浙教版科学九年级上册 3.1 能量及其形式 3.2 机械能培优练习
一、单选题
1．（2020·湖州）在无风的环境中雨滴的降落可简化为两个过程，先加速竖直降落，后匀速竖直降落。雨滴(忽略质量变化)在（ ）
A．加速降落过程中只受重力作用
B．加速降落过程中机械能逐渐增大
C．匀速降落过程中减少的重力势能全都转化成内能
D．匀速降落过程中机械能保持不变
2．（2020·柯桥模拟）如图是投篮练习的动作分解图示。下列相关说法正确的是（ ）
A．篮球离手后，人对篮球没有做功
B．篮球在上升过程中机械能越来越大
C．篮球离开手后在空中的速度一直变小
D．篮球离开手后还能继续向上运动是由于受到惯性的作用
3．（2020·上城模拟）跳板跳水的第一阶段：运动员发力下压踏板，人随踏板一同向下运动到最低点；第二阶段：踏板反弹将运动员送至空中；第三阶段：运动员在空中做出动作并落入水中若不计空气阻力，有关运动员在各阶段运动过程中叙述正确的是（ ）
A．第一阶段，始终受到平衡力的作用
B．第二阶段，所受弹力一直增大
C．第三阶段，始终受2个力作用
D．整个跳水过程中，运动状态不断在改变
4．（2019九上·婺城期中）如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一小物体m连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点静止，物体与水平地面间的摩擦力恒定，下列说法中正确的是（ ）
A．物体从A到B动能越来越大，从B到C动能越来越小
B．物体从A到B动能越来越小，从B到C所受合力不变
C．物体从A到B动能先增大后减小，从B到C动能一直减小
D．物体在B点动能最大
5．（2019·杭州模拟）原长为L的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2L，如图所示。则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能Ek随运动距离s变化的关系图象可能是（ ）
A． B．
C． D．
6．有一种运动叫蹦极，如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点，运动员从O点到C点的运动过程中忽略空气阻力，则( ）
A．从O点至B点运动员的重力势能全部转化为动能
B．从B点至C点只有运动员的动能转化为弹性势能
C．从O至A过程中运动员速度增大，从A至C过程中运动员速度减小
D．从O至B过程中运动员速度增大，从B至C过程中运动员速度减小
7．如图所示，甲、乙和丙是三个完全相同的乒乓球，在离地同一高度处以大小相等的速度v，将三个球分别竖直向下、竖直向上和水平抛出。若在整个运动过程中不计能量损失，则（ ）
A．抛出时甲球的机械能大于其他两个球
B．抛出后乙球的机械能先增大再减小
C．第一次落地时甲球的动能最大，丙球的动能最小
D．落地后第一次反弹到最高点时甲、乙两球的高度相同
8．（2018九上·温州月考）如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一重为G=50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示。对于0到t3这一过程中，以下分析判断正确的是（ ）
A．t1时刻小球的重力势能最大
B．t2时刻小球的动能最大
C．t2到t3时间内，小球的动能不断增加
D．t2到t3时间内，小球的机械能不断增大
9．（2018·台州模拟）某同学将同一小球以相同大小的速度按如图两种方法抛掷小球。甲图是竖直上抛，乙图是以一定的角度斜抛小球。忽略运动过程中所受的空气阻力。下列叙述正确的是（ ）
A．甲图中小球到达的水平高度等于乙图中小球的水平高度。
B．甲图中小球到达地面时的速度大于乙图中小球的速度
C．如果乙图中小球到达最高点时突然不受重力，该小球将水平向右匀速直线运动
D．若将两球的质量增大，则两球到达地面时的速度都将比原来的大
10．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m1的木块，将木块用轻绳跨过定滑轮与质量为m2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（ ）
A．钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的动能保持不变
B．木块匀速运动的过程中，木块和钩码所受的重力都不做功
C．木块匀速运动的过程中，木块的机械能越来越大
D．钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块所受摩擦力大小为m2g
11．如图是杂技演员演出时的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在翘翘板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故（ ）
A．男演员的质量必须要大于女演员的质量
B．甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能
C．男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能
D．女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等
二、填空题
12．（2020·绍兴） 2020年5月5日，我国自主研发的长征5号B型运载火箭圆满完成发射任务。图为起飞阶段加速上升的火箭，该过程中，内部的新型返回舱的动能 (选填“增大”、“减小”或“不变“)，火箭整体的机械能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
13．（2020·富阳模拟）如图两个相同实心小球以同样的速度v分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动，两弧槽弧形相同，弧长相等。甲图中小球从A点到达B点的过程中，小球的动能 。小球通过甲弧槽的时间 小球通过乙弧槽的时间。(填”大于””小于”或”等于”)
14．（2020·乐清模拟）健腹轮是一种健身器材，使用时可将膝盖跪在垫上，双手紧握健腹轮手柄，向前推动健腹轮至身体水平于地面，然后回收归位，反复操作，如图所示。
（1）图甲所示，身重为500牛的人身体从状态1到状态2的过程中，身体重心平均下降30厘米，重力所做的功为 焦。
（2）在身体从状态1到状态2的过程中，轮内的弹性钢圈因形变而绕紧，在从状态2恢复到状态1时，绕紧的钢圈会自动恢复到原来的状态，让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性势能的变化图，结合图中信息进行分析，在健腹轮中安装 (填“A”或“B”)型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
15．（2019·嘉兴模拟）下面是瑞瑞同学在体育练习中的一些片段，请你利用帮助瑞瑞同学解答有关问题。
（1）在练习实心球时，瑞瑞用60N的力投出的实心球在空中画了一条优美的弧线。若实心球重为20N，瑞瑞投出了9.6m的距离，球最高点距地面3m。则实心球在空中飞行的过程中，实心球所受的力做的功为 J (不计空气阻力) 。
（2）如图所示，不计空气阻力，瑞瑞将排球竖直向上击出后，其运动速度越来越小，原因是排球受到的重力方向与运动方向相反。将排球向斜上方击出后，其运动速度的大小和方向都会发生变化，原因是 ；排球在上升过程中动能将 （选填“增大”或“减小”）。
