10.1机械能 练习(含答案)

10.1机械能
一、选择题
一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么
A．卫星在远地点的势能最大、动能为零
B．卫星在近地点的动能最大、势能为零
C．卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大、动能减小
D．卫星从近地点向远地点运动过程中，动能增大、势能减小
如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验时，将一根橡皮筋一端系一质量为 的小球，另一端固定在 点， 点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置， 点是小球从 点自由下落所能到达的最低点，在小球从 点到 点的运动过程中，不考虑空气阻力，以下说法正确的是
A．小球到达 点时，小球只受重力作用
B．小球的重力势能一直在减小
C．小球的动能一直在增加
D．在 点橡皮筋的弹性势能最小
高空中形成的雨滴在重力和空气阻力的共同作用下，开始下落的一段时间速度越来越大，落到地面前一段时间匀速下落。雨滴在空中下落的整个过程中
A．动能一直增大，机械能守恒
B．动能先增大后不变，机械能守恒
C．动能先增大后不变，机械能一直减小
D．动能先减小后不变，机械能一直减小
如图所示，苹果树上结有甲、乙、丙三个质量相同的苹果，则三个苹果中哪个苹果的重力势能最小
A．甲 B．乙 C．丙 D．无法判断
如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上， 时刻，将一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 随时间 变化的图象如图乙所示，则下列说法正确的是
A． 这段时间内，小球减小的重力势能等于弹簧增加的弹性势能
B． 这段时间内，小球动能先增加后减小
C． 这段时间内，小球的动能一直增加
D． 这段时间内，小球的机械能不变
关于能量，下列说法错误的是
A．抛出去的保龄球在运动的过程中具有能量
B．能量只跟速度有关
C．物体能够对外做功，就说物体具有能量
D．物体能够做的功越多，具有的能量越多
公路上需要对机动车进行限速，它实质上限制了机动车的
A．重力 B．质量 C．动能 D．惯性
直升机在匀速下降过程中，能量变化情况是
A．势能减少，动能增加 B．势能减少，动能不变
C．势能不变，动能不变 D．势能减少，动能减小
二、填空题（共5题）
已知物体的动能的表达式为 ，其中 为物体的质量， 是物体运动的速度，质量为 的物体从高空下落，速度为 时，其动能大小为 。
椰子从树上下落的过程中，动能越来越 ，重力势能越来越 。
年 月 日 时 分，中国“天问一号”火星探测器，在海南文昌航天发射场点火升空。如图所示，火星探测器受火箭的推动在加速上升过程中，其机械能将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
年 月 日“头盔伴我行，邳州更文明”安全骑行活动在桃花岛公园举行，市民积极践行“文明出行”的各项规定，比如骑电瓶车的规定为：出行要戴头盔，不带 岁以上的人，不超速行驶。请运用科学知识，从动能的角度解释该规定的科学道理： 。
今年夏天，我国很多地方受到洪水侵害。洪水暴发时能冲毁房屋、道路等建筑或物体，是因为大量洪水在高速流动时，具有很大的 （填“势”或“动”）能。
三、实验题（共2题）
小明同学将如图所示的木块、三脚架分别当作“重锤”和“桩”，做打桩模拟实验。小明将“重锤”举高，让其自由下落，将“桩”打入沙中。要将“桩”打入得深些，小明采取的方案有：
(1) 用同一“重锤”时，要 。
(2) 让“重锤”从同一高度下落时，要 。
如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球 、铁球 和塑料球 。球 、 离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。
(1) 根据 可以判断出 球释放前的重力势能最大；
(2) 比较球 、 可得出影响重力势能大小的因素是 ；
(3) 球在空中下落时减少的重力势能主要转化为 。
答案
一、选择题（共8题）
1. 【答案】C
【解析】卫星在运行过程中机械能守恒，卫星在远地点时势能最大，动能最小，但速度不为零，所以动能不为零，故A错误。卫星在近地点时动能最大，势能最小，但势能不为零，故B错误。根据以上分析可知，卫星从远地点向近地点运动的过程中，势能减小，动能增大，卫星从近地点向远地点运动的过程中，势能增大，动能减小，故C正确，D错误。
