第十一讲 第2课时 机械能-【决胜中考】2025年中考物理全程复习练习册（安徽专版）

第2课时 考点1机械能及其转化 1.(2024·芜湖三模)小安同学正在进行传接 排球训练。他将排球斜向上抛出，排球的运 动轨迹如图所示，a、b、c、d为轨迹上的点， 其中a、c两点高度相同。若不计空气阻力， 则排球在a点的动能 (选填“大于” “等于”或“小于”)在d点的动能。 ↑s/m 甲 12T 6士 0123456ts 第1题图 第2题图 2.(2024·庐江县三模)甲、乙两小车同时从P 点开始向Q点运动，它们的s一t图如图所 示。运动2s时，甲车距P点 m 若甲比乙早4s通过Q点，则PQ之间距离 为 m。甲从P点运动到Q点的过 程中，甲车的动能 (选填“增大”“不 变”或“减小”)。 3.(2024·巢湖市模拟)小球从桌面滚落后的 运动轨迹如图所示，C、D两处高度相同。B 点的重力势能 C点的重力势能；C 点的动能 D点的动能。（均选填 “大于“小于”或“等于”) A B 77777777777777777777777777777777777 第3题图 第4题图 4.(2024·花山区一模)水平地面上有一凹槽， 小球从A点静止释放，沿凹槽滚到最高点B 点后往回滚动，先后经同一水平高度的P、Q 点，则小球的动能Ep EQ。(选填 ““<”或“=”) 3 机械能 5.(2024·全椒县一模)《天工开物》中写道： “凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作 为弓的弦，这是利用蚕丝的弹性好。拉弯的 弓发生弹性形变，对箭有弹力作用；放手后， 弓恢复形变过程中，弓的弹性势能转化为箭 的 能。 6.(2024·无为市校级一模)“蹦极”是一种富 有刺激性的勇敢者的运动项目。如图甲所 示，一端系住人的腰部，另一端系于跳台的 是一根弹性橡皮绳。当人下落至图乙中A 点时，橡皮绳刚好被拉直，那么，在人越过A 点继续向C点运动的过程中，人的动能将会 (选填“变大”“变小”“先变 大后变小”“先变小后变大”或“不变”) A C 甲 乙 B 7777777 77777777777 7777777777777 第6题图 第7题图 7.(2024·合肥二模)如图所示，将一弹性小球 沿一定角度斜抛出去，小球落地后被弹出， 依次经过A点、B点、C点和D点后又被多 次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。则该 弹性小球在运动过程中，下列说法正确的是 () A.小球在B点时机械能为零 B.小球第一次反弹后到达最高点C时动能 为零 C.小球经过相同高度的A、D两点时动能 相等 D.小球在C点时的机械能大于在D点时的 机械能 8.(2024·马鞍山一模)一人造地球卫星沿椭 圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球 最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点 (如图所示)。已知卫星在运行过程中机械 能保持不变，那么 () A.卫星在远地点的势能最大、动能为零 B.卫星在近地点的动能最大、势能为零 C.卫星从近地点向远地点运动过程中，势能 增大、动能减小 D.卫星从近地点向远地点运动过程中，动能 增大、势能减小 近地点 跳台 耐卫星 远地点 水面 第8题图 第9题图 9.(2024·瑶海区校级模拟)2月6日，在2024 年多哈游泳世锦赛女子十米跳台决赛中，中 国选手全红婵发挥完美，夺得冠军，也拿下 了她跳水生涯的金牌大满贯。图示为其参 加比赛时的分解动作示意图。不考虑空气 阻力，下列对全红婵的分析正确的是() A.到达最高点时，受到平衡力作用 B.从最高点到入水前的过程中，动能转化为 重力势能 C.从最高点到入水前的过程中，惯性不变 D.