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人教版八年级下册11.4 机械能及其转化习题
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这是一份人教版八年级下册11.4 机械能及其转化习题,共24页。
1.(2023•兴宁区校级模拟)下列实例中物体机械能增大的是( )
A.汽车紧急刹车后停下
B.运载火箭加速升空
C.货物沿倾斜木板缓慢滑下
D.飞机在空中水平匀速飞行
2.(2023•青羊区校级模拟)如图所示,运动中物体的弹性势能转化为动能的是( )
A.子弹射出枪膛B.发条带动指针
C.流星从天而降D.秋千荡向高处
3.(2023•无锡)在水平地面上铺一张白纸,将皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.皮球下落过程中动能转化为重力势能
B.皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能
C.形成圆斑B时皮球是从更高处下落的
D.形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小
4.(2023•合肥模拟)如图所示,在光滑水平桌面上,一根轻质弹簧右端固定,左端在B点,此时弹簧保持原长处于静止状态。一铁球从A点向右滚动,将弹簧压缩至C点,在铁球压缩弹簧的过程中( )
A.铁球的机械能守恒B.铁球的机械能增大
C.弹簧的弹性势能增大D.弹簧的弹性势能减小
5.(2023•新泰市校级一模)如图所示,捻动滚摆的轴使其升高后释放,观察滚摆运动过程,长时间后滚摆停止上下滚动。下列说法正确的是( )
A.滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆的机械能减小
B.滚摆到最低点后又上升,重力势能转化为动能
C.滚摆整个运动过程中,机械能守恒
D.滚摆下降时,重力势能减小,动能减小
6.(2023春•通道县期中)如图所示,物体A从光滑的斜面上滑到光滑的水平面上,在这个过程中,物体在a、b、c三点的速度大小关系是( )
A.va>vb>vcB.va<vb<vcC.va=vb>vcD.va=vb=vc
7.(2023春•青龙县期末)伽利略认为:一个金属小球从光滑斜面的某一高度处由静止滚下,由于不受阻力,没有能量损耗,那么它必定到达另一光滑斜面的同一高度,若把斜面放平缓一些,也会出现同样的情况,模拟实验如图,则下列说法中正确的是( )
A.小球从斜面滚下过程中受平衡力作用
B.小球到达B点时的机械能大于到达C点时的机械能
C.减小右侧斜面与水平面的夹角后,小球在右侧斜面上运动到最高点时克服重力做功变多
D.右侧斜面与水平面的夹角减小为0°后,小球到达水平面后动能不变
8.(2023•宜春期末)2022年2月6日,中国女足姑娘们在亚洲杯决赛中顽强拼搏,最终夺得亚洲杯冠军。如图所示,中国女足队员正在传球,踢出去的足球在空中飞行的过程中,会受到空气阻力的作用。则下列分析中正确的是( )
A.踢出去的足球在空中上升过程中,脚对足球做了功
B.踢出去的足球在空中下降过程中,它的机械能逐渐增大
C.足球在空中上升到最高点时,它的机械能全部转化为内能
D.空中运动的足球,若所受力都消失,它将做匀速直线运动
9.(2023秋•仪征市期中)如图所示完全相同的甲、乙两个小球,分别用细线、橡皮筋系在同一高度的悬点,将两球移动到与悬点等高的位置,此时细线恰好拉直,橡皮筋达到原长,由静止开始释放,当两球摆至悬点正下方P点时,橡皮筋长度恰好与细线长度相等。若不计空气阻力,在此过程中,下列分析正确的有( )
①摆下过程中,甲球的机械能保持不变
②两球到达P点时,甲小球的速度比乙大
③从静止运动到P点,甲、乙两个小球重力做功相等
④甲球到达P点的机械能和乙球在初始位置时的机械能相等
A.1个B.2个C.3个D.4个
10.(2023•高新区校级模拟)如图所示,木块从水平地面上P点以速度v向右运动冲上斜面,最终停在斜面上的Q点,对于这个过程,下列说法正确的是( )
A.木块能冲上斜面是因为木块受到了惯性作用
B.木块的动能没有全部转化为重力势能
C.木块在斜面上所受摩擦力方向始终沿斜面向下
D.木块在Q点静止时,重力和摩擦力二力平衡
11.(2023•常州期末)如图所示是一种“回力”玩具车,先用手捏住玩具车在水平地面上往后拉一下,松手后玩具车往前跑起来。“用手捏住玩具车在水平地面上往后拉一下”,使得小车存贮了 能;“松手后玩具车往前跑起来”,说明存贮的能量转化为 能。
12.(2023春•清丰县校级期末)如图所示,人在玩蹦蹦床的过程中,在最低处时 能最大;在空中上升过程时,人的 能转化为重力势能。
13.(2023秋•玄武区期末)小明将排球斜向上抛出,排球离开手后,手对排球 (选填“做功”或“不做功”)。球的运动轨迹如图所示,a、b、c、d为轨迹上的点,其中a、c两点高度相同,则球在a、b、c、d四点中 点的重力势能最大;球在a点的机械能 d点机械能。(不考虑空气阻力)
