华师大版初中科学九年级上学期5.4机械能(第2课时)

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名称 华师大版初中科学九年级上学期5.4机械能(第2课时)
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文件大小 349.8KB
资源类型 试卷
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科目 科学
更新时间 2020-09-07 14:01:40

文档简介

华师大版初中科学九年级上学期5.4机械能(第2课时)
一、夯实基础
1.如图所描述的情景中,没有发生动能转化为势能的是(  )
A.滑滑梯 B.荡秋千
C.跳水比赛 D.空中大翻转
【答案】A
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【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,弹性势能与物体的形变程度有关,据此分析能量变化,确定能量转化的过程即可。
【解答】A.滑滑梯时,人的高度减小,重力势能减小;速度增大,动能增大,因此重力势能转化为动能,故A符合题意;
B.荡秋千,从低处荡到高处时,人的高度增大,重力势能增大;速度减小,动能减小,这个过程将动能转化为重力势能,故B不合题意;
C.跳水比赛,人被踏板弹起时,人的高度增大,重力势能增大;速度减小,动能减小,这个过程将动能转化为重力势能,故C不合题意;
D.玩单杠,人从最低处向高处旋转时,高度增大,重力势能增大;速度减小,动能减小,这个过程将动能转化为重力势能,故D不合题意。
故选A。
2.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.重力势能不断减少,动能不断增加,机械能减少
【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;摩擦会将机械能转化为内能,据此分析机械能的变化。
【解答】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,高度减小,重力势能减小;速度增大,动能增大。由于陨石与空气摩擦,产生大量的热能,因此机械能减小,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
3.如图所示,单摆中的小球在ABC间不停地往复运动,如果不考虑阻力的影响,以下说法错误的是(  )
A.小球在A,C处的势能最大
B.小球在B处只受重力作用
C.小球由A到B过程中,重力势能转化为动能
D.小球运动到C处时,如果受到的外力全部消失,将保持静止
【答案】B
【知识点】牛顿第一定律;动能和势能的大小变化;势能的影响因素
【解析】【分析】(1)重力势能的大小与质量和高度有关;
(2)对B点时的小球进行受力分析即可;
(3)首先分析动能和重力势能的大小变化,然后再确定能量转化的过程;
(4)根据牛顿第一定律判断。
【解答】A.根据图片可知,小球在A点和C点时,高度相同且最大,因此它的重力势能最大,故A正确不合题意;
B.当小球在B点时,它受到重力和绳子的拉力,故B错误符合题意;
C.小球从A到B的过程中,高度减小,即重力势能减小;速度增大,即动能增大,因此是重力势能转化为动能,故C正确不合题意;
D.小球运动到C处时,它的速度为零。如果受到的外力全部消失,那么它将保持原来的静止状态,故D正确不合题意。
故选B。
4.(2018·富阳模拟)如图所示,轨道ABC光滑,弹簧固定在水平轨道末端,小球从A处由静止滚下,撞击弹簧,至弹簧压缩最大,在这过程中,机械能转化的情况是(  )
A.重力势能→动能
B.重力势能→动能→弹性势能
C.重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能
D.小球机械能不断减小
【答案】B
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】此题考查学生对于一个运动过程中的能量的转化过程。势能分为重力势能、弹性势能、分子势能、引力势能等多种。
【解答】小球在A点时,它具有重力势能。落下时,具有动能。在撞击弹簧后,弹簧压缩最大时,小球静止。弹簧具有弹性势能。
故机械能转化为重力势能→动能→弹性势能,此题答案为B选项。
5.如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面,一小球由A点以速度v沿轨道滚下,经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是(  )
