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《暑假预习》每日一练 3
知识梳理
1、重力势能:物体由于被举高而具有的能叫重力势能。【决定因素:高度和质量】
2、影响重力势能大小的因素
(1)提出问题:势能大小跟什么因素有关?
(2)猜想与假设:势能大小可能跟物体的质量、高度有关。
(3)设计实验:控制变量法的运用
①控制质量相同,改变物体的高度,研究物体的势能跟物体高度的关系;
②控制高度相同,改变物体的质量,研究物体的势能跟物体质量的关系;
(4)实验装置如图
(5)进行实验
①让质量为m,体积为V的小球从高度为h的自由下落,记录小球撞击形成沙坑的深度h1;
②让质量为m,体积为V的小球从高度为2h的自由下落,记录小球撞击形成沙坑的深度h2;
③让质量为2m,体积为V的小球从高度为h的自由下落,记录木小球撞击形成沙坑的深度h3;
(6)实验现象
①同样质量的小球,从不同位置下落,高度高的小球撞击形成沙坑的深度越深;
②不同质量的小球,从相同位置下落,质量大的小球撞击形成沙坑的深度越深。
(7)实验结论
物体的势能大小跟物体的质量和高度有关。质量相同的物体,高度越高,它的势能越大;高度相同的物体,质量越大,它的势能也越大。
2、弹性势能
(1)定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。例如,张开的弓、拉长的橡皮条、卷紧的钟表发条等。判断一个物体是否具有弹性势能,关键是看物体是否发生了弹性形变,若物体发生了弹性形变,则此物体具有弹性势能。
(2)影响弹性势能大小的因素
弹性势能的大小与物体弹性形变的大小有关。物体的弹性形变越大,弹性势能就越大。如:射箭时手拉弓弦使弓的弹性形变越大,弹性势能就越大,箭就射得越远。同样,机械表内发条卷得越紧,弹性形变越大,弹性势能就越大,机械表走动的时间就越长。
考点专练
1、如图,小球从左侧的斜坡滚下,到达底端后又沿着右侧斜坡向上滚到最高处,则下列图像能正确代表小球重力势能与运动时间之间对应关系的是( )
A.B.C. D.
【答案】B
【解析】斜面的倾角为α,小球运动到最低处速度v=kt,运动的路程
重力势能为 Ep=Gh=GSsinα=Gsinα
图像为抛物线,小球在左侧时,重力势能减小,小球在右侧时,重力势能增大,故B符合题意,ACD不符合题意。
2、如图是一个弹性小球从台阶上以一定速度滚下的轨迹图,关于该过程说法合理的是( )
A.运动过程中小球的机械能保持不变 B.整个过程中只发生了重力势能和动能之间的转化
C.整个过程中小球的重力势能一直在减小 D.小球均未与台阶接触情况下,位点4动能大于位点3
【答案】D
【解析】A.运动过程中不可避免要受到空气阻力,部分机械能转化为内能,故A错误;
B.因为小球有弹性,会发生弹性形变,受台阶挤压时会有一部分能转化为弹性势能,所以整个过程中发生的是重力势能、动能和弹性势能的相互转化,故B错误;
C.小球下降过程重力势能是减小的.上升过程中高度增加,重力势能是增大的,故C错误;
D.位点4比位点3高度低,从位点3到4重力势能减小,在均未与台阶接触的情况下,重力势能转化为动能,故位点4动能大于位点3的动能,故 D正确。
故选D。
3、如图,甲乙完全相同的小球,以同样的速度v沿着与水平方向均成角斜向上抛出,甲球沿光滑斜面,乙球抛向空中,不计空气阻力,甲乙小球能到达的最高点分别为a点与b点,离地高度为h1和h2。则下列说法正确的是( )
a点时,小球所受重力和支持力是一对平衡力
b点时,小球所受重力和惯性力不是一对平衡力
C.h1=h2 D.h1>h2
【答案】D
【解析】A.a点时,小球所受重力方向竖直向下,支持力方向垂直于斜面向上,两个力方向不是相反的,不是平衡力,故A错误;
B.惯性是物体的一种属性,惯性不是力,故B错误;
CD.已知小球的质量和抛出时的速度相同,所以具有的动能相同,无论小球沿什么方向抛出,不考虑空气阻力,小球沿光滑的斜面上升到最高点h1时速度为零,即动能全部转化为重力势能,重力势能大,高度高;而乙到达最高处h2时在水平方向还有速度,即动能只有一部分转化为重力势能,重力势能小,因此上升高度小一些,即 h1>h2
