【课时培优】浙教版科学九上 3.2机械能

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九年级上册科学第3章 能量的转化与守恒
第2节 机械能
一、基础达标
1．高空抛物存在巨大的安全隐患，是因为高处的物体具有较大的（　　）
A．动能 B．重力势能 C．体积 D．重力
2．如图轰油-6空中加油机，是中国研制的第一款空中加油机，可以给水平方向匀速飞行的战斗机进行空中加油。在加油过程中，“轰油-6”的动能和势能变化情况为（　　）
A．动能不变，重力势能不变 B．动能减少，重力势能增加
C．动能不变，重力势能增加 D．动能减少，重力势能减少
3．如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图，雨滴在t1～t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（　　）
A．E1＜E2＜E3 B．E1＞E2＞E3 C．E1＜E2＝E3 D．E1＝E2＜E3
4．小科在微信公众号“胜哥课程”中看到“胜哥”打羽毛球的视频。如图为羽毛球运动常见的基本球路，线段表示羽毛球的运动轨迹，箭头表示运动的方向。请判断，在杀球，挑球，高远球和放小球的四种基本球路运动过程中，羽毛球相对于地面的重力势能一直减少的是（　　）
A．杀球 B．挑球 C．高远球 D．放小球
5．如图所示，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，P 点是弹簧保持原长时小球的位置。“胜哥”压缩弹簧使小球至 M 位置，然后释放小球，小球就在 MN 间做往复运动（已知 MP=PN），小球从 M 位置运动到 N 位置的过程中，弹簧的弹性势能变化是（　　）
A．一直增大 B．一直减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
6．如图所示的情景中，重力势能转化为动能的过程是（　　）
A．箭离开弓的过程 B．运动员撑起的过程
C．杠铃被举起的过程 D．运动员下落的过程
7．物体由于 　 　而具有的能叫做动能．物体由于 　 　而具有的能叫做重力势能；物体由于 发生 　 　而具有的能叫做弹性势能。动能和势能统称为 　 　．
8．如图所示是神舟十三号载人飞船起飞加速上升阶段的火箭。上升过程的火箭内部的新型返回舱的动能　 　(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，火箭整体的机械能　 　。
9．小科正通过微信公众号“胜哥课程”观看《探究物体的动能跟哪些因素有关》的实验视频，如图所示，只见“胜哥”让同一钢球A从斜面上不同的高度由静止滚下，撞到同一木块B上。实验中，通过观察　 　来判断钢球动能的大小；本实验用到的科学研究方法是　 　(说出一种即可)。
10．如图所示，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点由静止开始自由落下，沿光滑轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力)，则小球由A点运动到O点的过程中，小球的重力势能是　 　的(填“增大”“不变”或“减小”)，小球在B点的机械能　 　在A点的机械能(填“大于”“等于”或“小于”)，小球离开B点后的运动轨迹应该是图中的　 　曲线。
11．小科通过微信公众号“胜哥课程”观看了《滚摆》科学视频，通过实验可以发现：滚摆在上升过程中，　 　能转化成了　 　；下降时，将　 　能转化成了　 　。结论：滚摆实验证明：　 　。
12．如图，弹弓是一种常见的玩具，它能把“子弹”弹出去。小明同学用弹弓研究弹性势能的大小与物体形变的关系。通过实验他观察的记录是：弹弓的橡皮筋被拉得越长，“子弹”射得越远。
（1）弹弓弹性势能的大小是通过　 　来比较的；
（2）当弹弓橡皮筋形变相同时，所用的“子弹”质量不同，射出去的距离也不同，质量较大的子弹，射出的距离　 　(填“大”或“小”)，所以实验中所选用“子弹”的　 　应是相同的；
（3）实验结论是　 　。
二、巩固提升
13．蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，深受广大青少年喜爱。图甲为蹦床运动简化示意图，0点是小滨由静止开始自由落下的起始位置，C点是小滨到达的最低点。从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图像如图乙所示（速度为负值，表示运动方向向上，整个过程忽咯空气阻力）则下列说法不正确的是（　　）
A．从0点下落到A点的过程中，小滨的机械能不变
B．小滨整个过程中动能增大的时间段为0-t2，t3-t4
C．从A点下落到C点的过程中，蹦床的弹性势能增大
D．在t3时刻时小滨所受的重力和蹦床对他的弹力相等
