1.2.3.16 合理利用机械能-【一战成名新中考】2025贵州中考物理·一轮复习·分层作业本优质课件PPT（练册）

物理 1 第一部分 逐模块过命题点 模块二 力 学 大单元3 简单机械 功和机械能 2 机械能及其转化（贵阳8年3考） 1.［一题多变］我国地理特点“西高东低”，很多大江大河都是自西向东流， 而向东流的水的动能主要由以下哪种能量转化而来( ) A. 电能 B. 重力势能 C. 内能 D. 化学能 √ 命题点16 合理利用机械能 （近10年连续考查，主要考查从能量转化角度分析类试题及与动能有关的 课后创新实验） 3 【变式训练】题图 [2024黔南州模拟]《天工开物》中记载了一种用于灌田的 工具——筒车，如图所示.它利用流动的河水冲击轮叶转动而舀水入筒，筒 内的水会一一倒入引水槽中，再流入田里.筒车能转动将低处的水提升到高 处的水槽，主要是利用流动的河水( ) A. 具有重力势能 B. 对轮叶有压强 C. 对轮叶有浮力 D. 具有动能 √ 4 2.［航天科技·火箭发射］[2024连云港改编]2024年4月25日，我国长征运 载火箭成功将神舟十八号载人飞船送往预定轨道.载人飞船离开地面加速上 升的过程中( ) A. 动能一直不变 B. 重力势能一直减小 C. 机械能保持不变 D. 机械能一直增大 √ [在轨运行][2024宜宾]如图所示,人 造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行,当卫星从近地 点向远地点运动的过程中 A. 速度增大 B. 动能转化为重力势能 C. 机械能增大 D. 重力势能减小 √ 【变式训练】题图 5 【变式训练】题图 ［安全着陆］如图所示是“神舟十七号”载人飞船返回舱与大 气摩擦形成高温“火球”的场景，此过程通过______方式将机械能转化为内能 .返回舱着陆前，火箭发动机向下喷射燃气，返回舱进一步减速下降，这个 过程中返回舱的机械能______（选填“增大”“减小”或“不变”）. 做功 减小 6 3.如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图.该过程中，滚摆处于甲、乙位 置时( ) 第3题图 A. 重力势能不同，动能相同 B. 重力势能不同，动能不同 C. 重力势能相同，动能相同 D. 重力势能相同，动能不同 √ 7 第4题图 4.某跳伞运动员从飞机上跳下，一段时间后打开降落伞，最后安全着地.跳 伞过程中下降的速度与时间的关系如图所示.下列说法正确的是( ) A. OA段:动能增大 B. AB 段:势能不变 C. BC段:动能不变 D. CD 段:机械能不变 √ 8 第5题图 5.［一题多变］[2024河北]2024年5月7日，河北省首条低空无人机物流运 输航线试航成功.下图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是( ) A. 无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小 B. 无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变 C. 无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零 D. 无人机下降过程中，货物的动能一定增大 √ 9 易错点：无人机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中，农药的质量逐渐______. 现代农业利用无人机喷洒农药，安全又高效.无人机在某一 高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中，无人机的重力势能______，机械能 ______；为了使城市更加整洁，贵阳市政府投放了多辆电动垃圾清扫车， 清扫车在水平路面匀速前进，不断“吸”入垃圾过程中，清扫车的动能_____. （均选填“增大”“减小”或“不变”） 减小 减小 增大 减小 10 6.［一题多变］很多同学都玩过荡秋千，下列说法正确的是( ) 第6题图 A. 秋千荡到最低点时只有动能 B. 