课课精编精练——10.6 合理利用机械能
1.下列有关机械能的说法中正确的是( )
A.物体只要受到了力,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
2.下列各运动中,属于势能转化为动能的是( )
A.拉弯的弓把箭射出去 B.秋千从低处荡到高处
C.草地上滚动的足球 D.正在升空的航天飞机
3.两个相同的篮球,表面潮湿,从不同高度自由落至同一地面,留下的印迹如图所示,下列说法正确的是( )
A.篮球在下落过程中,动能减小,重力势能增大
B.篮球从触地到形变最大的过程中,重力势能转化为弹性势能
C.篮球恢复形变反弹的过程中,弹性势能逐渐减小
D.a点篮球的下落高度比b点篮球高
4.如图,小华抛出一个圈,圈离手后在空中运动。以下图线中,能反映小球动能EK随时间t变化关系的是( )
A.B.C. D.
5.“嫦娥2号”飞船从远地点向近地点飞行的过程中,费俊龙、聂海胜的能量如何变化,下列说法中正确的是( )
A.动能增大,势能减小 B.动能减小,势能增大
C.动能和势能都增大 D.动能和势能都减小
6.物体由于被举高而具有的能量叫做 能,它的大小与 和 有关。 和 能统称机械能。
7.运动员用拉满的弓将一支箭向箭靶射去,在这个过程中弓的 能转化为箭的 能,箭在空中向上飞行的过程中,箭 能增大。
8.一架农用飞机正在给农田进行空中播种,为了播种均匀,飞机的高度、速度必须保持不变,那么在播种过程中,飞机的动能 ,重力势能 ;种子从空中落下,动能 ,重力势能 ,从能量的转化角度来看是 能转化为 能。
9.2014年永州体育中考将引体向上纳入男生必考项目,引体向上时,双臂的拉力使身体上升,示意图如图所示。当在身体加速上升时, (填“克服重力”或“重力”)做功,动能 ,势能 (填“增大”或“减小”)。
10.玩具弹弓能将塑料子弹射出去,被拉伸的橡皮筋具有 。橡皮筋被拉伸得越长,发生的 形变越大,子弹被射得越远,说明弹性势能与物体的 的大小有关, 越大,弹性势能越大。
11.(2011.成都)如图所示为一列正在减速进站的载有乘客的地铁,小李同学坐在该车的座位上。在进站过程中,以站台为参照物,对该列车和小李同学的叙述正确的是( )
A.小李同学的运动状态保持不变
B.小李同学的动能不变
C.列车的运动状态保持不变
D.列车的动能减小
12.体积相同的铜块和铁块,从同一高度沿光滑的斜面滑下,下列说法正确的是( )
A.在顶端势能一样多,底端铜块的动能大于铁块的动能
B.与铁块相比铜块在顶端势能少,到底端动能也少
C.与铜块相比铁块在顶端势能少,到底端动能也少
D.两金属块在顶端势能不一样,到底端动能一样
13.如图所示两质量相等的静止小球,分别沿光滑斜面AB,AC从同一位置滚下,小球到达B,C时的速度大小分别为VA,VB则( )
A.VA>VB B.VB=VA C.VA<VB D.无法确定
14.跳水运动员起跳时的情景如图所示,不计空气阻力,运动员从离开跳板到接触水面的过程中,运动员的( )
A.能量守恒,但机械能不守恒
B.动能先减小后增大
C.重力势能先减小后增大
D.机械能先减小后增大
15.骑自行车下坡的人,不踩脚踏板,速度也会越来越大(摩擦阻力不计),在这个过程中( )
A.势能减小,动能增加,机械能不变 B.势能增大,动能减小,机械能不变
C.动能不变,势能增大,机械能增大 D.动能不变,势能减少,机械能增大
16.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 能转化为杆的 能。杆在恢复原状的过程中又将 能转化为人的 能,这时人被举高。
17.人造地球卫星沿椭圆形轨道绕地球运行,轨道上离地球最近的位置叫近地点,离地球最远的位置叫远地点,当人造地球卫星从近地点向远地点运行时, 能转化为 能,其速度越来越 。
18.如图所示,撑杆跳高运动员在撑杆跳高过程中, 能先转化为 能,接着 能转化为 能。
19.(1)使摆球偏离原来的位置(O)到A点。当摆球从A点向下摆动时,它的速度越来越 ,动能逐渐 ,势能逐渐 ;当摆球到达最低点时,它的动能最 ,势能最 ,在此过程中,摆球的 能逐渐转变成 能。
(2)在空中匀速下落的降落伞,动能 势能 机械能 。
(3)跳水运动员在起跳时,用力压跳板,目的是为了使跳板发生 ,利用跳板的 能转化为 能,起跳后,上升过程中是运动员的 能转化为 能。
