2023-2024 学年 浙教版科学九年级上册 3.2 机械能 同步练习
一、选择题
1．（2023·宁波模拟）“天宫一号”为中国载人航天工程发射的第一个目标飞行器，是中国第一个空间实验室，它绕地球飞行一圈的时间约为90分钟，下列说法中正确的是（ ）
A．从近地点向远地点运动过程中，动能减小，势能增大
B．在真空中绕地球匀速飞行的过程中，“天宫一号”受力平衡
C．在失重状态下，天宫一号不具有惯性
D．“天宫一号”与“神舟飞船”空间交会对接后，两者就不再运动
【答案】A
【知识点】惯性；平衡状态的判断；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】物体动能大小与物体质量、速度大小有关，质量越大，速度越大，动能越大。势能大小与质量、所处高度有关，质量越大，所处高度越大，势能越大。物体在受平衡力的作用下，运动状态不变。
【解答】A.当飞船从近地点向远地点运动过程中，质量不变，所处高度增大，势能增大，但运动的速度减小，动能减小，这一过程中动能转化为了势能，故A正确；
B.在真空中绕地球匀速飞行的过程中，做的是曲线运动，速度的方向时刻在改变，即不是平衡态，所以，受到的不是平衡力，故B错误；
C.惯性是物质的属性，仅与质量有关，任何物体在任何时候都具有惯性，与运动状态无关，故C错误；
D.“天宫一号”与“神舟八号”飞船交会对接成功后，它们的相对位置不变，但仍然围绕地球做曲线运动，故D错误。
故选：A。
2．（2023·绍兴）2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的运载火箭成功发射，进入轨道后天舟六号与我国空间站完成对接形成组合体。下列说法正确的是（ ）
A．加速升空时，天舟六号机械能不变
B．进入轨道后，天舟六号的惯性消失
C．对接靠近时，以”天和”舱为参照物，天舟六号是静止的
D．对接成功后，组合体绕地运行过程中运动状态发生改变
【答案】D
【知识点】参照物及其选择；惯性；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）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；
（2）一切物体都有惯性；
（3）根据参照物的知识判断；
（4）运动状态的改变包括：静止变与运动，运动变静止，速度大小改变或运动方向改变。
【解答】A.加速升空时，天舟六号的质量不变，高度增大，则重力势能增大，质量不变，速度增大，则动能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，它的机械能增大，故A错误；
B.进入轨道后，天舟六号的质量不变，则惯性不变，故B错误；
C.对接靠近时，以”天和”舱为参照物，天舟六号的位置不断改变，则它是运动的，故C错误；
D.对接成功后，组合体绕地运行过程中速度大小和方向不断改变，则运动状态不断改变，故D正确。
故选D。
3．（2023·温州）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（ ）
A．重力势能不同，动能相同 B．重力势能不同，动能不同
C．重力势能相同，动能相同 D．重力势能相同，动能不同
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，结合机械能与内能的转化分析判断。
【解答】甲和乙的高度相同，且滚摆的质量相同，那么二者的重力势能相等，故A、B错误；
在运动过程中，由于摩擦和阻力的存在，会有部分机械能转化为内能，且运动时间越长，机械能损失越多，那么甲的机械能大于乙的机械能。根据“机械能=动能+重力势能”可知，甲的动能大于乙的动能，故C错误，D正确。
故选D。
4．（2023·杭州）小金将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落，不计空气阻力。小球从离开手后到落回手中之前，此过程中能量变化的分析，正确的是（ ）
A．动能先增大后减小 B．势能先减小后增大
C．机械能先减小后增大 D．机械能保持不变
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能等于动能与重力势能之和。
【解答】当小球上升时，高度增大，重力势能增大；速度减小，则动能减小，即将动能转化为重力势能。当小球下降时，高度减小，则重力势能减小；速度增大，则动能增大，即重力势能转化为动能。
因此动能先减小后增大，重力势能先增大后减小，故A、B错误；
由于不计空气阻力，那么机械能没有损失，即机械能保持不变，故C错误，D正确。
故选D。
5．（2023·鹿城模拟）把金属小球放在O处，静止滚下，然后让它沿轨道滚下先后通过轨道上b、c，再通过b，最终恰好落在d处停下如图。观察小球滚动的全过程，下列图像中有关能量随小球位置变化的大致趋势正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【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】物体的机械能由重力势能和动能组成，当除重力外的其它外力不做功时，其机械能大小不变，做负功时，机械能大小减小。
【解答】重力势能大小与重力大小和相对于地面高度有关，当其下滑时，重力势能先变小再变大，再变小后再变大，由于最后高于小于原高度，故重力势能比原高度要小，且不为零，故AB错误；
小球的动能与质量和速度大小有关，故其动能先增大再减小，再增大（c-b此时动能小于第一次经过时的动能），最后上升到最高处减小为零，故D正确。
故答案为：D
6．（2022·萧山模拟）如图所示是蹦床运动员表演的情景，运动员从最低点到取离床的过程中，其动能变化情况是（ ）
A．动能不断减少 B．动能不断增大
C．动能先增大后减小 D．动能先减小后增大
【答案】A
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】动能的大小与自身质量和速度大小有关。
【解答】在最低点上升过程中，一开始弹力大于重力，即人开始加速；后来弹力逐渐减小，减小至与重力相等时，此时速度最大；弹力小于重力时，开始减速。所以动能先增大后减小。
故答案为：C
7．（2023·鹿城模拟）如图是运动场上的物体离手后，在空中飞行时(落地前)动能随时间变化的曲线图。该运动的物体可能是（ ）
A．斜向上抛的铅球
B．静止下落的乒乓球
C．竖直向上垫的排球
D．在地上滚动的足球
【答案】A
【知识点】动能和势能的概念；动能的影响因素
【解析】【解答】物体所具有的动能大小与自身的质量和速度带下均有关。
【分析】从图像可知，其动能先减小后增大；
故B选项的速度逐渐增大，CD选项速度逐渐减小；
A选项中的铅球速度先减小在增大。
故答案为：A
8．（2023·路桥模拟）摸高是篮球选手选拔项目之一，如图是运动员跳起击球的情形，下列判断正确的是（ ）
A．球受到手打击后惯性增大
B．人离地后上升时势能增大
C．挂着静止的球只受重力的作用
D．人上升到达最高点时，受到平衡力的作用
【答案】B
【知识点】惯性；二力平衡的条件及其应用；势能的影响因素
【解析】【分析】物体只有处于静止或者匀速直线运动状态时，受到的力才是平衡力；重力势能大小与物体的质量和高度有关；质量越大，高度越高，重力势能越大。惯性是物质的一种属性，只与质量有关。
【解答】A、球受到打击后质量大小不变，所以惯性不变，故A错误的；
B、人离地后上升时，质量不变但高度增大，所以势能增大，故B正确；
C、挂着静止的球除了受到重力，还受到拉力的作用，故C错误；
D、人上升到达最高点时只受到重力的作用，故D错误.
