沪科版物理八年级下学期10.6 合理利用机械能
一、单选题
1．（2020九上·柳州期末）某地的等高线如图所示，数值表示海拔。若把同一物体分别放在A、B、C三点，则相对于海平面，物体的重力势能（ ）
A．在A点时最大 B．在B点时最大
C．在C点时最大 D．在A，B，C三点一样大
2．（2020九上·惠城期末）如图所示，旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山，它具有的（ ）
A．动能增加 ，重力势能增加 B．动能不变，机械能减小
C．动能减小，重力势能增大 D．动能不变，机械能增大
3．（2020九上·高平期末）如图所示是我国生产的通用直20直升机在加速上升的过程中（忽略燃油变化），下列关于直升机的动能和势能变化情况的描述，正确的是（ ）
A．动能增大，势能减小 B．动能增大，势能增大
C．动能减小，势能增大 D．动能减小，势能减小
4．（2020九上·玄武期末）如图所示是荡秋千的简化模型，摆球从A 点由静止释放，到达 D 点后返回，B、C 两点等高，下列说法正确的是（ ）
A．球在B，C 两点的机械能相等
B．球在A，D 两点的机械能相等
C．球从O 点到C 点的过程中机械能减少
D．球从D 点到C 点的过程中动能减少
5．（2020九上·金川期末）2014年12月7日“长征四号乙”运载火箭在太原卫星发射中心执行中巴地球资源卫星04星的发射任务，关于卫星加速上升的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能变小，势能变大，机械能保持不变
B．动能变大，势能变小，机械能保持不变
C．动能变小，势能变大，机械能变大，内能转化为机械能
D．动能变大，势能变大，机械能变大，内能转化为机械能
6．（2020九上·金昌期中）为了更好的推进习总书记提出的“一带一路”发展战略，我国计划发射十八颗通信卫星，为沿线国家提供服务。下列关于人造卫星说法中，正确的是（ ）
A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大
B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大
C．卫星从近地点向远地点运行时，动能转化为重力势能，机械能不变
D．卫星从远地点向近地点运行时，动能转化为重力势能，机械能不变
7．（2020九上·张家港期中）掷铅球是奥运会田径赛项目之一．如图所示为掷出去的铅球从a处出手后，在空中的运动轨迹，球最终停在水平地面e处．则铅球（a点、c点高度相同，不计空气阻力）（ ）
A．在a处重力势能最小 B．在b处动能为零
C．在a、b、c三处机械能相等 D．在d处动能为零
8．（2020九上·射洪月考）空中沿水平方向匀速飞行的一架飞机，正在向灾区空投救灾物资，在空投的过程中， 飞机的动能和重力势能的变化情况是（ ）
A．动能、重力势能都增大 B．动能、重力势能都减小
C．动能减小、重力势能增大 D．动能增大、重力势能减小
9．（2020九上·宜春月考）如图，粗糙的弧形轨道固定在地面上，轨道平面竖直，一小球由A点以一定的速度沿轨道滚下，经另一侧与A等高点B后到达最高点C，下列分析正确的是（ ）
A．小球在A点的动能比在B点的动能大
B．小球在A点的重力势能比在B点的重力势能大
C．小球在A点具有的机械能等于它在B点具有的机械能
D．小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的机械能
10．（2020九上·东台月考）如图所示，人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行.它从远地点向近地点运动过程中（ ）
A．动能减小，势能不变，机械能变小
B．动能增小，势能增大，机械能不变
C．动能不变，势能增大，机械能变大远地点
D．动能增大，势能减小，机械能不变
11．（2020九上·谢家集月考）2020年7月23日，我国用长征五号运载火箭成功发射了“天问一号”火星探测器。当火箭推动探测器加速上升时，下列有关探测器的能量说法中不正确的是（ ）
A．探测器的重力势能和动能都增加
B．探测器的动能和机械能都增加
C．探测器的重力势能和机械能都增加
D．探测器的重力势能增加，动能不变
12．（2020九上·广东开学考）如图所示，2020年5月5日，“长征五号B”运载火箭搭载新一代载人飞船试验船首飞成功，在火箭加速升空的过程中，关于火箭搭载的飞船的能量及能量转化，下列说法正确的是（ ）
A．动能增加，重力势能不变 B．动能不变，重力势能增加
C．重力势能转化为动能 D．机械能总量增加
13．（2020九上·自贡开学考）起重机沿竖直方向匀速吊起重为G的物体，在这一过程中，物体的（ ）
A．动能增加，重力势能减小，机械能不变
B．动能不变，重力势能增加，机械能增加
C．动能减小，重力势能增加，机械能不变
D．动能减小，重力势能不变，机械能减小
二、填空题
14．（2020九上·肃州期末）2020年新年伊始，突如其来的新型冠状病毒感染的肺炎疫情蔓延全国，运送医疗物资的飞机在减速下降的过程中，机械能将 ，势能将 。（均选填“增大”“不变”或“减小”）
15．（2020九上·柳州期末）在疫情期间，防疫部门每天给街道进行消毒（如图），消毒车在街道上匀速行驶喷洒消毒液过程中，它的动能 ，机械能 。（选填“减小”、“增大”或“不变”）
16．（2020九上·南昌月考）载人飞行包是一个单人低空飞行装置，如图所示，其发动机提供动力，可以垂直起降也可以快速前进，若飞行包（包括人）在竖直方向上匀速上升的过程中不考虑飞行包质量变化和阻力，飞行包的动能 ，机械能 。（均选填“不变”“变小”或“变大”）
