第2节 机械能（动能的大小及其影响因素）同步练习（含解析）

2021-2022学年浙教版科学动能的大小及其影响因素
一．选择题（共7小题）
1．火车、汽车与摩托车三种车辆如果速度相等，那么，它们的动能（　　）
A．火车的最大
B．汽车的最大
C．摩托车的最大
D．一样大
2．我国航天完成首次海上发射，用长征十一号运载火箭将七颗卫星送入太空。火箭加速升空过程中，这七颗卫星的动能（　　）
A．变小
B．不变
C．变大
D．无法判断
3．如图所示，小朋友荡秋千，从A点经过B点再到达C点的过程中，比较A、B、C三点的动能（　　）
A．A点的动能最大
B．B点的动能最大
C．C点的动能最大
D．A、B、C三点的动能一样大
4．如图是物体离手后，在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线，运动的物体可能是（　　）
A．斜向上投掷出去的铅球
B．一松手由静止下落的乒乓球
C．竖直向上垫起的排球
D．离开脚后在地上滚动的足球
5．一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平地面、粗糙水平地面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离s后（如图所示），物体动能最大的是（　　）
A．光滑水平地面
B．粗糙水平地面
C．粗糙斜面
D．无法确定
6．中国杯足球赛在南宁举行，如图是比赛中的精彩瞬间，关于足球下列说法正确的是（　　）
A．足球在飞行过程中动能不变
B．足球在飞行过程中没有受到力的作用
C．足球离开脚后继续飞行，是因为足球具有惯性
D．足球运动时具有惯性，停下来就没有惯性了
7．小明在校运会上以标准姿势投出实心球（出手点距离地面约2m），如果不计空气阻力如图所示是实心球在落地前的动能随时间变化的曲线，其中正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
　
二．填空题（共7小题）
8．一名游客蹦极时下落过程的v﹣t图象（忽略空气阻力）如图所示。已知t1时，弹性绳处于自然伸直状态；t3时，游客达到最低点，则该游客在t1时的动能　　t2时的动能（选填“＞”、“＜”或“=”，下同）；在t2时，该游客所受重力　　弹性绳对他的拉力。
9．如图所示，“奉浦快线”公交车在力作用下从车站加速启动，主要表明力可以改变物体的　　。加速过程中，公交车的惯性将　　，动能将　　（均选填“增大”、“不变”或“减小”）。
10．小球沿水平桌面自由滚落，它的运动轨迹如图所示，C、D两处高度相同。C点的动能　　（选填“大于”、“小于”或“等于”）D点的动能，小球在CD间最高点处的动能是否为零？答：　　。
11．如图同一个实心小球以同样的速度v分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动，两弧槽弧形相同，弧长相等。小球到达B点的动能　　（选填“大于”“小于”或“等于”下同）到达D的动能，小球通过甲弧槽的时间　　小球通过乙弧槽的时间。（空气阻力不计）
12．小明暑假旅游时看到蹦极很刺激，有挑战性，他就尝试一下。如图所示，小明从高处A点开始下落，B点是弹性绳的自由长度，在C点运动员所受弹力恰好等于自身重力，D点是第一次下落到达的最低点。则小明从A点到D的过程中动能最大的位置是　　。
13．运动物体的动能大小与物体的　　和　　有关，物体　　越大，　　越大，它的动能越大。
14．如图为农用扬场机的示意图。谷物脱粒后，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮形和皮带的带动下被抛出，谷粒、糠皮、碎石落地的远近不同，从而形成1、2、3三堆，达到分离的目的。其中2是　　。从能量的角度看，它们在运动过程中能够分离，是因为　　。
　
三．实验探究题（共3小题）
15．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小欣同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验，让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球达到水平面的　　相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球　　；
（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时，　　。
（3）三次实验中，碰撞前动能最小的是图　　（填“甲”、“乙”或“丙”）中的小球，原因是　　；
（4）小欣同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离（如表），小车在三个表面克服摩擦力做功　　（选填“相等”或“不相等”），若水平面绝对光滑，小车将做　　运动。
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
16．如图所示为用小球和木块来探究动能大小与哪些因素有关的实验。
（1）该实验的研究对象为　　（选填“小球”或“木块”），实验中是通过比较　　来判断其动能大小的。
（2）该实验运用的物理思想方法有　　法和　　法。
（3）比较图A、B是为了研究动能大小与　　有关。