故选B。
9．（2023九下·龙湾模拟）某跳伞运动员从飞机上跳下，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．OA段：动能增大 B．AB段：势能不变
C．BC段：动能不变 D．CD段：机械能不变
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】动能与质量和速度有关，势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能，结合能量转化的知识判断。
【解答】根据图片可知，OA段速度逐渐增大，则动能增大，故A正确；
AB段速度不变，BC段速度进行，但是高度始终在减小，即重力势能减小，故B、C错误；
CD段速度减小了，动能减小；高度减小了，重力势能减小。根据“机械能=动能+重力势能”可知，机械能减小了，故D错误。
故选A。
10．（2023·衢州模拟）如图所示，图中速度v的方向是某同学在体育中考“原地掷实心球”项目测试中球出手时的飞行方向。从球出手到恰好接触地面的过程中（忽略空气阻力），下列叙述正确的是（ ）
A．球出手时动能最大 B．球出手时重力势能最大
C．球落地时机械能最大 D．球的机械能保持不变
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）重力势能大小的影响因素量、高度。
（2）动能大小的影响因素：质量、速度
（3）（4）不计空气摩擦时，机械能是守恒的。【解答】忽略空气阻力，则整个运动过程中没有机械能损耗，因此球的机械能守恒，故D正确，C错误；
球最高点时高度最大，重力势能最大，故错误；
球的机械能保持不变，而球落地时高度最小，即重力势能最小，那么球的动能最大，故A错误。
故选D。
二、填空题
11．（2023·衢州）小科用如图装置研究动能大小的影响因素。
（1）将质量不同的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小，这样做的目的是为了研究动能大小与 的关系。
（2）木块向前移动一段距离后停止，这一过程中木块的机械能转化为 能。
【答案】（1）质量大小
（2）内
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据题目描述分析哪个因素发生改变即可；
（2）根据能量转化的知识分析解答。
【解答】（1）小钢球从斜面上相同高度滚下，则到达斜面底端时速度相同，只有小球的质量不变，因此是为了研究动能与质量大小的关系；
（2）木块向前移动时，它要克服水平面的阻力做功，将木块的机械能转化为内能。
12．（2022九下·杭州模拟）如图所示，AB为光滑弧形槽，滑槽底部与水平面平滑连接，BC段是粗糙程度相同的平面，CD段是光滑平面，一个质量为m的小球从滑槽A处由静止开始下滑，运动到C处挤压弹簧，D处为弹簧被挤压到最短长度(弹簧能恢复到原来位置，不计碰撞时的能量损失)。第1次反弹后能沿着弧形槽上升到h/2处(不计空气阻力)
（1）小球由A到B的过程中，机械能 (填“守恒”“不守恒”)
（2）整个过程中，小球速度最大值Vmax位于第一次经过 点(填“A、B、C、D”)
（3）小球第一次由B到C的过程中，克服摩擦力做功 (用相应的字母表示)
【答案】（1）守恒
（2）B
（3）mgh/4
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据题意分析从A到B时是否存在能量损失即可；
（2）机械能损耗最少的点小球的动能最大，则速度最大；
（3）小球先后两次到达最高点时的重力势能的差，其实就是小球经过BC段克服阻力做的功，据此分析计算。
【解答】（1）根据题意可知，AB段为光滑的弧形槽，即没有阻力，那么机械能没有损失，则这个过程中机械能守恒；
（2）根据图片可知，从A到B机械能没有损失；从B到C克服摩擦做功，机械能减小；从C到D，小球的机械能转化为弹性势能，那么动能最大的位置就是B点。
（3）根据题意可知，开始时小球的高度为h，两次经过BC段后再次到达的最高点为，
则小球重力势能的减小量恰好等于克服阻力做的功；
即mgh-mg=2WBC；
解得：WBC=。
13．（2023·宁波模拟）在北京冬奥会上，中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。（g取10N/kg）
（1）滑雪板底做得越宽大，在它对雪地的压力一定时，对雪地的压强 。
（2）如图所示，苏翊鸣由A点运动到B点时动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）若滑雪板与雪地的总接触面积为0.4m2，苏翊鸣和滑雪板的总质量为72kg，当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时，对雪地的压强为 Pa。
【答案】（1）越小
（2）减小
（3）1800
【知识点】增大或减小压强的方法；压强的大小及其计算；动能的影响因素
【解析】【分析】本题考查的是减小压强的措施、能量的变化及压强的计算。
（1）根据减小压强的措施进行解答；
（2）根据影响动能大小的因素进行解答；
（3）根据进行计算。
【解答】
（1）减小压强的措施有增大受力面积、减小压力， 滑雪板底做得越宽大，在它对雪地的压力一定时， 增大了受力面积，而减小了对雪地的压强；
（2）在图中从A点到B时，高度增大，速度减小，因此动能减小；
（3）苏翊鸣对雪地的压力为：，
则地雪地上的压强为：。
故答案为：（1）越小；（2）减小；（3）1800。
14．（2023·上城模拟）图甲为玩具“弹跳杆"及组成部件，使用弹跳杆进行弹跳运动时，弹簧从被压缩到最短位置开始将人连同杆竖直向上弹起，直到人和杆到达最高处，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（跳杆、弹簧和脚踏板的质量、弹簧和脚踏板与跳杆间的摩擦力忽略不计）。
（1）a→b的过程中，弹簧的弹力将 (选填“增大”“减小”或“不变”，下同)，小金的机械能将 .