17．（2020九上·西安月考）用如图所示的装置，探究重力势能的大小与哪些因素有关时，为了更好地显示并比较重力势能的大小，甲同学想用橡皮泥代替沙子，乙同学想用海绵代替沙子，你认为更合适是 （选填“甲”或“乙”）的方法．为了探究重力势能与质量的关系，要让质量 （选填“相同”或“不同”，下同）的木块从高度 下落．
18．（2020九上·亭湖期中）2018年5月21日，在我国西昌卫星发射中心，探月工程嫦娥四号中继星“鹊桥”搭乘长征四号丙运载火箭升空．在火箭加速升空过程中，“鹊桥”的重力势能将 (变大/变小/不变，下空同)，机械能将 ，火箭中选择氢作为燃料，是因为它燃烧时可以释放出更多的 能转化为火箭的机械能．
三、实验探究题
19．（2020九上·姜堰期末）如图甲所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让钢球A从斜面上某一高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块B发生碰撞，木块沿水平面向右运动直至停止。
（1）实验中是通过观察 来判断钢球的动能大小；
（2）木块最终会停下来的主要原因是 ，在此过程中木块通过 方式把动能转化为内能；若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的；
（3）如图乙所示，如果用质量相同的钢球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一位置上的木块，对木块撞出的一段距离进行比较，该实验方案 （选填“能”或“不能”）研究钢球的动能大小与速度的关系。
20．（2020九上·金川期末）为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学设计了如图中甲、乙、丙所示的探究实验，将A、B、C三个小球先后从同一装置，高度分别为hA、hB、hC的位置滚下（mA=mB＜mC，hA=hC＞hB），推动小木块运动一段距离后静止，请你根据生活经验和所学的物理探究方法，对以下问题进行解答：
（1）实验中，通过比较小球推动木块距离的远近，来判断小球动能的大小，这种常用的实验方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）。
（2）用来研究超速安全隐患时，需要控制的变量是 ，实验时应选择 两个图所示实验进行比较， 通过这个实验得到的结论是∶小球的质量一定时，速度越大，则动能越大。
（3）用来研究超载安全隐患时，应选择 两个图所示实验进行比较，通过这个实验得到的结论是 。
四、解答题
21．（2020·宁夏）如图所示，为高速公路上的限速标志牌，请用物理知识解释∶为什么在同一道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？
22．（2020八下·吉林期末）请用机械能的知识解释，为什么要禁止高空抛物？
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】势能的影响因素
【解析】【解答】由图可看出，C点的海拔高度为200米，A点的海拔高度为800米，B点的海拔高度为400米；物体的质量不变，高度越高，重力势能越大，所以物体的重力势能在A点时最大。
故答案为：A。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
2．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】A．旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山，速度不变，质量不变，故动能不变，A选项错误；
B．动能不变，高度增加，故机械能增加，B选项错误；
C．动能增加，C选项错误；
D．动能不变，重力势能增加，故机械能增加，D选项正确。
故答案为：D。
【分析】物体的动能和质量、速度有关，重力势能和物体的质量、高度有关；机械能是动能和势能的总和。
3．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】直20直升机在加速上升的过程中质量不变，高度变大、速度变大，则重力势能与动能将变大，机械能也变大。
故答案为：B。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
4．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】由于存在空气的摩擦，秋千在摆动的过程中，机械能转化为内能，机械能会逐渐减小；
A．球在B、C两点高度相同，重力势能相同，B的机械能大于C的机械能，A不符合题意；
B．由于机械能逐渐减小，则A的机械能大于D的机械能，B不符合题意；
C．球从O点到C点的过程中，克服摩擦做功，机械能减少，C符合题意；
D．球从D点到C点的过程中，速度增大，动能增大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
5．【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】卫星加速上升的过程中，速度越大，动能越大；高度越高，势能越大，机械能为动能与势能的总和，所以机械能变大，火箭的机械能是由内能转化而来的。
故答案为：D。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
6．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．卫星在近地点时，高度最低，重力势能最小，故动能是最大，在太空中，机械能是守恒的，A选项错误；
