课件17张PPT。PART ONE物理丨第一部分 考点过关第 14 课时 机械能能量焦耳运动物体质量运动速度举高物体质量被举高的高度弹性形变形变程度保持不变【对点练习】CD③⑤②GhGh小于O点左侧动能转化为内能和弹性势能可能是O点,也可能偏左或偏右重点一 动能、势能大小变化的判断方法BD重点二 动能、重力势能和弹性势能之间的转化DAA变大变大转换法不能速度错误没有控制小球到达水平面时的速度相同课时训练(十四) 机械能
(限时:60分钟)
|基础过关|
一、选择题
1.[2017·温州]图WK14-1为自动垂直升降式车库的停车过程示意图。
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图WK14-1
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.[2018·绍兴]如图WK14-2所示,木块以一定的速度v滑过A、B点,到C点滑出下落至D点。A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计,则对木块在运动过程中能量变化的分析,正确的是 ( )
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图WK14-2
A.D点与A点相比,动能增加,势能减少,机械能不变
B.A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能
C.B点的动能可能等于A点的动能,但一定大于C点的动能
D.B点的动能可能等于D点的动能,但一定大于A点的动能
二、填空题
3.[2017·赤峰]我们知道,动能的大小与物体的质量、速度有关,那么,哪个因素对动能的影响更大呢?对下表中数据进行分析,能初步得出: 对动能的影响更大。
?
物体
动能
抛出去的篮球
约30 J
行走的牛
约60 J
百米冲刺时的运动员
约4000 J
4.[2017·舟山]如图WK14-3甲所示,不计空气阻力,将排球竖直向上击出后,其运动速度越来越小,原因是排球受到的重力方向与运动方向 。而将排球向斜上方击出后(如图乙所示),其运动速度的大小和方向都会发生变化,原因是 ;排球在上升过程中动能将 (选填“增大”或“减小”)。?
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图WK14-3
三、解答题
5.[2017·江西]如图WK14-4所示是运动员在乒乓球比赛中,高抛发球时的情景。不计空气阻力,请你回答下列问题:
(1)在乒乓球上升的过程中,乒乓球的能量是如何转化的?其机械能如何变化?
(2)乒乓球运动到最高点时,是否处于平衡状态?请说明理由。
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图WK14-4
6.[2017·山西]请你阅读下面的短文,回答问题。
“宇宙级快递小哥”出发了
2017年4月20日19时41分35秒,搭载“天舟一号”货运飞船的“长征七号”运载火箭(图WK14-5甲),在我国海南文昌航天发射场点火发射。飞船按计划抵达预定轨道,“长征七号”运载火箭发射取得圆满成功。
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图WK14-5
“天舟一号”是我国首个货运飞船,4月22日12时23分,“天舟一号”货运飞船和“天舟二号”空间实验室在太空完成首次交会对接。
“长征七号”运载火箭上还安装了“箭载摄像机”,火箭上升时可拍到摄像机镜头下方箭体周围的实况……
(1)“长征七号”火箭加速上升时受到的力是 (选填“平衡力”或“非平衡力”),所搭载的“天舟一号”货运飞船在此上升过程中的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。?
(2)如图乙所示是“箭载摄像机”在火箭上升时拍得的一幅图片,这是光线通过镜头时发生了光的 (选填“反射”或“折射”)后在感光元件上所成的像;摄像机在高温环境下工作,镜头用耐高温的二氧化硅(SiO2)晶体制成,这是因为二氧化硅晶体具有较高的 。?
(3)小明观看火箭发射时的电视直播,看到捆绑在箭体上的助推火箭的燃料耗尽后立即与箭体分离,之后又上升了一段距离才下坠而远离箭体。请你用所学的物理知识解释为什么助推火箭离开箭体后上升了一段距离才下坠:???? 。?
四、实验题
7.[2017·内江]在探究“动能和重力势能相互转化”的实验中,采用如图WK14-6所示的实验装置。用细线把一个质量为m的小球悬挂起来,将小球从位置B拉到位置A,由静止释放小球,观察小球从A→B→C的过程中高度和速度的变化,并测出了小球在A、B、C三个位置时动能和重力势能的值。从而分析这一过程中动能和重力势能之间的转化,数据如下表所示。
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图WK14-6
运动过程或位置
A
A→B
B
B→C
C
动能Ek/J
0
增加
4.98
减少
0
重力势能Ep/J
5.00
减少
0
增加
4.97
(1)小球在图中的C位置,受到 个力的作用。?
(2)从实验中可以看出,小球从A→B的过程中速度不断增加,高度不断降低,这个过程中重力势能逐渐转化为 ,在能量的转化过程中,机械能在逐渐减少,这主要是小球受到 造成的。?
