專題訓(xùn)練15動(dòng)能勢能機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

1、專題訓(xùn)練（十五）動(dòng)能 勢能機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化（限時(shí):35分鐘）|基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)|、選擇題1.2019常州北京世園會(huì)上，車身離地30 cm高的電動(dòng)無人掃地車（如圖K15-1所示）在平直路上勻速前進(jìn)并將地面上的落葉吸入車內(nèi)，此過程中，掃地車整體的（）圖 K15-1A.動(dòng)能不變，重力勢能不變B.動(dòng)能不變，重力勢能變大C.動(dòng)能變大，重力勢能不變D.動(dòng)能變大，重力勢能變大2.2018襄陽在排球比賽中，小明把排球豎直向上拋出，排球在運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能E隨時(shí)間t變化的圖像與圖K15-2所示四幅圖最接近的是（）圖 K15-23.2019淄博如圖K15-3所示,小球沿軌道由靜止從 A點(diǎn)向D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中（小球和軌道間存在摩擦 ，

2、下列說法錯(cuò)誤的（）圖 K15-3A.小球在A點(diǎn)的重力勢能最大B.小球在B點(diǎn)的速度最大C.小球在C點(diǎn)和B點(diǎn)的機(jī)械能相等D.小球不能到達(dá)D點(diǎn)，在此過程中，下列說法正確的是（）4.2019巴中如圖K15-4所示,物體從斜面頂端勻速滑到斜面底端圖 K15-4A.物體動(dòng)能增大，機(jī)械能不變B.物體動(dòng)能不變，機(jī)械能減小C.物體重力勢能不變，機(jī)械能不變D.物體重力勢能減小，機(jī)械能增大5.2019宜昌如圖K15-5所示，過山車是一項(xiàng)驚險(xiǎn)刺激的游戲項(xiàng)目，下列關(guān)于過山車的機(jī)械能說法正確的是圖 K15-5A.剛開始過山車勻速被拉升時(shí)，機(jī)械能不變B.過山車向下俯沖時(shí)，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能C.通過環(huán)形軌道最高點(diǎn)時(shí)，重力勢能

3、最大，動(dòng)能為0D.過山車在運(yùn)行過程中機(jī)械能守恒二、填空題6.2019無錫如圖K15-6所示，將鋼鋸條固定在桌面邊緣，將棋子放在鋼鋸條的端部，然后用手將鋸條的端部壓下一段距離，松手后，棋子會(huì)被彈起一定的高度，此過程中，鋼鋸條的彈性勢能轉(zhuǎn)化為棋子的 勢能，增加鋼鋸條被下壓的距離，發(fā)現(xiàn)棋子被彈起的高度增加，實(shí)驗(yàn)表明物體的 越大,它的彈性勢能越大。_n極一 I 鋼則第圖 K15-67.2018連云港如圖K15-7所示是上海 明珠線”某輕軌車站的設(shè)計(jì)方案圖，與站臺(tái)連接的軌道有一定坡度。 從 節(jié)能的角度分析，這樣的設(shè)計(jì)可以讓列車無動(dòng)力滑行進(jìn)站時(shí)將 能轉(zhuǎn)化為 能儲(chǔ)存起來，此過程中機(jī)械能總量。lc- m oH

4、D-ni o Ha fii ol圖 K15-78.2019襄陽勁度系數(shù)為12 N/cm（彈簧每受到12 N的力，長度就要變化1 cm）的一根彈簧自然懸掛時(shí)的長度為6 cm,在它下面再懸掛一個(gè)48 N的重物，由如圖K15-8所示位置靜止放手，在下落過程中，當(dāng)彈簧的長度在（填某一范圍）時(shí)，物體的重力勢能和動(dòng)能同時(shí)轉(zhuǎn)化為彈性勢能。物體在經(jīng)歷了一段時(shí)間的往復(fù)運(yùn)動(dòng)后最終停止下來則物體減小的重力勢能最終轉(zhuǎn)化為彈性勢能和能。（上述過程沒超出該彈簧的彈性限度）圖 K15-8三、簡答題9.2019廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)小明在旅行途中，發(fā)現(xiàn)大貨車的輪子很寬大，看到某段道路旁有如圖 K15-9所示的限速標(biāo)志。請用物理知識(shí)

5、解釋大貨車輪子寬大的原因，并從能量的角度解釋限速行駛的原因。圖 K15-9四、實(shí)驗(yàn)探究題10.2019婁底如圖K15-10所示是探究物體的動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置圖。其中，mA=mB<mc,hA=hc>hB。圖 K15-10（1）實(shí)驗(yàn)中，探究的動(dòng)能是指。（填序號）A.小球在斜面上的動(dòng)能B.小球撞擊木塊時(shí)的動(dòng)能C.小球撞擊木塊后的動(dòng)能D.木塊被小球撞擊后的動(dòng)能（2）使質(zhì)量相同的小球從斜面上不同高度處自由滾下，是為了探究動(dòng)能大小與 的關(guān)系。（3）在做了探究物體動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)后，有些同學(xué)對版量不同的小球從同一光滑斜面同一高度由靜止開始滾下，剛到達(dá)底部時(shí)的速度大小相

