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中考物理专题训练 考点14:动能 势能 机械能及其转化
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一、选择题
1. (北京,14,2)中国科技馆有一个由小车和螺旋桨组成的装置,如图7所示。小车在磁体间的相互作用下悬浮于水平平直轨道上。按下控制开关,小车左端的螺旋桨开始转动,小车由静止开始沿轨道向右运动,速度逐渐增大;一段时间后,小车右端的螺旋桨也开始转动,最终在两个螺旋桨转速的自动调节下,小车可以停在轨道上。下列说法中正确的是
A. 小车静止悬浮在轨道上时,只受到重力作用
B. 小车静止悬浮在轨道上时,受到竖直向上的磁力
C. 小车向右运动的过程中,所受合力一定为零
D. 小车速度增大的过程中,小车的机械能不变
【答案】B
【解析】本题主要考查重力、二力平衡、机械能、力和运动小车静止悬浮在轨道上时,受向下的重力和轨道给它向上的磁力,故A选项错误;静止悬浮在轨道上时受到竖直向上的磁力,故B选项正确;小车向右运动时,速度逐渐增大,所以所受合力不为零,故C选项错误;小车速度增大过程中,动能增大,重力势能不变,机械能变大,故D选项错误。
2. (北京,22,2)图11所示为冬奥会的一些运动项目,关于这些项目中的情景,下列说法中正确的是
A. 跳台滑雪运动员在空中下落的过程中,重力势能不变
B. 短道速滑运动员在转弯滑行的过程中,运动状态不变
C. 冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动,是由于冰壶具有惯性
D. 冰球运动员用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中,冰球所受重力没有做功
【答案】CD
【解析】本题考查重力势能、力和运动、惯性、功的知识点。
跳台滑雪运动员在下落过程中位置越来越低,重力势能越来越小。顾故A选项错误;短道速滑运动员转弯时方向在变化,所以运动状态改变,故故B选项错误;冰壶运动员掷出去的冰球能继续向前运动是是由于冰壶具有惯性故C选项正确;,用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中,冰球在重力方向上没有移动距离,故重力没有做功,故D选项正确。
3. (湖北省黄石市,题号24,分值2)
【答案】B
【解析】冰雹下落时,质量不变,高度变小,所以重力势能越来越小,故A错误;由于冰雹匀速下落时,要克服空气阻力做功,所以冰雹的机械能越来越小,故B正确、C错误;冰雹受到的空气阻力一开始越来越大,当阻力和重力相等时冰雹受力平衡,匀速下降,阻力不再增加,所以阻力不可能大于重力,故D错误。
4. (辽宁省抚顺,第9题,3分)
【答案】BC
【解析】物体的运动不需要力来维持,用力蹬冰,使自己快速滑动,说明力可以改变物体的运动状态,故A错误;向后蹬冰,人对冰施加一个向后的力,冰对人有一个向前的力,使人向前滑动,说明物体间力的作用是相互的,故B正确;在水平冰面上加速冲刺时,人的质量不变,高度不变,因而重力势能不变;速度变大,因而动能变大,所以机械能变大,故C正确;惯性不是一种作用,而是物体的固有属性,冲过终点后不能立即停下来,是由于惯性,要保持原来的运动状态,故D错误。
5. (山东德州,7,3) 年5月德州市第八届中小学生航模竞赛成功举办。图是参赛选手比赛时的情景。下列说法错误的是( )
A.加速上升的飞机模型,动能增大,重力势能增大
B.飞机模型在空中飞行时,若它所受的力全部消失,它将做匀速直线运动
C.以加速上升的飞机模型为参照物,人是运动的
D.当飞机模型在地面上静止时,所受的重力与地面对飞机模型的支持力是一对相互作用力
【答案】D
【思路分析】(1)动能大小的影响因素:质量、速度。重力势能大小的影响因素:质量、高度。机械能是动能和势能的统称。
(2)运动的物体不受任何力的作用时,将做匀速直线运动状态。
(3)看被研究的物体与所选的标准,即参照物之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,则物体是运动的;如果未发生变化,则物体是静止的。
(4)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。
【解题过程】解:A、飞机在加速上升时,质量不变,速度增大,动能增大;同时高度增大,所以重力势能增大,故A正确;
B、飞机模型在空中飞行时,若它所受的力全部消失,它将保持原来的运动状态,沿原来的方向做匀速直线运动,故B正确;
C、以加速上升的飞机模型为参照物,人是运动的,故C正确;
D、停在地面上的飞机受到的重力与地面对飞机的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上,是一对平衡力,故D错误。
故选:D。
6.(山东聊城,7,3) 年2月12日13时03分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星,如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点,它在大气层外运行,不受空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.卫星从远地点运行到近地点,重力势能减小,动能增大,机械能守恒
B.卫星从远地点运行到近地点,重力势能增大,动能减小,机械能守恒
C.卫星从近地点运行到远地点,重力势能增大,动能增大,机械能不守恒
D.卫星从近地点运行到远地点、重力势能减小,动能减小,机械能不守恒
【答案】A
【思路分析】影响动能的因素是物体的质量和物体运动的速度;影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度。
根据动能、重力势能影响因素的情况得出动能和重力势能的大小情况。再根据能量变化的规律:减小的能量转化为增大的能量得出答案。
【解题过程】解:AB、在大气层外运行,不受空气阻力,机械能是守恒的;卫星从远地点运行到近地点时,相对高度减小,所以势能减小,同时速度增大,动能增大,故A正确、B错误;
CD、在大气层外运行,不受空气阻力,机械能是守恒的;卫星从近地点运行到远地点时,相对高度增大,所以势能增大,同时速度减小,动能减小,机械能守恒,故CD错误。
故选:A。
7. (山东临沂,8,2) 如图所示,单摆中的小球在ABC间不停地往复运动,如果不考虑阻力的影响,以下说法错误的是( )
A.小球在A、C处的势能最大
B.小球在B处只受重力作用
C.小球由A到B过程中,重力势能转化为动能
D.小球运动到C处时,如果受到的外力全部消失,将保持静止
【答案】B
【思路分析】(1)(3)根据影响动能、重力势能大小的因素分析;
(2)根据小球的运动状态分析受力情况;
(4)根据牛顿第一定律,物体不受力或者受平衡力时,一定处于静止或者运动直线运动状态。
【解题过程】解:
A、小球的质量不变,在A、C处的高度最高,重力势能最大,故A正确;
B、小球在B处受到重力和绳子的拉力的共同作用,故B错误;
C、小球由A到B过程中,不计阻力,机械能守恒,高度减小,速度增加,重力势能减小,动能变大,重力势能转化为动能,故C正确;
D、小球运动到C处时,处于静止状态,如果受到的外力全部消失,小球仍然会静止,故D正确。
故选:B。
8. (山东青岛,9,2) 我国最新研制的“复兴号”列车,实验的最高时速超过400kmh。下列说法错误的是( )
A.它和普通列车相比,动能一定大
B.路旁的树相对于高速行驶的列车是运动的
C.列车高速驶过时,飘落在车旁的树叶被卷入车底
D.列车匀速行驶时,同车厢的乘客看到竖直向上跳起的人落回原处
【答案】A
【思路分析】(1)动能的大小由质量和速度共同决定;
(2)首先确定被研究的物体,看被研究的物体与所选的标准,即参照物之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,则物体是运动的;如果未发生变化,则物体是静止的;
(3)气体压强和流速的关系,流速越大,压强越小;
(4)一切物体都有惯性,惯性是物体的固有属性,不能说受到惯性、惯性力、惯性的作用等;物体在任何情况下都有惯性,并会用惯性解释现象。
【解题过程】解:
A、不知道两列车的质量关系,所以不能确定它和普通列车动能的大小;故A错误;
B、路旁的树相对于行驶的列车在不断发生位置的变化,因此以列车为参照物时,路旁的树是运动的,故B正确;
C、列车高速驶过时,列车附近的空气流速变大,压强变小,故飘落在车旁的树叶被卷入车底,故C正确;
D、在平直轨道上匀速行驶的火车车厢里,竖直向上跳起的人由于惯性还要保持原来的运动状态,因此仍将落回原处;故D正确。
故选:A。
9.(山东青岛,13,3) 利用如图所示装置研究电功,电动机工作时两端电压为6V,通过的电流为1A,在5s内将质量为4kg的重物匀速提升0.6m。下列说法正确的是( )
A.重物上升过程中动能转化为重力势能
B.重物增加的机械能是由电能转化来的
C.此过程屮电动机消耗的电能为30J
D.此过程中电动机对重物做的功等于电流做的功
【答案】BC
【思路分析】(1)(2)电动机工作中,电能转化为机械能;
(3)根据W=UIt求出消耗的电能;
(4)根据W=Gh求出提升重物所做的功,然后进行比较。
【解题过程】解:
A、重物上升过程中,速度不变,动能不变,不是动能转化为重力势能,故A错误;
B、电动机提升重物,重物的机械能变大,消耗了电能,故是电能转化为机械能,故B正确;
C、电动机消耗的电能为:W=UIt=6V×1A×5s=30J,故C正确;
