10.1 机械能 同步练习（含解析）

《机械能》同步练习
基础题
一、选择题：
1.下列物体具有动能的是（ ）
A. 静止不动的课桌 B. 挂在树上的椰子C. 拉长了的橡皮筋 D. 正在行驶的汽车
2.城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的（ ）
A. 弹性势能 B. 重力势能
C. 体积 D. 阻力
3.如图所示，足球以初速v沿着凹凸不平的草地从a运动d，足球（ ）
A. 在b、d两点动能相等
B. 在a、d两点动能相等C. 从b到c的过程机械能增加
D. 从c到d的过程重力势能增加
4.如图所示，物体A在下列四个运动过程中，机械能不变的是（不计空气阻力）（ ）
A. 图（1）中物体A被压缩的弹簧弹出后沿粗糙斜面向上运动B. 图（2）中物体A沿光滑曲面由静止自由下滑到底端C. 图（3）中物体A在拉力F的作用下沿光滑斜面匀速上升D. 图（4）中物体A在拉力F的作用下沿粗糙斜面匀速下滑
二、填空题：
5.分析以下两个有关能量的问题：（1）“强弩之末势不能穿鲁缟者也”强弩之末不能穿透薄薄的丝绸，说明物体的动能大小与它的___ ___有关。（2）旋转图中的吸管后，将可乐罐放在桌面上，罐就会运动起来，这是因为罐中的橡皮筋积蓄了______ 能。
6.如图是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同且距地面30cm，小球在A点的重力势能____ __ （选填“大于”、“小于”或“等于”）点的重力势能，小球在A点的动能______ （选填“大于”、“小于”或“等于”）点的动能。
7.如图所示，把小球放在A处，然后让它沿轨道滚下，小球依次经过B和C，最后到达D处静止，小球从A运动到B的过程中，其重力势能______（选填“增大”“减小”或“不变”）；小球在C处时______（选填“具有”或“不具有”）动能；小球在D处时机械能______（选填“大于”“小于”或“等于”）其在B处时的机械能。
8.如图所示，甲是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上乙是探究“阻力对运动物体的影响”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动，请回答下列问题： （1）甲、乙两组实验，采用了探究实验中常用的实验方法是______。（2）由乙实验可以推理得出，如果运动的小车在水平面上不受力时，它会______。
能力题
一、选择题：
1.关于能的概念，下列说法中正确的是（ ）
A.悬在空中的打桩重锤，因为没有做功，所以没有能B.运动速度相同的物体，它们具有的动能一定相等C.重力势能相等的物体，它们一定处于同一高度D.在弹性限度内，同一个弹簧测力计挂5N重物时弹簧的弹性势能比挂2N时大
2.随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭仔细观察和思考，可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关，下列关于小汽车的一些说法不正确的是（ ）
A.高速路上对小汽车有限速要求，是因为同一小汽车的速度越大，动能越大B.刚坐进汽车或有汽车从你身旁驶过时，会闻到浓浓的汽油味是由于分子在不停的运动C.汽车的方向盘上裹有皮套是为了增大摩擦D.现在的很多汽车都用清洁型能源--天然气，是因为天然气热值大且没有污染
3.如图为自动垂直升降式车库的停车过程示意图下列关于汽车匀速上升时的说法，正确的是（ ）A. 动能增加，重力势能不变 B. 动能增加，重力势能增加C. 动能不变，重力势能不变 D. 动能不变，重力势能增加
4.在地球卫星沿椭圆形轨道绕地球运行时，当卫星从远地点向近地点运动过程中，卫星的（ ）
A. 动能减小，势能增大 B. 动能减小，势能减小C. 动能增大，势能增大 D. 动能增大，势能减小
5.如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在小球接触弹簧到将弹簧压缩到最短的整个过程中，忽略空气阻力，下列叙述中正确的是（ ）
A. 小球所受弹簧的弹力始终比重力大B. 小球到达最低点时所受弹簧的弹力等于重力C. 小球的机械能在不断减少D. 小球的速度一直在减小
二、填空题:
6.在探究“汽车的速度”的实验中，甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的图象分别如图（1）、（2）所示，由图可知，甲车的动能______ （选填“大于”、“小于”或“等于”）乙车的动能；经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做的功之比为______（空气阻力忽略不计）。