(4)竖直上抛的皮球,在上升过程中 能减少, 能增加,球上升到最高点时动能 ,势能 ,球在下降过程中, 能减少, 能增加,增加的 能由 能转化而来的,皮球在撞击地面时,球发生 ,它的 能转化 能,球在恢复原状的过程中,它的 能又转化为 能。
20.小明做了“会跳卡片”,如图所示。将卡片在桌面上压平后松手,发现卡片跳起来了,为了让卡片跳得更高,应将A面 (选填“向上”或“向下”)放置,卡片上升的过程中 能转化为 能。
21.(2019?鄂尔多斯)2019年6月5日长征11号运载火箭,以“一箭七星”的方式将卫星送入预定轨道,填补了我国运载火箭海上发射的空白。下列说法,正确的是( )
A.长征11号发射过程中,其动能转化为重力势能
B.地球同步卫星进入轨道后相对于地面是静止的
C.火箭加速升空时,气体对火箭的力大于火箭对气体的力
D.长征11号全长近21m,重58t,起飞推力为120t
22.(2019?常德)如图所示,斜面与水平面在M点相连,弹簧左端固定。小物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后最高返回到T点。则下列说法中正确的是( )
A.小物块从P向M运动过程中,机械能减小
B.小物块从P向M运动过程中,重力势能增大
C.弹簧被压缩到最短时,小物块动能最大
D.小物块从M向T运动过程中,速度变快
23.(2019?抚顺)如图所示为跳水运动员踏板起跳时的情景。下列说法正确的是( )
A.运动员对跳板的压力与跳板对运动员的支持力是相互作用力
B.运动员被跳板弹起的过程中动能转化为弹性势能
C.运动员离开跳板上升的过程中,其动能增加
D.运动员在空中下落过程中没有力对其做功
24.(2019?常州)北京世园会上,车身离地30cm高的电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内,此过程中,扫地车整体的( )
A.动能不变,重力势能不变
B.动能不变,重力势能变大
C.动能变大,重力势能不变
D.动能变大,重力势能变大
25.(2019?淄博)如图所示,小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中(小球和轨道间存在摩擦),下列说法错误的是( )
A.小球在A点的重力势能最大
B.小球在B点的速度最大
C.小球在C点和B点的机械能相等
D.小球不能到达D点
26.(2019?朝阳)掷实心球是中考体育加试的一个项目,抛出去的实心球从最高点下落的过程中,重力势能越来越 (填“大”或“小”);落地后滚动一段距离最终停下来,从力的作用效果分析,说明力可以改变物体的 。
27.(2019?大连)蹦床运动员从高处落下,与床面接触后,床面发生弹性形变,运动员的动能逐渐转化为蹦床面的
能,运动员到达最低点时速度为零。受到的弹力 (填“大于”“等于”或“小于”)重力。
28.(2019?呼伦贝尔)中国“嫦蛾四号”探测器,于2019年1月3号10时26分在月球背面首次成功着陆,这是中国探月事业的一大进步。“嫦娥四号”探测器被发射升空离开地面的过程中,机械能将 (选填“变大“变小”或“不变”);运载火箭中的燃料燃烧释放的 能转化为探测器的机械能。
29.(2019?仙桃)如图所示,在一个金属罐的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来,使小铁块悬于罐体内。做好后将罐子从不太陡的斜面滚下,罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的 ,滚动一段时间后罐子停下来,然后再沿斜面向上滚动,此时罐子的重力势能会 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
30.(2019?云南)第24届冬奥会将于2022年在北京﹣张家口举办,高山滑雪是冬奥会的重要竞赛项目之一,如图所示是滑雪运动员从山顶加速下滑训练的情境。在下滑过程中运动员的动能 ,重力势能 (均选填“减小”、“增大”或“不变”)。
31.(2019?绥化)如图,某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面某处由静止释放,撞击同一水平面上的同一木块,木块移动一段距离后停止。
