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- 2021-10-27 发布
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18动能势能机械能
一、选择题
1、下列说法中正确的是( )
A.速度大的物体动能一定大
B.质量大的物体势能一定大
C.举得高的物体重力势能大
D.质量相同的物体,速度大的动能大
【答案】D
【解析】动能的大小决定于物体的质量和速度,重力势能的大小决定于物体的质量和被举高的高度。
2、下列物体中,既有动能又有势能的是 ( )
A.在水平公路上行驶的汽车
B.空中正在下落的雨滴
C.拉长的弹簧
D.被拦河坝挡住的水
【答案】B
【解析】正在下落的雨滴,正在运动,具有动能;又有一定的高度,所以又具有重力势能。
3、李白赋诗“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”描述了瀑布的壮观。瀑布飞流而下时,水的 ( )
A.动能增加,重力势能增加
B.动能减小,重力势能增加
C.动能减小,重力势能减小
D.动能增加,重力势能减小
【答案】D
【解析】影响动能的因素有质量、速度,质量越大、速度越大,动能越大,影响重力势
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能的因素有质量、高度,质量越大、高度越高,重力势能越大。当瀑布飞流而下时,速度增大,高度减小,质量不变,因此动能增大,重力势能减小。
4、体积相等的实心铁球和铜球,在同一水平面上运动,铁球的速度小于铜球的速度,则关于两球动能大小的说法正确的是 ( )
A.铁球的动能大 B.铜球的动能大 C.一样大 D.无法确定
【答案】B
【解析】两球的体积相等,铜的密度大于铁的密度,故铜球的质量大于铁球,且铜球的速度大于铁球的速度,故铜球的动能大。
5、下列现象中物体动能和重力势能都发生变化的是( )
A.水平轨道上正在进站的列车
B.体育考试时,抛出的实心球从高处下落的过程
C.站在观光电梯上匀速下降的游客
D.站在商场自动扶梯上匀速上升的顾客
【答案】B
【解析】抛出的实心球从高处下落的过程中,高度减小、速度增大,故重力势能和动能都发生变化。
6、骑自行车的人,上坡前要加紧蹬几下脚踏板,这样做的目的是 ( )
A.增大车子的惯性 B.增大车子向前的牵引力
C.增大车子的动能 D.增大车子的势能
【答案】C
【解析】增大自行车的速度,即增大自行车的动能,这样就有更多的动能转化为重力势能,容易上得更高。
7、过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动.过山车时而从轨道的最低端上升到最高端,时而从最高端飞驰而下(如图所示)。不计能量损失,下列说法正确的是( )
A.a点机械能小于b点机械能
B.a点动能最大,b点势能最大,c点机械能最大
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C.由a到b的过程中,动能减少,势能增大,机械能不变
D.由b到c的过程中,动能增大,势能减少,机械能变大
【答案】C
【解析】由a到b的过程中,过山车的速度减小,高度升高,动能转化为重力势能,由于不计能量损失,所以机械能不变。
8、一个小朋友从滑梯上匀速滑下来的过程中,下列说法正确的是( )
A.动能减小,重力势能减小,机械能减小
B.动能减小,重力势能增大,机械能不变
C.动能不变,重力势能减小,机械能减小
D.动能不变,重力势能减小,机械能不变
【答案】C
【解析】小朋友在匀速滑下的过程中,质量不变,速度不变,高度减小,因此动能不变,重力势能减小,机械能减小,故选C。
9、(多选题)如图所示是蹦极游戏的情景,游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上,另一端固定在高处,从高处跳下,图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置,c点是游戏者所到达的最低点,对于游戏者离开跳台至最低点的过程,下列说法正确的是 ( )
A.游戏者的动能一直在增加
B.游戏者减少的重力势能全部转化为动能
C.游戏者通过a点之后,绳子具有弹性势能
D.游戏者到c点时,他的动能为零
【答案】CD
【解析】从最高点到a点,绳自然下垂,未发生弹性形变,故没有弹性势能,只是人的重力势能部分转化为人的动能;从a点到c点,绳发生了弹性形变,具有弹性势能,人的动能和部分重力势能转化为绳的弹性势能。
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二、填空题
10、飞行的子弹中靶后,能将靶击穿,这是因为子弹具有巨大的________能;将钟表的发条拧紧后,能让钟表的指针走相当长的时间,这是因为拧紧的发条具有________能;发条带动指针走动5h后,发条的这种能将________。
【答案】动;弹性势;变小
【解析】(1)飞行的子弹,速度很大,故具有巨大的动能,能将靶击穿;(2)拧紧的发条由于发生弹性形变,从而具有弹性势能,发条带动指针走动5h后,发条的弹性形变程度变小,所以发条的弹性势能将变小,故答案为:动;弹性势;变小。
11、以同样速度行驶的大卡车和小轿车,________的动能大,所以在同样的道路上,不同车型的限制车速是不同的,大卡车的最大行驶速度应比小轿车________(填“大”或“小”)。