（4）若水平面绝对光滑，本实验　　（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
17．利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量mA＜mB。
（1）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的　　无关。
（2）如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：　　。
（3）图乙中小球B到达竖直位置时的速度　　（填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度，如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：　　。
（4）若水平面绝对光滑，该实验还能得出结论吗？　　，理由是：　　。
　
四．解答题（共2小题）
18．据报道：2005年4月20日上午8时38分，由重庆飞往上海的CA4541航班在重庆江北机场起飞后撞上一群鸽子，飞机多处破损。左发动机停止工作，直接经济损失达295万元人民币。所幸机长沉着冷静依靠右发动机单机工作，在空中盘旋59min后成功迫降，机上所有人员安然无恙。小小的鸽子怎能把结实的飞机撞坏昵？请你应用学过的知识解释鸽子撞坏飞机的原因。
19．为什么要对机动车的行驶速度加以限制？为什么在同样的道路上，不同车型的限制速度不一样，载重汽车的最高速度要低于家用轿车？
　
2021-2022学年浙教版科学动能的大小及其影响因素
参考答案与试题解析
一．选择题（共7小题）
1．解：汽车、摩托车和火车的质量，火车的质量最大、汽车的质量次之、摩托车的质量最小；因为三者的速度相同，
所以三者的动能从大到小的顺序：火车＞汽车＞摩托车。
故选：A。
　
2．解：火箭加速升空过程中，这七颗卫星的质量不变，速度增大，其动能增大。
故选：C。
　
3．解：小朋友从A点到B点的过程中，质量不变，高度变小，速度变大，故小朋友的重力势能变小，动能变大，则该过程中重力势能转化为动能，
从最低点B到C点的过程中，质量不变，高度变大，速度变小，故小朋友的重力势能变大，动能变小，则该过程中动能转化为重力势能，
所以，小朋友在B点时的动能最大，故B正确，ACD错误。
故选：B。
　
4．解：A、斜向上投掷出去的铅球在整个飞行过程中，质量不变，一直在运动，动能不为零（处于最高点时竖直方向速度为0，但水平方向仍然有速度，因此动能不为0）。
从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大。
B、一松手由静止下落的乒乓球的动能始终在增大，故B错误；
C、竖直向上垫起的排球，排球到达最高点时的动能为零，故C错误；
D、离开脚后在地上滚动的足球，足球滚动的越来越慢，动能越来越小，故D错误；
故选：A。
　
5．解：用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离，则力F的大小等，沿力的方向移动的距离s相等，根据W=Fs知，该力在这两个过程中所做的功相等，即W1=W2；对物体做功的过程就是能量转化的过程；物体沿粗糙水平面和粗糙斜面上运动时，一部分能量转化为了内能，而在光滑水面做功的过程中，所做的功全部转化为了机械能，所以光滑水平面的机械能是最大的，由于是在水平面上，重力势能为0，故动能最大，故A正确。
故选：A。
　
6．解：A、足球在飞行过程中，质量不变，速度变小，故动能变小，故A错误；
B、地面附近的一切物体都受重力的作用，所以足球在飞行过程中受到重力的作用，故B错误；
C、原来球是运动的，当球离开脚后由于惯性，会继续飞行，故C正确；
D、任何物体都有惯性，故D错误；
故选：C。
　
7．解：实心球投出后，先向前上方运动，此过程中速度变小，动能变小；到达最高点时速度最小（但不为0，仍然有向前的速度），动能最小（但不为0）；之后实心球因受重力作用而向下做加速运动，此过程中速度变大，动能变大；
所以，实心球在落地前的动能先减小后增大，故B图象正确。
故选：B。
　
二．填空题（共7小题）
8．解：人的质量一定，由图可知人在t1时的速度小于t2时的速度，所以人在t1时的动能小于t2时的动能；
分析可知，在0﹣t2时刻，人做加速运动，则人的重力大于弹力；在t2﹣t3时刻，人做减速运动，则人的重力小于弹力，而在t2时刻，速度达到最大，此时人的重力等于弹力。
故答案为：＜；=。
　
9．解：“奉浦快线”公交车在力作用下从车站加速启动，主要表明力可以改变物体的运动状态；加速过程中，公交车的质量不变，所以惯性不变，速度增大，所以公交车的动能增大。
故答案为：运动状态；不变；增大。
　
10．解：（1）沿水平桌面自由滚落，它的运动轨迹如图所示，C、D两处高度相同，则重力势能相同。由于整个过程中小球的机械能减小，则C点的机械能大于D点的机械能，故C点的动能大于D点的动能。
（2）小球在CD间最高点处的动能不为零，因为在最高点，小球具有水平向右的速度。
故答案为：（1）大于；（2）不为零，因为在最高点，小球具有水平向右的速度。
　
11．解：在凹形光滑弧形槽中运动的小球，从以速度v进入轨道到运动到最低点的过程中，重力势能转化为动能，速度变大，大于初速度；在从最低点运动到弧形槽末端的过程中，小球的动能转化为重力势能，速度变小，到达槽末端（B点）时，速度减小为初速度v；