(1)小球滚下斜面的过程中,它的 能转化为动能,其动能大小是通过木块移动的距离来反映的。
(2)分析比较 两次实验,可探究出的结论是:质量相同的物体,速度越大,动能越大。
(3)甲实验中若木块的重力为1N,水平移动的距离是30cm,则重力对木块做功 J。
(4)如果水平面光滑,则 (选填“能”或“不能”)完成本实验。
32.(2019?天津)小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时,提出了如下猜想:
猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二:物体的重力势能与物体所在高度有关
为了验证上述猜想,他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验:如图所示,将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上,把铁块从距桌面某一高度由静止释放,撞击在桌面的中心部位,记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验,其实验数据如下表所示。
实验
序号
铁块质量
m/g
铁块距桌面高度
H/cm
桌腿进入沙子
的深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
(1)实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小;
(2)为了验证猜想一,需选择表中 (填实验序号)三组数据进行分析;
(3)分析表中①②③的实验数据,可得出的结论是: 。
33.(2019?娄底)如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图,其中,mA=mB<mC,hA=hC>hB。
(1)实验中,探究的动能是指 (填序号)
A.小球在斜面上的动能 B.小球撞击木块时的动能
C.小球撞击木块后的动能 D.木块被小球撞击的动能
(2)使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下,是为了研究动能大小与 的关系。
(3)在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后,有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下,刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑,小明设计了如图所示的实验:让质量不同的小球A、C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C球相对于A球 (选填“运动”或“静止”),就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
(4)完成实验后,同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时,也用到了斜面:让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,在三个不同的表面上能滑行的距离不同(如上表),小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功 (选填“相等”或“不相等”)
34.(2019?西宁)小李同学想要利用如图13所示的装置来探究“物体动能大小与什么因素有关”。
(1)在探究“动能的大小与速度的关系”时,应保持小车的 相同,让小车从斜面上 (选填“相同”或“不同”)的高度滑下,以不同的速度推动木块移动。
(2)本实验运用了两种研究方法:一是 ,二是转换法。就本题来说用木块 来反映小车动能大小的方法就是转换法。
他在实脸的过程中又发现只要去掉木块,就可以探究“阻力物体运动的影响”。如图2所示,他将毛巾、棉布和玻璃分别铺在水平面上,让小车分别从斜面上由静止滑下,观察小车在水平面上运动的距离。
(3)每次均让同一小车从斜面同一高度由静止滑下的目的是:使小车到达水平面时具有相同的 。
(4)实验发现,小车在玻璃面上运动的距离最远,说明小车受到的阻力最 ,进一步推理得出:如果小车运动时不受阻力,小车将做 运动。
