11-4 認(rèn)識(shí)動(dòng)能和勢(shì)能 第2課時(shí) 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化 分層作業(yè) 初中物理滬粵版九年級(jí)上冊(cè)（2023~2024學(xué)年）

第十一章機(jī)械功與及機(jī)械能11.4認(rèn)識(shí)動(dòng)能和勢(shì)能第2課時(shí)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.在北京冬奧會(huì)U形池比賽中，某運(yùn)動(dòng)員在騰空后上升的過(guò)程中(不計(jì)空氣阻力)()A．動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能B．重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能C．動(dòng)能與重力勢(shì)能之和變大D．動(dòng)能與重力勢(shì)能之和變小【答案】A【解析】運(yùn)動(dòng)員在騰空后上升的過(guò)程中，質(zhì)量不變，速度減小，高度增加，所以動(dòng)能減小，勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，故A正確。2.引體向上是泰州市體育學(xué)業(yè)水平測(cè)試項(xiàng)目。如圖所示，臂力小的小明借助彈力帶進(jìn)行訓(xùn)練，他用腳蹬彈力帶，彈力帶對(duì)他施加一個(gè)向上的力，隨著小明身體上升，彈力帶對(duì)他向上的力的大小變化情況是________；在此過(guò)程中，彈力帶的________能轉(zhuǎn)化為小明的重力勢(shì)能，其實(shí)質(zhì)是彈力帶對(duì)他做功的過(guò)程。【答案】不斷變??；彈性勢(shì)【解析】隨著小明身體上升，彈力帶的彈性形變?cè)絹?lái)越小，即彈力變??；隨著小明身體上升，彈力帶的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小明的重力勢(shì)能。3.如圖所示，單擺在豎直平面內(nèi)左右擺動(dòng)，滾擺在豎直平面內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。(1)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明同一個(gè)物理問(wèn)題：____________________________________。(2)在單擺和滾擺的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，它們上升的高度總是逐漸降低，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是________________________________。(3)單擺的擺球從最低點(diǎn)向上擺動(dòng)時(shí)，擺球的________能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能，滾擺從最高點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾擺的__________能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能?！敬鸢浮浚?）動(dòng)能和重力勢(shì)能是可以相互轉(zhuǎn)化的（2）都受到空氣阻力的作用（3）動(dòng)；重力勢(shì)；重力勢(shì)；動(dòng)4.2022年12月4日，神舟十四號(hào)載人飛船返回艙成功著陸，如圖所示。返回艙在減速下降過(guò)程中()A．動(dòng)能增加B．重力勢(shì)能增加C．機(jī)械能增加D．機(jī)械能減少【答案】D【解析】返回艙在減速下降的過(guò)程中，質(zhì)量不變，高度變小，重力勢(shì)能減少，速度變小，動(dòng)能減少，所以機(jī)械能減少，故選D。5.如圖所示，在2022年北京冬奧會(huì)開(kāi)幕式上，質(zhì)量約為3t的奧運(yùn)五環(huán)緩緩升起。若將升起過(guò)程看成勻速直線運(yùn)動(dòng)，則該過(guò)程中奧運(yùn)五環(huán)的()A．重力勢(shì)能不變B．動(dòng)能增大C．機(jī)械能不變D．機(jī)械能增大【答案】D【解析】奧運(yùn)五環(huán)緩緩升起時(shí)，質(zhì)量不變，速度不變，高度增大，則動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增大，所以機(jī)械能增大，故選D。6.如圖所示，神舟十四號(hào)載人飛船于2022年6月5日10時(shí)44分成功發(fā)射，在載人飛船加速升空的過(guò)程中，艙內(nèi)3名航天員的機(jī)械能________(填“增加”“不變”或“減小”)?！