物理沪科版八年级 第10章 第六节 合理利用机械能 课后练习(解析版)

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名称 物理沪科版八年级 第10章 第六节 合理利用机械能 课后练习(解析版)
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资源类型 教案
版本资源 沪科版
科目 物理
更新时间 2021-01-06 15:10:46

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第六节 合理利用机械能
一、单选题
1.???冰壶是冬奥会比赛项目比赛时,一名队员在水平冰面上将底面平滑的冰壶推出后,由两名本方队员手持毛刷在冰壶滑行的前方擦刷冰面,使冰壶尽量滑行到目标位置,如图,下列关于冰壶的叙述中,正确的是(  )
A.?冰壶在滑行过程中运动状态保持不变????????????????????????????????????????
B.?冰壶在滑行过程中动能不断减小????????????????????????????????????????
C.?冰壶底面磨得平滑是为了增大滑行时的摩擦力????????????????????????????????????????
D.?冰壶离开运动员的手后能继续前进是因为受到惯性的作用
2.???下列现象中,物体动能转化为重力势能的是(  )
A.?腾空上升的礼花弹?????????????????????????
B.?张开的弓把箭水平射出去?????????????????????????
C.?骑自行车匀速上坡?????????????????????????
D.?秋千由最高处向最低处荡去
3.???如图所示,小球从粗糙的斜坡a点由静止滑下,依次经过b、c、d最后恰好停在e点,其中b和d点在同一水平高度,则下列说法正确的是(  )
A.?小球从a点到c点过程中,重力势能转化为动能,小球的机械能守恒????????
B.?小球在c点的机械能最大????????????????????????????????????????
C.?小球在b点和d点动能和重力势能都相等????????????????????????????????????????
D.?小球在d点的机械能比b点机械能小
4.???如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,一根弹性绳一端系一个小石块,另一端固定在A点,B点是弹性绳不系小石块自然下垂时下端所在的位置,C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点,关于小石块从A点到C点运动过程的说法,正确的是(  )
A.?小石块减少的重力势能全部转化为动能????????????????????????????????????????
B.?从A点下落到B点的过程中,小石块受到重力和弹力的作用?????????
C.?从A点下落到B点的过程中,小石块仅受到重力作用????????????????????????????????????????
D.?小石块在C点时,受到平衡力的作用
5.???如图所示,物体在水平力F的作用下静止靠着粗糙的竖直墙面,撤去水平力F后,物体沿墙面竖直下落。忽略空气阻力,则下落过程中(  )
A.?物体只受重力作用,机械能减小????????????????????????????????????????
B.?物体受重力和摩擦力作用,机械能减小????????????????????????????????????????
C.?物体只受重力作用,机械能不变????????????????????????????????????????
D.?物体受重力和摩擦力作用,机械能不变
6.???直升机在匀速下降过程中,能量变化情况是(  )
A.?势能减少,动能增加?????????????????????????
B.?势能减少,动能不变?????????????????????????
C.?势能不变,动能减少?????????????????????????
D.?势能不变,动能不变
7.???用不可伸长的细线将小球系好后,固定在天花板上,做成一个摆。如图所示,小球从A点摆动到B点的过程中(  )
A.?动能转化为弹性势能?????????????????????????
B.?弹性势能转化为动能?????????????????????????
C.?重力势能转化为动能?????????????????????????
D.?动能转化为重力势能
8.???如图所示,粗糙程度相同的斜面与水平面在a点相连,弹簧左端固定在竖直墙壁上,弹簧处于自由状态时右端在b点,小物块从斜面的c点由静止自由滑下,与弹簧碰撞后又返回到斜面上,最高到达d点。下列说法正确的是(  )
A.?弹簧被压缩到最短时,弹性势能最小????????????????????????????????????????
B.?小物块从c向a运动的过程中,重力势能全部转化为动能??????????
C.?小物块从b向a运动的过程中,动能增加????????????????????????????????????????