秋千荡到最高点时有重力势能和动能 C. 从最低点荡到最高点的过程中重力势 能转化为动能 D. 从最高点荡到最低点的过程中动能增大， 重力势能减少 √ 11 ［自制模型］[2024临夏州]某科技兴趣小组用两个输液用的 葡萄糖瓶子，从瓶口以下约6 cm 处截断，将截断处用胶水黏合在一起，再 从瓶口的橡胶塞中心穿一根长约20 cm 的细木棒，用两条悬线拴住木棒的两 端，将悬线固定在支架上，就构成了如图 所示的滚摆.当滚摆从上到下运动的过程中 重力势能主要转化为______；滚摆每次上 升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能 ______（选填“变大”“变小”或“不变”）. 【变式训练】题图 动能 变小 12 7.［一题多变］［多选］如图所示，从A 点沿水平桌面自由滚落的小球运 动轨迹如虚线所示，C、F两处等高，D 为球与水平地面的接触点，不计空 气阻力，下列说法正确的是( ) 第7题图 A. 小球在C点的机械能等于在F 点的机械能 B. 小球在C点的动能大于在F 点的动能 C. 小球从E点到F 点的过程中，机械能不变 D. 小球从D点离开地面到达E 点的过程中，动能转化为 重力势能 隐含条件：①不计空气阻力→ 小球在空中运动过程中机械能守恒. ②图中C、F两处等高→ 小球经过C、F 两点时的重力势能相等. √ √ √ 13 【变式训练】题图 [2024贵阳市花溪区二模]小强在打篮球时发现，让篮球从手 上自由落下，篮球每次弹回的高度都低于落下时的高度. （1）请简单说明篮球每次弹回的高度都低于落下时的高度的原因. 答：篮球从手上自由落下，每次弹回的高 度都低于落下时的高度，是由于空气的摩 擦，有一部分机械能逐渐转化为内能. 14 答:篮球从接触地面到形变最大的过程中，受到重力和地面给予的弹力的作 用，开始时重力大于弹力，合力向下，且越来越小， 速度逐渐增大；当重力等于弹力时，合力为零，速度 达到最大值；最后重力小于弹力，合力向上，且越来 越大，速度逐渐减小，直至速度为零. 【变式训练】题图 （2）篮球从接触地面到形变最大的过程中，速度v 与形变大小ΔV 之间的关 系大致如图所示，请结合弹力及合力相关知识分析说明篮球所受合力大小 的变化情况及其原因. 15 8. ［多选］将球斜向上抛出，其在空中不同位置时的能 量情况如图所示，下列判断正确的是( ) 第8题图 A. 经过B、D 两位置时小球的高度相同 B. C 位置可能为小球到达的最高点 C. 经过B、E 两位置时小球的速度大 小相同 D. 经C、E 两位置时小球的机械能可 能相等 √ √ √ 16 第9题图 9. ［逆向思维］[2024贵阳市白云区模拟]质量相同的甲、乙两个 小球，自由下落经过如图所示的位置时机械能相等，不考虑空气阻力.下 列说法正确的是( ) A. 此时甲、乙两球的动能相等 B. 此时甲、乙两球的重力势能相等 C. 两球在落地前的速度相等 D. 两球下落的初始位置的高度不同 √ 17 【解析】甲、乙两质量相同的小球，自由下落经过如图所示的位置时机械 能相等，由图知，乙球的高度大于甲球，则乙球的重力势能大于甲球，机 械能等于动能和势能之和，故此时甲球的动能大于乙球，A、B错误.由于 不计空气阻力，小球在下落过程中机械能守恒，故只有重力势能转化为动 能，两小球在落地前，两球的重力势能全部转化为动能，则两球在落地前 的动能相等，动能的大小与质量和速度有关，故两球在落地前的速度相等， C正确；两小球在落地前的动能相等，重力势能都为零， 则机械能相等，所以在高处开始下落时的重力势能是相 同的，即高度相同， D错误.故选C. 第9题图 18 第10题图 10.[2024毕节市三模]如图甲所示为公路旁的避险车道，是在公路旁修建 的供速度失控（刹车失灵）车辆驶入的减速专用车道，避险车道常设计为 较陡的上坡道型，且在避险车道上铺设较厚的碎沙石；图乙为避险车道的 示意图，请应用你所学的物理知识分析下列有关避险车道的问题. （1）避险车道上铺设碎沙石的目的是什么？ 答：避险车道上铺设碎沙石，可以使得 避险车道表面粗糙程度增大，在压力不 变的情况下，增大失控车辆与避险车道 之间的摩擦力，使得车子尽快停下来. 