沪科版物理八年级第十章机械与人第六节 合理利用机械能
同步提升练习
一.选择题(共15小题)
1.下列现象中物体动能和重力势能都发生变化的是( )
A.跳伞运动员在空中匀速下降 B.匀速上坡的汽车
C.在水平轨道上匀速行驶的列车 D.匀速行驶的正在洒水的洒水车
2.如图,一小球在点1静止释放,经过最低点2后,上升到最高点3后返回,在此过程中( )
A.小球在点1,2,3具有相同的机械能
B.小球从点2上升到达点3,减少的动能全部转化为势能
C.小球每次经过点2的动能都不同
D.小球在点3的重力势能最大
3.如图所示的四个实例中,机械能正在减小的是( )
A.蓄势待发的火箭 B.水平匀速飞行的飞机
C.脚踩滑板从高处下滑 D.加速上升的飞艇
4.在相同粗糙程度的水平面上,用手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示的位置;松手后,木块最终静止在图乙所示的位置。下列说法正确的是( )
A.弹簧恢复原状的过程中,弹簧的弹性势能逐渐变大
B.木块离开弹簧前弹簧的弹力对木块做功
C.松手后木块先做加速运动再做减速运动,离开弹簧时速度达到最大
D.整个运动过程中木块机械能守恒
5.滚摆从图示位置①由静止释放,经过位置②后继续下降至最低点(图中未画出),然后再上升至最高点③.当滚摆由位置①向②运动的过程中,滚摆的( )
A.重力势能增大,机械能不变 B.重力势能减小,机械能不变
C.重力势能减小,机械能减小 D.重力势能不变,机械能增大
6.利用如图装置研究定滑轮的工作特点,电动机工作时两端电压为6V,通过的电流为1A,电动机工作时在5s内将质量为4kg的重物匀速提升0.6m。下列说法正确的是( )
A.重物上升过程中动能转化为重力势能
B.重物增加的机械能是由电能转化来的
C.此过程中电动机消耗的电能为24J
D.此过程中电动机对重物做的功大于24J
7.如图所示,小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中,下列说法中正确的是( )
A.动能转化为重力势能 B.重力势能转化为动能
C.机械能总量保持不变 D.机械能总量减少
8.在中国科技馆的展厅里,摆着一个如图所示,叫做“最速降线”的展品:两个并排轨道的起点高度一样,终点高度也一样;一个是倾斜的直轨道,另一个是向下弯曲的弧形轨道。将甲、乙两个完全相同的小球同时分别从直轨道和弧形轨道的起点释放,弧形轨道上的乙球先到达终点。若不计一切摩擦阻力,则关于两小球从起点至终点的运动过程中,下列说法正确的是( )
A.乙球的重力势能先变小后变大
B.甲球的机械能大于乙球的机械能
C.重力对甲球做的功大于重力对乙球做的功
D.重力对甲球做功的功率小于重力对乙球做功的功率
9.2022年冬奥会将在北京举行,我国优势项目自由式滑雪在在国际比赛中屡获殊荣。某次比赛过程中运动员的轨迹如图所示,不计空气阻力,下列说法错误的是( )
A.从a点向b点运动过程中,机械能一直减小
B.从c点向d点运动过程中,机械能保持不变
C.从a点到e点的过程中,机械能先减小,后增大,接着再减小
D.从c点到e点过程中,机械能最终全部转化为内能
10.如图是物体在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线,运动的物体可能是( )
A.由静止下落的乒乓球 B.竖直向上垫起的排球
C.离开脚后在地上滚动的足球 D.从肩上斜向上投掷出去的铅球
11.如图所示,跳伞运动员在空中匀速降落。关于他在匀速降落的过程中能量变化的情况,下列说法中正确的是( )
A.动能增大 B.重力势能减小
C.机械能保持不变 D.机械能增加
12.如图所示,人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行。它从远地点向近地点运动过程中( )
A.动能减小,势能不变,机械能变小
B.动能增大,势能增大,机械能不变
C.动能不变,势能增大,机械能变大远地点
D.动能增大,势能减小,机械能不变
13.蹦床比赛时,从接触蹦床到运动到最低点的过程中,运动员的( )
A.动能增大 B.动能转化为重力势能
C.机械能增大 D.机械能转化为蹦床的弹性势能
14.弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小希玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程,针对此过程。下列分析正确的是( )
A.在a状态时弹簧的弹性势能最大,小希的动能为零
B.a→b的过程中,弹簧的弹力越来越大,在b状态时弹力最大
C.b→c的过程中,弹簧的弹性势能转化为小希的重力势能
D.a→c的过程中,小希先加速后减速,在b状态时速度最大
15.如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图,铅球在空中运动过程中动能EK随时间t变化的曲线最接近的是( )
二.多选题(共6小题)
16.如图所示,是体能测试中掷出的实心球运动的情景,下列说法正确的是( )
A.实心球在b点时重力势能最大
B.实心球从a点运动到c点的过程中,重力做了功
C.实心球在最高点b点时动能为0
D.实心球从a点运动到b点的过程中,动能转化为重力势能
17.2018年5月14日,四川航空3U863航班执行飞行任务时,驾驶舱右座前挡风玻璃破裂脱落。机长组织机组安全迫降,显示出过硬的技术和心理素质,下列分析正确的有( )
A.飞机在匀速下降的过程中,机械能守恒
B.飞机在减速下降的过程中,动能转化为重力势能
C.关闭发动机后,飞机仍能在跑道上运动,是因为它具有惯性
D.关闭发动机后,飞机在跑道上运动过程中,动能转化为内能
18.如图所示情景是一种蹦极游戏,游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上,另一端固定在跳台上。图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置,b点是游戏者所能到达的最低点时绳下端的位置。对于游戏者由静止离开跳台到降至最低点的过程中,下列说法中正确的是( )
A.游戏者的动能一直在增加
B.游戏者的重力势能一直在减少
C.弹性绳下端到b点时,游戏者的动能为零
D.弹性绳下端从a点运动到b点的过程中,弹性绳的弹性势能先增大后减小
19.如果人骑自行车的速度较快,不踩踏板也能冲上一个小坡。在冲上小坡的过程中,下列说法错误的是( )
A.人与车的重力势能转化成动能 B.人与车的动能转化成重力势能
C.人的动能转化成车的重力势能 D.人与车的动能和重力势能都不变