14.(2023秋•礼泉县期末)某城市的铁路车站的设计方案如图所示,进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡,从能量利用的角度看,进站时,车辆驶上站台, 能转化为 能,机械能 (选填“增大”“减小”“不变”)。
15.(2023秋•兴化市期中)橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部,中间系一个钩码,就做成了图示的能自动回头的“魔罐”。当将“魔罐”在水平地面上滚出后,它在水平面上滚动的速度会 (填“不变”、“越滚越快”或“越滚越慢”)。稍后,它又能自动滚回来,此过程中的能量转化形式为 能转化为 能。
能力
1.(2023春•郑州月考)下列有关机械能及其转化,正确的是( )
A.绕地卫星从远地点向近地点转动过程中,将动能转化为重力势能
B.洒水车在水平地面上洒水匀速行进的过程中,其动能不变
C.中学生从滑梯上加速下滑的过程中,机械能守恒
D.一个小球在空中匀速上升的过程中,机械能增加
2.(2023•南通)如图所示,从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起,你认为排球运动的轨迹最有可能的是( )
A.B.
C.D.
3.(2023•武汉)电动叉车托着质量为100kg的货物,在5s内沿着水平方向行驶10m,如图甲所示;接着在10s内把货物匀速竖直提升1m,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.叉车水平行驶过程中,货物的重力做功为1×104J
B.叉车提升货物过程中,克服货物的重力做功为1×103J
C.叉车水平行驶过程中,叉车的重力势能转化为货物的动能
D.叉车提升货物过程中,货物的动能转化为货物的重力势能
4.(2023•如皋市期末)如图,轻弹簧竖直放置,下端固定于地面,上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端,再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放,小球将竖直向上运动并脱离弹簧,不计空气阻力,则小球( )
A.运动至最高点时,小球的机械能不变
B.运动至最高点时,小球增加的重力势能等于弹簧减少的弹性势能
C.运动至O点时,小球的上升速度最大
D.从O点向上运动过程中,弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能
5.(2023•东城区三模)如图为小孩荡秋千的示意图,下列分析正确的是( )
A.小孩在A点具有的动能最大
B.小孩从B荡到C的过程中,动能转化为势能
C.小孩从C荡到B的过程中,动能转化为势能
D.小孩从A荡到B的过程中,在B点的机械能大于A点的机械能
6.(2023秋•黄埔区期末)如图所示,小球从M点由静止沿粗糙轨道开始运动,到达P点时离开轨道,球在空中上升至最高点N后开始下落,经过Q点。O、P处在同一水平高度。下列说法正确的是( )
A.O、P两点的动能相同
B.小球到达的最高点N与M点高度相同
C.小球从M到O的过程,重力势能转化为内能和动能
D.从P到Q的过程,小球的重力势能转化为动能,再由动能转化为重力势能
7.(2023秋•鼓楼区期末)小明用力斜向下将篮球掷向地面,篮球碰到地面后斜向上反弹,篮球在运动过程中经过A、B两点,如图所示。从A到B的过程中,下列数据可能正确的是( )
A.a=4 b=0B.a=5 b=2C.a=6 b=0D.a=7 b=2
8.(2023秋•建邺区期末)如图所示是跳板跳水运动员比赛中的几个瞬间,其中①位置时运动员把跳板压到最低处。若不计空气阻力,下列判断正确的是( )
A.位置①到②的过程,运动员的重力势能转化为弹性势能
B.位置②到③的过程,运动员减小的动能大于其增加的重力势能
C.位置③到④的过程,运动员的机械能增大
D.位置④时运动员的动能大于位置②时运动员的动能
9.(2023春•思明区校级期末)如图所示,光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后,经过A点和B点后落到地面,又被多次弹起,图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动,描述正确的是( )
A.小球反弹经过D点时动能为零
B.小球从A点运动到B点的过程中机械能不断减少
C.若将弹性小球表面涂黑,则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑
D.小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能