D、电动机对重物做的功:W'=Gh=mgh=4kg×10N/kg×0.6m=24J,电动机消耗的电能为30J,电动机对重物做的功不等于电流做的功,故D错误。
故选:BC。
10. (山东泰安,9,2) 年5月21日凌晨,我国成功利用长征四号丙运载火箭将“鹊桥”号中继卫星发射升空,迈出了人类航天器月背登陆第一步!下列有关说法正确的是( )
A.火箭点火升空过程中,内能转化为机械能
B.火箭点火升空过程中,火箭的惯性消失
C.火箭加速上升过程中,重力势能转化为动能
D.火箭加速上升过程中,只受到重力和空气阻力
【答案】A
【思路分析】(1)火箭是热机的一种,工作时,燃料的化学能转化为燃气的内能,高温高压的燃气推动火箭升空,燃气的内能转化成火箭的机械能;
(2)惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质,任何物体都具有惯性,惯性是物体本身的一种性质;
(3)动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,当动能转化成重力势能时,动能减小,重力势能增加;
(4)火箭加速运动时,不受平衡力,受到重力,摩擦力还有推力作用。
【解题过程】解:A、火箭点火发射时,产生的燃气内能转化为火箭升空的机械能,故A正确;
B、火箭点火升空过程中,仍然具有惯性,因为惯性是物体本身的一种性质,故B错误;
C、火箭加速上升的过程,质量不变,速度增加,故动能增加,同时高度增加,重力势能增大,故不是重力势能和动能的转化,故C错误;
D、火箭加速上升,受力不平衡,火箭受的向上的推力大于向下的重力,合力向上,火箭加速上升,故D错误。
故选:A。
11. (山东省烟台市,12,2分)
图7所描述的情景中,没有发生动能转化为势能的是
【答案】A
【解析】
动能的影响因素是质量和速度,重力势能的影响因素是质量和高度,据此可结合物体的运动情况做出判断。
A.滑滑梯时,人的高度降低,速度变大,是重力势能转化为动能,没有发生动能转化为势能,故A符合题意;
B.荡秋千时,在从低处向高处运动时,人与秋千的速度减小,高度增加,是动能转化为重力势能,故B不合题意;
C.在跳水比赛中,人向上弹起的过程中,高度增大,速度减小,是动能转化为重力势能,故C不合题意;
D.在单杠上翻转时,若人由下向上运动,人的速度减小,高度增加,是动能转化为重力势能,故D不合题意。
故选:A。
12. (山东淄博,第12题,2分)如图所示,弯曲跳板把人弹至高处,这个过程中人的动能和重力势能的变化情况是( )
A.动能减小,重力势能增大
B.动能增大,重力势能减小
C.动能先增大后减小,重力势能增大
D.动能先减小后增大,重力势能减小
【答案】C
【解析】本题考查机械能及其转化相关知识。跳板把人弹到高处分为两个阶段,第一阶段为前两幅图,弹性势能转化为动能和重力势能,此时动能和重力势能都增大;第二阶段为后两幅图,动能转化为重力势能,此时动能减小,重力势能增大。故动能先增大后减小,重力势能一直增大,C正确。A、B、D错误。
13. (四川眉山,5,3) 小李将一排球竖直向上抛出,排球离开手后竖直向上运动到一定高度又落回地面,不计空气阻力,关于排球离开手后的运动过程中,下列说法正确的是( )
A.排球在上升过程中小李对排球做功
B.排球在下落过程中排球的动能减小
C.排球在上升过程中排球受到一个竖直向上的力
D.排球在下落过程中排球所受的重力做功越来越快
【答案】D
【思路分析】(1)从做功的两个必要因素分析,分析排球在上升过程中,小阳是否对排球施加力,从而判断小阳对排球是否做功;
(2)影响动能大小的因素有质量和速度,据此判断排球动能的变化情况;
(3)排球在上升过程中,对排球进行受力分析,根据受到的力确定受力方向;
(4)排球在下落过程中,排球下落速度越来越大,下落相同高度,用时间越来越少,根据W=Gh和P=判断重力做功快慢。
【解题思路】解:
A、排球在上升过程中,小李不再对排球施加力,所以小李对排球不做功,故A错误;
B、排球在下落过程中,质量不变,速度逐渐变大,排球的动能变大,故B错误;
C、排球在上升过程中,不计空气阻力,排球只受到竖直向下的重力作用,故C错误;
D、功率是反映做功快慢的物理量;排球在下落过程中,重力做功的功率P===Gv;由于排球下落时速度越来越快,所以重力做功的功率越来越大,即重力做功越来越快;故D正确。
故选:D。
14. (四川绵阳,11,3)蹦床运动时奥运会比赛项目。运动员比赛开始前直立在蹦床中央,比赛开始时快速下蹲并立即恢复直立被蹦床弹起,离开蹦床时是成直立状态并一直保持,到达最高点后下落到接触蹦床时又快速下蹲并立即恢复直立。再次被蹦床弹起,达到更高点。忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A.在此整个过程中,运动员机械能守恒
B.在此整个过程中,运动员机械能一直在增加
C.从离开蹦床到下落接触蹦床的过程中,运动员机械能守恒
D.从下落接触蹦床到离开蹦床的过程中,运动员机械能守恒
【答案】C
【思路分析】本题主要考查了动能和势能及弹性势能大小的判断,只要知道影响动能、势能和弹性势能大小的因素即可解答。(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。(4)机械能=动能+势能。
【解题过程】解:
ABD、在此整个过程中,运动员的机械能会转化为蹦床的弹性势能,故机械能不守恒,故ABD错误;
C、从离开蹦床到下落接触蹦床的过程中,忽略空气阻力,运动员的机械能守恒,是重力势能和动能的相互转化,故C正确;
故选:C。
15. (天津,6,3)用细线将小球系好后,固定在天花板上,做成一个摆。如图所示,小球从A点摆动到B点的过程中( )
A.速度变小,动能变大 B.速度变小,动能变小
C.速度变大,重力势能变小 D.速度变大,重力势能变大
【答案】C
【解析】本题考查对动能、重力势能影响因素的认识和理解,解:小球从A点摆动到B点的过程中,质量不变、高度减小,重力势能减小;质量不变、速度变大,动能变大;重力势能转化为动能。
故选:C。
16.(浙江杭州,5,3) 跳绳是大家喜爱的体育运动之一,小金的质量为50千克,每次跳起高度约为6厘米(人整体上升,如图所示),一分钟跳100次,下列说法正确的是( )
A.向上起跳过程中小金的动能持续增大
B.在整个跳绳过程中小金的机械能守恒
C.小金跳一次克服重力做功约 3 焦
D.小金在这一分钟内跳绳的功率约为 50 瓦
【答案】
【思路分析】(1)影响动能的因素是质量和速度;
(2)跳绳时 由于存在阻力,机械能减小;
(3)根据G=mg算出重力,根据G=mg算出跳一次克服重力做功;
(4)根据P=算出小金在这一分钟内跳绳的功率。
【解题思路】解:A、向上起跳过程中,质量不变,速度减小,小金的动能减小,故A错误;
B、人在跳绳的过程中,由于存在阻力,机械能减小,所以机械能不守恒,故B错误;
C、小金的重力为:G=mg=50kg×10N/kg=500N,
小金跳一次克服重力做功:W=Gh=500N×0.06m=30J,故C错误;
D、小金在这一分钟内跳绳的功率:P===50W,故D正确。
故选:D。
17. (浙江湖州,6,3)在某次演习中,解放军在海拔6000米的高空空投重达8吨的新型履带式伞兵战车,如图。空投下来的战车在后阶段可认为与降落伞一起匀速竖直掉向地面。下列观点正确的是( )
A.伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动,这是由于战车受到惯性的作用
B.后阶段匀速下降的过程中机械能守恒
C.空投战车后,若飞机仍在原高度水平飞行,则飞机的势能比空投前减小
D.伞兵战车从出机舱到地面的整个过程中,重力做功4.8×107焦
【答案】C
【思路分析】本题考查了影响动能、势能大小的因素、功的计算、惯性等知识,难度不大。(1)任何物体都有惯性,惯性是一种性质,不是一种作用;
(2)机械能等于动能和势能的和;动能与速度、质量有关,重力势能与高度、质量有关;
(3)影响重力势能大小的因素是质量和高度;
(4)根据W=Gh求出重力做功的大小。
【解题思路】解:
A、伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动,这是由于战车具有惯性,惯性是一种性质,不能说受到惯性的作用,故A错误;
B、后阶段匀速下降的过程中,动能不变,高度减小,重力势能减小,机械能减小,故B错误;
C、空投战车后,若飞机仍在原高度水平飞行,由于飞机的质量减小了,故飞机的势能比空投前减小,故C正确;
D、伞兵战车从出机舱到地面的整个过程中,重力做功为:W=Gh=mgh=8000kg×10N/kg×6000m=4.8×108J,故D错误。
故选:C。
18. (广西玉林,6,3)年世界杯正在俄罗斯举行,如图所示,是正在加速下降的足球,在此过程中,对其机械能的变化情况,下列分析正确的是( )
A.动能增大,重力势能减小 B.动能减小,重力势能增大
C.动能增大,重力势能增大 D.动能减小,重力势能减小
【答案】A
【思路分析】(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。
【解题过程】解:正在加速下降的足球,质量不变,速度变大,动能增大,同时高度下降,重力势能减小。
故选:A。
19.(哈尔滨市,26,2分)
【答案】C
【解析】甲图:铁球从斜槽顶端到底端,重力做功,重力势能转化为动能,重力势能减小,故A正确,不符合题意;甲图:铁球在顶端时,速度为零,动能为零,故B正确;不符合题意;乙图:磁铁对铁球的磁力做功,机械能不守恒,故C不正确,符合题意;乙图:磁铁对铁球磁力的作用改变了球的运动方向,故D不正确,不符合题意.
