4.3.2機械能-機械能及其轉(zhuǎn)化（難點練）（備作業(yè)）（原卷版）

4.3.2機械能機械能及其轉(zhuǎn)化（難點練）一、單選題1．頻閃照相是研究物體運動的重要手段之一，如圖是頻閃照片記錄豎直下落的小球每隔相等時間的位置（不計空氣阻力），則在下落過程中，小球（）A．動能逐漸減小 B．a(chǎn)位置沒有能量C．重力在bc段做功比在cd段慢 D．重力在ab段做功比在bc段多2．圖甲單車腳踏可在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，如圖乙（腳踏用點表示）。當(dāng)腳踏靜止在位置1時，握住腳踏使其逆時針加速轉(zhuǎn)動，當(dāng)腳踏轉(zhuǎn)動到位置2時松手，腳踏轉(zhuǎn)動經(jīng)過位置3．則（）A．由位置1到位置2，動能減小B．由位置2到位置3，重力勢能增大C．由位置2到位置3，機械能減小D．由位置2到位置3，機械能守恒3．一小球被豎直上拋，先后經(jīng)過P、Q兩點，到達最高點后又落回拋出點，如圖所示。整個運動過程忽略空氣阻力，則（）

A．小球上升經(jīng)過PQ的過程，其所受的重力不做功B．小球先后兩次經(jīng)過Q點時的速度大小是不同的C．上升時，小球在Q點的機械能一定大于在P點時的動能D．在整個運動的過程，小球的動能在不斷減少4．如圖所示，木塊以一定的速度滑過AB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，則木塊在運動過程中能量變化的分析，正確的是（）A．D點與C點相比，機械能增大B．B點的動能一定大于A點的動能C．B點的動能可能等于D點的動能D．A點到B點減少的重力勢能小于C點到D點減少的重力勢能5．一名游客蹦極時下落過程的vt圖像（忽略空氣阻力）如圖所示。已知t1時刻，彈性繩處于自然伸直狀態(tài)；t3時刻，游客達到最低點。則下列說法正確的是（）A．在0~t3時間段內(nèi)，人的動能一直在增大B．在t1~t3時間段內(nèi)，彈性繩彈性勢能逐漸增大C．在t2~t3時間段內(nèi)，重力不做功D．在t2時，彈性繩彈性勢能最大6．如圖，質(zhì)量為m的小環(huán)穿在固定的光滑曲桿上，從某點A靜止釋放后沿曲桿運動。若不計空氣阻力，則環(huán)在運動過程中，下列判斷正確的是（）A．只要A點高于D點，小環(huán)就一定能到達D點B．小環(huán)從A點到B點，動能一直增加，機械能不變C．小環(huán)從A點到D點，重力勢能一直減小，機械能不變D．若小環(huán)能到達D點，離開D點后將豎直向下運動7．如圖所示，a、b為豎直向上拋出的小石塊在上升過程中動能和重力勢能隨高度變化的兩條圖線（不計空氣阻力），下列說法中正確的是（）

A．a(chǎn)圖線是重力勢能——高度關(guān)系圖線B．b圖線是動能——高度關(guān)系圖線C．小石塊在各點時的機械能均為2JD．小石塊達到的高度可大于4m8．如圖所示是蕩秋千的簡化模型。擺球從A點由靜止釋放，到達D點后返回，B、C兩點等高。下列說法正確的是（）A．球在B、C兩點的動能相等B．繩的拉力對小球做了功C．球從B點到O點的過程中機械能減少D．球從O點到C點的過程中重力勢能減少9．如圖所示，質(zhì)量為m的小球從靜止下落，落在與A點等高處、豎直放置靜止的輕彈簧上，到達與B點等高處時小球重力與彈簧的彈力大小相等，圖中與C點等高處是小球到達的最低點（不計空氣阻力）。下列說法正確的是（）A．到達A點時，小球的動能最大B．下落過程中，小球重力勢能一直減小、動能先增大后減小、小球與彈簧機械能守恒C．到達C點時，小球的動能為零，受到的重力與彈簧的彈力是一對平衡力D．從A到B，小球減少的重力勢能等于增加的動能10．如圖，彈簧的左端固定，右端連接一個小球，把它們套在粗糙的水平桿上（小球與地面不接觸且不計空氣阻力），a是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置，b是彈簧原長時小球的位置，c是小球到達最右端的位置。則下列說法正確的是（）A．小球從a運動到c的過程中，小球機械能最大的位置在a點B．小球從a運動到c的過程中，小球機械能最大的位置在b點C．小球從a運動到c的過程中，小球機械能最大的位置在b點左側(cè)D．小球從a運動到c的過程中，小球機械能最大的位置在b點右側(cè)二、填空題11．運動物體在一對平衡力的作用下直線運動，機械能將_________改變（選填“可能”、“一定不”或“一定”）：當(dāng)撤掉這一對平衡力時，該物體將_____，動能將________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。豎直向上拋出的籃球在空中上升時的動能_______，重力勢能__________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。