人教版八年级下11.4机械能及其转化（有解析）
文档属性
| 名称 | 人教版八年级下11.4机械能及其转化（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-29 09:38:25 | ||
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文档简介
人教版八年级下 11.4 机械能及其转化
一、单选题
1．如图，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球向下运动到最低点B（不超过弹簧弹性限度），小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球的重力势能--直在减少，动能一直在增加
B．小球减少的重力势能全部转化为动能
C．弹簧的弹性势能不断增大
D．小球运动到B点时，重力势能最小，动能最大
2．下列四个实例中，机械能正在减小的是（ ）
A．空中加速上升的飞艇 B．空中水平匀速飞行的飞机
C．地面上蓄势待发的火箭 D．高空中匀速下降的热气球
3．排球比赛中，运动员把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E随时间变化的图象最接近的是（ ）
A． B． C． D．
4．2020年12月17日，“嫦娥五号”返回器携带月球样品成功着陆，也标志着中国第一次地外天体采样返回任务取得圆满成功 返回舱在落向地面时，为安全着陆，在距地面一定高度时，将向下喷出高压气体，做减速运动，则此过程（ ）
A．返回舱动能不变，重力势能减小，机械能减小
B．返回舱动能增加，重力势能减小，机械能不变
C．返回舱动能减小，重力势能减小，机械能减小
D．返回舱动能减小，重力势能增加，机械能不变
5．高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”，会给社会带来很大的危害。关于高空物体的下落过程，下列分析正确的是（ ）
A．只受重力作用 B．动能越来越大
C．重力势能全部转化为动能 D．机械能总量保持不变
6．2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奧运会。如图所示是足球落地后又弹起的示意图，不计空气阻力。则足球（ ）
A．在A点的机械能大于B点的机械能 B．在B点的机械能大于C点的机械能
C．在A点的机械能等于C点的机械能 D．在B点的重力势能小于D点的重力势能
7．如图，质量为2m的物块P下方连接有一个质量为m的钩码，上端通过细线绕过轻质定滑轮连接一质量为2m的物块Q，将它们由静止释放，在物块P下落到地面的过程中，P、Q间细线拉力大小为F。（细线重力及各处的摩擦均不计，钩码落地后不弹起）（ ）
A．钩码落地前，的机械能增大
B．钩码落地前，的机械能增大
C．钩码落地后，的机械能不变
D．钩码落地后，的机械能减小
8．在2021年宝鸡市中考体育考试中，小宇同学进行了实心球测试。关于实心球运动的几个阶段，下列说法正确的是（ ）
A．小宇捡起实心球，并缓慢举高的过程中，实心球的重力势能增大
B．小宇将实心球用力投出后，实心球在空中运动过程中，实心球的机械能增大
C．小宇将实心球用力投出后，实心球在空中最高点时机械能最大
D．实心球落地后在水平地面上滚动一段距离停止，实心球在地面滚动阶段机械能不变
9．如图所示，滑板运动员从高处沿坡道加速下滑的过程中，运动员的（ ）
A．动能减小 B．动能不变
C．重力势能不变 D．重力势能减小
10．如图所示，小明和同学一起荡秋千．下列说法正确的是（ ）
A．通过最低点时的动能为零 B．下降过程中的动能转化为重力势能
C．到达最高点的重力势能最大 D．上升过程中的重力势能转化为动能
二、填空题
11．人造地球卫星从近地点向远地点运动时，它的势能 ______，动能就会 ______。（选填“增大”“减小”）
12．如图所示是小明玩蹦蹦杆的情景，蹦蹦杆由地面弹起，在空中升高的过程中，小明的重力势能______；在下落后，从杆尖触地到弹簧压缩至最短，弹簧弹性势能______（均选填“增大”“减小”或“不变”）。
13．2021年10月16日，搭载神舟十三号飞船的火箭将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，在加速升空阶段，飞船的机械能 _____。（选填“变大”、“不变”或“变小”）
14．从桌面掉到地上的乒乓球会自动弹起，球在上升过程中_____能转化为_____能，由于球与空气有摩擦，上升过程中球的机械能_____。
