11.4 机械能及其转化练习（含答案） 2022-2023学年人教版八年级物理下册

11.4 机械能及其转化
一、单选题
1. 年月日时分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号遥十四运载火箭发射取得圆满成功，在神舟十四号加速上升过程中( )
A. 动能减小 B. 重力势能增大 C. 机械能不变 D. 机械能减小
2. 如图所示，小华背着书包站在水平台阶上随扶梯匀速上行，在上行的过程中，下列说法中正确的是( )
A. 小华受到台阶对她的摩擦力
B. 小华的机械能保持不变
C. 以乘坐的扶梯为参照物，小华是运动的
D. 小华随扶梯运动到楼面时若不小心会向前倾倒
3. 如图所示，一个玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚．弹簧在运动过程中，有哪些机械能发生了转化( )
A. 只有动能和重力势能 B. 只有动能和弹性势能
C. 只有重力势能和弹性势能 D. 动能、重力势能和弹性势能都发生了转化
4. 如图所示是用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中飞行过程的照片，下列说法正确的是( )
A. 球拍对球的力是由于球发生形变产生的
B. 球在空中飞行过程中，运动状态一定发生改变
C. 球从位置运动到位置的过程中动能在增大
D. 空中飞行的球，若它所受的力全部消失，它一定沿水平方向做匀速直线运动
5. 跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员( )
A. 助跑过程中机械能不变 B. 经过最高点时重力势能最小
C. 经过最高点时动能为零 D. 起跳后升空的过程中，动能转化为重力势能
6. “粽叶又飘香，颗粒正归仓。建设新时代，农民丰收忙。”如图所示，斜向上的传送带将小麦匀速运送到高处粮仓的过程中，其中小麦的( )
A. 动能不变，势能减小
B. 动能减小，势能增大
C. 动能不变，机械能增大
D. 动能增大，机械能不变
7. 如图所示为水平面上固定着的竖直放置的轻质弹簧，小球从弹簧正上方下落，当小球与弹簧接触到弹簧压至最短的过程中，小球速度、小球动能、弹簧的弹性势能、小球机械能随时间变化图像中，正确的是( )
A. B. C. D.
8. 在年北京冬奥会赛场上，滑雪运动员正在使用滑雪板沿山坡的雪道下滑，如图所示。对于运动员收起滑雪杖沿山坡雪道匀速下滑的过程，下列说法中正确的是
A. 运动员的动能转化为重力势能 B. 运动员的重力势能全部转化为动能
C. 滑雪板与雪道之间没有摩擦力 D. 运动员的机械能一定减小
9. 弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是( )
A. ，小金的机械能不断增加，在时动能最大
B. ，弹簧的弹性势能转化为小金的重力势能
C. 在状态时弹簧的弹性势能最大，人的动能最小
D. 在状态时小金受力平衡，故速度为零
10. 如图所示，压在杯底的乒乓球，上浮时会弹离水面，下列说法正确的是( )
A. 乒乓球自至的过程中，受到的浮力始终不变
B. 乒乓球自至的过程中，水对杯底的压强先不变后增大
C. 乒乓球能弹离水面后上升，获得的能量源自水的重力势能
D. 乒乓球自至的过程中，乒乓球的动能不断增大
二、填空题
11. 如图所示，将一张卡片对折，在开口的一边剪两刀，然后将橡皮筋套在开口边，就做成了一个会跳的卡片。将卡片反过来，用手压平在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松开手，会看到卡片______ ，在此过程中将橡皮筋的______ 能转化为卡片的______ 能。