7.“入芝兰之室，久而不闻其香，入鲍鱼之肆，久而不闻其臭”这里靠人的嗅觉感知的“香”与“臭”是物理学中的______ 现象，而以同样快慢，向同一方向前进的卡车和联合收割机在收割粮食时，收割机不断地向卡车倾倒粮食作物，以联合收割机为参照物卡车是______ 的，卡车机在匀速前进过程中动能______（选填“增大”、“不变”、“减小”）。
8.在2016年8月8日巴西奥运会中，我国运动员吴敏霞与施廷懋在女子双人三米板跳水比赛中，勇夺金牌，她们在下落过程中，重力势能变______ ，动能变______ 。
9.如图是城市清洁车在水平路面上工作时的情景，它在工作过程中将垃圾自动吸入车内，此过程中如果清洁车做匀速直线运动，则机械能将______ （填“变大”、“变小”或“不变”），其中车身的LED灯起到警示的作用，它是由______（填“超导”或“半导体”）材料制成的，它工作时将______ 能转化为光能。
三、综合题：
10.去年10月24日18时05分，搭载着我国首颗探月卫星嫦娥一号的长征三号甲运载火箭在西昌卫星发射中心三号塔架点火发射实现着我国千百年来的嫦娥奔月的神话。（1）发射之前，探月卫星静立在发射架上若以______ 为参照物，卫星是静止的。（2）火箭点火后，尾部向下喷出高温高压的气体，从而使火箭加速上升这时嫦娥一号的机械能______ 选填：“变大”或“变小”或“不变”，向上的推动力______ （选填：“大于”或“小于”或“等于”）重力。（3）火箭点火后，尾部向下喷出高温高压的气体，从而使火箭加速上升而在进入月球轨道时，探月器向前喷出气体制动，从而使探月器减速两种情况都涉及的物理知识是：__ 。（4）将来登月车到达月球后，在月球的表面上运行时受到的摩擦力和在地球同样的表面上受到的摩擦力相比较变小了你认为理由是：____ __ 。
提升题
一、单选题：
1.小明用图示装置探究“动能大小与速度的关系”下列说法正确的是（ ）
A. 改变小车质量多次进行试验B. 实验中要尽量保持水平面光滑C. 让同一小车从同一高处由静止开始下滑D. 用木块移动的距离来比较小车动能的大小
2.小明竖直向上抛出一个小球，小球离手后在空中运动如图线中，能反映小球动能随时间t变化关系的是（ ）
A. B. C. D.
3.如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，关于该洒水车，下列说法正确的是（ ）
A. 机械能不变，重力势能不变B. 机械能变小，重力势能动能变小C. 机械能不变，动能变小D. 机械能变小，动能不变4.如图是研究滚摆运动的实验，在滚摆向上运动的过程中，若不计阻力，下列说法中正确的是（ ）
A. 动能转化为重力势能，机械能不变B. 动能转化为重力势能，机械能增加C. 重力势能转化为动能，机械能不变D. 重力势能转化为动能，机械能减少5.如图所示，铅球从出手到将要落地的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（ ）
A. 铅球由时，重力势能转化为动能B. 铅球在b?点的机械能大于a?点的机械能C. 铅球由?时，机械能逐渐减小D. 铅球到达c?点时动能最大
二、填空题：
6.自行车下坡时，不瞪脚踏板速度也会越来越大，在此过程中，自行车的动能逐渐______ ，自行车的重力势能逐渐______ （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
7.滚摆从图的位置1静止释放，下降到最低点位置2，再上升到达最高点3，动能最大的是位置______、机械能最大的是位置______（填写位置序号）。
三、实验探究题：
8.如图所示是李欢同学在进行探究性学习时设计的实验，他把小方桌放在沙中，然后把钢柱或木块拿到一定高度，松手后让它自由落下撞击小方桌李欢通过此实验探究了影响重力势能的因素。（1）通过______ 现象确认重力势能的大小。（2）观察a、b实验得到的结论是______ 。（3）观察?a、c?实验得到的结论是______ 。
9.小丽想探究弹性势能的大小与哪些因素有关。她利用一段弹簧、光滑轨道、物块A和B等器材进行实验如图所示，用物块将弹簧压缩到一定程度后释放，物块沿轨道向左滑行，最高可冲到光滑斜面虚框处。（1）释放物块时，弹簧的弹性势能转化为物块的______ 。（2）实验时可通过观察同一滑块______ 来判断弹性势能的大小。（3）比较图（a）、（b）可以初步得出，弹簧的______ 越大，具有的弹性势能就大。
四、简答题：
10.“五一”假期，小明和爸爸乘车旅游，他看到在高速公路路边竖立着“禁止向车外扔杂物”的警示牌，如图所示；车在行驶过程中又发现：打开车窗，窗帘总会向外飞，请你帮助小明用物理知识解释：
（1）为什么在高速公路上规定“禁止向车外扔杂物”？
（2）车行驶过程中，窗帘为什么会向外飞？

答案和解析
基础题
【答案】
1. D
2. B
3. D
4. B
5.动能；弹性势??