A.整个过程只有重力在对小球做功
B.小球在A,B两点具有的动能相同
C.小球在A,B,C三点的速度大小关系是vA>vB>vC
D.小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)注意摩擦力对小球运动的影响;
(2)首先比较A、B两点的机械能的大小,然后比较两点重力势能的大小,最后根据机械能=动能+重力势能比较动能的大小关系;
(3)将B点动能与C点进行比较,从而得到二者的速度大小,然后结合(2)中的结论比较三者的速度大小;
(4)小球要克服摩擦做功,因此时间越靠后,机械能的损耗越多,即机械能越小。
【解答】A.在小球运动的过程中,重力和摩擦力同时对小球做功,故A错误;
B.因为B点在A点的后面,所以克服摩擦消耗的机械能更多,那么B点的机械能小于A点的机械能。A、B两点高度相同,那么它们的重力势能相同。根据机械能=动能+重力势能可知,B点的动能小于A点的动能,即B点的速度小于A点的速度,故B错误;
C.C点时小球的速度为零,且B点的速度小于A点的速度,那么小球的速度大小关系为:vA>vB>vC,故C正确;
D.C点在A点的后面,那么C点的机械能损耗更多,那么C点的机械能小于A点的机械能。在C点时小球的速度为零,即动能为零,那么它的重力势能等于机械能,因此小球在A点的机械能大于C点的重力势能,故D错误。
故选C。
6.在中考体育考试中,小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力,则实心球从离开手后到达最高点的过程中,球受   个力的作用,球的机械能   (选填“增大”“减小”或“不变”),在最高点时,球的动能   (选填“大于”或“等于”)零。
【答案】1;不变;大于
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)不考虑空气阻力,对实心球进行受力分析即可。
(2)不考虑空气阻力,就不会有机械能通过摩擦的方式转化为内能,即机械能守恒;
(3)球的运动可以分解为竖直方向和水平方向上的运动,据此分析最高点时球的动能是否为零。
【解答】(1)不考虑空气阻力,那么实心球只受到地球施加的重力,即受到1个力的作用;
(2)不考虑空气阻力,就不会有机械能通过摩擦的方式转化为内能,那么球的机械能不变;
(3)在最高点时,实心球在竖直方向上的速度为零,但是水平方向上的速度不为零,因此球的动能大于零。
7.2022年,第19届亚运会将在杭州举行。如图,拉满的弓将箭射出,是弓的   能转化为箭的   能。手在拉弦的同时感到弦也在拉手,这是由于物体间力的作用是   的。箭离开弦后还能继续向前飞行,是因为箭具有   。
【答案】弹性势;动;相互;惯性
【知识点】力的作用是相互的;惯性;动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】(1)物体发生弹性形变具有弹性势能,运动的物体具有动能,据此分析拉弓射箭的能量转化;
(2)根据物体间力的作用的相互性分析解答;
(3)物体保持运动状态不变的性质叫惯性。
【解答】(1)拉满的弓发生弹性形变具有弹性势能,将箭射出,箭产生动能,因此是弓的弹性势能转化为箭的动能;
(2)手在拉弦的同时感到弦也在拉手,这是由于物体间力的作用是相互的;
(3)箭离开弦后还能继续向前飞行,是因为箭具有惯性。
8.(2018九上·杭州期中)用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上,放手后,铁球从A位置开始向下运动,到达B位置速度达到最大,到达C位置小球的速度变为零;已知A、C间的高度差为h,则从A位置到C位置铁球的重力做功是   ;在此过程中弹簧的弹性势能增加量为   ;B位置到C位置的过程中铁球所受的重力   (选填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧所施加的弹力;(整个过程中不计能量损耗)
【答案】G.h;G.h;小于
【知识点】力与运动的关系;功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)已知物体重力和竖直方向上通过的距离根据公式W=Gh计算重力做的功;
(2)在铁球下降的过程中,它的动能会转化为弹簧的弹性势能,而弹性势能的增大量等于重力做的功;
(3)从A到B,弹力小于铁球重力,因此铁球做加速运动;在B点时,弹力等于重力,加速停止,此刻的铁球速度最大,动能也最大;从B到C,弹力大于铁球重力,它做减速运动;到达C点时,铁球速度为0,动能为0,弹簧的弹性势能最大。
【解答】已知A、C间的高度差为h,则从A位置到C位置铁球的重力做功是Gh;在此过程中弹簧的弹性势能增加量为Gh;B位置到C位置的过程中铁球所受的重力小于弹簧所施加的弹力。
