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初中物理人教版八年级下册11.4 机械能及其转化当堂达标检测题
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这是一份初中物理人教版八年级下册11.4 机械能及其转化当堂达标检测题，文件包含初二下册春季班人教版物理讲义第12讲机械能转化单元复习-中教师版docx、初二下册春季班人教版物理讲义第12讲机械能转化单元复习docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共50页， 欢迎下载使用。
机械能及其转化
动能与势能转化问题的分析：
（1）首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。
（2）还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。
（3）题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒。
一．选择题（共8小题）
1．一个乒乓球从如图的轨道中的W点静止释版，先后经过X点、Y点、最后到这右侧的最高点Z，比较四点，球的机械能最大是（ ）
A．在W点 B．在X点 C．在Y点 D．在Z点
【分析】乒乓球在滚动过程中和轨道之间存在摩擦力，克服摩擦做功，消耗机械能，机械能在不断减小。
【解答】解：乒乓球在滚动过程中和轨道之间存在摩擦力，克服摩擦做功，消耗机械能，机械能转化为内能，机械能在不断减小，机械能从大到小依次是W点、X点、Y点、Z点。
故选：A。
【点评】乒乓球滚动过程中乒乓球和轨道之间存在摩擦，机械能转化为内能，机械能不断减小。
2．球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重
力势能如图所示，则球在S点的（ ）
A．速度比在M点的小
B．离地高度比在M点的低
C．机械能等于在M点的机械能
D．机械能大于在M点的机械能
【分析】（1）动能大小跟物体的质量和速度有关，在质量一定时，速度越大，动能越大；在速度一定时，质量越大，动能越大。
（2）重力势能跟物体的质量和高度有关，在质量一定时，高度越大，重力势能越大；在高度一定时，质量越大，重力势能越大。
（3）机械能等于动能和势能之和，物体不发生弹性形变时，机械能等于动能和重力势能之和。
【解答】解：A、球的质量不变，球在S点的动能大于M点动能，所以球在S点的速度大于M点速度。故A错误；
B、S点的重力势能小于M点的重力势能，球的质量不变，所以球在S点的高度小于M点的高度。故B正确；
CD、球在运动过程中没有发生弹性形变，所以机械能等于动能和重力势能之和，由图知，球在S点重力势能和M点动能相等，S点的动能小于M点的重力势能，所以S点的机械能小于M点的机械能。故CD错误。
故选：B。
【点评】从图象上判断动能、重力势能及机械能的大小，利用控制变量法，判断物体的速度和高度。
3．下列情景中，属于动能转化为重力势能的是（ ）
A．火箭加速升空 B．小朋友滑滑梯
C．弹弓弹射子弹 D．上升的滚摆
【分析】（1）物体由于运动而具有的能叫动能，物体由于被举高而具有的能叫重力势能，物体由于发生形变而具有的势能叫弹性势能。
（2）当动能转化为势能时，动能减小势能增大；当势能转化为动能时，势能减小动能增大。
【解答】解：A、火箭加速上升，速度增大，所处高度增大，其动能和重力势能都增大，动能没有转化为重力势能，故A不符合题意；
B、小朋友滑滑梯，所处高度减小，速度变大，其重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，故B不符合题意；
C、弹弓弹射子弹，弹弓的弹性势能减小，子弹的动能增大，弹弓的弹性势能转化为子弹的动能，故C不符合题意；
D、上升的滚摆，速度越来越慢，动能减小，高度越来越高，重力势能增大，动能转化为重力势能，故D符合题意。
故选：D。
【点评】本题考查学生对动能和势能转化的分析，能够分析出动能和势能的变化是解决此类问题的关键。
4．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处的动能等于在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处的动能小于在C处的动能
D．小球在B处的机械能等于在C处的机械能
【分析】动能的大小与物体的质量和速度有关，而重力势能的大小与物体的质量和高度有关；忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化，则物体的机械能守恒；该题中没有涉及弹性势能，则机械能等于重力势能与动能之和。
【解答】解：整个过程中小球的质量不变。
A、由题意可知小球在A处静止，速度为0、动能为0；忽略空气阻力和摩擦力，到D处时小球还有一定的速度，其动能不为0，所以小球在A处的动能小于在D处的动能，故A错误；
BD、忽略空气阻力和摩擦力，整个运动过程中，小球的机械能守恒，所以小球在各处的机械能是相等的，故B错误，D正确。
C、由前面解答可知，小球在B处的机械能等于小球在C处的机械能，而B的位置低于C的位置，所以小球在B点的重力势能较小，因此，小球在B处的动能大于在C处的动能，故C错误。
故选：D。
【点评】该题考查了动能和势能的转化与守恒，物体在动能最大的位置其势能最小，物体在势能最大的位置其动能最小。
5．如图所示，甲、乙是两个完全相同的网球。在同一高度以大小相等的速度，同时将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，两球在地面上反复弹跳。不计空气阻力，与地面碰撞时不计能量损失。则下列说法正确的是（ ）
A．两球在到达地面瞬间的最大速度相同
B．抛出时刻，甲球的机械能大于乙球
C．反弹后，甲球到达的最大高度大于乙球
D．撞击地面时，乙球的最大形变大于甲球
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度。质量相同，速度相同，动能相同。
（2）物体上升时动能转化为重力势能，下降时重力势能转化为动能。不计空气阻力，机械能守恒，机械能＝动能+势能。
【解答】解：
A、同时将甲球竖直向上抛出、将乙球竖直向下抛出，无论小球的运动方向如何，在落地瞬间小球的重力势能全部转化为动能，由于运动中不计空气阻力，因此没有能量损失，所以在落地瞬间两个小球的动能一样大，且两球的质量相同，所以两球的速度相同，故A正确；
B、甲、乙两个完全相同的网球，说明两球的质量相等；在同一水平面上以大小相等的速度抛出，说明抛出时小球具有的动能和重力势能是相同的，则此时两小球的机械能是相同的，故B错误；
C、反弹到最高点时，甲、乙的机械能是相同的，且动能都为0，所以甲、乙两球的重力势能相同，高度也相同，故C错误；
D、撞击地面并达到最大形变时，动能和重力势能能全部转化为弹性势能，所以弹性势能是相同的，且两球完全相同，所以两球的最大形变相同，故D错误。
故选：A。
【点评】通过本题，需注意三点内容：
（1）掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素；
（2）动能、重力势能、弹性势能之间是可以相互转化的；
（3）不考虑空气阻力时，机械能守恒。考虑空气摩擦时，机械能转化为内能，机械能减小，内能增大。
6．如图是一小球从密度均匀的油中A处由静止释放后竖直上浮的图景，小球在AB段做加速运动，在BC段做匀速运动，①和②是小球经过的两个位置。则小球（ ）
A．在位置②受到的浮力等于重力
B．在位置①受到的浮力比位置②受到的浮力大
C．一定受到随速度大小而变化的力作用
D．从B到C的过程中，小球的机械能不变
【分析】（1）平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上；
（2）根据F浮＝ρ液gV排判断小球经过位置①处所受浮力与②处的大小；
（3）根据“小球在AB段做加速运动，在BC段做匀速运动”来受力分析；
（4）根据影响动能、重力势能的因素分析。
【解答】解：
A、小球在BC段做匀速运动，受到平衡力的作用，受竖直向上的浮力、竖直向下的重力和竖直向下油的阻力（满足F浮＝G+f），所以浮力大于重力，则在位置②受到的浮力不等于重力，故A错误；
B、小球在上浮过程中（没有露出液面），油的密度不变，排开油的体积不变，根据F浮＝ρ液gV排知，小球所受浮力不变，所以在位置①受到的浮力等于位置②受到的浮力，故B错误；
C、整个过程中，小球受竖直向上的浮力、竖直向下的重力和竖直向下油的阻力；
在AB段做加速运动，则F浮＞G+f1，在BC段做匀速运动，则F浮＝G+f2，因F浮、G均不变，则可知f2＞f1（即阻力变大），且在B点时速度达到最大，所以一定受到随速度大小而变化的力作用，故C正确；
D、从B到C的过程中，小球做匀速直线运动，速度不变，动能不变，同时高度变大，重力势能变大，因机械能等于动能与势能的总和，所以小球的机械能变大，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了浮沉条件、阿基米德原理、机械能的变化、受力分析等知识，是一道综合题，有一定的难度。
7．如图所示的事例中，属于内能转化为机械能的是（ ）
A． 滑下滑梯 B． 篝火烧水
C． 做功冲程 D． 压缩点火
【分析】做功和热传递都可以改变物体的内能，做功是能量的转化，热传递是能量的转移。
克服摩擦做功、压缩气体做功可以使机械能转化为内能，使物体的内能增加、温度升高；气体膨胀对外做功，气体的内能减小，转化为机械能。
【解答】解：
A、滑下滑梯时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故A不合题意；
B、篝火烧水属于能量的转移，不是能量的转化，故B不合题意；
C、在内燃机的做功冲程中，燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，故C符合题意；
D、压缩点火，压缩气体做功，将机械能转化为内能，故D不合题意。
故选：C.
