3.1-3.2提分专项练习-2024-2025学年浙教版九年级上册科学

3.1-3.2分专项训练 一、能量及其形式专项 1、几种能量: 化学能：只有在发生化学变化的时候才可以释放出来，变成热能或者其他形式的能量。像石油和煤的燃烧，炸药爆炸以及人吃的食物在体内发生化学变化时候所放出的能量，都属于化学能的转化。 潮汐能：在海洋的潮汐中蕴藏的能量; 生物质能：太阳能以化学能的形式贮存在生物体中，即以生物体为载体的能量; 核能：原子核发生变化时释放的能量; 地热能：是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩。 2、能量转化举例 雪崩时的能量转化:　势能转化为动能 人造卫星:　太阳能转化为电能 青蛙跃起扑食的过程:　化学能转化为动能和势能 胶片感光成像:　光能转化为化学能 特技跳伞:　势能转化为动能和热能 森林火灾:　化学能转化为热能 植物生长:　光能转化为化学能 水电站(工作时):　机械能转化为电能 XXXÄ习题训练 1.如图是太阳能电池路灯，白天太阳能电池板将太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内，夜晚蓄电池给路灯供电，下列说法正确的是（　　） A．灯柱用合金材料制成是因为合金比纯金属具有更好的性能 B．夜晚蓄电池给路灯供电时将光能转化为电能 C．白天给蓄电池充电时将化学能转化为电能 D．路灯的塑料和铝合金灯柱都属于有机合成材料 2.下列关于能的叙述不正确的是（　　） A．伽利略的斜面实验中，小球从斜面滚下后能滚上另一个斜面是因为小球具有“能” B．挂在树枝上的苹果没有运动，所以苹果不具有“能” C．人在跑步时要消耗体内的“能” D．向日葵在太阳下不断生长时将太阳光中的“能”储存到体内 3.舌尖上的美食。食物中所贮存的能量最终来自 　 。定期体检可以使我们及时、准确地了解自身健康状况。抽血检测前要求空腹，因为食物的消化产物主要在 　 　处被吸收进入血液后，会影响验血结果。 二、动能、势能的影响因素 弹性势能 1、影响弹性势能大小的因素:弹性势能的大小与物体弹性形变的大小有关。物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。例如，射箭时手拉弓弦使弓的弹性形变越大，弹性势能就越大，箭就射得越远； 机械表内发条卷得越紧，弹性形变越大，弹性势能就越大，机械表走动的时间就越长。 2、说明：(1)不是所有发生形变的物体都具有弹性势能，如橡皮泥发生形变就不具有弹性势能，因为它发生形变后不能恢复原状。具有弹性的物体也不一定具有弹性势能，若弹簧被拉伸，超出弹性限度，不能恢复原状，此时弹簧就不具有弹性势能。 (2)要判断物体的弹性势能是否发生了变化，关键是要看此物体的形变程度有没有发生改变。若物体的形变程度变大，则物体的弹性势长能变大；若物体的形变程度变小，则物体的弹性势能变小。 Ä习题训练 4.洒水车在清洁龙港市街道卫生环境中起到了很重要的作用，洒水车在水平路面上进行酒水作业时保持匀速行驶，则洒水车发动机的牵引力如何改变，洒水车的动能将如何改变（　　） A．牵引力不变，动能不变 B．牵引力减小，动能减小 C．牵引力减小，动能不变 D．牵引力不变，动能减小 5.一高尔夫球以二百公里的时速水平撞击钢板，图为球撞击过程中的三个状态，其中甲是刚要撞击的时刻，乙是球的形变最大的时刻，丙是刚撞击完的时刻，已知撞击时间非常短，若忽略球的机械能损失，则（　　） A．球在甲、丙两个时刻的动能相等 B．球在甲时刻的动能较丙时刻的大 C．球在甲时刻的动能较丙时刻的小 D．条件不足，无法比较球在甲、丙两个时刻的动能大小 6.如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油，则战斗机的（   ） A. 动能不变，势能不变                                      B. 动能不变，势能减小 C. 动能减小，势能减小                                      D. 动能增加，势能增大 7.强大的国防力量，捍卫着我国主权和领土，也保障着我国人民安居乐业。如图所示是我国高超音速导弹“东风17”从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，导弹飞行时就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力强，难以拦截。下列说法正确的是（　　） A．导弹运动到 b 点时，不受重力作用 B．导弹飞出大气层后，仍受到惯性作用 C．