6.等于；大于??
7.减小；具有；小于??
8.控制变量法；做匀速直线运动??
【解析】
1.【解析】选D。
A.物体由于运动而具有的能量叫动能；静止的课桌不具有动能；故A错误；B.物体由于运动而具有的能量叫动能；挂在树上的椰子是静止的，不具有动能；故B错误；C.物体由于运动而具有的能量叫动能；拉长的橡皮筋不具有动能，具有弹性势能；故C错误；D.物体由于运动而具有的能量叫动能；正在行驶的汽车具有动能；故D正确。故选D。
2. 【解析】选B。由题意可知，高空抛物现象只所以会造成危害，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大因此高空抛物会造成很大的危害。
故选B。3.【解析】选D。
A.足球从b到c的过程中，足球和草地之间存在摩擦力，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故d点的机械能小于b点的机械能，由于高度相同，故重力势能相同，故b点的动能大于d点的动能，故A错误；B.由于克服摩擦做功，足球在a点时的机械能大于在d点时的机械能，a点的重力势能大于d点的重力势能，由于不知a点速度和d点速度的大小关系，无法判定a、d两点的动能大小，故B错误；C.足球从b到c的过程中，足球和草地之间存在摩擦力，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，故C错误；D.足球从c到d的过程中，足球质量不变，高度增大，重力势能不断增大，故D正确。故选：D。
4.【解析】选B。
A.物体A被压缩的弹簧弹出后沿粗糙斜面向上运动，物体A和斜面之间存在摩擦力，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减小，不符合题意；B.物体A沿光滑曲面由静止自由下滑到底端，物体和光滑的曲面之间没有摩擦，机械能守恒，符合题意；C.物体A在拉力F的作用下沿光滑斜面匀速上升，物体的质量不变，速度不变，动能不变；高度增大，重力势能变大；物体没有发生弹性形变，不具有弹性势能；机械能动能重力势能，机械能变大，不符合题意；D.物体A在拉力F的作用下沿粗糙斜面匀速下滑，物体的质量不变，速度不变，动能不变；高度减小，重力势能变小；物体没有发生弹性形变，不具有弹性势能；机械能动能重力势能，机械能变小；不符合题意。故选B。5.【解析】（1）“强弩之末势不能穿鲁缟者也”强弩在运动到最后时没有穿透薄薄的丝绸的能量，就是因为飞行时速度几乎为零引起的，这说明物体的动能大小与它的速度有关；（2）旋转后的吸管，因物体形状的改变，具有了弹性势能，将可乐罐放在桌面上，吸管的弹性势能就转化成可乐罐的动能，使可乐罐就会运动起来，这表明罐中的橡皮筋积蓄了弹性势能．故答案为：（1）速度；（2）弹性势．
6.【解析】小球在A点的高度和B点的高度相等，质量也没变，根据重力势能的影响因素可知：小球在A、B两点的重力势能相等；由于小球在A位置的这次弹跳要高于B位置的这次弹跳，所以，小球在A、B两位置是的机械能的大小不同，A位置的机械能大于B位置时的机械能因此，在A、B两位置重力势能相等的情况下，A位置的动能大于B位置的动能。故答案为：等于；大于。
7.【解析】小球从A运动到B的过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，小球运动到C处，由于惯性继续保持运动状态，向前滚动，所以具有动能；因为空气阻力和摩擦力的存在，整个过程中有能量的损耗，故小球在D处时机械能小于D处的机械能．故答案为：减小；具有；小于。
8.【解析】（1）甲实验的目的是探究钢球动能的大小与速度的关系；即在实验时，控制钢球的质量不变，改变高度即改变钢球到达斜面底端的速度，观察木块被推动的距离远近，从而判断钢球动能的大小；进行乙实验时，每一次都让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，其目的是使小车在水平面运动的起始速度相同；通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动距离来判断小车在不同的水平面受到阻力的大小；故上述两个实验中都用到了控制变量法；（2）据牛顿第一定律知，若物体在不受任何外力时，总是保持静止或匀速直线运动状态，故乙实验可以推理得出，如果运动的小车在水平面上不受力时，它会做匀速直线运动。故答案为：（1）控制变量法；（2）做匀速直线运动。
能力题
【答案】
1. D
2. D
3. D
4. D
5. C
6. 大于；5：3??
