华师大版初中科学九年级上学期 5.4机械能(第1课时)
一、夯实基础
1．从飞机上空投下的救灾物资在下落过程中，逐渐减小的物理量是（ ）
A．重力势能 B．动能 C．重力 D．质量
2．据报道，一辆横穿铁路的小汽车，因故障而停在轨道上，此时从远处驶来一列火车，尽管司机及时采取紧急制动措施，但是缓慢行驶的火车还是将小汽车撞“飞”了。这是因为火车的（ ）
A．动能很大 B．速度很大 C．势能很大 D．质量很大
3．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
4．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
5．在马拉松比赛中，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
6．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
7．如图所示，弯曲的跳板把人弹至高处，这个过程中人的动能和重力势能的变化情况是（ ）
A．动能减小，重力势能增大
B．动能增大，重力势能减小
C．动能先增大后减小，重力势能增大
D．动能先减小后增大，重力势能减小
8．如图所示，已知人造地球卫星绕地球运行的轨道是椭圆形的，有一近地点和一远地点，下面关于卫星的说法中正确的是（ ）
A．当卫星从远地点向近地点运动时，速度变大
B．当卫星从近地点向远地点运动时，速度变大
C．当卫星在远地点时，动能最大，重力势能最小
D．当卫星在近地点时，动能最小，重力势能最大
9．为了更好地保证交通安全，某市交警严查开车打电话、车窗抛物等行为。如果汽车以36km/h的速度匀速行驶，驾驶员开车时看一眼手机需要3s，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。
二、能力提升
10．（2016·温州）将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压（如图），放手后笔会向上弹起一定高度．下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（ ）
A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小
B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大
C．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大
D．笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大
11．如图所示，小球从A点静止释放，在没有空气阻力的情况下，沿光滑轨道ABC运动。下列说法中正确的是（ ）
A．小球到达B点时速度为零
B．小球到达C点时速度最大
C．小球到达B点时机械能为零
D．小球在A，B，C三点的机械能一样大
12．如图是杂技演员演出时的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在跷跷板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故（ ）
A．男演员的质量必须要大于女演员的质量
B．甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能
C．男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能
D．女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等
13．如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力)，下列说法中正确的是（ ）
A．从O点到C点运动员速度一直减小
B．从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C．从O点到C点运动员的机械能一直在减小
D．从O点到A点运动员的机械能不变
14．如图是皮球落地后弹跳过程中，每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。A、B是同一高度的两点，则皮球在A点的重力势能 (选填“大于”“小于”或“等于”)皮球在B点的重力势能；此过程中皮球的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
15．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示的甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两次实验；实验中应保证 相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是 。
（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是 。
（3）该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。下面的四个实例中也采用这种研究方法的是 。
A．认识电压时，我们可以用水压来类比
B．用磁感线来描述磁场
C．探究影响电磁铁的磁性的因素，通过电磁铁吸引大头针数量的多少来判断电磁铁磁性强弱
D．保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系
（4）若水平面绝对光滑，铁球将做 运动。
三、拓展创新
16．=将普通塑料水管进行改装，能做多个实验。将塑料水管①侧面开口并标上刻度，再将塑料水管②在侧面不同高度开两个大小合适的口。