导弹从 a 点运动至 b 点，重力势能不变 D．从起飞点到攻击点的过程中，导弹的运动状态发生改变 8.会荡秋千的人，不用别人帮助推就能越摆越高，在最低点速度也会越来越快，而不会荡秋千的人一般坐在秋千上基本不动，则秋千的摆动幅度会越来越小，最终停下来。 （1）正确的荡秋千的动作是（    ） A.人从高处摆下来的时候身子是从直立到蹲下，而从最低点向上摆动时，身子又从蹲下到直立起来。 B.人从高处摆下来的时候身子是从蹲下到直立，而从最低点向上摆动时，身子又从直立到蹲下。 （2）请从能量及其转化的角度解释正确荡秋千的科学依据。 9．蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，深受广大青少年喜爱。蹦床公园应运而生，图甲为蹦床运动的简化示意图，O点是小滨由静止开始自由落下的起始位置，C点是小滨到达的最低点。从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图象如图乙所示（速度为负值，表示运动方向向上。整个过程忽略空气阻力）。 （1）从O点下落到A点的过程中，小滨的机械能 　　（填“增大”“减小”“不变”“先增大后减小”或“先减小后增大”，下同），从A点下落到C点的过程中，蹦床的弹性势能 　　。 （2）小滨下落过程中动能增大的时间段为 　　。（用图乙中的0、t1—t6表示） 10.如图所示，在一个金属罐的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来，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，此时罐子的重力势能会　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【变式】如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上。橡皮筋在 　　点（选填字母）的弹性势能最大；若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子 　　（选填“可能”或“不能”）返回滚上斜面；第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能 　　（选填“大于”、“小于”或“等于”）在B点时的机械能。 «抛掷专项 11．小明将一小球在同一高度第一次竖直上抛，第二次斜上抛，若两次抛出时的动能相等，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．两次小球到达最高点时，动能相等都为零，机械能不相等 B．两次小球到达最高点时，动能都不为零，机械能相等 C．两次小球到达最高点时，高度相等，机械能不相等 D．两次小球到达最高点时，高度不相等，机械能相等 12.图甲是投掷实心球的场景(不计空气阻力).小明分析了实心球自脱手至落地过程的能量转化，画出了其势能的大小随时间变化的曲线如图乙。请你在图丙中画出此过程中实心球动能的大小随时间变化的大致曲线(标出A、B、C三点)，并说明画此曲线的理由 ________。 13.小金将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落，不计空气阻力。小球从离开手后到落回手中之前，此过程中能量变化的分析，正确的是（　　） A．动能先增大后减小 B．势能先减小后增大 C．机械能先减小后增大 D．机械能保持不变 14.定海二中在2022年10月进行的区中小学校园足球比赛中男足、女足双双夺冠。如图为热身赛中运动员某次踢出足球的轨迹示意图，O为踢出的瞬间，足球经过最高点A，在B点落地后，最终在C点静止。下列关于足球在不同阶段的能量变化正确的是（　　）​ A． B． C．D． 15.乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，若不计空气阻力，则落到水平桌面时三者的速度大小关系是（　　） A．va＞vb＞vc B．va＜vb＜vc C．va＞vc＞vb D．va＝vb＝vc 16.如图，甲、乙、丙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，乙以与水平面成θ角、大小也是v的速度斜向右上抛出，丙球沿倾角为θ的足够长斜面以速度v上滑。上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能和重力势能，正确的是（　　） A．动能：E甲＝E丙＜E乙 B．动能：E甲＝E乙＝E丙 C．重力势能：E甲＝E丙＜E乙 D．