4、把金属小球放在O处,静止滚下,然后让它沿轨道滚下先后通过轨道上b、c,再通过b,最终恰好落在d处停下如图。观察小球滚动的全过程,下列图像中有关能量随小球位置变化的大致趋势正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】物体的机械能由重力势能和动能组成,当除重力外的其它外力不做功时,其机械能大小不变,做负功时,机械能大小减小。
【解答】重力势能大小与重力大小和相对于地面高度有关,当其下滑时,重力势能先变小再变大,再变小后再变大,由于最后高于小于原高度,故重力势能比原高度要小,且不为零,故AB错误;
小球的动能与质量和速度大小有关,故其动能先增大再减小,再增大(c-b此时动能小于第一次经过时的动能),最后上升到最高处减小为零,故D正确。
故答案为:D
《暑假预习》每日一练 4
知识梳理
1、机械能:动能和势能的总和统称为机械能。
关于机械能的理解:动能和势能都属于机械能,一个物体可以只有动能,也可以只有势能,还可以同时具有动能和势能。当只有动能和势能相互转化时,机械能的总和不变,或者说机械能是守恒的。“守恒”的含义为保持不变,即物体动能和势能相互转化过程中,任何位置的机械能(动能+势能)相等。
2、判断机械能守恒的方法
①方法一:分析“动能+势能”(先分别判断动能、势能如何变化);
②方法二:寻找“外援”和“损耗”
观察是否有能量供给者(比如通电、燃料燃烧等),如果有,机械能增加;
观察是否存在摩擦阻力或空气阻力,如果有,机械能减少(摩擦发热转化成内能);
③方法三:观察是否只有重力做功,如果只有重力做功,机械能守恒。
3、机械能守恒
机械能守恒的条件 只有动能和势能相互转化 换言之,机械能与其它形式的能量之间没有相互转化
机械能守恒的实质 在一定条件下,动能与势能相互转化(机械能没有损失)
机械能守恒隐含条件 题目中有“光滑”、“自由”、“不计阻力”等词语,说明不计摩擦
机械能不守恒 机械能减小 如:小球下落时要与空气摩擦,小球机械能会减小
机械能增加 如火箭升空时,火箭机械能会增加
4、机械能不守恒的情况
(1)火箭加速升空:动能增大,势能增大,所以机械能增大。另外也可以从外力分析,因为(推力)做功,机械能增大。
一 二 三 四 五
(2)电梯匀速升降:动能不变,势能发生改变,所以机械能由势能变化决定,电梯上升,机械能增加,电梯下降,机械能减少。
(3)摆球越摆越慢:由于受到空气阻力,部分机械能转化为内能,导致机械能减少。
(4)弹球越弹越低:球在反弹过程中与地面摩擦,产生热量,越弹越低,机械能减小。
(5)洒水车洒水,洒水车洒水过程之中,质量减少,导致动能和势能同时减少,机械能减少。(类似的如飞机空中加油)。
考点专练
1、物体在自由下落过程中运动速度会越来越快。一小球由A点自由下落,经过B、C两个位置,且AB=BC,如图所示。小球重力在AB、BC段做功分别为W
AB、W
BC , 功率分别为P
AB、P
BC , 则( )
A. WAB>WBC B. WAB<WBC C. PAB>PBC D. PAB<PBC
【答案】D
【解析】
由题知,AB=BC,小球的重力不变,根据W=Gh可知,小球重力在AB段和BC段做的功相等,即W
AB=W
BC;由于小球在自由下落时做加速运动,根据t= 可知,小球在BC段运动的时间短,
根据公式P= 可知,小球在AB段重力做功的功率小于BC段重力做功的功率,即PAB<PBC。
2、如图所示,斜面与水平面在M点相连,弹簧左端固定在竖直墙壁上,N点是弹簧自然伸长的位置。斜面与水平面光滑,忽略空气阻力。当物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后若又返回到P点。则下列描述错误的是( )
A.物块从M向P运动过程中,机械能减少 B.物块从N向M运动过程中,动能不变
C.物块从P向M运动过程中,重力势能减少 D.弹簧被压缩最短时,弹簧的弹性势能最大
【答案】A
【解析】A.小物块从M向P运动过程中,斜面是光滑的,不受摩擦力的作用,其机械能保持不变,故A错误,符合题意;