B．在太空中，机械能是守恒的，B选项错误；
C．卫星从近地点向远地点运行时，动能减小，重力势能变大，故是动能转化为重力势能，C选项正确。
D．卫星从远地点向近地点运行时，重力势能能减小，动势能变大，故是重力势能转化为动能，机械能守恒，D选项错误。
故答案为：C。
【分析】物体的动能和质量、速度有关，重力势能和质量、高度有关，物体自由下落时，重力势能和动能可以相互转化。
7．【答案】C
【知识点】机械能守恒条件
【解析】【解答】A．实心球在de处高度最低，重力势能最小，A不符合题意；
B．实心球在b处竖直方向的速度为0，但是由于惯性实心球在b处水平方向的速度不为0，所以实心球动能不为零， B不符合题意；
C．在不计空气阻力的情况下，机械能守恒，所以实心球在a、b、c三处机械能相等，C符合题意；
D．实心球最终停在水平地面e处，在d点速度不为0，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】当物体不受到摩擦力时，物体的机械能守恒，即动能与重力势能之和是定值，动能减小，重力势能增加，反之，动能增大，重力势能减小。
8．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】飞机空投救灾物资时，速度不变，质量减小，动能减小；飞机的高度不变，质量减小，重力势能减小，
故答案为：B．
【分析】影响运动物体动能大小的因素有质量和速度，重力势能大小决定于质量和高度。
9．【答案】A
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】A．弧形轨道是粗糙的，则小球在运动时受到摩擦力作用，小球克服摩擦力做功会消耗一部分机械能，小球从 点运动到 点的过程中，小球的机械能逐渐减小，则小球在 点的机械能大于在 点的机械能，由于小球在 、 两点的势能相等，所以在 点的动能比在 点的动能大，A符合题意；
B．同一小球的质量不变，由于小球在 、 两点的高度相等，所以小球在 点的重力势能等于在 点的重力势能，B不符合题意；
C．小球在运动时受到摩擦力作用，小球克服摩擦力做功会消耗一部分机械能，在运动过程中小球的机械能逐渐减小，且 点在 点之前，所以小球在 点的机械能大于在 点的机械能，C不符合题意；
D．小球在运动时受到摩擦力作用，小球克服摩擦力做功会消耗一部分机械能，在运动过程中小球的机械能逐渐减小，且 点在 点之前，所以小球在 点的机械能大于在 点的机械能，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当物体不受到摩擦力时，物体的机械能守恒，即动能与重力势能之和是定值，动能减小，重力势能增加，反之，动能增大，重力势能减小。
10．【答案】D
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】人造卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动过程中质量不变，相对地面的高度减小，势能减小；速度变大，动能变大，没有克服摩擦做功，故机械能守恒，所以D选项正确．
故答案为：D
【分析】在物体的质量一定时，动能和速度有关；重力势能和高度有关。
11．【答案】D
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【解答】AD．探测器速度与高度增大，其重力势能和动能都增加，A正确，不符合题意、D错误，符合题意；
B．探测器的动能和机械能（动能与重力势能之和）都增加，B正确，不符合题意；
C．探测器的重力势能和机械能（动能与重力势能之和）都增加，C正确，不符合题意。
故答案为：D。
【分析】物体的重力势能和质量、高度有关，动能和物体的质量、速度有关。
12．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】在火箭加速升空的过程中，速度增大，那么动能增大；高度增大，那么重力势能增大。根据机械能=动能+重力势能可知，机械能总量增加，故A、B、C错误，D正确。
故选D。
【分析】根据动能和重力势能的影响因素判断它们的变化，根据机械能=动能+重力势能判断机械能的大小变化。
13．【答案】B
【知识点】动能和势能的概念；机械能及其转化
【解析】【解答】起重机沿竖直方向匀速吊起重为G的物体，在这一过程中，物体的质量、速度没变，动能不变，高度变高，重力势能增加，机械能增加。
故答案为：B。
【分析】物体如果受到除重力里外其他的力，那么物体的机械能发生改变，除重力以外的力对物体做正功，物体的机械能增加。
14．【答案】减小；减小
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】运送医疗物资的飞机在减速下降的过程中，质量不变，速度减小，则动能减小；高度减小，则重力势能减小。所以机械能将减小。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
15．【答案】减小；减小
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】消毒车在街道上匀速行驶，向外喷洒消毒液的过程中质量在减小、速度不变，所以动能减小；高度不变、质量减小，所以重力势能减小；而机械能等于动能与势能的总和，所以消毒车的机械能减小。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
16．【答案】不变；变大
