内容正文:
第十一章 功和机械能
考点一 影响动能、势能大小的因素
典例1 (2023·玉林玉州模拟)飞机在农田上空喷洒农药,当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时,飞机的( )
A. 动能增大,重力势能减小
B. 动能减小,重力势能增大
C. 动能不变,重力势能不变
D. 动能减小,重力势能减小
解析:飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中,飞机的质量变小,速度不变,所以动能减小;质量减小,高度不变,所以重力势能减小。
答案:D
1. (2023·德阳)第31届世界大学生夏季运动会在成都隆重举行。自由体操比赛中运动员的空中翻滚非常精彩,如图所示。下列关于翻滚过程中体操运动员的动能与重力势能的说法,正确的是( C )
A. 体操运动员上升的过程中动能增大,重力势能增大
B. 体操运动员下降的过程中动能增大,重力势能增大
C. 体操运动员上升的过程中动能减小,重力势能增大
D. 体操运动员下降到最低点时重力势能最大
(第1题)
C
2. (2023·宿迁)如图甲所示,重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上,在水平向右风力的作用下,滑块P向右做匀速直线运动。将方管Q按图乙所示竖直放置后,滑块P竖直向下运动。假设滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变,其受到方管Q的摩擦力等于它们间压力大小的,方管足够长且忽略空气阻力。关于图乙中的滑块P,下列说法中,正确的是( D )
D
A. 滑块P受到的摩擦力等于重力
B. 滑块P先加速,然后匀速
C. 滑块P先加速,后减速,最后静止
D. 滑块P的动能一直增大
(第2题)
考点二 机械能大小的判断
典例2 某小球被斜向上抛出,经过M、N两点,其动能和重力势能的部分数据如表所示。下列关于M、N两点位置的示意图(A、B选项中的M点和N点等高)比较符合表中信息的是( )
位 置 动能大小 动能在机械能中占比 重力势能在机械能中占比
M 点 200 J 25% 75%
N 点 150 J 20% 80%
A. B.
C. D.
解析:M点的动能为200 J,所以机械能为=800 J,重力势能为800 J-200 J=600 J;N点的动能为150 J,所以机械能为=750 J,重力势能为750 J-150 J=600 J;由于M和N点的重力势能一样,所以M和N点高度一样;但M点的动能大于N点的动能,说明M在前,N在后。
答案:A
方法归纳
判断机械能变化的方法
判断机械能是否变化,一是根据“机械能等于动能和势能之和”来判断;二是看是否满足机械能守恒的条件,来判断机械能是否守恒。
3. 如图所示,以速度v斜向上抛出小球,不计小球出手到落地过程中的空气阻力,下列关于机械能的说法,正确的是( C )
A. 小球到最高点时动能为零
B. 小球刚出手时重力势能最大
C. 小球的机械能保持不变
D. 小球落地时机械能最大
(第3题)
C
4. 如图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的O点,自由伸长到B点,小科用该装置进行了两次实验:第一次将物体m靠在弹簧旁,但不固定,并把弹簧压缩到A点,然后释放,物体m能运动到C点静止,测量AC长度为L;第二次将物体m系在弹簧上,也在A点由静止释放,直到最后静止,物体m通过的总路程为s.若物体m与水平地面间的摩擦力恒定,则下列说法中,正确的是( B )
B
A. 第一次,物体m从A到B动能越来越大,从B到C动能越来越小
B. 第二次物体m静止后,弹簧可能存在弹性势能
C. 第二次物体m运动的总距离s一定等于L
D. 第二次物体m一定停在B点
(第4题)
考点三 功的计算
典例3 (2023·阳江阳春一模)如图甲所示,用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力,弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升,其示数F与上升的高度h之间的关系如图乙所示,则钩码所受的重力为 N,从开始提升到h=15 cm过程中弹簧测力计中的弹簧的弹性势能 (填“不断增大”“先增大后不变”“先增大后减小”或“保持不变”),弹簧测力计对钩码所做的功是 J。
(典例3图)
解析:钩码离开桌面后测力计的示数不再变化,此时示数即为钩码所受重力大小,由图乙可知,钩码所受的重力为4 N;由图乙可知,当测力计上升的高度h<5 cm时,测力计的示数逐渐变大,当测力计上升的高度h≥5 cm时,测力计的示数保持4 N不变;根据弹簧的伸长量与拉力成正比可知,当h<5 cm时,弹簧的伸长量逐渐变大,弹簧的弹性势能逐渐变大;当h≥5 cm时,弹簧的伸长量不变,其弹性势能不变,所以从开始提升到h=15 cm的过程中弹簧的弹性势能先增大后不变;当测力计上升的