20.如图,小丽把悬挂的铁锁拉住并靠近自己的鼻子(不碰到),稳定后松手,头保持不动,铁锁向前摆去又摆回(忽略空气阻力)。下列说法正确的是( )
A.只要铁锁的质量够大,铁锁摆回来时会碰到鼻子
B.铁锁向下摆的过程中,重力势能转化为动能
C.锁摆到最低点后会继续上升,是因为铁锁具有惯性,锁继续保持曲线运动
D.铁锁在摆动过程中,只受到两个力的作用
21.如图所示,游乐场中,从高处A到水面B处有两条长度相等的光滑轨道。体重不同的甲、乙两小孩沿着不同轨道同时从A处自由滑向B处,若不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.甲、乙在下滑过程中所受重力做功相等
B.甲、乙到达B点时的动能相同
C.甲、乙在下滑过程中机械能守恒
D.甲从A到B,重力势能一定减小
三.填空题(共10小题)
22.2018年5月21日凌晨,“鹊桥”号中继星在我国西昌卫星发射中心成功发射升空。“鹊桥”号中继星在随火箭加速上升过程中,重力势能 (选填“增大”、“减小”或“不变”,下同),动能 ,机械能总量 。
23.如图是自动回转的“魔罐”,橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部,中间系一个钩码,当将“魔罐”在水平地面上滚出后,它能自动滚回来的原因是 能转化为 能。中间挂的钩码 (需要/不需要)固定在橡皮筋上。
24.火箭加速升空过程中,对于火箭搭载的卫星来说,动能 ,重力势能 ,跳高运动员从地面向上跳起的过程中, 转化为 ;
25.图是固定在水平桌面上的光滑圆弧轨道,将一小球由轨道的P点自由释放,滚动到Q点。在此过程中,动能先变 后变 ,重力势能 。从桌面掉到地上的乒乓球会自动弹起,球在上升过程中 能转化为
能。
26.我国自主研制的第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”成功升空,标志着中华民族探家月球的征程中迈出了新的步伐。“嫦娥一号”在加速升空的过程中,其动能 ,势能 ,机械能 (选填”增大”“减小“”不变“);当“嫦娥一号”从环地椭圆轨道的近地点向远地点运动的过程中,“嫦娥一号”的速度会越来越 。
27.如图为“会跳的卡片”,A为卡片外侧,B为卡片内侧,实验时应把 (A/B)面紧贴桌面,卡片跳起来时橡皮筋的 能转化为卡片的 能。实验时 (乙/丙))卡片可以弹跳得更高一些,这是因为其橡皮 能较大。
28.高为h的光滑滑槽固定在水平地面上,质量为m的小球从滑槽顶端由静止开始运动(如图),到达滑槽底端的速度为v,此过程中小球的机械能大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”),若小球在滑槽顶端时重力势能为mgh,在滑槽底端时动能为mv2,且h=0.2m则小球滚到滑槽底端时的速度为 m/s。(不计空气阻力)
29.我市为创建文明卫生城市,每天都安排洒水车清洁街道,匀速行驶的洒水车在下坡的过程中持续洒水,洒水车的动能 ,重力势能 。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
30.如图所示,物体M与弹簧一端相连,系在绳子末端的小球从A处由静止开始释放,在最低点B处,撞击物体M后反弹,并使M在水平面上向右运动,最远可以到达D点。(图中C点是弹簧原长时的末端,不计空气阻力)。
(1)从A到B的过程中,小球的 转化为 (选填“动能”、“重力势能”)。
(2)物体M从C到D的过程中,动能大小变化是 ,弹簧的弹性势能 (以上两空均选填“一直变大”、“一直变小”或“先变大后变小”)。
31.2018年3月9日下午4时30分左右,在广东一小区,3个月大的女婴凡凡(化名)被楼上落下的苹果砸中,生命垂危。高处的苹果具有较大的 ,在掉下来的过程中这种能量转化为 ,所以这种小小的苹果才会有这么大的破坏力,我们一定不要高空抛物!
四.实验探究题(共3小题)
32.小明利用如图所示的装置来验证影响物体动能大小的因素。甲、乙两图装置相同,分别是同一小球先后从A、B两处由静止滚下,钻入并推动纸盒运动一段距
离后静止时的情景。
(1)纸盒被推得越远,小球对纸盒 越多,表明小球的动能越大。
(2)对比甲、乙两图可知,小球的动能与 有关。
(3)若要验证动能大小与另外一个因素的关系,需要添加的一个器材是 。
(4)请你设计一个实验方案,说明相同斜面上等高度处,从静止释放不同质量的两个小球,下滑至斜面底端时的速度大小相等。
33.如图,是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验:
(1)用质量不同的A、B两个小球(mA>mB)碰撞静止在同一水平面上的纸盒。实验中控制小球的高度相同,是为了控制两球到达底端时 相同;实验中用 来比较A、B两个小球的动能的大小。
(2)将(甲)与(乙)两实验比较可知,小球动能的大小与小球的 有关。将(甲)与(丙)两实验比较可知,小球动能的大小与小球的 有关
(3)本次实验采用物理最常用的实验方法是 、 。
34.小明的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想:弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示,把弹簧的左端固定在墙土,AO等于弹簧原长,水平面O点左侧光滑,右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点,然后由静止释放,当物体M运动到O点与弹簧分开,最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程:
(1)探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系,应该选用 (选填“相同”或“不同”)的弹簧进行实验,并改变OP之间的距离,测出对应OQ的距离,重复实验,测量多组数据并记录。这里测定“OQ的距离”是用来衡量弹簧的大小。上述实验过程用到的两种物理方法是: , 。
(2)若仅将AQ平面换成O点两侧都是粗糙的,小明认为利用上述实验原理依然能够完成探究,只需将“测定OQ的距离”换成测定 。
五.综合应用题(共6小题)
35.“神六”太空船是由“长征二号F”运载火箭运送升空的,当火箭发射升空时,飞船的动能 (填“变大”、“变小”或“不变”),重力势能 (填“变大”、“变小”或“不变”);“神舟六号”绕地球旋转的示意图如图所示,它在进入太空后,将先以远地点350km左右、近地点200km左右的椭圆形轨道运行,则当它从远地点向近地点运动时, 能转化为 能。
36.为什么要对机动车的行驶速度加以限制?为什么在同样的道路上,不同车型的限制速度不一样,载重汽车的最高速度要低于家用轿车?
