2022年暑假培优第十七讲： 人教版物理八年级下册11.4 机械能及其转化含答案
文档属性
| 名称 | 2022年暑假培优第十七讲： 人教版物理八年级下册11.4 机械能及其转化含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 745.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-08-08 21:20:56 | ||
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文档简介
假期培优第十七讲：机械能及其转化
一、单选题
1．2022年2月12日；北京冬奥会速度滑冰男子500米比赛中，名将高亭宇打破奥运会纪录勇夺金牌。如图所示，高亭宇在水平冰面上加速滑冰的过程中（ ）
A．动能减小 B．重力势能增大 C．机械能增大 D．机械能不变
2．在2022年2月8日举行的北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的决赛中，我国选手谷爱凌获得金牌。如图所示是她离开跳台向上滑行的某个瞬间，当她离开跳台上升到最高处时，具有最大的（不忽略空气阻力）（ ）
A．机械能 B．动能 C．弹性势能 D．重力势能
3．现有质量相同的甲、乙两辆汽车，甲汽车正沿着盘山公路向山上行驶，乙汽车正在山脚下的水平公路上行驶。设甲、乙两汽车行驶的速度大小相同，则（ ）
A．甲汽车的动能比乙汽车的动能小 B．甲汽车的重力势能比乙汽车的重力势能小
C．甲汽车的机械能一定比乙汽车的机械能大
D．甲汽车的机械能与乙汽车的机械能相等
4．如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道地球运行，当卫星从远地点向近地点运动过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小
B．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变
C．势能逐渐减小，机械能减小 D．动能逐渐增大，机械能增大
5．2021 年10月16 日0时23分，我国用长征二号F遥十三运载火箭成功发射了神州十三号载人飞船，10月16日6时 56分，神州十三号载人飞船与中国空间站组合体完成了自主快速交会对接。下列说法正确的是（ ）
A．神州十三号载人飞船加速上升过程中机械能守恒
B．神州十三号载人飞船加速上升过程中动能转化为重力势能
C．神州上三号载人飞船加速上升过程中重力势能转化为动能
D．对接成功后神州十三号载人飞船与空间站组合体相对静止
6．2月16日，中国选手谷爱凌在冬奥会获两块金牌。如图所示，比赛时她时而弯腰冲上斜坡、时而腾空跃起，下列说法正确的是（ ）
A．她离开跳台后还能继续向上运动是由于惯性的作用
B．沿斜坡上升的她将动能转化为重力势能，机械能守恒
C．若最高点她所受外力全部消失，她将做匀速直线运动
D．她下降时速度增大，说明力是维特物体运动的原因
7．2021年8月6日，在东京奥运会男子4×100米接力决赛中，中国队以37.79秒的成绩，取得了中国在该项目的最好成绩。如图是苏炳添把接力棒交给吴智强时的情景。下列分析正确的是（ ）
A．吴智强加速向前跑时动能增大 B．吴智强加速向前跑时受平衡力
C．交棒后的苏炳添运动状态不变 D．他们在全程的平均速度约为4m/s
8．共享单车为广大市民提供了一种“低碳环保”的出行方式。下列关于自行车结构及使用中，说法正确的是（ ）
A．自行车转弯时受到平衡力的作用 B．增大座垫面积能减小坐垫对人的压强
C．下坡过程中自行车机械能守恒
D．把手的花纹是为了增大接触面积，从而增大摩擦力
9．如图所示是铅球运动员将手中铅球推出后，铅球在空中的运动轨迹。则铅球在空中飞行过程中，其速度v、重力势能Ep随时间t变化的曲线最接近的是（ ）
A． B． C． D．
10．如图是某运动员在进行蹦床训练，他从某一高度落到蹦床上直至最低点，然后又被弹起到空中，若空气阻力不能忽略，腿没有发生弯曲，关于运动员下列说法正确的是（ ）
A．从最高点到刚接触到蹦床这一过程中重力势能全部转化为动能
B．在最低点时速度为零，受力平衡 C．第二次上升到最高点比刚开始下落的位置低
D．整个过程中机械能守恒
11．下列关于能的说法正确的是（ ）
A．如图所示小球被压缩的弹簧弹起时，不计空气阻力小球的机械能守恒
B．物体具有的能越大对外做的功越多
C．树上静止的苹果它没有做功，它不具有机械能
D．小明在荡秋千时，在上升阶段动能转化为重力势能