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】飞行包（包括人）在竖直方向上匀速上升的过程中（不考虑飞行包质量变化和阻力），质量和速度不变，故动能不变；高度增加，故重力势能增加，机械能变大。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；机械能为动能和势能之和。
17．【答案】甲；不同；相同
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】用橡皮泥代替沙子时，橡皮泥发生的是塑性形变，撤去物体后，不会恢复原状，方便测量；而海绵发生的是弹性形变，撤去物体后，会恢复原状，不方便测量；所以应选用甲同学的方法．实验中为了探究重力势能与质量的关系，根据控制变量法可知，应让质量不同的物体从相同高度由静止落下；
【分析】探究重力势能的影响因素时，沙子的形变容易保持，实验更方便；探究重力势能和质量的关系，要使不同质量的物体，保持下落的高度相同。
18．【答案】变大；变大；内
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】在火箭加速升空过程中，中继星“鹊桥”的质量不变，速度变大，则动能变大；同时高度变大，重力势能变大；动能变大，重力势能变大，因机械能等于物体动能与势能的总和，所以其机械能变大．火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以放出更多的热量，即可以释放出更多的内能，再转化为火箭的机械能．
【分析】处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；火箭的动能的势能变大，机械能变大，能量来源于内能。
19．【答案】（1）木块移动的距离
（2）受到阻力（摩擦力）的作用；做功；不能
（3）能
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)通过观察钢球推动木块移动的距离来反映钢球动能大小的，采用的是转换法的思想。
(2)由于木块在水平面上受到阻力的作用，所以最终会停下来，此过程中，木块克服摩擦做功，通过做功的方式将机械能转化为内能。若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，木块将永远一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到通过比较距离来比较动能的大小。
(3)质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，钢球的速度不同，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究铁球的动能大小与速度的关系。
【分析】（1）通过物块移动的距离长短表示物体动能大小，这用到了转换法；
（2）物体受到摩擦力，将机械能转化为内能；当水平面光滑，物体运动的距离无限远，不能进行比较；
（3）运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大，要探究每一个因素对动能的影响，需要用到控制变量法。
20．【答案】（1）转换法
（2）质量；甲乙
（3）甲丙；v一定，质量大，动能大
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)实验中是通过观察木块被推动移动的距离的远近，比较小车对木块做功的多少，从而判断小车动能的大小，这是转换法的运用；(2)超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大。所以实验中应选择甲、乙两个图进行比较，得到的结论是：小车的质量一定时，速度越大，则动能越大；(3)超载是指速度一定，质量越大，动能越大，所以为了研究汽车超载问题，实验中应选择甲、丙两个图进行比较，得到的结论是：小车的速度一定时，质量越大，动能越大。
【分析】（1）通过物块移动的距离长短表示物体动能大小，这用到了转换法；
（2）（3）运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大，要探究每一个因素对动能的影响，需要用到控制变量法。
21．【答案】解：机动车质量一定，速度越大，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，不同车型的机动车辆质量不同，速度相同时，质量越大的动能越大，制动距离越大，质量小的车辆动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。
【知识点】动能的影响因素
【解析】【解答】动能的大小与质量和速度有关，质量相同时，速度越大动能越大；速度相同时，质量越大，动能越大，所以，机动车质量一定，速度越大，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，不同车型的机动车辆质量不同，速度相同时，质量越大的动能越大，制动距离越大，质量小的车辆动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。
【分析】物体的动能和质量、速度有关，在控制安全的动能时，质量变大，速度要减小。
22．【答案】重力势能与质量和高度有关，在质量一定时，高度越高，重力势能越大，会转化为更多的动能，会对外做更多的功，对人员造成伤害。
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】物体由于位置较高而具有的能是重力势能，重力势能的大小和物体的质量、高度有关。
