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2014中考物理命题切入点:机械能(例题、答案和解析)

发布时间:2014-05-08 14:08:54  

2014中考物理命题切入点:机械能(例题、答案和解析)

(1)考查动能和势能的大小变化

例题1 (2013日照中考)如图是“天宫一号”飞行器运行轨道的示意图;若“天宫一号”飞行器沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒,则它从远地点向近地点运行的过程中( )

A.重力势能增加、动能减小B.重力势能减小、动能增加

C.重力势能增加、动能增加D.重力势能不变、动能不变

解析 (1)动能大小()的影响因素:质量及速度.质量越大,速度越大,动能越大;

(2)重力势能大小(mgh)的影响因素:质量、被举起的高度及重力加速度.质量越大,被举得越高,重力加速度越大,重力势能越大.

解 “天宫一号”从远地点向近地点运行的过程中,高度减小,重力势能减少,因为机械能守恒,所以动能增加. 答案 B

(2) 考查动能和势能的转化与守恒

例题2 (荆门市2013年中考)有一种运动叫蹦极,如图所示是蹦极运动的简化示意图,弹性绳一端固定在O点,另一端系住运动员,运动员从O点自由下落,A点处弹性绳自然伸直.B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点,C点是蹦极运动员到达的最低点,运动员从O点到C点的运动过程中忽略空气阻力,则 ( )

A.从O至C运动员速度一直减小

B.从O点至A点运动员机械能不守恒,从A点至C点机械能守恒

C.从O至A过程中运动员速度增大,从A至C过程中运动员速度减小

D.从O至B过程中运动员速度增大,从B至C过程中运动员速度减小

解析 当重力大于弹性绳对运动员的拉力时,运动员做加速运动;当弹性绳对运动员的拉力大于重力时,运动员做减速运动.

解 根据题意可知,从O点到B点的过程中,重力大于弹性绳对运动员的拉力,因此速度越来越大;从B点到C点的过程中,弹性绳对运动员的拉力大于重力,运动员的速度开始减小,到达C点时,速度为零.

答案 D

例题3 (2013菏泽中考)21(2分)、火车进站时仍具有较大的动能,要使火车停下来需要刹车,造成能量的损失.小红想:怎么样才能让火车到车站时把动量转化为其它形式的能量先储存起来,这样火车就可以不刹车而停下来;当火车开动时,再将这些能量转化加以利用,从而避免能量的浪费.请你根据小红的思路,在上面的框中简单画出你

设计的火车站台(用于停靠火车的平台).

解析 如图所示:可将火车站台设计在两个斜坡上,火车进站时具有动能,可通过上坡,将其转化为重力势能储存起来;在出站时,再通过下坡,将重力势能转化为动能,使火车运动.

(3) 考查影响物体重力势能大小的因素

例题4 (2013泰州中考)如图所示,用装有细沙的容器、三脚小桌和质量不同的木块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”实验.①该实验是通过观察比较_____________来间接判断物体重力势能大小的.②实验中采用质量不同的木块,是为了探究物体重力势能大小与物体_________的关系,操作时应该让木块从_______(选填“相同”或“不同”)的高度自由下落.③若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系,请简要说明具体做法.

解析 掌握转换法在此实验中的应用,此实验通过小桌陷入沙子中的深度来判断重力势能的大小;

掌握控制变量法在此实验中的应用,重力势能与物体的质量和被举起的高度有关,在探究重力势能与其中一个量的关系时,另一个量保持不变,改变要探究的量.

解 ①由题意知,实验是通过观察比较小桌在沙子中下陷的深度来间接判断物体重力势能大小的;

②实验中采用质量不同的物块,是为了探究重力势能与质量的关系,在探究过程中要注意保持物体从同一高度由静止落下;

③若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系,则需让同一木块从不同高度下落,比较小桌下陷的深度. 答案 ①小桌在沙子中下陷的深度 ②质量 相同 ③让同一木块从不同高度下落,比较小桌下陷的深度.

(4)探究影响物体动能大小的因素

例题5 (2013广东中考)利用如图装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”.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,将与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止.图中的摆长L都相同,θ1<θ2,球A、B的质量分别为mA、mB,(mA<mB).

(l)如图甲、乙所示,同时释放A、B,观察到它们并排摆动且始终相对静止,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与小球的_______无关.

(2)如图甲、乙所示,观察到B球能将木块c撞得更远由此可得出结论:

______________________________________________________________

(3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度______________

(填“大于”、“小于”或“等于”)题图丙中小球B到达竖直位置时的速度,如题图乙、丙所示.图丙中木块C滑行得更远些,由此可得出结论:_________________________________________

解析 (1)比较甲、乙两图的速度和质量的关系便可得出结论;

(2)木块被撞出得远,说明小球的动能大,根据动能大小和质量大小比较,得出动能和质量的关系;

(3)比较乙丙两图速度的大小,根据小球被撞得距离比较出动能的大小,从而得出结论.