7.图甲中小孩荡秋千的过程可简化为乙,分析他从A点荡到C点的能量转化(阻力忽略不计)。
38.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
(1)要探究动能大小与物体质量的关系,应保证铁球达到水平面的 相同,为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球 ;
(2)选用甲、丙两次实验可以得出的结论是 ;
(3)三次实验中,碰撞前动能最小的是图 (甲/乙/丙)中的小球,原因是 。
(4)若水平面绝对光滑,铁球与纸盒将做 运动。
39.如图所示,在“探究影响重力势能大小的因素”实验中,有三个实心的、大
小相同的铁球A、铁球B和塑料球C,球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放,球落到沙地上的状态如图中虚线球所示:
(1)根据 可以判断出 球释放前的重力势能最大;
(2)比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是 ;
(3)球在空中下落时减少的重力势能主要转化为 ;
(4)为了显示重力势能的大小,小明用橡皮泥代替沙子,小丽用海绵代替沙子,你认为更合适的方法是 (填“小明”或“小丽”),理由是 。
40.小丽猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关,于是设计了如图所示的实验,让小球沿一光滑斜面向下运动,与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止:
(1)实验中是通过观察 来判断钢球的动能大小;
(2)图甲是控制两球的 相等,探究的是动能与 的关系,得当的结论是: 。
(3)图乙中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球达到水平面时,具有相同的 ,选用乙探究的是动能与 的关系。
(4)请结合所学知识解释对不同车型限定不一样的最高行驶速度的道理,如图丙所示: 。
沪科版物理八年级第十章机械与人第六节 合理利用机械能
同步提升练习
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。根据能量大小的影响因素,利用控制变量法,能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
2.【分析】(1)小球运动过程中受阻力,机械能减小;
(2)物体运动过程中受阻力,部分机械能转化为内能;
(3)根据机械能的变化判断经过2的动能;
(4)根据重力势能与高度的关系进行判断。
【解答】解:A、由于小球运动过程中受阻力,机械能损失,动能不能全部转化为势能,部分转化为内能,所以1、2、3位置机械能不同,A错误;
B、由于存在阻力,小球从点2上升到点3,动能不能全部转化为势能,部分转化为内能,B错误;
C、由图知,到达3的位置低于1的位置,说明小球运动过程中机械能损失,则每次经过2的时候动能会有不同,C正确;
D、由图知,1位置最高,其重力势能最大,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了动能和重力势能的概念,及影响其大小的因素,属于基本内容。在判断动能和重力势能的大小时,要注意看影响动能和重力势能大小的因素怎么变化。
3.【分析】(1)动能大小跟质量、速度有关。质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大。
(2)重力势能大小跟质量、被举得高度有关。被举得高度一定时,质量越大,重力势能越大;质量一定时,高度越高,重力势能越大。
(3)物体不发生弹性形变时,机械能=动能+重力势能。
【解答】解:
A、蓄势待发的火箭(即火箭是静止的),火箭的质量不变,速度不变,动能不变;高度不变,重力势能不变;火箭不发生弹性形变,而机械能=动能+重力势能,所以火箭的机械能不变。故A错误。
B、水平匀速飞行的飞机,飞机的质量不变,速度不变,动能不变;高度不变,重力势能不变;飞机不发生弹性形变,而机械能=动能+重力势能,所以该飞机的机械能不变。故B错误。
C、脚踩滑板从高处下滑,需要克服空气阻力和摩擦阻力做功,有一部分机械能转化为内能,所以机械能变小。故C正确。
D、加速上升的飞艇,飞艇的质量不变,速度变大,动能变大;高度变大,重力势能变大;飞艇不发生弹性形变,而机械能=动能+重力势能,所以飞艇的机械能变大。故D错误。
故选:C。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素,利用控制变量法能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
4.【分析】(1)同一根弹簧,在弹性限度内,弹簧形变越大,产生的弹力越大,弹簧的弹性势能越大;
(2)根据做功的条件分析。
(3)根据弹力和摩擦力的大小分析。
(4)根据机械能的变化分析。
【解答】解:
A、弹簧恢复原状过程中,弹簧的形变逐渐减小,则弹簧的弹性势能逐渐变小,故A错误;
B、木块离开弹簧前,木块在弹力的方向移动了距离,故做了功,故B正确;
C、松手后,由于弹力大于摩擦力,故木块先做加速运动,当弹力小于阻力时,木块再做减速运动,速度是先增大后减小;故C错误;
D、整个运动过程中木块的重力势能不变,动能先变大后变小,故机械能不守恒,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查的知识点有:弹性势能、弹力和摩擦力的大小、力与运动的关系等,是一道学科综合题,难度不大。
5.【分析】(1)重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;
(2)不计空气阻力时,机械能没有转化为内能,机械能守恒。
【解答】解:滚摆由位置①向②运动的过程中,质量不变,高度减小,重力势能变小;
滚摆下降过程中,由于有空气阻力和摩擦,所以滚摆的机械能不断减小。
故ABD错误,C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了动能和势能的大小变化,解决此类问题的关键是要知道各能量跟哪些因素有关,根据各因素的变化情况分析能量的变化情况。
6.【分析】(1)(2)电动机工作中,电能转化为机械能;
(3)根据W=UIt求出消耗的电能;
(4)根据W=Gh求出提升重物所做的功,然后进行比较。
【解答】解:
A、重物上升过程中,速度不变,动能不变,不是动能转化为重力势能,故A错误;
B、电动机提升重物,重物的机械能变大,消耗了电能,故是电能转化为机械能,故B正确;
C、电动机消耗的电能为:W=UIt=6V×1A×5s=30J,故C错误;
D、电动机对重物做的功:W'=Gh=mgh=4kg×10N/kg×0.6m=24J,即电动机对重物做的功等于24J,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了能量的转化、功的计算,具有一定的综合性,但难度不大,关键是知道判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是:减小的转化为增多的。
7.【分析】动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;
下滑时,克服摩擦做功,机械能转化为内能。
【解答】解:(1)当小朋友从滑梯上匀速下滑的过程中,小朋友的质量不变,速度不变,故动能不变;同时质量不变,高度减小,重力势能变小,动能和重力势能之间不存在能量转化;故AB错误;
(2)动能不变,重力势能变小,机械能等于动能和重力势能的和,故机械能减小。故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】分析能量转化时,就看什么能量减少了,什么能量增加,总是减少的能量转化为增加的能量。
8.【分析】(1)动能的影响因素是质量和速度;重力势能的影响因素是质量和高度;据此判断动能和重力势能的大小;
(2)若不计一切摩擦阻力,机械能守恒;
(3)功等于力与距离的乘积,据此判断其做功的多少;
(4)根据路程和运动时间可判断其速度的大小,进而判断功率大小。
【解答】解:由题意可知,两球重力相同,最初的高度相同;
A、下降过程中乙球的高度不断减小,速度越来越快,则乙球的重力势能一直减小,动能一直增大,故A错误;
B、两球的质量相同,初始高度相同,则重力势能相同,最初都静止,动能相同,所以两球最初的机械能相同;若不计一切摩擦阻力,在下滑的过程中没有机械能的损失,所以甲球的机械能等于乙球的机械能,故B错误;
C、两球的重力相同,起点高度一样,终点高度也一样,则两球下落的高度相同,由W=Gh可知,到最低点时两球重力所做的功相同,故C错误;
C、下降过程中,乙先到达终点,则乙的速度大,两球的重力相同,根据P=Fv可知,重力对乙球做功的功率比重力对甲球做功的功率大,故D正确。
故选:D。
【点评】在科技馆中的科技展品为内容,考查了影响动能、重力势能的因素,以及对做功情况、速度情况的比较,有一定综合性,值得我们关注。
9.【分析】机械能包括动能和势能;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;
在分析动能和重力势能之间的转化过程中,机械能的变化情况时,要搞清题目提供的条件或环境,此题的条件是:①不计空气阻力;②滑雪板与雪之间存在摩擦。
【解答】解:
A、从a点下滑到b点过程中,由于滑雪板与雪间存在摩擦力,部分机械能会转化为内能,所以机械能减小,故A正确;
B、从c点向d点运动过程中(即在空中的过程),由于不计空气阻力,则运动员的机械能保持不变,故B正确;
C、从a点到e点的过程中,运动员在空中时,机械能是守恒的,在地面上时,由于存在摩擦,克服摩擦做功,机械能会减小,所以整个过程中机械能先减小,后不变,再减小,故C错误;
D、从c点到e点过程中,由于接触雪地后存在摩擦,则机械能减小,且在e点的机械能为0(e为停止点),所以机械能最终全部转化为内能,故D正确。
故选:C。
【点评】结合机械能的概念(动能、重力势能概念),根据题目的条件可分析出答案。
10.【分析】动能大小的影响因素:质量和速度。质量一定时,速度增大,动能增大;速度一定时,质量增大,动能增大。
【解答】解:分析图象可知,动能先减小再增大。
A、由静止下落的乒乓球质量不变,速度不断变大,故其动能始终在增大,故A不合题意;
B、竖直向上垫起的排球,排球质量不变,速度先减小后增大,所以动能先减小后增大,但排球运动到最高点时速度为0,动能为0,故B不合题意;
C、离开脚后在地上滚动的足球,足球滚动的越来越慢,动能越来越小,故C不合题意;
D、斜向上投掷出去的铅球在整个飞行过程中,质量不变,一直在运动,动能不为零(处于最高点时竖直方向速度为0,但水平方向仍然有速度,因此动能不为0)。
从出手到最高点过程中速度减小,此过程动能减小;在下落的过程中,速度不断增大,到达地面最大,此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大。故D符合题意;
故选:D。
【点评】掌握动能大小的影响因素,能通过图象判断动能的大小变化。
11.【分析】(1)动能的影响因素是物体的质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;
(2)重力势能的影响因素是物体的质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;
(3)动能和势能总称为机械能。
【解答】解:跳伞运动员受平衡力作用,在空中匀速降落时,
质量不变,速度不变,所处的高度越来越小,
则跳伞运动员的动能不变,重力势能减少,故机械能减小,故ACD错误、B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了影响动能和重力势能以及机械能因素的应用,分析好运动员的状态是关键。
12.【分析】(1)从动能和势能大小的影响因素进行判断:动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大。
势能大小的影响因素:质量、相对高度。质量越大,相对高度越高,势能越大。
(2)人造卫星在太空运行时,没有克服摩擦做功,机械能守恒。
【解答】解:人造卫星沿椭圆形的轨道绕地球运行时,没有克服摩擦做功,机械能守恒。
所以它由远地点向近地点运动过程中,质量不变,相对地面的高度减小,势能减小;速度增大,动能增大,总机械能不变。
故选:D。
【点评】人造卫星在飞行过程中,动能和重力势能在相互转化,因为没有阻力,所以,总能量保持不变。
13.【分析】(1)动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)机械能等于动能和势能之和。
【解答】解:
AD、运动员从接触蹦床到最低点的过程中,一开始重力大于弹力,速度还会有一段继续的增大;当重力等于弹力,速度达到最大,此时动能最大;当重力小于弹力时,动能主要转化为弹性势能,速度减小,动能减小,弹簧势能增大。从整体来看,动能先增大,但最终是减小的,总体是动能和重力势能最终转化为蹦床的弹性势能,故A错误、D正确;
B、从上述分析可知,动能主要转化为弹性势能,而不是重力势能,故B错误;
C、由于存在空气的阻力等因素,机械能不守恒,机械能减小,故C错误。
故选:D。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素。根据能量的影响因素判断动能、重力势能、弹性势能大小的变化。同时还可以借助受力情况进行分析。
14.【分析】(1)动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)弹簧由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能,弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关。
(4)速度最大位置是重力和弹力相等的时候。
【解答】解:
A、由图可知,a状态时弹簧的形变程度最大,弹簧的弹性势能最大;小希处于最低位置,高度为0、速度为0,故小希的重力势能和动能均为0,故A正确;
B、a→b的过程中,弹簧的形变程度变小,所以弹簧的弹力越来越小;到达b点时,弹簧恢复到原长,所以此时弹力为0,故B错误;
C、b→c的过程中,即离开地面上升的过程,小希的速度减小,动能减小,高度增大,重力势能增大,所以该过程中是动能转化为小希的重力势能,故C错误;
D、a→b的过程中,开始一段时间内,弹簧的形变量较大,向上的弹力大于向下的重力,小希做加速运动;随着弹簧形变量的减小,弹力减小,当弹力等于重力时,小希的速度达到最大;弹力继续减小,向上的弹力小于向下的重力时,小希做减速运动;而b→c的过程中,小希在重力作用下做减速运动;
所以,a→c的过程中,小希先加速后减速,在b状态时速度并不是最大(此时弹簧恢复到原长,无弹力,人只受重力作用,处于减速阶段),故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查了动能、重力势能和弹性势能的相互转化,是一道综合题,难度较大。
15.【分析】动能大小的影响因素:质量和速度。质量一定时,速度增大,动能增大;速度一定时,质量增大,动能增大。
【解答】解:如图,铅球从出手到最高点过程中,速度减小,此过程动能减小;在下落的过程中,速度不断增大,此过程动能增大;
所以整个过程中铅球的动能先减小再增大,故排除BD;
铅球处于最高点时竖直方向的速度为0,但水平方向仍然有速度,其动能不为0,故C错误,A正确。
故选:A。
【点评】掌握动能大小的影响因素,能通过图象判断动能的大小变化。
二.多选题(共6小题)
16.【分析】(1)根据球的高度分析;
(2)做功包括两个必要因素,一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离;
(3)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大;
(4)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
【解答】解:A、实心球在b点时,高度最高,故重力势能最大,故A正确;
B、实心球从a点运动到c点的过程中,实心球在重力的方向上通过了一定的距离,所以重力做了功,故B正确;
C、球到最高点B点时,球水平向右运动,故球的速度不为零,故动能不为零,故C错误;
D、实心球从a点运动到b点的过程中,高度增加速度减小,动能转化为重力势能,故D正确。
故选:ABD。
【点评】本题的综合性较强,包括做功的两个必要因素、动能与重力势能的转化等,要求我们对相关知识有一个熟练的掌握。
17.【分析】(1)机械能包括动能与势能,根据它们的影响因素可做出判断;
(2)动能的影响因素是质量和速度,重力势能的影响因素是质量和高度,据此分析判断;
(3)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;
(4)物体克服摩擦做功,可将动能转化为内能。
【解答】解:A、飞机在匀速下落时,动能不变,重力势能减小,因此机械能减小,A错误;
B、飞机在减速下降时,质量不变,高度降低,动能减小,重力势能也在减小,不是动能转化为重力势能,B错误;
C、关闭发动机后,由于惯性,飞机会在跑道上继续运动一段距离,C正确;
D、关闭发动机后,飞机在跑道上运动的过程中,克服摩擦做功,将动能转化为内能,D正确。
故选:CD。
【点评】本题考查了动能与势能的影响因素,以及据此判断机械能的变化情况,同时还考查了对惯性现象的认识,有一定综合性,但难度不大。
18.【分析】从游戏者的动能和重力势能大小的影响因素考虑,从弹性绳的弹性势能考虑。同时还要注意人所受重力与弹性绳子弹力之间的关系,据此做出判断。
【解答】解:A、游戏者从最高点到a时,重力势能转化为动能,重力势能越来越小,动能越来越大。从a点到c点的过程中,上段受到向下的合力改变物体的运动状态,速度越来越快,动能越来越大;下段受到向上的合力改变物体的运动状态,速度越来越慢,动能越来越小,最低点时速度为零。所以整个过程中,游戏者的动能先增大后减小,最后动能为零。故A错误。
B、游戏者在下落的过程中,质量不变,高度不断减小,重力势能不断减小。故B正确。
C、游游戏者到达最低点b时,速度为零,则动能为零,故C正确;
D、游戏者到达最低点b时,绳子的形变最大,弹性势能最大,即弹性势能一直变大,故D错误。
故选:BC。
【点评】该题考查了动能、重力势和弹性势能之间的变化,关键是对各自影响因素和受力情况的分析。
19.【分析】(1)动能大小的影响因素:质量和速度。质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量和高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)不计摩擦时,机械能守恒。考虑摩擦时,机械能转化为内能,机械能减小,内能增大。
【解答】解:人骑自行车上的过程中,若不踩脚踏板,质量不变,高度增加,重力势能增大;速度减小,动能减小;不计摩擦,机械能守恒,是人和车的动能转化为人和车的重力势能,故ACD错误,B正确。
故选:ACD。
【点评】(1)掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素。
(2)掌握重力势能、动能、弹性势能之间是可以相互转化的。
(3)不考虑摩擦时,机械能守恒,考虑摩擦时,机械能转化为内能,机械能减小,内能增大。