14．小明在参加运动会体能测试中涉及的科学知识，下列说法中正确的（　　）
A．1分钟跳绳---每次跳绳人克服重力做功的功率约75瓦
B．立定跳远---人蹬地起跳，机械能转化为化学能
C．掷实心球---在最高点B时实心球重力势能不为零，动能为零
D．800m测试---人到达终点后不能马上停下来，是由于受到惯性的作用
15．如图甲所示原长为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。钢球从O点运动到A点的过程中，能表示其动能Ek随运动距离s变化关系的图像是图乙中的（　　）
A． B．C． D．
16．一个穿在光滑金属曲杆上的圆环从 A点静止释放后沿曲杆运动，A、B、C、D位置关系如图所示（曲杆位置固定，空气阻力不计）。下列说法正确的是（）
A．圆环在 A点的势能大于在 B点的势能
B．圆环在 C点的动能大于在 B 点的动能
C．圆环在 D点的机械能大于在 A点的机械能
D．圆环在 AB段减小的势能小于 BC段增大的势能
17．如图，甲、乙、丙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，丙球沿倾角为θ的足够长斜面以速度v上滑。上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能和重力势能（　　）
A．动能：E甲＝E丙＜E乙 B．动能：E甲＝E乙＝E丙
C．重力势能：E甲＝E丙＜E乙 D．重力势能：E甲＝E乙＝E丙
18．如图所示小球在光滑轨道上的a点静止自由释放，在运动过程中始终没有离开轨道，关于小球的运动过程的描述，以下说法正确的是（　　）
A．小球不能到达f点 B．小球越过c点时的速度为零
C．小球运动过程中动能不断增大 D．小球还能回到a点
19．如图是摆球从A点静止释放，经过三点，到达最高点D的示意图，其中两点等高．下列说法正确的是（　　）
A．摆球在O点时动能等于零
B．摆球在两点的重力势能相等
C．摆球从A点到O点的过程中机械能减少
D．摆球在两点的动能相等
20．如图甲是蹦极运动过程示意图，小明从O点开始下落，OA长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，C点是下落到达的最低点。蹦极过程中人和弹性绳的能量变化如图乙（忽略空气摩擦的影响），下列判断正确的是（　　）
A．a图像表示人的重力势能 B．时刻人在B点位置
C．时刻绳的弹性势能最大 D．时刻人的动能为零
21．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
22．图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在　 　点最大，B点重力势能的大小　 　(选填 “大于”“小于” 或“等于”) E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是　 　 (选填 “变化”或“不变”)的。
23．“胜哥”为探究物体的动能跟哪些因素有关，利用斜槽、钢球、木块等器材在同一水平面上进行探究活动。钢球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动，运动的钢球碰上木块后，能将木块撞出一段距离s，如图所示。
（1）实验中探究的“物体的动能”是指____ (选填字母)。
A．钢球在斜面上的动能
B．钢球撞击木块时的动能
C．木块被撞击后的动能
（2）若水平面是光滑的，　 　(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
（3）实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施：　 　。
24．小科同学利用如图所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。他先将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度的位置，然后都由静止释放，当小球法动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，球A、B的质量分别为、（）。
请回答：
（1）基于　 　的假设，小科进行甲、乙两组实验。
（2）在甲、乙两组实验中，小科每次都将小球拉到与竖直方向成的位置，然后都由静止释放。他这样做的主要目的是　 　。
（3）小科发现丙组木块C撞击最远，比较乙、丙实验，得出的结论是　 　。
25．通过微信公众号“胜哥课程”学习了机械能的课程后，小科进行了“动能大小影响因素”的实验。他了解到小球在斜面某一高度释放后，到达平面时的速度与高度有关，而与质量无关。于是提出了一个问题不同质量的小球放在同一根压缩程度相同的弹簧前面，当释放弹簧后，两个小球是否能获得相同的速度 为此，他进行了如下实验：
