浙教版科学九年级上册 3.2 动能与势能的转化 同步练习

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浙教版科学九年级上册 3.22 动能与势能的转化 同步练习
一、单选题
1.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
2.如图所示用将小球压至直立弹簧A位置（图甲），迅速松手后，球升高至最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正处于原长（图乙），把小球、弹簧看作一个系统，不计空气阻力，则小球从松手A点→B点→C点的过程中，下列分析正确的是（?? ）
A.球在A，B，C三位置时的机械能相等??????????????????
B.A→B，球的动能一直增大，B→C，球的动能一直减小
C.A→B，弹簧的弹性势能转为球的机械能，B→C，球的动能转化为球的重力势能??????
D.球在A，C两点处速度为零，故处于平衡状态

第1题图 第2题图 第3题图
3.如图所示，“娃娃机”是指将商品陈列在一个透明的箱内，其上有一个可控制抓取玩具的机器手臂的机器。要想取到自己想要的玩具，操作者要凭自己的技术操控机器手臂。不计空气阻力，下列有关说法正确的是（?? ）
A.机器手臂抓到玩具匀速上升时，玩具的机械能守恒??????????
B.玩具从机器手臂处自由落下时，玩具的机械能守恒
C.机器手臂抓到玩具水平匀速运动时，玩具的动能增加??????????
D.机器手臂抓玩具加速上升时，手臂做的功等于玩具重力势能的增量
4.下列过程中物体的机械能增加的是（?? ）


A.苹果自由下落的过程 ???????B.火箭点火起飞的过程
C.滚摆上升的过程 ?????????D.热气球均匀下降的过程
5.如图1所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图2所示，不计空气阻力．则（?? ）
A.运动过程中小球的机械能守恒??B.t1～t2这段时间内，小球的动能与重力势能一直在增加
C.t2时刻小球的速度为最大????D.t2～t3这段时间内，小球的动能先增加后减少
6.如图所示，金属小球放在a处，然后沿导轨自由滑下，依次经过b、c两处，最后到达d处时恰好停下。下列有关说法正确的是（? ）
A.在b处时小球的动能最大???????? B.在c处时小球只有势能
C.a到b的过程中，势能全部转化为动能???D.d处时，小球具有的机械能比c处大
7.如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的(?? )
A.重力势能减小，动能增大???????B.重力势能减小，机械能减小
C.动能不变，机械能不变????????D.重力势能不变，机械能减小
8.木块从粗糙斜面顶端匀速下滑，进入光滑的水平轨道，以下说法正确的是（?? ）
A.整个过程中木块机械能守恒????B.整个过程中木块重力势能全部转化为动能
C.整个过程中木块动能守恒?????D.整个过程中木块重力势能全部转化为内能与动能之和
9.某同学将同一小球以相同大小的速度按如图两种方法抛掷小球。甲图是竖直上抛，乙图是以一定的角度斜抛小球。忽略运动过程中所受的空气阻力。下列叙述正确的是（?? ）
A.甲图中小球到达的水平高度等于乙图中小球的水平高度。??????????
B.甲图中小球到达地面时的速度大于乙图中小球的速度
C.如果乙图中小球到达最高点时突然不受重力，该小球将水平向右匀速直线运动???
D.若将两球的质量增大，则两球到达地面时的速度都将比原来的大

第6题图 第7题图 第9题图 第10题图

10.如图是“天宫一号”飞行器运行轨道的示意图；若“天宫一号”飞行器沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则它从远地点向近地点运行的过程中（?? ）
A.重力势能增加、动能减小??????????B.重力势能减小、动能增加
C.重力势能增加、动能增加??????????D.重力势能不变、动能不变?

填空题
11.如图是皮球落地后弹跳过程中，每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片．A、B是同一高度的两点，则A点的重力势能________?B点的重力势能；A点的动能________?B点的动能（选填“大于”“小于”或“等于”），此过程中皮球的机械能________（选填“增大”“减小”或“不变”）．

第11题图 第12题图 第13题图 第14题图
12.请分析一下两个有关能量的问题：
（1）高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”。据报道：一个 30g 的鸡蛋从 18 楼抛下来就可以砸破行人的头骨，从 25 楼抛下可使人当场死亡。由此可知，鸡蛋的重力势能与________有关，下落过程是将重力势能转化为________；
（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________，转化为________。
13.用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么小球在最高点的势能________下降至最低点的动能；实际上，小球在摆动过程中,会与空气摩擦产生热，摆幅逐渐减小，最终停下来，那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能________小球在最高点所具有的势能。(填“大于”、“等于”或“小于”)
14.如图，倾斜轨道置于水平桌面上，滚动体由 A 处自由释放，会向B处滚动。滚动体在A处的势能________B处势能（填“大于”或“小于”），此实验说明了动能和势能可以相互________。

三、解答题
15.如图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球从A点由静止开始自由滑下，沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是哪条？为什么？





