1、1素养全练 11 机械能基础夯实1.(2018安徽铜陵一模)如图所示,一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到刚贴到自己的鼻子,然后从静止时释放。当铁锁摆回时 (选填“会”或“不会”)打到你的鼻子。 答案:不会解析:铁锁下降过程是重力势能转化为动能的过程,上升的过程是动能转化为重力势能的过程。在上升和下降的过程中,铁锁和空气之间存在摩擦,克服摩擦做功机械能转化为内能,机械能减小,也就是重力势能的最大值越来越小,不会碰到鼻子。2.(2018安徽巢湖模拟)如图所示,让一条形磁铁由静止释放,当磁铁穿过线圈时,线圈中有电流产生,不计空气阻力,则条形磁铁在下落过程中机械能 (选填“减小”“不变”或“增大”)。
2、 答案:减小解析:磁铁下落过程中受到线圈的阻力作用,由机械能转化为电能,机械能减小。3.(2018安徽模拟)2017 年 2月,美国最高的奥罗维尔水坝岀现缺口,当地居民紧急撤离。如图所示,当水从泄洪口倾泻而下时,水的 能转化为动能,具有巨大的破坏作用。 答案:重力势解析:水从泄洪口倾泻而下时,质量不变,高度减小,重力势能减小。质量不变,速度增大,动能增大。重力势能转化为动能。4.2(2018安徽宿州埇桥区二模)如图所示是蹦极过程的示意图,其中 A点为弹性绳上端的固定点, B点为弹性绳没有人的时候自然下垂时下端的位置, C点为弹性绳下端有人的时候自然下垂静止时的位置, D点为蹦极过程中人能够达到
3、的最低点,则蹦极过程中速度最大的位置是 (选填“ A”“B”“C”或“ D”),从 B到 C的过程中的能量转化情况是 。(不计空气阻力) 答案: C 重力势能转化为动能和弹性势能解析:从 B到 C过程,开始绳子对人的拉力小于人的重力,所以开始是加速运动,动能是增加的,随着绳子被拉伸,绳子对人的弹力越来越大,当弹力大于人的重力时,人就做减速运动,动能越来越小,故蹦极者的动能先变大后变小,故 C点的速度是最大的;从 B到 C过程,重力势能减小,动能变大,绳子的弹性势能变大,重力势能转化为动能和弹性势能。5.(2018安徽模拟)我国将用“嫦娥四号”搭载着“月面微型生态圈”在月球种土豆,实现人类首次在
4、月球表面开展生物学实验,若“嫦娥四号”实现软着陆,则探月飞船缓慢降落月球表面的过程中,探月飞船的机械能 (选填“变大”“不变”或“变小”)。 答案:变小解析:探月飞船缓慢降落月球表面的过程中,质量不变,高度变小,所以重力势能减小。速度减小,所以动能减小。重力势能和动能都变小,所以飞船的机械能变小。6.(2018安徽合肥瑶海区期末)如图所示,是一个乒乓球从某一高度下落后反复弹起过程的频闪照片,这一过程中, ABCD在同一水平高度,则 A点时的机械能 C点时机械能,小球在 A点时的速度 C点时的速度(以上两空选填“大于”“等于”或“小于”)。 答案:大于 大于解析:因为乒乓球弹跳的高度越来越低,说
5、明机械能逐渐减小,乒乓球由 A点运动到 C点时机械能变小,所以 A点的机械能大于 C点的机械能; A、 C两点的位置一样高,故乒乓球在位置 A的重力势能等于乒乓球在位置 C的重力势能,由于与空气摩擦等原因,乒乓球机械能逐渐减小,乒乓球在 C点的机械能小,故乒乓球在 C点的动能较小,小球在 A点时的速度大于 C点时的速度。7.(2017安徽庐江期末)如图所示,质量为 80 g的金属小球从导轨的 a处自由滑下,依次经过 b处、c处,到达 d处时恰好停下,在从 a到 b的过程中,重力做功为 J,在整个运动过程中,小球克服导轨摩擦消耗的机械能为 J。 答案:0 .4 0.243解析:(1)由题图知,从