1 / 1沪科版物理八年级下学期10.6 合理利用机械能
一、单选题
1．（2020九上·柳州期末）某地的等高线如图所示，数值表示海拔。若把同一物体分别放在A、B、C三点，则相对于海平面，物体的重力势能（ ）
A．在A点时最大 B．在B点时最大
C．在C点时最大 D．在A，B，C三点一样大
【答案】A
【知识点】势能的影响因素
【解析】【解答】由图可看出，C点的海拔高度为200米，A点的海拔高度为800米，B点的海拔高度为400米；物体的质量不变，高度越高，重力势能越大，所以物体的重力势能在A点时最大。
故答案为：A。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
2．（2020九上·惠城期末）如图所示，旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山，它具有的（ ）
A．动能增加 ，重力势能增加 B．动能不变，机械能减小
C．动能减小，重力势能增大 D．动能不变，机械能增大
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】A．旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山，速度不变，质量不变，故动能不变，A选项错误；
B．动能不变，高度增加，故机械能增加，B选项错误；
C．动能增加，C选项错误；
D．动能不变，重力势能增加，故机械能增加，D选项正确。
故答案为：D。
【分析】物体的动能和质量、速度有关，重力势能和物体的质量、高度有关；机械能是动能和势能的总和。
3．（2020九上·高平期末）如图所示是我国生产的通用直20直升机在加速上升的过程中（忽略燃油变化），下列关于直升机的动能和势能变化情况的描述，正确的是（ ）
A．动能增大，势能减小 B．动能增大，势能增大
C．动能减小，势能增大 D．动能减小，势能减小
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】直20直升机在加速上升的过程中质量不变，高度变大、速度变大，则重力势能与动能将变大，机械能也变大。
故答案为：B。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
4．（2020九上·玄武期末）如图所示是荡秋千的简化模型，摆球从A 点由静止释放，到达 D 点后返回，B、C 两点等高，下列说法正确的是（ ）
A．球在B，C 两点的机械能相等
B．球在A，D 两点的机械能相等
C．球从O 点到C 点的过程中机械能减少
D．球从D 点到C 点的过程中动能减少
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】由于存在空气的摩擦，秋千在摆动的过程中，机械能转化为内能，机械能会逐渐减小；
A．球在B、C两点高度相同，重力势能相同，B的机械能大于C的机械能，A不符合题意；
B．由于机械能逐渐减小，则A的机械能大于D的机械能，B不符合题意；
C．球从O点到C点的过程中，克服摩擦做功，机械能减少，C符合题意；
D．球从D点到C点的过程中，速度增大，动能增大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
5．（2020九上·金川期末）2014年12月7日“长征四号乙”运载火箭在太原卫星发射中心执行中巴地球资源卫星04星的发射任务，关于卫星加速上升的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能变小，势能变大，机械能保持不变
B．动能变大，势能变小，机械能保持不变
C．动能变小，势能变大，机械能变大，内能转化为机械能
D．动能变大，势能变大，机械能变大，内能转化为机械能
【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】卫星加速上升的过程中，速度越大，动能越大；高度越高，势能越大，机械能为动能与势能的总和，所以机械能变大，火箭的机械能是由内能转化而来的。
故答案为：D。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
6．（2020九上·金昌期中）为了更好的推进习总书记提出的“一带一路”发展战略，我国计划发射十八颗通信卫星，为沿线国家提供服务。下列关于人造卫星说法中，正确的是（ ）
A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大
B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大
C．卫星从近地点向远地点运行时，动能转化为重力势能，机械能不变
D．卫星从远地点向近地点运行时，动能转化为重力势能，机械能不变
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．卫星在近地点时，高度最低，重力势能最小，故动能是最大，在太空中，机械能是守恒的，A选项错误；
B．在太空中，机械能是守恒的，B选项错误；
C．卫星从近地点向远地点运行时，动能减小，重力势能变大，故是动能转化为重力势能，C选项正确。
D．卫星从远地点向近地点运行时，重力势能能减小，动势能变大，故是重力势能转化为动能，机械能守恒，D选项错误。
故答案为：C。
【分析】物体的动能和质量、速度有关，重力势能和质量、高度有关，物体自由下落时，重力势能和动能可以相互转化。
7．（2020九上·张家港期中）掷铅球是奥运会田径赛项目之一．如图所示为掷出去的铅球从a处出手后，在空中的运动轨迹，球最终停在水平地面e处．则铅球（a点、c点高度相同，不计空气阻力）（ ）
