第十一章 第4节 机械能及其转化
一、选择题
1.毛泽东的诗词中曾写道“一代天骄,成吉思汗,只识弯弓射大雕”。不计空气阻力,下列关于成吉思汗在弯弓射雕过程中,机械能转化的说法中不正确的是
( )
A.箭被射出过程中,弹性势能转化为箭的动能
B.箭上升过程中,动能转化为重力势能
C.箭下落过程中,重力势能转化为动能
D.箭落到地面上,机械能仍是守恒的
2.2019年1月3日,由我国航天科技工作者自主研发的“嫦娥四号”探测器成功软着陆月球背面,开创了人类探月的新纪元。月球背面到底什么样,“嫦娥四号”为人类揭开其神秘的面纱。下列有关承载本次发射任务的“长征三号乙改二型”运载火箭升空(如图1甲所示)与“嫦娥四号”探测器软着陆月面(如图乙所示)过程中,能量转化情况的说法中正确的是
( )
图1
A.“长征三号乙改二型”运载火箭加速上升过程中,重力势能转化为动能
B.“长征三号乙改二型”运载火箭加速上升过程中,机械能保持不变
C.“嫦娥四号”探测器减速着陆月面时,机械能减小
D.“嫦娥四号”探测器减速着陆月面时,机械能不变
3.如图2所示,先用绳子把一个铁锁悬挂起来,然后把铁锁拿近自己的鼻子,稳定后松手,头不动,铁锁向前摆去又摆回来,直到最后停下。下列说法中错误的是
( )
图2
A.铁锁摆回后一定不会碰到鼻子
B.铁锁下降过程中,重力势能全部转化为动能
C.铁锁的机械能先变小后不变
D.铁锁第一次摆动到最低点时,速度最大
4.在体育考试中,小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图3所示。若实心球重为20
N,从最高点到落地点的过程中,球下降的高度为2.7
m,则( )
图3
A.实心球到达最高点时机械能为零
B.实心球从最高点到落地点的过程中将重力势能转化为动能
C.实心球在最高点时动能为零
D.实心球在空中飞行时小明对其做功
5.过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动。过山车时而从轨道的最低端上升到最高端,时而从最高端飞驰而下(如图4所示)。若不计能量损失,关于过山车,下列说法中正确的是( )
图4
A.在a点的机械能小于在b点的机械能
B.在a点时动能最大,在b点时重力势能最大,在c点时机械能最大
C.由a到b的过程中,动能减小,重力势能增大,机械能不变
D.由b到c的过程中,动能增大,重力势能减小,机械能变大
6.人造卫星绕地球沿椭圆轨道运动,如图5所示,近地点为离地球最近的点,远地点为离地球最远的点。下列说法中正确的是
( )
图5
A.在近地点时,卫星势能最大
B.在远地点时,卫星动能最大
C.卫星从近地点向远地点运动的过程中,势能转化为动能
D.卫星从远地点向近地点运动的过程中,势能转化为动能
7.小红在操场上将皮球斜向上抛出,皮球被抛出后的运动轨迹如图6所示,a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是( )
图6
A.皮球在b点的重力势能最大
B.皮球在a、c两点的动能相等
C.皮球在d点的机械能小于在e点的机械能
D.皮球从b点到d点的过程中动能转化为重力势能
8.弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动,弹跳杆的结构如图7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,b中的弹簧处在原长的状态,针对此过程分析正确的是
( )
图7
A.a→b,小金的机械能不断增加,在b状态时动能最大
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,小金的动能最小
D.在c状态时小金受力平衡,故速度为零
二、填空题
9.如图8所示,单摆在竖直平面内左右摆动,滚摆在竖直平面内上下往复运动。请回答:
图8
(1)这两个实验可以说明的同一个物理问题是?
。?
(2)小球摆到最高点B点时,它的动能为 。?
(3)图(b)中的滚摆上升过程中, 转化为 。
10.一名跳伞运动员跳离飞机,当降落伞张开后,他将匀速下降,此时他的重力势能将 ,动能将 ,机械能将 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
11.如图9所示,光滑斜面PM与水平表面MN平滑连接,弹簧右端固定。小物块在斜面上从P点由静止滑向M点的过程中,机械能 ;小物块压缩弹簧的过程中,弹簧的弹性势能 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)?
图9
12.世乒赛中现在使用“40+”新球,新球与“40”旧球如图10甲所示。
图10
小华想比较两种球的弹性大小,做了下列实验:将两球同时由静止释放,比较两球落到同一桌面上弹起的高度,从而得出弹性的大小,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,小华就此得到旧球的弹性比新球好。
(1)将两球同时静止释放时,应该控制 相同。?
(2)乒乓球弹跳过程中,它的机械能逐渐 (选填“增大”“减小”或“不变”)。?
(3)请你分析小华得到的结论是否合理,并说明理由:
。?
三、实验探究题
13.让木球从斜面滚入水平槽里,在水平槽里竖立一个弹簧片,它的下端固定,木球与弹簧片碰撞的过程如图11所示,观察并思考这个过程中能的转化。
图11
(1)从木球刚刚接触弹簧片到木球逐渐把弹簧片压弯的过程中,木球的速度 ,弹簧片的弹性形变程度 ,这个过程中 能转化为 能。?
(2)从弹簧片开始恢复原状到木球被弹开的过程中,木球的速度 ,弹簧片的弹性形变程度 ,这个过程中 能转化为 能。?
(3)这个实验可以说明: 和 可以相互转化。?
答案
1.D 2.C 3.B 4.B 5.C 6.D
7.A 8.C
9.(1)动能和重力势能可以相互转化
(2)零
(3)动能 重力势能
10.减小 不变 减小
11.不变 变大
12.(1)高度
(2)减小
(3)不合理,仅通过一次实验得出的结论具有偶然性,应进行多次实验
13.(1)减小 增大 动 弹性势
(2)增大 减小 弹性势 动
(3)动能 弹性势能