内容正文:
12.1 动能 势能 机械能
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课后培优练
级练
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培优第一阶——基础过关练
1.如图为跳水运动员踏板起跳时的情景。下列说法正确的是( )
A.运动员在空中下落过程中没有力对其做功
B.运动员被跳板弹起的过程中动能转化为弹性势能
C.运动员离开跳板上升的过程中,其动能增加
D.运动员对跳板的压力与跳板对运动员的支持力是相互作用力
【答案】D
【详解】
A.运动员在空中下落过程中受到重力作用,并且在重力的方向上移动距离,重力对运动员做了功,故A错误;B.运动员被跳板弹起的过程中,弯曲跳板的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能,故B错误;
C.运动员离开跳板上升的过程中,速度减小,高度增大,所以其动能减小,势能增加,故C错误;D.运动员对跳板的压力和跳板对运动员的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在两个相互作用的物体上,因此二力是一对相互作用力,故D正确。故选D。
2.在2022年北京冬奥会上,中国的选手谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台比赛中获得冠军。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示,如果不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.她从a点运动到c点的过程中,其惯性不断变小
B.她从b点运动到c点,其动能减小但重力势能增加
C.她从a点向b点运动的过程中,其重力势能全部转化为动能
D.她在d点和e点的动能为零,且在d点和e点她的重力势能相等
【答案】B
【详解】
A.惯性的大小只与质量有关,她从a点运动到c点的过程中,其质量不变,则惯性不变,故A错误;
B.她从b点运动到c点过程中,其质量不变、速度减小,所以其动能减小;她的质量不变,高度变大,重力势能变大,故B正确;C.她从a点向b点运动的过程中,其质量不变、速度增大、高度减小,其重力势能大部分转化为动能,由于受到雪地的摩擦力,还会有一部分转化为内能,故C错误;D.d点是落地点,人有较大的速度,此时她的动能较大,所以她在d点的动能不为零;e点为停止点,动能为零,d点和e点的高度不同,重力势能不同,故D错误。故选B。
3.如图所示是小球从高处下落到水平地面不断弹起的过程中,每隔相等时间曝光一次所得到的照片,小球在1、2位置的高度一样。下面说法正确的是( )
A.小球运动时,机械能保持不变
B.小球在3位置时动能为0
C.小球在1位置时的动能比在2位置时大
D.小球在1位置时的重力势能等于在2位置时的重力势能
【答案】D
【详解】
A.小球在运动过程中,由于受空气阻力的作用,所以会消耗一部分机械能,所以小球的机械能逐渐减小,故A错误;B.由图可知,小球在3位置速度不为零,动能不为零,故B错误;CD.由于小球在1、2 位置的高度相同,所以重力势能相同,又由于小球在运动的过程中其机械能逐渐减小,机械能等于动能与势能之和,所以小球在1位置的动能比在2位置小,故C错误,D正确。故选D。
4.在刚刚结束的北京冬奥会上,某滑雪运动员从滑道滑出经多次曝光得到的照片如图所示,每次曝光的时间间隔相等,不考虑运动员的旋转和空气阻力。A是运动员刚起跳时的位置,B是运动员的最高点,C是刚落地时的位置。下列说法正确的是( )
A.在B点重力势能最大,动能为零
B.从A点到B点,运动员的动能增加
C.从B点到C点,运动员的机械能增大
D.在C点的动能最大
【答案】D
【详解】
A.在B点运动员所处的高度最高,重力势能最大,此时运动员在水平方向上的速度不为零,所以动能不为零,故A错误;B.根据图示可知,从A点到B点,运动员在相同时间内通过的路程变小,则运动员的速度变小,所以运动员的动能减少,故B错误;C.不考虑运动员的旋转和空气阻力,从B点到C点,运动员的机械能守恒,即机械能不变,故C错误;D.不考虑运动员的旋转和空气阻力,整个过程中运动员的机械能守恒,而C点时运动员的高度最小,其重力势能最小,因机械能等于动能与势能之和,所以在C点的动能最大,故D正确。故选D。
5.如图所示是小明端午小长假在游乐园乘坐过山车时的情景,过山车在粗糙轨道的顶端由静止滑下,途中经过A、B、C三点,其中A点与B点等高,C点在水平轨道上。在此过程中保证绝对安全,不计空气阻力,下列关于过山车分析正确的是( )
A.重力势能全部转化为动能 B.A点和B点的速度相等
C.在B点时受三个力作用 D.在C点时受平衡力作用
【答案】C
【详解】
A.轨道粗糙,过山车在滑下的过程中摩擦生热,重力势能转化为动能和内能,故A错误;B.因为轨道粗糙,克服摩擦不断消耗机械能,因此机械能不守恒,B点机械能小于A点,A、B高度相同,重力势能相等,因此B点动能低于A点,所以B点速度低于A点速度,故B错误;C.过山车在B点时受到自身重力、轨道支持力和摩擦力,故C正确;D.当物体处于静止状态或匀速直线运动时,物体受力平衡,题干未说明C点