9.图为某蹦床运动员从床面上A点起跳后腾空瞬间的照片,根据照片信息估测此时运动员脚尖到床面的距离为   (选填“0.8m”“1.8m”或“3.8m”);运动员在空中下落的过程中,他的   能转化为动能。
【答案】1.8m;重力势
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】(1)将人跳起的高度与人的身高进行比较即可;
(2)重力势能与质量和高度有关,动能与质量和速度大小有关,据此分析能量转化的过程。
【解答】(1)根据图片可知,当运动员腾空时,他的脚尖到床面的距离与它的升高差不多。而人的身高大约在1.5m~2.0m之间,那么运动员的脚尖到床面的距离为1.8m;
(2)运动员在下落的过程中,高度减小,重力势能减小;速度增大,那么动能增大,因此它的重力势能转化为动能。
二、能力提升
10.如图所示,滚摆由最高点释放,旋转着下降到最低点后又上升,每次上升的最大高度逐渐降低。下列说法正确的是(  )
A.下降时重力势能转化为动能
B.下降时减少的重力势能等于增加的动能
C.上升时减少的动能等于增加的重力势能
D.上升的最大高度逐渐降低说明机械能不守恒
【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】在滚摆运动的过程中,由于克服摩擦做功,因此它的机械能会不断转化为内能,据此分析判断。
【解答】A.由于克服摩擦做功,滚摆下降时重力势能转化为动能和内能,故A错误;
B.由于克服摩擦做功,滚摆下降时减少的重力势能等于增加的动能和产生的内能之和,故B错误;
C.上升时减少的动能等于增加的重力势能和产生的内能之和,故C错误;
D.上升的最大高度逐渐降低,说明机械能不守恒,故D正确。
故选D。
11.跳水运动员在3m长的踏板上起跳,我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态,其中A为无人时踏板静止点,B为人站在踏板上静止时受力平衡点,C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点,则下列说法中正确的是(  )
A.从A到C的过程中,踏板的弹性势能一直在增大
B.从A到C的过程中,运动员的机械能守恒
C.从A到C的过程中,运动员的动能一直在减小
D.从B到C的过程中,运动员减少的动能等于踏板增加的势能
【答案】A
【知识点】力与运动的关系;动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】(1)弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度大小有关;
(2)注意运动员和踏板之间的能量转化;
(3)当合力的方向与运动方向一致时,做加速运动;相反时,物体做减速运动,据此分析速度变化,进而得到动能的变化;
(4)注意运动员重力势能的改变。
【解答】A.从A到C的过程中,踏板的形变程度不断增大,因此弹性势能一直在增大,故A正确;
B.从A到C的过程中,运动员的机械能会不断转化为踏板的弹性势能,肯定不守恒,故B错误;
C.从A到B的过程中,重力大于弹力,合力向下,与运动方向相同,运动员做加速运动,动能增大;从B到C的过程中,重力小于弹力,合力向上,运动员做减速运动,动能减小,故C错误;
D.从B到C的过程中,运动员减少的动能和重力势能等于踏板增加的势能,故D错误。
故选A。
12.2018年1月19日12时12分,酒泉卫星发射中心用长征十一号运载火箭成功将吉林一号视频07、08星送入预定轨道。在火箭加速升空过程中,下列叙述正确的是(  )
A.火箭的机械能总量不变
B.火箭的机械能总量增加
C.火箭的动能增加,重力势能不变
D.火箭的动能不变,重力势能增加
【答案】B
【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=动能+重力势能,据此分析判断。
【解答】在火箭加速升空过程中,质量不变,高度增大,那么重力势能增大;质量不变,速度增大,那么动能增大。根据机械能=动能+重力势能可知,火箭的机械能总量增加,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
13.掷实心球是我市的中考体育测试项目之一。掷出去的实心球从a处出手后,在空中的运动轨迹如图所示,球最终停在水平地面e点处。则实心球(  )
A.在a处的重力势能最小 B.在b处的动能为零
C.在b处的重力势能最大 D.在d处的动能为零
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)重力势能与质量和高度有关;
