3.2機械能培優(yōu)練習浙教版九年級上冊科學

3.2機械能培優(yōu)練習一、選擇題1．如圖是小朋友玩蹦蹦床的情景，對他們在上升和下落過程中機械能的變化，下列分析錯誤的是（）A．小孩上升到最高點時的重力勢能最大B．小孩在空中下落的過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能C．小孩下落到最低點時的動能最大D．小孩下落到最低點時蹦蹦床的彈性勢能最大2．2022年第19屆亞運會將在杭州舉行，這將大大提高杭州的國際知名度，促進杭州經(jīng)濟、社會的全面發(fā)展，并將進一步推動全民運動的發(fā)展。下圖所示的鏈球、鉛球、鐵餅和標槍都是亞運會田徑項目，當把這些物體斜向上拋出后，不計空氣阻力，則這些物體從被拋出到落地的過程中（）A．物體的動能一直增大，重力勢能一直減小B．物體的動能一直減小，重力勢能一直增大C．物體的動能先減小后增大，重力勢能先增大后減小D．無法判斷3．草原發(fā)生大面積蝗災時，農(nóng)業(yè)部門利用飛機噴灑農(nóng)藥消滅蝗蟲。當飛機在某一高度水平勻速飛行噴灑農(nóng)藥時，它的（）A．動能不變，勢能不變 B．動能減少，勢能增加C．動能增加，勢能減少 D．動能減少，勢能減少4．圖所示的情景中,關(guān)于能量的說法正確的是（）A．水力發(fā)電，將電能轉(zhuǎn)化為機械能 B．在空中飛行的C919，只具有重力勢能C．張弓待發(fā),弓靜止,所以沒有能量 D．過山車沖上高處的過程中.重力勢能增加5．炎熱的夏天，環(huán)衛(wèi)工人利用灑水車給馬路灑水降溫，灑水車在勻速行駛灑水過程中，以下關(guān)于能量變化說法正確的是（）A．動能減小、機械能不變 B．動能不變、機械能減小C．動能減小、機械能減小 D．動能增大、機械能增大6．如圖，木塊以一定的速度滑過A，B點，到C點滑出下落至D點。A和B，C和D之間的垂直距離均為h。若空氣阻力忽略不計，則對木塊在運動過程中能量變化的分析，正確的是（）A．D點與A點相比，動能增加，勢能減少，機械能不變B．A點到C點減少的重力勢能大于C點到D點減少的重力勢能C．B點的動能可能等于A點的動能，但一定大于C點的動能D．B點的動能可能等于D點的動能，但一定大于A點的動能7．2022年2月6日，中國女子足球隊32戰(zhàn)勝韓國隊，獲得2022年女足亞洲杯冠軍！時隔16年重返亞洲之巔！如圖是足球落地后又彈起的示意圖，分析可知，足球（）A．在B點時受力平衡B．在A．D兩點動能可能相等C．在運動過程中，只存在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化D．在C點時，若所受力全部消失，其運動狀態(tài)將不斷改變8．小明同學以一定速度將彈性球扔向地面，彈性球經(jīng)地面和墻壁兩次反彈，重新在同一高度用手接住，碰撞時小球能量損失不計，1處和2處是在同一高度。如果1處小球的動能大于2處，則下列說法錯誤的是（）A．1處的機械能一定大于2處 B．1處的動能一定大于4處C．3處的動能一定大于4處 D．接到小球時的速度一定小于扔出時的速度9．如圖甲所示，小球從某高度處靜止下落到豎直放置的輕彈簧上并壓縮彈簧．從小球剛接觸到彈簧到將彈簧壓縮最短的過程中，得到小球的速度v和彈簧被壓縮的長度△L之間的關(guān)系，如圖乙所示，其中b為曲線最高點．不計空氣阻力，彈簧在整個過程中始終發(fā)生彈性形變，則小球（）A．受到的彈力始終不變 B．運動過程動能一直增大C．運動過程機械能不變 D．在b點時重力等于彈力10．如圖甲所示，質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t=0時刻，將一重為G=50N的金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復。通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時間t變化的圖像如圖乙所示，則以下分析正確的是（）A．t1時刻小球的動能最大B．t2時刻小球的動能最大C．t1到t2時間內(nèi)，小球的動能先增加后減小D．t2到t3時間內(nèi)，彈簧減少的彈性勢能等于小球增加的動能二、填空題11．同一小球以同樣的速度v沿著與水平方向成θ角斜向上拋出，甲圖表示小球沿足夠長的光滑斜面向上運動，乙圖表示小球在空中的運動軌跡（空氣對小球的阻力忽略不計)。