3.2机械能 同步练习（含解析）

机械能
一、单选题
1.如图为杂技演员演出的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在跷跷板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在空气阻力，故(
???)。
A.男演员的质量必须大于女演员的质量
B.甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能
C.男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能
D.女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等
2.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
3.如图所示，小球从粗糙的斜坡a点由静止滑下，依次经过b、c、d最后恰好停在e点，其中b和d点在同一水平高度，则下列说法正确的是（??
）
A.?小球从a点到c点过程中，重力势能转化为动能，小球的机械能守恒
B.?小球在c点的机械能最大
C.?小球在b点和d点动能和重力势能都相等
D.?小球在d点的机械能比b点机械能小
4.在2017年庆祝建军90周年阅兵式上，我国自主研发的歼－20隐形战斗机亮相。如图是空中加油机正在给歼－20隐形战斗机加油，此过程中，歼－20隐形战斗机的高度和速度不变，则歼－20隐形战斗机的（??
）
A.?动能增加，势能减小，机械能不变??????????????????????B.?动能不变，势能不变，机械能不变
C.?动能减小，势能减小，机械能减小??????????????????????D.?动能增加，势能增加，机械能增加
5.2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射成功。若某卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时速度增大了，由此可知其动能（
??）
A.??
减小????????????????????????????????????B.?增大????????????????????????????????????C.?不变????????????????????????????????????D.?消失
6.两个完全相同的篮球，表面涂黑，从不同的高度自由下落（由静止开始下落）至同一地面，在地面上留下如图所示的黑色圆斑，下列判断正确的是（??
）
A.?落在甲处的篮球初始重力势能大?????????????????????????B.?落在乙处的篮球质量大
C.?落在乙处的篮球初始高度大????????????????????????????????D.?落在甲处的篮球重力做功多
7.据媒体报道，10月11日一颗陨石坠落在吉林省松原市附近，天空火光一片，犹如科幻电影。下落过程中陨石质量因燃烧而减小，则该过程中（???
）
A.?重力势能不断减小，机械能不变
B.?重力势能不断增加，机械能不变
C.?重力势能不断增加，机械能增加
D.?重力势能不断减小，机械能减小
8.如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油，以下对战斗机或加油机的说法正确的是：（??
）
A.?战斗机动能不变，势能不变????????????????????????????????B.?战斗机动能减少，势能减少
C.?加油机动能增大，势能增大????????????????????????????????D.?加油机动能减少，势能减少
9.2013年6月26日上午8时，神舟十号返回舱在位于内蒙古四子王旗的搜救场着陆!假设飞船返回穿越大气层时，有一段为匀速降落过程，则在此过程中飞船的（
??）
A.?动能减小，势能增大
B.?动能不变，势能减小
C.?动能减小，势能减小
D.?动能减小，势能不变
10.为了研究动能的大小与哪些因素有关,教科书中设计了“小钢球撞木块”的实验,如图所示。让静止的小钢球从斜面滚下,观察木块被推动的距离。下列关于该实验的说法,错误的是(?????
)
A.?该实验采用转换法的设计思路,用木块移动的距离来表示动能的大小
B.?该实验利用控制变量的研究方法,如分别控制小球滚下的高度、小球的质量相等
C.?该实验能说明物体的质量与物体的动能大小有关
D.?让同一小球从不同高度滚下,目的是为了让小球获得不同的运动速度
11.如图是北斗导航卫星的轨道示意图。已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒,则关于该卫星从远地点向近地点运行过程中势能、动能、速度的变化是（???
）
A.?势能增加、动能减小、速度减小?????????????????????????B.?势能不变、动能不变、速度不变
C.?势能减小、动能增加、速度不变?????????????????????????D.?势能减小、动能增加、速度增加
12.如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆动到右侧的最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hA＞hC
．
在小球从B点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是（??
）
A.?小球的机械能总量保持不变????????????????????????????????B.?在A点小球的机械能最大
C.?小球的势能始终保持减小????????????????????????????????????D.?从A到B点小球的势能全部转化为动能
二、填空题
13.如图，2020
年
11
月
24
日，我国用长征五号运载火箭成功发射嫦娥五号探测器，并将其送入预定轨道。在火箭加速升空的过程中，
________对运载火箭做功，位于火箭头部的探测器的机械能?
________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
14.如图是某同学在高速公路上看到的标志牌，标志牌中数字表示汽车限行速度。此高速路段汽车行驶速度不能________(选填“大于”、“等于”或“小于”)60km/h；相比小汽车，大型客车的最高限速要小，原因是________。
三、解答题
15.在综合实践活动课上,王强同学发现学校运动场地上有若干大小不等的铅球,如图所示。于是他想利用这些器材亲自体验一下“重力势能的大小与哪些因素有关”。
?