(2)实心球的运动为竖直方向运动和水平方向运动的复合运动,注意分析水平方向上的速度是否为零;
(3)重力势能与质量和高度有关;
(4)根据动能和重力势能的能量转化分析。
【解答】A.根据图片可知,d点的高度最小,因此d点的重力势能最小,故A错误;
B.在b处时,实心球在竖直方向上的速度为零,而在水平方向上的速度不为零,因此它的动能不为零,故B错误;
C.b处时实心球的高度最大,因此该点时它的重力势能最大,故C正确;
D.d点时,实心球的重力势能转化为动能,因此该点的动能肯定不为零,故D错误。
故选C。
14.如图所示,小球从斜面上某一高度由静止开始下滑,撞击静止于水平木板上的木块(不计空气阻力),下列说法中正确的是(  )
A.小球在斜面上下滑的过程中,如果以木板为参照物,小球是静止的
B.若木板的表面光滑且足够长,最终木块的动能保持不变
C.木块对木板的压力就是木块的重力
D.小球从斜面上开始下滑到撞击木块后静止的过程中,小球的机械能先变大后变小
【答案】B
【知识点】参照物及其选择;动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)如果物体相对参照物的位置保持不变,那么它是静止的;否则,它是运动的;
(2)表面光滑即没有阻力,那么就不会将机械能转化为内能,即木块的机械能守恒;
(3)根据压力和重力的关系分析;
(4)注意小球克服摩擦做功,将机械能转化为内能。
【解答】A.小球在斜面上下滑的过程中,如果以木板为参照物,小球相对与木板的位置不断改变,因此它是运动的,故A错误;
B.若木板的表面光滑且足够长,那么没有阻力,木块的速度就不会减小,最终木块的动能保持不变 ,故B正确;
C.木块对木板的压力等于木块的重力,但是二者不是一个力,故C错误;
D.小球从斜面上开始下滑到撞击木块后静止的过程中,由于小球要克服摩擦做功,因此会有部分机械能转化为内能,因此小球的机械能始终在不断减小,故D错误。
故选B。
三、拓展创新
15.如图所示,两个内壁光滑、半径不同的半球形碗,放在不同高度的水平面上,使两碗口处于同一高度。现将质量相同的两个小球分别从两个碗的边缘由静止释放,当两球分别通过碗的最低点时,下列说法中错误的是(  )
A.两球的速度各自达到最大值 B.两球具有相同的惯性
C.两球的机械能相等 D.两球的速度大小相等
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)注意重力势能和动能的相互转化,确定最低点时小球的动能大小,进而确定速度大小;
(2)惯性的大小只与物体的质量大小有关;
(3)表面光滑,没有阻力,那么小球的机械能守恒,据此分析它们机械能的大小;
(4)比较最低点时两个小球的动能大小,进而确定速度大小。
【解答】A.在小球下滑的过程中,它的重力势能转化为动能。当到达最低点时,此时的动能最大,自然速度也最大,故A正确不合题意;
B.两个小球的质量相同,那么它们的惯性相同,故B正确不合题意;
C.开始时,两个小球的高度相等,那么重力势能相等。两个小球都处于静止状态,那么它们的的动能都为零。根据机械能=动能+重力势能可知,开始时两个小球的机械能相同。由于表面光滑,没有阻力,那么小球的机械能守恒,因此最低点时两球的机械能相等,故C正确不合题意;
D.最低点时,左边小球比右边小球的位置更低,因此会有更多的重力势能转化为动能,即左边小球的动能更大,那么它的速度更大,故D错误符合题意。
故选D。
16.如图所示,原长为L的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上,另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧,其左端至A点时,弹簧具有的弹性势能为25J;松手后,木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止,此时弹簧具有的弹性势能为1J,则木块运动过程中克服阻力做的功是   J。整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于   (选填“B”“C”或“D”)点。
【答案】24;B
【知识点】力与运动的关系;能量的相互转化和转移
【解析】【分析】(1)在木块运动的过程中,克服阻力做了多少功,就有多少弹性势能转化为内能,因此最初弹簧的弹性势能=剩余的弹性势能+克服阻力做功;
(2)当合力的方向与运动方向相同时,它做加速运动;当合力为零时,加速停止,此时速度最大;当合力的方向与运动方向相反时,它做减速运动。
【解答】(1)木块运动过程中克服阻力做的功是:25J-1J=24J;