步骤1：如图甲所示，将相同体积、不同质量的钢球和铜球分别放在光滑斜面的0处，静止释放后，经过光滑平面AB，落到地面上，记录小球到达地面后与B点的水平距离分别为 s1、s2，发现s1=s2。换用其它体积相同、质量不同的小球重复实验，均发现s1=s2。而
将同一小球放置在斜面不同高度进行实验，则发现s1≠s2。
步骤2：如图乙所示，将斜面去掉，将弹簧一端固定在P处，另一端为A，将弹簧压缩，把钢球放在弹簧前面，释放弹簧，小球经过光滑平面AB，落到地面上，记录小球到达地面后与B点的水平距离为s3，换用相同体积、不同质量的铜球，保证两次弹簧压缩程度相同，
重复实验，记录小球到达地面后与B点的水平距离为s4，发现s3≠s4。
请回答下列问题：
（1）根据步骤1可知，实验中可以用　 　反映小球在A点时的速度大小。
（2）根据步骤2，可以得出的结论是不同质量的小球放在同一根压缩程度相同的弹簧前面，当释放弹簧后，两个小球不能获得相同的速度。依据的实验现象是　 　。
（3）请从能量转化的角度解释步骤2中两个小球不能获得相同。速度的原因：　 　
26．“胜哥”用图甲装置探究影响物体动能大小的因素，在光滑的水平面右端固定一个强力磁铁，一辆绑有磁铁的小车从光滑斜面上滑下后在水平面上向右运动（确保不与强力磁铁碰撞），小车在水平面上运动的距离记为sOA（A点为小车离强力磁铁最近的位置）。小车所受斥力F水与sOA的关系如图乙所示。
（1）A点与强力磁铁的距离越远，反映小车到达水平面时的初始动能越　 　。
（2）为探究物体质量大小对动能的影响，小夏应该选择图丙中的　 　（选填“①“或“②”）装置与图甲进行对照实验。
（3）图乙中阴影部分面积表示的科学量是　 　。
27．如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A.B.C三小球先后从同一装置的hA.hB.hC高处滚下（mA=mB＜mC，hA=hC＞hB）推动纸盒运动一段距离后静止．
（1）要研究动能与质量的关系，我们要选择　 　两图来进行比较．实验中通过观察　 　的大小，来判断小球动能的大小．
（2）实验中为了研究动能大小与质量的关系．需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是　 　．
（3）要研究动能与速度的关系，我们应该选择　 　两图来进行实验．
28．如图甲所示是我们常见的按压式圆珠笔。小明利用圆珠笔开展了以下实验研究。
实验一：研究弹簧弹力与压缩量的关系，实验数据记录如下表：
序号 钩码质量（g） 弹簧压缩量×（mm） 弹簧弹力F（N） k
1 50 2 0.5 0.25
2 100 4 1 0.25
实验二：先将笔倒立向下按压然后放手，笔将向上弹起一定的高度。弹跳过程可以分为三个阶段：
①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面（见位置a）；
②由静止释放，外壳竖直上升，弹簧恢复到原长（见位置b）；
③笔继续上升到离桌面2cm的最高处（见位置c）开始下落。
（1）实验一表中的“k”应该填入的项目是：　 　；
（2）为使得到的实验结论更可靠，需进行　 　
（3）笔在上升过程中，笔的外壳的最大速度处于位置　 　之间；（选填“ab”或“bc”）
（4）若不计一切摩擦，请说明从a到b到c位置笔的内芯的机械能变化情况？　 　。
29． 某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时，猜测弹性势能可能与形变量x成正比，也可能与形变量的平方x2成正比。用如图装置进行探究，将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上，刻度尺与杆平行，进行了如下操作：
①弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平面的高度h0：
②将中间有孔的小物块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压物块，读出此时弹簧上端到水平面的高度h1；
③释放小物块，当物块上升到最大高度时，读出物块下端到水平面的高度h2；
④改变弹簧的压缩长度，重复步骤②③，将测出的数据记录在表格中，并计算出弹簧的形变量x、形变量的平方x2和小物块上升的距离Δh；
实验次数 h0/m h1/m h2/m x/m x2/m2 Δh/m
1 0.50 0.40 0.55 0.10 0.01 0.15
2 0.50 0.30 0.90 0.20 0.04 0.60
3 0.50 0.20 1.55 0.30 0.09 1.35
4 0.50 0.10 　 0.40 0.16 　
（1）实验中弹簧的形变量x＝　 　，弹簧弹性势能大小是通过　 　来间接反映的；
A.h0﹣h1 B.h2 C.h2﹣ho D.h2﹣h1
