11.3 动能和势能
一、单选题
1.疫情期间卫生部门利用洒水车进行路面消杀,当洒水车在水平路面上匀速行驶喷洒药水时它的( )
A.动能不变,势能不变 B.动能减少,势能增加
C.动能增加,势能减少 D.动能减少,势能减少
2.如图所示,客机起飞升空的过程中,下列说法错误的是( )
A.客机动能增大
B.客机重力势能增大
C.客机机械能增大
D.客机机械能不变
3.为了减少行车安全隐患,交警一直严查超速、超高、超载等违法行为,下列分析正确的是( )
A.超速的危害是速度越大,惯性越大 B.超载的危害是质量越大,动能越小
C.超高的危害是重心越高,稳定性越差 D.超载的危害是质量越大,受到的惯性越大
4.如图所示,在粗糙的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属滑块,O点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时用力推滑块压缩弹簧到A位置,释放滑块,B是滑块滑到的最右端,AO>OB,滑块从A位置滑到B位置过程中(此题中滑块到达某一位置是指滑块中心到达该位置上方):
①速度最快的位置在AO之间;
②弹簧弹性势能最大的位置在A点;
③滑块在O点的左侧和右侧运动,弹簧对滑块的弹力方向相反;
④滑块最终可能停在A点。
以上说法中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
5.如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图,下列有关说法错误的是
A.在a到b的过程中,运动员对铅球做了功
B.在b到c的过程中,运动员对铅球没有做功
C.在c到d的过程中,没有力对铅球做功
D.在b到d的过程中,铅球的动能在不断的变化
6.乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球,若不计空气阻力,则落到水平桌面时三者的速度大小关系是( )
A.va>vb>vc B.vb>vc>va C.va>vc>vb D.va=vb=vc
7.深圳大疆新推出的“精灵4”无人机具有自动返航功能,下列说法中正确的是( )
A.无人机匀速上升时,动能转化为重力势能,机械能守恒
B.无人机停在地面时,它受到的重力与它对地面的压力是一对平衡力
C.无人机自动返航时,以地面为参照物它是运动的
D.无人机做功的功率越大,机械效率就越高
8.年月日中国珠峰高程测量登山队成功登顶如图,振奋人心,此次登顶测量中,队员在峰顶停留了分钟,创造了中国人在珠峰顶停留时长的新纪录。下列说法正确的是( )
A.登山队员受到的重力和队员对地面的压力是一对相互作用力
B.登山队员穿着防滑靴可通过增大接触面积来增大摩擦力
C.登山队员若在峰顶停留时间过长会导致缺氧,是因为海拔高的地方气压更高
D.登山队员登顶的过程中,设备质量不变,重力势能增加
二、填空题
9.动能定义: 叫做动能。一切运动的物体都具有动能。如运动的钢球撞击木块,木块被撞走,钢球对木块做了功,钢球具有能量。
10.如图所示的小球从A点由静止释放,它从A点向B点摆动的过程中,小球受到的重力对小球 (选填“做功”或“不做功”)。小球的重力势能在 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
11.如图所示的游戏中,毽子被踢出主要表明 可以改变物体的运动状态.被踢出后,毽子在上升过程中,重力势能 ,在 的作用下,毽子最终会落向地面。
12.2023年5月23日,我国科考队再次登上珠穆朗玛峰,进行“珠峰科考”(图所示)。科考队员在踏着皑皑白雪登山的过程中,重力势能 (填变化情况)。“雪”的形成是 (填物态变化名称)现象。
13.火箭在返回大气层的过程中,随着高度降低,它的重力势能 (选填“减少”或“增加”),动能增加。
三、作图题
14.如图所示是一枚电路保险丝,其内部有一处于伸长状态的轻质弹簧。某次将它接入电路,0时刻时闭合电路开关电路通电,时刻保险丝的A处断开,当到达时刻时弹簧收缩至原长。请在答题卡的坐标中画出弹簧的弹性势能E随时间t变化的大致关系图像。
四、实验题
15.利用如图所示的装置探究动能的大小与什么因素有关.让钢球从固定的斜面上由静止滚下,打到水平面上的一个小木块上,能将木块撞出一段距离.小木块被撞后运动的距离越长,则表明钢球碰撞前的 越大.
(1)将质量不同的钢球从同一高度滚下,记录小木块被撞出的距离,目的是研究动能和质量的关系;
(2)为了研究动能和速度的关系,应将 质量的钢球在 高度的地方由静止滚下.(选填“相同”、“不同”)
(3)物理学里研究问题的方法有许多,如等效替代法、转化法、类比法、对比法、控制变量法;本实验中运用了两种研究方法,一是 法;二是 法,就是用木块被推动的距离长短来表示钢球动能的大小.
(4)钢球在斜面轨道上向下滚动的过程中, 能转化为 能,小木块在水平面运动的过程中,小木块的 能不断减少,小木块的 能保持不变.
16.小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与哪些因素有关”.实验步骤如下:
(1)将质量为m的小球从光滑斜面的A处由静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图甲所示.
(2)将质量为m的小球从光滑斜面的B处由静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图乙所示.
(3)将质量为2m的小球从光滑斜面的B处由静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图丙所示.根据上述三次实验,回答下列问题:
①通过观察比较 就可以反映小球动能的大小,这里用到的物理学研究问题的方法是 (选填“直接测量”、“放大”或“转换”)法.
②为了探究动能大小与物体运动速度的关系,应选用 两个图来分析.
③分析乙、丙两图,得到的实验结论是 .
④小车在下滑的过程中,重力势能 ,动能 .木块在运动过程中,机械能转化为 能.
五、计算题
17.上体育课时,小强在练习投掷铅球,他将铅球掷出手后,铅球在空中的运动轨迹如图1所示。若铅球的质量是4kg,从最高点到接触水平地面的过程中,铅球下降的高度为3m。(不计空气阻力,g=10N/kg)
(1)铅球受到的重力是多少?
(2)铅球下降的过程中,重力对铅球做的功是多少?
(3)若铅球离开手时具有的机械能为288J,已知动能的计公式为,请计算铅球刚接触地面时的速度。
(4)请在图2中画出铅球从离开手时,到它刚接触水平地面的这段时间内,铅球的动能Ek随时间t变化的大致图象。(不需要准确描点)
18.为控制疫情,我市市政管理部门配备了如图所示的消毒车按时对人流密集的主干道路进行消毒。消毒车罐体容积为4500L,空载质量约5000kg,轮胎与地面的总接触面积是1000cm2,发动机的额定功率约为95kW。(ρ药水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)消毒车在水平地面上匀速行驶消毒时,具有的动能 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)装满药水时,消毒车对水平地面的压强是多少?( )
(3)当该车装满药水,在水平公路上以额定功率匀速行驶时,测得速度为10m/s,则发动机在2min内所做的功是多少?受到的阻力是多少? ( )
参考答案:
1.D
2.D
3.C
4.C
5.C
6.D
7.C
8.D
9.物体由于运动而具有的能
10. 做功 变小
11. 力 增大 重力
12. 增大 凝华
13.减少
14.
15. 动能 相同 不同 控制变量 转换法 重力势 动 动 重力势
16. 木块被撞后移动的距离 转换 甲、乙 速度一定时,物体的质量越大,它具有的动能越大 减小 增大 内
17.(1)40N;(2)120J;(3)12m/s;(4)
18. 变小 1.14×107J,