初中科学第2节 机械能课时训练

这是一份初中科学第2节 机械能课时训练，共11页。试卷主要包含了2机械能同步练习答案解析等内容，欢迎下载使用。

如下图所示，直升飞机悬停在空中。下列对直升飞机能量的分析，正确的是（ ）
A．直升飞机具有重力势能
B．直升飞机的动能不断转化为重力势能
C．直升飞机的重力势能不断转化为动能
D．直升飞机的机械能在不断增大
下列四幅图中，动能和势能之间没有发生相互转化的是（ ）
A． 用弓将箭射出B． 上升的滚摆
C． 在水平公路匀速行驶的汽车D． 绕地球运行
如图是单摆实验，A点的高度大于B点的高度，让小球从A点由静止开始释放，当小球荡到B点位置时绳子突然断裂（不计空气阻力）。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是（ ）
A．aB．bC．cD．d
如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的（ ）
A．重力势能减小，动能增大B．重力势能减小，机械能减小
C．动能不变，机械能不变D．重力势能不变，机械能减小
我国研制的“歼—20”隐形战斗机试飞成功， 标志着我国在飞机研发和制造领域取得了很大的成就。“歼—20”隐形战斗机在匀速降落过程中战斗机的( )
A．动能减小 重力势能减小B．动能不变 重力势能增大
C．动能增大 重力势能增大D．动能不变 重力势能减小
关于机械能及其转化，下列说法不正确的是( )
A．冰壶从离开手到停下来的过程中，机械能逐渐减小
B．降落伞匀速下降的过程中，重力势能变小，动能不变
C．只要物体的位置发生变化，物体的重力势能就一定会发生变化
D．电梯匀速上升时，动能不变，重力势能增大，机械能增大
如图所示，用力将质量相同的甲、乙两物分别沿斜面AB、DC推至平台B上.将甲物体推上平台做的功W甲比将乙物体推上平台做的功W乙多，下列说法中正确的是( )
A．甲物体的重力势能大
B．乙物体的重力势能大
C．两个物体的重力势能一样大
D．无法判断哪个物体的重力势能大
如图所示，乘客站在水平台阶上随自动扶梯匀速上楼，在此过程中蕴含着许多物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．乘客的机械能保持不变
B．扶梯上乘客受到重力、支持力和摩擦力的作用
C．在上楼过程中，扶梯台阶对乘客做了功
D．乘客的重力势能不变
在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示装置。有关该实验的说法正确的( )
A．水平面光滑更有利于得出正确的结论
B．研究弹性势能的大小跟弹簧自然长度是否有关时，将同一根弹簧分别压缩不同程度后静止释放钢球，比较木块被撞击后移动的距离
C．利用该实验不能研究钢球动能与速度的关系
D．该实验用到了“控制变量法”和“转换法”两种科学方法
在平昌冬奥会自由式滑雪比赛中，选手的运动轨迹如图所示（b，d在同一高度），如果不计空气阻力，下列说法错误的是( )
A．从a点向b点运动的过程中，动能增加
B．从b点向c点运动的过程中，重力势能增加
C．b点的动能等于d点的动能
D．c点和d点的机械能相等
、填空题
物体由于 而具有的能叫动能。动能的大小与 和 有关。
体积相同的铁球和木球，放在同一水平桌面上，铁球静止，木球运动， 球的重力势能大， 球的动能小。正在运动着的木球如果它受到的所有外力同时消失，它的速度将 ，动能将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
美国正在实验助推火箭无损回收技术：火箭将飞船推送至一定高度；箭船分离，火箭停止喷火、落向地面；接近地面时，火箭再次消耗燃料、向下喷火，并以2m/s的速度匀速下降，如图所示。匀速下降时，火箭的动能 （变小/不变/变大），重力势能 （变小/不变/变大）。
、实验题
在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图。
（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是 。
（3）该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。下面的四个实例中也采用这种研究方法的是 。
A．认识电压和电流时，我们可以用水压和水流来类比
B．磁场看不见、摸不着，我们可以用磁感线来描述磁场
C．探究影响电磁铁磁性强弱的因素，通过观察吸引大头针的数目来判断磁性强弱
D．保持电压不变，探究电功率与电流的关系
、解答题
小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。
（1）如图1所示，小球从A点静止释放，小球到达C点时速度是否为零？；
（2）将轨道BC段改为水平，如图2所示，小球仍从A点静止释放，小球经过M点时的机械能大于、小于还是等于其在A点的机械能？ 。以小球经过M点时为计时起点，大致画出小球在MN段运动的速度-时间图线。
3.2机械能同步练习答案解析
、选择题
A
【解析】根据动能和重力势能的转化分析判断。
A．直升飞机在空中具有一定高度，则它具有重力势能，故A正确；
BC.直升飞机在空中悬停时，它的高度不变，则重力势能不变，故B、C错误；
D.飞机在空中悬停时，它的动能为零，而重力势能保持不变，即机械能保持不变，故D错误。
故选A．
C
【解析】在判断动能和重力势能的大小时，要注意看影响动能和重力势能大小的因素怎么变化.
