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初中物理八下第十一章第四节 机械能及其转化
一、单选题
1．在进行如图所示的实验模型或操作有关装置时，能量转化由机械能转化为内能的是（ ）
A．用力压活塞，棉絮燃烧
B．汽油机做功冲程
C．用电取暖器取暖
D．气体将木塞弹出
【答案】A
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】解：A、下压活塞时，活塞对封闭气体做功，机械能转化为内能，符合题意；
B、由图可知，这是内燃机的做功冲程，在该冲程中，燃气的内能转化为活塞的机械能，不符合题意；
C、电暖器工作时，电能转化为内能，不符合题意；
D、气体将木塞弹出，是通过做功将内能转化为机械能，不符合题意．
故选A．
【分析】（1）外力对物体做功，物体内能增加，机械能转化为内能；
（2）在热机的做功冲程中，将内能转化为机械能；
（3）电流做功，电能也可以转化为内能；
（4）气体对外作功自身的内能减小，温度降低．
2．如图所示的四种运动中，重力势能转化为动能的是（ ）
A．运动员被跳床弹起
B．小球从B向C运动
C．滚摆向下运动
D．卫星从近地点向远地点运动
【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】解：A、运动员被跳床弹起，此时跳床的弹性势能变小，运动员的动能和重力势能增加，所以是将弹性势能转化为动能和重力势能的过程，故A错误；
B、小球从B向C运动时，质量不变，高度增加，故势能增加，同时速度减小，故动能减小，所以是将动能转化为重力势能的过程，故B错误；
C、滚摆向下运动，质量不变，速度变大，同时高度减小，故动能变大，重力势能变小，所以是将重力势能转化为动能的过程，故C正确；
D、卫星从近地点向远地点运动，其势能增大，动能减小，故是动能转化为势能的过程，故D错误；
故选C．
【分析】（1）重力势能的大小和物体的质量以及所处位置的高度有关，判断重力势能是否改变，看它的质量和高度是否变化就可以了；动能的大小和物体的质量以及运动的速度快慢有关，判断动能的大小看它的质量和运动快慢是否变化及可以了．
（2）判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准时：减小的转化为增多的．
3．济南市中小学田径比赛中，运动员跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（ ）
A．助跑阶段机械能不变 B．经过最高点时重力势能最大
C．经过最高点时动能最大 D．起跳时机械能为零
【答案】B
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】解：A、助跑过程中，速度越来越快，高度不变，动能增加，重力势能不变，因此机械能增加；故A错误；
B、经过最高点时，高度最高，即重力势能最大，故B正确；
C、经过最高点时，其速度最小，所以动能最小，故C错误；
D、人起跳时，其获得了最大的初速度，且在整个过程中有机械能的损失，所以起跳时机械能最大，故D错误．
故选B．
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
（3）在能量转化中是减小的能转化为增大的能；当有阻力作用时，机械能不守恒．
4．下列四种体育运动的情景中，属于重力势能转化为动能的是（ ）
A．运动员把弓拉开将箭射出 B．跳水运动员空中下落过程
C．公路赛骑自行车冲向坡顶 D．跳伞运动员匀速下落过程
【答案】B
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】解：A、运动员把弓拉开将箭射出，此时弓箭的弹性势能减小，动能增加，故其弹性势能转化为弓箭的动能，故不符合题意；
B、跳水运动员空中下落过程，人的重力势能减小，动能增加，即是将重力势能转化为动能的过程，故符合题意；
C、公路赛骑自行车冲向坡顶，该过程中动能减小，重力势能增加，故是将动能转化为重力势能的过程，故不符合题意；
D、跳伞运动员匀速下落过程，其动能不变，重力势能减小，机械能减小，减小的重力势能转化为内能，故不符合题意；
故选B．
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度．质量越大、速度越大，动能越大．
（2）重力势能的影响因素：质量和高度．质量越大、高度越高，重力势能越大．
（3）机械能等于动能和势能之和．
5．如图所示，在空中以相同速度水平匀速直线飞行的加油机和受油机，在加油的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．加油机动能减小，重力势能减小，机械能减小
B．受油机动能减小，重力势能不变，机械能不变
C．加油机动能减小，重力势能不变，机械能减小
D．受油机动能减小，重力势能增大，机械能增大
【答案】A
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化
【解析】【解答】解：
AC、空中以相同速度水平匀速直线飞行的加油机，其速度不变，但质量变小，故其动能变小；同时其高度不变，但其质量变小，故其重力势能变小，所以机械能变小；故A正确、C错误；
BD、空中以相同速度水平匀速直线飞行的受油机，其速度不变，但质量变大，故其动能变大；同时其高度不变，但其质量变大，故其重力势能变大，所以机械能变大；故BD错误．
故选A．
【分析】分析加油机和受油机的动能和重力势能大小的变化，从动能和重力势能大小的影响因素进行考虑．
（1）动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
