机械能
1．小松妈妈去百货大楼购物，自动扶梯把她从一楼匀速送到二楼的过程中，她的( D )
A. 动能增大，势能增大，机械能增大
B．动能增大，势能增大，机械能不变
C．动能不变，势能增大，机械能不变
D．动能不变，势能增大，机械能增大
2．如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油，加油后战斗机仍以原来的高度和速度匀速飞行，则战斗机的( D )
A. 动能不变，势能不变，机械能不变
B．动能不变，势能减少，机械能减少
C．动能增加，势能不变，机械能增加
D．动能增加，势能增加，机械能增加
3．在下列物体中既具有动能又具有势能的是( C )
A. 平直轨道上行驶的汽车
B．拉长的橡皮筋
C．高空中正在下落的冰雹
D．被举高的杠铃
4．下列有关机械能的说法中正确的是( B )
A. 只要对物体施力，物体的动能就会改变
B．在平衡力作用下运动的木块的动能可能保持不变
C．推出的铅球在下落的过程中动能保持不变
D．如果物体的运动速度不变，则物体的机械能也不变
5．悬挂在天花板上的电灯具有重力势能；从平铺于地面的水龙带里喷出的水具有动能；被拉长的橡皮条具有弹性势能；用力掷出的铅球在空中飞行时既具有动能，又具有势能，统称为机械能。
6．滑雪运动员坐在缆车上匀速上山过程中，他的动能不变，重力势能增大。
7．一辆城市绿化洒水车在一条平直的公路上匀速行驶，当它一边洒水一边行驶时，它的动能减小，重力势能减小。(选填“增大”“减小”或“不变”)
8．整个物质世界都是运动着的，不同的运动对应着不同的能量：与宏观和宇观物体运动对应的能量是机械能；与分子的运动对应的能量是内能。
9．小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲)，在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙)，速度为5 m/s。将弹簧压缩到最短(如图丙)的整个过程中，小球的速度v和弹簧缩短的长度ΔL之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到0.2 N的压力就缩短1 cm，并且轻弹簧在受到撞击至压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变(不计空气阻力)。
(1)从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是先变大后变小，小球机械能的变化情况是变小。
(2)实验中所用小球的质量为0.1kg，全过程中，弹簧中弹力的最大值为8.14N。(g取10 N/kg)
(3)如图，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，小球处于非平衡(填“平衡”或“非平衡”)状态。
弹性势能
1．下列加点物体中，具有弹性势能的是( A )
A．弓开如满月 B．箭去似流星
C．云来云又往 D．蜻蜓立竿头
2. 上紧发条的玩具车在水平桌面上由静止开始运动，运动所需的能量来源于( D )
A．动能 B．电能 C．重力势能 D．弹性势能
3．有一个弹簧测力计，它的量程是0～10 N，在这个弹簧测力计下分别挂5 N和3 N的物体时，两次弹簧测力计上的弹簧具有的弹性势能进行比较，以下说法正确的是( B )
A．两次弹簧具有的弹性势能相同
B．第一次比第二次具有的弹性势能大
C．第一次比第二次具有的弹性势能小
D．无法确定发生形变的物体具有弹性势能
4．如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力)，下列说法正确的是( D )
A．从O点到C点运动员速度一直减小
B．从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C．从O点到C点运动员的机械能一直在减小
D．从O点到A点运动员的机械能不变
5．运动员在撑杆跳高时，经历了助跑－起跳－越杆－落下等过程。如图所示是起跳的情景，此时运动员的动能转化为杆的弹性势能。杆在恢复原状的过程中又将弹性势能转化为人的重力势能，这时人被举高。
6．如图所示，一小钢球从斜面上滚下，滚到水平面上后又被一弹簧片把钢球弹了回去，指出下面几个过程中能量的转化情况。(不计一切摩擦力)
(1)小球由A到B是重力势能转化为动能。
(2)小球由B到C是动能转化为弹性势能。
(3)小球由C到D是弹性势能转化为动能。
(4)小球由D到E是动能转化为重力势能。
7．2015年在苏州举行的第53届世乒赛中首次使用了“40＋”新球，新球与“40”旧球如图甲所示。
小科想比较两种球的弹性大小，做了如下实验：
将两球从相同高度由静止同时释放，比较两球落
到同一桌面上弹起的高度得出弹性的大小，发现很难比较两球弹起的高度，继续观察，两球在桌面上反复弹跳，发现新球停止弹跳时，旧球还在弹跳，如图乙所示。多次实验结果相同，说明旧球的弹性比新球好。
(1)乒乓球下落过程中重力势能逐渐减小。
