人教版初中物理八年级下学期 机械能及其转化 专题
一、单选题
1．（2021八下·浦东期中）如图所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．动能减少
B．重力势能增大
C．机械能减少
D．机械能增大
2．（2021八下·浦东期中）如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙壁上，另一端连接一个小球。弹簧未发生形变时，小球静止在 A 点。用手把小球向左运动压缩弹簧至 B 点后松开手，小球在水平光滑地面 BC 间来回运动。不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．小球在A点时的弹性势能最大
B．在来回运动中，小球的机械能保持不变
C．当小球从B运动至A的过程，弹簧产生的弹力不变
D．当小球从B运动至C的过程，弹簧的弹性势能转化为小球的动能
3．（2021·宝安模拟）2021年4月18日，深圳欢乐港湾的“湾区之光”摩天轮正式对外开放。当小明坐在匀速转动的摩天轮的轿厢内，从最低点向最高点运动时，下列说法正确的是（ ）
A．以地面为参照物，小明是静止的
B．小明在上升过程中受到的是平衡力的作用
C．小明的重力势能不断增大，机械能也增大
D．小明在上升过程中机械能守恒
4．（2021·淄博模拟）2020年2月25日，我国在酒泉卫星发射中心用捷龙一号运载火箭，以“一箭三星”的方式成功将“千乘一号01星”、“星时代-5”卫星和“天启二号”卫星发射升空，如图。对此，下列说法正确的是（ ）
A．火箭加速上升时机械能不断增大
B．火箭加速上升时将动能不断转化为势能
C．火箭加速上升，将机械能转化为内能
D．卫星入轨后绕地球高速旋转，是将光能转化为动能
5．（2021·日照模拟）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。关于运行的卫星，下列说法正确的是（ ）
A．卫星绕地球飞行的状态是平衡状态
B．从远地点向近地点运动时，实际是一个上升的过程，速度减小
C．从近地点向远地点运动时，实际是一个上升的过程，动能减小
D．在远地点和近地点的机械能不相等
6．（2021·市北模拟）如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。开始时通过小球压缩弹簧到A位置（已知AO=OB），释放小球，研究小球在水平方向上的受力和运动情况，则（ ）
A．小球从A运动到O的过程中所受弹力方向向右、速度先增大后减小
B．小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向左、速度不断减小
C．小球运动到B点时将停止运动并保持静止
D．小球在运动过程中所受弹力的方向保持不变
7．（2021·河北模拟）如图，弧形轨道 ab 段光滑，bc 段粗糙，小球由静止开始从 a 点经最低点 b 运动至 c 点，下列分析正确的是（ ）
A．小球在 a、b 两点的机械能相等
B．从b到c的过程，小球的动能增大
C．从a到c的过程中，小球的机械能保持不变
D．从a到b的过程中，小球的动能转化为重力势能
8．（2020九上·渭滨期末）2020年11月24日4时30分，我国在海南文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭将重达8.2吨的嫦娥五号探测器顺利送入预定轨道，开启我国首次地外天体采样返回之旅.下列说法正确的是（ ）
A．火箭加速升空过程中，动能转化为重力势能，机械能增大
B．长征五号火箭的发射过程中，燃料燃烧过程中热值不断增大
C．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的密度小
D．嫦娥五号探测器在环月椭圆轨道由近月点运动到远月点的过程中，速度减小，机械能不变.
9．（2020九上·兴化期末）有甲、乙两个完全相同的小球。在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，如图所示。若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．抛出时刻，甲球比乙球的动能小
B．抛出时刻，甲球比乙球的重力势能小
C．落地时甲的机械能等于乙的机械能
D．落地时甲的机械能小于乙的机械能
10．（2020九上·太仓期末）雨滴从高空由静止开始下落，由于空气阻力的影响，最终会以恒定的速度匀速下降。雨滴在空中下落的整个过程中（不计雨滴质量变化）（ ）
A．动能一直增大，机械能一直减小
B．重力势能一直减小，机械能不变
C．动能先增大后不变，机械能不变
D．动能先增大后不变，机械能一直减小
11．（2020九上·江苏期末）如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆动到右侧的最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hA>hC。在小球从B点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球的运动状态保持不变
B．小球在B点时的动能为0
C．小球的机械能总量逐渐减小
D．小球的动能全部转化为重力势能
12．（2020九上·淮南月考）如图所示，当摆线自然下正时，小球在B点。现将小球拉到A点，然后释放。小球将从A摆向B，再由B摆向C。下列判断正确的是（ ）
A．小球在A点时，重力势能和动能都最大
B．小球在B点时，重力势能和动能都最大
C．小球从A到B的过程中，重力势能减小，动能增大
D．小球从B到C的过程中，重力势能减小，动能增大
13．（2020九上·江苏月考）如图所示弹簧固定于竖直墙壁，置于粗糙水平面上，B处为弹簧的原长位置，将弹簧压缩让小球自A处由静止释放，小球向右运动，经过B点最终静止于C处，则小球（ ）
A．运动至B点时，受平衡力作用
B．从B点到C点的过程中，惯性越来越小
C．从A点到B点的过程中，动能一直增大
D．从A点到C点的过程中，机械能先增大后减小
14．（2020九上·张家港期中）掷铅球是奥运会田径赛项目之一．如图所示为掷出去的铅球从a处出手后，在空中的运动轨迹，球最终停在水平地面e处．则铅球（a点、c点高度相同，不计空气阻力）（ ）
A．在a处重力势能最小 B．在b处动能为零
C．在a、b、c三处机械能相等 D．在d处动能为零
15．（2020九上·亭湖期中）如图所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从A点由静止释放，若小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做的功用W表示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量与动能的增加量之差等于W
B．小球能够从A点运动到D点
C．小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量
D．小球从A点运动到C点的过程中，机械能的减少量等于动能的增加量
16．（2020九上·常熟期中）一个篮球不小心被水打湿，小明继续使用该篮球进行训练，球离手后，发现篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中，地面上留下了一个个“印迹"，以下判断正确的是（不考虑篮球质量的变化）（ ）
A．B点时的动能等于C点时的动能
B．A点到B点的过程是重力势能与动能之间的相互转化
C．1、2、3三个“印迹"大小相同
D．D点时篮球的动能不为0
17．（2020九上·广东开学考）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
18．（2019八上·惠安月考）如图所示，两个相同的光滑弧形槽，一个为A1B1C1凸形，一个为A2B2C2凹形，两个相同小球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，小球通过凸形槽的时间为t1，通过凹形槽的时间为t2，则t1、t2的关系为（ ）
A．t1＝t2 B．t1＞t2 C．t1＜t2 D．无法确定
二、填空题
19．（2021八下·上海期中）甲乙两车在山坡上行驶，当它们都在下坡时，它们的 图，如图所示，已知两车质量相同，某时刻甲在前，乙在后，则甲车动能 乙车动能，甲车势能 乙车势能，甲车机械能
乙车机械能（以上空格均选填“大于”、“小于”或“等于”）．
20．（2021·油田模拟）小宁为了研究浸在液体中的物体所受浮力的规律，设计了如图甲的实验，他将弹簧测力计一端固定，另一端挂一合金块A，开始时他将合金块A浸没在装有水的容器中，容器底部有个由阀门B控制的出水口，实验时，打开阀门B缓慢放水，在此过程中水对容器底部的压强 （选填“变大”或“不变”或“变小”），且金属块始终不与容器底部接触，弹簧测力计示数随放水时间变化的规律如图乙，则合金块A受到的最大浮力为 N，合金块A的密度是 kg/m3(g取10N/g)
三、计算题
21．（2020·安庆模拟）已知物体动能的表达式为 ， 重力势能表达式为 。如图所示，小明从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5m后回落，最后到达地面，不计空气阻力。求：
（1）小球抛出时的出手速度v0；
（2）小球落地时的速度v。
四、实验探究题
22．（2019九上·兴化月考）小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究(不考虑空气阻力，g取10 N/kg)：
（1）让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲)，在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙)，小球速度为5 m/s.从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短(如图丙)的整个过程中，得到小球的速度v和弹簧缩短的长度Δx之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点．已知该轻弹簧每受到0.1 N的压力就缩短1 cm，并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变．
① 从小球接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况 ．
② 实验全过程中，弹簧产生的弹力的最大值为 N.