【点评】本题主要考查了能量的转化，明确能量转化的方向是关键。
8．2020年6月23日9时43分，北斗3号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功（如图），它是北斗3号系列的第三颗地球同步卫星，主要用于无线电导航、无线电测定等。关于卫星下列说法正确的是（ ）
A．该卫星在加速升空的过程中，机械能不变
B．该卫星进入同步轨道后，相对地表静止
C．该卫星运行一周的时间约为365天
D．该卫星与地面基站可通过超声波传递信息
【分析】（1）动能与物体的质量和速度有关，物体的质量越大、速度越大，动能越大；重力势能与物体的质量和高度有关，物体的质量越大、高度越高，重力势能越大；机械能等于动能与势能之和；
（2）判断一个物体是运动的还是静止的，要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化；若位置有变化，则物体相对于参照物是运动的；若位置没有变化，则物体相对于参照物是静止的；
（3）地球自转周期约为24小时；
（4）电磁波可以在真空中传播，而声音不能在真空中传播。
【解答】解：
A、在卫星加速升空的过程中，卫星的质量不变，速度变大，动能变大；同时质量不变、高度增加，重力势能增大，所以机械能增大，故A错误；
B、卫星进入同步轨道后，地球同步卫星和地球之间的位置没有发生改变，卫星相对于地表是静止的，故B正确；
C、地球同步卫星和地球的自转周期相同，即每隔24小时绕地球一周，故C错误；
D、卫星与地面站之间是真空，真空不能传声，所以只能利用电磁波传递信息，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了机械能的影响因素、运动和静止的判断、地球同步卫星的运转周期以及卫星通信等问题，涉及的知识较多，但难度不大，是一道基础题。
二．填空题（共8小题）
9．小华去商场购物，站在匀速上升的扶梯上，她的机械能将 增加 （选填“增加”“不变”或“减少”）。
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能＝动能+势能。在物体没有发生弹性形变时，不考虑弹性势能。
【解答】解：小华站在自动扶梯上，在扶梯匀速上升的过程中，则小华的质量不变，速度不变，动能不变；
高度增大，重力势能增大，因为机械能＝动能+势能，故小华的机械能增加。
故答案为：增加。
【点评】该题考查了机械能大小的影响因素，是一道基础题，需要熟记相关知识。
10．如图所示，小球沿半圆形轨道从A到B再到右边最高点C，再返回到左边的最高点D．小球在A点的机械能为100J，由于阻力，小球在C点的机械能为80J，则小球返回到D点时具有的机械能 大于 60J（选填“大于”“等于”“小于”），减小的机械能转化为 内 能
【分析】动能和重力势能之间可以相互转化，在转化过程中，由于与轨道摩擦，机械能逐渐减小，不计空气阻力，根据对摩擦力的分析可做出解答。
【解答】解：
由题意可知，小球在与轨道摩擦的过程中，其机械能转化为内能，逐渐减小。不计空气阻力，小球从A点到达B点时，机械能从100J减小为80J，减少了20J，而从B点再到达左侧所能达到的最高位置时，其通过轨道的长度应该比第一次短，所以机械能减少的大小小于20J，即小球的机械能是在80J的基础上，减去一个小于的20J的数，所以小球返回到D点时具有的机械能应该大于60J。
故答案为：大于；内。
【点评】了解动能和势能的转化，知道不计空气阻力时，机械能的减少主要是用来克服轨道的摩擦所致，再结合实际去分析判断。
11．如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置。则小球从a运动到c的过程中，在 b （选填“a”、“b”或“c”）位置动能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的 弹性势能 ，小球从a运动到b的过程机械能总量 变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【分析】动能的影响因素是质量和速度，弹性势能的影响因素是物体发生弹性形变的程度，据此可结合物体的运动情况做出判断
【解答】解：由题意可知，小球从a运动到b的过程中，弹簧的形变程度减小，其弹性势能减小，小球的速度变大，动能变大，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，而小球的重力势能不变，故机械能变大；到达b点时，弹簧恢复原状，不计摩擦阻力，其弹性势能全部转化为小球的动能；再从b运动到c时，弹簧被拉伸，小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能，小球的动能会变小。因此，在b点时小球的动能最大。
故答案为：b；弹性势能；变大。
【点评】本题主要考查了动能与弹性势能之间的转化，会分析物体的运动情况及动能与弹性势能的影响因素，是解答的关键。
12．如图所示，是小明制作的“会跳的卡片”，用手把它平压在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松手后，卡片就会弹跳起来。图中A为外表面，B为内表面，实验时应把 B 面紧贴桌面，卡片向上弹起来的过程中，橡皮筋的 弹性势 能会转化为卡片的 动 能，使卡片能向上运动。小明还利用相同的橡皮筋做了图乙、丙中的两张卡片，压平后 乙 （选填“乙”或“丙”）图中卡片可以弹跳得更高一些。
【分析】此题用到橡皮筋，橡皮筋拉开后具有弹性势能，恢复时转化为动能，所以卡片会跳起来。弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的能，决定弹性势能大小的因素是物体弹性形变的程度。
【解答】解：
由图中可知要利用橡皮筋的弹性势能，只有把橡皮筋拉开才会有弹性势能，所以要把卡片B面按平后放在水平面上然后松开，松开后，橡皮筋的弹性势能转化为纸片的动能，所以卡片能向上运动；
弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关，乙图中橡皮筋的弹性形变程度更大一些，所以它能够转化的动能更多，跳的更高。
故答案为：B；弹性势； 动；乙。
【点评】对实际问题要抓住关键点，此题中橡皮筋能发生弹性形变，拉开后具有弹性势能，所以要从能的转化角度来考虑。
13．如图所示的单摆，如果不考虑空气阻力的影响，小球将在ABC间不停地往复运动。小球从A运动到B的过程中，机械能 保持不变 （选填“逐渐变小”或“保持不变”）；绳子的拉力对小球 不做功 （选填“做功”或“不做功”）。
【分析】（1）动能和势能之和是机械能。如果动能全部转化为势能，或势能全部转化为动能，机械能的总量保持不变；
（2）做功包括两个必要因素：有力作用在物体上，物体在力的方向上通过一定的距离。
【解答】解：单摆从A到B和从C到B过程中，质量不变，高度降低，重力势能减少，同时速度增大，动能增大，此过程中重力势能转化为动能；相反，单摆从B到A和从B到C过程中，质量不变，高度增加，重力势能增加，同时速度减小，动能减小，此过程中动能转化为重力势能。不考虑空气阻力的影响，动能和重力势能相互转化，机械能总量保持不变；
单摆摆动过程中，绳子对小球有拉力的作用，但小球在绳子拉力的方向上没有距离的变化，所以绳子的拉力对小球不做功。
故答案为：保持不变；不做功。
【点评】此题考查了机械能守恒定律的应用和物体是否做功的判断，正确、全面理解物理规律是解答的基础。
14．人造地球卫星绕地球运行过程中机械能 守恒 （选填守恒或不守恒），原因是 不与大气摩擦，机械能总量保持不变 。
【分析】在大气层外，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，机械能守恒。
【解答】解：人造地球卫星绕地球运行过程中，在远地点和近地点之间转动，发生动能和重力势能的转化，由于不和空气摩擦，因此机械能不变。
故答案为：守恒；不与大气摩擦，机械能总量保持不变。
【点评】卫星环绕地球运动的过程中，只受地球的万有引力，机械能守恒，属于基础知识的考查。
15．2020年5月5日，长征五号B运载火箭，搭载新一代载人飞船，在我国文昌航天发射场点火升空，然后进入预定轨道5月8日，载人飞船的返回舱成功着陆在东风着陆场预定区域新飞船飞行试验任务取得圆满成功，在火箭加速升空过程中，火箭搭载的载人飞船的动能 增大 （不变/增大/减少）。在返回舱返回地面的过程中，由于大气摩擦，返回舱的部分机械能转化为 内能 。
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）动能和势能统称为机械能；物体克服阻力做功，机械能转化为内能。
【解答】解：在火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的载人飞船试验船的速度变大，质量不变，动能增大；
在返回舱返回地面的过程中会与大气摩擦，克服摩擦做功，返回舱的部分机械能转化为内能。
故答案为：增大；内能。
【点评】掌握动能、重力势能、机械能大小的影响因素是解决该题的关键。
16．2020年5月5日，长征五号B运载火箭在海南文昌发射，成功将新一代国产载人宇宙飞船送入预定轨道。标志着中国太空空间站建设正式迈出了第一步。
（1）运载火箭主要用液态氢作为燃料，这是因为液态氢的 热值 大（选填“密度”、“比热”或“热值”）。运载火箭发射升空的过程，火箭相对于发射架是 运动 的。
（2）火箭从点火到升空的过程中，燃料燃烧是将 化学 能转化为 内 能、最后又转化为火箭的 机械 能。
（3）火箭从地球上带到太空中的飞船，从地球到天空，飞船的质量将 不变 ；所受的重力将 减小 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
【分析】（1）热值是燃料的一种特性，在完全燃烧相同质量的燃料时，热值越大的燃料释放出的热量越多，在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小；研究机械运动时，假定不动的物体叫参照物，与参照物相比，物体位置有变化，说明物体在运动；物体位置没有变化，说明物体处于静止状态；
（2）火箭主要靠喷气式发动机工作，喷气式发动机是热机的一种，燃烧燃料将化学能转化为内能，然后通过喷气将内能转化为机械能。
（3）质量是物体本身的一种属性，不随物体的位置、形状、状态的变化而变化；物体在地面附近受到重力，物体在太空中是不受重力的。
【解答】解：（1）火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量；运载火箭发射升空的过程中，火箭相对于发射架位置发生了变化，则火箭相对于发射架是运动的。
（2）火箭发射升空时，通过燃烧燃料将化学能转化为燃气的内能，然后向后喷出高温高压燃气使火箭上升，这是气体膨胀对外做功的过程，将燃气的内能转化为火箭的机械能。
（3）飞船从地球到太空，位置发生变化，但质量不变；飞船在地球上受到重力作用，在太空中几乎不受重力，所以飞船受到的重力变小。
故答案为：
（1）热值；运动
（2）化学；内；机械
（3）不变；减小
【点评】本题考查热值、能量的转化、质量、重力、运动与静止的相对性参照物及其选择知识点较多，解答此题的关键是熟记课本知识点。
单元复习
第1节 功
1．功的认识：
一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动一段距离，我们说这个力对物体做了功。
2．做功的两个必要因素：
一是作用在物体上的_________，二是物体在这个力的方向上的_____________。
3．不做功的三种情况：
①物体受到力的作用，但不运动（劳而无功）；
②物体没有受到力，但由于惯性运动了一段距离；
③物体受到力的作用，但力的方向与物体运动方向垂直，该力对物体运动没有贡献。
4．功的定义：物理学中，把_________与在力的方向______________的乘积，叫做功。
5．功的公式：一般式W=Fs 常用式W=Gh（克服重力做功）或W＝f阻s（克服摩擦阻力做功）
6．功的单位：___________。
7．在分析做功情况时还应注意以下几点：
A．当物体的受力方向与运动方向不垂直时，这个力就要做功。
B．一个物体同时受几个力的作用时，有一些力做了功，有些力没有做功。因此，讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功。
C．什么叫物体克服阻力做功：若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用，我们通常说物体克服阻力F做了功。比如：在竖直向上，物体克服重力做功，功的大小为W=Gh；在水平方向上，物体克服摩擦力做功，功的大小为W=fs。
力 距离 力 移动的距离 焦耳（J）
第2节 功率
1．功率的概念：__________与_____________之比叫做功率。
2．功率的物理意义：表示做功__________的物理量。
3．功率的定义式：_____________。
4．功率的国际单位为__________，简称瓦（W），常用单位为__________（kW），换算关系为1 kW=1 000 W。
5．区别功与功率：功率与功是两个不同的物理量，“功”表示做功的“___________”，而“功率”则表示做功的“”，“多少”与“快慢”的意义不一样，只有在做功时间相同时，做功多的就做功快；否则，做功多，不一定做功就快，即“功率”不一定就大，也就是说：功率与功和时间两个因素有关。
6．功率的推导式：由P＝W/t变形为P＝F·v可知：功率一定时，力F与速度v成__________。
功 做功所用时间 快慢 P=Ｗ/t 瓦特 千瓦 多少 快慢 反比
第3节 动能和势能
1．动能：物体由于__________而具有的能，叫做动能。
重力势能：物体由于__________而具有的能量叫做重力势能。
弹性势能：物体由于发生了_____________而具有的能量叫做弹性势能。
机械能：动能和势能总称为____________。
2．影响动能大小的因素：动能的大小决定于物体的___________和_____________。
