人教版八年级下册 第十一章 功和机械能 第4节 机械能及其转化 同步练习（含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版八年级下册 第十一章 功和机械能 第4节 机械能及其转化 同步练习（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 377.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-06-15 16:11:26 | ||
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文档简介
机械能及其转化
同步练习
一．选择题（共12小题）
1．下列过程中，重力势能转化为动能的是（ ）
A．火箭加速上升
B．热气球匀速下落
C．用弓将箭水平射出
D．雨滴在空中加速下落
2．下列关于机械能及其转化的说法正确的是（ ）
A．张弓待发，弓静止，所以没有能量
B．紫坪铺大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能
C．跳水运动员从高处落下，重力势能增大，动能减小
D．人造卫星从近地点飞向远地点时其重力势能转化为动能
3．跳伞运动以自身的惊险和挑战性，被世人誉为“勇敢者的运动”。如图所示，一名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，下列说法正确的是（ ）
A．动能增大
B．重力势能不变
C．重力势能转化为动能
D．机械能逐渐减小
4．甲、乙是两个相同的小球，如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度v，将甲球竖直向下抛出，乙球竖直向上抛出，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．抛出瞬间，乙球的机械能大于甲球的机械能
B．落地前的运动中，甲球的动能转化成重力势能
C．落地前的运动中，乙球的机械能先增大后减少
D．落地前的运动中，甲球与乙球的机械能一直相等
5．载重汽车在高速公路的长下坡路段，容易发生意外。某高速公路的避险车道如图所示，当高速行驶的载重汽车出现刹车失灵时，可借助避险车道避免意外，下列错误的是（ ）
A．汽车下坡时速度越大，惯性越大
B．汽车下坡时速度越大，动能越大
C．汽车失控冲上避险车道时，部分动能转化为重力势能
D．避险车道路面铺设碎石，是为了增大对汽车的阻力
6．如图所示，一钢球从斜面上由静止滚下，最终静止在水平面上。下列说法正确的是（ ）
A．钢球从斜面滚下到达水平面之前，重力势能转化为动能，速度越来越快
B．在钢球运动过程中，运动方向和重力方向不在一条直线上，所以重力始终不做功
C．钢球在水平面上运动越来越慢，最终停下来，是因为它受到的惯性越来越小
D．钢球最后在水平面上静止时，其受到的支持力和对水平面的压力是一对平衡力
7．如图，旋翼式无人机被广泛的运用在民用领域，发挥了越来越重要的作用。下列关于这款无人机的说法，正确的是（ ）
A．无人机旋翼旋转时，上方空气流速小于下方空气流速
B．无人机匀速下降时，重力势能转化为动能
C．抗击“新冠病毒”疫情时，有些地方采用无人机为市民送菜，则在空中匀速前进时，蔬菜相对于机身是静止的
D．无人机在空中飞行时，始终受到平衡力作用
8．如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆动到右侧的最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hA＞hC．在小球从B点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球的运动状态保持不变
B．小球运动到C点时，如果所有的力都消失了，则小球会保持静止状态
C．在这个过程中，小球的机械能守恒
D．小球的动能全部转化为重力势能
9．如图，轻弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，假设小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球（ ）
A．运动至最高点时，受平衡力作用
B．运动至O点时，动能最大
C．运动至最高点，小球增加的重力势能等于弹簧减少的弹性势能
D．从O点向上运动过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能
10．如图所示，钢珠沿竖直平面内的粗糙轨道abcde从a点自由释放运动到e点，其中b点和d点等高，则钢球在从a点运动到e点过程中（ ）