35.(2019?贵港)如图是探究“动能的大小跟哪些因素有关”的实验装置图。
(1)若让同一钢球分别从斜面不同的高度由静止开始滚下,高度h越高,钢球运动到水平面时速度越 ,木块B被撞得越 。
(2)若让不同质量的钢球分别从斜面相同的高度h由静止开始滚下,比较木块B被撞击后运动距离s的远近。这是为了探究动能的大小与 的关系。
36.(2018?曲靖)某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球,它们的质量关系为m1<m2=m3,实验的情景如图所示。
(1)通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小,应用的物理方法是 (选填“转换法“或“类比法”)。
(2)分析甲、乙两种情况可知,重力势能的大小与物体的 有关。
(3)小铁球m3落入细沙后,速度不断减小直至静止,它的机械能转化为 能。
(4)同学们还发现小球离地面越高,下落到地面所用的时间越长,他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如下表,分析数据,写出h与t2的关系式为 。
实验次数
1
2
3
4
5
6
h/米
2.45
4.9
7.35
9.8
12.25
14.7
t2/秒2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
37.(2019?菏泽)人类探索太空的奥秘的过程中产生了大量垃圾,为探究太空垃圾对飞行器造成的危害,科学家做了一个模拟太空实验:用质量约为1g的塑料圆柱体代替垃圾碎片,用固定不动的大块铝板代替飞行器,当塑料圆柱体以6700m/s的速度撞击铝板时,在铝板上形成一个比塑料圆柱体直径大好多倍且表面光滑的圆形大坑,如图所示,请你解释铝板上光滑圆形大坑的形成原因。(物体的动能E=mv2)。
38.(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=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10N/kg。如图所示,将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/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;
(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。
39.(2019?葫芦岛)图甲是没有脚蹬子的“奇怪”自行车﹣儿童平衡车。在骑行时,靠双脚蹬地或从斜坡上向下滑行。图乙是彬彬从斜坡上加速向下滑行时(脚离地)的情景
(1)彬彬的动能和重力势能之间是如何转化的?
(2)车座表面做得宽大的目的是什么?
(3)请用流体压强与流速的关系,解释彬彬戴的安全帽的上表面压强特点。
40.(2019?湘西州)如图所示是某段高速公路上的标志牌,它规定小型客车最高行驶速度不得超过100km/h,大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h。请用物理学知识解释:为什么在同样的道路上,对不同车型设定不一样的最高行驶速度?
课课精编精练——10.6 合理利用机械能
参考答案与试题解析
故选:B。
2.【解答】A、拉弯的弓把箭射出去,弓的弹性势能转化为箭的动能,故A符合题意;
B、秋千从低处荡到高处,速度变小,高度变大,动能减小,势能变大,是动能转化为势能,故B不符合题意;
C、草地上滚动的足球逐渐变慢,动能减小,在滚动过程中足球克服阻力做功,是动能转化为内能,故C不符合题意;
D、正在升空的航天飞机的速度增大、高度增加,其动能变大,重力势能变大,是燃料燃烧释放的内能转化为机械能,故D不符合题意。
故选:A。
3.【解答】A、篮球在下落过程中,质量不变,速度越来越大,高度减小,动能增大,重力势能减小,故A错误;
B、篮球从触地到形变最大的过程中,动能转化为弹性势能,故B错误;
C、当球在恢复形变反弹的过程中,将篮球的弹性势能转化为动能而上升,弹性势能逐渐减小,故C正确;