【答案】大卡车小
【解析】二者的速度相同,但大卡车的质量大于小轿车,故大卡车的动能大。
12、一个小球沿光滑斜面向下滚动,则小球的动能将会________,势能将会________,机械能将会________。(填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】变大变小不变
【解析】小球沿光滑斜面下滚时,重力势能转化为动能,此过程只有重力势能和动能相互转化,机械能守恒。
13、甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上,乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上。甲、乙两人质量相等,甲上行中动能________(填“增加”、“不变”、“减少”)。某时刻他们的位置如图所示,该时刻甲的重力势能________乙的重力势能,甲的机械能________乙的机械能(填“大于”、“等于”、“小于”)。
【答案】不变等于小于
【解析】动能和物体的质量及物体的速度有关系,二者没有变化,所以甲在上行过程中动能大小不变;重力势能由质量和高度决定,两人的质量和高度相同,所以重力势能也相同;
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甲的速度小于乙的速度,故甲的动能小于乙的动能,而机械能是动能和势能的总和,所以甲的机械能小于乙的机械能。
14、如图所示的实验中,一个用线悬挂的小球,在A、C间摆动,小球从B摆向C的过程中,小球的动能______,重力势能______。(填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】减小 增大
15、如图为麦克斯韦滚摆,当它在最高处时,重力势能_________,动能________;当它由上而下滚动时,重力势能________,动能_________;当它到达最低处时,重力势能___________,动能___________;当它由下而上滚动时,重力势能_________,动能_________。
【答案】最大;为零;减小;增大;最小;最大;增大;减小
16、钢球从斜面上由静止滑下,撞击到一个小木块上,能将木块撞出一段距离。木块被撞得越远,表示钢球的动能越大。现如图所示,用质量不同的钢球A、B,从同一斜面的同一高度由静止滑下,撞击同一块木块M。
⑴让钢球A、B从同一斜面的同一高度由静止滑下,是为了使钢球滑到斜面底端时具有相同的__________;
⑵本实验研究的是钢球具有动能的多少跟______的关系;
⑶实验可得结论____________________。
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【答案】(1)初速度;(2)质量;(3)速度相同,质量越大,动能越大。
三、实验题
17、在研究物体的动能与哪些因素有关的实验中,如图所示,让同一小球两次分别从同一滑轨的A处和B处自由滚下:
(1)此实验中,通过观察 __________________来比较小球的动能大小。
(2)同一小球分别从同一滑轨的不同高度A处和B处滚下,它们到达水平面时速度vA _________vB。(填“大于”“小于”“等于”)由此可知小球的动能大小与它的_________有关。
(3)为了使实验探究的目的更全面,你认为他们还需要添加的器材是_________
A.质量不同的小球 B.质量不同的纸盒
【答案】木块被推出的远近;转换法, A、B 速度相同大
【解析】(1)小球推动纸盒,对纸盒做功,对纸盒做功的多少体现小球动能的多少,小球将纸盒推的越远,说明小球的动能越多,(2)同一个球,控制了球的质量相同,从不同的高度A、B滚落,它们到达水平面时速度vA大于vB。说明了速度不同,由此可知研究的是物体动能大小与速度的关系。(3)动能大小和质量、速度两个因素有关,因此为了使实验探究的目的更全面,研究与质量关系时要改变小球质量,控制小球速度不变。故答案为:(1)纸盒移动的距离;(2)大于;速度;(3)A。
18、小球从斜面顶端自由滑下时,小球的____能转化成______能,当小球在水平面上接触到弹簧后动能变_____,小球把弹簧压缩成最短时,小球的机械能全部转化成_________。
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【答案】重力势动小弹簧的弹性势能
【解析】本题考查的是机械能之间如何转化的,当小球在最高点时,动能为零,重力势能最大;当滑到水平位置时重力势能为0,动能最大,当小球接触弹簧以后,动能会逐渐变小,直至小到为0。此时就是弹簧被压缩成最短的时候,也是弹性势能的最大时刻。
1. 如图所示,过山车是一项惊险刺激的游戏项目,下列关于过山车的机械能说法正确的是( )
A. 刚开始过山车匀速被拉升时,机械能不变
B. 过山车向下俯冲时,重力势能转化为动能
C. 通过环形轨道最高点时,重力势能最大,动能为0
D. 过山车在运行过程中机械能守恒
【答案】 B
【解析】过山车匀速拉升时,因速度和质量不变,则它的动能不变,但因高度增大,重力势能增大,故机械能增大,A错误;过山车向下俯冲时,重力势能转化为动能,B正确;到达最高点时,重力势能最大,因过山车要通过最高点,还需要有速度.C错误;过山车在运行过程中要克服摩擦力做功,故机械能不守恒,D错误.故选B.
