三、机械能机械能包含动能和势能,是本章的重要内容,同样也是中学物理重点内容,在中考试卷中属于常考知识点。从近几年的中考试题来看,本节中主要涉及到动能和势能之间的转化以及机械能守恒;当物体只受重力作用时,物体的动能和重力势能之和不变,这就是机械能守恒。在机械能转化和守恒考题中,注意把物体的实际运动与生活实际,
6、把所学知识与生活相结合。中考考题中,有关机械能问题形式基本上固定,常见于选择题、填空题,有关机械能问题也是与动能和势能结合在一起进行考查,并且考查机械能之间的转化问题更为普遍。填空题、选择题均属于基础题型,试题难度以中等偏下为主,只要能很好地掌握机械能转化规律,一般情况下都可以很好地解答;难度较高主要集中在机械能守恒上,一般情况下试题会告诉考生物体的机械能是否守恒,只要机械能守恒动能与势能的总和就保持不变。考点一、动能【典例一】(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【答案
7、】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。【举一反三】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”
8、)【答案】减少;减少。【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。2.(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,
9、重力势能转化为动能【答案】A、D。【解析】卫星运动到近地点时,速度最大,距离最近,所以动能最大,重力势能最小,故A正确。卫星运动到远地点时,速度最小,距离最远,所以动能最小,重力势能最大,故B错误。卫星由近地点向远地点运动,速度越来越小,动能越来越小,同时距离地球越来越远,重力势能越来越大,动能转化为重力势能,故C错误。卫星由远地点向近地点运动,速度越来越大,动能越来越大,同时距离地球越来越近,重力势能越来越小,重力势能转化为动能,故D正确。3.(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
10、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 。实验次数12345木块对木板压力F/N23456弹簧测力计读数f/N0.60.91.21.51.8【答案】(1)质量;(2)f=0.3F。【解析】(1)影响动能大小的因素是物体质量和运动速度;
11、小明选用大小不同的钢球,故其质量也不同,如果从同一斜面的同一高度静止滚下,它们的速度相同,故实验是为了探究动能大小与质量的关系。(2)由表哥中的数据,可求得f1=0.3F;滑动摩擦力的大小等于拉力大小,即弹簧测力计的示数,故滑动摩擦力的大小与压力之间的关系为:f=0.3F。考点二、势能【典例二】(2017扬州)扬州城区的高层建筑越来越多,但高空抛物却存在巨大的安全隐患,因为高处的物体具有较大的( )。A弹性势能 B重力势能 C体积 D阻力【答案】B。【解析】物体的重力势能与物体的高度有关,物体的质量越大、高度越高,重力势能越大,所以高处的物体具有较大重力势能,故B正确为答案。【举一反三】1.(
12、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【答案】A。【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。2.(2017眉山)如图
13、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【答案】C。【解析】卫星在近地点时,速度最大,动能最大,距离地球最近,势能最小,卫星在绕地球运动过程中,没有受到任何阻力作用,机械能守恒;故A错误。卫星在远地点时,速度最小,动能最小,距离地球最远,势能最大,卫星在绕地球运动过程中,没有受到任何阻力作用,机械能守恒;故B错误。卫星从近地点向远地点运行时,速度越来越小,动
14、能逐渐减小,距离地球越来越远,势能逐渐增大,卫星在绕地球运动过程中,没有受到任何阻力作用,机械能守恒;故C正确。卫星从远地点向近地点运行时,速度越来越大,动能逐渐增大,距离地球越来越近,势能逐渐减小,卫星在绕地球运动过程中,没有受到任何阻力作用,机械能守恒;故D错误。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
15、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。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/cm20201.920302.920403.830202.940204.1(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)分析表中的实验数据,可得出的结论是:_。【答案】桌腿进入沙子的深度;质量相同的物体,高度越大,重力势能越大。【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
16、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;故三组数据符合,所以应利用三组数据分析得出结论。(3)比较表中的实验数据,可以发现,高度相同,中桌腿进入沙子的深度更深,所以,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);(3)质量相同的物体,高度越大,重力势能越大。2、 机械能【典例三】(2017广州)电梯匀速上升过程中,电梯的( )。A.动能保持不变 B.机械能保持不变 C.重力势能保持不变 D.动能转化为重力势
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