（2）a→c 的过程中，小金的速度将 (选填增大”“减小”“不变”或“先增大后变减小”)
【答案】（1）减小；增大
（2）先增大后减小
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的概念；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】势能分为重力势能和弹性势能；重力势能与高度和质量有关，质量越大，高度越高，重力势能越大；动能和质量和速度有关，质量越大，速度越快，动能越大；弹性势能和形变量有关，形变量越大，弹性势能越大；
【解答】（1）弹簧的弹力和形变量有关，形变量越大，弹簧的弹力越大，所以a→b的过程中，弹簧的弹力将减小；a→b的过程中，弹簧的弹性势能转化为人的机械能，所以小金的机械能增加；
（2）a到b的过程中，人受到弹力大于重力，合力方向向上，与运动方向相同，所以人增速，在b到c的过程中，弹簧被拉长，人受到向下的弹力和重力，与运动方向相反，所以做减速，因此a→c 的过程中，小金的速度将先增大后减小 ；
故答案为：（1）减小、增大（2） 先增大后减小
15．（2023·浙江模拟）冬奥会在北京举办，让更多群众喜爱上冰雪运动。图甲是某滑雪运动员比赛时的运动轨迹，图乙是运动员比赛时所用的滑雪板。请回答问题：
（1）滑雪板设计得又宽又大是为了 压强。
（2）运动员从A点运动到B点，重力势能较大的在 点，在空中C点时，他受到的重力方向是 。
【答案】（1）减小
（2）A；竖直向下
【知识点】重力及其方向；增大或减小压强的方法；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）减小压强的方法；①减小压力；②增大受力面积；
（2）重力势能大小与物体的质量和高度有关。根据重力方向的知识解答。
【解答】（1）滑雪板设计得又宽又大是为了通过增大受力面积的方式减小压强；
（2）运动员从A点运动到B点，因为A点更高，因此重力势能较大的在A点。在空中C点时，他受到的重力方向是竖直向下的。
三、实验探究题
16．（2023·金华模拟）为研究动能大小的影响因素有哪些，小明进行了如下实验：
Ⅰ.取一根塑料管，沿中间轴均匀地切成两个半凹型的塑料管；
Ⅱ.将两根半凹型的塑料管连接起来，如图所示，塑料管外标上刻度；
Ⅲ.将一颗钢珠从管口静止释放，观察并记录钢珠推动木块的距离。
（1）实验中是通过 来判断钢珠的动能大小；
（2）用半凹型的塑料管代替书本上的斜面进行实验，其好处是 ；
（3）小明用不同质量的小球在斜面上不同高度下滑，并记录木块距离，数据如表：
组别 1 2 3 4 5 6
小球质量/克 1 2 5 5 5 20
小球下滑高度/厘米 10 10 10 20 30 5
木块移动距离/厘米 2 4 10 20 30 ？
①根据1、2、3组实验得到的结论是： 。
②根据表中数据，推测第6组时，木块移动的距离应为 厘米。
【答案】（1）木块移动的距离
（2）便于控制小球的运动方向
（3）小球速度一定时，动能大小与小球质量成正比；20
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】本题考查的是探究影响动能的因素。
（1）钢珠动能大小不能直接观察，而是通过钢珠推动木块运动距离来反映；
（2）根据控制变量法分析；
（3）根据表格中的数据分析木块移动的距离与小球下滑的高度、小球的质量的关系，然后得出答案。
【解答】
（1）根据转换法可知，实验中通过钢珠推动木块运动距离来反映动能的大小；
（2）研究动能大小的影响因素有哪些时，用半凹型的塑料管代替书本上的斜面进行实验，其好处是便于控制小球的运动方向，即让小球准确撞击木块；
（3）分析第1、2两次实验数据可知，小球释放的高度相同，小球的质量变为原来的2.5倍，木块移动的距离变为原来的2.5倍；分析第2、3两次实验数据可知，小球的质量不变，释放的高度变为原来的2倍，木块移动的距离变为原来的2倍；说明小球速度一定时，动能大小与小球质量成正比；第5组实验数据相对于第1组实验数据，下滑的高度变为原来的一半，则木块移动的距离变为原来的倍，质量变为原来的10倍，所以第5组实验时纸盒移动的距离应为4cm×5=20cm。
故答案为：（1）木块移动的距离；（2）便于控制小球的运动方向；（3）小球速度一定时，动能大小与小球质量成正比；20。
17．（2023·慈溪模拟）雨滴落在裸露的土壤上，使部分土粒飞溅而造成侵蚀。若雨滴落在草本植物上，经叶片遮挡，在叶片上短暂停留后沿叶片滴落，该过程会改变落地雨滴的直径等因素而改变落地时的动能，从而改变对土壤的侵蚀程度。某科研小组为研究草本植物的茎高和叶片面积大小对雨滴经叶片遮挡后直径的影响，取茎高和叶片面积不同的植株，按如图装置进行9组实验：
①取茎高为10厘米、叶片面积为16厘米2的植株放入装置，雨滴下落经植株叶片遮挡后洒落在底盘上，按一定方法测得经叶片遮挡后雨滴平均直径。
②换用其它植株，重复上述实验，记录并整理数据如表。
组别 1 2 3 4 5 6 7 8 9
叶片平均面积（厘米2） 1.6 3.2 4.7
茎高（厘米） 10 20 30 10 20 30 10 20 30
经叶片遮挡后雨滴平均直径（毫米） 2.38 2.48 2.55 2.55 2.67 2.72 2.65 2.76 2.82
（1）将茎高为10厘米的植株换成20厘米的植株进行实验时，应如何调节升降杆高度？
（2）分析表中数据，判断经植株叶片遮挡后的雨滴平均直径受哪个因素影响更大，并在上表9组中选择3组（用组别序号表示）作为证据。
（3）结合实验结果和能量知识，解释“草本植物茎高越小、叶片面积越小，雨滴经其遮挡后对土壤的侵蚀程度也越小”的原因。
【答案】（1）升高10厘米。
（2）叶片面积影响大。1、2、4.
