2024年中考物理（苏科版）二轮复习专题特训：机械能的分析与求解

专题特训　 机械能的分析与求解 类型一　定性分析类 如图甲所示，质量忽略不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一重 G＝50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上并压缩弹簧到最低点，然后又被弹起而离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，则在上述过程中，t1时刻动能 　不是　⁠（是/不是）最大的；小球在从最高点到最低点的运动过程中，动能的变化情况是 　先变大后变小　⁠；t2～t3时间内，小球增加的动能 　小于　⁠（大于/等于/小于）弹簧减少的弹性势能，上述过程中小球和弹簧总的机械能 　是　⁠（是/不是）守恒的. 不是　 先变大后变小　 小于　 是　 2. （2021·苏州）如图所示，质量为2m的物块P下方连接有一个质量为m的钩码，上端通过细线绕过轻质定滑轮连接一质量为2m的物块Q，将它们由静止释放.在物块P下落到地面的过程中，P、Q间细线的拉力大小为F，细线的重力及各处的摩擦均不计，钩码落地后不弹起，则（　B　） A. 钩码落地前F＝3mg，Q的机械能增大 B. 钩码落地前F＜3mg，Q的机械能增大 C. 钩码落地后F＝2mg，P的机械能不变 D. 钩码落地后F＞2mg，P的机械能减小 B 3. （2022·苏州）手机具有录音和显示波形的功能.某乒乓球爱好者将一乒乓球从一定高度由静止释放，利用手机记录下乒乓球碰撞台面发出的声音，其波形随时间的变化如图所示.下列说法中，正确的是（　C　） A. 每次发声的时间间隔相等 B. 整个过程中乒乓球的机械能不变 C. 乒乓球每次弹起时的动能依次减小 D. 乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度相同 C 类型二　定量计算类 4. 小丽同学在探究“弹簧弹力大小与形变量的关系”时，发现同一根弹簧弹力大小F与形变量Δx 的比值k恒定.现小丽有两根原长相等的弹簧1和2，已知 k1∶k2＝1∶2，当在两根弹簧下分别挂同一物体，静止时弹簧1和2的伸长量分别为Δx1和Δx2，则Δx1∶Δx2＝ 　2∶1　⁠.小丽通过查阅资料知道弹簧的弹性势能Ep＝kΔx2，此时弹簧1和2的弹性势能分别为Ep1 和Ep2，则Ep1∶Ep2＝ 　2∶1　⁠. 小丽将弹簧1和2并联悬挂一物体静止时如图甲所示，两弹簧的弹 性势能之和为 Ep甲.将弹簧1和2串联悬挂同一物体静止时如图乙所 示，两弹簧的弹性势能之和为Ep乙 ，则Ep甲∶Ep乙＝ 　2∶9　⁠. （已知图甲情况下悬挂物体时弹簧1和2伸长量相同，整个实验中 弹簧所受重力不计，且均处于弹性限度范围内） 2∶1　 2∶1　 2∶9　 5. （2021·荆州）体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远.小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫作斜抛运动，其运动轨迹如图甲所示.足球起始运动方向与水平方向的夹角叫作抛射角，抛出点到落地点的水平距离叫作射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关.若物体的动能大小Ek＝mv2，重力势能大小Ep＝mgh，不计空气阻力，g取10N/kg，请回答下列问题： （1） 若将质量为0.4kg的足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达到的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是 　100J　⁠. 100J　 （3） 足球运动的速度v可以分解成水平速度vx和竖直速度vy，三者可构成如图乙所示的矩形.足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大.若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向的夹角为30°角时，足球距地面的高度约为 　3.33　⁠m.（结果保留两位小数） （2） 若足球的射程x与抛出速度、抛射角θ之间满足公式x＝，当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出时，足球的射程是 　40m　⁠. 40m　 3.33　 6. 已知物体的重力势能表达式为Ep ＝mgh，动能表达式为Ek＝mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg.如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出.不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒.求： （1） 物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek1. 解：（1） 物体被抛出时的重力势能 Ep＝mgh＝0.4kg×10N/kg×1.5m＝6J； 动能Ek1＝mv2＝×0.4kg×（2m/s）2＝0.8J （2） 物体从被抛出至落地的过程中，其重力所做的功W. 解：（2） 物体从被抛出至落地的过程中，其重力所做的功 W＝Gh＝mgh＝0.4kg×10