D.?小物块在整个运动过程中,机械能在减小
二、多选题
1.???如图所示的是某次自由式滑雪比赛过程中运动员的轨迹,下列说法正确的是(  )
A.?从a点滑向b点运动过程中,运动员机械能减小
B.?从a点到c点的过程中,运动员的机械能先增大后减小
C.?从c点下落到d点的过程中,运动员重力势能减小,动能增大
D.?在a点和c点运动员速度都为零,因此运动员在a、c两点重力势能相等
???如图是某同学投掷实心球时的情景(空气阻力不计),以下说法正确的是(  )
A.?球被抛出,说明力可以改变物体的运动状态????????????????????????????????????????
B.?抛出去的球在上升时,受到平衡力的作用????????????????????????????????????????
C.?球在上升过程中,机械能不变????????????????????????????????????????
D.?抛出去的球最终落地,是由于球具有惯性
3.???一个物体在平衡力的作用下(  )
A.?机械能一定不变?????????????????????????
B.?机械能可能减少?????????????????????????
C.?动能可能不变?????????????????????????
D.?势能一定不变
4.???图中是跳台滑雪运动员起跳后下落的情境,下列有关说法正确的是(  )
A.?运动员下落过程中重力做了功????????????????????????????????????????
B.?运动员下落过程中他的惯性增大????????????????????????????????????????
C.?运动员下落过程中重力势能减小,动能增大????????????????????????????????????????
D.?运动员下落过程中机械能越来越大
5.???我国成功申办2022年北京-张家口冬季奥运会,有关冬奥会项目,下列说法正确的是(  )
A.?速度滑冰运动员在加速滑行的过程中,动能增大
B.?跳台滑雪运动员从台端飞出后在空中运动的过程中,动能不变
C.?冰壶比赛中离开手后的冰壶做减速运动,是因为受到阻力
D.?冰球运动员在用球杆击打冰球时,球杆对冰球的力大于冰球对球杆的力
6.???第十一届民族运动会定于2019年9月8日至16日在郑州市举行。下列关于各种运动的法错误的是(  )
A.?跳远运动员从起跳到落地时间内,动能先减小后增大
B.?跳高运动员在起跳前加速跑动是为了增大惯性
C.?短跑运动员跑到终点不能马上停下来是因为受到惯性作用
D.?中长跑运动员在弯道匀速跑动时,受到了平衡力的作用
7.???下列有关机械能的说法中正确的是(  )
A.?速滑运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中,其机械能增加
B.?匀速下落过程中的跳伞运动员的机械能不变
C.?宇宙飞船的返回舱在返回地球进入大气层的过程中,一部分机械能转化为内能
D.?苹果从树上落向地面的过程中,重力对苹果做功,苹果的重力势能增加
三、填空题
1.???将乒乓球按压到水面下30cm深度处,松开手后,乒乓球加速上升,在乒乓球没有露出水面之前,乒乓球受到的浮力______。乒乓球的动能______。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
2.???质量为60kg的跳伞运动员,以5m/s的速度由500m的高空匀速下落到地面,运动员所受的重力做功______J,功率为______W;下落过程中运动员的动能______,势能______,机械能______(三空均填“增大”“减小”或“不变”);若以地面为参照物,下落时运动员是______的;当运动员降落在地面一瞬间,将地面踩出一个小坑,说明力可以改变物体的______。
3.???游乐场的过山车从高处无动力向下运动的过程中动能不断增加,机械能不断______。
4.???我国火箭回收方式是:火箭消耗完燃料后将自动脱离飞船,借助降落伞落回地面,则在匀速下落过程中,火箭的动能______(选填“变小”、“不变”、或“变大”,下同),机械能______.
5.???用如图甲所示的装置探究“重力势能的大小与哪些因素有关”时,为更好显示并比较重力势能的大小,小明同学想用橡皮泥代替沙子,小华同学想用海绵代替沙子,从实验效果看______同学的方法更适合,图乙和图丙实验探究的是重力势能的大小与______的关系.