20. (湖北省江汉油田、潜江市、天门市、仙桃市,题号35,分值2)
【答案】B。
【解析】铁锁从左边最高处到最低处的过程中,速度越来越快,动能变大,A错误;从最低处到最高处的过程中,质量不变,高度增加,铁锁的势能增加,B正确;铁锁从释放到摆回的过程中,机械能逐渐转化成内能,最终将在最低处静止,所以C、D均错误。
21. (湖北十堰,8,1.5)山体滑坡是一种破坏力极强的自然灾害,在一次山体滑坡时,有一体积为2m3的巨石从20m长的山坡上滚落到山下平整的公路上,如图所示,(巨石的密度为3×103kg/m3)下列说法错误的是( )
A.巨石的重力是6×104N
B.巨石滚落的过程中,势能减小,动能增加
C.巨石对山坡的压力和对公路的压力不同
D.巨石滚落的过程中,重力做的功为1.2×106J
【答案】D
【思路分析】(1)利用m=ρV求巨石的质量,再利用G=mg求其重力;
(2)分析巨石滚落的过程中,巨石的质量、速度、高度变化,得出动能、重力势能(势能)变化;
(3)分析巨石对山坡的压力、对公路的压力与巨石重力的大小关系,得出答案;
(4)巨石滚落的过程中,若知道下落的竖直高度h,利用W=Gh求重力做的功,但题目没有告诉斜坡高(竖直高度),无法计算重力做功。
【解题过程】解:
A、由ρ=得巨石的质量m=ρV=3×103kg/m3×2m3=6×103kg,其重力G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N;故A正确;
B、巨石滚落的过程中,是由静止加速下落,质量不变、速度变大,动能增加;质量不变、高度减小,重力势能减小,故B正确;
C、巨石对山坡的压力小于重力,对公路的压力等于重力,巨石对山坡的压力和对公路的压力不同,故C正确;
D、巨石滚落的过程中,若下落的竖直高度为20m,重力做的功W=Gh=6×104N×20m=1.2×106J,但20m不是竖直高度,而是斜坡长,1.2×106J不是重力做的功,重力做的功小于1.2×106J,故D错。
故选:D。
22. (湖北襄阳,5,2) 在排球比赛中,小明把排球竖直向上抛出,排球在运动中动能E随时间t变化的图象最接近的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【思路分析】(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。
【解题过程】解:小明把排球竖直向上抛出,排球向上运动,高度变大,速度减小,动能转化为重力势能,动能减小,到达最高时速度为0,动能为0,排球在重力的作用向下运动,高度减小,速度变大,重力势能转化为动能,动能变大,故动能先变小至0,然后再变大,故A符合题意。
故选:A。
23. (湖北省宜昌市,题号8,分值2)年4月2日,我国的天宫一号目标飞行器返回大气层,绝大部分部件在下落过程中烧蚀销毁。飞行器进入大气层后,在发生烧蚀前的坠落过程中,关于飞行器的说法错误的是
A.动能增大
B.重力势能减小
C.机械能保持不变
D.机械能减小
【答案】C
【解析】在发生烧蚀前的坠落过程中,飞行器的质量不变,高度减小,速度增大,所以动能增大,重力势能减小,故A和B均正确,不符合题意;由于受到空气阻力的作用,飞行器的机械能有一部分克服阻力做功,转化为内能,所以机械能总量减小,故C错误,符合题意;D正确,不符合题意。
24. (江苏南京,8,2) 在粗糙程度相同的水平面上,手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置;松手后,木块最终静止在图乙所示位置。下列说法中正确的是( )
A.弹簧恢复原状过程中,弹簧的弹性势能增大
B.木块离开弹簧后最终会停下,说明物体的运动需要力来维持
C.木块离开弹簧后减速运动过程中,水平面对木块的阻力不变
D.图乙中,木块受到的重力和木块对水平面的压力是一对平衡力
【答案】C
【思路分析】(1)同一根弹簧,在弹性限度内,弹簧形变越大,产生的弹力越大,弹簧的弹性势能越大;
(2)力可以改变物体的运动状态。
(3)木块与地面之间的摩擦力属于滑动摩擦力,影响滑动摩擦力大小的因素是压力和接触面的粗糙程度,通过分析压力和接触面的粗糙程度是否变化、怎样变化,来分析摩擦力的变化。
(4)平衡力大小相等、方向相反、在同一直线上、在同一物体上。
【解题过程】解:
A、弹簧恢复原状过程中,弹簧的形变逐渐减小,则弹簧的弹性势能逐渐变小,故A错误;
B、木
块最终停下来,是因为摩擦力改变了木块的运动状态,说明力可以改变物体的运动状态,而不是物体的运动需要力来维持,故B错误;
C、木块离开弹簧后,木块对水平地面的压力和接触面的粗糙程度没有变,则木块受到的摩擦力(阻力)不变的;故C正确;
D、图乙中,木块受到的重力和木块对水平面的压力,二力的方向相同且作用在不同的物体上,所以不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
25. (江苏省苏州市,题号8,分值2)
【答案】D
【解析】小环从A到B沿光滑曲轩下滑,如果C点高于A点,小环就无法到达D点,故A错误;若小环能到达D点,离开D点后,小环只受重力作用,但由于惯性,要保持原来的运动状态,将会沿CD方向运动一段距离后落地,故B错误;小环从A点到B点,高度减小,重力势能减小;从B点到C点,高度增大,重力势能增加;从C点到D点,高度减小,重力势能减小,由于曲轩光滑无摩擦,机械能不变,故C错误;小环从A点到B点,重力势能转化为动能,动能一直增加,机械能不变,故D正确。
26.(江苏省徐州市,第5题,2分) 5.如图所示,一个玩具弹簧放在斜面上端,将弹簧弯曲一定程度后释放,弹簧沿斜面向下翻滚.弹簧在运动过程中,有哪些机械能发生了转化
A.只有动能和重力势能
B.只有动能和弹性势能
C.只有重力势能和弹性势能
D.动能、重力势能和弹性势能都发生了转化
【答案】D
【解析】弹簧沿斜面向下翻滚的过程中,形变量减小,弹簧势能减小;质量不变,高度减小,重力势能减小;速度变大,动能变大,所以动能、重力势能和弹性热能都发生了变化,故选D。
27. (辽宁省鞍山市,第13题,3分)
【答案】ABC
【解析】压板时,人的重力对跳板施力,跳板向下弯曲,说明力可以改变物体的形状,故A正确;跳板前端被压到最低时,形变量最大,所以弹性势能最大,故B正确;运动员在空中向上运动,质量不变,速度减小,高度增大,是动能转化为重力势能,故C正确;运动员下落和入水过程中,受到空气和水的阻力,机械能总量减少,故D错误。
28. (呼和浩特,7,2)如图所示是小刚在中考体育测试中投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手,C点是铅球运动的最高点,d点是铅球运动的最低点。整个过程中,若不计空气阻力,下列说法错误的是 ( )
A.在a和d的过程中,铅球相对于地面是运动的
B.在b和d的过程中,铅球的机械能先增加后减少
C.在c到d的过程中,铅球的重力势能转化为动能
D.在a到b的过程中,小刚对铅球做了功
【答案】B
【解析】本题考查机械运动、功和机械能。铅球在a和d的过程中,以地面为参照物,它是运动的,故A正确;铅球在由在b和d的过程中,根据能量守恒定律,若不计空气阻力,铅球的机械能不变,故B错误;铅球在由在c到d的过程中,重力势能转化为动能, 故C正确;铅球在由在a到b的过程中,小刚对铅球做了功, 故D正确。
29.(福建B卷,7,2)年5月5日,中国国产航母完成首次舰载直升机起降。直升机减遠下降靠近航母甲板的过程中( )
A.惯性变大 B.动能变小 C.重力势能不变 D.机械能不变
【答案】B
【思路分析】(1)惯性大小只与质量有关,