（3）机械能=动能+势能．
6．物体在平衡力作用下作匀速直线运动，关于物体的动能、重力势能及机械能的变化，下列说法中正确的是（ ）
A．动能不变，重力势能不变，机械能不变
B．动能不变，重力势能变大，机械能变大
C．动能不变，重力势能变小，机械能变小
D．动能不变，重力势能与机械能不能确定
【答案】D
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化
【解析】【解答】解：物体在平衡力作用下作匀速直线运动，其质量不变、速度不变，所以动能一定不变．由于物体的运动方向未知，物体可能向上、可能向下、也可能水平运动，因此，重力势能和机械能不能确定．
故选D．
【分析】动能的影响因素是物体的质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；
重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；
动能和势能总称为机械能．
7．图中小孩在荡秋千（忽略空气阻力），由A→B→C→B→A…飘荡，时高时低的感觉如同在飞，下列说法正确的是（ ）
A．小孩在A点具有最大动能
B．小孩在B点势能最大
C．小孩从A荡到B的过程中，动能转化为势能
D．小孩从B荡到C的过程中，动能转化为势能
【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】解：A、A点是最高点，速度为零，即动能为零，重力势能最大，故A错误；
B、B点高度最低，故此时重力势能最小，故B错误；
C、从A到B的过程中，物体的高度降低，速度增大，即重力势能减小，动能增大；故重力势能转化为动能；故C错误；
D、小孩从B到C的过程中，小孩的动能减小，高度升高，重力势能增大，故动能转化为势能；故D正确；
故选D．
【分析】根据动能与重力势能的转化的知识分析，动能由物体的速度决定，势能由物体的高度决定．
8．如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后用力推，使它沿水平地面滚出，观察到的现象是（ ）
A．罐子滚动不远便很快停止运动
B．罐子滚动出比空罐子更长距离后才停止运动
C．罐子滚动出一段距离后又滚回原处停止运动
D．罐子在水平地面上来回滚动，直到停止运动
【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】解：罐子开始滚动时具有动能，滚动的过程中，动能转化为弹性势能，当动能为0时，罐子停止运动，此时弹性势能最大，然后罐子开始向回滚动，此时弹性势能转化为动能，来回滚动的过程中，要克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以最后会停止运动．
故选D．
【分析】利用控制变量法判断影响动能、重力势能、弹性势能的各因素的变化；如本题对于同一个铁罐，其质量一定，只通过比较铁罐的速度、所处的高度和橡皮筋的形变程度来判断铁罐的动能、重力势能和弹性势能的变化．
二、填空题
9．（2021八下·绿园期末）卫星在大气层外运动时，不受空气阻力作用。因此 守恒，卫星在远地点时 最大。（均选填“动能”、“重力势能”或“机械能”）
【答案】机械能；重力势能
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】卫星在大气层外运动时，不受空气阻力作用，因此卫星的机械能总和保持不变，机械能守恒。当卫星在远地点时运动速度最小，此时动能最小，高度最高，重力势能最大。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
10．（2021八下·吉林期末）质量为50kg的小明乘坐观光电梯，当电梯减速下降时，他受到的支持力是600N，则此时小明对电梯的压力大小为 N，小明具有的机械能将 。
【答案】600；减小
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】已知当电梯减速下降时，他受到的支持力是600N，即电梯对他的竖直向上的作用力是600N，根据力的相互性，则此时小明对电梯的压力大小也为600N。
因小明的速度变小，小明的动能变小，同时小明的高度变小，重力势能也变小，故小明具有的机械能将减小。
【分析】力的作用是相互的，物体A对物体B施加一个力，那么物体B一定会对物体A施加一个等大反向的力；运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
11．（2021八下·吉州期末）如图所示，一根不可伸缩的细线上端固定，下端系一个小球，小球从A点摆动到B点的过程中，细线对小球的拉力 （选填“做功”或“不做功”），从A点摆到C点的过程中若不计空气阻力和摩擦，机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】不做功；不变
【知识点】机械能及其转化；是否做功的判断
【解析】【解答】小球从A点摆动到B点的过程中，细线给小球的拉力方向和小球的运动方向垂直，所以拉力对小球不做功。
从A点摆到C点的过程中若不计空气阻力和摩擦，小球只受重力和拉力，因为拉力不做功，所以只有重力做功，小球的机械能守恒，所以小球的机械能不变。
【分析】当物体在力的方向上移动一段距离时，外力才做功，结合物体的受力情况的移动方向判断即可；当物体不受到摩擦力时，物体的机械能守恒，即动能与重力势能之和是定值，动能减小，重力势能增加，反之，动能增大，重力势能减小。
12．（2021八下·秦皇岛期末）在预防“新型冠状病毒肺炎”期间，无人机发挥了重要作用，无人机在加速升空的过程中动能 ，机械能 （均选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】增大；增大