B.小物块从N向M运动过程中,也没有受到摩擦力,物块由于惯性继续向右运动,则小物块的运动速度不变,动能不变,故B正确,不符合题意;
C.小物块从P向M运动过程中,质量不变,高度变小,重力势能减小,故C正确,不符合题意;
D.弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性形变达到最大,其弹性势能最大,故D正确,不符合题意。
故选A。
3、篮球运球是宁波市体育中考项目之一,其中投篮时可采用打击篮板进篮的方法,如图所示。忽略空气阻力,下列关于打板进篮的说法正确的是
A.篮球抛出后向上运动,打板的一瞬间,篮球的动能最大
B.篮球打板进篮筐的过程中,篮球的能量没有损失
C.篮球离开篮筐下落到地面的过程中,球的机械能不变
D.篮球在地面上越弹越低,最终静止,说明能量消失,不符合能量守恒定律
【答案】C
【解析】A.影响动能大小的因素:质量、速度,质量越大,速度越大,动能越大;
B.做功的过程中可将机械能转化为内能;
C.不计空气阻力时,球的机械能守恒;
D.一切能量的转化和转移都遵循能量守恒定律。
【解答】 A.篮球抛出后向上运动的过程中,动能转化为重力势能,因此到达最高点时,篮球的速度最小,动能最小,故A错误;
B.篮球打板进篮筐的过程中,篮球对篮板做了功,其部分机械能转化为内能,所以有能量损失,故B错误;
C.不计空气阻力时,篮球离开篮筐下落到地面的过程中,球的机械能不变,故C正确;
D.篮球在地面上越弹越低,最终静止,是篮球对外做功,机械能逐渐转化为内能,但整个过程中,仍符合能量守恒定律,故D错误。
4、撑杆跳高是一项运动员经过持杆助跑,借助撑杆的支撑腾空越过横杆的运动,起源于古代人类使用木根、长矛等撑越障碍,如图所示,当运动员支起撑杆落地到运动员最高点的过程中,下列说法正确的是( )
A.运动员的动能不变
B.撑杆的弹性势能先增大后减小
C.撑杆的弹性势能全部转化为运动员的动能
D.运动员的机械能不变
【答案】B
【解析】A.动能与质量和速度大小有关;
B.弹性势能大小与质量和高度大小有关;
C.注意弹性势能与运动员的能量转化分析;
D.根据机械能和内能的转化分析。
【解答】 A.运动员支起撑杆落地到运动员最高点的过程中,其速度大小不断变化,所以运动员的动能改变,故A错误;
B.运动员支起撑杆落地到运动员最高点的过程中,撑杆的形变程度先变大后变小,所以撑杆的弹性势能先增大后减小,故B正确;
C.运动员支起撑杆落地到运动员最高点的过程中,撑杆的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能,故C错误;
D.运动员支起撑杆落地到运动员最高点的过程中,运动员需要克服摩擦力做功,有一部分机械能转化为内能,所以机械能变小,故D错误。
故选B。
5、教职工排球比赛正在如火如荼的进行中,如图是王老师发球的轨迹,O为发球点,A为最高点,B为落地点。排球在离开打排球教师的手后( )
A.O点后能继续上升,由于受到惯性力的作用
B.O点到A点的上升过程中,重力势能逐渐减小
C.在最高点A点时动能为零
D.O点到B点的整个过程中机械能不断减小
【答案】D
【解析】(1)我们把物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,惯性是一种性质,不是力。
(2)重力势能的大小与质量、高度有关;
(3)动能的大小与质量和速度有关;
(4)克服摩擦做功,机械能转化为内能;
【解答】A、O点后能继续上升,是因为排球具有惯性,仍然要保持原来的运动状态,惯性不是力,A错误。
B、O点到A点的上升过程中,排球在脱离手后的上升过程中,质量不变,高度增大,重力势能增大,B错误。
C、排球在A点时有一定的高度,也有一定的速度,有动能也有势能,C错误。
D、O点到B点的整个过程中,排气克服空气阻力做功,一部分机械能转化为内能,排球的机械能减小,D正确。
故选D。
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《暑假预习》每日一练 3
知识梳理
1、重力势能:物体由于被举高而具有的能叫 。【决定因素: 和 】
2、影响重力势能大小的因素
(1)提出问题:势能大小跟什么因素有关?