（3）草本植物茎高越小、叶片面积越小，经叶片遮挡后的雨滴直径越小、质量越小、高度越小，其重力势能越小，滴落到地面的动能也越小，对土壤的侵蚀程度也越小
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】
对照组实验中应注意控制变量的原则。
【解答】
（1）将茎高为10厘米的植株换成20厘米的植株进行实验时，研究的是经叶片遮挡后雨滴平均直径与植株茎高的关系，应控制雨滴发生器与叶片的高度不变，故答案为“升高10厘米”。
（2）根据实验1和2可知，当茎高增大一倍时，雨滴平均直径增大2.48-2.38=0.1毫米；根据实验1和4可知，当叶片平均面积增大一倍，雨滴平均直径增大2.55-2.38=0.17毫米，所以叶片面积对雨滴平均直径影响更大。
（3）从雨滴直径大小、质量分析雨滴的重力势能与落地时的动能，从而判断雨滴对土壤的侵蚀程度。
18．（2023·舟山模拟）为了探究物体重力势能大小与什么因素有关，小舟和小波进行了如下实验。实验过程中不计空气阻力和碰撞过程中的能量损失。首先选择三个质量分别为m1、m2、m3物块（），和一个木桩；小启舟先将木桩固定在沙地上，小波将质量为m1、m3的物块从同一高度自由下落，观察沙地上的木桩下陷深度如图a、c所示。再将质量为m2的物块选择更高的位置自由下落观察木桩下陷深度如图b所示。
（1）本实验用到的探究方法有 （写出两个）；
（2）用W表示木桩在沙地里克服阻力做功的总和，三实验中分别记为W1、W2和W3，则它们的大小关系是 ；
（3）若物块下落的时候分为加速和减速两个阶段，请在答题卷上画出b组物块下落时重力势能EP随时间t的变化图（不计物块厚度且物体在沙地表面的重力势能为零）。
【答案】（1）控制变量法和转换法
（2）W2>W3>W1
（3）
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）探究某个因素对物理量的影响时，必须控制其它因素相同，这就是控制变量法。物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
（2）根据W=fs分析克服阻力做功的大小关系；
（3）根据物块重力势能随之间的变化量画图。
【解答】（1）探究重力势能的大小与质量的关系时，控制高度相同，则实验中采用的是控制变量法；实验中通过木桩下陷的深度来反映重力势能的大小，采用的是转换法；
（2）由图可知，b下陷的深度最大，c、a次之，hb>hc>ha。由于木桩下陷过程中受到的阻力相同，根据W=fs可知，克服阻力做功W2＞W3＞W1；
（3）在物块接触木桩前，它只受重力作用，合力向下，做加速运动，即在相同的时间内减小的重力势能越来越快。当接触木桩后，由于受到阻力作用，因此合力越来越小，即相同时间内减小的重力势能越来越慢，如下图所示：
四、解答题
19．（2023七下·东阳期末）城市清洁离不开环卫工人们的辛苦付出。如图，洒水车某次在平直的道路上以15千米/时的速度匀速行驶，进行洒水作业。洒水车的部分参数如下表所示。
项目 数值
空载质量（吨） 2.4
满载装水量（吨） 20
满载时车轮与水平地面接触总面积（米2） 0.4
正常洒水流量（吨/时） 50
（1）若洒水车满载并按正常洒水流量洒水，最多可连续喷洒多少路程？
（2）求洒水车满载时，停在水平地面上对地面的压强。
【答案】（1）解：洒水时间
本次洒水的路程为：s=vt=15km/h×0.4h=6km；
答：最多可连续喷洒 6km；
（2）解：洒水车满载时的总质量为：m=2.4t+20t=22.4t=22400kg，
洒水车满载时对水平面的压力为：F=G=mg=22400kg×10N/kg=2.24×105N，
洒水车满载时，停在水平地面上对地面的压强：
。
答：洒水车满载时，停在水平地面上对地面的压强为 5.6×105Pa。
【知识点】速度公式及其应用；压强的大小及其计算；动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【分析】(1)由表格数据知：满载装水量为20t，正常洒水流量50t/h，算出洒水时间，根据v=算出它在本次洒水的路程；
(2)算出洒水车满载时的总质量，根据G=mg算出洒水车满载时对水平面的压力，根据压强公式p=求出洒水车满载时，停在水平地面上对地面的压强；
20．（2023·宁波模拟）在追踪云南大象北迁路上有一只特殊的队伍，他就是云南省森林消防总队的“无人机侦察小组”。队里12架无人机实行24 h不间断飞行，确保大象始终在监测范围内，掌握大象的实时动态。
机身质量/ kg 2.4 四脚着地总面积/cm2 10
电池最大容量/J 36000 最大水平速度/m·s-1 8
机身尺寸/mm 400×300×200 最大上升速度/ m·s-1 4
（1）无人机起飞时，增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，无人机就会.上升，这是因为力的作用是 的；匀速上升的过程中机械能 (填“变大”“变小”或“不变”)。
（2）如图所示的无人机，起飞前要将其放在水平地面上，则它对地面产生的压强多大
（3）若此无人机的最大飞行高度为2000 m，则从起飞至最大高度至少需要多久
【答案】（1）相互；变大
（2）G=mg=2.4 kg×10 N/kg=24 N
答：静止在地面上时对地面的压强为2.4×104Pa
（3）
答：从起飞至最高处至少需要500 s.
【知识点】速度公式及其应用；压强的大小及其计算；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据力的作用的相互性分析解答。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。
（2）首先根据F=G=mg计算无人机对地面的压力，再根据公式 计算无人机对地面的压强。
（3）根据公式 计算无人机的飞行时间。
【解答】（1）无人机起飞时，增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，无人机就会上升，这是因为力的作用是相互的。匀速上升的过程中，质量不变、速度不变，则动能不变；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，无人机的机械能变大。
21．（2023九下·庆元模拟）避险车道是与公路主干道相连的一条距离很短的分岔专用车道，供速度失控车辆安全减速，一般设置在长陡坡下坡的拐弯处，保证驾驶员能看到。这种车道一般长度在50-100米，有一定的坡度，路面上铺着疏松的石子、沙土层，两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来。避险车道很大程度上解决了汽车刹车失灵时的安全隐患，请分析避险车道设置所包含的科学原理。