12．如图所示，木块从水平地面上P点以速度v向右运动冲上斜面，最终停在斜面上的Q点。对于这个过程，下列说法中正确的是（ ）
A．木块在 Q 点静止时，重力和摩擦力二力平衡
B．木块在斜面上所受摩擦力方向始终沿斜面向下
C．木块的动能没有全部转化为重力势能
D．木块能冲上斜面是因为木块受到了惯性作用
13．2022年北京冬季奥运会，某运动员参加跳台滑雪比赛，如图所示，该运动员脚着专用滑雪板，不借助任何外力，从起滑台起滑，在助滑道上获得高速度，于台端飞出后，飞行一段时间后落到斜坡上，不计空气阻力，关于运动员的说法正确的是（ ）
A．运动员对滑雪板的压力和雪面对滑雪板的支持力是平衡力
B．运动员在助滑道上速度变大，机械能增加 C．运动员在飞行过程中运动状态不变
D．运动员在飞行过程中机械能守恒
14．如图所示，甲乙是两个相同的小球，从同一高度以大小相同的速度分别竖直向下和竖直向上抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．甲球在下降过程中重力势能转化为动能，机械能减少
B．乙球到达最高点时的速度为0，处于静止状态
C．乙球到达最高点时的机械能和还未落地的甲球的机械能相等
D．甲球落地瞬间的动能大于乙球落地瞬间的动能
二、填空题
15．如图所示是一种大象玩具，当上紧发条后玩具大象就可以自己在水平地面上运动，这时的能量转化过程为 _____；最后大象停了下来，是因为机械能全部转化为 _____。
16．运输飞机在空中沿水平方向匀速飞行，同时向地面空投救灾物资，在这个过程中，飞机的动能 _____，重力势能 _____，机械能 _____。（选填“变大”、“变小”、“不变”）
17．射箭运动员用力拉满弓，从能量转化的角度分析，这是为了让弓具有更大的______，可以更多地转化为箭的______，将箭射得更远。箭在空中飞行的过程中机械能将______（填“变小”“不变”或“变大”）。
18．如图所示为游乐园的过山车运行的情境，过山车从高处加速滑下的过程中，它的重力势能______，动能______（选填“增加”或“不变”或“减少”）。
19．2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图，当飞船返回舱下降到一定高度后打开降落伞，返回舱减速下落。此过程中，返回舱和降落伞受到的阻力与重力_________（选填“平衡”或“不平衡”），返回舱的机械能_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。为达到更好的缓冲效果，在返回舱距离地面1m时，返回舱上的四台发动机同时_________（选填“向上”或“向下”）喷出高温燃气进一步减缓下落速度，从而实现平稳着陆。
20．2020年9月，有“亚洲翼装飞行第一人”之称的张树鹏，完成了全球首次航母上空翼装飞行，如图所示。当张树鹏从直升飞机上一跃而下时，他的重力势能逐渐 ___________，打开降落伞后匀速下降时，他的动能 ___________，在整个下降过程中，张树鹏的机械能 ___________。（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
三、计算题
21．把一个小球竖直抛向空中，刚抛出时小球的机械能为100 J，不计空气阻力，当小球下落到某一高度时的动能为20 J，那么在该点小球的势能多大？
22．物体由于运动而具有的能叫做动能，动能可用Ek表示，物体的动能Ek与物体的质量m、速度v的关系为Ek=mv2；物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，势能可用Ep表示，物体的重力势能Ep与物体的质量m、高度h的关系为Ep=mgh，如图所示，一质量为8kg的小球从距离斜面底端0.2m处由静止沿斜面下滑到底端。求：
（1）小球下滑前具有的重力势能和机械能分别是多少？
（2）若不计摩擦和空气的阻力，小球在下滑的过程中机械能是守恒的，则小球到达斜面底部时的动能和速度分别为多少？
23．跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的真发。在某次跳伞训练过程中，一位体重为60ON的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m后，再匀速直线下落15s.求:
（1）运动员在这30s内下落的总高度；（2）这30s内重力做的功；
（3）匀速下降时重力做功的功率；（4） 0-30s过程中人的动能、重力势能、机械能如何变化
参考答案：