16.如左图一根弹簧上有重为G的小球,用力慢慢将弹簧压缩至A位置,放手后,小球从A位置开始向上运动，到达B位置弹簧刚好恢复原长，到达C位置小球的速度变为零（不考虑空气阻力）
（1）请在右图中画出小球从A位置运动到C位置的过程中，其动能随位置变化的大致关系图像。在横坐标用字母D标出动能最大时的大致位置。
（2）请结合受力情况，说出各段动能变化理由。


17.排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次弹加的高度都低于落下时的高度。

（1）解释整个过程中能量是否守恒。
（2）排球从接触地面到形变最大的过程中，速度v与形变大小ΔV之间的关系大致如图，请说明该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系。



参考答案
一、选择题
1、【答案】D
【解析】汽车匀速上升时，汽车的速度不变，因此动能不变，汽车的高度不断增加，因此重力势能增加；
2、【答案】C
【解析】A、球在A，B，C三位置时的机械能相等，在A位置是球的高度最小，速度为0，B位置时球的高度增加，球的速度最大，C位置时球的高度最大速度为0，可判断出A位置时的机械能最小，A错误；
B、A→B，球的动能一直增大，B→C，球的动能一直减小，A→B时弹力由大于重力到小于重力，直减小到0，由力与运动的关系可知，当弹力大于重力时物体速度增大，动能增大，当弹力小于重力时物体速度减小，动能减小，所以A→B时球的动能先增大再减小，B错误；
C、A→B，弹簧的弹性势能转为球的机械能，B→C，球的动能转化为球的重力势能，A→B过程中，弹簧逐渐恢复弹性势能逐渐减小，小球的速度和高度都增加，所以弹簧的弹性势能转为了球的机械能。B→C过程中，球离开弹簧，球的速度越来越小高度越来越大，由球的动能转化为球的重力势能。分析正确，C正确；
D、球在A，C两点处速度为零，故处于平衡状态，平衡状态是指物体受到平衡力的作用处于静止或匀速直线运动。球在A、C两点时速度虽然为零，但受到的力并不是平衡力，所以不处于平衡状态，D错误。
3、【答案】B
【解析】A、机器手臂抓到玩具匀速上升时，玩具的机械能守恒，匀速上升时动能不变，势能增加，所以机械能不守恒，A错误；
B、玩具从机器手臂处自由落下时，玩具的机械能守恒，自由落下时，物体只受到重力，势能转化为动能，机械能守恒，B正确；
C、机器手臂抓到玩具水平匀速运动时，玩具的动能增加，匀速运动时，速度不变，所以动能不变，C错误；
D、机器手臂抓玩具加速上升时，手臂做的功等于玩具重力势能的增量，加速上升时，动能增加，势能也增加，所以手臂做的功等于玩具机械能的增量，D错误。
4、【答案】B
【解析】A、自由下落的苹果不考虑摩擦，机械能守恒，考虑摩擦机械能减小，A错误；
B、火箭上升过程中，质量几乎不变，速度增大动能增加，高度增加势能增大，所以火箭的机械能增加，B正确；
C、滚摆上升的过程势能转化为动能，且上升高度略小于原来下落的高度，机械能减小，C错误；
D、热气球匀速下降过程中，质量不变速度不变，动能不变，但高度下降势能减小，所以机械能减小，D错误。
5、【答案】D
【解析】A、由图看出，弹簧的弹力在变化，说明运动过程中弹簧的弹性势能在变化，而小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则知小球的机械能不守恒．故A错误．
B、t1～t2这段时间内，高度不断增加，重力势能不断增加，但小球先向下做加速度减小的加速运动，然后做加速度增大的减速运动，小球的速度先增大后减小，小球动能先增大后减小，故B错误；
C、t2时刻，弹力最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，速度等于零，故C错误；
D、t2～t3段时间内，但是速度减小的加速运动，然后向上做加速度增大的减速运动，所以小球的动能先增大后减小．故D正确；
6、【答案】A
【解析】A、据图可知，b点最低，故势能最小，所以在a到b的过程中，减少的势能全部转化成动能，故b点动能最大；故A正确；
B、c处还有动能，故B错误；
C、从a点向b点运动过程中，重力势能大部分转化成动能，因为有滑动摩擦，少部分转化成内能，故C错误；
D、球从c处到d处过程中，有部分机械能转化为内能，d处的小，故D错误；
7、【答案】B
【解析】木块在匀速下滑的过程中，速度不变，动能不变；高度减小，重力势能减小；木块在下滑过程中，受到摩擦力的作用；木块要克服摩擦力做功，机械能减少。
8、【答案】C
【解析】木块匀速下滑，质量不变，速度不变，所以动能不变；下滑过程中高度减小，质量不变，所以重力势能减小，所以机械能减小，故A错误；进入光滑水平轨道，因不存在摩擦，故速度不变，动能不变，整个过程中动能守恒；木块克服摩擦做功，减少的重力势能转化为内能，故选项BD错误，选项C正确。
9、【答案】C
【解析】A、甲图是竖直上抛，到达最高点时动能为零，原来的机械能全部转化为重力势能；乙图是以一定的角度斜抛小球，达到最高点时还具有水平向右的速度，重力势能要小于原来的机械能，故甲图中小球到达的水平高度小于乙图中小球的水平高度，A说法错误，不符合题意；
B、根据机械能守恒，到达地面时，两种情况下机械能应该都和原来的机械能是一样的，故甲图中小球到达地面时的等于大于乙图中小球的速度，B说法错误，不符合题意；
C、乙图是以一定的角度斜抛小球，达到最高点时还具有水平向右的速度，如果乙图中小球到达最高点时突然不受重力，由于惯性，该小球将水平向右匀速直线运动，C说法正确，符合题意；
D、若将两球的质量增大，则两球到达地面时的机械能都将比原来大，但速度还是和原来一样的，D说法错误，不符合题意。
10、【答案】B
【解析】“天宫一号”从远地点向近地点运行的过程中，高度减小，重力势能减少，因为机械能守恒，所以动能增加，B选项正确。
二、填空题
11、【答案】等于；大于；减小
【解析】皮球在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：皮球在AB两点的重力势能相等；
??? 由于皮球在A位置的这次弹跳要高于B位置的这次弹跳，所以，皮球在AB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，即机械能减小．因此，在AB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．
12、【答案】（1）高度；动能
（2）弹性势能；动能
【解析】（1）一个30g的鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨，从25楼抛下可使人当场死亡。由此可知，鸡蛋的重力势能与高度有关；鸡蛋下落的过程中鸡蛋的高度减小速度增大，所以下落过程中重力势能转化为动能。
（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弹性势能，放桌面后弹性势能转化为动能。
13、【答案】等于；等于
【解析】根据题意，在忽略空气阻力的情况下，机械能守恒，小球从最高点下降至最低点时势能转化为动能，且最高点的势能等于下降至最低点的动能；在有空气阻力的情况下，小球与空气摩擦会有部分机械能转化为内能，由于小球最终在最低处保持静止所以小球没有动能，小球原有的势能全部转化为内能，故填等于。
14、【答案】大于；转化（转换）
【解析】由题意可知，物体自由释放后，物体从A处滚动到B处，所以A处的势能大于B处势能。物体由静止到速度越来越大，所以势能转化成了动能，说明了动能和势能可以相互转化。