15．如图所示为掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片。弹性小球从A点下落至B点的过程中，它的________转化为动能；弹性小球从B点上升至C点又开始下落，小球在B点的机械能________（选填“大于”“小于”或“等于”）它在C点的机械能，C点小球的动能________（选填“为零”或“不为零”）。
三、综合题
16．2020 年 12 月17 日1时 59 分，嫦娥五号返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆，探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。嫦娥回家经历了多个阶段，主要阶段有：一是发射入轨阶段。嫦娥五号将由运裁火箭发射，进入到地月转移轨道的飞行阶段。二是地月转移阶段。嫦娥五号完成器简分离，并展开相应太阳翼。三是近月制动阶段。始娥五号继续在目标环月飞行轨道正常行进，并在近月点进行减速制动。四是环月飞行阶段。嫦娥五号在环月飞行轨道中行进到动力下降初始点，并在该阶段完成轨道返回组合体和着陆上升组合体的分离，着陆上升组合体分离后要进行降轨、变轨，轨道返回组合体将缝续环月飞行，等待上升器的到来。五是着陆下降阶段。嫦娥五号着陆上升组合体将从下降初始点开始进行月面软着陆，并经过主减速段、接近段、悬停段、避障段、缓速下降段和自由下落段等多个阶段，寻找合适的月面完成软着陆。六是再入回收阶段。嫦娥五号返回器与轨道器分离后，轨道器进行规避机动，返回器则要经历惯性滑行、地球大气再入、回收着陆三个阶段完成最后的降落。返回器首先以第二宇审速度冲向地球，在进入地球大气后，通过半弹道跳跃式再入返回技术重新跳出大气层，再以第一宇宙速度进行降落，最终返回器打开降落伞，平稳安全地降落在预定地点。
请指出描述中与物理有关的现象，并用所学知识解释这一物理现象。（不得与示例重复）
示例：物理现象：嫦娥五号在内蒙古安全着陆
物理知识：下降时重力势能转化为动能
作答：物理现象：___________；
物理知识：___________。
17．科普阅读题。
《北斗卫星导航系统》
2017年11月5日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射了第二十四和二十五颗北斗导航卫星。这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，是我国北斗三号第一、二颗组网卫星，标志着北斗三号卫星系统正式开始部署。根据北斗导航系统 “三步走” 发展战略，2018 年底前后我国将发18颗北斗三号卫星， 覆盖 “一带一路” 沿线国家。到2020年左右，完成 30多颗组网卫星发射，实现全球服务能力，具有可与GPS匹敌的能力。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，北斗卫星导航系统的空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。北斗系统与互联网、云计算、大数据融合，建成高精度时空信息云服务平台，推出全球首个支持北斗系统的加速辅助定位系统，服务覆盖 200 余个国家和地区，用户突破1亿，日服务达2亿次。全国4万余艘渔船安装北斗系统，累计救助渔民超过1万人，已成为渔民的 “海上保护神”。目前，北斗系统日益走进百姓生活：世界主流手机芯片大都支持北斗系统， 国内销售的智能手机北斗系统正成为标配；共享单车配装北斗系统实现精细管理； 支持北斗系统的手表、手环、学生卡，更加方便和保护人们日常生活。
.阅读上述材料，回答下列问题：
（1）北斗卫星导航系统由空间段、_________段和用户段三部分组成。
（2）北斗卫星导航系统的空间段由________ 卫星和30颗非静止轨道卫星组成。
（3）第二十四和二十五颗北斗导航卫星加速升空过程中，卫星的动能将_______（选填“增大”或“减小”）；卫星的重力势能将_______（选填“增大”或“减小”）；卫星的机械能将________。（选填“增大” 、“不变”或“减小”）。
18．野外宿营时，为防止岩石坠落，不能选择在悬崖下扎营；为防山洪，雨季不能在山谷、溪流旁宿营；为了避开滑坡，不能在陡坡上驻扎．上述这三个现象中包含的能量转化或转移是________．为抗风，搭帐篷时要用“地钉”（类似于长铁钉）将帐篷固定在地面上，小明发现地面越松软，地钉插入越容易，固定效果越差，原因主要是________．小明用100N的压力将重5N的地钉竖直缓缓地插入地面，则地钉与地之间的摩擦力为________N；若要将地钉拔出，则至少需________N的拉力．
