11.4 机械能及其转化－2021年暑假精细复习－人教版八年级物理下册（含答案）
文档属性
| 名称 | 11.4 机械能及其转化－2021年暑假精细复习－人教版八年级物理下册（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 3.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-07-13 06:06:03 | ||
图片预览
文档简介
2021年暑假精细复习(人教版八年级物理下册)
【第 十 一 章 功 和 机 械 能】
第 4 节 机械能及其转化
A组 考点清单集训/夯实基础
考点一 机械能及其转化
1.如图所示的四种运动中,重力势能转化为动能的是( )
A.运动员被蹦床弹起 B.小球从B向C运动
C.滚摆向上滚动 D.卫星从远地点向近地点运动
2.下列物体在运动过程中,动能转化为重力势能的是( )
A.自由下落的雨滴 B.水平行驶的汽车 C.向上投出的篮球 D.向坡底滑行的小车
3.一只在空中飞行的小鸟,具有的动能是15J,具有的机械能是90J,那么这只小鸟具有的重力势能是________J
考点二 机械能守恒
4.把篮球抛向空中,忽略空气阻力,能正确反映球离手后至落回地面前机械能(E)与篮球离地高度(h)的关系的图象是( )
5.如图所示,是无锡蠡湖边上的摩天轮,在小明乘坐匀速转动的摩天轮向最高点运动的过程中,关于小明的能量变化下列说法正确的是( )
A.动能转化为重力势能,机械能保持不变 B.动能转化为重力势能,机械能变大
C.动能不变,重力势能增大,机械能变大 D.动能不变,重力势能不变,机械能不变
6.我们居住的城市高楼林立,如不小心发生高空坠物事件,则可能给人们的生命财产造成损害,日前,某小区的陈先生在早上下楼取车时发现车的后挡风玻璃被穿了一个孔,上面还插着一个可乐瓶,肇事的可乐瓶里大约还有的可乐。对此,下列描述正确的是( )
A.可乐瓶从高空坠落,动能会转化为重力势能
B.可乐瓶下落过程中机械能守恒
C.可乐瓶从高空坠落,重力势能会转化为动能
D.可乐瓶砸在挡风玻璃上的瞬间,具有很大的重力势能
7.如图所示,小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中,忽略空气阻力和摩擦力,仅有动能和势能互相转化。则( )
A.小球在A处的动能等于在D处的动能 B.小球在A处的动能大于在D处的动能
C.小球在B处的机械能小于在C处的机械能 D.小球在B处的机械能等于在C处的机械能
考点三 水能和风能的利用
8.唐诗中有“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”的诗句。这动人的诗句生动、形象地反映出这两条大河蕴藏了大量的________能。三峡大坝关闸蓄水的目的是为了提高水的________能。
9.如图所示,是北京某风力发电场的巨大风车。这种装置可以利用风能带动扇叶转动,并把风车的________能转化为电能。
易错归纳(第9题图)
易错点 不能正确判断机械能是否守恒
10.(兴平期中)以下过程中机械能守恒的是( )
A.雨滴落地之前在空中匀速下落 B.物体沿光滑斜面下滑
C.飞船搭乘火箭加速上升 D.汽车刹车后在水平路面上滑行
B组 综合模拟考场/巩固排查
高频经典题
1.如图所示,动能和势能之间没有发生转化的是( )
A.匀速行驶的压路机 B.上升的滚摆 C.用弓将箭射出去 D.过山车向下俯冲
2.如图所示的四个实例中,机械能正在减小的是( )
A.蓄势待发的火箭 B.水平匀速飞行的飞机 C.匀速下降的热气球 D.加速上升的飞艇
3.如图所示,捻动滚摆的轴使其升高后释放,观察滚摆的运动,长时间后滚摆会停止上下摆动。从能量角度对其分析,下列说法不正确的是( )
A.滚摆沿着悬线向下运动时,重力势能减小,动能增加
B.滚摆到最低点后又上升,动能转化为重力势能
C.滚摆整个运动过程中,机械能守恒
D.滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆具有的机械能减小
4.如图所示,一个小球从光滑斜面的顶端自由下滑经过A点到达斜面底端,如果小球经过A点时具有的重力势能为50J若不计空气阻力,以下说法不正确的是( )
A.小球到达底端时动能大于50J
B.小球从顶端到达底端的过程中,重力势能转化为动能
C.小球到达底端时的机械能大于经过A点时的机械能
D.小球到达底端时的机械能等于经过A点时的机械能
5.人造地球卫星沿椭圆形轨道绕地球运行,离地球最近的一点叫做近地点,最远的一点叫做远地点。卫星在运行过程中机械能守恒。
(1)卫星从远地点向近地点运动时,它的势能________,动能________,速度________。
(2)卫星从近地点向远地点运动时,它的势能________,动能________,速度________。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
6.人推开弹簧门的过程中,弹簧由于发生弹性形变而具有________能,在弹簧门自动关闭的过程中,弹簧的能量转化为门的________能。
高频模拟题
7.(秦皇岛海港区期末)如图所示的四种情景中,属于重力势能转化为动能的是( )
A.将小球向上抛出,小球在上升阶段 B.跳伞运动员匀速下落
C.跳水运动员从空中下落 D.运动员骑自行车冲向坡顶
8.(周口西华县三模)如图所示,直升机悬停在空中。下列对直升机能量的分析,正确的是( )
A.直升机具有重力势能 B.直升机的动能不断转化为重力势能
C.直升机的重力势能不断转化为动能 D.直升机的机械能在不断增大
9.(包头二模)下列选项所述的现象中,机械能没有发生变化的是( )