（2）该同学根据表中数据分别做出图甲Δh﹣x和图乙Δh﹣x2图象，由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小____。
A．与形变量成正比
B．与形变量的平方成正比
C．与形变量无关
（3）若4次实验均未超过弹簧的弹性限度，则表内空白处应填数据为Δh＝　 　，h2＝　 　。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【分析】根据重力势能的定义判断。
【解答】物体由于被举高而具有的能量叫重力势能，这就是高空抛物具有巨大安全隐患的原因，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
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，据此分析判断。
【解答】在加油过程中，“轰油-6”的速度不变，质量减小，则动能减小；高度不变，质量减小，则重力势能减小，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
3．【答案】C
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】根据动能的影响因素判断。
【解答】根据图像可知，t1~t3时刻中，雨滴的速度先增大后不变，即v1故选C。
4．【答案】A
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】重力势能的大小与质量和高度有关。
【解答】羽毛球的质量保持不变，当它的重力势能一直减小时，则它的高度肯定一直降低，根据图片可知，只有杀球时高度一直减小。
故选A。
5．【答案】D
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】物体发生弹性形变具有的能量叫弹性势能；物体发生弹性形变的程度越大，它具有的弹性势能越大。
【解答】从M点到P点，弹簧的长度逐渐增大，被压缩的程度逐渐变小，因此弹性势能逐渐变小。从P到N时，弹簧的长度逐渐增大，伸长的长度逐渐变大，因此弹性势能逐渐增大，因此弹簧的弹性势能先减小后增大，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
6．【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】掌握影响动能和势能大小变化的因素是解题的关键.重力势能转化为动能的过程应该是重力势能减小而动能增大.
【解答】A、箭离开弓的过程，弓的弹性势能转化为箭的动能，A选项不符合题意；
B、运动员撑起过程，运动员的高度增大，重力势能增大，杆的弹性势能转化为运动员的重力势能，B选项不符合题意；
C、杠铃被举起的过程中，杠铃的高度增加，重力势能增大，运动员对杠铃做功的过程，C选项不符合题意；
D、跳水运动员下落的过程，所处的高度降低，其速度增加，重力势能转化为动能，D选项符合题意.
故答案为D.
7．【答案】运动；被举高；弹性形变；机械能
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【分析】此题需要通过再现物理概念，填入概念中的关键字句。
【解答】物体由于运动而具有的能叫动能；
物体由于被举高而具有的能量叫重力势能；
物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能；
机械能是动能和势能的和。
故答案为：运动；被举高；弹性形变；机械能
8．【答案】增大；增大
【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】机械能=动能+重力势能；质量越大、速度越大，动能越大；质量越大、高度越高，重力势能越大。
【解答】飞船起飞加速上升，质量不变，速度变大，高度变高，所以动能变大，势能变大，机械能变大。
故答案为：第1空、增大
第2空、增大
9．【答案】木块B被撞后移动的距离；控制变量法(或转换法)
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】该实验采用了转换法，即把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离；该实验还采用了控制变量法，当研究动能大小与质量的关系时，要让钢球沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同.
【解答】实验中通过观察木块B被撞击后运动的距离的大小来间接判断物体动能的大小；让同一钢球沿斜面的不同高度静止滚下撞击水平板上的木块，这是控制了质量相同，目的是探究物体的动能与速度的关系，采用的是控制变量法；故答案为：木块B被撞的距离；控制变量法.