19 第10题图 （2）若装载着相同质量货物的同款货车A、B ，刹车失灵后，先后冲上 了避险车道后停下来，分别静止在M、N 两点，请判断停在哪一点的货 车进入避险车道时的速度更大？并结合功能的关系说明你判断的理由. （不计空气阻力） 答:N 点.货车冲上避险车道时，货车克服重力和摩擦阻力做功，动能转化 为重力势能和内能，停在N点的货车转化的重力势能和内能多于M 点，说 明停在N点货车的初始动能更大，即停 在N 点的货车进入避险车道的速度更大. 20 【实验】探究物体的动能跟哪些因素有关 第11题图 11.［一题练透一实验］为探究物体的动能跟哪些因素有关，实验小组的同 学利用斜槽、钢球、木块等器材在同一水平面上进行探究活动.钢球从高为 h 的斜槽上滚下，在水平面上运动的钢球碰到木块后，能将木块撞出一段 距离s ，如图所示. 21 （1）实验中探究的“物体的动能”是指___（选填字母）. A. 钢球在斜面上的动能 B. 钢球撞击木块时的动能 C. 木块被撞击后的动能 （2）［操作细节］每次实验前，应将撞出的木块____________；通过木 块被撞的远近来反映物体动能大小的物理研究方法是________（选填“控制 变量法”或“转换法”）. 移回原位置 转换法 √ ①在安装器材时，用挡板控制 钢球在斜槽上的起始位置，下图有两种方案， 应按照___（选填“A”或“B”）方案放置. B 22 （3）他们做了如图所示的三次实验：让钢球从斜槽的某一高度由静止开始 沿斜面向下运动，与水平面上的木块相撞，将木块撞出一段距离，木块被 撞击得越远，说明钢球的动能就越____.三次实验中，碰撞前动能最小的是 图____（选填“甲”“乙”或 “丙”）中的钢球. 大 丙 第11题图 23 （4）分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：___________ ________________________；用甲、乙两图的实验现象所得到的结论， 可以解释汽车______（选填“超载”或“超速”） 行驶时危险性大的原因. 质量一时，物体的速度越大，动能越大 超载 （5）［科学猜想］若本实验中水平面绝对光滑，______（选填“能”或“不 能”）达到探究的目的，原因是_____________________________________ _________________________________________________. 不能 水平面绝对光滑，木块做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，故不能达到探究的目的 ②如果斜槽和水平面都是光滑的，把木块固定在水平面上， 钢球与木块碰撞时无能量损失，那么钢球被木块反弹后可能会运动到斜 面________（选填“原位置”“低于原位置”或“高于原位置”）. 原位置 24 （6）［生活实践］生活中会在高速公路上碰到限速标志牌，若标志牌上 标有“120”和“100”字样，由实验结论可知，限速为120 km/h 的是________ （选填“大货车”或“小轿车”）；假如你是一名汽车驾驶员，请从物理学角 度谈谈在安全行车方面需要注意哪些：________________________. 小轿车 不超载行驶，不超速行驶 25 与动能有关的图像类作图题（贵州2023.15） 12.［一题练透一模型——分层设问］[2023贵州15题改编]如图甲所示,水 平面AB段光滑，B点右侧粗糙，一轻质弹簧左端固定于竖直墙面.用木块P 压缩弹簧至A 点由静止释放，木块离开弹簧后运动一段距离后静止.若换另 一相同底面的木块Q(mQ >mP)将弹簧同 样压缩至A 点由静止释放，木块运动过 程中弹簧形变均在弹性限度内.完成下 列填空. 第12题图甲 26 (1)用木块压缩弹簧至A 点由静止释放,弹簧的________能转化为木块的____能. 弹性势 动 (2)两个过程中弹簧__________相同，弹性势能转化为动能的大小相同,即两 木块的动能大小EkQ___EkP . 形变程度 = (3)水平面B 点右侧粗糙，木块在滑行过程中需要克服________做功,将木块 的____能转化为____能. 