A.跳伞运动员从空中跳伞后匀速下落 B.一个小孩从滑梯上匀速滑下
C.一个物体从高处自由下落(空气阻力不计) D.物体在光滑水平面上受水平拉力做加速运动
10.(夏邑三模)运动员跳远运动的几个阶段如图所示(不计空气阻力),则下列说法错误的是( )
A.助跑增大起跳速度是为了增大起跳时的动能 B.上升过程中动能转化为重力势能
C.在最高点时动能为零 D.从起跳到落地的整个过程中机械能大小不变
11.(泰州月考)如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在A点,B点是橡皮筋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( )
4401820106045A.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B点下落到C点的过程中,小石块的速度先增大后减小
D.小石块在C点时,受到平衡力的作用
12.(南漳模拟)跳伞运动员在跳下飞机一段时间后打开降落伞,降落至地面时速度为零,运动员从开伞到降至地面的过程中动能________,重力势能________,机械能________。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
13.(兴化三模)如图是皮球从高处自由落下,撞击地面后又弹起的频闪(每隔相等时间拍一次)照片。皮球从A到B的过程中重力势能转化为________能。进一步分析可知:皮球在下落、弹起、上升的循环过程中机械能________(填变化情况),判断的依据是________________________________________________。
14.(江阴模拟)如图甲所示,在高为h的光滑斜面上,一物块从顶端A点由静止自由滑到底端B点,在此过程中,物块的机械能________(选填“守恒”或“不守恒”)；图乙所示的图象表示该物块的________(选填“动能”或“重力势能”)随高度变化的规律。
15.(株洲模拟)小球在没有空气阻力的情况下,沿无摩擦轨道运动。
(1)如图甲所示,小球从A点静止释放,小球到达C点时速度是否为零？________________________。
(2)将轨道BC段改为水平,如图乙所示,小球仍从A点静止释放,小球经过M点时的机械能大于、小于还是等于其在A点的机械能？________________________________________________________________________。
高频中考题
16.(抚顺中考)如图所示为跳水运动员踏板起跳时的情景。下列说法正确的是( )
A.运动员对跳板的压力与跳板对运动员的支持力是相互作用力
B.运动员被跳板弹起的过程中动能转化为弹性势能
C.运动员离开跳板上升的过程中,其动能增加
D.运动员在空中下落过程中没有力对其做功
17.(荆州中考)如图,粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接,弹簧左端固定。小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中(空气阻力忽略不计),下列说法正确的是( )
A.在弹簧恢复原状的过程中,弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能
B.小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒
C.小木块P在斜面上向上运动时,动能减小,重力势能增加
D.小木块P运动到最高点时处于平衡状态
18.(深圳中考)如图,弧形轨道ab段光滑,bc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
19.(武威中考)迄今为止,我国已发射50余颗北斗导航卫星。若某卫星沿椭圆轨道绕地球运行,如图所示,则卫星从远地点向近地点运行的过程中,________能转化为________能。
20.(仙桃中考)如图所示,在一个金属罐的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来,使小铁块悬于罐体内。做好后将罐子从不太陡的斜面滚下,罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的________,滚动一段时间后罐子停下来,然后再沿斜面向上滚动,此时罐子的重力势能会________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
21.(衢州中考)如图为某抽水蓄能电站的工作原理图,用电低谷时(如深夜),电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时,再利用上水库中的水发电。
(1)蓄能时,水被抽到上水库,此过程是将________能转化为水的机械能。
(2)抽水蓄能电站选址衢江黄坛口,不仅因当地水资源丰富,同时还考虑到当地地势较陡,这样建成的电站上、下水库的高度差比较________,有利于蓄能与发电。
C组 核心素养探究/创新过关
1.小静在观看台球比赛时发现:有时运动的白球去撞击一个静止的球后,白球会立即静止在碰撞时的位置,而被撞的球似乎接替了白球,沿白球原来的运动方向,以几乎相同的速度向前运动,如图甲所示。
小静想:白球碰撞后立即静止,被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？
通过了解和初步实验,小静发现只有当体积和质量均相同的两球,而且球心在同一直线上相碰时,才可能出现上述现象。为进一步探究,她设计了下述实验方案:
将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上,取两个相同的台球A、B,将B球静置于轨道的水平部分,A球置于轨道左端斜面上某处,测出该点到水平桌面的高度h1,如图乙所示,释放A球,撞击后,A球静止,B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点,测出该点的高度h2.通过比较h2与h1的大小关系即可作出判断。
请你回答以下问题:
(1)A球从斜面滑下的过程中,________能转化为动能。
(2)B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了________能。
(3)给出重力势能的计算公式:Ep=mgh,动能的计算公式:Ek=mv2。若轨道光滑,则碰撞前瞬间A球运动速度的表达式vA=________；若h2=h1,则说明B球被撞后开始运动的速度vB________vA(选填“>”“＝”“<”)
(4)在实际实验中,测出的h2总小于h1,则导致这一现象的原因是_______________________________________
____________________________________________________________。
※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※
《参考答案及重点解析》
第4节 机械能及其转化
A组 考点清单集训/夯实基础
考点一
1.D 【解析】:运动员被蹦床弹起,是蹦床的弹性势能转化为运动员的动能,再转化为重力势能,A不符合题意；小球从B向C运动,高度变大,速度变小,是动能转化为重力势能,B不符合题意；滚摆向上滚动,高度变大,速度变小,是动能转化为重力势能,C不符合题意。
2.C 【解析】:自由下落的雨滴,重力势能转化为动能,A不符合题意；水平行驶的汽车,重力势能没有变化,B不符合题意；向坡底滑行的小车,重力势能转化为动能,D不符合题意。
3.75
【解析】:重力势能=机械能-动能=90J-15J=75J
考点二
4.A 【解析】:把篮球抛向空中,忽略空气阻力,只有动能和势能的相互转化,机械能守恒,即机械能不变。
5.【解析】由于摩天轮是在匀速转动,所以小明在上升到最高点的过程中,其速度、质量不变,故动能保持不变。同时高度增加,故重力势能增加,即其机械能增加,且其动能和势能之间没有发生转化,故C正确。
6.C 【解析】:可乐瓶从高空坠落,重力势能会转化为动能,A不符合题意；可乐瓶下落过程中,会克服摩擦阻力做功,故机械能不守恒,B不符合题意；可乐瓶砸在挡风玻璃上的瞬间,其速度达到最大,具有很大的动能,D不符合题意。
7.D 【解析】:根据题意,小球在运动的过程中仅有动能和势能互相转化,所以小球在重力势能较大的地方其动能肯定较小,观察图,发现小球在A处比在D处所处的高度高,则具有的重力势能较大,所以小球在A处具有的动能较小,故A、B不正确；小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中机械能守恒,故D符合题意,C不符合题意。
考点三
8.机械 重力势
9.机械(或动)【解析】:风力发电消耗了风能,推动发电机的轮片转动,进而产生电能,故是将机械能转化为了电能。
易错归纳
10.B 【解析】:雨滴落地前在空中匀速下落的过程,说明雨滴处于受力平衡状态,这一过程中,会有一部分机械能转化为内能,其机械能不守恒,故A错误；物体沿光滑斜面下滑的过程,不受摩擦力,所以只有重力势能和动能的转化,机械能守恒,故B正确；飞船搭乘火箭加速升空的过程,动能和重力势能都增大,所以机械能不守恒,故C错误；汽车刹车后在水平路面上滑行的过程,克服摩擦做功,机械能不守恒,故D错误。
B组 综合模拟考场/巩固排查
高频经典题
1.A 【解析】:压路机的速度不变,质量不变,动能不变,没有发生动能和势能的转化。
2.C 【解析】:蓄势待发的火箭,火箭质量不变,速度不变,动能不变；高度不变,重力势能不变,所以机械能不变,A错误；水平匀速飞行的飞机,飞机质量不变,速度不变,动能不变；高度不变,重力势能不变,机械能不变,B错误；加速上升的飞艇,飞艇质量不变,速度变大,动能变大；高度变大,重力势能变大,机械能变大,D错误。
3.C 【解析】:滚摆在运动的过程中,每次上升高度逐渐减小,机械能会减小,故C错误
4.C 【解析】:在下滑过程中,斜面是光滑的,若不计空气阻力,则没有机械能损失,机械能守恒,即任一点的机械能都相等,故C错误。
5.(1)变小 变大 变大
(2)变大 变小 变小
【解析】:根据人造卫星的运行轨迹和特点可知,卫星从远地点向近地点运动时,它的高度变小,势能变小,动能变大,速度变大；卫星从近地点向远地点运动时,它的高度变大,势能变大,动能变小速度变小
6.弹性势 动
【解析】:人推开弹簧门的过程中,弹簧由于发生弹性形变而具有弹性势能；弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关,在弹簧门自动关闭的过程中,弹簧形变减小,其弹性势能减小,弹性势能转化为门的动能。
高频模拟题
7.C 【解析】:将小球向上抛出,是动能转化为重力势能的过程,A不符合题意；跳伞运动员匀速下落,质量不变,速度不变,动能不变,高度变小,重力势能减小,B不符合题意；运动员骑自行车冲向坡顶,运动员和自行车的质量不变,速度减小,动能减小,高度增大,重力势能增大,此过程中,动能转化为重力势能,D不符合题意。
8.A 【解析】:直升机悬停在空中,所以质量不变,高度不变,速度不变,即动能和重力势能都不变,故没有动能和重力势能的转化,B、C错误；直升机的动能和重力势能都不变,故机械能不变,D错误。
