华师大版科学九年级上册 5.4 机械能
一、单选题
1．下列说法正确的是( ).
A．没有做功的物体不具有能 B．静止的物体不具有能
C．具有能的物体一定在做功 D．能够做功的物体一定具有能
【答案】D
【知识点】能量及其存在的不同形式
【解析】【分析】如果一个物体能够做功，那么这个物体就具有能量，据此分析即可。
【解答】A.三楼窗台上摇摇欲坠的花盆并没有做功，但是它一旦落下来就能将地面砸一个坑，即能够对外做功，因此它就具有能量，故A错误；
B.静止的物体没有动能，但是可以有弹性势能和重力势能，故B错误；
C.具有能的物体不一定在做功，故C错误；
D.能够做功的物体一定具有能，故D正确。
故选D。
2．下列物体只具有动能的是（ ）.
A．被运动员举着不动的杠铃 B．沿坡路向上行驶的汽车
C．在水平地面上行驶的汽车 D．站在树上的猴子
【答案】C
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【分析】物体由于运动具有的能叫动能，由于被举高而具有的能叫重力势能，由于发生弹性形变具有的能叫弹性势能，据此分析即可。
【解答】A. 被运动员举着不动的杠铃，不具有动能，但具有重力势能，故A错误；
B.沿坡路向上行驶的汽车，由于运动具有动能，由于位置升高具有重力势能，故B错误；
C. 在水平地面上行驶的汽车，由于运动具有动能，由于高度没有变化，因此不具有重力势能，故C正确；
D. 站在树上的猴子，没有运动不具有动能，由于位置升高而具有重力势能，故D错误。
故选C。
3．2017年5月21日，在长春市举行的国际马拉松比赛中，当运动员加速冲刺时，运动员的 （ ）
A． 动能增大 B．惯性增大
C．所受重力增大 D．运动状态不变
【答案】A
【知识点】惯性；重力的大小；动能的影响因素
【解析】【分析】（1）动能只与物体的质量和速度有关，物体的质量越大，速度越大，那么它的动能越大；
（2）惯性只与物体的质量有关；
（3）根据公式G=mg可知，物体的重力与质量成正比；
（4）运动速度大小和方向不变，叫做运动状态不变。
【解答】A.当运动员加速冲刺时，运动员的质量虽然不变，但是它的速度增大，因此它的动能增大，故A正确；
B.运动员的质量不变，它的惯性不变，故B错误；
C.运动员的质量不变，它的重力不变，故C错误；
D.运动员的速度不断增大，因此它的运动状态改变，故D错误。
故选A。
4．如图所示，小车沿斜面匀速向下运动，在此过程中，小车的动能( ).
A．增加 B．减小 C．不变 D．无法确定
【答案】C
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】动能只与物体的速度和质量有关，速度越大、质量越大，那么它的动能越大，据此分析即可。
【解答】小车沿斜面匀速向下运动，它的质量和速度都保持不变，因此它的动能不变，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
5．质量相等、半径相同的铅球、铁球和铝球，放在同一水平桌面上，它们具有的势能是（ ）.
A．铅球最大 B．铁球最大 C．铝球最大 D．一样大
【答案】D
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】重力势能只与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越大，物体的重力势能越大，据此分析即可。
【解答】三个球的质量相等，且都在同一水平桌面上即高度相等，那么它们的重力势能一样大，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
6．如图所示，在电梯里，一名背书包的学生在随着电梯匀速上升的过程中，以下说法正确的是（ ）.