(2)当木块向右运动时,开始时弹力大于摩擦力,合力与运动方向相同,那么木块做加速运动;当弹力等于摩擦力时,此时合力为零,那么木块加速停止,此时速度最大。由于此时摩擦力向左,那么弹簧的弹力肯定向右,即弹簧仍然处于压缩状态,因此木块速度最大的位置左端可能位于B点。
1 / 1华师大版初中科学九年级上学期5.4机械能(第2课时)
一、夯实基础
1.如图所描述的情景中,没有发生动能转化为势能的是(  )
A.滑滑梯 B.荡秋千
C.跳水比赛 D.空中大翻转
2.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.重力势能不断减少,动能不断增加,机械能减少
3.如图所示,单摆中的小球在ABC间不停地往复运动,如果不考虑阻力的影响,以下说法错误的是(  )
A.小球在A,C处的势能最大
B.小球在B处只受重力作用
C.小球由A到B过程中,重力势能转化为动能
D.小球运动到C处时,如果受到的外力全部消失,将保持静止
4.(2018·富阳模拟)如图所示,轨道ABC光滑,弹簧固定在水平轨道末端,小球从A处由静止滚下,撞击弹簧,至弹簧压缩最大,在这过程中,机械能转化的情况是(  )
A.重力势能→动能
B.重力势能→动能→弹性势能
C.重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能
D.小球机械能不断减小
5.如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面,一小球由A点以速度v沿轨道滚下,经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是(  )
A.整个过程只有重力在对小球做功
B.小球在A,B两点具有的动能相同
C.小球在A,B,C三点的速度大小关系是vA>vB>vC
D.小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
6.在中考体育考试中,小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力,则实心球从离开手后到达最高点的过程中,球受   个力的作用,球的机械能   (选填“增大”“减小”或“不变”),在最高点时,球的动能   (选填“大于”或“等于”)零。
7.2022年,第19届亚运会将在杭州举行。如图,拉满的弓将箭射出,是弓的   能转化为箭的   能。手在拉弦的同时感到弦也在拉手,这是由于物体间力的作用是   的。箭离开弦后还能继续向前飞行,是因为箭具有   。
8.(2018九上·杭州期中)用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上,放手后,铁球从A位置开始向下运动,到达B位置速度达到最大,到达C位置小球的速度变为零;已知A、C间的高度差为h,则从A位置到C位置铁球的重力做功是   ;在此过程中弹簧的弹性势能增加量为   ;B位置到C位置的过程中铁球所受的重力   (选填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧所施加的弹力;(整个过程中不计能量损耗)
9.图为某蹦床运动员从床面上A点起跳后腾空瞬间的照片,根据照片信息估测此时运动员脚尖到床面的距离为   (选填“0.8m”“1.8m”或“3.8m”);运动员在空中下落的过程中,他的   能转化为动能。
二、能力提升
10.如图所示,滚摆由最高点释放,旋转着下降到最低点后又上升,每次上升的最大高度逐渐降低。下列说法正确的是(  )
A.下降时重力势能转化为动能
B.下降时减少的重力势能等于增加的动能
C.上升时减少的动能等于增加的重力势能
D.上升的最大高度逐渐降低说明机械能不守恒
11.跳水运动员在3m长的踏板上起跳,我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态,其中A为无人时踏板静止点,B为人站在踏板上静止时受力平衡点,C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点,则下列说法中正确的是(  )
A.从A到C的过程中,踏板的弹性势能一直在增大
B.从A到C的过程中,运动员的机械能守恒
C.从A到C的过程中,运动员的动能一直在减小
D.从B到C的过程中,运动员减少的动能等于踏板增加的势能
12.2018年1月19日12时12分,酒泉卫星发射中心用长征十一号运载火箭成功将吉林一号视频07、08星送入预定轨道。在火箭加速升空过程中,下列叙述正确的是(  )
A.火箭的机械能总量不变
B.火箭的机械能总量增加
C.火箭的动能增加,重力势能不变
D.火箭的动能不变,重力势能增加
13.掷实心球是我市的中考体育测试项目之一。掷出去的实心球从a处出手后,在空中的运动轨迹如图所示,球最终停在水平地面e点处。则实心球(  )