A．从a点到c点的过程中，减少的重力势能全部转化为动能
B．通过c点时速度的大小一定大于通过e点时速度大小
C．经过c点时机械能可能等于经过d点时机械能
D．经过b点时速度大小等于经过d点时速度大小
11．低空跳伞是一种危险性极高的极限运动。一名跳伞运动员背着伞包从某高层建筑顶层跳下，且一直沿竖直方向下落，其整个运动过程的v-t图象如图所示，其中10秒末时打开了降落伞。下列说法正确的是（ ）
A．前2秒内，运动员的运动状态保持不变
B．前10秒内，运动员减少的重力势能全部转化成动能
C．10秒末-12秒末，运动员和伞受到的空气阻力大于其总重力
D．14秒末-16秒末，运动员和伞的机械能总量保持不变
12．弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中b是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是（ ）
A．a→b，小金的机械能不断增加，在b时动能最大
B．b→c，弹簧的弹性势能转化为小金的重力势能
C．在a状态时弹簧的弹性势能最大，人的动能最小
D．在c状态时小金受力平衡，故速度为零
二．填空题（共8小题）
13．同学们在西湖公园游玩，长乐用桨向后划水，船向前运动，此时船向前运动的施力物体是
，以船为参照物，则长乐是
的。艾雯在荡秋千，当秋千从最低点荡到最高点，将动能转化为
。
14．农药喷洒飞机正在同一高度匀速执行喷洒农药工作的时候，飞机机械能
（选填“增大”“减小”“不变”）。
15．如图所示，是一个“会跳的卡片”。A为外表面，B为内表面，实验时把
（选填“A”或“B”）面紧贴桌面压平，使橡皮筋伸长，迅速松手后，卡片就会弹跳起来。跳起时，橡皮筋的
能转化为卡片的动能和势能。
16．如图甲，拉满的弓将箭射出，是弓的
能转化为箭的
能。如图乙，运动员拉弦的手要戴上“护指”，这是通过增大手的受力面积来
（选填“增大”或“减小”）弦对手的压强。
17．如图所示，小球从某一高处a点自由下落（不计空气阻力），b点是小球刚刚接触弹簧时的位置，c点是小球从a点自由下落所能到达的最低点。（1）在小球从a点到b点运动的过程中，小球速度的变化情况是
。（2）在小球从b点到c点运动的过程中，小球动能的变化情况是
。
18．如图所示，金属小球从轨道中的A点处由静止滑下，到达最低点B后，再沿轨道向上运动到C点后往回运动，最终停在B点，在整个过程中，小球的机械能转化为
能；若不计空气阻力且金属轨道内壁光滑，金属小球从A点处由静止滑下后能到达右端最高点是
。
19．冬奥会上，自由式滑雪比赛以惊险刺激很具有观赏性。一运动员在比赛过程中，从a点静止滑下到e点停止的运动轨迹如图所示，如果不计空气阻力，则：
（1）从a运动到b点，重力势能转化为
。
（2）在整个滑行过程中，a点的机械能
c点的机械能（选填“＞”或“=”或“＜”）。
20．蹦极运动简化后与下列情景相似：如下图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着一个小球，小球从O点静止释放，由于有较小的空气阻力球上下多次往复运动后静止。已知小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。请根据图象解答下列问题。（球与空气阻力较小，受力分析可忽略；g取10N/kg）
（1）小球停止运动时弹性细绳长为
m，小球的质量为
kg。
（2）在下落过程中，当橡皮筋的长度在
（填某一范围）时，物体的重力势能同时转化为小球的动能和橡皮筋的弹性势能。
三．实验探究题（共1小题）
21．游乐场过山车是比较惊险刺激的项目，小明游玩后对此项目比较感兴趣，准备对过山车到达竖直平面内的圆形轨道内侧的顶端而不会掉下来的情况进行研究。他从网上购买如图所示的离心轨道。小明把钢球从斜轨较高的A处由静止释放钢球，到达轨道最低点C处后，再沿竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处D点，走完圆形轨道，再爬上斜轨到达E处。在实验过程中，得到许多发现。
（1）从A处由静止释放钢球，达轨道最低点C处，此过程中钢球的动能
，重力势能
；（增加/减小）
（2）在A处由静止释放钢球，进入竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处D点，轨道对钢球的支持力的方向是竖直
（向上/向下）；
（3）把钢球放在与D处等高点B处由静止释放，钢球
（能/不能）达到圆轨内侧最高点D处。