(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;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;动能和势能统称为机械能。
【解题过程】 解:A、惯性大小只与质量有关,与速度无关,质量不变,惯性不变,故A错误;
BCD、直升机减速下降过程中,高度减小,重力势能减小;速度减小,动能减小;机械能为动能和势能的和,故机械能减小;故B正确,CD错误。
故选:B。
30. (广东深圳,7,3) 对于上升的热气球,下列说法正确的是( )
A.热气球的升空原理和民航飞机的起飞原理相同
B.热气球匀速上升时,机械能一定不变
C.热气球上升过程中,受到的大气压强不变
D.热气球燃料减少后,它的惯性变小
【答案】D
【思路分析】(1)飞机起飞利用了流体压强与流速的关系,热气球是利用浮力升空的;
(2)分析热气球在匀速上降过程中气球的动能和势能变化情况即可得出答案;
(3)大气压随高度的升高而减小;
(4)惯性是保持物体运动状态不变的性质,只有质量有关,质量大,惯性大。
【解题过程】解:
A、热气球是利用浮力升空的,飞机起飞利用了流体压强与流速的关系,二者的原理不相同。故A错误;
B、热气球在匀速上升过程中气球的质量不变,速度不变,动能不变;而高度变大,势能变大,所以机械能变大,故B错误;
C、大气压随高度的升高而减小,热气球上升过程中,受到的大气压强变小,故C错误;
D、惯性大小与质量有关,质量小,惯性小,故热气球燃料减少,质量减少,其惯性大小变小,故D正确;
故选:D。
31. (广西北部湾,8,2) 体育测试中,小明立定跳远的运动轨迹如图所示,他在上升过程中( )
A.动能减小 B.动能增大 C.重力势能减小 D.重力势能不变
【答案】A
【思路分析】(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。
【解题过程】解:小明在上升过程中质量不变,速度变小,动能变小,同时高度升高,重力势能增大。故A正确,BCD错误。
故选:A。
32. (广西北部湾,12,2)“歼15”飞机在“辽宁号”航母上进行起降训练。下列说法正确的是( )
A.飞机减速降落,机械能增大
B.飞机静止在航母上,没有惯性
C.飞机加速起飞,运动状态保持不变
D.飞机空中飞行,机翼上方空气流速大压强小
【答案】D
【思路分析】(1)影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度,影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度,其中动能和势能统称为机械能;
(2)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,惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系,质量越大,惯性越大;
(3)运动状态改变是指速度大小的改变、运动方向的改变或者二者同时改变;
(4)飞机机翼上下不对称的设计,应用了流体压强与流速的关系。气体和液体称为流体,常见的流体是空气和水,流体流速大,压强小。
【解题过程】解:
A、飞机减速降落的过程中,质量不变,速度减小,动能减小,同时高度减小,重力势能减小,动能和势能之和为机械能,所以机械能减小,故A错误;
B、物体在任何时候都有惯性,停在甲板上的飞机仍然具有惯性,故B错误;
C、飞机起飞的过程中,速度越来越块,飞机的运动状态改变了,故C错误;
D、等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于机翼上表面弯曲,下表面平直,所以空气通过机翼上方的空气流速大,压强较小;机翼下方的空气流速小,压强大,使飞机受到一个向上的升力,故D正确。
故选:D。
33. (江苏常州,5,2) 现代衣业利用喷药无人机喷酒农药,安全又高效,如图所示,喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷酒农药。此过程中,喷药无人机的
A.动能减小、重力势能减小B.动能减小、重力势能不变
C.动能不变、重力势能减小D.动能不变、重力势能不变
【答案】A 【解析】本题考查了动能、势能、相互转化。喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷酒农药,质量不断减小,动能减小,重力势能减小,A选项正确。
34. (山东东营,3,3)如图所示,擦窗机器人能凭借自身底部的真空泵和吸盘吸附在玻璃上“行走”,带动清洁布擦拭玻璃。下列说法错误的是( )
A.当真空泵将吸盘内的空气抽出时,由于大气压的作用,擦窗机器人被压在玻璃上
B.擦窗机器人在玻璃上竖直向上匀速“行走”时,所受的摩擦力大于自身所受的重力
C.擦窗机器人接收的指令是通过电磁波传递的
D.擦窗机器人从窗户底端运动到顶端,其重力势能增大
【答案】B
【思路分析】(1)吸盘主要是利用大气压来工作的,据此解答;
(2)物体静止或匀速直线运动时,处于平衡状态,受到的力为平衡力;
(3)擦窗机器人是靠电磁波接收到信息;
(4)影响重力势能的因素:重质量和高度。
【解题过程】解:A、当真空泵将吸盘内的空气抽出时,内部气体压强减小,它在外界大气压的作用下被告牢牢吸在竖直玻璃上,故A正确;
B、当擦窗机器人在玻璃上竖直向上匀速“行走”时,处于平衡状态,竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,故B错误;
C、电磁波可以传递信息,擦窗机器人接收的指令就是通过电磁波传递的,故C正确;
D、擦窗机器人从窗户底端运动到顶端时,质量不变,高度增加,其重力势能增大,故D正确。
故选:B。
35. (四川巴中,10,2)如图所示,滑雪运动员从最高处A点加速下滑到最低处B点的过程中,下列说法正确的是( )
A.动能减小,重力势能增大 B.动能减小,重力势能减小
C.动能增大,重力势能增大 D.动能增大,重力势能减小
【答案】D
【思路分析】动能的大小跟质量和速度有关,重力势能的大小跟质量和高度有关。分析滑雪运动员下滑过程中质量、速度、高度的变化得出答案。
【解题过程】解:
滑雪运动员从最高处A点加速下滑到最低处B点的过程中,运动员的质量不变、高度减小,重力势能减小;
质量不变、速度增大,动能增大;故ABC错、D正确。
故选:D。
36.(四川成都,14,2) 如图所示,小邦在国色天乡玩蹦极,不考虑空气阻力,关于他在下降过程中的能量分析,下列说法正确的是( )
A.弹性绳绷直前,重力势能增大,动能减小
B.弹性绳绷直前,重力势能减小,动能不变
C.下降到最低点,动能最小,弹性势能最大
D.下降到最低点,重力势能最大,弹性势能最大
【答案】C
【思路分析】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、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
弹性势能的影响因素是弹性形变的程度,形变越大,势能越大。
【解题过程】解:
AB、人在下降过程中,弹性绳绷直前,高度减小,重力势能减小,速度变大,则动能变大,故AB错误;
CD、下降到最低点时,人的速度减小为0,动能最小;高度最小,重力势能最小;弹性绳的形变最大,则弹性势能最大,故C正确,D错误。
故选:C。
37. (贵州贵阳,5,3) 如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面,一小球由A点以速度ν沿轨道滚下,经另一侧等高点B后到达最高点C.下列关于小球滚动过程的分析正确的是( )
