浙教版科学 九年级上册 培优版：3.1-3.2能量和机械能
一、选择题
1.现在城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的( )
A.弹性势能 B.阻力 C.体积 D.重力势能
2.在下列过程中，物体动能转化为势能的是( )
A.拉弯的弓把箭射出去 B.秋千从高处落向低处
C.冰雹从天而降 D.向上抛出的石块在空中上升
3.一名司机驾驶大货车在某路段由于超速行驶被警察拦住，警察对司机说：“先生，刚才你的车速为70km/h，超速了。”这名司机不满地说：“为什么小车的限速为80km/h，而大车的限速却为60km/h，不合理！”从以上对话可知，这名司机显然没有理解动能跟下列哪组物理量有关( )。
A.跟速度和时间有关 B.跟速度和路程有关 C.跟速度和质量有关 D.跟质量和时间有关
4.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，所示为卫星从远地点向近地点运动的过程。针对该过程，以下说法正确的是( )
A.动能逐渐增大，机械能增大
B.势能逐渐减小，机械能减小
C.动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变
D.动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小
5.掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低。如图所示是小球弹跳的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样。下面说法正确的是( )
A.小球在1、2位置的动能相同，机械能也相同
B.小球在1、2位置的动能相同，2位置的机械能较小
C.小球在1、2位置的机械能相同，2位置的动能较小
D.小球在2位置的动能较小，机械能也较小
6.质量相等、半径相同的铅球、铁球和铝球,放在同一水平桌面上,它们具有的势能是( ).
A.铅球最大 B.铁球最大 C.铝球最大 D.一样大
7.如下图所示，把不同的实心小铁球放在相同的实验装置的斜面上自由滚下，撞击静止于水平面上的小木块上进行实验。在下列几种情况中，能说明物体的动能与物体的质量有关的是( )
A.甲、乙 B.甲、丙 C.乙、丙 D.丙、丁
8.小明从家中出发去上学，如K－3所示是他在上学路上的路程—时间图象。请你判断小明在哪一段时间内动能最大( )
K－3
A.在t1～t2时间内，小明的动能最大 B.在t2～t3时间内，小明的动能最大
C.在0～t1时间内，小明的动能最大 D.无法判断
9.如图所示，一个滑雪的人，以v=2m/S的速度沿山坡匀速滑下，在这个过程中，下列说法正确的是( )
A.人的动能转化为重力势能 B.人的重力势能全部转化为动能
C.人的机械能一定减小 D.人的机戒能不变
10.把篮球抛向空中，忽略空气阻力，如图所示中哪一图象能正确反映球离手后至落回地面前机械能(E)与篮球离地高度(h)的关系( )。
A. B. C. D.
11.小明将一个小球水平抛出，如图所示。从球离开手到最后落在地面的过程中，动能EK随时间t的变化关系(不计空气阻力)，最接近下图中的哪一个( )
12.取一个很轻的圆柱形盒盖，在内侧粘上一个较重的铁球，如图所示放置在不太陡的斜面上，松开手会发现盒盖向上滚动，关于滚动过程下列说法正确的是( )
A.由于整体上移，滚动过程中整体的重力势能增加
B.虽然整体上移，但滚动过程中整体的重力势能不增加
C.向上滚动时动能转化为重力势能
D.向上滚动过程可以滚过完整的一圈
二、填空题
13.2016年4月17日,冰雹突袭江西赣州中心城区,鸡蛋大小的冰雹(如图所示)因其 比通常冰雹要大,因而速度相同时 也大,打在露天停放的汽车玻璃上,致使玻璃被砸破,报警声不断。
14.“嫦娥一号”卫星成功实施了三次近月制动,顺利完成“太空刹车”动作,建立了正常的姿态。在制动过程中“嫦娥一号”的机械能 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
15.如K－6所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧恢复原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中，位于______(选填“a”“b”或“c”)点时动能最大，从b点到c点，弹簧的弹性势能________(选填“减小”“增大”或“不变”)。(小球与水平面间摩擦、空气阻力均不计)
K－6
16.如图所示，一个静止小球从A点沿粗糙程度相同的轨道下滑，经B点到达C点，从A点到达C点的过程中，小球的动能______，小球的重力势能_______，小球的机械能_______。(选填序号)①保持不变；②一直减小；③先增大后减小；④一直增大；⑤先减小后增大。
三、实验探究题
四、解答题
17.检测机构为了检测汽车的刹车性能，在同一场地做了如下实验：