（4）小明查阅资料得知：物体的动能、重力势能和机械能的表达式分别为EK=mv2、EP=mgh、E=EK+EP=mv2+mgh，m为物体的质量，v为物体的速度，h为物体距离水平面MN的高度，物体的机械能是它的动能和重力势能之和）。设上述轨道是光滑的，则钢球沿斜面下滑的过程中机械能守恒（即在轨道任一个位置钢球的机械能的值不变）。若已知hA=1m，圆形轨道的半径为40cm，现将钢球从A处由静止释放，当它运动到竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处D点时的速度vD=
m/s。（g=10N/kg）
四．计算题（共3小题）
22．某型号汽车发动机的额定功率为4×104W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1600N．在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：
（1）发动机所提供的牵引力大小；（2）汽车行驶20min牵引力所做的功；（3）汽车行驶速度的大小。
23．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，高为h的光滑斜面固定在水平地面上，一质量为m的小物块，从斜面顶端A由静止开始下滑，不计空气阻力，物块从顶端开始下滑到落地的瞬间，设整个过程中机械能守恒（即机械能保持不变）。
（1）证明：小物块从斜面顶端A由静止下滑到底端B时的速度v=
（2）将一质量为0.6kg的小物体从距离地面4m高度的斜面顶端A点沿斜面以1m/s的初速度出发，求其到斜面底端B时的速度。
24．质量为2t的汽车，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s关闭发动机，滑行100m停下。v-t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，（g=10N/kg）求：
（1）全程中汽车的所受阻力大小；
（2）整个过程中发动机做的功；
（3）汽车的最大速度v最大。
参考答案
:1-5：DBDDA
6-10:ACBCB
11-12:CC
水；静止；重力势能
减
B；弹性势能
弹性势能；动；减小
变大；先变大后变小
内；D
动能；大于
：（1）1.5；0.3；（2）1.2m-1.5m
：（1）增加；减小；（2）向下；（3）不能；（4）2
22、：（l）发动机所提供的牵引力大小为1600N；
（2）汽车行驶10min牵引力所做的功为4.8×107J；
（3）汽车行驶速度的大小为25m/s。
23、：（1）证明：由题意知，小物块从A点下滑到B点的过程中，机械能是守恒的，则EA=EB；
即0+mgh=mvB2+0；
故mvB2=mgh，
所以
小物块到斜面低端B时的速度是9m/s
24、：（1）全程中汽车的所受阻力为4×103N；
（2）整个过程中发动机做的功为3.2×106J；
（3）汽车的最大速度为20m/s。
同步练习
一．选择题（共12小题）
1．下列过程中，重力势能转化为动能的是（ ）
A．火箭加速上升
B．热气球匀速下落
C．用弓将箭水平射出
D．雨滴在空中加速下落
2．下列关于机械能及其转化的说法正确的是（ ）
A．张弓待发，弓静止，所以没有能量
B．紫坪铺大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能
C．跳水运动员从高处落下，重力势能增大，动能减小
D．人造卫星从近地点飞向远地点时其重力势能转化为动能
3．跳伞运动以自身的惊险和挑战性，被世人誉为“勇敢者的运动”。如图所示，一名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，下列说法正确的是（ ）
A．动能增大
B．重力势能不变
C．重力势能转化为动能
D．机械能逐渐减小
4．甲、乙是两个相同的小球，如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度v，将甲球竖直向下抛出，乙球竖直向上抛出，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．抛出瞬间，乙球的机械能大于甲球的机械能
B．落地前的运动中，甲球的动能转化成重力势能
C．落地前的运动中，乙球的机械能先增大后减少
D．落地前的运动中，甲球与乙球的机械能一直相等
5．载重汽车在高速公路的长下坡路段，容易发生意外。某高速公路的避险车道如图所示，当高速行驶的载重汽车出现刹车失灵时，可借助避险车道避免意外，下列错误的是（ ）
A．汽车下坡时速度越大，惯性越大
B．汽车下坡时速度越大，动能越大
C．汽车失控冲上避险车道时，部分动能转化为重力势能
D．避险车道路面铺设碎石，是为了增大对汽车的阻力
6．如图所示，一钢球从斜面上由静止滚下，最终静止在水平面上。下列说法正确的是（ ）
A．钢球从斜面滚下到达水平面之前，重力势能转化为动能，速度越来越快