D、篮球从静止开始下落,是由重力势能转化为动能;到达地面后,篮球撞击地面,是由动能转化为弹性势能。根据篮球留下的印迹可知,篮球b具有的弹性势能大,所以其开始下落时具有的重力势能就大,所以b点篮球的下落高度比a点篮球高,故D错误。
故选:C。
4.【解答】结合图示可知,圈在上升的过程中,速度越来越小,动能越来越小;在最高点时,圈在水平方向上有一定的速度,动能最小但不为0;圈在下落的过程中,速度越来越大,动能越来越大。
所以动能是先减小(且动能不为0),后增大;则A图正确,BCD错误。
故选:A。
5.【解答】同一物体的重力势能随高度的增加而增加,同一物体的动能随速度的增加而增加。卫星从远地点向近地点运行的过程中,高度逐渐减小,所以它的重力势能逐渐减小,又因为机械能守恒,所以卫星减小的重力势能转化为它的动能,它的动能就会逐渐增加。
故选:A。
6.【解答】由相关概念可知,物体由于被举高而具有的能量叫重力势能,影响重力势能大小的因素是质量和高度体;动能和势能统称机械能。
故答案为:重力势;质量;高度;动能;势能。
7.【解答】拉满的弓发生了弹性形变,即具有弹性势能;当将箭射出后,箭具有动能,即该过程是将弹性势能转化为动能的过程;箭在空中向上飞行的过程中,高度增加,箭的重力势能增大。
故答案为:弹性势;动;重力势。
8.【解答】(1)由题知,飞机的高度、速度保持不变,播种过程中,飞机的质量减小,速度不变,所以动能减小;质量减小,高度不变,所以重力势能减小。
(2)种子从空中落下时,质量不变,速度增大,所以动能增大,高度变小,所以重力势能减小;从能量转化的角度看是重力势能转化为动能。
故答案为:减小;减小;增大;减小;重力势;动。
9.【解答】引体向上时,当在身体上升时,是克服重力做功,不是重力做功;
因为身体加速上升,所以质量不变,速度增加,动能增大;同时人上升后,高度增加,质量不变,重力势能增大。
故答案为:克服重力;增大;增大。
10.【解答】被拉伸的橡皮筋具有弹性势能,而且拉伸的越长,弹性形变越大,具有的弹性势能越大,所以弹性势能的大小和物体的形变程度有关。
故答案为:弹性势能;弹性;形变程度;形变程度。
11.【解答】AC、地铁减速进站时,地铁及该车座位上的小李同学的速度越来越慢,所以他们的运动状态都发生了变化,故A、C错误;
BD、以站台为参照物,小李和列车的速度越来越慢,所以他们的动能减小,故B错误、D正确。
故选:D。
12.【解答】(1)体积相同时,铜块的密度比铁块的密度大,铜块的质量大。
(2)在顶端同一高度,铜块的质量大,铜块的重力势能大。
(3)铜块和铁块都从同一高度的斜面滑下,表面是光滑的,没有摩擦,重力势能全部转化为动能,铜块的重力势能大,转化为的动能也大。
故选:C。
13.【解答】光滑斜面说明没有摩擦力,小球在从斜面上滚下时,只存在动能和重力势能的相互转化,机械能是守恒的。
小球质量相等从同一高度上滚下,所以重力势能是相等的,滚下时转化为相同的动能。又两球的质量相等,所以它们到达底端的速度也相等。
故选:B。
14.【解答】AD、运动员从离开跳板到接触水面的过程中,不计空气阻力,则运动员的机械能守恒,即机械能保持不变,故AD错误。
B、运动员先上升再下降,质量不变,速度先减小后增大,所以其动能先减小后增大,故B正确。
C、运动员先上升再下降,质量不变,高度先增大后减小,所以其重力势能先增大后减小,故C错误。
故选:B。
15.【解答】人骑自行车下坡的过程中,若不踩脚踏板,质量不变,高度减小,重力势能减小;速度增大,动能增大;不计摩擦,机械能守恒。
故选:A。
16.【解答】撑杆跳高运动员在起跳瞬间,人助跑时的动能转化为杆的弹性势能,使撑杆发生弹性形变,弹性势能增加,同时自身速度减小动能减小,把自身的动能转化为撑杆的弹性势能。在撑杆恢复原状的过程中,弹性势能转化成动能,运动员被举高,重力势能增加,动能又不断地转化为运动员的重力势能。
故答案为:动;弹性势;弹性势;重力势。
17.【解答】人造地球卫星在远地点时动能最小,势能最大;在近地点动能最大,势能最小,
所以从远地点向近地点运动时,势能转化为动能,速度越来越大;从近地点向远地点运动时,动能转化为重力势能,速度越来越小。
故答案为:动;重力势;小。
18.【解答】撑杆跳高运动员在起跳瞬间,使撑杆发生弹性形变,弹性势能增加,同时自身速度减小、动能减小,把自身的动能转化为撑杆的弹性势能;在撑杆恢复原状的过程中,弹性势能减小,运动员被举高,重力势能增加,即弹性势能又不断地转化为运动员的重力势能。
