苏科版九年级上册12.1动能势能机械能 同步练习（含解析）

苏科版九年级上册 12.1 动能 势能 机械能
一、单选题
1．2014年8月南京成功举办了“青奥会”，如图四项运动包含了一些物理知识，下列描述错误的是（　　）
A．跳水运动员在空中下落的过程中，既有动能也有重力势能
B．足球运动员脚对球的作用力和球对脚的作用力是一对相互作用力
C．举重运动员将杠铃举在空中静止时，他受到的重力和地面对他的支持力相互平衡
D．篮球运动员抛出的篮球在撞击篮板过程中，发生了弹性形变，具有弹性势能
2．“嫦娥一号”返回舱在距离地面一定高度时，需要打开降落伞减速，以便安全着陆，在返回舱减速下降的过程中（　　）
A．动能减小，势能减小，机械能减小 B．动能不变，势能减小，机械能减小
C．动能不变，势能减小，机械能不变 D．动能增大，势能减小，机械能不变
3．投掷出去的铅球在空中的运动轨迹如图所示。若不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　）
A．在最高点b点时，铅球的重力势能最大，动能为零
B．在从a点到b点再到c点的过程中，铅球的动能先减小后增大
C．在从a点到b点的过程中，铅球的动能增大，重力势能减小
D．在从b点到c点的过程中，铅球的重力势能增大，动能减小
4．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
5．如图所示，下列有关做功和能量的说法正确的是（　　）
A．甲图中，天问一号加速升空，其动能增大，重力势能增大
B．乙图中，人造地球卫星从远地点向近地点运动，势能减小，动能减小
C．丙图中，江水加速下落，水的重力不做功
D．丁图中，箭被射出后，运动员对箭继续做功
6．如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。实验中，探究的动能是指（ ）
A．小球在斜面上的动能
B．小球撞击木块时的动能
C．小球撞击木块后的动能
D．木块被小球撞击时的动能
7．撑竿跳高是一项对压竿和起跳技术要求很高的体育运动。如图所示是运动员在一次比赛中的情景，从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中（不考虑空气阻力）（　　）
A．竿的弹性势能增大，运动员的机械能减小
B．竿的弹性势能增大，运动员的机械能增大
C．竿的弹性势能减小，运动员的机械能减小
D．竿的弹性势能减小，运动员的机械能增大
8．在体育课上，小康用胳膊将排球向上垫起后，排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法中正确的是（　　）
A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球所受的重力小于排球的惯性
B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受到方向向上的力
C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，重力势能逐渐减小
D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，动能逐渐减小
9．如图所示，用斜向放置的传送带将货物匀速地自低处运送到高处。在这过程中，货物的重力势能不断增加。这是因为（　　）
A．静摩擦力做功 B．重力做功
C．支持力做功 D．动能转化为势能
10．如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球（　　）
A．运动至最高点时，速度为0m/s，所以受平衡力作用
B．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力
C．从A点向上运动O点的过程中，速度一直增大
D．从A点向上运动O点的过程中，速度先增大后减小
11．如图所示，水平台面由同种材料制成，粗糙程度均匀，在它上面放着质量为的木块，将木块用轻绳跨过定滑轮与质量为的钩码相连。木块在平行于台面的轻绳的拉力作用下做匀速直线运动，运动一段时间，钩码触地后立即静止，木块继续滑动一段距离停在台面上。绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计，下列说法中正确的是（g取10N/kg）（ ）
A．木块匀速运动的过程中，木块与钩码的机械能总量不变
B．木块匀速运动的过程中，受到的滑动摩擦力是
C．钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的动能越来越小