入水过程中，所受浮力方向取决于入水的 角度 10.(2024·肥西县模拟)载人飞船实现了中国 人的“飞天梦”。如图所示的是载人飞船返 回舱减速着陆的情境，在返回舱减速下降 过程中，关于返回舱下列说法中正确的是 ·31 A.动能增加，重力势能减少，机械能不变 B.动能不变，重力势能减少，机械能减少 C.动能减少，重力势能不变，机械能减少 D.动能减少，重力势能减少，机械能减少 11.(2024·安徽模拟)如图所示，弹簧左端固 定在竖直墙壁上，原长在A位置，用一个轻 质小球把弹簧向左压缩到B,松开手后，小 球向右运动把水平桌面C处泡沫推到D 处静止，下列关于能量或能量转化分析不 正确的是 ) BA A.弹簧从B恢复到A时刻弹性势能最大 B.小球从B到A是弹簧弹性势能转化为 小球的动能 C.小球在A处的动能大于转化给泡沫的 动能 D.若不考虑摩擦等阻力，小球和泡沫都能 做匀速直线运动 12.(2024·合肥三模)如图所示的“反向蹦极” 运动，弹性轻绳的上端固定在O点，绳子自 然下垂的位置在BC之间，拉长后将下端 固定在体验者的身上，并与固定在地面上 的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止 释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点时 速度最大，最高能到达C点。不计空气的 阻力，下列说法正确的是 ( A.到达C点时，若一切外力消失，人将向 下做匀速直线运动 B.经过B点时，人受到的重力和弹力相 等，处于平衡状态 C.由B到C,人的动能转化为重力势能，人 的机械能保持不变 D.由A到B,绳子弹性势能的减少量等于 人动能的增加量 0 B 扣环 第12题图 第13题图 13.(2024·阜阳二模)如图所示，小明用力斜 向下将篮球掷向地面，篮球碰到地面后斜 向上反弹，篮球在运动过程中经过甲、乙两 点，篮球在甲、乙两点的重力势能分别为 6J、10J。则在整段过程中，篮球在甲、乙 两点处的动能可能为 () A.4J、0J B.5J、2J C.6J、0J D.7J、2J 考点2实验探究：探究物体的动能与哪些因 素有关 14.(2024·芜湖模拟)小贝利用如图所示的装 置探究“物体的动能大小与哪些因素有 关”。他将小球A、B分别拉到与竖直方向 成一定角度θ的位置，然后都由静止释放， 当小球摆动到竖直位置时，会与静止在水 平轨道上的木块C发生碰撞，碰撞后木块 都会在水平轨道上滑行一定距离后停止。 实验装置中小球A、B的质量分别为mA、 mB且mA<mB;摆长为L且均相同；摆线 与竖直方向的夹角为0且01<02。 乙 丙 (1)在开始探究前，小贝将小球A、B同时 拉到与竖直方向成相同角度的位置，然 后由静止同时释放，观察到它们始终并 排摆动且同时到达竖直位置。这表明 两小球在摆动过程中的任一时刻的速 度大小均 (选填“相同”或“不 同”)，且与小球的质量无关。 ·32 (2)小贝通过如图的甲、乙所示的探究过 程，他观察到B球能将木块C撞得更 远，经过思考可得出结论：小球的动能 大小与 有关；通过如图乙、 丙所示的探究发现图丙中木块C滑行 得更远些，由此可得出结论： 15.(2024·河南周口模拟预测)在探究“物体 动能大小与哪些因素有关”的实验中，小明 让质量不同的小球从同一斜面的同一高度 由静止释放，撞击同一木块，木块被撞出一 段距离，如图甲所示（忽略小球与接触面的 滚动摩擦以及撞击过程中的能量损失) h 甲 乙 (1)将质量不同的小球从同一高度由静止 释放的目的是 (2)该实验是通过观察 来判断小球的动能大小。 (3)小明进行两次实验时，实验中木块放在 水平面上的位置 (选填“是”或 “不是”)必须相同。 (4)小华同学将实验装置改进成图乙（图乙 中小球撞击木块前接触面光滑，撞击后 接触面粗糙)，用同一小球将同一弹簧 压缩不同程度后静止释放，球离开弹簧 撞击同一木块，将木块撞出一段距离进 行比较，可以研究小球的动能大小与 (选填“质量”或“速度”)的 关系。 (5)小华觉得利用图乙的装置，也能探究小 球的动能大小与质量的关系。只需利 用质量不同的小球将同一弹簧压缩相 同程度后由静止释放，撞击同一木块即 可。小华的设计方案 (选填 “可行”或“不可行”)，如果用该方案，你 将观察到的现象是于牵引力为1200N。 10.1N[解析]由题图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N, 示数为6N,即拉力F=6N,由题图可知，拉力端移动距离 s=40cm=0.4m,拉力所做的总功W总=Fs=6N× 0.4m=2.4J,由题图可知，斜面的高度h=20cm=0.2m, 木块的重力G=10N,拉力所做的有用功W本=Gh=10N× 0.2m=2J,克服摩擦力所做的额外功W数=W。一W有= 2.4J一2J=0.4J,由W=f可得，木块所受摩擦力f= wg_04」=1N。 s0.4m 11.解：(1)该机器人静止时对地面的压力F=G=20N,该机 器人静止时对地面的压强D=5=。DN ,S0.01m=2000Pa. (2)由题图乙可知，该机器人在水平地面上以0.6m/s的速 度匀速直线运动，牵引力是600N,牵引力的功率P=W t E=Fu=600N×0.6m/s=360W。 12.解：(1)加速上升阶段力F做功的大小W=Fs=105NX 9m=945J。 (2)物体的重力G=mg=10kg×10N/kg=100N,匀速竖 直上升阶段做的功W'=G'h=100N×72m=7200J,匀 速阶段的上升时间r=么=2m=24,整个上升过程中 v3 m/s 拉力F做功的平均功率P=W整=W+W t总 +t' 945J+7200J=271.5W 6s+24s 13.解：(1)小梦跳绳一次克服重力所做的功W=Gh=400NX 0.05m=20J。 (2)1min内小梦克服重力做功的功率P=W= 240×20J=80W。 60s 14.解：(1)观光艇空船时所受重力G=mg=800kg×10N/kg= 8000N. (2)观光艇以最大功率、最大航速匀速直线航行时，由P Y_至=Fm得，受到的牵引力是F=卫=0X10V 10m/s 4000N (3)观光艇以最大功率、最大航速匀速直线航行5min,由 p-W 得，牵引力所做的功W=P1=40×10WX5×60s= 1.2×107J。 15.解：(1)水在下落过程中重力做的功W=Gh=mgh= 200kg×10N/kg×150m=3×10°J。水的重力做功的平 均功率P=W_3X10」-1,5X10w t 20s (2)飞机在水面微匀速直线运动，由P=W_=F可 十 知，飞机所受的牵引力F=P=25X10Y=2.5× 10m/s 10N。 第2课时机械能 1.小于[解析]不计空气阻力，排球从a到d的过程中，只有 动能和势能转化，故排球的机械能守恒，在α、c点的动能相 等；球在a点比d点高，d点的高度低，重力势能小，机械能 ·4 相同，则d点动能大，排球在α点的动能小于在d点的 动能。 2.612不变[解析]观察题图可知，甲车2s经过的路程 为6m;分析题图可知，甲的速度u甲=主 12m=3m/s, 4 s 乙的速度2子-=.5ms;若甲比乙早45通拉Q 点，有v甲(t-4)=v2t,代入数据可得出t=8s,故PQ之间 距离s总=vzt=1.5m/s×8s=12m:由题图知，甲与乙都 做匀速直线运动，由于甲的速度不变，质量不变，甲的动能 不变。 3.大于大于 4.>[解析]小球沿凹槽滚到最高点B点后往回滚动的过程 中，需要克服空气和摩擦阻力做功，一部分机械能会转化为 内能，所以机械能减少。P,Q点两点高度相同，重力势能相 等，而机械能等于动能和势能之和，所以小球的动 能Er>EQ 5.动 6.