(1)某车以不同车速行驶时，测得有关数据如图甲所示。其中反应距离是指司机发现情况，决定刹车到脚踩在刹车踏板上时，车通过的距离；刹车距离是指脚踩在刹车踏板上，使车减速，到车停时车通过的距离。如果司机以60千米/时的速度驾驶，从发现情况，决定刹车到车停止时，车通过的距离为 米。
(2)汽车的刹车方式有两种：
方式一：刹车时，车轮不能滚动，只能滑行，直至车停。
方式二：刹车时，车轮仍保持滚动，但滚动减慢，直至车停。
图乙反映的是以方式一和方式二刹车所产生的刹车距离的比较。从图中可知，在车速相同时，采用 (选填“刹车方式一”或“刹车方式二”)刹车方式刹车后，刹车距离较短。
(3)检测中，相同的A、B两车均以v1速度行驶，A车采取方式一刹车，B车采取方式二刹车，刹车时车与障碍物的距离相等(距离小于s1，如图乙所示)，则撞击时 (选填“A”或“B”)车对障碍物的破坏程度更大，理由是 (请结合图乙中曲线说明)。浙教版科学 九年级上册 培优版：3.1-3.2能量和机械能
一、选择题
1.现在城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的( )
A.弹性势能 B.阻力 C.体积 D.重力势能
【答案】D.
【解析】由题意可知，高空抛物现象只所以会造成危害，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大.因此高空抛物会造成很大的危害.
2.在下列过程中，物体动能转化为势能的是( )
A.拉弯的弓把箭射出去 B.秋千从高处落向低处
C.冰雹从天而降 D.向上抛出的石块在空中上升
【答案】D
【解析】A.拉弯的弓把箭射出去，即此时弓的弹性势能减小，箭的动能增加，所以是将弹性势能转化为动能的过程，故A不符合题意；
B.秋千从高处落向低处，质量不变，速度变大，高度减小，故动能增加，重力势能减小，所以是势能转化为动能，故B不符合题意；
C.冰雹从天而降，质量不变，速度变大，高度减小，故动能增加，重力势能减小，所以是势能转化为动能，故C不符合题意；
D.向上抛出的石块在空中上升，其质量不变，速度减小，故动能减小，重力势能增大，所以是将动能转化为势能，故D符合题意.
故选D.
动能转化为势能的选项应该具备动能减小(速度减小)，重力势能增大(所处高度增大)或弹性势能增大(弹性形变程度变大)的条件.
能量转化的题目必定有一种能量减少，另一种能量增加.像本题中的C选项，虽有一种能量增加，但另一种能量不变，就不属于这两种能量之间的转化情况.
3.一名司机驾驶大货车在某路段由于超速行驶被警察拦住，警察对司机说：“先生，刚才你的车速为70km/h，超速了。”这名司机不满地说：“为什么小车的限速为80km/h，而大车的限速却为60km/h，不合理！”从以上对话可知，这名司机显然没有理解动能跟下列哪组物理量有关( )。
A.跟速度和时间有关 B.跟速度和路程有关 C.跟速度和质量有关 D.跟质量和时间有关
【答案】C
【解析】动能的大小和物体运动的速度以及质量两个量有关，运动的速度越快，质量越大，动能就越大。
4.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，所示为卫星从远地点向近地点运动的过程。针对该过程，以下说法正确的是( )
A.动能逐渐增大，机械能增大
B.势能逐渐减小，机械能减小
C.动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变
D.动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小
【答案】C
【解析】由于太空是真空，没有空气，当然不会有空气阻力。所以当卫星在太空中运行时，机械能保持不变。当卫星从远地点向近地点运动时，卫星质量不变，所处高度减小，重力势能减小；减小的重力势能全部转化为动能，所以动能增大。
5.掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低。如图所示是小球弹跳的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样。下面说法正确的是( )
A.小球在1、2位置的动能相同，机械能也相同
B.小球在1、2位置的动能相同，2位置的机械能较小
C.小球在1、2位置的机械能相同，2位置的动能较小
D.小球在2位置的动能较小，机械能也较小
【答案】D
【解析】从图中看出小球弹跳的高度越来越低，说明小球具有的机械能越来越小。这可以从两个方面来判断。(1)小球在空中运动时要与空气摩擦，对空气做功；落地时要对地面做功。这都使小球的一部分机械能转化为内能，从而使它的总机械能减小。(2)机械能等于动能与势能之和。小球在最高点时，速度为零，动能为零。因而小球在最高点时具有的机械能就等于此时的重力势能。小球弹跳的高度越来越低，说明小球在最高点具有的重力势能越来越小，因此小球具有的机械能越来越小。这样看来，小球在位置1时具有的机械能应该比位置2时大。通过观察可知，位置1、2在同一高度，说明小球具有的重力势能相同。再根据机械能=动能+势能，所以小球在位置1具有的动能大于位置2。
6.质量相等、半径相同的铅球、铁球和铝球,放在同一水平桌面上,它们具有的势能是( ).
