沪科版八年级全册物理 10.6合理利用机械能 同步练习(含解析)

10.6合理利用机械能
一．选择题
1．如图所示，一架大疆无人机在空中匀速上升的过程中，它的（　　）
A．质量增大 B．动能减小
C．机械能增大 D．动能转化为重力势能
2．如图所示，运动员脚踩滑雪板收起雪杖后从高处加速滑下的过程中，运动员的（　　）
A．动能增加，重力势能减少
B．动能增加，重力势能增加
C．动能减少，重力势能增加
D．动能减少，重力势能减少
3．小明将一个乒乓球竖直上抛后落在地板上又弹起的过程中，其中有哪些机械能发生了转化（　　）
A．只有动能和弹性势能
B．只有重力势能和弹性势能
C．只有动能和重力势能
D．动能、重力势能和弹性势能都发生了转化
4．如图所示的单摆，摆球从A点静止释放、经过最低点B到达C点后返回，下列说法正确的是（　　）
A．细绳对球的拉力是细绳的形变产生的
B．球在A、B两点的机械能相等
C．球在B点时，若受到的力突然全部消失，球将竖直下落
D．球在C点时处于平衡状态
5．荡秋千的人从最高点向最低点摆动过程中速度变大，则他的（　　）
A．重力势能增加，动能不变
B．重力势能减小，动能增加
C．重力势能减小，动能减少
D．重力势能不变，动能增加
6．如图是皮球落地后弹跳过程中，每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。由图可以看出皮球弹跳的高度逐渐变小，A、C是同一高度的两点。以下相关说法中正确的一项是（　　）
A．A点的动能小于B点的动能
B．A点的动能等于C点的动能
C．A点的机械能大于B点的机械能
D．A点的机械能等于C点的机械能
7．“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图所示。小车从粗糙斜面上某高度由静止开始释放，撞击静止于水平面上的木块，将木块推出一段距离。不计空气阻力，下列说法错误的是（　　）
A．小车动能的大小是通过推动木块移动的距离来反映的
B．小车释放的高度越高，小车推动木块移动的距离越长
C．小车在斜面向下运动的过程中，动能增加，势能减小，机械能守恒
D．若木板的表面光滑且足够长，木块被撞击后最终做匀速直线运动
8．如图所示，有一小球沿粗糙的曲面从A点出发运动到C点，再从D点抛出，虚线DEF为小球在空中的运动轨迹。其中B、D、F等高，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．小球在E点的动能为0
B．小球在B、D、F三点的重力势能相等
C．从A运动到C的过程，小球的动能转化为重力势能
D．从A运动到D的过程，小球的机械能不变
9．如图所示，材质均匀的弧形轨道固定在竖直平面，将小球置于轨道的顶端A点，小球具有的机械能为200J。让小球从A点由静止开始滚动，到右侧所能达到的最高位置B点时，具有的机械能为160J，随即小球向左侧滚动，当滚动到左侧所能达到的最高位置时，它具有的机械能可能是（不计空气阻力）（　　）
A．130J B．120J C．110J D．100J
10．如图斜面与水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧左端固定，原长是右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到位于P点的下方，则下列说法中正确的是（　　）
A．小物块从P向M运动过程中，机械能减小
B．小物块从P向M运动过程中，机械能增大
C．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最小
D．小物块从P向M运动过程中，动能减小
二．填空题
11．如图所示，杂技表演者A在离开跳板后的上升过程中，　 　能转化为　 　能。能量间的相互转化都是通过　 　过程来完成的。
12．如图所示是“蹦极”的示意图，弹性绳自重忽略不计。弹性绳的上端固定在O点，A点是弹性绳自然下垂时绳末端的位置，B点是蹦极者下落过程中人的重力和弹性绳对人的弹力大小相等时的位置，C点是蹦极者下降的最低点。则蹦极者在下落过程中速度最大的位置
是　 　点（选填“A”、“B”或“C”）。
13．2020年6月23日，我国最后一颗北斗三号卫星发射成功，即完成北斗导航卫星全球组网，这标志着我国乃至国外即可彻底摆脱依赖美国的GPS卫星定位系统。如图所示，若某北斗卫星沿椭圆轨道绕地球运行，则卫星从远地点向近地点运行的过程中，机械能　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。
14．在体育考试中，小超投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示，球从最高点到落地点的过程中，重力势能　 　，忽略空气阻力，球的机械能　 　（均选填“增加”、“不变”“减小”）。在最高点时球的动能　 　（选填“大于”或“等于”）零。
15．如图所示，在同一高度以大小相同的初速度v0分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出，不计空气阻力。小球上升时，小球的　 　能转化为重力势能；小球竖直向上、斜向上到达最高点时到水平地面的高度分别为h1和h2，小球又下落到与抛出点等高度时的速度大小分别为v1和v2，则h1　 　h2，v1　 　v2（大于/等于/小于）。