摩擦力 动 内 第12题图甲 （4）滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度 有关，两木块底面相同，且mQ >mP，所以木块 受到的摩擦力fQ ___fP，木块移动距离sQ___sP . （均选填“< ”“> ”或“= ”） > < 27 （5）木块P 运动过程中动能随位置变化关系的大致图像如图乙所示，请在 同一坐标中画出木块Q 从离开弹簧至静止的过程中，动能随位置变化关系 的大致图像. 第12题图 28 13.［一题多变］[2024全省统考一模]如图甲所示，在探究“物体动能大小 与质量关系”的实验中，将钢球A从光滑斜面O 点由静止释放后，撞击静置 于粗糙水平面M点的物块，随后A与物块共同运动至N点静止，钢球A 的动 能随位置变化关系的大致图像如图乙所示.现 仅换用一个质量更大的钢球B 从O点静止释放 重复以上实验，B 与物块共同运动一段距离后 静止.请在同一坐标中画出钢球B 的动能随位置 变化关系的大致图像. 第13题图 29 如图所示，小球从A点由静止释放，沿光滑轨道下滑，经B 点 到达右侧最高点C .则下列大致反映小球相关能量随时间变化的图像中( ) 【变式训练】题图 A. 只有①④正确 B. 只有②④正确 C. 只有①③正确 D. 只有②③正确 √ 思路点拨：①由于轨道是光滑的,所以整个过程中机械能______;②A点到B点 的过程中______能转化为___能;B点到C 点的过程中___能转化为________能. 守恒 重力势 动 动 重力势 30 与动能相关的课外创新实验（贵州2024.20；贵阳2022.26） 14.［2024全省统考一模］小明发现如图甲所示的某些房屋，其屋顶是坡型 的，但形状不完全一样，有些是平面，有些则是曲面.这引起了他的思考： 这些坡型屋顶应该都具有排除屋顶积水的功能，那么，不同形状的坡型屋 顶排水快慢是否有区别呢？ 第14题图甲 31 第14题图乙 为此小明将雨水在平面和曲面上的运动路径简化为直线和曲线轨迹，并构 建了如图乙所示的模型，将直线轨道A和曲线轨道B 安装在同一支架上，保 证它们的起点和终点相同.他猜想：若雨水都从同一起点滑落至同一终点， 经过直线和曲线两种不同的轨道，根据数学知识“两点之间，线段最短”， 在直线轨道上的运动应该更快，即平面屋 顶排水应更快. 根据猜想，小明用小球模拟雨水，分别沿 A、B 两轨道滚下，模拟雨水从屋顶上滑落 的过程. 32 （1）为尽量控制对比实验的准确性，在器材选择上，应该控制两条轨道 的______________________________________________相同. 材质（材料、粗糙程度或高度）（答案合理即可） 第14题图乙 （2）实验时，小明让小球分别从两轨道顶端由______开始释放，用秒表 测量小球运动到轨道底端的时间.测量时发现，小球运动时间太短不易测量， 请你提出一种改进的方法______________. 静止 降低支架高度 33 （3）改进测量方法后，小明多次重复实验，测量出小球在两条轨道上运 动的时间并记录如下表.由表中实验数据可知，小明的猜想是否正确______ ___（选填“正确”或“不正确”）； 实验次数 运动时间/s 轨道类型 1 2 3 时间的平均值 直线轨道A 0.72 0.73 0.70 0.72 曲线轨道B 0.56 0.57 0.54 0.56 不正确 34 （4）通过以上实验对时间的准确测量，小明得出结论：曲面屋顶排水一 定比平面屋顶快.为了用实验验证这一结论的可靠性，请你结合生活中不同 形状的屋顶，增加一个实验器材，写出实验步骤及判断方法. 器材：_________________________________； 步骤：________________________________________________________ _________________________； 判断方法：_________________________________________________. 拱形轨道（或弯曲程度不同的轨道） 将新增轨道安装到支架上，从轨道顶端开始静止释放小球，记录 小球运动至底端所用时间 与小球在A 轨道的运动时间进行比较.（答案合理即可） 35 $$