A.整个过程只有重力在对小球做功
B.小球在A、B两点具有的动能相同
C.小球在A、B、C三点的速度大小关系是νA>νB>νC
D.小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
【答案】C
【思路分析】考查了力是改变物体运动状态的原因、能量的转化和运动快慢的分析,是一道综合题目。(1)做功的条件是:有力,且沿力的方向运动一段距离;
(2)由于受到的阻力,所以小球下落过程中,有机械能的损失;
(3)物体受到非平衡力,其运动状态不断变化(如速度改变)。
【解答过程】解:A、小球受到竖直向下的重力的作用,下落中,移动了距离,小球的重力是做功的,因为是粗糙的弧形轨道,所以受摩擦力,要克服摩擦力做功,故A错误;
B、在粗糙的弧形轨道上受摩擦力,要克服摩擦力做功,所以小球下落过程中,机械能减小,故在A、B两点具有的动能不同,故B错误;
C、小球运动过程中,要克服摩擦力做功,机械能减小,小球质量不变,故小球在A、B、C三点的速度大小关系是νA>νB>νC,故C正确;
D、要克服摩擦力做功,机械能减小,故在A点具有的机械能大于它在C点具有的重力势能,故D错误。
故选:C。
38. (贵州贵阳,6,3)如图所示,带正电的小球甲固定于水平绝缘支架上,另一带正电的小球乙从甲正上方A点由静止释放(图中虚线表示两球球心的连线)。已知:电荷间的相互作用力随它们之间距离的减小而增大。若乙运动至B点时,所受重力恰好等于甲对它的排斥力。不计空气阻力,下列对小球乙下落过程的分析正确的是( )
A.到达B点前增加的动能等于减小的重力势能
B.到达B点后它能保持平衡状态
C.从A到B的过程中,它始终受到平衡力作用
D.从A点到B点,重力做的功比排斥力的功多
【答案】D
【思路分析】(1)根据机械能是否守恒分析;
(2)根据甲的受力情况分析;
(3)根据甲的运动状态分析;
(4)根据重力和斥力的大小分析做功的多少。
【解答过程】解:
A、到达B点前,甲的重力势能减小,动能变大,由于在下落过程中受到重力和斥力的共同作用,故机械能不守恒,增加的动能不等于减小的重力势能,故A错误;
B、到达B点后,重力恰好等于甲对它的排斥力,由于具有惯性,甲仍然会向下运动,此时重力小于斥力,将做变速运动,故B错误;
C、甲在下落的过程中受到重力和斥力的共同作用,由于斥力会发生变化,故受力不平衡,故C错误;
D、从A点到B点,重力不变,斥力变大,在B点时斥力等于中,故从A点到B点,重力做的功比排斥力的功多一些,故D正确。
故选:D。
39. (贵州黔三州,6,3)2017年7月30日,在内蒙古朱日和训练基地,举行了庆祝中国人民解放军建军90周年阅兵。在此次阅兵中,歼20首次以战斗状态亮相。下列描述正确的是( )
A.歼20离开跑道在竖直方向向上加速升空,动能增大,机械能守恒
B.歼20静止在跑道上待命时,受到的重力和跑道的支持力,是一对平衡力
C.歼20在水平跑道上滑行,速度越快,惯性越大,摩擦力也越大
D.歼20以战斗姿态在蓝天下亮相,在竖直上升的过程中,只有重力做功
【答案】B
【思路分析】考查机械能,平衡力,惯性,以及空气阻力做功,是一道综合题。(1)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;机械能=动能+重力势能;
(2)大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上,是一对平衡力;
(3)惯性是物质的一种属性,摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关;
(4)物体在竖直上升过程中,受到重力和空气阻力的作用。
【解答过程】解:A、歼20离开跑道在竖直方向向上加速升空,动能增大,势能增大,机械能不守恒,故A错误;
B、歼20静止在跑道上待命时,受到的重力和跑道的支持力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上,是一对平衡力,故B正确;
C、惯性只与质量有关,与速度无关;速度越快,压力越小,摩擦力越小,故C错误;
D、歼20以战斗姿态在蓝天下亮相,在竖直上升的过程中,重力和空气阻力做功,故D错误;
故选:B。
40. (广东省广州,10,3分)如图9所示,甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放,甲球下落过程中经过P、Q两点,忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A.着地瞬间,两球的动能相等
B.甲球在P点和Q点的机械能相等
C.释放瞬间,两球的重力势能相等
D.从释放到着地,两球所受重力做的功相等
【答案】B
【解析】题干说明忽略空气阻力,因此在下落的过程中机械能守恒,因此PQ两点的机械能相等;因为甲乙两球的重力不同,所以刚开始时所具有的的重力势能不同,落地时的动能也不同,从释放到落地,两球所受重力做功也不等;故选B。
41.(河北,18,2分)下列说注正确的是( )
A.静止的物体可能受到摩擦力的作用
B.越高的拦河大坝,水的重力势能一定越大
C.火车进站时需提前减速,是因为火年受到惯性作用
D.地面上滚动的小球越滚越慢,是由于小球的惯性越来越小
【答案】A
【解析】本题主要考查摩擦力、重力势能、惯性。静止在斜面上的物体有向下运动的趋势,受沿斜面向上的摩擦力。推而未动的石头会受与推力相反的摩擦力。故A选项正确;影响重力势能的因素有质量高度,所以高度越大重力势能未必越大,他还与水的质量有关,故B选项错误。惯性是物体本身的属性不能说受到惯性,也不能说惯性的作用,故C选项错。地面上滚动的小球越来越慢,是因为受到了地面给它的摩擦力的作用,小球的惯性只与小球的质量有关,故D选项错误。
42.(山东临沂,题号8,分值2分) 如图所示,单摆中的小球在ABC间不停地往复运动,如果不考虑阻力的影响,以下说法错误的是( )
A.小球在A、C处的势能最大
B.小球在B处只受重力作用
C.小球由A到B过程中,重力势能转化为动能
D.小球运动到C处时,如果受到的外力全部消失,将保持静止
【答案】A
【思路分析】(1)(3)根据影响动能、重力势能大小的因素分析;
(2)根据小球的运动状态分析受力情况;
(4)根据牛顿第一定律,物体不受力或者受平衡力时,一定处于静止或者运动直线运动状态。
【解题过程】
A、小球的质量不变,在A、C处的高度最高,重力势能最大,故A正确;
B、小球在B处受到重力和绳子的拉力的共同作用,故B错误;
C、小球由A到B过程中,不计阻力,机械能守恒,高度减小,速度增加,重力势能减小,动能变大,重力势能转化为动能,故C正确;
D、小球运动到C处时,处于静止状态,如果受到的外力全部消失,小球仍然会静止,故D正确。
43.(四川达州,3,3分)对于图中所示的四幅图,下列说法正确的是( )
A.甲图中软木塞飞出时,管内水蒸气的内能增加
B.乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码,主要是因为分子间存在引力
C.丙图中活塞向上运动是内燃机的做功冲程
D.丙图中小朋友下滑时,内能转化为机械能
【答案】B
【解析】甲图中软木塞飞出时,内能转化为机械能,管内水蒸气的内能减少,所以A不正确;乙图中连个压紧的铅块能吊起钩码,是因为铅块分子之间存在相互作用的引力,所以B正确;丙图中活塞向上运动,排气阀打开,是内燃机的排气冲程,所以C不正确;丙图中小朋友下滑,机械能转化为内能,所以D不正确.