A．在a处重力势能最小 B．在b处动能为零
C．在a、b、c三处机械能相等 D．在d处动能为零
【答案】C
【知识点】机械能守恒条件
【解析】【解答】A．实心球在de处高度最低，重力势能最小，A不符合题意；
B．实心球在b处竖直方向的速度为0，但是由于惯性实心球在b处水平方向的速度不为0，所以实心球动能不为零， B不符合题意；
C．在不计空气阻力的情况下，机械能守恒，所以实心球在a、b、c三处机械能相等，C符合题意；
D．实心球最终停在水平地面e处，在d点速度不为0，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】当物体不受到摩擦力时，物体的机械能守恒，即动能与重力势能之和是定值，动能减小，重力势能增加，反之，动能增大，重力势能减小。
8．（2020九上·射洪月考）空中沿水平方向匀速飞行的一架飞机，正在向灾区空投救灾物资，在空投的过程中， 飞机的动能和重力势能的变化情况是（ ）
A．动能、重力势能都增大 B．动能、重力势能都减小
C．动能减小、重力势能增大 D．动能增大、重力势能减小
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】飞机空投救灾物资时，速度不变，质量减小，动能减小；飞机的高度不变，质量减小，重力势能减小，
故答案为：B．
【分析】影响运动物体动能大小的因素有质量和速度，重力势能大小决定于质量和高度。
9．（2020九上·宜春月考）如图，粗糙的弧形轨道固定在地面上，轨道平面竖直，一小球由A点以一定的速度沿轨道滚下，经另一侧与A等高点B后到达最高点C，下列分析正确的是（ ）
A．小球在A点的动能比在B点的动能大
B．小球在A点的重力势能比在B点的重力势能大
C．小球在A点具有的机械能等于它在B点具有的机械能
D．小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的机械能
【答案】A
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】A．弧形轨道是粗糙的，则小球在运动时受到摩擦力作用，小球克服摩擦力做功会消耗一部分机械能，小球从 点运动到 点的过程中，小球的机械能逐渐减小，则小球在 点的机械能大于在 点的机械能，由于小球在 、 两点的势能相等，所以在 点的动能比在 点的动能大，A符合题意；
B．同一小球的质量不变，由于小球在 、 两点的高度相等，所以小球在 点的重力势能等于在 点的重力势能，B不符合题意；
C．小球在运动时受到摩擦力作用，小球克服摩擦力做功会消耗一部分机械能，在运动过程中小球的机械能逐渐减小，且 点在 点之前，所以小球在 点的机械能大于在 点的机械能，C不符合题意；
D．小球在运动时受到摩擦力作用，小球克服摩擦力做功会消耗一部分机械能，在运动过程中小球的机械能逐渐减小，且 点在 点之前，所以小球在 点的机械能大于在 点的机械能，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当物体不受到摩擦力时，物体的机械能守恒，即动能与重力势能之和是定值，动能减小，重力势能增加，反之，动能增大，重力势能减小。
10．（2020九上·东台月考）如图所示，人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行.它从远地点向近地点运动过程中（ ）
A．动能减小，势能不变，机械能变小
B．动能增小，势能增大，机械能不变
C．动能不变，势能增大，机械能变大远地点
D．动能增大，势能减小，机械能不变
【答案】D
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】人造卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动过程中质量不变，相对地面的高度减小，势能减小；速度变大，动能变大，没有克服摩擦做功，故机械能守恒，所以D选项正确．
故答案为：D
【分析】在物体的质量一定时，动能和速度有关；重力势能和高度有关。
11．（2020九上·谢家集月考）2020年7月23日，我国用长征五号运载火箭成功发射了“天问一号”火星探测器。当火箭推动探测器加速上升时，下列有关探测器的能量说法中不正确的是（ ）
A．探测器的重力势能和动能都增加
B．探测器的动能和机械能都增加
C．探测器的重力势能和机械能都增加
D．探测器的重力势能增加，动能不变
【答案】D
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【解答】AD．探测器速度与高度增大，其重力势能和动能都增加，A正确，不符合题意、D错误，符合题意；
B．探测器的动能和机械能（动能与重力势能之和）都增加，B正确，不符合题意；
C．探测器的重力势能和机械能（动能与重力势能之和）都增加，C正确，不符合题意。
故答案为：D。
【分析】物体的重力势能和质量、高度有关，动能和物体的质量、速度有关。
12．（2020九上·广东开学考）如图所示，2020年5月5日，“长征五号B”运载火箭搭载新一代载人飞船试验船首飞成功，在火箭加速升空的过程中，关于火箭搭载的飞船的能量及能量转化，下列说法正确的是（ ）
A．动能增加，重力势能不变 B．动能不变，重力势能增加
C．重力势能转化为动能 D．机械能总量增加
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】在火箭加速升空的过程中，速度增大，那么动能增大；高度增大，那么重力势能增大。根据机械能=动能+重力势能可知，机械能总量增加，故A、B、C错误，D正确。
