物理九年级全册一 机械能课时练习

这是一份物理九年级全册一 机械能课时练习，共17页。试卷主要包含了知识梳理，考点归纳等内容，欢迎下载使用。

1．动能和势能的概念
【知识点的认识】
动能
①概念：物体由于运动而具有的能，叫做动能。一切物体都具有动能。
②影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。
③单位：焦耳（J）
势能：弹性势能和重力势能统称为势能
（1）重力势能
①概念：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。
②影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大。
③单位：焦耳（J），重为1N的物体（质量约为0.1kg），被举高1m时所获得的能量，就是1J。
（2）弹性势能
①概念：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。
②影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势能就越大。
【解题方法点拨】
判断物体具有什么形式的能应依据动能、重力势能和弹性势能的定义来完成。另外，一个物体可以只具有一种形式的能，也可以同时具有多种形式的能。
2．动能大小的比较
【知识点的认识】
（1）物体由于运动而具有的能，叫做动能．一切物体都具有动能
（2）①物体动能的大小与物体的运动速度有关，物体运动速度越大，物体的动能越大
②物体动能的大小与物体的质量有关，物体的质量越大，物体的动能越大
【解题方法点拨】
由于动能的大小由物体的运动速度和质量两个因素共同决定，所以不能只凭物体运动的速度或质量去判断物体动能的大小，要综合考虑这两个因素．
3．探究影响物体动能大小的因素
【知识点的认识】
提出问题：动能的大小与哪些因素有关？
猜想和假设：动能的大小可能与物体的质量有关，还可能与物体的运动速度有关
实验器材：斜面、钢球、木块
实验步骤：
①让同一个钢球从斜面的不同高度自由滚下，推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近；
②换用质量不同的钢球，让它们从斜面的同一高度自由滚下，推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近。
实验现象：
①同一钢球从不同高度滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球滚到平面上时的速度越大，木块被推得越远；
②质量不同的钢球从同一高度滚下，钢球滚到平面上时的速度相同。质量越大的钢球将木块推得越远。
得出结论：
①物体动能的大小与物体的运动速度有关，物体运动速度越大，物体的动能越大；
②物体动能的大小与物体的质量有关，物体的质量越大，物体的动能越大。
归纳总结：
动能的大小与物体的质量和运动速度有关。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，它的动能也越大
【解题方法点拨】
分析物体动能大小的变化时，要同时考虑物体的质量和物体运动速度两个因素的变化情况，不能只考虑其中的一个方面，特别是忽略物体质量的变化。例如：公路上匀速行驶的洒水车在洒水的过程中，虽然速度大小没有变化，但是洒水车的动能在减小，这是因为洒水车的质量在不断减小。
4．探究影响物体势能大小的因素
【知识点的认识】
（1）物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能．例如：被举高的重锤，空中的飞机，阳台上的花盆等都具有重力势能．
重力势能的大小与两个因素有关：一个是物体的质量，另一个是物体距零势能面的高度．当物体的质量一定时，物体距零势能面的高度越大，其重力势能越大，物体距零势能面的高度越小，其重力势能越小；当物体距零势能面的高度一定时，物体质量越大其重力势能越大，物体质量越小其重力势能越小．物体的质量越大，举得越高，其重力势能就越大．
（2）物体由于发生形变而具有的能量叫做弹性势能．物体在外力作用下，它的形变会发生变化，称为形变．如果将对物体施加的外力撤消，物体的形变能够完全消失，恢复原状，这种形变称为弹性形变．发生弹性形变的物体有恢复原来形状的能力，具有做功的本领，因此具有能，这种能称为弹性势能．
弹性势能的大小与两个因素有关：一个是弹簧本身的性质，另一个是弹性形变的大小．当弹簧本身的性质相同时，形变越大，它具有的弹性势能就越大，形变越小，具有的弹性势能就越小；当弹簧形变相同时，性质不同的弹簧弹性势能不同．
