第3章 能量的转化与守恒 学案（含答案）

九年级上册科学第三章能量的转化、机械能及守恒
一、动能
1.物体由于___________而具有的能量叫动能。一切______________的物体都具有动能。分子 _______（填“具有”或“没有”）动能。
2.猜想动能的大小可能与物体的质量和运动的速度有关，设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。
(1)乙图中让不同质量的两个小球从斜面的同一高度自由滚下的目的是使两球到达底部的 相等。
(2)选用图甲探究的是动能与_________的关系，比较分析实验现象，得出的结论 __________________________。
(3)选用图乙探究的是动能与_________的关系，比较分析实验现象，得出的结论是 ______________________________________________________。
(4)物理的研究方法有：等效替代法、类比法、理想实验法等。本实验中运用了两种探究方法，一是控制变量法，如图甲中就是控制了_________________这个变量；二是转换法，就是用____________________来显示小球动能的大小。
(5)实验中若水平面绝对光滑且不考虑空气阻力，能得到结论吗？___________________________。
3.影响动能大小的因素：物体的动能大小跟物体的_____和运动______有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能也越_______。运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越_______。
二、势能
1.物体由于被_____________而具有的能量叫做重力势能。
2.如下图所示是探究物体的重力势能与哪些因素有关的实验。图中 A、B、C 三个铅球从空中自由释放， 陷入沙坑的情况，在此实验中，mA＝mC＝mB/2，陷入沙坑的深度：h1（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过______________________________来反映的。
（2）比较 A、B 两球，发现 B 球陷入沙面深度更大，由此可得出结：当下落高度一定时， _____________________________________________________________。
（3）比较 A、C 两球，发现 C 球陷入沙面深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时， _____________________________________________________________。
3.影响重力势能大小的因素：重力势能的大小与物体的____________和被举高的______________。物体的质量越大，被举得越高，物体具有的重力势能越___________。
4.物体由于发生__________________而具有的能量叫做弹性势能。弹性势能的大小跟物体的____________大小有关，物体的弹性形变越大，弹性势能就越_________。
三、动能和势能的转化（单摆、滚摆、秋千模型）
1.如下图所示，小球从 A 点自由摆动到 C 点的过程，不考虑空气阻力，回答下列问题：
（1）小球从 A 点摆动到 B 点的过程中_____________转化为_____________。
（2）小球摆动到最低点 B 时动能____________（填“最大”或“最小”），小球摆动到C点时动能为___________。
（3）小球在整个过程中的机械能___________（填“守恒”或“不守恒”）。
讨论：①竖直上抛的物体能量变化：
②自由下落的物体能量变化：
③平抛运动物体的能量变化：
2.如图所示是过山车模型，把金属小球放在A点，然后让它自由沿轨道滚下，小球先后经过B、C点，到达D点，已知B点离台面高度为零。
（1）分析小球在各点的具有的能量。①A:____________；②B：______________；
③C：________________；④D____________________。
（2）能量转化。①由 A 到 B：________________转化为___________________；
②由 B 到 D：______________转化为_____________________。
3.总结：动能和势能的相互转化
（1）动能转化为重力势能时，物体的速度不断____________，高度不断___________；重力势能转化为动能时，高度不断____________，速度不断_____________。
（2）动能转化为弹性势能时，物体的速度___________，弹性形变_____________；弹性势能转化为动能时，弹性形变____________，速度______________。