20.【分析】(1)克服摩擦做功,机械能转化为内能,机械能减小,内能增加。
(2)动能大小跟质量、速度有关。质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大,重力势能大跟质量、高度有关。质量一定时,高度越高,重力势能越大;高度一定时,质量越大,重力势能越大。
(3)根据惯性和力与运动的关系分析解答。
(4)据实际情况做受力分析即可判断。
【解答】解:A、锁在摆到过程中,锁和空气之间存在摩擦,克服摩擦做功,机械能转化为内能,机械能不断减小,所以质量再大也碰不到鼻子,故A错误;
B、锁向下摆的过程中,锁的质量不变,高度减小,重力势能减小,故重力势能转化为动能。故B正确;
C、到达最低点,由于惯性继续运动;但继续上升,保持曲线运动,是由于铁索受到重力和拉力的作用,力改变了铁索的运动状态。故C错误;
D、在不计空气阻力的情况下,铁锁在摆动过程中,只受到两个力的作用。故D正确。
故选:BD。
【点评】通过一个小实验考查了动能和势能的转化与守恒、惯性、力与运动的关系等,难度不大。判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是:减小的转化为增多的。
21.【分析】由于轨道时光滑的,不计空气阻力,所以机械能是守恒的;根据W=Gh比较重力做功的大小;根据影响动能和势能大小的因素比较动能、势能的大小。
【解答】解:
A、甲、乙在下滑过程中的高度是相同的,但两人的重力不同,根据W=Gh可知,重力做功不相等,故A错误;
C、由于轨道是光滑的,不计空气阻力,所以甲、乙在下滑过程中机械能守恒,故C正确;
B、由图可知,甲、乙在A点时,由于重力不同,所以两人的重力势能不同;由于下滑过程中机械能守恒,所以他们到达B点时的动能也是不同的,故B错误;
D、甲从A到B,高度一直减小,其重力势能一定减小,故D正确。
故选:CD。
【点评】本题考查了影响动能、势能大小的因素、机械能守恒,是一道基础题。
三.填空题(共10小题)
22.【分析】机械能包括动能和势能,物体动能和势能的变化会引起机械能的变化;动能与质量和速度有关,质量越大、速度越大则动能越大;重力势能与质量和高度有关,质量越大、高度越大则重力势能越大。
【解答】解:“鹊桥”号中继卫星随火箭加速上升过程中,质量不变、速度增大,动能变大;同时,质量不变、高度增加,所以重力势能变大;由于机械能等于动能和势能之和,故其机械能不断增大。
故答案为:增大;增大;增大。
【点评】此题考查机械能的知识;机械能的大小取决于动能和势能的大小,根据题目中动能和势能的大小变化可分析出机械能的大小变化。
23.【分析】动能的影响因素:质量和速度;弹性势能的影响因素:物体的形变程度。结合“魔罐”的结构特点可判断其是否需要将钩码固定在橡皮筋上。
【解答】解:“魔罐”在开始滚动的时候,具有动能,滚动的过程中,罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能,当动能为0时,弹性势能最大,“魔罐”开始向回滚动,在“魔罐”滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小,罐子动能增大,弹性势能转化为动能。
为了使“魔罐”滚动的过程中动能与弹性势能可以相互转化,钩码与橡皮筋必须固定在一起,这样才能实现相互的作用。
故答案为:弹性势;动;需要。
【点评】本题考查动能和弹性势能的影响因素以及相互转化,相对比较简单,属于基础题。
24.【分析】①在一定条件下,不同形式的能量可以相互转化;
②动能和势能合称机械能。动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
【解答】解:
火箭加速升空过程中,卫星的质量不变,速度增大,所以动能变大;卫星的质量不变,高度增大,所以重力势能变大;
跳高运动员从地面向上跳起的过程中,速度越来越慢,动能减小;但运动员所处的高度越来越大,重力势能增加,所以动能转化为重力势能。
故答案为:变大;变大;动能;重力势能
【点评】掌握动能、重力势能的影响因素,利用控制变量法,判断动能、重力势能、机械能的变化。
25.【分析】(1)影响重力势能的因素有:质量和高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
(2)影响动能的因素有:质量和速度。质量越大,速度越快,动能越大。
(3)机械能等于动能和势能之和;克服摩擦做功,机械能转化为内能;不计阻力,机械能守恒。
【解答】解:(1)小球由轨道的P点自由释放,在运动到轨道最低点的过程中,小球的质量不变,高度降低,重力势能变小,速度越来越快,动能变大;
在小球由最低点滚动到Q点的过程中,小球质量不变,高度变高,重力势能变大,速度越来越小,动能变小。
所以,整个过程中,动能先变大后变小,重力势能先变小后变大;
(2)乒乓球在上升的过程中,质量不变,速度减小,动能减小;高度增加,重力势能增大,是动能转化为重力势能;
故答案为:大;小;先变小后变大;动;重力势。
【点评】本题只要熟知影响重力势能大小的因素和影响动能大小的因素即可求解。
26.【分析】(1)动能与物体的质量和速度有关,物体的质量越大,速度越大,动能越大;重力势能与物体的质量和高度有关,物体的质量越大,高度越高,重力势能越大。
机械能等于动能加势能。
(2)卫星在近地点时动能最大,势能最小;在远地点动能最小,势能最大。
【解答】解:(1)嫦娥一号”在加速升空的过程中,其质量不变,速度变大,故动能变大;同时其质量不变,高度增加,故重力势能增大;由于机械能等于动能加势能,故机械能也增大。
(2)在由近地点向远地点运动的过程中,卫星的质量不变,相对地球的高度增加,故重力势能增加,根据机械能守恒,减少的能转化成了增加的能量,所以是动能转化成了重力势能。故卫星的速度减小。
故答案为:增大;增大;增大;减小。
【点评】此题考查动能和势能的大小变化,解答过程中应该注意分析问题的顺序:要先分析质量和速度再分析动能;先分析质量和高度再分析重力势能。
27.【分析】此题用到橡皮筋,橡皮筋拉开后具有弹性势能,恢复时转化为动能,所以卡片会跳起来。弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的能,决定弹性势能大小的因素是物体弹性形变的程度。
【解答】解:由图中可知要利用橡皮筋的弹性势能,只有把橡皮筋拉开才会有弹性势能,所以要把卡片B面按平后放在水平面上然后松开,松开后,橡皮筋的弹性势能转化为纸片的动能,所以卡片能跳起来。