（3）他长跑过程中骨骼肌剧烈收缩、舒张，呼吸加深。心跳加快，产热增加；他面红耳赤，大汗淋漓，散热增加，这是一个在 参与下的调节过程，说明人体是一个统一的整体。
16．（2019九上·镇海期末）在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆班说明皮球下常到纸面上时发生了 ，此时，能量的转化过程是 ，分析图中两个圆斑大小，还能知道，球从较高处下落形成的圆斑是图中 （选填“A”或“B”），由此可间接知道；重力势能大小与 有关。
17．（2018九上·温州月考）如图所示，长度分别为L1和L2的橡皮筋和细绳，悬挂于等高的悬点上，两端各系一个质量相等的小球。现将细绳和橡皮筋拉至水平(此时橡皮筋为原长)后静止释放小球，当两球摆到最低点时，橡皮筋的长度变为和绳子的长度相等，不计空气阻力和细绳的形变，请比较此时两球重力势能EA EB，速度VA VB。
18．（2017·宁波）建在布伦特冰架上的英国“哈雷六号”南极科考站，是世界上第一个可移动的科考站。2017年1月，该科考站所在的冰川出现了大裂口，将危及科考站，该站决定搬迁。如图是搬迁过程中的照片。
（1）布伦特冰架虽然与陆地上的冰相连，但每年会远离大陆向大海漂移400米。以陆地为参照物，布伦特冰架漂移的速度为 米/天。(计算结果精确到0.1米/天)
（2）为便于移动，需要使用液压装置将舱体抬高，以确保科考站可以进行整体移动。在缓慢上升过程中，舱体的重力势能逐渐 。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）牵引车的轮胎有很深的斜花纹，是为了在行驶过程中增大 ，防止打滑。
19．如图，摆球从A点向下摆动，在由A到B的过程中，摆球在 点的动能最大，如果没有摩擦，则摆球的机械能将会 （选填“增大”、“减小”、“不变”），将摆球换成盛沙的漏斗下边放一木板，让漏斗摆动起来，同时其中细沙匀速流出且不计阻力，如下右图所示经历一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况，则沙堆的剖面应是下图中的 。
三、实验探究题
20．（2020·温州）在做“探究动能大小与质量关系”的实验时，小明想：小球从相同高度滚下，若小球材质和斜面倾角不同，到达水平位置时的速度会相同吗？
（1）图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案，小明实验时选择A方案而不能选择B方案的原因是 。
（2）小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。分别让球从斜面同一高度由静止开始释放，利用测速仪测出球到达水平位置时的速度如表所示。
斜面倾角 速度(米/秒) 球的类别 10° 20° 30° 40° 50° 60°
大钢球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97
小钢球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97
木球 2.67 2.67 2.67 2.67 2.74 2.89
分析表中数据可知：要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关，则斜面倾角不可能是 。
A．15° B．25° C．35° D．45°
（3）小明利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时，通过观察球撞击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小(图中未画出固定塑料软片的装置)。老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验，原因是 。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）注意雨滴会与空气摩擦；
（2）根据机械能和内能的相互转化分析；
（3）根据能量转化和守恒定律分析；
（4）根据机械能=动能+重力势能分析。
【解答】A.加速降落过程中既受重力作用，又与空气摩擦受到摩擦阻力，故A错误；
B.加速降落过程中，机械能会不断转化为空气的内能，因此机械能逐渐减小，故B错误；
C.匀速降落过程中，机械能会不断转化为空气的内能而减小，而重力势能减小动能却是不变的，因此减少的重力势能全部转化为内能，故C正确；
D.匀速降落过程中，重力势能减小而动能不变，根据机械能=动能+重力势能可知，机械能是减小的，故D错误。
故选C。
2．【答案】A
【知识点】惯性；力是否做功的判断；能量的相互转化和转移；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离；
（2）注意分析机械能和内能的转化；
（3）将篮球的运动过程分成上升和下降两个阶段讨论；
（4）惯性是一种性质，而不是一种力。
【解答】A.篮球离开手后，人对篮球就不会发生力的作用，因此人对篮球不做功，故A正确；
B.篮球在上升过程中，与空气摩擦，将机械能转化为内能，因此它的机械能不断减小，故B错误；
C.篮球在上升时，速度不断减小；在下降时，速度不断增大，故C错误；
D.篮球离开手后还能继续向上运动是由于有惯性，故D错误。
故选A。
3．【答案】D
【知识点】力与运动的关系；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）如果合力的方向与运动方向一致，那么物体做加速运动；如果合力的方向与运动方向相反，那么物体做减速运动；
（2）弹力的大小与物体弹性形变的程度有关；
（3）根据运动员的受力情况分析；
（4）运动状态的改变包括：静止变运动；运动变静止；运动方向改变和速度大小改变。
【解答】A.第一阶段， 人随踏板一同向下运动到最低点 ，随着踏板形变程度增大，那么人受到的弹力不断增大。由于弹力大于重力，所以合力向上，与运动反向相反，做减速运动，因此不受平衡力的作用，故A错误；
B.在第二阶段，踏板反弹，它的形变程度逐渐减小，因此运动员受到的弹力在不断减小，故B错误；
C.在第三阶段，运动员离开踏板，不再受到弹力，这时只有重力，故C错误；
D.整个跳水过程中，运动员的运动速度在不断改变，即运动状态不断改变，故D正确。
故选D。
4．【答案】C
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】当物体受到的合力与运动方向相同时，做加速运动；当物体受到的合力与运动方向相反时，做减速运动，据此判断动能的变化。
【解答】当物体从A到B时，它受到向右的弹力和向左的摩擦力。在开始的一段时间内，弹力大于摩擦力，合力向右，因此物体m做加速运动；当弹力和摩擦力相等时，合力为0，物体m的加速停止，此时速度最大，动能最大；在从这点到达B点这段时间内，弹力逐渐减小为0，合力向左，物体做减速运动；当从B点到C点的过程中，弹力和摩擦力都向左，即合力向左，那么物体m一直做减速运动，直到速度为0。
物体从A到B的过程中，由于弹力和摩擦力相等的点在二者之间，所以物体的速度先增大后减小，即动能先增大后减小；从B到C时，弹簧形变增大，弹力增大，因此合力变大；但速度变小，因此动能减小，故A、B、D错误，而C正确。
故选C。
5．【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】小球下降过程 , 重力势能转化为动能的过程 ; 小球拉动橡皮筋 , 小球动能转化为橡皮筋的弹性势能 , 动能逐渐变小 , 据此分析解答。
【解答】橡皮筋长为l , 小球从初始状态下降至l过程中 , 重力势能转化为动能 , 小球做加速运动 , 动能逐渐变大 ; 小球从l继续下降至2l过程中 , 受到橡皮筋的拉力作用 , 速度逐渐减小 , 最后变为零 , 动能转化为橡皮筋的弹性势能 , 最后动能为零，D符合题意。