10．【答案】减小；等于；C
【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】（1）重力势能的大小与质量和高度有关；
（2）如果忽略空气阻力和摩擦，那么机械能守恒；
（3）注意比较最高点的高度大小。
【解答】（1）从A点到O点的过程中，小球的质量不变高度减小，则重力势能减小；
（2）轨道表面光滑，即没有摩擦力，且忽略空气阻力，因此机械能守恒，则小球在B点的机械能等于在A点的机械能。
（3）当小球沿着OB运动到最高点时，它的动能不为零。根据机械能=动能+重力势能可知，此时小球的重力势能应该小于A点的重力势能，即最高点应该低于A点高于B点，故选C。
11．【答案】动；重力势能；重力势；动能；动能和势能可以相互转化
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】掌握动能、重力势能大小的影响因素，重力势能和动能是可以相互转化的.
【解答】滚摆上升时，质量不变，越滚越慢，即速度减小，动能减小，同时高度增大，重力势能增大，此过程中动能转化为重力势能；滚摆下降时，质量不变，越滚越快，即速度增大，动能增大，同时高度减小，重力势能减小，此过程中重力势能转化为动能；滚摆实验证明动能和势能可以相互转化.
故答案为：动；重力势能；重力势；动能；动能和势能可以相互转化.
12．【答案】（1）子弹射出的远近
（2）小；质量
（3）物体的弹性形变越大，弹性势能越大
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】弹性势能大小的影响因素：弹性形变的大小，形变越大，弹性势能越大.探究弹性势能的大小的影响因素采取的方法是控制变量法.
【解答】（1）弹弓弹性势能的大小是通过子弹射出的距离来比较的，子弹射出的越远，说明弹弓的弹性势能越大；
（2）当弹弓橡皮筋形变相同时，弹性势能相同，射出子弹时，子弹飞行的远近跟子弹的质量有关，子弹的质量越大，飞行距离越小；用子弹射出的远近来反映弹弓的弹性势能时，要保持子弹的质量相同，这种方法称为控制变量法；
（3）子弹的质量相同时，弹弓的橡皮筋被拉得越长，“子弹”射得越远，所以得到的实验结论是：物体的弹性形变越大，弹性势能就越大.
故答案为：（1）子弹射出的距离；（2）小；质量；（3）物体的弹性形变越大，弹性势能就越大.
13．【答案】D
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【分析】动能的大小与质量、速度有关；重力势能 的大小与质量、高度有关；弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关；机械能为动能 和势能的和；结合图乙，根据小滨的运动状态分析。
【解答】A.从O点下落到A点的过程中，小滨自由下落，其重力势能转化为动能，由于不计空 气阻力，所以小滨的机械能不变；A正确；
B.小滨的质量一定，由图乙知，小滨下落过程中，t2，t4时刻小滨的运动速度最大，动能最大，小滨下落过程中动能增大的时间段为0~t2， t3-t4 ，B正确；
C. 从A到C，蹦床的弹性形变程度逐渐变大，弹性 势能逐渐变大，C正确；
D. 在t3时刻时小滨所受的重力和蹦床对他的弹力不相等，弹力大于重力，D错误；
故答案为：D。
14．【答案】A
【知识点】动能和势能的概念；势能的影响因素
【解析】【分析】求出重力做功，估计每次跳绳所需时间，功率等于做功除以时间。
【解答】A.中学生的重力约为G=mg=50kg×10N/kg=500N，高度6厘米= 0.06米，跳一次克服重力做功W=Gh=500N×0.06m=30J，1分钟跳150次，一个周期0.4s，平均功率P=W/t =75W，A正确；
B.立定跳远时，人蹬地用力起跳，消耗人体能 量，由静止变为运动，得到机械能，化学能转化为 机械能，B错误；
C.实心球在B点时，有一定高度，重力势能不为 零；处于运动状态，有水平方向的速度，动能不为零，C错误；
D.达终点后不能马上停下来，是由于人具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性的作用。故D错 误。
故答案为：A。
15．【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】当物体受到的合力与运动方向相同时，做加速运动；当合力为零时，加速停止，此时物体的运动速度最大；当合力的方向与运动方向相反时，做减速运动，据此分析即可。
【解答】从O点到橡皮筋的长度为l时，橡皮筋没有形变，那么钢球只受向下的重力，合力的方向与运动方向一致，小球做加速运动；此后橡皮筋逐渐伸长，钢球受到的拉力越来越大，但是拉力始终小于重力，合力方向向下，钢球继续做加速运动；当弹力与钢球的重力相等时，合力为零，加速停止，此时速度最大；此后，弹力越来越大，始终大于重力，那么合力向上，钢球做减速运动。