(2)该实验体现了转换的思想，将比较球的弹性分别转换为比较弹起的高度和弹跳时间(或次数)。
重力势能
1．三峡水库修建大坝，提高水位，是为了增加水的( B )
A．内能 B．重力势能 C．弹性势能 D．动能
2．如图所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜面A点自由滚下，分别经过图中a，b，c各位置，关于小球的动能和重力势能描述错误的是( C )
A. 从a到b动能转化为重力势能
B．在b，c处重力势能相等
C．从a到c重力势能转化为动能
D．在a处动能最大
3．关于在空中的两个物体势能大小的说法中，正确的是( D )
A. 只要位置一样高，它们的势能就一定相等
B．只要质量相等，它们的势能就一定相等
C．位置不一样高，质量也不相等，它们的势能肯定不相等
D．虽然位置不一样高，质量也不相等，但它们的势能可能相等
4．质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么( A )
A．燕子比鸽子飞得快
B．鸽子比燕子飞得快
C．燕子比鸽子飞得高
D．鸽子比燕子飞得高
5．小球从斜面滚下打到一个放在水平桌面的小木块上。如果要使小木块移动的距离变大，所采取的方法不正确的是( C )
A．使小球的质量变大，高度不变
B．使小球在斜面上的高度增加，质量不变
C．使小球在斜面上的高度减小，质量不变
D．使小球的质量变大，小球在斜面上的高度也增加
6．如图所示，甲、乙是两个完全相同的网球。在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是( C )
A．甲球在空中下落时，重力势能增大，动能减小
B．乙球上升过程中，重力势能转化为动能
C．抛出时甲、乙两球的机械能相等
D．抛出时甲球的动能小于乙球的动能
7. 学习了有关“重力势能”知识的小东同学，想用身边的器材(铅球)，来探究影响重力势能大小的因素，其探究过程如下。
【提出猜想】影响重力势能大小的因素可能有：a.物体的质量；b.物体的高度。
【进行实验】实验提供的器材有：实心铅球2千克、2千克、3千克各一个、细沙(足够多)、刻度尺、两个大小相同的纸盒，请你利用上述器材，帮他设计实验方案，完成实验步骤。
Ⅰ.将适量的沙子放进大纸盒里拨平；
Ⅱ.取质量为 、 的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到相同高度后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度，进行比较；
Ⅲ.取质量为 、 的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到不同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度，进行比较。
【实验结论】通过实验步骤Ⅱ，可以得出结论：重力势能跟有关；通过实验步骤Ⅲ，可以得出结论：重力势能跟有关。
【答案】 2千克 3千克 2千克 2千克 质量 高度
16．铺设水泥路时，有时要在水泥里面掺入少量纤维材料。某科学兴趣小组为探究在水泥中掺入纤维材料是否会影响水泥路面的牢固程度，设计好方案，利用图中装置用落锤对样品进行连续撞击直至样品断裂，将数据记录在表中。
实验 次序 样品厚 度/cm 样品面 积/cm2 ▲ /cm 掺入纤 维种类 纤维掺 入量/% 撞击 次数
1 4 100 50 无 无 20
2 4 100 50 A纤维 0.1 80
3 4 100 50 B纤维 0.1 90
请回答下列问题：
(1)样品的牢固程度可通过比较样品断裂时所承受的撞击次数来判断。
(2)表中“▲”处填写的内容应为落锤下落的高度。
(3)为缩短检验上述规格样品的实验时间，需减少撞击次数，可采用的方法是增加落锤下落的高度(或选择质量大的落锤)。
17. 探究影响物体弹性势能大小的因素，选择弹簧进行研究，将光滑水平面与光滑斜面连接，如图。
①将甲弹簧放置在水平面上，用小球压缩弹簧2厘米，释放后，小球溢上A斜面，记录小球在斜面最高点时高度，重复三次，取平均值记录在下表中，更换B斜面，重复实验。
②压缩甲弹簧3厘米，重复实验①步骤。
③换用不同弹簧，重复实验①步骤。
(1)实验中，通过观察 判断弹簧弹性势能的大小。
(2)比较(选填实验序号)，说明弹簧的弹性势能与弹簧的形变大小有关。
(3)由实验结果可知，弹簧的弹性势能大小还与弹簧的 有关。
【答案】(1) 小球到达斜面的高度 (2) 1与2 (3) 长度、材料
机械能 培优训练
知识点：
要点：
1．机械能：动能和势能统称为机械能
(1)动能：物体由于运动而具有的能量。
(2)重力势能：物体由于被举高而具有的能量。
(3)弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。
2．动能和势能大小的影响因素
(1)影响动能的因素是物体的质量和速度。
(2)影响重力势能的因素是物体的质量和高度。