（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录 。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与 的关系。
（2）将两根塑料管按图乙连接，验证“重力势能大小与质量的关系”。请你写出实验步骤。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）（2）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关；
（3）根据G=mg分析重力的变化。
（4）根据质量的特性判断质量的变化。
【解答】救灾物质在下落的过程中，位置发生改变，但是它的质量保持不变，故D不合题意；
根据G=mg可知，救灾物质的重力保持不变，故C不合题意；
救灾物质的质量不变，高度减小，因此重力势能减小；质量不变，速度增大，因此动能增大，故A符合题意，B不合题意。
故选A。
2．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】动能与质量和速度大小有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析判断。
【解答】虽然火车的速度很小，但是它的质量很大，即动能很大，所以将轿车撞飞，故A正确。
司机采取了制动措施，火车行驶缓慢，因此速度肯定不大，故B错误；
火车在水平路面上行驶，高度不变，因此它的重力势能保持不变，故C错误；
火车的质量的确很大，但是如果它是静止的，也不会将轿车撞飞，故D错误；
故选A。
3．【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。
4．【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。
5．【答案】A
【知识点】惯性；动能的影响因素
【解析】【分析】（1）动能与质量和速度有关；
（2）惯性与物体的质量大小有关；
（3）根据G=mg分析重力的变化；
（4）运动状态的改变包括：①静止变运动；②运动变静止；③速度大小改变；④运动方向改变。
【解答】A.加速冲刺，速度增大，质量不变，因此动能增大，故A正确；
B.运动员的质量不变，因此惯性不变，故B错误；
C.运动员的质量不变，根据G=mg可知，它的重力不变，故C错误；
D.加速冲刺，运动员的速度增大，运动状态发生改变，故D错误。
故选A。
6．【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。
7．【答案】C
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】动能与速度和质量大小有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析即可。
【解答】弯曲的跳板把人弹至高处，在开始的一段时间内，弹力大于重力，合力向上，与运动方向相同，因此向上做加速运动；当弹力和重力相同时，合力为零，此时加速停止；当弹力小于重力时，合力向下，此时做减速运动。当离开踏板时，只受重力，合力向下，仍然做减速运动。因此速度先增大后减小，即动能先增大后减小。由于它的高度不断增大，所以重力势能不断增大，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
8．【答案】A
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】动能与速度和质量有关，重力势能与质量和高度有关，根据机械能守恒分析判断即可。
【解答】A.当卫星从远地点向近地点运动时，高度减小，则重力势能减小，而动能增大，速度变大，故A正确；
B.当卫星从近地点向远地点运动时，高度增大，即重力势能增大，而动能减小，即速度变小，故B错误；
C.当卫星在远地点时，高度最大，重力势能最大，而动能最小，故C错误；
D.当卫星在近地点时，高度最小，则重力势能最小，而动能最大，故D错误。
故选A。
9．【答案】30；动(或机械)
【知识点】速度公式及其应用；动能和势能的概念
【解析】【分析】（1）根据s=vt计算即可；
（2）运动的物体具有动能，且速度越大，质量越大，动能越大。
【解答】（1）汽车相当于在无人驾驶状态下行驶：s=vt=10m/s×3s=30m；
（2）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，可能砸伤人，这些都是十分危险的行为。
10．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】动能和物体的质量、速度有关；重力势能和物体的质量、高度有关；弹性势能和物体发生弹性形变的程度有关；知道动能、重力势能和弹性势能的大小的影响因素是解决该题的关键．
【解答】解：A、向下按笔的过程中，弹簧的弹性形变程度变大，故其具有的弹性势能变大，故A错误；
B、由于重力势能与质量、高度有关，所以向下按笔的过程中，笔的高度减小，故其重力势能减小，故B错误；
C、笔向上弹起的过程中，笔的质量不变，高度增加，故笔的重力势能增大，故C正确；
D、笔向上弹起的过程中，弹簧形变程度变小，所以其弹性势能变小，故D错误；
故选C．
11．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】如果没有空气阻力和表面阻力，那么小球的机械能守恒，据此分析判断。
【解答】小球从A点静止释放，在没有空气阻力的情况下，沿光滑轨道ABC运动没有表面阻力，那么小球的机械能会不会有损失，即整个运动过程机械能守恒。
A.小球在B点时高度最小，那么重力势能最小，而动能最大，即此点速度最大，故A错误；