故答案为:动;弹性势;弹性势;重力势。
19.【解答】(1)使摆球偏离原来的位置(O)到A点。当摆球从A点向下摆动时,它的质量不变,速度越来越快,动能逐渐增大,高度降低,势能逐渐减小;当摆球到达最低点时,速度最大,故动能最大,高度最低,故势能最小,在此过程中,摆球的重力势能逐渐转变成动能。
(2)在空中匀速下落的降落伞,质量不变,速度不变,故动能不变;同时质量不变,高度减小,重力势能减小;故机械能变小;
(3)运动员向下用力是为了使跳板发生弹性形变,当跳板恢复原状的过程中,弹性势能减小,将跳板的弹性势能转化为运动员的动能。起跳后,上升过程中,重力势能变大,动能变小,是运动员的动能转化为重力势能。
(4)竖直向上抛出的皮球,在上升的过程中,皮球的质量不变,速度减小,故动能减小,同时高度增加,故重力势能增加;球上升到最高点时动能为为零,势能最大;
球下降过程中,质量不变,高度减小,故重力势能减少,速度增加,故动能增加,增加的动能是由重力势能转化来的,皮球在撞击地面时,球发生弹性形变,它的动能转化为弹性势能;球在恢复原状的过程中,它的弹性势能又转化为动能。
故答案为:
(1)快;增大;减小;大;小;重力势;动;
(2)不变;变小;变小;
(3)弹性形变;弹性势;动;动;重力势;
(4)动;重力势;零;最大;重力势;动;动;重力势;弹性形变;动;弹性势;弹性势;动。
20.【解答】如图实验中,将卡片在桌面上压平后松手,发现卡片跳起来了,实验中应将A面向下放置,其皮筋发生形变;卡片上升的过程中速度变小,高度变大,动能转化为重力势能。
故答案为:向下;动;重力势。
21.【解答】A、火箭发射过程中,速度增大,高度增大,则动能和重力势能都增大,所以不是动能转化为重力势能,故A错误;
B、地球同步卫星进入轨道后相对于地面是静止的;故B正确;
C、火箭加速升空时,气体对火箭的力和火箭对气体的力是一对相互作用力,相互作用力的大小相等,所以气体对火箭的力等于火箭对气体的力,故C错误;
D、重力和推力的单位都是N,不是t,即所给数据的单位有错,故D错误。
故选:B。
22.【解答】A、小物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后最高返回到T点,说明接触面不光滑,则小物块从P向M运动过程中,需要克服摩擦力做功,一部分机械能转化为内能,所以小物块的机械能减小,故A正确。
B、小物块从P向M运动过程中,质量不变,高度变小,其重力势能减小,故B错误;
C、弹簧被压缩的过程,小物块的动能转化为弹簧的弹性势能,弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性形变达到最大,其弹性势能最大,此时小物块的动能最小,故C错误;
D、小物块从M向T运动过程中,动能不断转化为重力势能和内能,所以小物块的动能减小、速度变慢,故D错误。
故选:A。
23.【解答】A、运动员对跳板的压力和跳板对运动员的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在不同物体上,因此二力是一对相互作用力,故A正确;
B、运动员被跳板弹起的过程中,弯曲跳板的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能,故B错误;
C、运动员离开跳板上升的过程中,速度减小,高度增大,所以其动能减小,势能增加,故C错误;
D、运动员在空中下落过程中受到重力作用,并且在重力的方向上移动距离,重力做了功,故D错误;
故选:A。
24.【解答】电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内,此过程中,扫地车的总质量变大,速度和高度不变,则动能和重力势能均变大。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
25.【解答】A、小球在A时,高度最高,重力势能最大,速度增大,动能增大,由于存在摩擦,减小的重力势能转化为动能和内能;故A正确。
B、小球在B时,小球的质量不变,高度最小,势能最小,动能最大,速度最大,故B正确;
C、小球和轨道间存在摩擦,小球需要克服摩擦做功,故小球从B点到C点的机械能减小,故C错误;
D、因为小球需要克服摩擦做功,在运动过程中有一部分机械能转化为内能,故小球不能到达D点,故D正确。