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】无人机加速上升，故其速度会越来越快，质量不变，则动能增大；上升时高度越来越高，则重力势能增大，机械能变大。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
13．（2021八下·赣州期末）2021年4月29日，我国首个空间站核心舱“天和号”发射成功，在“天和号”与火箭分离前，以火箭为参照物，“天和号”是 （选填“静止”或“运动”），当加速上升时，“天和号”的机械能 （选填“减小”“增大”或“不变”）
【答案】静止；增大
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】火箭上升过程中，在“天和号”与火箭分离前，以火箭为参照物，“天和号”的位置没有变化，故“天和号”是静止的。
当它们加速上升时，由于高度增加，所以重力势能增大，又由于速度增加，所以动能增大，而机械能等于动能和势能之和，所以“天和号”的机械能增大。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
14．（2021八下·定南期末）投出去的篮球，从最高处向下运动的过程中， 能转化为动能，如果只有这两种能相互转化，机械能的总和 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】重力势；不变
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】投出去的篮球，从最高处向下运动的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势转化为动能。
如果只有这两种能相互转化，即忽略摩擦力做功消耗的内能，则根据能量守恒定律可知机械能的总和不变。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
15．（2021八下·沈丘期末）在抗击新冠肺炎疫情期间，我市借助多功能雾炮车可喷雾、功力强、射程远、可调节、覆盖面积大的优点，将其运用到城市消毒杀菌工作中来，在水平地面上做匀速直线运动时，多功能雾炮车处于 选填（“平衡”或“不平衡”）状态，雾炮车向空中喷射水雾过程中其机械能 ，消毒罐底部受到的液体的压力 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】平衡；减小；减小
【知识点】机械能及其转化；平衡状态的判断；压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】多功能雾炮车在水平地面上做匀速直线运动时处于平衡状态。
雾炮车向空中喷射水雾过程中，质量减少，速度和高度均不变，则动能和重力势能均较少，因此其机械能减小。
雾炮车向空中喷射水雾过程中，消毒罐内液面高度下降，液体对底部压强变小，罐底的受力面积不变，根据压力公式 可得，罐底部受到的液体的压力减小。
【分析】匀速直线运动的物体受到平衡力的作用；水平面上的物体质量减小，重力势能减小；容器中的液体减少时，容器底的压力减小。
三、实验探究题
16．（2018八下·罗平期末）小宇骑车发现，不踩踏脚板，车也能滑行一段距离，他在不同的路面上多次尝试后猜想：车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关。为探究其中的奥秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做实验，并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程。
（1）为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面的 （选填：“同一”或“不同”）高度处释放，比较小球在 （选填：“同一”或“不同”）粗糙面上滑行的路程。
（2）为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面上的 （选填：“同一”或“不同”）高度处释放；小宇认为，通过进一步推理可以得出结论：运动的物体如果不受阻力作用，物体将 。
（3）在上述（2）的三次实验中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W1，小球克服木板的摩擦力做的功为W2，则W1 W2．（选填“＞”、“＜”或“=”）
（4）为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，小宇同学又设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球先后从同一装置，高分别为hA、hB的位置滚下（mA＜mB，hA＞hB），推动小木块运动一段距离后静止。同组的小红认为他这样设计实验得出的结论有问题，理由是： 。
【答案】（1）不同；同一
（2）同一；做匀速直线运动
（3）=
（4）没有控制小球质量相同
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；机械能及其转化
【解析】【解答】（1）在探究过程中，采用控制变量法，保证粗糙程度相同，速度不同，因为小球从斜面上滑下，到达底端的速度取决于物体的高度，因此应将小球从不同的高度处释放，比较小球在同一粗糙面上滑行的路程长短；