③ 由图可知，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，小球处于 (平衡/非平衡)状态．
（2）小明要探究小球下落压缩弹簧时，弹簧的最大压缩量与小球的质量的关系．需用 不同的小球，分别让小球从相同的 自由下落，压缩 弹簧，测出 ．通过比较，从而得出结论．
23．（2019八下·南关期末）如图所示，在探究物体动能的大小与哪些因素有关时，让两辆小车分别从同一斜面相同高度由静止释放，撞击水平木板上同一木块。
（1）甲、乙两图探究的是小车的动能与 的关系，实验中是通过观察 来比较动能的大小。
（2）若要探究动能与另一个因素的关系时，应让同一辆小车从 （选填“相同”或“不同”）的高度静止释放。
（3）在图甲装置基础上，去掉木块，添加毛巾、棉布可以完成探究“阻力对物体运动的影响”的实验，为了便于推理，以下放在水平面上的材料顺序最合理的是_______。
A．木板、棉布、毛巾 B．木板、毛巾、棉布
C．毛巾、棉布、木板 D．毛巾、木板、棉布
（4）要研究滑动摩擦力与压力的关系，选用图乙实验中的水平长木板、木块（方便拉动）和砝码，还需要添加的器材是 。实验中利用 原理知道摩擦力大小。
24．（2019九下·高邮月考）小明用弹簧测力计、长方体木块A、砝码、木板、斜面、小车等器材完成下列实验。
（1）如图甲所示是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置示意图。
①将物块A置于水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动，使其做 运动。
②小明设计了如图所示的实验方案，记录数据为表中1、2，得到的初步结论是 。
（2）如图乙所示是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。
次数 压力/N 弹簧测力计示数/N
1 1.7 0.3
2 2.7 0.5
①它的动能大小是用 来反映的。
②乙图的实验过程中存在的问题是： 。
（3）如图丙所示是“研究阻力对运动影响”的实验装置示意图。丙图所示的小车在毛巾表面和木板表面克服摩擦力做的功分别为W1、W2，则W1 W2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
25．（2018九上·灌阳期中）为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图所示的实验装置来进行实验，图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景；图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。
（1）若要探究动能大小与速度的关系，应选择图 （选填“甲”、“乙”）进行实验。木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力 （选填“变大”、“变小”或“不变”），克服摩擦力做功的功率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？ ，原因是 。
26．（2018九上·泰兴期中）如图所示是探究动能大小与哪些因素有关的实验装置：
（1）实验中通过观察 来比较小球的动能大小，此处应用的研究方法是 。
（2）将同一小球从同一斜面的不同高度（h1＜h2）由静止开始释放的目的是：使小球到达斜面底部时的速度 （选填“相同”或“不同”）。该实验中物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时 （选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的速度。
（3）小球推动木块，最后静止时的位置如图甲、乙所示，由此实验得到的结论是质量相等的物体， ，动能越大。
（4）如图丙所示，质量较小的扑克牌动能较大时能切入黄瓜，根据上面的探究可知，飞行的扑克牌一定具有 的速度（选填“较大”或“较小”）。
（5）若在实验中，物体B碰后滑出木板，在不改变原有器材的情况下，如何保证碰后物体B能始终在木板上滑行？方法是 。
（6）若水平面绝对光滑，本实验 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
五、综合题
27．（2020九上·广东开学考）如图所示，在粗糙轨道上，小明操控电动车从A处运动到C处，其中BC段“V-t”图象如图所示，在C处，切断电源使车失去动力，而车能一直运动，并经过E处，则：
（1）从B处到C处，车的机械能 (选填“增大”、“减少”或“不变”)
（2）经过C处时，小车继续向上运动，原因是 ；
（3）D和E点等高，车在D处的动能 车在E处的动能(选填“<”、“=”或“>”)。
28．（2018九上·潮州期中）
（1）将体积相等的实心铅球和铁球放在同一个水平桌面上，则铅球的重力势能 （选填“大于”、“等于”或“小于”）铅球的重力势能（以地面为参考面，ρ铅＞ρ铁）
（2）小亮将铅球抛向空中，从a点离手，运动轨迹如图甲虚线所示，a点与c点在同一水平高度，忽略空气阻力。若铅球在a处机械能为E0，请在图乙中画出反映小球离手后落至地面之前，机械能E与小球高度h大致的关系图象 。铅球在c点处的速度 （选填“大于”、“等于”或“小于”）a点处的速度。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】解：小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，小朋友的质量不变，速度不变，则小朋友的动能不变；又由于小朋友的质量不变，高度在减小，则小朋友的重力势能变小，动能和重力势能之间不存在能量转化；故AB错误；小朋友的动能不变，重力势能变小，机械能等于动能和重力势能的和，故机械能减小。故D错误，C正确。
故答案为：C。
【分析】解答本题需要知道动能大小的影响因素：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：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；小朋友沿着滑梯匀速下滑时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，则机械能减小。
2．【答案】B
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件；能量的转化或转移
【解析】【解答】 AB、由于水平地面是光滑的，没有摩擦，所以弹簧的弹性势能和小球的动能的和是保持不变的，故在任何一点的弹性势能和动能的和都相同，在A点时，弹簧的弹性势能最小，小球的动能最大，即系统的机械能保持不变，故A正确，B错误；
C、当小球从B运动至A的过程，弹簧恢复原状，弹簧的形变减小，则弹簧产生的弹力变小，故C错误；
D、当小球从B运动至A的过程，弹簧的形变变小，弹性势能变小，小球的速度变大，动能变大，即弹簧的弹性势能转化为小球的动能，从A到C，弹簧的形变变大，弹性势能变大，小球的速度减小，动能减小，即小球的动能转化为弹簧的弹性势能，故D错误。
故选：B
【分析】动能大小的影响因素：质量、速度；物体的质量越大，速度越大，其动能越大；物体的弹性势能大小与物体的弹性形变大小有关，同一物体的弹性形变越大，其弹性势能越大。根据小球的运动状态、弹簧的弹性形变的程度分析。
3．【答案】C
【知识点】机械能及其转化；运动和静止的相对性
【解析】【解答】A．以地面为参照物，小明相对于地面的位置发生改变，小明是运动的，A不符合题意；
B．小明在上升过程中，运动的方向发生改变，运动状态发生改变，受到非平衡力的作用，B不符合题意；
CD．小明在上升过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，机械能变大，机械能不守恒，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
4．【答案】A
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】AC．火箭加速上升时，内能转化为机械能，机械能不断增大，A符合题意，C不符合题意；
B．火箭加速上升时，将内能转化为动能和重力势能，动能和重力势能都在不断增大，B不符合题意；
D．卫星入轨和绕地球高速旋转，动能和重力势能不断相互转化，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
5．【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A．卫星绕地球飞行的过程其运动方向在变化，所以不是在平衡状态，A不符合题意；
BCD．卫星在太空运动时，没有空气阻力，只受到重力作用，所以机械能是守恒的，从远地点到近地点运动时，卫星离地面的高度变低，则其重力势能减小，那么动能增大，则速度增大，反过来，从近地点到远地点，离地面高度变高，重力势能增大，那么动能减小，BD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
6．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．小球从A运动到O的过程中，弹簧恢复原状，此时小球所受弹力方向向右，将弹性势能转化为动能，速度不断增大，A不符合题意；
B．小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉开，此时小球所受弹力方向向左，球的动能转化为弹簧的弹性势能，速度不断减小，B符合题意；
C．小球运动到B点时，由于动能全部转化为弹性势能，速度为零，此时受到弹簧向左的弹力作用，不会保持静止，C不符合题意；
D．小球在运动过程中所受弹力的方向先向右后向左，是变化的，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体发生弹性形变产生弹力，弹力的方向和形变方向相反；力可以改变物体的运动状态。
7．【答案】A
【知识点】机械能守恒条件
【解析】【解答】AD．弧形轨道ab段光滑，小球在ab段滑行时，机械能没有损失，小球在 a、b 两点的机械能相等，该过程中小球的重力势能转化为动能，A符合题意，D不符合题意；
BC．bc 段粗糙，摩擦生热，该从b到c的过程，部分机械能转化为内能，机械能减小，所以a到c的过程中，小球的机械能减小，b到c的过程，小球的重力势能增加，内能增加，由能量守恒可知，小球的动能减小，B不符合题意，C不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当物体不受到摩擦力时，物体的机械能守恒，即动能与重力势能之和是定值，动能减小，重力势能增加，反之，动能增大，重力势能减小。
8．【答案】D
【知识点】机械能及其转化；燃料的热值
【解析】【解答】A．火箭加速升空过程中，燃料的内能转化成机械能，所以火箭的机械能增大，A不符合题意；
B．热值是燃料的根本属性，其数值大小不变，B不符合题意；
C．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值大，在和其它燃料同等质量的情况下，液氢的燃烧能获取更多的能量，C不符合题意；
D．嫦娥五号探测器在环月椭圆轨道由近月点运动到远月点的过程中，是动能向重力势能转化的过程，所以其速度减小，但机械能守恒，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】质量一定时，物体的动能和速度有关，重力势能和高度有关；物体无摩擦运动时，机械能保持不变。
9．【答案】C
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；机械能及其转化
【解析】【解答】AB．甲、乙的质量相同，并且在抛出时的速度及所处的高度相等，所以它们的动能和重力势能相等，AB不符合题意；
CD．若不计空气阻力，机械能守恒，落地时甲的机械能等于乙的机械能，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】能量在转化过程中，总量保持不变。
10．【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】雨滴从高空由静止开始下落时，此时摩擦力小于重力，速度逐渐变大，摩擦阻力也随之增大，当阻力与重力相等时达到平衡状态，以恒定的速度匀速下降；在此过程中，高度不断下降，动能先增大后不变，重力势能一直减小，且由于一直克服摩擦做功，所以机械能一直减小。