2. 立定跳远时的动作分解如图,在此过程中运动员( )
A. 上升时,动能减小,势能减小
B. 上升时,动能增大,势能增大
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C. 下落时,势能增大,动能减小
D. 下落时,势能减小,动能增大
【答案】 D
【解析】从起跳到最高点过程中,质量不变,高度增大,速度减小,即上升过程中动能减小,势能增大,A、B错误;从最高点到落地点的过程中,质量不变,高度减小,速度增大,即下落过程中重力势能减小,动能增大,C错误,D正确.故选D.
3. 将皮球从离地某一高度O点处水平抛出,球落地后又弹起,它的部分运动轨迹如图所示,下列说法正确的是( )
A. 皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等
B. 皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零
C. 皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能
D. 若将皮球表面涂黑,则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑
【答案】 C
【解析】由图可知,皮球的机械能不守恒,同一高度,皮球的重力势能相同,动能一定不相同,A错误;皮球运动轨迹是抛物线,皮球到达最高点P时,一方面向前运动、一方面向下运动,因此速度不为零,B错误;由于空气摩擦,运动过程中机械能转化为内能,所以D点的机械能小于C点的机械能,C正确;皮球在M点比在N点的动能大些,转化为皮球的弹性势能多些,所以M点留下的圆形黑斑大些,D错误.故选C.
4. 第24届冬奥会将于2022年在北京—张家口举办,高山滑雪是冬奥会的重要竞赛项目之一.如图所示是滑雪运动员从山顶加速下滑训练的情境,在下滑过程中运动员的动能________,重力势能________.(均选填“减小”“增大”或“不变”)
【答案】增大 减小
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【解析】影响动能大小的因素有速度和质量,质量、速度越大,动能越大;影响重力势能大小的因素有质量和高度.质量越大、物体所处的高度越高,重力势能越大.加速下滑时,运动员质量不变,速度增大,高度降低,所以其动能增大,重力势能减小.
5. 小李同学想要用如图甲所示的实验装置来探究“物体动能大小与什么因素有关”.
(1)在探究“动能大小与速度的关系”时,应保持小车的________相同,让小车从斜面上________(选填“相同”或“不同”)的高度滑下,以不同的速度推动木块移动.
(2)本实验运用了两种研究方法:一是______________,二是转换法,就本题来说用木块________________来反映小车动能大小的方法就是转换法.
他在实验的过程中又发现只要去掉木块,就可以探究“阻力对物体运动的影响”.如图乙所示,他将毛巾、棉布和玻璃分别铺在水平面上,让小车分别从斜面上由静止滑下,观察小车在水平面上运动的距离.
(3)每次均让同一小车从斜面同一高度由静止滑下的目的是:使小车到达水平面时具有相同的________________________________________________________________________.
(4)实验发现,小车在玻璃面上运动的距离最远,说明小车受到的阻力最________,进一步推理得出:如果小车运动时不受阻力,小车将做________运动.
【答案】(1)质量 不同 (2)控制变量法 被推动的距离 (3)速度 (4)小 匀速直线
【解析】(1)在探究动能与速度大小的关系时,应选择同一辆小车,这样可以保证小车的质量不变;让小车沿斜面的不同高度静止滑下,以不同的速度推动木块移动;(2)研究这种问题的物理方法是控制变量法,本实验还用到了转换法,就是用木块被推动的距离来反映小车具有动能的大小;(3)在探究“阻力对物体运动的影响的实验”时,每次都从斜面上同一位置释放,使小车运动到斜面底端时的速度相等;(4)实验发现,物体的表面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;如果运动的小车不受阻力,小车的运动状态将不会改变,做匀速直线运动.
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