2025年中考物理强基训练：机械能 实验题、计算题

2025年中考物理强基训练：机械能 实验题、计算题 一、实验题 1．如图是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验： (1)小球在光滑的斜面上由静止开始滑下，小球撞击静止在水平桌面上的物体后，物体运动的距离越远，说明小球具有的动能越大。在物理学中把这种实验方法叫做 ； (2)分析比较甲、乙两图可知：质量相同时， 越大的物体具有的动能越大。 2．火车将进站时，在离站还有很远的距离时就关闭了发动机．如果在中途遇到紧急情况刹车时，滑行的距离也很大．而汽车到站后关闭发动机，很快就停下来了．就此请你提出一个问题进行探究． （1）你提出的问题是： （2）对你提出的问题给出猜想： （3）设计并进行实验： 3．大课间活动，男女同学分组进行篮球投篮比赛，小明发现男、女组的篮球落地后都会反弹，但反弹的高度却不同．篮球由静止开始下落，反弹的高度与哪些因素有关呢？“三人行”研究性学习小组的同学们对这个问题进行了讨论，提出了不同猜想． 猜想l：篮球反弹的高度可能与篮球的型号有关 猜想2：篮球反弹的高度可能与下落的高度有关 猜想3：篮球反弹的高度可能与地面的材料有关 于是，小组同学们用两只充气的#7（标准男子）、#6（标准女子）篮球及刻度尺，在水泥地面和木质地板上进行了实验．通过实验得到的实验数据如表所示，请你参与到研究性学习小组中，一起完成下列问题． （1）要验证猜想2，需要选用实验序号为 两组数据进行分析．     （2） 分析四组实验数据，得到的结论是：篮球反弹的高度与下落高度和 有关，与 无关． 4．探秘小实验里的大智慧． （1）如图甲所示点燃蜡烛跷跷板的两端，发现跷跷板不停的往返摆动，原理是 ． （2）如图乙是能自动回转的“魔罐”，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来的原因是 能转化为 能． （3）如图丙所示，小华把铁球拉近刚好贴着自己的鼻子，松开手由静止释放，头保持不动，铁球由a点沿弧线abc运动到c点，然后从c点往回摆动，铁球 （选填“可能”、“一定”或“一定不”）会碰到鼻子，你判断的依据 ． 5．如图所示，在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中，将同一小钢球A从斜面上不同高度由静止滚下，推动木块B向前移动一段距离。 （1）该实验中物体的动能是指物体 （选填“A”或“B”）的动能，该动能是由 能转化而来的； （2）通过观察木块B移动距离的长短来判断小球动能的大小，利用的研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）； （3）将小球A放在同一斜面 （选填“相同”或“不同”）高度由静止释放，目的是使小球在撞击木块B时速度不同。根据实验现象，可以得出的结论是：质量相同的物体， ，动能越大； （4）钢球碰到木块并一起运动的过程中，由于木块受到 的作用，钢球和木块运动一段距离后停下来，说明力可以改变物体的 。 二、计算题 6．一个做机械运动的物体，其动能为势能的3倍，且总的机械能为16J，求其动能和势能分别为多少？ 7．一只小鸟在空中飞行，它具有的动能是15J，重力势能是18J，它的机械能是多少J 。 8．把一个小球竖直抛向空中，刚抛出时小球的机械能为100 J，不计空气阻力，当小球下落到某一高度时的动能为20 J，那么在该点小球的势能多大？ 9．在一次物理拓展课上，老师用如图所示的装置为大家讲解了重力势能和动能的计算公式。已知重力势能的表达式，动能的表达式为，如图所示，高为0.45m的光滑轨道AB与均匀粗糙平面BC相连，将质量为的小物块由静止开始从A点滑下，经过B点进入水平面，最后静止在C点不计空气阻力，物块在AB轨道上滑落时机械能守恒求（g取10N/kg）： （1）小物块在A点的重力势能； （2）小物块经过B点时的速度大小。 10．已知物体的重力势能表达式为，动能的表达式为Ek=mv2，其中m为质量，h为物体距水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg；如图所示，距沙坑高h=7m处，以v0=10m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体，不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程机械能守恒。求： （1）物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek； （2）物体上升到最高点时离抛出点的高度H。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1． 转换法 速度 【详解】(1)[1]小球有动能，可以对木块做功，推动木块移动，根据木块移动的距离的大小判定动能的大小，木块推动的越远，表明对木块做功越多，实验中采用的是转换法。 (2)[2]甲、乙两图中的球的质量相同，所处高度越高的球，滚到底端时速度越大，把木块推出的距离越远，小球的动能越大，因此可以得出的结论是：在质量一定时，速度越大，动能越大。 2． 物体动能的大小与物体的质量有关吗？或刹车后，车辆滑行的距离与物体的质量有关吗？