故答案为：D。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；雨滴受到阻力，机械能减小。
11．【答案】C
【知识点】机械能及其转化；平衡状态的判断
【解析】【解答】A．小球在运动过程中，运动的方向不断发生变化，也就是运动状态变化，A不符合题意；
B．小球在B点时，重力势能最小，动能最大，动能不为0，B不符合题意；
CD．小球由A到B的过程，大部分的重力势能转化为动能，由B到C大部分动能转化为重力势能，在此期间受到摩擦力，部分机械能转化为内能，所以小球的机械能总量逐渐减小，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】质量一定时，高度越低，重力势能越小；物体的动能和质量、速度有关。
12．【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A．A点为左侧最高点，此时速度为0，所以重力势能最大，动能最小，A不符合题意；
B．B点为最低点，此时速度最大，所以重力势能最小，动能最大，B不符合题意；
C．小球从A到B的过程中，铁球的质量不变，高度减小，速度增大，所以重力势能减小，动能增大，C符合题意；
D．小球从B到C的过程中，铁球的质量不变，高度增大，速度减小，所以重力势能增大，动能减小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
13．【答案】D
【知识点】机械能及其转化；惯性及其现象；平衡力的辨别
【解析】【解答】A．运动至B点时，弹簧弹力为零，但在粗糙水平面上，球要受到滚动摩擦力的作用，则不受平衡力作用，故A不符合题意；
B．惯性的量度是质量，从B点到C点的过程中球的质量不变，则惯性不变，故B不符合题意；
C．在粗糙水平面上，球要受到滚动摩擦力的作用，在A点与B点之间某处达到二力平衡，此时速度达到最大，之后逐渐减速，所以从A点到B点的过程中，动能先增大后减小，故C不符合题意；
D．从A点到C点的过程中，高度不变，重力势能不变，速度先增大后减少至零，则机械能先增大后减小，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】物体受到平衡力，处于平衡状态；惯性和物体的质量有关，质量不变，惯性不变；动能和物体的质量、速度有关；物体间摩擦时，机械能转化为内能。
14．【答案】C
【知识点】机械能守恒条件
【解析】【解答】A．实心球在de处高度最低，重力势能最小，A不符合题意；
B．实心球在b处竖直方向的速度为0，但是由于惯性实心球在b处水平方向的速度不为0，所以实心球动能不为零， B不符合题意；
C．在不计空气阻力的情况下，机械能守恒，所以实心球在a、b、c三处机械能相等，C符合题意；
D．实心球最终停在水平地面e处，在d点速度不为0，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】当物体不受到摩擦力时，物体的机械能守恒，即动能与重力势能之和是定值，动能减小，重力势能增加，反之，动能增大，重力势能减小。
15．【答案】A
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A．从A点向B点运动过程中，重力势能大部分转化成动能，因为有滑动摩擦，少部分转化成内能，A符合题意；
B．因为有滑动摩擦，少部分转化成内能．小球不能够从A点运动到D点，B不符合题意；
C．小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量和克服摩擦做的功，C不符合题意；
D．小球从A点运动到C点的过程中，机械能的减少量等于克服摩擦做的功，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】小球在下落的过程中受到阻力，机械能减小，重力势能减小，速度越来越快，重力势能转化为动能和内能。
16．【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A．从B到C点时，由于克服空气阻力做功，机械能减小，B、C两点高度相同，故机械能相同，B点的动能大于C点的机械能，A选项错误；
B．A点到B点的过程是重力势能转化为动能，接触地面后动能转化为弹性势能，触底反弹时，是弹性势能转化为动能，B选项错误；
C．印记的形成是动能转化为弹性势能，由于到达1、2、3动能不同，故弹性势能不同，印记大小不同，C选项错误；
D．由于足球接着往前运动，说明其水平方向上有速度，故其动能不为零，D选项正确。
故答案为：D。
【分析】篮球在下落的过程中位置不断变低，重力势能减小，速度越来越快，动能不断增加，但是每次篮球反弹的高度减小，故机械能在减小。
17．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；力与运动的关系
【解析】【解答】从O到A的过程中，运动员只受重力，合力向下与运动方向一致，做加速运动；从A到B的过程中，运动员受到重力和弹力，但是弹力小于重力，合力还是向下，与运动方向一致，做加速运动；当到达B点时，弹力等于重力，合力为零，加速停止，即此时运动员的速度最大；从B到C的过程中，弹力大于重力，合力向上，与运动方向相反，那么运动员做减速运动，C点时速度为零。
A.从A点到B点运动员加速下落，故A错误；
B.从B点到C点运动员减速下落，故B正确；
C.C点时运动员的速度为零，动能最小，故C错误；
D.从A-B-C运动员的重力势能转化为动能，动能再转化为弹性势能，因此运动员的动能+重力势能+弹性势能的总和保持不变，故D错误。
故选B。
【分析】（1）（2）当物体受到的合力与运动方向相同时，物体做加速运动；当合力为零时，物体做匀速直线运动；当合力的方向与运动方向相反时，物体做减速运动；
（3）动能与质量和速度的大小有关，注意分析C点时物体的速度大小；
（4）注意弹性绳子弹性势能的变化。
18．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；速度公式及其应用
【解析】【解答】解：（1）在凸形光滑弧形槽中运动的小球，从以速度v进入弧形槽到运动到最高点的过程中，动能转化为重力势能，运动速度减小，小于初速度；在从最高点运动到槽末端的过程中，小球的重力势能再化为动能，到达槽末端时，速度由增大为到初速度v；（2）在凹形光滑弧形槽中运动的小球，从以速度v进入轨道到运动到最低点的过程中，重力势能转化为动能，速度变大，大于初速度；在从最高点运动到弧形槽末端的过程中，小球的动能转化为重力势能，速度变小，到达槽末端时，速度减小为到等于初速度v；（3）由以上分析可知：在凸形光滑轨道中运动的小球，平均速度v凸小；在凹形光滑弧形槽中运动的小球，平均速度v凹大；即v凸＜v凹，由因为两小球的路程s相等，由公式t＝ 知：在凸形轨道的小球运动时间t1大，在凹形轨道中的小球运动时间小t2，即：t1＞t2。
故答案为：B。
【分析】（1）由速度公式的变形公式t＝ 知：物体运动路程s相等时，速度大的物体所用时间短，速度小的物体运动时间长；（2）分析图示两种情况，判断两个小球运动速度的大小关系，根据小球运动速度关系，再判断小球运动的时间关系。
19．【答案】小于；小于；小于
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】解：甲乙两车的图像是过原点的直线，则表示两车做的都是匀速直线运动；则在相同时间内乙通过的路程大于甲的路程，则甲的速度小于乙的速度，由由于两车质量相同，则甲的车动能小于乙车动能；由题干可知两车下坡，且甲在前，乙在后，则甲的高度低于乙的高度，由两车质量相同，则甲的重力势能小于乙的重力势能；机械能等于势能与动能之和，则甲的机械能小于乙的机械能。
【分析】解答本题首先通过图像判断辆车的速度大小，然后由题干中的质量相等及影响动能和势能的因素即可判断动能和势能的大小关系。
20．【答案】变小；10；3.2×103
【知识点】液体压强的计算；浮力的利用
【解析】【解答】解：当打开阀门B缓慢放水时，容器内水的深度减小，故水对容器底部的压强变小；
当弹簧测力计的示数最大时，合金块还没有浸入水中（即合金块完全露出水面），此时弹簧测力计的示数等于合金块的重力G，则G=F最大=32N；
当弹簧测力计的示数最小时，合金块A浸没在水中，此时受到的浮力最大，
则合金块A受到的最大浮力为：F浮=G-F最小=32N-22N=10N。
合金块浸没在水中时，排开水的体积等于合金块的体积，
由阿基米德原理可得合金块的体积：，
合金块的质量：，
合金块的密度：。
【分析】液体压强的特点：压强随着深度的减小而减小；
弹簧测力计的示数最大时，合金块没有浸入水中，此时弹簧测力计的示数等于合金块的重力G；弹簧测力计的示数最小时，合金块A浸没水中，受到的浮力最大，其大小等于合金块重力减去弹簧测力计的最小示数。
利用阿基米德原理求排开水的体积，即合金块A的体积，利用重力公式求合金块质量，再利用密度公式计算合金块A的密度。
21．【答案】（1）解：小球到达最高点时，动能完全转化为重力势能，则
即
解得v0=10m/s
答：小球抛出时的出手速度v0为10m/s。
（2）解：小球落地时，重力势能转化为动能，则
即
解得
答：小球落地时的速度v为 。
【知识点】动能和势能的大小变化；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）小球运动到最高点，动能全部转化为重力势能，列方程求解出手速度即可；
（2）同理，小球下落，重力势能转化为动能，列方程求解末速度即可。
22．【答案】（1）先变大后变小；6.2；非平衡
（2）质量；高度；同一；弹簧的最大压缩量
【知识点】探究影响物体势能大小的因素；机械能及其转化
【解析】【解答】（1）①根据图像，小球接触弹簧后速度先变大后减小，则动能先增大后变小；②因为弹簧受到0.1N的压力，缩短0.1cm，但最大缩短6.2cm时，产生的弹力为6.2cm×0.1N/cm=0.62N；③当小球的速度加到最大时，受到平衡力的作用，此时弹力为0.1N，说明小球的重力为0.1N，小球下落到最低时，弹簧的最大的弹力为0.62N，此时小球速度为0，所以受力不平衡；
（2）若探究弹簧的压缩量和质量的关系，需要改变小球的质量，保持下落的高度相同，压缩相同的弹簧，测量出弹簧被压缩的不同情况。
【分析】（1）①根据物体运动的速度判断动能的大小变化；②根据弹簧受力的压缩量计算弹簧的弹力；③根据物体受到的力的大小判断是否为平衡力；
（2）探究弹簧的压缩量和质量的关系，要改变物体的质量，保持其它因素相同。
23．【答案】（1）质量；木块移动的距离
（2）不同
（3）C
（4）弹簧测力计；二力平衡
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；阻力对物体运动影响的探究实验；探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】（1）当小车分别从同一斜面相同高度滑下时，到达水平面时的初速度相同，而乙图中小车上方加了一个钩码，故两次质量不同，所以甲乙两图探究动能与小车质量的关系；实验中小车的动能做功，推动木块移动，可以通过观察木块移动的距离来比较动能的大小；（2）探究动能大小与另一个因素，即动能与速度的关系时，应控制质量相同，速度不同，故应使相同的小车从斜面的不同高度滑下；（3）探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，结论为：平面越光滑，小车运动的距离越长，即小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，再据此进行推理，所以水平面材料放置顺序应由粗糙到光滑，C符合题意；（4）研究滑动摩擦力与压力的关系，除了长木板、木块（方便拉动）和砝码外，因为要测量摩擦力（拉力）的大小，所以还需要弹簧测力计；实验中应匀速直线拉动木块，此时拉力与摩擦力平衡，二力大小相等，所以根据二力平衡的原理知，此时摩擦力等于拉力。
【分析】（1）探究动能大小的影响因素，用到转换法（小车的动能无法直接比较，通过木块被撞后移动距离的大小反映动能的大小）和控制变量法（当研究动能大小与质量的关系时，要让质量不同的小车沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同，质量不同；当研究动能大小与速度的关系时，应选择同一小车从不同的高度释放，这样可以保证小车的质量相同，速度不同）.