5．机械能的转化
【知识点的认识】
动能和重力势能之间可以相互转化．动能和重力势能之间的相互转化一般发生在只受重力作用下的运动过程中，例如滚摆在下降的过程中，越转越快，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化为动能；滚摆在上升过程中，越转越慢，它的重力势能越来越大，动能越来越小，动能转化为重力势能．动能和弹性势能之间也可以相互转化．它可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间，例如，从高处落下的皮球与地面撞击的过程中，由于皮球发生弹性形变，皮球的动能转化为弹性势能，皮球在恢复形变的过程中，它的弹性势能转化为动能．拉弯的弓把箭射出去的过程中，拉弯的弓具有弹性势能，射出去的箭具有动能，这是弓的弹性势能转化为箭的动能．
在动能和势能相互转化的过程中，如果没有机械能和其它形式的能量之间的相互转化，则机械能的总量保持不变．这就是机械能守恒定律．
【解题方法点拨】
通过物体的速度、所处高度、弹性形变程度的变化判定物体动能、重力势能、弹性势能的大小变化，能量总是从逐渐减小的那种向逐渐增加的那种转化．
6．机械能守恒条件
【知识点的认识】
机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的．
做功角度：只有重力或弹力做功，无其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代数和为零；系统内如摩擦阻力对系统不做功．
能量角度：首先只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；只有系统内能量的交换，没有与外界的能量交换．
【解题方法点拨】
机械能守恒必须是只有动能与势能的转化，只有在不计摩擦、空气阻力时才会守恒，只有在太空中飞行的卫星不受空气阻力，机械能真正守恒．
二、考点归纳
考点一．动能和势能的概念
1．下列物体具有动能的是（ ）
A．飞行的飞机B．静止在山顶上的大石头
C．悬挂在天花板下的吊灯D．拉开的弹簧
2．下列物体中具有弹性势能的是（ ）
A．自然伸长的弹簧B．压扁的橡皮泥
C．被拉开的弹弓D．悬挂在天花板上的吊灯
3．下列物体具有动能的是（ ）
A．飞行的飞机B．讲桌上的粉笔盒
C．屋顶的灯D．被压缩的弹簧
4．下列物体一定具有弹性势能的是（ ）
A．弹簧B．收紧的钟表发条
C．被压扁的橡皮泥D．橡皮筋
5．下列物体中，不具有势能的是（ ）
A．停在空中的直升机
B．拧紧的钟表发条
C．在水平地面上滚动的小球
D．抛在空中的铅球
考点二．动能和势能的转化
6．一辆新能源电动汽车匀速驶上斜坡的过程中（ ）
A．动能增大B．动能减小
C．重力势能增大D．重力势能减小
7．如图所示是2022年6月5日10时44分07秒，我国神舟十四号载人飞船搭乘长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，并取得圆满成功。火箭在点火后加速升空过程中（忽略燃料的损耗），关于能量的说法正确的是（ ）
A．动能增加，重力势能增加
B．动能增加，重力势能减少
C．动能不变，重力势能增加
D．动能和重力势能都不变
8．周末，小丽跟妈妈去千佛山游玩，小丽和妈妈乘坐缆车匀速上山时，关于她们的能量变化情况，下列说法正确的是（ ）
A．动能不变，重力势能减小
B．动能不变，重力势能增大
C．动能减小，重力势能增大
D．动能增大，重力势能不变
9．2022年北京冬奥会期间，石景山区将进行高台滑雪的比赛。当滑雪运动员从高处滑下的过程中，下列判断中正确的是（ ）
A．动能增加，重力势能减小
B．动能增加，重力势能增加
C．动能减小，重力势能减小
D．动能不变，重力势能增加
10．如图所示是无人机在空中匀速上升飞行的过程中，则无人机的（ ）
A．动能增大，重力势能减小
B．动能减小，重力势能增大
C．动能不变，重力势能增大
D．动能不变，重力势能不变
考点三．探究影响物体动能大小的因素
11．超载、超速是造成重大交通事故的重要原因。“奋斗”小组决定对超载超速问题进行模拟探究。如图，将小球从同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块向前移动一段距离后停下，完成甲、乙、丙三次实验（其中mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB）。根据生活经验和所学的物理探究方法回答：
（1）实验中超载、超速带来的危害程度是通过 来表示的；