（1）请你帮他设计应如何去做。
（2）说明该实践中怎样判断物体重力势能的大小。
四、实验探究题
16.在探究动能大小与哪些因素有关的实验中，小科设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止。
（1）实验中小科是通过观察________来判断钢球的动能大小。
（2）在图甲、丙中，m2>m1
，
小球下滑到斜面底端时的速度v1=v2
，
若s3>s1
，
则表明物体
的动能与质量的关系是：________。
（3）小思利用丁图来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t1
，
B小球通过凹形槽的时间t2
，
则时间较短的是________。
?
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
C
【解析】【分析】由于存在阻力，因此运动员克服阻力做功，根据能量的转化和守恒定律分析判断。
【解答】由于存在阻力，因此运动员克服阻力做功，将机械能转化为内能，因此运动过程中机械能不断减小，所以男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能，故C正确；
男演员向上跳起时，同时具有动能和重力势能；女演员到达乙处静止不动，只具有重力势能，所以男演员的质量不一定大于女演员质量。如果男演员自由下落时，男演员的质量一定大于女演员质量，故A错误；
男演员向上跳起，可能同时具有动能和重力势能，则男演员的重力势能不一定大于女演员的重力势能，故B错误；
女演员弹起时动能转化为重力势能，由于存在阻力，克服阻力做功，动能没有完全转化为重力势能，所以女演员弹起时的动能大于她站在乙处时的机械能，故D错误。
故选C。
2.【答案】
C
【解析】【分析】根据重力势能的影响因素判断大小即可。
【解答】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。
3.【答案】
D
【解析】【分析】（1）比较a、e两点机械能的大小即可；
（2）根据运动过程的能量转化判断；
（3）（4）首先根据高度的关系判断重力势能的大小，再根据“机械能=动能+重力势能”分析动能的大小。
【解答】a和e点时，小球都处于静止状态，此时动能为零，即它的重力势能等于机械能。因为e点高度小于a点，所以重力势能减小，机械能减小，因此运动过程中机械能有损失，不守恒，故A错误；
由于运动过程中要克服摩擦做功，因此运动时间越长，机械能损失越大，则a点的机械能最大，故B错误；
b点和d点高度相同，则小球的重力势能相等；d点在b点后，则机械能d点小于b点。根据机械能=动能+重力势能可知，d点的动能小于b点，故C错误，D正确。
故选D。
4.【答案】
D
【解析】【分析】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，据此分析即可。
【解答】歼－20隐形战斗机的高度不变，质量增大，那么重力势能增大；速度不变，质量增大，那么动能增大。根据机械能=动能+重力势能可知，机械能增大。
故选D。
5.【答案】
B
【解析】【分析】动能与物体的质量和速度大小有关，据此判断。
【解答】某卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时速度增大了，但质量不变，那么它的动能增大了，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
6.【答案】
C
【解析】【分析】弹性势能与物体发生弹性形变的程度大小有关，重力势能与物体的质量和高度大小有关，据此分析判断即可。
【解答】A.相同的篮球，撞击地面后，甲圆斑小，说明篮球形变程度小，产生的弹性势能小。因为弹性势能由最初的重力势能转化而成，因此落在甲处的篮球初始动能小，故A错误；
B.两个篮球完全相同，因此它们的质量相等，故B错误；
C.乙处的圆斑大，那么篮球的弹性形变大，具有的弹性势能就大。因为弹性势能由开始时的重力势能转化而来，所以落在乙处的篮球重力势能大。因为篮球质量相同，所以乙处的篮球初始高度大，故C正确；
D.根据W=Gh可知，两个篮球质量相等，那么重力相等，乙处的篮球高度大，所以落在乙处的篮球重力做功多，故D错误。
故选C。
7.【答案】
D
【解析】【分析】重力势能与质量和高度有关，动能与质量和速度有关，利用能量转化的知识确定机械能的大小变化。
【解答】下落过程中，陨石的质量因燃烧而减小，高度也减小，那么它的重力势能减小；由于与大气摩擦，陨石的机械能不断的转化为内能，因此机械能不断减小，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
8.【答案】
D
【解析】【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析判断。
【解答】空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油，加油机的质量减小速度不变，那么动能减小；质量减小高度不变，那么重力势能减小，故C错误、D正确；
战斗机的质量增大速度不变，那么动能增大；质量增大高度不变，那么重力势能增大，故A、B错误。
故选D。
9.【答案】
B
【解析】【分析】影响动能的因素有质量和速度，质量越大，动能越大；速度越大，动能越大。影响重力势能的因素有质量和高度，质量越大，重力势能越大；高度越高，重力势能越大。
【解答】由题可知，飞船在降落过程中匀速降落，速度不变，高度减小，所以动能不变，势能减小。ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B
10.【答案】
C
【解析】【分析】根据探究动能影响因素的实验的设计思想、实验过程和结论分析判断。
【解答】A.该实验采用转换法的设计思路，用木块移动的距离来表示动能的大小，故A正确不合题意；?