7. 扩散；静止；增大??
8. 小；大??
9. 变大；半导体；电??
10. 发射架；变大；大于；力可以改变物体的运动状态；压力减小，摩擦力减小。?
【解析】
1.【解析】选D。A.悬在空中的打桩重锤，虽然没有做功，但它由于被举高而具有了重力势能，故A错误；B.动能的影响因素是质量和速度，运动速度相同的物体，它们具有的动能不一定相等，故B错误；C.重力势能的影响因素是质量和高度，重力势能相等的物体，它们不一定处于同一高度，故C错误；D.在弹性限度内，同一个弹簧测力计分别挂2N、5N的重物，挂5N重物时弹簧的形变程度大，所以弹性势能较大，故D正确。故选D。
2.【解析】选D。
A、当汽车的速度越快，所具有的动能就越大，它能做的功就越多，发生交通事故时造成的损失就越大，所以对机动车的行驶速度要进行限制选项正确；B、闻到浓浓的汽油味是由于分子在不停的运动，属于扩散现象选项正确；C、方向盘上裹着皮套是增大接触面的粗糙程度增大摩擦力选项正确；D、天然气与柴油或汽油相比，其优点之一是天然气的热值较大，污染小选项错误。故选D。
3.【解析】选D。汽车匀速上升时，质量不变，速度不变，动能不变；质量不变，高度增加，重力势能增加。故选D。
4.【解析】选D。当卫星从远地点向近地点运动过程中，卫星的高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大。故选D。
5.【解析】选D。A、B、D、因为小球一直在压缩弹簧，弹簧的形变量x在增大，根据可知，弹簧弹力一直在增大，以小球为研究对象，开始阶段，弹力小于重力，合力竖直向下，与速度方向相同，小球做加速运动，速度变大，且合力减小；当弹力大于重力后，合力竖直向上，小球做减速运动，合力增大，当小球到达最低端时，小球受到向上的合力最大，即弹力大于重力故三个选项都是错误的。C.小球在下降过程中，由于摩擦力，有一部分机械能会变成内能，故机械能是始终减小的，故正确。故选C。
6. 【解析】（1）图象知，甲的速度为，乙的速度为，已知两车完全相同，所以质量相同；因为甲的速度大于乙的速度，所以甲的动能大于乙的动能；（2）速直线行驶过程中，，因为，所以，相同时间牵引力做的功之比为：．故答案为：大于；5：3。
7. 【解析】“香”与“臭”说明分子是在永不停息地做无规则运动的，是物理学中的扩散现象。卡车是静止的，一定选择和卡车之间不发生位置改变的物体为参照物，卡车和收割机之间没有发生位置的改变，所以以收割机为参照物，卡车是静止的。卡车在收割过程中，速度不变，质量不断增大，所以动能不断变大。故答案为：扩散；静止；增大。
8.【解析】跳水运动员下落过程中，质量不变，高度减小，所以重力势能变小；同时其速度变大，所以动能变大。故答案为：小；大。
9. 【解析】（1）车在水平路面上做匀速直线运动时，速度和高度不变，质量变大，则重力势能和动能均变大，机械能变大；灯是由半导体材料制成的，工作时将电能转化为光能．故答案为：变大；半导体；电。
10.【解析】（1）之前，探月卫星静立在发射架上，所以以发射架为参照物，该卫星的位置不发生变化，即以发射架为参照物该卫星是静止的。（2）在加速上升阶段，故其速度会越来越快，则动能增大；上升时高度越来越高，则重力势能增大；所以这时嫦娥一号的机械能变大，因火箭在加速上升，此时在竖直方向上受到的重力和推力不是一对平衡力，由于力的作用的相互性，喷出的气体对卫星会产生向上的推力，使卫星升空。（3）根据图文中所给的信息，我们可以从以下几个方面分析：从力的作用是相互的；在变轨的过程中是力改变了物体的运动状态。
（4）球表面附近的物体受到的引力是地球上物体受到的重力的比例，此时压力等于重力，即压力变小，则由影响摩擦力的因素可知，在接触面的粗糙程度一定时，减小压力可减小摩擦，所以将来登月车到达月球后运行时受到的摩擦力和在地球同样的表面上受到的摩擦力相比较变小了。故答案为：发射架；变大；大于；力可以改变物体的运动状态；压力减小，摩擦力减小。
提升题
【答案】
1. D
2. C
3. B
4. A
5. D
6. 增大；减小??