（1）小球在沿斜面上升的過程中其機械能總量(選填“增大”、“不變”或“減小”)（2）小球能到達最高點的高度h1h2。(選填“大于”、“等于”或“小于”)12．如圖所示：用細繩把擺錘懸掛起來，將擺錘拉到某一高度后釋放（圖甲），用頻閃照相技術(shù)拍出相同時間內(nèi)擺錘運動的情景（圖乙）。下列兩種證據(jù)分別說明擺錘在擺過中點時重力勢能最小，請你補充其中的科學原理：（1）照片顯示：中點時擺錘的高度最低，所以重力勢能最小。因為當相等時，物體的重力勢能大小只與物體所處的高度有關(guān)。（2）照片顯示：中點時擺錘相同時間內(nèi)運動的距離最大，所以重力勢能最小。試用機械能轉(zhuǎn)化及守恒等知識解釋其原理：。13．甲站在0.5m/s勻速上行的自動扶梯上，乙站在0.7m/s勻速下行的自動扶梯上。甲的質(zhì)量小于乙的質(zhì)量，某時刻他們的位置如圖所示，該時刻甲的重力勢能__________乙的重力勢能，甲的機械能__________乙的機械能（均選填“大于”“等于”或“小于”）。若此時上行的扶梯突然停止運動，甲會向前傾，原因是__________。14．如圖AOB是光滑軌道，A點的高度H大于B點的高度，讓小球從A點由靜止開始自由滑下，沿軌道AOB到達B點后離開(不計空氣阻力)。小球從A點運動到O點的過程中的能量轉(zhuǎn)化情況__________。小球離開B點后的運動軌跡最符合實際的是__________(選填“a”“b”“c”或“d”);若小球到達運動軌跡最高點時所受的外力全部消失，則小球的運動狀態(tài)是__________.15．如圖所示，用細線系住小球懸掛在O點，將小球拉至A點釋放，從A點經(jīng)過B點運動到C點的過程中，小球的重力勢能先變小后_______，動能先________后________。（選填“變大”、“變小”或“不變”）三、實驗探究題16．小明在進行伽利略的斜面實驗時，發(fā)現(xiàn)小球從斜面A自由滾下，到達斜面B后上升的最高點的高度h總小于出發(fā)點的高度H。為探究小球減少的機械能與所受摩擦力之間的關(guān)系，小明進行了如下實驗：①將小球涂滿墨汁，并置于斜面A上，調(diào)整其離地高度H為10cm。②松手后，使小球自由滾下，用刻度尺測量并記錄斜面B上最高點墨跡的高度h。③將斜面擦拭干凈，重復實驗，記錄數(shù)據(jù)并求平均值。④改變平鋪在斜面上的材料，重復上述步驟，并整理數(shù)據(jù)如下表。（1）每次實驗前都需將小球涂滿墨汁，其目的是__________。（2）實驗中，可用__________反映小球機械能的減少量。(用字母表示)（3）根據(jù)實驗結(jié)果，小明推測當物體不受摩擦力時，機械能總量保持不變。寫出其推測過程。__________17．小偉猜想動能的大小可能與物體質(zhì)量和運動速度有關(guān)，于是設計了如圖所示的實驗，讓小球沿同一光滑斜面向下運動，與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止．（1）圖甲是控制兩球的相等，探究的是動能與的關(guān)系，得出的結(jié)論是：；（2）圖乙中讓不同質(zhì)量的兩個小球從同一高度滾下的目的是兩球到達水平面時，具有相同的．選用圖乙探究的是動能與的關(guān)系，得出的結(jié)論是：．四、綜合題18．如圖甲是小建同學在建蘭校運動會上投擲實心球的場景，當實心球脫手時，重心離地面的高度是1.8m，當實心球至最高點時，重心上升了0.9m。已知實心球質(zhì)量為2千克，小建的質(zhì)量為55千克。（1）若小建每只腳與地面的接觸面積是200cm2，則小建手握實心球雙腳站立在水平地面時，腳對地面的壓強為多大?（2）實心球從最高點至落地的過程中，實心球重力所做的功是多少?（3）實心球自脫手至落地的過程中(不計空氣摩擦)，圖乙中關(guān)于其動能、重力勢能和機械能的大小分別隨時間變化的曲線中，順序組合正確的是____。A．④③② B．④②③ C．②①③ D．④③②