（2）研究超载带来的危害程度时，选择甲、乙、丙三次实验中的 进行比较；
（3）比较甲、乙两图信息可得结论： ；
（4）若水平面表面光滑，则 （选填“能”或“不能”）完成实验；实验中出现小球将木块撞出桌面情景，请你提出改进意见： （合理即可）。
12．为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小谢同学设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为hA、hB、hC的位置滚下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB），推动小木块运动一段距离后静止。请你根据生活经验和所学的物理探究方法，回答以下问题：
（1）小球从斜面滚下的过程中，它的机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）小球滚到水平面时，撞击木块开始运动，小木块运动一段距离后静止是因为受到 的作用；
（3）在图甲和图丙实验中，A球、C球刚滚到水平面时的速度 （选填“相等”或“不相等”）；
（4）在丙图中画出木块运动过程中，木块受到的重力示意图；
（5）用来研究超载安全隐患时，我们应选择 两个图所示实验进行比较。
13．关于运动与力历史出现过两种不同的观点：观点1：物体运动需要力来维持；观点2：物体运动不需要力维持。如图是通过实验验证哪种观点正确的实验过程。
（1）实验①②运动的小车最终都静止在了平面上，小明认为静止的原因是没有力驱动小车运动，所以小明认为观点1是正确的？你认为小明的观点 （选填“正确”或“错误”），理由是： 。
（2）为了进一步说明观点2正确，小明接下来的操作应该是： 。
（3）本实验成功的关键是： ，在正确操作下，小车在毛巾和棉布上通过的距离分别为s1和s2，克服摩擦力做的功分别为W1和W2，则W1 W2（填“大于”、“小于”、“等于”）。
（4）小明将小车换成两个质量大小不同的小球“探究物体的动能大小与哪些因素有关”，A、B是两个质量不同的小球（mA＜mB）。实验中通过观察 ，比较小球动能的大小，这种方法叫 。
（5）比较甲、乙两图，可以探究动能的大小与 的关系，由甲乙得到的结论是： 。
（6）简述探究动能大小与质量关系的具体操作： 。
（7）实验结束后，小明认为水平面如果光滑，就无法探究物体的动能大小与质量和速度的关系，小明的说法 （选填“正确”或“错误”），理由是 。
14．某物理实验小组探究物体的动能大小跟哪些因素有关。用质量不同的两个小钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H＞h）静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程中如图甲、乙、丙所示。
（1）实验中用到了转换法，即通过 反映出小球动能的大小。
（2）本实验的研究对象是 （选填“小球”、“木块”或“斜面”）。
（3）若水平面绝对光滑，本实验 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（4）由甲、乙两图可得实验结论：质量一定时，物体的动能大小与 有关。
（5）小华同学根据甲、丙两图得出结论：物体动能的大小与质量有关。实验的错误之处是 。
15．小明同学猜想物体动能的大小可能和物体的质量、速度都有关。于是他用如图所示的装置探究“物体动能大小与速度是否有关”。实验器材有：质量不同的钢球3个，木块，将钢球从不同高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块块撞出一段距离。
（1）本实验的研究对象是 （选填“钢球”或“木块”），该实验中小球的动能由 转化而来，钢球动能的大小是通过 来反映的。
（2）进行实验时，发现同一钢球，钢球下摆的高度越高，木块滑行的距离越远，则可得到的实验结论是： 。
（3）当小明想利用这些器材继续探究“物体动能大小与质量是否有关”时，记录了上述信息，通过表格信息还能够得出的实验结论是 。
（4）假如水平木板绝对光滑且足够长，本实验将 （填“能”或“不能”）达到探究的，原因是 。
考点四．探究影响物体势能大小的因素
16．小明在“探究物体的重力势能与哪些因素有关”时，选用下列实验器材：一块厚泡沫，三个相同的铁钉，三个铝块A、B和C（质量为mA＝mB＜mC），他做了如下实验：将铁钉插入泡沫的相同深度，分别将三个铝块由空中静止释放撞击铁钉，铁钉进入泡沫，如图所示。
（1）在这个实验中，可以通过观察 来比较铝块重力势能的大小。