19．如图所示，质量m的物块在倾角θ的斜面上匀速下滑，不计空气阻力。
（1）若物块质量m为 20kg，斜面倾角θ为30°，斜面长为10m，则物块从斜面顶端滑到斜面底端的过程中，重力做的功为多少J？
（2）请推导证明：该物体在匀速下滑的过程中所受的摩擦力大小f = mgsinθ。
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．小球高度下降，故小球的重力势能一直减小，小球受重力和弹力作用，在开始阶段时，重力大于弹力物体将一直加速，当弹力等于重力后物体开始减速，故小球的动能先增大后减小，故A错误；
B．弹簧的形变量增大，小球减少的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，故B错误；
C．弹簧的形变量一直增大，弹簧的弹性势能不断增大，故C正确；
D．小球运动到B点时，高度最小，重力势能最小，速度为0，动能为0，故D错误。
故选C。
2．D
【解析】
【详解】
A．空中加速上升的飞艇，质量不变，速度变大，动能变大，高度增高，重力势能变大，即飞艇的机械能增大，故A不符合题意；
B．空中水平匀速飞行的飞机，质量、速度和高度均不变，即动能不变，重力势能不变，故飞机的机械能也不变，故B不符合题意；
C．地面上蓄势待发的火箭，即火箭是静止的，动能和势能都不变，故火箭此时的机械能也不变，故C不符合题意；
D．高空中匀速下降的热气球，质量不变，速度不变，动能不变，高度降低，所以重力势能减小，故热气球的机械能减小；故D符合题意。
故选D。
3．D
【解析】
【详解】
运动员把排球竖直向上抛出，排球向上运动，高度变大，速度减小，动能转化为重力势能，动能减小，到达最高时速度为0，动能为0，排球在重力的作用向下运动，高度减小，速度变大，重力势能转化为动能，动能变大，故动能先变小至0，然后再变大。
故选D。
4．C
【解析】
【分析】
【详解】
返回舱落向地面时，做减速运动，其高度也在减小，而质量不变，所以动能减小，重力势能也减小，那么机械能也减小了，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
5．B
【解析】
【详解】
A．高空物体在下落过程中，除了受到重力的作用，还受到空气阻力的作用，故A错误；
B．高空物体下落时，质量不变，其速度越来越快，则动能越来越大，故B正确；
CD．高空物体下落过程中，受到空气的阻力，所以机械能不守恒，那么重力势能除了转化为动能外，还有一小部分转化为内能，故CD错误。
故选B。
6．A
【解析】
【详解】
AC．由图可知，足球落地后又弹起，越弹越低，但不计空气阻力，故可知，在足球落地与地面接触碰撞时，有部分能量损失掉，转化为内能。足球由A点落地后经过B、C点，因此A点的机械能大于B、C点的机械能，故A正确，C错误；
B．由B点到C点的过程中，没有与地面碰撞即没有能量损失，因此在B点的机械能等于C点的机械能，故B错误；
D．重力势能与物体的质量和高度有关，同一个足球质量相同，B点的高度大于D点，因此在B点的重力势能大于D点的重力势能，故D错误。
故选A。
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
物块P、物块Q和钩码在同一根绳上，运动情况相同，把钩码和物块P看成一个整体，这个整体和物块Q所受的合力大小相等，则
所以绳上的拉力为，物块P和Q合力方向和运动方向一致，所以机械能增大。
故选B。
8．A
【解析】
【详解】
A．重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关，质量越大，高度越高，重力势能越大，因此小宇缓慢举起实心球的过程中质量不变但高度越来越高，所以重力势能增大，故A正确；
BC．小宇将实心球用力投出后，实心球在空中运动过程中，若考虑空气阻力，因有一部分机械能转化为内能，机械能会减小；若不考虑空气阻力，机械能在空中任意位置都将保持不变，故BC错误；
D．实心球落地后在水平地面上滚动的过程中，由于克服与地面的摩擦而做功，有一部分机械能转化为内能，因此机械能将越来越小，直到减小为零，停止运动，故D错误。
故选A。
【点睛】
9．D
【解析】
【详解】
滑板运动员从高处沿坡道加速下滑的过程中，运动员的质量不变，高度变小，重力势能减小，速度增大，动能变大。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
10．C
【解析】
【详解】
A．人的质量一定，通过最低点时速度最大，动能最大，故A错误；
