初中物理功和机械能：机械能守恒条件-4[人教新试题汇编]

★★启用前

2020年03月22日初中物理的初中物理组卷

试卷副标题

考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx

题号一二总分

得分

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上

第Ⅰ卷（选择题）

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评卷人得分

一．实验探究题（共1小题）

1．（2017•越城区模拟）已知质量不变时，物体的重力势能与高度成正比。现有一小球从离地面高度为H的空中由静止开始下落。

（1）若小球在下落过程中不受任何阻力，当小球的重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h1，则h1（填“＞”、“＝”或“＜”）。

（2）若小球在下落过程中要受到的空气摩擦阻力，当小球的重力势能与动能相等时，物体离地面的高度记为h2，则h2（填“＞”、“＝”或“＜”）。

第Ⅱ卷（非选择题）

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评卷人得分

二．解答题（共2小题）

2．（2017秋•当涂县校级月考）如图所示质量为m的球放在斜面的顶端A点由静止滚下，斜面高AC为h，斜面长AB为L，若不计摩擦和空气阻力：

（1）在图中作出球的受力示意图；

（2）球由静止沿斜面从A点滚到B点，重力做了多少功？

（3）重力通过做功将物体的重力势能转化为动能，重力做了多少功，物体的动能就增加了多少，物理学中物体动能的计算公式为E K＝mv2，请推证球到达B点的速度v为，和球的质量大小无关。

3．（2014•白云区三模）某中学初三（六）班合作学习小组的同学们开展研究性学习，进一步探究：

（1）物体动能E k的计算公式是E k＝•mV2，表示物体的质量，v表示物体的速度。

让质量为m的物体从静止开始自由下落（忽略空气阻力）．经过多次试验，测出物体下落一定距离时达到的速度vυ，对多组数据进行分析后，同学们得出结论：重力做功等于物体动能的变化量。如果这个结论成立。请你根据这个结论解答下面两个问题：

①当物体自由下落的初速度为v0，经过一段时间后物体的速度达到v，则物体下落

的距离h＝。

②当物体从静止开始自由下落时，下落的距离为m，物体的速度可达到

10m/s。

（2）水利工程学中常使用“流量”这个物理量表示水流的大小，“流量”的表示符号为“Q”，它的定义是：每秒钟通过液体某一横截面积的水的质量。请你写出流量的定义式。已知河水的密度为ρ，河水的流动速度为υ，河水的横截面积为s，则河水的流量Q＝。

2020年03月22日初中物理的初中物理组卷

参考答案与试题解析

一．实验探究题（共1小题）

1．（2017•越城区模拟）已知质量不变时，物体的重力势能与高度成正比。现有一小球从离地面高度为H的空中由静止开始下落。

（1）若小球在下落过程中不受任何阻力，当小球的重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h1，则h1＝（填“＞”、“＝”或“＜”）。

（2）若小球在下落过程中要受到的空气摩擦阻力，当小球的重力势能与动能相等时，物体离地面的高度记为h2，则h2＜（填“＞”、“＝”或“＜”）。

【考点】FV：机械能守恒条件．

【专题】12：应用题；5A5：探究型实验综合题．

【分析】（1）在不受任何阻力的情况下，减小的重力势能等于增加的动能；

（2）小球在下落过程中要受到的空气摩擦阻力，则机械能不守恒，一部分机械能转化为内能。

【解答】解：（1）小球在下落过程中不受任何阻力，机械能是守恒的；物体离地面的高度记为h1时；减少的重力势能为转化为的动能：mg（H﹣h1），剩余的重力势能为：mgh1，动能和势能相等，则：mg（H﹣h1）＝mgh1，解得：h1＝；

（2）若小球在下落过程中要受到的空气摩擦阻力，机械能不守恒，减小的重力势能中的一部分转化为内能；根据能量守恒定律可知：mgH＝2mgh2+E内，则mgH＞2mgh2，解得：h2＜。

故答案为：（1）＝；（2）＜。

【点评】本题考查了动能和势能的转化、能量守恒定律的应用，根据能量守恒定律得出公式是解题的关键。

二．解答题（共2小题）

2．（2017秋•当涂县校级月考）如图所示质量为m的球放在斜面的顶端A点由静止滚

下，斜面高AC为h，斜面长AB为L，若不计摩擦和空气阻力：

（1）在图中作出球的受力示意图；

（2）球由静止沿斜面从A点滚到B点，重力做了多少功？

（3）重力通过做功将物体的重力势能转化为动能，重力做了多少功，物体的动能就增加了多少，物理学中物体动能的计算公式为E K＝mv2，请推证球到达B点的速度v为，和球的质量大小无关。

【考点】6H：力的示意图与图示；EC：功的计算；FV：机械能守恒条件．

【专题】12：应用题；32：定量思想；43：推理法；572：运动和力；592：功、功率、机械效率；593：机械能及其转化．

【分析】（1）先根据规则物体的重心在物体的几何中心，确定物体的重心；然后根据重力的方向竖直向下，过重心表示出重力的方向；支持力垂直于斜面向上；（2）利用斜面提高物体，在竖直方向上克服重力做功，故根据W＝Gh求出克服重力做功；

（3）利用能量转化公式将重力做的功代入可解得速度。

【解答】解：（1）不计摩擦和空气阻力，小球受到重力和支持力的作用，

重力的方向竖直向下，其作用点在重心；支持力的方向垂直于斜面向上，支持力的作用点也可画在重心上；重力和支持力的示意图，如下图所示：

（2）球从A点滚到B点，下降的竖直高度为h，

小球的重力做功：W＝Gh＝mgh；

（3）由题知，小球的初速度为0，即最初的动能为0，

由于物体做功的过程就是能量转化的过程，重力做了多少功，物体的动能就增加了多少，

则有：E k﹣0＝W，即：mv2﹣0＝mgh，

解得：v＝，

由此可知，球到达B点的速度和球的质量大小无关。