三．实验探究题
16．如图所示，用质量不同的钢球A、B，从同一斜面的同一高度由静止滑下撞击同一块木块C。
（1）该实验通过观察　 　来判断动能大小。
（2）让钢球A、B从同一斜面的同一高度由静止滚下，是为了使钢球滚到斜面底端时具有相同的　 　；在图甲中研究的是　 　（填“A”或“C”）的动能。
（3）本实验研究的是钢球具有动能大小跟　 　的关系。
（4）实验可得结论：　 　。
17．如图所示，是“探究物体动能跟哪些因素有关”的实验过程。
（1）本实验的研究对象是　 　，若要判断研究对象的动能大小需要比较　 　。
（2）要探究动能与速度的关系，应选择　 　两图来进行比较，得出的结论是：　 　，通过实验发现，分别将小球的质量和下滑的高度增加倍，其中高度增加一倍时木块滑行的距离增加更大，由此得出　 　对动能影响更大。
（3）实验中小球在斜面上滚下的时间很短，不利于观察和比较小球的运动情况，在不改变小球在斜面上的位置的情况下，为了延长小球在斜面上滚下的时间，可采用的方法是　 　。
18．在探究“物体重力势能的大小与哪些因素有关”时，让A、B两个质量不同的铅球从沙坑表面上方由静止释放，铅球落下后陷人沙子中，实验情景如图1所示。
（1）实验中通过比较　 　来判断铅球重力势能的大小。
（2）由该实验情景可得出结论：当　 　一定时，物体的　 　越大，重力势能越大。
（3）若要探究物体重力势能与高度的关系，则需用　 　的两个铅球，让两球　 　，比较它们陷人沙子中的深度。
（4）如图2所示，C球由静止下落，D球光滑弯曲管道静止滑下。实验表明，物体重力势能的大小与　 　。
参考答案
一．选择题
1．解：无人机匀速上升过程中，无人机的质量不变，高度增大，重力势能增大；速度不变，质量不变，其动能不变；无人机上升过程中，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，机械能等于重力势能与动能的总和，机械能增大，故C正确、ABD错误。
故选：C。
2．解：运动员在从高处滑下的过程中，其质量不变，速度增大，所以他的动能增大；又因为他所处的高度减小，所以他的重力势能减小。
故选：A。
3．解：在上升过程中，质量不变，高度增大，重力势能变大，速度变小，动能变小，动能转化为重力势能；
下落过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能变大；
接触面地面时，动能转化为弹性势能；弹起的过程中，弹性势能转化为动能和重力势能，故动能、重力势能和弹性势能都发生了转化。
故选：D。
4．解：A、细绳对球的拉力是由于细绳的形变产生的，A正确；
B、由于存在空气的摩擦，摆球在摆动的过程中，机械能转化为内能，机械能会逐渐减小；由于机械能逐渐减小，则摆球在B点的机械能小于在A点的机械能，故B错误；
C、当小球摆至B点时，若受到的力突然全部消失，小球由于惯性，将沿水平方向做匀速直线运动；故C错误；
D、球在C点时受到的重力和细绳的拉力不在一条直线上，摆球受力不平衡，不是平衡状态，故D错误。
故选：A。
5．解：荡秋千的人从最高点向最低点摆动过程中，质量不变，速度变大，则动能增大；同时高度变小，则重力势能减小，故B正确。
故选：B。
6．解：CD、皮球落地后弹跳过程中，由图可知，皮球从开始下落到静止的过程中，弹起的最大高度逐渐减小，说明皮球要克服阻力做功，机械能会转化为内能，所以其机械能一直变小，即A点的机械能大于在B点时的机械能，也大于在C点时的机械能，故C正确，D错误；
A、皮球在A点时的机械能大于在B点时的机械能，A点高度小于B点高度，即在A点时的重力势能小于在B点时的重力势能，动能等于机械能减去重力势能，所以皮球在A点的动能大于在B点的动能，故A错误；
B、因为A、C是同一高度的两点，所以皮球在A、C两点的重力势能相同，但在A点的机械能大于在C点时的机械能，所以皮球在A点时的动能大于在C点时的动能，故B错误；
故选：C。
7．解：A、在研究动能大小与什么因素有关时，我们是通过观察小车推动木块移动的距离来反映小球动能大小的，采用的是转换法的思想，故A正确；
B、由于动能的大小与物体的质量和速度有关，小车释放的高度越高，小车到达斜面底端速度越大，具有动能越大，小车推动木块移动的距离越长，故B正确；
C、小车在斜面上向下运动的过程中，动能增加势能减小，但是斜面粗糙，需要克服阻力做功，机械能减小，故C错误；
D、若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，木块被撞击后将做匀速直线运动，故D正确。
故选：C。
8．解：
A、小球在E点有一定的速度，其动能不为0，故A错误；
B、小球在B、D、F三点时，质量相同，高度相同，则重力势能相等，故B正确；
C、从A运动到C的过程，小球的质量不变，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，小球的重力势能转化为动能，故C错误；
