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第十一章
功和机械能
第4节
机械能及其转化
基础巩固
1.我国的北斗系统是世界四大卫星导航系统之一。2020年6月23日,中国在西昌卫
星发射中心用“长征三号乙”运载火箭,成功发射了第五十五颗北斗导航卫星,卫星在加速升空的过程中(
)
A.动能增大,重力势能增大,机械能增大
B.动能增大,重力勢能不变,机械能增大
C.动能不变,重力势能不变,机械能不变
D.动能不变,重力势能增大,机械能增大
2.下列过程中,属于动能转化为重力势能的是(
)
A.水从高处往下泻落
B.骑自行车下坡,不蹬脚踏板,车速越来越大
C.小孩从滑梯上匀速滑下
D.跳高运动员从起跳到越杆的过程
3.(2019?长沙中考)下列有关机械能及其转化的说法正确的是(
)
A.弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能
B.拦河大坝使上游的水位升高,提高了水的重力势能
C.蹦床运动员从高处落下,其动能转化为重力势能
D.人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小,动能增大
4.跳水运动员为获得充足的空间滞留时间,都会在跳水前先用力下压跳板,以便让自
已上升得更高。如图,从起跳到入水的过程中,运动员的机械能最大的时刻是(
)
A.将跳板压下至最低位置瞬间
B离开跳板瞬间
C.最高点
D.入水瞬间
5.(2019?苏州中考)将皮球从离地某一高度O点处水平抛出,球落地后又弹起,它的部分运动轨迹如图所示,下列说法正确的是(
)
A.皮球经过同高度的A、B两点时动能相等
B皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零
C.皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能
D.若将皮球表面涂黑,则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑
6.(2018?连云港中考)如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图,与站台连接的轨道有一定坡度从节能的角度分析,这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将
能转化为
能储存起来,此过程中机械能总量
。
7.如图所示是同学们小时候玩过的一种“回力”玩具车,在玩耍时要先用手按住它往后拉一下,松手后它就能往前跑。“用手按住它往后拉一下”是存贮了
,“松手后它就能往前跑”,此时又转化为
能。
8.如图是老师设计的探究机械能转化的实验装置,将一弹簧下端固定于带槽的斜面底端,弹簧上端处于斜面A点处;将一小球从斜面顶端释放,小球经过斜面A点后压缩弹簧,在斜面C点停止;然后在弹力的作用下小球再向上运动到斜面的D点,接着再向下运动;如此往复几次后小球在斜面的B点静止,那么小球第一次下降经过斜面的
(选填“A”“B”“C”“D”或“O”)点时动能最大;小球上升时不能再回到O点的原因主要是小球克服
做功,将部分机械能转化成了其他形式的能。
能力提升
9.如图,小球从A点自由摆动到C点的过程,(不考虑空气阻力)以下说法正确的是
(
)
A摆动到B点的过程中,重力势能转化为动能
B摆动到最低点B时,动能为O
C摆动到最高点C时,受到的惯性不变
D.在整个过程中的机械能不守恒
10.(2019?深圳中考)如图,弧形轨道ab段光滑,b段粗糙,小球从a点经最低点b运动至c点。下列分析正确的是(
)
A.从a到b的过程中,小球动能转化为重力势能
B.经过b点时,小球动能最大
C.从b到c的过程中,小球动能增大
D.从a到c的过程中,小球机械能守恒
11.如图,两个质量相等的小铁球A,B从两个高度相同的光滑斜面和光滑圆弧面的顶点滑到底部,如果它们都是从静止开始下滑,忽略各种阻力,则下列说法中不正确的是(
)
A.下滑到底部时,两球动能相等
B.下滑过程中重力对两球做的功不相等
C.到达底部时,两球速度相等
D.下滑过程中两球的机械能总量不变
12.某运动员做蹦极运动,如图所示,从高处O点开始下落,A点是弹性绳的自由长度,在B点运动员所受弹力恰好等于重力,C点是第一次下落到达的最低点。下列判断正确的是(
)
A.从A点到B点运动员减速下落
B.从B点到C点运动员减速下落
C.C点时运动员动能最大
D.从A-B-C运动员的动能和重力势能的总和保持不变
13.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
(选填“A”或“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
(选填“乙”或“丙”)卡片可以弹跳得更高一些,这是因为其橡皮筋的
能较大。
甲
乙
丙
拓展延伸
老师利用如图甲所示的装置演示动能与重力势能的相互转化后,小光想:小球在摆动过程中的机械能的大小是否与细线的长度有关呢?为了探究此问题,他设计了以下实验装置:将无弹性的细线上端固定在铁架台上,下端拴住小球,使小球摆动到最低点时恰好撞击静止在水平桌面上的木块,如图乙所示。(不计细线固定端的摩擦与空气阻力)
甲
乙
(1)小光将长为l的细线拉至水平状态静止时,小球具有的机械能是以
能的形式存在。
(2)释放小球后,木块被小球撞击并在水平桌面上滑动了一段距离s,在此过程中木块克服
做功。
(3)小光多次改变拴小球的细线长度,并调整细线固定端的位置,每次均将小球拉至细线处于水平状态时自由释放,使它摆动到相同的最低点撞击同一木块,测出木块被撞击后运动的距离,通过比较运动距离的长短来判断小球具有的机械能大小。请你分析小光的实验方案是否可行?
理由是:
参考答案
1.A
2.D
3.B
4.B
5.C
6.动
重力势
减少
7.弹性势
动
8.【解析】从O到A的过程中,小球沿斜面向下重力的分力大于沿斜面向上的摩擦力,合力沿斜面向下,小球做匀加速直线运动;由题意可知,小球最后在斜面的B点静止,小球在该点受到的合力为零,则从A到B的过程中,小球沿斜面向下重力的分力大于沿斜面向上的摩擦力与弹力之和,合力沿斜面向下,小球做变加速直线运动;从B到C的过程中,小球沿斜面向下重力的分力小于沿斜面向上的摩擦力与弹力之和,合力沿斜面向上,小球做变减速直线运动,直至在C点瞬时静止,综上可知,小球第一次下降经过斜面的B点时速度最大,动能最大;小球上升时不能再回到O点的原因主要是小球克服摩擦做功,将部分机械能转化成其他形式的能。
答案:B
摩擦
9.A
10.B
11.B
12.B
B点弹力等于重力,A到B点过程中,重力大于弹力,运动员做加速运动,故
A错误;从B点到C点过程中,弹力大于运动员重力,运动员减速下落,故B正确;到达C点时,运动员的速度为0,动能最小,故C错误;从A-B-C的过程中一部分能量会转化为弹性势能,故从A-B-C运动员的动能和重力势能的总和会变,故D错误。
13.B
弹性势
动
丙
弹性势
14.【解析】(1)小光将长为l的细线拉至水平状态静止时,小球的速度为0即动能为0,绳子没有形变即弹性势能为0,有下落的高度即有重力势能,而机械能等于动能和势能之和,所以,小球具有的机械能是以重力势能的形式存在;(2)木块被小球撞击并在水平桌面上滑动了一段距离s的过程中,水平方向只受到摩擦力的作用,故在此过程中木块克服摩擦力做功;(3)改变拴小球的细线长度时,小球撞击同一木块后,木块运动的距离越远,克服摩擦力做的功越多,但此时小球下落的高度也会发生变化,
而重力势能的大小与高度有关,即重力势能发生变化,不能探究小球在摆动过程中
的机械能的大小是否与细线的长度有关。
答案:(1)重力势
(2)摩擦
(3)不可行
小球到水平桌面的高度不同
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