综上所述，钢球的速度先增大后减小，且速度最大的时刻在长度为l的后面，所以钢球的动能变化规律与速度基本相同，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
16．【答案】A
【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】根据题意，金属曲杆光滑，且空气阻力不计，圆环从A点静止释放符合机械能守恒。
【解答】A、A点位置高于B点，根据势能=mgh，h越大，势能越大。正确
B、C点位置高于B点，故C点势能大于B点，根据机械能=动能+势能，且机械能守恒，所以势能大的，动能必然就小，即C点动能小于B点，错误
C、D点与A点之间变化符合机械能守恒，故机械能相等，错误
D、AB断下降的高度，大于BC段上升的高度，根据势能=mgh，可知势能差等于高度差，AB段减少的势能大于BC段增加的势能，错误
故答案为：A
17．【答案】A
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【分析】动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关。
【解答】开始时，甲、乙、丙是完全相同的小球，质量相同，速度相同，则动能大小相同；高度为0，所以三个小球的重力势能都为0；
甲、乙、丙三个小球都到达最高点时，小球的质量不变，甲、丙小球在最高点时的速度为0，小球的动能全部转化为重力势能，所以甲、丙小球的重力势能是相同的；乙小球在最高点时在水平方向上具有一定的速度，具有一定的动能，所以此时乙小球的重力势能小于甲、丙小球的重力势能，故A正确、BCD错误。
故答案为：A。
18．【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】 球在光滑轨道上的a点静止自由释放 ，因为光滑，所以没有能量损失，机械能守恒。
【解答】A.af等高，机械能守恒，所以 小球能到达f点，A错误；
B. C点高度小于a，小球越过c点时的速度为大于零，B错误；
C. 小球运动过程中只有高度不断下降才能动能不断增大，C错误；
D.机械能守恒，小球运动到f速度变为零，然后还能回到a点，D正确；
故答案为：D。
19．【答案】C
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】机械能包括动能和势能；物体由于运动而具有的能量叫动能；物体由于被举高而具有的能量叫重力势能；物体发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。动能的大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度有关。
【解答】A、摆球在O点时速度不为零，所以动能不等于零，故A错误。
B、摆球在A、D两点的高度不同，所以重力势能不相等，故B错误。
C、球由A点到O点过程中，由于克服空气阻力做功，消耗了一部分机械能，所以摆球从A点到O点的过程中机械能减少，故C正确。
D、球由B点运动到C点过程中，由于克服空气阻力做功，消耗了一部分机械能，所以B点的机械能大于C点的机械能，BC的高度相同、重力势能相同，所以B点的动能大于C点的动能，故D错误。
故答案为：C。
20．【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】 动能的大小与质量和速度有关，重力势能的大小与质量和高度有关；弹性势能的大小与弹性形变程度的大小有关，结合力与运动的关系分析判断即可。
【解答】 根据甲图可知运动员从O到A的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大； 从A点到B点过程中，运动员受到的弹力小于重力，所以运动员向下做加速运动，速度变大，质量不变，动能变大； 从B到C的过程中，弹力大于重力，运动员向下做减速运动，质量不变，动能变小；高度变小，重力势能变小。
A.根据乙图可知，a先变大后变小，表示的是人动能的变化图像，故A错误；
B.t2时刻人的动能最大，所以人在B点位置，故B错误；
C.t2时刻弹性绳的形变程度不是最大，弹性势能不是最大，故C错误；
D. b在t1时刻后逐渐增大，为弹性势能的变化图像；t3时刻人的速度为0，在最低点，人的动能为零； 故D正确。
故选D。
21．【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。
22．【答案】C；等于；变化