故答案为：D。
6．【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）B点时绳子已经伸长，这时绳子有弹性势能，这也是由人的重力势能转化而来；
（2）从B到C时，人的高度下降，那么人的重力势能也会转化为绳子的弹性势能；
（3）从O到B的过程中，弹力一直小于重力，合力向下且与运动方向相同，人应该做加速运动；从B到C的过程中，弹力大于重力，合力向上与运动方向相反，人应该做减速运动。
【解答】根据题意可知，从O点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大；从B点到C点的过程中，弹性绳对运动员拉力大于重力，运动员的速度开始减小，到达C点时，速度为零；由于不计空气阻力，因此整个过程能量守恒。
故答案为：D
7．【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】机械能是动能和势能的总和；动能的大小与物体的质量和速度有关；重力势能与物体的质量和被举的高度有关。
【解答】AB 、三个小球的质量相同，抛出时的高度相同，速度相同，则它们的机械能是相同的；在整个运动过程中不计能量损失，在运动的过程中，机械能守恒，则机械能保持不变，A、B不合题意；
C、三个小球的机械能是相同的，第一次落地时，由于机械能守恒，重力势能全部转化为动能，所以，三个小球的动能相同，C不合题意；
D、落地后第一次反弹到最高点时，甲、乙的机械能是相同的，且动能都为 0 ，所以甲、乙两球的重力势能相同，高度也相同，D符合题意。
故答案为：D。
8．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】小球先自由下落，与弹簧接触后，弹簧被压缩；
①在下降的过程中，弹力不断变大，当弹力小于重力时，合力向下，那么物体加速下降；
②当弹力等于小球的重力时，合力为0，小球不再加速，这个时刻就是速度最大，动能最大；
③此后，弹力大于重力，合力向上，小球做减速运动；直到小球的速度为0，小球达到最低点，弹簧压缩到最大；
④上升过程，开始时，弹力大于重力，小球向上做加速运动；当弹力和重力相同时，加速停止，此时速度最大；之后，弹力小于重力，小球做减速运动，直到小球离开弹簧为止。【解答】A.t1时刻小球刚与弹簧接触，此时小球已经下落了一段高度，即不是最高点，所以此时重力势能不是最大的，故A错误；
B.t2时刻，弹力最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，速度等于零，故B错误；
C.t2～t3这段时间内，小球处于上升过程，先做加速运动，后做减速运动，即动能先增大后减小，故C错误；
D.t2～t3段时间内，小球和弹簧系统机械能守恒，故小球增加机械能等于弹簧减少的弹性势能，故D正确。
故选D。
9．【答案】C
【知识点】牛顿第一定律；惯性；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量就保持不变，即机械能守恒；（2）牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。一切物体都具有保持原有的速度大小和运动方向的性质。我们把物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。因此，牛顿第一定律也叫做惯性定律。
【解答】A、甲图是竖直上抛，到达最高点时动能为零，原来的机械能全部转化为重力势能；乙图是以一定的角度斜抛小球，达到最高点时还具有水平向右的速度，重力势能要小于原来的机械能，故甲图中小球到达的水平高度小于乙图中小球的水平高度，A说法错误，不符合题意；
B、根据机械能守恒，到达地面时，两种情况下机械能应该都和原来的机械能是一样的，故甲图中小球到达地面时的等于乙图中小球的速度，B说法错误，不符合题意；
C、乙图是以一定的角度斜抛小球，达到最高点时还具有水平向右的速度，如果乙图中小球到达最高点时突然不受重力，由于惯性，该小球将水平向右匀速直线运动，C说法正确，符合题意；
D、若将两球的质量增大，则两球到达地面时的机械能都将比原来大，但速度还是和原来一样的，D说法错误，不符合题意。
故答案为：C
10．【答案】D
【知识点】力与运动的关系；影响摩擦力大小的因素；力是否做功的判断；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）当物体受到的合力与运动方向相同时，做加速运动；合力为零，做匀速直线运动；当合力的方向与运动方向相反时，做减速运动，据此分析木块动能的变化；
（2）做功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离；
（3）动能与质量和速度有关，重力是能与质量和高度有关，而机械能=动能+势能；
（4）根据二力平衡的知识计算木块受到的摩擦力。
【解答】A.钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块只受向后的摩擦力，不受向前的拉力，此时合力向后，与运动方向相反，因此它做减速运动，那么它的动能不断减小，故A错误；
B.在木块匀速运动的过程中，木块的重力沿竖直方向，但是在竖直方向上通过的距离为零，因此木块的重力不做功；钩码的重力竖直向下，且竖直向下运动，因此钩码的重力做功，故B错误；
C.木块匀速运动的过程中，它的速度不变，因此动能不变；它的高度不变，因此重力势能不变。根据机械能=动能+势能可知，木块的机械能保持不变，故C错误；
D.当下挂质量为m2的钩码时，木块做匀速直线运动，此时它受到的摩擦力和钩码的拉力向后平衡，即摩擦力f=m2g。钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块对桌面的压力和接触面的粗糙程度不变，因此摩擦力保持不变，还是m2g，故D正确。
故选D。
11．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】由于存在阻力，克服阻力做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，内能不断增大，所以男演员的机械能一定大于女演员的机械能。
【解答】A、甲处的男演员要想把女演员弹起到乙处，由于乙处高于甲处，男演员的机械能一定大于女演员的机械能，男演员向上跳起，同时具有动能和重力势能，女演员到达乙处静止不动，只具有重力势能，所以男演员的质量不一定大于女演员质量．如果男演员自由下落时，男演员的质量一定大于女演员质量，不符合题意。
B、男演员向上跳起，同时具有动能和重力势能，女演员到达乙处静止不动，只具有重力势能，男演员的重力势能不一定大于女演员的重力势能．如果男演员自由下落时，男演员的重力势能一定大于女演员重力势能，不符合题意。
C、由于存在阻力，克服阻力做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，所以男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能，符合题意。
D、女演员弹起时动能转化为重力势能，由于存在阻力，克服阻力做功，动能没有完全转化为重力势能，所以女演员弹起时的动能大于她站在乙处时的机械能，不符合题意。
故答案为：C
12．【答案】增大；增大
【知识点】能量的转化与守恒定律；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】物体由于运动而具有的能量，称为物体的动能。它的大小定义为物体质量与速度平方乘积的二分之一。机械能是动能与势能的总和，这里的势能分为重力势能和弹性势能。