44.(四川省泸州市,题号23,分值2)在年泸州市中考体育考试中,小彤同学进行了实心球测试,对球运动的几个阶段,下列说法正确的是( )
A.小彤捡起实心球,并缓慢举高的过程中,小彤对球做功,球的重力势能增加
B.小彤将球用力投出后,球在空中运动过程中小彤对球做功,球的机械能增加
C.小彤将球用力投出后,球在空中最高点所受的合力为零
D.球落地后再水平地面滚动一段距离停止,球在地面滚动阶段,球的机械能不变
【答案】A
【解析】小彤捡起实心球,并缓慢举高的过程中,小彤对球做功,球的重力势能增加,选项A正确;小彤将球用力投出后,球在空中运动过程中小彤对球不做功,选项B错误;小彤将球用力投出后,球在空中最高点所受的合力不为零,选项C错误;球落地后再水平地面滚动一段距离停止,球在地面滚动阶段,球的机械能变小,选项D错误。故选A。
45.(四川省自贡市,题号8,分值2)居民小区里电梯匀速上升过程中,电梯的( )
A.动能保持不变
B.机械能保持不变
C.重力势能保持不变
D.动能转化为重力势能
【答案】A
【解析】动能的大小与质量和速度有关,电梯匀速上升时,速度不变,质量不变,所以它的动能不变,选项A正确;重力势能变大,选项C错误;总的机械能变大,选项B错误;电能转化为机械能,选项D错误。故选A。
46.(四川省南充市,题号3,分值2)如图所示,一小铁块沿斜面向下滑动,下列所涉及的物理知识描述正确的是( )
A.铁块从斜面滑下的速度越来越快,说明铁块惯性在变大
B.铁块所受重力与斜面对铁块的支持力是一对平衡力
C.铁块受到斜面摩擦力的方向沿斜面向上
D.铁块相对于斜面始终是静止的
【答案】C
【解析】铁块从斜面滑下的速度越来越快,说明重力势能转化为动能,铁块的惯性不变,选项A错误;铁块所受重力与斜面对铁块的支持力不是一对平衡力,选项B错误;铁块受到斜面摩擦力的方向沿斜面向上,选项C正确;铁块相对于斜面始终是运动的,选项D错误。故选C。
47.(山东省威海市,11题,3分)如图3所示,两个强磁环a、b套在整直放置的光滑塑料杆上,小明将a用力下压,当松开手后,a被快速“弹起”(空气阻力不可忽略),下列说法正确的是( )
A.最终a静止不动时,a的机械能不为零
B.从弹起到最终静止的整个过程,a的机械能一直在减小
C.向上运动时,a受到合力的方向会发生变化
D.向上运动时,当a受到b的斥力与自身重力相等时,a将做匀速直线运动
【答案】AC
【解析】最终a静止不动时,动能为零,但a的重力势能不为零,故机械能不为零,A正确;从弹起到最终静止的整个过程,斥力对a做了功,使a的机械能增大,B错误;向上运动时,开始斥力大于自身重力,合力方向向上,随着ab间距离增大,斥力逐渐减小,当斥力小于自身重力时,合力方向发生改变,变为方向向下,所以C正确;向上运动时,开始斥力大于重力,a加速向上运动,当a受到b的斥力与自身重力相等时,a的速度达到最大,当斥力小于自身重力时,a减速向上运动,因而D错误。
48.(湖南省邵阳市,6,2分)人造地球卫星广泛应用于全球通信、军事侦察、气象观测、资源普查、环境监测、大地测量等方面。如右图所示,当卫星从近地点向远地点运动时,它的
A.重力势能减小
B.速度增大
C.机械能增大
D.动能转化为重力势能
【答案】D
【解析】根据题意当卫星从近地点向远地点运动时,相当于离地高度变大。A、离地高度变大,所以重力势能变大,故A错误;B、重力势能变大,动能减小,故B错误;C、机械能不变,故C错误;D、当卫星从近地点向远地点运动时,卫星的动能转化为重力势能,故D正确,因此选D。
49.(安徽,11,3分)下列说法正确的是( )
A.物体运动的速度越大,其惯性越大
B.太阳能电池是把太阳能转化为电能的装置
C.滑动摩擦力的大小与接触面的大小有关
D.在液体中,流速越大的位置,压强越大
【答案】B
【解析】惯性是物体的属性,其大小由其质量的大小决定的,与其运动的快慢没有关系,A不正确。太阳能电池是通过太能板把太阳能转化为电能存贮起来的的装置,B正确。 滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,与接触面的大小无关,C不正确。在液体中,根据流速与压强的关系可知,流速越大的位置,压强越小,D不正确。
50.(四川省乐山市,题号13,分值2.5)人造地球卫星在大气层外环绕地球运行(不受空气阻力),当它从远地点向近地点运动时( )
A.动能减小,势能增大,机械能不变
B.动能减小,势能减小,机械能减小
C.动能增大,势能减小,机械能不变
D.动能增大,势能减小,机械能减小
【答案】C
【解析】卫星在大气层外运动,不受空气阻力作用,只有动能和势能的转化,因此机械能守恒;卫星在远地点时势能最大,当它从远地点向近地点运动时,势能转化为动能,所以势能减小、动能增大,速度增大;故选C。
51.浙江省绍兴市,题号15,分值4)如图,木块以一定的速度滑过A、B点,到C点滑出下落至D点。A和B、C和D之间的垂直距离均为h,若空气阻力忽略不计,则对木块在运动过程中能量变化的分析,正确的是( )
A.D点与A点相比,动能增加,势能减少,机械能不变
B.A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C.B点的动能可能等于A点的动能,但一定大于C点的动能
D.B点的动能可能等于D点的动能,但一定大于A点的动能
【答案】B
【解析】D点与A点相比,势能减少,由于存在摩擦,机械能转化为内能,机械能减小,故A错误;A和B、C和D之间的垂直距离均为h,则A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能,故B正确;木块以一定的速度下滑,B点的动能可能等于A点的动能,由于不知道BC是否是光滑的,故无法判定BC两点速度的大小,无法比较动能大小,故C错误;木块从C到D,由于忽略空气阻力,木块的重力势能减小,动能增加,故D点动能大于C点动能,由于BC两点速度的大小不知,故D点动能可能大于B点动能,故D错误。
52.(年山东省潍坊市,12,4分)如图所示,滚摆由最高点释放,旋转着下降到最低点后又上升,每次上升的最大高度逐渐降低,下列说法正确的是( )
A.下降时重力势能转化为动能和内能
B.下降时减少的重力势能等于增加的动能
C.上升时减少的动能等于增加的重力势能
D.上升的最大高度逐渐降低说明机械能不守恒
【答案】AD
【解析】
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。
A.滚摆下降时,质量不变,速度增大,故动能增加,每次上升的高度减小,运动过程需要克服摩擦做功,有一部分能转化成了内能,所以下降时重力势能转化为动能和内能,故A正确;
B.由题意可知,运动过程中需要克服摩擦力做功,所以下降时减少的重力势能等于增加的动能和内能的和,故B错误;
C. 由题意可知,运动过程中需要克服摩擦力做功,所以上升时减少的动能等于增加的重力势能与增加的内能之和,故C错误;
D.滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆的机械能减小,故机械能不守恒,故D正确。
53.(陕西省,4题,2分)在高速公路长下坡路段的外侧,常设有如图所示的避险车道,供刹车失灵的车辆自救.当失控车辆冲上该车车道时,被强制减速停车.下列说法不正确的是( )
A.避险车道相当于一个斜面
B.以相同速度行驶时,大货车比小轿车的动能大
C.下坡路段刹车失灵的大货车动能越来越大
D.大货车冲上避险车道时,动能全部转化为重力势能
【答案】D
【解析】由图可知,避险车道相当于一个斜面,A说法正确;动能大小的影响因素分别是质量和速度.所以当速度相同时,大货车的质量明显大于小火车,所以大货车的动能更大,B说法正确;下坡路段,将重力势能转化为动能和内能,所以下坡路段刹车失灵的大货车动能越来越大,C说法正确;大货车冲上避险车道时,动能转化为重力势能和内能,所以D说法错误,故选D.
二、填空题
1. (桂林市,18,2分)在体育考试中,小超投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示.球从最高点到落地点的过程中,重力势能__________,忽略空气阻力,球的机械能________(均选填“增加”、“不变”、“减小”)
【答案】减小;不变
【解析】球从最高点到落地点的过程中,高度在减小,重力势能减小;忽略空气阻力,重力势能减小多少,动能就增加多少,机械能的总量保持不变,即球的机械能不变.