A.在a处的重力势能最小 B.在b处的动能为零
C.在b处的重力势能最大 D.在d处的动能为零
14.如图所示,小球从斜面上某一高度由静止开始下滑,撞击静止于水平木板上的木块(不计空气阻力),下列说法中正确的是(  )
A.小球在斜面上下滑的过程中,如果以木板为参照物,小球是静止的
B.若木板的表面光滑且足够长,最终木块的动能保持不变
C.木块对木板的压力就是木块的重力
D.小球从斜面上开始下滑到撞击木块后静止的过程中,小球的机械能先变大后变小
三、拓展创新
15.如图所示,两个内壁光滑、半径不同的半球形碗,放在不同高度的水平面上,使两碗口处于同一高度。现将质量相同的两个小球分别从两个碗的边缘由静止释放,当两球分别通过碗的最低点时,下列说法中错误的是(  )
A.两球的速度各自达到最大值 B.两球具有相同的惯性
C.两球的机械能相等 D.两球的速度大小相等
16.如图所示,原长为L的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上,另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧,其左端至A点时,弹簧具有的弹性势能为25J;松手后,木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止,此时弹簧具有的弹性势能为1J,则木块运动过程中克服阻力做的功是   J。整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于   (选填“B”“C”或“D”)点。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【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,弹性势能与物体的形变程度有关,据此分析能量变化,确定能量转化的过程即可。
【解答】A.滑滑梯时,人的高度减小,重力势能减小;速度增大,动能增大,因此重力势能转化为动能,故A符合题意;
B.荡秋千,从低处荡到高处时,人的高度增大,重力势能增大;速度减小,动能减小,这个过程将动能转化为重力势能,故B不合题意;
C.跳水比赛,人被踏板弹起时,人的高度增大,重力势能增大;速度减小,动能减小,这个过程将动能转化为重力势能,故C不合题意;
D.玩单杠,人从最低处向高处旋转时,高度增大,重力势能增大;速度减小,动能减小,这个过程将动能转化为重力势能,故D不合题意。
故选A。
2.【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;摩擦会将机械能转化为内能,据此分析机械能的变化。
【解答】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,高度减小,重力势能减小;速度增大,动能增大。由于陨石与空气摩擦,产生大量的热能,因此机械能减小,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
3.【答案】B
【知识点】牛顿第一定律;动能和势能的大小变化;势能的影响因素
【解析】【分析】(1)重力势能的大小与质量和高度有关;
(2)对B点时的小球进行受力分析即可;
(3)首先分析动能和重力势能的大小变化,然后再确定能量转化的过程;
(4)根据牛顿第一定律判断。
【解答】A.根据图片可知,小球在A点和C点时,高度相同且最大,因此它的重力势能最大,故A正确不合题意;
B.当小球在B点时,它受到重力和绳子的拉力,故B错误符合题意;
C.小球从A到B的过程中,高度减小,即重力势能减小;速度增大,即动能增大,因此是重力势能转化为动能,故C正确不合题意;
D.小球运动到C处时,它的速度为零。如果受到的外力全部消失,那么它将保持原来的静止状态,故D正确不合题意。
故选B。
4.【答案】B
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】此题考查学生对于一个运动过程中的能量的转化过程。势能分为重力势能、弹性势能、分子势能、引力势能等多种。
【解答】小球在A点时,它具有重力势能。落下时,具有动能。在撞击弹簧后,弹簧压缩最大时,小球静止。弹簧具有弹性势能。
故机械能转化为重力势能→动能→弹性势能,此题答案为B选项。
5.【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)注意摩擦力对小球运动的影响;
(2)首先比较A、B两点的机械能的大小,然后比较两点重力势能的大小,最后根据机械能=动能+重力势能比较动能的大小关系;
(3)将B点动能与C点进行比较,从而得到二者的速度大小,然后结合(2)中的结论比较三者的速度大小;