B．下降过程中高度逐渐减小，速度逐渐增大，重力势能转化为动能，故B错误;
C．到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故C正确；
D．上升过程中，高度增大，速度减小，动能转化为重力势能，故D错误。
故选C。
11． 增大 减小
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]当卫星从近地点向远地点运动过程中，没有空气阻力，机械能守恒；卫星的高度增大，质量不变，重力势能增大，由于机械能不变，则动能减小。
12． 增大 增大
【解析】
【详解】
[1]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。
[2]在下落后，从杆尖触地到弹簧压缩至最短，弹簧的形变变大，则弹簧的弹性势能增大。
13．变大
【解析】
【详解】
在火箭携带飞船加速升空阶段，飞船的质量不变，速度增大，其动能增大；同时其高度增加，则重力势能增大；因机械能等于动能与势能的总和，所以飞船的机械能变大。
14． 动 重力势 减小
【解析】
【详解】
[1][2]乒乓球在上升的过程中，质量不变，速度减小，动能减小；高度增高，重力势能增大，是动能转化为重力势能。
[3]如果不能忽略空气阻力，乒乓球上升的过程中克服空气阻力做功，机械能转化为内能，机械能减小。
15． 重力势能 大于 不为零
【解析】
【详解】
[1]弹性小球从A点运动到B点的过程中，质量不变，高度变小，其重力势能变小，同时速度变大，则动能变大，所以该过程中重力势能转化为动能。
[2]由图知，小球弹跳的高度越来越低，说明小球撞击地面时小球的机械能转化为地面和小球的内能，则小球机械能逐渐减小，且B点在C点之前，所以弹性小球在B点的机械能大于它在C点的机械能。
[3]小球在C点，没有竖直方向的速度，但有水平方向的速度，因此在C点动能不为零。
16． 嫦娥五号经过减速、悬停等多个阶段 力能改变物体的运动状态
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]物理现象：返回器在进入地球大气后，再重新跳出大气层；返回器打开降落伞，平稳安全地降落在预定地点；嫦娥五号经过减速、悬停等多个阶段等说明返回器的运动状态发生了改变。故用到的物理知识：力能改变物体的运动状态。
17． 地面 5颗静止轨道 增大 增大 增大
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]阅读材料可知北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。
（2）[2]分析材料可知空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。
（3）[3]卫星加速升空过程中，其质量不变，速度变大，故动能变大。
[4]卫星质量不变，高度增加，故重力势能增大。
[5]由于机械能等于动能加势能，故机械能也增大。
18． 重力势能转化为动能 压力越小，摩擦力就越小 105 110
【解析】
【分析】
（1）由于物体在下落过程中速度越来越快，所以动能越来越大；位置越来越低，重力势能越来越小，所以是重力势能转化为物体的动能．
（2）摩擦力的影响因素有：压力大小和接触面的粗糙程度，压力越大，摩擦力越大．
（3）用100N的压力将重5N的地钉竖直缓缓地插入地面或者把铁钉拔出，求出铁钉受到的合力，然后根据二力平衡条件即可求得摩擦力和拉力．
【详解】
（1）野外宿营时，为防止岩石坠落，不能选择在悬崖下扎营；为防山洪，雨季不能在山谷、溪流旁宿营；为了避开滑坡，不能在陡坡上驻扎．这三个现象中包含的能量转化是重力势能转化为动能．
（2）地面越松软，对钉子的压力越小，对钉子的摩擦力越小．
（3）小红用100N的压力将重5N的地钉竖直缓缓地插入地面，地钉受的是平衡力，地钉受到两个方向向下的力，摩擦力的方向是向上的，故摩擦力f=F合=F+G=100N+5N=105N；若要将地钉拔出，需要的拉力为F=f+G=105N+5N=110N．
故答案为重力势能转化为动能；压力越小，摩擦力就越小；105；110．
19．（1）1000J；（2）见解析
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）物块受到的重力
物块从斜面顶端滑到斜面底端过程中，物块沿重力方向移动的距离
此过程中，重力做的功
（2）由题可知，物块沿斜面匀速下滑，不计空气阻力，则物块减小的重力势能全部用来克服摩擦做功，所以有
即
解得