A．学生的动能转化成重力势能
B．学生的运动状态发生了变化
C．学生对书包做了功
D．学生所受到的重力和她对电梯的压力是一对平衡力
【答案】C
【知识点】平衡力的辨别；力是否做功的判断；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）分析动能和重力势能的大小变化即可；
（2）运动状态的改变包括：①运动方向的改变；②运动速度的改变；
（3）功等于作用在物体上的力和物体在力的方向上通过距离的乘积；
（4）平衡力的四个条件：大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上。
【解答】A.当电梯匀速上升时，学生的质量和速度都不变，因此它的动能不变，那么肯定不是动能转化为重力势能，故A错误；
B.学生跟随电梯向上做匀速直线运动，因此她的运动状态不变，故B错误；
C.学生对书包的支持力竖直向上，而书包在这个方向上通过距离，因此学生对书包做功，故C正确；
D.学生受到的重力和她对电梯的压力，方向都是竖直向下的，因此它们肯定不是平衡力，故D错误。
故选C。
7．俄罗斯车里雅宾斯克州发生天体坠落事件，坠落的陨石与大气剧烈摩擦发出耀眼的白光，如右图所示。若下落过程中不考虑陨石的质量变化，则陨石在空中加速降落时（ ）.
A．重力势能不断减少，动能不断增加，机械能不变
B．重力势能不断增加，动能不断减小，机械能不变
C．重力势能不断增加，动能不断增加，机械能增加
D．重力势能不断减小，动能不断增加，机械能减小
【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）重力势能与质量和高度有关，动能与质量和高度有关；
（2）物体与空气摩擦，对空气做功，将机械能转化为内能，据此分析即可。
【解答】陨石在空中加速降落时，质量不变，速度增大，因此动能增大；高度减小，因此重力势能减小；因为与大气摩擦，所以有机械能转化为内能，那么陨石的机械能减小。
故D正确，而A、B、C错误。
故选D，
8．小明用图示装置探究“动能大小与速度的关系”.下列说法正确的是
A．改变小车质量多次进行试验
B．实验中要尽量保持水平面光滑
C．让同一小车从同一高处由静止开始下滑
D．用木块移动的距离来比较小车动能的大小
【答案】D
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）动能的影响因素是质量和速度，根据控制变量法分析即可；
（2）小车推动木块，而木块克服水平面的摩擦做功，那么木块移动距离的远近将反映小车动能的大小；如果表面光滑，那么小车都会不停运动，无法判断动能大小；
（3）小车到达水平面时的速度由它在斜面上的高度决定，分析要控制的变量即可；
（4）根据上面的分析确定小车动能大小的分析方法。
【解答】A.探究“动能大小与速度的关系”，应该改变速度而控制小车的质量相同，故A错误；
B.在实验中，水平面要保持一定的粗糙程度，不能是光滑的，故B错误；
C.实验中，为了改变小车的速度，因此让小车从斜面上不同高度处开始下滑，故C错误；
D.用木块移动的距离来比较小车动能的大小，故D正确。
故选D。
二、填空题
9．为了更好地保证交通安全,沈阳市交警严查开车打电话、车窗抛物等行为。如果汽车以36 km/h的速度匀速行驶,驾驶员开车时看一眼手机需要3 s,在这段时间内,汽车相当于在无人驾驶状态下行驶 m,容易发生交通事故,从行驶的汽车内向外抛杂物,不但污染环境,还可能由于物体速度较大而具有较大的 能,可能砸伤人,这些都是十分危险的行为。
【答案】30；动(机械)
【知识点】速度公式及其应用；动能和势能的概念
【解析】【分析】（1）已知速度和时间根据公式s=vt计算汽车行驶的距离；
（2）物体由于运动而具有的能量叫动能；动能的大小与速度和质量有关。
【解答】（1）汽车相当于在无人状态下行驶的距离为：s=vt=10m/s×3s=30m；
（2）容易发生交通事故，从行驶的汽车内向外抛杂物,不但污染环境，还可能由于物体速度较大而具有较大的动能。
10．人们常常利用物体具有的各种形式的能。如手表里拧紧的发条具有 ，可以带动小齿轮和指针转动；打桩机举高的锤具有 能，可以完成打桩工作.
【答案】弹性势能；重力势能
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【分析】物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能；由于被举高而具有的能量叫重力势能，据此解答。
【解答】人们常常利用物体具有的各种形式的能。如手表里拧紧的发条具有弹性势能，可以带动小齿轮和指针转动；打桩机举高的锤具有重力势能，可以完成打桩工作.