(2)猜想与假设:势能大小可能跟物体的质量、高度有关。
(3)设计实验:控制变量法的运用
①控制质量相同,改变物体的高度,研究物体的势能跟物体 的关系;
②控制高度相同,改变物体的质量,研究物体的势能跟物体 的关系;
(4)实验装置如图
(5)进行实验
①让质量为m,体积为V的小球从高度为h的自由下落,记录小球撞击形成沙坑的深度h1;
②让质量为m,体积为V的小球从高度为 的自由下落,记录小球撞击形成沙坑的深度h2;
③让质量为 ,体积为V的小球从高度为h的自由下落,记录木小球撞击形成沙坑的深度h3;
(6)实验现象
①同样质量的小球,从不同位置下落,高度高的小球撞击形成沙坑的深度越 ;
②不同质量的小球,从相同位置下落,质量大的小球撞击形成沙坑的深度越 。
(7)实验结论
物体的势能大小跟 和 有关。质量相同的物体,高度越高,它的势能越 ;高度相同的物体,质量越大,它的势能也越 。
2、弹性势能
(1)定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做 。例如,张开的弓、拉长的橡皮条、卷紧的钟表发条等。判断一个物体是否具有弹性势能,关键是看物体是否发生了弹性形变,若物体发生了弹性形变,则此物体具有 。
(2)影响弹性势能大小的因素
弹性势能的大小与物体 有关。物体的弹性形变越大,弹性势能就越大。如:射箭时手拉弓弦使弓的弹性形变越大,弹性势能就越大,箭就射得越远。同样,机械表内发条卷得越紧,弹性形变越大,弹性势能就越大,机械表走动的时间就越长。
考点专练
1、如图,小球从左侧的斜坡滚下,到达底端后又沿着右侧斜坡向上滚到最高处,则下列图像能正确代表小球重力势能与运动时间之间对应关系的是( )
A.B.C. D.
2、如图是一个弹性小球从台阶上以一定速度滚下的轨迹图,关于该过程说法合理的是( )
运动过程中小球的机械能保持不变
整个过程中只发生了重力势能和动能之间的转化
整个过程中小球的重力势能一直在减小
小球均未与台阶接触情况下,位点4动能大于位点3
3、如图,甲乙完全相同的小球,以同样的速度v沿着与水平方向均成角斜向上抛出,甲球沿光滑斜面,乙球抛向空中,不计空气阻力,甲乙小球能到达的最高点分别为a点与b点,离地高度为h1和h2。则下列说法正确的是( )
a点时,小球所受重力和支持力是一对平衡力
b点时,小球所受重力和惯性力不是一对平衡力
h1=h2
h1>h2
4、把金属小球放在O处,静止滚下,然后让它沿轨道滚下先后通过轨道上b、c,再通过b,最终恰好落在d处停下如图。观察小球滚动的全过程,下列图像中有关能量随小球位置变化的大致趋势正确的是( )
