備考2024年中考物理重難點精講精練：94-熱點48 機械能及其轉(zhuǎn)化（精講）

中考物理熱點復(fù)習精講精練熱點48機械能及其轉(zhuǎn)化（精講）知識梳理能量定義物體能夠?qū)ν庾龉?我們就說這個物體具有能量,簡稱能單位單位是焦耳,符號是J功與能關(guān)系一個物體能夠做的功越多,表示這個物體的能量越大機械能動能定義物體由于運動而具有的能,叫做動能探究決定動能大小因素探究方法：控制變量法、轉(zhuǎn)換法（即物體動能的大小通過觀察木塊被推動的距離來判斷）實驗過程：①讓同一鋼球從不同的高度滾下,探究物體動能與速度的關(guān)系;②讓質(zhì)量不同的鋼球從同一高度滾下,目的是使鋼球到達水平面時的速度相同,探究物體動能與其質(zhì)量的關(guān)系實驗結(jié)論：質(zhì)量相同的物體,運動的速度越大,它的動能越大;運動速度相同的物體,質(zhì)量越大,它的動能越大勢能重力勢能定義：物體由于受到重力并處在一定高度時所具有的能,叫做重力勢能影響因素：物體質(zhì)量越大,位置越高,它具有的重力勢能就越大比較方法：質(zhì)量相同時比較所處的高度;所處高度相同時比較物體的質(zhì)量彈性勢能定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能,叫做彈性勢能影響因素：物體的彈性形變越大,它具有的彈性勢能就越大定義動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機械能轉(zhuǎn)化動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化守恒如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化,機械能的總和保持不變溫馨提示：人造地球衛(wèi)星從近地點向遠地點運動的過程中，動能減小，重力勢能增大；從遠地點向近地點運動的過程中，動能增大，重力勢能減小，機械能守恒。典例講解例1．質(zhì)量較大的大雁與質(zhì)量較小的燕子在空中飛行，飛行的高度和速度都相同，則（）A．大雁的動能和重力勢能都大于燕子 B．大雁的動能和重力勢能都小于燕子 C．大雁和燕子的動能和重力勢能都相同 D．大雁的動能較大，重力勢能較小【分析】（1）物體的速度越大，質(zhì)量越大，具有的動能就越大；運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能也越大。（2）重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、高度。質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大?！窘獯稹拷猓捍笱闩c燕子飛行的高度和速度都相同，大雁的質(zhì)量大，則大雁的動能和重力勢能都大于燕子的動能和重力勢能，故A正確，BCD錯誤。故選：A。例2．“反向蹦極”是一項比蹦極更刺激的運動。如圖所示，彈性輕繩的上端固定在O點，拉長后將下端固定在體驗者的身上，并與固定在地面上的扣環(huán)相連。打開扣環(huán)，人從A點由靜止釋放，像火箭一樣被“豎直發(fā)射”，經(jīng)B點時速度最大，最高能到達C點。對此過程，下列描述正確的是（）A．人從A到B的過程中，動能增加，重力勢能減少 B．人從B到C的過程中，重力勢能增加，動能減少 C．人從A到C的過程中，重力勢能增加，動能一直減少 D．彈性繩的彈性勢能在B點時最大【分析】（1）影響動能的因素有：質(zhì)量和速度，質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；（2）影響重力勢能的因素有：質(zhì)量和高度，質(zhì)量一定時，高度越高，重力勢能越大；（3）影響彈性勢能的因素是彈性形變的程度，物體彈性形變的程度越大，彈性勢能越大。【解答】解：A、人從A到B的過程中，質(zhì)量不變，速度逐漸變大，動能逐漸變大；質(zhì)量不變，高度變大，重力勢能增大，故A錯誤；B、人從B到C的過程中，質(zhì)量不變、高度增大，重力勢能增大；質(zhì)量不變、速度逐漸變小，動能變小，故B正確；C、從A到C的過程中，高度一直變大，質(zhì)量不變，重力勢能變大；速度先變大后變小，動能先變大后變小，故C錯誤；D、彈性繩在A點時彈性形變最大，彈性勢能最大；在B點時的形變程度不是最大，彈性勢能不是最大，故D錯誤。故選：B。例3．如圖所示是足球落地后又彈起的示意圖。下列說法中正確的是（）A．B點時動能為0 B．在A、C兩點動能可能相等 C．在A、D兩點動能可能相等 D．此過程中，只存在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化【分析】（1）足球在B點時水平方向的速度不為0，動能不為0；（2）A、C兩點的高度相等，重力勢能相等，由圖可知足球的機械能越來越小，機械能等于動能和勢能之和，由此判斷它們的動能大??；（3）D點的重力勢能小于A點，機械能小于A點的，機械能等于動能和勢能之和，由此判斷它們的動能大??；（4）只有動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化機械能守恒，此過程中，其機械能在減小?！窘獯稹拷猓篈、足球在B點時有水平方向的速度，動能不為0，故A錯誤；B、由圖可知，足球的機械能越來越小，A、C兩點的高度相等，重力勢能相等，動能C點小于A點，故B錯誤；C、D點的機械能小于A點的，D點的重力勢能小于A點，所以A、D兩點動能可能相等，故C正確；D、此過程中，其機械能在減小，因此不只存在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，還存在機械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，故D錯誤。故選：C。例4．在探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)的實驗中，讓質(zhì)量不同的鐵球從斜面同一高度靜止釋放，撞擊同一木塊，將木塊撞出一段距離，如圖甲所示。請回答下列問題：（1）實驗中，通過觀察比較木塊被撞擊后移動的距離來判斷鐵球?qū)δ緣K做功的多少，從而判斷出鐵球具有的動能大小，采用的科學方法是。（2）該實驗的目的是研究鐵球動能大小與的關(guān)系。為維護交通安全，對某段道路進行限速規(guī)定（如圖乙）：①對機動車限定最大行駛速度；②對不同車型限定不同的最大行駛速度。其中第個規(guī)定利用了此實驗結(jié)論。（3）有同學將圖甲裝置改成圖丙，用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s相同程度后靜止釋放，撤擊同一木塊，對木塊出的距離進行比較。該實驗方案是否可行并說明理由。?！痉治觥浚?）鐵球具有的動能不能直接觀察，所以將其轉(zhuǎn)換為木塊被撞擊后移動的距離，采用的科學思想方法是轉(zhuǎn)換法；（2）動能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，根據(jù)控制變量法分析；（3）結(jié)合控制變量法的要求，看是否合理的控制了相關(guān)變量，并改變了要研究的變量，這樣才能知道是否符合實驗要求。【解答】解：（1）實驗中，通過觀察比較木塊被撞擊后移動的距離來判斷鐵球?qū)δ緣K做功的多少，從而判斷出鐵球具有的動能大小，采用的科學思想方法是轉(zhuǎn)換法；（2）在圖甲的兩次實驗中，不同質(zhì)量的鐵球從相同高度由靜止釋放，鐵球到達水平面的速度相同，探究的是動能大小與質(zhì)量的關(guān)系；在速度一定時，質(zhì)量越大，推動木塊移動的距離越遠，動能越大；對不同車型限定不同的最大行駛速度應(yīng)用了該結(jié)論；（3）觀察圖丙的裝置可知，若用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s相