12．如圖所示，粗糙的弧形軌道豎直固定在水平面上，鋼球從C點由靜止釋放，經(jīng)過B點到達最低點O，然后到達另一側(cè)與B點等高的點A時剛好速度為零。由O到A點過程中，______能轉(zhuǎn)化為重力勢能，______點的動能最大，從C點到B點的過程中，機械能的總量______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。13．如圖所示是某商場的自動扶梯，扶梯的部分幾何尺寸如圖所示，重500N的小華站在該扶梯上從商場一樓到二樓，已知扶梯以1m/s的速度勻速上行，則扶梯對他做的功是______J，對他做功的功率是______W，小華上升過程中動能大小______（選填“變大”、“變小”或“不變”），機械能大小______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。14．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、乙兩人質(zhì)量相等，甲上行中動能_____（填“增加”“不變”或“減少”）．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（填“大于”“等于”或“小于”）．15．如圖所示，質(zhì)量為1kg的滑塊在傾角為30°的光滑斜面上，從a點由靜止開始下滑，到b點開始壓縮輕彈簧，到c點時達到最大速度。到d點（圖中未畫出）開始彈回，返回b點離開彈簧，恰能再回到a點。則：（1）物體從a到b點，物體的重力勢能轉(zhuǎn)化為___________能；（2）物體從c到d點，彈簧的________能變大；（3）物體在d點___________（選填“是平衡狀態(tài)”或“不是平衡狀態(tài)”）。16．如圖所示是蹦極過程的示意圖，其中A點為彈性繩上端的固定點，B點為彈性繩下端沒有人的時候自然下垂時下端的位置，C點為彈性繩下端有人的時候自然下垂靜止時的位置，D點為蹦極過程中人能夠達到的最低點，則蹦極過程中速度最大的位置是____（選填“A”、“B”、“C”或“D”），從B到C的過程中的能量轉(zhuǎn)化情況是______．（不計空氣阻力）17．如圖所示，原長為L的輕質(zhì)彈簧一端固定在豎直墻面上，另一端與水平面上的木塊相連。推動木塊壓縮彈簧，其左端至A點時，彈簧具有的彈性勢能為22J；松手后，木塊在彈簧的作用下往復(fù)運動若干次后靜止，此時彈簧具有的彈性勢能為2J，則木塊運動過程中克服阻力做的功是______J。整個運動過程中木塊速度最大時其左端可能位于______（選填：“B”、“C”或“D”）點。18．如圖AOB是光滑軌道，A點的高度H大于B點的高度h，讓小鋼球從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）。(1)小鋼球從A點滑到O點的過程中動能______，重力勢能______；（選填“變大”或“變小”）(2)查閱資料得知：物體的動能、重力勢能的表達式分別為EK＝mv2、EP＝mgh，m為物體的質(zhì)量，v為物體的速度，h為物體距離水平面的高度，物體的機械能是它的動能和重力勢能之和。上述軌道是光滑的，則小鋼球沿斜面下滑的過程中機械能守恒（即在軌道任一個位置小鋼球的機械能的值不變）。若已知A點高度為1m，B點高度為55cm，則小球到達B點的速度是______m/s；（g＝10N/kg）(3)小鋼球離開B點后的運動軌跡最符合實際的是______。三、實驗題19．小明在老師的指導(dǎo)下用小球和彈簧等器材進行了如下實驗與探究（不考慮空氣阻力，g=10N/kg）；讓小球從某高度處由靜止開始下落到豎直放置的輕彈簧上（如圖甲），在剛接觸輕彈簧的瞬間（如圖乙），小球速度為5m/s，從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短（如圖丙）的整個過程中，得到小球的速度v和彈簧縮短的長度?x之間的關(guān)系如圖丁所示，其中A為曲線的最高點，已知輕彈簧每受到0.1N的壓力就縮短1cm，并且輕彈在全過程中始終發(fā)生彈性形變。