6、 a处到 b处下降的高度: h=50cm=0.5m,重力做功: W=Gh=mgh=8010-3kg10N/kg0.5m=0.4J;(2)由题意可知在 a处时小球静止,动能为 0,其重力势能为: Ea=mgha=8010-3kg10N/kg0.5m=0.4J;在 d处小球静止,动能为 0,此时的重力势能: Ed=mghd=8010-3kg10N/kg0.2m=0.16J。则小球克服导轨摩擦消耗的机械能(即减小的重力势能): E=Ea-Ed=0.4J-0.16J=0.24J。8.(2018安徽长丰期末)掷实心球是长丰县中考体育加试项目之一,掷出去的实心球在空中运动的轨迹如图所示,若不考虑空气阻力,
7、则实心球从离开手后到达最高点的过程中,球受 个力的作用,球的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”),在最高点时,球的动能 (选填“大于”或“等于”)零。 答案:一 不变 大于解析:实心球从离开手后到达最高点的过程中,由于不考虑空气阻力,球只受到重力的作用,即受到一个力的作用。实心球从离开手后到达最高点的过程中,动能转化为重力势能,由于不考虑空气阻力,故机械能不变。球在最高点时,仍具有向前的速度,故球具有动能,动能大于零。9.(2018山东济宁中考)如图所示,跳水运动员为获得充足的空中滞留时间,都会在跳水前先用力下压跳板,以便利用跳板的 让自己上升得更高。不计空气阻力,运动员从离开跳板到入水
8、的过程中, (选填“离开跳板”“最高点”或“入水”)时动能最大。 答案:弹性势能 入水解析:(1)在跳水前先用力下压跳板,跳板发生弹性形变,具有弹性势能,跳板恢复原状时,弹性势能转化为运动员的动能,运动员离开跳板后动能转化为重力势能,这样可以使自己上升的更高;(2)不计空气阻力,运动员离开跳板上升、在落回到跳板相同高度时,运动员的动能等于起跳离开时的动能;从该位置下落到入水前,重力势能减小、动能增加,到入水时的动能最大。10.(2018辽宁沈阳中考)如图所示,小华将外形相同的实心铝、铜圆柱体( 铝 v2v3 D.无法比较其速度大小答案:A解析:同一个小球,则质量相等,在同一高度,则重力势能相等
9、,以相同的速度分别向三个不同方向抛出去,此时动能相等,如果不计空气阻力,其机械能守恒,则其落地时高度相同,重力势能相等,故刚落地时的动能相等,所以其速度大小关系: v1=v2=v3。14.(2018湖北襄阳中考)在排球比赛中,小明把排球竖直向上抛出,排球在运动中动能 E随时间 t变化的图象最接近的是( )答案:A解析:小明把排球竖直向上抛出,排球向上运动,高度变大,速度减小,动能转化为重力势能,动能减小,到达最高时速度为 0,动能为 0。排球在重力的作用向下运动,高度减小,速度变大,重力势能转化为动能,动能变大,故动能先变小至 0,然后再变大,故 A符合题意。15.(2018浙江绍兴中考)如图
10、,木块以一定的速度滑过 A、 B点,到 C点滑出下落至 D点, A和 B、 C和D之间的竖直距离均为 h。若空气阻力忽略不计,则对木块在运动过程中能量变化的分析,正确的是( )A.D点与 A点相比,动能增加,势能减少,机械能不变B.A点到 C点减少的重力势能等于 C点到 D点减少的重力势能C.B点的动能可能等于 A点的动能,但一定大于 C点的动能D.B点的动能可能等于 D点的动能,但一定大于 A点的动能答案:B解析: D点与 A点相比,势能减少,由于存在摩擦,机械能转化为内能,机械能减小,故 A错误; A和B、 C和 D之间的竖直距离均为 h,则 A点到 C点减少的重力势能等于 C点到 D点减
11、少的重力势能,6故 B正确;木块以一定的速度通过 A、 B两点, B点的动能等于 A点的动能,由于不知道 BC是否是光滑的,故无法判定 B、 C两点速度的大小,无法比较动能大小,故 C错误;木块从 B到 C,若木块与地面有摩擦,则 C处的动能小于 B处的动能,从 C到 D,由于忽略空气阻力,木块的重力势能减小,动能增加,故 D点动能大于 C点动能,但与 A点的动能不确定,故 D错误。16.(2018湖南邵阳中考)人造地球卫星广泛应用于全球通信、军事侦察、气象观测、资源普查、环境监测、大地测量等方面。如图所示,当卫星从近地点向远地点运动时,它的( )A.重力势能减小 B.速度增大C.机械能增大