4.机械能守恒
（1）动能和势能之和称为_____________________。
（2）如果只有___________和______________的相互转化，机械能的________________就保持不变， 即机械能守恒。
5.在机械能守恒中，物体只受_____力和_____力作用；在动能和势能的相互转化过程中，如果受到____________，则会有部分的机械能转化为__________，机械能的总量减少。
6、小球弹簧、蹦床模型，蹦极、跳板、抛物运动等
【例1】如图所示的情景是一种游戏，叫做蹦极。游戏者将一根有弹性的绳子系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。图中a点是弹性绳子自然下垂时绳下端的位置，c点是游戏者所到达的最低点。对于游戏者离开跳台至最低点的过程，下列说法中正确的是（　　）
A. 游戏者的动能一直在增加
B. 游戏者减少的重力势能全部转化为动能
C. 游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能
D. 游戏者达到c点时，他的动能最大 育
其实要真正理解整个过程也不是很难。关键是对游戏者下落的过程进行分阶段分析。而下落过程中需要补充一个上图中没有的点。b点，我们称之为临界点。这个点是绳子对游戏者的拉力和游戏者的重力相同的点。在这个点的上下，游戏者的受力，运动速度，能量的转化都会发生很大变化。具体变化请参看下图分解：
例1（2021·浙江九年级专题练习）乒乓球发球机在同一高度以相同的速度朝不同方向分别发出a、b、c 三个完全一样的球（如图所示），若不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A．三个小球到达水平桌面时速度不相同
B．三个小球在空中的运动过程中势能先增大后减小
C．三个小球在空中的运动过程中机械能不变
D．三个小球在空中的运动过程中机械能不相等
高效演练1-1（2021·浙江温州市·中考真题）一颗番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图），同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（　　）
A．等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
B．大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
C．等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
D．小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
高效演练1-2下列有关如图所示四幅图的观点中（不计阻力），分析不合理的是（　　）
A．图甲中，起跳后上升到最高点时人的动能为零
B．图乙中，在上升过程中滚摆的动能转化为重力势能
C．图丙中，卫星从近地点到远地点机械能不变
D．图丁中，小球从①到②的过程中重力势能转化为动能
高效演练1-3（2021·浙江绍兴市·中考真题）滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然（不用力）变化，最有可能滑到滑台C处的是（ ）
A．B．C．D．
【例2】如图所示，将一弹簧固定在水平桌面上，在其上放置一个小钢球，钢球静止时弹簧长度为L（如图甲），用手向下压弹簧到一定程度静止（如图乙），释放后钢球运动到距离水平桌面2L处（如图丙），整个过程中，对钢球分析错误的是（ ）
A．甲图中，钢球具有重力势能，弹簧 弹性势能
B．乙图中，弹簧上静止时，弹簧的弹性势能不为零
C．钢球上升过程中，钢球动能先增大后减小
D．钢球上升弹簧弹性势能先转化成钢球动能，再钢球动能转化为钢球重力势能
高效演练2-2如图所示是蹦极游戏。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上,另一端固定在高处的O点,从高处跳下。图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端达到的位置,C点是游戏者所能到达的最低点,B点是游戏者最终静止时的位置。不计空气阻力,则在游戏者从O点到C点的过程中,下列说法正确的是 (　　)
A.从O点到B点游戏者的速度一直增大
B.从O点到B点游戏者的机械能保持不变
C.若游戏者在通过B点时,变为不受力的物体,他将保持静止
D.游戏者到达C点时,速度为0,受平衡力
高效演练2-1如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中，____（选填“a”、“b”或“c”）点的动能最大，从b点到c点，弹簧的弹性势能____（选填“减小”、“增大”或“不变”）。