1．C 2．D 3．C 4．B 5．D 6．C 7．A 8．B 9．D 10．C 11．D 12．C
13．D
14．C
【解析】A．不计空气阻力，甲球和乙球的机械能守恒，甲球在下降过程中，甲球质量不变，速度增大，动能增大；高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，机械能不变，故A错误；
B．乙球到达最高点时的速度为0，由于受到重力的作用，会向下运动，不会处于静止状态，故B错误；
C．抛出时甲、乙两球质量相等，速度相等，动能相等；高度相等，重力势能相等，机械能包括动能和势能，机械能相等，不计空气阻力，甲、乙的机械能守恒，乙球到达最高点时的机械能和还未落地的甲球的机械能相等，故C正确；
D．抛出时甲乙两球的机械能相等，不计空气阻力，甲、乙的机械能守恒，甲球落地瞬间的动能等于乙球落地瞬间的动能，故D错误。
15．弹性势能转化为动能 内能 16．变小 变小 变小 17．弹性势能 动能 变小
18．减少 增加 19．不平衡 减小 向下 20．减小 不变 减小
21．80 J
【解析】不考虑空气的阻力，小球的机械能是守恒的，又因为机械能等于动能和势能之和，所以，当小球下落到某一高度时的动能为20 J，所以它的势能为100 J-20 J=80 J．
22．（1）16J；16J；（2）16J；2m/s
【解析】解：（1）小球下滑前具有的重力势能为
此时小球是静止的，故动能为0，所以小球的机械能为
（2）不计摩擦和空气的阻力，小球在下滑的过程中机械能是守恒的，则小球到达斜面底部时的动能等于小球下滑前的机械能，而到达底部时的重力势能为0，所以小球在斜面底部的动能等于下滑前的机械能，为16J，即Ek＇=16J，由得
23．（1）300m （2）1.8×105J （3）3600W （4）动能先增大后减小最后不变，重力势能减小，机械能减小
【解析】 (1)由题可知，运动员在0 15s下落的路程为s1=210m，由图象可知，15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动，则运动员在15 30s通过的路程为：
s2=vt2=6m/s×15s=90m；
运动员在这30s内下落的总高度为：
h= 210m+90m=300m；
(2)重力做的功为：
W=Gh=600N×300m=1.8×105J；
(3)匀速下降时，重力做功的功率为：
P=Fv=Gv=600N×6m/s=3.6×103W。
(4) 由图知0到30s人的速度先增加后不变，动能也是先增加再不变，高度一直减小，重力势能也一直减小，由于空气阻力的影响，机械能会转化为内能，所以机械能减小。
试卷第1页，共3页
一、单选题
1．2022年2月12日；北京冬奥会速度滑冰男子500米比赛中，名将高亭宇打破奥运会纪录勇夺金牌。如图所示，高亭宇在水平冰面上加速滑冰的过程中（ ）
A．动能减小 B．重力势能增大 C．机械能增大 D．机械能不变
2．在2022年2月8日举行的北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的决赛中，我国选手谷爱凌获得金牌。如图所示是她离开跳台向上滑行的某个瞬间，当她离开跳台上升到最高处时，具有最大的（不忽略空气阻力）（ ）
A．机械能 B．动能 C．弹性势能 D．重力势能
3．现有质量相同的甲、乙两辆汽车，甲汽车正沿着盘山公路向山上行驶，乙汽车正在山脚下的水平公路上行驶。设甲、乙两汽车行驶的速度大小相同，则（ ）
A．甲汽车的动能比乙汽车的动能小 B．甲汽车的重力势能比乙汽车的重力势能小
C．甲汽车的机械能一定比乙汽车的机械能大
D．甲汽车的机械能与乙汽车的机械能相等
4．如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道地球运行，当卫星从远地点向近地点运动过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小
B．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变
C．势能逐渐减小，机械能减小 D．动能逐渐增大，机械能增大
5．2021 年10月16 日0时23分，我国用长征二号F遥十三运载火箭成功发射了神州十三号载人飞船，10月16日6时 56分，神州十三号载人飞船与中国空间站组合体完成了自主快速交会对接。下列说法正确的是（ ）
A．神州十三号载人飞船加速上升过程中机械能守恒
B．神州十三号载人飞船加速上升过程中动能转化为重力势能
C．神州上三号载人飞船加速上升过程中重力势能转化为动能