3.2機械能培優(yōu)練習（參考答案）一、選擇題1．【答案】C2．【答案】C【解析】【考點】機械能【設計說明】本題主要考查會對物體動能、勢能大小的變化進行定性的判斷，理解動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化及機械能守恒。3．【答案】D4．【答案】D【解析】水利發(fā)電是將水的機械能轉(zhuǎn)化成電能?？罩酗w行的飛機不僅有重力勢能還有動能。拉開的弓具有彈性勢能。過山車高度增加，重力勢能增加?？键c：機械能的含義簡單，復習過程中要理解物體動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。動能的大小與速度有關(guān)，且速度越大動能越大；重力勢能與高度有關(guān)，高度越高重力勢能越大；形變量越大彈性勢能越大。5．【答案】C【解析】灑水車在平直的馬路上勻速行駛，在工作的過程中，灑水車的質(zhì)量不斷減小，速度不變，動能變小，重力勢能變小，機械能＝動能＋勢能，所以灑水車的機械能變小。6．【答案】C【解析】【考點】機械能能的轉(zhuǎn)化與守恒定律【解析】能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，其總量不變。動能大小的影響因素：質(zhì)量和速度，質(zhì)量越大，速度越大，動能越大。重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量和高度，質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大。機械能=動能+勢能。物體沒有發(fā)生彈性形變時，不具有彈性勢能，勢能只考慮重力勢能。不計空氣阻力，機械能守恒；考慮空氣阻力，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機械能減小，內(nèi)能增大。A.D點與A點相比，勢能減少，由于存在摩擦，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機械能減小，故A錯誤；B.A和B．C和D之間的垂直距離均為h，則A點到C點減少的重力勢能等于C點到D點減少的重力勢能，故B錯誤；C.木塊由A到B重力勢能減小，由于接觸面之間有摩擦，則減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和動能，如果內(nèi)能較大，則動能不會增加，所以A．B點的動能可能相等；BC之間有摩擦，會有能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能被消耗，C點動能一定比B點小，故C正確；D.木塊從B到C，由于木塊與地面有摩擦，會有能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能被消耗，則C處的動能會減??；木塊從C到D，重力勢能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和動能，D處的動能會增大；這樣，B．D處的動能可能相等。由于A．B之間存在摩擦，A到B的重力勢能有可能全部轉(zhuǎn)化為摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，則B點的動能與A點的動能可能相等。故D錯誤。故選：C。7．【答案】B8．【答案】C9．【答案】D【解析】【分析】由圖象可知，小球速度先變大，后變?。畯椈砂l(fā)生形變從而產(chǎn)生彈力，彈力的大小與彈簧的彈性形變程度有關(guān)．機械能是動能和勢能的統(tǒng)稱，動能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)；在運動過程中小球受重力與彈簧的彈力，當兩力大小相等時，小球速度最大，此時彈力與重力是一對平衡力．【解答】解：A．小球從某高度處靜止下落到豎直放置的輕彈簧上并壓縮彈簧．從小球剛接觸到彈簧到將彈簧壓縮最短的過程中，彈簧形變程度逐漸變大，所以小球受到彈力也逐漸變大，故A錯誤；B．由圖象可知，小球速度先變大，后變?。∏蛸|(zhì)量不變，所以小球動能先變大，后變小，故B錯誤；C．小球從某高度處靜止下落到豎直放置的輕彈簧上并壓縮彈簧．此過程中小球的機械能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，所以小球的機械能變小，故C錯誤；D．在小球向下運動過程中，受豎直向上的彈簧的彈力，豎直向下的重力．開始時，重力大于彈力，合力向下，小球速度越來越大．隨彈簧壓縮量的增大，彈力越來越大，當彈力與重力相等時，兩力是一對平衡力，合力為零．