(4)小球要克服摩擦做功,因此时间越靠后,机械能的损耗越多,即机械能越小。
【解答】A.在小球运动的过程中,重力和摩擦力同时对小球做功,故A错误;
B.因为B点在A点的后面,所以克服摩擦消耗的机械能更多,那么B点的机械能小于A点的机械能。A、B两点高度相同,那么它们的重力势能相同。根据机械能=动能+重力势能可知,B点的动能小于A点的动能,即B点的速度小于A点的速度,故B错误;
C.C点时小球的速度为零,且B点的速度小于A点的速度,那么小球的速度大小关系为:vA>vB>vC,故C正确;
D.C点在A点的后面,那么C点的机械能损耗更多,那么C点的机械能小于A点的机械能。在C点时小球的速度为零,即动能为零,那么它的重力势能等于机械能,因此小球在A点的机械能大于C点的重力势能,故D错误。
故选C。
6.【答案】1;不变;大于
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)不考虑空气阻力,对实心球进行受力分析即可。
(2)不考虑空气阻力,就不会有机械能通过摩擦的方式转化为内能,即机械能守恒;
(3)球的运动可以分解为竖直方向和水平方向上的运动,据此分析最高点时球的动能是否为零。
【解答】(1)不考虑空气阻力,那么实心球只受到地球施加的重力,即受到1个力的作用;
(2)不考虑空气阻力,就不会有机械能通过摩擦的方式转化为内能,那么球的机械能不变;
(3)在最高点时,实心球在竖直方向上的速度为零,但是水平方向上的速度不为零,因此球的动能大于零。
7.【答案】弹性势;动;相互;惯性
【知识点】力的作用是相互的;惯性;动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】(1)物体发生弹性形变具有弹性势能,运动的物体具有动能,据此分析拉弓射箭的能量转化;
(2)根据物体间力的作用的相互性分析解答;
(3)物体保持运动状态不变的性质叫惯性。
【解答】(1)拉满的弓发生弹性形变具有弹性势能,将箭射出,箭产生动能,因此是弓的弹性势能转化为箭的动能;
(2)手在拉弦的同时感到弦也在拉手,这是由于物体间力的作用是相互的;
(3)箭离开弦后还能继续向前飞行,是因为箭具有惯性。
8.【答案】G.h;G.h;小于
【知识点】力与运动的关系;功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)已知物体重力和竖直方向上通过的距离根据公式W=Gh计算重力做的功;
(2)在铁球下降的过程中,它的动能会转化为弹簧的弹性势能,而弹性势能的增大量等于重力做的功;
(3)从A到B,弹力小于铁球重力,因此铁球做加速运动;在B点时,弹力等于重力,加速停止,此刻的铁球速度最大,动能也最大;从B到C,弹力大于铁球重力,它做减速运动;到达C点时,铁球速度为0,动能为0,弹簧的弹性势能最大。
【解答】已知A、C间的高度差为h,则从A位置到C位置铁球的重力做功是Gh;在此过程中弹簧的弹性势能增加量为Gh;B位置到C位置的过程中铁球所受的重力小于弹簧所施加的弹力。
9.【答案】1.8m;重力势
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】(1)将人跳起的高度与人的身高进行比较即可;
(2)重力势能与质量和高度有关,动能与质量和速度大小有关,据此分析能量转化的过程。
【解答】(1)根据图片可知,当运动员腾空时,他的脚尖到床面的距离与它的升高差不多。而人的身高大约在1.5m~2.0m之间,那么运动员的脚尖到床面的距离为1.8m;
(2)运动员在下落的过程中,高度减小,重力势能减小;速度增大,那么动能增大,因此它的重力势能转化为动能。
10.【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】在滚摆运动的过程中,由于克服摩擦做功,因此它的机械能会不断转化为内能,据此分析判断。
【解答】A.由于克服摩擦做功,滚摆下降时重力势能转化为动能和内能,故A错误;
B.由于克服摩擦做功,滚摆下降时减少的重力势能等于增加的动能和产生的内能之和,故B错误;
C.上升时减少的动能等于增加的重力势能和产生的内能之和,故C错误;
D.上升的最大高度逐渐降低,说明机械能不守恒,故D正确。
故选D。
11.【答案】A
【知识点】力与运动的关系;动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】(1)弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度大小有关;
(2)注意运动员和踏板之间的能量转化;
(3)当合力的方向与运动方向一致时,做加速运动;相反时,物体做减速运动,据此分析速度变化,进而得到动能的变化;
