内容正文:
11.4机械能及其转化
同步练习
1.如图所示是蹦极运动的简化示意图,弹性绳一端固定在O点,另一端系住运动员,运动员从O点自由下落,到A点处弹性绳自然伸直,C 点是蹦极运动员到达的最低点,运动员在运动过程中忽略空气阻力,则( )
A.从O点到 C 点运动员的机械能守恒
B.从O点到 C 点运动员的重力势能减小
C.从A 点到 C 点运动员的动能一直减小
D.从A 点到 C 点弹性绳的弹性势能先增大后减小
2.如图所示的是弹性小球落地并反弹的频闪照片,其中甲、丙两位置距离水平地面等高,乙位置为小球弹跳的最高点。关于该过程,下列说法中正确的是( )
A.小球从甲位置到乙位置的过程中,动能全部转化为重力势能
B.小球在甲位置时的速度大小等于在丙位置时的速度大小
C.小球在甲位置时的重力势能等于在丙位置时的重力势能
D.小球在甲位置时的机械能等于在丙位置时的机械能
3.中国目前已成为机器人与智能装备产业全球最大的应用市场,如图是送餐机器人工作时手托餐盘在水平地面上匀速前行的情景,下列说法正确的是( )
A.机器人受到的重力与机器人对地面的压力是一对平衡力
B.机器人在水平地面匀速前行过程对餐盘没有做功
C.机器人在水平地面匀速前行过程中机械能一直在增大
D.机器人在水平地面匀速前行时不受摩擦力的作用
4.2019年10月27日7时35分,临沂国际马拉松赛鸣枪开赛。本次赛事使用无人机(如图)进行了航拍,无人机匀速下降的过程中( )
A.失去了惯性 B.重力不做功
C.动能减小 D.机械能减小
5.在2022年北京冬奥会自由式滑雪比赛中,选手的运动轨迹如图所示(b、d在同一高度),如果不计空气阻力,下列说法错误的是( )
A.从a点向b点运动的过程中,机械能不变
B.从b点向c点运动的过程中,重力势能增加
C.b点的动能大于d点的动能
D.c点和d点的机械能相等
6.2023年10月26日,搭载神州十七号载人飞船的长征2号F遥十七运载火箭成果发射,火箭升空时的情景如图所示,下列说法正确的是( )
A.火箭使用液氢燃料,主要原因是液氢热值大
B.火箭点火升空过程中,机械能转化为内能
C.燃气主要通过做功的方式使周围空气的内能增大
D.火箭喷出燃气后周围空气的热运动减缓
7.踢毽子活动中蕴含很多物理知识,如图所示。下列相关说法中正确的是( )
A.毽子被踢出后竖直上升的过程中,动能增大
B.当踢出的毽子所受的力全部消失后,毽子会立即静止
C.毽子被踢出后继续飞行,说明力可以维持物体运动
D.毽子被踢出后,由于惯性毽子会继续向前飞行
8.人造地球卫星沿椭圆轨道运行,我们把卫星运行过程中离地球最近的点叫近地点,最远的一点叫远地点(如图所示),卫星在太空飞行过程中,不受到任何的阻力卫星从远地点向近地点运行过程中( )
A.机械能变小,动能不变,势能变小
B.机械能不变,动能变小,势能变大
C.机械能变大,动能变大,势能变大
D.机械能不变,动能变大,势能变小
9.小雨在超市购物,他用 20N 的力沿水平方向推动质量为 10kg 的购物车匀速前进了15m用时 10s,而后登上自动扶梯匀速上升到楼上的服装专柜,则下列说法不正确的是( )
A.购物车在水平方向前进的过程中受到地面对它的摩擦力为 100N
B.随自动扶梯上升的过程中,小明的机械能增加
C.在水平方向前进的过程中推力做功的功率是 30W
D.当购物车中放入重物时,车在水平方向前进的过程中受到地面对它的摩擦力将大于 20N
10.下列四个情境中,属于动能转化为势能的是( )
A.拉弓放箭 B.滚摆向下
C.秋千上摆 D.弹簧拉车
11.如图所示,一根弹簧的左端固定,右端连接一个小球,把它们套在粗糙的水平杆上,a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置,b点是弹簧原长时小球的位置,c点是小球到达最右端的位置.则小球由a点运动到c点的过程中,小球速度最大的位置是 (选填“a”、“b”或“ab之间”).小球、弹簧组成的系统装置机械能 (选填“是”或“不是”)守恒的.