D．对接成功后神州十三号载人飞船与空间站组合体相对静止
6．2月16日，中国选手谷爱凌在冬奥会获两块金牌。如图所示，比赛时她时而弯腰冲上斜坡、时而腾空跃起，下列说法正确的是（ ）
A．她离开跳台后还能继续向上运动是由于惯性的作用
B．沿斜坡上升的她将动能转化为重力势能，机械能守恒
C．若最高点她所受外力全部消失，她将做匀速直线运动
D．她下降时速度增大，说明力是维特物体运动的原因
7．2021年8月6日，在东京奥运会男子4×100米接力决赛中，中国队以37.79秒的成绩，取得了中国在该项目的最好成绩。如图是苏炳添把接力棒交给吴智强时的情景。下列分析正确的是（ ）
A．吴智强加速向前跑时动能增大 B．吴智强加速向前跑时受平衡力
C．交棒后的苏炳添运动状态不变 D．他们在全程的平均速度约为4m/s
8．共享单车为广大市民提供了一种“低碳环保”的出行方式。下列关于自行车结构及使用中，说法正确的是（ ）
A．自行车转弯时受到平衡力的作用 B．增大座垫面积能减小坐垫对人的压强
C．下坡过程中自行车机械能守恒
D．把手的花纹是为了增大接触面积，从而增大摩擦力
9．如图所示是铅球运动员将手中铅球推出后，铅球在空中的运动轨迹。则铅球在空中飞行过程中，其速度v、重力势能Ep随时间t变化的曲线最接近的是（ ）
A． B． C． D．
10．如图是某运动员在进行蹦床训练，他从某一高度落到蹦床上直至最低点，然后又被弹起到空中，若空气阻力不能忽略，腿没有发生弯曲，关于运动员下列说法正确的是（ ）
A．从最高点到刚接触到蹦床这一过程中重力势能全部转化为动能
B．在最低点时速度为零，受力平衡 C．第二次上升到最高点比刚开始下落的位置低
D．整个过程中机械能守恒
11．下列关于能的说法正确的是（ ）
A．如图所示小球被压缩的弹簧弹起时，不计空气阻力小球的机械能守恒
B．物体具有的能越大对外做的功越多
C．树上静止的苹果它没有做功，它不具有机械能
D．小明在荡秋千时，在上升阶段动能转化为重力势能
12．如图所示，木块从水平地面上P点以速度v向右运动冲上斜面，最终停在斜面上的Q点。对于这个过程，下列说法中正确的是（ ）
A．木块在 Q 点静止时，重力和摩擦力二力平衡
B．木块在斜面上所受摩擦力方向始终沿斜面向下
C．木块的动能没有全部转化为重力势能
D．木块能冲上斜面是因为木块受到了惯性作用
13．2022年北京冬季奥运会，某运动员参加跳台滑雪比赛，如图所示，该运动员脚着专用滑雪板，不借助任何外力，从起滑台起滑，在助滑道上获得高速度，于台端飞出后，飞行一段时间后落到斜坡上，不计空气阻力，关于运动员的说法正确的是（ ）
A．运动员对滑雪板的压力和雪面对滑雪板的支持力是平衡力
B．运动员在助滑道上速度变大，机械能增加 C．运动员在飞行过程中运动状态不变
D．运动员在飞行过程中机械能守恒
14．如图所示，甲乙是两个相同的小球，从同一高度以大小相同的速度分别竖直向下和竖直向上抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．甲球在下降过程中重力势能转化为动能，机械能减少
B．乙球到达最高点时的速度为0，处于静止状态
C．乙球到达最高点时的机械能和还未落地的甲球的机械能相等
D．甲球落地瞬间的动能大于乙球落地瞬间的动能
二、填空题
15．如图所示是一种大象玩具，当上紧发条后玩具大象就可以自己在水平地面上运动，这时的能量转化过程为 _____；最后大象停了下来，是因为机械能全部转化为 _____。
16．运输飞机在空中沿水平方向匀速飞行，同时向地面空投救灾物资，在这个过程中，飞机的动能 _____，重力势能 _____，机械能 _____。（选填“变大”、“变小”、“不变”）
17．射箭运动员用力拉满弓，从能量转化的角度分析，这是为了让弓具有更大的______，可以更多地转化为箭的______，将箭射得更远。箭在空中飞行的过程中机械能将______（填“变小”“不变”或“变大”）。
18．如图所示为游乐园的过山车运行的情境，过山车从高处加速滑下的过程中，它的重力势能______，动能______（选填“增加”或“不变”或“减少”）。
19．2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图，当飞船返回舱下降到一定高度后打开降落伞，返回舱减速下落。此过程中，返回舱和降落伞受到的阻力与重力_________（选填“平衡”或“不平衡”），返回舱的机械能_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。为达到更好的缓冲效果，在返回舱距离地面1m时，返回舱上的四台发动机同时_________（选填“向上”或“向下”）喷出高温燃气进一步减缓下落速度，从而实现平稳着陆。