小球再向下運動，彈力大于重力，合力向上，小球速度減?。纱丝梢?，當重力G與彈力F是一對平衡力時，小球速度最大，故D正確．故選D．【點評】本題考查了彈力、動能和能量轉(zhuǎn)化以及運動和力關(guān)系等問題．解題的關(guān)鍵要讀懂圖，由圖獲取彈簧壓縮量，小球速度變化的信息分析小球的運動過程，分析彈力的變化情況．10．【答案】C二、填空題11．【答案】（1）不變（2）大于【解析】【解析】【分析】（1）分析小球運動過程中是否存在能量的損失即可；（2）首先分析最高點時二者速度的大小，然后確定該點時動能的大小，進而確定重力勢能的大小，最后比較最高點的高度大小。（1）小球在沿斜面上升過程中，斜面光滑，即不會克服阻力而消耗機械能，因此其機械能總量不變。（2）小球在斜面上到達最高點時，它的速度為零，動能為零；小球被拋出到達最高點時，它在水平方向上的速度不為零，即動能不為零。根據(jù)機械能=動能+重力勢能可知，前面的重力勢能肯定大于后者的重力勢能，即前面到達的高度大于后者的高度，也就是h1>h2。12．【答案】（1）質(zhì)量（2）相同時間內(nèi)運動的距離最大，說明速度最大，動能最大（1分）。根據(jù)機械能守恒的原理，動能最大，勢能最?。?分）13．【答案】等于小于甲具有慣性14．【答案】重力勢能轉(zhuǎn)化為動能c沿水平方向勻速直線運動（或勻速直線運動）15．【答案】變大變大變小【解析】本題屬于動能、勢能及其轉(zhuǎn)化題。由于重力勢能的大小跟物體所處的高度有關(guān)，即物體所處的高度越高，其重力勢能越大，反之則越小，所以小球從A點運動到B點再到C點的過程，其高度先變小再變大，故其重力勢能先變小后變大；物體的動能跟其速度有關(guān)，即速度越大，動能越大，反之則越小；在小球由A點運動到B點時，其速度在變大，而由B點運動到C點時，其速度在變小，故小球的動能變化時先變大后變小?！军c評】此題重點考查了影響重力勢能、動能的因素，考生只需把相關(guān)知識牢記在心即可。三、實驗探究題16．【答案】（1）便于記錄小球到達斜面B上最高點的位置（2）Hh（3）據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，隨著摩擦力減小，小球上升的最大高度越來越接近下滑的高度，即小球損失的機械能越來越小，據(jù)此推測，當小球不受摩擦力時，小球損失的機械能為0,機械能總量保持不變。17．【答案】（1）質(zhì)量；速度；質(zhì)量相等時，物體的速度越大，動能越大；（2）速度；質(zhì)量；速度相同時，物體的質(zhì)量越大，動能越大．【解析】【分析】（1）影響動能大小的因素有質(zhì)量和速度，實驗過程要采用控制變量法；（2）當研究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系時，要讓鋼球沿斜面的同一高度下落，這樣保證下落速度相同；當研究動能大小與速度的關(guān)系時，應選擇同一小球，這樣可以保證小球的質(zhì)量相同．【解答】解：（1）由甲圖可知，兩球質(zhì)量相同，所以是控制兩球的質(zhì)量相等；而兩球所處高度不同，兩球到達斜面底端時的速度不同，故探究的是動能與速度的關(guān)系；根據(jù)甲圖可知，質(zhì)量相同時，小球從斜面上較高的高度滾下時，小球到達斜面底端的速度大，紙盒被撞擊后運動的距離遠，說明速度大的小球其動能大；由此得出結(jié)論：當質(zhì)量一定時，物體的速度越大，動能越大．（2）選用圖乙時，從斜面的同一高度滾下，讓小球到達斜面底端的速度相同；圖乙中兩球的質(zhì)量不同，故選用圖乙探究的是動能與質(zhì)量的關(guān)系；根據(jù)乙圖可知，高度相同時，小球到達斜面底端時的速度相同，質(zhì)量大的小球撞擊紙盒后，紙盒運動的距離遠，說明質(zhì)量大的小球其動能大；由此得出結(jié)論：速度相同時，物體的質(zhì)量越大，動能越大．故答案為：（1）質(zhì)量；速度；質(zhì)量相等時，物體的速度越大，動能越大；（2）速度；質(zhì)量；速度相同時，物體的質(zhì)量越大，動能越大．【點評】此類實驗題目是考查對控制變量法和轉(zhuǎn)換法的掌握情況，及如何正確的對實驗現(xiàn)象進行分析，歸納出正確的結(jié)論．四、綜合題18．【答案】（1）腳對地面的壓強為1.42