先变大后变小[解析]由题知，A点是橡皮绳原长的位置； O点到A点，人在自由下落过程中，人的重力势能转化为动 能，动能变大；人在最高点到A点的过程中，速度越来越大： 在人越过A点继续向下的过程中，受到绳向上的拉力，橡皮 绳的形变逐渐变大，拉力由小变大，弹性势能逐渐变大；开 始一段时间内拉力小于重力，人仍然做加速运动；当拉力大 于重力后，人才做减速运动，达到最低点时速度减小为0，所 以，人的速度先变大后变小，则动能也是先变大后变小。 7.D8.C9.C10.D11.A 12.B[解析]人运动到最高点C时速度为零，若一切外力消 失，他将保持静止状态，故A错误；人在A点受弹力和重 力，此时弹性轻绳的弹性形变最大，弹力最大，弹力大于重 力，合力竖直向上，在A到B过程中弹性轻绳的弹性形变 逐渐减小，弹力逐渐减小，在B点时弹性绳对人的拉力与 人受到的重力大小相等，合力为零，处于平衡状态，故B正 确：由B到C,人的动能转化为重力势能，此过程中人仍然 受到弹力的作用，绳子的弹性势能转化为人的机械能，所 以人的机械能增大，故C错误；由A到B,绳子的弹性势能 转化为人的动能和重力势能，所以弹性势能的减小量大于 人动能的增加量，故D错误。 13.D[解析]篮球在运动过程中受到空气阻力作用，机械能 逐渐减小，所以甲点的机械能大于乙点的机械能。A.若篮 球在甲、乙两点的动能分别为4J、0J,则A点的机械能为 4J十6J=10J,B点的机械能为10J,与事实不符，故A错 误：B.若篮球在甲、乙两点的动能分别为5J、2J,则A点的 机械能为5J+6J=11J,B点的机械能为2J+10J=12J, 与事实不符，故B错误：C.若篮球在甲、乙两点的动能分别 为6J、0J,篮球在乙点时有一定的速度，动能不为0，与事 实不符，故C错误：D.若篮球在甲、乙两点的动能分别为 7J、2J,则A点的机械能为7J+6J=13J,B点的机械能 为2J+10J=12J,与事实相符，故D正确。 14.(1)相同(2)质量动能的大小与速度有关 15.(1)使小球到达水平面的速度相同(2)木块移动的距离 (3)是(4)速度(5)不可行木块移动的距离相同 [解析](1)为了使小球到达水平面的速度相同，应将质量 不同的小球从同一高度由静止释放。(2)该实验采用转换 法，是通过观察木块移动的距离来判断小球的动能大小。 (3)小明进行两次实验时，实验中木块放在水平面上的位 置是相同的，目的是使小球撞击木块时的速度相同。 (4)用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后由静止释放， 弹簧的弹性势能不同，小球获得的动能不同，小球撞击木 块时的速度不同，可以研究小球的动能大小与速度的关 系。（⑤）利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度 (弹性势能相同)后由静止释放，因撞击前接触面光滑，整 个装置的机械能守恒，小球获得的动能相同，小球的质量 不同，小球撞击同一木块时的速度不同，实验中没有控制 速度相同，故小华的设计方案不可行。如果用该方案，小 球对木块做的功相同，故可看到木块移动的距离相同。 第十二讲简单机械 第1课时杠杆 1.A 2.如图所示 3.如图所示 A A为 B 1 4.25[解析]80cm=0.8m,60cm= 0.6m,50cm=0.5m,根据题意可知，指 示牌的模型可以看作杠杆，指示牌被风吹 倒时，根据如图所示风向，支点为C点，把 风力看成动力，那阻力是指示牌重力G= 100N,由图可知，动力臂L=2AB+BE 2×0,8m+0.6m=1.0m,阻力臂为 CE=2×CD=2×05m-Q25m,如图所不凤向刷好把D 端吹离地面，由杠杆平衡条件可得FXL=G×CE,即F,× 1.0m=100N×0.25m,解得F.=25N。 