3.2机械能同步练习---2021—2022学年浙教版九上科学（含答案）

机械能
一、单选题
1.如图所示的四种情景中，属于重力势能转化为动能的是（???
）
A.?运动员把弯弓拉开将箭射出?????????????B.?跳水运动员从空中下落
C.?运动员骑自行车冲向坡顶???????????D.?跳伞运动员从空中匀速下落
2.如图所示是蹦床运动员表演的情景，运动员从蹦床最低点到达最高点的过程中，运动员的动能和重力势能变化情况分别是(??
)
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
3.下列有关如图所示四幅图的观点中(不计摩擦和空气阻力)，分析合理的是（
??）
A.?图甲中，起跳后上升到最高点时人的动能为零
B.?图乙中，在下降过程中滚摆的动能转化为重力势能
C.?图丙中，卫星从近地点到远地点机械能减小
D.?图丁中，小球从①到②的过程中重力势能转化为动能
4.如图所示，置于斜面项端a的物体，分别沿ab、ac、ad三个不同路径滑落到b、c、d三个位置时，若不计摩擦和空气阻力，则比较它们动能的大小，正确的是（?
）
A.?b点的动能大???????????????????????B.?c点的动能大???????????????????????C.?d点的动能大???????????????????????D.?一样大
5.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
6.如图所示，“套圈”出手后，从a点到c点的过程中(空气阻力不能忽略)，下列说法正确的是(??
?)
A.?“套圈”运动到b点时，动能减小到0
B.?“套圈”在b点的机械能等于在a点的机械能
C.?“套圈”从b点到c点的过程中，机械能逐渐减小
D.?“套圈”从a点到c点的过程中，重力势能先变小后变大
7.如图所示，图中速度
v
的方向是某同学在体育中考“原地掷实心球”项目测试中球出手时的飞行方向。对从球出手到落地的过程，忽略空气阻力，下列叙述??
正确的是（????
）
A.?球出手时动能最大??????B.?球出手时势能最大??????C.?球落地时机械能最大??????D.?球的机械能保持不变
8.在“研究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，下列说法正确的是（??
）
A.?不同小球从斜面上同一高度处释放，到达斜面底部时的动能大小都相同
B.?水平面上物体A被撞击后移动的距离越大，说明撞击时小球具有的动能越大
C.?小球从斜面上越高处释放，物体A就被推得越远，说明动能大小与所处高度有关
D.?小球从斜面上释放到与物体A共同静止的过程中机械能守恒
9.如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变多压力传感器在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下竭的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，不计空气阻力，则（??
）
A.?运动过程中小球的机械能守恒????????????????????B.?t1~t2这段时间内，小球的动能与重力势能一直在增加
C.?t2时刻小球的速度为最大???????????????????????????D.?t2~t3这段时间内，小球的动能先增加后减少
10.跳伞运动员在空中匀速下落的过程中（??
）
A.?动能减小，势能不变，机械能不变??????????????????????B.?动能不变，势能减小，机械能减小
C.?动能减小，势能增大，机械能不变??????????????????????D.?动能不变，势能增大，机械能减小
11.掷实心球是我市的中考体育测试项目之一。掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处。则实心球（??
）
A.?在a处的重力势能最小??????B.?在b处的动能为零??????C.?在b处的重力势能最大??????D.?在d处的动能为零
12.俄罗斯车里雅宾斯克州发生天体坠落事件，坠落的陨石与大气剧烈摩擦发出耀眼的白光，如图所示。若下落过程中不考虑陨石的质量变化，则陨石在空中加速降落时（??
）
A.?重力势能不断减少，动能不断增加，机械能不变
B.?重力势能不断增加，动能不断减小，机械能不变
C.?重力势能不断增加，动能不断增加，机械能增加
D.?重力势能不断减少，动能不断增加，机械能减少
二、填空题
13.如图，皮球落地后弹起过程中每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。由图可知，下落过程中，皮球的速度________；离开地面上升的过程中，皮球的重力势能________，动能________。皮球在整个运动过程中的机械能________。
14.物体由于________而具有的能叫动能。动能的大小与________和________有关。
三、解答题
15.在探究动能影响因素实验时，常用如图实验装置(不计摩擦)。为了使小球到达水平位置时初始速度相同，需控制小球下落高度相同，这是为什么呢？查阅资料得：某处物体的重力势能的大小等于该物体从此处运动至水平位置时重力对物体所做的功。
（1）质量为m的小球在A处静止时，所具有的重力势能大小Ep为
________；
（2）已知，刚进入水平面B点时，小球所具有的动能Ek可以表达为
mv2
，
v为此时的速度。则Ep________Ek(选填“大于”或“等于”或“小于”)；
（3）请推导证明：小球在水平面上运动的初始速度v只与高度h有关。
四、实验探究题
16.小知和小临在老师的帮助下设计“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图所示∶将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至木板上后与木块碰撞。通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法，得到了图的四个实验场景?