11．人们常常利用物体具有的各种形式的能来完成某项工作。如机械手表里拧紧的发条具有 能，可以带动小齿轮和指针转动；风具有 能，可以推动帆船航行；打桩机举高的锤具有 能.可以完成打桩工作。
【答案】弹性势能；动；重力势能
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【分析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能；
（2）物体由于运动具有的能量叫动能；
（3）由于被举高而具有的能量叫重力势能，据此解答。
【解答】人们常常利用物体具有的各种形式的能。如手表里拧紧的发条具有弹性势能，可以带动小齿轮和指针转动；风具有动能，可以推动帆船航行；打桩机举高的锤具有重力势能，可以完成打桩工作。
三、解答题
12．在综合实践活动课上,王强同学发现学校运动场地上有若干大小不等的铅球,如图所示。于是他想利用这些器材亲自体验一下“重力势能的大小与哪些因素有关”。
（1）请你帮他设计应如何去做。
（2）说明该实践中怎样判断物体重力势能的大小。
【答案】（1）解：将质量不同的铅球从同一高度释放,落至地面(沙坑);将同一铅球从不同高度释放,落至地面(沙坑)。
（2）解：根据铅球对地面的作用效果(或引起地面形变的大小,或砸出坑的深浅,或对地面做功多少),作用效果越明显(或引起地面形变越大,或砸出的坑越深,或对地面做功越多),物体的重力势能越大。反之,重力势能越小。
【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；根据控制变量法的要求，探究重力势能和质量的关系时，需要保持下落高度相同而改变质量；探究重力势能和高度的关系时，需要保持质量相同而改变高度，据此设计实验步骤；
（2）铅球撞击地面或沙坑时，肯定会对它们造成一定程度的破坏，可以根据地面形变程度的大小或沙坑的深浅来判断重力势能的大小。
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一、单选题
1．下列说法正确的是( ).
A．没有做功的物体不具有能 B．静止的物体不具有能
C．具有能的物体一定在做功 D．能够做功的物体一定具有能
2．下列物体只具有动能的是（ ）.
A．被运动员举着不动的杠铃 B．沿坡路向上行驶的汽车
C．在水平地面上行驶的汽车 D．站在树上的猴子
3．2017年5月21日，在长春市举行的国际马拉松比赛中，当运动员加速冲刺时，运动员的 （ ）
A． 动能增大 B．惯性增大
C．所受重力增大 D．运动状态不变
4．如图所示，小车沿斜面匀速向下运动，在此过程中，小车的动能( ).
A．增加 B．减小 C．不变 D．无法确定
5．质量相等、半径相同的铅球、铁球和铝球，放在同一水平桌面上，它们具有的势能是（ ）.
A．铅球最大 B．铁球最大 C．铝球最大 D．一样大
6．如图所示，在电梯里，一名背书包的学生在随着电梯匀速上升的过程中，以下说法正确的是（ ）.
A．学生的动能转化成重力势能
B．学生的运动状态发生了变化
C．学生对书包做了功
D．学生所受到的重力和她对电梯的压力是一对平衡力
7．俄罗斯车里雅宾斯克州发生天体坠落事件，坠落的陨石与大气剧烈摩擦发出耀眼的白光，如右图所示。若下落过程中不考虑陨石的质量变化，则陨石在空中加速降落时（ ）.
