内容正文:
第十一章 功和机械能
第4节 机械能及其转化
当堂达标
1. 跳伞运动员在空中匀速下落的过程中( )
A.重力势能减小
B.动能增加
C.机械能增加
D.机械能不变
2.如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球,小球就在AB间做往复运动(已知AO=OB)。小球从A位置运动到B位置的过程中,下列判断正确的是( )
A.小球的动能不断增加
B.弹簧的弹性势能不断减少
C.小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D.在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
3.下列有关机械能及其转化的说法正确的是( )
A.弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能
B.拦河大坝使上游的水位升高,提高了水的重力势能
C.蹦床运动员从高处落下,其动能转化为重力势能
D.人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小,动能增大
4.如图所示的摆件,正常运行时,小轮在支架上来回滚动,每次到达的最大高度相同。小明发现摆件上有一电源,关掉电源后,小轮逐渐停下来( )
A.小轮滚动过程中没有力对其做功
B.正常运行时,小轮的速度一直不变
C.断电后小轮会停下,说明能量守恒定律不一定成立
D.正常运行时,小轮往返一次,摆件一定需要消耗电能
5.如图,粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接,弹簧左端固定。小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中(空气阻力忽略不计),下列说法正确的是( )
A.在弹簧恢复原状的过程中,弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能
B.小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒
C.小木块P在斜面上向上运动时,动能减小,重力势能增加
D.小木块P运动到最高点时处于平衡状态
6.将皮球从离地某一高度O点处水平抛出,球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是( )
A. 皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等
B. 皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零
C. 皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能
D.若将皮球表面涂黑,则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑
7.蹦极是一种运动游戏。图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置,B点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中(忽略空气阻力),其重力势能逐渐转化为________能;游戏者从A点到B点的过程中,绳子具有的________能逐渐增加;到达B点时游戏者受到的弹力大于重力,所以游戏者在B点时________(选填“是”或“不是”)处于平衡状态。
参考答案
1. A 解析:跳伞运动员在空中匀速下落的过程中,质量不变,匀速下落,所以动能不变;高度减小,重力势能减小,因此机械能减小。故选A。
2. D 解析:小球从A位置运动到B位置的过程中,质量不变,速度先增大后减小,小球的动能先增加后减少,A错误;小球从A位置运动到B位置,形变量先减小后增大,所以弹簧的弹性势能先减少后增加,B错误;小球运动到O点时,动能最大,但此时弹簧恢复到原长,形变量为0,弹性势能为0,所以动能和弹性势能不相等,C错误;由于水平台面光滑,小球和弹簧都不受摩擦力,对小球和弹簧组成的系统而言,只有弹力做功,只有小球的动能和弹簧的弹性势能发生转化,所以系统机械能守恒,所以在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变,D正确。
3. B 解析:弯弓射箭,是弓的弹性势能转化为箭的动能,A错误;拦河大坝使上游的水位升高,高度增加,所以水的重力势能增加,B正确;蹦床运动员从高处落下,其重力势能转化为动能,C错误;人造卫星从近地点飞向远地点时,高度增大,势能增大,速度减小,动能减小,D错误。
4. D 解析:小轮在滚动过程中需要克服摩擦力做功,故A错误;正常运行时,小轮存在重力势能与动能之间的转化,所以其速度是不断变化的,故B错误;断电后小轮会停下,说明小轮的机械能转化成其他形式的能,在转化过程中总的能量保持不变,所以能量守恒定律一定是成立的,故C错误;小轮在往返过程中需要克服摩擦力做功,从而使机械能减少,但为了使小轮每次到达的最大高度相同,就要使小轮的机械能保持不变,则需要另外一种能量来补充减少的机械能,而这个另外的能量正是由电源提供的,因此小轮往返一次,摆件一定需要消耗电能,故应选D。
5. C 解析:在弹簧恢复原状的过程中,弹簧的形变程度变小,弹性势能变小。木块的速度变大,动能变大,同时因为水平面AB粗糙,木块需要克服摩擦力做功,内能变大,故弹簧的弹性势能一部分转化为小木块P的动能,一部分转化为内能,故A错误。小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时,需要克服摩擦力做功,一部分机械能转化为内能,所以机械能减小,故B错误。小木块P在斜面上向上运动时,高度增加