6、等”有疑惑，小明設(shè)計(jì)了如圖K15-11所示的實(shí)驗(yàn)：讓質(zhì)量不同的小球A、C同時(shí)從同一高度由靜止開始沿光滑斜面滾下，觀察和比較兩球相對運(yùn)動(dòng)情況，若C球相對于 A球（選填 運(yùn)動(dòng)”或 靜止”就可以說明任一時(shí)刻兩球的速度大小相等。圖 K15-11（4）完成實(shí)驗(yàn)后，同學(xué)們還聯(lián)想到以前學(xué)習(xí)牛頓第一定律時(shí) ，也用到了斜面：讓同一小車從同一斜面的同一高度由 靜止滑下，在三個(gè)不同的表面上能滑動(dòng)的距離不同 （如下表所示，小車在這三個(gè)表面上滑行的過程中克服摩擦力做功（選填 相等”或 不相等” J表向毛巾棉布木板摩擦力取大較大最小小車運(yùn)動(dòng)距離最近較遠(yuǎn)最遠(yuǎn)|自我挑戰(zhàn)|11.2019安徽如圖K15-12所示，在光滑的水平臺(tái)

7、面上，一輕彈簧左端固定，右端連接一金屬小球，0點(diǎn)是彈簧保 持原長時(shí)小球的位置。壓縮彈簧使小球至A位置，然后釋放小球，小球就在AB間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)（已知A0=0B）。小球從A位置運(yùn)動(dòng)到B位置的過程中，下列判斷正確的是（）質(zhì)醐Q'糊盥其激A 0 B圖 K15-12A.小球的動(dòng)能不斷增加B.彈簧的彈性勢能不斷減少C.小球運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與此時(shí)彈簧的彈性勢能相等D.在任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動(dòng)能之和保持不變12.2019荊州如圖K15-13所示,粗糙水平面AB與光滑斜面BC平滑連接，彈簧左端固定。小木塊P被壓縮的彈簧彈出并沖上斜面 BC的過程中（空氣阻力忽略不計(jì)，下列說法正確的是（）圖 K

8、15-13A.在彈簧恢復(fù)原的過程中，彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為小木塊P的動(dòng)能B.小木塊P離開彈簧后在粗糙水平面AB上滑行時(shí)機(jī)械能守恒C.小木塊P在斜面上向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能減小，重力勢能增加D.小木塊P運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)13.2019紹興某工廠發(fā)貨傳輸分揀線示意圖如圖K15-14所示，等間距排列的相同貨物先被傳送帶勻速運(yùn)送到工作臺(tái)，在工彳臺(tái)AB上勻速下滑時(shí)被掃描，后滑至水平工作臺(tái) BC,最后在C點(diǎn)靜止時(shí)被機(jī)械手臂取走進(jìn)行分類。傳送帶與AB、AB與BC都平滑連接，AB與BC材料相同，且長度均為1 m,空氣阻力忽略不計(jì)。圖 K15-14(1)若貨物對AB的壓力小于對(選填 大于”等于“或 小于”

9、)BC的壓力，則貨物在AB上減小的機(jī)械能在BC上減小的機(jī)械能。(2)若機(jī)械手臂每隔3 s取走一件貨物，傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度為0.8 m/s,為防止貨物的碰撞與堆積，貨物之間的距離d至少為 m。1 .D 解析電動(dòng)無人掃地車勻速行駛時(shí)速度不變，車身離地面的高度不變，當(dāng)電動(dòng)無人掃地車將地面上的落葉 吸入車內(nèi)時(shí)，車的總質(zhì)量變大，則車的動(dòng)能和重力勢能都變大 ，D選項(xiàng)符合題意。2 .A解析排球豎直向上拋出，上升階段，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，動(dòng)能減小，重力勢能增大，在最高處動(dòng)能為零；排 球下降階段，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，動(dòng)能增大，重力勢能減小，故選A。3 .C4.B 解析物體從斜面頂端勻速滑到斜面底端，動(dòng)能不變，重力