（1）在质量相同时，物体的速度越大，它具有的动能越大，物体的速度越小，它具有的动能越小。
（2）在速度相同时，物体的质量越大，它具有的动能越大，物体的质量越小，它具有的动能也越小。
3．影响势能大小的因素
（１）在质量相同时，物体所处的高度越高，它的重力势能____________，物体所处的高度越低，它的重力势能______________。
（2）在高度相同时，物体的质量越大，它的重力势能____________，物体的质量越小，它的重力势能____________。
（3）同一物体的弹性形变越大，则它具有的弹性势能__________。
运动 被举高 弹性形变 机械能 质量 速度 越大 越小 越大 越小 越大
第4节 机械能及其转化
1．机械能包括：___________和__________。
2．动能和势能可以相互转化。如果只有动能势能相互转化，机械能的总和保持___________，或者说机械能是__________的。
动能 势能 不变 守恒
《第11章 功和机械能》
一、选择题（共14小题）
1．从飞机空投的救灾物资在下落过程中，逐渐减小的物理量是（ ）
A．重力势能 B．动能 C．重力 D．质量
【分析】（1）重力势能大小的影响因素：质量和高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（2）动能大小的影响因素：质量和速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（3）质量是物体本身的一种属性，不随位置、形状、状态的变化而变化。
（4）重力跟质量成正比。
【解答】解：A、救灾物资下落过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小。符合题意。
B、救灾物资下落过程中，质量不变，速度增大，动能增大。不符合题意。
C、重力跟质量成正比，质量不变，重力不变。不符合题意。
D、质量是物体本身的一种属性，位置变化，质量不变。不符合题意。
故选：A。
【点评】（1）掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素。
（2）掌握质量是物体本身的一种属性。
（3）掌握重力跟质量成正比。
2．如图所示是北斗导航系统某一卫星的轨道示意图。已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒。该卫星从远地点向近地点运行过程中，重力势能、动能、速度的变化是（ ）
A．重力势能增加、动能减小、速度减小
B．重力势能增加、动能减小、速度不变
C．重力势能减小、动能增加、速度增加
D．重力势能不变、动能不变、速度不变
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）势能大小的影响因素：质量、相对高度。质量越大，相对高度越高，势能越大。
【解答】解：卫星从远地点向近地点运行过程中，卫星的质量不变，速度不断增大，动能不断增大，卫星和地球的相对高度减小，势能不断减小。
故选：C。
【点评】人造卫星在飞行过程中，动能和重力势能在相互转化，因为没有阻力，所以，总能量保持不变。
3．将甲、乙两砝码以细线相连并跨过定滑轮，使两砝码距离地面相同高度，如图1所示。当由静止自由释放后，甲砝码下降，乙砝码上升，如图2，假设细线及定滑轮的重量不计，且细线与定滑轮间无摩擦力，在砝码运动的过程中，下列推论何者最适当（ ）
A．甲的动能增加，乙的重力势能减少
B．甲的动能减少，乙的重力势能增加
C．甲的动能增加，乙的重力势能增加
D．甲的动能减少，乙的重力势能减少
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
根据影响动能和势能的因素进行分析。
【解答】解：当由静止自由释放后，甲砝码下降，乙砝码上升，甲所处的位置下降，速度变大，因此甲的重力势能减小，动能增大；乙所处的位置升高，速度变大，因此乙的重力势能增大，动能增大。
故选：C。
【点评】掌握影响动能和重力势能的因素，并能根据决定因素判断能量的改变。
4．小明骑自行车匀速上坡的过程中，他的（ ）
A．动能减小 B．重力势能减小
C．动能增加 D．机械能增加
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）弹性势能大小的影响因素：发生弹性形变的大小，发生弹性形变的难易程度。弹性形变越大，发生弹性形变越难，弹性势能越大。在物体没有发生弹性形变时，不考虑弹性势能。
（4）机械能＝动能+势能。
【解答】解：小明骑自行车匀速上坡时，小明的质量不变，速度不变，动能不变；高度不断增大，重力势能不断增大；小明上坡时没有发生弹性形变，不具有弹性势能，所以机械能＝动能+重力势能，机械能增加。
故选：D。
【点评】（1）掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
（2）能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
5．我国研制的新型消雾无人机在加速飞往雾霾区域的过程中，它的（ ）
A．动能增大 B．质量增大
C．合力为零 D．运动状态不变
【分析】影响动能的因素有：质量和速度，质量和速度越大时，动能越大。
当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体受平衡力作用。
【解答】解：新型消雾无人机在加速飞往雾霾区域的过程中，质量不变，速度增大，因此动能增大；
由于物体处于加速运动状态，速度越来越大，因此受非平衡力作用，其运动状态一直在发生改变，并且合力不为零。
故选：A。
【点评】本题考查动能的影响因素以及平衡状态的判断，属于基础题。
6．滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，他的（ ）
A．动能增加，重力势能增加
B．动能减少，重力势能减少
C．动能增加，重力势能减少
D．动能减少，重力势能增加
【分析】（1）影响动能大小的因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）影响重力势能大小的因素：质量、被举高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】解：滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，运动员的质量不变，速度增大，动能增大；高度减小，重力势能减小。
故选：C。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。根据影响因素能判断动能、重力势能、弹性势能的变化。
7．如图所示，铅球从出手到将要落地的过程中，下列说法正确的是（不计空气阻力）（ ）
A．铅球由a→b时，动能逐渐增大
B．铅球在b点的机械能大于a点的机械能
C．铅球由b→c时，机械能逐渐减小
D．铅球在c点时动能最大
【分析】（1）物体没有发生弹性形变，不考虑弹性势能。质量不变，根据高度判断重力势能大小，根据机械能＝动能+势能。由重力势能大小判断动能大小。
（2）不计空气阻力，不考虑摩擦生热，机械能守恒。
（3）铅球在上升过程中，动能转化为重力势能，下落过程中，重力势能转化为动能。
（4）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】解：A、铅球由a→b时，动能转化为重力势能，动能逐渐减小，重力势能不断增大。不符合题意。
B、不计空气阻力，不考虑摩擦生热，机械能守恒。a、b、c三点的机械能相等。不符合题意。
C、不计空气阻力，不考虑摩擦生热，机械能守恒。铅球由b→c时，机械能都相等。不符合题意。
D、a、b、c三点的机械能相等。机械能＝动能+势能。铅球的质量不变，hb＞ha＞hc，b点的铅球的重力势能大于a点铅球的重力势能大于c点的铅球的重力势能，b点的铅球的动能小于a点铅球的动能小于c点的铅球的动能。所以铅球在c点时动能最大。符合题意。
故选：D。
【点评】（1）掌握动能和重力势能的转化。
（2）重视题目中的条件，不计空气阻力时，机械能守恒。
（3）掌握机械能＝动能+势能。
8．人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行。它从近地点向远地点运动过程中（ ）
A．动能增大，势能减小，机械能不变
B．动能减小，势能增大，机械能不变
C．动能不变，势能增大，机械能变大
D．动能减小，势能不变，机械能变小
【分析】（1）从动能和势能大小的影响因素进行判断：
动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
势能大小的影响因素：质量、相对高度。质量越大，相对高度越高，势能越大。
（2）人造卫星在太空运行时，没有克服摩擦做功，机械能守恒。
【解答】解：人造卫星沿椭圆形的轨道绕地球运行时，没有克服摩擦做功，机械能守恒。
所以它由近地点向远地点运行时，质量不变，相对地面的高度增大，势能增大；速度减小，动能减小，总机械能不变。
故选：B。
【点评】人造卫星在飞行过程中，动能和重力势能在相互转化，因为没有阻力，所以，总能量保持不变。
9．下列有关运动和力的说法中正确的是（ ）
A．给正在运动的物体再施加一个力，物体一定比原来运动得更快
B．运动的物体如果不受外力作用时将会慢慢停下来
C．推出去的铅球继续前进是因为受到了惯性的作用
D．跳伞运动员在空中匀速下降时机械能逐渐减小
【分析】（1）主要是施加的力和物体的运动方向的关系，如果施加的力和物体运动方向相同，物体运动加快；如果施加的力和物体运动相反，物体运动减慢。
（2）根据牛顿第一定律判断。
（3）惯性只有两个修饰词，是由于和具有。
（4）从动能和重力势能大小变化进行分析。
【解答】解：A、给正在运动的物体再施加一个力，物体可能比原来运动得更快，也可能比原来运动的慢。故A选项错误。
B、运动的物体如果不受外力作用时，物体将进行匀速直线运动。故B选项错误。
C、推出去的铅球继续前进是因为铅球具有惯性要保持原来的运动状态。故C选项错误。
D、跳伞运动员在空中匀速下降时，运动员的质量不变，速度不变，动能不变；高度减小，重力势能减小；没有发生弹性形变，不具有弹性势能；所以机械能＝动能+重力势能，机械能变小。故D选项正确。
故选：D。
【点评】惯性是物体的一种属性，是一种性质，惯性是物体在任何时候都具有的，惯性大小只跟物体质量有关。
10．如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球（ ）
A．在b、d两点动能相等
B．在a、d两点动能相等
C．从b到c的过程机械能减少
D．从c到d的过程重力势能减少
【分析】（1）动能大小跟质量、速度有关。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。
（2）足球和草地之间存在摩擦力，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，内能增大。
（3）重力势能大小跟质量、高度有关。质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大。
【解答】解：A、足球在b点时，足球有一定的速度，足球具有一定的动能，动能不为零；足球在d点时，足球速度为零，足球动能为零。故A错误。
B、足球在a点时，足球有一定的速度，足球具有一定的动能，动能不为零；足球在d点时，足球速度为零，足球动能为零。故B错误。
C、足球从b到c的过程中，足球和草地之间存在摩擦力，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能不断减小。故C正确。
D、足球从c到d的过程中，足球质量不变，高度增大，重力势能不断增大。故D错误。
故选：C。
【点评】机械能大小可以根据机械能＝动能+势能中动能和势能的变化来判断机械能的变化，也可以看机械能是否和其它形式的能发生转化来判断。
11．如图所示，是某建筑工地用起重机吊货物的情景。货物在钢绳的拉力作用下先沿竖直方向匀速上升，再水平移动到卸货地点。若不计摩擦和空气阻力，则货物在匀速上升过程中（ ）
A．重力势能增加，动能减少
B．重力势能增加，机械能增加
C．动能不变，机械能增加
D．动能减少，机械能减少
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能等于动能和势能之和。
【解答】解：不计摩擦和空气阻力，货物在匀速上升过程中，质量不变，速度不变，高度增加，因此动能不变，重力势能增加，则机械能增加。
故选：BC。
【点评】（1）掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素。
（2）根据能量的影响因素判断动能、重力势能、弹性势能大小的变化。
12．如图是杂技演员演出时的过程示意图，男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在跷跷板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故（ ）
A．男演员的质量必须要大于女演员的质量
B．甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能
C．男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能
D．女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等
【分析】由于存在阻力，克服阻力做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，内能不断增大，所以男演员的机械能一定大于女演员的机械能。
【解答】解：A、甲处的男演员要想把女演员弹起到乙处，由于乙处高于甲处，男演员的机械能一定大于女演员的机械能，男演员向上跳起，同时具有动能和重力势能，女演员到达乙处静止不动，只具有重力势能，所以男演员的质量不一定大于女演员质量。如果男演员自由下落时，男演员的质量一定大于女演员质量。不符合题意。