重力势能：E甲＝E乙＝E丙 17.实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。将钢球从某一离度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。 （1）本实验使钢球获得动能的操作方法是________，钢球动能的大小是通过观察________来判断的。 （2）从表中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达竖直位置的________相同。 实验次数 钢球质量/g 钢球下摆高度/cm 木块滑行距离/cm 1 20 20 30 2 40 20 58 3 60 20 （3）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换一个较大的木块，乙同学认为不合理，乙的理由是________。 （4）由上述实验数据和现象可得出结论：________。 水的流量Q 水的冲击力F/N 高度H/m 0.5Q0 Q0 1.5Q0 0.05 0.5 1 1.5 0.20 1 2 3 0.45 1.5 3 4.5 18.某科学兴趣小组利用数字实验系统探究水的冲击力F与高度H及流量Q的关系，实验装置如图所示。水从漏斗口无初速流下冲击正下方的力传感器，通过计算机可显示冲击力F的大小。该组同学首先保持水的流量Q0不变，改变漏斗口到力传感器间的高度H，测得冲击力F的大小。之后他们将水的流量分别调整为0.5Q0、1.5Q0，重复上述实验。下表是他们得到的部分实验数据。 （1）漏斗口的阀门在该实验中的主要作用是________。 （2）从表中数据可得出冲击力F与流量Q的关系是________。 （3）分析表中数据，说明流量Q比高度H对冲击力F的影响更大________。（4）利用这个原理，工业上制造了超高压水刀，水刀分纯水切割和加磨料切割，磨料常用石英砂、金刚砂等，工业上常用来切割大理石、钢板等坚硬物体。请说明工业上通过将水增压或加入磨料使切割能力大大增加的原因是________。 三、能量的相互转化 «弹簧题型（提高） 题型一 19.如图将一小球置于一弹簧的上方，放手后，小球向下运动，到达A位置小球刚好与弹簧接触，到达B位置小球的速度变为零。则对于此过程的分析，下列说法错误的是（    ） A.从A到B位置过程，小球的部分机械能转化为弹簧的弹性势能 B.从A到B位置过程，小球受到弹力一直变大 C.从A到B位置过程，小球的速度一直在变小，到B位置为零 D.从A到B位置过程，小球开始时受到的弹力小于重力，后来受到的弹力大于重力 20.弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中b是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是（  ） A.a→b，小金的机械能不断增加，在b时动能最大 B.b→c，弹簧的弹性势能转化为小金的重力势能 C.在a状态时弹簧的弹性势能最大，人的动能最小弹簧 D.在c状态时小金受力平衡，故速度为零 21.一中间有孔的木块套有光滑杆，用手将该木块按压至距桌面H0处（如图甲），松手后，木块将上升到最大高度H（如图乙）。若摩擦忽略不计，则木块上升过程中（　　） A．弹簧的弹性势能逐渐增大 B．弹簧的弹性势能先增大后不变 C．木块的机械能逐渐增大 D．木块的机械能先增大后不变 题型二 题型总结：一个木球从高处滚下来，撞击到弹簧片上。 研究的过程 球的速度 动能 弹簧片形变程度 弹性势能 能的转化 木球压弯弹簧片 不断减小 直至为零 不断减小 直至为零 由小变大 不断增大 动能转化为 弹性势能 弹簧片把木球弹回 由零不断增大 由零不断增大 由大变小 不断减小， 直至为零 弹性势能 转化为动能 22．如图所示，斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定。小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点。则下列说法中正确的是（　　） A．小物块从P向M运动过程中，机械能减小 B．小物块从P向M运动过程中，重力势能增大 C．弹簧被压缩到最短时，小物块动能最大 D．小物块从M向T运动过程中，速度变快 23.如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一小物块m连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点，物体与水平地面间的摩擦力恒定，试判断下列说法中正确的是(    ) A.