（3）在探究阻力对物体运动的影响实验中，所用到的实验方法除控制变量法（让小车从斜面上同一高度下滑，保持到底面的初速度相同）外，还有科学推理法（在现象的基础上，再进行适当的科学推理，可得出当小车不受阻力时，其将保持什么样的运动状态）及转换法（接触面越来越光滑，小车所受摩擦阻力越来越小，其运动的距离也越来越远）.
（4）滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力大小有关系，涉及到实验原理（只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，拉力大小才等于摩擦力的大小）及控制变量法（研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变：在接触面粗糙程度相同的条件下，压力越大，摩擦力越大；在接触面压力相同的条件下，接触面越粗糙，摩擦力越大）的运用和数据分析能力.
24．【答案】（1）匀速直线；在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大
（2）木块被推动的距离；木块放在水平面的位置不同，不便于比较木块被推动的距离
（3）等于
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；阻力对物体运动影响的探究实验；探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】（1）①实验中，需用测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，所以两个力大小相等；
②由图甲和表中数据可知：在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；（2）①该实验的研究对象是小车，它的动能大小是用木块被推动的距离来反映的；
②图乙中木块放在水平面的位置不同，这样不便于比较木块被推动的距离； （3）丙图中，小车对水平面压力相等，都等于小车重力，毛巾比木板粗糙，所以小车在毛巾表面和木板表面受到的摩擦力关系为f1＞f2；
在本实验中，小车滑下来的动能都用来克服摩擦力做功了，由于小车质量和速度相同，所以两次实验中小车的动能相同，克服摩擦力做的功也相同，即W1=W2。
故答案为：（1）①匀速直线；②在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；（2）①木块被推动的距离；②木块放在水平面的位置不同，不便于比较木块被推动的距离；（3）等于.
【分析】（1）滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力大小有关系，涉及到实验原理（只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，拉力大小才等于摩擦力的大小）及控制变量法（研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变：在接触面粗糙程度相同的条件下，压力越大，摩擦力越大；在接触面压力相同的条件下，接触面越粗糙，摩擦力越大）的运用和数据分析能力.
（2）探究动能大小的影响因素，用到转换法（小车的动能无法直接比较，通过木块被撞后移动距离的大小反映动能的大小）和控制变量法（当研究动能大小与质量的关系时，要让质量不同的小车沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同，质量不同；当研究动能大小与速度的关系时，应选择同一小车从不同的高度释放，这样可以保证小车的质量相同，速度不同）.
（3）摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关，由此分析两次小车受到的摩擦力大小；小车消耗的动能都克服摩擦力做功了，根据小车原来动能的大小比较做功的多少.
25．【答案】（1）乙；不变；变小
（2）不能；木块做匀速直线运动
图1
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）因为动能大小既与物体的质量大小有关，又与速度有关，所以要探究动能大小与速度的关系，应控制两个小球质量相同，而释放高度不同，由图可知，应选择图乙进行实验；木块在水平面上滑动时，由于压力大小和接触面的粗糙程度都不变，所以木块受到水平面的摩擦力不变；因为木块在水平面上滑动时，虽然受到的摩擦力大小不变，但速度越来越小，由P=fv可知，克服摩擦力做功的功率变小；
（2）如果实验装置的水平面如果绝对光滑，木块被撞击运动时受到的阻力为零，则木块将做匀速直线运动，不会停下来，故不能判断运动的距离大小，即不能判断小球动能的大小。
故答案为：（1）乙；不变；变小；（2）不能，木块做匀速直线运动。
【分析】（1）因为动能大小既与物体的质量大小有关，又与速度有关，所以要探究动能大小与速度的关系，应控制两个小球质量相同，释放高度不同；对影响滑动摩擦力大小的因素：压力大小和接触面的粗糙程度，进行分析即可；利用公式P=fv，进行分析判断克服摩擦力做功的功率变化情况；
（2）根据力是改变物体运动状态的原因进行分析即可。
26．【答案】（1）木块B被推距离；转换法
（2）不同；碰前A
（3）速度越大
（4）较大
（5）减小释放的高度或减小斜面的坡度
（6）不能
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）探究物体动能大小的影响因素时，通过观察小球推动木块移动的距离比较动能的大小，这种方法是转化法；（2）当相同的小球从斜面的不同高度释放时，到达水平面时的速度不同，此时的速度指的是下落的小球和木块相碰前的速度；（3）根据甲图和乙图可知，当质量相同时，物体的速度越大，动能越大；（4）飞行的扑克牌可以切入黄瓜，扑克牌的质量小，但动能较大，则一定是速度较大；（5）由于小球碰触木块时，木块滑出木板，可以减小小球下落的高度，或减小斜面的坡度；（6）若水平面光滑，木块不会停止，一直运动，则无法比较动能的大小。
【分析】（1）利用小球推动木块移动的距离反应动能的大小，利用了转化法；
（2）质量相同的小球从斜面的不同高度下落时，到达水平面时的速度不同；
（3）在质量相同时，物体的速度越大，动能越大；
（4）物体的动能和物体的速度、质量有关；
（5）木块被推后运行较远，说明动能较大，可以减小下落的高度，以减小动能；
（6）运动的物体不受力，则保持匀速直线运动，无法比较动能的大小。
27．【答案】（1）增大
（2）小车具有惯性
（3）大于
【知识点】动能和势能的大小变化；惯性及其现象
【解析】【解答】（1）从B处到C处，小车的高度增大，重力势能增大；速度不变，那么动能不变。根据机械能=动能+重力势能可知，小车的机械能增大；
（2）经过C处时，小车继续向上运动，原因是小车具有惯性；
（3）D和E点等高，那么小车在这两点时重力势能相同。因为轨道粗糙，所以运动时间越长，机械能的损耗越多，因此D点的机械能大于E点的机械能。根据机械能=动能+重力势能可知，小车在D点的动能大于在E点的动能。
【分析】（1）根据机械能=动能+重力势能分析；
（2）一切物体都有保持运动状态不变的性质，这种性质叫惯性；
（3）首先比较D、E两点机械能的大小，再比较重力势能的大小，最后根据机械能=动能+重力势能比较动能的大小。
28．【答案】（1）大于
（2）；等于
【知识点】势能的影响因素；机械能守恒条件
【解析】【解答】(1)因为铅球和铁球体积相同，有
所以铅球重量大于铁球质量，而且高度相同，所以铅球的重力势能大于铁球的重力势能。（2）忽略空气阻力。由对称性可知ac两点速度相等。（3）铅球在运动过程中机械能守恒，恒为E0，故如图所示：
【分析】重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度.