故选D。
【分析】根据动能和重力势能的影响因素判断它们的变化，根据机械能=动能+重力势能判断机械能的大小变化。
13．（2020九上·自贡开学考）起重机沿竖直方向匀速吊起重为G的物体，在这一过程中，物体的（ ）
A．动能增加，重力势能减小，机械能不变
B．动能不变，重力势能增加，机械能增加
C．动能减小，重力势能增加，机械能不变
D．动能减小，重力势能不变，机械能减小
【答案】B
【知识点】动能和势能的概念；机械能及其转化
【解析】【解答】起重机沿竖直方向匀速吊起重为G的物体，在这一过程中，物体的质量、速度没变，动能不变，高度变高，重力势能增加，机械能增加。
故答案为：B。
【分析】物体如果受到除重力里外其他的力，那么物体的机械能发生改变，除重力以外的力对物体做正功，物体的机械能增加。
二、填空题
14．（2020九上·肃州期末）2020年新年伊始，突如其来的新型冠状病毒感染的肺炎疫情蔓延全国，运送医疗物资的飞机在减速下降的过程中，机械能将 ，势能将 。（均选填“增大”“不变”或“减小”）
【答案】减小；减小
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】运送医疗物资的飞机在减速下降的过程中，质量不变，速度减小，则动能减小；高度减小，则重力势能减小。所以机械能将减小。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
15．（2020九上·柳州期末）在疫情期间，防疫部门每天给街道进行消毒（如图），消毒车在街道上匀速行驶喷洒消毒液过程中，它的动能 ，机械能 。（选填“减小”、“增大”或“不变”）
【答案】减小；减小
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】消毒车在街道上匀速行驶，向外喷洒消毒液的过程中质量在减小、速度不变，所以动能减小；高度不变、质量减小，所以重力势能减小；而机械能等于动能与势能的总和，所以消毒车的机械能减小。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
16．（2020九上·南昌月考）载人飞行包是一个单人低空飞行装置，如图所示，其发动机提供动力，可以垂直起降也可以快速前进，若飞行包（包括人）在竖直方向上匀速上升的过程中不考虑飞行包质量变化和阻力，飞行包的动能 ，机械能 。（均选填“不变”“变小”或“变大”）
【答案】不变；变大
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】飞行包（包括人）在竖直方向上匀速上升的过程中（不考虑飞行包质量变化和阻力），质量和速度不变，故动能不变；高度增加，故重力势能增加，机械能变大。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；机械能为动能和势能之和。
17．（2020九上·西安月考）用如图所示的装置，探究重力势能的大小与哪些因素有关时，为了更好地显示并比较重力势能的大小，甲同学想用橡皮泥代替沙子，乙同学想用海绵代替沙子，你认为更合适是 （选填“甲”或“乙”）的方法．为了探究重力势能与质量的关系，要让质量 （选填“相同”或“不同”，下同）的木块从高度 下落．
【答案】甲；不同；相同
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】用橡皮泥代替沙子时，橡皮泥发生的是塑性形变，撤去物体后，不会恢复原状，方便测量；而海绵发生的是弹性形变，撤去物体后，会恢复原状，不方便测量；所以应选用甲同学的方法．实验中为了探究重力势能与质量的关系，根据控制变量法可知，应让质量不同的物体从相同高度由静止落下；
【分析】探究重力势能的影响因素时，沙子的形变容易保持，实验更方便；探究重力势能和质量的关系，要使不同质量的物体，保持下落的高度相同。
18．（2020九上·亭湖期中）2018年5月21日，在我国西昌卫星发射中心，探月工程嫦娥四号中继星“鹊桥”搭乘长征四号丙运载火箭升空．在火箭加速升空过程中，“鹊桥”的重力势能将 (变大/变小/不变，下空同)，机械能将 ，火箭中选择氢作为燃料，是因为它燃烧时可以释放出更多的 能转化为火箭的机械能．
【答案】变大；变大；内
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】在火箭加速升空过程中，中继星“鹊桥”的质量不变，速度变大，则动能变大；同时高度变大，重力势能变大；动能变大，重力势能变大，因机械能等于物体动能与势能的总和，所以其机械能变大．火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以放出更多的热量，即可以释放出更多的内能，再转化为火箭的机械能．
【分析】处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；火箭的动能的势能变大，机械能变大，能量来源于内能。
三、实验探究题
19．（2020九上·姜堰期末）如图甲所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让钢球A从斜面上某一高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块B发生碰撞，木块沿水平面向右运动直至停止。
（1）实验中是通过观察 来判断钢球的动能大小；
（2）木块最终会停下来的主要原因是 ，在此过程中木块通过 方式把动能转化为内能；若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的；