物体从A到B动能越来越大，从B到C动能越来越小 B.物体从A到B动能先增大后减小，从B到C动能一直减小 C.物体从A到C动能一直在减小 D.物体动能最大的位置在B和C之间 题型三 24.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。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力)，下列说法中正确的是（   ） A.从O点到C点运动员速度一直减小   B.从O点到C点运动员的机械能一直在增大 C.从O点到C点运动员的机械能一直在减小  D.从O点到A点运动员的机械能不变 25.如图甲是某运动员正在做蹦极运动。如图乙所示，运动员从高处O点开始下落，OA段的长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于其重力，C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图丙所示（蹦极过程视为竖直方向的运动）。下列判断正确的是（　　） A．t0时刻运动员正好在B点位置 B．运动员重力大小等于F0 C．从O点到B点过程中运动员动能增大 D．蹦极的整个过程，运动员的机械能保持不变 26.原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示。则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能Ek随运动距离s变化的关系图象可能是（　　） A． B． C． D． 27.如图所示，完全相同的两个小球A、B分别与轻质细线和轻质弹簧连接，将两球拉高使细线与弹簧在同一水平方向上，且弹簧长度小于细线长度。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）vA　　vB （填“＞”“＜”或“＝”），你判断的理由是：　 题型四 28.运动员在3m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时受力平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法中正确的是（   ） A.从A到C的过程中，踏板的弹性势能一直在增大 B.从A到C的过程中，运动员的机械能守恒 C.从A到C的过程中，运动员的动能一直在减小 D.从B到C的过程中，运动员减少的动能等于踏板增加的势能 29.撑杆跳高时，运动员先加速助跑，起跳后，他的身体不断上升，撑杆剧烈弯曲，促使运动员继续上升，最后，撑杆离手，运动员越过横杆下落。若整个过程中不考虑空气阻力、人和撑杆之间的摩擦产生的能量损耗，从开始助跑到落地前，下列有关能量随时间变化正确的是（　　） ． B． C． D． 四、机械能守恒判断 30.俄罗斯车里雅宾斯克州发生天体坠落事件，坠落的陨石与大气剧烈摩擦发出耀眼的白光，如图所示。若下落过程中不考虑陨石的质量变化，则陨石在空中加速降落时（   ） A.重力势能不断减少，动能不断增加，机械能不变 B.重力势能不断增加，动能不断减小，机械能不变 C.重力势能不断增加，动能不断增加，机械能增加 D.重力势能不断减少，动能不断增加，机械能减少 31.如图是杂技演员演出时的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在跷跷板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故（   ） A.男演员的质量必须要大于女演员的质量 B.甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能 C.男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能 D.女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等 32.如图，木块以一定的速度滑过A、B点，到C点滑出下落至D点。A和B、C和D之间的垂直距离均为h，若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（　　） A．D点与A点相比，动能增加，势能减少，机械能不变 B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能 C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于C点的动能 D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能 33.