在凸形光滑弧形槽中运动的小球，从以速度v进入弧形槽到运动到最高点的过程中，动能转化为重力势能，运动速度减小，小于初速度；在从最高点运动到槽末端的过程中，小球的重力势能再化为动能，到达槽末端（D点）时，速度由增大到初速度v；
由以上分析可知：
（1）小球到达B点的速度等于到达D的速度，同一小球，质量相等，所以小球到达B点的动能等于到达D的动能；
（2）在凹形光滑弧形槽中运动的小球，平均速度v甲大；在凸形光滑轨道中运动的小球，平均速度v乙小；即v乙＜v甲，因为两小球的路程s相等，由公式v=知：在凹形轨道中的小球运动时间t甲小，在凸形轨道的小球运动时间t乙大，即：t乙＞t甲。
故答案为：等于；小于。
　
12．解：从A点到B点，小明下落过程中做加速运动，其重力势能转化为动能，动能变大；
小明从B点到C点的过程中，重力大于弹力和空气阻力的和，做加速运动；在C点小明所受弹力恰好等于自身重力，所以在BC之间某点时，重力等于弹力和空气阻力的和，速度是最大的，经过该点后，重力小于弹力和空气阻力的和，做减速运动；因此动能最大的点在BC之间。
故答案为：BC之间。
13．解：由课本中关于物体动能大小的决定因素的基础知识可知，物体的动能大小由两个因素：物体的质量、物体的速度来确定，并且质量越大，速度越大，物体的动能就越大。
故答案为：质量；速度；质量；速度
　
14．解：谷物脱粒后，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮形和皮带的带动下被抛出，此时谷粒、糠皮及碎石的速度相同，由于碎石的质量最大，糠皮的质量最小，所以碎石的动能最大，克服阻力运动的最远，糠皮的动能最小，克服阻力运动的最近，谷粒介于它们之间，故2的位置为谷粒。
故答案为：谷粒；
糠皮、谷粒、碎石被抛出时的速度相同，质量最大的，动能最大，所以克服阻力运动的距离最远；质量最小的，动能最小，克服阻力运动的距离最近。
　
三．实验探究题（共3小题）
15．解：（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保持小球的速度相同，质量不同，所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下，保证铁球达到水平面的速度相同；
（2）由图示实验可知，甲、丙两次实验，球的质量相同，甲滚下的高度大于丙滚下的高度，甲到达斜面底端时的速度较大，甲将纸盒推动得更远，说明甲的动能更大，由此可得：质量相同的物体，运动速度越大，它具有的动能就越大；
（3）三次实验中，是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的，这种方法是转换法，丙图中纸盒被推动的距离最小，故碰撞前动能最小；
（4）让小车从同一高度（由静止）下滑，根据决定重力势能大小的因素，小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相同；
铁球从斜面上滚下，若水平面绝对光滑，铁球不受摩擦力作用，铁球所受合力为0，所以铁球将做匀速直线运动。
故答案为：（1）速度；从斜面的同一高度由静止滚下；（2）速度越大，动能越大；（3）丙；纸盒被推动的距离最小；（4）相等；匀速直线。
　
16．解：（1）该实验的研究对象为小球，小球从不同高度滚下，在撞击木块前获得初速度，实验中是通过比较木块在水平面上被撞击的距离来判断其动能大小的。
（2）该实验中通过控制变量法研究小球滚下高度、小球质量等对动能大小的影响，且通过比较木块在水平面上被撞击的距离来判断其动能大小，运用的物理思想方法有控制变量法和转换法。
（3）比较图A、B，小球滚下的高度不同，高度越大则小球撞击木块前的速度越大，是为了研究动能大小与速度有关。
（4）若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，木块被撞击后将一直做匀速直线运动，本实验不能达到探究目的。
故答案为：（1）小球；木块在水平面上被撞击的距离；（2）控制变量；转换；（3）速度；（6）不能。
　
17．解：（1）甲乙两图中，小球的质量不同，由题意知，摆角相同，小球同时到达竖直位置，说明小球的速度大小与小球的质量无关；
（2）mA＜mB，两球的速度相同，B球能将木块C撞得更远，说明B球的动能更大，因此可得速度相同时，物体质量越大，动能越大；
（3）乙丙两图，小球的质量相同，θ2＜θ3，所以丙图小球的速度更大；图丙中木块C滑行得更远些，说明质量相同时，物体的速度越大，动能越大；
（4）若水平面光滑，木块在水平面上运动不受摩擦力，小球撞击木块后，木块将做匀速直线运动，不会停下来，则无法通过木块移动的距离来判断小球动能的大小；
故答案为：（1）质量；（2）速度相同时，质量越大，动能越大；（3）小于；质量相同时，速度越大，动能越大；
（4）不能；木块将做匀速直线运动，无法比较动能大小。
　
四．解答题（共2小题）
18．答：物体动能的大小是由速度和质量决定的，所以在质量一定时，速度越大动能越大。虽然鸽子飞行速度不大，但飞机起飞后的速度很大。所以飞机与鸽子之间的相对速度很大。鸽子相对于飞机所具有的动能很大，它对飞机的破坏力也就很大。
　
19．答：（1）因为汽车的质量一定时，速度越大，汽车的动能越大，它能做的功就越多，发生交通事故时造成的损失就越大，所以对机动车的行驶速度要进行限制。
（2）质量较小的车，同样的速度，动能要小一些，所以允许质量较小的家用轿车的速度大一些。（答案合理即可）