答：（1）物块从斜面顶端滑到斜面底端的过程中，重力做的功为1000J；
（2）证明过程见解析。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．如图，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球向下运动到最低点B（不超过弹簧弹性限度），小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球的重力势能--直在减少，动能一直在增加
B．小球减少的重力势能全部转化为动能
C．弹簧的弹性势能不断增大
D．小球运动到B点时，重力势能最小，动能最大
2．下列四个实例中，机械能正在减小的是（ ）
A．空中加速上升的飞艇 B．空中水平匀速飞行的飞机
C．地面上蓄势待发的火箭 D．高空中匀速下降的热气球
3．排球比赛中，运动员把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E随时间变化的图象最接近的是（ ）
A． B． C． D．
4．2020年12月17日，“嫦娥五号”返回器携带月球样品成功着陆，也标志着中国第一次地外天体采样返回任务取得圆满成功 返回舱在落向地面时，为安全着陆，在距地面一定高度时，将向下喷出高压气体，做减速运动，则此过程（ ）
A．返回舱动能不变，重力势能减小，机械能减小
B．返回舱动能增加，重力势能减小，机械能不变
C．返回舱动能减小，重力势能减小，机械能减小
D．返回舱动能减小，重力势能增加，机械能不变
5．高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”，会给社会带来很大的危害。关于高空物体的下落过程，下列分析正确的是（ ）
A．只受重力作用 B．动能越来越大
C．重力势能全部转化为动能 D．机械能总量保持不变
6．2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奧运会。如图所示是足球落地后又弹起的示意图，不计空气阻力。则足球（ ）
A．在A点的机械能大于B点的机械能 B．在B点的机械能大于C点的机械能
C．在A点的机械能等于C点的机械能 D．在B点的重力势能小于D点的重力势能
7．如图，质量为2m的物块P下方连接有一个质量为m的钩码，上端通过细线绕过轻质定滑轮连接一质量为2m的物块Q，将它们由静止释放，在物块P下落到地面的过程中，P、Q间细线拉力大小为F。（细线重力及各处的摩擦均不计，钩码落地后不弹起）（ ）
A．钩码落地前，的机械能增大
B．钩码落地前，的机械能增大
C．钩码落地后，的机械能不变
D．钩码落地后，的机械能减小
8．在2021年宝鸡市中考体育考试中，小宇同学进行了实心球测试。关于实心球运动的几个阶段，下列说法正确的是（ ）
A．小宇捡起实心球，并缓慢举高的过程中，实心球的重力势能增大
B．小宇将实心球用力投出后，实心球在空中运动过程中，实心球的机械能增大
C．小宇将实心球用力投出后，实心球在空中最高点时机械能最大
D．实心球落地后在水平地面上滚动一段距离停止，实心球在地面滚动阶段机械能不变
9．如图所示，滑板运动员从高处沿坡道加速下滑的过程中，运动员的（ ）
A．动能减小 B．动能不变
C．重力势能不变 D．重力势能减小
10．如图所示，小明和同学一起荡秋千．下列说法正确的是（ ）
A．通过最低点时的动能为零 B．下降过程中的动能转化为重力势能
C．到达最高点的重力势能最大 D．上升过程中的重力势能转化为动能
二、填空题
11．人造地球卫星从近地点向远地点运动时，它的势能 ______，动能就会 ______。（选填“增大”“减小”）
12．如图所示是小明玩蹦蹦杆的情景，蹦蹦杆由地面弹起，在空中升高的过程中，小明的重力势能______；在下落后，从杆尖触地到弹簧压缩至最短，弹簧弹性势能______（均选填“增大”“减小”或“不变”）。
13．2021年10月16日，搭载神舟十三号飞船的火箭将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，在加速升空阶段，飞船的机械能 _____。（选填“变大”、“不变”或“变小”）
14．从桌面掉到地上的乒乓球会自动弹起，球在上升过程中_____能转化为_____能，由于球与空气有摩擦，上升过程中球的机械能_____。
15．如图所示为掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片。弹性小球从A点下落至B点的过程中，它的________转化为动能；弹性小球从B点上升至C点又开始下落，小球在B点的机械能________（选填“大于”“小于”或“等于”）它在C点的机械能，C点小球的动能________（选填“为零”或“不为零”）。