A．用弓将箭射出去，弓弹性势能减小，箭的动能增大，弹性势能转化为动能，故A不符合题意；
B、上升的滚摆，高度增加，重力势能增大；速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，故B不符合题意；
C、在水平公路匀速行驶的汽车，动能不变，重力势能不变，所以动能与势能没有发生相互转化，故C符合题意；
D、卫星绕地球运行时，存在重力势能和动能的相互转化，故D不符合题意.
故答案为C.
C
【解析】物体的动能和势能之和称为物体的机械能，势能可以是引力势能、弹性势能等。只有在重力（或弹簧的弹力）做功的情形下，物体的重力势能（或弹性势能）和动能发生相互转化，但总机械能保持不变。
A．小球从A点由静止滑下，不计空气阻力，小球的机械能守恒，所以小球运动过程中的机械能都等于A点时的重力势能，图中a曲线的最高点超过了A点的高度，这是不可能的；
B.b曲线的最高点与A点的高度相同，而在最高点时，小球仍具有向右运动的速度，所以b曲线中小球的机械能大于A点的机械能，故b不可能；
C.c曲线的最高点低于A点，由于在最高点时小球仍运动，其总机械能可能与开始时的机械能相等，故c可能；
D.小球离开轨道时，由于惯性，应具有沿轨道方向向上运动的速度，小球不可能沿d曲线运动。
故选C。
B
【解析】同一物体质量不变，判断重力势能变化只需判断它的高度变化，判断动能的变化只需判断它的速度变化；将重力势能和动能结合在一起，就能判断机械能的变化。
木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，它的质量不变，速度不变，因此它的动能不变；它的高度减小，因此重力势能减小；因为机械能=动能+重力势能，因此它的机械能也减小，故B正确，而A．C、D错误。
故选B。
D
【解析】解答本题需要知道动能、重力势能的影响因素。
“歼—20”隐形战斗机在匀速下落过程中，质量不变、速度不变，故动能不变；降落过程中，由于高度减小，所以重力势能减小。
故答案为：D。
C
C
【解析】根据重力势能的影响因素判断大小即可。
根据图片可知，甲和乙的质量相同，到达BC平台时上升的高度相同，因此甲和乙的重力势能相同，故C正确，而A．B、D错误。
故选C。
C
【解析】（1）机械能包括动能和势能，动能与物质和速度有关，势能与质量和高度有关；（2）物体做匀速运动时受到平衡力的作用，根据力和运动的关系可以分析出乘客受到哪些力；（3）判断力是否做功主要看在力的方向上是否有位置的移动；（4）重力势能与物质的重力大小和高度有关。
A．乘客的机械能保持不变，匀速上楼时由于速度不变所以动能不变，高度增加所以势能增加，机械能增加，A错误；
B、扶梯上乘客受到重力、支持力和摩擦力的作用，匀速上楼时乘客只受到重力和支持力的作用，不受摩擦力的作用，B错误；
C、在上楼过程中，扶梯台阶对乘客做了功，扶梯台阶对乘客有向上的支持力，在支持力的方向上有位置的移动，所以扶梯台阶对乘客做了功，说法正确，C正确；
D、乘客的重力势能不变，乘客的高度增加，势能增加，D错误。
故选C
D
【解析】（1）本实验中，小球推动木块运动，而木块克服摩擦力做功，因此木块移动距离的远近反映小球动能的大小，那么接触面必须是粗糙的；
（2）根据控制变量法的要求，探究弹性势能与弹簧自然长度的关系时，必须控制弹簧压缩程度相同而改变弹簧的自然长度；
（3）探究钢球动能与速度的关系，必须控制质量相同而改变速度；同一个钢球的质量相等，改变弹簧的压缩程度，那么钢球的速度就会不同，观察木块移动的距离可以知道钢球动能的大小；
（4）探究弹性势能的大小是否与形变程度有关时，控制其它因素相同改变弹簧的形变程度，这里应用了控制变量法；而通过木块移动的距离判断弹性势能的大小，这里运用了转换法。
A．如果水平面光滑，那么无论弹性势能大小，木块受到撞击后会不停运动，无法比较势能的大小，故A错误；
B．研究弹性势能的大小跟弹簧自然长度是否有关时，将长度不停的弹簧分别压缩相同程度后静止释放钢球，比较木块被撞击后移动的距离，故B错误；
C．利用该实验可以研究钢球动能与速度的关系，故C错误；
D.该实验用到了“控制变量法”和“转换法”两种科学方法，故D正确。
故选D。
C
【解析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能，根据二者相互转化的知识判断即可。