或车辆制动的难易程度与哪些因素有关等等． 物体动能的大小与物体的质量有关．或刹车后，车辆滑行的距离与物体的质量有关． 见解析 【详解】（1）质量和速度是影响物体动能大小的因素，火车和汽车关闭发动机后，火车滑行距离长，汽车滑行距离短．因为火车的质量远远大于汽车的质量，因此可猜想：物体动能的大小与物体的质量有关吗？或刹车后，车辆滑行的距离与物体的质量有关吗？或车辆制动的难易程度与哪些因素有关等等． （2）物体动能的大小与物体的质量有关．或刹车后，车辆滑行的距离与物体的质量有关． （3）决定动能大小因素有两个，即质量和速度．要用控制变量发去研究．研究与质量关系时要保证速度相同，质量不同． 让质量不同的小球，从斜面的同一高度滚下，速度相同，质量大的将木块推的较远，动能较大．由此得到的结论是：动能大小与质量有关． 3． 2、3 地面材料 球的型号 【详解】（1）要探究篮球反弹的高度与下落高度的关系，就要保证地面材料和篮球型号相同，让下落高度不同，2和3符合题意；（2）通过分析1和2可知，在篮球型号、下落高度一定时，地面材料不同，篮球的反弹高度是不同的，说明篮球的反弹高度与地面材料有关； 通过分析2和3可知，在篮球型号、地面材料一定时，下落高度越大，篮球的反弹高度越大，说明篮球的反弹高度与下落高度有关；通过分析1和4可知，在地面材料、下落高度一定时，篮球型号不同，篮球的反弹高度是相同的，说明篮球的反弹高度与篮球型号无关． 由以上分析可得：篮球反弹的高度与下落高度和地面材料有关，与球的型号无关． 4． 杠杆的平衡条件（或杠杆原理） 弹性势 动 一定不 铁球摆动时会与空气摩擦消耗一部分机械能，铁球达不到a点 【详解】 (1)点燃的蜡烛上下摆动,有一个支点、两个力、两个力臂,符合杠杆的五个要素,故其原理是杠杆的平衡条件(或杠杆原理).(2)魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子的动能转化为橡皮筋的弹性势能，当动能为0时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动，在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，此过程中弹性势能转化为动能；(3)铁球摆动时会与空气摩擦消耗一部分机械能，铁球达不到a点，所以一定不会碰伤鼻子． 点睛：（1）点燃的蜡烛上下摆动，符合杠杆的五要素，因此符合杠杆原理；（2）动能的影响因素：质量和速度；弹性势能的影响因素：物体的形变程度；（3）动能和势能可以相互转化，在最高点时重力势能最大，在最低点时动能最大，物体在从最低点向最高点运动时，动能转化成重力势能，物体在从最高点向最低点运动时，重力势能转化成了动能． 5． A 重力势 转换法 不同 速度越大 摩擦力 运动状态 【详解】（1）[1][2]该实验研究的主体是物体A，研究的是物体A动能的大小与速度和质量的关系；物体A从斜面上滚下时，物体A的重力势能减小，动能增大，所以由物体的重力势能转化为动能。 （2）[3]实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。 （3）[4][5]将同一小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，小球到达斜面底部时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，通过实验现象可以得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大。 （4）[6] 由于接触面不光滑，钢球碰到木块并一起运动过程中，木块受到摩擦力的作用。由于木块受到摩擦力的作用，最后停下来。 [7]力有两个作用效果：①力可以改变物体的形状；②力可以改变物体的运动状态。钢球和木块运动一段距离后停下来，说明力可以改变物体的运动状态。 6．动能为12J，势能为4J． 【详解】设物体的动能为Ek，则势能Ep为16J-Ek，又因为动能为势能的3倍，所以Ek=3（16J-Ek），解得Ek=12J，Ep=4J． 7．33 【详解】因为机械能等于动能和势能之和，根据题意知道，动能是15J，重力势能是18J，所以它的机械能为 8．80 J 【详解】不考虑空气的阻力，小球的机械能是守恒的，又因为机械能等于动能和势能之和，所以，当小球下落到某一高度时的动能为20 J，所以它的势能为 100 J-20 J=80 J 9．（1）9J；（2）3m/s 【详解】解：（1）据题意，小物块在A点的重力势能 （2）因为轨道AB光滑，物块沿轨道下滑时不受摩擦力，故物块下滑时机械能守恒，重力势能全部转化为动能，即 则小物块经过B点时的速度大小为 答：（1）小物块在A点的重力势能为9J； （2）小物块经过B点时的速度为3m/s。 10．(1)，；(2) 【详解】(1)物体被抛出时的重力势能 物体被抛出时的动能 (2)不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程机械能守恒，故 则 解得 答：(1)物体被抛出时的重力势能是，动能是； (2)物体上升到最高点时离抛出点的高度。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$