【解答】起飞阶段火箭加速上升，所以返回舱的速度也在逐渐增大，则其动能是逐渐增大的；火箭的机械能包含重力势能和动能，动能在增大，火箭上升阶段，高度逐渐增大，所以重力势能增大，则机械能增大；
故答案为：增大；增大。
13．【答案】先增大后减小；小于
【知识点】速度公式及其应用；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）根据动能和重力势能的相互转化确定整个过程中小球动能的变化；
（2）根据动能的变化确定小球速度的变化，再根据比较运动时间的长短。
【解答】（1） 甲图中小球从A点到达B点的过程中， 小球的高度先减小后增大，因此它的重力势能先减小后增大。因为没有摩擦，所以小球的机械能守恒，那么小球的动能则先增大后减小；
（2）在甲图中，动能先增大后减小，因此速度先增大后减小，那么全程的平均速度大于v；
在乙图中，动能先减小后增大，因此速度先减小后增大，那么全程的平均速度小于v；
即v甲>v乙；
根据公式可知，两个弧形轨道路程相同，那么t甲即小球通过甲弧槽的时间小于小球通过乙弧槽的时间。
14．【答案】（1）150
（2）A
【知识点】功的计算公式的应用；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）已知重力和下降的高度根据公式W=Gh计算重力做的功；
（2）当发生相同程度的形变时，具有的弹性势能越大，该钢圈就具有更强的自动回弹功能，根据乙图分析即可。
【解答】（1）重力做的功为：W=Gh=500N×0.3m=150J；
（2）根据图乙可知，A型钢圈的弹性势能大于B型，因此在健腹轮中安装A型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
15．【答案】（1）60
（2）排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上（或“成一夹角”）；减小
（3）神经系统和激素（神经系统和内分泌系统）
【知识点】功的计算公式的应用；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】当一个力作用在物体上，并使物体在力的方向上通过了一段距离，力学中就说这个力对物体做了功。
【解答】（1）实心球在水平飞行过程中，只受到重力，因此只有重力做功，而重力改变的高度只有3m，重力的做功是W=Gh=20N×3m=60J；故答案为：60；
（2）排球离开手后，运动过程中只受到重力，但是球的运动方向是水平方向，力和速度不在同一直线上，所以其大小和方向一定会改变；排球向上运动过程中，高度增加即重力重力势能增大，则动能一定减小；故答案为： 排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上（或“成一夹角”）；减小；
（3）当你长跑过程中，大脑皮层会特别兴奋，并通过支配肾上腺的神经促使肾上腺分泌较多的肾上腺素等．这些激素能够促使心跳加快、血压升高，并且促使皮肤因血管扩张而显得面红耳赤．因此在神经系统的调节控制下，激素通过血液循环的运输，也参与调节人体的生命活动，这是神经系统和体液共同调节的结果；故答案为： 神经系统和激素（神经系统和内分泌系统）；
故答案为：（1）60；（2）排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上（或“成一夹角”）；减小；（3）神经系统和激素（神经系统和内分泌系统）.
16．【答案】弹性形变；动能转化为弹性势能；B；高度
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）重力势能与物体的质量和高度有关；
（2）物体发生弹性形变程度越大，它产生的弹力就越大；
（3）弹性势能的大小与发生弹性形变的程度有关。
【解答】在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆班说明皮球下常到纸面上时发生了弹性形变，此时，能量的转化过程是动能转化为弹性势能，分析图中两个圆斑大小，还能知道，球从较高处下落形成的圆斑是图中B，由此可间接知道；重力势能大小与高度有关。
故答案为：弹性形变；动能转化为弹性势能；B；高度
17．【答案】等于；小于
【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】重力势能与质量和高度有关；在小球下落过程中，小球和绳子构成的系统能量守恒，据此判断小球运动速度的大小。
【解答】（1）小球质量相等，且高度相同，因此它们的重力势能相等，即EA=EB；
（2）当小球运动到最低点时，橡皮筋伸长具有弹性势能，那么小球减小的重力势能=弹性势能+小球动能；而右边的细绳没有变化，那么小球的重力势能=小球的动能，那么EA小于EB。
18．【答案】（1）1.1
（2）增大
（3）摩擦
【知识点】速度公式及其应用；增大或减小摩擦的方法；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据速度的计算公式求出速度；（2）重力势能的大小与质量和高度有关；（3）增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，增大压力、增大摩擦力；在压力一定时，增大接触面的粗糙程度、增大摩擦力．
【解答】解：（1）布伦特冰架漂移的速度为v= = =1.1m/天；（2）在缓慢上升过程中，舱体的高度增加，重力势能逐渐增大；（3）轮胎上有花纹是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦．
故答案为：（1）1.1；（2）增大；（3）摩擦．
19．【答案】B；不变；乙
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）在摆球从最高点向最低点运动的过程中，重力势能转化为动能。当到达最低点时，重力势能减小的最大，转化为的动能也最大；
（2）如果没有摩擦，那么就没有能量损失，即机械能守恒；
（3）摆球在某点的速度越大，停留时间越短，那么在改点漏下的沙子就越少，最终这个点上的沙面就越低。
【解答】（1）摆球从A点向下摆动，在由最高点A到最低点B的过程中，摆球在最低点B点的动能最大；（2）如果没有摩擦，则摆球的机械能将保持不变；
（3）将摆球换成盛沙的漏斗下边放一木板，让漏斗摆动起来，同时其中细沙匀速流出且不计阻力，如下右图所示经历一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况。因为摆球在最高点A和C点时速度最小，停留时间最长，因此漏下的沙子最多，沙面最高；而最低点B时速度最大，停留时间最短，漏下的沙子最少，因此沙面最低，因此形成两端高，中间低的形状，故选乙。
20．【答案】（1）B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同
（2）D
（3）塑料软片对不同体积的小球的阻力不同
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）探究动能大小与小球质量的关系时，必须控制小球释放时在斜面上的高度相同，从这个角度分析即可；
（2）根据表格确定斜面倾角对小球速度影响无关的角度范围，然后与各个选项进行对比即可。
（3）球的体积越大，与塑料片的接触面积越大，受到的阻力越大，那么撞击的塑料片的个数越少。
【解答】（1）在A方案中，挡板是水平的，无论球大或球小，它们下落的高度相同；而在B方案中，挡板与斜面垂直，球越小它所在的高度越小，因此：小明实验时选择A方案而不能选择B方案的原因是 ： B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同 了；