B、男演员向上跳起，同时具有动能和重力势能，女演员到达乙处静止不动，只具有重力势能，男演员的重力势能不一定大于女演员的重力势能。如果男演员自由下落时，男演员的重力势能一定大于女演员重力势能。不符合题意。
C、由于存在阻力，克服阻力做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，所以男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能。符合题意。
D、女演员弹起时动能转化为重力势能，由于存在阻力，克服阻力做功，动能没有完全转化为重力势能，所以女演员弹起时的动能大于她站在乙处时的机械能。不符合题意。
故选：C。
【点评】由于存在摩擦阻力，克服摩擦做功，整个过程中，机械能不断减小。
13．对在高速公路上行驶的汽车要进行限速，其实质是限制了汽车的（ ）
A．摩擦力 B．势能 C．动能 D．惯性
【分析】动能大小和物体的质量、运动速度大小有关，质量一定时，速度越大，动能越大；重力势能大小和物体的质量、高度有关；摩擦力大小和压力大小、接触面的粗糙程度有关；惯性只和物体的质量大小有关。
【解答】解：对在高速公路上行驶的汽车，质量不变，进行限速，其实质是限制了汽车的动能大小。
故选：C。
【点评】此题主要考查的是学生对动能大小影响因素的理解和掌握，基础性题目。
14．如图所示，在空中以相同速度水平匀速直线飞行的加油机和受油机，在加油的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．加油机动能减小，重力势能减小，机械能减小
B．受油机动能不变，重力势能不变，机械能不变
C．加油机动能减小，重力势能不变，机械能减小
D．受油机动能增大，重力势能增大，机械能增大
【分析】分析加油机和受油机的动能和重力势能大小的变化，从动能和重力势能大小的影响因素进行考虑。
（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能＝动能+势能。
【解答】解：空中以相同速度水平匀速直线飞行的加油机，其速度不变，但质量变小，故其动能变小；同时其高度不变，但其质量变小，故其重力势能变小，所以机械能变小；
空中以相同速度水平匀速直线飞行的受油机，其速度不变，但质量变大，故其动能变大；同时其高度不变，但其质量变大，故其重力势能变大，所以机械能变大；
故选：AD。
【点评】知道动能、重力势能和机械能大小的影响因素是解决该题的关键。
二、填空题（共11小题）
15．高速公路上行驶的车辆不能超速超载：不能超速是因为当车的质量一定时， 速度 越大，动能越大，行驶时就越危险；不能超载是因为当车的速度一定时， 质量 越大，动能越大，行驶时就越危险。
【分析】影响动能大小的因素是质量和速度；质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】解：
超速、超载易引发交通安全事故。这是因为在质量一定时，速度越大，动能越大，越不容易刹车，所以要对汽车进行限速；
在速度一定时，质量越大，动能就越大，越不容易刹车，所以要对汽车进行限载。
故答案为：速度；质量。
【点评】此题主要考查的是学生对动能大小影响因素的理解和掌握，基础性题目。
16．弹簧门被推开后，能自动关闭，这是由于门被推开后，弹簧被卷紧，具有 弹性势 能，放手后这种能转化为门的 动 能，使门自动关上。
【分析】由于物体发生弹性形变而具有能叫做弹性势能。
由于物体的运动而具有的能叫做动能。
动能和势能可以相互转化。
【解答】解：弹簧门被推开后，弹簧被卷紧，发生了弹性形变，具有了弹性势能。
放手后，弹簧恢复弹性形变，弹性势能变小，同时门由静止变为运动，门具有了动能。所以弹性势能转化为动能。
故答案为：弹性势、动。
【点评】只要知道物体在什么情况下，具有动能、弹性势能即可解答。
17．“歼10”是我国自主研制的新一代轻型战斗机，具有卓越的机动性能。当它在空中加速向下俯冲时，动能 增大 ，重力势能 减小 （以上两空选填“增大”、“不变”或“减小”）。
【分析】动能的大小与物体的质量以及速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；
重力势能的大小和物体的质量以及物体所处的高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
【解答】解：当战斗机在空中加速向下俯冲时，因为质量不变、速度增大，所以它的动能增大；因为质量不变、所处的高度减小，所以它的重力势能减小。
故答案为：增大；减小。
【点评】掌握动能、重力势能的影响因素，分析重力势能和动能的变化要从质量、高度和速度三个方面分析。
18．
“辽宁舰”舰首由逐渐升高的斜面组成，歼﹣15舰载机沿“辽宁舰”舰首加速滑跃起飞，呈14°上翘角升空，此过程歼﹣15的动能 增大 ，势能 增大 。
【分析】动能的大小与物体的质量和速度有关，即速度越大，质量越大，动能越大；
重力势能的大小与物体的质量和高度有关，即质量越大，高度越大，重力势能越大。
【解答】解：歼﹣15舰载机加速滑跃起飞，即其质量不变，速度变大，故其动能变大；
同时其质量不变，高度增加，故其重力势能增大；
故答案为：增大；增大；
【点评】知道动能和重力势能大小的影响因素是解决该题的关键。
19．2013年6月11日我国“神十”载人飞船发射成功。升空过程中，飞船的机械能 增大 （选填“增大”或“减小”）；在穿越大气层时，“神十”飞船克服摩擦，将部分机械能转化为 内能 ；地面指挥中心的指令是通过 电磁波 传递给飞船的。
【分析】（1）机械能包括动能和势能，物体动能和势能的变化会引起机械能的变化；动能与质量和速度有关，质量越大、速度越大则动能越大；重力势能与质量和高度有关，质量越大、高度越大则重力势能越大。
（2）由于飞船与空气摩擦，需克服摩擦做功，使物体的内能增加、温度升高。
（3）电磁波能够传递信息，并能在真空中传播。
【解答】解：“神十”载人飞船升空过程中，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大。因为机械能＝动能+势能，所以机械能增大。
飞船在穿越大气层时，需要克服与空气间的摩擦做功，机械能转化为内能，使内能增加、温度升高。
电磁波可以在真空中传播，所以地面指挥中心的指令是通过电磁波传播的。
故答案为：增大；内能；电磁波（或无线电波）。
【点评】本题考查了电磁波的传播、做功与物体内能改变、影响机械能大小的因素，要求能够从不同事例中分析机械能的变化，属于对基础知识的考查。
20．2013年6月11日，我国在酒泉卫星发射中心利用“长征二号F遥十”运载火箭把“神舟十号”飞船成功送人太空。当飞船在环绕地球运行的轨道上从近地点向远地点运动时，动能减小，重力势能 增大 。制造飞船应选用强度大，密度 小 的材料。
【分析】（1）机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关；重力势能大小与质量和高度有关。
（2）根据密度公式ρ＝，变形可得m＝ρV。
【解答】解：（1）飞船在环绕地球运行的轨道上从近地点向远地点运动时，离地面高度增大，故重力势能增大。
（2）为了节约能量的消耗，飞船的质量应尽可能小些，根据密度公式ρ＝，变形可得m＝ρV，故应选密度小的材料，方可使飞船质量小。
故答案为：增大；小。
【点评】熟练掌握影响机械能的逐个因素，以及密度在生产生活中的应用，是解答此题的关键。
21．为捍卫祖国海疆，人民解放军某航空兵大队在南海上举行了多次实兵实战对抗演习。在演习过程中，一空中加油机给某歼﹣10战机进行空中加油，加油后该歼﹣10战机仍以原来的高度和速度匀速飞行，则该战机的动能 增大 ，机械能 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【分析】动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；
重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；
根据影响重力势能和动能的因素分析能量变化，再根据机械能等于动能加势能来最终做出判断。
【解答】解：歼﹣10战机在空中加油后，其质量增大，速度不变，因此，其动能增大；同时其高度不变、质量增大，其重力势能增大。故其机械能也一定增大。
故答案为：增大；增大。
【点评】解答此题首先要明确动能和势能的影响因素，再注意分析飞机在加油后，是哪一个量发生了变化，对动能、势能、机械能分别造成了怎样的影响。
22．在2013年5月的体考中，如图所示是康健同学在投掷实心球的运动轨迹，球在空中飞行的A、B、C、D四点， B 点处的重力势能最大， D 点处的动能最大。实心球落地后，由于球具有 惯性 还要继续向前运动，在地面阻力的作用下，最后停在E点。
【分析】（1）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（2）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（3）由于惯性物体要保持原来的运动状态。
【解答】解：（1）实心球在运动过程中，质量不变，实心球在B点高度最高，重力势能最大。
（2）实心球在运动过程中，质量不变，实心球在D点速度最大，动能最大。
（3）实心球落地后，由于球具有惯性还要保持原来的运动状态，所以实心球继续向前运动。
故答案为：B；D；惯性。
【点评】（1）掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
（2）能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
23．1970年4月24日，我国成功发射了第一颗人造地球卫星。如图所示，已知人造地球卫星沿椭圆轨道运行。其近地点距离地面高439Km，远地点距离地面2384Km，卫星在近地点时动能 最大 ，在远地点时势能 最大 （前两空选填“最大”或“最小”），从近地点向远地点运动过程中， 动能 转化为 势能 （选填“动能”或“势能”）。
【分析】动能的大小和物体的质量以及物体的运动速度有关；物体的重力势能和物体的质量以及物体的高度有关；卫星在大气层外运行的过程中的能量转化可根据动能和势能大小的影响因素进行判断。
【解答】解：卫星在近地点时，高度最小、速度最大，所以动能最大；在远地点时高度最高，所以势能最大；
在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，相对于地球的高度增加，卫星的速度减小，所以动能减小；卫星的相对高度增加所以势能增大，将动能转化为重力势能。
故答案为：最大；最大；动能；势能。
【点评】解决此类问题的关键是知道卫星在近地点时动能最大，势能最小；在远地点动能最小，势能最大。
24．如图甲所示，高为h的光滑斜面上，一物块从顶端A点由静止自由滑到底端B点，在此过程中，物块的机械能 守恒 （选填“守恒”或“不守恒”）；图乙所示的图象表示该物块的 重力势能 （选填“动能”或“重力势能”）随高度变化的规律。
【分析】（1）机械能和其它形式的能没有相互转化时，机械能守恒。
（2）动能大小跟质量、速度有关。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。
（3）重力势能大跟质量、高度有关。质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大。
【解答】解：（1）物块从光滑的斜面顶端滑动斜面底部，斜面是光滑的，物块机械能和其它形式的能没有相互转化，机械能守恒。
（2）如乙图，横坐标是高度，纵坐标是能量，重力势能跟高度有关，所以图乙所示的图象表示该物块的重力势能随高度变化的规律。
故答案为：守恒；重力势能。
【点评】（1）掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
（2）能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
25．如图所示，小明骑自行车在匀速上坡的过程中，他的动能 不变 ，机械能 增大 。（均填“增大”“不变”或“减小”）
【分析】动能的大小和物体的质量以及速度有关，质量一定，速度越大，动能越大；速度一定，质量越大，动能越大。重力势能的大小和物体的质量以及高度有关，质量一定，高度越大，重力势能越大；高度一定，质量越大，重力势能越大。动能+势能＝机械能；
【解答】解：如图所示，小明骑自行车在匀速上坡的过程中，其质量不变，速度不变，故其动能不变，同时其质量不变，高度增加，故其重力势能变大，故机械能变大。
故答案为：不变；增大。
【点评】知道动能、重力势能和机械能大小的影响因素是解决该题的关键。
三、解答题（共5小题）
26．五一假期，小华同学的全家去旅游，在高速路上看到如图所示标志牌，小华发现小轿车、大型客车、载货汽车最高行驶速度不同。爱思考的小华想：为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？请你从“能量”角度，用相关知识解释此现象。
【分析】对机动车的行驶速度进行限制，可用影响动能的因素分析，由于动能与质量和速度有关，对于质量较大的车，允许的速度就比质量较小的车的速度低。
【解答】答：机动车质量一定，速度越快，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，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，质量小的动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。
【点评】本题考查了影响动能的因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能就越大。
27．阅读短文，回答文后的问题
坦克炮
2015年是世界反法西斯和中国抗日战争胜利70周年，我国将举行盛大阅兵仪式。99式主战坦克预计会再次成为本次阅兵的一大亮点。