(3)在实验中,如果换用质量为2m的小球,其他条件不变,那么,小球到达B位置时的机械能 (选填“大于”“小于”或“等于”)质量为m的小球到达B位置时的机械能。?
8.[2018·金华]相关资料表明,大部分重大交通事故都是因为汽车超载、超速造成的。兴趣小组决定对超载、超速问题进行一次模拟探究,经过讨论后认为,可以用小球作为理想模型,代替汽车作为研究对象。如图WK14-7所示,将小球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一小木块向前移动一段距离s后停下来。完成甲、乙、丙三次实验,其中h1=h3>h2,mA=mB/
图WK14-7
(1)把小球放在同一高度由静止开始沿斜面滚下是为了控制 相同。?
(2)实验中超载、超速带来的危害程度用 表示。?
(3)研究超载带来的危害时,选择甲、乙、丙三次实验中的 进行比较。?
(4)为比较超载、超速带来的危害程度,兴趣小组利用上述器材进行了定量研究。得到数据如下表:
小球
质量/克
高度/厘米
木块移动的距离/厘米
A
10
5
10
B
20
5
18
C
30
5
29
D
10
10
38
E
10
15
86
请根据上表数据分析,货车超载20%与超速20%两者相比,潜在危害较大的是 。?
|走进重高|
1.[2018·富阳模拟]如图WK14-8所示,轨道ABC光滑,弹簧固定在水平轨道末端,小球从A处由静止滚下,撞击弹簧,至弹簧压缩最大。在这个过程中,机械能变化的情况是 ( )
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图WK14-8
A.重力势能→动能
B.重力势能→动能→弹性势能
C.重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能
D.小球的机械能不断减小
2.(多选)[2018·上城一模]2018年2月13日,刘佳宇在平昌冬奥会单板滑雪女子U形场地赛首获该项目奥运奖牌。场地为半圆形轨道(如图WK14-9所示),她以一定的速度从A点向下俯冲,经轨道达到最高点E,图中“○”代表刘佳宇在不同时刻的位置,不计摩擦力和空气阻力,则 ( )
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图WK14-9
A.A点的机械能小于E点的机械能
B.B点的动能等于D点的动能
C.A点到C点重力做功,动能增加
D.C点到E点机械能都转化为内能
3.[2017·黄冈]图WK14-10是水上乐园飞行表演,表演者双脚站在向下喷水的踏板上,水柱将人向上顶起,人在空中时而加速上升,时而急速翻滚,时而加速下降,还能在空中竖直悬停。下列说法错误的是 ( )
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图WK14-10
A.踏板向下喷水人向上升起,利用了物体间力的作用是相互的原理
B.加速上升过程中,人的重力势能增大,机械能不变
C.人急速翻滚,说明力可以改变物体的运动状态
D.人在空中竖直悬停时,人受到的重力和踏板对人的支持力是一对平衡力
4.[2018·衢州]在探究“阻力对物体运动的影响”时,让同一小车每次都从同一斜面的同一位置静止滑下,使小车分别在毛巾、棉布和木板上运动直至静止,小车运动的距离如图WK14-11所示。下列说法正确的是 ( )
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图WK14-11
A.小车在毛巾上运动的距离最短,所以它消耗的机械能最少
B.小车在木板上运动的距离最长,所以它消耗的动能最多
C.小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同,但每次小车获得的内能相同
D.小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同,但每次小车克服阻力所做的功相同
5.[2017·白银]在中考体育考试中,小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图WK14-12所示。若不考虑空气阻力,则实心球从离开手后到达最高点的过程中,球受 个力的作用,球的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”),在最高点时,球的动能 (选填“大于”或“等于”)零。?
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图WK14-12
6.[2017·南京]如图WK14-13所示,我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”由“长征七号”运载火箭发射升空,地面控制中心通过 波向它发出指令,这种波在真空中的传播速度为 m/s,“天舟一号”在随火箭加速上升过程中,动能 ,机械能 。(后两空选填“变大”“变小”或“不变”)?
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图WK14-13
7.[2017·呼和浩特]如图WK14-14所示是某研究小组精心设计的一种机械,高处的水通过左侧的管道向下流动,水流冲击叶片,叶片的转动带动砂轮转动,就可以打磨需要的工件,同时叶片的转动带动右侧的抽水器将水从低处抽到高处,继续向下流动,从而实现永不停歇。你认为这种机械是否能够一直工作下去,请说明原因。
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图WK14-14
8.[2017·镇江]图WK14-15甲是小丽探究“动能大小与速度关系”时的实验场景:斜面上有两平行轨道,将两个小球①、②从轨道上由静止释放,与放置在水平木板上的两个相同木块①、②发生碰撞,两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。
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图WK14-15
(1)为完成实验,应使两个质量 的小球从轨道上 高度由静止释放。(均选填“相同”或“不同”)?