（2）根据表格可知，当斜面倾角在10°~30°之间时，无论球的材质是否相同，最终小球的速度相同，这说明在这个角度范围内，球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关。因为45°>30°，所以斜面倾角不可能是D；
（3） 老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验，原因是：塑料软片对不同体积的小球的阻力不同 。
1 / 1浙教版科学九年级上册 3.1 能量及其形式 3.2 机械能培优练习
一、单选题
1．（2020·湖州）在无风的环境中雨滴的降落可简化为两个过程，先加速竖直降落，后匀速竖直降落。雨滴(忽略质量变化)在（ ）
A．加速降落过程中只受重力作用
B．加速降落过程中机械能逐渐增大
C．匀速降落过程中减少的重力势能全都转化成内能
D．匀速降落过程中机械能保持不变
【答案】C
【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）注意雨滴会与空气摩擦；
（2）根据机械能和内能的相互转化分析；
（3）根据能量转化和守恒定律分析；
（4）根据机械能=动能+重力势能分析。
【解答】A.加速降落过程中既受重力作用，又与空气摩擦受到摩擦阻力，故A错误；
B.加速降落过程中，机械能会不断转化为空气的内能，因此机械能逐渐减小，故B错误；
C.匀速降落过程中，机械能会不断转化为空气的内能而减小，而重力势能减小动能却是不变的，因此减少的重力势能全部转化为内能，故C正确；
D.匀速降落过程中，重力势能减小而动能不变，根据机械能=动能+重力势能可知，机械能是减小的，故D错误。
故选C。
2．（2020·柯桥模拟）如图是投篮练习的动作分解图示。下列相关说法正确的是（ ）
A．篮球离手后，人对篮球没有做功
B．篮球在上升过程中机械能越来越大
C．篮球离开手后在空中的速度一直变小
D．篮球离开手后还能继续向上运动是由于受到惯性的作用
【答案】A
【知识点】惯性；力是否做功的判断；能量的相互转化和转移；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离；
（2）注意分析机械能和内能的转化；
（3）将篮球的运动过程分成上升和下降两个阶段讨论；
（4）惯性是一种性质，而不是一种力。
【解答】A.篮球离开手后，人对篮球就不会发生力的作用，因此人对篮球不做功，故A正确；
B.篮球在上升过程中，与空气摩擦，将机械能转化为内能，因此它的机械能不断减小，故B错误；
C.篮球在上升时，速度不断减小；在下降时，速度不断增大，故C错误；
D.篮球离开手后还能继续向上运动是由于有惯性，故D错误。
故选A。
3．（2020·上城模拟）跳板跳水的第一阶段：运动员发力下压踏板，人随踏板一同向下运动到最低点；第二阶段：踏板反弹将运动员送至空中；第三阶段：运动员在空中做出动作并落入水中若不计空气阻力，有关运动员在各阶段运动过程中叙述正确的是（ ）
A．第一阶段，始终受到平衡力的作用
B．第二阶段，所受弹力一直增大
C．第三阶段，始终受2个力作用
D．整个跳水过程中，运动状态不断在改变
【答案】D
【知识点】力与运动的关系；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）如果合力的方向与运动方向一致，那么物体做加速运动；如果合力的方向与运动方向相反，那么物体做减速运动；
（2）弹力的大小与物体弹性形变的程度有关；
（3）根据运动员的受力情况分析；
（4）运动状态的改变包括：静止变运动；运动变静止；运动方向改变和速度大小改变。
【解答】A.第一阶段， 人随踏板一同向下运动到最低点 ，随着踏板形变程度增大，那么人受到的弹力不断增大。由于弹力大于重力，所以合力向上，与运动反向相反，做减速运动，因此不受平衡力的作用，故A错误；
B.在第二阶段，踏板反弹，它的形变程度逐渐减小，因此运动员受到的弹力在不断减小，故B错误；
C.在第三阶段，运动员离开踏板，不再受到弹力，这时只有重力，故C错误；
D.整个跳水过程中，运动员的运动速度在不断改变，即运动状态不断改变，故D正确。
故选D。
4．（2019九上·婺城期中）如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一小物体m连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点静止，物体与水平地面间的摩擦力恒定，下列说法中正确的是（ ）
A．物体从A到B动能越来越大，从B到C动能越来越小
B．物体从A到B动能越来越小，从B到C所受合力不变
C．物体从A到B动能先增大后减小，从B到C动能一直减小
D．物体在B点动能最大
【答案】C
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】当物体受到的合力与运动方向相同时，做加速运动；当物体受到的合力与运动方向相反时，做减速运动，据此判断动能的变化。
【解答】当物体从A到B时，它受到向右的弹力和向左的摩擦力。在开始的一段时间内，弹力大于摩擦力，合力向右，因此物体m做加速运动；当弹力和摩擦力相等时，合力为0，物体m的加速停止，此时速度最大，动能最大；在从这点到达B点这段时间内，弹力逐渐减小为0，合力向左，物体做减速运动；当从B点到C点的过程中，弹力和摩擦力都向左，即合力向左，那么物体m一直做减速运动，直到速度为0。
物体从A到B的过程中，由于弹力和摩擦力相等的点在二者之间，所以物体的速度先增大后减小，即动能先增大后减小；从B到C时，弹簧形变增大，弹力增大，因此合力变大；但速度变小，因此动能减小，故A、B、D错误，而C正确。
故选C。
5．（2019·杭州模拟）原长为L的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2L，如图所示。则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能Ek随运动距离s变化的关系图象可能是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】小球下降过程 , 重力势能转化为动能的过程 ; 小球拉动橡皮筋 , 小球动能转化为橡皮筋的弹性势能 , 动能逐渐变小 , 据此分析解答。
【解答】橡皮筋长为l , 小球从初始状态下降至l过程中 , 重力势能转化为动能 , 小球做加速运动 , 动能逐渐变大 ; 小球从l继续下降至2l过程中 , 受到橡皮筋的拉力作用 , 速度逐渐减小 , 最后变为零 , 动能转化为橡皮筋的弹性势能 , 最后动能为零，D符合题意。
故答案为：D。
6．有一种运动叫蹦极，如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点，运动员从O点到C点的运动过程中忽略空气阻力，则( ）
A．从O点至B点运动员的重力势能全部转化为动能
B．从B点至C点只有运动员的动能转化为弹性势能
C．从O至A过程中运动员速度增大，从A至C过程中运动员速度减小
D．从O至B过程中运动员速度增大，从B至C过程中运动员速度减小
【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）B点时绳子已经伸长，这时绳子有弹性势能，这也是由人的重力势能转化而来；
（2）从B到C时，人的高度下降，那么人的重力势能也会转化为绳子的弹性势能；
（3）从O到B的过程中，弹力一直小于重力，合力向下且与运动方向相同，人应该做加速运动；从B到C的过程中，弹力大于重力，合力向上与运动方向相反，人应该做减速运动。
【解答】根据题意可知，从O点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大；从B点到C点的过程中，弹性绳对运动员拉力大于重力，运动员的速度开始减小，到达C点时，速度为零；由于不计空气阻力，因此整个过程能量守恒。