99式主战坦克为我国自行研制，火炮威力居于世界领先地位。炮弹初速为1940m/s，居世界第一。炮管中部的抽烟装置，由储气筒、喷嘴等组成。炮塔内炮手发射炮弹，弹丸经过喷嘴时储气筒会充入高压气体，弹丸飞离炮口后，储气筒内的高压气体便由喷嘴向外冲出，迫使炮塔中的有害气体沿炮口流出，净化了车内空气。
炮管外装有隔热套，隔热套分为内外两层，外层是为了减少环境对炮管的影响，内层是为了能使火炮发射时产生的热量快速传递，使炮管温度趋于一致，减少变形。
99式坦克还配备红外夜视仪、激光测距仪等先进设备，能够全天候作战。
（1）高速飞行的炮弹能够击穿2000m外900mm厚的装甲，是因为它具有较大的 动（机械） 能。
（2）抽烟装置喷嘴的开口方向，你认为图中哪一选择最符合要求 A
（3）炮管隔热套内层材料的性质最应该具有 C
A．熔点低 B．熔点高 C．导热性好 D．导热性差
（4）红外夜视仪夜晚能够识别人体、岩石、坦克，是因为被识别物体的 温度 不同，发出的红外线强度不同。
【分析】（1）物体能对外做功，我们就说物体具有能，据此结合能量的类型作答；
（2）根据抽烟装置的要求，可判断哪种设计更适合这一功能；
（3）根据炮管隔热套内层的作用特点可判断其材料的性质；
（4）任何物体都会向外辐射红外线，温度越高，辐射红外线越强。
【解答】解：（1）高速飞行的炮弹能够击穿2000m外900mm厚的装甲，说明能对外做功，因此它具有较大的动（机械）能。
（2）由题意可知，炮塔内炮手发射炮弹，弹丸经过喷嘴时储气筒会充入高压气体，弹丸飞离炮口后，储气筒内的高压气体便由喷嘴向外冲出，迫使炮塔中的有害气体沿炮口流出，净化了车内空气。从开口的方向来看，最符合要求的应该是A；
（3）由题意可知，炮管内层是为了能使火炮发射时产生的热量快速传递，使炮管温度趋于一致，减少变形，因此，炮管隔热套内层材料的性质最应该具有导热性好的特点，故C符合题意。
（4）红外夜视仪夜晚能够识别人体、岩石、坦克，是因为被识别物体的温度不同，发出的红外线强度不同。
故答案为：（1）动（机械）； （2）A； （3）C；（4）温度。
【点评】本题以“坦克炮”为背景，考查了与能量、物体的属性、红外线等相关的多个知识点，体现了物理在高科技领域的作用。
28．交通事故绝大部分都与车辆超速行驶有关。车速越大，刹车时越不容易停下来，造成撞车惨案。请你根据所学的知识解释：为什么车速越大刹车时越不易停车？
【分析】可以从动能去分析，结合相关知识点认识得到可能产生的后果。
【解答】答：物体的动能与质量和速度有关，汽车质量一定时，车速越大，具有的动能就越多，在刹车时，克服摩擦力做的功也越多，当摩擦力不变时，因此行驶的路程就越长，所以很难停下来。
【点评】此题与生活实际联系密切，解答时要联系所学物理知识，只要言之有理即可。
29．总长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示。请画出钢球从O点运动到A点的过程中，其动能随运动距离变化的大致关系图象。
【分析】小球下降过程，重力势能转化为动能的过程；小球拉动橡皮筋，小球动能转化为橡皮筋的弹性势能，动能逐渐变小，据此分析小球动能随移动距离变化并作图。
【解答】解：橡皮筋长为l，小球从初始状态下降至l过程中，重力势能转化为动能，小球做加速运动，动能逐渐变大；
小球从l下降至2l应该分为两个阶段，前一个阶段弹力小于重力，小球仍然加速，后一个阶段弹力大于重力，小球开始减速，最后变为零，动能转化为橡皮筋的弹性势能，最后动能为零；
动能随运动距离变化的大致关系图象如下图。
【点评】本题考查了动能和势能的转化过程分析以及动能随运动距离变化的关系图象的画法，弄清橡皮筋从l到2l过程的能量转化是关键。
30．用手推一下水平地面上的木箱子，箱子向前滑动。推了几次后，发现一个现象：箱子离开手时的速度越大，箱子从运动到静止所通过的距离就越长。请解释这个现象。
【分析】动能的大小与质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大；
根据W＝Fs，物体的能量越大，对外做的功越多；
【解答】解：箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，所受摩擦力不变；
箱子的质量一定，离手时速度越大。动能越大，动能克服摩擦力做的功越多；
根据W＝Fs可知，F相同，做的功越多，通过的路程就越长。
【点评】本题考查了影响动能大小的因素和功的计算公式的实际应用，理解知识点解答难度不大。
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日期：2021/2/18 20:53:45；用户：初中物理；邮箱：chaoyin104@xyh.com；学号：37127340
机械能及其转化
动能与势能转化问题的分析：
（1）首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。
（2）还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。
（3）题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒。
一．选择题（共8小题）
1．一个乒乓球从如图的轨道中的W点静止释版，先后经过X点、Y点、最后到这右侧的最高点Z，比较四点，球的机械能最大是（ ）
A．在W点 B．在X点 C．在Y点 D．在Z点
【分析】乒乓球在滚动过程中和轨道之间存在摩擦力，克服摩擦做功，消耗机械能，机械能在不断减小。
【解答】解：乒乓球在滚动过程中和轨道之间存在摩擦力，克服摩擦做功，消耗机械能，机械能转化为内能，机械能在不断减小，机械能从大到小依次是W点、X点、Y点、Z点。
故选：A。
【点评】乒乓球滚动过程中乒乓球和轨道之间存在摩擦，机械能转化为内能，机械能不断减小。
2．球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重
力势能如图所示，则球在S点的（ ）
A．速度比在M点的小
B．离地高度比在M点的低
C．机械能等于在M点的机械能
D．机械能大于在M点的机械能
【分析】（1）动能大小跟物体的质量和速度有关，在质量一定时，速度越大，动能越大；在速度一定时，质量越大，动能越大。
（2）重力势能跟物体的质量和高度有关，在质量一定时，高度越大，重力势能越大；在高度一定时，质量越大，重力势能越大。
（3）机械能等于动能和势能之和，物体不发生弹性形变时，机械能等于动能和重力势能之和。
【解答】解：A、球的质量不变，球在S点的动能大于M点动能，所以球在S点的速度大于M点速度。故A错误；
B、S点的重力势能小于M点的重力势能，球的质量不变，所以球在S点的高度小于M点的高度。故B正确；
CD、球在运动过程中没有发生弹性形变，所以机械能等于动能和重力势能之和，由图知，球在S点重力势能和M点动能相等，S点的动能小于M点的重力势能，所以S点的机械能小于M点的机械能。故CD错误。
故选：B。
【点评】从图象上判断动能、重力势能及机械能的大小，利用控制变量法，判断物体的速度和高度。
3．下列情景中，属于动能转化为重力势能的是（ ）
A．火箭加速升空 B．小朋友滑滑梯
C．弹弓弹射子弹 D．上升的滚摆
【分析】（1）物体由于运动而具有的能叫动能，物体由于被举高而具有的能叫重力势能，物体由于发生形变而具有的势能叫弹性势能。
（2）当动能转化为势能时，动能减小势能增大；当势能转化为动能时，势能减小动能增大。
【解答】解：A、火箭加速上升，速度增大，所处高度增大，其动能和重力势能都增大，动能没有转化为重力势能，故A不符合题意；
B、小朋友滑滑梯，所处高度减小，速度变大，其重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，故B不符合题意；
C、弹弓弹射子弹，弹弓的弹性势能减小，子弹的动能增大，弹弓的弹性势能转化为子弹的动能，故C不符合题意；
D、上升的滚摆，速度越来越慢，动能减小，高度越来越高，重力势能增大，动能转化为重力势能，故D符合题意。
故选：D。
【点评】本题考查学生对动能和势能转化的分析，能够分析出动能和势能的变化是解决此类问题的关键。
4．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处的动能等于在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处的动能小于在C处的动能
D．小球在B处的机械能等于在C处的机械能
【分析】动能的大小与物体的质量和速度有关，而重力势能的大小与物体的质量和高度有关；忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化，则物体的机械能守恒；该题中没有涉及弹性势能，则机械能等于重力势能与动能之和。
【解答】解：整个过程中小球的质量不变。
A、由题意可知小球在A处静止，速度为0、动能为0；忽略空气阻力和摩擦力，到D处时小球还有一定的速度，其动能不为0，所以小球在A处的动能小于在D处的动能，故A错误；
BD、忽略空气阻力和摩擦力，整个运动过程中，小球的机械能守恒，所以小球在各处的机械能是相等的，故B错误，D正确。
C、由前面解答可知，小球在B处的机械能等于小球在C处的机械能，而B的位置低于C的位置，所以小球在B点的重力势能较小，因此，小球在B处的动能大于在C处的动能，故C错误。
故选：D。
【点评】该题考查了动能和势能的转化与守恒，物体在动能最大的位置其势能最小，物体在势能最大的位置其动能最小。
5．如图所示，甲、乙是两个完全相同的网球。在同一高度以大小相等的速度，同时将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，两球在地面上反复弹跳。不计空气阻力，与地面碰撞时不计能量损失。则下列说法正确的是（ ）
A．两球在到达地面瞬间的最大速度相同
B．抛出时刻，甲球的机械能大于乙球
C．反弹后，甲球到达的最大高度大于乙球
D．撞击地面时，乙球的最大形变大于甲球
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度。质量相同，速度相同，动能相同。
（2）物体上升时动能转化为重力势能，下降时重力势能转化为动能。不计空气阻力，机械能守恒，机械能＝动能+势能。
【解答】解：
A、同时将甲球竖直向上抛出、将乙球竖直向下抛出，无论小球的运动方向如何，在落地瞬间小球的重力势能全部转化为动能，由于运动中不计空气阻力，因此没有能量损失，所以在落地瞬间两个小球的动能一样大，且两球的质量相同，所以两球的速度相同，故A正确；
B、甲、乙两个完全相同的网球，说明两球的质量相等；在同一水平面上以大小相等的速度抛出，说明抛出时小球具有的动能和重力势能是相同的，则此时两小球的机械能是相同的，故B错误；
C、反弹到最高点时，甲、乙的机械能是相同的，且动能都为0，所以甲、乙两球的重力势能相同，高度也相同，故C错误；
D、撞击地面并达到最大形变时，动能和重力势能能全部转化为弹性势能，所以弹性势能是相同的，且两球完全相同，所以两球的最大形变相同，故D错误。
故选：A。
【点评】通过本题，需注意三点内容：
（1）掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素；
（2）动能、重力势能、弹性势能之间是可以相互转化的；
（3）不考虑空气阻力时，机械能守恒。考虑空气摩擦时，机械能转化为内能，机械能减小，内能增大。
6．如图是一小球从密度均匀的油中A处由静止释放后竖直上浮的图景，小球在AB段做加速运动，在BC段做匀速运动，①和②是小球经过的两个位置。则小球（ ）
A．在位置②受到的浮力等于重力
B．在位置①受到的浮力比位置②受到的浮力大
C．一定受到随速度大小而变化的力作用
D．从B到C的过程中，小球的机械能不变
【分析】（1）平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上；
（2）根据F浮＝ρ液gV排判断小球经过位置①处所受浮力与②处的大小；
（3）根据“小球在AB段做加速运动，在BC段做匀速运动”来受力分析；
（4）根据影响动能、重力势能的因素分析。
【解答】解：
A、小球在BC段做匀速运动，受到平衡力的作用，受竖直向上的浮力、竖直向下的重力和竖直向下油的阻力（满足F浮＝G+f），所以浮力大于重力，则在位置②受到的浮力不等于重力，故A错误；
B、小球在上浮过程中（没有露出液面），油的密度不变，排开油的体积不变，根据F浮＝ρ液gV排知，小球所受浮力不变，所以在位置①受到的浮力等于位置②受到的浮力，故B错误；
C、整个过程中，小球受竖直向上的浮力、竖直向下的重力和竖直向下油的阻力；
在AB段做加速运动，则F浮＞G+f1，在BC段做匀速运动，则F浮＝G+f2，因F浮、G均不变，则可知f2＞f1（即阻力变大），且在B点时速度达到最大，所以一定受到随速度大小而变化的力作用，故C正确；
D、从B到C的过程中，小球做匀速直线运动，速度不变，动能不变，同时高度变大，重力势能变大，因机械能等于动能与势能的总和，所以小球的机械能变大，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了浮沉条件、阿基米德原理、机械能的变化、受力分析等知识，是一道综合题，有一定的难度。
7．如图所示的事例中，属于内能转化为机械能的是（ ）
A． 滑下滑梯 B． 篝火烧水
C． 做功冲程 D． 压缩点火
【分析】做功和热传递都可以改变物体的内能，做功是能量的转化，热传递是能量的转移。
克服摩擦做功、压缩气体做功可以使机械能转化为内能，使物体的内能增加、温度升高；气体膨胀对外做功，气体的内能减小，转化为机械能。
【解答】解：
A、滑下滑梯时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故A不合题意；
B、篝火烧水属于能量的转移，不是能量的转化，故B不合题意；
C、在内燃机的做功冲程中，燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，故C符合题意；
D、压缩点火，压缩气体做功，将机械能转化为内能，故D不合题意。
故选：C.
