1、专题12功和机械能一、单项选择题1.（2020天津市)2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射成功若某卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时速度增大了，由此可知其动能（）A. 减小B. 增大C. 不变D. 消失【答案】B【解析】【详解】卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时，高度减小重力势能减小，速度增大，动能增大，总的机械能不变。故选B。2.（2020江苏省盐城市)小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是（）A. 通过最低点时的动能为零B. 下降过程中的动能不变C. 到达最高点的重力势能最大D. 上升过程中的重力势能减小【答案】C【解析】【详解】A通过最低点时速度最大
2、，动能最大，故A错误；B下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增大，动能增大，故B错误；C到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故C正确；D上升过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。故选C。3.（2020湖北省武汉市)滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式。飞机跑道的前一部分是水平的，跑道尾段向上翘起。如图所示，飞行员驾驶舰载机从图示位置由静止开始一直加速直至离舰的过程中，下列说法正确的是（）A. 飞行员的动能先增加后减少B. 飞行员的机械能一直减少C. 飞行员的机械能一直增加D. 飞行员的机械能先不变后增加【答案】C【解析】【详解】飞行员一直加速直至离舰的过程中，飞机跑道的前一部分是水平
3、的，飞行员重力势能不变，速度增大，质量不变，动能增大，机械能增大。跑道尾段向上翘起，质量不变，速度增大，高度增高，所以飞行员的动能增大，重力势能增大，机械能增大。故选C。4.（2020湖北省荆州市)如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿人罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面。下列说法正确的是（）A. 罐子从斜面滚下，重力势能只转化为动能B. 罐子从斜面滚下的过程中，只有动能和弹性势能的相互转化C. 因为能量之间可以相互转化，所以罐子滚下后可能再次滚上斜面D. 如果水平面是光滑的，则罐子会一直滚动下去【答案】C【解析】【详解】
4、A罐子从斜面滚下，要克服摩擦力做功而使重力势能转化为内能，故A错误；B罐子从斜面滚下的过程中，重力势能转化为动能和内能，故B错误；C罐子从不太陡的斜面上滚下，罐子的高度减小，速度先增大后减小，橡皮筋的弹性形变逐渐增大，则罐子的重力势能减小，动能先增大后减小，橡皮筋的弹性势能增大，即该过程中罐子的重力势能会转化为动能和橡皮筋的弹性势能；发生形变的橡皮筋由于要恢复原状，故罐子可能再次滚上斜面，故C正确；D罐子在滚动的过程中，由于和斜面之间存在摩擦，机械能会转化为内能，所以整个罐子的机械能不守恒，机械能会逐渐变小，最终罐子会停止运动，故D错误。故选C。5.（2020湖北省鄂州市)把一个铁锁用绳子悬挂
5、起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，如图所示。下列说法中正确的是（）A. 铁锁摆回时会打到鼻子B. 铁锁在摆动过程中动能与重力势能可以相互转化C. 铁锁由高处摆到低处的过程中动能转化为重力势能D. 铁锁上升的最大高度逐次降低，是由于受到重力作用【答案】B【解析】【详解】A铁锁在摆动过程中，不断与空气摩擦，一部分机械能转化为内能，机械能减小，所以铁锁摆回时不会打到鼻子，A错误；B铁锁在摆动过程中动能与重力势能相互转化,同时克服空气阻力做功，转化为内能，B正确；C铁锁由高处摆到低处的过程中重力势能转化为动能和内能，C错误；D铁锁上升的最大高度逐次降低，是由于受空气阻力的作用，
6、机械能不断减小，高度不断减小，D错误。故选B。6.（2020黑龙江省绥化市)人造地球卫星绕地球从近地点向远地点运动时，下列说法正确的是（）A. 势能变小B. 动能不变C. 动能转化为重力势能D. 机械能变小【答案】C【解析】【详解】人造地球卫星从近地点向远地点运动的过程中，卫星的质量不变，速度减小，动能减小；卫星的质量不变，高度增加，重力势能增大，动能转化为重力势能；此时的机械能是守恒的，保持不变。故选C。7.（2020福建省）疫情期间，某快递公司用无人机进行无接触配送包裏。无人机携带包裏匀速上升时，包裏的（）A. 动能减少，重力势能增加B. 动能不变，重力势能增加C. 动能不变，重力势能不变
7、D. 动能增加，重力势能减少【答案】B【解析】【详解】无人机携带包裏匀速上升时，包裏的质量不变，速度不变，动能不变，高度增加，重力势能增加。故选B。8.（2020北京市）如图所示的情境中，人对物体做功的是（）A. 用力搬石头没有搬动B人将重物从地面拉到高处C. 人推一块大石头没推动D. 人使箱子沿水平方向做匀速直线运动【答案】B【解析】【详解】A人用力搬石头但没有搬动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，不符合题意；B人将重物从地面拉到高处，对物体有向上的拉力，物体在拉力的方向上通过了距离，所以拉力对物体做了功，符合题意；C人推一块大石头没推动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离