A. B. C. D.
《暑假预习》每日一练 4
知识梳理
1、机械能:动能和势能的总和统称为 。
关于机械能的理解:动能和势能都属于机械能,一个物体可以只有动能,也可以只有势能,还可以同时具有动能和势能。当只有动能和势能相互转化时,机械能的总和不变,或者说机械能是 的。“守恒”的含义为保持不变,即物体动能和势能相互转化过程中,任何位置的机械能(动能+势能)相等。
2、判断机械能守恒的方法
①方法一:分析“动能+势能”(先分别判断动能、势能如何变化);
②方法二:寻找“外援”和“损耗”
观察是否有能量供给者(比如通电、燃料燃烧等),如果有,机械能 ;
观察是否存在摩擦阻力或空气阻力,如果有,机械能 (摩擦发热转化成内能);
③方法三:观察是否只有重力做功,如果只有重力做功, 。
3、机械能守恒
机械能守恒的条件 只有 和 相互转化 换言之,机械能与其它形式的能量之间没有相互转化
机械能守恒的实质 在一定条件下,动能与势能相互转化(机械能 )
机械能守恒隐含条件 题目中有“光滑”、“自由”、“不计阻力”等词语,说明
机械能不守恒 机械能减小 如:小球下落时要与空气摩擦,小球机械能会
机械能增加 如火箭升空时,火箭机械能会
4、机械能不守恒的情况
(1)火箭加速升空:动能 ,势能 ,所以机械能 。另外也可以从外力分析,因为(推力)做功,机械能增大。
一 二 三 四 五
(2)电梯匀速升降:动能 ,势能发生改变,所以机械能由势能变化决定,电梯上升,机械能 ,电梯下降,机械能 。
(3)摆球越摆越慢:由于受到 ,部分机械能转化为内能,导致机械能 。
(4)弹球越弹越低:球在反弹过程中与地面摩擦,产生 ,越弹越低,机械能 。
(5)洒水车洒水,洒水车洒水过程之中,质量 ,导致动能和势能同时 ,机械能 。(类似的如飞机空中加油)。
考点专练
1、物体在自由下落过程中运动速度会越来越快。一小球由A点自由下落,经过B、C两个位置,且AB=BC,如图所示。小球重力在AB、BC段做功分别为W
AB、W
BC , 功率分别为P
AB、P
BC , 则( )
A. WAB>WBC B. WAB<WBC C. PAB>PBC D. PAB<PBC
2、如图所示,斜面与水平面在M点相连,弹簧左端固定在竖直墙壁上,N点是弹簧自然伸长的位置。斜面与水平面光滑,忽略空气阻力。当物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后若又返回到P点。则下列描述错误的是( )
A.物块从M向P运动过程中,机械能减少 B.物块从N向M运动过程中,动能不变
C.物块从P向M运动过程中,重力势能减少 D.弹簧被压缩最短时,弹簧的弹性势能最大
3、篮球运球是宁波市体育中考项目之一,其中投篮时可采用打击篮板进篮的方法,如图所示。忽略空气阻力,下列关于打板进篮的说法正确的是( )
A.篮球抛出后向上运动,打板的一瞬间,篮球的动能最大
B.篮球打板进篮筐的过程中,篮球的能量没有损失
C.篮球离开篮筐下落到地面的过程中,球的机械能不变
D.篮球在地面上越弹越低,最终静止,说明能量消失,不符合能量守恒定律
4、撑杆跳高是一项运动员经过持杆助跑,借助撑杆的支撑腾空越过横杆的运动,起源于古代人类使用木
根、长矛等撑越障碍,如图所示,当运动员支起撑杆落地到运动员最高点的过程中,下列说法正确的是( )
A.运动员的动能不变 B.撑杆的弹性势能先增大后减小
C.撑杆的弹性势能全部转化为运动员的动能 D.运动员的机械能不变
5、教职工排球比赛正在如火如荼的进行中,如图是王老师发球的轨迹,O为发球点,A为最高点,B为落地点。排球在离开打排球教师的手后( )
A.O点后能继续上升,由于受到惯性力的作用 B.O点到A点的上升过程中,重力势能逐渐减小
C.在最高点A点时动能为零 D.O点到B点的整个过程中机械能不断减小
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