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；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】动能与速度和质量质量有关，质量越大，速度越大，物体的动能越大；重力势能与质量和高度有关，质量越大，高度越高，物体的重力势能越大；机械能等于物体的势能和动能的总和；
【解答】在此过程中，机械能不断地转化为内能，所以机械能一直在减小；从 A点出发，先后经过B、C、D、E点的过程中，重力势能先减小后增大在减小；动能先增大后减小在增大；图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在C点最大，B点重力势能的大小等于E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是变化的。
故答案为：C；等于；变化
23．【答案】（1）B
（2）不能
（3）增大下落高度或减轻木块重力或使水平面更光滑等
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据实验过程确定探究哪个物体的动能；
（2）根据实验中物体动能大小的判断方法解答；
（3）木块移动的距离过短，可能是小球动能太小所致，因此可以增大它在斜面上的高度。也可能是木块受到的摩擦力太大所致，可以减小木块的重力或减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力。
【解答】（1）根据图片可知，小球从斜面上滚下来，撞击水平面上的木块。木块移动时克服地面阻力做功，根据W=fs可知，木块移动的距离越大，克服阻力做功越多，那么小球撞击木块时的动能越大，故选B。
（2）若水平面光滑，那么没有摩擦力，就不能通过木块移动的距离反映小球动能大小，即不能达到实验目的；
（3）实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。改进措施为：增大下落高度或减轻木块重力或使水平面更光滑等。
24．【答案】（1）物体动能的大小与物体的质量有关
（2）控制物体的速度相同（碰撞时）
（3）物体质量相同时，速度越大动能越大
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】控制变量法实验注意控制变量，通过被撞物体滑行距离来反映动能的大小。
【解答】（1）甲乙除了小球质量不同，其他因素都相同，所以是探究物体动能的大小与物体的质量有关 ；
（2）每次小球从相同高度释放，可以控制物体的速度相同；
（3）丙图夹角大，撞击时速度更大，被撞物体运动远，说明物体质量相同时，速度越大动能越大。
25．【答案】（1）小球到达地面后与B点的水平距离
（2）s3≠s4
（3）弹簧压缩相同程度，弹性势能相同，转化成小球的动能也相同，而小球的动能与质量与速度有关，由于质量不同，因此速度不同；
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】 1. 定义：物体由于运动而具有的能，叫动能。 2. 影响动能的因素：物体运动的速度和物体的质量。 速度对物体运动的影响更大。 （1）质量相同的物体，运动速度越大，它所具有的动能越大。 （2）运动速度相同的物体，质量越大，它所具有的动能越大。
【解答】（1） 根据步骤1可知，实验中可以用小球到达地面后与B点的水平距离反映小球在A点时的速度大小。此处是转化法的应用；
（2）用小球到达地面后与B点的水平距离反映小球在A点时的速度大小，步骤为中s3≠s4，所以不能获得相同的速度；
（3）步骤2中速度不同的原因：弹簧压缩相同程度，弹性势能相同，转化成小球的动能也相同，而小球的动能与质量与速度有关，由于质量不同，因此速度不同；
故答案为：（1）小球到达地面后与B点的水平距离（2）s3≠s4（3）弹簧压缩相同程度，弹性势能相同，转化成小球的动能也相同，而小球的动能与质量与速度有关，由于质量不同，因此速度不同；
26．【答案】（1）小
（2）①
（3）克服斥力做的功
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】通过小车在水平面上运动的距离来反映物体动能大小，采用控制变量法实验注意单一变量原则。
【解答】（1）实验中小车从斜面滑下，到达水平面具有动能，动能越大，停止时距离强磁铁距离越远，在 水平面运动距离越短，通过小车在水平面上运动的距离来反映物体动能大小，故A点与强力磁铁的距离 越远，反映小车到达水平面时的初始动能越小。