（2）探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系，应保证小球到达水平面时的速度相同，因此应将小球从同一高度处释放；通过实验结果可以看出，接触面越粗糙，摩擦力越大，小球速度减小的越快，若水平面光滑无摩擦，则小球不受摩擦力，小球的速度和方向都不变，即做匀速直线运动；
（3）在上述（2）的三次实验中，小球在不同水平面上运动的过程中克服摩擦力做功，减小机械能相同，即在不同水平面上运动的过程中克服摩擦力做的功相同，所以W1=W2；
（4）要探究超速带来的安全隐患，应控制小球的质量、路面相同，而小球的速度不同，由题意可知，小宇没有控制小球的质量相同。
故答案为：（1）不同；同一；（2）同一；做匀速直线运动；（3）=；（4）没有控制小球质量相同。
分析：（1）小球从斜面上滑下，到达底端的速度取决于物体的高度，并且让小球以不同的速度在同一粗糙面上滑行；
（2）实验目的是研究阻力对物体运动的影响，需要控制小球的初速度要相同；通过小球的运动距离反应速度的变化和摩擦阻力的大小进而得出结论；最后进行合理的推理得出假如不受力的情况；
（3）三次实验中，小球在不同水平面上运动的过程中克服摩擦力做功，减小机械能相同；
（4）要探究超速带来的安全隐患，应控制小球的质量、路面相同，而车的速度不同，据此分析答题。
17．（2018八下·黄埔月考）如图所示，小华和小静在用单摆做动能和势能转化的实验中，注意到小球往返摆动的时间很有规律，由此做出猜想：小球往返摆动一次的时间可能与小球质量、摆长L和小球摆动的幅度S有关。为了验证猜想，她们做了以下实验探究：
（1）先用一小球，使其摆动，记下小球往返摆动20次所用的时间，算出小球往返摆动1次所用的时间；在用摆长相同，质量不同的另一小球，重复上述实验。经计算分析得出结论：在摆长不变时，小球往返摆动一次所用的时间与小球的质量无关。针对猜想，试验后小华经过仔细思考发现在两次实验过程中，还应使小球的 ，实验方案才是完善的。
（2）接着她们针对猜想，对小球往返摆动一次所用时间与摆长L的关系又进行了一次正确的实验探究：先用一小球，使其摆动，记下小球往返摆动20次所用的时间，算出小球往返摆动1次所用。后用摆长 （选填“相同”或“不同”），质量 （选填“相同”或“不同”）的另一小球，使小球摆动的幅度与前次实验 ，重复前次实验。比较两次实验中小球往返摆动一次所用的时间，做出正确的结论。
（3）在实验过程中，每次都是通过测出小球往返20次所需的时间然后计算出小球往返摆动一次所需时间，这样做的目的是为了减小 。
【答案】（1）摆动的幅度相同
（2）不同；相同；相同
（3）误差
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】（1）用摆长相同，质量不同的小球做实验，摆长不变时，要尽量使摆动的幅度相同，这样实验才可能更接近实际；（2）猜想实验时，应让其余两项相同，只改变其中一项来实验；（3）实验中通过测出小球往返20次所需的时间然后计算，这样是采用多次测量取平均值的方法来达到减小误差的目的。
【分析】探究摆的幅度的影响因素时，要结合控制变量法，通过测量时间探究摆的规律，同时利用动能和重力势能的相互转化的规律分析.
四、计算题
18．为了保证城区街道清洁卫生，洒水车每天都要对城区主干道路洒水降尘，环卫工人驾驶的洒水车自重为2.2t，水箱容积为5000L，共有8个轮胎，每个轮胎与地面接触的面积为0.05m2，g取10N/kg。
（1）洒水车在平直公路上匀速洒水的过程中，它的动能 ，机械能 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）求满载时洒水车与水共重多少？
（3）满载时，洒水车对路面的压强。
（4）洒水车在平直街道匀速行驶的速度是5m/s，汽车与路面间的摩擦力是满载时车重的0.05倍，求洒水车牵引力的功率为多少？
【答案】（1）减小；减小
（2）解：水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×5000×10﹣3m3＝5×103kg；
汽车与水共重：
G＝mg＝（2.2×103kg+5×103kg）×10N/kg＝7.2×104N；
答：满载时洒水车与水共重7.2×104N；
（3）解：装满水时，汽车对地面的压力：
F＝G＝7.2×104N，
汽车对地面的压强：
p＝ ＝ ＝1.8×105Pa；
答：满载时，洒水车对路面的压强是1.8×105Pa；
（4）解：汽车与路面间的摩擦力是满载时车重的0.05倍，所以f＝7.2×104N×0.05＝3.6×103N，
洒水车匀速行驶，
所以牵引力F＝f＝3.6×103N，
汽车牵引力的功率：
P＝ ＝ ＝Fv＝3.6×103N×5m/s＝1.8×104W；
答：洒水车牵引力的功率为1.8×104W。
【知识点】密度公式及其应用；功率的计算；机械能守恒条件；重力及其大小的计算；压强的大小及其计算
【解析】【解答】解：洒水车在平直公路上匀速洒水的过程中，质量减小，速度不变，高度不变，动能减小，重力势能减小，故机械能减小；
故答案为：（1）减小；减小；（2）满载时洒水车与水共重7.2×104N；（3）满载时，洒水车对路面的压强是1.8×105Pa；（4）洒水车牵引力的功率为1.8×104W。
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度.质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度.机械能：动能和势能的统称.（机械能=动能+势能）
（2）利用密度计算公式ρ=
求得水的质量 ，再利用 G＝mg求得 汽车与水重力.
（3）利用
p＝ 求得 汽车对地面的压强 .
（4）结合洒水车的运动状态可知牵引力等于阻力，再利用P=Fv求洒水车牵引力的功率.