高效演练2-3（2021·浙江九年级专题练习）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能到达的最低点，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　　）
A．小石块减少的重力势能全部转化为动能
B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用
C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小
D．小石块在C点时，受到平衡力的作用
例3（2021·浙江九年级专题练习）在粗糙的水平面上有一根轻质弹簧，弹簧左端固定在墙上，右边连接一小球，当弹簧处于自然状态时小球正好在B点。如图所示，现在将小球推到A点后放手，小球第一次向右运动时最远能到达C点，此过程中：
（1）小球从A点向C点的运动过程中，速度如何变化___________？
（2）小球速度最大点出现在___________（选填“B点左侧”、“B点右侧”、“B点”或“都有可能”。
（3）当小球最后静止，将停在___________（选填“B点左侧”、“B点右侧”、“B点”或“都有可能”）。
高效演练3-1（2020·浙江九年级月考）如图所示，连着弹簧的小球套在水平杆上，弹簧自由伸长时，小球位于O点。小幅度向左或向右改变小球的位置，小球仍能静止。现在大幅度改变水球位置，把小球移至A点后使其静止，然后释放。（不计空气阻力）
（1）此水平连杆装置是____（选填“粗糙的”或“光滑的”）。
（2）小球向右运动过程中速度最大点出现在____（选项“O点”“O点左侧”“O点右侧”或“都有可能”）。
（3）小球最终静止的位置是____（选项“O点”“O点左侧”“O点右侧”或“都有可能”）。
高效演练3-2（2020·浙江九年级期中）如图所示，物体M与弹簧一增相连，系在绳子末端的小球从A处由静止开始释放，经最低点B，撞击物体M后反弹，并使M在光滑水平面上向右运动，最终到达最右端D点，（图中C点是弹簧原长的末端，均不计空气阻力)。
（1）小球从A到B的过程中，能量的转化情况是_____
（2）小球在最低点B时，受到的力_______ (选墳“是”或“不是”)平衡力。
（3）物体M从C到D点的过程中，动能大小变化情况是______ （选填“一直变大”“一直变小”或“先变大后变小”）。
例4（2020·浙江杭州市·中学九年级月考）如图甲所示，一根轻质（质量忽略不计）弹簧竖直固定在水平面上，t=0s时，将一个重为60N的金属小球从弹簧正上方某处由静止释放，小球下落压缩弹簧至最低点后，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，测出该过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示
（1）在t1~t3时间段内小球的动能最小是_______时刻（选填t1、t1~t2、t2、t2~t3、t3）
（2）t1到t2时间内，小球和弹簧的能量的转化情况为 ______
（3）t2到t3时间内，小球的机械能________（选填守恒或不守恒）
课后作业
1．如图甲所示，小强在水平地面上用力推一密度为、边长为1m的正方体物体。在此过程中，推力和物体前进速度的大小随时间的变化情况分别如图乙、图丙所示。以下对于这一过程分析正确的是（　　）
A．在此过程中物体对地面的压强为200Pa B．0~1s内物体没有动是因为推力小于摩擦力
C．1~3s内物体克服摩擦力做功为300J D．3~6s内物体受到的摩擦力大小均为200N
2．如图所示，斜面长5m，高1m，将10N重的物体A从斜面顶端匀速拉到斜面顶端，需要用拉力2.5N，则物体受到的摩擦力为 （ ）
A．2.5N B．10N
C．0.5N D．6.25N
3．放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内，其速度与时间关系的图象和该拉力的功率与时间关系的图象如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．在0～2s内，该物体做匀速运动
B．物体在2～6s内受到的拉力为6N
C．物体受到的滑动摩擦力大小为2.5N
D．在2～6s内，拉力对物体做功为90J
4.如图所示,蹦床运动员正在比赛。下列说法错误的是(　　)
A.若不计空气阻力,只有动能和势能的转化
B.在运动员与蹦床刚要接触时,运动员具有的动能最大
C.在运动员与蹦床接触后,床面发生弹性形变,运动员的动能最终转化成蹦床的弹性势能
D.运动员运动到最低点时,蹦床的弹性势能最大
5、我国在太空航天领域处于世界领先水平，如图所示，是我国近期发射的一颗北斗导航卫星，它沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，在大气层外运行，不受空气阻力。关于此人造卫星的运行下列说法正确的是（　　）