A．重力势能不断减少，动能不断增加，机械能不变
B．重力势能不断增加，动能不断减小，机械能不变
C．重力势能不断增加，动能不断增加，机械能增加
D．重力势能不断减小，动能不断增加，机械能减小
8．小明用图示装置探究“动能大小与速度的关系”.下列说法正确的是
A．改变小车质量多次进行试验
B．实验中要尽量保持水平面光滑
C．让同一小车从同一高处由静止开始下滑
D．用木块移动的距离来比较小车动能的大小
二、填空题
9．为了更好地保证交通安全,沈阳市交警严查开车打电话、车窗抛物等行为。如果汽车以36 km/h的速度匀速行驶,驾驶员开车时看一眼手机需要3 s,在这段时间内,汽车相当于在无人驾驶状态下行驶 m,容易发生交通事故,从行驶的汽车内向外抛杂物,不但污染环境,还可能由于物体速度较大而具有较大的 能,可能砸伤人,这些都是十分危险的行为。
10．人们常常利用物体具有的各种形式的能。如手表里拧紧的发条具有 ，可以带动小齿轮和指针转动；打桩机举高的锤具有 能，可以完成打桩工作.
11．人们常常利用物体具有的各种形式的能来完成某项工作。如机械手表里拧紧的发条具有 能，可以带动小齿轮和指针转动；风具有 能，可以推动帆船航行；打桩机举高的锤具有 能.可以完成打桩工作。
三、解答题
12．在综合实践活动课上,王强同学发现学校运动场地上有若干大小不等的铅球,如图所示。于是他想利用这些器材亲自体验一下“重力势能的大小与哪些因素有关”。
（1）请你帮他设计应如何去做。
（2）说明该实践中怎样判断物体重力势能的大小。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】能量及其存在的不同形式
【解析】【分析】如果一个物体能够做功，那么这个物体就具有能量，据此分析即可。
【解答】A.三楼窗台上摇摇欲坠的花盆并没有做功，但是它一旦落下来就能将地面砸一个坑，即能够对外做功，因此它就具有能量，故A错误；
B.静止的物体没有动能，但是可以有弹性势能和重力势能，故B错误；
C.具有能的物体不一定在做功，故C错误；
D.能够做功的物体一定具有能，故D正确。
故选D。
2．【答案】C
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【分析】物体由于运动具有的能叫动能，由于被举高而具有的能叫重力势能，由于发生弹性形变具有的能叫弹性势能，据此分析即可。
【解答】A. 被运动员举着不动的杠铃，不具有动能，但具有重力势能，故A错误；
B.沿坡路向上行驶的汽车，由于运动具有动能，由于位置升高具有重力势能，故B错误；
C. 在水平地面上行驶的汽车，由于运动具有动能，由于高度没有变化，因此不具有重力势能，故C正确；
D. 站在树上的猴子，没有运动不具有动能，由于位置升高而具有重力势能，故D错误。
故选C。
3．【答案】A
【知识点】惯性；重力的大小；动能的影响因素
【解析】【分析】（1）动能只与物体的质量和速度有关，物体的质量越大，速度越大，那么它的动能越大；
（2）惯性只与物体的质量有关；
（3）根据公式G=mg可知，物体的重力与质量成正比；
（4）运动速度大小和方向不变，叫做运动状态不变。
【解答】A.当运动员加速冲刺时，运动员的质量虽然不变，但是它的速度增大，因此它的动能增大，故A正确；
B.运动员的质量不变，它的惯性不变，故B错误；
C.运动员的质量不变，它的重力不变，故C错误；
D.运动员的速度不断增大，因此它的运动状态改变，故D错误。
故选A。
4．【答案】C
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】动能只与物体的速度和质量有关，速度越大、质量越大，那么它的动能越大，据此分析即可。
【解答】小车沿斜面匀速向下运动，它的质量和速度都保持不变，因此它的动能不变，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
5．【答案】D
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】重力势能只与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越大，物体的重力势能越大，据此分析即可。
【解答】三个球的质量相等，且都在同一水平桌面上即高度相等，那么它们的重力势能一样大，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
6．【答案】C
【知识点】平衡力的辨别；力是否做功的判断；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）分析动能和重力势能的大小变化即可；