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初中物理八下第十一章第四节 机械能及其转化
一、单选题
1．在进行如图所示的实验模型或操作有关装置时，能量转化由机械能转化为内能的是（ ）
A．用力压活塞，棉絮燃烧
B．汽油机做功冲程
C．用电取暖器取暖
D．气体将木塞弹出
2．如图所示的四种运动中，重力势能转化为动能的是（ ）
A．运动员被跳床弹起
B．小球从B向C运动
C．滚摆向下运动
D．卫星从近地点向远地点运动
3．济南市中小学田径比赛中，运动员跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（ ）
A．助跑阶段机械能不变 B．经过最高点时重力势能最大
C．经过最高点时动能最大 D．起跳时机械能为零
4．下列四种体育运动的情景中，属于重力势能转化为动能的是（ ）
A．运动员把弓拉开将箭射出 B．跳水运动员空中下落过程
C．公路赛骑自行车冲向坡顶 D．跳伞运动员匀速下落过程
5．如图所示，在空中以相同速度水平匀速直线飞行的加油机和受油机，在加油的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．加油机动能减小，重力势能减小，机械能减小
B．受油机动能减小，重力势能不变，机械能不变
C．加油机动能减小，重力势能不变，机械能减小
D．受油机动能减小，重力势能增大，机械能增大
6．物体在平衡力作用下作匀速直线运动，关于物体的动能、重力势能及机械能的变化，下列说法中正确的是（ ）
A．动能不变，重力势能不变，机械能不变
B．动能不变，重力势能变大，机械能变大
C．动能不变，重力势能变小，机械能变小
D．动能不变，重力势能与机械能不能确定
7．图中小孩在荡秋千（忽略空气阻力），由A→B→C→B→A…飘荡，时高时低的感觉如同在飞，下列说法正确的是（ ）
A．小孩在A点具有最大动能
B．小孩在B点势能最大
C．小孩从A荡到B的过程中，动能转化为势能
D．小孩从B荡到C的过程中，动能转化为势能
8．如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后用力推，使它沿水平地面滚出，观察到的现象是（ ）
A．罐子滚动不远便很快停止运动
B．罐子滚动出比空罐子更长距离后才停止运动
C．罐子滚动出一段距离后又滚回原处停止运动
D．罐子在水平地面上来回滚动，直到停止运动
二、填空题
9．（2021八下·绿园期末）卫星在大气层外运动时，不受空气阻力作用。因此 守恒，卫星在远地点时 最大。（均选填“动能”、“重力势能”或“机械能”）
10．（2021八下·吉林期末）质量为50kg的小明乘坐观光电梯，当电梯减速下降时，他受到的支持力是600N，则此时小明对电梯的压力大小为 N，小明具有的机械能将 。
11．（2021八下·吉州期末）如图所示，一根不可伸缩的细线上端固定，下端系一个小球，小球从A点摆动到B点的过程中，细线对小球的拉力 （选填“做功”或“不做功”），从A点摆到C点的过程中若不计空气阻力和摩擦，机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
12．（2021八下·秦皇岛期末）在预防“新型冠状病毒肺炎”期间，无人机发挥了重要作用，无人机在加速升空的过程中动能 ，机械能 （均选填“增大”“减小”或“不变”）。
13．（2021八下·赣州期末）2021年4月29日，我国首个空间站核心舱“天和号”发射成功，在“天和号”与火箭分离前，以火箭为参照物，“天和号”是 （选填“静止”或“运动”），当加速上升时，“天和号”的机械能 （选填“减小”“增大”或“不变”）
14．（2021八下·定南期末）投出去的篮球，从最高处向下运动的过程中， 能转化为动能，如果只有这两种能相互转化，机械能的总和 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
15．（2021八下·沈丘期末）在抗击新冠肺炎疫情期间，我市借助多功能雾炮车可喷雾、功力强、射程远、可调节、覆盖面积大的优点，将其运用到城市消毒杀菌工作中来，在水平地面上做匀速直线运动时，多功能雾炮车处于 选填（“平衡”或“不平衡”）状态，雾炮车向空中喷射水雾过程中其机械能 ，消毒罐底部受到的液体的压力 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
三、实验探究题
16．（2018八下·罗平期末）小宇骑车发现，不踩踏脚板，车也能滑行一段距离，他在不同的路面上多次尝试后猜想：车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关。为探究其中的奥秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做实验，并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程。
（1）为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面的 （选填：“同一”或“不同”）高度处释放，比较小球在 （选填：“同一”或“不同”）粗糙面上滑行的路程。
（2）为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面上的 （选填：“同一”或“不同”）高度处释放；小宇认为，通过进一步推理可以得出结论：运动的物体如果不受阻力作用，物体将 。
（3）在上述（2）的三次实验中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W1，小球克服木板的摩擦力做的功为W2，则W1 W2．（选填“＞”、“＜”或“=”）