D、曲面是粗糙的，小球在运动的过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故从A运动到D的过程，小球的机械能减小，故D错误。
故选：B。
9．解：由题意可知，小球在与轨道摩擦的过程中，其机械能转化为内能，逐渐减小。不计空气阻力，小球从A点到达B点时，机械能从200J减小为160J，减少了40J．而从B点再到达左侧所能达到的最高位置时，其通过轨道的长度应该比第一次短，所以机械能减少的大小应该小于40J，即小球的机械能是在160J的基础上，减去一个小于40J的数，即160J﹣40J＝120J，即最终的机械能大于120J，故A符合题意。
故选：A。
10．解：
AB．物块与弹簧碰撞后又返回到位于P点的下方，说明接触面粗糙，物块运动过程中克服摩擦力做功，部分机械能会转化为内能，所以小物块从P向M运动过程中，机械能减小，故A正确、B错误；
C．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性形变达到最大，其弹性势能最大，故C错误；
D．小物块能从斜面上P点由静止滑下，说明小物块从P向M做加速运动，质量不变，速度增大，其动能增大，故D错误。
故选：A。
二．填空题
11．解：杂技表演者A在离开跳板后的上升过程中，质量不变，速度变小，动能变小，高度增大，重力势能增大，是动能转化为重力势能；
能量间的相互转化都是通过做功的过程来完成的。
故答案为：动；重力势；做功。
12．解：游戏者从跳台到A的过程中，高度减小、速度增大，重力势能减小，动能增大；
从A点到B点的过程中，人的重力大于弹性绳的拉力，蹦极者做加速运动，速度越来越快，动能越来越大；从B点到C点的过程中，人的重力小于弹性绳的拉力，蹦极者做减速运动，速度越来越慢，动能越来越小，最低点时速度为零；整个过程中游戏者重力等于绳子弹力时速度最大，即在B点的速度最大。
故答案为：B。
13．解：卫星从远地点向近地点运行过程中，卫星的质量不变，速度不断增大，动能不断增大，卫星和地球的相对高度减小，重力势能不断减小，重力势能转为动能；由于没有阻力，机械能不变。
故答案为：不变。
14．解：实心球从最高点到落地点的过程中，质量不变，速度增大，高度降低，所以动能变大，势能变小，重力势能转化为动能。由于不计空气阻力，机械能是守恒的，保持不变。在最高点时球在水平方向上有一定的速度，动能大于0.
故答案为：减小；不变；大于。
15．解：小球上升时，速度变小，高度变大，动能变小，重力势能变大，动能转化为重力势能；
两个完全相同的小球，在同一高度处以相同大小的初速度，他们的动能和重力势能相同，故两球抛出时的机械能相同，忽略空气阻力，两球抛出后上升到最高点时斜向上的小球运动到最高点时，动能没有全部转化为重力势能，其重力势能较小、高度较小，因此两球抛出后上升到最高点时到地面的高度h1＞h2；
小球又下落到与抛出点等高度时，重力势能相同，不计空气阻力，机械能不变，则动能相同，所以速度也相同。
故答案为：动；大于；等于。
三．实验探究题
16．解：（1）实验中通过观察木块被撞击后移动的距离的大小来间接判断物体动能的大小。
（2）让钢球A、B从同一斜面的同一高度由静止滚下，则钢球到达水平面时的初速度是相同的；图甲中，A会撞击C，C被推动的距离越远，则A的动能就会越大，所以研究的是A的动能；
（3）观察图可以发现：钢球的质量越大，木块移动的距离越大，探究钢球动能的大小与质量的关系；结论为：在速度相同时，质量越大，动能越大。
故答案为：（1）木块移动的距离；（2）速度；A；（3）质量；（4）在速度相同时，质量越大，动能越大。
17．解：（1）本实验的研究对象是小球，通过小球推动木块运动的距离的大小来判断研究对象的动能的大小；
（2）要探究动能与速度的关系，需要控制质量相同，速度不同，即使质量相同的小球从斜面的不同高度关系，应选择乙、丙两图来进行比较，得出的结论是：在质量相同时，速度越大，动能越大；
通过实验发现，分别将小球的质量和下滑的高度增加倍，其中高度增加一倍时木块滑行的距离增加更大，这表明速度变化量越大，动能变化量越大，由此得出速度对动能影响更大；
（3）因为钢球在斜面上滚下的时间很短，不利于观察和比较钢球的运动情况，不改变钢球在斜面上的位置，不改变球与斜面的粗糙程度，为了延长钢球在斜面上滚下的时间，可采用的方法是减小斜面的倾斜角度θ。
故答案为：（1）小球；木块移动的距离；（2）乙、丙；在质量相同时，速度越大，动能越大；速度；（3）减小斜面的倾角。
18．解：
（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映；
（2）比较图1可知，球下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大；
（3）若要探究物体重力势能与高度的关系，需要控制球的质量相同，下落的路径相同，即需用质量相同的的两个铅球，让两球从不同高度下落，比较它们陷人沙子中的深度
（4）比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。
故答案为：（1）铅球陷入沙的深度；（2）下落高度；质量；（3）质量相同；从不同高度下落；（4）运动路径无关。