三、综合题
16．2020 年 12 月17 日1时 59 分，嫦娥五号返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆，探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。嫦娥回家经历了多个阶段，主要阶段有：一是发射入轨阶段。嫦娥五号将由运裁火箭发射，进入到地月转移轨道的飞行阶段。二是地月转移阶段。嫦娥五号完成器简分离，并展开相应太阳翼。三是近月制动阶段。始娥五号继续在目标环月飞行轨道正常行进，并在近月点进行减速制动。四是环月飞行阶段。嫦娥五号在环月飞行轨道中行进到动力下降初始点，并在该阶段完成轨道返回组合体和着陆上升组合体的分离，着陆上升组合体分离后要进行降轨、变轨，轨道返回组合体将缝续环月飞行，等待上升器的到来。五是着陆下降阶段。嫦娥五号着陆上升组合体将从下降初始点开始进行月面软着陆，并经过主减速段、接近段、悬停段、避障段、缓速下降段和自由下落段等多个阶段，寻找合适的月面完成软着陆。六是再入回收阶段。嫦娥五号返回器与轨道器分离后，轨道器进行规避机动，返回器则要经历惯性滑行、地球大气再入、回收着陆三个阶段完成最后的降落。返回器首先以第二宇审速度冲向地球，在进入地球大气后，通过半弹道跳跃式再入返回技术重新跳出大气层，再以第一宇宙速度进行降落，最终返回器打开降落伞，平稳安全地降落在预定地点。
请指出描述中与物理有关的现象，并用所学知识解释这一物理现象。（不得与示例重复）
示例：物理现象：嫦娥五号在内蒙古安全着陆
物理知识：下降时重力势能转化为动能
作答：物理现象：___________；
物理知识：___________。
17．科普阅读题。
《北斗卫星导航系统》
2017年11月5日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射了第二十四和二十五颗北斗导航卫星。这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，是我国北斗三号第一、二颗组网卫星，标志着北斗三号卫星系统正式开始部署。根据北斗导航系统 “三步走” 发展战略，2018 年底前后我国将发18颗北斗三号卫星， 覆盖 “一带一路” 沿线国家。到2020年左右，完成 30多颗组网卫星发射，实现全球服务能力，具有可与GPS匹敌的能力。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，北斗卫星导航系统的空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。北斗系统与互联网、云计算、大数据融合，建成高精度时空信息云服务平台，推出全球首个支持北斗系统的加速辅助定位系统，服务覆盖 200 余个国家和地区，用户突破1亿，日服务达2亿次。全国4万余艘渔船安装北斗系统，累计救助渔民超过1万人，已成为渔民的 “海上保护神”。目前，北斗系统日益走进百姓生活：世界主流手机芯片大都支持北斗系统， 国内销售的智能手机北斗系统正成为标配；共享单车配装北斗系统实现精细管理； 支持北斗系统的手表、手环、学生卡，更加方便和保护人们日常生活。
.阅读上述材料，回答下列问题：
（1）北斗卫星导航系统由空间段、_________段和用户段三部分组成。
（2）北斗卫星导航系统的空间段由________ 卫星和30颗非静止轨道卫星组成。
（3）第二十四和二十五颗北斗导航卫星加速升空过程中，卫星的动能将_______（选填“增大”或“减小”）；卫星的重力势能将_______（选填“增大”或“减小”）；卫星的机械能将________。（选填“增大” 、“不变”或“减小”）。
18．野外宿营时，为防止岩石坠落，不能选择在悬崖下扎营；为防山洪，雨季不能在山谷、溪流旁宿营；为了避开滑坡，不能在陡坡上驻扎．上述这三个现象中包含的能量转化或转移是________．为抗风，搭帐篷时要用“地钉”（类似于长铁钉）将帐篷固定在地面上，小明发现地面越松软，地钉插入越容易，固定效果越差，原因主要是________．小明用100N的压力将重5N的地钉竖直缓缓地插入地面，则地钉与地之间的摩擦力为________N；若要将地钉拔出，则至少需________N的拉力．
19．如图所示，质量m的物块在倾角θ的斜面上匀速下滑，不计空气阻力。
（1）若物块质量m为 20kg，斜面倾角θ为30°，斜面长为10m，则物块从斜面顶端滑到斜面底端的过程中，重力做的功为多少J？
