2020-2021学年人教版八年级物理下册 第十九章 功和机械能 11.3 动能和势能 课后练习Word版有答案

人教版八年级物理下册
第十九章
功和机械能
19.3
动能和势能
课后练习
一、选择题
1．下列关于功和能的说法中不正确的是（　　）
A．物体能够做功，就是说它具有能
B．物体具有能，它一定在做功
C．一定质量的物体速度越大，它的动能越大
D．一定质量的物体位置越高，它的重力势能越大
2．小明用图示装置“探究重力势能大小与质量的关系”，下列说法正确的是（　　）
A．实验研究对象是三脚小桌
B．让同一木块从三个不同的高度由静止下落
C．让质量不同的木块从不同的高度由静止下落
D．用三脚小桌下陷的深度来表示木块重力势能的大小
3．小军和小民分别购买了两个不同品牌的排球，为了比较它们的弹性是否相同，以下方法最科学、可取的是（　　）
A．在教学楼前把两球分别向墙掷去，比较反弹后距墙的远近
B．双手分别同时把两球按在地面上，感受哪一个球更费力些
C．在二楼窗口，让两球从等高度处自由坠下，比较反弹高度
D．把两球分别向上抛出，待它们下落再反弹时比较反弹高度
4．如图甲所示，水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒，筒底固定一根弹簧。将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点（如图乙）。现将小球下压至B点，并用此处的装置锁定（如图丙）。解锁后，小球向上弹出筒口。下列说法正确的是（　　）
A．图乙中圆筒对桌面的压力小于图丙中的压力
B．弹簧弹性势能一直变小
C．图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中速度先变大后变小
D．图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中速度一直变大
5．踢足球是我国青少年喜爱的一项体育运动，如图所示，在一次精彩的传球攻门过程中，下列说法正确的是（　　）
A．在此过程中，足球的重力势能是不变的
B．足球对脚的作用力和脚对足球的作用力是一对平衡力
C．足球飞行路线发生了变化，说明力能改变物体的运动状态
D．足球在空中能够继续飞行，是因为受到惯性力的作用
6．如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能EK随时间t变化的曲线最接近的是（　　）
A．B．
C．
D．
7．如图所示，是中国女排将儿扣杀的场景。其中包括了很多的物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．发球后，球在运动的过程中，运动员一直对它做功
B．传球后，球在上升到最高点时，动能最小
C．扣球时，手感觉有点痛，说明力的作用是相互的
D．拦网时，球被弹回，说明力可以改变物体的运动状态
8．如图所示，在光滑水平面上有一左端固定的轻质弹簧，它的右端连接一金属小球。A点是压缩弹簧后小球静止的位置，O点是弹簧原长时小球的位置，B点是小球到达最右端的位置。当小球在A、B两点之间来回运动时，下列说法正确的是（　　）
A．小球从A运动到O的过程中所受弹力方向向右、速度不断增大
B．小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小
C．小球运动到B点时的速度为零，此时小球将处于平衡状态
D．小球在O点时运动速度最大
二、填空题
9．如图甲所示，在水平面上测量木块滑动摩擦力时，作用在木块上的水平拉力F大小随时间t变化情况的图像如图乙所示，木块运动速度v随时间t变化情况的图像如图丙所示。由以上情况可知：
(1)木块在___________s
至
___________s
时间段内木块动能减小，此时动能转化为___________能，而这种能量无法自动转化为动能，是因为能量的转化和转移具有___________性；
(2)木块在第20s时受到的摩擦力为___________N，水平拉力F拉木块匀速直线运动过程中对木块做功___________J。
10．如图所示是一辆大型喷雾消毒车。新冠肺炎疫情期间，武汉街道就是用此类消毒车进行消毒的。根据所学的物理知识回答下列问题。
（1）消毒车轮胎上的花纹是为了______。
（2）消毒车在匀速行驶消毒的过程中，它的动能______（选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“不变”）。
（3）消毒车的后轮为驱动轮，在行驶的过程中后轮所受摩擦力的方向是_______（选填“向前”或“向后”）的。
11．随着科技的发展，无人机等高科技设备也加入了植树造林的队伍。据报道，无人机由于体积小、质量轻，在进行植树任务时，会在播种范围内灵活飞行，利用空气压力把顶部发芽的种子射进土壤里，无人机可以代替传统人力进行空中播种。一名无人机操控人员可以同时监控六架无人机，进而达到每人每天种植10万棵树的效率。请结合文字与图片，找出一个与以上情景有关的物理信息，并指出对应的物理知识，不得与示例重复。
示例：物理信息：灵活飞行；物理知识：质量小，惯性小。