10.(2023秋•丹阳市校级期中)如图所示,同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出(不计空气阻力和摩擦),设小球刚落地时的速度分别为v1、v2、v3,则( )
A.v1=v2=v3B.v1>v2>v3C.v1<v2<v3D.v2>v3>v1
11.(2023秋•邳州市期中)引体向上是同学们喜欢的一项体育运动。如图,臂力小的小明借助弹力带进行训练,他用脚蹬弹力带,弹力带对他施加一个向上的力,随着小明身体上升,弹力带对他向上的力的大小变化情况是 ;在此过程中,弹力带的 能转化为小明的 能,其实质是弹力带对他做功的过程。
12.(2022•济南)把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上用力按下后放手,它会弹起很高。把它拆开后发现,它能弹起的原因是内部装有一根弹簧,如图甲所示。小强仔细观察后发现,圆珠笔弹起的过程可以分为“A:按下后放手”到“B:获得一个向上的速度”再到“C:向上运动到达最高点”,如图乙所示。圆珠笔在“A→B”阶段, 转化为动能;圆珠笔在“B→C”阶段,动能转化为 。
13.(2023秋•凉州区校级期末)2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,搭载载人飞船的火箭在加速升空的过程中,机械能 ,能量 (两空都填“守恒”或“不守恒”)。
14.(2023春•长春月考)“蹦极”足一种富有刺激性的勇敢者的运动项目。如图甲所示,一根弹性橡皮绳,一端系住人的腰部,另一端系于跳台,当人下落至图乙A点时,橡皮绳刚好被神直,图乙C点是人所能达到的最低点,当人下落至图乙B点时,橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等,对于人从离开跳台到最低点的过程中(不考虑空气阻力):
(1)从O点到A点,人的 能转化为 能。
(2)整个过程人的动能将会 (选填“变大”“变小”“先变大后变小”“先变小后变大”或“不变”)。
(3)人的速度最大的位置在 点。
(4)当人到达C点时,橡皮绳的 能最大。
15.(安顺)跳伞运动员从足够高的悬停直升机上跳下,其下落过程简化为竖直向下的直线运动(图甲)。运动员从O位置由静止开始加速运动到A位置,立即打开降落伞(开伞后人和伞所受空气阻力突然增大且大于总重力),在B位置安全着地。若下落过程中空气阻力随速度的增大而增大,请在图乙中画出运动员从O位置到B位置(刚好触地)这一过程中,动能Ek随位置S变化关系的大致图像。
基础
1.【答案】B
【分析】机械能是动能和势能的总和。动能的大小与物体的质量和速度有关,重力势能与物体的质量和被举的高度有关。
【解答】解:A、汽车紧急刹车后停下,速度变小,机械能变小,故A错误;B、运载火箭在加速升空时,质量不变,速度增大,所以动能增加,升空过程中高度增大,所以重力势能增加,机械能等于动能和重力势能的和,所以机械能增加,故B正确;C、货物从倾斜木板上慢慢滑下,货物和木板之间存在摩擦力,克服摩擦做功,货物的机械能减小,故C错误;D、飞机在空中水平匀速飞行,高度、速度不变,重力势能不变,动能不变,机械能总量不变,故D错误。
【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。
2.【答案】B
【分析】自然界的能量既不会创生,也不会消失,只会从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体。故依次判断出题目中每个选项的能量转化即可。
【解答】解:A、枪膛内燃气膨胀将子弹射出,燃气对子弹做功,是将燃气的内能转化为子弹的机械能,故A不符合题意;B、钟表里的发条带动指针转动是由弹性势能转化成了动能,故B符合题意;C、流星从天而降的过程中,机械能转化为内能,故C不符合题意;D、秋千荡向高处的过程中,质量不变,速度变小,动能减小,高度升高,重力势能变大。故为动能转化为重力势能,故D不符合题意。
【点评】人们利用能量的过程是能量转移和转化的过程,明确每一个过程能量是如何转移和转化的是解决该题的关键。
3.【答案】B
【分析】(1)皮球由于被举高而具有的能叫做重力势能,重力势能的大小与物体的质量和下落高度有关,下落高度相同时,质量越大,重力势能越大;
(2)皮球由高处下落过程中,重力势能转化为动能,与地面碰撞接触时动能又转化为弹性势能,从而在地面上留下黑色圆斑。
【解答】解:A、皮球在高处具有较大的重力势能,球在下落的过程中,高度减小,重力势能减小,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能,故A错误;
B、当球接触地面时,球会发生形变,球的动能转化为球的弹性势能,故B正确;