A．从a点向b点运动的过程中，质量不变，高度减小，即重力势能减小。此时重力势能转化为动能，则动能增加，故A正确不合题意；
B.从b点向c点运动的过程中，质量不变高度增大，则重力势能增加 ，故B正确不合题意；
C.b点和d点在同一高度，则重力势能相等；但由于滑雪板与雪地之间存在摩擦，从b点沿雪地向上运动的过程中，部分机械能会转化为内能，所以b点的机械能大于d点的机械能，则b点的动能大于d点的动能，故C错误符合题意；
D.从c点下落到d点过程中，运动员处于腾空状态，与雪脱离即没有摩擦，在不计空气阻力的情况下，机械能保持不变，即c点和d点的机械能相等，故D正确不合题意。
故选C。
、填空题
运动；质量；速度
【解析】根据动能的定义和影响因素分析解答。
物体由于运动而具有的能叫动能。动能的大小与质量和速度有关。
铁；铁；不变；不变
【解析】（1）影响动能大小的影响因素：质量、速度。质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大。运动速度相同的物体，质量越大，动能也越大。
（2）牛顿第一定律：任何物体在不受任何外力的作用下，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
（1）相同体积的铁球和木球，放在同一水平桌面上（被举高的高度相同），但铁球的质量大，所以铁球的重力势能大；铁球处于静止状态，木球处于运动状态，所以木球的动能大，铁球的动能小。
（2）根据牛顿第一定律，正在运动着的木球如果它受到的所有外力同时消失，它将做匀速直线运动，所以它的速度将不变，动能也保持不变。
故答案为：铁；铁；不变；不变
变小；变小
【解析】（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．掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素，利用控制变量法判断动能、重力势能、弹性势能的变化．
解：火箭匀速下降时，再次消耗燃料，所以火箭的质量减小、速度不变，动能变小；质量减小、高度减小，重力势能变小．
故答案为：变小；变小．
、实验题
（1）甲乙
（2）质量相同的物体，速度越大，动能就越大
（3）C
【解析】（1）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（2）根据图片确定甲和丙中哪个因素相同，哪个因素不同，根据纸盒移动的距离判断动能的大小，最后根据控制变量法的要求描述结论。
（3）分析各个选项中使用的物理研究方法即可。
（1）探究动能大小与质量的关系时，需要控制速度相同，即在斜面上的高度相同，而改变铁球质量，故选甲乙。
（2）在甲和丙中，铁球的质量相同，而在斜面上的高度不同，即速度不同，那么得到结论：质量相同的物体，速度越大，动能就越大。
（3）该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小，使用了转换法。
A．认识电压和电流时，我们可以用水压和水流来类比，使用类比法，故A不合题意；
B.磁场看不见、摸不着，我们可以用磁感线来描述磁场，使用模型法，故B不合题意；
C.探究影响电磁铁磁性强弱的因素，通过观察吸引大头针的数目来判断磁性强弱，使用转换法，故C符合题意；
D.保持电压不变，探究电功率与电流的关系，使用控制变量法，故D不合题意。
故选C。
、解答题
（1）是
（2）等于；
【解析】（1）在不计阻力和摩擦的情况下，机械能是守恒的．（2）据牛顿第一运动定律可知，一切物体在没有受到外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态；读懂题意，并知道在不计空气阻力和摩擦的情况下，机械能是守恒的是解决该题的关键．
解：（1）小球从A点静止释放，由于不计空气阻力和摩擦，没有机械能的损失，所以小球到达C点时速度是0；（2）据题目可知，由于不计空气阻力和摩擦，机械能是守恒的，所以小球经过M点时的机械能是等于其在A点的机械能的；
同时由于不计空气阻力和摩擦力，小球原来是运动的，所以小球在MN段做匀速直线运动，如图：
故答案为：（1）是；（2）等于；见图 ．