四、实验探究题
1.???某同学在探究“物体的动能跟哪些因素有关”时,提出了如下猜想:
猜想一:物体动能大小与物体的质量有关
猜想二:物体动能大小与物体的运动速度有关
为了验证上述猜想,老师提供了如下器材:斜槽,刻度尺、三个钢球(质量分别为0.1kg、0.2kg和0.3kg)、木块和长木板。
实验装置如图所示,让钢球从高为h的斜槽上由静止滚下,碰到水平面上的木块后,将木块撞出一段距离。在同样的平面上,木块被撞得越远,说明钢球的动能越大。
该同学利用上述器材和装置进行了实验,并在表中记录了实验获得的数据。
次数
钢球质量m/kg
钢球下落高度h/cm
木块移动距离s/m
1
0.1
10
8
2
0.1
25
19
3
0.2
20
26
4
0.2
10
15
5
0.3
10
22
6
0.3
15
30
7
0.3
20
41
请你解答如下问题:
(1)实验中通过比较______来判断物体动能的大小;
(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⑤⑥⑦的实验数据,可得出的结论是:______。
???探究“物体的动能与势能”
(1)探究物体的动能
在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离。如图1所示。请回答下列问题:
①该实验的目的是研究铁球的动能大小与______(选填“质量”或“速度”)的关系。
②该实验铁球的速度是指铁球从斜面由静止滚下到水平面与木块碰撞______(选填“前”、“后”或“前、后均可”)的速度,它是通过______(选填“高度”或“质量”)来改变的。
③该实验是通过观察木块被撞后移动的距离,来判断出______(“铁球”或“木块”)具有的动能的大小。
④有同学认为,实验中采用光滑的桌面会更好,你认为这个观点是______(选填“正确”或“错误”)的,理由是______。
(2)探究物体的重力势能
甲、乙、丙三物体的质量关系为:m甲=m乙<m丙,木桩起始位置高度相同
①比较2图中A、B两木桩扎入沙坑的深度,可以得出的结论是:质量一定时,物体的高度越大,具有的重力势能就______。
②若图2中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同,______(选填“能”、“不能”)说明乙、丙的重力势能相同,你的理由是______。
第六节 合理利用机械能
【单选题答案】
1.??B???????2.??A???????3.??D???????4.??C???????5.??C???????
6.??B???????7.??C???????8.??D???????
【解析】
1.??
解:
A、冰壶在滑行过程中运动速度不断变化,故运动状态发生改变,故A错误;
B、冰壶在滑行过程中速度变小,质量不变,则动能不断减小,故B正确;
C、冰壶底面磨得平滑是通过减小接触面的粗糙度,以减小滑行时的摩擦力,故C错误;
D、冰壶离开运动员的手后能继续前进是因为冰壶具有惯性,不能说受到惯性,故D错误。
故选:B。
(1)运动状态改变包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化;
(2)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;
(3)减小摩擦的方法:减小压力、减小接触面的粗糙程度,
(4)任何物体都具有惯性,惯性是物体保持原来运动状态不变的性质。
本题考查动能的变化、惯性、增大或减小摩擦的方法及运动状态改变的判断,知识点较多,但都较简单。
2.??
解:A、正在腾空上升的礼花弹,速度变小,高度变大,动能变小,重力势能变大,是动能转化为势能。故A正确。
B、张开的弓把箭水平射出去,弹性势能转化为动能,故B错误。
C、骑自行车匀速驶上斜坡,动能不变,势能增大,不是动能转化为势能,故C错误。
D、秋千由最高点荡向最低点,速度变大,高度减小,重力势能转化为动能,故D错误。
故选:A。
动能转化为势能的选项应该具备动能减小(速度减小),重力势能增大(所处高度增大)或弹性势能增大(弹性形变程度变大)的条件。
能量转化的题目必定有一种能量减少,另一种能量增加。像本题中的C选项,虽有一种能量增加,但另一种能量不变,就不属于这两种能量之间的转化情况。
3.??