B.C点和A点的高度相同，小球到达时高度最大，此时重力势能最大，等于开始运动时A点的重力势能，因此该点时小球的速度为零，故B错误；
C.小球在B点时的机械能与运动开始时A点的机械能相等，故C错误；
D.小球在A，B，C三点的机械能一样大，故D正确。
故选D。
12．【答案】C
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】由于存在阻力，那么男女运动员在运动过程中，肯定会有部分机械能转化为内能，据此分析判断。
【解答】A.根据图片可知，男运动员在开始时会向上跳起。如果男演员到达的最高点大于女运动员的最高点，即使男女员的质量相同，那么男演员的重力势能就会大于女演员的重力势能。多余的重力势能用于克服摩擦做功，故A错误；
B.根据图片可知，甲处男演员的高度小于女演员的高度，因此他的势能小于乙处女演员的势能。但是他还要向上跳起。只要他到达的最高点时具有的重力势能大于女演员的势能即可，故B错误；
C.因为运动过程要克服摩擦做功，所以男演员的机械能一定要大于乙处女演员的势能，这样才可能将女演员弹到乙处，故C正确；
D.女演员在向上运动时会克服摩擦做功，因此她弹起时的动能应该大于在乙处时的机械能，故D错误。
故选C。
13．【答案】D
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）如果合力的方向与运动方向相同，那么物体做加速运动；如果合力为零，那么加速停止，此时速度最大；如果合力的方向与运动方向相反，那么物体做减速运动；
（2）（3）（4）以A点为分界点，利用能量转化的知识对运动员的机械能大小变化进行判断。
【解答】从O点到A点的过程中，运动员只受重力作用，合力向下，与运动方向相同，做加速运动；从A到B，运动员受到重力和弹力，且弹力在不断增大，此时重力大于弹力，合力仍然向下，继续做加速运动；到达B点时，弹力和重力相等，此时合力为零，加速停止，即速度最大；从B到C，弹力大于重力，合力向上，与运动方向相反，此时做减速运动，故A错误；
从O到A，只受重力作用，重力势能转化为动能，那么运动员的机械能保持不变。从A到C，运动员的机械能转化为弹簧的弹性势能，因此机械能减小，故B、C错误，D正确。
故选D。
14．【答案】等于；减小
【知识点】能量的相互转化和转移；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）比较两点时的高度大小，然后确定重力势能的大小；
（2）注意运动过程中，皮球要克服摩擦消耗机械能。
【解答】（1）A、B两点高度相同，且皮球的质量不变，因此A点的重力势能等于B点的重力势能；
（2）由于克服摩擦做功，因此会不断有机械能转化为内能，即皮球的机械能减小。
15．【答案】（1）甲、乙；铁球到达水平面时的初速度；让铁球从同一斜面的同一高度由静止开始运动
（2）质量相同的物体，运动的速度越大，它具有的动能就越大
（3）纸盒被撞击后移动的距离；C
（4）匀速直线
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据控制变量法的要求确定保持不变的量和变化的量，进而选择对照实验。物体到达水平面时的速度与它在斜面上的高度有关，即高度越大，它到达水平面时的速度越大；
（2）分析甲丙两个实验中相同的因素和不同的因素，根据控制变量法描述结论；
（3）纸盒被撞击后运动的距离越长，那么克服摩擦做的功越大，即铁球具有的动能越大。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；
（4）根据牛顿第一定律分析解答。
【解答】（1）要探究动能大小与质量的关系，必须控制小球到达水平面时的速度相同而改变质量，因此选用甲和乙两次实验。实验中应保证铁球到达水平面时的初速度相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是：让铁球从同一斜面的同一高度由静止开始运动。
（2）甲和丙两次实验中，小球的质量相同但是在斜面上的高度不同，因此得到结论：质量相同的物体，运动的速度越大，它具有的动能就越大；
（3）该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小，这种研究方法叫转换法。
A.认识电压时，我们可以用水压来类比，使用了类比法，故A不合题意；
B.用磁感线来描述磁场，使用了模型法，故B不合题意；
C.探究影响电磁铁的磁性的因素，通过电磁铁吸引大头针数量的多少来判断电磁铁磁性强弱，使用了转换法，故C符合题意；
D.保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系，使用了控制变量法，故D不合题意。
故选C。
（4）若表面绝对光滑，那么就没有阻力，铁球的速度就不会减小，即铁球做匀速直线运动。
16．【答案】（1）滑块移动距离；速度大小
（2）将一钢球从管②的任一口放入，静止释放，观察并记录滑块移动距离；取出钢球，将滑块移回原位。将另一质量不同的钢球从同一个口放入，重复实验。
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）水管①和②正好构成一个斜面，滑块从②中不同高度的缺口处放入，相当于从斜面上不同高度下滑，那么它到达水平管①时速度不同。根据滑块在水平管①里面运动的距离，可以判断动能的大小。
（2）滑块在管①中运动时会受到阻力，它受到小球的撞击后，向下运动的距离越大，说明上面小球具有的重力势能越大。如果要探究重力势能与质量的关系，那么就要控制小球下落的高度相同，而改变小球的质量，据此设计实验过程即可。
【解答】（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录滑块移动距离。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与速度大小的关系。