（2023•温州）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（　　） A．重力势能不同，动能相同 B．重力势能不同，动能不同 C．重力势能相同，动能相同 D．重力势能相同，动能不同 34.如图是皮球落地后弹跳过程中，每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。A、B是同一高度的两点，则皮球在A点的重力势能________(选填“大于”“小于”或“等于”)皮球在B点的重力势能；此过程中皮球的机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。 【变式】小明同学以一定速度将弹性球扔向地面，弹性球经地面和墙壁两次反弹，重新在同一高度用手接住，碰撞时小球能量损失不计，1处和2处是在同一高度。如果1处小球的动能大于2处，则下列说法错误的是(    ) A.1处的机械能一定大于2处   B.1处的动能一定大于4处 C.3处的动能一定大于4处      D.接到小球时的速度一定小于扔出时的速度 35.如图两个相同实心小球以同样的速度v分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动，两弧槽弧形相同，弧长相等。甲图中小球从A点到达B点的过程中，小球的动能________。小球通过甲弧槽的时间________小球通过乙弧槽的时间。(填”大于””小于”或”等于”) 36.在水平地面上铺一张白纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从h1、h2高度处由静止自由下落，分别在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。 （1）分析图中两个圆斑大小，可推断h1 h2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 （2）皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，由此判断，皮球的机械能总量 （选填“不变”、“减少”或“增大”）。 18 学科网（北京）股份有限公司 $$ 3.1-3.2分专项训练 一、能量及其形式专项 1、几种能量: 化学能：只有在发生化学变化的时候才可以释放出来，变成热能或者其他形式的能量。像石油和煤的燃烧，炸药爆炸以及人吃的食物在体内发生化学变化时候所放出的能量，都属于化学能的转化。 潮汐能：在海洋的潮汐中蕴藏的能量; 生物质能：太阳能以化学能的形式贮存在生物体中，即以生物体为载体的能量; 核能：原子核发生变化时释放的能量; 地热能：是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩。 2、能量转化举例 雪崩时的能量转化:　势能转化为动能 人造卫星:　太阳能转化为电能 青蛙跃起扑食的过程:　化学能转化为动能和势能 胶片感光成像:　光能转化为化学能 特技跳伞:　势能转化为动能和热能 森林火灾:　化学能转化为热能 植物生长:　光能转化为化学能 水电站(工作时):　机械能转化为电能 XXXÄ习题训练 1.如图是太阳能电池路灯，白天太阳能电池板将太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内，夜晚蓄电池给路灯供电，下列说法正确的是（　　） A．灯柱用合金材料制成是因为合金比纯金属具有更好的性能 B．夜晚蓄电池给路灯供电时将光能转化为电能 C．白天给蓄电池充电时将化学能转化为电能 D．路灯的塑料和铝合金灯柱都属于有机合成材料 【解答】解：A、灯柱用合金材料制成是因为合金比纯金属具有更好的性能，故A正确； B、夜晚蓄电池给路灯供电时将化学能转化为电能，故B错误； C、白天给蓄电池充电时将光能转化为化学能，故C错误； D、路灯的塑料是有机合成材料，铝合金灯柱属于金属材料，故D错误。 故选：A。 2.下列关于能的叙述不正确的是（　　） A．伽利略的斜面实验中，小球从斜面滚下后能滚上另一个斜面是因为小球具有“能” B．挂在树枝上的苹果没有运动，所以苹果不具有“能” C．人在跑步时要消耗体内的“能” D．向日葵在太阳下不断生长时将太阳光中的“能”储存到体内 【解答】解：A.伽利略的斜面实验中，小球从斜面滚下后能滚上另一个斜面是因为小球具有“能”，小球具有机械能，故A正确； B.