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第13讲 机械能
1.2021·衢州如图所示,物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是( B )
A. B.
C. D.
2.如图甲所示,水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒,筒底固定一根弹簧。将一小球放置在弹簧上,静止时位于A点(如图乙)。现将小球下压至B点,并用此处的装置锁定(如图丙)。解锁后,小球向上弹出筒口。下列说法正确的是( B )
①图乙中A点处弹簧的弹力等于小球的重力
②图乙中圆筒对桌面的压力小于图丙中的压力
③图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中小球的机械能始终不变
④图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中动能先变大后变小
A.①和③ B.①和④
C.②和③ D.②和④
3.对下列四幅图片的分析,正确的是( D )
A.图①摆锤从A点运动到O点的过程中,动能转化为重力势能
B.图②运动员起跳后上升到最高点时势能最大,动能为零
C.图③高处滚下的小球在C点动能达到最大值
D.图④卫星在近地点动能最大,在远地点势能最大,机械能守恒
4.如图所示,斜面与水平面在M点通过小圆弧相连,弹簧左端固定,原长时右端在N点,小物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后又返回到P点,则下列说法错误的是( B )
A.小物块从P向M运动过程中,重力势能减少
B.小物块从P向M运动过程中,机械能减少
C.小物块从P向M运动过程中,机械能不变
D.弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最大
5.同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出,图甲表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动,图乙表示小球在空中的运动轨迹(空气对小球的阻力忽略不计)。
(1)小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量__不变__(填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)小球能到达最高点的高度h1__大于__(填“大于”“等于”或“小于”)h2。
6.小明和小红分别用图甲和图乙装置“探究物体动能大小的影响因素”,小明在光滑的水平面右端放置一个木块,将一辆绑有铁块的小车从光滑斜面上由静止释放,小车在水平面上撞击木块后继续向右运动。小红对小明的实验进行了改进,将木块改成一个强力磁铁固定在地面上,将小车上绑的铁块改成磁铁,小车从光滑斜面上由静止释放后在水平面上向右运动且不与强力磁铁碰撞,记录小车距离强力磁铁的最近位置为A点,小车最后停下来的位置为B点。请回答下列问题。
(1)小红实验中斜面底端记录为O点,固定磁铁的起始点记录为C点,能够比较合理体现动能变化的距离是__OA__,该距离越长,说明动能越大。
(2)若探究物体质量大小对动能的影响,小红应选择下图中的__C__(填字母)与乙进行对照实验。
A. B.
C. D.
(3)请从能量的角度评价小红的实验相对小明实验的优点__甲中小车撞击木块后,小车处于运动状态,小车的动能没有全部转化为木块的动能;乙中小车最终会静止在水平面上,此时小车的动能全部用来克服阻力做功,所以乙实验的结论更加准确__。
7.为“探究影响重力势能大小的因素”,小金利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了图甲所示的实验。
(1)要探究重力势能的大小与高度的关系,应选择图甲中的哪两个图比较?__a、b__。
(2)小金为了探究重力势能大小与物体质量是否有关,选择了b和c图进行实验,老师说她的选择是错误的,请你分析原因:__实验中没有控制物体下落高度相同__。
(3)本实验中,主要采用的科学研究方法是控制变量法和__转换法__。
(4)图a中的重物被手释放由静止下落到接触小方桌的过程中,下落高度与时间的关系如图乙所示。在图丙所示的四个选项中,描述重力对重物做功大小与下落时间关系最接近正确的是__C__。
8.小明在老师的指导下用小球和弹性很好的轻质橡皮筋等器材进行了如下实验与探究(不考虑空气阻力)。让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放(如图甲所示),整个下落过程中,橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示;小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示。小球从P点下落到A、B、C三点的距离分别是hA、hB、hC。下列说法中正确的是 ( B )
A.由图乙可知,此橡皮筋的伸长与拉力不成正比
B.小球从A点运动到C点的过程中,小球的动能先变大后变小
C.小球从P点运动到B点的过程中,重力势能转化为动能
D.当橡皮筋的伸长量最大时,小球的速度为0,此时小球处于平衡状态
[一题多问]
9.如图所示,弹簧一端与小车相连,另一端固定在左侧的墙壁上,小车放在粗糙的水平木板上,小车位于A点时弹簧恰好为自然长度,用力压缩弹簧使小