（3）如图乙所示，如果用质量相同的钢球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一位置上的木块，对木块撞出的一段距离进行比较，该实验方案 （选填“能”或“不能”）研究钢球的动能大小与速度的关系。
【答案】（1）木块移动的距离
（2）受到阻力（摩擦力）的作用；做功；不能
（3）能
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)通过观察钢球推动木块移动的距离来反映钢球动能大小的，采用的是转换法的思想。
(2)由于木块在水平面上受到阻力的作用，所以最终会停下来，此过程中，木块克服摩擦做功，通过做功的方式将机械能转化为内能。若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，木块将永远一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到通过比较距离来比较动能的大小。
(3)质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，钢球的速度不同，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究铁球的动能大小与速度的关系。
【分析】（1）通过物块移动的距离长短表示物体动能大小，这用到了转换法；
（2）物体受到摩擦力，将机械能转化为内能；当水平面光滑，物体运动的距离无限远，不能进行比较；
（3）运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大，要探究每一个因素对动能的影响，需要用到控制变量法。
20．（2020九上·金川期末）为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学设计了如图中甲、乙、丙所示的探究实验，将A、B、C三个小球先后从同一装置，高度分别为hA、hB、hC的位置滚下（mA=mB＜mC，hA=hC＞hB），推动小木块运动一段距离后静止，请你根据生活经验和所学的物理探究方法，对以下问题进行解答：
（1）实验中，通过比较小球推动木块距离的远近，来判断小球动能的大小，这种常用的实验方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）。
（2）用来研究超速安全隐患时，需要控制的变量是 ，实验时应选择 两个图所示实验进行比较， 通过这个实验得到的结论是∶小球的质量一定时，速度越大，则动能越大。
（3）用来研究超载安全隐患时，应选择 两个图所示实验进行比较，通过这个实验得到的结论是 。
【答案】（1）转换法
（2）质量；甲乙
（3）甲丙；v一定，质量大，动能大
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)实验中是通过观察木块被推动移动的距离的远近，比较小车对木块做功的多少，从而判断小车动能的大小，这是转换法的运用；(2)超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大。所以实验中应选择甲、乙两个图进行比较，得到的结论是：小车的质量一定时，速度越大，则动能越大；(3)超载是指速度一定，质量越大，动能越大，所以为了研究汽车超载问题，实验中应选择甲、丙两个图进行比较，得到的结论是：小车的速度一定时，质量越大，动能越大。
【分析】（1）通过物块移动的距离长短表示物体动能大小，这用到了转换法；
（2）（3）运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大，要探究每一个因素对动能的影响，需要用到控制变量法。
四、解答题
21．（2020·宁夏）如图所示，为高速公路上的限速标志牌，请用物理知识解释∶为什么在同一道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？
【答案】解：机动车质量一定，速度越大，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，不同车型的机动车辆质量不同，速度相同时，质量越大的动能越大，制动距离越大，质量小的车辆动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。
【知识点】动能的影响因素
【解析】【解答】动能的大小与质量和速度有关，质量相同时，速度越大动能越大；速度相同时，质量越大，动能越大，所以，机动车质量一定，速度越大，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，不同车型的机动车辆质量不同，速度相同时，质量越大的动能越大，制动距离越大，质量小的车辆动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。
【分析】物体的动能和质量、速度有关，在控制安全的动能时，质量变大，速度要减小。
22．（2020八下·吉林期末）请用机械能的知识解释，为什么要禁止高空抛物？
【答案】重力势能与质量和高度有关，在质量一定时，高度越高，重力势能越大，会转化为更多的动能，会对外做更多的功，对人员造成伤害。
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】物体由于位置较高而具有的能是重力势能，重力势能的大小和物体的质量、高度有关。
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