12. 如图所示的单摆，让小球从点静止释放，小球从点向点摆动的过程中，小球的动能将______ 选填“变大”、“变小”或“不变”，细绳对小球的拉力______ 功选填“做”、“不做”。
13. 如图，轻质弹簧顶端固定并连接一个大小不计的重物。用手托住重物向上挤压弹簧到点，松手后重物下落依次经过点、到最低点，其中点是弹簧不挂重物静止时下端的位置，是重物连接在弹簧下端静止时的位置。则重物从运动到的过程中，在______ 点重力势能最大，在______ 点动能最大，在______ 点机械能最大。不计空气阻力
14. 如图所示是城市清洁车在水平路面上匀速行驶清扫垃圾时的情景，该过程清洁车机械能 选填“变大”、“变小”或“不变”，车身上的灯起到警示的作用，它是由 选填“超导体”或“半导体”材料制成的，车辆以的速度通过的马路，需 ，路面两侧设有板墙，是为了在 减弱噪声．
15. “蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目。如图所示，一端系住人的腰部、另一端系于跳台的是一根弹性橡皮绳。当人下落至图中点时，橡皮绳刚好被拉直，那么，点到点，运动员的机械能____，在人越过点继续向下的过程中，人的动能将会____，橡皮绳的弹性势能将____。填“变大”、“变小”“先变大后变小”、“先变小后变大”或“不变”
16. 如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定坡度，从节能的角度分析，这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将________能转化为________能储存起来，此过程中机械能总量________选填“变大”、“变小”或“不变”
三、实验探究题
17. 如图所示弹簧竖直自由放置时长度如图弹簧长度为，将一小球轻放在这个弹簧上静止时如图弹簧长度为；如图如果将同一小球从空中点下落，正压在同一弹簧上，当小球到达最低点处，弹簧如图所示弹簧长度为，弹簧将小球竖直弹回到空中；从小球正压弹簧到弹簧将小球弹起的过程中，弹簧温度有升高；
在忽略空气阻力和小球与弹簧之间摩擦的情况下，弹簧 选填“可以”或“不可以”将小球弹回到出发点；
在小球竖直下落正压弹簧到弹簧将小球竖直弹回空中的过程中的某一时刻，小球与弹簧的情况如图所示，此时弹簧长度为，请在图中画出小球此时的受力分析，通过分析受力可知小球此时的运动状态是___。
四、简答题
18. 怎样向地板抛乒乓球，才能使它弹跳到高于原来抛球的位置，说明这种抛法的理由？
19. 马路清扫车是代替环卫工人清扫马路的自动化机械，这种清扫车以汽油发动机作为动力，并配有大功率吸尘器，可将灰尘和垃圾吸进车上的垃圾箱。请回答下列有关问题：
马路清扫车在作业时，灰尘和垃圾会被“吸”入车上的垃圾箱内？请运用所学的物理知识加以解释；
一辆清扫车在较脏的平直马路上匀速前进实施清扫，在清扫过程中，清扫车的动能将如何变化？写出你判断及理由。
20. 如图所示，粗糙水平桌面上固定有、两个光滑斜面，斜面上的、两点位于同一高度。现从斜面的点由静止自由释放一个小球，小球经过水平桌面后冲上斜面，请判断最终小球能否到达点，并说明原因。
五、计算题
21. 如图，吊机将底面积为的正方体石材匀速竖直提升了，石材的质量为，取。
石材被提升的过程，其机械能如何变化，说出判断的依据。
求吊机对石材做功的功率。
求石材静止平放在水平地面时，对地面的压强。
22. 已知物体的重力势能表达式为，动能表达式为，其中为物体的质量，为物体距离水平地面的高度，为物体的运动速度，为常量。如图所示，光滑斜面与粗糙水平面在处平滑连接，质量的物体在处由静止开始下滑，经处后在水平面上滑至处停止，已知处的高度，距离，不计空气阻力，求：取