【知识点】动能、机械能及其转化、重力势能
2. 【答案】B
【解析】物理学科核心素养提出，我们应该建立相关的物理模型，本题是模拟“蹦极”的小实验，贴近生活实际。 点是小球从 点自由下落所能到达的最低点，此时橡皮筋弹性形变程度最大，橡皮筋的弹性势能最大，对小球的拉力最大，小球到达 点时，小球受到重力和拉力的作用，且拉力大于重力，A、D错误；小球从 到 的过程中，重力势能转化为动能，动能一直在增加，但从 到 的过程中，小球开始时速度增大，当到橡皮筋对小球的拉力大于小球的重力后，由于此时合力向上，则小球的速度逐渐减小，在到达 点时，速度为零，动能为零，所以在小球从 点到 点的运动过程中，小球的重力势能一直在减小，动能是先增加后减小，故B正确，C 错误。
【知识点】动能、弹性势能、重力势能
3. 【答案】C
【解析】雨滴在下落过程中，其质量不变；由题知，雨滴的速度先增大后不变，故雨滴的动能先增大后不变；雨滴在下落过程中，要克服空气阻力做功，其机械能会一直变小，C正确。
【知识点】机械能守恒、动能、机械能及其转化
4. 【答案】A
【解析】甲、乙、丙三个苹果的质量相等，从题图上可以看出丙所处的位置高度最高，所以丙的重力势能最大，甲的位置高度最低，重力势能最小。
【知识点】重力势能
5. 【答案】B
【解析】小球在运动的过程中，克服摩擦做功，机械能会变小， 这段时间内，小球减小的重力势能大于弹簧增加的弹性势能，A错误；
这段时间内，小球受到的弹力逐渐变大，开始弹力小于重力，小球做加速运动，当弹力等于重力时，速度最大，当弹力大于重力时，小球做减速运动，故小球的速度先变大后变小，则小球动能先增加后减小，B正确；
这段时间内，弹力大于重力时，小球做加速运动，当弹力等于重力时，小球的速度最大，当弹力小于重力时，小球做减速运动，故小球的速度先变大后变小，动能先变大后变小，小球在运动的过程中，克服摩擦做功，机械能会变小，C、D错误。
【知识点】动能
6. 【答案】B
【解析】抛出去的保龄球在运动，具有能量；物体能对外做功就说物体具有能量；物体能够做的功越多，它具有的能量就越多，A、C、D 正确；不仅仅是质量，能量还与速度等其他因素有关。
【知识点】改变物体内能的两种方式
7. 【答案】C
【解析】动能大小和物体的质量、运动速度大小有关。对于在高速公路上行驶的汽车，质量不变，进行限速，其实质是限制了汽车的动能大小；对汽车限速，汽车的重力、质量和惯性大小都不会改变。
【知识点】动能
8. 【答案】B
【解析】直升机在空中匀速下降的过程中，质量不变，直升机的高度越来越小，则重力势能越来越小；直升机在空中匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变。
【知识点】动能、重力势能
二、填空题（共5题）
9. 【答案】
【解析】物体的动能：。
【知识点】动能
10. 【答案】大；小
【解析】椰子从树上下落的过程中做加速运动，质量不变，速度越来越大，则动能越来越大；下落过程中高度越来越小，所以重力势能越来越小。
【知识点】动能、机械能及其转化、重力势能
11. 【答案】变大
【解析】火星探测器受火箭的推动在加速上升过程中，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，所以其机械能变大。
【知识点】重力势能、机械能及其转化
12. 【答案】电瓶车与人的总质量越大，速度越大时，动能越大，发生交通事故时将造成更大的伤害
【解析】物体动能的大小与质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。若带上 岁以上的人，电瓶车与人的总质量一般会明显增加；超速行驶，速度较大；质量越大，速度越大，动能越大，发生交通事故时将造成更大的伤害，所以骑电瓶车的规定为：出行要戴头盔，不带 岁以上的人，不超速行驶。
【知识点】动能
13. 【答案】动
【知识点】动能
三、实验题（共2题）
14. 【答案】
(1) 改变高度
(2) 改变质量
【解析】
(1) 用同一“重锤”时，质量相同，所以举得越高，重力势能越大，故需要改变高度。
(2) 让“重锤”从同一高度下落时，质量越大，重力势能越大，故需要改变质量。
【知识点】重力势能
15. 【答案】
(1) 球陷入沙中的深度
(2) 质量
(3) 动能
【解析】
(1) 球陷入沙中的深度越大，说明克服阻力做的功越多，释放前的重力势能就越大。
(2) 、 两球下落的高度相同，质量不同， 球陷入沙中的深度更大，可以得出高度相同时，质量越大，重力势能越大的结论。
(3) 球在空中下落时高度减小，速度增大，重力势能主要转化为动能。
【知识点】势能的大小跟哪些因素有关、实验：探究物体的动能跟哪些因素有关、机械能及其转化