（2）运动状态的改变包括：①运动方向的改变；②运动速度的改变；
（3）功等于作用在物体上的力和物体在力的方向上通过距离的乘积；
（4）平衡力的四个条件：大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上。
【解答】A.当电梯匀速上升时，学生的质量和速度都不变，因此它的动能不变，那么肯定不是动能转化为重力势能，故A错误；
B.学生跟随电梯向上做匀速直线运动，因此她的运动状态不变，故B错误；
C.学生对书包的支持力竖直向上，而书包在这个方向上通过距离，因此学生对书包做功，故C正确；
D.学生受到的重力和她对电梯的压力，方向都是竖直向下的，因此它们肯定不是平衡力，故D错误。
故选C。
7．【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）重力势能与质量和高度有关，动能与质量和高度有关；
（2）物体与空气摩擦，对空气做功，将机械能转化为内能，据此分析即可。
【解答】陨石在空中加速降落时，质量不变，速度增大，因此动能增大；高度减小，因此重力势能减小；因为与大气摩擦，所以有机械能转化为内能，那么陨石的机械能减小。
故D正确，而A、B、C错误。
故选D，
8．【答案】D
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）动能的影响因素是质量和速度，根据控制变量法分析即可；
（2）小车推动木块，而木块克服水平面的摩擦做功，那么木块移动距离的远近将反映小车动能的大小；如果表面光滑，那么小车都会不停运动，无法判断动能大小；
（3）小车到达水平面时的速度由它在斜面上的高度决定，分析要控制的变量即可；
（4）根据上面的分析确定小车动能大小的分析方法。
【解答】A.探究“动能大小与速度的关系”，应该改变速度而控制小车的质量相同，故A错误；
B.在实验中，水平面要保持一定的粗糙程度，不能是光滑的，故B错误；
C.实验中，为了改变小车的速度，因此让小车从斜面上不同高度处开始下滑，故C错误；
D.用木块移动的距离来比较小车动能的大小，故D正确。
故选D。
9．【答案】30；动(机械)
【知识点】速度公式及其应用；动能和势能的概念
【解析】【分析】（1）已知速度和时间根据公式s=vt计算汽车行驶的距离；
（2）物体由于运动而具有的能量叫动能；动能的大小与速度和质量有关。
【解答】（1）汽车相当于在无人状态下行驶的距离为：s=vt=10m/s×3s=30m；
（2）容易发生交通事故，从行驶的汽车内向外抛杂物,不但污染环境，还可能由于物体速度较大而具有较大的动能。
10．【答案】弹性势能；重力势能
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【分析】物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能；由于被举高而具有的能量叫重力势能，据此解答。
【解答】人们常常利用物体具有的各种形式的能。如手表里拧紧的发条具有弹性势能，可以带动小齿轮和指针转动；打桩机举高的锤具有重力势能，可以完成打桩工作.
11．【答案】弹性势能；动；重力势能
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【分析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能；
（2）物体由于运动具有的能量叫动能；
（3）由于被举高而具有的能量叫重力势能，据此解答。
【解答】人们常常利用物体具有的各种形式的能。如手表里拧紧的发条具有弹性势能，可以带动小齿轮和指针转动；风具有动能，可以推动帆船航行；打桩机举高的锤具有重力势能，可以完成打桩工作。
12．【答案】（1）解：将质量不同的铅球从同一高度释放,落至地面(沙坑);将同一铅球从不同高度释放,落至地面(沙坑)。
（2）解：根据铅球对地面的作用效果(或引起地面形变的大小,或砸出坑的深浅,或对地面做功多少),作用效果越明显(或引起地面形变越大,或砸出的坑越深,或对地面做功越多),物体的重力势能越大。反之,重力势能越小。
【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；根据控制变量法的要求，探究重力势能和质量的关系时，需要保持下落高度相同而改变质量；探究重力势能和高度的关系时，需要保持质量相同而改变高度，据此设计实验步骤；
（2）铅球撞击地面或沙坑时，肯定会对它们造成一定程度的破坏，可以根据地面形变程度的大小或沙坑的深浅来判断重力势能的大小。
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