9.C 【解析】:一个物体从高处自由下落,动能增大、重力势能减小,重力势能转化成动能,不计空气阻力,能量没有损失,机械能总量不变。
10.C 【解析】:在最高点时人的运动速度不为零,所以动能不为零,故C错误。
11.C 【解析】:从A点到C点的运动过程中,小石块的重力势能转化为动能的同时还转化为橡皮筋的弹性势能,故A错误；由题知B点是橡皮筋自然下垂长度的位置,所以在AB段,橡皮筋对小石块没有弹力,故B错误；从B点到C点的过程中小石块先加速后减速,减速过程中弹力大于重力,C点是下落的最低点,此时小石块虽然速度为0但是到达C点后小石块会改变运动状态向上运动,所以在C点时受到的并不是平衡力,故D错误。
12.减小 减小 减小
【解析】:运动员在降落过程中,质量不变,受到阻力作用,速度越来越小,直到为0,动能减小；高度减小,重力势能减小；由于动能和重力势能都减小,所以机械能减小。
13.动 减小 皮球弹起的最大高度在不断减小
【解析】:皮球从A到B的下落过程中,皮球的速度越来越大,高度越来越小,质量不变,所以重力势能减小,动能增加,即重力势能转化为动能；皮球从高处自由落下,从皮球每次弹起上升到最高点时,重力势能达到最大,动能为0,由图知A→C→D皮球弹起的高度逐渐减小,所以机械能减小。
14.守恒 重力势能
【解析】:物块从光滑的斜面顶端滑到斜面底部,斜面是光滑的,物块的机械能和其他形式的能没有相互转化,机械能守恒。如乙图,横坐标是高度,纵坐标是能量,同一物体的重力势能跟高度有关,所以图乙所示的图象表示该物块的重力势能随高度变化的规律。
15.(1)是 (2)等于
【解析】:(1)小球从A点静止释放,由于不计空气阻力和摩擦,没有机械能的损失,所以小球到达C点时的速度为0；
(2)据题意可知,由于不计空气阻力和摩擦,机械能是守恒的,所以小球经过M点时的机械能等于其在A点的机械能。
高频中考题
16.A 【解析】:运动员对跳板的压力和跳板对运动员的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在不同物体上,因此二力是一对相互作用力,故A正确；运动员被跳板弹起的过程中,弯曲的跳板的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能,故B错误；运动员离开跳板上升的过程中,速度减小,高度增大,所以其动能减小,势能增加,故C错误；运动员在空中下落过程中受到重力作用,并且在重力的方向上移动了距离,重力做了功,故D错误；
17.C 【解析】:在弹簧恢复原状的过程中,弹簧的形变程度变小,弹性势能变小。木块的速度变大,动能变大,同时因为水平面AB粗糙,木块需要克服摩擦力做功,故弹簧的弹性势能一部分转化为小木块P的动能,一部分用于克服摩擦力做功,故A错误；小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时,需要克服摩擦力做功,所以机械能减小,故B错误；小木块P在斜面上向上运动时,高度增加,重力势能变大,因为斜面BC光滑,且空气阻力忽略不计,所以机械能守恒,故动能减小,故C正确；因为斜面BC光滑,故木块不受摩擦力作用,若空气阻力忽略不计,小木块P运动到最高点时受到垂直于斜面向上的支持力和竖直向下的重力作用,这两个力不在一条直线上,不属于平衡力,所以木块处于非平衡状态,故D错误。
18.B 【解析】:从a到b的过程中,小球质量不变,高度降低,速度变大,故重力势能减少,动能增大,属于重力势能转化为动能,故A错误；小球从a运动到b动能增大,从b运动到c动能减小,则在b点处小球动能最大,故B正确；小球从b到c的过程中,高度增加,同时克服摩擦力做功,速度减小,则小球的动能减小,故C错误；bc段弧形轨道粗糙,因此小球在bc段运动时会克服摩擦力做功,则机械能会减小,故D错误。
19.重力势 动
【解析】:卫星从远地点向近地点运行的过程中,其质量不变,相对高度降低,则势能减小；同时速度增大,动能增大,故重力势能转化为动能。
20.弹性势能 增大
【解析】:金属罐从不太陡的斜面上滚下从最高处滚下时,金属罐先由慢到快、后由快到慢滚到最低点,上面一段滚动主要是重力势能减少,金属罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加；下面一段滚动主要是重力势能和金属罐的动能减少,橡皮筋的弹性势能增加；金属罐在斜面上滚到最低处时,橡皮筋形变到最大程度,具有较大的弹性势能。在橡皮筋恢复的过程中,金属罐会由斜面底部自动滚上去。从最低处向上滚时,金属罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点,下面一段向上滚动主要是橡皮筋的弹性势能减少,金属罐的动能和重力势能增加；向上面一段滚动主要是橡皮筋的弹性势能和金属罐的动能减少,重力势能增加。
21.(1)电 (2)大
【解析】:(1)蓄能时,水被抽到上水库中,电能转化为水的机械能；
(2)抽水蓄能电站在发电时,从能量的角度看,是将水的机械能最终转化为电能,水的机械能越大转化获得的电能越多,所以建成的电站上、下水库的高度差应该比较大,最初水的重力势能较大,有利于蓄能与发电。
C组 核心素养探究/创新过关
1.(1)重力势 (2)动 (3) = (4)轨道不光滑,具有摩擦力,损耗部分机械能
【解析】:(1)A球从斜面滑下的过程中,重力势能减小,动能增大,重力势能转化为动能。
(2)B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了动能。