12、D.动能转化为重力势能答案:D解析:卫星从近地点向远地点运动过程中,速度变小,高度变大,则动能变小,重力势能变大,动能转化为重力势能;在太空中卫星运动时不受阻力的作用,所以此过程中机械能守恒。17.(2018安徽阜阳三模)如图所示,用手将一重为 G的铁球缓慢放在一自然伸长的弹簧上,放手后,铁球从 A位置开始向下运动,到达 B位置速度达到最大,到达 C位置小球的速度变为零。整个过程中不计能量损耗,则下列说法正确的是( )A.从 A点到 C点铁球的动能一直减小B.在 C位置弹簧的弹性势能最大C.从 A点到 B点铁球的动能和重力势能之和不变D.从 A点到 C点铁球的动能和重力势能之和一直增大 导学号
13、 97404025答案:B解析:铁球从 A位置开始向下运动,重力大于弹力,即向下做加速运动,速度变大,到达 B位置速度达到最大,即此时球的重力等于弹力。再向下运动,弹力大于重力,即小球做减速运动,速度变小,到达C位置小球的速度变为零,故其动能是先变大,后变小,故 A错误;据图可知,在 C位置弹性形变程度最大,故弹性势能最大,故 B正确;从 A到 B的运动过程中,弹簧被压缩,其弹性势能增大,即该过程中铁球的一部分动能和势能转化为弹簧的弹性势能,由于总的机械能是不变的,故铁球的动能和重力势能之和是减小的,故 C错误;据 A可知,该过程中,动能先变大,后变小;其高度一直变小,所以重力势能一直变小,故
14、 D错误。18.7(2018广西玉林中考)2018 年世界杯足球赛在俄罗斯举行,如图所示,是正在加速下降的足球,在此过程中,对其机械能的变化情况,下列分析正确的是( )A.动能增大,重力势能减小B.动能减小,重力势能增大C.动能增大,重力势能增大D.动能减小,重力势能减小答案:A解析:正在加速下降的足球,质量不变,速度变大,动能增大,同时高度下降,重力势能减小。19.(2018湖北黄石中考)2018 年 3月 4日,在我市阳新地区下了一场冰雹。已知冰雹在下落过程中受到的空气阻力随下落速度的增大而增大,且落地前已做匀速运动。关于冰雹的下落过程,下面说法正确的是( )A.冰雹的重力势能越来越大B.
15、冰雹的机械能越来越小C.当冰雹匀速下落时空气阻力对冰雹不做功D.冰雹受到的空气阻力越来越大,可能大于重力答案:B解析:冰雹下落过程中,高度减小,重力势能越来越小,故 A错误;由于冰雹要克服空气阻力做功,机械能会转化为内能,所以其机械能减小,故 B正确;当冰雹匀速下落时,冰雹在阻力的方向上通过了距离,所以空气阻力对冰雹做功,故 C错误;冰雹在运动过程中,速度变大,阻力变大,当阻力等于重力时,冰雹会做匀速直线运动,速度保持不变,所以阻力不可能大于重力,故 D错误。20.(2018江苏常州中考)现代农业利用喷药无人机喷洒农药,安全又高效,如图所示,喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷洒
16、农药,此过程中,喷药无人机的( )A.动能减小、重力势能减小B.动能减小、重力势能不变C.动能不变、重力势能减小D.动能不变、重力势能不变答案:A解析:无人机在农田上空的某一高度水平匀速飞行,同时均匀喷洒农药,飞机的速度和高度均不变,但质量变小,所以无人机的动能减小,重力势能减小。能力提升821.(2017安徽颍上期末)如图所示的三幅图是我们在实验室或课堂上做过的一些实验。则:(1)A图小纸片能跳起来的原因是 ; (2)B图探究的问题是 ; (3)C图探究得到的结论是 。 答案:(1)弹性势能转化为动能 (2)动能和重力势能的相互转化 (3)物体的质量一定,速度越大,动能就越大解析:(1)由图