D．钩码触地后木块继续滑动，拉力对物体做功
12．如图将一小球置于一弹簧上方，放手后，小球向下运动，到达A位置小球刚好与弹簧接触，到达B位置小球的速度变为零，则对于此过程分析下列说法错误的是（　　）
A．从A到B位置过程中，小球的机械能全部转化为弹簧的弹性势能
B．从A到B位置过程中，小球受到弹力一直变大
C．从A到B位置过程中，小球的速度由大变小，到B位置为零
D．从A到B位置过程中，小球开始时受到的弹力小于重力，后来受到的弹力大于重力
二、填空题
13．2015年第53届世乒赛中首次使用了“40+”新球，新球与“40”旧球如图甲所示，小科想比较两种球的弹性大小，做了如下实验：将两球从相同高度由静止同时释放，比较两球落到同一桌面上弹起的高度得出弹性的大小，发现很难比较两球弹起的高度，继续观察，两球在桌面上反复弹跳，发现新球停止弹跳时，旧球还在弹跳，如图乙所示，多次实验结果相同，说明旧球的弹性比新球好。
（1）乒乓球下落过程中重力势能逐渐______（选填“增大”或“减小”）；
（2）该实验体现了转换的思想，将比较球的弹性分别转换为比较______和比较弹跳的时间。
14．篮球在自由下落的运动过程中，是______能转化为______能。
15．2021年10月16日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，并成功入轨对接中国空间站。加速上升过程中，火箭燃料的 _____能转化为燃气的内能，卫星的动能 _____（选填“增大”、“减小”或“不变”下同），机械能将 _____。
16．如图所示，小朋友在玩荡秋千时，当从最高位置向下荡的过程中，小朋友的______能转化为______能。
三、综合题
17．当只有重力做功的时候，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变．在物理学中把这个规律叫做机械能守恒定律．动能大小与物体质量和速度的具体关系为：EK=mv2；重力势能的大小与物体的质量和高度的关系为：EP=mgh．
（1）小球甲在真空中自由下落，另一个完全相同的小球乙在阻力很大的液体中匀速下落，它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方，在这两种情况下，小球 ________ 守恒．
（2）一个物体从高为h的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，物体滑到斜面底端时的速度是多少？____
（3）把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个单摆，若摆长为L，小球摆到最高处时，最大偏角为θ，如图，则当小球运动到最低处时的速度是多少？____
18．阅读短文，回答问题：
过山车
当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越岭”呢？
过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能。过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值，当它开始下行时，它的势能不断减小，动能不断增大；由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低（如图所示）。像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。
(1)过山车通过A点向上运动过程中，动能______，重力势能______；（均选填“变大”“变小”或“不变”）
(2)后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，是由于过山车运动过程中，机械能______（选填“变大”“变小”或“不变”）；
(3)过山车旅行过程中，遇到紧急情况能够准确停下来，是由于______；
(4)过山车第一次下行后，是利用______作为“发动机”的。
19．跳台滑雪简称“跳雪”，是冬季奥运会的比赛项目之一，其跳台由助滑坡、着陆坡和停止区组成．运动员脚着特制的滑雪板，沿着向下倾斜的助滑坡下滑，借助速度和弹跳力，使身体跃入空中，使整个身体在空中飞行约4-5秒钟后，落在着陆破上，继续滑行至停止区停止，跳台滑雪整个过程即为完成．而运动员顺着助滑坡滑行时，速度越来越快，最高速度可达30m/s.某15号运动员在一次跳台滑雪中，在助滑坡上滑行的距离为100m，滑行时间为5s.
（1）15号运动员在助滑坡上滑行过程中的平均速度为______m/s.