(3)因轨道光滑时,A球下滑的过程中重力势能全部转化为动能,所以,Ep=Ek,即mgh1=mvA2,解得vA=；若h2=h1,则最高点时A球和B球的重力势能相等,由上面的匀速可知,B球碰撞后的速度和A球碰撞前的速度相等,即vB=vA
(4)实验中轨道的摩擦力是不可避免的,所以小球在滚动过程中要克服摩擦做功,损耗部分机械能,测出的h2总小于h1
【第 十 一 章 功 和 机 械 能】
第 4 节 机械能及其转化
A组 考点清单集训/夯实基础
考点一 机械能及其转化
1.如图所示的四种运动中,重力势能转化为动能的是( )
A.运动员被蹦床弹起 B.小球从B向C运动
C.滚摆向上滚动 D.卫星从远地点向近地点运动
2.下列物体在运动过程中,动能转化为重力势能的是( )
A.自由下落的雨滴 B.水平行驶的汽车 C.向上投出的篮球 D.向坡底滑行的小车
3.一只在空中飞行的小鸟,具有的动能是15J,具有的机械能是90J,那么这只小鸟具有的重力势能是________J
考点二 机械能守恒
4.把篮球抛向空中,忽略空气阻力,能正确反映球离手后至落回地面前机械能(E)与篮球离地高度(h)的关系的图象是( )
5.如图所示,是无锡蠡湖边上的摩天轮,在小明乘坐匀速转动的摩天轮向最高点运动的过程中,关于小明的能量变化下列说法正确的是( )
A.动能转化为重力势能,机械能保持不变 B.动能转化为重力势能,机械能变大
C.动能不变,重力势能增大,机械能变大 D.动能不变,重力势能不变,机械能不变
6.我们居住的城市高楼林立,如不小心发生高空坠物事件,则可能给人们的生命财产造成损害,日前,某小区的陈先生在早上下楼取车时发现车的后挡风玻璃被穿了一个孔,上面还插着一个可乐瓶,肇事的可乐瓶里大约还有的可乐。对此,下列描述正确的是( )
A.可乐瓶从高空坠落,动能会转化为重力势能
B.可乐瓶下落过程中机械能守恒
C.可乐瓶从高空坠落,重力势能会转化为动能
D.可乐瓶砸在挡风玻璃上的瞬间,具有很大的重力势能
7.如图所示,小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中,忽略空气阻力和摩擦力,仅有动能和势能互相转化。则( )
A.小球在A处的动能等于在D处的动能 B.小球在A处的动能大于在D处的动能
C.小球在B处的机械能小于在C处的机械能 D.小球在B处的机械能等于在C处的机械能
考点三 水能和风能的利用
8.唐诗中有“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”的诗句。这动人的诗句生动、形象地反映出这两条大河蕴藏了大量的________能。三峡大坝关闸蓄水的目的是为了提高水的________能。
9.如图所示,是北京某风力发电场的巨大风车。这种装置可以利用风能带动扇叶转动,并把风车的________能转化为电能。
易错归纳(第9题图)
易错点 不能正确判断机械能是否守恒
10.(兴平期中)以下过程中机械能守恒的是( )
A.雨滴落地之前在空中匀速下落 B.物体沿光滑斜面下滑
C.飞船搭乘火箭加速上升 D.汽车刹车后在水平路面上滑行
B组 综合模拟考场/巩固排查
高频经典题
1.如图所示,动能和势能之间没有发生转化的是( )
A.匀速行驶的压路机 B.上升的滚摆 C.用弓将箭射出去 D.过山车向下俯冲
2.如图所示的四个实例中,机械能正在减小的是( )
A.蓄势待发的火箭 B.水平匀速飞行的飞机 C.匀速下降的热气球 D.加速上升的飞艇
3.如图所示,捻动滚摆的轴使其升高后释放,观察滚摆的运动,长时间后滚摆会停止上下摆动。从能量角度对其分析,下列说法不正确的是( )
A.滚摆沿着悬线向下运动时,重力势能减小,动能增加
B.滚摆到最低点后又上升,动能转化为重力势能
C.滚摆整个运动过程中,机械能守恒
D.滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆具有的机械能减小
4.如图所示,一个小球从光滑斜面的顶端自由下滑经过A点到达斜面底端,如果小球经过A点时具有的重力势能为50J若不计空气阻力,以下说法不正确的是( )
A.小球到达底端时动能大于50J
B.小球从顶端到达底端的过程中,重力势能转化为动能
C.小球到达底端时的机械能大于经过A点时的机械能
D.小球到达底端时的机械能等于经过A点时的机械能
5.人造地球卫星沿椭圆形轨道绕地球运行,离地球最近的一点叫做近地点,最远的一点叫做远地点。卫星在运行过程中机械能守恒。
(1)卫星从远地点向近地点运动时,它的势能________,动能________,速度________。
(2)卫星从近地点向远地点运动时,它的势能________,动能________,速度________。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
6.人推开弹簧门的过程中,弹簧由于发生弹性形变而具有________能,在弹簧门自动关闭的过程中,弹簧的能量转化为门的________能。
高频模拟题
7.(秦皇岛海港区期末)如图所示的四种情景中,属于重力势能转化为动能的是( )
A.将小球向上抛出,小球在上升阶段 B.跳伞运动员匀速下落
C.跳水运动员从空中下落 D.运动员骑自行车冲向坡顶
8.(周口西华县三模)如图所示,直升机悬停在空中。下列对直升机能量的分析,正确的是( )
A.直升机具有重力势能 B.直升机的动能不断转化为重力势能
C.直升机的重力势能不断转化为动能 D.直升机的机械能在不断增大
9.(包头二模)下列选项所述的现象中,机械能没有发生变化的是( )
A.跳伞运动员从空中跳伞后匀速下落 B.一个小孩从滑梯上匀速滑下
C.一个物体从高处自由下落(空气阻力不计) D.物体在光滑水平面上受水平拉力做加速运动
10.(夏邑三模)运动员跳远运动的几个阶段如图所示(不计空气阻力),则下列说法错误的是( )