8、，没有做功，不符合题意；D人使箱子沿水平方向做匀速直线运动，人给箱子一个向上的力，箱子向上没有移动距离，人对箱子没有做功，不符合题意。故选B。二、多项选择题9.（2020北京市）如图所示为游乐园的过山车运行的情境，下列说法正确的是（）A. 过山车从高处加速滑下的过程中，动能增加B. 过山车从高处加速滑下是由于受到惯性的作用C. 过山车从低处上升的过程中，重力势能增加D. 过山车从低处上升的过程中，重力势能转化为动能【答案】AC【解析】【详解】A过山车从高处加速滑下的过程中，质量不变，速度增大，所以动能增加，故A正确；B过山车从高处加速滑下是因为受重力的作用，故B错误；C过山车从低处上升的过程中
9、，质量不变，高度升高，所以重力势能增加，故C正确；D过山车从低处上升的过程中，动能减小，重力势能增大，且克服阻力做功，将动能转化为重力势能和内能，故D错误。故选AC。三、填空题10.（2020天津市)小明在超市购物时，用10N的力沿水平方向推着购物车在水平地面上前进10m，用时10s，则推力做的功等于_J，推力的功率等于_W【答案】 (1). 100 (2).10【解析】【详解】推力做的功W=Fs=10N10m=100J推力的功率11.（2020辽宁省丹东市)如图，滚摆下降过程中，滚摆的_能转化为_能。滚摆上下往复运动过程中，其每次上升所能达到的高度越来越低，滚摆在运动过程中的机械能_（选填“
10、增加”、“减少”或“不变”）。【答案】 (1). 重力势 (2). 动 (3). 减少【解析】【详解】12滚摆在下降过程中，高度逐渐减小，重力势能减小，速度越来越大，动能增大，滚摆的重力势能转化为动能。3滚摆上下往复运动过程中，要克服阻力做功，部分机械能转化为内能，故总的机械能减少。12.（2020甘肃省武威、白银、张掖、酒泉市）若航母速度不变，航母上许多舰载机起飞后，航母的总动能_（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】 (2). 变小【解析】【详解】2若航母速度不变，航母上许多舰载机起飞后，航母的总质量减小，速度不变，航母的总动能减小。四、实验题13.（2020湖北省孝感市)如图所示
11、为“探究物体动能跟哪些因素有关”的装置示意图。(1)原理：运动的钢球A碰上木块B后，能将B撞出一段距离s。在同样的水平面上，B被撞得越远，A对B做的功就越多，A的动能就越大，通过B被撞的远近来反映物体A动能大小的方法在物理学中属于_（选填“控制变量法”或“转换法”）。(2)步骤：让同一钢球A分别从不同高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越_，木块B被撞得越远；改变钢球的质量，让不同的钢球从_（选填“同一”或“不同”）高度由静止开始滚下，质量越大的钢球将木块B撞得越远。(3)结论：通过多次实验表明，质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大：运动速度相同的物体，质量越大，它的
12、动能_。【答案】 (1). 转换法 (2). 大 (3). 同一 (4). 越大【解析】【详解】(1)1动能与距离是两个不同性质的物理量，物体A动能大小用木块B被撞的远近来反映，属于转换法。(2)2钢球A在斜面上做的是加速运动，高度h越高，钢球A到达水平面时的速度越大。3探究动能大小与物体质量的关系，应使用不同质量的钢球进行实验，控制不同钢球到达水平面时的速度相同，即控制不同钢球从同一斜面同一高度由静止释放，比较木块B被撞得距离远近。4动能大小与物体的运动速度和质量有关，运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。14.（2020福建省）用钢球、木块和带有斜槽的长木板，探究物体的动能跟哪些因素
13、有关。(1)如图甲，让钢球从斜槽上的某一高度由_开始运动，撞击水平面上的木块。钢球撞击木块时具有的动能大小可通过木块移动的距离来反映；(2)如图乙，将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验。实验表明，钢球质量一定时，从斜槽越高的位置开始运动，撞击木块的速度越大，钢球的动能越_；(3)探究动能跟质量的关系时，应选择让质量_的钢球从斜糟_高度的位置开始运动。（选填“相同”或“不同”）。【答案】 (1). 静止 (2). 大 (3). 不同 (4). 相同【解析】【详解】(1)1实验中需要让钢球从斜槽上的某一高度由静止开始运动，撞击水平面上的木块，木块滑动越远，说明钢球的动能越大。(2)2将钢球置于斜
14、槽上更高的位置，运动到水平面的速度较大，木块移动的距离较远，钢球的动能较大，说明质量一定时，物体运动的速度越大，它的动能越大。(3)34探究动能跟质量的关系，根据控制变量法，速度相同，物体的质量不同，让质量不同的钢球从斜槽的同一高度开始运动。五、简答题15.（2020宁夏)如图所示，为高速公路上的限速标志牌，请用物理知识解释为什么在同一道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？【答案】机动车质量一定，速度越大，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶；在相同的道路上，不同车型的机动车辆质量不同，速度相同时，质量越大的动能越大，制动距离越大，质量小的车辆动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。【解析】【详解】动能的大小与质量和速度有关，质量相同时，速度越大动能越大；速度相同时，质量越大，动能越大，所以，机动车质量一定，速度越大，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶；在相同的道路上，不同车型的机动车辆质量不同，速度相同时，质量越大的动能越大，制动距离越大，质量小的车辆动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。