（4）为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，小宇同学又设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球先后从同一装置，高分别为hA、hB的位置滚下（mA＜mB，hA＞hB），推动小木块运动一段距离后静止。同组的小红认为他这样设计实验得出的结论有问题，理由是： 。
17．（2018八下·黄埔月考）如图所示，小华和小静在用单摆做动能和势能转化的实验中，注意到小球往返摆动的时间很有规律，由此做出猜想：小球往返摆动一次的时间可能与小球质量、摆长L和小球摆动的幅度S有关。为了验证猜想，她们做了以下实验探究：
（1）先用一小球，使其摆动，记下小球往返摆动20次所用的时间，算出小球往返摆动1次所用的时间；在用摆长相同，质量不同的另一小球，重复上述实验。经计算分析得出结论：在摆长不变时，小球往返摆动一次所用的时间与小球的质量无关。针对猜想，试验后小华经过仔细思考发现在两次实验过程中，还应使小球的 ，实验方案才是完善的。
（2）接着她们针对猜想，对小球往返摆动一次所用时间与摆长L的关系又进行了一次正确的实验探究：先用一小球，使其摆动，记下小球往返摆动20次所用的时间，算出小球往返摆动1次所用。后用摆长 （选填“相同”或“不同”），质量 （选填“相同”或“不同”）的另一小球，使小球摆动的幅度与前次实验 ，重复前次实验。比较两次实验中小球往返摆动一次所用的时间，做出正确的结论。
（3）在实验过程中，每次都是通过测出小球往返20次所需的时间然后计算出小球往返摆动一次所需时间，这样做的目的是为了减小 。
四、计算题
18．为了保证城区街道清洁卫生，洒水车每天都要对城区主干道路洒水降尘，环卫工人驾驶的洒水车自重为2.2t，水箱容积为5000L，共有8个轮胎，每个轮胎与地面接触的面积为0.05m2，g取10N/kg。
（1）洒水车在平直公路上匀速洒水的过程中，它的动能 ，机械能 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）求满载时洒水车与水共重多少？
（3）满载时，洒水车对路面的压强。
（4）洒水车在平直街道匀速行驶的速度是5m/s，汽车与路面间的摩擦力是满载时车重的0.05倍，求洒水车牵引力的功率为多少？
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】解：A、下压活塞时，活塞对封闭气体做功，机械能转化为内能，符合题意；
B、由图可知，这是内燃机的做功冲程，在该冲程中，燃气的内能转化为活塞的机械能，不符合题意；
C、电暖器工作时，电能转化为内能，不符合题意；
D、气体将木塞弹出，是通过做功将内能转化为机械能，不符合题意．
故选A．
【分析】（1）外力对物体做功，物体内能增加，机械能转化为内能；
（2）在热机的做功冲程中，将内能转化为机械能；
（3）电流做功，电能也可以转化为内能；
（4）气体对外作功自身的内能减小，温度降低．
2．【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】解：A、运动员被跳床弹起，此时跳床的弹性势能变小，运动员的动能和重力势能增加，所以是将弹性势能转化为动能和重力势能的过程，故A错误；
B、小球从B向C运动时，质量不变，高度增加，故势能增加，同时速度减小，故动能减小，所以是将动能转化为重力势能的过程，故B错误；
C、滚摆向下运动，质量不变，速度变大，同时高度减小，故动能变大，重力势能变小，所以是将重力势能转化为动能的过程，故C正确；
D、卫星从近地点向远地点运动，其势能增大，动能减小，故是动能转化为势能的过程，故D错误；
故选C．
【分析】（1）重力势能的大小和物体的质量以及所处位置的高度有关，判断重力势能是否改变，看它的质量和高度是否变化就可以了；动能的大小和物体的质量以及运动的速度快慢有关，判断动能的大小看它的质量和运动快慢是否变化及可以了．
（2）判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准时：减小的转化为增多的．
3．【答案】B
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】解：A、助跑过程中，速度越来越快，高度不变，动能增加，重力势能不变，因此机械能增加；故A错误；
B、经过最高点时，高度最高，即重力势能最大，故B正确；
C、经过最高点时，其速度最小，所以动能最小，故C错误；
D、人起跳时，其获得了最大的初速度，且在整个过程中有机械能的损失，所以起跳时机械能最大，故D错误．
故选B．
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
（3）在能量转化中是减小的能转化为增大的能；当有阻力作用时，机械能不守恒．
4．【答案】B
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】解：A、运动员把弓拉开将箭射出，此时弓箭的弹性势能减小，动能增加，故其弹性势能转化为弓箭的动能，故不符合题意；
B、跳水运动员空中下落过程，人的重力势能减小，动能增加，即是将重力势能转化为动能的过程，故符合题意；
C、公路赛骑自行车冲向坡顶，该过程中动能减小，重力势能增加，故是将动能转化为重力势能的过程，故不符合题意；
D、跳伞运动员匀速下落过程，其动能不变，重力势能减小，机械能减小，减小的重力势能转化为内能，故不符合题意；
故选B．
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度．质量越大、速度越大，动能越大．
（2）重力势能的影响因素：质量和高度．质量越大、高度越高，重力势能越大．