12.蹦床是奥运会正式比赛项目之一、在比赛过程中,运动员借助弹力床的弹力将身体弹向空中,在空中做各种体操动作和翻筋斗的竞技运动。
(1)当运动员从高处落向蹦床的过程中, 能转化为 能;
(2)当运动员落在蹦床上后,蹦床逐渐向下凹陷,说明了力可以 ;当蹦床被压到最低位置时,蹦床具有的 能最大;
(3)当运动员向上运动到最大高度时, (选填“是”或“不是”)处于平衡状态,若此时运动员受到的所有力突然消失,运动员将 。
13.如图甲所示,斜面与水平面均光滑,从斜面上自由下滑的小球接触弹簧后,将弹簧压缩至最短。在这一过程中,小球的重力势能先转化为小球的 能,进一步转化为弹簧的 能。若只增加斜面的坡度,使小球仍从同一高度自由下滑,如图乙所示,则弹簧压缩至最短时,弹簧具有的能量 (选填“增加”或“不变”或“减小”)。
14.如图所示是一座高山的等高线图(即等高线上每点的高度均相同),若质量为 50kg 的登山运动员从 A 匀速到达 B 点时,运动员在 A 点的机械能 在 B 点的机械能(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
15.如图所示,6月5日10时44分神舟十四号载人飞船发射成功,飞行乘组由河南籍航天员陈冬、刘洋和河北籍航天员蔡旭哲组成,飞船在随长征二号F遥十四运载火箭一起加速升空时,其机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”),在飞船与空间站对接后航天员将在轨工作生活6个月,航天员随空间站一起绕地球转动时受力 (选填“平衡”或“不平衡”)。
16.小芳同学对八年级物理《科学之旅》中“伽利略对摆动的研究”非常感兴趣,于是利用如图所示的装置进行实验。
(1)已知摆球的质量为0.5kg,实验中摆球在往复摆动时,某次摆球由A点摆至C点的过程中A点与B点的高度差为10cm,摆球由A点摆至B点的过程重力所做功为 J;在单摆往复摆动过程中机械能 守恒。
(2)伽利略发现单摆摆动时,无论摆幅是大是小,摆动一个来回所需时间(摆的周期T)相同,即单摆的摆动周期T与振幅无关。所以小芳同学推断单摆往复摆动过程中第一次单摆由A点摆至B点的过程重力所做功的功率和第十次单摆由A点摆至B点的过程重力所做功的功率的大小关系为
(3)伽利略开创了以实验为基础并具有严密逻辑体系和数学表述的近代科学,被后人誉为“近代科学之父”。伽利略还进行了下列哪个物理知识的研究:
A.测量大气压强 B.牛顿第一定律 C.杠杆平衡原理 D.阻力对物体运动的影响
17.如图所示, 一个质量为5kg的长方体物块以0.1m/s的速度由斜面顶端匀速下滑至斜面底端。已知斜面的长度为6m,倾角θ=30°。不计空气阻力,忽略长方体物块的体积。
(1)求该长方体物块在由斜面顶端匀速下滑至斜面底端的过程中,其所受重力做功的功率;
(2)根据功能关系,计算长方体物块在沿斜面匀速直线下滑的过程中受到的滑动摩擦力的大小。
18.一辆汽车总质量为1200kg,以36km/h的速度在水平公路上做匀速直线运动,已知发动机的功率是60kW,求:
(1)10min内汽车发动机做的功;
(2)10min内汽车运动的路程;
(3)若发动机输出的能量全部转化为汽车的机械能,汽车的牵引力。
19.在物理学中,物体由于被举高而具有的能叫重力势能,其表达式为Ep= mgh;物体由于运动而具有的能叫动能,它的表达式为Ek=mv2,其中m为质量,h为物体距水平地面的高度,v为物体的运动速度,g为常量,取10 N/kg。如图所示是运动员投掷铅球的场景,运动员在距地面高h=1.5 m处,将质量为4 kg的铅球以6 m/s的速度沿斜上方抛出,空气阻力忽略不计。求:
(1)铅球刚被抛出时的动能Ek1和重力势能Ep1;
(2)铅球落地前瞬间的动能Ek2。
参考答案:
1.B2.C3.B4.D5.A6.A7.D8.D9.A10.C
11.ab之间 不是
12.重力势 动 改变物体的形状 弹性势 不是 保持静止
13.动 弹性势 不变
14.小于
15.增大 不平衡
16.0.5 不 > D
17.(1)2.5W;(2)25N
18.(1)3.6×107J;(2)6000m;(3)6000N
19.(1) 72J; 60J;(2) 132J
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