（2）甲、乙实验说明：在质量相同时，物体被举得越 ，重力势能越大。
（3）比较 实验的情况，说明铝块位置相同时，质量越大，铝块的重力势能越大。
（4）由图中现象 （选填“能”或“不能”）比较B、C两个铝块的重力势能大小。
17．某物理实验小组在探究“影响重力势能大小的因素”时，提出了猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关；
猜想二：重力势能的大小可能与物体所在高度有关；
猜想三：重力势能的大小可能与物体运动路径有关。
为了验证猜想，他们准备了如下实验器材：细沙、刻度尺、一些体积相同但质量不同的小球。用上述甲乙器材做了如图所示的四次实验（小球在光滑管道中运动时无能量损失）。实验时让小球从某高度自由下落，小球陷入沙子中静止后，用刻度尺测出小球陷入沙子的深度。请根据图中实验情景完成下列内容：
（1）本实验是通过观察 来判断重力势能大小的。
（2）为了验证猜想一，需通过 （填字母）两次实验进行分析。
（3）通过对A、C两次实验进行分析，可得出结论：当物体 相同时，高度越高，物体具有的重力势能越大；
（4）通过对四次实验的分析，我们可得出的结论是：物体的重力势能与物体的高度和 有关，与物体 无关。
【拓展应用】下列现象或应用与本实验结论有关的是 。
A.禁止高空抛物
B.三峡大坝建造很高提高上游水位
C.大货车限载限速
D.机翼上部总是凸起下部平滑
18．小华和小东利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。
（1）把重物按照图甲所示方式分别放在小桌上，观察桌腿陷入沙子中的深度。探究压力作用效果与什么因素有关。
①在分析压力作用效果与压力大小的关系时，小华选择图甲、乙两次实验进行比较，得出结论：压力越大，压力作用效果越明显；小东选择图甲、丙两次实验进行比较。得出结论：压力越大，压力作用效果越不明显；你认为 的结论是正确的，另一人错误的理由是 。
②分析 两次实验可发现压力的作用效果与受力面积有关。
（2）如图丁所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，探究重力势能的大小与哪些因素有关。
①实验探究的是 （选填“重物”或“小桌”）的重力势能
②通过图丁戊两次实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越 ，说明它的重力势能越 。
③要进一步探究重力势能与质量的关系，应换用不同的重物，让它们从 （选填“不同高度”或“相同高度”）自由落下，观察桌腿陷入沙子的深度。
（3）上述探究过程中都是通过观察桌腿陷入沙子的深度来得出要探究的问题，在物理中称之为转换法，请举出一个也用到这种方法的实验 。
19．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3。
（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 来反映的。
（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，质量 ，重力势能 。
（3）比较 和 两球，发现C球陷入沙中深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大。
（4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径 （有关/无关）。
（5）铅球在陷入沙面之前，将重力势能转化为 能。
20．在探究弹性势能跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：
猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和粗细相同），小球、木块和长刻度尺各一个，设计了如图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同，最后得出以下实验记录表：
（1）为验证其猜想一是否正确，他设计了如下实验：将弹簧A压缩 （选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧右端，松开后小球碰到同一位置的木块上，分别比较木块 ，从而比较弹性势能的大小。
（2）弹簧将小球弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成小球的 能。
