10.6合理利用机械能 同步练习 沪科版物理八年级全一册（有答案）

第十章 机械与人 第六节 合理利用机械能
1　能量　　　　　　　
1.关于能的概念,下列说法中正确的是 (　　)
A.高山上静止的石头不具有能
B.物体已做的功越多,说明物体具有的能量越多
C.只要物体能够做功,就说明物体具有能
D.只有正在做功的物体才具有能
2　动能、势能及其影响因素　　　　　　　
2.说明下面的物体各具有什么形式的机械能。
(1)正在爬坡的汽车具有　　　。
(2)被拉长的橡皮条具有　　　。
(3)在平直轨道上行驶的火车具有　　　。
(4)正在匀速下落的降落伞具有　　　。
(5)正在升空的火箭具有　　　。
3.(2021天津)兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:
[提出问题]汽车的动能大小跟什么因素有关
[猜想假设]由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟　　　　有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟　　　　有关。
[进行实验]他们做了如图1所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越　　　　。
[分析论证]分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是　　　　　　　　　　。
[实践应用]用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车　　　　(选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。
4.(2021常州改编)小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”的实验如图1甲所示,重物质量m(1)让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上,通过观察图乙中桌腿下陷的深度判断　　　　(选填“小桌”或“重物”)的重力势能的大小。
(2)由实验步骤　　　　和　　　　可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系。
(3)小明认为由实验步骤B和C可判断重力势能的大小和重物质量的关系,该观点 　　　　(选填“正确”或“错误”),理由是　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。
5.小明在探究“弹簧弹性势能的大小跟哪些因素有关”的实验时,提出了如下猜想:
猜想一:弹簧弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关;
猜想二:弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 为了验证上述猜想,小明选用材料不同的三根弹簧A、B和C(长度和粗细均相同),一把长刻度尺,小球、木块各一个,设计了如图1所示的实验装置进行探究。实验中,木块起始位置相同,实验数据如下表所示。
实验次数 所使用 的弹簧 弹簧被压缩 后的长度/cm 木块移动的 距离/cm
1 弹簧A 8 3.5
2 弹簧A 5 6.2
3 弹簧A 2 10.6
4 弹簧B 5 8.7
5 弹簧C 6 11.5
6 弹簧C 5 13.1
(1)弹簧将小球弹开的过程中,弹簧的弹性势能转化为小球的　　　　能。实验中通过比较
　　　　　　　　　　来判断弹簧弹性势能的大小。
(2)为了验证猜想一,应选择表中　　　　(填实验次数的序号)三组数据进行分析;由此得出的结论是:　　　　　　相同时,　　　　　　　　　　　　越大,弹簧的弹性势能越　　　　。
(3)为了验证猜想二,应选择表中　　　　(填实验次数的序号)三组数据进行分析。
3　动能和势能的大小变化　　　　　　　
6.立定跳远时的动作分解如图1所示,在此过程中运动员 (　　)
A.上升时,动能减小、势能减小 B.上升时,动能增大、势能增大
C.下落时,势能增大、动能减小 D.下落时,势能减小、动能增大
7.(2021兰州)飞机在林场上空某一高度喷洒农药时,水平匀速飞行,关于飞机动能和势能的变化,下列说法中正确的是 (　　)
A.动能减少、势能减少 B.动能减少、势能增加
C.动能增加、势能减少 D.动能不变、势能不变
8.如图1所示是小伟玩蹦蹦杆的情景,蹦蹦杆由地面弹起,在空中升高的过程中,小伟的重力势能　　　　、动能　　　　　;在下落后,从杆尖触地到弹簧被压缩至最短,弹簧的弹性势能　　　　。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
4　动能和势能的转化与机械能守恒　　　　　　　
9.(2021娄底)某卫星绕地球沿椭圆轨道运动,当卫星从近地点向远地点运动的过程中(　　)
A.动能增大、势能增大 B.动能减小、势能增大
C.动能增大、势能减小 D.动能减小、势能减小
10.(2020鄂州)把一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到自己的鼻子附近,稳定后松手,铁锁向前摆去,如图1所示。下列说法中正确的是 (　　)
A.铁锁摆回时会打到鼻子