解:
A、小球从a点到c点过程中,重力势能转化为动能,由于要克服摩擦做功,机械能转化为内能,所以小球的机械能不守恒,故A错误;
B、由于要克服摩擦做功,机械能转化为内能,所以小球的机械能会不断的减小,故小球在c点的机械能不是最大,故B错误;
C、小球在b点和d点是高度相同,重力势能相同,由于机械能逐渐变小,所以d的动能要小于b的动能,故C错误;
D、由于要克服摩擦做功,机械能转化为内能,小球在d点的机械能比b点机械能小,故D正确。
故选:D。
(1)影响重力势能的因素有:质量和高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。影响动能的因素有:质量和速度。质量越大,速度越快,动能越大。
(2)没有摩擦、不计能量损失时,机械能是守恒的;若存在摩擦,一部分机械能会变成内能,机械能减小。
本题考查动能和势能的大小变化,只有在光滑表面上,机械能的相互转化过程中没有能量消耗,机械能总和才不变,而在粗糙的表面上,必须考查机械能的损耗。
4.??
解:小石块在下落过程中,在AB段,小石块受到重力作用,重力不断改变小石块的运动状态,小石块加速下落;在BC段受到弹性绳的拉力作用,过B点后弹性绳开始伸长(大于原长),弹力逐渐增大。当拉力小于重力时,小石块仍处于加速状态;当拉力大于重力时,小石块减速下落。
A、从A点到C点运动过程中小石块的有一部分重力势能转化为动能还转化为弹性绳的弹性势能,故A错误;
B、从A点下落到B点的过程中,小石块受重力的作用,暂时还不受绳的弹力,故B正确;
C、小石块从A点下落到B点的过程中,小石块没有受到弹力的作用,只受到重力的作用,故C正确;
D、BC过程中小石块先加速后减速,减速过程中是因为弹力大于重力,C点是下落的最低点,此时小石块虽然速度为0,到达C点后小石块会改变运动状态向上运动,故C点时受到并不是平衡力,故D错误。
故选:C。
结合以下知识对选项中的内容做出分析与判断:
(1)小石块在下落过程中,在AB段,小石块只受到重力作用,重力不断改变小石块的运动状态,小石块加速下落;
在BC段受到弹性绳的拉力作用:当拉力小于重力时,小石块仍处于加速状态;当拉力大于重力时,小石块减速下落。
(2)影响动能的因素有:质量和速度;影响重力势能的因素有:质量和高度;弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关,物体弹性形变的程度越大,弹性势能越大。
物体受到的合力方向和物体运动方向相同时,物体处于加速状态;物体受到的合力方向和物体运动方向相反时,物体处于减速状态。
5.??
解:当撤去水平作用F后,物体与墙面无挤压,竖直下落的过程中,不再受摩擦力的作用只受重力,在下落的过程中,忽略空气阻力,只是动能与重力势能的相互转化,故机械能不变,故ABD错误,C正确;
故选:C。
首先判断物体是否受摩擦力,从而做出正确的受力分析。再根据不计空气阻力,来判断机械能是否变化。
解答本题的关键是要知道当物体与墙面之间没有压力存在的时候,摩擦力也不存在,也就不存在摩擦做功对机械能的消耗。
6.??
解:
直升机在空中匀速下降的过程中,质量不变,直升机的高度越来越小,则重力势能越来越小;直升机在空中匀速下降的过程中,质量不变,速度不变,则动能不变。
故选:B。
(1)重力势能的影响因素:物体的质量、物体的高度。质量越大,所处的位置越高,重力势能越大;
(2)动能的影响因素:物体的质量、物体的速度。质量越大,速度越大,动能越大;
掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素,要学会正确判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
7.??