【答案】①避险车道设置在下坡拐弯处的右边，是利用光的直线传播，便于司机看到，有充足的反应时间，能做出合理判断；
②避险车道有一定坡度是为了汽车上坡时，动能转化为重力势能，使汽车的速度减小，便于汽车停下来；
③铺上疏松的碎石、沙土可增大摩擦力，使机械能转化为内能，让汽车减速；
④废旧轮胎和防撞桶的作用是在撞击的过程中起缓冲作用，将机械能转化为弹性势能，汽车的速度减小，使车减速停下。
【知识点】光的直线传播及应用；影响摩擦力大小的因素；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】①可从光的直线传播的角度分析避险车道设置再拐弯处的右边的原因；
②根据动能和重力势能的转化分析利用上坡减速的原因；
③根据影响摩擦力的因素分析碎石和沙土的原因；
④根据弹性形变的知识分析轮胎和防撞桶的用途。
【解答】①避险车道设置在下坡拐弯处的右边，是利用光的直线传播，便于司机看到，有充足的反应时间，能做出合理判断；
②避险车道有一定坡度是为了汽车上坡时，动能转化为重力势能，使汽车的速度减小，便于汽车停下来；
③铺上疏松的碎石、沙土可增大摩擦力，使机械能转化为内能，让汽车减速；
④废旧轮胎和防撞桶的作用是在撞击的过程中起缓冲作用，将机械能转化为弹性势能，汽车的速度减小，使车减速停下。
1 / 12023-2024 学年 浙教版科学九年级上册 3.2 机械能 同步练习
一、选择题
1．（2023·宁波模拟）“天宫一号”为中国载人航天工程发射的第一个目标飞行器，是中国第一个空间实验室，它绕地球飞行一圈的时间约为90分钟，下列说法中正确的是（ ）
A．从近地点向远地点运动过程中，动能减小，势能增大
B．在真空中绕地球匀速飞行的过程中，“天宫一号”受力平衡
C．在失重状态下，天宫一号不具有惯性
D．“天宫一号”与“神舟飞船”空间交会对接后，两者就不再运动
2．（2023·绍兴）2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的运载火箭成功发射，进入轨道后天舟六号与我国空间站完成对接形成组合体。下列说法正确的是（ ）
A．加速升空时，天舟六号机械能不变
B．进入轨道后，天舟六号的惯性消失
C．对接靠近时，以”天和”舱为参照物，天舟六号是静止的
D．对接成功后，组合体绕地运行过程中运动状态发生改变
3．（2023·温州）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（ ）
A．重力势能不同，动能相同 B．重力势能不同，动能不同
C．重力势能相同，动能相同 D．重力势能相同，动能不同
4．（2023·杭州）小金将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落，不计空气阻力。小球从离开手后到落回手中之前，此过程中能量变化的分析，正确的是（ ）
A．动能先增大后减小 B．势能先减小后增大
C．机械能先减小后增大 D．机械能保持不变
5．（2023·鹿城模拟）把金属小球放在O处，静止滚下，然后让它沿轨道滚下先后通过轨道上b、c，再通过b，最终恰好落在d处停下如图。观察小球滚动的全过程，下列图像中有关能量随小球位置变化的大致趋势正确的是（ ）
A． B．
C． D．
6．（2022·萧山模拟）如图所示是蹦床运动员表演的情景，运动员从最低点到取离床的过程中，其动能变化情况是（ ）
A．动能不断减少 B．动能不断增大
C．动能先增大后减小 D．动能先减小后增大
7．（2023·鹿城模拟）如图是运动场上的物体离手后，在空中飞行时(落地前)动能随时间变化的曲线图。该运动的物体可能是（ ）
A．斜向上抛的铅球
B．静止下落的乒乓球
C．竖直向上垫的排球
D．在地上滚动的足球
8．（2023·路桥模拟）摸高是篮球选手选拔项目之一，如图是运动员跳起击球的情形，下列判断正确的是（ ）
A．球受到手打击后惯性增大
B．人离地后上升时势能增大
C．挂着静止的球只受重力的作用
D．人上升到达最高点时，受到平衡力的作用
9．（2023九下·龙湾模拟）某跳伞运动员从飞机上跳下，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．OA段：动能增大 B．AB段：势能不变
C．BC段：动能不变 D．CD段：机械能不变
10．（2023·衢州模拟）如图所示，图中速度v的方向是某同学在体育中考“原地掷实心球”项目测试中球出手时的飞行方向。从球出手到恰好接触地面的过程中（忽略空气阻力），下列叙述正确的是（ ）
A．球出手时动能最大 B．球出手时重力势能最大
C．球落地时机械能最大 D．球的机械能保持不变
二、填空题
11．（2023·衢州）小科用如图装置研究动能大小的影响因素。
（1）将质量不同的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小，这样做的目的是为了研究动能大小与 的关系。
（2）木块向前移动一段距离后停止，这一过程中木块的机械能转化为 能。
12．（2022九下·杭州模拟）如图所示，AB为光滑弧形槽，滑槽底部与水平面平滑连接，BC段是粗糙程度相同的平面，CD段是光滑平面，一个质量为m的小球从滑槽A处由静止开始下滑，运动到C处挤压弹簧，D处为弹簧被挤压到最短长度(弹簧能恢复到原来位置，不计碰撞时的能量损失)。第1次反弹后能沿着弧形槽上升到h/2处(不计空气阻力)
（1）小球由A到B的过程中，机械能 (填“守恒”“不守恒”)
（2）整个过程中，小球速度最大值Vmax位于第一次经过 点(填“A、B、C、D”)
（3）小球第一次由B到C的过程中，克服摩擦力做功 (用相应的字母表示)
13．（2023·宁波模拟）在北京冬奥会上，中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。（g取10N/kg）
（1）滑雪板底做得越宽大，在它对雪地的压力一定时，对雪地的压强 。
（2）如图所示，苏翊鸣由A点运动到B点时动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）若滑雪板与雪地的总接触面积为0.4m2，苏翊鸣和滑雪板的总质量为72kg，当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时，对雪地的压强为 Pa。
14．（2023·上城模拟）图甲为玩具“弹跳杆"及组成部件，使用弹跳杆进行弹跳运动时，弹簧从被压缩到最短位置开始将人连同杆竖直向上弹起，直到人和杆到达最高处，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（跳杆、弹簧和脚踏板的质量、弹簧和脚踏板与跳杆间的摩擦力忽略不计）。
（1）a→b的过程中，弹簧的弹力将 (选填“增大”“减小”或“不变”，下同)，小金的机械能将 .