（3）为了探究猜想二，可选用实验次数②和 的数据进行比较分析，若出现的现象是 ，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
考点五．机械能守恒条件
21．如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点B到达点C，不计空气阻力。关于摆球下列说法中不正确的是（ ）
A．从A点运动到C点的过程中机械能守恒
B．在B点时动能最大
C．在C点时摆球处于平衡状态
D．摆球运动到C点时如果绳子刚好断开，则摆球将竖直下落
22．将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．皮球落到M点时的机械能为零
B．皮球经过同高度的A、B两点时动能相等
C．皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零
D．皮球在C点时的机械能大于在D点时的机械能
23．如图是“天宫一号”飞行器沿椭圆轨道绕地球运行的过程，下列说法不正确的是（ ）
A．“天宫一号”飞行器受到力是非平衡力
B．“天宫一号”飞行器运动到近地点时其受到的力都消失，则飞行器会保持静止不动
C．“天宫一号”飞行器由远地点向近地点运行的过程中，重力势能减小，动能增大
D．“天宫一 号”飞行器绕地球运行的过程机械能总是守恒的
24．如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化。则（ ）
A．小球在A处的重力势能等于在D处的动能
B．小球在D处的机械能大于在A处的机械能
C．小球在B处的机械能小于在C处的机械能
D．小球在B处的机械能等于在C处的机械能
（多选）25．如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在。点，另一端系住运动员，运动员从。点自由下落，到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（忽略空气阻力），下列说法正确的是（ ）
A．运动员在下落过程中，速度最大的位置在B点，此时运动员动能最大
B．从O点至C点过程中，运动员的机械能守恒
C．从O点到A点运动过程中，运动员的重力势能转化为动能，他的机械能守恒
D．从A点至C点的运动过程中，运动员的重力势能转化为弹性绳的弹性势能
北师大版九年级物理同步练习：10.1机械能
参考答案
1．A。
2．C。
3．A。
4．B。
5．空中的铅球，具有重力势能，故D不符题意。
故选：C。
6．C。
7．A。
8．B。
9．A。
10．C。
11．（1）木块被推出距离的长短；（2）甲、丙；（3）在物体的质量一定时，速度越大动能越大；（4）不能；减小斜面的倾角。
12．（1）变小；（2）阻力；（3）相等；（4）见解答过程；（5）甲、丙。
13．（1）错误；小车最终静止是由于受到了摩擦力的作用；
（2）使用玻璃来代替毛巾和棉布材料，观察小车滑行的距离；
（3）保证小车从同一斜面的同一高度静止落下；等于；
（4）小木块被推动的距离；转换法；
（5）质量；在速度一定的条件下，质量越大，物体具有的动能越大；
（6）让甲乙图中的两质量不同的小球从同﹣﹣斜面同一高度由静止滚下，撞击水平面上的小木块，观察并记录小木块被推动的距离；
（7）若水平面光滑，小木块将一直做匀速直线运动。
14．（1）木块移动的距离；（2）小球；（3）不能；（4）速度；（5）小球没有从同一高度滚下。
15．（1）钢球；重力势能；木块移动的距离；（2）质量一定时，速度越大，动能越大；（3）速度一定时，质量越大，动能越大；（4）不能；钢球撞击木块后，木块将做匀速直线运动。
16．（1）铁钉插入泡沫的深度；（2）越高；（3）甲、丙；（4）不能。
17．（1）小球陷入细沙的深度；（2）A、B；（3）质量；（4）质量；运动路径；AB。
18．（1）小华、没有控制两次实验的受力面积相等、乙丙； （2）①重物；②多、大；③相同高度； （3）探究动能大小的影响因素。
19．（1）.球陷入沙的深度；（2）越大；（3）越大；（4）A；（5）C；（6）无关；（7.动。
20．1）不同；木块被推动距离的远近；（2）动；（3）④；s2与s4不相等。
21．C。
22．D。
23．B。
24．D。
（多选）25．AC。
实验次数
钢球质量/g
钢球下摆高度/cm
木块滑行距离/cm
1
20
20
10
2
40
20
18
3
60
20
27
实验次数
使用的弹簧
被压缩后弹簧
的长度/cm
木块移动
的距离
①
弹簧A
5
s1
②
弹簧A
8
s2
③
弹簧B
5
s3
④
弹簧B
8
s4