由于弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关,所以乙图中皮筋弹性形变的程度更大一些,所以它能够转化的动能更多,跳的更高。
故答案为:B;弹性势;动;乙; 弹性势。
【点评】对实际问题要抓住关键点,此题中橡皮筋能发生弹性形变,拉开后具有弹性势能,所以要从能的转化角度来考虑。
28.【分析】根据机械能守恒定律的条件进行分析;根据机械能守恒定律,将条件代入求出物体到达底端的速度。
【解答】解:因为质量为m的小球从高度为h的光滑斜面顶端由静止自由滑下,在此过程中(不计空气阻力)只有重力做功,
则机械能守恒,所以此过程中小球的机械能大小不变。
由于此过程机械能守恒,则有mgh=mv2,将h=0.2m,g=10m/s2代入上式,
解得:v=2m/s。
故答案为:不变;2。
【点评】此题考查学生对于机械能守恒定律的理解,学会从题干中找出有用信息,并加以利用。
29.【分析】(1)动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大。
(2)势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,势能越大。
【解答】解:匀速行驶的洒水车在下坡的过程中持续洒水,速度不变,但质量减小,故动能在减小;同时高度降低,质量减小,重力势能减小。
故答案为:减小;减小。
【点评】在分析动能和重力势能的变化时,同学们往往考虑到速度、高度的变化,而忽略质量的变化,这是学生最容易出错的地方。
30.【分析】(1)根据影响动能和重力势能的因素分析它们的变化,然后得出能量的转化情况;
(2)弹簧的弹力与弹簧的形变有关,形变越大,弹力越大;物体受到的合力与运动的方向相反时做减速运动,速度越小,动能越小。
【解答】解:(1)小球从A到B的过程中,质量不变,速度变大,高度变小,则动能增大,重力势能减小,所以能量的转化情况是重力势能转化为动能;
(2)物体M从C到D点的过程中,弹簧的形变越来越大,所以弹性势能一直变大。弹簧受到与运动方向相反的弹力越来越大,所以物体做减速运动,速度越来越来,动能一直变小。
故答案为:(1)重力势能;动能;(2)一直变小; 一直变大。
【点评】本题考查的是动能和重力势能的影响因素以及机械能的转化的判断等,分析好小球从A到B、物体M从C到D的变化是关键。
31.【分析】(1)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
【解答】解:苹果所处的位置较高,故具有较大的重力势能,在掉下来的过程中高度降低,重力势能变小,同时其速度变大,动能变大,重力势能转化为动能,所以这种小小的苹果才会有这么大的破坏力。
故答案为:重力势能;动能。
【点评】掌握动能、重力势能的影响因素,理解重力势能和动能的转化可从高度和速度来理解,可以帮助我们更好的理解能量的转化。
四.实验探究题(共3小题)
32.【分析】(1)起始点的高度在这个题中代表了速度的大小;
(2)通过改变小球滚下的高度来改变小球滚下时的速度;
(3)动能大小与物体的质量和速度有关,探究过程中,需用控制变量法;
(4)要体现速度相同,只要在保证路程相同时,观察小球是否同时到达斜面底端即可。
【解答】解:(1)纸盒被推得越远,小球对纸做功越多,表明小球的动能越大。
(2)让小球从不同的高度滚下,是为了使小球到达水平面时具有不同的初速度,对比甲乙两图可知,小球的动能与速度有关。
(3)若要验证动能大小与质量的关系,需要添加的一个器材是质量不同的小球。
(4)使质量不同的两个小球同时从相同斜面的同一高度由静止释放,观察两球是否同时到达斜面底端,若同时到达则速度相同。
故答案为:(1)做功;(2)速度;(3)质量不同的小球;
(4)使质量不同的两个小球同时从相同斜面的同一高度由静止释放,观察两球是否同时到达斜面底端,若同时到达则速度相同。
【点评】本题考查了学生根据实验现象得出实验结论的能力,要学会利用控制变量法分析问题,并能把所学知识与生活实际相联系,分析解答问题。
33.【分析】(1)在该题中小球的高度在这个题中代表了速度的大小;球把纸盒推出的距离长,说明的动能大,这是一种转换的方法;
(2)解答此题要知道动能的决定因素有两个:质量和速度,对于这类多因素问题应结合控制变量法进行分析。
【解答】解:
(1)在此实验中,小球的高度在这个题中代表了其速度的大小,让小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时能够具有相同的速度;本题采用了转换法,通过比较撞击纸盒距离的长短来判断小球的动能大小;
(2)甲与乙两实验中两球的质量相同,高度不同,所以到达底端的速度不同,所以可以探究动能与速度大小的关系:质量相同时,速度越大,动能越大;
甲与丙两实验中两球的高度相同,这样到达底端的速度相同,但它们的质量不同,所以可以探究动能与质量大小的关系:速度相同时,质量越大,动能越大;
(3)实验过程中采用了转换法和控制变量法。
故答案为:(1)速度;木块移动的距离;(2)速度;质量;(3)控制变量法;转换法。
【点评】此类实验题目是考查对控制变量法和转换法的掌握情况,及如何正确的对实验现象进行分析,归纳出正确的结论,是中考的常见题型。
34.【分析】(1)实验采用转换法,通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现;本实验中,用到了转换法和控制变量法。
(2)弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关,要探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系,应控制其它因素相同,只改变弹簧的长度变化量,据此进行分析。
【解答】解:
(1)(2)实验中弹性势能的大小时通过物体M被弹出的距离来间接的反应,这用到了转换法;探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系,必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同(即相同的弹簧),改变弹簧长度变化量,即PQ间的距离;弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现,所以必须测出OQ间的距离;为了使结论具有普遍性,应改变弹簧长度变化量,即PQ间的距离,多测几组数据;
通过以上分析可以看出,本实验通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小,用到了转换法;同时,探究与多个量的关系时,还用到了控制变量法。