CD、球的动能越大,转化成的弹性势能越大,则小球的形变越大,在地面上形成的圆斑较大,所以形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更大,形成圆斑A时皮球是从更高处下落的,故CD错误。
【点评】本题借助小球下落综合考查了重力势能的影响因素、动能与势能的转化、弹性势能的影响因素的相关知识,难度不大,有一定的综合性。
4.【答案】C
【分析】动能的大小与质量、速度有关,重力势能的大小与质量、高度有关,弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关,机械能为动能、势能的和。
【解答】解:由于桌面是光滑的,整个系统的机械能守恒,铁球从A点向右滚动,将弹簧压缩至C点,铁球的动能转化为弹簧的弹性势能,所以铁球的机械能变小,弹簧的弹性势能增大,铁球的机械能不守恒,故C正确、ABD错误。
【点评】此题考查动能和势能的转化与守恒,属于基础题。
5.【答案】A
【分析】分析滚摆的向上运动时的速度及高度的变化,则可知动能及重力势能的变化;根据机械能的定义可知机械能的变化。
【解答】解:A、滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆的机械能减小,故A正确;B、滚摆到最低点后又上升,质量不变,速度减小,动能减小,同时高度增加,重力势能增加,故是将动能转化为重力势能的过程,故B错误;C、由于空气的摩擦,所以整个过程中,一部分机械能会转化为内能,故机械能是减小的,故C错误;D、滚摆下降时,质量不变,速度增大,故动能增加,高度减小,即重力势能减小,故D错误。
【点评】本题考查了机械能的定义及动能和重力势能的相互转化,注意在不计空气阻力和摩擦时,机械能总量是保持不变的。
6.【答案】D
【分析】动能与物体的质量和速度有关;重力势能与物体的质量和高度有关;
判断A从斜面上滑下时的能量转化,由机械能的守恒分析解答。
【解答】解:由题意知,物体A由斜面滑到水平面上时,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,所以滑下时,物体A的重力势能转化为动能,由于斜面和水平面均光滑,那么物体A在滑动过程没有摩擦,机械能守恒,所以物体A在水平面运动时其动能不变;物体A质量一定,在a、b、c三点的动能相等,则物体在a、b、c三点的速度大小相等,故D正确,ABC错误。
【点评】本题主要考查机械能守恒的认识和理解,当题目中有“光滑”二字,说明没有摩擦阻力,动能和势能是守恒的。
7.【答案】D
【分析】(1)对小球进行受力分析即可解答;
(2)动能和势能统称为机械能,在不计摩擦和空气阻力时,机械能守恒;
(3)根据机械能守恒以及W=Gh分析;
(4)根据牛顿定律进行分析,即物体在不受任何外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,影响动能大小的因素:物体的质量和速度。
【解答】解:A.由于斜面光滑,不受摩擦力,因此小球下滑时做加速运动,处于非平衡状态,受非平衡力,故A错误;B.由于斜面光滑,小球机械能守恒,所以小球到达B点时的机械能等于到达C点时的机械能,故B错误;C.由于小球的机械能守恒,因此,如果减小右侧斜面与水平面的夹角,小球到达右侧斜面上的高度要等于原来的高度,小球的重力不变,由W=Gh可知,小球在右侧斜面上运动到最高点时克服重力做功不变,故C错误;D.继续减小右侧斜面的倾角,直到使它成为水平面,小球不可能达到原来的高度,如果没有摩擦力,小球就要沿着水平面以恒定的速度持续运动下去,质量和速度都不变,因此,小球到达水平面后动能不变,故D正确。
【点评】本题考查了动能和重力势能的转化、机械能守恒、牛顿第一定律的理解等,能根据实验现象进行合理的推理,是解答的关键。
8.【答案】D
【分析】(1)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离;(2)因为足球在空中飞行的过程中,会受到空气阻力的作用,阻力做功使机械能向内能转化;(3)足球在上升到最高点时,动能转化为势能和内能,机械能不为零;(4)运动的足球在空中不受力的作用,将保持原来的运动速度做匀速直线运动。
【解答】解:A、踢出去的足球在空中上升过程中,脚对足球不再施加力,所以脚对足球没有做功,故A错误;B、足球在空中飞行的过程中,克服阻力做功使机械能减少,内能增加,故B错误;C、因为足球上升到最高点时,具有重力势能,所以足球的机械能只是减少,并没有减少到零,故C错误;D、空中运动的足球,若所受力都消失,将保持此时的速度做匀速直线运动,故D正确。
【点评】本题考查做功的条件、力和运动的关系、机械能的概念及其转化,克服阻力做功使机械能向内能转化等,难度不大。
9.【答案】D
【分析】动能的大小与质量、速度有关,重力势能的大小与质量、高度有关,弹性势能的大小与物体的弹性形变程度的大小有关;机械能为动能和势能的和;不计空气阻力,机械能守恒。