（2）请推导证明：该物体在匀速下滑的过程中所受的摩擦力大小f = mgsinθ。
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．小球高度下降，故小球的重力势能一直减小，小球受重力和弹力作用，在开始阶段时，重力大于弹力物体将一直加速，当弹力等于重力后物体开始减速，故小球的动能先增大后减小，故A错误；
B．弹簧的形变量增大，小球减少的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，故B错误；
C．弹簧的形变量一直增大，弹簧的弹性势能不断增大，故C正确；
D．小球运动到B点时，高度最小，重力势能最小，速度为0，动能为0，故D错误。
故选C。
2．D
【解析】
【详解】
A．空中加速上升的飞艇，质量不变，速度变大，动能变大，高度增高，重力势能变大，即飞艇的机械能增大，故A不符合题意；
B．空中水平匀速飞行的飞机，质量、速度和高度均不变，即动能不变，重力势能不变，故飞机的机械能也不变，故B不符合题意；
C．地面上蓄势待发的火箭，即火箭是静止的，动能和势能都不变，故火箭此时的机械能也不变，故C不符合题意；
D．高空中匀速下降的热气球，质量不变，速度不变，动能不变，高度降低，所以重力势能减小，故热气球的机械能减小；故D符合题意。
故选D。
3．D
【解析】
【详解】
运动员把排球竖直向上抛出，排球向上运动，高度变大，速度减小，动能转化为重力势能，动能减小，到达最高时速度为0，动能为0，排球在重力的作用向下运动，高度减小，速度变大，重力势能转化为动能，动能变大，故动能先变小至0，然后再变大。
故选D。
4．C
【解析】
【分析】
【详解】
返回舱落向地面时，做减速运动，其高度也在减小，而质量不变，所以动能减小，重力势能也减小，那么机械能也减小了，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
5．B
【解析】
【详解】
A．高空物体在下落过程中，除了受到重力的作用，还受到空气阻力的作用，故A错误；
B．高空物体下落时，质量不变，其速度越来越快，则动能越来越大，故B正确；
CD．高空物体下落过程中，受到空气的阻力，所以机械能不守恒，那么重力势能除了转化为动能外，还有一小部分转化为内能，故CD错误。
故选B。
6．A
【解析】
【详解】
AC．由图可知，足球落地后又弹起，越弹越低，但不计空气阻力，故可知，在足球落地与地面接触碰撞时，有部分能量损失掉，转化为内能。足球由A点落地后经过B、C点，因此A点的机械能大于B、C点的机械能，故A正确，C错误；
B．由B点到C点的过程中，没有与地面碰撞即没有能量损失，因此在B点的机械能等于C点的机械能，故B错误；
D．重力势能与物体的质量和高度有关，同一个足球质量相同，B点的高度大于D点，因此在B点的重力势能大于D点的重力势能，故D错误。
故选A。
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
物块P、物块Q和钩码在同一根绳上，运动情况相同，把钩码和物块P看成一个整体，这个整体和物块Q所受的合力大小相等，则
所以绳上的拉力为，物块P和Q合力方向和运动方向一致，所以机械能增大。
故选B。
8．A
【解析】
【详解】
A．重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关，质量越大，高度越高，重力势能越大，因此小宇缓慢举起实心球的过程中质量不变但高度越来越高，所以重力势能增大，故A正确；
BC．小宇将实心球用力投出后，实心球在空中运动过程中，若考虑空气阻力，因有一部分机械能转化为内能，机械能会减小；若不考虑空气阻力，机械能在空中任意位置都将保持不变，故BC错误；
D．实心球落地后在水平地面上滚动的过程中，由于克服与地面的摩擦而做功，有一部分机械能转化为内能，因此机械能将越来越小，直到减小为零，停止运动，故D错误。
故选A。
【点睛】
9．D
【解析】
【详解】
滑板运动员从高处沿坡道加速下滑的过程中，运动员的质量不变，高度变小，重力势能减小，速度增大，动能变大。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
10．C
【解析】
【详解】
A．人的质量一定，通过最低点时速度最大，动能最大，故A错误；
B．下降过程中高度逐渐减小，速度逐渐增大，重力势能转化为动能，故B错误;
C．到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故C正确；