（2）使用滑雪板的目的是增大______减小_______，防止人的脚陷入雪中．
（3）运动员在飞行过程中惯性______（选填“变大、不变、变小”）．
（4）运动员顺着助滑坡滑行时速度越来越快的原因是什么__________？
20．阅读短文，回答问题。
2019年12月17日，我国第一艘国产航母“山东舰”交付海军．据公开资料显示，“山东舰”舰身长315米，舰宽约75米，满载排水量在6万吨左右，至少可以搭载36架歼-15舰载机．航母飞行甲板倾角为12°，舰载机起飞的飞行仰角为14°。“山东舰”是典型的常规动力航母，采用了全新的动力组，“山东舰”的燃料储备量达到了13000吨，若以20节航速航行，每天大约消耗1100吨燃料。
如表为歼-15主要参数（g取10N/kg）：
空重 空载起飞距离
正常起飞重量 满载起飞距离
最大起飞重量 发动机 加力涡扇发动机
爬升率 米/秒 正常起飞推力
最大速度 马赫 应急起飞最大推力
（1）歼15空载正常起飞时，从启动到离开飞行甲板的过程中，飞机的动能_______、重力势能_______，该过程中飞机发动机推力所做的功为_______ J。
（2）航母飞行甲板倾角为12°，舰载机起飞时飞行仰角约为14°，这样设计的目的是_______。
（3）若你是航母设计师，请你对国产航母提出一条改进意见：_______。
21．探究弹簧弹性势能的表达式
如图甲，在弹簧的弹性限度内拉弹簧，拉力F与弹簧伸长的长度Δl之间的关系如下表：
伸长量Δl/m 0.04 0.08 0.12 0.16
拉力F/N 5 10 15 20
(1) 在图乙中描点画出拉力F随伸长量Δl变化的图像；
( )
(2) 拉力F与弹簧的伸长量Δl之间的关系式F＝__________；
(3) 弹簧的弹性势能等于拉力F所做的功，此功可类比以下方法计算：如图丙，一物体从静止开始做加速运动，在时间t0内，其通过的路程可用图像下的阴影面积来表示；
上述弹簧的弹性势能EP与伸长量Δl之间的关系式为EP＝____________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．跳水运动员在空中下落的过程中，由于运动具有动能，由于在空中而具有重力势能，故A正确，不符合题意；
B．足球运动员对球的作用力和球对运动员的力是一对相互作用力，故B正确，不符合题意；
C．举重运动员将杠铃举在空中静止时，他受到的重力和地面对他的支持力不相互平衡，因为他受到的重力加上杠铃重力在大小上才等于地面对他的支持力，故C错误，符合题意；
D．篮球运动员抛出的篮球在撞击篮板过程中，发生了弹性形变，具有弹性势能，故D正确，不符合题意。
故选C。
2．A
【详解】
返回舱减速下降过程中，质量不变，速度减小，故动能减小；质量不变，高度减小，故重力势能减小；动能减小，重力势能也减小，故机械能减小。故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
3．B
【详解】
A．在最高点b点时，铅球的质量不变，高度最高，重力势能最大，铅球的速度不为0，动能不为零，故A错误；
B．在从a点到b点再到c点的过程中，铅球的质量不变，速度先变小后变小，动能先减小后增大，故B正确；
C．在从a点到b点的过程中，铅球的质量不变，速度变小，动能减小，高度变大，重力势能增大，故C错误；
D．在从b点到c点的过程中，铅球的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能增大，故D错误。
故选B。
4．C
【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。
5．A
【详解】
A．天问一号加速升空过程中，质量变大，速度变大，动能变大；质量不变，高度变大，重力势能增大，故A正确；
B．人造地球卫星从远地点向近地点运动过程中，重力势能减小，转化为动能，所以动能增大，故B错误；
C．江水下落过程，在重力方向上移动了一段距离，重力对江水做了功，故C错误；
D．箭被射出后，因为惯性向前运动，运动员的力没有作用在箭上，运动员对箭不做功，故D错误。
故选A。
6．B
【详解】
据题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小，小球速度的大小是通过改变小球在斜面上的高度实现的，小球动能的大小是通过木块被推动移动的距离体现的。
故选B。
7．D
【详解】
图示中，不计空气阻力，竿从弹性形变最大到运动员松开竿的过程中，竿逐渐恢复原状，则竿的弹性势能减小，减小的弹性势能转化为运动员的机械能，所以运动员的机械能增大，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
8．D
【详解】