【解答】解:①、摆下过程中,因不计空气阻力,整个装置的机械能是守恒的,所以甲球的机械能保持不变,故①正确;②③、从静止运动到P点,乙球的重力势能减小,动能增大,橡皮筋的弹性势能增大,减小的重力势能转化为动能和弹性势能,所以乙球减小的重力势能大于其增加的动能,甲、乙两个小球重力做功相等,乙小球的动能更小,即乙小球的速度小些,故②③正确;④、两球到达P点时,甲小球的重力势能全部转化为动能,乙球的重力势能转化为动能和弹性势能,由于初始的重力势能相同,所以两球到达P点时,甲小球的动能比乙大;甲球到达P点的机械能和乙球在初始位置时的机械能相等,故④正确。故选:D。
【点评】本题考查了学生对机械能的转化和守恒的掌握,掌握机械能守恒定律是解题的关键,有一定的难度。
10.【答案】B
【分析】(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性是物体的一种属性;
(2)木块在运动过程中克服摩擦做功;
(3)摩擦力的方向一定与物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反,因此可能与物体的运动或运动趋势方向相反,也可能与物体的运动或运动趋势方向相同;
(4)对木块进行受力分析即可解答。
【解答】解:A、木块能冲上斜面是因为木块具有惯性,仍要保持原来的运动状态,所以木块能冲上斜面表明木块具有惯性,惯性是一种性质,不是一种作用,故A错误;
B、木块在向上运动的过程中,由于克服摩擦做功,一部分动能转化为内能,故动能没有全部转化为重力势能,故B正确;
C、木块在斜面上向上运动时所受摩擦力方向是沿斜面向下的;当木块停在斜面上时,所受摩擦力的方向是沿斜面向上的,故C错误;
D、对木块进行受力分析可知,木块在Q点静止时,其受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力三个力的作用,重力和摩擦力不在同一条直线上,不是平衡力,故D错误。
【点评】此题考查对物体的力的分析、惯性、摩擦力的方向、能量转化等,是一道综合性较强的题目。
11.【答案】弹性势;动。
【分析】影响动能大小的因素是质量和速度,影响弹性势能的因素是弹簧的弹性形变大小。
【解答】解:“用手按住它往后拉一下”使玩具车内的弹簧发生形变,储存了弹性势能,松手后,发生形变的弹簧要恢复原状使弹性势能转化为动能。
【点评】分析能量变化时可以从形状和运动状态上进行分析,得出能量的转化。
12.【答案】弹性势;动。
【分析】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,可根据选项进行判断各能量是如何变化的,进而分析能量的转化。
【解答】解:人在玩蹦蹦床的过程中,在最低处时蹦蹦床的形变最大,弹性势能最大;
在空中上升的过程中重力势能增加,动能减小,故动能转化为重力势能。
【点评】解决此类问题的关键是要知道各能量跟哪些因素有关,根据各因素的变化情况分析能量的变化情况。
13.【答案】不做功;b;等于。
【分析】力学里所说的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
我们要注意不做功的三种情况:
(1)物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离,此情况叫“劳而无功”。
(2)物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动),此情况叫“不劳无功”。
(3)物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动),此情况叫“垂直无功”。
动能和势能都属于机械能,动能是物体运动时具有的能量,势能是存储着的能量,动能和势能是机械能的两种表现形式。
【解答】解:小明将排球斜向上抛出,排球离开手后,手对排球不施加力的作用,手对排球不做功。质量一定时,重力势能的大小与高度有关,所以球在a、b、c、d四点中,b点的重力势能最大。不计空气阻力,球在运动的过程中机械能守恒,所以球在a点的机械能等于d点的机械能。
【点评】本题考查的是机械能和功的基本概念;会判断力对物体是否做功;知道机械能守恒的条件。
14.【答案】动;重力势;减小。
【分析】当物体的高度升高时,物体的重力势能就会增加,动能就会减小,当高度减小时,物体的重力势能会转化为动能。
【解答】解:进站时,车辆驶上站台,速度变小,质量不变,所以动能变小,由于高度增加,所以重力势能增大,将动能转化为重力势能,由于与地面之间存在摩擦,克服摩擦做功,机械能减小。
【点评】本题利用生活中某一实例,较全面地考查了物理知识的应用,要求学生对物理知识有一个全面的了解并能学以致用。揭示了物理来源于生活又应用于生活的物理意识,是中考的常见题型。
15.【答案】越滚越慢;弹性势;动。
【分析】动能的影响因素:质量和速度;弹性势能的影响因素:物体的形变程度。