故答案为：D
7．如图所示，甲、乙和丙是三个完全相同的乒乓球，在离地同一高度处以大小相等的速度v，将三个球分别竖直向下、竖直向上和水平抛出。若在整个运动过程中不计能量损失，则（ ）
A．抛出时甲球的机械能大于其他两个球
B．抛出后乙球的机械能先增大再减小
C．第一次落地时甲球的动能最大，丙球的动能最小
D．落地后第一次反弹到最高点时甲、乙两球的高度相同
【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】机械能是动能和势能的总和；动能的大小与物体的质量和速度有关；重力势能与物体的质量和被举的高度有关。
【解答】AB 、三个小球的质量相同，抛出时的高度相同，速度相同，则它们的机械能是相同的；在整个运动过程中不计能量损失，在运动的过程中，机械能守恒，则机械能保持不变，A、B不合题意；
C、三个小球的机械能是相同的，第一次落地时，由于机械能守恒，重力势能全部转化为动能，所以，三个小球的动能相同，C不合题意；
D、落地后第一次反弹到最高点时，甲、乙的机械能是相同的，且动能都为 0 ，所以甲、乙两球的重力势能相同，高度也相同，D符合题意。
故答案为：D。
8．（2018九上·温州月考）如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一重为G=50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示。对于0到t3这一过程中，以下分析判断正确的是（ ）
A．t1时刻小球的重力势能最大
B．t2时刻小球的动能最大
C．t2到t3时间内，小球的动能不断增加
D．t2到t3时间内，小球的机械能不断增大
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】小球先自由下落，与弹簧接触后，弹簧被压缩；
①在下降的过程中，弹力不断变大，当弹力小于重力时，合力向下，那么物体加速下降；
②当弹力等于小球的重力时，合力为0，小球不再加速，这个时刻就是速度最大，动能最大；
③此后，弹力大于重力，合力向上，小球做减速运动；直到小球的速度为0，小球达到最低点，弹簧压缩到最大；
④上升过程，开始时，弹力大于重力，小球向上做加速运动；当弹力和重力相同时，加速停止，此时速度最大；之后，弹力小于重力，小球做减速运动，直到小球离开弹簧为止。【解答】A.t1时刻小球刚与弹簧接触，此时小球已经下落了一段高度，即不是最高点，所以此时重力势能不是最大的，故A错误；
B.t2时刻，弹力最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，速度等于零，故B错误；
C.t2～t3这段时间内，小球处于上升过程，先做加速运动，后做减速运动，即动能先增大后减小，故C错误；
D.t2～t3段时间内，小球和弹簧系统机械能守恒，故小球增加机械能等于弹簧减少的弹性势能，故D正确。
故选D。
9．（2018·台州模拟）某同学将同一小球以相同大小的速度按如图两种方法抛掷小球。甲图是竖直上抛，乙图是以一定的角度斜抛小球。忽略运动过程中所受的空气阻力。下列叙述正确的是（ ）
A．甲图中小球到达的水平高度等于乙图中小球的水平高度。
B．甲图中小球到达地面时的速度大于乙图中小球的速度
C．如果乙图中小球到达最高点时突然不受重力，该小球将水平向右匀速直线运动
D．若将两球的质量增大，则两球到达地面时的速度都将比原来的大
【答案】C
【知识点】牛顿第一定律；惯性；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量就保持不变，即机械能守恒；（2）牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。一切物体都具有保持原有的速度大小和运动方向的性质。我们把物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。因此，牛顿第一定律也叫做惯性定律。
【解答】A、甲图是竖直上抛，到达最高点时动能为零，原来的机械能全部转化为重力势能；乙图是以一定的角度斜抛小球，达到最高点时还具有水平向右的速度，重力势能要小于原来的机械能，故甲图中小球到达的水平高度小于乙图中小球的水平高度，A说法错误，不符合题意；
B、根据机械能守恒，到达地面时，两种情况下机械能应该都和原来的机械能是一样的，故甲图中小球到达地面时的等于乙图中小球的速度，B说法错误，不符合题意；
C、乙图是以一定的角度斜抛小球，达到最高点时还具有水平向右的速度，如果乙图中小球到达最高点时突然不受重力，由于惯性，该小球将水平向右匀速直线运动，C说法正确，符合题意；
D、若将两球的质量增大，则两球到达地面时的机械能都将比原来大，但速度还是和原来一样的，D说法错误，不符合题意。
故答案为：C
10．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m1的木块，将木块用轻绳跨过定滑轮与质量为m2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（ ）
A．钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的动能保持不变
B．木块匀速运动的过程中，木块和钩码所受的重力都不做功
C．木块匀速运动的过程中，木块的机械能越来越大
D．钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块所受摩擦力大小为m2g
【答案】D
【知识点】力与运动的关系；影响摩擦力大小的因素；力是否做功的判断；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）当物体受到的合力与运动方向相同时，做加速运动；合力为零，做匀速直线运动；当合力的方向与运动方向相反时，做减速运动，据此分析木块动能的变化；
（2）做功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离；
（3）动能与质量和速度有关，重力是能与质量和高度有关，而机械能=动能+势能；
（4）根据二力平衡的知识计算木块受到的摩擦力。
【解答】A.钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块只受向后的摩擦力，不受向前的拉力，此时合力向后，与运动方向相反，因此它做减速运动，那么它的动能不断减小，故A错误；
B.在木块匀速运动的过程中，木块的重力沿竖直方向，但是在竖直方向上通过的距离为零，因此木块的重力不做功；钩码的重力竖直向下，且竖直向下运动，因此钩码的重力做功，故B错误；
C.木块匀速运动的过程中，它的速度不变，因此动能不变；它的高度不变，因此重力势能不变。根据机械能=动能+势能可知，木块的机械能保持不变，故C错误；
D.当下挂质量为m2的钩码时，木块做匀速直线运动，此时它受到的摩擦力和钩码的拉力向后平衡，即摩擦力f=m2g。钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块对桌面的压力和接触面的粗糙程度不变，因此摩擦力保持不变，还是m2g，故D正确。
故选D。
11．如图是杂技演员演出时的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在翘翘板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故（ ）
A．男演员的质量必须要大于女演员的质量
B．甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能