故选:C。
26.【解答】抛出去的实心球从最高点下落的过程中,质量不变高度不断变小,故重力势能越来越小。
抛出去的实心球落地后由于惯性继续向前运动,由于受到地面摩擦力的作用,球滚动一段距离最终停下来,这说明力可以改变物体的运动状态。
故答案为:小;运动状态。
27.【解答】蹦床运动员从高处落下,在与蹦床面将要接触时,具有一定的动能,与蹦床面接触后,床面发生弹性形变,运动员的动能和重力势能变小,蹦床的弹性势能变大,即运动员的动能转化成蹦床的弹性势能。
与蹦床面接触后,床面发生形变,形变程度越大,弹性势能越大,蹦床运动员运动到最低点后,将向上做加速运动,受到的合力方向向上,所以此时受到的向上的弹力大于向下的重力。
故答案为:弹性势;大于。
28.【解答】 “嫦娥四号”探测器被发射升空离开地面的过程中,高度增加、速度增加,重力势能和动能都变大,故机械能变大;
运载火箭中的燃料燃烧释放内能,内能再转化为探测器的机械能。
故答案为:变大;内。
29.【解答】金属罐不太陡的斜面上滚下,是从最高处滚下时,金属罐先由慢到快、后由快到慢滚到最低点,上面一段滚动主要是重力势能减小,金属罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加;下面一段滚动主要是重力势能和金属罐的动能减小,橡皮筋的弹性势能增加;金属罐在斜面上滚到最低处时,橡皮筋形变到最大程度,具有较大弹性势能。
在橡皮筋恢复的过程中,金属罐会由斜面底部自动滚上去。从最低处滚上时,金属罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点,下面一段向上滚动主要是橡皮筋的弹性势能减小,金属罐的动能和重力势能增加;向上面一段滚动主要是橡皮筋的弹性势能和金属罐的动能减小,重力势能增加。
故答案为:势能;增大。
30.【解答】滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中,运动员的质量不变,速度变大,故动能增大,同时高度变小,故重力势能减小。
故答案为:增大;减小。
31.【解答】(1)小钢球从斜面滚下过程中,质量不变,高度减小,故重力势能减小,同时速度变大,动能增加,所以是将重力势能转化为动能的过程;其动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的;
(2)分析比较甲和乙两组实验可得,物体的质量相同,而下滑的高度不同,甲图中下滑的高度大,运动到水平时速度大,推动木块滑行的距离大,故物体质量相同时,速度越大,动能越大;
(3)木块水平移动,在重力的方向上没有移动距离,重力不做功,重力对木块做功0J;
(4)如果水平面是光滑的,没有阻力作用,木块被撞击后将做匀速直线运动,不能通过被撞击的距离来比较动能大小。
故答案为:(1)重力势;(2)甲、乙;(3)0;(4)不能。
32.【解答】(1)通过小明设计的实验可以知道,他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的。桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多,它原来具有的重力势能越大;
(2)根据控制变量法,要验证物体的重力势能与物体的质量有关,应控制物体的高度相同,改变物体质量的大小,故小明要完成探究,需要找数个质量不同的物体进行实验;
故①④⑤三组数据符合,所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论。
(3)比较表中①②③的实验数据,可以发现,高度相同,③中桌腿进入沙子的深度更深,所以,③中的物体具有重力势能大,即可以得出的初步结论是:质量相同的物体,高度越大,重力势能越大。
故答案为:(1)桌腿进入沙子的深度;(2)①④⑤;(3)质量相同的物体,高度越大,重力势能越大。
33.【解答】(1)据题意可知,实验中探究小球动能,即小球撞击木块时的动能的大小;故选B;
(2)实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关;
使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下,则小球到达水平面时的速度不同,所以,这是为了研究动能大小与物体速度的关系;