在只有重力或弹力做功的物体系统内(或者不受其他外力的作用下），物体系统的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总能量保持不变.
1 / 1人教版初中物理八年级下学期 机械能及其转化 专题
一、单选题
1．（2021八下·浦东期中）如图所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．动能减少
B．重力势能增大
C．机械能减少
D．机械能增大
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】解：小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，小朋友的质量不变，速度不变，则小朋友的动能不变；又由于小朋友的质量不变，高度在减小，则小朋友的重力势能变小，动能和重力势能之间不存在能量转化；故AB错误；小朋友的动能不变，重力势能变小，机械能等于动能和重力势能的和，故机械能减小。故D错误，C正确。
故答案为：C。
【分析】解答本题需要知道动能大小的影响因素：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：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；小朋友沿着滑梯匀速下滑时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，则机械能减小。
2．（2021八下·浦东期中）如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙壁上，另一端连接一个小球。弹簧未发生形变时，小球静止在 A 点。用手把小球向左运动压缩弹簧至 B 点后松开手，小球在水平光滑地面 BC 间来回运动。不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．小球在A点时的弹性势能最大
B．在来回运动中，小球的机械能保持不变
C．当小球从B运动至A的过程，弹簧产生的弹力不变
D．当小球从B运动至C的过程，弹簧的弹性势能转化为小球的动能
【答案】B
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件；能量的转化或转移
【解析】【解答】 AB、由于水平地面是光滑的，没有摩擦，所以弹簧的弹性势能和小球的动能的和是保持不变的，故在任何一点的弹性势能和动能的和都相同，在A点时，弹簧的弹性势能最小，小球的动能最大，即系统的机械能保持不变，故A正确，B错误；
C、当小球从B运动至A的过程，弹簧恢复原状，弹簧的形变减小，则弹簧产生的弹力变小，故C错误；
D、当小球从B运动至A的过程，弹簧的形变变小，弹性势能变小，小球的速度变大，动能变大，即弹簧的弹性势能转化为小球的动能，从A到C，弹簧的形变变大，弹性势能变大，小球的速度减小，动能减小，即小球的动能转化为弹簧的弹性势能，故D错误。
故选：B
【分析】动能大小的影响因素：质量、速度；物体的质量越大，速度越大，其动能越大；物体的弹性势能大小与物体的弹性形变大小有关，同一物体的弹性形变越大，其弹性势能越大。根据小球的运动状态、弹簧的弹性形变的程度分析。
3．（2021·宝安模拟）2021年4月18日，深圳欢乐港湾的“湾区之光”摩天轮正式对外开放。当小明坐在匀速转动的摩天轮的轿厢内，从最低点向最高点运动时，下列说法正确的是（ ）
A．以地面为参照物，小明是静止的
B．小明在上升过程中受到的是平衡力的作用
C．小明的重力势能不断增大，机械能也增大
D．小明在上升过程中机械能守恒
【答案】C
【知识点】机械能及其转化；运动和静止的相对性
【解析】【解答】A．以地面为参照物，小明相对于地面的位置发生改变，小明是运动的，A不符合题意；
B．小明在上升过程中，运动的方向发生改变，运动状态发生改变，受到非平衡力的作用，B不符合题意；
CD．小明在上升过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，机械能变大，机械能不守恒，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
4．（2021·淄博模拟）2020年2月25日，我国在酒泉卫星发射中心用捷龙一号运载火箭，以“一箭三星”的方式成功将“千乘一号01星”、“星时代-5”卫星和“天启二号”卫星发射升空，如图。对此，下列说法正确的是（ ）
A．火箭加速上升时机械能不断增大
B．火箭加速上升时将动能不断转化为势能
C．火箭加速上升，将机械能转化为内能
D．卫星入轨后绕地球高速旋转，是将光能转化为动能
【答案】A
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】AC．火箭加速上升时，内能转化为机械能，机械能不断增大，A符合题意，C不符合题意；
B．火箭加速上升时，将内能转化为动能和重力势能，动能和重力势能都在不断增大，B不符合题意；
D．卫星入轨和绕地球高速旋转，动能和重力势能不断相互转化，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
5．（2021·日照模拟）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。关于运行的卫星，下列说法正确的是（ ）
A．卫星绕地球飞行的状态是平衡状态
B．从远地点向近地点运动时，实际是一个上升的过程，速度减小
C．从近地点向远地点运动时，实际是一个上升的过程，动能减小
D．在远地点和近地点的机械能不相等
【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A．卫星绕地球飞行的过程其运动方向在变化，所以不是在平衡状态，A不符合题意；
BCD．卫星在太空运动时，没有空气阻力，只受到重力作用，所以机械能是守恒的，从远地点到近地点运动时，卫星离地面的高度变低，则其重力势能减小，那么动能增大，则速度增大，反过来，从近地点到远地点，离地面高度变高，重力势能增大，那么动能减小，BD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
6．（2021·市北模拟）如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。开始时通过小球压缩弹簧到A位置（已知AO=OB），释放小球，研究小球在水平方向上的受力和运动情况，则（ ）
A．小球从A运动到O的过程中所受弹力方向向右、速度先增大后减小
B．小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向左、速度不断减小
C．小球运动到B点时将停止运动并保持静止
D．小球在运动过程中所受弹力的方向保持不变
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．小球从A运动到O的过程中，弹簧恢复原状，此时小球所受弹力方向向右，将弹性势能转化为动能，速度不断增大，A不符合题意；
B．小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉开，此时小球所受弹力方向向左，球的动能转化为弹簧的弹性势能，速度不断减小，B符合题意；
C．小球运动到B点时，由于动能全部转化为弹性势能，速度为零，此时受到弹簧向左的弹力作用，不会保持静止，C不符合题意；
D．小球在运动过程中所受弹力的方向先向右后向左，是变化的，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体发生弹性形变产生弹力，弹力的方向和形变方向相反；力可以改变物体的运动状态。
7．（2021·河北模拟）如图，弧形轨道 ab 段光滑，bc 段粗糙，小球由静止开始从 a 点经最低点 b 运动至 c 点，下列分析正确的是（ ）
A．小球在 a、b 两点的机械能相等
B．从b到c的过程，小球的动能增大
C．从a到c的过程中，小球的机械能保持不变
D．从a到b的过程中，小球的动能转化为重力势能
【答案】A
【知识点】机械能守恒条件
【解析】【解答】AD．弧形轨道ab段光滑，小球在ab段滑行时，机械能没有损失，小球在 a、b 两点的机械能相等，该过程中小球的重力势能转化为动能，A符合题意，D不符合题意；
BC．bc 段粗糙，摩擦生热，该从b到c的过程，部分机械能转化为内能，机械能减小，所以a到c的过程中，小球的机械能减小，b到c的过程，小球的重力势能增加，内能增加，由能量守恒可知，小球的动能减小，B不符合题意，C不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当物体不受到摩擦力时，物体的机械能守恒，即动能与重力势能之和是定值，动能减小，重力势能增加，反之，动能增大，重力势能减小。
8．（2020九上·渭滨期末）2020年11月24日4时30分，我国在海南文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭将重达8.2吨的嫦娥五号探测器顺利送入预定轨道，开启我国首次地外天体采样返回之旅.下列说法正确的是（ ）
A．火箭加速升空过程中，动能转化为重力势能，机械能增大
B．长征五号火箭的发射过程中，燃料燃烧过程中热值不断增大
C．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的密度小
D．嫦娥五号探测器在环月椭圆轨道由近月点运动到远月点的过程中，速度减小，机械能不变.