A.铅球最大 B.铁球最大 C.铝球最大 D.一样大
【答案】D
【解析】三球质量相等,半径相同,在同一水平桌面上,高庋相同,重力势能相同,D正确.
7.如下图所示，把不同的实心小铁球放在相同的实验装置的斜面上自由滚下，撞击静止于水平面上的小木块上进行实验。在下列几种情况中，能说明物体的动能与物体的质量有关的是( )
A.甲、乙 B.甲、丙 C.乙、丙 D.丙、丁
【答案】B
【解析】探究动能与质量的关系，需要保证高度一致，而球大小不同
8.小明从家中出发去上学，如K－3所示是他在上学路上的路程—时间图象。请你判断小明在哪一段时间内动能最大( )
K－3
A.在t1～t2时间内，小明的动能最大 B.在t2～t3时间内，小明的动能最大
C.在0～t1时间内，小明的动能最大 D.无法判断
【答案】C
【解析】由于小明的质量不变，故其动能的大小是由他的速度决定的，比较哪一段时间内动能最大，就是比较哪一段时间内小明的速度最大。在图象中找出速度最大的那一时间段，即为小明动能最大的时间段。
9.如图所示，一个滑雪的人，以v=2m/S的速度沿山坡匀速滑下，在这个过程中，下列说法正确的是( )
A.人的动能转化为重力势能 B.人的重力势能全部转化为动能
C.人的机械能一定减小 D.人的机戒能不变
【答案】C
【解析】因为是下坡，重力势能减小，动能不变，因此不是动能转化为重力势能，故A错；在下滑的过程中，要克服摩擦消耗能量并且人的动能不变，因此人的重力势能转化为内能，故B错；在下滑过程中要消耗一部分能量来克服摩擦做功，因此机械能的总量减小，故D错，C正确。
10.把篮球抛向空中，忽略空气阻力，如图所示中哪一图象能正确反映球离手后至落回地面前机械能(E)与篮球离地高度(h)的关系( )。
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】本题考查机械能的有关知识。机械能由动能和势能组成，把篮球抛向空中时，忽略空气阻力的情况下，动能与势能之间发生相互转化，而总的机械能保持不变。故A正确。
11.小明将一个小球水平抛出，如图所示。从球离开手到最后落在地面的过程中，动能EK随时间t的变化关系(不计空气阻力)，最接近下图中的哪一个( )
【答案】B
【解析】水平抛出的小球，水平方向上的速度不变，但在竖直方向上的速度越来越大，所以动能越来越大。
12.取一个很轻的圆柱形盒盖，在内侧粘上一个较重的铁球，如图所示放置在不太陡的斜面上，松开手会发现盒盖向上滚动，关于滚动过程下列说法正确的是( )
A.由于整体上移，滚动过程中整体的重力势能增加
B.虽然整体上移，但滚动过程中整体的重力势能不增加
C.向上滚动时动能转化为重力势能
D.向上滚动过程可以滚过完整的一圈
【答案】B
【解析】盒盖很轻，整体质量集中在铁球上，整体上升时，整体质量不变，但是铁球的重心降低，重力势能减小。整体向上滚动时，铁球的重力势能转化为整体的动能。整体可以看成支点在盒盖和斜面接触点的杠杆，盒盖在铁球重力作用下向斜面上滚动，整体向上只能滚过半圈，由于惯性会继续滚动，但是很快又会滚回到铁球的重力方向和支点在同一条直线的位置，最终静止。
二、填空题
13.2016年4月17日,冰雹突袭江西赣州中心城区,鸡蛋大小的冰雹(如图所示)因其 比通常冰雹要大,因而速度相同时 也大,打在露天停放的汽车玻璃上,致使玻璃被砸破,报警声不断。
【答案】质量动能
【解析】动能的大小与质量和速度有关;鸡蛋大小的冰雹其质量很大,速度相同时具有的动能也就越大,能够做的功就越多,因而打在露天停放的汽车玻璃上,致使玻璃被砸破。