解答题
15、【答案】c正确，小球从A点由静止滑下，所以小球的机械能等于A点时的重力势能，整个过程中机械能守恒。因为在最高点时小球仍运动，故其最高点应略低于起点A，这与c图线相符。
【解析】小球从A点由静止滑下，所以小球的机械能等于A点时的重力势能，整个过程中，机械能守恒，a的最高点超过了A点的高度，不符合实际，故a错误；b点的最高点与A点的高度相同，而在最高点时，小球仍具有向右运动的速度，所以b图线的机械能大于A点的机械能，故b错误；c图线的最高点低于A点，由于在最高点时小球仍运动，其总机械能可能与开始时的机械能相等，故c正确；小球离开轨道时，由于惯性，应具有沿轨道方向向上运动的速度，故d错误。

16、【答案】（1）解：如图所示：
（2）解：AD段，弹力大于重力，向上加速运动，速度增大，动能增大;DB段，弹力小于重力，向上减速运动，速度减小，动能减小;BC段，弹力为0，只受重力，向上减速运动，速度减小，动能减小。
【解析】（1）根据动能公式EK=1/2mv2 ， 小球从A上升到C的过程中动能先增大后减小，且动能最大处在AB之间；
（2）AD段，弹力大于重力，向上加速运动，速度增大，动能增大;DB段，弹力小于重力，向上减速运动，速度减小，动能减小;
BC段，弹力为0，只受重力，向上减速运动，速度减小，动能减小。
17、【答案】（1）排球下落和与地板的每次碰撞、及排球上升过程中，能量始终守恒。由于排球与空气摩擦、与地板碰撞过程中有机械能转化成内能和转移出去，但这些能量的总和仍然保持不变。
（2）排球接触地面后，受到重力和地面的弹力，弹力小于重力，排球的重力势能转化成动能和弹性势能。到B点时，排球重力等于受到地面弹力，动能达到最大；从B点到形变最大，弹力大于重力，重力势能和动能全部转化成弹性势能。
【解析】（1）排球下落和与地板的每次碰撞、及排球上升过程中，能量始终守恒。由于排球与空气摩擦、与地板碰撞过程中有机械能转化成内能和转移出去，但这些能量的总和仍然保持不变；
（2）排球接触地面后，受到重力和地面的弹力，弹力小于重力，排球的重力势能转化成动能和弹性势能。到B点时，排球重力等于受到地面弹力，动能达到最大从B点到形变最大，弹力大于重力，重力势能和动能全部转化成弹性势能。










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