解:小球从A点摆动到B点的过程中,绳子没有发生弹性形变,不具有弹性势能;小球的质量不变、高度减小,重力势能减小;质量不变、速度变大,动能变大;重力势能转化为动能,故C正确。
故选:C。
(1)动能大小跟质量、速度有关。质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大。
(2)重力势能大小跟质量、高度有关。质量一定时,高度越高,重力势能越大;高度一定时,质量越大,重力势能越大。
(3)机械能等于动能和势能的和。
本题考查对动能、重力势能影响因素的认识和理解,属于一道基础题。
8.??
解:
A、弹簧被压缩到最短时,其弹性形变程度最大,此时弹簧的弹性势能最大,故A错误;
B、小物块从c向a运动的过程中,需要克服摩擦力做功,会有一部分机械能转化为内能,所以重力势能没有全部转化为动能,故B错误;
C、小物块从b向a运动的过程中,物块不再受到弹力,但受到水平向左的摩擦力作用,所以其速度会逐渐减小,动能会减小,故C错误;
D、小物块在整个运动过程中,由于要克服摩擦力做功,所以其机械能会减小,即机械能不守恒,故D正确。
故选:D。
弹性势能大小的影响因素:弹性形变的大小;
影响动能大小的因素:质量、速度,质量越大,速度越大,动能越大;
影响重力势能大小的因素:质量、高度,即物体的质量越大,高度越高,其重力势能越大;
动能和势能统称为机械能,动能和势能可以相互转化;
在存在摩擦的情况下,物体的机械能不守恒。
本题考查了动能和势能的转化,以及机械能守恒的条件,明确动能和势能大小的影响因素是解答此题的关键。
【多选题答案】
1.??AC???????2.??AC???????3.??BC???????4.??AC???????5.??AC???????
6.??BCD???????7.??AC???????
【解析】
1.??
解:
A.从a点滑向b点的过程中,滑雪板与雪之间存在摩擦,运动员克服摩擦做功,一部分机械能转化为内能,所以运动员的机械能减小,故A正确;
B.从a点到c点的过程中,克服摩擦做功,一部分机械能转化为内能,运动员的机械能一直减小,故B错误;
C.从c点下落到d点过程中,运动员的质量不变,高度减小,则重力势能减小,同时速度增大,其动能增大,故C正确;
D.在a点和c点的高度不同,所以运动员在a、c两点的重力势能不相等,根据运动轨迹可知,运动员在c点时水平方向上的速度不为零,故D错误。
故选:AC。
机械能包括动能和势能;动能的大小与质量和速度有关;重力势能大小与质量和高度有关;
在分析动能和重力势能之间的转化、机械能的变化情况时,要搞清题目提供的条件或环境,此题的条件是:滑雪板与雪之间存在摩擦。
结合机械能的概念(动能、重力势能概念),根据题目的条件可分析出答案。
2.??
解:A、球被抛出,球由静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态,故A正确。
B、抛出去的球在上升时,其速度和运动方向均变化,说明其运动状态变化,故受到非平衡力的作用。故B错误。
C、球在上升过程中,其动能转化为重力势能,由于空气阻力不计,故机械能不变,故C正确。
D、抛出去的球最终落地,是由于球受到重力的作用,故D错误。
故选:AC。
(1)力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变。②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
(2)物体受到平衡力作用时,其运动状态不变,即处于静止状态或匀速直线运动状态。物体受非平衡力作用时,其运动状态会发生变化,体现在速度大小及方向的变化。
(3)机械能包括动能和势能;动能的大小与质量和速度有关;重力势能大小与质量和高度有关。
(4)由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
理解受力情况与运动状态的关系,力的作用效果,知道动能与势能转化过程中机械能的变化情况,可解答此题。
3.??