（1）從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中，小球動能的變化情況是___________，小球機械能的變化情況是___________；（2）實驗中所用小球的質(zhì)量為___________kg，全過程中，彈簧中彈力的最大值為___________N；（3）如圖，當(dāng)彈簧的壓縮量最大時，小球的速度為0，此時，小球處于___________（填“平衡”或“非平衡”）狀態(tài)。20．小明在老師的指導(dǎo)下用小球和彈簧等器材進行了如下實驗與探究（不考慮空氣阻力，g取10N/kg）：讓小球從某高度處由靜止開始下落到豎直放置的輕彈簧上（如圖甲），在剛接觸輕彈簧的瞬間（如圖乙），小球速度為5m/s。從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短（如圖丙）的整個過程中，得到小球的速度和彈簧縮短的長度△x之間的關(guān)系如圖丁所示，其中A為曲線的最高點。已知該輕彈簧每受到0.1N的壓力就縮短1cm，并且輕彈簧在全過程中始終發(fā)生彈性形變。（1）從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中，小球動能的變化情況是_________，小球機械能的變化情況是______________。（2）實驗中所用小球的質(zhì)量為_____kg，全過程中，彈簧中彈力的最大值為_____N。（3）由圖可知，當(dāng)彈簧的壓縮量最大時，小球的速度為0，此時，小球處于______態(tài)（選填“平衡”或“非平衡”）。（4）已知物體的重力勢能表達式為EP=mgh，動能表達式為：；其中m為物體的質(zhì)量，h為物體距離水平地面的高度，v為物體的運動速度，g為常量，取10N/kg。若本題中彈簧的原長為1m，則本題的小球是從距離地面________m的位置下落的。21．小靜和小雷觀看臺球比賽時發(fā)現(xiàn)：有時運動的白球去撞擊一個靜止的彩球后，白球會立即靜止在碰撞時的位置，而被撞的彩球似乎接替了白球，沿白球原來的運動方向，以幾乎相同的速度向前運動，如圖甲所示。小靜據(jù)此設(shè)計了如圖乙所示的實驗裝置（將一個兩端翹起、中間水平的軌道固定在水平桌面上，取兩個小球A、B，將B球靜置于軌道的水平部分，將小球A從斜面的某一高度h1處靜止釋放，撞擊后，B球向前運動并沖上軌道右端斜面最大高度h2），探究動能與勢能轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移時的規(guī)律。

（1）A球從斜面滑下的過程中，______能轉(zhuǎn)化為動能；（2）B球由靜止變?yōu)檫\動是因為B球在碰撞中獲得了______能，這也說明力能改變物體的______；（3）實驗時發(fā)現(xiàn)撞擊后，h2小于h1小靜猜想這可能是小球運動過程中克服______做功造成的。為了驗證這一猜想，小靜操作如下：a、控制A球從斜面上的______（選填“同一”或“不同”）高度自由滾下；b、改變小球運動導(dǎo)軌的粗糙程度，并記錄B球在斜面上的最高高度h2小靜在多次實驗后發(fā)現(xiàn)：導(dǎo)軌越光滑，h2越接近h1由此可推論得出：在動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中，若沒有摩擦阻力影響，物體的機械能將______（選填“變小”“不變”或“變大”）；（4）小雷猜想白球與彩球碰撞后的運動情況可能與兩球的質(zhì)量有關(guān)。于是小雷找來天平測量了白球和彩球的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)它們質(zhì)量相同，因此他認(rèn)為白球與彩球碰撞后的運動情況與兩球的質(zhì)量無關(guān)。你認(rèn)為小雷的結(jié)論是______（選填“正確”或“錯誤”）的。22．物理興趣小組研究物塊從斜面由靜止下滑至底端過程中勢能變化量與動能變化量的大小關(guān)系。他們選取了傾角、長度相同但材料不同的斜面進行實驗，已知玻璃表面最光滑，木板表面其次，石板表面較為粗糙。他們將物塊放在斜面A位置由靜止下滑，如圖所示，用傳感器測出物塊在A、B、C、D、E五個位置時的勢能Ep、動能Ek大小，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中。物塊位置勢能Ep/焦動能Ek/焦（玻璃表面）動能Ek/焦（木板表面）動能Ek/焦（石板表面）A1.000.000.00B0.750.170.150.12C0.500.340.300.24D0.250.510.450.36E0.000.680.600.48①請?zhí)顚懕砀裰锌杖钡臄?shù)據(jù)______；②請分析物塊的勢能、動能的大小變化情況，______；③分析表中數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，物塊從同斜面由靜止下滑至底端過程中與的大小關(guān)系是______；請分析前面一空中的與的大小關(guān)系的原因：______。23．在觀察如圖小球擺動時動能和勢能轉(zhuǎn)化的實驗中，小明發(fā)現(xiàn)小球每擺一個來回的時間似乎都相同，于是他產(chǎn)生了猜想，小球每擺動一次所用的時間t（a）可能跟小球的質(zhì)量m有關(guān)：（b）可能跟繩子的長度L有關(guān)；（c）可能跟小球移開的距離s有關(guān)．