（3）机械能等于动能和势能之和．
5．【答案】A
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化
【解析】【解答】解：
AC、空中以相同速度水平匀速直线飞行的加油机，其速度不变，但质量变小，故其动能变小；同时其高度不变，但其质量变小，故其重力势能变小，所以机械能变小；故A正确、C错误；
BD、空中以相同速度水平匀速直线飞行的受油机，其速度不变，但质量变大，故其动能变大；同时其高度不变，但其质量变大，故其重力势能变大，所以机械能变大；故BD错误．
故选A．
【分析】分析加油机和受油机的动能和重力势能大小的变化，从动能和重力势能大小的影响因素进行考虑．
（1）动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
（3）机械能=动能+势能．
6．【答案】D
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化
【解析】【解答】解：物体在平衡力作用下作匀速直线运动，其质量不变、速度不变，所以动能一定不变．由于物体的运动方向未知，物体可能向上、可能向下、也可能水平运动，因此，重力势能和机械能不能确定．
故选D．
【分析】动能的影响因素是物体的质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；
重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；
动能和势能总称为机械能．
7．【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】解：A、A点是最高点，速度为零，即动能为零，重力势能最大，故A错误；
B、B点高度最低，故此时重力势能最小，故B错误；
C、从A到B的过程中，物体的高度降低，速度增大，即重力势能减小，动能增大；故重力势能转化为动能；故C错误；
D、小孩从B到C的过程中，小孩的动能减小，高度升高，重力势能增大，故动能转化为势能；故D正确；
故选D．
【分析】根据动能与重力势能的转化的知识分析，动能由物体的速度决定，势能由物体的高度决定．
8．【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】解：罐子开始滚动时具有动能，滚动的过程中，动能转化为弹性势能，当动能为0时，罐子停止运动，此时弹性势能最大，然后罐子开始向回滚动，此时弹性势能转化为动能，来回滚动的过程中，要克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以最后会停止运动．
故选D．
【分析】利用控制变量法判断影响动能、重力势能、弹性势能的各因素的变化；如本题对于同一个铁罐，其质量一定，只通过比较铁罐的速度、所处的高度和橡皮筋的形变程度来判断铁罐的动能、重力势能和弹性势能的变化．
9．【答案】机械能；重力势能
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】卫星在大气层外运动时，不受空气阻力作用，因此卫星的机械能总和保持不变，机械能守恒。当卫星在远地点时运动速度最小，此时动能最小，高度最高，重力势能最大。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
10．【答案】600；减小
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】已知当电梯减速下降时，他受到的支持力是600N，即电梯对他的竖直向上的作用力是600N，根据力的相互性，则此时小明对电梯的压力大小也为600N。
因小明的速度变小，小明的动能变小，同时小明的高度变小，重力势能也变小，故小明具有的机械能将减小。
【分析】力的作用是相互的，物体A对物体B施加一个力，那么物体B一定会对物体A施加一个等大反向的力；运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
11．【答案】不做功；不变
【知识点】机械能及其转化；是否做功的判断
【解析】【解答】小球从A点摆动到B点的过程中，细线给小球的拉力方向和小球的运动方向垂直，所以拉力对小球不做功。
从A点摆到C点的过程中若不计空气阻力和摩擦，小球只受重力和拉力，因为拉力不做功，所以只有重力做功，小球的机械能守恒，所以小球的机械能不变。
【分析】当物体在力的方向上移动一段距离时，外力才做功，结合物体的受力情况的移动方向判断即可；当物体不受到摩擦力时，物体的机械能守恒，即动能与重力势能之和是定值，动能减小，重力势能增加，反之，动能增大，重力势能减小。
12．【答案】增大；增大
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】无人机加速上升，故其速度会越来越快，质量不变，则动能增大；上升时高度越来越高，则重力势能增大，机械能变大。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
13．【答案】静止；增大
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】火箭上升过程中，在“天和号”与火箭分离前，以火箭为参照物，“天和号”的位置没有变化，故“天和号”是静止的。
当它们加速上升时，由于高度增加，所以重力势能增大，又由于速度增加，所以动能增大，而机械能等于动能和势能之和，所以“天和号”的机械能增大。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
14．【答案】重力势；不变