17、中可知要利用橡皮筋的弹性势能,只有把橡皮筋拉开才会有弹性势能,所以要把卡片按平后放在水平面上然后松开,松开后,橡皮筋的弹性势能转化为纸片的动能,所以卡片能跳起来。(2)滚摆在下落的过程中:质量不变,所处高度减小,重力势能减小,但速度增大,动能增大,正是减少的重力势能转化为了动能。滚摆在上升的过程中:质量不变,速度减小,动能减小,但所处高度增大,重力势能增大,正是减少的动能转化为了重力势能。所以滚摆上下往复运动的过程中,动能和重力势能是可以相互转化的。(3)同样的小车,放在斜面上的位置越高,滑到水平木板上获得的速度越大,木块被推得越远,说明小车具有的动能越大。所以,当质量相同时,速度越大,动能越
18、大。22.(2018辽宁阜新中考)在“探究影响动能大小因素”的实验中,如图所示,让小球从同一光滑斜面上由静止滚下,小球撞击放在水平面上的木块,使木块滑动,虚线位置为木块滑动一段距离后静止的位置。(已知 h1h2h3)(1)球从斜面上滚下的过程中,小球的 能转化为小球的 能。 (2)本实验是通过 比较小球动能的大小。 (3)分析图中的三次实验可以得出的结论是:物体的 一定时, 越大,它的动能越大;通过实验结论可知,开车时要注意不能 (选填“超载”或“超速”)。 答案:(1)重力势 动 (2)木块滑动的距离 (3)质量 速度 超速解析:(1)实验中,小球从高处滑下,小球的重力势能转化为动能;(2)
19、实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小;9(3)由图中的三次实验可知,物体质量一定时,速度越大,小球推动木块移动的距离越远,说明小球的动能越大,由此得出的结论是:当质量一定时,速度越大,动能越大;通过实验结论可知,开车时要注意不能超速。23.(2018云南曲靖中考)某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球,它们的质量关系为 m1m2=m3,实验的情景如图所示。(1)通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小,应用的物理方法是 (选填“转换法”或“类比法”)。 (2)分析甲、乙两种情况可知,重力势能的大小与物体的 有关。 (3)小铁球 m3落入细沙后,速
20、度不断减小直至静止,它的机械能转化为 能。 (4)同学们还发现小球离地面越高,下落到地面所用的时间越长,他们测出了小球自由下落高度 h和下落时间的平方 t2的数据如下表,分析数据,写出 h与 t2的关系式为 。 实验次数 1 2 3 4 5 6h/米 2.45 4.9 7.35 9.8 12.25 14.7t2/秒 2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0导学号 97404026答案:(1)转换法 (2)质量 (3)内 (4)h=4.9t2解析:(1)由题意知,实验中通过观察小球陷入细沙的深度来间接判断物体重力势能大小的,运用了转换法;(2)由题知 m1m2,即图甲和图乙中物体的质量
21、不同,但从同一高度落下,且乙图中小球进入细沙中的深度更深,因此可知重力势能与物体的质量有关;(3)当小球陷入沙中,与沙子摩擦,最终静止,将机械能转化为内能;(4)根据表中实验数据可知,小球下落高度与所需时间之间的关系为: h=4.9t2。24.(2018安徽合肥庐阳区二模)物体做功的过程就是能量转化的过程,例如不计空气阻力时,物体自由下落时重力做了多少功,物体的动能就增加了多少。物体动能 Ek的计算公式是 Ek= mv2,m表示12物体的质量, v表示物体的速度。(1)当物体从静止开始自由下落时,下落 5 m后物体的速度是多少?(2)当物体自由下落时先后测得两个位置速度分别为 v1,v2,求这两个位置的距离 h。答案:(1) (2)h=10gv22-v122g解析:(1)由于重力做功等于物体动能的变化量,设下落高度为 h,则重力做功: W=Gh=mgh;动能的增加量为:10Ek2-Ek1= mv2- ;12 12mv02得 mgh= mv2- 12 12mv02当物体从静止开始自由下落时, v0=0;故下落 5m后物体的速度是: v= ;10g(2)由 可得:下落高度为 h= 。v22-v122g
