[第十二章 一、 动能 势能 机械能 第1课时 动能 势能 机械能]
一、选择题
1.关于能量,下列说法中不正确的是 ( )
A.放在桌上静止的物理书,没有对任何物体做功,则它不具有能量
B.一个物体只要能对外做功,它就具有能量
C.物体可以同时具有多种形式的能量,能量的单位都是焦耳
C.动能、重力势能、弹性势能都属于机械能
2.下列物体具有动能的是 ( )
A.静止不动的课桌 B.挂在树上的椰子
C.拉长了的橡皮筋 D.正在行驶的汽车
3.质量较大的鸽子与质量较小的燕子以相同的速度在空中飞行,它们的动能分别为E鸽、E燕,则( )
A.E鸽>E燕 B.E鸽4.[2019·郴州] 一架飞机在高空中水平匀速飞行,向灾区投放救灾物资.该飞机在此过程中( )
A.动能不变 B.动能减小 C.重力势能不变 D.重力势能增大
5.汽车在山路上匀速爬升的过程中,它的 ( )
A.重力势能增大,动能减小 B.重力势能和动能都增大
C.动能不变,重力势能增大 D.动能和重力势能都减小
6.[2019·临沂] 如图所示,在“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验中,下列说法中正确的是 ( )
A.实验所用斜面和水平面都必须是光滑的
B.木块向前滑行的过程中机械能保持不变
C.小球质量越大,到达斜面底端时的速度越大
D.木块被撞击后滑行得越远,说明小球的动能越大
二、填空题
7.一个物体如图果能够对另一个物体 ,我们就说它具有能量,一个物体 做的功越多,表示这个物体的能量 .动能和势能统称为 能.
8.唐诗中有“黄河远上白云间”“不尽长江滚滚来”的诗句,从物理学的角度来看,前一句生动形象地表明黄河水存储着大量的 能,后一句表明长江水具有大量的 能.
9.在空中飞行的小球,它具有的重力势能是5 J,具有的动能是4 J,这只球具有的机械能是
J.
10.分析下列各物体分别具有什么形式的机械能.
(1)在平直公路上行驶的汽车具有 能.
(2)拉弯的弓具有 能.
(3)空中飞翔的猫头鹰具有 能.
(4)静止悬挂在天花板上的吊灯具有 能.
11.高速公路上行驶的车辆不能超速超载:不能超速是因为当车的质量一定时, 越大,动能越大,行驶时就越危险;不能超载是因为当车的速度一定时, 越大,动能越大,行驶时就越危险.
12.如图所示是加油机在空中为歼击机补加燃料时的情景.加油机和歼击机始终保持以相同速度水平匀速直线飞行.在加油过程中,加油机的动能和重力势能 (选填“变大”“变小”或“不变”),歼击机的动能和重力势能 (选填“变大”“变小”或“不变”),这是因为动能和重力势能的大小均与物体的 有关.
13.(1)我们害怕高速飞行的子弹,而不害怕静止的子弹,这是因为
.
(2)我们害怕从高楼上落下的花盆,而不害怕放在楼下地面的花盆,这是因为
.
14.如图所示是小朋友玩弹弓的情景.经验表明,橡皮筋拉得越长,同样的“子弹”射得越远,这说明橡皮筋的弹性势能与 有关;若橡皮筋被拉伸的长度相同,所用“子弹”的质量不同,则发现“子弹”射出时的速度也不同.在此过程中,橡皮筋对“子弹”做的功 (选填“相同”或“不相同”),你判断的理由是 .
三、解答题
15.在“探究影响动能大小的因素”的实验中,如图所示,让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下,小球撞击放在水平木板上的木块,使木块滑动,虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置.
(1)实验中通过 反映小球动能的大小.
(2)比较 两图所示实验,可以探究小球的动能与速度的关系.
(3)比较甲、乙两图所示实验,可以得到结论:速度一定时,小球的动能随质量的增大而 .
16.[2019·天津] 小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时,提出了如图下猜想:
猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关;
猜想二:物体的重力势能与物体所在高度有关.
为了验证上述猜想,他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验.如图所示,将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上,把铁块从距桌面某一高度由静止释放,撞击桌面的中心部位,记录桌腿进入沙子的深度.
按上述方案进行实验,其实验数据如图下表所示.
实验序号 铁块质量m/g 铁块距桌面高度H/cm 桌腿进入沙子的深度h/cm
① 20 20 1.9
② 20 30 2.9
③ 20 40 3.8
④ 30 20 2.9
⑤ 40 20 4.1
(1)实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小.
