浙教版科学2022-2023学年上学期九年级“一课一练”：3.2机械能（1）【word，含解析】

1.学校将举行运动会，如图为小科同学在练习跳远时的几个阶段，则他（ ）
A. 在助跑阶段机械能不变 B. 在起跳时机械能为零
C. 经过最高点时重力势能最大 D. 经过最高点时动能最大
2.立定跳远时的动作分解如图所示，在此过程中，运动员( )。
A.上升时，动能减小，势能减小
B.上升时，动能增大，势能增大
C.下落时，势能增大，动能减小
D.下落时，势能减小，动能增大
3．如图所示，用不可伸长的轻质细线和轻质弹簧分别吊质量相同的小球A、B，将两球拉开使细线与弹簧都在水平方向上，且高度相同，此时弹簧处于原长状态，而后由静止放开A、B两球，两球在运动中空气阻力不计，到最低点时两球在同一水平面上，关于两球在最低点时速度的大小正确的是（　　）
A．A球的速度大 B．B球的速度大
C．A、B球的速度大小相等 D．无法判定
4.如图所示为某市轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小坡度，这样能有效地提高能量的利用率。对此，下列说法中正确的是( )
A.列车进站时动能减小，势能减小
B.列车进站时动能增大，势能增大
C.列车出站时势能减小，动能增大
D.列车出站时势能增大，动能减小
5．如图所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从A点由静止释放，若小球出发点A点到B点运动过程中克服摩擦力做功用W表示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．小球从A点运动到B点的过程中，机械能守恒
B．小球能够从A点运动到D点
C．小球运动到B点时受力平衡
D．小球运动到B点时的动能大于C点时的重力势能
6.如图为杂技演员演出的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在跷跷板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在空气阻力，故( )。
A.男演员的质量必须大于女演员的质量
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
7．如图是单摆实验，A点的高度大于B点的高度，让小球从A点由静止开始释放，当小球荡到B点位置时绳子突然断裂（不计空气阻力）。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是（　　）
A．a B．b C．c D．d
8．2021年10月3日，我国自主研制的“神舟十三号“载人飞船发射升空，在飞船刚离地上升的过程中（　　）
A．动能增加，势能增加 B．动能不变，势能减少
C．动能减少，势能不变 D．动能减少，势能减少
9．小王系好安全弹性绳玩蹦极，他从最高点下落到最低点过程的v﹣t图像如图甲所示（忽略空气阻力）。（忽略空气阻力）。已知：在t1时，弹性绳处于自然伸直状态；t3时，小王到最低点。则下列说法正确的是（　　）
A．0～t3，小王的动能不断增大
B．0～t3，小王的重力势能不断减少
C．0～t1，小王的机械能不断增大
D．t1～t2，小王的机械能转化为绳的弹性势能，小王的速度逐渐变小
10.2020 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。起飞阶段加速上升的火箭，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”)。
11.下列物体①拉满弦的弓、②空中飞行的子弹、③被压缩的弹簧、④静止在某一高度的小球、⑤航行中的轮船．⑥射出的箭．⑦变形的网球拍中，只具有动能的是 (填序号，下同)，只具有势能的是 ， 既具有动能又具有势能的是 。
12.如图，皮球落地后弹起过程中每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。由图可知，下落过程中，皮球的速度 ；离开地面上升的过程中，皮球的重力势能 ， 动能 。皮球在整个运动过程中的机械能 。
13.如图为人造地球卫星的轨道示意图，在大气层外环绕地球运行的过程中，人造地球卫星在近地点的动能 它在远地点的动能；在从近地点向远地点运行的过程中，它的重力势能的变化情况是 。
14.小明同学探究“物体动能大小与物体的速度、质量关系”实验，先采用课本实验方案，将质量大的铜球和质量小的钢球从光滑斜面的hy高处静止自由滑下，到达斜面底端撞击纸盒，纸盒在水平桌面上滑行一段距离停下来。实验结果如图甲、乙，虚线纸盒为纸盒的停留位置。
（1）.甲、乙实验中，可通过测量 来表示物体动能的大小;
（2）.根据图甲、乙的实验结果，得出的实验结论是 ;
（3）.接着小明设计了如图丙的实验进行替代，舍去小球和纸盒,让金属块从光滑斜面的hy高处静止自由滑下，下滑后金属块直接在水平桌面上滑行，测量其在水平桌面上滑行的距离S。改用材质相同、质量不同的金属块，重复图丙的实验，记录数据，所得实验结果为如下表。请你分析出现表格中这种实验结果的原因 。
质量m/千克 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40
滑行距离s/米 0.42 0.41 0.43 0.42 0.43 0.42 0.42
15．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H＞h）由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。
（1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断钢球动能的大小，若水平面绝对光滑，本实验将 　（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（2）通过甲乙丙实验分析可得结论 　 　。