2. (广西柳州,1,3)6月份是柳州杨梅成熟的季节,熟透的杨梅会从树上自然掉落,下落过程中速度越来越大,杨梅的 能转化成 能。
【答案】重力势 动
【解析】本题考查的是机械能的相互转化,下落过程中高度越来越低重力势能减小,速度越来越大动能增加,故杨梅的重力势能转化为动能。
3. (云南省,第15题,2分)
【答案】不变 变大
【解析】小物块在斜面上从P点由静止滑向M点的过程中,重力势能转化为动能,机械能总量保持不变;小物块压缩弹簧的过程中,弹簧的形变量变大,弹性势能变大。
4. (湖南娄底,16,6)如图是用滑轮组提升物体A的示意图,物体A受到的重力大小为GA=100N.在匀速竖直提升物体A的过程中,物体A上升的速度大小为v=0.4m/s,滑轮质量、绳重及一切摩擦均可忽略不计,
(1)绳子自由端的拉力大小F= N;
(2)拉力F做功的功率P= W。
(3)物体A的机械能 (填“增加”、“减少”或“不变”)。
【答案】(1)50;(2)40;(3)增加
【思路分析】(1)由图知,使用的滑轮组承担物重的绳子股数n=2,滑轮质量、绳重及一切摩擦均可忽略不计,拉力F=GA;
(2)求出了拉力端移动的速度,利用P=Fv求拉力做功的功率;
(3)影响动能的因素是质量和速度,影响重力势能的因素是质量和高度,动能和势能统称机械能。
【解题过程】解:
(1)由图知,n=2,
因滑轮质量、绳重及一切摩擦均可忽略不计,
则绳子自由端的拉力:F=GA=×100N=50N;
(2)绳子自由端移动的速度:
v绳=2v=2×0.4 m/s=0.8 m/s,
由P===Fv得,拉力做功的功率:
P=Fv绳=50N×0.8m/s=40W。
(3)物体A匀速上升,质量不变,速度不变,动能不变,高度增加,重力势能增加,则机械能增加。
故答案为:(1)50;(2)40;(3)增加。
5. (吉林长春市,15,2分)
【答案】增大;惯性;
【解析】动能的大小与速度、质量有关;任何物体都有惯性。
钢球B下落过程中,高度减小,重力势能减小,速度变大,动能增大;
木块和A处于静止状态,木块被撞出后,A由于惯性仍然要保持静止状态,故A没有随木块一起运动。
6.(江苏淮安,9,3) 极限跳伞是一项惊险体育运动。如图所示,跳伞员从高空匀速下落过程中重力势能 ,机械能 ,跳伞员看到地面“迎面扑来”,则他是以 为参照物。
【答案】减小;减小;自己
【思路分析】(1)重力势能大小的影响因素:质量、高度;机械能等于动能与势能的总和。
(2)判断物体是运动还是静止,即看该物体相对于参照物的位置是否发生变化即可。
【解题过程】解:
跳伞员在匀速下落过程中,其质量不变,高度减小,所以其重力势能减小;速度不变,动能不变;机械能等于动能与势能的总和,故机械能减小;
若跳伞员看到地面“迎面扑来”,则他是以自己为参照物的;
故答案为:减小;减小;自己。
7. (山东济宁,13,2) 如图所示,跳水运动员为获得允足的空间滞留时间,都会在跳水前先用力下压跳板,以便利用跳板的 让自己上升的更高。不计空气阻力,运动员从离开跳板到入水的过程中, 时(填“离开跳板”、“最高点”或“入水”)时动能最大。
【答案】弹性势能;入水
【思路分析】(1)下压跳板,跳板发生弹性形变,具有弹性势能,跳板恢复原状时,弹性势能转化为运动员的动能,动能再转化为重力势能,据此分析回答;
(2)不计空气阻力,分析运动员离开跳板上升、落回到跳板、从该位置下落到入水前的动能变化得出答案。
【解题过程】解:
(1)在跳水前先用力下压跳板,跳板发生弹性形变,具有弹性势能,跳板恢复原状时,弹性势能转化为运动员的动能,运动员离开跳板后动能转化为重力势能,这样可以使自己上升的更高;
(2)不计空气阻力,运动员离开跳板上升、在落回到跳板相同高度时,运动员的动能等于起跳离开时的动能;从该位置下落到入水前,重力势能减小、动能增加,到入水时的动能最大。
故答案为:弹性势能;入水。
8. (贵州贵阳,10,4)如图所示,原长为L的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上,另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧,其左端至A点时,弹簧具有的弹性势能为25J;松手后,木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止,此时弹簧具有的弹性势能为1J,则木块运动过程中克服阻力做的功是 J.整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于 (选填:“B“、“C”或“D”)点。
【答案】24;B
【思路分析】根据能量守恒定律求出阻力所做的功;木块向右运动时受到弹力和阻力的共同作用,根据弹力的变化分析木块速度的变化。
【解题过程】解:弹簧具有的弹性势能为25J;松手后,木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止,此时弹簧具有的弹性势能为1J,木块在运动过程中,克服摩擦力做功,根据能量守恒定律可知,总的能量不变,故克服阻力所做的功为25J﹣1J=24J;
弹簧被压缩时具有弹力,弹力的方向是向右的,木块向右运动时,阻力是向左的;开始运动时,弹力大于阻力,木块向右运动的过程中,弹力慢慢减小,阻力不变,木块做加速运动,当木块受到的弹力等于阻力时速度最大,此时弹簧未恢复值原长;木块由于惯性仍然会向右运动,此时弹力小于阻力,做的是减速运动,当弹簧恢复原长时阻力为0;由图可知,整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于B点。
故答案为:24;B。
9.(湖北省黄冈市,9题,3分)暴雨天,在山体滑坡的地方,极易发生泥石流.原因之一是,在雨水的作用下,滑坡处的泥石与地面(泥石)之间的_______减小了.泥石流在向下游流动的过程中,________(填主要的能量转化).与水流相比,由于相同体积泥石流的质量较大,故具有的_________能较大,其造成的破坏和损失更大.因此,暴雨天,尤其在山体滑坡的地方,要加强防范泥石流灾害.
【答案】摩擦力 重力势能转化为动能 动
【解析】雨水作用下,滑坡处的泥石与地面之间的接触面变光滑,所以摩擦力减小;泥石流向下游流动过程中质量不变,高度减小,速度增大,所以能量转化情况是重力势能转化为动能;与水流相比,体积相同时泥石流的质量较大,所以具有的动能较大,造成的破坏和损失更大.
10.(江苏连云港,14,3分) 如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图,与站台连接的轨道有一定坡度。从节能的角度分析,这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将 能转化为 能储存起来,此过程中机械能总量 。
【答案】动 重力势 减少
【解析】本题主要考查机械能及其能量之间的相互转化,火车在爬坡过程中动能减小,重力势能增加,同时火车与地面之间有摩擦,所以一部分机械能会转换为内能,故机械能总量会减小。
11.(江苏宿迁,14,3分)如图所示,在“探究影响重力势能大小的因素”实验中,有第三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C.A、C离沙地高度相同.现让三个小球同时由静止释放,球落到沙地上的状态如图中虚线球所示.
(1)根据__________可以判断出________球释放前的重力势能最大;
(2)比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是________;
(3)球在空中下落时减少的重力势能主要转化为_____________.
【答案】(1)球陷入沙中的深度;A;(2)质量;(3)动能.
【解析】(1)根据球陷入沙中的深度可以判断出A球释放前的重力势能大;(2)比较A、C两球可以得出影响重力势能大小的因素是物体的质量;(3)球在空中下落时,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,重力势能转化为动能.