【答案】D
【知识点】机械能及其转化；燃料的热值
【解析】【解答】A．火箭加速升空过程中，燃料的内能转化成机械能，所以火箭的机械能增大，A不符合题意；
B．热值是燃料的根本属性，其数值大小不变，B不符合题意；
C．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值大，在和其它燃料同等质量的情况下，液氢的燃烧能获取更多的能量，C不符合题意；
D．嫦娥五号探测器在环月椭圆轨道由近月点运动到远月点的过程中，是动能向重力势能转化的过程，所以其速度减小，但机械能守恒，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】质量一定时，物体的动能和速度有关，重力势能和高度有关；物体无摩擦运动时，机械能保持不变。
9．（2020九上·兴化期末）有甲、乙两个完全相同的小球。在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，如图所示。若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．抛出时刻，甲球比乙球的动能小
B．抛出时刻，甲球比乙球的重力势能小
C．落地时甲的机械能等于乙的机械能
D．落地时甲的机械能小于乙的机械能
【答案】C
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；机械能及其转化
【解析】【解答】AB．甲、乙的质量相同，并且在抛出时的速度及所处的高度相等，所以它们的动能和重力势能相等，AB不符合题意；
CD．若不计空气阻力，机械能守恒，落地时甲的机械能等于乙的机械能，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】能量在转化过程中，总量保持不变。
10．（2020九上·太仓期末）雨滴从高空由静止开始下落，由于空气阻力的影响，最终会以恒定的速度匀速下降。雨滴在空中下落的整个过程中（不计雨滴质量变化）（ ）
A．动能一直增大，机械能一直减小
B．重力势能一直减小，机械能不变
C．动能先增大后不变，机械能不变
D．动能先增大后不变，机械能一直减小
【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】雨滴从高空由静止开始下落时，此时摩擦力小于重力，速度逐渐变大，摩擦阻力也随之增大，当阻力与重力相等时达到平衡状态，以恒定的速度匀速下降；在此过程中，高度不断下降，动能先增大后不变，重力势能一直减小，且由于一直克服摩擦做功，所以机械能一直减小。
故答案为：D。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；雨滴受到阻力，机械能减小。
11．（2020九上·江苏期末）如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆动到右侧的最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hA>hC。在小球从B点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球的运动状态保持不变
B．小球在B点时的动能为0
C．小球的机械能总量逐渐减小
D．小球的动能全部转化为重力势能
【答案】C
【知识点】机械能及其转化；平衡状态的判断
【解析】【解答】A．小球在运动过程中，运动的方向不断发生变化，也就是运动状态变化，A不符合题意；
B．小球在B点时，重力势能最小，动能最大，动能不为0，B不符合题意；
CD．小球由A到B的过程，大部分的重力势能转化为动能，由B到C大部分动能转化为重力势能，在此期间受到摩擦力，部分机械能转化为内能，所以小球的机械能总量逐渐减小，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】质量一定时，高度越低，重力势能越小；物体的动能和质量、速度有关。
12．（2020九上·淮南月考）如图所示，当摆线自然下正时，小球在B点。现将小球拉到A点，然后释放。小球将从A摆向B，再由B摆向C。下列判断正确的是（ ）
A．小球在A点时，重力势能和动能都最大
B．小球在B点时，重力势能和动能都最大
C．小球从A到B的过程中，重力势能减小，动能增大
D．小球从B到C的过程中，重力势能减小，动能增大
【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A．A点为左侧最高点，此时速度为0，所以重力势能最大，动能最小，A不符合题意；
B．B点为最低点，此时速度最大，所以重力势能最小，动能最大，B不符合题意；
C．小球从A到B的过程中，铁球的质量不变，高度减小，速度增大，所以重力势能减小，动能增大，C符合题意；
D．小球从B到C的过程中，铁球的质量不变，高度增大，速度减小，所以重力势能增大，动能减小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
13．（2020九上·江苏月考）如图所示弹簧固定于竖直墙壁，置于粗糙水平面上，B处为弹簧的原长位置，将弹簧压缩让小球自A处由静止释放，小球向右运动，经过B点最终静止于C处，则小球（ ）
A．运动至B点时，受平衡力作用
B．从B点到C点的过程中，惯性越来越小
C．从A点到B点的过程中，动能一直增大
D．从A点到C点的过程中，机械能先增大后减小
【答案】D
【知识点】机械能及其转化；惯性及其现象；平衡力的辨别
【解析】【解答】A．运动至B点时，弹簧弹力为零，但在粗糙水平面上，球要受到滚动摩擦力的作用，则不受平衡力作用，故A不符合题意；
B．惯性的量度是质量，从B点到C点的过程中球的质量不变，则惯性不变，故B不符合题意；
C．在粗糙水平面上，球要受到滚动摩擦力的作用，在A点与B点之间某处达到二力平衡，此时速度达到最大，之后逐渐减速，所以从A点到B点的过程中，动能先增大后减小，故C不符合题意；
D．从A点到C点的过程中，高度不变，重力势能不变，速度先增大后减少至零，则机械能先增大后减小，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】物体受到平衡力，处于平衡状态；惯性和物体的质量有关，质量不变，惯性不变；动能和物体的质量、速度有关；物体间摩擦时，机械能转化为内能。
14．（2020九上·张家港期中）掷铅球是奥运会田径赛项目之一．如图所示为掷出去的铅球从a处出手后，在空中的运动轨迹，球最终停在水平地面e处．则铅球（a点、c点高度相同，不计空气阻力）（ ）
A．在a处重力势能最小 B．在b处动能为零
C．在a、b、c三处机械能相等 D．在d处动能为零
【答案】C
【知识点】机械能守恒条件
【解析】【解答】A．实心球在de处高度最低，重力势能最小，A不符合题意；
B．实心球在b处竖直方向的速度为0，但是由于惯性实心球在b处水平方向的速度不为0，所以实心球动能不为零， B不符合题意；
C．在不计空气阻力的情况下，机械能守恒，所以实心球在a、b、c三处机械能相等，C符合题意；
D．实心球最终停在水平地面e处，在d点速度不为0，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】当物体不受到摩擦力时，物体的机械能守恒，即动能与重力势能之和是定值，动能减小，重力势能增加，反之，动能增大，重力势能减小。
15．（2020九上·亭湖期中）如图所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从A点由静止释放，若小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做的功用W表示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量与动能的增加量之差等于W
B．小球能够从A点运动到D点
C．小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量
D．小球从A点运动到C点的过程中，机械能的减少量等于动能的增加量
【答案】A
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A．从A点向B点运动过程中，重力势能大部分转化成动能，因为有滑动摩擦，少部分转化成内能，A符合题意；
B．因为有滑动摩擦，少部分转化成内能．小球不能够从A点运动到D点，B不符合题意；
C．小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量和克服摩擦做的功，C不符合题意；
D．小球从A点运动到C点的过程中，机械能的减少量等于克服摩擦做的功，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】小球在下落的过程中受到阻力，机械能减小，重力势能减小，速度越来越快，重力势能转化为动能和内能。
16．（2020九上·常熟期中）一个篮球不小心被水打湿，小明继续使用该篮球进行训练，球离手后，发现篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中，地面上留下了一个个“印迹"，以下判断正确的是（不考虑篮球质量的变化）（ ）
A．B点时的动能等于C点时的动能
B．A点到B点的过程是重力势能与动能之间的相互转化
C．1、2、3三个“印迹"大小相同
D．D点时篮球的动能不为0
【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A．从B到C点时，由于克服空气阻力做功，机械能减小，B、C两点高度相同，故机械能相同，B点的动能大于C点的机械能，A选项错误；
B．A点到B点的过程是重力势能转化为动能，接触地面后动能转化为弹性势能，触底反弹时，是弹性势能转化为动能，B选项错误；
C．印记的形成是动能转化为弹性势能，由于到达1、2、3动能不同，故弹性势能不同，印记大小不同，C选项错误；
D．由于足球接着往前运动，说明其水平方向上有速度，故其动能不为零，D选项正确。
故答案为：D。
【分析】篮球在下落的过程中位置不断变低，重力势能减小，速度越来越快，动能不断增加，但是每次篮球反弹的高度减小，故机械能在减小。
17．（2020九上·广东开学考）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
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；力与运动的关系
【解析】【解答】从O到A的过程中，运动员只受重力，合力向下与运动方向一致，做加速运动；从A到B的过程中，运动员受到重力和弹力，但是弹力小于重力，合力还是向下，与运动方向一致，做加速运动；当到达B点时，弹力等于重力，合力为零，加速停止，即此时运动员的速度最大；从B到C的过程中，弹力大于重力，合力向上，与运动方向相反，那么运动员做减速运动，C点时速度为零。
A.从A点到B点运动员加速下落，故A错误；
B.从B点到C点运动员减速下落，故B正确；
C.C点时运动员的速度为零，动能最小，故C错误；
D.从A-B-C运动员的重力势能转化为动能，动能再转化为弹性势能，因此运动员的动能+重力势能+弹性势能的总和保持不变，故D错误。
故选B。
【分析】（1）（2）当物体受到的合力与运动方向相同时，物体做加速运动；当合力为零时，物体做匀速直线运动；当合力的方向与运动方向相反时，物体做减速运动；
（3）动能与质量和速度的大小有关，注意分析C点时物体的速度大小；