解:
物体在平衡力的作用下,物体处于平衡状态,即静止状态或匀速直线运动状态,其速度一定不变,所以动能不变;
由于物体可以是匀速向上或向下运动,因此,其重力势能可以是变化的,故机械能也可以是变化的。
综上所述,动能一定不变,而机械能可能改变,故BC正确,AD错误。
故选:BC。
在平衡力的作用下,物体处于平衡状态,即静止状态或匀速直线运动状态。
动能的大小与质量和速度有关,重力势能的大小与质量和高度有关,二者可以相互转化。在没有能量损失的情况下,机械能的总量守恒。
结合物体的运动状态和机械能的影响因素可做出分析与判断。
本题中一定要注意物体在平衡力的作用下,不一定是水平运动,也可能是在竖直方向上运动,此时其重力势能是变化的。
4.??
解:A.运动员下落过程中,在重力的方向移动了距离,重力做了功,故A正确。
B.惯性只与质量有关,运动员下落过程中质量不变,他的惯性不变,故B错误。
C.运动员下落过程中重力势能转化为动能,所以重力势能减小,动能增加,故C正确。
D.运动员下落过程中重力势能转化为动能,由于运动员克服空气阻力做功,消耗机械能,故机械能减小,故D错误。
故选:AC。
(1)做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致),二者缺一不可。
(2)惯性是物体保持原运动状态不变的形状,惯性只与质量有关。
(3)机械能包括动能和势能;动能的大小与质量和速度有关;重力势能大小与质量和高度有关。
(4)在动能和重力势能相互转化的过程中,若考虑摩擦、阻力的影响,由于克服摩擦做功消耗机械能,故机械能减小。
明确做功的两个必要因素,深入理解惯性概念,会判断动能和势能的转化情况,以及机械能的变化情况,可解答此题。
5.??
解:
A、速度滑冰运动员在加速滑行的过程中,质量不变,速度增大,动能增大,故A正确;
B、跳台滑雪运动员从台端飞出后在空中运动的过程中,质量不变,速度减小,动能减小,故B错误;
C、冰壶比赛中离开手后的冰壶在运动的过程中受到阻力作用,速度越来越小,所以做减速运动,故C正确;
D、力的作用是相互的,相互作用力的大小相等,所以球杆对冰球的力大小等于冰球对球杆的力大小,故D错误。
故选:AC。
(1)影响动能大小的因素有质量和速度,质量一定时,速度越大,动能越大;
(2)力是改变物体运动状态的原因;
(3)力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施加力的作用时,受到另一个物体的反作用力,并且作用力和反作用力大小相等。
此题以冬奥会项目为材料,考查了影响机械能大小的因素、力和运动的关系、力的相互作用等知识点,体现了物理关注社会热点的特点。
6.??
解:
A、从起跳到落地的过程中质量不变,从起跳到最高点是速度越来越小,所以动能越来越小,从最高点到落地时速度越来越大,所以动能变大,因此从起跳到落地的过程动能是先减小后增大。故A正确;
B、跳远运动员起跳前要助跑,是为了利用人的惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,所以助跑不能增大惯性,故B错误;
C、短跑运动员跑到终点不能马上停下来是因为运动员具有惯性,惯性是一种性质,不是作用,故C错误;
D、中长跑运动员在弯道匀速跑动时,方向不断变化,处于非平衡状态,受到非平衡力的作用,故D错误。
本题选错误的,
故选:BCD。
(1)动能的大小与质量和速度有关,质量越大、速度越快,动能就越大;重力势能大小与质量和高度有关,质量越大,高度越高;重力势能就越大。
(2)一切物体都有惯性,惯性大小取决于物体的质量大小,与速度大小无关;
(3)惯性是物体保持运动状态不变的性质,惯性不是力;
(4)处于平衡状态的物体受到平衡力的作用;处于非平衡状态的物体受到非平衡力的作用。
本题考查了惯性、摩擦力的影响因素、动能和势能的转化,以及平衡状态的判断等知识点,体现了物理无处不在及与生活的联系。
7.??