A．卫星从近地点运行到远地点，势能增大，动能增大，速度减小
B．卫星从远地点运行到近地点，势能减小，动能减小，速度减小
C．卫星从近地点运行到远地点，势能增大，动能增大，速度增大
D．卫星从远地点运行到近地点，势能减小，动能增大，速度增
6、如图所示的轨道AOB，A点的高度H大于B点的高度h，现让小球从A点由静止开始自由滑下，已知轨道无论是光滑还是粗糙，小球都能沿轨道AOB运动到达B点后离开轨道飞向空中（不计空气阻力）。下列关于小球离开B点后的运动轨迹分析最符合实际的是（　　）
A．若轨道光滑，则小球沿轨迹a运动
B．若轨道光滑，则小球沿轨迹b运动
C．若轨道粗糙，则小球沿轨迹c运动
D．若轨道粗糙，则小球沿轨迹d运动
7、通常一只掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低。如图所示，是小球弹跳过程的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样。下面说法正确的是（　　）
A．小球弹跳上升到最高点3位置时，瞬间静止，不受任何力作用
B．小球在1、2 位置的重力势能相同，且动能大小也相同
C．小球在1、2 位置的重力势能相同，1位置机械能比2位置时大
D．小球在2 位置的动能比1位置时小，但机械能比1位置时大
8、如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景，跳板跳水运动有起跳、腾空、落水几个阶段，若不计空气阻力，从腾空到落水的过程中（　　）
A．动能一直增加，重力势能先减小后增大
B．动能先减小后增大，重力势能一直减少
C．动能先减小后增大，运动员的机械能不变
D．重力势能先减少后增大，运动员的机械能不变
9、如图，木块以一定的速度滑过A、B点，到C点滑出下落至D点，A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（　　）
A．D点与A点相比，动能增加，势能减少，机械能不变
B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于C点的动能
D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能
10、自由下落的小球，正好落在下端固定于地板上的竖直放置的弹簧上，后来又被弹起（不计空气阻力），下列判断中正确的是（　　）
A．机械能是否守恒与选取哪一个物体系统为研究对象无关，因为能量总是守恒的
B．如果选取小球和地球组成的系统为研究对象，则该系统的机械能守恒
C．如果选取小球，地球和弹簧组成的物体系统，则该系统的机械能守恒
D．如果选取小球、地球和弹簧组成的物体系统，则该系统的机械能不守恒
11、如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。开始时通过小球压缩弹簧到A位置（已知AO＝OB），释放小球，研究小球在水平方向上的受力和运动情况，则（　　）
A．小球在运动过程中所受弹力的方向保持不变
B．小球运动到O点时动能为零
C．小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、动能不断减小
D．小球从A运动到O的过程中所受弹力方向向右、机械能不断增大
12、如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到最大高度后又下落，如此反复…不计空气阻力．通过安装在弹簧下端的压力传感器，可测出该过程中弹簧弹力 F随时间 t变化的图象如图所示，则（　　）
A．此运动过程中，小球的机械能守恒
B．t 1～t 2这段时间内，小球的动能在逐渐减小
C．t 2～t 3这段时间内，小球的动能与重力势能之和逐渐增大
D．在 t 3时刻，小球的动能最大
13、针对如图三种现象，
①甲图是一个无摩擦的、不在同一平面上连续的轨道，小球从A点经B、C能滑到D；
②乙图是一个无摩擦的滚摆，将细绳绕轴转到A点，放手后，能在上下来回转动；
③丙图是一个单摆，从A点放手，能摆到B点，若在O点放一小棒，抵住细绳，小球能摆到C点；
④丁图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球由A点静止开始自由落下，沿轨道AOB到达B点后离开（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b；不能成立的是（　　）
A．①②③ B．②④ C．③④ D．③
14、如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上。a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点时小球到达最右端的位置。则小球a点运动到c点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球在b点，小球的速度最小