10、勢能減小，機(jī)械能減小。故選 B。5.B 解析剛開始過山車勻速被拉升時(shí)，動(dòng)能不變，但高度增加，重力勢能增大，所以機(jī)械能變大，故A錯(cuò)誤。過山 車向下俯沖時(shí)，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故B正確。通過環(huán)形軌道最高點(diǎn)時(shí) ，速度不為0,動(dòng)能不為0,故C錯(cuò)誤。由 于有摩擦力和空氣阻力，過山車在運(yùn)行過程中機(jī)械能不守恒 ，故D錯(cuò)誤。6 .重力彈性形變解析發(fā)生形變的鋼鋸條在恢復(fù)原狀時(shí)彈性勢能減小，棋子會(huì)被彈起一定的高度，說明棋子的重力勢能增大，則此過程中，鋼鋸條的彈性勢能轉(zhuǎn)化為棋子的重力勢能；在彈性PM度內(nèi)，增大鋼鋸條被下壓的距離，鋼鋸條的形變程度增大，使棋子被彈起的高度增加，說明鋼鋸條的彈性勢能增大，則物體的彈性形變

11、越大，它的彈性勢能越大。7 .動(dòng)重力勢減少8 .1014 cm 內(nèi)解析由于在彈簧的彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長量與它所受的拉力成正比；所以在彈簧下面掛48 N的重物時(shí)，將重物由圖中位置放手，重物下落過程中，當(dāng)彈簧伸長4 cm時(shí)（即彈簧長度達(dá)到 6 cm+4 cm=10 cm時(shí)）物體所受的拉力 與重力平衡，繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)的過程中，物體開始減速，其動(dòng)能和重力勢能同時(shí)轉(zhuǎn)化為彈性勢能；設(shè)物體能達(dá)到的最低點(diǎn)時(shí)的重力勢能為0,此點(diǎn)動(dòng)能也為 0,在從圖中所示釋放點(diǎn)到最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，理想狀態(tài)下（即忽略空氣阻力的作用，物體在釋放點(diǎn)具有的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為最低點(diǎn)時(shí)的彈簧的彈性勢能，即Gh=2k AI2,因h=AL,由

12、可得 A L=2G=二48N=8 cm；物體在最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的長度為6 cm+8 cm=14 cm 。實(shí)際中由于空氣阻力的存k 12N /cm在，物體往復(fù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，最終會(huì)停下來，停留在彈簧長度等于10 cm的狀態(tài)，則物體減小的重力勢能最終轉(zhuǎn)化為彈性勢能和內(nèi)能。9 .大貨車裝有非常寬大的輪子，在壓力一定的情況下，通過增大受力面積來減小壓強(qiáng)，從而保護(hù)路面。物體的動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān)，質(zhì)量一定時(shí)，車速越大，車具有的動(dòng)能就越大，在剎車時(shí)，克服摩擦力做的功也就 越多，當(dāng)摩擦力不變時(shí)，行駛的路程就越長，所以就很難停下來，容易出現(xiàn)嚴(yán)重的交通事故。10 .（1）B （2）速度 （3）靜止 （4）相等11

13、 .D 解析由題知，O點(diǎn)是彈簧保持原長時(shí)小球的位置 ，則AO段彈簧處于壓縮狀態(tài)，OB段彈簧處于拉伸狀態(tài)； 小球從A運(yùn)動(dòng)到。的過程中，彈簧逐漸恢復(fù)原狀，形變程度變小，彈性勢能變小，小球所受彈力方向向右，速度不斷增大，動(dòng)能變大 此過程中彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；到達(dá)O點(diǎn)時(shí),彈簧恢復(fù)原長，彈性勢能為零，小球所受彈力為零，此時(shí)速度最大，動(dòng)能最大；小球從O運(yùn)動(dòng)到B的過程中，彈簧被拉長，形變程度變大，彈性勢能變大，此時(shí)小球所受彈 力方向向左，速度不斷減小，動(dòng)能變小，此過程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢能；則小球從A位置運(yùn)動(dòng)到B位置的過程中，小球的動(dòng)能先增加后減少，故A錯(cuò)誤。由以上分析知，小球從A位置運(yùn)動(dòng)到B位置的過程中，彈簧的彈性勢能先 減少后增大，故B錯(cuò)誤。由以上分析知，小球運(yùn)動(dòng)到 O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能（最大）與此時(shí)彈簧的彈性勢能（為零）不相等, 故C錯(cuò)誤。水平臺(tái)面光滑，且AO=OB,說明沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，小球和彈簧組成的整體機(jī)械能守恒，所以在任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動(dòng)能之和保持不變，故D正確。12 .C 解析在彈簧恢復(fù)原斗的過程中，彈簧的形變程度變小，彈性勢能變小，木塊的速度變大，動(dòng)能變大，同時(shí)因 為水平面AB粗糙,木塊需要克服摩擦力做功，內(nèi)能變大，故彈簧的彈性勢能一部分轉(zhuǎn)化為小木塊P的動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化為木塊的內(nèi)能，故A錯(cuò)誤。小木塊 P離開彈簧后在粗糙水