A.助跑增大起跳速度是为了增大起跳时的动能 B.上升过程中动能转化为重力势能
C.在最高点时动能为零 D.从起跳到落地的整个过程中机械能大小不变
11.(泰州月考)如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在A点,B点是橡皮筋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( )
4401820106045A.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B点下落到C点的过程中,小石块的速度先增大后减小
D.小石块在C点时,受到平衡力的作用
12.(南漳模拟)跳伞运动员在跳下飞机一段时间后打开降落伞,降落至地面时速度为零,运动员从开伞到降至地面的过程中动能________,重力势能________,机械能________。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
13.(兴化三模)如图是皮球从高处自由落下,撞击地面后又弹起的频闪(每隔相等时间拍一次)照片。皮球从A到B的过程中重力势能转化为________能。进一步分析可知:皮球在下落、弹起、上升的循环过程中机械能________(填变化情况),判断的依据是________________________________________________。
14.(江阴模拟)如图甲所示,在高为h的光滑斜面上,一物块从顶端A点由静止自由滑到底端B点,在此过程中,物块的机械能________(选填“守恒”或“不守恒”)；图乙所示的图象表示该物块的________(选填“动能”或“重力势能”)随高度变化的规律。
15.(株洲模拟)小球在没有空气阻力的情况下,沿无摩擦轨道运动。
(1)如图甲所示,小球从A点静止释放,小球到达C点时速度是否为零？________________________。
(2)将轨道BC段改为水平,如图乙所示,小球仍从A点静止释放,小球经过M点时的机械能大于、小于还是等于其在A点的机械能？________________________________________________________________________。
高频中考题
16.(抚顺中考)如图所示为跳水运动员踏板起跳时的情景。下列说法正确的是( )
A.运动员对跳板的压力与跳板对运动员的支持力是相互作用力
B.运动员被跳板弹起的过程中动能转化为弹性势能
C.运动员离开跳板上升的过程中,其动能增加
D.运动员在空中下落过程中没有力对其做功
17.(荆州中考)如图,粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接,弹簧左端固定。小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中(空气阻力忽略不计),下列说法正确的是( )
A.在弹簧恢复原状的过程中,弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能
B.小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒
C.小木块P在斜面上向上运动时,动能减小,重力势能增加
D.小木块P运动到最高点时处于平衡状态
18.(深圳中考)如图,弧形轨道ab段光滑,bc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
19.(武威中考)迄今为止,我国已发射50余颗北斗导航卫星。若某卫星沿椭圆轨道绕地球运行,如图所示,则卫星从远地点向近地点运行的过程中,________能转化为________能。
20.(仙桃中考)如图所示,在一个金属罐的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来,使小铁块悬于罐体内。做好后将罐子从不太陡的斜面滚下,罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的________,滚动一段时间后罐子停下来,然后再沿斜面向上滚动,此时罐子的重力势能会________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
21.(衢州中考)如图为某抽水蓄能电站的工作原理图,用电低谷时(如深夜),电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时,再利用上水库中的水发电。
(1)蓄能时,水被抽到上水库,此过程是将________能转化为水的机械能。
(2)抽水蓄能电站选址衢江黄坛口,不仅因当地水资源丰富,同时还考虑到当地地势较陡,这样建成的电站上、下水库的高度差比较________,有利于蓄能与发电。
C组 核心素养探究/创新过关
1.小静在观看台球比赛时发现:有时运动的白球去撞击一个静止的球后,白球会立即静止在碰撞时的位置,而被撞的球似乎接替了白球,沿白球原来的运动方向,以几乎相同的速度向前运动,如图甲所示。
小静想:白球碰撞后立即静止,被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？
通过了解和初步实验,小静发现只有当体积和质量均相同的两球,而且球心在同一直线上相碰时,才可能出现上述现象。为进一步探究,她设计了下述实验方案:
将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上,取两个相同的台球A、B,将B球静置于轨道的水平部分,A球置于轨道左端斜面上某处,测出该点到水平桌面的高度h1,如图乙所示,释放A球,撞击后,A球静止,B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点,测出该点的高度h2.通过比较h2与h1的大小关系即可作出判断。
请你回答以下问题:
(1)A球从斜面滑下的过程中,________能转化为动能。
(2)B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了________能。
(3)给出重力势能的计算公式:Ep=mgh,动能的计算公式:Ek=mv2。若轨道光滑,则碰撞前瞬间A球运动速度的表达式vA=________；若h2=h1,则说明B球被撞后开始运动的速度vB________vA(选填“>”“＝”“<”)
(4)在实际实验中,测出的h2总小于h1,则导致这一现象的原因是_______________________________________
____________________________________________________________。
※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※
《参考答案及重点解析》
第4节 机械能及其转化
A组 考点清单集训/夯实基础
考点一
1.D 【解析】:运动员被蹦床弹起,是蹦床的弹性势能转化为运动员的动能,再转化为重力势能,A不符合题意；小球从B向C运动,高度变大,速度变小,是动能转化为重力势能,B不符合题意；滚摆向上滚动,高度变大,速度变小,是动能转化为重力势能,C不符合题意。
2.C 【解析】:自由下落的雨滴,重力势能转化为动能,A不符合题意；水平行驶的汽车,重力势能没有变化,B不符合题意；向坡底滑行的小车,重力势能转化为动能,D不符合题意。
3.75
【解析】:重力势能=机械能-动能=90J-15J=75J
考点二
4.A 【解析】:把篮球抛向空中,忽略空气阻力,只有动能和势能的相互转化,机械能守恒,即机械能不变。
5.【解析】由于摩天轮是在匀速转动,所以小明在上升到最高点的过程中,其速度、质量不变,故动能保持不变。同时高度增加,故重力势能增加,即其机械能增加,且其动能和势能之间没有发生转化,故C正确。
6.C 【解析】:可乐瓶从高空坠落,重力势能会转化为动能,A不符合题意；可乐瓶下落过程中,会克服摩擦阻力做功,故机械能不守恒,B不符合题意；可乐瓶砸在挡风玻璃上的瞬间,其速度达到最大,具有很大的动能,D不符合题意。
7.D 【解析】:根据题意,小球在运动的过程中仅有动能和势能互相转化,所以小球在重力势能较大的地方其动能肯定较小,观察图,发现小球在A处比在D处所处的高度高,则具有的重力势能较大,所以小球在A处具有的动能较小,故A、B不正确；小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中机械能守恒,故D符合题意,C不符合题意。
考点三
8.机械 重力势
9.机械(或动)【解析】:风力发电消耗了风能,推动发电机的轮片转动,进而产生电能,故是将机械能转化为了电能。
易错归纳
10.B 【解析】:雨滴落地前在空中匀速下落的过程,说明雨滴处于受力平衡状态,这一过程中,会有一部分机械能转化为内能,其机械能不守恒,故A错误；物体沿光滑斜面下滑的过程,不受摩擦力,所以只有重力势能和动能的转化,机械能守恒,故B正确；飞船搭乘火箭加速升空的过程,动能和重力势能都增大,所以机械能不守恒,故C错误；汽车刹车后在水平路面上滑行的过程,克服摩擦做功,机械能不守恒,故D错误。
B组 综合模拟考场/巩固排查
高频经典题
1.A 【解析】:压路机的速度不变,质量不变,动能不变,没有发生动能和势能的转化。
2.C 【解析】:蓄势待发的火箭,火箭质量不变,速度不变,动能不变；高度不变,重力势能不变,所以机械能不变,A错误；水平匀速飞行的飞机,飞机质量不变,速度不变,动能不变；高度不变,重力势能不变,机械能不变,B错误；加速上升的飞艇,飞艇质量不变,速度变大,动能变大；高度变大,重力势能变大,机械能变大,D错误。
3.C 【解析】:滚摆在运动的过程中,每次上升高度逐渐减小,机械能会减小,故C错误
4.C 【解析】:在下滑过程中,斜面是光滑的,若不计空气阻力,则没有机械能损失,机械能守恒,即任一点的机械能都相等,故C错误。
5.(1)变小 变大 变大
(2)变大 变小 变小
【解析】:根据人造卫星的运行轨迹和特点可知,卫星从远地点向近地点运动时,它的高度变小,势能变小,动能变大,速度变大；卫星从近地点向远地点运动时,它的高度变大,势能变大,动能变小速度变小
6.弹性势 动
【解析】:人推开弹簧门的过程中,弹簧由于发生弹性形变而具有弹性势能；弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关,在弹簧门自动关闭的过程中,弹簧形变减小,其弹性势能减小,弹性势能转化为门的动能。
高频模拟题
7.C 【解析】:将小球向上抛出,是动能转化为重力势能的过程,A不符合题意；跳伞运动员匀速下落,质量不变,速度不变,动能不变,高度变小,重力势能减小,B不符合题意；运动员骑自行车冲向坡顶,运动员和自行车的质量不变,速度减小,动能减小,高度增大,重力势能增大,此过程中,动能转化为重力势能,D不符合题意。
8.A 【解析】:直升机悬停在空中,所以质量不变,高度不变,速度不变,即动能和重力势能都不变,故没有动能和重力势能的转化,B、C错误；直升机的动能和重力势能都不变,故机械能不变,D错误。
9.C 【解析】:一个物体从高处自由下落,动能增大、重力势能减小,重力势能转化成动能,不计空气阻力,能量没有损失,机械能总量不变。
10.C 【解析】:在最高点时人的运动速度不为零,所以动能不为零,故C错误。