（3）另一同学用图丁、戊所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h1＞h2）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是 　 　的。（选填“正确”或“错误”）
16．同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧（如图1所示）。
小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏。结果发现小军的笔弹得高一些，小文分析：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？小文猜想：
①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；
②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关
（1）小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块，在同一水平面上进行了如图2所示的实验，此实验是为了验证猜想 　 　，实验中弹性势能的大小是通过 　 　来体现的。
（2）小文设计了一个实验方案来验证另一个猜想：
a.将小球置于弹簧A右端，使弹簧压缩2cm，放手后小球弹出，与木块相碰，木块移动的距离为s1；
b.把小球置于弹簧A右端，使弹簧压缩的程度稍大一些，放手后小球弹出，与木块相碰，观察小球撞击木块后木块移动的距离s2。再换弹簧B重复上述a、b两个步骤，比较两次实验中s1、s2的大小，得出结论。若s1＜s2，则说明 　 　。
答案及解析
1.【答案】 C
【解析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能，据此分析判断。
【解答】A.在助跑阶段，小科的速度越来越大，则动能越来越大，因此机械能增大，故A错误；
B.在起跳时，他的高度为零，即重力势能为零，但是速度很快，即动能不为零，因此他的机械能不为零，故B错误；
C.经过最高点时，他的高度最大，则重力势能最大，故C正确；
D.经过最高点时，他的速度最小，即动能最小，故D错误。
故选C。
2.【答案】 D
【解析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析跳远过程中的能量变化。
【解答】立定跳远时上升时，高度增大，则势能增大；速度减小，则动能减小，故A、B错误；
立定跳远下降时，高度减小，则势能减小；速度增大，则动能增大，故C错误，D正确。
故选D。
3．【解答】解：
由图和题意可知，两球运动过程中初末位置的高度差相同，两球的质量相同，故重力做功相同；
左图用不可伸长的轻质细线连接小球，右图用轻质弹簧连接小球；
所以，A球下落过程中，重力势能全部转化为动能；而B球下落过程中，重力势能除转化为动能之外还有一部分转化为弹簧的弹性势能，故在最低点A球的动能大于B球的动能，因此A球的速度大，故BCD错误，A正确。
故选：A。
4.【答案】 C
【解析】动能与速度和质量有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析即可。
【解答】列车进站时，高度不断增大，则它的重力势能增大；速度减小，则动能减小，将动能转化为重力势能储藏起来，故A、B错误；
列车出站时，高度不断减小，则它的重力势能减小；速度增大，则动能增大，将重力势能又转化为动能，故C正确，D错误。
故选C。
5．【解答】解：AB、小球出发点A点到B点运动过程中克服摩擦力做功，少部分机械能转化成内能，使机械能总量减少，小球从A点运动到B点的过程中，机械能不守恒，所以小球不能够从A点运动到D点，故AB错误；
C、小球运动到B点时受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、水平向左的摩擦力的作用，受力不平衡，故C错误；
D、小球在B点时的高度最低，速度最大，在C点时高度最高，速度为0；从B点运动到C点的过程中，机械能会变小，所以小球运动到B点时的动能大于C点时的重力势能，故D正确。
故选：D。
6.【答案】 C
【解析】由于存在阻力，因此运动员克服阻力做功，根据能量的转化和守恒定律分析判断。
【解答】由于存在阻力，因此运动员克服阻力做功，将机械能转化为内能，因此运动过程中机械能不断减小，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，故C正确；
男演员向上跳起时，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，故A错误；
男演员向上跳起，可能同时具有动能和重力势能，则男演员的重力势能不一定大于女演员的重力势能，故B错误；
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，故D错误。
故选C。
7．【解答】解：A．小球从A点由静止滑下，不计空气阻力，小球的机械能守恒，所以小球运动过程中的机械能都等于A点时的重力势能，图中a曲线的最高点超过了A点的高度，这是不可能的。
B．b曲线的最高点与A点的高度相同，而在最高点时，小球仍具有向右运动的速度，所以b曲线中小球的机械能大于A点的机械能，故b不可能。
C．c曲线的最高点低于A点，由于在最高点时小球仍运动，其总机械能可能与开始时的机械能相等，故c可能。
D．小球离开轨道时，由于惯性，应具有沿轨道方向向上运动的速度，小球不可能沿d曲线运动。
故选：C。
8．【解答】解：在飞船刚离地上升的过程中做加速运动，质量不变，速度变大，动能变大；高度变大，重力势能变大，故A正确。
故选：A。
9．【解答】解：