解:A、速滑运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中,质量不变、高度不变,重力势能不变;质量不变、速度变大,动能变大,其机械能增加,故A正确。
B、匀速下落过程中的跳伞运动员,质量不变、速度不变,动能不变,质量不变、高度减小,重力势能减小,他的机械能变小,故B错误。
C、宇宙飞船的返回舱在返回地球进入大气层的过程中,由于克服摩擦做功,一部分机械能转化为内能,故C正确。
D、苹果从树上落向地面的过程中,重力对苹果做功,由于质量不变、高度减小,苹果的重力势能减小,故D错误。
故选:AC。
(1)机械能包括动能和势能;动能的大小与质量和速度有关;重力势能大小与质量和高度有关。
(2)物体克服摩擦做功,机械能转化为内能。
深入理解影响动能、重力势能大小的因素,是解答此题的关键。
【填空题答案】
1.??不变? 变大???????
2.??3×105? 3000? 不变? 减小? 减小? 运动? 形状???????
3.??减少???????
4.??不变? 变小???????
5.??小明? 高度???????
【解析】
1.??
解:浸没于水中的乒乓球,排开水的体积等于其体积,在没有露出水面的上浮过程中保持不变,水的密度不变,所以受到的浮力不变,乒乓球在上浮过程中,浮力大于重力,速度变大,动能变大。
故答案为:不变;变大。
浸入液体中的物体受到的浮力决定于液体的密度和物体排开液体的体积。动能的大小与质量和速度有关。
本题考查了浮力的大小变化、动能的变化,明确影响浮力大小的因素是解题的关键。
2.??
解:
在空中下降500m,重力做功是W=Fs=fs=Gh=mgh=60kg×10N/kgN×500m=3×105J;重力做功的功率P=Fv=Gv=600N×5m/s=3000W;
跳伞运动员在跳伞时,如果在空中未打开伞时,不计空气阻力则加速下降,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度变大,重力势能变大,机械能守恒,大小保持不变;匀速下落时,质量不变,速度不变,所以动能不变,高度减小,重力势能减小,机械能总量减小;
若以地面为参照物,下落时运动员与地面之间发生了位置变化,是运动的;当运动员降落在地面一瞬间,将地面踩出一个小坑,说明力可以改变物体的形状。
故答案为:3×105;3000;不变;减小;减小;运动;形状。
静止或做匀速直线运动的物体将受到平衡力的作用,分析出运动员和伞所受平衡力的情况即可求出重力的大小;根据公式W=Gh可求重力做功的多少;最后利用公式P=FV可求重力做功的功率;
机械能包括动能和势能;动能的大小与质量和速度有关;重力势能大小与质量和高度有关;
根据物体与参照物之间是否有位置变化判定物体的运动情况;
力可以改变物体的运动状态和形状。
本题考查动能和势能的影响因素以及功和功率的计算,根据物体运动状态判断物体的受力情况是关键;抓住影响动能和势能的因素可分析出能量的变化情况。
3.??
解:过山车从高处向下运行时,质量不变,速度增大,所以动能增大;同时过车山还要克服摩擦做功,一部分机械能会转化为内能,所以过山车的机械能会减少。
故答案为:减少。
动能大小的影响因素是物体的质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能大小的影响因素是物体的质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;
物体运动过程中,若克服摩擦做功,则一部分机械能会转化为内能,据此分析物体机械能的大小变化。
该题主要考查了机械能的大小变化,注意物体克服摩擦做功时,其机械能会减小。
4.??
解:火箭匀速下落过程中,质量不变,速度不变,高度逐渐变小,则动能不变,重力势能变小,机械能变小。
故答案为:不变;变小。
动能大小的影响因素:物体的质量、物体的速度;质量越大,速度越大,动能越大。
重力势能大小的影响因素:物体的质量、物体的高度;质量越大,所处的高度越高,重力势能越大。
动能和势能统称为机械能。
本题考查了影响动能和势能因素的应用以及机械能的概念,抓住“匀速(速度不变)下落(高度减小)”是关键。
5.??