(2)由图甲场景可知,木块碰撞前的瞬间,小球 的动能较大;两木块通过A、B两点处所受的滑动摩擦力大小分别为fA、fB,则fA fB;滑行中,木块的动能转化为 能。?
(3)图乙是某次实验时的场景:将两小球从图中E、F处由静止释放,最终木块①从水平木板的右端滑出,小丽用质量更大的木块③替换木块①后继续此次实验,将两小球仍从图中E、F处由静止释放,木块③未滑出木板。小丽的实验改进有一处遗漏,它是? 。?
9.在探究“物体的重力势能与什么因素有关”时,小雨提出了如下猜想:
猜想一:物体的重力势能可能与物体的质量有关;
猜想二:物体的重力势能可能与物体所在的高度有关。
为此他设计了如图WK14-16甲所示的实验装置。将两端开口、长约1 m、粗细均匀的圆柱形玻璃管竖直固定在铁架台上将粗细适宜的圆柱形泡沫塑料块置于玻璃管内O点处(塑料块与玻璃管内壁有适量的摩擦);其他器材还有:刻度尺、一组系有细线的质量不等的钩码、用于调整泡沫塑料块回到O点位置的木棒(如图乙所示)。
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图WK14-16
请你帮助小雨回答下列问题:
(1)探究“猜想一”时,应使用质量 (选填“相同”或“不同”)的钩码从 (选填“相同”或“不同”)的高度在玻璃管内由静止下落,去冲击O点的泡沫塑料块,然后用刻度尺分别测量 ,从而比较出重力势能的大小。?
(2)设计出探究“猜想二”的记录实验数据的表格。
10.[2017·安徽]已知物体的重力势能表达式为Ep=mgh,动能表达式为Ek=
1
2
mv2;其中m为物体的质量,h为物体距离水平地面的高度,v为物体的运动速度,g为常量,取10 N/kg。如图WK14-17所示,将一质量为0.4 kg的物体从距离地面1.5 m的高度沿水平方向以2 m/s的速度抛出。不计空气阻力,物体从被抛出到落地的瞬间,整个过程中机械能守恒。求:
(1)物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek1。
/
图WK14-17
(2)物体从被抛出点至落地的过程中,其重力所做的功W。
(3)物体落地前瞬间的动能Ek2。
参考答案
基础过关
1.D 2.B
3.速度
4.相反 排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上 减小
5.(1)在乒乓球上升的过程中,乒乓球的动能转化为重力势能,机械能不变。
(2)乒乓球运动到最高点时,处于非平衡状态。因为乒乓球此时只受到重力作用,受力不平衡,所以处于非平衡状态。
6.(1)非平衡力 增大
(2)折射 熔点
(3)助推火箭和火箭箭体原来一起上升,助推火箭和火箭箭体分离后,由于助推火箭具有惯性,仍要保持原来的运动状态,所以会继续向上运动一段距离;同时,由于助推火箭受到重力的作用,在重力的作用下改变了运动状态,所以上升一段距离后会下坠
7.(1)2 (2)动能 空气阻力 (3)大于
8.(1)速度 (2)小木块移动的距离s (3)甲、丙 (4)超速20%
走进重高
1.B 2.BC 3.B 4.D
5.一 不变 大于
6.电磁 3×108 变大 变大
7.由能量守恒定律可知,此机械工作过程中会不断克服摩擦做功,高处的水具有的部分机械能转化为内能,无法将等量的水从低处抽到高处,最终高处的水将流尽,机械停止工作,因此这种机械根本不会实现永不停歇。
8.(1)相同 不同
(2)① = 内
(3)没有将木块②也更换为与木块③相同的木块
9.(1)不同 相同 泡沫塑料块下移的距离
(2)如下表所示
实验
次数
钩码的质
量/g
钩码下落
的高度/cm
泡沫塑料块
下移的距离/cm
1
2
3
10.解:(1)重力势能Ep=mgh=0.4 kg×10 N/kg×1.5 m=6 J。
动能Ek1=
1
2
m
??
1
2
=
1
2
×0.4 kg×(2 m/s)2=0.8 J。
(2)重力做功WG=mgh=0.6 kg×10 N/kg×1.5 m=6 J。
(3)落地前瞬间的动能Ek2=Ek1+WG=0.8 J+6 J=6.8 J。