(3)让质量不同的小球A、C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,若任一时刻两球的速度大小相等,即以任何一个小球为参照物,另一个小球都是静止的,所以若C球相对于A球静止,就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
(5)让小车从同一高度由静止下滑,根据决定重力势能大小的因素可知,最初小车的重力势能相同,下滑到水平面时的动能也相同,在不同的材料表面上运动时,最终停下来后,动能全部转为内能,克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能,所以,在三个表面克服摩擦力做功相等。
故答案为:(1)B;(2)速度;(3)静止;(4)相等。
34.【解答】(1)在探究动能与速度的关系时,要保持小车的质量不变,让小车从斜面的不同高度滑下,那么小车到达水平面时的速度就不同,小车推动木块做功,运动距离越远,做功越多,动能越大;
(2)动能的大小与质量和速度有关,实验时用控制变量法分别探究;由小车推动木块移动距离的远近来体现球的动能多少,是一种转换法;
(3)小车从同一高度滑下的目的是:小车到达水平面时的速度相等,即具有相同的初速度;
(4)实验现象表明:玻璃表面最光滑,受到的阻力最小,小车运动的距离最远,速度减小得越慢;由实验现象可以推理:假如水平表面绝对光滑,该平面上运动的物体在水平方向上不受力,它将做匀速直线运动。
故答案为:(1)质量;不同;(2)控制变量法;木块移动的距离;(3)初速度;(4)小;匀速直线。
35.【解答】(1)若让同一钢球分别从斜面不同的高度由静止开始滚下,高度h越高,钢球运动到水平面时速度越大,所具有的动能越大,则木块B被撞得越远;
(2)若让不同质量的钢球分别从斜面相同的高度h由静止开始滚下,钢球运动到水平面时的速度相同,比较木块B被撞击后运动距离s的远近,这是为了探究动能的大小与质量的关系;
故答案为:(1)大;远;(2)质量。
36.【解答】(1)由题意知,实验中通过观察小球陷入细沙的深度来间接判断物体重力势能大小的,运用了转换法;
(2)由题知m1<m2,即图甲和图乙中物体的质量不同,但从同一高度落下,且乙图中小球进入细砂中的深度更深,因此可知重力势能与物体的质量有关;
(3)当小球陷入沙中,与沙子摩擦,最终静止,将机械能转化为内能;
(4)根据表中实验数据可知,小球下落高度与所需时间之间的关系为:h=4.9t2。
故答案为:(1)转换法;(2)质量;(3)内;(4)h=4.9t2。
37.【解答】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。
当塑料圆柱体以6700m/s的速度撞击铝板时,产生的动能为E=mv2=×10﹣3 kg×(6700m/s)2=22445J,
由以上计算可知,质量约为1g的塑料圆柱体以6700m/s的速度撞击铝板时,产生了巨大的内能,
所以铝板上会形成光滑圆形大坑。
38.【解答】(1)由题知,物体质量和被抛出时的高度和速度,
物体的重力势能:Ep=mgh=0.4kg×10N/kg×1.5m=6J;
动能EK1=mv2=×0.4kg×(2m/s)2═0.8J;
(2)物体从被抛出点至落地的过程中,其重力所做的功:
Gh=mgh=0.4kg×10N/kg×1.5m=6J;
(3)物体下落时高度减小,速度增大,所以重力势能转化为动能,落地时高度为0,重力势能全部转化为动能,
所以物体落地前瞬间的动能:EK2=EK1+Ep=0.8J+6J=6.8J。
答:(1)物体被抛出时的重力势能EP为6J,动能EK1为0.8J;
(2)物体从被抛出点至落地的过程中,其重力所做的功W为6J;
(3)物体落地前瞬间的动能EK2为6.8J。
39.【解答】(1)彬彬从斜坡上加速向下滑行时,高度减小,故重力势能减小;速度增大,故动能增
(3)彬彬戴的安全帽形状为上凸下平,在水平平直公路上滑行时,上表面的空气流速大,压强小。
40.【解答】机动车质量一定,速度越快,动能越大,刹车时制动距离越大,容易出现交通事故,所以要限速行驶;
在相同的道路上,不同车型的机动车质量不同,速度相同时,质量大的动能大,制动距离大,质量小的动能小,制动距离小,当制动距离相同时,不同车型限速就不同。