内容正文:
11.4 机械能及其转化
一、选择题
1.(2021·江苏南通市·九年级月考)如图所示,某同学进行爬竿训练,爬上竿顶后,再从竿顶顺竿滑到地面,每次所用时间各不相同,下列说法正确的是( )
A.向上爬竿过程中动能转化为重力势能
B.下滑过程中摩擦力的大小一定保持不变
C.向上爬竿时受到的摩擦力方向向下
D.下滑时间短的那次速度大,重力做功快
【答案】D
【详解】
A.向上爬竿过程中,人的质量不变,不能确定速度是否变化,因不能确定动能是否变化,该同学的质量不变,高度增大,因而重力势能增大,不能确定由动能转化而来,故A错误;
B.因为下滑过程中,人对竿的压力可能发生变化,而接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力大小可能发生变化,故B错误;
C.向上爬竿时,该同学受重力作用相对于竿有向下滑的趋势,因而受到的摩擦力方向向上,故C错误;
D.每次均从竿顶下滑到底端,运动的距离相等,由
可知时间知的那次速度最大,所用时间最短,该同学的重力不变,每次下滑的高度相同,则每次重力做功相等,由
知,重力做功快。
故选D。
2.(2021·山东日照市·九年级一模)如图所示,人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点。关于运行的卫星,下列说法正确的是( )
A.卫星绕地球飞行的状态是平衡状态
B.从远地点向近地点运动时,实际是一个上升的过程,速度减小
C.从近地点向远地点运动时,实际是一个上升的过程,动能减小
D.在远地点和近地点的机械能不相等
【答案】C
【详解】
A.卫星绕地球飞行的过程其运动方向在变化,所以不是在平衡状态,故A错误;
BCD.卫星在太空运动时,没有空气阻力,只受到重力作用,所以机械能是守恒的,从远地点到近地点运动时,卫星离地面的高度变低,则其重力势能减小,那么动能增大,则速度增大,反过来,从近地点到远地点,离地面高度变高,重力势能增大,那么动能减小,故BD错误,C正确。
故选C。
3.(2021·广东广州市·铁一中学九年级月考)球竖直向上运动,并落回地面,这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示,则球( )
A.在M点的速度等于在S点的
B.在M点的速度小于在S点的
C.在M点的离地高度等于在S点的
D.经过M、S两点时其机械能守恒
【答案】B
【详解】
AB.小球在 M 点时的动能小于在 S 点的动能,故小球在M点的速度小于在S点的速度,故A不符合题意,B符合题意;
C.小球在 M 点时的重力势能大于在 S 点的重力势能,所以在M点的离地高度大于在S点的高度,故C不符合题意;
D.机械能等于小球的动能与势能之和,由图可知,经过M点的机械能大于S点的机械能,机械能不守恒,D故不符合题意。
故选B。
4.(2021·江苏九年级专题练习)如图所示,小球沿光滑轨道由静止从A点向D点运动的过程中(空气阻力不计),下列说法错误的是( )
A.小球在A点的动能为零
B.小球在B点的速度最大
C.小球在C点和B点的机械能相等
D.小球不能到达D点
【答案】D
【详解】
A.小球在A点处于静止状态,速度为零,动能为零,故A正确,不符合题意;
B.不计空气阻力,轨道是光滑的,小球从A点运动到B点,即最低点,小球的重力势能全部转化为动能,此时动能最大,小球的质量保持不变,所以速度最大,故B正确,不符合题意;
C.不计空气阻力,轨道是光滑的,小球在整个运动过程中,机械能守恒,所以小球在C点和B点的机械能相等,故C正确,不符合题意;
D.不计空气阻力,轨道是光滑的,小球在整个运动过程中,机械能守恒,所以小球在上升过程中,当速度减小为零,即动能减小为零时,重力势能与A点时相等,所以会达到原来的高度,即可以达到D点,故D错误,符合题意。
故选D。
5.(2021·全国八年级期末)2020年12月17日,“嫦娥五号”返回器携带月球样品成功着陆,也标志着中国第一次地外天体采样返回任务取得圆满成功。返回舱在落向地面时,为安全着陆,在距地面一定高度时,将向下喷出高压气体,做减速运动,则此过程( )
A.返回舱动能不变,重力势能减小,机械能减小
B.返回舱动能增加,重力势能减小,机械能不变
C.返回舱动能减小,重力势能减小,机械能减小
D.返回舱动能减小,重力势能增加,机械能不变
【答案】C
【详解】
返回舱落向地面时,做减速运动,其高度也在减小,而质量不变,所以动能减小,重力势能也减小,那么机械能也减小了,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
6.(2021·全国八年级期末)如图所示,质量为m的小球从静止下落,落在与A点等高处、竖直放置静止的轻弹簧上,到达与B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等,图中与C点等高处是小球到达的最低点(不计空气阻力)。下列说法正确的是( )
A.到达A点时,小