20．2020年9月，有“亚洲翼装飞行第一人”之称的张树鹏，完成了全球首次航母上空翼装飞行，如图所示。当张树鹏从直升飞机上一跃而下时，他的重力势能逐渐 ___________，打开降落伞后匀速下降时，他的动能 ___________，在整个下降过程中，张树鹏的机械能 ___________。（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
三、计算题
21．把一个小球竖直抛向空中，刚抛出时小球的机械能为100 J，不计空气阻力，当小球下落到某一高度时的动能为20 J，那么在该点小球的势能多大？
22．物体由于运动而具有的能叫做动能，动能可用Ek表示，物体的动能Ek与物体的质量m、速度v的关系为Ek=mv2；物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，势能可用Ep表示，物体的重力势能Ep与物体的质量m、高度h的关系为Ep=mgh，如图所示，一质量为8kg的小球从距离斜面底端0.2m处由静止沿斜面下滑到底端。求：
（1）小球下滑前具有的重力势能和机械能分别是多少？
（2）若不计摩擦和空气的阻力，小球在下滑的过程中机械能是守恒的，则小球到达斜面底部时的动能和速度分别为多少？
23．跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的真发。在某次跳伞训练过程中，一位体重为60ON的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m后，再匀速直线下落15s.求:
（1）运动员在这30s内下落的总高度；（2）这30s内重力做的功；
（3）匀速下降时重力做功的功率；（4） 0-30s过程中人的动能、重力势能、机械能如何变化
参考答案：
1．C 2．D 3．C 4．B 5．D 6．C 7．A 8．B 9．D 10．C 11．D 12．C
13．D
14．C
【解析】A．不计空气阻力，甲球和乙球的机械能守恒，甲球在下降过程中，甲球质量不变，速度增大，动能增大；高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，机械能不变，故A错误；
B．乙球到达最高点时的速度为0，由于受到重力的作用，会向下运动，不会处于静止状态，故B错误；
C．抛出时甲、乙两球质量相等，速度相等，动能相等；高度相等，重力势能相等，机械能包括动能和势能，机械能相等，不计空气阻力，甲、乙的机械能守恒，乙球到达最高点时的机械能和还未落地的甲球的机械能相等，故C正确；
D．抛出时甲乙两球的机械能相等，不计空气阻力，甲、乙的机械能守恒，甲球落地瞬间的动能等于乙球落地瞬间的动能，故D错误。
15．弹性势能转化为动能 内能 16．变小 变小 变小 17．弹性势能 动能 变小
18．减少 增加 19．不平衡 减小 向下 20．减小 不变 减小
21．80 J
【解析】不考虑空气的阻力，小球的机械能是守恒的，又因为机械能等于动能和势能之和，所以，当小球下落到某一高度时的动能为20 J，所以它的势能为100 J-20 J=80 J．
22．（1）16J；16J；（2）16J；2m/s
【解析】解：（1）小球下滑前具有的重力势能为
此时小球是静止的，故动能为0，所以小球的机械能为
（2）不计摩擦和空气的阻力，小球在下滑的过程中机械能是守恒的，则小球到达斜面底部时的动能等于小球下滑前的机械能，而到达底部时的重力势能为0，所以小球在斜面底部的动能等于下滑前的机械能，为16J，即Ek＇=16J，由得
23．（1）300m （2）1.8×105J （3）3600W （4）动能先增大后减小最后不变，重力势能减小，机械能减小
【解析】 (1)由题可知，运动员在0 15s下落的路程为s1=210m，由图象可知，15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动，则运动员在15 30s通过的路程为：
s2=vt2=6m/s×15s=90m；
运动员在这30s内下落的总高度为：
h= 210m+90m=300m；
(2)重力做的功为：
W=Gh=600N×300m=1.8×105J；
(3)匀速下降时，重力做功的功率为：
P=Fv=Gv=600N×6m/s=3.6×103W。
(4) 由图知0到30s人的速度先增加后不变，动能也是先增加再不变，高度一直减小，重力势能也一直减小，由于空气阻力的影响，机械能会转化为内能，所以机械能减小。
试卷第1页，共3页