B．小球在a点，弹簧的弹性势能最小
C．从a点到b点，小球的动能逐渐增大
D．从b点到c点，弹簧的弹性势能逐渐减小
15、如图所示，连着弹簧的小球套在水平杆上，弹簧自由伸长时，小球位于O点。小幅度向左或右改变小球位置，小球仍能静止。现较大幅度改变小球位置，把小球移至A点后使其静止，然后释放。下列判断正确的是（　　）
A．小球向右运动过程中速度最大点出现在O点
B．小球向右经过O点至B点的过程中能量转化情况只有动能转化为势能和内能
C．小球最终静止的位置在O点左侧
D．小球第一次从A点到O点的过程中能量转化情况只有势能转化为动能和内能
16、如图所示，在粗糙的水平面上，轻弹簧左端固定，右端连接一个质量为m的小物块，物块在O点时，弹簧处于自由伸长状态。将物块拉到A点，静止后放手。物块向左滑行到最远处的B点，又滑向O点右侧靠近A点的某点，然后再次向左运动，…，如此反复多次，物块最后静止．在上述过程中，下列说法正确的有（　　）
A．第一次从A滑向O的过程中物块有最大速度
B．物块最后一定静止在O点
C．每次经过O点，物体动能相同
D．若水平面光滑，则每次经过C点时物块速度相等
17.如图所示的叉车是工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆．某品牌叉车的相关数据如表所示．
自重 4300kg 最大行驶速度 20km/h 行走方式 内燃式叉车
额定起重量 2000kg 起升高度 3000mm 额定功率 63kW
某次装货过程中，该叉车载着2000kg货物以最大行驶速度水平行驶将货物送往1km货车处，然后将2000kg货物举高2m．叉车水平行驶过程中受到阻力为总重的0．03倍。求：
（1）叉车行驶1km克服摩擦力做的功。
（2）将货物举起时对货物做的功。
18．“绿色出行，低碳生活”的理念深入人心，公共自行车已经真正融入到义乌人民的生活中。一位市民骑着一辆公共自行车在某段平直的水平路面上由静止开始运动，共用时12s。已知该市民质量为60kg，自行车质量为10kg，车轮与地面的总接触面积是。图甲是速度v随时间t变化的关系图像，图乙是动力F随时间t变化的关系图像。
（1）请问该市民骑自行车在水平地面行驶时，对地面的压强为多大？________
（2）在7～12s内，自行车克服摩擦阻力做了多少功？________
（3）请在图丙中，画出0～12秒内市民骑车的输出功率P随时间t变化的图线。
19、（2021·浙江专题练习）学习了“物体的动能与什么因素有关”的实验后，小军开展了如图甲的实验：
步骤一：让铁球甲从斜面E点静止滚下，打到A处木块，推动木块；
步骤二：让铁球甲从斜面F点滚下，打到A处相同的木块，推动木块；
步骤三：换一铁球乙（m乙>m甲）从斜面上F点静止滚下，打到A处相同的木块，推动木块。
（1）铁球动能的大小是通过___________（选填：“木块移动的距离s”或“铁球的高度h”）来反应，这种研究方法叫转换法。
（2）实际操作中，小军发现几次木块并未发生移动，对此你建议的改进方法___________。
（3）为了让质量不同的甲、乙两球获得相同的初速度，有同学认为可以不用让两球都从E点滚下，而是设计了如图乙装置，只要每次让两球压缩弹簧到同样的形变程度后自然释放即可。不考虑各种能量损耗，该方法___________（合理/不合理），请说明理由___________。
20.蛟龙AG600水陆两栖飞机是我国自主研制的大飞机，它主要用于大型灭火和水上救援，可以水陆起飞和降落。AG600空载时质量约为42t。请回答：(g取10N／kg，P水=1.0×103kg／m3)
（1）当AG600蓄水后在火场上较高处匀速飞行并将所蓄水投下后，它的机械能将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
（2）某次试飞前，AG600空载静止在某湖面上，求其排开湖水的体积。
（3）在水面滑行时，AG600蓄一定量的水，发动机牵引力的总功率为2000kW，飞机在水面上以36km／h的速度匀速滑行了1min，滑行过程中所受阻力为总重的0.4倍。求所蓄水的质量。
21.一物体在空中由静止下落，物体下落时受到的空气阻力随着下落速度增加而增大，且物体受到空气阻力f与物体的速度v平方成正比，即f=kv2。试解答下列问题：
（1）假如空中有一个50g的冰粒，从1000m的高空由静止开始下路到地面。冰粒下落过程中的速度变化规律是A；假设冰重力做功的42%转化为冰雹的内能，则冰雹在下落过程中温度会升高A℃.（不考虑冰粒的熔化和质量变化：c冰=2.1×103J/（Kg·℃）
（2）一个重为G的物体从高空（高度足够）静止开始下落，物体下落的最大速度为V，请你用所学知识证明v=