A、由题意可知，在t2时小王的速度达到最大值，t2﹣t3时间段内，小王向下运动速度变小，所以动能变小，故A错误；
B、在0～t3时间段内，小王的质量不变，高度不断变小，所以小王的重力势能不断减少，故B正确；
C、在t1时，弹性绳处于自然伸直状态，忽略空气阻力，则在0～t1时间段内，小王在向下运动过程中只存在动能和重力势能转化，所以小王的机械能不变，故C错误；
D、在t1时，弹性绳处于自然伸直状态，t1后，绳子的弹力小于重力，小王仍向下做加速运动，在t2时，弹力等于重力，此时的速度最大；此过程中，绳子发生了弹性形变，小王的机械能转化为弹性势能，故D错误。
故选：B。
10.【答案】 增大；增大
【解析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能，据此分析判断。
【解答】（1）起飞阶段加速上升的火箭，内部的新型返回舱的质量不变，速度增大，则动能增大；
（2）返回舱的质量不变，高度增大，则重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，火箭整体的机械能增大。
11.【答案】 ⑤；①③④⑦；②⑥
【解析】（1）物体由于运动具有的能量叫动能；
（2）物体由于被举高而具有的能量叫重力势能；物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能；
（3）根据（1）（2）分析即可。
【解答】①拉满弦的弓，发生弹性形变，具有弹性势能；
②空中飞行的子弹，由于运动具有动能，由于被举高而具有重力势能；
③被压缩的弹簧，由于发生弹性形变而具有弹性势能；
④静止在某一高度的小球，由于被具有而具有重力势能；
⑤航行中的轮船，由于运动具有动能；
⑥射出的箭，由于运动具有动能，由于在空中被举高具有重力势能；
⑦变形的网球拍，由于发生弹性形变具有弹性势能。
只具有动能的是⑤，只具有势能的是①③④⑦， 既具有动能又具有势能的是②⑥。
12.【答案】 增大；增大；减小；减小
【解析】动能与速度和质量有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析能量转化的过程。
【解答】（1）由图可知，下落过程中，皮球的质量不变但高度减小，那么重力势能减小，即重力势能转化为动能，则皮球的速度增大；
（2）离开地面上升的过程中，皮球的重力势能质量不变但高度增大，则动能转化为重力势能，因此动能减小。
（3）在运动过程中，由于不断的克服空气阻力做功，因此将机械能转化为内能，那么皮球在整个运动过程中的机械能减小。
13.【答案】 大于；变大
【解析】（1）重力势能与质量和高度有关。
（2）机械能=动能+重力势能，根据机械能守恒分析动能的大小变化。
【解答】 （1）在从近地点向远地点运行的过程中， 它到地面的高度不断增大，而质量不变，则它的重力势能变大。
（2）根据机械能守恒可知，它的动能不断减小，即近地点的动能大于远地点的动能。
14.【答案】 （1）纸盒被撞击移动过的距离（2）当速度一定时，物体的质量越大，动能越大。
（3）物体从同一高度滑下来，重力大重力势能大，转化得到的动能大。质量大，对水平面的压力也大，摩擦力大。由W=FS可知其在水平面的移动的距离可以大致相等 。
【解析】（1）小球撞击纸盒，纸盒克服水平桌面的阻力做功。根据W=fs可知，纸盒移动的距离越远，克服阻力做功越多，即小球的动能越大。
（2）比较甲乙两图，确定哪个因素相同，哪个因素不同，然后根据控制变量法的要求描述实验结论。
（3）根据能量转化，影响滑动摩擦力的因素因素和功的计算式分析解答。
【解答】（1）甲、乙实验中，可通过测量纸盒被撞击移动过的距离来表示物体动能的大小;
（2）在甲和乙实验中，铜球在斜面上的高度相等，即速度相同，而铜球的质量不同，根据纸盒移动的距离得到：当速度一定时，物体的质量越大，动能越大。
（3）根据表格可知，金属块滑行的距离大致相同，那么原因为：物体从同一高度滑下来，重力大重力势能大，转化得到的动能大。质量大，对水平面的压力也大，摩擦力大。由W=FS可知，其在水平面的移动的距离可以大致相等 。
15．【解答】解：（1）实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法；
若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。
（2）甲、乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，到达水平面的时的速度不同，对木块做功多少不同，速度越小，动能越小，故可以得出结论：在质量一定时，速度越大，动能越大；
乙、丙两图中小球的速度一定，质量不同，质量越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，故可以得出结论：在速度一定时，质量越大，动能越大；
由此可知，动能的大小于质量、速度有关。
（3）图中所示的方法探究动能的大小与速度的关系，应改变小球撞击木块前的速度，控制其它因素相同，而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，故错误的。
故答案为：（1）不能；（2）动能的大小于质量、速度有关；（3）错误。
16．【解答】解：（1）把材料不同的弹簧A和B，分别压缩相同的程度释放弹出小钢球，比较轻木块被小钢球撞击后移动的距离，这就是为了验证猜想①．并通过小钢球对轻木块撞击后木块移动的距离反映弹簧的弹性势能大小；实验中把弹性势能的大小转变为观察木块被推动的距离，这种研究方法叫转换法；
（2）设计实验探究猜想②：选取同一根弹簧分别压缩不同的程度释放弹出小球，比较木块被小球撞击后移动的距离。
如果木块被撞击后移动的距离不同，说明弹簧弹性势能与弹簧弹性形变的程度有关。
故答案为：
（1）①；轻木块被小钢球撞击后移动的距离。
（2）弹簧弹性势能与弹簧弹性形变的程度有关。
3.2机械能（1)