作答：物理信息：______；
物理知识：______。
12．如图所示是“套圈”游戏。“套圈”从岀手到落地的过程中，先后经历了a、b、c三个位置（不计空气阻力），其中a为“套圈”出手后运动的最高点，且hab=hbc。则“套圈”在由a点运动到c点的过程中，动能___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；设“套圈”在ab段重力做功的平均功率为P1，在bc段重力做功的平均功率为P2，则P1___________P2（选填“>”、“<”或“=”）。
13．如图是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图。
(1)若让同一钢球A分别从斜槽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被撞得越远；
(2)若要保证不同质量的钢球运动到水平面时的速度相同，应该让不同质量的钢球从斜槽的______滚下。速度相同时，质量越______的钢球将木块B撞得越远。
14．如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图，该实验中所探究物体的动能是指物体__________（选填“A”或“B”）的动能。
三、作图题
15．如图乙所示，将一弹簧固定在水平面上，在其上放置一个钢球，钢球静止时弹簧长度为．用手向下压钢球使弹簧长度压缩到．释放钢球后，钢球运动到距离桌面最高点处．请在丙图上画出钢球从释放运动到最高点过程中，其动能随运动高度变化的大致关系图象．
16．如图所示，一铁块悬挂在氢气球下端（此操作存在一定的危险，请勿模仿），铁块的质量远大于氢气球的质量，铁块的体积远小于氢气球的体积。在空旷无垠的区域，不计横风的影响，当铁块随氢气球一起沿竖直方向匀速上升至足够高的高空时，悬挂铁块的细绳突然断裂了。已知物体受到的空气阻力随速度的增大而增大，氢气球在整个过程中均未破裂，铁块安全着陆。当铁块落地之前，请在答题卡的坐标中画出铁块以及氢气球从细绳突然断裂至足够长时间内的动能大小随时间变化的大致图象，并在相应的图象上标注“铁块”或“氢气球”。
四、实验题
17．实验小组的同学用如图甲所示的装置探究“影响物体动能大小的因素”。将钢球A从某一高度由静止释放，钢球滚到水平面撞击水平木板上的木块B，将木块撞出一段距离。
（1）本实验研究______（选填“钢球”、或“木块”）的动能大小，其动能的大小是通过观察______来判断的；
（2）实验中，他们让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度滚下，目的是______；
实验次数
钢球质量/g
钢球高度/cm
木块滑行距离/cm
1
20
20
30
2
40
20
58
3
60
20
（3）第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样较长的木板；乙同学建议换一个较重的木块；丙同学建议降低钢球的高度。你认为采用______（选填“甲”、“乙”或“丙”）同学的建议最合理；从表中数据可以看出，探究得出的结论是______
（4）有同学将实验装置改进成图乙所示，设计了以下二个实验方案：
方案一：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度，静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击后移动的距离；
方案二：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度，静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击后移动的距离；
该同学的两个方案中，能完成某个因素探究的是方案______（选填“一”、“二”），另一个方案无法完成的原因是：______。
18．投掷实心球是中学生体育测试项目之一，把实心球举起一定的高度，预摆后将球斜向上用力投掷出去；怎样才能将实心球投掷得更远？学习兴趣的小组同学对此进行了探究，为此他提出以下猜想：
猜想一：射出时的速度
猜想二：射出时的高度
猜想三：射出时的仰角
为了研究这个问题，他们用弹簧、量角器和高度可调的铁架台制作了一个小球弹射器（如图所示）弹射器能使小球从不同高度以不同速度和方向射出；弹射方向与水平方向的仰角θ，可由固定在铁架台上的量角器读出。
（1）实验中，小球从射出到落地的过程中，它的重力势能（______）
A．一直增大
B．一直减小
C．先增大后减小
D．先减小后增大
（2）投掷实心球时，预摆一般是一至二次，预摆是为了增大球离手时的
______。
（3）他们用同一个小球进行了多次实验，获得的实验数据如表所示
实验序号
射出时高度
h/m
射出时速度v/（m/s）
射出时仰角Q/°
射出的水平距离L/m
1
0.5
5
30
2.9
2
0.5
10
30
9.6
3
0.5
10
45
10.7
4
1.0
10
45
11.1
5
1.2
10
45
11.5
6
0.5
10
60
9.1
7
0.5
15
30