D．上升过程中，高度增大，速度减小，动能转化为重力势能，故D错误。
故选C。
11． 增大 减小
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]当卫星从近地点向远地点运动过程中，没有空气阻力，机械能守恒；卫星的高度增大，质量不变，重力势能增大，由于机械能不变，则动能减小。
12． 增大 增大
【解析】
【详解】
[1]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。
[2]在下落后，从杆尖触地到弹簧压缩至最短，弹簧的形变变大，则弹簧的弹性势能增大。
13．变大
【解析】
【详解】
在火箭携带飞船加速升空阶段，飞船的质量不变，速度增大，其动能增大；同时其高度增加，则重力势能增大；因机械能等于动能与势能的总和，所以飞船的机械能变大。
14． 动 重力势 减小
【解析】
【详解】
[1][2]乒乓球在上升的过程中，质量不变，速度减小，动能减小；高度增高，重力势能增大，是动能转化为重力势能。
[3]如果不能忽略空气阻力，乒乓球上升的过程中克服空气阻力做功，机械能转化为内能，机械能减小。
15． 重力势能 大于 不为零
【解析】
【详解】
[1]弹性小球从A点运动到B点的过程中，质量不变，高度变小，其重力势能变小，同时速度变大，则动能变大，所以该过程中重力势能转化为动能。
[2]由图知，小球弹跳的高度越来越低，说明小球撞击地面时小球的机械能转化为地面和小球的内能，则小球机械能逐渐减小，且B点在C点之前，所以弹性小球在B点的机械能大于它在C点的机械能。
[3]小球在C点，没有竖直方向的速度，但有水平方向的速度，因此在C点动能不为零。
16． 嫦娥五号经过减速、悬停等多个阶段 力能改变物体的运动状态
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]物理现象：返回器在进入地球大气后，再重新跳出大气层；返回器打开降落伞，平稳安全地降落在预定地点；嫦娥五号经过减速、悬停等多个阶段等说明返回器的运动状态发生了改变。故用到的物理知识：力能改变物体的运动状态。
17． 地面 5颗静止轨道 增大 增大 增大
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]阅读材料可知北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。
（2）[2]分析材料可知空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。
（3）[3]卫星加速升空过程中，其质量不变，速度变大，故动能变大。
[4]卫星质量不变，高度增加，故重力势能增大。
[5]由于机械能等于动能加势能，故机械能也增大。
18． 重力势能转化为动能 压力越小，摩擦力就越小 105 110
【解析】
【分析】
（1）由于物体在下落过程中速度越来越快，所以动能越来越大；位置越来越低，重力势能越来越小，所以是重力势能转化为物体的动能．
（2）摩擦力的影响因素有：压力大小和接触面的粗糙程度，压力越大，摩擦力越大．
（3）用100N的压力将重5N的地钉竖直缓缓地插入地面或者把铁钉拔出，求出铁钉受到的合力，然后根据二力平衡条件即可求得摩擦力和拉力．
【详解】
（1）野外宿营时，为防止岩石坠落，不能选择在悬崖下扎营；为防山洪，雨季不能在山谷、溪流旁宿营；为了避开滑坡，不能在陡坡上驻扎．这三个现象中包含的能量转化是重力势能转化为动能．
（2）地面越松软，对钉子的压力越小，对钉子的摩擦力越小．
（3）小红用100N的压力将重5N的地钉竖直缓缓地插入地面，地钉受的是平衡力，地钉受到两个方向向下的力，摩擦力的方向是向上的，故摩擦力f=F合=F+G=100N+5N=105N；若要将地钉拔出，需要的拉力为F=f+G=105N+5N=110N．
故答案为重力势能转化为动能；压力越小，摩擦力就越小；105；110．
19．（1）1000J；（2）见解析
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）物块受到的重力
物块从斜面顶端滑到斜面底端过程中，物块沿重力方向移动的距离
此过程中，重力做的功
（2）由题可知，物块沿斜面匀速下滑，不计空气阻力，则物块减小的重力势能全部用来克服摩擦做功，所以有
即
解得
答：（1）物块从斜面顶端滑到斜面底端的过程中，重力做的功为1000J；
（2）证明过程见解析。
答案第1页，共2页
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