22.光滑斜面甲与水平面AB平滑连接，从斜面甲高H处静止释放小球，小球运动到B点静止，如图甲，在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙。已知AB＝3AC，如图乙，回答下列问题：
（1）如果小球从斜面甲高H处静止释放，说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的数量关系及理由。
（2）要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为2h，小球应在甲斜面上多高处静止释放，并说明理由。
第七讲 机械能及守恒
一、动能
1、运动 运动 具有
2、（1）运动速度 （2）速度 物体质量一定时，运动速度越大，动能越大．
（3）质量 物体运动速度一定时，质量越大，动能越大 （4） 小球到地面时的速度 木块滑行的距离
3、质量 速度 大 大
二、势能
1、举高
2、（1）小球陷入沙坑的深度 （2）质量越大，势能越大（3）高度越大，重力势能越大
（3）质量 高度 大
4、形变 形变量 大
三、动能和势能的转化
1、（1）势能 动能 （2 ）动能 0 （3）守恒
2、（1）A势能 B动能 C动能和势能 D动能和势能
（2）① 势能转化动能 ② 动能转化为势能
3、总结
（1）减少 增大 减少 增大
（2）减少 增大 减少 增大
4、机械能守恒
（1）势能
（2）动能和势能 总量
5、重力和弹力 摩擦力 内能
6、如图④“弹簧小球”模型：小球从高处下落，从接触弹簧（A点），到压缩到最低（C点）过程中，小球和弹簧的机械能守恒，弹簧的弹性势能逐渐增大，小球的机械能逐渐减小，其中小球的重力势能逐渐减小，动能先增大后减小，在F弹=G时（B点）是速度最大。
例1（2021·浙江九年级专题练习）乒乓球发球机在同一高度以相同的速度朝不同方向分别发出a、b、c 三个完全一样的球（如图所示），若不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A．三个小球到达水平桌面时速度不相同
B．三个小球在空中的运动过程中势能先增大后减小
C．三个小球在空中的运动过程中机械能不变
D．三个小球在空中的运动过程中机械能不相等
【答案】C
高效演练1-1（2021·浙江温州市·中考真题）一颗番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图），同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（　　）
A．等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
B．大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
C．等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
D．小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
【答案】B
高效演练1-2（2020·浙江九年级期中）下列有关如图所示四幅图的观点中（不计阻力），分析不合理的是（　　）
A．图甲中，起跳后上升到最高点时人的动能为零
B．图乙中，在上升过程中滚摆的动能转化为重力势能
C．图丙中，卫星从近地点到远地点机械能不变
D．图丁中，小球从①到②的过程中重力势能转化为动能
【答案】A
高效演练1-3（2021·浙江绍兴市·中考真题）滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然（不用力）变化，最有可能滑到滑台C处的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【例2】如图所示，将一弹簧固定在水平桌面上，在其上放置一个小钢球，钢球静止时弹簧长度为L（如图甲），用手向下压弹簧到一定程度静止（如图乙），释放后钢球运动到距离水平桌面2L处（如图丙），整个过程中，对钢球分析错误的是（ ）
A．甲图中，钢球具有重力势能，弹簧 弹性势能
B．乙图中，弹簧上静止时，弹簧的弹性势能不为零
C．钢球上升过程中，钢球动能先增大后减小
D．钢球上升弹簧弹性势能先转化成钢球动能，再钢球动能转化为钢球重力势能
【例2】D
高效演练2-1如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中，____（选填“a”、“b”或“c”）点的动能最大，从b点到c点，弹簧的弹性势能____（选填“减小”、“增大”或“不变”）。
b 增大
高效演练2-2如图所示是蹦极游戏。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上,另一端固定在高处的O点,从高处跳下。图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端达到的位置,C点是游戏者所能到达的最低点,B点是游戏者最终静止时的位置。不计空气阻力,则在游戏者从O点到C点的过程中,下列说法正确的是 (　　)
