初中功与机械能典型例题精编版

功与机械能

例1.关于能的概念，下列说法中错误的是( )

A.一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。

B. 一个物体被站立的人举在手中，人不松手，物体不能做功，所以物体没有能。

C.一个物体做了功，说明这个物体具有能。

D.物体已做的功越多，说明物体具有的能越多。

解析：本题考查物理学中非常重要的两个概念——能和功的联系和区别。

能和功的联系：是物体做功的本领；而做功总是伴随着物体能量的变化。

能和功的区别：能是物体做功的本领。但是“具有能量”并不等于“做功”，这同“有钱”并不等于“花钱”是一个道理。

本题中，选项B属于因为条件所限不能做功(”尚未”花钱),并非没有能量(”没有钱”);选项C则是已经做过功(”花过钱”),而眼下还有没有能量(”钱”),则不得而知了.例如一块石头从高处下落,则重力对它做了功,至于现在它是否还有能量却难以确定----可能有(如果它还在下落过程中),也可能没有(也许早就”一块石头落了地”). 符合题意的答案为B.C.D.

小结:物体在一定的条件下,可以通过做功的方式改变自己的能量;而所谓”物体做功”,无非是能量在不同物体之间转移,或是能量在不同形式之间转化.

例2.关于动能的概念,下列说法中正确的是()

A.运动的物体具有的能,叫动能.

B. 物体由于运动具有的能,叫动能.

C.速度大的物体甲具有的动能一定大于速度小的物体乙具有的动能.

D.运动物体质量越大,所具有的动能一定越多.

解析：本题考查动能的决定因素.

决定物体动能大小的因素有两条:一是物体的运动速度,二是运动物体的质量.选项C和D都犯了片面看问题(C未考虑两者质量的关系,D未考虑物体的运动速度)的错误,但错误较为明显,容易察觉.而选项A的错误则比较隐蔽.问题就出在”物体可以同时具有多种能量”!例如运动物体,它除了具有动能外,还可以同时具有势能.内能...等等. 本题正确选项为B.

小结:解题时要全面考虑问题,警惕隐含条件.

例3.关于势能的下列说法中,正确的是()

A.举高的物体具有的能,叫重力势能.

B. 甲物体比乙物体举得高,所以甲物体的重力势能一定大于乙物体的重力势能.

C.甲物体的弹性形变大于乙物体的弹性形变,甲物体具有的弹性势能一定大于乙物体的弹性势能.

D.以上说法都不对.

解析：本题考查重力势能和弹性势能的决定因素.

重力势能的大小,与物体的质量和被举高的高度有关;弹性势能的大小,除了与物体弹性形变的大小有关之外,还

跟形变物体的材料.几何形状等有关.例如一根细橡皮筋和一条粗橡胶管(形状类似自行车的气门心),都被拉长1厘米,两者的弹性势能就不一样.所以选项C错误;选项B有什么错误，请自行分析. 本题应选A(重力势能的定义). 小结:对于课本上各个概念的定义,必须熟记.

例4.将一石子竖直向上抛出,在它上升过程中,不计空气阻力,那么它的()

A.动能减少,重力势能增加,机械能增加.

B.动能减少,重力势能增加,机械能不变.

C.动能不变,重力势能增加,机械能不变.

D.动能减少,重力势能增加,机械能减少.

解析：本题考查机械能守恒的条件和特点.

机械能守恒的条件:没有(除所研究的物体之间的弹力和重力之外的)其他外力(如摩擦力.其他物体与所研究的物体之间的弹力等等)做功.

本题”不计空气阻力”,满足机械能守恒条件,一下排除掉两个选项A和D,使原题大大简化----变成了(从选项B和C 中)”二选一”,两者的区别仅在于:石子的动能是”变化”还是”减少”!

设想一下,假如你真的上抛一个石子,它可能动能不变(速度不变)吗?!(排除选项C!)所以正确选项是B.

当然,也可以进行分析:在石子上升过程中,随着高度增加,其重力势能增加,而机械能总量不变.则它的动能减小(速度越来越慢)----结果自然不会两样.

小结:不要被题目牵着鼻子走,尽一切可能去简化问题.

例5.跳伞运动员随降落伞在空中匀速下降,那么他的()

A.动能不变.

B.重力势能不变. B. 机械能不变. D.机械能增加.

解析:本题是考查机械能守恒的条件和特点的又一典型问题.

本题情况与例4不同:跳伞运动员下降,重力势能减小,而又是匀速下降,所以动能不变,那么,机械能的总量就在减少,这似乎不太合理----不是说”机械能守恒”吗?

学了机械能守恒,就处处”机械能守恒”----这正是常见的思维误区.本题恰恰是机械能不守恒!原因是题目中存在一个隐含条件----跳伞运动员受到(与他所受到的重力平衡的)空气阻力,这样他才会”匀速下降”.在下降过程中,跳伞运动员减少的重力势能转化为内能.

也可以用反证法求解----假设跳伞运动员下降时机械能守恒,随着高度不断减小,重力势能不断减小,动能将不断增大,跳伞运动员下降速度越来越快,而这是与题目条件”匀速下降”相矛盾的!----原假设不成立.

本题应选A.

小结:不要单纯”为了做题而做题”,要”时时问个为什么”.事实上,发明降落伞的目的,就是要让机械能不守恒----使跳伞者在下降过程中,其减少的重力势能转化为内能,从而保持一个安全的速度(“匀速”)下降.那种机械能守恒的降落伞,估计是由于质量太差没打开!

例6.物体先后由倾角不同的光滑斜面由静止开始从顶端滑到底端,它滑到底端时速度分别为v1.v2.v3,由顶端到底端所用时间分别为t1.t2.t3则下列关系式中正确的是()

A.v1=v2=v3

B.t1=t2=t3

C.t1

D.t1>t2>t3

解析：本题是考查机械能守恒条件和速度公式应用的综合问题.

本题中物体”由光滑斜面由静止开始”滑下,因此机械能守恒.由于是同一物体从同一高度滑下,所以物体在顶端时重力势能相等,它滑到底端时动能也应相等----对于同一物体,则有末速度相等(v1=v2=v3).又因为本题中物体均做由静止开始的匀加速运动,故而三次平均速度相同.根据公式,t=l/v(式中l为斜面长度),即斜面越长,滑下所用的时间越长.

综上所述,正确选项是A.D.

小结:注意题目中的关键词----在本题中是”光滑”.

例7.一个小球沿粗糙斜面以初速V0滚上一定高度后,又自动滚下回到原处.小球向上时越来越慢,所用时间为

t1,向下时越来越快,所用时间为t2,则()

A.t1=t2.

B.t1>t2.

C.t1>t2.

D.无法判断.

解析：本题是考查机械能守恒条件和速度公式应用的综合问题.

与例6不同,本题中斜面是”粗糙”的,即机械能不守恒----小球沿斜面滚动时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,小球的机械能不断减小.其滚下回到原处时的动能小于开始滚上经过该处时的动能.即小球的末速度V <初速度V0,