内容正文:
第三节 机械能及其转化
动能和势能的相互转化
1.我校田径运动会上,运动员投出的铅球在下落过程中,下列说法正确的是( )
A.动能减少
B.重力势能增加
C.动能转化为重力势能
D.重力势能转化为动能
D
2.下列过程中,物体的动能转化为重力势能的是( )
A.篮球从高处落下
B.钟表里的发条带动指针转动
C.秋千从低处荡向高处
D.物块在斜面上由静止下滑
3.《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”,指出用多股蚕丝作为弓的弦。拉弯的弓把箭射出去,是把弓的 能转化为箭的 能。
C
弹性势
动
机械能及其守恒
4.小明十分爱好骑自行车锻炼身体,几乎每周都和父亲一道到郊外去进行有氧运动。在他骑自行车匀速上坡的过程中,自行车的( )
A.动能不变,机械能不变
B.动能增加,机械能增加
C.势能增加,机械能不变
D.势能增加,机械能增加
D
5.如图所示,摆球由A点静止释放,经过最低点O到达B点返回(不考虑空气阻力)。关于摆球,下列说法正确的是( )
A.在O点时重力势能最大
B.从A点到B点的过程中机械能守恒
C.在B点时受平衡力作用
D.从A点到O点动能转化为重力势能
B
6.2022年4月16日“神舟十三号”载人飞船返回舱成功着陆。返回舱的表面有明显的灼烧痕迹,返回舱进入大气层后,机械能是 (选填“守恒”或“不守恒”)的。着陆减速时,自带的发动机喷射的“燃气”的运动方向应与返回舱前进的方向 (选填“相同”或“相反”)。
不守恒
相同
C
7.(2023荆州)2023年5月30日,三名航天员乘坐“神舟十六号”载人飞船,成功进入中国空间站,与“神舟十五号”航天员乘组会师天宫,如图所示。下列说法正确的是( )
A.飞船在升空过程中,只存在动能和势能的相互转化
B.漂浮在空间站中的航天员重力势能为零
C.空间站组合体在轨稳定运行过程中机械能守恒
D.空间站组合体在太空中沿椭圆轨道绕地球运行,在近地点时动能最小
8.在自由式滑雪大跳台比赛项目中,如图所示为运动员离开跳台向上滑行的某个瞬间。下列说法正确的是( )
A.运动员在沿跳台上滑的过程中,重力势能转化为动能
B.运动员离开跳台上升到最高点时动能为零
C.运动员离开跳台上升到最高点时重力势能最大
D.运动员在整个滑行的过程中机械能是不变的
C
9.如图所示,质量为30 g的金属小球从导轨的a处自由滑下,依次经过b处、c处,最后到达d处时恰好停下。在上述过程中( )
A.小球从a到b的过程中势能全部转化为动能
B.小球到达c处不具有动能
C.小球停在d处,比a处势能减小
D.这一过程能量不守恒
C
10.如图所示,完全相同的两个小球A、B分别与轻质棉线和轻质弹簧连接,将两球拉高使棉线与弹簧在同一水平方向上,此时弹簧处于原长状态,且弹簧原长长度(O′B)小于棉线长度(OA),由静止释放后,两球运动到最低点时在同一水平面上(不计空气阻力),关于小球A、B在这一段运动过程能量变化的描述,下列说法正确的是( )
A.两个小球A、B的机械能保持不变,最低点时两球的动能相等
B.两个小球A、B的机械能保持不变,最低点时A球的动能大于B球的动能
C.两个小球A、B的机械能保持不变,最低点时A球的动能小于B球的动能
D.A球的机械能不变,B球的机械能减少,最低点时A球的动能大于B球的动能
D
11.如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片,下列分析图片后得到的结论正确的是( )
A.小球从最高处下落时重力势能不断减小,动能不断减小
B.小球从接触地面到离开地面时,弹性势能先变大后变小
C.小球从接触地面到离开地面时,主要是弹性势能和重力势能之间在转化
D.小球弹起的高度逐渐减小,是因为重力势能不断转化为动能
B
12.(2023天山区一模)光滑斜面1与水平面PQ平滑连接。从斜面1高H处静止释放小球,小球运动到Q点静止,如图甲所示。在PQ上的N点平滑拼接另一个光滑斜面2,已知PQ=3PN,如图乙所示。小球冲到乙斜面上的h高处。则小球最终将停在( )
A.甲斜面上 B.乙斜面上
C.P处 D.N处
D
13.如图所示,在一个金属罐的盖和底各开两个小洞,先将橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来,再将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部,使小铁块悬于罐体内。做好后将罐子从不太陡的斜面滚下,罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的 。滚动一段时间后罐子停下来,然后再沿斜面向上滚动,则在罐子向上滚动的过程中其重力势能会 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
弹性势能
增大
14.如图所示,撑竿跳高运动员提竿加速助跑过程中,是为了增大自身的 ,然后用压弯的撑竿把自己送上高处,这是因为压弯了的撑竿具有 ,最后转化为运动员的 ,使他越过横竿。(均选填“动能”“重力势能”或“弹性势能”)
动能
弹性势能
重力势能
15.伽利略认为,如果如图所示的斜面是光滑的,那么当小球从左侧某一高度向下运动时,随着右侧斜面坡度的减小,由于小球机械能的总量是 的,小球都会沿右侧斜面上升到相同的高度。请你猜测一下,如果右侧斜面变成了水平面,小球将 。
守恒
做匀速直线运动
16.如图所示,AOB是光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度h,让小球从A点由静止开始自由滑下时, 能转化 能,小球沿轨道AOB到达B点后离开轨道(不计空气阻力),则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是 。
重力势
动
c
17.2022年中国女篮获得世界杯亚军,振奋全国人民。如图甲所示,离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点,在 点动能最大。图乙为它在等高点B和D的能量柱状图,则篮球在B点的机械能 (选填“大于”“等于”或“小于”)在D点的机械能。整个过程能的总量
(选填“守恒”或“不守恒”)。
甲 乙
A
大于
守恒
18.某城市轨道交通车站,在设计的时候使站台略高于路面,与站台连接的进站和出站的轨道均有一个小坡度,请你分析一下这种设计用到的物理知识(写两点)。
(1) _
_
。
在列车进站时,车要停下来,而车此时是有很大的动能的,若刹车,
就把这些动能转化为了内能而损耗了,若进站时让车上坡,把动能转
化为重力势能贮存起来,这样就减小因刹车消耗的机械能
(2) _
_
。
列车在出站时,车原来处于静止没有动能,需要消耗燃料的化学
能才能启动,运动起来,若利用下坡,则可以把重力势能转化为动能,
便于启动,节省了燃料,起到节能的作用
19.如图所示,单摆在竖直平面内左右摆动,滚摆在竖直平面内上下往复运动,请回答:
动能与势能之间可以相
(1)这两个实验可以说明的同一个物理问题是 _
。
(2)从单摆的实验看,在A、B、C三点位置,动能最大的是 位置。
(3)滚摆从最高处滚下来,能量的转化为 。
互转化
B
重力势能转化为动能
(4)小明通过查阅资料知道单摆的周期只与摆绳的长度有关,那么单摆的周期公式最有可能的是 。
B
A.T=m B.T=2π
C.T=l D.T=2m2
$$