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】投出去的篮球，从最高处向下运动的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势转化为动能。
如果只有这两种能相互转化，即忽略摩擦力做功消耗的内能，则根据能量守恒定律可知机械能的总和不变。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
15．【答案】平衡；减小；减小
【知识点】机械能及其转化；平衡状态的判断；压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】多功能雾炮车在水平地面上做匀速直线运动时处于平衡状态。
雾炮车向空中喷射水雾过程中，质量减少，速度和高度均不变，则动能和重力势能均较少，因此其机械能减小。
雾炮车向空中喷射水雾过程中，消毒罐内液面高度下降，液体对底部压强变小，罐底的受力面积不变，根据压力公式 可得，罐底部受到的液体的压力减小。
【分析】匀速直线运动的物体受到平衡力的作用；水平面上的物体质量减小，重力势能减小；容器中的液体减少时，容器底的压力减小。
16．【答案】（1）不同；同一
（2）同一；做匀速直线运动
（3）=
（4）没有控制小球质量相同
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；机械能及其转化
【解析】【解答】（1）在探究过程中，采用控制变量法，保证粗糙程度相同，速度不同，因为小球从斜面上滑下，到达底端的速度取决于物体的高度，因此应将小球从不同的高度处释放，比较小球在同一粗糙面上滑行的路程长短；
（2）探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系，应保证小球到达水平面时的速度相同，因此应将小球从同一高度处释放；通过实验结果可以看出，接触面越粗糙，摩擦力越大，小球速度减小的越快，若水平面光滑无摩擦，则小球不受摩擦力，小球的速度和方向都不变，即做匀速直线运动；
（3）在上述（2）的三次实验中，小球在不同水平面上运动的过程中克服摩擦力做功，减小机械能相同，即在不同水平面上运动的过程中克服摩擦力做的功相同，所以W1=W2；
（4）要探究超速带来的安全隐患，应控制小球的质量、路面相同，而小球的速度不同，由题意可知，小宇没有控制小球的质量相同。
故答案为：（1）不同；同一；（2）同一；做匀速直线运动；（3）=；（4）没有控制小球质量相同。
分析：（1）小球从斜面上滑下，到达底端的速度取决于物体的高度，并且让小球以不同的速度在同一粗糙面上滑行；
（2）实验目的是研究阻力对物体运动的影响，需要控制小球的初速度要相同；通过小球的运动距离反应速度的变化和摩擦阻力的大小进而得出结论；最后进行合理的推理得出假如不受力的情况；
（3）三次实验中，小球在不同水平面上运动的过程中克服摩擦力做功，减小机械能相同；
（4）要探究超速带来的安全隐患，应控制小球的质量、路面相同，而车的速度不同，据此分析答题。
17．【答案】（1）摆动的幅度相同
（2）不同；相同；相同
（3）误差
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】（1）用摆长相同，质量不同的小球做实验，摆长不变时，要尽量使摆动的幅度相同，这样实验才可能更接近实际；（2）猜想实验时，应让其余两项相同，只改变其中一项来实验；（3）实验中通过测出小球往返20次所需的时间然后计算，这样是采用多次测量取平均值的方法来达到减小误差的目的。
【分析】探究摆的幅度的影响因素时，要结合控制变量法，通过测量时间探究摆的规律，同时利用动能和重力势能的相互转化的规律分析.
18．【答案】（1）减小；减小
（2）解：水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×5000×10﹣3m3＝5×103kg；
汽车与水共重：
G＝mg＝（2.2×103kg+5×103kg）×10N/kg＝7.2×104N；
答：满载时洒水车与水共重7.2×104N；
（3）解：装满水时，汽车对地面的压力：
F＝G＝7.2×104N，
汽车对地面的压强：
p＝ ＝ ＝1.8×105Pa；
答：满载时，洒水车对路面的压强是1.8×105Pa；
（4）解：汽车与路面间的摩擦力是满载时车重的0.05倍，所以f＝7.2×104N×0.05＝3.6×103N，
洒水车匀速行驶，
所以牵引力F＝f＝3.6×103N，
汽车牵引力的功率：
P＝ ＝ ＝Fv＝3.6×103N×5m/s＝1.8×104W；
答：洒水车牵引力的功率为1.8×104W。
【知识点】密度公式及其应用；功率的计算；机械能守恒条件；重力及其大小的计算；压强的大小及其计算
【解析】【解答】解：洒水车在平直公路上匀速洒水的过程中，质量减小，速度不变，高度不变，动能减小，重力势能减小，故机械能减小；
故答案为：（1）减小；减小；（2）满载时洒水车与水共重7.2×104N；（3）满载时，洒水车对路面的压强是1.8×105Pa；（4）洒水车牵引力的功率为1.8×104W。
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度.质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度.机械能：动能和势能的统称.（机械能=动能+势能）
（2）利用密度计算公式ρ=
求得水的质量 ，再利用 G＝mg求得 汽车与水重力.
（3）利用
p＝ 求得 汽车对地面的压强 .
（4）结合洒水车的运动状态可知牵引力等于阻力，再利用P=Fv求洒水车牵引力的功率.
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