(4)注意运动员重力势能的改变。
【解答】A.从A到C的过程中,踏板的形变程度不断增大,因此弹性势能一直在增大,故A正确;
B.从A到C的过程中,运动员的机械能会不断转化为踏板的弹性势能,肯定不守恒,故B错误;
C.从A到B的过程中,重力大于弹力,合力向下,与运动方向相同,运动员做加速运动,动能增大;从B到C的过程中,重力小于弹力,合力向上,运动员做减速运动,动能减小,故C错误;
D.从B到C的过程中,运动员减少的动能和重力势能等于踏板增加的势能,故D错误。
故选A。
12.【答案】B
【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=动能+重力势能,据此分析判断。
【解答】在火箭加速升空过程中,质量不变,高度增大,那么重力势能增大;质量不变,速度增大,那么动能增大。根据机械能=动能+重力势能可知,火箭的机械能总量增加,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
13.【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)重力势能与质量和高度有关;
(2)实心球的运动为竖直方向运动和水平方向运动的复合运动,注意分析水平方向上的速度是否为零;
(3)重力势能与质量和高度有关;
(4)根据动能和重力势能的能量转化分析。
【解答】A.根据图片可知,d点的高度最小,因此d点的重力势能最小,故A错误;
B.在b处时,实心球在竖直方向上的速度为零,而在水平方向上的速度不为零,因此它的动能不为零,故B错误;
C.b处时实心球的高度最大,因此该点时它的重力势能最大,故C正确;
D.d点时,实心球的重力势能转化为动能,因此该点的动能肯定不为零,故D错误。
故选C。
14.【答案】B
【知识点】参照物及其选择;动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)如果物体相对参照物的位置保持不变,那么它是静止的;否则,它是运动的;
(2)表面光滑即没有阻力,那么就不会将机械能转化为内能,即木块的机械能守恒;
(3)根据压力和重力的关系分析;
(4)注意小球克服摩擦做功,将机械能转化为内能。
【解答】A.小球在斜面上下滑的过程中,如果以木板为参照物,小球相对与木板的位置不断改变,因此它是运动的,故A错误;
B.若木板的表面光滑且足够长,那么没有阻力,木块的速度就不会减小,最终木块的动能保持不变 ,故B正确;
C.木块对木板的压力等于木块的重力,但是二者不是一个力,故C错误;
D.小球从斜面上开始下滑到撞击木块后静止的过程中,由于小球要克服摩擦做功,因此会有部分机械能转化为内能,因此小球的机械能始终在不断减小,故D错误。
故选B。
15.【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)注意重力势能和动能的相互转化,确定最低点时小球的动能大小,进而确定速度大小;
(2)惯性的大小只与物体的质量大小有关;
(3)表面光滑,没有阻力,那么小球的机械能守恒,据此分析它们机械能的大小;
(4)比较最低点时两个小球的动能大小,进而确定速度大小。
【解答】A.在小球下滑的过程中,它的重力势能转化为动能。当到达最低点时,此时的动能最大,自然速度也最大,故A正确不合题意;
B.两个小球的质量相同,那么它们的惯性相同,故B正确不合题意;
C.开始时,两个小球的高度相等,那么重力势能相等。两个小球都处于静止状态,那么它们的的动能都为零。根据机械能=动能+重力势能可知,开始时两个小球的机械能相同。由于表面光滑,没有阻力,那么小球的机械能守恒,因此最低点时两球的机械能相等,故C正确不合题意;
D.最低点时,左边小球比右边小球的位置更低,因此会有更多的重力势能转化为动能,即左边小球的动能更大,那么它的速度更大,故D错误符合题意。
故选D。
16.【答案】24;B
【知识点】力与运动的关系;能量的相互转化和转移
【解析】【分析】(1)在木块运动的过程中,克服阻力做了多少功,就有多少弹性势能转化为内能,因此最初弹簧的弹性势能=剩余的弹性势能+克服阻力做功;
(2)当合力的方向与运动方向相同时,它做加速运动;当合力为零时,加速停止,此时速度最大;当合力的方向与运动方向相反时,它做减速运动。
【解答】(1)木块运动过程中克服阻力做的功是:25J-1J=24J;
(2)当木块向右运动时,开始时弹力大于摩擦力,合力与运动方向相同,那么木块做加速运动;当弹力等于摩擦力时,此时合力为零,那么木块加速停止,此时速度最大。由于此时摩擦力向左,那么弹簧的弹力肯定向右,即弹簧仍然处于压缩状态,因此木块速度最大的位置左端可能位于B点。
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