A.从O点到B点游戏者的速度一直增大
B.从O点到B点游戏者的机械能保持不变
C.若游戏者在通过B点时,变为不受力的物体,他将保持静止
D.游戏者到达C点时,速度为0,受平衡力
1.A　[解析] 游戏者从O点到A点的过程中,只受竖直向下的重力作用,速度不断增加,从A点开始受到弹性绳施加的竖直向上的拉力的作用,且随着弹性绳的形变程度变大,拉力不断变大,B点是游戏者最终静止时的位置,说明在B点时,游戏者所受拉力等于重力。故从A点到B点之前受到的重力始终大于拉力,合力方向始终向下,所以速度一直增加。不计空气阻力,从O点到A点的过程中游戏者的机械能是守恒的,但是在从A点到B点的过程中,因为弹性绳被拉长,从而具有了弹性势能,而这些势能是由游戏者的机械能转化而来的,故游戏者的机械能变小。游戏者在通过B点时处于运动状态,根据牛顿第一定律可知,若游戏者在通过B点时,变为不受力的物体,他将保持匀速直线运动状态。游戏者在C点时(最低点),弹性绳被拉得最长,拉力最大,拉力大于游戏者的重力,这两个力是非平衡力。
高效演练2-3（2021·浙江九年级专题练习）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能到达的最低点，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　　）
A．小石块减少的重力势能全部转化为动能
B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用
C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小
D．小石块在C点时，受到平衡力的作用
【答案】C
例3（2021·浙江九年级专题练习）在粗糙的水平面上有一根轻质弹簧，弹簧左端固定在墙上，右边连接一小球，当弹簧处于自然状态时小球正好在B点。如图所示，现在将小球推到A点后放手，小球第一次向右运动时最远能到达C点，此过程中：
（1）小球从A点向C点的运动过程中，速度如何变化___________？
（2）小球速度最大点出现在___________（选填“B点左侧”、“B点右侧”、“B点”或“都有可能”。
（3）当小球最后静止，将停在___________（选填“B点左侧”、“B点右侧”、“B点”或“都有可能”）。
【答案】先变大后变小 B点左侧 都有可能
高效演练3-1（2020·浙江九年级月考）如图所示，连着弹簧的小球套在水平杆上，弹簧自由伸长时，小球位于O点。小幅度向左或向右改变小球的位置，小球仍能静止。现在大幅度改变水球位置，把小球移至A点后使其静止，然后释放。（不计空气阻力）
（1）此水平连杆装置是____（选填“粗糙的”或“光滑的”）。
（2）小球向右运动过程中速度最大点出现在____（选项“O点”“O点左侧”“O点右侧”或“都有可能”）。
（3）小球最终静止的位置是____（选项“O点”“O点左侧”“O点右侧”或“都有可能”）。
【答案】粗糙的 O点左侧 都有可能
高效演练3-2（2020·浙江九年级期中）如图所示，物体M与弹簧一增相连，系在绳子末端的小球从A处由静止开始释放，经最低点B，撞击物体M后反弹，并使M在光滑水平面上向右运动，最终到达最右端D点，（图中C点是弹簧原长的末端，均不计空气阻力)。
（1）小球从A到B的过程中，能量的转化情况是_____
（2）小球在最低点B时，受到的力_______ (选墳“是”或“不是”)平衡力。
（3）物体M从C到D点的过程中，动能大小变化情况是______ （选填“一直变大”“一直变小”或“先变大后变小”）。
【答案】重力势能转化为动能 不是 一直变小
例4（2020·浙江杭州市·中学九年级月考）如图甲所示，一根轻质（质量忽略不计）弹簧竖直固定在水平面上，t=0s时，将一个重为60N的金属小球从弹簧正上方某处由静止释放，小球下落压缩弹簧至最低点后，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，测出该过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示
（1）在t1~t3时间段内小球的动能最小是_______时刻（选填t1、t1~t2、t2、t2~t3、t3）
（2）t1到t2时间内，小球和弹簧的能量的转化情况为 ______
（3）t2到t3时间内，小球的机械能________（选填守恒或不守恒）
【答案】t2 小球动能和重力势能转化为弹簧弹性势能 不守恒
课后作业
1-5.DCCBD 6-10.CCCCC
11-15、DCCCB 16、A
17.【答案】（1）叉车和货物的总重力：G=（m货+m车）g=（2000kg+4300kg）×10N/kg=6．3×104N，
该叉车载着货物以最大行驶速度水平行驶，则牵引力：F=f=0．03G=0．03×6．3×104N=1．89×103N，