故答案为:(1)相同;控制变量法;转换法;(2)PQ间的距离。
【点评】此题主要考查的是学生对弹性势能大小跟弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料之间关系的理解和掌握,注意控制变量法和转换法在实验中的运用。
五.解答题(共6小题)
35.【分析】重力势能与物体的质量和高度有关。动能与物体的质量和速度有关。二者可以相互转化。
【解答】解:当火箭发射升空时,飞船的速度增加,动能增大;飞船的高度升高,重力势能变大。
当“神舟六号”从远地点向近地点运动时,所处高度减小,重力势能减小,减小的重力势能转化为动能,使它的速度变快。
故答案为:变大; 变大;重力势;动。
【点评】能量转化的过程都是有规律可循的,在平常的学习中要注意总结归纳。
36.【分析】对机动车的行驶速度进行限制,可用影响动能的因素分析,由于动能与质量和速度有关,对于质量较大的车,允许的速度就比质量较小的车的速度低。
【解答】答:(1)因为汽车的质量一定时,速度越大,汽车的动能越大,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。
(2)质量较小的车,同样的速度,动能要小一些,所以允许质量较小的家用轿车的速度大一些。(答案合理即可)
【点评】本题考查了影响动能的因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能就越大。
37.【分析】物体从高处到低处时重力势能减小,速度增大,即动能变大,重力势能转化为动能;物体由低处向高处运动时,速度逐渐减小,则动能转化为重力势能。
【解答】解:从A点到B点的过程中,质量不变,高度减小,所以重力势能减小;速度增大,所以动能增大。此过程是重力势能转化为动能;
从B点到C点的过程中,质量不变,高度增加,所以重力势能增大;速度减小,所以动能减小。此过程是动能转化为重力势能。
答:A点至B点重力势能转化为动能;B点到C点动能转化为重力势能。
【点评】此题考查了动能和重力势能的相互转化,掌握各自影响因素是解答此类问题的基础。
38.【分析】(1)要探究动能大小与物体质量的关系,需保持物体的速度相同,则需使小球从同一斜面的同一高度由静止开始运动;
(2)分析图甲、丙所示两次实验,根据实验控制的变量与实验现象分析答题;
(3)动能的大小与物体的质量和速度有关;掌握转换法在实验中的应用,通过对纸盒做功的多少,来体现小球动能的大小;
(4)根据牛顿第一定律,若水平面绝对光滑,则木块不受摩擦力作用,运动后将保持匀速直线运动。
【解答】解:
(1)要探究动能大小与物体质量的关系,应保持小球的速度相同,质量不同,所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下,保证铁球达到水平面的速度相同;
(2)由图示实验可知,甲、丙两次实验,球的质量相同,甲滚下的高度大于丙滚下的高度,甲到达斜面底端时的速度较大,甲将纸盒推动得更远,说明甲的动能更大,由此可得:质量相同的物体,运动速度越大,它具有的动能就越大;
(3)三次实验中,是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的,这种方法是转换法,丙图中纸盒被推动的距离最小,故碰撞前动能最小;
(4)铁球从斜面上滚下,若水平面绝对光滑,铁球不受摩擦力作用,铁球所受合力为0,所以铁球将做匀速直线运动。
故答案为:(1)速度;从斜面的同一高度由静止滚下;(2)物体质量相同时,速度越大,动能越大;(3)丙;纸盒被推动的距离最小;(4)匀速直线。
【点评】本题考查了探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验,实验应用了转换法和控制变量法,掌握转换法与控制变量法的应用、分析图示实验即可正确解题。
39.【分析】(1)本实验中把小球的重力势能转化成小球陷进沙坑的深度来比较各小球重力势能的大小的,这种研究问题的方法叫转换法;
重力势能的大小与物体的质量和被举的高度有关;
(2)比较A、C两球找出相同因素和不同因素,根据小球陷进沙坑的深度比较重力势能的大小,结合控制变量法的思想得出结论;
(3)根据影响动能和重力势能的因素可判断球的能量转化情况。
(4)掌握转换法在此实验中的应用,橡皮泥形变不能恢复,便于前后进行比较,而海绵会部分恢复原状不能保持最大形变。
【解答】解:
(1)小球释放前的重力势能越大,小球的能量就越多,做功本领越强,则小球陷入沙中越深;
图中铁球A陷入沙中的深度最大,说明铁球A的重力势能最大;
(2)比较A、C两球可知,两球所处的高度相同,A是铁球,C是塑料球,铁球A的质量大,A球陷入沙的深度大,因此得出的结论是:物体所处的高度相同时,质量越大,物体的重力势能越大;
(3)球在空中下落时,高度降低、速度变大,重力势能主要转化为动能。
(4)本实验是通过观察小球陷入沙中的深浅来判断影响小球的重力势能大小的因素,因重力势能的大小无法直接观察到,所以采用的是转换法,橡皮泥形变不能恢复,便于前后进行比较,而海绵会部分恢复原状不能保持最大形变,故更合适的是小明的方法;
故答案为:(1)球陷入沙中的深度;A;(2)质量;(3)动能;(4)小明;橡皮泥形变不能恢复,便于前后进行比较。
【点评】该题考查了探究重力势能与质量和高度的关系的实验,考查了转换法和控制变量法在该实验中的应用。
40.【分析】(1)此实验把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离,距离越远表明小球的动能越大;
(2)实验过程要采用控制变量法,当研究动能大小与速度的关系时,要让小球沿斜面的不同高度下落,这样保证下落速度不同;
(3)研究与质量关系时,要保证速度相同,质量不同;
(4)对机动车的行驶速度进行限制,可用影响动能的因素分析,由于动能与质量和速度有关,对于质量较大的车,允许的速度就比质量较小的车的速度低。
【解答】解:
(1)实验中通过观察木块被撞击后移动的距离的大小来间接判断小球动能的大小;
(2)探究动能与速度的关系,应该让质量相同的钢球从不同高度滚下,是为了使钢球达到斜面底端时具有不同的速度,观察甲图可以发现:小球的速度越大,木块移动的距离越大,因此此实验的结论是:在质量相同时,物体的速度越大,动能越大;
(3)速度;质量;
(4)速度相同时,质量越大,动能越大。
【点评】该题考查了转换法、控制变量法等研究方法在探究实验中的应用,在平时做实验时要多观察,多思考。