14.“嫦娥一号”卫星成功实施了三次近月制动,顺利完成“太空刹车”动作,建立了正常的姿态。在制动过程中“嫦娥一号”的机械能 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】减小
【解析】近月制动,说明相对于月球高度减小,速度减小。卫星的质量几乎不变,高度减小,重力势能减小,速度减小,动能减小,所以机械能减小。
15.如K－6所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧恢复原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中，位于______(选填“a”“b”或“c”)点时动能最大，从b点到c点，弹簧的弹性势能________(选填“减小”“增大”或“不变”)。(小球与水平面间摩擦、空气阻力均不计)
K－6
【答案】b增大
【解析】因为水平杆光滑，小球与水平面间摩擦、空气阻力均不计，所以小球在a点时只受到弹簧向右的弹力，则小球由a点向b点做加速运动，即到达b点时速度最大，动能最大；b点是弹簧恢复原长时小球的位置，在该点弹簧的弹性势能为零，小球到达b点后由于惯性继续向右运动，所以弹簧逐渐被拉伸，弹簧的弹性势能逐渐增大。
16.如图所示，一个静止小球从A点沿粗糙程度相同的轨道下滑，经B点到达C点，从A点到达C点的过程中，小球的动能______，小球的重力势能_______，小球的机械能_______。(选填序号)①保持不变；②一直减小；③先增大后减小；④一直增大；⑤先减小后增大。
【答案】③；⑤；②
【解析】小球从A运动到B的过程中，质量不变、高度降低，重力势能减小；质量不变、速度增大，动能增大；小球从B运动到C的过程中，质量不变、高度增大，重力势能增大；质量不变、速度减小，动能减小；所以从A点到达C点的过程中，小球的动能先增大后减小，小球的重力势能先减小后增大；因为轨道是粗糙的，整个过程中要克服摩擦做功，机械能转化为内能，小球的机械能一直在减小。
三、实验探究题
四、解答题
17.检测机构为了检测汽车的刹车性能，在同一场地做了如下实验：
(1)某车以不同车速行驶时，测得有关数据如图甲所示。其中反应距离是指司机发现情况，决定刹车到脚踩在刹车踏板上时，车通过的距离；刹车距离是指脚踩在刹车踏板上，使车减速，到车停时车通过的距离。如果司机以60千米/时的速度驾驶，从发现情况，决定刹车到车停止时，车通过的距离为 米。
(2)汽车的刹车方式有两种：
方式一：刹车时，车轮不能滚动，只能滑行，直至车停。
方式二：刹车时，车轮仍保持滚动，但滚动减慢，直至车停。
图乙反映的是以方式一和方式二刹车所产生的刹车距离的比较。从图中可知，在车速相同时，采用 (选填“刹车方式一”或“刹车方式二”)刹车方式刹车后，刹车距离较短。
(3)检测中，相同的A、B两车均以v1速度行驶，A车采取方式一刹车，B车采取方式二刹车，刹车时车与障碍物的距离相等(距离小于s1，如图乙所示)，则撞击时 (选填“A”或“B”)车对障碍物的破坏程度更大，理由是 (请结合图乙中曲线说明)。
【答案】(1)35(2)刹车方式二(3)B由图象可知，在撞击时B车的车速较大，因此其动能更大，破坏性更厉害
【解析】(1)由图可知，汽车的反应距离为15m，刹车距离是20m，因此汽车的停车距离s=15m+20m=35m；(2)由图象可知，在两车的车速相同的情况下，刹车方式二的刹车距离明显比第一种方式短；(3)因障碍物与车的距离小于s1，所以此时B车的速度较大，因此具有的动能较大，破坏性更强。