（2）a→c 的过程中，小金的速度将 (选填增大”“减小”“不变”或“先增大后变减小”)
15．（2023·浙江模拟）冬奥会在北京举办，让更多群众喜爱上冰雪运动。图甲是某滑雪运动员比赛时的运动轨迹，图乙是运动员比赛时所用的滑雪板。请回答问题：
（1）滑雪板设计得又宽又大是为了 压强。
（2）运动员从A点运动到B点，重力势能较大的在 点，在空中C点时，他受到的重力方向是 。
三、实验探究题
16．（2023·金华模拟）为研究动能大小的影响因素有哪些，小明进行了如下实验：
Ⅰ.取一根塑料管，沿中间轴均匀地切成两个半凹型的塑料管；
Ⅱ.将两根半凹型的塑料管连接起来，如图所示，塑料管外标上刻度；
Ⅲ.将一颗钢珠从管口静止释放，观察并记录钢珠推动木块的距离。
（1）实验中是通过 来判断钢珠的动能大小；
（2）用半凹型的塑料管代替书本上的斜面进行实验，其好处是 ；
（3）小明用不同质量的小球在斜面上不同高度下滑，并记录木块距离，数据如表：
组别 1 2 3 4 5 6
小球质量/克 1 2 5 5 5 20
小球下滑高度/厘米 10 10 10 20 30 5
木块移动距离/厘米 2 4 10 20 30 ？
①根据1、2、3组实验得到的结论是： 。
②根据表中数据，推测第6组时，木块移动的距离应为 厘米。
17．（2023·慈溪模拟）雨滴落在裸露的土壤上，使部分土粒飞溅而造成侵蚀。若雨滴落在草本植物上，经叶片遮挡，在叶片上短暂停留后沿叶片滴落，该过程会改变落地雨滴的直径等因素而改变落地时的动能，从而改变对土壤的侵蚀程度。某科研小组为研究草本植物的茎高和叶片面积大小对雨滴经叶片遮挡后直径的影响，取茎高和叶片面积不同的植株，按如图装置进行9组实验：
①取茎高为10厘米、叶片面积为16厘米2的植株放入装置，雨滴下落经植株叶片遮挡后洒落在底盘上，按一定方法测得经叶片遮挡后雨滴平均直径。
②换用其它植株，重复上述实验，记录并整理数据如表。
组别 1 2 3 4 5 6 7 8 9
叶片平均面积（厘米2） 1.6 3.2 4.7
茎高（厘米） 10 20 30 10 20 30 10 20 30
经叶片遮挡后雨滴平均直径（毫米） 2.38 2.48 2.55 2.55 2.67 2.72 2.65 2.76 2.82
（1）将茎高为10厘米的植株换成20厘米的植株进行实验时，应如何调节升降杆高度？
（2）分析表中数据，判断经植株叶片遮挡后的雨滴平均直径受哪个因素影响更大，并在上表9组中选择3组（用组别序号表示）作为证据。
（3）结合实验结果和能量知识，解释“草本植物茎高越小、叶片面积越小，雨滴经其遮挡后对土壤的侵蚀程度也越小”的原因。
18．（2023·舟山模拟）为了探究物体重力势能大小与什么因素有关，小舟和小波进行了如下实验。实验过程中不计空气阻力和碰撞过程中的能量损失。首先选择三个质量分别为m1、m2、m3物块（），和一个木桩；小启舟先将木桩固定在沙地上，小波将质量为m1、m3的物块从同一高度自由下落，观察沙地上的木桩下陷深度如图a、c所示。再将质量为m2的物块选择更高的位置自由下落观察木桩下陷深度如图b所示。
（1）本实验用到的探究方法有 （写出两个）；
（2）用W表示木桩在沙地里克服阻力做功的总和，三实验中分别记为W1、W2和W3，则它们的大小关系是 ；
（3）若物块下落的时候分为加速和减速两个阶段，请在答题卷上画出b组物块下落时重力势能EP随时间t的变化图（不计物块厚度且物体在沙地表面的重力势能为零）。
四、解答题
19．（2023七下·东阳期末）城市清洁离不开环卫工人们的辛苦付出。如图，洒水车某次在平直的道路上以15千米/时的速度匀速行驶，进行洒水作业。洒水车的部分参数如下表所示。
项目 数值
空载质量（吨） 2.4
满载装水量（吨） 20
满载时车轮与水平地面接触总面积（米2） 0.4
正常洒水流量（吨/时） 50
（1）若洒水车满载并按正常洒水流量洒水，最多可连续喷洒多少路程？
（2）求洒水车满载时，停在水平地面上对地面的压强。
20．（2023·宁波模拟）在追踪云南大象北迁路上有一只特殊的队伍，他就是云南省森林消防总队的“无人机侦察小组”。队里12架无人机实行24 h不间断飞行，确保大象始终在监测范围内，掌握大象的实时动态。
机身质量/ kg 2.4 四脚着地总面积/cm2 10
电池最大容量/J 36000 最大水平速度/m·s-1 8
机身尺寸/mm 400×300×200 最大上升速度/ m·s-1 4
（1）无人机起飞时，增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，无人机就会.上升，这是因为力的作用是 的；匀速上升的过程中机械能 (填“变大”“变小”或“不变”)。
（2）如图所示的无人机，起飞前要将其放在水平地面上，则它对地面产生的压强多大
（3）若此无人机的最大飞行高度为2000 m，则从起飞至最大高度至少需要多久
21．（2023九下·庆元模拟）避险车道是与公路主干道相连的一条距离很短的分岔专用车道，供速度失控车辆安全减速，一般设置在长陡坡下坡的拐弯处，保证驾驶员能看到。这种车道一般长度在50-100米，有一定的坡度，路面上铺着疏松的石子、沙土层，两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来。避险车道很大程度上解决了汽车刹车失灵时的安全隐患，请分析避险车道设置所包含的科学原理。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】惯性；平衡状态的判断；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】物体动能大小与物体质量、速度大小有关，质量越大，速度越大，动能越大。势能大小与质量、所处高度有关，质量越大，所处高度越大，势能越大。物体在受平衡力的作用下，运动状态不变。
【解答】A.当飞船从近地点向远地点运动过程中，质量不变，所处高度增大，势能增大，但运动的速度减小，动能减小，这一过程中动能转化为了势能，故A正确；
B.在真空中绕地球匀速飞行的过程中，做的是曲线运动，速度的方向时刻在改变，即不是平衡态，所以，受到的不是平衡力，故B错误；
C.惯性是物质的属性，仅与质量有关，任何物体在任何时候都具有惯性，与运动状态无关，故C错误；
D.“天宫一号”与“神舟八号”飞船交会对接成功后，它们的相对位置不变，但仍然围绕地球做曲线运动，故D错误。
故选：A。
2．【答案】D
【知识点】参照物及其选择；惯性；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）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；
（2）一切物体都有惯性；
（3）根据参照物的知识判断；
（4）运动状态的改变包括：静止变与运动，运动变静止，速度大小改变或运动方向改变。
【解答】A.加速升空时，天舟六号的质量不变，高度增大，则重力势能增大，质量不变，速度增大，则动能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，它的机械能增大，故A错误；
B.进入轨道后，天舟六号的质量不变，则惯性不变，故B错误；
C.对接靠近时，以”天和”舱为参照物，天舟六号的位置不断改变，则它是运动的，故C错误；
D.对接成功后，组合体绕地运行过程中速度大小和方向不断改变，则运动状态不断改变，故D正确。
故选D。
3．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，结合机械能与内能的转化分析判断。
【解答】甲和乙的高度相同，且滚摆的质量相同，那么二者的重力势能相等，故A、B错误；
在运动过程中，由于摩擦和阻力的存在，会有部分机械能转化为内能，且运动时间越长，机械能损失越多，那么甲的机械能大于乙的机械能。根据“机械能=动能+重力势能”可知，甲的动能大于乙的动能，故C错误，D正确。
故选D。
4．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能等于动能与重力势能之和。
【解答】当小球上升时，高度增大，重力势能增大；速度减小，则动能减小，即将动能转化为重力势能。当小球下降时，高度减小，则重力势能减小；速度增大，则动能增大，即重力势能转化为动能。
因此动能先减小后增大，重力势能先增大后减小，故A、B错误；
由于不计空气阻力，那么机械能没有损失，即机械能保持不变，故C错误，D正确。