B．在钢球运动过程中，运动方向和重力方向不在一条直线上，所以重力始终不做功
C．钢球在水平面上运动越来越慢，最终停下来，是因为它受到的惯性越来越小
D．钢球最后在水平面上静止时，其受到的支持力和对水平面的压力是一对平衡力
7．如图，旋翼式无人机被广泛的运用在民用领域，发挥了越来越重要的作用。下列关于这款无人机的说法，正确的是（ ）
A．无人机旋翼旋转时，上方空气流速小于下方空气流速
B．无人机匀速下降时，重力势能转化为动能
C．抗击“新冠病毒”疫情时，有些地方采用无人机为市民送菜，则在空中匀速前进时，蔬菜相对于机身是静止的
D．无人机在空中飞行时，始终受到平衡力作用
8．如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆动到右侧的最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hA＞hC．在小球从B点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球的运动状态保持不变
B．小球运动到C点时，如果所有的力都消失了，则小球会保持静止状态
C．在这个过程中，小球的机械能守恒
D．小球的动能全部转化为重力势能
9．如图，轻弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，假设小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球（ ）
A．运动至最高点时，受平衡力作用
B．运动至O点时，动能最大
C．运动至最高点，小球增加的重力势能等于弹簧减少的弹性势能
D．从O点向上运动过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能
10．如图所示，钢珠沿竖直平面内的粗糙轨道abcde从a点自由释放运动到e点，其中b点和d点等高，则钢球在从a点运动到e点过程中（ ）
A．从a点到c点的过程中，减少的重力势能全部转化为动能
B．通过c点时速度的大小一定大于通过e点时速度大小
C．经过c点时机械能可能等于经过d点时机械能
D．经过b点时速度大小等于经过d点时速度大小
11．低空跳伞是一种危险性极高的极限运动。一名跳伞运动员背着伞包从某高层建筑顶层跳下，且一直沿竖直方向下落，其整个运动过程的v-t图象如图所示，其中10秒末时打开了降落伞。下列说法正确的是（ ）
A．前2秒内，运动员的运动状态保持不变
B．前10秒内，运动员减少的重力势能全部转化成动能
C．10秒末-12秒末，运动员和伞受到的空气阻力大于其总重力
D．14秒末-16秒末，运动员和伞的机械能总量保持不变
12．弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中b是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是（ ）
A．a→b，小金的机械能不断增加，在b时动能最大
B．b→c，弹簧的弹性势能转化为小金的重力势能
C．在a状态时弹簧的弹性势能最大，人的动能最小
D．在c状态时小金受力平衡，故速度为零
二．填空题（共8小题）
13．同学们在西湖公园游玩，长乐用桨向后划水，船向前运动，此时船向前运动的施力物体是
，以船为参照物，则长乐是
的。艾雯在荡秋千，当秋千从最低点荡到最高点，将动能转化为
。
14．农药喷洒飞机正在同一高度匀速执行喷洒农药工作的时候，飞机机械能
（选填“增大”“减小”“不变”）。
15．如图所示，是一个“会跳的卡片”。A为外表面，B为内表面，实验时把
（选填“A”或“B”）面紧贴桌面压平，使橡皮筋伸长，迅速松手后，卡片就会弹跳起来。跳起时，橡皮筋的
能转化为卡片的动能和势能。
16．如图甲，拉满的弓将箭射出，是弓的
能转化为箭的
能。如图乙，运动员拉弦的手要戴上“护指”，这是通过增大手的受力面积来
（选填“增大”或“减小”）弦对手的压强。
17．如图所示，小球从某一高处a点自由下落（不计空气阻力），b点是小球刚刚接触弹簧时的位置，c点是小球从a点自由下落所能到达的最低点。（1）在小球从a点到b点运动的过程中，小球速度的变化情况是
。（2）在小球从b点到c点运动的过程中，小球动能的变化情况是
。
18．如图所示，金属小球从轨道中的A点处由静止滑下，到达最低点B后，再沿轨道向上运动到C点后往回运动，最终停在B点，在整个过程中，小球的机械能转化为
能；若不计空气阻力且金属轨道内壁光滑，金属小球从A点处由静止滑下后能到达右端最高点是
。
19．冬奥会上，自由式滑雪比赛以惊险刺激很具有观赏性。一运动员在比赛过程中，从a点静止滑下到e点停止的运动轨迹如图所示，如果不计空气阻力，则：
（1）从a运动到b点，重力势能转化为
。