(2)为了验证猜想一,需选择表中 (填实验序号)三组数据进行分析.
(3)分析表中①②③的实验数据,可得出的结论是 .
17.如图所示是运动员在铅球比赛中的场景.铅球离手后,在空中飞行过程中重力势能Ep随时间t变化的曲线最接近中的 ( )
18.[2018·广元] 小苏同学所在的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”.他们猜想:弹簧的弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关.
他们的实验装置如图所示,把弹簧放在水平地面上,其左端固定在墙上,AO等于弹簧原长,水平地面O点左侧光滑,右侧粗糙.将物体M从O点压缩弹簧到P点,然后由静止释放,当物体M运动到O点时与弹簧分开,最终运动到Q点静止.请补充完整他们的探究过程:
(1)弹簧弹性势能的大小是通过 来衡量的.
(2)探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系,应该选用 (选填“相同”或“不同”)弹簧进行实验,并改变 之间的距离,测出OQ的长度,重复实验,测量多组数据并记录.
(3)小苏所在的实验小组经过多次实验得出了结论.在上面的实验中,他们运用了转换法和
两种物理思想方法.
答案
1.A
2.D 物体由于运动而具有的能叫动能,静止的课桌不具有动能.挂在树上的椰子是静止的,不具有动能.拉长的橡皮筋不具有动能,具有弹性势能.正在行驶的汽车具有动能.
3.A
4.B 飞机在高空中水平匀速飞行,速度和高度都不变,但在投放救灾物资时,飞机的质量在减小,所以其动能和重力势能都在减小,故B符合题意.
5.C 汽车在山路上匀速爬升的过程中,质量不变、速度不变,则汽车的动能不变;质量不变、高度增大,则汽车的重力势能增大.
6.D
7.做功 能够 越大 机械
8.重力势 动
9.9
机械能为动能和势能的总和,所以小球具有的机械能为9 J.
10.(1)动 (2)弹性势 (3)动能和重力势 (4)重力势
11.速度 质量
12.变小 变大 质量
13.(1)运动的物体具有动能,物体质量不变时,速度越大,动能越大
(2)高处的物体具有重力势能,物体质量不变时,高度越高,重力势能越大
14.弹性形变大小 相同 橡皮筋被拉伸的长度相同,具有的弹性势能相同
(1)弹弓的弹性势能大小是通过“子弹”射出的距离来表示的,射出的距离越远,表明弹弓的弹性势能越大.
(2)同一把弹弓弹性形变相同时具有的弹性势能相同,射出“子弹”时,“子弹”飞行的远近跟“子弹”的质量有关,“子弹”质量越大,飞行距离越近.用“子弹”射出的远近反映弹弓的弹性势能时要保持“子弹”的质量相同.
(3)橡皮筋被拉伸的长度相同,所以具有的弹性势能相同,对“子弹”做的功相同.
15.(1)木块滑动距离的远近 (2)甲、丙 (3)增大
(1)实验中通过比较木块滑动距离的远近来反映小球动能的大小.(2)探究小球的动能与速度的关系,应控制质量相同,速度不同,应使质量相同的小球从不同的高度滚下,故选甲、丙两图.(3)比较甲、乙两图所示实验,质量不同的小球从相同高度滚下,质量大的小球推动木块运动的距离远,故结论为:速度一定时,小球的动能随质量的增大而增大.
16.(1)桌腿进入沙子的深度 (2)①④⑤
(3)质量相同的物体,高度越高,重力势能越大
(1)通过小明设计的实验可以知道,他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能大小的.桌腿进入沙子越深说明铁块做的功越多,它原来具有的重力势能越大.
(2)根据控制变量法,要验证物体的重力势能与物体的质量有关,应控制物体的高度相同,改变物体质量的大小,故①④⑤三组数据符合,所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论.
(3)比较表中①②③的实验数据,可以发现,质量相同,铁块距桌面高度越高,桌腿进入沙子的深度越深,所以,可得结论:质量相同的物体,高度越高,重力势能越大.
17.D 铅球在手中时,具有一定的高度,有一定的重力势能,最初的重力势能不为0,故B错误;铅球离手后,在上升过程中,质量不变,高度增加,重力势能不断增大,故A、C错误;铅球在下降过程中,质量不变,高度减小,重力势能不断减小;所以在整个运动过程中,铅球的重力势能先变大后变小,故D正确.
18.(1)物体M被弹开后运动距离的远近
(2)相同 AP (3)控制变量法