B.该实验利用控制变量的研究方法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量相等，故B正确不合题意；
C.探究物体的动能与质量大小有关时，需要控制小球在斜面上的高度相同而改变小球的质量，而题目中只有一个小球，无法做到，故C错误符合题意；
D.让同一小球从不同高度滚下，目的是为了让小球获得不同的运动速度，故D正确不合题意。
故选C。
11.【答案】
D
【解析】【分析】重力势能与质量和高度有关，动能与质量和速度有关，根据动能和重力势能的相互转化分析即可。
【解答】该卫星从远地点向近地点运行过程中，质量不变，高度减小，那么重力势能减小；根据机械能守恒可知，此时重力势能转化为动能，即动能增大，速度增大，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
12.【答案】
B
【解析】【分析】（1）（2）小球运动过程中，要克服空气阻力，据此分析机械能的变化；
（3）重力势能与质量和高度有关；
（4）根据（1）中的分析判断。
【解答】如果小球没有能量损耗，那么C点的高度应该和A点的高度相同，因此从B到C的过程中有能量损耗，机械能逐渐减小，故A错误；
因为小球运动时不断克服阻力做功，从而消耗机械能，所以开始时A点的机械能最大，故B正确；
从B到C，小球的高度逐渐增大，因此它的重力势能逐渐增大，故C错误；
从A到B的过程中，小球的重力势能转化为动能和内能，故D错误。
故选B。
二、填空题
13.【答案】
燃气；增大
【解析】【分析】（1）分析火箭推力的来源即可；
（3）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，据此分析判断。
【解答】（1）火箭发动机向下喷气，根据力的作用的相互性可知，燃气对火箭施加向上的推力，因此燃气对运载火箭做功。
（2）在加速升空的过程中，探测器的质量不变，高度增大，重力势能增大；质量不变速度增大，那么动能增大。根据机械能=动能+重力势能可知，它的机械能增大。
14.【答案】
小于；大型客车质量大，动能大
【解析】【分析】（1）标识牌上每一行中，图形表示限制的车型，另外两个数值表示最高车速和最低车速；
（2）动能的大小与质量和速度有关，即质量越大，速度越大，动能越大；而动能越大，发生碰撞时造成的破坏性越大。
【解答】（1）根据图片可知，标志牌中的最小数字都是60，那么此高速路段汽车行驶速度不能小于60km/h；
（2）相比小汽车，大型客车的最高限速要小，原因是：大型客车质量大，动能更大。
三、解答题
15.【答案】
（1）解：将质量不同的铅球从同一高度释放,落至地面(沙坑);将同一铅球从不同高度释放,落至地面(沙坑)。
（2）解：根据铅球对地面的作用效果(或引起地面形变的大小,或砸出坑的深浅,或对地面做功多少),作用效果越明显(或引起地面形变越大,或砸出的坑越深,或对地面做功越多),物体的重力势能越大。反之,重力势能越小。
【解析】【分析】（1）重力势能与物体的质量和高度有关；根据控制变量法的要求，探究重力势能和质量的关系时，需要保持下落高度相同而改变质量；探究重力势能和高度的关系时，需要保持质量相同而改变高度，据此设计实验步骤；
（2）铅球撞击地面或沙坑时，肯定会对它们造成一定程度的破坏，可以根据地面形变程度的大小或沙坑的深浅来判断重力势能的大小。
?
四、实验探究题
16.【答案】
（1）木块移动的距离
（2）速度相等时，物体的质量越大，动能越大
（3）t2
【解析】【分析】（1）从斜面上滚下的小球撞击木块，木块在水平面上移动。根据W=fs可知，木块移动的距离越远，克服阻力做的功越大，说明小球的动能越大。
（2）根据题目描述确定哪个因素相同，哪个因素不同，根据木块移动距离确定动能的大小，从而得到结论。
（3）根据弧形槽的形状分析物体的运动状态，从而判断整个过程平均速度的大小，最后根据比较运动时间的长短。
?
【解答】（1）实验中小科是通过观察木块移动的距离来判断钢球的动能大小。
（2）在图甲、丙中，m2>m1
，
小球下滑到斜面底端时的速度v1=v2
，
若s3>s1
，
说明丙图中的小球动能大，则表明物体的动能与质量的关系是：速度相等时，物体的质量越大，动能越大。
（3）A为凸形，在运动过程中，动能先转换为重力势能，再转换为动能，因此速度先变小后变大，则整个过程的平均速度v1小于v；
?
?
?B为凹形，在运动过程中，重力势能先转换为动能，再转换为重力势能，因此速度先变大后变小，则整个过程的平均速度v2大于v；
根据公式可知，运动时间较短的是t2。
?