12.(四川省广安市,题号16,分值2)小明站在匀速上升的观光电梯里,此时他的重力势能增大,动能
(选填“增大”,“减小”,或“不变”);用吸尘器“吸”灰尘时,灰尘是由于空气流速越大,压强 的缘故被“吸”入吸尘器的。
【答案】不变;小。
【解析】动能的大小只与质量和速度有关,小明在电梯中匀速上升时,速度和质量均不变,所以小明的动能不变;用吸尘器“吸”灰尘时,灰尘是由于空气流速越大,压强越小的原理被“吸”人吸尘器的。
13.(四川省内江市,16题,4分)如图所示,货架上放着ABCD四个体积相同的实心球,其中A和B为铅球,C和D为铁球,那么A和B两球相比较, 球的重力势能大;B和C两球相比较,做功本领更大的是 球。(ρ铅>ρ铁)
【答案】A B
【解析】根据公式m=ρV可知,mA=mB>mC=mD,A、B两个球相比较,质量相同,A所处的位置更高,所以A球的重力势能大;B、C两个球相比较,所处位置高度相同,但mB>mC,所以B球的重力势能更大,能够做功的本领更大。
三、解答题
1. (河南省,题号21,分值9)在研究性学校活动中,小玲所在的科研小组对南水北调中线工程进行了调查与研究。
(1)南水北调中线工程从我省南阳牡丹江口水库引水,穿过黄河,直通北京。两地海拔高度差约为100m,经过工程师的精心设计,实现了渠水全程自流。渠水流动的动能是有 能转化而来的;渠水在贯穿黄河时,工程师设计了图18所示的穿黄隧道,整个穿黄隧道相当于一个 。
(2)穿黄隧道由两条并排的、直径和长度都相同的圆形隧道组成,单个隧洞从南岸进水口到北岸出水口的长度为4260m,小玲自制了一个能悬浮于水中的“浮子”,能随渠水以相同速度流动。将“浮子”放入南岸进水口处,经23min40s的时间到达北岸出水口,则穿黄隧洞中水的平均流速为多少?
(3)查资料得知,水的压强随深度变化的关系图象如图19所示,在深度为h=30m的穿黄隧洞底部,水在面积为1cm2的面上产生的压力大小相当于多少千克物体的重力?(g取10N/kg,不考虑水面大气压的影响)
(4)如果每条穿黄隧洞的直径约为8m,求两条穿黄隧洞的总输水能力约为每秒多少立方米?(π取3)
【答案】(1)重力势;连通器;(2)3m/s;(3)3kg;(4)288m3/s。
【解析】(1)渠水流动的动能是由重力势能转化而来的,整个装置是一个连通器;
(2)“浮子”运动的时间为:t=23min40s=1420s;水的平均流速为:;
(3)30m深处水的压强为: ;水产生的压力为:;
物体的质量为:;
(4)单个隧洞的横截面积为:;
单个隧洞输水能力为:;
两条隧洞的总输水能力为:。
2. (海南,22,10)滑旱冰是青少年最喜欢的一项运动。如图所示,小兵质量约为34kg,所穿的四轮直排旱冰鞋每只质量为3kg,鞋底每个轮子与地面接触面积为4cm2.(g取10N/kg)
求:
(1)小兵自身受到的重力
(2)若比赛时小兵滑行1200m用时2.5min,小兵滑动的平均速度是多少m/s。
(3)小兵单脚滑行时对地面的压强
(4)小兵在练习时,想冲上一个斜坡,请从能量角度分析他该怎样做,为什么?(不计斜坡阻力)
【思路分析】(1)根据G=mg,求出小兵的重力;
(2)根据求出滑行的平均速度;
(3)根据p=求出对地面的压强;
(4)上坡时动能转化为势能。
【解题过程】解:
(1)小兵质量约为m=34kg,则小兵自身受到的重力:G=mg=34kg×10N/kg=340N;
(2)小兵滑行的路程s=1200m,所用时间:t=2.5min=2.5×60s=150s,
小兵滑动的平均速度:v===8m/s;
(3)小兵滑行时对地面的压力:F=G总=G人+G鞋=340N+3kg×2×10N/kg=400N;
一只旱冰鞋与地面的接触面积为:S=4×4cm2=1.6×10﹣3m2,
对地面的压强:p===2.5×105Pa;
(4)冲上斜坡时,动能转化为重力势能,所以他应该提高速度,增大动能,容易冲上斜坡。
答:(1)小兵自身受到的重力为340N;
(2)小兵滑动的平均速度是8m/s;
(3)兵单脚滑行时对地面的压强为2.5×105Pa;
(4)提高速度;速度大,动能大,容易冲上斜坡。
.
四、实验探究题
1. (贵州省遵义市,32题,4分)
【答案】(1)大 (2)速度
【解析】(1)本实验通过观察小球撞击木块后木块在水平面上运动的距离反映小球的动能大小,木块运动的距离越远,说明小球的动能越大;(2)甲、乙两图种钢球质量不变,由静止释放的高度不同,说明小球开始撞击木块时的速度不同,而观察到木块在水平面运动的距离也不同,由此说明动能的大小与速度有关.
2.
3. (湖北省荆州市,题号31,分值5)为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验. 图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景;图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面运动一段距离后静止时的情景.
(1) 若要探究动能大小与速度的关系,应选择图_ _____(选填“甲”、“乙”)进行实验.木块在水平面上滑动时,受到水平面的摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”),克服摩擦力做功的功率 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
(2) 本实验装置的水平面如果绝对光滑,还能得出结论吗? ,原因是 .
【答案】(1)乙;不变;变小;(2)不能;在光滑水平面上,木块不能停下来,也就无从比较小球动能的大小了。
【解析】本题考查动能大小决定因素的探究。(1)本实验需要采用控制变量法,要探究动能大小与速度的关系,则需要控制小球质量相同,从不同高度滑下,所以应选择图乙进行实验。木块在水平面上滑动时,对水平面的压力不变,接触面情况不变,所以摩擦力大小不变,但木块的运动速度越来越小,所以克服摩擦力做功的功率变小。(2)如果实验装置中的水平面绝对光滑,将不能得出结论,因为在光滑水平面上,木块不能停下来,也就无从比较小球动能的大小了。
4. (江苏省扬州市,题号25,分值2)
【答案】甲 由于橡皮泥能够保留重物落下后的砸痕的深浅,更便于显示重力势能的大小,所以用橡皮泥代替沙子更合适。
【解析】由于橡皮泥能够保留重物落下后的砸痕的深浅,更便于显示重力势能的大小,所以用橡皮泥代替沙子更合适,所以甲的方法更好。
5. (云南省昆明市,第21题,10分)(1)生活中,我们会遇到下面的现象:
现象一:如图15所示,将两个相同的鸡蛋先后从同一高度静止释放,鸡蛋甲落到地板上,摔烂了;而鸡
蛋乙落到一块海绵上,完好无损。此现象说明鸡蛋 受到的撞击力较小(填“甲”或“乙”)。
现象二:如图16中a所示,一根细线拴着一个重物,把重物拿到一定高度,然后释放,重物可以把细线拉断;如图b,如果在细线上端拴一段橡皮筋,再从同样的高度释放该重物,细线就不会被拉断。此现象说明细线中的拉力是图 中的较小。这就是典型的“软着陆”或“缓冲”现象,这种现象背后的物理原因是什么呢?
①现象一中,鸡蛋甲从接触地板到摔烂的时间为t1,鸡蛋乙从接触海绵到抵达最低点的时间为t2,则t1
t2(填“”)。
②现象二:图a中,细线从刚好拉直到它断开的时间为t3;图b中,细线从刚好拉直到物体下落到最低点的时间为t4,则t3 t4(填“”)。
(2) 综上分析,导致上述现象中两个力变小的可能原因是 ;
(3)为了进一步探究这种现象,兴趣小组的同学做了一个实验:先后三次让同一个同学骑同一辆自行车,从斜坡上的同一位置由静止开始滑下,每次到达坡底进入同一水路面时用大小不同的力捏刹车,实验数据如下表所示:
由以上实验数据可以得出的结论是:在质量和速度相同的情况下,要使物体停下来作用 越长,作用力越 。
(4)生活中这样的例子是很多的,例如人从高处跳到地面上时,膝盖会无意识的弯一下,这是通过
而 地面对人的冲击力。
(5)下列现象中没有利用缓冲知识的是 。
A.自行车坐垫上装减震弹簧 B.运动员跳远时跳到沙坑里
C.装修时用橡胶锤敲打地砖而不用铁锤 D.用撬棒撬石头
【答案】(1)乙 b < < ( 2)力作用时间的长短 (3)时间 小 (4)增加力作用时间 减小 (5)D
【解析】(1)鸡蛋壳能够承受的力是一定的,鸡蛋甲摔烂了,而鸡蛋乙完好无损,说明鸡蛋乙受到的撞击力较小;重物的重力不变,a图中细线被拉断,b图中细线不会被拉断,说明图b中的拉力较小;①现象一中,鸡蛋甲从接触地板到摔烂的时间为t1,鸡蛋乙从接触海绵到抵达最低点的时间为t2,由于海绵发生形变需要一定时间,所以t1
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