11.C 【解析】:从A点到C点的运动过程中,小石块的重力势能转化为动能的同时还转化为橡皮筋的弹性势能,故A错误；由题知B点是橡皮筋自然下垂长度的位置,所以在AB段,橡皮筋对小石块没有弹力,故B错误；从B点到C点的过程中小石块先加速后减速,减速过程中弹力大于重力,C点是下落的最低点,此时小石块虽然速度为0但是到达C点后小石块会改变运动状态向上运动,所以在C点时受到的并不是平衡力,故D错误。
12.减小 减小 减小
【解析】:运动员在降落过程中,质量不变,受到阻力作用,速度越来越小,直到为0,动能减小；高度减小,重力势能减小；由于动能和重力势能都减小,所以机械能减小。
13.动 减小 皮球弹起的最大高度在不断减小
【解析】:皮球从A到B的下落过程中,皮球的速度越来越大,高度越来越小,质量不变,所以重力势能减小,动能增加,即重力势能转化为动能；皮球从高处自由落下,从皮球每次弹起上升到最高点时,重力势能达到最大,动能为0,由图知A→C→D皮球弹起的高度逐渐减小,所以机械能减小。
14.守恒 重力势能
【解析】:物块从光滑的斜面顶端滑到斜面底部,斜面是光滑的,物块的机械能和其他形式的能没有相互转化,机械能守恒。如乙图,横坐标是高度,纵坐标是能量,同一物体的重力势能跟高度有关,所以图乙所示的图象表示该物块的重力势能随高度变化的规律。
15.(1)是 (2)等于
【解析】:(1)小球从A点静止释放,由于不计空气阻力和摩擦,没有机械能的损失,所以小球到达C点时的速度为0；
(2)据题意可知,由于不计空气阻力和摩擦,机械能是守恒的,所以小球经过M点时的机械能等于其在A点的机械能。
高频中考题
16.A 【解析】:运动员对跳板的压力和跳板对运动员的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在不同物体上,因此二力是一对相互作用力,故A正确；运动员被跳板弹起的过程中,弯曲的跳板的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能,故B错误；运动员离开跳板上升的过程中,速度减小,高度增大,所以其动能减小,势能增加,故C错误；运动员在空中下落过程中受到重力作用,并且在重力的方向上移动了距离,重力做了功,故D错误；
17.C 【解析】:在弹簧恢复原状的过程中,弹簧的形变程度变小,弹性势能变小。木块的速度变大,动能变大,同时因为水平面AB粗糙,木块需要克服摩擦力做功,故弹簧的弹性势能一部分转化为小木块P的动能,一部分用于克服摩擦力做功,故A错误；小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时,需要克服摩擦力做功,所以机械能减小,故B错误；小木块P在斜面上向上运动时,高度增加,重力势能变大,因为斜面BC光滑,且空气阻力忽略不计,所以机械能守恒,故动能减小,故C正确；因为斜面BC光滑,故木块不受摩擦力作用,若空气阻力忽略不计,小木块P运动到最高点时受到垂直于斜面向上的支持力和竖直向下的重力作用,这两个力不在一条直线上,不属于平衡力,所以木块处于非平衡状态,故D错误。
18.B 【解析】:从a到b的过程中,小球质量不变,高度降低,速度变大,故重力势能减少,动能增大,属于重力势能转化为动能,故A错误；小球从a运动到b动能增大,从b运动到c动能减小,则在b点处小球动能最大,故B正确；小球从b到c的过程中,高度增加,同时克服摩擦力做功,速度减小,则小球的动能减小,故C错误；bc段弧形轨道粗糙,因此小球在bc段运动时会克服摩擦力做功,则机械能会减小,故D错误。
19.重力势 动
【解析】:卫星从远地点向近地点运行的过程中,其质量不变,相对高度降低,则势能减小；同时速度增大,动能增大,故重力势能转化为动能。
20.弹性势能 增大
【解析】:金属罐从不太陡的斜面上滚下从最高处滚下时,金属罐先由慢到快、后由快到慢滚到最低点,上面一段滚动主要是重力势能减少,金属罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加；下面一段滚动主要是重力势能和金属罐的动能减少,橡皮筋的弹性势能增加；金属罐在斜面上滚到最低处时,橡皮筋形变到最大程度,具有较大的弹性势能。在橡皮筋恢复的过程中,金属罐会由斜面底部自动滚上去。从最低处向上滚时,金属罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点,下面一段向上滚动主要是橡皮筋的弹性势能减少,金属罐的动能和重力势能增加；向上面一段滚动主要是橡皮筋的弹性势能和金属罐的动能减少,重力势能增加。
21.(1)电 (2)大
【解析】:(1)蓄能时,水被抽到上水库中,电能转化为水的机械能；
(2)抽水蓄能电站在发电时,从能量的角度看,是将水的机械能最终转化为电能,水的机械能越大转化获得的电能越多,所以建成的电站上、下水库的高度差应该比较大,最初水的重力势能较大,有利于蓄能与发电。
C组 核心素养探究/创新过关
1.(1)重力势 (2)动 (3) = (4)轨道不光滑,具有摩擦力,损耗部分机械能
【解析】:(1)A球从斜面滑下的过程中,重力势能减小,动能增大,重力势能转化为动能。
(2)B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了动能。
(3)因轨道光滑时,A球下滑的过程中重力势能全部转化为动能,所以,Ep=Ek,即mgh1=mvA2,解得vA=；若h2=h1,则最高点时A球和B球的重力势能相等,由上面的匀速可知,B球碰撞后的速度和A球碰撞前的速度相等,即vB=vA
(4)实验中轨道的摩擦力是不可避免的,所以小球在滚动过程中要克服摩擦做功,损耗部分机械能,测出的h2总小于h1