（2）在整个滑行过程中，a点的机械能
c点的机械能（选填“＞”或“=”或“＜”）。
20．蹦极运动简化后与下列情景相似：如下图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着一个小球，小球从O点静止释放，由于有较小的空气阻力球上下多次往复运动后静止。已知小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。请根据图象解答下列问题。（球与空气阻力较小，受力分析可忽略；g取10N/kg）
（1）小球停止运动时弹性细绳长为
m，小球的质量为
kg。
（2）在下落过程中，当橡皮筋的长度在
（填某一范围）时，物体的重力势能同时转化为小球的动能和橡皮筋的弹性势能。
三．实验探究题（共1小题）
21．游乐场过山车是比较惊险刺激的项目，小明游玩后对此项目比较感兴趣，准备对过山车到达竖直平面内的圆形轨道内侧的顶端而不会掉下来的情况进行研究。他从网上购买如图所示的离心轨道。小明把钢球从斜轨较高的A处由静止释放钢球，到达轨道最低点C处后，再沿竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处D点，走完圆形轨道，再爬上斜轨到达E处。在实验过程中，得到许多发现。
（1）从A处由静止释放钢球，达轨道最低点C处，此过程中钢球的动能
，重力势能
；（增加/减小）
（2）在A处由静止释放钢球，进入竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处D点，轨道对钢球的支持力的方向是竖直
（向上/向下）；
（3）把钢球放在与D处等高点B处由静止释放，钢球
（能/不能）达到圆轨内侧最高点D处。
（4）小明查阅资料得知：物体的动能、重力势能和机械能的表达式分别为EK=mv2、EP=mgh、E=EK+EP=mv2+mgh，m为物体的质量，v为物体的速度，h为物体距离水平面MN的高度，物体的机械能是它的动能和重力势能之和）。设上述轨道是光滑的，则钢球沿斜面下滑的过程中机械能守恒（即在轨道任一个位置钢球的机械能的值不变）。若已知hA=1m，圆形轨道的半径为40cm，现将钢球从A处由静止释放，当它运动到竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处D点时的速度vD=
m/s。（g=10N/kg）
四．计算题（共3小题）
22．某型号汽车发动机的额定功率为4×104W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1600N．在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：
（1）发动机所提供的牵引力大小；（2）汽车行驶20min牵引力所做的功；（3）汽车行驶速度的大小。
23．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，高为h的光滑斜面固定在水平地面上，一质量为m的小物块，从斜面顶端A由静止开始下滑，不计空气阻力，物块从顶端开始下滑到落地的瞬间，设整个过程中机械能守恒（即机械能保持不变）。
（1）证明：小物块从斜面顶端A由静止下滑到底端B时的速度v=
（2）将一质量为0.6kg的小物体从距离地面4m高度的斜面顶端A点沿斜面以1m/s的初速度出发，求其到斜面底端B时的速度。
24．质量为2t的汽车，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s关闭发动机，滑行100m停下。v-t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，（g=10N/kg）求：
（1）全程中汽车的所受阻力大小；
（2）整个过程中发动机做的功；
（3）汽车的最大速度v最大。
参考答案
:1-5：DBDDA
6-10:ACBCB
11-12:CC
水；静止；重力势能
减
B；弹性势能
弹性势能；动；减小
变大；先变大后变小
内；D
动能；大于
：（1）1.5；0.3；（2）1.2m-1.5m
：（1）增加；减小；（2）向下；（3）不能；（4）2
22、：（l）发动机所提供的牵引力大小为1600N；
（2）汽车行驶10min牵引力所做的功为4.8×107J；
（3）汽车行驶速度的大小为25m/s。
23、：（1）证明：由题意知，小物块从A点下滑到B点的过程中，机械能是守恒的，则EA=EB；
即0+mgh=mvB2+0；
故mvB2=mgh，
所以
小物块到斜面低端B时的速度是9m/s
24、：（1）全程中汽车的所受阻力为4×103N；
（2）整个过程中发动机做的功为3.2×106J；
（3）汽车的最大速度为20m/s。