（2）为探究物体质量大小对动能的影响，根据控制变量法的操作原则及要求，实验中只改变小车 质量大小，而其它条件相同，①图中在原有的磁体 加铜块改变了质量，并且铜块不能磁化，车与强磁 体磁力作用不变，故①符合实验操作要求；②中在 原有磁体上加铁块改变了质量，但铁块会被磁化， 也会改变与强磁体的磁力作用，故②不符合实验操 作要求。故应该选择图丙中的①装置与图甲进行对 照实验。
（3）图像中横坐标是小车在水平面运动的距离，纵轴为斥力的大小，根据W=Fs可知，图乙中阴影部分面积表示的科学量是克服斥力做的功。
27．【答案】（1）a.c；纸盒子被推动距离
（2）让小球从斜面的同一高度由静止滚下
（3）a.b
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【解答】（1）用控制变量的方法，要研究动能与质量的关系，对图中各因素（质量.速度）的异同点进行分析；可判断出选择a.c两图进行比较；实验中动能的大小是通过纸盒子被推动距离（小球对盒子做功多少）反映出来；（2）为了确保小球到达水平面的速度相同，就必须让小球在同一高度滚下；（3）用控制变量的方法，要研究动能与速度的关系，从图中找出质量相同.速度不同的两图即a.b进行比较即可；
故答案为：a.c；纸盒子被推动距离；让小球从斜面的同一高度由静止滚下；a.b．
【分析】（1）要研究动能与质量的关系，根据控制变量的思想，就应该让小球下落高度相同（达到水平面时的初速度相同），且用质量不同的小球做实验；能量（动能）的大小，可通过对盒子做的功的多少来反映，这是一种转换的方法；（2）为了控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是让质量不同的小球从同一高度由静止滚下；（3）要研究动能与速度的关系，根据控制变量的思想，就应该让小球的质量相同，从不同的高度滚下使其到达水平面的初速度不相同．
28．【答案】（1）弹簧弹力与压缩量的比值（N/mm）
（2）换用不同的弹簧多次实验
（3）ab
（4）a到b，机械能不变，b到c机械能增大
【知识点】力与运动的关系；力的测量；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】弹簧测力计的原理就是在弹性限度内，弹簧收到的力与其被压缩或者伸长的量成正比。力是改变物体运动状态的原因，当受力平衡时，物体保持匀速直线运动或者静止，运动状态不再改变。
【解答】（1）实验表明：弹簧弹力的大小F和弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比，用公式表示为
F=kx，其中k是比例常数，是弹簧弹力与压缩量的比值，故实验一表中的“k”应该填入的项目是：弹簧弹力与压缩量的比值（N/mm）。故答： 弹簧弹力与压缩量的比值（N/mm）
（2）为了使得到的实验结论更可靠，应换用不同的弹簧多次实验，得到普遍规律，避免结论的偶然性。故答： 换用不同的弹簧多次实验
（3）由a到b时，开始弹力大于笔的外壳重力，笔的外壳向上做加速运动，当弹力等于笔的外壳重力时，笔外壳的速度最大，此时弹簧还未恢复原状，故笔外壳的最大速度处于位置ab之间。故答：ab
（4）由图丙可知，位置a是压缩弹簧后形变程度最大处，弹性势能也最大；从位置a到b，弹簧恢复至原长，弹簧的弹性势能全部转化为外壳的动能和重力势能，内芯速度和高度均不变，所以其机械能不变；从位置b到c，外壳带着内芯向上运动，外壳的一部分机械能转移给内芯，内芯的机械能增大，所以从a到b到c位置笔的内芯的机械能先不变后增大。故答： a到b，机械能不变，b到c机械能增大
29．【答案】（1）A；D
（2）B
（3）2.40；2.50
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）弹簧的形变量等于弹簧的原长与形变后的长度之差；在物体质量不变的情况下，弹性势能大小通过物体上升的高度来反映；
（2）根据图像的形状分析得出结论；
（3）根据△h与x2的数量关系计算△h大小，根据△h的计算方法计算h2的数值。
【解答】（1）弹簧的形变量等于弹簧的原长与形变后的长度之差，即x＝h0﹣h1 ，故选A；
在物体质量不变的情况下，弹性势能大小通过物体上升的高度，即△h=h2﹣h1，故选D。
（2）根据图乙可知，物体高度的增大量随弹簧形变量的平方变化的图像为一条通过坐标原点的斜线，因此弹簧弹性势能的大小与形变量的平方成正比，故选B。
（3）根据上面的分析可知，第4次实验时形变量的平方是第1次实验时形变量平方的16倍，则前者升高的高度就是后者的16倍，即：△h=0.15m×16=2.4m；
根据△h=h2﹣h1得到：2.4m=h2﹣0.1m，解得：h2=2.50m。
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