（2）实验步骤为：将一钢球从管②的任一口放入，静止释放，观察并记录滑块移动距离；取出钢球，将滑块移回原位。将另一质量不同的钢球从同一个口放入，重复实验。
1 / 1华师大版初中科学九年级上学期 5.4机械能(第1课时)
一、夯实基础
1．从飞机上空投下的救灾物资在下落过程中，逐渐减小的物理量是（ ）
A．重力势能 B．动能 C．重力 D．质量
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）（2）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关；
（3）根据G=mg分析重力的变化。
（4）根据质量的特性判断质量的变化。
【解答】救灾物质在下落的过程中，位置发生改变，但是它的质量保持不变，故D不合题意；
根据G=mg可知，救灾物质的重力保持不变，故C不合题意；
救灾物质的质量不变，高度减小，因此重力势能减小；质量不变，速度增大，因此动能增大，故A符合题意，B不合题意。
故选A。
2．据报道，一辆横穿铁路的小汽车，因故障而停在轨道上，此时从远处驶来一列火车，尽管司机及时采取紧急制动措施，但是缓慢行驶的火车还是将小汽车撞“飞”了。这是因为火车的（ ）
A．动能很大 B．速度很大 C．势能很大 D．质量很大
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】动能与质量和速度大小有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析判断。
【解答】虽然火车的速度很小，但是它的质量很大，即动能很大，所以将轿车撞飞，故A正确。
司机采取了制动措施，火车行驶缓慢，因此速度肯定不大，故B错误；
火车在水平路面上行驶，高度不变，因此它的重力势能保持不变，故C错误；
火车的质量的确很大，但是如果它是静止的，也不会将轿车撞飞，故D错误；
故选A。
3．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。
4．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。
5．在马拉松比赛中，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；动能的影响因素
【解析】【分析】（1）动能与质量和速度有关；
（2）惯性与物体的质量大小有关；
（3）根据G=mg分析重力的变化；
（4）运动状态的改变包括：①静止变运动；②运动变静止；③速度大小改变；④运动方向改变。
【解答】A.加速冲刺，速度增大，质量不变，因此动能增大，故A正确；
B.运动员的质量不变，因此惯性不变，故B错误；
C.运动员的质量不变，根据G=mg可知，它的重力不变，故C错误；
D.加速冲刺，运动员的速度增大，运动状态发生改变，故D错误。
故选A。
6．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。
7．如图所示，弯曲的跳板把人弹至高处，这个过程中人的动能和重力势能的变化情况是（ ）
A．动能减小，重力势能增大
B．动能增大，重力势能减小
C．动能先增大后减小，重力势能增大
D．动能先减小后增大，重力势能减小
【答案】C
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】动能与速度和质量大小有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析即可。
【解答】弯曲的跳板把人弹至高处，在开始的一段时间内，弹力大于重力，合力向上，与运动方向相同，因此向上做加速运动；当弹力和重力相同时，合力为零，此时加速停止；当弹力小于重力时，合力向下，此时做减速运动。当离开踏板时，只受重力，合力向下，仍然做减速运动。因此速度先增大后减小，即动能先增大后减小。由于它的高度不断增大，所以重力势能不断增大，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
8．如图所示，已知人造地球卫星绕地球运行的轨道是椭圆形的，有一近地点和一远地点，下面关于卫星的说法中正确的是（ ）
A．当卫星从远地点向近地点运动时，速度变大
B．当卫星从近地点向远地点运动时，速度变大
C．当卫星在远地点时，动能最大，重力势能最小
D．当卫星在近地点时，动能最小，重力势能最大
【答案】A
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】动能与速度和质量有关，重力势能与质量和高度有关，根据机械能守恒分析判断即可。
【解答】A.当卫星从远地点向近地点运动时，高度减小，则重力势能减小，而动能增大，速度变大，故A正确；
B.当卫星从近地点向远地点运动时，高度增大，即重力势能增大，而动能减小，即速度变小，故B错误；
C.当卫星在远地点时，高度最大，重力势能最大，而动能最小，故C错误；
D.当卫星在近地点时，高度最小，则重力势能最小，而动能最大，故D错误。
故选A。
9．为了更好地保证交通安全，某市交警严查开车打电话、车窗抛物等行为。如果汽车以36km/h的速度匀速行驶，驾驶员开车时看一眼手机需要3s，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(或机械)
【知识点】速度公式及其应用；动能和势能的概念
【解析】【分析】（1）根据s=vt计算即可；
（2）运动的物体具有动能，且速度越大，质量越大，动能越大。
【解答】（1）汽车相当于在无人驾驶状态下行驶：s=vt=10m/s×3s=30m；
（2）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，可能砸伤人，这些都是十分危险的行为。