【解答】解:魔罐在开始滚动的时候,具有动能,滚动的过程中,罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能,故它在水平面上滚动的速度会越来越慢,当动能为0时,弹性势能最大,魔罐开始向回滚动,在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小,罐子动能增大,弹性势能转化为动能。
【点评】本题考查动能和弹性势能的影响因素,相对比较简单,属于基础题。
能力
1.【答案】D
【分析】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。
重力势能大小的影响因素:质量、高度;质量越大,高度越高,重力势能越大。
机械能等于动能与势能的总和;核心舱或卫星在大气层外运行时,不受阻力的作用,其机械能守恒。
【解答】解:A.绕地卫星从远地点向近地点转动过程中,高度减小,重力势能减小,动能变大,将重力势能转化动能,故A错误;B.洒水车在水平地面上洒水匀速行进的过程中,速度不变,但质量减小,其动能减小,故B错误;C.中学生从滑梯上加速下滑的过程中,由于滑梯存在摩擦力,因而机械能转化为内能,故机械能减小,故C错误;D.一个小球在空中匀速上升的过程中,动能不变,高度增大,重力势能增大,机械能增加,故D正确。
【点评】本题考查了动能、重力势能、机械能的大小变化,关键是明确动能、重力势能大小的影响因素。
2.【答案】A
【分析】从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起,由于草地松软,损失的机械能较多,弹起的高度变低较多,同理分析水泥地的能的变化。
【解答】解:从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起,由于草地松软,撞击时损失的机械能较多,弹起的高度比原来的高度低较多,当第二次从水泥地上弹起时,水泥地坚硬,撞击损失的能量较少,反弹后最大高度降低较小,但一定比草地上反弹最大高度小。故A正确,BCD错误。
【点评】本题考查机械能的转化,属于基础题。
3.【答案】B
【分析】(1)功是力和力的方向上移动的距离的乘积,据此分析水平行驶过程中,叉车对货物是否做功;
(2)根据W=Gh=mgh求出叉车提升货物过程中,克服货物的重力做功;
(3)(4)动能的大小与质量、速度有关,重力势能的大小与质量、高度有关。
【解答】解:A、功是力和力的方向上移动的距离的乘积,所以水平行驶过程中,货物的重力没有做功,故A错误;B、叉车提升货物的过程中,克服货物重力做功:W=Gh=mgh=100kg×10N/kg×1m=1×103J,故B正确;C、叉车水平行驶过程中,叉车的质量没有变化,高度也没有变化,因此叉车的重力势能没有变化,所以不是叉车的重力势能转化为货物的动能,故C错误;D、货物上升过程中,质量不变,速度不变,动能不变,高度变大,重力势能变大,因此不是货物的动能转化为货物的重力势能,故D错误。
【点评】此题考查了功的计算和公式的应用、能量的转化,难度不是太大,属基础题。
4.【答案】B
【分析】(1)小球在上升过程中将弹簧的弹性势能转化为机械能;
(2)根据整个装置的机械能守恒分析;
根据小球被释放后的运动状态判断重力和弹力的大小;从A点向上运动至O点时,动能最大过程中,分小球到达O点前和离开O点后两个阶段分析讨论;
(3)判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是:减小的转化为增多的。
【解答】解:A、小球在上升过程中将弹簧的弹性势能转化为小球的机械能,小球的机械能增大,故A错误;B、运动至最高点时,由于整个装置的机械能是守恒的,所以小球增加的重力势能等于弹簧减少的弹性势能,故B正确;C、小球在从A点向上运动到O点的过程中,受到两个力的作用,一个是竖直向下的重力,一个是竖直向上的弹力,开始向上运动时,弹力大于重力,小球所受合力方向向上,速度不断增大,弹力等于重力时,速度达到最大值,此时动能最大,越过平衡位置时,重力大于弹力,合力向下,速度减小,故运动至O点时,动能不是最大,故C错误;D、从O点向上运动过程中,小球的质量不变,速度变小,同时高度升高,故动能减小,重力势能增加,所以动能转化为重力势能,故D错误。
【点评】此题通过一个场景,考查学生对动能和势能的转化与守恒、力与运动的关系等,综合性强,属于中考常考题型,有一定难度。
5.【答案】B
【分析】动能的大小与质量、速度有关;重力势能的大小与质量、高度有关;机械能为动能和势能的和;物体克服摩擦做功,机械能转化为内能。
【解答】解:A、小孩在A点的位置最高,重力势能最大,动能为零,故A错误。
B、小孩从B荡到C的过程中,质量不变,高度增加,重力势能增加;速度减小,动能减少,是动能转化为重力势能,故B正确。
C、小孩从C荡到B的过程中,质量不变,高度降低,重力势能减少;速度增加,动能增大,是重力势能转化为动能,故C错误。