物体在处的机械能；
物体滑到处的速度；
物体与水平面间的摩擦力。
23. 已知物体的动能表达式为，其中为物体的质量，是物体运动的速度，为重力常数。如图所示，将一个质量为的钢球从距离地面的高度沿水平方向以的速度抛出。钢球被抛出后，在下落过程中重力做功将重力势能转化为动能。若不计空气阻力，试求：
钢球被抛出时的动能多大？
钢球被抛出后在下落过程中，其重力所做功是多大？
钢球落地前瞬间的动能多大？
24. 物体重力势能的表达式为，其中为物体的质量，为物体距离水平地面的高度，取。如图，质量的小球，从桌面上方高的点下落到与桌面相平的点，点离地面的高度。求：
小球从运动到的过程中重力势能的减小量；
小球从运动到的过程中重力做的功；
试说明重力做功和重力势能的关系。
1、 ； 2、 ； 3、 ； 4、 ； 5、 ； 6、 ； 7、 ； 8、 ； 9、 ； 10、 ；
11、跳起 弹性势 机械 ； 12、变大 不做 ； 13、 ； 14、变大；半导体； ； 传播过程中 ； 15、不变或减小；先变大后变小；变大
16、动；重力势；变小
17、可以；；竖直向上做减速运动。
18、答：用力向下；
若乒乓球自由下落，由于空气阻力的作用，乒乓球最终弹回来时的机械能总量会减小，不会回到原来的位置。若要使它高于原来抛出的位置，应通过外力使它一开始就具有较多的机械能，小球此时的机械能大于抛出点的重力势能，弹到原点后仍具有动能，还可以上向运动，故应用力向下抛。
19、答：打开大功率的吸尘器，吸尘器口处的空气流速大，压强小，而较远的一侧相对来说空气流速小，压强大，所以尘土在外侧比较大的压强的作用下被压入吸尘器中，从而将灰尘和垃圾吸入车上的垃圾箱；
一辆清扫车在一条较脏的平直马路上匀速前进，速度不变，实施清扫作业，有垃圾进入清扫车，质量在增加，动能逐渐增大。
20、答：、两个光滑斜面，斜面上的、两点位于同一高度，小球在、两个斜面上运动时，由于不计摩擦，小球的机械能守恒；水平面是粗糙的，小球在水平面上运动时，一部分机械能转化为内能，使得机械能减小，所以小球到达右侧的最高点时的机械能小于点的机械能，即小球上升的高度小于点的高度，不能到达点。
21、解：石材被提升的过程，质量不变，速度不变，动能不变，高度变高，重力势能增大，故机械能增大；
吊机对石材做的功，
吊机对石材做功的功率；
石材静止平放在水平地面时，对地面的压力，
对地面的压强。
答：石材被提升的过程，质量不变，速度不变，动能不变，高度变高，重力势能增大，故机械能增大。
吊机对石材做功的功率为。
石材静止平放在水平地面时，对地面的压强为。
22、解：由题意知，处的机械能为动能与重力势能之和，在处的速度为，动能为，
因此处的机械能等于重力势能，故E；
由题意知，从点下滑到点的过程中，机械能是守恒的，则，
即，所以：；
物体处停止克服摩擦力做功，机械能全部转化为内能，摩擦力做功，
故物体与水平冰面间的摩擦力为：。
答：物体在处的机械能为；
物体滑到处的速度为；
物体与水平面间的摩擦力为。
23、解：
钢球被抛出时的动能：；
钢球被抛出后在下落过程中，其重力所做的功：
；
由题知，钢球被抛出后，在下落过程中重力做功将重力势能转化为动能，
所以，若不计空气阻力，在整个过程中钢球的机械能守恒，钢球增加的动能等于重力所做的功减小的重力势能，
则钢球落地前瞬间的动能：。
答：钢球被抛出时的动能为；
钢球被抛出后在下落过程中，其重力所做功是；
钢球落地前瞬间的动能为。
24、解：以地面为零势能面，小球在点的重力势能：
；
小球在点的重力势能：
；
小球从运动到的过程中重力势能的减小量：
；
小球从运动到的过程中重力做的功：
；
由计算可知，，说明重力做功等于重力势能的变化量。
答：小球从运动到的过程中重力势能的减小量是；
小球从运动到的过程中重力做的功是；
重力做功等于重力势能的变化量