（1）为探究小车动能与质量的关系，应选用场景________进行实验。
（2）小如通过观察木块移动的距离长短，来判断小车动能的大小，这种研究方法是________（选填“控制变量法”或“转换法”）。
（3）猜想一下：如果斜面和水平面都是光滑的，把木块固定在水平面上，将小车从斜面上高10厘米处由静止释放，小车与木块碰撞时无能量损失，那么小车被木块反弹后将会运动到斜面高________（选填“小于”或“等于”或“大于”）10厘米处。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
B
【解析】【分析】哪个现象中重力势能减小而动能增大，哪个选项就是正确选项。
【解答】A.运动员把弯弓拉开将箭射出，将弓的弹性势能转化为箭的动能，故A不合题意；
B.
跳水运动员从空中下落，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，将重力势能转化为动能，故B符合题意；
C.
运动员骑自行车冲向坡顶，高度增大，重力势能增大；速度减小，动能减小，将动能转化为重力势能，故C不合题意；
D.
跳伞运动员从空中匀速下落，高度减小，重力势能减小；速度不变，动能不变，二者没有转化关系，故D不合题意。
故选B。
2.【答案】
C
【解析】【分析】动能与速度和质量有关，重力势能与重力和高度有关，据此分析即可。
【解答】运动员从蹦床最低点到达最高点的过程中，在开始的一段时间内，蹦床的弹力大于运动员的重力，即合力向上，与运动方向一致，因此速度是增大的。随着弹力的不断减小，当弹力和重力相等时，合力为零，此时加速停止，即此时速度最大；从此以后，弹力小于重力，合力向下，与运动方向相反，那么运动员做减速运动。由此可知，运动员的动能先增大后减小。
?
?
?
?
?
运动员的重力不变，高度不断增大，因此重力势能不断增大。
故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
3.【答案】
D
【解析】【分析】（1）注意分析竖直和水平两个方向上的速度是否都为零；
（2）动能与速度和质量有关，重力势能与质量和高度有关；
（3）根据机械能守恒定律分析；
（4）根据重力势能和动能的大小变化分析。
【解答】A.当人到达最高点时，竖直方向上的速度为零，而水平方向上的速度保持不变，因此人的动能不为零，故A错误；
B.在下降过程中，滚摆的速度增大，动能增大；高度减小，重力势能减小，因此重力势能转化为动能，故B错误；
C.卫星从近地点到远地点的过程中，由于没有能量损耗，因此机械能守恒，故C错误；
D.小球从①到②的过程中，速度增大，动能增大；高度减小，重力势能减小，因此重力势能转化为动能，故D正确。
故选D。
4.【答案】
D
【解析】【分析】根据重力势能和动能相互转化的知识判断。
【解答】物体a三次都处于同一高度，质量相同，高度相同，那么它的重力势能相同。在物体滑下时，重力势能会转化为动能。因为没有摩擦和阻力，所以转化的动能相同，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
5.【答案】
B
【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，据此结合能量转化的知识分析判断。
【解答】A.刚开始过山车匀速被拉升时，质量不变且速度不变，则动能不变；质量不变高度增大，则重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，机械能增大，故A错误；
B.过山车向下俯冲时，重力势能减小，而动能增大，则重力势能转化为动能，故B正确；
C.通过环形轨道最高点时，重力势能最大，但是它在水平方向上的速度不为零，即动能不为零，故C错误；
D.过山车在运行过程中，不断的克服摩擦，将机械能转化为内能，故D错误。
故选B。
6.【答案】
C
【解析】【分析】（1）注意水平方向的速度不为零；
（2）（3）物体运动时受到空气阻力，机械能会转化为内能；
（4）重力势能与质量和高度大小有关。
【解答】A.“套圈”运动到b点时，它在竖直方向上速度为零，但是水平方向速度不为零，因此动能不为零，故A错误；
B.“套圈”在运动过程中，会克服空气阻力将机械能转化为内能，从而使机械能减小，因此时间越靠后，机械能越小。因为b点在a点后面，所以“套圈”在b点的机械能小于在a点的机械能，故B错误；
C.根据上面的分析可知，“套圈”从b点到c点的过程中，机械能逐渐减小，故C正确；
D.“套圈”从a点到c点的过程中，高度先增大后减小，则重力势能先变大后变小，故D错误。
故选C。
7.【答案】
D
【解析】【分析】（1）动能与质量和速度有关；
（2）重力势能与质量和高度有关；
（3）（4）根据机械能守恒判断。
【解答】由于运动过程中，忽略空气阻力，所以机械能没有损失，即机械能守恒，故C错误，D正确；
由于铅球出手后还会继续向上运动，因此出手时不是最大高度，因此此时重力势能不是最大的，故B错误；
根据机械能=动能+重力势能可知，当铅球落地时，重力势能最小，此时动能最大，故A错误。
故选D。
8.【答案】
B
【解析】【分析】根据动能的影响因素的探究实验的设计、实验过程和结论分析判断。
【解答】A.不同小球从斜面上同一高度处释放，到达斜面底部时的速度相同。如果小球的质量不同，那么它们的动能大小不同，故A错误；
B.水平面上物体A被撞击后移动的距离越大，木块克服摩擦做的功越多，说明撞击时小球具有的动能越大，故B正确；?