解 (1)甲、乙两图中,小球的质量不同,由题意知,摆角相同,小球同时到达竖直位置,说明小球的速度大小与小球的质量无关;

(2)mA<mB,两球的速度相同,B球能将木块c撞得更远,说明B球的动能更大,因此可得速度相同时,物体质量越大,动能越大;

(3)乙、丙两图,小球的质量相同,θ1<θ2,所以丙图小球的速度更大,图丙中木块C滑行得更远些,说明质量相同时,物体的速度越大,动能越大.

答案 (1)质量 (2)速度相同时,物体质量越大,动能越大 (3)小于 质量相同时,物体的速度越大,动能越大

例题6 (2013营口中考)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验.让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止.

(1)要探究动能大小与物体质量的关系应选用_____________两图;实验中应保证________________相同,为了达到这一目的所采取的具体操作方法是__________________________________________.

(2)选用甲、丙两次实验可以得出的结论是________________________________.

(3)该实验是通过观察______________________________来比较铁球动能的大小,从而得出结论的.下面的四个实例中也采用这种研究方法的是 .

A.认识电压时,我们可以用水压来类比

B.用磁感线来描述磁场

C.探究电功大小与哪些因素有关,通过重物提升的高度来判断电流做功的多少

D.保持电阻不变,改变电阻两端电压,探究电流与电压关系

(4)若水平面绝对光滑,铁球将做_______________________________运动.

解析 首先需掌握影响动能大小的因素:速度和质量;

(1)要探究动能大小与物体质量的关系,需保持物体的速度相同;则需使小球从同一斜面的同一高度由静止开始运动;

(2)分析甲、丙两次实验中的相同点和不同点,得出影响动能的因素;

(3)掌握转换法在实验中的应用,通过对纸盒做功的多少,来体现小球动能的大小;

(4)若运动的物体不受阻力,将永远运动下去.

解 (1)要探究动能大小与物体质量的关系,应保持小球的速度相同,质量不同,所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下,因此要选择甲、乙两图;

(2)甲、丙两次实验,球的质量相同,甲滚下的高度大于丙滚下的高度,甲将纸盒推动得更远,说明动能更大,可得质量相同的物体,运动速度越大,它具有的动能就越大;

(3)该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的,这种方法是转换法;

A、认识电压时,我们可以用水压来类比,这是类比的方法;B、用磁感线来描述磁场,属于建模法;C、探究电功大小与哪些因素有关,通过重物提升的高度来判断电流做功的多少,采用了转换法的思想;D、保持电阻不变,改变电阻两端电压,探究电流与电压关系,采用了控制变量法的思想,所以应选C;

(4)若水平面绝对光滑,铁球将做匀速直线运动.

答案 (1)甲、乙 铁球到达水平面时的初速度 让铁球从同一斜面的同一高度由静止开始运动 (2)质量相同的物体,运动的速度越大,它具有的动能就越大 (3)纸盒被撞击后移动的距离 C (4)匀速直线

(5) 考查影响物体弹性势能大小的因素

例题7 (2013绵阳中考)李明等几位同学准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”.同学们猜想:弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧粗细有关.他们设计的实验装置如图,弹簧左端固定在墙上,放在水平面上,

水平面A点左侧光滑,右侧粗糙.物体P压缩弹簧到B点后从静止释放,运动到C点弹簧恢复到原长与物体脱离,物体运动到D点停止.请补充完成他们的探究过程:

(1)对同一根弹簧,物体P压缩弹簧至B点,从静止释放,运动到D点.测量 BC 之间的距离和 AD 之间的距离,并改变 BC 之间的距离,测多组数据,分析数据得到:弹簧长度变化量越大,弹性势能越大.

(2)对原长相同、只有粗细不同的两根弹簧,物体P分别压缩弹簧至同一位置B点,从静止释放,运动到D点.分别测量 AD 之间的距离,改变压缩量,重复试验,分析数据得到:弹性势能与弹簧粗细有关.

解析 (1)弹性势能的大小和发生弹性形变的大小有关,弹簧被压缩的距离(BC)越大,弹性势能越大;

(2)弹性势能的大小采用转换法,通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现,水平面A点左侧光滑,对物体运动远近没有影响,所以观察的是距离AD的远近.

解 (1)本实验探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系,所以必须测出弹簧长度变化量,即BC间的距离;弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现,所以必须测出AD间的距离;为了使结论具有普遍性,应改变弹簧长度变化量,即BC间的距离,多测几组数据.

(2)本实验探究弹性势能与弹簧粗细是否有关,必须控制弹簧长度变化量,即BC间的距离相同,改变弹簧的粗细,测量物体在粗糙表面上运动的距离(AD间的距离),并进行比较得出结论.

答案 (1)BC AD BC (2)AD

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