二、能力提升
10．（2016·温州）将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压（如图），放手后笔会向上弹起一定高度．下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（ ）
A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小
B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大
C．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大
D．笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】动能和物体的质量、速度有关；重力势能和物体的质量、高度有关；弹性势能和物体发生弹性形变的程度有关；知道动能、重力势能和弹性势能的大小的影响因素是解决该题的关键．
【解答】解：A、向下按笔的过程中，弹簧的弹性形变程度变大，故其具有的弹性势能变大，故A错误；
B、由于重力势能与质量、高度有关，所以向下按笔的过程中，笔的高度减小，故其重力势能减小，故B错误；
C、笔向上弹起的过程中，笔的质量不变，高度增加，故笔的重力势能增大，故C正确；
D、笔向上弹起的过程中，弹簧形变程度变小，所以其弹性势能变小，故D错误；
故选C．
11．如图所示，小球从A点静止释放，在没有空气阻力的情况下，沿光滑轨道ABC运动。下列说法中正确的是（ ）
A．小球到达B点时速度为零
B．小球到达C点时速度最大
C．小球到达B点时机械能为零
D．小球在A，B，C三点的机械能一样大
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】如果没有空气阻力和表面阻力，那么小球的机械能守恒，据此分析判断。
【解答】小球从A点静止释放，在没有空气阻力的情况下，沿光滑轨道ABC运动没有表面阻力，那么小球的机械能会不会有损失，即整个运动过程机械能守恒。
A.小球在B点时高度最小，那么重力势能最小，而动能最大，即此点速度最大，故A错误；
B.C点和A点的高度相同，小球到达时高度最大，此时重力势能最大，等于开始运动时A点的重力势能，因此该点时小球的速度为零，故B错误；
C.小球在B点时的机械能与运动开始时A点的机械能相等，故C错误；
D.小球在A，B，C三点的机械能一样大，故D正确。
故选D。
12．如图是杂技演员演出时的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在跷跷板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故（ ）
A．男演员的质量必须要大于女演员的质量
B．甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能
C．男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能
D．女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等
【答案】C
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】由于存在阻力，那么男女运动员在运动过程中，肯定会有部分机械能转化为内能，据此分析判断。
【解答】A.根据图片可知，男运动员在开始时会向上跳起。如果男演员到达的最高点大于女运动员的最高点，即使男女员的质量相同，那么男演员的重力势能就会大于女演员的重力势能。多余的重力势能用于克服摩擦做功，故A错误；
B.根据图片可知，甲处男演员的高度小于女演员的高度，因此他的势能小于乙处女演员的势能。但是他还要向上跳起。只要他到达的最高点时具有的重力势能大于女演员的势能即可，故B错误；
C.因为运动过程要克服摩擦做功，所以男演员的机械能一定要大于乙处女演员的势能，这样才可能将女演员弹到乙处，故C正确；
D.女演员在向上运动时会克服摩擦做功，因此她弹起时的动能应该大于在乙处时的机械能，故D错误。
故选C。
13．如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力)，下列说法中正确的是（ ）
A．从O点到C点运动员速度一直减小
B．从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C．从O点到C点运动员的机械能一直在减小
D．从O点到A点运动员的机械能不变
【答案】D
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）如果合力的方向与运动方向相同，那么物体做加速运动；如果合力为零，那么加速停止，此时速度最大；如果合力的方向与运动方向相反，那么物体做减速运动；
（2）（3）（4）以A点为分界点，利用能量转化的知识对运动员的机械能大小变化进行判断。
【解答】从O点到A点的过程中，运动员只受重力作用，合力向下，与运动方向相同，做加速运动；从A到B，运动员受到重力和弹力，且弹力在不断增大，此时重力大于弹力，合力仍然向下，继续做加速运动；到达B点时，弹力和重力相等，此时合力为零，加速停止，即速度最大；从B到C，弹力大于重力，合力向上，与运动方向相反，此时做减速运动，故A错误；
从O到A，只受重力作用，重力势能转化为动能，那么运动员的机械能保持不变。从A到C，运动员的机械能转化为弹簧的弹性势能，因此机械能减小，故B、C错误，D正确。
故选D。