C.小球从斜面上越高处释放，它到达斜面底端时的速度就越大，物体A就被推得越远，说明动能大小与所速度大小有关，故C错误；
D.小球从斜面上释放到与物体A共同静止的过程中，由于物体B不断克服摩擦力做功，所以机械能会全部转化为内能，即机械能变成零，故D错误。
故选B。
9.【答案】
D
【解析】【分析】（1）注意小球的机械能和弹簧的弹性势能的相互转化；
（2）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，注意分析速度和高度的变化即可；
（3）弹簧的弹力与形变程度有关，根据t2时弹力的大小分析弹性势能的大小，并判断此时动能的大小，进而确定速度的大小；
（4）根据弹簧弹力的变化推测小球的速度变化即可。
【解答】A.由图看出，弹簧的弹力在变化，说明运动过程中弹簧的弹性势能在变化，币小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则知小球的机械能不守恒，故A错误；
B.
t1～t2这段时间内，高度不断减小，重力势能不断减小，小球先向下做加速度减小的加速运动，然后做加速度增大的减速运动，小球的速度先增大后减小，小球动能先增大后减小，故B错误；
C.t2时刻，弹力最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，速度等于零，故C错误；
D.t2～t3段时间内，先做加速度减小的加速运动，然后向上做加速度增大的减速运动，所以小球的动能先增大后减小，故D正确。
故选D。
10.【答案】
B
【解析】【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与重力和高度有关，而机械能=动能+势能，据此分析判断。
【解答】跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，质量不变，速度不变，那么动能不变；质量不变，高度减小，那么重力势能减小；根据机械能=动能+势能可知，机械能减小。
故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
11.【答案】
C
【解析】【分析】（1）重力势能与质量和高度有关；
（2）实心球的运动为竖直方向运动和水平方向运动的复合运动，注意分析水平方向上的速度是否为零；
（3）重力势能与质量和高度有关；
（4）根据动能和重力势能的能量转化分析。
【解答】A.根据图片可知，d点的高度最小，因此d点的重力势能最小，故A错误；
B.在b处时，实心球在竖直方向上的速度为零，而在水平方向上的速度不为零，因此它的动能不为零，故B错误；
C.b处时实心球的高度最大，因此该点时它的重力势能最大，故C正确；
D.d点时，实心球的重力势能转化为动能，因此该点的动能肯定不为零，故D错误。
故选C。
12.【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；摩擦会将机械能转化为内能，据此分析机械能的变化。
【解答】若下落过程中不考虑陨石的质量变化，则陨石在空中加速降落时，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大。由于陨石与空气摩擦，产生大量的热能，因此机械能减小，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
二、填空题
13.【答案】
增大；增大；减小；减小
【解析】【分析】动能与速度和质量有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析能量转化的过程。
【解答】（1）由图可知，下落过程中，皮球的质量不变但高度减小，那么重力势能减小，即重力势能转化为动能，则皮球的速度增大；
（2）离开地面上升的过程中，皮球的重力势能质量不变但高度增大，则动能转化为重力势能，因此动能减小。
（3）在运动过程中，由于不断的克服空气阻力做功，因此将机械能转化为内能，那么皮球在整个运动过程中的机械能减小。
14.【答案】
运动；质量；速度
【解析】【分析】根据动能的定义和影响因素分析解答。
【解答】物体由于运动而具有的能叫动能。动能的大小与质量和速度有关。
三、解答题
15.【答案】
（1）mgh
（2）等于
（3）
mv2=mgh，v=
，即小球在水平面上运动的初始速度只与高度有关
【解析】【分析】（1）重力势能等于重力做的功，根据W=Gh计算；
（2）不计摩擦，即没有机械能的损失，那么小球刚到水平面时减小的重力势能全部转化为动能；
（3）根据重力势能和动能的计算公式进行计算推导即可。
【解答】（1）
质量为m的小球在A处静止时，所具有的重力势能：
Ep
=W=Gh=mgh；
（2）已知，刚进入水平面B点时，小球所具有的动能Ek可以表达为?
，
v为此时的速度。则Ep=Ek；
（3）根据Ep=Ek得到：
=mgh，
解得：
v=??；
因此：
小球在水平面上运动的初始速度只与高度有关
。
四、实验探究题
16.【答案】
（1）①和③
（2）转换法
（3）等于
【解析】【分析】（1）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（2）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
（3）根据能量转化和守恒定律分析。
【解答】（1）探究小车动能与质量的关系时，必需控制小车的速度相同，即在斜面上的高度相同而改变小车的质量，故选①③。
（2）小如通过观察木块移动的距离长短，来判断小车动能的大小，这种研究方法是转换法；
（3）如果斜面和水平面都是光滑的，把木块固定在水平面上，将小车从斜面上高10厘米处由静止释放，小车与木块碰撞时无能量损失，那么小车被木块反弹后将会运动到斜面上最高处时的重力势能应该与开始时相同，即高度相同，回到斜面上高10cm的地方。
?