C．男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能
D．女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】由于存在阻力，克服阻力做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，内能不断增大，所以男演员的机械能一定大于女演员的机械能。
【解答】A、甲处的男演员要想把女演员弹起到乙处，由于乙处高于甲处，男演员的机械能一定大于女演员的机械能，男演员向上跳起，同时具有动能和重力势能，女演员到达乙处静止不动，只具有重力势能，所以男演员的质量不一定大于女演员质量．如果男演员自由下落时，男演员的质量一定大于女演员质量，不符合题意。
B、男演员向上跳起，同时具有动能和重力势能，女演员到达乙处静止不动，只具有重力势能，男演员的重力势能不一定大于女演员的重力势能．如果男演员自由下落时，男演员的重力势能一定大于女演员重力势能，不符合题意。
C、由于存在阻力，克服阻力做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，所以男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能，符合题意。
D、女演员弹起时动能转化为重力势能，由于存在阻力，克服阻力做功，动能没有完全转化为重力势能，所以女演员弹起时的动能大于她站在乙处时的机械能，不符合题意。
故答案为：C
二、填空题
12．（2020·绍兴） 2020年5月5日，我国自主研发的长征5号B型运载火箭圆满完成发射任务。图为起飞阶段加速上升的火箭，该过程中，内部的新型返回舱的动能 (选填“增大”、“减小”或“不变“)，火箭整体的机械能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】增大；增大
【知识点】能量的转化与守恒定律；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】物体由于运动而具有的能量，称为物体的动能。它的大小定义为物体质量与速度平方乘积的二分之一。机械能是动能与势能的总和，这里的势能分为重力势能和弹性势能。
【解答】起飞阶段火箭加速上升，所以返回舱的速度也在逐渐增大，则其动能是逐渐增大的；火箭的机械能包含重力势能和动能，动能在增大，火箭上升阶段，高度逐渐增大，所以重力势能增大，则机械能增大；
故答案为：增大；增大。
13．（2020·富阳模拟）如图两个相同实心小球以同样的速度v分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动，两弧槽弧形相同，弧长相等。甲图中小球从A点到达B点的过程中，小球的动能 。小球通过甲弧槽的时间 小球通过乙弧槽的时间。(填”大于””小于”或”等于”)
【答案】先增大后减小；小于
【知识点】速度公式及其应用；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）根据动能和重力势能的相互转化确定整个过程中小球动能的变化；
（2）根据动能的变化确定小球速度的变化，再根据比较运动时间的长短。
【解答】（1） 甲图中小球从A点到达B点的过程中， 小球的高度先减小后增大，因此它的重力势能先减小后增大。因为没有摩擦，所以小球的机械能守恒，那么小球的动能则先增大后减小；
（2）在甲图中，动能先增大后减小，因此速度先增大后减小，那么全程的平均速度大于v；
在乙图中，动能先减小后增大，因此速度先减小后增大，那么全程的平均速度小于v；
即v甲>v乙；
根据公式可知，两个弧形轨道路程相同，那么t甲即小球通过甲弧槽的时间小于小球通过乙弧槽的时间。
14．（2020·乐清模拟）健腹轮是一种健身器材，使用时可将膝盖跪在垫上，双手紧握健腹轮手柄，向前推动健腹轮至身体水平于地面，然后回收归位，反复操作，如图所示。
（1）图甲所示，身重为500牛的人身体从状态1到状态2的过程中，身体重心平均下降30厘米，重力所做的功为 焦。
（2）在身体从状态1到状态2的过程中，轮内的弹性钢圈因形变而绕紧，在从状态2恢复到状态1时，绕紧的钢圈会自动恢复到原来的状态，让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性势能的变化图，结合图中信息进行分析，在健腹轮中安装 (填“A”或“B”)型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
【答案】（1）150
（2）A
【知识点】功的计算公式的应用；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）已知重力和下降的高度根据公式W=Gh计算重力做的功；
（2）当发生相同程度的形变时，具有的弹性势能越大，该钢圈就具有更强的自动回弹功能，根据乙图分析即可。
【解答】（1）重力做的功为：W=Gh=500N×0.3m=150J；
（2）根据图乙可知，A型钢圈的弹性势能大于B型，因此在健腹轮中安装A型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
15．（2019·嘉兴模拟）下面是瑞瑞同学在体育练习中的一些片段，请你利用帮助瑞瑞同学解答有关问题。
（1）在练习实心球时，瑞瑞用60N的力投出的实心球在空中画了一条优美的弧线。若实心球重为20N，瑞瑞投出了9.6m的距离，球最高点距地面3m。则实心球在空中飞行的过程中，实心球所受的力做的功为 J (不计空气阻力) 。
（2）如图所示，不计空气阻力，瑞瑞将排球竖直向上击出后，其运动速度越来越小，原因是排球受到的重力方向与运动方向相反。将排球向斜上方击出后，其运动速度的大小和方向都会发生变化，原因是 ；排球在上升过程中动能将 （选填“增大”或“减小”）。
（3）他长跑过程中骨骼肌剧烈收缩、舒张，呼吸加深。心跳加快，产热增加；他面红耳赤，大汗淋漓，散热增加，这是一个在 参与下的调节过程，说明人体是一个统一的整体。
【答案】（1）60
（2）排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上（或“成一夹角”）；减小
（3）神经系统和激素（神经系统和内分泌系统）
【知识点】功的计算公式的应用；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】当一个力作用在物体上，并使物体在力的方向上通过了一段距离，力学中就说这个力对物体做了功。
【解答】（1）实心球在水平飞行过程中，只受到重力，因此只有重力做功，而重力改变的高度只有3m，重力的做功是W=Gh=20N×3m=60J；故答案为：60；
（2）排球离开手后，运动过程中只受到重力，但是球的运动方向是水平方向，力和速度不在同一直线上，所以其大小和方向一定会改变；排球向上运动过程中，高度增加即重力重力势能增大，则动能一定减小；故答案为： 排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上（或“成一夹角”）；减小；
（3）当你长跑过程中，大脑皮层会特别兴奋，并通过支配肾上腺的神经促使肾上腺分泌较多的肾上腺素等．这些激素能够促使心跳加快、血压升高，并且促使皮肤因血管扩张而显得面红耳赤．因此在神经系统的调节控制下，激素通过血液循环的运输，也参与调节人体的生命活动，这是神经系统和体液共同调节的结果；故答案为： 神经系统和激素（神经系统和内分泌系统）；
故答案为：（1）60；（2）排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上（或“成一夹角”）；减小；（3）神经系统和激素（神经系统和内分泌系统）.