14．如图是皮球落地后弹跳过程中，每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。A、B是同一高度的两点，则皮球在A点的重力势能 (选填“大于”“小于”或“等于”)皮球在B点的重力势能；此过程中皮球的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】等于；减小
【知识点】能量的相互转化和转移；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）比较两点时的高度大小，然后确定重力势能的大小；
（2）注意运动过程中，皮球要克服摩擦消耗机械能。
【解答】（1）A、B两点高度相同，且皮球的质量不变，因此A点的重力势能等于B点的重力势能；
（2）由于克服摩擦做功，因此会不断有机械能转化为内能，即皮球的机械能减小。
15．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示的甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两次实验；实验中应保证 相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是 。
（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是 。
（3）该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。下面的四个实例中也采用这种研究方法的是 。
A．认识电压时，我们可以用水压来类比
B．用磁感线来描述磁场
C．探究影响电磁铁的磁性的因素，通过电磁铁吸引大头针数量的多少来判断电磁铁磁性强弱
D．保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系
（4）若水平面绝对光滑，铁球将做 运动。
【答案】（1）甲、乙；铁球到达水平面时的初速度；让铁球从同一斜面的同一高度由静止开始运动
（2）质量相同的物体，运动的速度越大，它具有的动能就越大
（3）纸盒被撞击后移动的距离；C
（4）匀速直线
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据控制变量法的要求确定保持不变的量和变化的量，进而选择对照实验。物体到达水平面时的速度与它在斜面上的高度有关，即高度越大，它到达水平面时的速度越大；
（2）分析甲丙两个实验中相同的因素和不同的因素，根据控制变量法描述结论；
（3）纸盒被撞击后运动的距离越长，那么克服摩擦做的功越大，即铁球具有的动能越大。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；
（4）根据牛顿第一定律分析解答。
【解答】（1）要探究动能大小与质量的关系，必须控制小球到达水平面时的速度相同而改变质量，因此选用甲和乙两次实验。实验中应保证铁球到达水平面时的初速度相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是：让铁球从同一斜面的同一高度由静止开始运动。
（2）甲和丙两次实验中，小球的质量相同但是在斜面上的高度不同，因此得到结论：质量相同的物体，运动的速度越大，它具有的动能就越大；
（3）该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小，这种研究方法叫转换法。
A.认识电压时，我们可以用水压来类比，使用了类比法，故A不合题意；
B.用磁感线来描述磁场，使用了模型法，故B不合题意；
C.探究影响电磁铁的磁性的因素，通过电磁铁吸引大头针数量的多少来判断电磁铁磁性强弱，使用了转换法，故C符合题意；
D.保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系，使用了控制变量法，故D不合题意。
故选C。
（4）若表面绝对光滑，那么就没有阻力，铁球的速度就不会减小，即铁球做匀速直线运动。
三、拓展创新
16．=将普通塑料水管进行改装，能做多个实验。将塑料水管①侧面开口并标上刻度，再将塑料水管②在侧面不同高度开两个大小合适的口。
（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录 。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与 的关系。
（2）将两根塑料管按图乙连接，验证“重力势能大小与质量的关系”。请你写出实验步骤。
【答案】（1）滑块移动距离；速度大小
（2）将一钢球从管②的任一口放入，静止释放，观察并记录滑块移动距离；取出钢球，将滑块移回原位。将另一质量不同的钢球从同一个口放入，重复实验。
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）水管①和②正好构成一个斜面，滑块从②中不同高度的缺口处放入，相当于从斜面上不同高度下滑，那么它到达水平管①时速度不同。根据滑块在水平管①里面运动的距离，可以判断动能的大小。
（2）滑块在管①中运动时会受到阻力，它受到小球的撞击后，向下运动的距离越大，说明上面小球具有的重力势能越大。如果要探究重力势能与质量的关系，那么就要控制小球下落的高度相同，而改变小球的质量，据此设计实验过程即可。
【解答】（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录滑块移动距离。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与速度大小的关系。
（2）实验步骤为：将一钢球从管②的任一口放入，静止释放，观察并记录滑块移动距离；取出钢球，将滑块移回原位。将另一质量不同的钢球从同一个口放入，重复实验。
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