B.铁锁在摆动过程中动能与重力势能可以相互转化
C.铁锁由高处摆到低处的过程中动能转化为重力势能
D.铁锁上升的最大高度逐次降低,是由于受到重力作用
11.(2021凉山州)如图1所示,将同一小球向不同方向从离地面相同高度的相同位置两次抛出,抛出时的速度大小相等,小球第1次落地时速度为v1,第2次落地时速度为v2,不计空气阻力,比较v1和v2的大小,下列选项正确的是 (　　)
A.v1=v2 B.v1C.v1>v2 D.无法比较
12.(2021张家界)张家界大峡谷玻璃桥高空蹦极体验项目正式对公众开放,不考虑空气阻力,关于人在蹦极下降过程中的能量分析,下列选项中正确的是 (　　)
A.弹性绳绷直前,人的重力势能减小,动能增大,机械能增大
B.弹性绳刚好绷直时,人的重力势能最小,动能最大
C.下降到最低点的过程中人的机械能守恒
D.下降到最低点时,人的重力势能最小,弹性绳的弹性势能最大
13.已知物体重力势能的表达式为Ep=mgh,动能的表达式为Ek=mv2;其中m为物体的质量,h为物体距离水平地面的高度,v为物体的运动速度,g为常量,取10 N/kg。如图1所示,将一质量为0.4 kg的物体从距离地面1.5 m的高度沿水平方向以2 m/s的速度抛出。不计空气阻力,物体从被抛出到落地的瞬间,整个过程中机械能守恒。求:
(1)物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek1。
(2)物体从被抛出至落地的过程中,其重力所做的功W。
(3)物体落地前瞬间的动能Ek2。
参考答案
1.C　[解析] 高山上静止的石头具有一定的高度,具有做功的本领,具有能量,故A错误;物体已做的功越多,并不能说明物体能够做功的本领越大,故B错误;一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能量,故C正确;一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能量,但它并不一定正在做功,D错误。
2.(1)动能和重力势能　(2)弹性势能　(3)动能
(4)动能和重力势能　(5)动能和重力势能
[解析] 正在爬坡的汽车、正在匀速下落的降落伞和正在升空的火箭既具有速度,又具有高度,故既具有动能,又具有重力势能;被拉长的橡皮条发生了弹性形变,故具有弹性势能;在平直轨道上行驶的火车具有速度,故具有动能。
3.[猜想假设]速度　质量　[进行实验]大
[分析论证]质量一定时,物体的速度越大,动能越大　
[实践应用]超载
4.(1)重物　(2)A　B
(3)错误　重物的质量、高度都不同,无法比较
5.(1)动　木块移动的距离　(2)1、2、3　弹簧的材料
弹簧被压缩的程度　大　(3)2、4、6
6.D　[解析] 运动员上升时,质量不变,速度变小,高度变大,则其动能减小,势能增大;运动员下落时,质量不变,速度变大,高度变小,则其动能增大,势能减小。
7.A　[解析] 飞机水平匀速飞行,速度和高度均不变,喷洒农药时,飞机和农药的总质量减小,动能和重力势能均减少。
8.增大　减小　增大　[解析] 蹦蹦杆由地面弹起,在空中升高的过程中,小伟的质量不变,高度增大,其重力势能增大;同时速度减小,其动能减小;在下落后,从杆尖触地到弹簧压缩至最短,弹簧的形变程度变大,则弹簧的弹性势能增大。
9.B　[解析] 卫星从近地点向远地点运动时,卫星的质量不变,速度变小,则它的动能变小;卫星离地球的高度增大,则它的重力势能增大,即该过程中将动能转化为重力势能,故B正确。
10.B　[解析] 铁锁在摆动过程中,由于受空气阻力的作用,其机械能减小,铁锁摆回时不会打到鼻子,A错误;铁锁在摆动过程中,上升时动能转化为重力势能,下降时重力势能转化为动能,动能与重力势能相互转化,故B正确;铁锁由高处摆到低处的过程中,重力势能转化为动能,故C错误;铁锁上升的最大高度逐次降低,是由于受到空气阻力的作用,机械能不断减小,故D错误。
11.A　[解析] 同一个小球,则质量相等,在同一高度,则重力势能相等,以相同的速度分别向两个不同方向抛出,此时动能相等,不计空气阻力,其机械能守恒,故刚落地时的动能相等,所以其速度大小关系为v1=v2。
12.D　[解析] 弹性绳绷直前,人在重力的作用下向下做加速运动,人的质量不变,高度变小,人的重力势能减小,人的质量不变,速度变大,动能增大,不计空气阻力,人的机械能守恒,保持不变,故A错误;弹性绳刚好绷直时,人继续向下运动,人的重力大于弹性绳的弹力,向下做加速运动,当弹力等于人的重力时,速度最大,动能最大,故B错误;下降到最低点的过程中,人的机械能转化为弹性绳的弹性势能,所以人的机械能不守恒,故C错误;下降到最低点时,高度最小,所以人的重力势能最小,此时弹性绳发生的形变程度最大,弹性绳的弹性势能最大,故D正确。
13.(1)物体被抛出时的重力势能:
Ep=mgh=0.4 kg×10 N/kg×1.5 m=6 J,
物体被抛出时的动能:
Ek1=mv2=×0.4 kg×(2 m/s)2=0.8 J。
(2)物体重力所做的功:
W=Gh=mgh=0.4 kg×10 N/kg×1.5 m=6 J。
(3)在不计空气阻力的情况下,物体下落过程中机械能守恒,物体落地前瞬间的动能Ek2与刚被抛出时的机械能相等,即Ek2=Ek1+Ep=0.8 J+6 J=6.8 J。
物体重力势能的计算公式为Ep=mgh,动能的计算公式为Ek=mv2,依据这些公式可对物体的重力势能和动能进行计算。