敬鸢浮吭黾印窘馕觥匡w船加速升空的過(guò)程中，航天員的質(zhì)量不變，速度增加，動(dòng)能增加；質(zhì)量不變，高度增加，重力勢(shì)能增加；動(dòng)能和重力勢(shì)能都增加，所以機(jī)械能增加。7.如圖1所示，小球依次向四個(gè)方向以相同的速度飛出。某次小球在空中飛行到落地的過(guò)程中(不計(jì)空氣阻力)，其動(dòng)能Ek隨時(shí)間t變化的圖象如圖2所示，則這次小球飛出的方向?yàn)開(kāi)_____(填序號(hào))；小球以不同方向飛出，落地時(shí)速度大小____(填“相同”或“不同”)。【答案】②；相同【解析】由題圖2可知，小球的動(dòng)能先變小后變大，而同一小球的質(zhì)量不變，說(shuō)明小球的速度先變小后變大，由此可知，小球是先上升后下降，小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能不為零，故小球飛出的方向?yàn)棰?；小球依次向四個(gè)方向以相同大小的速度飛出，即小球飛出時(shí)的機(jī)械能相同，小球在空中飛行到落地的過(guò)程中，不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能不變，落地時(shí)的重力勢(shì)能均為0，因此落地時(shí)的動(dòng)能相同，即速度大小相同。8.打籃球是很多同學(xué)喜愛(ài)的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，某次打籃球過(guò)程中，籃球的部分運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．籃球經(jīng)過(guò)相同高度的B、C兩點(diǎn)時(shí)，機(jī)械能相等B．籃球第一次反彈后到達(dá)最高點(diǎn)D時(shí)，動(dòng)能為0C．籃球經(jīng)過(guò)B、E兩點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能可能相等D．籃球在整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能守恒【答案】C9.如圖所示，甲、乙是兩個(gè)相同的小球，從同一高度以大小相同的速度分別豎直向下和豎直向上拋出，不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是()A．甲球在下降過(guò)程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，機(jī)械能減少B．乙球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度為0，處于靜止?fàn)顟B(tài)C．乙球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和還未落地的甲球的機(jī)械能相等D．甲球落地瞬間的動(dòng)能大于乙球落地瞬間的動(dòng)能【答案】C【解析】不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能守恒，所以乙球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和還未落地的甲球的機(jī)械能相等，故C正確。 素養(yǎng)提升 10.圖甲中過(guò)山車從A點(diǎn)出發(fā)，先后經(jīng)過(guò)B、C、D、E點(diǎn)。圖乙是過(guò)山車在B、C、D、E點(diǎn)的動(dòng)能和重力勢(shì)能大小的示意圖，則過(guò)山車的動(dòng)能在________點(diǎn)最大，B點(diǎn)重力勢(shì)能的大小________E點(diǎn)動(dòng)能的大小。在這個(gè)過(guò)程中，過(guò)山車的機(jī)械能是________(填“變化”或“不變”)的。【答案】C；等于；變化 培優(yōu)拓展 11.已知物體的重力勢(shì)能表達(dá)式為Ep＝mgh，動(dòng)能表達(dá)式為Ek＝eq\f(1,2)mv2，其中m為物體的質(zhì)量，h為物體距離水平地面的高度，v為物體的運(yùn)動(dòng)速度，g為常量。如圖所示，光滑斜面與粗糙水平面在B處平滑連接，質(zhì)量m＝80kg的物體M在A處由靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)B處后在水平面上滑至C處停止，已知A處的高度h＝9.8m，BC的距離s＝40m，不計(jì)空氣阻力。(g取10N/kg)求：(1)物體M在A處的機(jī)械能。(2)物體M滑到B處的速度大小。(3)物體M與水平面間的摩擦力大小?！敬鸢浮浚?）由題意知，物體M在A處的機(jī)械能為動(dòng)能與重力勢(shì)能之和，物體M在A處的速度為0，動(dòng)能為0，因此物體M在A處的機(jī)械能等于重力勢(shì)能，故EA＝Ep＝mgh＝80kg×10N/kg×9.8m＝7840J。（2）由題意知，物體M從A處下滑到B處的過(guò)程中，機(jī)械能是守恒的，則Ek＝Ep，即eq\f(1,2)mvB2＝7840J，所以vB＝eq\r(\f