粤沪版物理九年级上册课课练：11.4　认识动能和势能　第2课时　机械能及其转化（含答案）

[11.4　认识动能和势能　第2课时　机械能及其转化]
一、选择题
1.[2020·内江] 2020年6月23日,我国将最后一颗全球组网的“北斗三号”导航卫星圆满发射成功。在发射过程中,“北斗三号”导航卫星随火箭加速上升,在加速上升阶段,“北斗三号”导航卫星的(　　)
A.动能不变 B.重力势能增大
C.机械能减小 D.机械能不变
2.如图所示,人造地球卫星在大气层外环绕地球运行,下列说法中正确的是 (　　)
A.卫星在近地点时,动能最小、势能最大
B.卫星在远地点时,动能最小、势能最大
C.当卫星从近地点向远地点运动时,势能转化为动能
D.当卫星从远地点向近地点运动时,动能转化为势能
3.[2020·鄂州] 把一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到自己的鼻子附近,稳定后松手,铁锁向前摆去,如图所示。下列说法中正确的是 (　　)
A.铁锁摆回时会打到鼻子
B.铁锁在摆动过程中动能与重力势能可以相互转化
C.铁锁由高处摆到低处的过程中动能转化为重力势能
D.铁锁上升的最大高度逐次降低,是由于受到重力作用
4.[2020·十堰] 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
5.[2019·安徽] 如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球,小球就在AB间做往复运动(已知AO=OB)。小球从A位置运动到B位置的过程中,下列判断正确的是(　　)
A.小球的动能不断增加
B.弹簧的弹性势能不断减少
C.小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D.在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
6.[2019·乐山] 如图所示,下列关于能量转化的说法正确的是 (　　)
A.图甲中,风力发电将空气的动能转化为电能
B.图乙中,拉开的弹弓将石子弹出的过程,弹性势能增大
C.图丙中,“神舟五号”载人飞船成功返航,返回舱在减速着陆过程中机械能守恒
D.图丁中,水平路面上疾驰的汽车,将重力势能转化为动能
二、填空题
7.骑自行车下坡,不需要用力踩脚踏板,自行车的速度也会越来越大,这是因为自行车和人的
　　　　逐渐减小,　　　　逐渐增加。自行车和人的　　　　　　能转化为　　　　能。
8.[2019·无锡] 如图所示,将钢锯条固定在桌面边缘,将棋子放在钢锯条的端部,然后用手将钢锯条的端部压下一段距离,松手后,棋子会被弹起一定的高度,此过程中,钢锯条的弹性势能最终转化为棋子的　　　　势能。增加钢锯条被下压的距离,发现棋子被弹起的高度增加,实验表明,物体的　　　　　　　　越大,它的弹性势能越大。
9.如图所示为某轻轨车站设计方案示意图,该图表明与站台前后连接的车轨都有一个小坡度。在火车进站前设计一小段上坡,可以将火车的　　　　能转化为　　　　　　能,减少刹车所损耗的能量。出站时又可以将　　　　能转化为　　　　能,使启动更方便,同时节约了启动时消耗的能量。
10.[2020·丹东] 如图所示,滚摆下降过程中,滚摆的　　　　　　能转化为　　　　能。滚摆上下往复运动过程中,其每次上升所能达到的高度越来越低,滚摆在运动过程中的机械能
　　　　(选填“增加”“减少”或“不变”)。
11.如图所示,圆弧形轨道固定在竖直平面位置,将小球置于轨道的顶端A点由静止开始滚下,B点是小球到右侧所能达到的最高位置,在此过程中,由于与轨道摩擦,小球的机械能逐渐　　　　　(选填“增加”“减小”或“不变”)。
12.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点运动到B点的过程中,它的　　　　　　能转化为动能;弹性小球在B点的机械能　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)它在C点的机械能。
13.某水电站用拦河坝提高水位,被提高了水位的水下泄时,冲击水轮机的叶轮,带动发电机发电,在这个过程中,水的　　　　能转化为水的动能,水的动能最终转化为　　　　能。
三、简答题
14.如图所示,过山车在开始运行前,是靠一个机械装置推上最高点的,在第一次下行后,就没有任何装置为它提供动力了。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。
在过山车运行的过程中,请回答下列问题:
(1)过山车通过A点向上运动的过程中,动能与势能是如图何转化的
(2)后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低,为什么
(3)过山车像所有列车一样,也安装了机械制动装置,在结束行程后能够准确地停下来,当过山车停下时是不是“能量消失了”
　