A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球具有向上运动的惯性，一切物体都有惯性，故A错误；
B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，如果不考虑空气阻力，排球受到方向竖直向下的重力，故B错误；
C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，克服重力做功，位置升高，重力势能逐渐增加，故C错误；
D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受重力作用，速度逐渐减小，动能逐渐减小，故D正确。
故选D。
9．A
【详解】
货物随传送带一起匀速斜向上运动，受到重力、支持力和摩擦力的作用，重力方向竖直向下，支持力与传送带垂直向上。货物相对于传送带有向下运动的趋势，所以货物还要受到传送带对它的静摩擦力。该摩擦力的方向与它相对于传送带的运动趋势相反，即沿传送带斜向上。因为物体向右上方匀速运动，所以重力做负功，支持力不做功。物体运动方向与摩擦力方向一致，所以摩擦力对物体做功，物体的重力势能不断增加。因为物体匀速运动所以物体的动能不变，并非动能转化为物体的重力势能，因此货物的重力势能不断增加，是因为静摩擦力做功，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
10．D
【详解】
A．不计空气阻力，小球在最高点时只受重力作用，不是平衡状态，故A不符合题意；
B．小球被释放后沿竖直方向加速向上运动，故释放瞬间，所受重力小于弹簧弹力。故B不符合题意；
CD．不计空气阻力，小球在从A点向上运动到O点的过程中，受到两个力的作用，一个是竖直向下的重力，一个是竖直向上的弹力，开始向上运动时，弹力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不断增大；当弹力小于重力时，其所受合力方向向下，速度不断变小。当离开O点后，小球只受重力作用，力的方向与小球运动方向相反，速度继续减小。故其速度先增大后减小，故D符合题意；C不符合题意。
故选D。
11．C
【详解】
A．木块在水平台上匀速运动的过程中，钩码匀速下降，此时木块的动能不变，重力势能不变；钩码的动能不变，重力势能变小，机械能等于动能和势能之和，则木块与钩码的机械能总量变小，故A错误；
B．在钩码的拉力作用下，木块沿桌面做匀速运动，此时木块受平衡力，水平方向的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则
故B错误；
C．钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的速度越来越小，所以木块的动能越来越小，故C正确；
D．钩码触地后木块继续滑动的过程中，钩码不再拉动木块，对木块没有拉力的作用，拉力不再做功，故D错误。
故选C。
12．A
【详解】
A．从A到B位置过程中，小球的机械能大部分转化为弹簧的弹性势能，但也有一部分会由于空气阻力、摩擦等转化为内能，故A错误，符合题意；
B．从A到B位置过程中，弹簧的形变程度逐渐加大，所以小球受到弹力一直变大，故B正确，不符合题意；
C．从A到B位置过程中，小球开始时受到的弹力小于重力，继续加速，后来受到的弹力大于重力，小球开始减速，所以小球是先加速，再减速，到B位置速度变为0；故C正确，不符合题意；
D．从A到B位置过程中，开始时弹簧的形变程度小，小球受到的弹力小于重力，后来弹簧的形变程度增大，小球受到的弹力大于重力，弹力与重力的关系是变化的，故D正确，不符合题意。
故选A。
13． 减小 弹起高度
【详解】
（1）[1]乒乓球下落过程中高度减小，质量不变，根据重力势能和高度的关系可知，重力势能逐渐减小。
（2）[2]两种球的弹性大小比较方法一：将两球从相同高度由静止同时释放，比较两球落到同一桌面上弹起的高度得出弹性大小；两种球的弹性大小比较方法二：将两球从相同高度由静止同时释放，比较两球落到同一桌面上弹跳时间比较弹性大小。所以这里用到的研究方法有控制变量法和转换法。
14． 重力势 动
【详解】
[1][2]篮球在自由下落的运动过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能。
15． 化学 增大 增大
【详解】
[1]燃料的燃烧是一种化学变化，燃料燃烧时将化学能转化为内能。
[2][3]卫星加速上升过程中，卫星质量不变，高度和速度变大，则其重力势能和动能增大，机械能是动能和势能之和，所以卫星的机械能也增大。
16． 重力势 动
【详解】
[1][2]当从最高位置向下荡的过程中，高度减小，质量不变，重力势能减少；质量不变、速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。