(3)同一物体的弹性形变越大，其弹性势能越大。
3．动能和势能的相互转化
(1)动能转化为重力势能时，物体的速度不断减小，高度不断增大；重力势能转化为动能时，高度不断减小，速度不断增大。
(2)动能转化为弹性势能时，速度不断减小，弹性形变不断增大；弹性势能转化为动能时，弹性形变不断减小，速度不断增大。
4．机械能守恒
(1)当物体只受重力和弹力时(不受阻力时)，机械能总量不变。即动能减少多少，势能就增加多少；势能减少多少，动能就增加多少。
(2)物体受到摩擦力作用，那么在动能和势能相互转化过程中，机械能的总量减少。
动能
1．下列物体中具有动能的是( A )
A. 转动的砂轮 B．阳台的花盆
C．拉弯的弓箭 D．压缩的弹簧
2．如图是高速公路避险车道示意图。当高速行驶的汽车出现刹车失灵时，可通过进入避险车道快速降低车速直至停止。避险车道的作用是降低汽车因高速行驶而具有的哪种能量带来的危害( A )
A．动能 B．势能 C．内能 D．电能
3. 我国研制的新型消雾无人机在加速飞往雾霾区域的过程中，它的( A )
A．动能增大 B．质量增大 C．合力为零 D．运动状态不变
4．质量相同的铁球和木球，木球的速度比铁球的速度大，将它们的动能相比则( B )
A. 铁球的动能大 B．木球的动能大
C．两球的动能一样大 D．无法比较
5．跳远运动员为了取得好成绩，往往要快速助跑，这是为了( B )
A．增大惯性 B．增大动能 C．增大势能 D．增大冲力
6. 下列物质相对于地面既具有动能又具有势能的是( C )
A．在地上爬行的蚂蚁 B．拉长的橡皮筋
C．掷出后，飞到最高点的手榴弹 D．静止在空中的氢气球
7．在小球从O点由静止开始沿x轴竖直下落的过程中，小球某种形式的能量E随下落高度x变化的图象如图所示。若不计空气阻力，那么这种能量是( B )
A．重力势能 B．动能 C．机械能 D．内能
8. 如图是农用扬场机的示意图，谷物脱粒后，谷粒、糠皮及少量碎石沙粒的混合物在快速转动的轮W和皮带B的带动下被抛出，谷粒、糠皮及碎石沙粒落地的远近不同，形成1、2、3三堆，从而达到分离的目的。
其中1是，3是 。
其分离的原因是：①从惯性的角度分析： ；
②从能量的角度分析： 。
【答案】糠皮 碎石沙粒 质量越大，惯性越大 当速度相同时，质量越大，动能越大
9. 如图是竖直向上抛出的小球上升过程中每隔相等的时间曝光一次所得的照片。从图中可以判断：小球在a、b位置间的平均速度(填“大于”“小于”或“等于”)在c、d位置间的平均速度；在上升过程中，小球的重力势能 (填“逐渐增大”“逐渐减小”或“不变”)。
【答案】大于 逐渐增大
10．小希用如图图1所示的实验装置探究影响物体动能大小的因素。
(1)本实验运用了物理研究方法中的转换法，用木块被推动的距离来表示小球动能的大小。
(2)小希通过实验探究发现质量和速度都是影响动能大小的因素，得出实验结论后，又提出了新的问题：物体的质量和速度对物体动能的影响一样大吗？小希查阅了相关资料，收集了一些物体的动能(如下表所示)。结合生活经验分析表中数据，你认为在“质量”和“速度”这两个因素中，对物体动能影响较大的是速度。
一些物体的动能
行走的牛 约60 J
跑百米的运动员 约3×102 J
飞行的步枪子弹 约5×108 J
(3)如图图2为某段道路的标志牌，请结合所学知识解释：
①对机动车限定最高行驶速度：质量一定，速度越快动能越大 。
②对不同车型限定不一样的最高行驶速度：速度相同时，质量越大动能越大 。
(4)用如图图1中使用的装置和器材探究阻力对物体运动的影响，必须增加的器材是 B (请从以下三个选项中选择)。
A. 倾斜程度不同的斜面
B．粗糙程度不同的水平面
C．质量不同的钢球
11．在探究动能大小与质量关系的两次实验中，小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图所示，木板固定在水平面上，该实验是通过比较木块在木板上滑行的距离来比较小球动能大小的，图中错误的操作是两次实验中未保持木块初始位置相同。改正后进行实验，发现木块会从木板右侧滑出，则可以通过增大(选填“增大”或“减小”)木块的质量来加以改进。
12. 在做了“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小衢设计了如图甲所示的实验：让质量不同的钢球A、B同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若B球相对于A球，就可以说明任意时刻两球的速度大小相等。
小丽肯定了小衢的实验方案后，对实验又提出了两个建议：
建议一：因为钢球在斜面上滚下的时间很短，不利于观察和比较钢球的运动情况。不改变钢球在斜面上的位置，不改变球与斜面的粗糙程度，为了延长钢球在斜面上滚下的时间，可采用的方法是 。
建议：为确保钢球滚下时不偏离斜面，可在斜面上增设两个相同的光滑小凹槽(如图乙所示)。从有利于观察和比较两球的相对运动情况的角度考虑，图中两个小凹槽的间距L应 。
【答案】减小斜面的倾角 适当减小