16．（2019九上·镇海期末）在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆班说明皮球下常到纸面上时发生了 ，此时，能量的转化过程是 ，分析图中两个圆斑大小，还能知道，球从较高处下落形成的圆斑是图中 （选填“A”或“B”），由此可间接知道；重力势能大小与 有关。
【答案】弹性形变；动能转化为弹性势能；B；高度
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）重力势能与物体的质量和高度有关；
（2）物体发生弹性形变程度越大，它产生的弹力就越大；
（3）弹性势能的大小与发生弹性形变的程度有关。
【解答】在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆班说明皮球下常到纸面上时发生了弹性形变，此时，能量的转化过程是动能转化为弹性势能，分析图中两个圆斑大小，还能知道，球从较高处下落形成的圆斑是图中B，由此可间接知道；重力势能大小与高度有关。
故答案为：弹性形变；动能转化为弹性势能；B；高度
17．（2018九上·温州月考）如图所示，长度分别为L1和L2的橡皮筋和细绳，悬挂于等高的悬点上，两端各系一个质量相等的小球。现将细绳和橡皮筋拉至水平(此时橡皮筋为原长)后静止释放小球，当两球摆到最低点时，橡皮筋的长度变为和绳子的长度相等，不计空气阻力和细绳的形变，请比较此时两球重力势能EA EB，速度VA VB。
【答案】等于；小于
【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】重力势能与质量和高度有关；在小球下落过程中，小球和绳子构成的系统能量守恒，据此判断小球运动速度的大小。
【解答】（1）小球质量相等，且高度相同，因此它们的重力势能相等，即EA=EB；
（2）当小球运动到最低点时，橡皮筋伸长具有弹性势能，那么小球减小的重力势能=弹性势能+小球动能；而右边的细绳没有变化，那么小球的重力势能=小球的动能，那么EA小于EB。
18．（2017·宁波）建在布伦特冰架上的英国“哈雷六号”南极科考站，是世界上第一个可移动的科考站。2017年1月，该科考站所在的冰川出现了大裂口，将危及科考站，该站决定搬迁。如图是搬迁过程中的照片。
（1）布伦特冰架虽然与陆地上的冰相连，但每年会远离大陆向大海漂移400米。以陆地为参照物，布伦特冰架漂移的速度为 米/天。(计算结果精确到0.1米/天)
（2）为便于移动，需要使用液压装置将舱体抬高，以确保科考站可以进行整体移动。在缓慢上升过程中，舱体的重力势能逐渐 。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）牵引车的轮胎有很深的斜花纹，是为了在行驶过程中增大 ，防止打滑。
【答案】（1）1.1
（2）增大
（3）摩擦
【知识点】速度公式及其应用；增大或减小摩擦的方法；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据速度的计算公式求出速度；（2）重力势能的大小与质量和高度有关；（3）增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，增大压力、增大摩擦力；在压力一定时，增大接触面的粗糙程度、增大摩擦力．
【解答】解：（1）布伦特冰架漂移的速度为v= = =1.1m/天；（2）在缓慢上升过程中，舱体的高度增加，重力势能逐渐增大；（3）轮胎上有花纹是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦．
故答案为：（1）1.1；（2）增大；（3）摩擦．
19．如图，摆球从A点向下摆动，在由A到B的过程中，摆球在 点的动能最大，如果没有摩擦，则摆球的机械能将会 （选填“增大”、“减小”、“不变”），将摆球换成盛沙的漏斗下边放一木板，让漏斗摆动起来，同时其中细沙匀速流出且不计阻力，如下右图所示经历一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况，则沙堆的剖面应是下图中的 。
【答案】B；不变；乙
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）在摆球从最高点向最低点运动的过程中，重力势能转化为动能。当到达最低点时，重力势能减小的最大，转化为的动能也最大；
（2）如果没有摩擦，那么就没有能量损失，即机械能守恒；
（3）摆球在某点的速度越大，停留时间越短，那么在改点漏下的沙子就越少，最终这个点上的沙面就越低。
【解答】（1）摆球从A点向下摆动，在由最高点A到最低点B的过程中，摆球在最低点B点的动能最大；（2）如果没有摩擦，则摆球的机械能将保持不变；
（3）将摆球换成盛沙的漏斗下边放一木板，让漏斗摆动起来，同时其中细沙匀速流出且不计阻力，如下右图所示经历一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况。因为摆球在最高点A和C点时速度最小，停留时间最长，因此漏下的沙子最多，沙面最高；而最低点B时速度最大，停留时间最短，漏下的沙子最少，因此沙面最低，因此形成两端高，中间低的形状，故选乙。
三、实验探究题
20．（2020·温州）在做“探究动能大小与质量关系”的实验时，小明想：小球从相同高度滚下，若小球材质和斜面倾角不同，到达水平位置时的速度会相同吗？
（1）图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案，小明实验时选择A方案而不能选择B方案的原因是 。
（2）小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。分别让球从斜面同一高度由静止开始释放，利用测速仪测出球到达水平位置时的速度如表所示。
斜面倾角 速度(米/秒) 球的类别 10° 20° 30° 40° 50° 60°
大钢球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97
小钢球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97
木球 2.67 2.67 2.67 2.67 2.74 2.89
分析表中数据可知：要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关，则斜面倾角不可能是 。
A．15° B．25° C．35° D．45°
（3）小明利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时，通过观察球撞击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小(图中未画出固定塑料软片的装置)。老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验，原因是 。
【答案】（1）B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同
（2）D
（3）塑料软片对不同体积的小球的阻力不同
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）探究动能大小与小球质量的关系时，必须控制小球释放时在斜面上的高度相同，从这个角度分析即可；
（2）根据表格确定斜面倾角对小球速度影响无关的角度范围，然后与各个选项进行对比即可。
（3）球的体积越大，与塑料片的接触面积越大，受到的阻力越大，那么撞击的塑料片的个数越少。
【解答】（1）在A方案中，挡板是水平的，无论球大或球小，它们下落的高度相同；而在B方案中，挡板与斜面垂直，球越小它所在的高度越小，因此：小明实验时选择A方案而不能选择B方案的原因是 ： B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同 了；
（2）根据表格可知，当斜面倾角在10°~30°之间时，无论球的材质是否相同，最终小球的速度相同，这说明在这个角度范围内，球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关。因为45°>30°，所以斜面倾角不可能是D；
（3） 老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验，原因是：塑料软片对不同体积的小球的阻力不同 。
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