叉车行驶1km克服摩擦力做的功：W1=Fs=1．89×103N×1×103m=1．89×106J．
答：叉车行使1Km克服摩擦力做的功为1．89×106J。
（2）将货物举起时对货物做的功：W2=G货h=m货gh=2000kg×10N/kg×2m=4×104J．
答：将货物举起时对货物做的功为4×104J．
（3）在整个过程中发动机所做的有用功：W有=W1+W2=1．89×106J+4×104J=1．93×106J，
根据Q=mq、ρ= 可得0．5L汽油完全燃烧放出的热量：
Q=mq=ρVq=0．72×103kg/m3×0．5×10﹣3m3×4．6×107J/kg=1．656×107J，
叉车的效率：η= ×100%= ×100%≈11．7%．
答：叉车的效率为11．7%．
18．3.5×105Pa 900J
19、【答案】木块移动的距离s 把木块的质量减少一些；或增大小球的质量；或把表面做的光滑一些等 不合理 见解析
20.（1）变小
（2）因为AG600空载时静止在某湖面上,
所以有:F浮=G=mg=4.2×104×10N/Kg=4.2×105N
由 p米gF可得,排开湖水的体积: =
排开湖水的体积为42m3
（3）飞机在水面上的速度v=36km/h=10m/s,
由 可得,飞机受到的牵引力:
因为飞机匀速滑行,所以飞机受到的阻力:f=F=2×105N
由题意可知,f=0.4G总
则此时飞机的总重力为:G总=2.5f=2.5×2×105N=5×105N
此时飞机的总质量为
21.【答案】 （1）解： 冰粒下落过程中的速度变化规律为：先加速后匀速；
冰粒下落做的功为：W=Gh=0.05kg×10N/kg×1000m=500J；
冰粒转化为的内能：Q=42%W=42%×500J=210J；
那么冰粒升高的温度为：；
（2）证明：小物体匀速下落时速度达到最大，
此时物体受到时的重力G和空气阻力f相互平衡，即：f=G
∵f=kv2∴G=f=kv2∴V=
22、【答案】 （1）答：从释放点到B点静止，减少的机械能等于在AB水平面上由于摩擦而损失的机械能，因为AB＝3AC，所以在AC上损耗的机械能是AB上的三分之一，所以乙斜面上时机械能比甲斜面上时的机械能少三分之一，故上升的高度h＝ H
（2）解：小球在乙斜面上升高度为2h，即 H，因为AC段上消耗的机械能与第一次相同，即消耗 高度的机械能，所以原来小球在甲斜面上的释放高度是：2h＋ ＝ H
高效演练4-1（2021·浙江九年级专题练习）如图所示，将一根弹簧和一只质量为1kg的金属球（球上有一直小孔）套在铁架台的金属杆AB上面。现将小球提到B端后松手，小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。
（1）弹簧原来的长度___________（填大于、小于、等于）40cm。
在0-t1过程中，小球的动能_________（选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“不变”）。
（3）在t1、t2、t3三个时刻，小球的动能分别为E1、E2、E3，其大小关系是_________。
【答案】（1）大于 （2）增大 （3）E1＞E2＞E3
高效演练1-3（2020·浙江九年级期中）总长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个质量为m的小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示，钢球从O点运动到A点的过程中（不计空气阻力），当小钢球运动到最低点A时，橡皮筋所具有的的弹性势能是（用所给的字母表示）____：请画出橡皮其动能随运动距离变化的大致关系图像____。
【答案】
高效演练2-2（2020·兰溪市外国语中学九年级月考）小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上：（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），速度为5m/s。将弹簧压缩到最短（如图丙）的整个过程中，小球的速度v和弹簧缩短的长度ΔL之间的关系如图丁所示其中A为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到0.2N的压力就缩短1cm，并目轻弹簧在受到撞击到压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变。
（1）从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是_____，小球机械能的变化情况是________。
（2）如图，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，小球处于_______（填平衡或非平衡）状态。
【答案】先变大后变小 变小 非平衡