為驗證自己的猜想，他在豎起的木板上畫出方格，用瓶子代替小球，并在瓶內(nèi)裝大米來改變質(zhì)量，則：（1）除圖中所示的器材外，還需要的測量器材有____________，____________．（2）在測出不同條件下，瓶子來同擺動一次所用的時間后，得到表中的數(shù)據(jù)，則：為了研究與L關(guān)系，需選擇序號為____________的三組實驗數(shù)據(jù)進行分析；序號瓶子質(zhì)量m/g移開距離s/格懸線長度L/格來回時間t/s1203122.12403122.13603122.14602122.15601122.1660391.9760361.5（3）通過分析表中的數(shù)據(jù)可以得出初步的結(jié)論：t與_______無關(guān)而與_______有關(guān)．（均填字母）（4）實驗中發(fā)現(xiàn)，瓶子擺動一次的時間很難測準(zhǔn)，請你幫他想個更準(zhǔn)確的測量方法____________．24．閱讀短文，回答問題小華在觀看臺球比賽時發(fā)現(xiàn)：有時運動的白球去撞擊一個靜止的球后，白球會立即靜止在碰撞時的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原來的運動方向，以幾乎相同的速度向前運動，如圖甲所示．小華想：白球碰撞后立即靜止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度運動出去的嗎？通過了解和初步實驗，小華發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)體積和質(zhì)量均相同的兩球，而且球心在同一直線上相碰時，才可能出現(xiàn)上述現(xiàn)象．為進一步探究，她設(shè)計了下述實驗方案：將一個兩端翹起、中間水平的軌道固定在水平桌面上，取兩個相同的臺球A、B，將B球靜置于軌道的水平部分，A球置于軌道左端斜面上某處，測出該點到水平桌面的高度h1，如圖乙所示，釋放A球，撞擊后，A球靜止，B球向前運動并沖上軌道右端斜面能到達的最高點，測出該點的高度h2．通過比較h2與h1的大小關(guān)系即可作出判斷．請你作答以下問題：（1）A球從斜面滑下的過程中，_______能轉(zhuǎn)化為動能．（2）B球由靜止變?yōu)檫\動是因為B球在碰撞中獲得了_______能．（3）已知重力勢能的計算公式為EP=mgh，動能的計算公式為Ek=1/2mv2．若軌道光滑，則碰撞前瞬間A球運動速度的表達式VA=________；若h2=h1，則說明B球被撞后開始運動的速度VB_______VA（選填“＞”、“=”或“＜”）．（4）在實際實驗中，測出的h2總小于h1，若導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是軌道不光滑，那么，在阻力不可避免的情況下，你認(rèn)為小華的設(shè)計是否還有價值？_______25．某小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)，水平拋出的物體，其落地點的遠近往往是不同的，如圖所示。為了研究水平拋出的物體在水平方向上通過的距離s與哪些因素有關(guān)，他們用質(zhì)量m不同的鋼珠，在不同的高度h處，以不同的水平速度v拋出，利用實驗室頻閃照片記錄下物體的運動軌跡，經(jīng)測量計算后將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表格中：實驗序號123456789鋼珠質(zhì)量m(克)302010101010101010高度h(厘米)454545202020808040水平速度v(厘米/秒)303030204080408080水平距離s(厘米)99948161632(1)分析比較表中實驗序號1、2與3中數(shù)據(jù)及相關(guān)條件可知，水平拋出物體的s與m_____關(guān)(選填“有”或“無”)；(2)分析比較表中實驗序號4、5與6中數(shù)據(jù)及相關(guān)條件可知：水平拋出的物體，___________；(3)分析比較表中實驗序號________中數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出水平拋出物體的s與h的關(guān)系。請判斷表中實驗序號10中s_______(選填“大于”、“等于”或“小于”)16厘米。26．某小組同學(xué)用實驗小車去撞擊同一木塊來研究小車的動能與小車的質(zhì)量和速度之間的關(guān)系，實驗時利用DIS裝置精確地測出了小車撞擊木塊時的速度，小車撞擊木塊后與木塊一起向前滑動，該同