20.7
根据上表所收集的信息和相关数据，请解答下列问题：
①分析实验序号3、4、5次实验的数据，这是为了探究猜想______；
②要探究猜想三应分析比较实验序号______的数据，可得出的初步结论是______。
（4）通过上述实验，你知道怎样能将实心球掷得更远吗？
请写出提出一条合理的建议：______。
19．物理社团的同学们设计了如图甲、乙所示的实验，来探究动能的大小与哪些因素有关。
（1）在甲实验中，让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是探究动能的大小与________（选填“速度”或“质量”）的关系。在乙实验中，让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是让两个球到达水平面时，具有相同的________。
（2）物理研究方法有很多，本实验中运用了两种研究方法：一是________法；二是转换法，用纸盒被推动的距离来反映出小球________的大小。
（3）在高速公路上，交管部门对不同的车型，进行了不同的限速（限制其最高行驶速度）。质量越大的车，限速越________（选填“高”或“低”），主要是受到实验________（选填“甲”或“乙”）的启示。
五、综合题
20．请阅读短文，并回答问题：
形状记忆合金起重机
形状记忆合金起重机具有动力大、噪声小等优点，广泛应用于能源、交通和日常生活等领域。
形状记忆合金起重机的动力主要来自于形状记忆合金，如图甲所示，常温下发生形变的记忆合金在受热超过某一温度时，会完全恢复到原来的形状，此过程中产生很大的力，将重物提起。
依据不同记忆合金材料特性，可制成记忆压缩弹簧和记忆拉伸弹簧。如图乙所示为记忆压缩弹簧，在常温时较小的外力即可使其处于压缩状态，在高温时会自动恢复到原来的伸长状态，记忆拉伸弹簧则与其不同，在常温时较小的外力可使其处于伸长状态，在高温时会自动恢复到原来的压缩状态，记忆弹簧恢复原状时所产生的弹力远比普通弹簧大。
（1）形状记忆合金起重机在提升重物时，重物的重力势能_____。
（2）对记忆拉伸弹簀来说，高温状态长度比低温状态_____（填“长”或“短”）。
（3）由形状记忆合金材料制成的眼镜框被踩扁后，应_____，使其恢复原状。
21．小星一家到某主题公园游玩，他和家人乘坐了过山车，当过山车经过弯道内侧最高位置时，他明显感觉到自己仍然在挤压座椅，如图甲所示。小星问爸爸：我经过弯道内侧最高位置时，由于要受到竖直向下的重力，按说不应该对倒置的座椅产生压力呀，但我明显感觉到自己仍然在挤压座椅，根据力的作用是相互的，同时座椅对我会有一个反向的作用力，那么这时在竖直方向，我受到两个力的作用，这两个力有什么作用呢？爸爸向他解释道：刚才我们在弯道上的运动是圆周运动，而做圆周运动的物体，需要有指向圆心的力来改变物体的运动状态使物体做这种运动，这种力叫向心力，刚才过山车经过弯道内侧最高位置时所需的向心力就是由重力和座椅对人的反向作用力共同提供的。
小星进一步查阅资料得知：如图乙所示，若一个质量为m的物体，沿半径为r的圆弧做圆周运动，其运动的速度为v(即单位时间内物体通过的圆弧长)，那么物体所需向心力的大小为F向＝mv2/r。
如图丙所示，是小星模拟过山车的运动情景。光滑水平轨道左端固定一轻质弹簧，右端与半径为r的半圆轨道BCD相切，半圆轨道接触面粗糙程度均匀，半圆的直径BD是竖立的，轻质弹簧无形变时右端位于O点，小球(与弹簧右端只接触，并不相连接)在外力作用下压缩弹簧至A位置时释放，小球被弹出，在O点离开弹簧，小球此时速度大小为7m/s。小球能够沿着轨道运动并到达半圆轨道的最高位置D点，小球此时速度大小为3m/s。其中，小球的质量为0.2kg，光滑水平轨道OB段的长度为2.1m，半圆轨道的半径为r＝0.6m，常数g取10N/kg。若不计空气阻力，小球可看成一个点。请回答下列问题：
(1)小球受到的重力是多少？
(2)小球在光滑水平轨道OB段运动的时间是多少秒？
(3)请解释小球通过位置D点的速度比小球离开弹簧时的速度较小的原因；
(4)当小球到达半圆轨道的最高位置D点时，小球对轨道的压力是多少？
【参考答案】
1．B
2．D
3．C
4．C
5．C
6．A
7．BCD
8．AD
9．40
50
内
方向
4
8
10．增大摩擦力
逐渐减小
向前
11．种子射进土壤
种子的重力势能减小
12．变大
<
13．大
同一高度
大
14．A
15．
16．
17．钢球
木块被撞距离的远近
保证球的初速度相同
甲
速度一定时质量越大动能越大
一
不能控制质量或速度不变
18．C
速度
二
2、3、6
当射出时的速度和高度不变时，射出的水平距离随仰角的增大先变大后减小
应该尽量提高掷出点的高度、尽量提高掷出点的速度、选择适当的掷出仰角
19．速度
速度
控制变量
动能
低
乙
20．增大
短
升温
21．(1)2N；(2)0.3s；(3)根据机械能守恒定律，球离开弹簧时的动能等于小球通过位置D点的动能和重力势能之和，所以小球通过位置D点的动能比小球离开弹簧时的动能较小，动能的大小与物体的质量和物体的运动速度有关，质量相同时，速度越大，动能越大。故小球通过位置D点的速度比小球离开弹簧时的速度较小；(4)1N