（4）注意弹性绳子弹性势能的变化。
18．（2019八上·惠安月考）如图所示，两个相同的光滑弧形槽，一个为A1B1C1凸形，一个为A2B2C2凹形，两个相同小球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，小球通过凸形槽的时间为t1，通过凹形槽的时间为t2，则t1、t2的关系为（ ）
A．t1＝t2 B．t1＞t2 C．t1＜t2 D．无法确定
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；速度公式及其应用
【解析】【解答】解：（1）在凸形光滑弧形槽中运动的小球，从以速度v进入弧形槽到运动到最高点的过程中，动能转化为重力势能，运动速度减小，小于初速度；在从最高点运动到槽末端的过程中，小球的重力势能再化为动能，到达槽末端时，速度由增大为到初速度v；（2）在凹形光滑弧形槽中运动的小球，从以速度v进入轨道到运动到最低点的过程中，重力势能转化为动能，速度变大，大于初速度；在从最高点运动到弧形槽末端的过程中，小球的动能转化为重力势能，速度变小，到达槽末端时，速度减小为到等于初速度v；（3）由以上分析可知：在凸形光滑轨道中运动的小球，平均速度v凸小；在凹形光滑弧形槽中运动的小球，平均速度v凹大；即v凸＜v凹，由因为两小球的路程s相等，由公式t＝ 知：在凸形轨道的小球运动时间t1大，在凹形轨道中的小球运动时间小t2，即：t1＞t2。
故答案为：B。
【分析】（1）由速度公式的变形公式t＝ 知：物体运动路程s相等时，速度大的物体所用时间短，速度小的物体运动时间长；（2）分析图示两种情况，判断两个小球运动速度的大小关系，根据小球运动速度关系，再判断小球运动的时间关系。
二、填空题
19．（2021八下·上海期中）甲乙两车在山坡上行驶，当它们都在下坡时，它们的 图，如图所示，已知两车质量相同，某时刻甲在前，乙在后，则甲车动能 乙车动能，甲车势能 乙车势能，甲车机械能
乙车机械能（以上空格均选填“大于”、“小于”或“等于”）．
【答案】小于；小于；小于
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】解：甲乙两车的图像是过原点的直线，则表示两车做的都是匀速直线运动；则在相同时间内乙通过的路程大于甲的路程，则甲的速度小于乙的速度，由由于两车质量相同，则甲的车动能小于乙车动能；由题干可知两车下坡，且甲在前，乙在后，则甲的高度低于乙的高度，由两车质量相同，则甲的重力势能小于乙的重力势能；机械能等于势能与动能之和，则甲的机械能小于乙的机械能。
【分析】解答本题首先通过图像判断辆车的速度大小，然后由题干中的质量相等及影响动能和势能的因素即可判断动能和势能的大小关系。
20．（2021·油田模拟）小宁为了研究浸在液体中的物体所受浮力的规律，设计了如图甲的实验，他将弹簧测力计一端固定，另一端挂一合金块A，开始时他将合金块A浸没在装有水的容器中，容器底部有个由阀门B控制的出水口，实验时，打开阀门B缓慢放水，在此过程中水对容器底部的压强 （选填“变大”或“不变”或“变小”），且金属块始终不与容器底部接触，弹簧测力计示数随放水时间变化的规律如图乙，则合金块A受到的最大浮力为 N，合金块A的密度是 kg/m3(g取10N/g)
【答案】变小；10；3.2×103
【知识点】液体压强的计算；浮力的利用
【解析】【解答】解：当打开阀门B缓慢放水时，容器内水的深度减小，故水对容器底部的压强变小；
当弹簧测力计的示数最大时，合金块还没有浸入水中（即合金块完全露出水面），此时弹簧测力计的示数等于合金块的重力G，则G=F最大=32N；
当弹簧测力计的示数最小时，合金块A浸没在水中，此时受到的浮力最大，
则合金块A受到的最大浮力为：F浮=G-F最小=32N-22N=10N。
合金块浸没在水中时，排开水的体积等于合金块的体积，
由阿基米德原理可得合金块的体积：，
合金块的质量：，
合金块的密度：。
【分析】液体压强的特点：压强随着深度的减小而减小；
弹簧测力计的示数最大时，合金块没有浸入水中，此时弹簧测力计的示数等于合金块的重力G；弹簧测力计的示数最小时，合金块A浸没水中，受到的浮力最大，其大小等于合金块重力减去弹簧测力计的最小示数。
利用阿基米德原理求排开水的体积，即合金块A的体积，利用重力公式求合金块质量，再利用密度公式计算合金块A的密度。
三、计算题
21．（2020·安庆模拟）已知物体动能的表达式为 ， 重力势能表达式为 。如图所示，小明从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5m后回落，最后到达地面，不计空气阻力。求：
（1）小球抛出时的出手速度v0；
（2）小球落地时的速度v。
【答案】（1）解：小球到达最高点时，动能完全转化为重力势能，则
即
解得v0=10m/s
答：小球抛出时的出手速度v0为10m/s。
（2）解：小球落地时，重力势能转化为动能，则
即
解得
答：小球落地时的速度v为 。
【知识点】动能和势能的大小变化；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）小球运动到最高点，动能全部转化为重力势能，列方程求解出手速度即可；
（2）同理，小球下落，重力势能转化为动能，列方程求解末速度即可。
四、实验探究题
22．（2019九上·兴化月考）小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究(不考虑空气阻力，g取10 N/kg)：
（1）让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲)，在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙)，小球速度为5 m/s.从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短(如图丙)的整个过程中，得到小球的速度v和弹簧缩短的长度Δx之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点．已知该轻弹簧每受到0.1 N的压力就缩短1 cm，并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变．
① 从小球接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况 ．
② 实验全过程中，弹簧产生的弹力的最大值为 N.
③ 由图可知，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，小球处于 (平衡/非平衡)状态．
（2）小明要探究小球下落压缩弹簧时，弹簧的最大压缩量与小球的质量的关系．需用 不同的小球，分别让小球从相同的 自由下落，压缩 弹簧，测出 ．通过比较，从而得出结论．
【答案】（1）先变大后变小；6.2；非平衡
（2）质量；高度；同一；弹簧的最大压缩量
【知识点】探究影响物体势能大小的因素；机械能及其转化
【解析】【解答】（1）①根据图像，小球接触弹簧后速度先变大后减小，则动能先增大后变小；②因为弹簧受到0.1N的压力，缩短0.1cm，但最大缩短6.2cm时，产生的弹力为6.2cm×0.1N/cm=0.62N；③当小球的速度加到最大时，受到平衡力的作用，此时弹力为0.1N，说明小球的重力为0.1N，小球下落到最低时，弹簧的最大的弹力为0.62N，此时小球速度为0，所以受力不平衡；
（2）若探究弹簧的压缩量和质量的关系，需要改变小球的质量，保持下落的高度相同，压缩相同的弹簧，测量出弹簧被压缩的不同情况。
【分析】（1）①根据物体运动的速度判断动能的大小变化；②根据弹簧受力的压缩量计算弹簧的弹力；③根据物体受到的力的大小判断是否为平衡力；
（2）探究弹簧的压缩量和质量的关系，要改变物体的质量，保持其它因素相同。
23．（2019八下·南关期末）如图所示，在探究物体动能的大小与哪些因素有关时，让两辆小车分别从同一斜面相同高度由静止释放，撞击水平木板上同一木块。
（1）甲、乙两图探究的是小车的动能与 的关系，实验中是通过观察 来比较动能的大小。
（2）若要探究动能与另一个因素的关系时，应让同一辆小车从 （选填“相同”或“不同”）的高度静止释放。
（3）在图甲装置基础上，去掉木块，添加毛巾、棉布可以完成探究“阻力对物体运动的影响”的实验，为了便于推理，以下放在水平面上的材料顺序最合理的是_______。
A．木板、棉布、毛巾 B．木板、毛巾、棉布
C．毛巾、棉布、木板 D．毛巾、木板、棉布
（4）要研究滑动摩擦力与压力的关系，选用图乙实验中的水平长木板、木块（方便拉动）和砝码，还需要添加的器材是 。实验中利用 原理知道摩擦力大小。
【答案】（1）质量；木块移动的距离
（2）不同
（3）C
（4）弹簧测力计；二力平衡
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；阻力对物体运动影响的探究实验；探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】（1）当小车分别从同一斜面相同高度滑下时，到达水平面时的初速度相同，而乙图中小车上方加了一个钩码，故两次质量不同，所以甲乙两图探究动能与小车质量的关系；实验中小车的动能做功，推动木块移动，可以通过观察木块移动的距离来比较动能的大小；（2）探究动能大小与另一个因素，即动能与速度的关系时，应控制质量相同，速度不同，故应使相同的小车从斜面的不同高度滑下；（3）探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，结论为：平面越光滑，小车运动的距离越长，即小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，再据此进行推理，所以水平面材料放置顺序应由粗糙到光滑，C符合题意；（4）研究滑动摩擦力与压力的关系，除了长木板、木块（方便拉动）和砝码外，因为要测量摩擦力（拉力）的大小，所以还需要弹簧测力计；实验中应匀速直线拉动木块，此时拉力与摩擦力平衡，二力大小相等，所以根据二力平衡的原理知，此时摩擦力等于拉力。
【分析】（1）探究动能大小的影响因素，用到转换法（小车的动能无法直接比较，通过木块被撞后移动距离的大小反映动能的大小）和控制变量法（当研究动能大小与质量的关系时，要让质量不同的小车沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同，质量不同；当研究动能大小与速度的关系时，应选择同一小车从不同的高度释放，这样可以保证小车的质量相同，速度不同）.
（3）在探究阻力对物体运动的影响实验中，所用到的实验方法除控制变量法（让小车从斜面上同一高度下滑，保持到底面的初速度相同）外，还有科学推理法（在现象的基础上，再进行适当的科学推理，可得出当小车不受阻力时，其将保持什么样的运动状态）及转换法（接触面越来越光滑，小车所受摩擦阻力越来越小，其运动的距离也越来越远）.
（4）滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力大小有关系，涉及到实验原理（只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，拉力大小才等于摩擦力的大小）及控制变量法（研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变：在接触面粗糙程度相同的条件下，压力越大，摩擦力越大；在接触面压力相同的条件下，接触面越粗糙，摩擦力越大）的运用和数据分析能力.