【点评】本题主要考查了能量的转化，明确能量转化的方向是关键。
8．2020年6月23日9时43分，北斗3号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功（如图），它是北斗3号系列的第三颗地球同步卫星，主要用于无线电导航、无线电测定等。关于卫星下列说法正确的是（ ）
A．该卫星在加速升空的过程中，机械能不变
B．该卫星进入同步轨道后，相对地表静止
C．该卫星运行一周的时间约为365天
D．该卫星与地面基站可通过超声波传递信息
【分析】（1）动能与物体的质量和速度有关，物体的质量越大、速度越大，动能越大；重力势能与物体的质量和高度有关，物体的质量越大、高度越高，重力势能越大；机械能等于动能与势能之和；
（2）判断一个物体是运动的还是静止的，要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化；若位置有变化，则物体相对于参照物是运动的；若位置没有变化，则物体相对于参照物是静止的；
（3）地球自转周期约为24小时；
（4）电磁波可以在真空中传播，而声音不能在真空中传播。
【解答】解：
A、在卫星加速升空的过程中，卫星的质量不变，速度变大，动能变大；同时质量不变、高度增加，重力势能增大，所以机械能增大，故A错误；
B、卫星进入同步轨道后，地球同步卫星和地球之间的位置没有发生改变，卫星相对于地表是静止的，故B正确；
C、地球同步卫星和地球的自转周期相同，即每隔24小时绕地球一周，故C错误；
D、卫星与地面站之间是真空，真空不能传声，所以只能利用电磁波传递信息，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了机械能的影响因素、运动和静止的判断、地球同步卫星的运转周期以及卫星通信等问题，涉及的知识较多，但难度不大，是一道基础题。
二．填空题（共8小题）
9．小华去商场购物，站在匀速上升的扶梯上，她的机械能将 增加 （选填“增加”“不变”或“减少”）。
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能＝动能+势能。在物体没有发生弹性形变时，不考虑弹性势能。
【解答】解：小华站在自动扶梯上，在扶梯匀速上升的过程中，则小华的质量不变，速度不变，动能不变；
高度增大，重力势能增大，因为机械能＝动能+势能，故小华的机械能增加。
故答案为：增加。
【点评】该题考查了机械能大小的影响因素，是一道基础题，需要熟记相关知识。
10．如图所示，小球沿半圆形轨道从A到B再到右边最高点C，再返回到左边的最高点D．小球在A点的机械能为100J，由于阻力，小球在C点的机械能为80J，则小球返回到D点时具有的机械能 大于 60J（选填“大于”“等于”“小于”），减小的机械能转化为 内 能
【分析】动能和重力势能之间可以相互转化，在转化过程中，由于与轨道摩擦，机械能逐渐减小，不计空气阻力，根据对摩擦力的分析可做出解答。
【解答】解：
由题意可知，小球在与轨道摩擦的过程中，其机械能转化为内能，逐渐减小。不计空气阻力，小球从A点到达B点时，机械能从100J减小为80J，减少了20J，而从B点再到达左侧所能达到的最高位置时，其通过轨道的长度应该比第一次短，所以机械能减少的大小小于20J，即小球的机械能是在80J的基础上，减去一个小于的20J的数，所以小球返回到D点时具有的机械能应该大于60J。
故答案为：大于；内。
【点评】了解动能和势能的转化，知道不计空气阻力时，机械能的减少主要是用来克服轨道的摩擦所致，再结合实际去分析判断。
11．如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置。则小球从a运动到c的过程中，在 b （选填“a”、“b”或“c”）位置动能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的 弹性势能 ，小球从a运动到b的过程机械能总量 变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【分析】动能的影响因素是质量和速度，弹性势能的影响因素是物体发生弹性形变的程度，据此可结合物体的运动情况做出判断
【解答】解：由题意可知，小球从a运动到b的过程中，弹簧的形变程度减小，其弹性势能减小，小球的速度变大，动能变大，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，而小球的重力势能不变，故机械能变大；到达b点时，弹簧恢复原状，不计摩擦阻力，其弹性势能全部转化为小球的动能；再从b运动到c时，弹簧被拉伸，小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能，小球的动能会变小。因此，在b点时小球的动能最大。
故答案为：b；弹性势能；变大。
【点评】本题主要考查了动能与弹性势能之间的转化，会分析物体的运动情况及动能与弹性势能的影响因素，是解答的关键。
12．如图所示，是小明制作的“会跳的卡片”，用手把它平压在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松手后，卡片就会弹跳起来。图中A为外表面，B为内表面，实验时应把 B 面紧贴桌面，卡片向上弹起来的过程中，橡皮筋的 弹性势 能会转化为卡片的 动 能，使卡片能向上运动。小明还利用相同的橡皮筋做了图乙、丙中的两张卡片，压平后 乙 （选填“乙”或“丙”）图中卡片可以弹跳得更高一些。
【分析】此题用到橡皮筋，橡皮筋拉开后具有弹性势能，恢复时转化为动能，所以卡片会跳起来。弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的能，决定弹性势能大小的因素是物体弹性形变的程度。
【解答】解：
由图中可知要利用橡皮筋的弹性势能，只有把橡皮筋拉开才会有弹性势能，所以要把卡片B面按平后放在水平面上然后松开，松开后，橡皮筋的弹性势能转化为纸片的动能，所以卡片能向上运动；
弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关，乙图中橡皮筋的弹性形变程度更大一些，所以它能够转化的动能更多，跳的更高。
故答案为：B；弹性势； 动；乙。
【点评】对实际问题要抓住关键点，此题中橡皮筋能发生弹性形变，拉开后具有弹性势能，所以要从能的转化角度来考虑。
13．如图所示的单摆，如果不考虑空气阻力的影响，小球将在ABC间不停地往复运动。小球从A运动到B的过程中，机械能 保持不变 （选填“逐渐变小”或“保持不变”）；绳子的拉力对小球 不做功 （选填“做功”或“不做功”）。
【分析】（1）动能和势能之和是机械能。如果动能全部转化为势能，或势能全部转化为动能，机械能的总量保持不变；
（2）做功包括两个必要因素：有力作用在物体上，物体在力的方向上通过一定的距离。
【解答】解：单摆从A到B和从C到B过程中，质量不变，高度降低，重力势能减少，同时速度增大，动能增大，此过程中重力势能转化为动能；相反，单摆从B到A和从B到C过程中，质量不变，高度增加，重力势能增加，同时速度减小，动能减小，此过程中动能转化为重力势能。不考虑空气阻力的影响，动能和重力势能相互转化，机械能总量保持不变；
单摆摆动过程中，绳子对小球有拉力的作用，但小球在绳子拉力的方向上没有距离的变化，所以绳子的拉力对小球不做功。
故答案为：保持不变；不做功。
【点评】此题考查了机械能守恒定律的应用和物体是否做功的判断，正确、全面理解物理规律是解答的基础。
14．人造地球卫星绕地球运行过程中机械能 守恒 （选填守恒或不守恒），原因是 不与大气摩擦，机械能总量保持不变 。
【分析】在大气层外，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，机械能守恒。
【解答】解：人造地球卫星绕地球运行过程中，在远地点和近地点之间转动，发生动能和重力势能的转化，由于不和空气摩擦，因此机械能不变。
故答案为：守恒；不与大气摩擦，机械能总量保持不变。
【点评】卫星环绕地球运动的过程中，只受地球的万有引力，机械能守恒，属于基础知识的考查。
15．2020年5月5日，长征五号B运载火箭，搭载新一代载人飞船，在我国文昌航天发射场点火升空，然后进入预定轨道5月8日，载人飞船的返回舱成功着陆在东风着陆场预定区域新飞船飞行试验任务取得圆满成功，在火箭加速升空过程中，火箭搭载的载人飞船的动能 增大 （不变/增大/减少）。在返回舱返回地面的过程中，由于大气摩擦，返回舱的部分机械能转化为 内能 。
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）动能和势能统称为机械能；物体克服阻力做功，机械能转化为内能。
【解答】解：在火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的载人飞船试验船的速度变大，质量不变，动能增大；
在返回舱返回地面的过程中会与大气摩擦，克服摩擦做功，返回舱的部分机械能转化为内能。
故答案为：增大；内能。
【点评】掌握动能、重力势能、机械能大小的影响因素是解决该题的关键。
16．2020年5月5日，长征五号B运载火箭在海南文昌发射，成功将新一代国产载人宇宙飞船送入预定轨道。标志着中国太空空间站建设正式迈出了第一步。
（1）运载火箭主要用液态氢作为燃料，这是因为液态氢的 热值 大（选填“密度”、“比热”或“热值”）。运载火箭发射升空的过程，火箭相对于发射架是 运动 的。
（2）火箭从点火到升空的过程中，燃料燃烧是将 化学 能转化为 内 能、最后又转化为火箭的 机械 能。
（3）火箭从地球上带到太空中的飞船，从地球到天空，飞船的质量将 不变 ；所受的重力将 减小 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
【分析】（1）热值是燃料的一种特性，在完全燃烧相同质量的燃料时，热值越大的燃料释放出的热量越多，在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小；研究机械运动时，假定不动的物体叫参照物，与参照物相比，物体位置有变化，说明物体在运动；物体位置没有变化，说明物体处于静止状态；
（2）火箭主要靠喷气式发动机工作，喷气式发动机是热机的一种，燃烧燃料将化学能转化为内能，然后通过喷气将内能转化为机械能。
（3）质量是物体本身的一种属性，不随物体的位置、形状、状态的变化而变化；物体在地面附近受到重力，物体在太空中是不受重力的。
【解答】解：（1）火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量；运载火箭发射升空的过程中，火箭相对于发射架位置发生了变化，则火箭相对于发射架是运动的。
（2）火箭发射升空时，通过燃烧燃料将化学能转化为燃气的内能，然后向后喷出高温高压燃气使火箭上升，这是气体膨胀对外做功的过程，将燃气的内能转化为火箭的机械能。
（3）飞船从地球到太空，位置发生变化，但质量不变；飞船在地球上受到重力作用，在太空中几乎不受重力，所以飞船受到的重力变小。
故答案为：
（1）热值；运动
（2）化学；内；机械
（3）不变；减小
【点评】本题考查热值、能量的转化、质量、重力、运动与静止的相对性参照物及其选择知识点较多，解答此题的关键是熟记课本知识点。
单元复习
第1节 功
1．功的认识：
一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动一段距离，我们说这个力对物体做了功。
2．做功的两个必要因素：
一是作用在物体上的_________，二是物体在这个力的方向上的_____________。
3．不做功的三种情况：
①物体受到力的作用，但不运动（劳而无功）；
②物体没有受到力，但由于惯性运动了一段距离；
③物体受到力的作用，但力的方向与物体运动方向垂直，该力对物体运动没有贡献。
4．功的定义：物理学中，把_________与在力的方向______________的乘积，叫做功。
5．功的公式：一般式W=Fs 常用式W=Gh（克服重力做功）或W＝f阻s（克服摩擦阻力做功）
6．功的单位：___________。
7．在分析做功情况时还应注意以下几点：
A．当物体的受力方向与运动方向不垂直时，这个力就要做功。
B．一个物体同时受几个力的作用时，有一些力做了功，有些力没有做功。因此，讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功。
C．什么叫物体克服阻力做功：若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用，我们通常说物体克服阻力F做了功。比如：在竖直向上，物体克服重力做功，功的大小为W=Gh；在水平方向上，物体克服摩擦力做功，功的大小为W=fs。
力 距离 力 移动的距离 焦耳（J）
第2节 功率
1．功率的概念：__________与_____________之比叫做功率。
2．功率的物理意义：表示做功__________的物理量。
3．功率的定义式：_____________。
4．功率的国际单位为__________，简称瓦（W），常用单位为__________（kW），换算关系为1 kW=1 000 W。
5．区别功与功率：功率与功是两个不同的物理量，“功”表示做功的“___________”，而“功率”则表示做功的“”，“多少”与“快慢”的意义不一样，只有在做功时间相同时，做功多的就做功快；否则，做功多，不一定做功就快，即“功率”不一定就大，也就是说：功率与功和时间两个因素有关。
6．功率的推导式：由P＝W/t变形为P＝F·v可知：功率一定时，力F与速度v成__________。
功 做功所用时间 快慢 P=Ｗ/t 瓦特 千瓦 多少 快慢 反比
第3节 动能和势能
1．动能：物体由于__________而具有的能，叫做动能。
重力势能：物体由于__________而具有的能量叫做重力势能。
弹性势能：物体由于发生了_____________而具有的能量叫做弹性势能。
机械能：动能和势能总称为____________。
2．影响动能大小的因素：动能的大小决定于物体的___________和_____________。
（1）在质量相同时，物体的速度越大，它具有的动能越大，物体的速度越小，它具有的动能越小。
（2）在速度相同时，物体的质量越大，它具有的动能越大，物体的质量越小，它具有的动能也越小。
3．影响势能大小的因素
（１）在质量相同时，物体所处的高度越高，它的重力势能____________，物体所处的高度越低，它的重力势能______________。
（2）在高度相同时，物体的质量越大，它的重力势能____________，物体的质量越小，它的重力势能____________。
（3）同一物体的弹性形变越大，则它具有的弹性势能__________。
运动 被举高 弹性形变 机械能 质量 速度 越大 越小 越大 越小 越大
第4节 机械能及其转化
1．机械能包括：___________和__________。
2．动能和势能可以相互转化。如果只有动能势能相互转化，机械能的总和保持___________，或者说机械能是__________的。
动能 势能 不变 守恒
《第11章 功和机械能》
一、选择题（共14小题）
1．从飞机空投的救灾物资在下落过程中，逐渐减小的物理量是（ ）
A．重力势能 B．动能 C．重力 D．质量
【分析】（1）重力势能大小的影响因素：质量和高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（2）动能大小的影响因素：质量和速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（3）质量是物体本身的一种属性，不随位置、形状、状态的变化而变化。