15.如图所示是蹦极运动的简化示意图,弹性橡皮绳一端系住人的腰部,另一端固定于跳台,当人下落至图中A点时,橡皮绳刚好自然伸直,C点是游戏者所能达到的最低点,当人下落至图中B点时,橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于游戏者离开跳台到最低点的过程中(不考虑空气阻力),下列说法中正确的是 (　　)
A.游戏者的动能一直在增加
B.游戏者到达C点时,重力势能全部转化为动能
C.游戏者到达B点时,游戏者的动能增加到最大值
D.游戏者从B点向C点运动的过程中,重力势能转化为动能和弹性势能
答案
1.B　 影响动能的因素是物体的质量和物体运动的速度,影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度,其中动能和势能统称为机械能。在火箭加速上升的过程中,“北斗三号”导航卫星的质量不变,速度增大,动能增大;质量不变,高度增加,重力势能增大,所以机械能增大,故B符合题意。
2.B　 卫星在近地点时,速度最大,动能最大,相对高度最小,重力势能最小,故A错误;
卫星在远地点时,速度最小,动能最小,相对高度最大,重力势能最大,故B正确;
卫星从近地点向远地点运动时,其质量不变,距离地球的高度在增大,卫星运动的速度在减小,故卫星的动能减小,重力势能在增大,则动能转化为重力势能,故C错误;
卫星从远地点向近地点运动时,其质量不变,距离地球的高度在减小,卫星运动的速度在增大,故卫星的动能增大,重力势能在减小,则重力势能转化为动能,故D错误。
3.B　 铁锁在摆动过程中,不断与空气摩擦,机械能减小,所以铁锁摆回时不会打到鼻子,故A错误;铁锁在摆动过程中,由高处向低处运动时,高度减小,速度增大,重力势能转化为动能,从低处向高处运动时,高度增大,速度减小,动能转化为重力势能,所以动能与重力势能可以相互转化,故B正确、C错误;由于受空气阻力的作用,铁锁的机械能不断减小,铁锁上升的最大高度逐步降低,故D错误。
4.B　 高空物体下落过程中,受到重力和空气阻力的共同作用,故A错误;物体下落过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小;质量不变,速度变大,动能变大;由于存在空气阻力,所以重力势能大部分转化为动能,还有一部分转化为其他形式的能,物体的机械能会减小,故B正确,C、D错误。
5.D　 根据图示,压缩弹簧使小球至A位置,此时弹簧具有弹性势能,然后释放小球,此时弹簧的弹性势能转化为小球的动能,弹簧的势能不断减小,小球动能不断增大;由于小球在O点时弹簧处于原长,此时小球的动能达到最大,弹簧的势能为零,弹簧继续向右运动,小球的动能转化为弹簧的弹性势能,此时小球的动能逐渐减小,弹簧的弹性势能逐渐增大;一直到B点,此时小球的动能为零,弹簧的弹性势能又达到最大,这样往复运动,总的机械能保持不变。
6.A　 风力发电将空气的动能转化为电能,故A正确;拉开的弹弓将石子弹出的过程,弹性形变变小,弹性势能减小,故B错误;返回舱在减速着陆过程中重力势能和动能均减小,机械能不守恒,故C错误;水平路面上疾驰的汽车,将燃料的化学能转化为动能,故D错误。
7.重力势能　动能　重力势　动
骑自行车下坡,高度越来越低,重力势能越来越小,减小的重力势能转化为自行车和人的动能,所以速度会越来越大。
8.重力　弹性形变程度　 松手后,棋子会被弹起一定的高度,此过程中,钢锯条的弹性势能最终转化为棋子的重力势能。增加钢锯条被下压的距离,钢锯条形变更大,发现棋子被弹起的高度增加,表明物体的弹性形变程度越大,它的弹性势能越大。
9.动　重力势　重力势　动
10.重力势　动　减少　 滚摆在下降过程中,高度逐渐减小,重力势能减小,速度越来越大,动能增大,滚摆的重力势能转化为动能。滚摆上下往复运动过程中,要克服阻力做功,部分机械能转化为其他形式的能,故机械能减少。
11.减小　
12.重力势　大于　 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;由图知,小球弹跳的高度越来越低,说明小球的机械能一部分转化为热能,则小球的机械能逐渐减小,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。
13.重力势　电
高处的水流下来时,水的重力势能减小,动能增加,重力势能转化为动能;冲击水轮机的叶轮,是水的动能转移到叶轮上;水轮机的叶轮带动发电机发电,将叶轮上的机械能转化为电能。
14.(1)过山车通过A点向上运动的过程中,动能转化为重力势能。
(2)在运动的过程中过山车受到阻力,有部分机械能损失,机械能减少,不能再上升到原来的高度,所以后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低。
(3)能量没有消失,是机械能转化为了其他形式的能。
15.C　 在到达A点之前,游戏者的重力势能转化为动能,动能逐渐增加;过A点后游戏者的重力势能有一部分转化为弹性势能,到B点达到最大速度后,动能开始减小,也转化为弹性势能,故A说法错误;游戏者到达C点时处于静止状态,所以动能为零,故B说法错误;游戏者到达B点时,速度最大,游戏者的动能最大,故C说法正确;游戏者从B点向C点运动的过程中,动能和重力势能转化为弹性势能,故D说法错误。