解:
用橡皮泥代替沙子时,橡皮泥发生的是塑性形变,撤去物体后,不会恢复原状,方便测量;而海绵发生弹性形变,撤去物体后,会恢复原状,不方便测量;所以应选小明同学的方法。
图乙和图丙实验物体质量相同,从不同高度落下,则探究的实验中为了探究重力势能与高度的关系。
故答案为:小明;高度。
(1)本实验中主要是靠转换法去比较重力势能的大小,橡皮泥会发生塑性形变,海绵发生的是弹性形变;
(2)控制变量法实验中要研究哪一物理量就让哪个物理量改变,其它量控制相同;
(1)用控制变量法和转换法研究动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素。
(2)掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
【探究题答案】
1.??木块移动的距离? 1、4、5? 在质量相同的情况下,物体的速度越大,动能越大???????
2.??质量? 前? 高度? 铁球? 错误? 无法比较木块移动距离的大小? 大? 能? 对木桩做的功相等???????
【解析】
1.??
解:(1)根据控制变量法可知,实验中通过木块被撞击移动的距离的大小来表示动能的大小,木块移动的距离越远,钢球具有的动能越大;
(2)根据控制变量法,要验证物体的动能与物体的质量有关,应控制物体的速度相同,改变物体质量的大小,故应该对比故1、4、5的实验数据;
(3)比较表中⑤⑥⑦的实验数据,可以发现,钢球的质量相同,下落的高度不相同,撞击木块时的速度不同,高度越高,木块被撞击的距离越远,动能越大,故结论为:质量相同的物体,速度越大,动能越大。
故答案为:(1)木块移动的距离;(2)1、4、5;(3)在质量相同的情况下,物体的速度越大,动能越大。
(1)实验中通过木块被撞击移动的距离的大小来表示动能的大小,这用到了转换法。
(2)利用控制变量法,要验证动能的大小与质量有关,需控制质量其他的因素相同,只有质量不同,从表格中找出符合条件的实验即可。
(3)利用控制变量法,比较图中相同因素和不同因素,总结出研究的对象。
在设计实验和写结论时常用控制变量法来分析。在研究物理量的变化时常用转换法来分析。
2.??
解:(1)①该实验的目的是研究铁球的动能大小与质量的关系。
②该实验铁球的速度是指铁球从斜面由静止滚下到水平面与木块碰撞前的速度,它是通过高度来改变的。
③该实验是通过观察木块被撞后移动的距离,来判断出铁球具有的动能大小;
④本实验的最终结论是,物体不受力时可做匀速直线运动,因此,从根本上证明了“力是维持物体运动的原因”(或“维持物体运动必须要有力”)这一观点是错误的。
(2)图2中是研究重力势能的影响因素,因为甲乙质量相同,比较图2中A、B两木桩扎入沙坑的深度,可以得出的结论是:质量一定时,物体的高度越大,具有的重力势能就越大;
图2中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同,说明乙、丙物体对木桩做的功相同,说明乙、丙的重力势能相同。
故答案为:(1)①质量;②前;高度;③铁球;④错误;无法比较木块移动距离的大小;(2)①大;②能;对木桩做的功相等。
(1)铁球从同一高度由静止释放,到达斜面底部的速度相同。
动能大小跟质量和速度有关,在探究动能跟速度关系时,控制质量不变,多次改变速度大小;在探究动能跟质量关系时,控制速度大小不变,多次改变质量大小。
(2)铁球动能大小通过铁球推动木块运动距离来反映。铁球撞击木块运动,木块运动距离越长,铁球对木块做功越多,铁球的动能越大。
本题考查了动能和重力势能的相互转化的应用。物体重力势能和动能的相互转化,关键是看物体的速度和高度怎么变化。
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