（4）重力跟质量成正比。
【解答】解：A、救灾物资下落过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小。符合题意。
B、救灾物资下落过程中，质量不变，速度增大，动能增大。不符合题意。
C、重力跟质量成正比，质量不变，重力不变。不符合题意。
D、质量是物体本身的一种属性，位置变化，质量不变。不符合题意。
故选：A。
【点评】（1）掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素。
（2）掌握质量是物体本身的一种属性。
（3）掌握重力跟质量成正比。
2．如图所示是北斗导航系统某一卫星的轨道示意图。已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒。该卫星从远地点向近地点运行过程中，重力势能、动能、速度的变化是（ ）
A．重力势能增加、动能减小、速度减小
B．重力势能增加、动能减小、速度不变
C．重力势能减小、动能增加、速度增加
D．重力势能不变、动能不变、速度不变
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）势能大小的影响因素：质量、相对高度。质量越大，相对高度越高，势能越大。
【解答】解：卫星从远地点向近地点运行过程中，卫星的质量不变，速度不断增大，动能不断增大，卫星和地球的相对高度减小，势能不断减小。
故选：C。
【点评】人造卫星在飞行过程中，动能和重力势能在相互转化，因为没有阻力，所以，总能量保持不变。
3．将甲、乙两砝码以细线相连并跨过定滑轮，使两砝码距离地面相同高度，如图1所示。当由静止自由释放后，甲砝码下降，乙砝码上升，如图2，假设细线及定滑轮的重量不计，且细线与定滑轮间无摩擦力，在砝码运动的过程中，下列推论何者最适当（ ）
A．甲的动能增加，乙的重力势能减少
B．甲的动能减少，乙的重力势能增加
C．甲的动能增加，乙的重力势能增加
D．甲的动能减少，乙的重力势能减少
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
根据影响动能和势能的因素进行分析。
【解答】解：当由静止自由释放后，甲砝码下降，乙砝码上升，甲所处的位置下降，速度变大，因此甲的重力势能减小，动能增大；乙所处的位置升高，速度变大，因此乙的重力势能增大，动能增大。
故选：C。
【点评】掌握影响动能和重力势能的因素，并能根据决定因素判断能量的改变。
4．小明骑自行车匀速上坡的过程中，他的（ ）
A．动能减小 B．重力势能减小
C．动能增加 D．机械能增加
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）弹性势能大小的影响因素：发生弹性形变的大小，发生弹性形变的难易程度。弹性形变越大，发生弹性形变越难，弹性势能越大。在物体没有发生弹性形变时，不考虑弹性势能。
（4）机械能＝动能+势能。
【解答】解：小明骑自行车匀速上坡时，小明的质量不变，速度不变，动能不变；高度不断增大，重力势能不断增大；小明上坡时没有发生弹性形变，不具有弹性势能，所以机械能＝动能+重力势能，机械能增加。
故选：D。
【点评】（1）掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
（2）能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
5．我国研制的新型消雾无人机在加速飞往雾霾区域的过程中，它的（ ）
A．动能增大 B．质量增大
C．合力为零 D．运动状态不变
【分析】影响动能的因素有：质量和速度，质量和速度越大时，动能越大。
当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体受平衡力作用。
【解答】解：新型消雾无人机在加速飞往雾霾区域的过程中，质量不变，速度增大，因此动能增大；
由于物体处于加速运动状态，速度越来越大，因此受非平衡力作用，其运动状态一直在发生改变，并且合力不为零。
故选：A。
【点评】本题考查动能的影响因素以及平衡状态的判断，属于基础题。
6．滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，他的（ ）
A．动能增加，重力势能增加
B．动能减少，重力势能减少
C．动能增加，重力势能减少
D．动能减少，重力势能增加
【分析】（1）影响动能大小的因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）影响重力势能大小的因素：质量、被举高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】解：滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，运动员的质量不变，速度增大，动能增大；高度减小，重力势能减小。
故选：C。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。根据影响因素能判断动能、重力势能、弹性势能的变化。
7．如图所示，铅球从出手到将要落地的过程中，下列说法正确的是（不计空气阻力）（ ）
A．铅球由a→b时，动能逐渐增大
B．铅球在b点的机械能大于a点的机械能
C．铅球由b→c时，机械能逐渐减小
D．铅球在c点时动能最大
【分析】（1）物体没有发生弹性形变，不考虑弹性势能。质量不变，根据高度判断重力势能大小，根据机械能＝动能+势能。由重力势能大小判断动能大小。
（2）不计空气阻力，不考虑摩擦生热，机械能守恒。
（3）铅球在上升过程中，动能转化为重力势能，下落过程中，重力势能转化为动能。
（4）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】解：A、铅球由a→b时，动能转化为重力势能，动能逐渐减小，重力势能不断增大。不符合题意。
B、不计空气阻力，不考虑摩擦生热，机械能守恒。a、b、c三点的机械能相等。不符合题意。
C、不计空气阻力，不考虑摩擦生热，机械能守恒。铅球由b→c时，机械能都相等。不符合题意。
D、a、b、c三点的机械能相等。机械能＝动能+势能。铅球的质量不变，hb＞ha＞hc，b点的铅球的重力势能大于a点铅球的重力势能大于c点的铅球的重力势能，b点的铅球的动能小于a点铅球的动能小于c点的铅球的动能。所以铅球在c点时动能最大。符合题意。
故选：D。
【点评】（1）掌握动能和重力势能的转化。
（2）重视题目中的条件，不计空气阻力时，机械能守恒。
（3）掌握机械能＝动能+势能。
8．人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行。它从近地点向远地点运动过程中（ ）
A．动能增大，势能减小，机械能不变
B．动能减小，势能增大，机械能不变
C．动能不变，势能增大，机械能变大
D．动能减小，势能不变，机械能变小
【分析】（1）从动能和势能大小的影响因素进行判断：
动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
势能大小的影响因素：质量、相对高度。质量越大，相对高度越高，势能越大。
（2）人造卫星在太空运行时，没有克服摩擦做功，机械能守恒。
【解答】解：人造卫星沿椭圆形的轨道绕地球运行时，没有克服摩擦做功，机械能守恒。
所以它由近地点向远地点运行时，质量不变，相对地面的高度增大，势能增大；速度减小，动能减小，总机械能不变。
故选：B。
【点评】人造卫星在飞行过程中，动能和重力势能在相互转化，因为没有阻力，所以，总能量保持不变。
9．下列有关运动和力的说法中正确的是（ ）
A．给正在运动的物体再施加一个力，物体一定比原来运动得更快
B．运动的物体如果不受外力作用时将会慢慢停下来
C．推出去的铅球继续前进是因为受到了惯性的作用
D．跳伞运动员在空中匀速下降时机械能逐渐减小
【分析】（1）主要是施加的力和物体的运动方向的关系，如果施加的力和物体运动方向相同，物体运动加快；如果施加的力和物体运动相反，物体运动减慢。
（2）根据牛顿第一定律判断。
（3）惯性只有两个修饰词，是由于和具有。
（4）从动能和重力势能大小变化进行分析。
【解答】解：A、给正在运动的物体再施加一个力，物体可能比原来运动得更快，也可能比原来运动的慢。故A选项错误。
B、运动的物体如果不受外力作用时，物体将进行匀速直线运动。故B选项错误。
C、推出去的铅球继续前进是因为铅球具有惯性要保持原来的运动状态。故C选项错误。
D、跳伞运动员在空中匀速下降时，运动员的质量不变，速度不变，动能不变；高度减小，重力势能减小；没有发生弹性形变，不具有弹性势能；所以机械能＝动能+重力势能，机械能变小。故D选项正确。
故选：D。
【点评】惯性是物体的一种属性，是一种性质，惯性是物体在任何时候都具有的，惯性大小只跟物体质量有关。
10．如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球（ ）
A．在b、d两点动能相等
B．在a、d两点动能相等
C．从b到c的过程机械能减少
D．从c到d的过程重力势能减少
【分析】（1）动能大小跟质量、速度有关。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。
（2）足球和草地之间存在摩擦力，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，内能增大。
（3）重力势能大小跟质量、高度有关。质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大。
【解答】解：A、足球在b点时，足球有一定的速度，足球具有一定的动能，动能不为零；足球在d点时，足球速度为零，足球动能为零。故A错误。
B、足球在a点时，足球有一定的速度，足球具有一定的动能，动能不为零；足球在d点时，足球速度为零，足球动能为零。故B错误。
C、足球从b到c的过程中，足球和草地之间存在摩擦力，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能不断减小。故C正确。
D、足球从c到d的过程中，足球质量不变，高度增大，重力势能不断增大。故D错误。
故选：C。
【点评】机械能大小可以根据机械能＝动能+势能中动能和势能的变化来判断机械能的变化，也可以看机械能是否和其它形式的能发生转化来判断。
11．如图所示，是某建筑工地用起重机吊货物的情景。货物在钢绳的拉力作用下先沿竖直方向匀速上升，再水平移动到卸货地点。若不计摩擦和空气阻力，则货物在匀速上升过程中（ ）
A．重力势能增加，动能减少
B．重力势能增加，机械能增加
C．动能不变，机械能增加
D．动能减少，机械能减少
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能等于动能和势能之和。
【解答】解：不计摩擦和空气阻力，货物在匀速上升过程中，质量不变，速度不变，高度增加，因此动能不变，重力势能增加，则机械能增加。
故选：BC。
【点评】（1）掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素。
（2）根据能量的影响因素判断动能、重力势能、弹性势能大小的变化。
12．如图是杂技演员演出时的过程示意图，男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在跷跷板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故（ ）
A．男演员的质量必须要大于女演员的质量
B．甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能
C．男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能
D．女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等
【分析】由于存在阻力，克服阻力做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，内能不断增大，所以男演员的机械能一定大于女演员的机械能。
【解答】解：A、甲处的男演员要想把女演员弹起到乙处，由于乙处高于甲处，男演员的机械能一定大于女演员的机械能，男演员向上跳起，同时具有动能和重力势能，女演员到达乙处静止不动，只具有重力势能，所以男演员的质量不一定大于女演员质量。如果男演员自由下落时，男演员的质量一定大于女演员质量。不符合题意。
B、男演员向上跳起，同时具有动能和重力势能，女演员到达乙处静止不动，只具有重力势能，男演员的重力势能不一定大于女演员的重力势能。如果男演员自由下落时，男演员的重力势能一定大于女演员重力势能。不符合题意。
C、由于存在阻力，克服阻力做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，所以男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能。符合题意。
D、女演员弹起时动能转化为重力势能，由于存在阻力，克服阻力做功，动能没有完全转化为重力势能，所以女演员弹起时的动能大于她站在乙处时的机械能。不符合题意。
故选：C。
【点评】由于存在摩擦阻力，克服摩擦做功，整个过程中，机械能不断减小。
13．对在高速公路上行驶的汽车要进行限速，其实质是限制了汽车的（ ）
A．摩擦力 B．势能 C．动能 D．惯性
【分析】动能大小和物体的质量、运动速度大小有关，质量一定时，速度越大，动能越大；重力势能大小和物体的质量、高度有关；摩擦力大小和压力大小、接触面的粗糙程度有关；惯性只和物体的质量大小有关。
【解答】解：对在高速公路上行驶的汽车，质量不变，进行限速，其实质是限制了汽车的动能大小。
故选：C。
【点评】此题主要考查的是学生对动能大小影响因素的理解和掌握，基础性题目。
14．如图所示，在空中以相同速度水平匀速直线飞行的加油机和受油机，在加油的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．加油机动能减小，重力势能减小，机械能减小
B．受油机动能不变，重力势能不变，机械能不变
C．加油机动能减小，重力势能不变，机械能减小
D．受油机动能增大，重力势能增大，机械能增大
【分析】分析加油机和受油机的动能和重力势能大小的变化，从动能和重力势能大小的影响因素进行考虑。
（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能＝动能+势能。
【解答】解：空中以相同速度水平匀速直线飞行的加油机，其速度不变，但质量变小，故其动能变小；同时其高度不变，但其质量变小，故其重力势能变小，所以机械能变小；
空中以相同速度水平匀速直线飞行的受油机，其速度不变，但质量变大，故其动能变大；同时其高度不变，但其质量变大，故其重力势能变大，所以机械能变大；
故选：AD。
【点评】知道动能、重力势能和机械能大小的影响因素是解决该题的关键。
二、填空题（共11小题）
15．高速公路上行驶的车辆不能超速超载：不能超速是因为当车的质量一定时， 速度 越大，动能越大，行驶时就越危险；不能超载是因为当车的速度一定时， 质量 越大，动能越大，行驶时就越危险。
【分析】影响动能大小的因素是质量和速度；质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】解：
超速、超载易引发交通安全事故。这是因为在质量一定时，速度越大，动能越大，越不容易刹车，所以要对汽车进行限速；
在速度一定时，质量越大，动能就越大，越不容易刹车，所以要对汽车进行限载。