7. 2；1??
8. 方桌陷入沙中的深浅；质量相同时，高度越大，重力势能越大；高度相同时，质量越大，重力势能越大??
9. 动能；滑行上斜面的高度；弹性形变；；??
10. 答：（1）车高速行驶时，车上的物体随车一起运动，抛出时由于惯性还要保持原来的运动状态，速度很大，在物体质量一定时，具有的动能大，做的功越多，会造成危险。（2）车高速行驶时，车外的空气流速大，压强小；车内的空气流速慢，压强大，产生了向外的压强力差，窗帘在这个压强差的作用下会向外飞．??
【解析】
1.【解析】选D。A、要探究动能大小与速度的关系，必须控制物体的质量相同，也就是保持小车的质量不变，故A错误．B、实验中水平面不能是绝对光滑的，这样物体将不会停下来，无法正确反映动能的大小，故B错误；C、动能的大小与物体的质量和速度有关，要探究动能大小与速度的关系，速度是变量，因此应让同一小车从不同高处由开始下滑，故C错误；D、在实验中，用木块移动的距离来反映小车动能的大小，这是转换法的应用，故D正确。故选D。
2.【解析】选C。小球上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小，下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大。所以动能是先减小，后增大。故选C。
3.【解析】选B。（1）洒水车在不断的洒水工程中，虽然速度是不变的，但是由于质量减小，所以动能减小。（2）虽然在水平街道上，但是由于质量减小，所以重力势能也会减小，所以洒水车的机械能减小。故选B。
4.【解析】选A。滚摆向上运动的过程中，由于高度升高，则重力势能增加，同时速度减小，则动能减小；即动能转化为了重力势能；因重力势能和动能统称为机械能；且不计阻力则没有其他能量产生；故机械能应保持不变。故选A。
5.【解析】选D。A、铅球由?时，质量不变，高度增大，所以重力势能增大；速度减小，动能减小动能逐渐转化为重力势能故A错误；B、因为不计空气阻力，机械能守恒，各点的机械能相同故B错误；C、铅球由时，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能已知不考虑空气阻力，所以机械能总量保持不变故C错误；D、铅球由时，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，到达c点时高度最小，重力势能最少，速度最大，动能最大故D正确。故选D。6.【解析】自行车在下坡过程中，质量不变、速度变大，其动能变大；质量不变、高度减小，其重力势能减小．故答案为：增大；减小．6.【解析】滚摆是重力势能和动能相互转化的机械，故滚摆升到最高点后，放开手，可以看到滚摆旋转着下降，越转越快，到最低点时滚摆转而上升，直到回到接近原来的位置；滚摆在最高点位置时重力势能最大，动能为0，在最低点时动能最大；开始释放的位置最高，所以图示三个位置中位置1?的重力势能最大，动能为零，机械能最大；到最低点2时，重力势能全部转化为动能，故动能最大；由于有摩擦做功故上升的过程中机械能减小，导致不能回到最高点，故3点的机械能最小，1点机械能最大．故答案为：2；1．8.【解析】（1）重力势能的大小无法直接观察到，所以采用转换法，通过观察方桌陷入沙中的深浅来判断重力势能的大小；（2）a、b两图中，选用的都是钢柱，质量相同；但是高度不同，因此探究的是重力势能与高度的关系，得出的结论是：质量相同时，高度越大，重力势能越大；（3）、c两图中，选用的物体不同，因此质量不同；但是高度相同，因此探究的是重力势能与质量的关系，得出的结论是：高度相同时，质量越大，重力势能越大。故答案是：（1）方桌陷入沙中的深浅；（2）质量相同时，高度越大，重力势能越大；（3）高度相同时，质量越大，重力势能越大。9.【解析】（1）压缩的弹簧释放后以一定的速度打出物块，此时弹性势能转化为动能；（2）实验时可通过观察同一滑块冲上斜面的高度来判断弹性势能的大小；（3）比较与两个实验可知，弹簧的形变量，物块冲上斜面的高度，同一滑块冲上斜面的高度越大，弹簧的弹性势能越大，由此可见：弹簧的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大。
故答案为：（1）动能；（2）滑上斜面的高度；（3）弹性形变。
10.【解析】（1）惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，任何物体都具有惯性；动能是指物体由于运动而具有的能，影响动能大小的因素是质量和速度，同一物体，速度越大，动能越大。（2）对于气体或液体来说，流速大的位置压强较小。