24．（2019九下·高邮月考）小明用弹簧测力计、长方体木块A、砝码、木板、斜面、小车等器材完成下列实验。
（1）如图甲所示是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置示意图。
①将物块A置于水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动，使其做 运动。
②小明设计了如图所示的实验方案，记录数据为表中1、2，得到的初步结论是 。
（2）如图乙所示是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。
次数 压力/N 弹簧测力计示数/N
1 1.7 0.3
2 2.7 0.5
①它的动能大小是用 来反映的。
②乙图的实验过程中存在的问题是： 。
（3）如图丙所示是“研究阻力对运动影响”的实验装置示意图。丙图所示的小车在毛巾表面和木板表面克服摩擦力做的功分别为W1、W2，则W1 W2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】（1）匀速直线；在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大
（2）木块被推动的距离；木块放在水平面的位置不同，不便于比较木块被推动的距离
（3）等于
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；阻力对物体运动影响的探究实验；探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】（1）①实验中，需用测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，所以两个力大小相等；
②由图甲和表中数据可知：在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；（2）①该实验的研究对象是小车，它的动能大小是用木块被推动的距离来反映的；
②图乙中木块放在水平面的位置不同，这样不便于比较木块被推动的距离； （3）丙图中，小车对水平面压力相等，都等于小车重力，毛巾比木板粗糙，所以小车在毛巾表面和木板表面受到的摩擦力关系为f1＞f2；
在本实验中，小车滑下来的动能都用来克服摩擦力做功了，由于小车质量和速度相同，所以两次实验中小车的动能相同，克服摩擦力做的功也相同，即W1=W2。
故答案为：（1）①匀速直线；②在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；（2）①木块被推动的距离；②木块放在水平面的位置不同，不便于比较木块被推动的距离；（3）等于.
【分析】（1）滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力大小有关系，涉及到实验原理（只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，拉力大小才等于摩擦力的大小）及控制变量法（研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变：在接触面粗糙程度相同的条件下，压力越大，摩擦力越大；在接触面压力相同的条件下，接触面越粗糙，摩擦力越大）的运用和数据分析能力.
（2）探究动能大小的影响因素，用到转换法（小车的动能无法直接比较，通过木块被撞后移动距离的大小反映动能的大小）和控制变量法（当研究动能大小与质量的关系时，要让质量不同的小车沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同，质量不同；当研究动能大小与速度的关系时，应选择同一小车从不同的高度释放，这样可以保证小车的质量相同，速度不同）.
（3）摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关，由此分析两次小车受到的摩擦力大小；小车消耗的动能都克服摩擦力做功了，根据小车原来动能的大小比较做功的多少.
25．（2018九上·灌阳期中）为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图所示的实验装置来进行实验，图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景；图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。
（1）若要探究动能大小与速度的关系，应选择图 （选填“甲”、“乙”）进行实验。木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力 （选填“变大”、“变小”或“不变”），克服摩擦力做功的功率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？ ，原因是 。
【答案】（1）乙；不变；变小
（2）不能；木块做匀速直线运动
图1
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）因为动能大小既与物体的质量大小有关，又与速度有关，所以要探究动能大小与速度的关系，应控制两个小球质量相同，而释放高度不同，由图可知，应选择图乙进行实验；木块在水平面上滑动时，由于压力大小和接触面的粗糙程度都不变，所以木块受到水平面的摩擦力不变；因为木块在水平面上滑动时，虽然受到的摩擦力大小不变，但速度越来越小，由P=fv可知，克服摩擦力做功的功率变小；
（2）如果实验装置的水平面如果绝对光滑，木块被撞击运动时受到的阻力为零，则木块将做匀速直线运动，不会停下来，故不能判断运动的距离大小，即不能判断小球动能的大小。
故答案为：（1）乙；不变；变小；（2）不能，木块做匀速直线运动。
【分析】（1）因为动能大小既与物体的质量大小有关，又与速度有关，所以要探究动能大小与速度的关系，应控制两个小球质量相同，释放高度不同；对影响滑动摩擦力大小的因素：压力大小和接触面的粗糙程度，进行分析即可；利用公式P=fv，进行分析判断克服摩擦力做功的功率变化情况；
（2）根据力是改变物体运动状态的原因进行分析即可。
26．（2018九上·泰兴期中）如图所示是探究动能大小与哪些因素有关的实验装置：
（1）实验中通过观察 来比较小球的动能大小，此处应用的研究方法是 。
（2）将同一小球从同一斜面的不同高度（h1＜h2）由静止开始释放的目的是：使小球到达斜面底部时的速度 （选填“相同”或“不同”）。该实验中物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时 （选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的速度。
（3）小球推动木块，最后静止时的位置如图甲、乙所示，由此实验得到的结论是质量相等的物体， ，动能越大。
（4）如图丙所示，质量较小的扑克牌动能较大时能切入黄瓜，根据上面的探究可知，飞行的扑克牌一定具有 的速度（选填“较大”或“较小”）。
（5）若在实验中，物体B碰后滑出木板，在不改变原有器材的情况下，如何保证碰后物体B能始终在木板上滑行？方法是 。
（6）若水平面绝对光滑，本实验 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
【答案】（1）木块B被推距离；转换法
（2）不同；碰前A
（3）速度越大
（4）较大
（5）减小释放的高度或减小斜面的坡度
（6）不能
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）探究物体动能大小的影响因素时，通过观察小球推动木块移动的距离比较动能的大小，这种方法是转化法；（2）当相同的小球从斜面的不同高度释放时，到达水平面时的速度不同，此时的速度指的是下落的小球和木块相碰前的速度；（3）根据甲图和乙图可知，当质量相同时，物体的速度越大，动能越大；（4）飞行的扑克牌可以切入黄瓜，扑克牌的质量小，但动能较大，则一定是速度较大；（5）由于小球碰触木块时，木块滑出木板，可以减小小球下落的高度，或减小斜面的坡度；（6）若水平面光滑，木块不会停止，一直运动，则无法比较动能的大小。
【分析】（1）利用小球推动木块移动的距离反应动能的大小，利用了转化法；
（2）质量相同的小球从斜面的不同高度下落时，到达水平面时的速度不同；
（3）在质量相同时，物体的速度越大，动能越大；
（4）物体的动能和物体的速度、质量有关；
（5）木块被推后运行较远，说明动能较大，可以减小下落的高度，以减小动能；
（6）运动的物体不受力，则保持匀速直线运动，无法比较动能的大小。
五、综合题
27．（2020九上·广东开学考）如图所示，在粗糙轨道上，小明操控电动车从A处运动到C处，其中BC段“V-t”图象如图所示，在C处，切断电源使车失去动力，而车能一直运动，并经过E处，则：
（1）从B处到C处，车的机械能 (选填“增大”、“减少”或“不变”)
（2）经过C处时，小车继续向上运动，原因是 ；
（3）D和E点等高，车在D处的动能 车在E处的动能(选填“<”、“=”或“>”)。
【答案】（1）增大
（2）小车具有惯性
（3）大于
【知识点】动能和势能的大小变化；惯性及其现象
【解析】【解答】（1）从B处到C处，小车的高度增大，重力势能增大；速度不变，那么动能不变。根据机械能=动能+重力势能可知，小车的机械能增大；
（2）经过C处时，小车继续向上运动，原因是小车具有惯性；
（3）D和E点等高，那么小车在这两点时重力势能相同。因为轨道粗糙，所以运动时间越长，机械能的损耗越多，因此D点的机械能大于E点的机械能。根据机械能=动能+重力势能可知，小车在D点的动能大于在E点的动能。
【分析】（1）根据机械能=动能+重力势能分析；
（2）一切物体都有保持运动状态不变的性质，这种性质叫惯性；
（3）首先比较D、E两点机械能的大小，再比较重力势能的大小，最后根据机械能=动能+重力势能比较动能的大小。
28．（2018九上·潮州期中）
（1）将体积相等的实心铅球和铁球放在同一个水平桌面上，则铅球的重力势能 （选填“大于”、“等于”或“小于”）铅球的重力势能（以地面为参考面，ρ铅＞ρ铁）
（2）小亮将铅球抛向空中，从a点离手，运动轨迹如图甲虚线所示，a点与c点在同一水平高度，忽略空气阻力。若铅球在a处机械能为E0，请在图乙中画出反映小球离手后落至地面之前，机械能E与小球高度h大致的关系图象 。铅球在c点处的速度 （选填“大于”、“等于”或“小于”）a点处的速度。
【答案】（1）大于
（2）；等于
【知识点】势能的影响因素；机械能守恒条件
【解析】【解答】(1)因为铅球和铁球体积相同，有
所以铅球重量大于铁球质量，而且高度相同，所以铅球的重力势能大于铁球的重力势能。（2）忽略空气阻力。由对称性可知ac两点速度相等。（3）铅球在运动过程中机械能守恒，恒为E0，故如图所示：
【分析】重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度.
在只有重力或弹力做功的物体系统内(或者不受其他外力的作用下），物体系统的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总能量保持不变.
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