5.18[解析]作用在杠杆A点的力等于孩子及所坐篮子的总 重力，作用在杠杆B点的力等于秤砣的重力，根据杠杆平衡 条件FL1=FzL2可得，m人和蓝gXOA=m料花gXOB,即 m人和蓝gX5cm=m帮乾gX(45cm-5cm),解得m人和性= 20 kg,m=20 kg-2 kg=18 kga 6.200N[解析]根据杠杆原理，由题图知，该装置是杠杆，由 在折平衡条件可得G,X1:=GX1,解得G:-公×G, 2×10N=200N. 7.900[解析]根据题图和杠杆平衡条件F1L1=FzL2得， F,×OC=F2×OA,代入数据可得F,×2cm=60N× 30cm,解得F1=900N。 8.5[解析]由题意可知，重物的重力G=10N,AB=AC十 CD+DB=0.5m十0.5m十0.5m=1.5m,杠杆水平平衡 XL6=FXLP,即E=eXG=AB L6一XG,当 AC L6=AC时，拉力最小，则F本=AB-AC X G= 0.5m 5m-0.5mX10N=5N. 9.AAB[解析]由题图可知，若将重物挂在三点中的某点 处，恰好能在水平位置静止且最省力，根据杠杆的平衡条件 ·4 可知，此时的力臂是最大的，所以当AC为动力臂时动力臂 最大，当AB为阻力臂时，阻力臂最小，所以支点应该在A 点，阻力的作用点在B处，动力的作用点在C处。 10.10[解析]杠杆在题图中位置平衡时，当以OB作为动力 臂时，动力臂最大，阻力、阻力臂大小不变，根据杠杆的平 衡条件可知，此时的动力是最小的。由题意可知，此时动 力臂和阻力臂的关系为LO贴=14，则根据杠杆平衡条件可 动力F,=,O”=G= 11.1000[解析]以O或B为支点，阻力臂分别为OC和BC, 长度接近，而动力臂为OA和BA,OA>BA,根据杠杆平 衡条件，当动力臂为OA时，撬动石头的动力为最小，动力 为100N,OC=0.1m,BC=0.1m,BA=0.8m,OA= OC+BC+BA=0.1m十0.1m十0.8m=1m,根据杠杆 平衡条件可得F动·OA=Fs·OC,100NX1m=F:× 0.1m,解得Fs=1000N。 12.2:1[解析]长为1.5m的扁担，距离儿子肩膀的距离为 0.5m,力臂L=0.5m,距离父亲的距离为L父=L L=1.5m-0.5m=1m,由杠杆平衡条件FL子= aF这=1m=2 F发Lx,可知F发D0.5mT9 13.不变[解析]做实验时，如题图甲所示的杠杆已达到平 衡。当杠杆由题图甲的位置变成题图乙的位置时，其动力 臂、阻力臂的比值是不变的，所以在阻力不变的情况下，根 据杠杆平衡条件FL1=F2L2分析可知动力是不变的。 14.剪断绳子1（或撒去支架2）[解析]绳子只能向上施加拉 力，支架只能施加向上的支持力：剪断绳1，以2为支点，重 力和支架3支持力使得杠杆的转动方向相反，可以平衡：仅 撤去支架2，以3为支点，重力和绳子的拉力使得杠杆的转 动方向相反，可以平衡：仅撤去支架3，以1为支点，重力和 支架2支持力使得杠杆的转动方向都是顺时针，故杠杆不 可以平衡。 15.C[解析]如图所示，在A点用细线悬挂一重物，在B点 施加一个竖直向下的动力时，动力臂最长，当动力沿虚线 方向拉杠杆时，动力臂将变小，而阻力和阻力臂均不变，由 FL1=F2L2可知，动力将变大，故C正确。 0 A 16.C[解析]碓头的重力G=mg=20kg×10N/kg=200N, 故A错误；OA:OB=3:2,根据题图乙可知，动力臂小于 阻力臂，为费力杠杆，故B错误：当OB为动力臂时，动力臂 是最大的，在阻力、阻力臂不变的情况下，根据杠杆的平衡 条件可知，此时的动力是最小的，则F,×OB=GXOA,则 OA ,3 F,=G×O品-200N×之=300N,故C正确：难头下落过 程中，动力和阻力的方向不变，根据三角形知识可知，动力 臂与阻力臂的比值不变，由杠杆平衡的条件可知，F,大小 不变，故D错误。 17.解：(1)如图1所示，O为支点，重力的力臂为14，F1的力 臂为lB,依据杠杆的平衡条件Fl=GA可得，F:= GL4_750NX1m=500N。 1.5m