故答案为：速度；质量。
【点评】此题主要考查的是学生对动能大小影响因素的理解和掌握，基础性题目。
16．弹簧门被推开后，能自动关闭，这是由于门被推开后，弹簧被卷紧，具有 弹性势 能，放手后这种能转化为门的 动 能，使门自动关上。
【分析】由于物体发生弹性形变而具有能叫做弹性势能。
由于物体的运动而具有的能叫做动能。
动能和势能可以相互转化。
【解答】解：弹簧门被推开后，弹簧被卷紧，发生了弹性形变，具有了弹性势能。
放手后，弹簧恢复弹性形变，弹性势能变小，同时门由静止变为运动，门具有了动能。所以弹性势能转化为动能。
故答案为：弹性势、动。
【点评】只要知道物体在什么情况下，具有动能、弹性势能即可解答。
17．“歼10”是我国自主研制的新一代轻型战斗机，具有卓越的机动性能。当它在空中加速向下俯冲时，动能 增大 ，重力势能 减小 （以上两空选填“增大”、“不变”或“减小”）。
【分析】动能的大小与物体的质量以及速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；
重力势能的大小和物体的质量以及物体所处的高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
【解答】解：当战斗机在空中加速向下俯冲时，因为质量不变、速度增大，所以它的动能增大；因为质量不变、所处的高度减小，所以它的重力势能减小。
故答案为：增大；减小。
【点评】掌握动能、重力势能的影响因素，分析重力势能和动能的变化要从质量、高度和速度三个方面分析。
18．
“辽宁舰”舰首由逐渐升高的斜面组成，歼﹣15舰载机沿“辽宁舰”舰首加速滑跃起飞，呈14°上翘角升空，此过程歼﹣15的动能 增大 ，势能 增大 。
【分析】动能的大小与物体的质量和速度有关，即速度越大，质量越大，动能越大；
重力势能的大小与物体的质量和高度有关，即质量越大，高度越大，重力势能越大。
【解答】解：歼﹣15舰载机加速滑跃起飞，即其质量不变，速度变大，故其动能变大；
同时其质量不变，高度增加，故其重力势能增大；
故答案为：增大；增大；
【点评】知道动能和重力势能大小的影响因素是解决该题的关键。
19．2013年6月11日我国“神十”载人飞船发射成功。升空过程中，飞船的机械能 增大 （选填“增大”或“减小”）；在穿越大气层时，“神十”飞船克服摩擦，将部分机械能转化为 内能 ；地面指挥中心的指令是通过 电磁波 传递给飞船的。
【分析】（1）机械能包括动能和势能，物体动能和势能的变化会引起机械能的变化；动能与质量和速度有关，质量越大、速度越大则动能越大；重力势能与质量和高度有关，质量越大、高度越大则重力势能越大。
（2）由于飞船与空气摩擦，需克服摩擦做功，使物体的内能增加、温度升高。
（3）电磁波能够传递信息，并能在真空中传播。
【解答】解：“神十”载人飞船升空过程中，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大。因为机械能＝动能+势能，所以机械能增大。
飞船在穿越大气层时，需要克服与空气间的摩擦做功，机械能转化为内能，使内能增加、温度升高。
电磁波可以在真空中传播，所以地面指挥中心的指令是通过电磁波传播的。
故答案为：增大；内能；电磁波（或无线电波）。
【点评】本题考查了电磁波的传播、做功与物体内能改变、影响机械能大小的因素，要求能够从不同事例中分析机械能的变化，属于对基础知识的考查。
20．2013年6月11日，我国在酒泉卫星发射中心利用“长征二号F遥十”运载火箭把“神舟十号”飞船成功送人太空。当飞船在环绕地球运行的轨道上从近地点向远地点运动时，动能减小，重力势能 增大 。制造飞船应选用强度大，密度 小 的材料。
【分析】（1）机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关；重力势能大小与质量和高度有关。
（2）根据密度公式ρ＝，变形可得m＝ρV。
【解答】解：（1）飞船在环绕地球运行的轨道上从近地点向远地点运动时，离地面高度增大，故重力势能增大。
（2）为了节约能量的消耗，飞船的质量应尽可能小些，根据密度公式ρ＝，变形可得m＝ρV，故应选密度小的材料，方可使飞船质量小。
故答案为：增大；小。
【点评】熟练掌握影响机械能的逐个因素，以及密度在生产生活中的应用，是解答此题的关键。
21．为捍卫祖国海疆，人民解放军某航空兵大队在南海上举行了多次实兵实战对抗演习。在演习过程中，一空中加油机给某歼﹣10战机进行空中加油，加油后该歼﹣10战机仍以原来的高度和速度匀速飞行，则该战机的动能 增大 ，机械能 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【分析】动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；
重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；
根据影响重力势能和动能的因素分析能量变化，再根据机械能等于动能加势能来最终做出判断。
【解答】解：歼﹣10战机在空中加油后，其质量增大，速度不变，因此，其动能增大；同时其高度不变、质量增大，其重力势能增大。故其机械能也一定增大。
故答案为：增大；增大。
【点评】解答此题首先要明确动能和势能的影响因素，再注意分析飞机在加油后，是哪一个量发生了变化，对动能、势能、机械能分别造成了怎样的影响。
22．在2013年5月的体考中，如图所示是康健同学在投掷实心球的运动轨迹，球在空中飞行的A、B、C、D四点， B 点处的重力势能最大， D 点处的动能最大。实心球落地后，由于球具有 惯性 还要继续向前运动，在地面阻力的作用下，最后停在E点。
【分析】（1）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（2）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（3）由于惯性物体要保持原来的运动状态。
【解答】解：（1）实心球在运动过程中，质量不变，实心球在B点高度最高，重力势能最大。
（2）实心球在运动过程中，质量不变，实心球在D点速度最大，动能最大。
（3）实心球落地后，由于球具有惯性还要保持原来的运动状态，所以实心球继续向前运动。
故答案为：B；D；惯性。
【点评】（1）掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
（2）能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
23．1970年4月24日，我国成功发射了第一颗人造地球卫星。如图所示，已知人造地球卫星沿椭圆轨道运行。其近地点距离地面高439Km，远地点距离地面2384Km，卫星在近地点时动能 最大 ，在远地点时势能 最大 （前两空选填“最大”或“最小”），从近地点向远地点运动过程中， 动能 转化为 势能 （选填“动能”或“势能”）。
【分析】动能的大小和物体的质量以及物体的运动速度有关；物体的重力势能和物体的质量以及物体的高度有关；卫星在大气层外运行的过程中的能量转化可根据动能和势能大小的影响因素进行判断。
【解答】解：卫星在近地点时，高度最小、速度最大，所以动能最大；在远地点时高度最高，所以势能最大；
在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，相对于地球的高度增加，卫星的速度减小，所以动能减小；卫星的相对高度增加所以势能增大，将动能转化为重力势能。
故答案为：最大；最大；动能；势能。
【点评】解决此类问题的关键是知道卫星在近地点时动能最大，势能最小；在远地点动能最小，势能最大。
24．如图甲所示，高为h的光滑斜面上，一物块从顶端A点由静止自由滑到底端B点，在此过程中，物块的机械能 守恒 （选填“守恒”或“不守恒”）；图乙所示的图象表示该物块的 重力势能 （选填“动能”或“重力势能”）随高度变化的规律。
【分析】（1）机械能和其它形式的能没有相互转化时，机械能守恒。
（2）动能大小跟质量、速度有关。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。
（3）重力势能大跟质量、高度有关。质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大。
【解答】解：（1）物块从光滑的斜面顶端滑动斜面底部，斜面是光滑的，物块机械能和其它形式的能没有相互转化，机械能守恒。
（2）如乙图，横坐标是高度，纵坐标是能量，重力势能跟高度有关，所以图乙所示的图象表示该物块的重力势能随高度变化的规律。
故答案为：守恒；重力势能。
【点评】（1）掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
（2）能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
25．如图所示，小明骑自行车在匀速上坡的过程中，他的动能 不变 ，机械能 增大 。（均填“增大”“不变”或“减小”）
【分析】动能的大小和物体的质量以及速度有关，质量一定，速度越大，动能越大；速度一定，质量越大，动能越大。重力势能的大小和物体的质量以及高度有关，质量一定，高度越大，重力势能越大；高度一定，质量越大，重力势能越大。动能+势能＝机械能；
【解答】解：如图所示，小明骑自行车在匀速上坡的过程中，其质量不变，速度不变，故其动能不变，同时其质量不变，高度增加，故其重力势能变大，故机械能变大。
故答案为：不变；增大。
【点评】知道动能、重力势能和机械能大小的影响因素是解决该题的关键。
三、解答题（共5小题）
26．五一假期，小华同学的全家去旅游，在高速路上看到如图所示标志牌，小华发现小轿车、大型客车、载货汽车最高行驶速度不同。爱思考的小华想：为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？请你从“能量”角度，用相关知识解释此现象。
【分析】对机动车的行驶速度进行限制，可用影响动能的因素分析，由于动能与质量和速度有关，对于质量较大的车，允许的速度就比质量较小的车的速度低。
【解答】答：机动车质量一定，速度越快，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，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，质量小的动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。
【点评】本题考查了影响动能的因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能就越大。
27．阅读短文，回答文后的问题
坦克炮
2015年是世界反法西斯和中国抗日战争胜利70周年，我国将举行盛大阅兵仪式。99式主战坦克预计会再次成为本次阅兵的一大亮点。
99式主战坦克为我国自行研制，火炮威力居于世界领先地位。炮弹初速为1940m/s，居世界第一。炮管中部的抽烟装置，由储气筒、喷嘴等组成。炮塔内炮手发射炮弹，弹丸经过喷嘴时储气筒会充入高压气体，弹丸飞离炮口后，储气筒内的高压气体便由喷嘴向外冲出，迫使炮塔中的有害气体沿炮口流出，净化了车内空气。
炮管外装有隔热套，隔热套分为内外两层，外层是为了减少环境对炮管的影响，内层是为了能使火炮发射时产生的热量快速传递，使炮管温度趋于一致，减少变形。
99式坦克还配备红外夜视仪、激光测距仪等先进设备，能够全天候作战。
（1）高速飞行的炮弹能够击穿2000m外900mm厚的装甲，是因为它具有较大的 动（机械） 能。
（2）抽烟装置喷嘴的开口方向，你认为图中哪一选择最符合要求 A
（3）炮管隔热套内层材料的性质最应该具有 C
A．熔点低 B．熔点高 C．导热性好 D．导热性差
（4）红外夜视仪夜晚能够识别人体、岩石、坦克，是因为被识别物体的 温度 不同，发出的红外线强度不同。
【分析】（1）物体能对外做功，我们就说物体具有能，据此结合能量的类型作答；
（2）根据抽烟装置的要求，可判断哪种设计更适合这一功能；
（3）根据炮管隔热套内层的作用特点可判断其材料的性质；
（4）任何物体都会向外辐射红外线，温度越高，辐射红外线越强。
【解答】解：（1）高速飞行的炮弹能够击穿2000m外900mm厚的装甲，说明能对外做功，因此它具有较大的动（机械）能。
（2）由题意可知，炮塔内炮手发射炮弹，弹丸经过喷嘴时储气筒会充入高压气体，弹丸飞离炮口后，储气筒内的高压气体便由喷嘴向外冲出，迫使炮塔中的有害气体沿炮口流出，净化了车内空气。从开口的方向来看，最符合要求的应该是A；
（3）由题意可知，炮管内层是为了能使火炮发射时产生的热量快速传递，使炮管温度趋于一致，减少变形，因此，炮管隔热套内层材料的性质最应该具有导热性好的特点，故C符合题意。
（4）红外夜视仪夜晚能够识别人体、岩石、坦克，是因为被识别物体的温度不同，发出的红外线强度不同。
故答案为：（1）动（机械）； （2）A； （3）C；（4）温度。
【点评】本题以“坦克炮”为背景，考查了与能量、物体的属性、红外线等相关的多个知识点，体现了物理在高科技领域的作用。
28．交通事故绝大部分都与车辆超速行驶有关。车速越大，刹车时越不容易停下来，造成撞车惨案。请你根据所学的知识解释：为什么车速越大刹车时越不易停车？
【分析】可以从动能去分析，结合相关知识点认识得到可能产生的后果。
【解答】答：物体的动能与质量和速度有关，汽车质量一定时，车速越大，具有的动能就越多，在刹车时，克服摩擦力做的功也越多，当摩擦力不变时，因此行驶的路程就越长，所以很难停下来。
【点评】此题与生活实际联系密切，解答时要联系所学物理知识，只要言之有理即可。
29．总长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示。请画出钢球从O点运动到A点的过程中，其动能随运动距离变化的大致关系图象。
【分析】小球下降过程，重力势能转化为动能的过程；小球拉动橡皮筋，小球动能转化为橡皮筋的弹性势能，动能逐渐变小，据此分析小球动能随移动距离变化并作图。
【解答】解：橡皮筋长为l，小球从初始状态下降至l过程中，重力势能转化为动能，小球做加速运动，动能逐渐变大；
小球从l下降至2l应该分为两个阶段，前一个阶段弹力小于重力，小球仍然加速，后一个阶段弹力大于重力，小球开始减速，最后变为零，动能转化为橡皮筋的弹性势能，最后动能为零；
动能随运动距离变化的大致关系图象如下图。
【点评】本题考查了动能和势能的转化过程分析以及动能随运动距离变化的关系图象的画法，弄清橡皮筋从l到2l过程的能量转化是关键。
30．用手推一下水平地面上的木箱子，箱子向前滑动。推了几次后，发现一个现象：箱子离开手时的速度越大，箱子从运动到静止所通过的距离就越长。请解释这个现象。
【分析】动能的大小与质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大；
根据W＝Fs，物体的能量越大，对外做的功越多；
【解答】解：箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，所受摩擦力不变；
箱子的质量一定，离手时速度越大。动能越大，动能克服摩擦力做的功越多；
根据W＝Fs可知，F相同，做的功越多，通过的路程就越长。
【点评】本题考查了影响动能大小的因素和功的计算公式的实际应用，理解知识点解答难度不大。
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日期：2021/2/18 20:53:45；用户：初中物理；邮箱：chaoyin104@xyh.com；学号：37127340
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