故选D。
5．【答案】D
【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】物体的机械能由重力势能和动能组成，当除重力外的其它外力不做功时，其机械能大小不变，做负功时，机械能大小减小。
【解答】重力势能大小与重力大小和相对于地面高度有关，当其下滑时，重力势能先变小再变大，再变小后再变大，由于最后高于小于原高度，故重力势能比原高度要小，且不为零，故AB错误；
小球的动能与质量和速度大小有关，故其动能先增大再减小，再增大（c-b此时动能小于第一次经过时的动能），最后上升到最高处减小为零，故D正确。
故答案为：D
6．【答案】A
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】动能的大小与自身质量和速度大小有关。
【解答】在最低点上升过程中，一开始弹力大于重力，即人开始加速；后来弹力逐渐减小，减小至与重力相等时，此时速度最大；弹力小于重力时，开始减速。所以动能先增大后减小。
故答案为：C
7．【答案】A
【知识点】动能和势能的概念；动能的影响因素
【解析】【解答】物体所具有的动能大小与自身的质量和速度带下均有关。
【分析】从图像可知，其动能先减小后增大；
故B选项的速度逐渐增大，CD选项速度逐渐减小；
A选项中的铅球速度先减小在增大。
故答案为：A
8．【答案】B
【知识点】惯性；二力平衡的条件及其应用；势能的影响因素
【解析】【分析】物体只有处于静止或者匀速直线运动状态时，受到的力才是平衡力；重力势能大小与物体的质量和高度有关；质量越大，高度越高，重力势能越大。惯性是物质的一种属性，只与质量有关。
【解答】A、球受到打击后质量大小不变，所以惯性不变，故A错误的；
B、人离地后上升时，质量不变但高度增大，所以势能增大，故B正确；
C、挂着静止的球除了受到重力，还受到拉力的作用，故C错误；
D、人上升到达最高点时只受到重力的作用，故D错误.
故选B。
9．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】动能与质量和速度有关，势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能，结合能量转化的知识判断。
【解答】根据图片可知，OA段速度逐渐增大，则动能增大，故A正确；
AB段速度不变，BC段速度进行，但是高度始终在减小，即重力势能减小，故B、C错误；
CD段速度减小了，动能减小；高度减小了，重力势能减小。根据“机械能=动能+重力势能”可知，机械能减小了，故D错误。
故选A。
10．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）重力势能大小的影响因素量、高度。
（2）动能大小的影响因素：质量、速度
（3）（4）不计空气摩擦时，机械能是守恒的。【解答】忽略空气阻力，则整个运动过程中没有机械能损耗，因此球的机械能守恒，故D正确，C错误；
球最高点时高度最大，重力势能最大，故错误；
球的机械能保持不变，而球落地时高度最小，即重力势能最小，那么球的动能最大，故A错误。
故选D。
11．【答案】（1）质量大小
（2）内
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据题目描述分析哪个因素发生改变即可；
（2）根据能量转化的知识分析解答。
【解答】（1）小钢球从斜面上相同高度滚下，则到达斜面底端时速度相同，只有小球的质量不变，因此是为了研究动能与质量大小的关系；
（2）木块向前移动时，它要克服水平面的阻力做功，将木块的机械能转化为内能。
12．【答案】（1）守恒
（2）B
（3）mgh/4
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据题意分析从A到B时是否存在能量损失即可；
（2）机械能损耗最少的点小球的动能最大，则速度最大；
（3）小球先后两次到达最高点时的重力势能的差，其实就是小球经过BC段克服阻力做的功，据此分析计算。
【解答】（1）根据题意可知，AB段为光滑的弧形槽，即没有阻力，那么机械能没有损失，则这个过程中机械能守恒；
（2）根据图片可知，从A到B机械能没有损失；从B到C克服摩擦做功，机械能减小；从C到D，小球的机械能转化为弹性势能，那么动能最大的位置就是B点。
（3）根据题意可知，开始时小球的高度为h，两次经过BC段后再次到达的最高点为，
则小球重力势能的减小量恰好等于克服阻力做的功；
即mgh-mg=2WBC；
解得：WBC=。
13．【答案】（1）越小
（2）减小
（3）1800
【知识点】增大或减小压强的方法；压强的大小及其计算；动能的影响因素
【解析】【分析】本题考查的是减小压强的措施、能量的变化及压强的计算。
（1）根据减小压强的措施进行解答；
（2）根据影响动能大小的因素进行解答；
（3）根据进行计算。
【解答】
（1）减小压强的措施有增大受力面积、减小压力， 滑雪板底做得越宽大，在它对雪地的压力一定时， 增大了受力面积，而减小了对雪地的压强；
（2）在图中从A点到B时，高度增大，速度减小，因此动能减小；
（3）苏翊鸣对雪地的压力为：，
则地雪地上的压强为：。
故答案为：（1）越小；（2）减小；（3）1800。
14．【答案】（1）减小；增大
（2）先增大后减小
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的概念；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】势能分为重力势能和弹性势能；重力势能与高度和质量有关，质量越大，高度越高，重力势能越大；动能和质量和速度有关，质量越大，速度越快，动能越大；弹性势能和形变量有关，形变量越大，弹性势能越大；
【解答】（1）弹簧的弹力和形变量有关，形变量越大，弹簧的弹力越大，所以a→b的过程中，弹簧的弹力将减小；a→b的过程中，弹簧的弹性势能转化为人的机械能，所以小金的机械能增加；
（2）a到b的过程中，人受到弹力大于重力，合力方向向上，与运动方向相同，所以人增速，在b到c的过程中，弹簧被拉长，人受到向下的弹力和重力，与运动方向相反，所以做减速，因此a→c 的过程中，小金的速度将先增大后减小 ；
故答案为：（1）减小、增大（2） 先增大后减小
15．【答案】（1）减小
（2）A；竖直向下
【知识点】重力及其方向；增大或减小压强的方法；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）减小压强的方法；①减小压力；②增大受力面积；
（2）重力势能大小与物体的质量和高度有关。根据重力方向的知识解答。
【解答】（1）滑雪板设计得又宽又大是为了通过增大受力面积的方式减小压强；
（2）运动员从A点运动到B点，因为A点更高，因此重力势能较大的在A点。在空中C点时，他受到的重力方向是竖直向下的。
16．【答案】（1）木块移动的距离
（2）便于控制小球的运动方向
（3）小球速度一定时，动能大小与小球质量成正比；20
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】本题考查的是探究影响动能的因素。
（1）钢珠动能大小不能直接观察，而是通过钢珠推动木块运动距离来反映；
（2）根据控制变量法分析；
（3）根据表格中的数据分析木块移动的距离与小球下滑的高度、小球的质量的关系，然后得出答案。
【解答】
（1）根据转换法可知，实验中通过钢珠推动木块运动距离来反映动能的大小；
（2）研究动能大小的影响因素有哪些时，用半凹型的塑料管代替书本上的斜面进行实验，其好处是便于控制小球的运动方向，即让小球准确撞击木块；
（3）分析第1、2两次实验数据可知，小球释放的高度相同，小球的质量变为原来的2.5倍，木块移动的距离变为原来的2.5倍；分析第2、3两次实验数据可知，小球的质量不变，释放的高度变为原来的2倍，木块移动的距离变为原来的2倍；说明小球速度一定时，动能大小与小球质量成正比；第5组实验数据相对于第1组实验数据，下滑的高度变为原来的一半，则木块移动的距离变为原来的倍，质量变为原来的10倍，所以第5组实验时纸盒移动的距离应为4cm×5=20cm。
故答案为：（1）木块移动的距离；（2）便于控制小球的运动方向；（3）小球速度一定时，动能大小与小球质量成正比；20。
17．【答案】（1）升高10厘米。
（2）叶片面积影响大。1、2、4.