17． 甲 ．
【详解】
(1)小球甲在下落过程中，不受阻力作用，机械能守恒，乙受阻力，匀速下落，机械能减小；
(2)物体从斜面滑下机械能守恒：则mgh=mv2解得v=；
(3)设小球在最低点时为零势能，mgl(1 cosθ)=mv2，解得v=
18． 变小 变大 变小 力能改变物体的运动状态 重力势能
(1)动能的大小由质量和速度共同决定，质量越大，速度越大，物体的动能就越大；重力势能大小与高度和质量有关；
(2)过山车与轨道间有摩擦，会损耗少量的机械能，减少的机械能转化为内能；
(3)过山车上的机械制动装置能够强力使其停止下来；
(4)物体在高处时具有重力势能，当物体下落时，重力势能可以转化为其它形式的能量。
【详解】
(1)[1][2]过山车通过A点向上运动时，过山车的速度越来越小，因此其动能会变小，此过程中的动能转化为重力势能，重力势能变大。
(2)[3]因为过山车与轨道间有摩擦，部分机械能转化为内能，这样过山车就不能达到原来的高度，因此后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低。
(3)[4]过山车能够停下来的原因是因为有机械制动装置产生强大的摩擦力，受到阻力的作用，力能改变物体的运动状态，能够使其停止下来。
(4)[5]第一次是靠一个机械装置推上最高点的，第一次下行就可以把重力势能转化为动能继续运动，然后动能又转化为重力势能，但因有部分机械能转化为内能，所以后面的高度将有所降低。
19． 20 受力面积 压强 不变 助滑坡向下倾斜，运动员在助滑坡上滑行时，重力势能转化为动能，动能大小与质量和速度有关，运动员质量不变，动能变大，速度也变大
（1）利用可以求出15号运动员在助滑坡上滑行过程中的平均速度；
（2）知道减小压强的方法即可解决；
（3）惯性只与物体的质量有关；
（4）动能大小与质量和速度有关；
【详解】
（1）在助滑坡上滑行的距离为100m，滑行时间为5s，所以15号运动员在助滑坡上滑行过程中的平均速度为；
（2）使用滑雪板的目的是增大受力面积减小压强，防止人的脚陷入雪中．
（3）惯性只与物体的质量有关，运动员在飞行过程中质量不变，惯性不变．
（4）运动员顺着助滑坡滑行时速度越来越快的原因是：助滑坡向下倾斜，运动员在助滑坡上滑行时，重力势能转化为动能，动能大小与质量和速度有关，运动员质量不变，动能变大，速度也变大．
故答案为 (1). 20 (2). 受力面积 (3). 压强 (4). 不变 (5). 助滑坡向下倾斜，运动员在助滑坡上滑行时，重力势能转化为动能，动能大小与质量和速度有关，运动员质量不变，动能变大，速度也变大
【点睛】
对于力学综合题，要在分析清楚运动过程的基础上，把握每个过程遵守的物理规律．要知道动能是由质量和速度决定的，质量一定时，动能越大，速度越大．
20． 增大 增大 2.4696×107 防止起飞过程中飞机的底部碰到起飞甲板（或舰载机能在较短的距离内获得较大的升力便于起飞） 将常规动力换成核动力或者变滑跃式起飞为电磁弹式起飞等
【详解】
(1)[1][2][3]歼-15空载正常起飞时，从启动到离开飞行甲板的过程中，飞机的质量不变，速度变大，高度增加，则飞机的动能增大、重力势能增大，该过程中飞机发动机推力所做的功
W=Fs=2×117600N×105m=2.4696×107J
(2)[4]舰载机的升力是根据流体压强与流速的关系来获得的，航母飞行甲板倾角为12°，舰载机起飞时飞行仰角约为14°，这样设计防止起飞过程中飞机的底部碰到起飞甲板(或者可以在相同时间内，上方空气通过的路程较长，速度较大，根据流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小可知，舰载机在较短的距离内获得较大的升力，从而便于舰载机起飞)。
(3)[5]由题意可知，“山东舰”的燃料储备量大，且每天以20节航速航行时的消耗量非常大，不利于航母的续航，为了提高航母的续航能力能源可以改为核动力。
21． 125Δl 62.5Δl2
【详解】
(1)[1]在图乙中将表格中的数据描点，再用平滑的曲线连接，画出拉力F随伸长量Δl变化的图象，如图所示：
(2)[2]由拉力F随伸长量Δl变化的图象可以看出，拉力F是关于Δl的过原点的一次函数，设
F= kΔl
在表中选一个点(0.08,10)代入
10=k×0.08
解得
k=125
所以拉力F与弹簧的伸长量Δl之间的关系式
F＝125Δl
(3)[3]如图丙，一物体从静止开始做加速运动，在时间t0内，其通过的路程可用图像下的阴影面积来表示
弹簧的弹性势能等于拉力F所做的功，此功可类比此方法计算，如图：
上述弹簧的弹性势能EP与伸长量Δl之间的关系式为
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