D、小孩从A荡到B的过程中,由于克服摩擦做功,一部分机械能转化为内能,使得机械能减小,所以在B点的机械能小于A点的机械能,故D错误。
【点评】本题考查了动能与重力势能的转化与守恒,动能与质量和速度有关,重力势能与高度和质量有关。
6.【答案】C
【分析】机械能包括动能与重力势能;它们之间能相互转化,如果没有摩擦等阻力,机械能的总量保持不变,有摩擦阻力时,机械能的总量减小。
【解答】解:A、由于小球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动,在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功,有部分机机能转化为内能,因此球到达P点的机械能一定小于在O点的机械能,O、P处在同一水平高度,球的重力势能相等,则球在P点的动能一定小于在O点动能,故A错误;
B、小球从M点由静止沿粗糙轨道开始运动,球在M点只有重力势能,球在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功,有部分机机能转化为内能,球在最高点N的机械能一定小于在M点的机械能,在N点具有动能恶和重力势能,所以在N点的高度一定小于M点的高度,故B错误;
C、小球从M到O的过程,高度减小,速度增大,同时克服摩擦做功,减少的重力势能转化为动能和内能,故C正确;
D、从P到Q的过程,小球先升高再降低,动能转化为重力势能,再重力势能转化为动能,故D错误。
【点评】本题考查机械能的转化,要知道机械能守恒的条件,难度不大。
7.【答案】D
【分析】篮球运动过程中受到空气阻力,机械能逐渐变小;机械能是物体动能与势能的总和,据此进行分析。
【解答】解:篮球在运动过程中受到空气阻力作用,机械能逐渐减小,所以A点的机械能大于B点的机械能;
A、若a=4 b=0,则A点的机械能为4J+6J=10J,B点的机械能为10J,与事实不符,故A错误;
B、若a=5 b=2,则A点的机械能为5J+6J=11J,B点的机械能为2J+10J=12J,与事实不符,故B错误;
C、若a=6 b=0,篮球在B点时有一定的速度,动能不为0,与事实不符,故C错误;
D、若a=7 b=2,则A点的机械能为7J+6J=13J,B点的机械能为2J+10J=12J,与事实相符,故D正确。
【点评】本题考查了机械能的转化的相关知识,关键明确篮球在B点时速度不为零,有动能。
8.【答案】D
【分析】(1)影响弹性势能的因素有弹性形变的大小,在弹性限度内,弹性形变越大,物体具有的弹性势能越大;
(2)影响动能的大小的因素有质量和速度,质量一定时,速度越大,动能越大;
(3)在最高点,运动员水平方向的速度不为0;
(4)机械能是动能和重力势能的和,运动员运动的过程中,空气阻力忽略不计,机械能守恒。
【解答】解:A、①位置到②位置的过程中运动员的高度在增大,弹性势能转化为重力势能,故A错误;
B、②位置到③位置的过程中不计空气阻力,运动员的机械能守恒,运动员减小的动能等于运动员增加的重力势能,故B错误;
C、由③到④位置的过程中,重力势能转化为动能,不计空气阻力,机械能守恒,故C错误;
D、由②到④位置的过程中,不计空气阻力,机械能守恒,由于位置④时的高度低于②,说明重力势能减小了,则动能增大了,即位置④时运动员的动能大于位置②时运动员的动能,故D正确。
【点评】本题考查了动能和势能的转化与守恒,要掌握影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素。
9.【答案】D
【分析】影响重力势能的因素:质量、高度;影响动能的因素:质量、速度;影响弹性势能的因素:弹性形变程度;小球弹跳的高度会越来越低,这说明在势能和动能的转化过程中有能量的消耗,所以小球的机械能越来越小。
【解答】解:A、从轨迹来看,小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度,小球在最高点时,竖直方向速度为零,水平方向速度不为零,则小球在D点的动能不为零,故A错误;
B、小球从A点运动到B点的过程中,因光滑桌面没有摩擦阻力,小球处于平衡状态,其速度大小不变,又高度不变,所以动能和重力势能不变,故机械能不变,故B错误;
C、弹性势能大小与弹性形变程度有关,黑色圆斑的大小能反映小球弹性形变程度,圆斑越大,形变越大,在C点与在F点时,小球的动能与重力势能都为零,而每次小球反弹到的最高点都比上一次的最高点低,说明小球受到空气阻力作用,机械能逐渐变小,所以小球在C点的机械能大于在F点的机械能,故小球在C点的弹性势能大于在F点的弹性势能,小球在C点的圆斑要大于在F点的圆斑,故C错误;
D、小球在多次弹起过程中,机械能逐渐变小,而E点在G点之前,故小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能,故D正确。