（3）草本植物茎高越小、叶片面积越小，经叶片遮挡后的雨滴直径越小、质量越小、高度越小，其重力势能越小，滴落到地面的动能也越小，对土壤的侵蚀程度也越小
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】
对照组实验中应注意控制变量的原则。
【解答】
（1）将茎高为10厘米的植株换成20厘米的植株进行实验时，研究的是经叶片遮挡后雨滴平均直径与植株茎高的关系，应控制雨滴发生器与叶片的高度不变，故答案为“升高10厘米”。
（2）根据实验1和2可知，当茎高增大一倍时，雨滴平均直径增大2.48-2.38=0.1毫米；根据实验1和4可知，当叶片平均面积增大一倍，雨滴平均直径增大2.55-2.38=0.17毫米，所以叶片面积对雨滴平均直径影响更大。
（3）从雨滴直径大小、质量分析雨滴的重力势能与落地时的动能，从而判断雨滴对土壤的侵蚀程度。
18．【答案】（1）控制变量法和转换法
（2）W2>W3>W1
（3）
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）探究某个因素对物理量的影响时，必须控制其它因素相同，这就是控制变量法。物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
（2）根据W=fs分析克服阻力做功的大小关系；
（3）根据物块重力势能随之间的变化量画图。
【解答】（1）探究重力势能的大小与质量的关系时，控制高度相同，则实验中采用的是控制变量法；实验中通过木桩下陷的深度来反映重力势能的大小，采用的是转换法；
（2）由图可知，b下陷的深度最大，c、a次之，hb>hc>ha。由于木桩下陷过程中受到的阻力相同，根据W=fs可知，克服阻力做功W2＞W3＞W1；
（3）在物块接触木桩前，它只受重力作用，合力向下，做加速运动，即在相同的时间内减小的重力势能越来越快。当接触木桩后，由于受到阻力作用，因此合力越来越小，即相同时间内减小的重力势能越来越慢，如下图所示：
19．【答案】（1）解：洒水时间
本次洒水的路程为：s=vt=15km/h×0.4h=6km；
答：最多可连续喷洒 6km；
（2）解：洒水车满载时的总质量为：m=2.4t+20t=22.4t=22400kg，
洒水车满载时对水平面的压力为：F=G=mg=22400kg×10N/kg=2.24×105N，
洒水车满载时，停在水平地面上对地面的压强：
。
答：洒水车满载时，停在水平地面上对地面的压强为 5.6×105Pa。
【知识点】速度公式及其应用；压强的大小及其计算；动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【分析】(1)由表格数据知：满载装水量为20t，正常洒水流量50t/h，算出洒水时间，根据v=算出它在本次洒水的路程；
(2)算出洒水车满载时的总质量，根据G=mg算出洒水车满载时对水平面的压力，根据压强公式p=求出洒水车满载时，停在水平地面上对地面的压强；
20．【答案】（1）相互；变大
（2）G=mg=2.4 kg×10 N/kg=24 N
答：静止在地面上时对地面的压强为2.4×104Pa
（3）
答：从起飞至最高处至少需要500 s.
【知识点】速度公式及其应用；压强的大小及其计算；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据力的作用的相互性分析解答。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。
（2）首先根据F=G=mg计算无人机对地面的压力，再根据公式 计算无人机对地面的压强。
（3）根据公式 计算无人机的飞行时间。
【解答】（1）无人机起飞时，增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，无人机就会上升，这是因为力的作用是相互的。匀速上升的过程中，质量不变、速度不变，则动能不变；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，无人机的机械能变大。
21．【答案】①避险车道设置在下坡拐弯处的右边，是利用光的直线传播，便于司机看到，有充足的反应时间，能做出合理判断；
②避险车道有一定坡度是为了汽车上坡时，动能转化为重力势能，使汽车的速度减小，便于汽车停下来；
③铺上疏松的碎石、沙土可增大摩擦力，使机械能转化为内能，让汽车减速；
④废旧轮胎和防撞桶的作用是在撞击的过程中起缓冲作用，将机械能转化为弹性势能，汽车的速度减小，使车减速停下。
【知识点】光的直线传播及应用；影响摩擦力大小的因素；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】①可从光的直线传播的角度分析避险车道设置再拐弯处的右边的原因；
②根据动能和重力势能的转化分析利用上坡减速的原因；
③根据影响摩擦力的因素分析碎石和沙土的原因；
④根据弹性形变的知识分析轮胎和防撞桶的用途。
【解答】①避险车道设置在下坡拐弯处的右边，是利用光的直线传播，便于司机看到，有充足的反应时间，能做出合理判断；
②避险车道有一定坡度是为了汽车上坡时，动能转化为重力势能，使汽车的速度减小，便于汽车停下来；
③铺上疏松的碎石、沙土可增大摩擦力，使机械能转化为内能，让汽车减速；
④废旧轮胎和防撞桶的作用是在撞击的过程中起缓冲作用，将机械能转化为弹性势能，汽车的速度减小，使车减速停下。
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