【点评】本题通过小球的运动情况,考查了对重力势能、动能、弹性势能影响因素的了解,对机械能守恒的认识,分析时要细心,但总体难度不大。
10.【答案】A
【分析】抓住题目中的条件﹣﹣不计空气阻力和摩擦,势能和动能转化时,机械能守恒;小球抛出和落地时的机械能相等,也就是落地时的动能相等,然后判断出速度相等。
【解答】解:小球从抛出到落地,发生了重力势能和动能的转化;在不计空气阻力和摩擦的条件下,转化过程中,机械能守恒,即机械能的总和不变。小球抛出时的机械能与小球落地时的机械能相等;而小球落地时的势能为零,故机械能大小等于动能大小,即动能相等,所以速度相同,v1=v2=v3。故选:A。
【点评】本题考查了势能与动能间转化时的规律,特别要注意题目的条件,才能判断机械能是否守恒。
11.【答案】变小;弹性势;重力势。
【分析】(1)弹力的大小与物体的弹性形变有关,弹性形变越小,弹力也越小;
(2)能量之间可以相互转化,能量总是从逐渐减小的那种向逐渐增加的那种转化。
【解答】解:(1)随着小明身体上升,弹力带的弹性形变越来越小,即弹力变小;
(2)随着小明身体上升,弹力带的弹性势能转化为小明的重力势能。
【点评】此题主要考查的是弹力和能量的相互转化问题,在做能量的转化这种题时,我们要注意分析影响各种形式能的因素是如何变化的,从而得出哪种能量增加了,哪种能量减少,因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。
12.【答案】弹性势能;重力势能
【分析】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,物体由于发生弹性形变而具有的势能叫弹性势能。
【解答】解:将弹簧圆珠笔的盖钮按到桌面上,此时圆珠笔具有弹性势能,圆珠笔在“A→B”阶段,弹簧的弹性形变程度变小,弹性势能变小,松手后弹性势能转化为圆珠笔的动能;圆珠笔在“B→C”阶段,圆珠笔上升,圆珠笔的质量不变,高度变大,重力势能增大,速度减小,动能减小,是动能又转化为重力势能。
故答案为:弹性势能;重力势能。
【点评】解决此类问题的关键是要知道各能量跟哪些因素有关,根据各因素的变化情况分析能量的变化情况。
13.【答案】不守恒;守恒。
【分析】机械能包括动能和势能,根据它们的影响因素可判断机械能是否守恒;在自然界中,一切能量的转化和转移都遵循能量守恒定律。
【解答】解:火箭在加速升空的过程中,质量不变、速度增大,动能增大;高度增大、重力势能增大,所以机械能增大,即机械能不守恒;
对于能量转化和和转移的全部过程来讲,遵循能量守恒定律,因此,总能量是守恒的。
【点评】本题考查了对机械能守恒和能量守恒的理解,要注意这是两种不同的情况,机械能守恒是有条件的,而自然界中能量的守恒是普遍的规律。
14.【答案】(1)重力势;动;(2)先变大后变小;(3)B;(4)弹性势。
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量、速度;质量越大,速度越大,则动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量、高度;质量越大,高度越高,则重力势能越大。
(3)弹性势能大小的影响因素:弹性形变的大小;弹性形变越大,则弹性势能越大。
【解答】解:(1)从O点到A点,橡皮绳没有伸长,没有弹力,人只受重力,向下加速,重力势能减小,动能增大,重力势能转化为动能;
(2)游戏者到达A点之后,绳子发生了弹性形变,绳子具有弹性势能;开始时向上的弹力小于向下的重力,游戏者会做加速运动;到达B点时,弹力等于重力,速度达到最大,动能增加到最大值;继续向下运动,向上的弹力大于向下的重力,游戏者做减速运动,所以游戏者的动能会先增大后减小;
(3)到达B点时,受力平衡,速度最大;
(4)当人到达C点时,橡皮绳的形变最大,弹性势能最大。
【点评】该题考查了动能、重力势能和弹性势能之间的转化,其中弹性势能的变化,关键看弹性形变的大小,形变越大,弹性势能越大。
15.【答案】如图所示
【分析】动能的大小与质量、速度有关;根据跳伞运动员下落过程中速度的变化分析。
【解答】解:运动员从O位置由静止开始加速运动到A位置,开始时的速度为0,动能为0;下来了过程中,运动员的质量不变,速度变大,动能变大,A位置的速度最大,动能最大,由于阻力增大,降低同样高度时克服阻力做功变多,所以动能的增加量变小,曲线上凸;打开降落伞后,由于空气的阻力大于重力,运动员向下做减速运动,动能逐渐变小;当空气的阻力等于运动员和伞的总重力时,运动员做匀速直线运动,速度不变,动能不变;到B点时,速度为0,动能为0;动能Ek随位置S变化关系的大致图像如下答案图所示。
【点评】本题考查了影响动能大小的因素、运动过程的分析,难度不大。
篮球位置
A
B
动能/J
a
b
重力势能/J
6
10
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