挂在树枝上的苹果没有运动，所以苹果不具有“能”，苹果没有动，但相对地面有一定的高度，具有重力势能，也就具有机械能，故B错误； C.人在跑步时要消耗体内的“能”，跑步消耗人的化学能，故C正确； D.向日葵在太阳下不断生长时将太阳光中的“能”储存到体内，太阳光具有内能，故D正确。 故选：B。 3.舌尖上的美食。食物中所贮存的能量最终来自 　 。定期体检可以使我们及时、准确地了解自身健康状况。抽血检测前要求空腹，因为食物的消化产物主要在 　 　处被吸收进入血液后，会影响验血结果。 【解答】解：在生态系统中只有绿色植物才能进行光合作用组织有机物，有机物中储存着来自阳光的能量。所以，绝大多数生物体的生命活动所需能量最终来自太阳能，即食物中所贮存的能量最终来自太阳能。抽血检测前要求空腹，因为食物的消化产物主要在消化道的小肠处被吸收进入血液后，会影响验血结果。 故答案为：太阳能；小肠。 二、动能、势能的影响因素 弹性势能 1、影响弹性势能大小的因素:弹性势能的大小与物体弹性形变的大小有关。物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。例如，射箭时手拉弓弦使弓的弹性形变越大，弹性势能就越大，箭就射得越远； 机械表内发条卷得越紧，弹性形变越大，弹性势能就越大，机械表走动的时间就越长。 2、说明：(1)不是所有发生形变的物体都具有弹性势能，如橡皮泥发生形变就不具有弹性势能，因为它发生形变后不能恢复原状。具有弹性的物体也不一定具有弹性势能，若弹簧被拉伸，超出弹性限度，不能恢复原状，此时弹簧就不具有弹性势能。 (2)要判断物体的弹性势能是否发生了变化，关键是要看此物体的形变程度有没有发生改变。若物体的形变程度变大，则物体的弹性势长能变大；若物体的形变程度变小，则物体的弹性势能变小。 Ä习题训练 4.洒水车在清洁龙港市街道卫生环境中起到了很重要的作用，洒水车在水平路面上进行酒水作业时保持匀速行驶，则洒水车发动机的牵引力如何改变，洒水车的动能将如何改变（　　） A．牵引力不变，动能不变 B．牵引力减小，动能减小 C．牵引力减小，动能不变 D．牵引力不变，动能减小 【解答】B 5.一高尔夫球以二百公里的时速水平撞击钢板，图为球撞击过程中的三个状态，其中甲是刚要撞击的时刻，乙是球的形变最大的时刻，丙是刚撞击完的时刻，已知撞击时间非常短，若忽略球的机械能损失，则（　　） A．球在甲、丙两个时刻的动能相等 B．球在甲时刻的动能较丙时刻的大 C．球在甲时刻的动能较丙时刻的小 D．条件不足，无法比较球在甲、丙两个时刻的动能大小 【答案】B 【解析】由题意可知，忽略球的机械能损失，高尔夫球的机械能守恒； 甲是刚要撞击的时刻，此时的甲具有动能，不具有弹性势能；丙是刚撞击完的时刻，此时高尔夫球发生了形变，高尔夫球的动能转化弹性势能，动能减小，弹性势能增加，故球在甲、丙两个时刻的动能不相等，球在甲时刻的动能较丙时刻的大，故B正确，ACD错误 6.如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油，则战斗机的（   ） A. 动能不变，势能不变                                      B. 动能不变，势能减小 C. 动能减小，势能减小                                      D. 动能增加，势能增大 【答案】D 7.强大的国防力量，捍卫着我国主权和领土，也保障着我国人民安居乐业。如图所示是我国高超音速导弹“东风17”从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，导弹飞行时就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力强，难以拦截。下列说法正确的是（　　） A．导弹运动到 b 点时，不受重力作用 B．导弹飞出大气层后，仍受到惯性作用 C．导弹从 a 点运动至 b 点，重力势能不变 D．从起飞点到攻击点的过程中，导弹的运动状态发生改变 【解答】D。 8.会荡秋千的人，不用别人帮助推就能越摆越高，在最低点速度也会越来越快，而不会荡秋千的人一般坐在秋千上基本不动，则秋千的摆动幅度会越来越小，最终停下来。 （1）正确的荡秋千的动作是（    ） A.人从高处摆下来的时候身子是从直立到蹲下，而从最低点向上摆动时，身子又从蹲下到直立起来。 B.人从高处摆下来的时候身子是从蹲下到直立，而从最低点向上摆动时，身子又从直立到蹲下。 （2）请从能量及其转化的角度解释正确荡秋千的科学依据。 【答案】（1）A （2）①一般人慢下来的原因，主要是克服空气阻力和各种摩擦阻力做功，所以人的机械能减小。 ②而会荡秋千的人从最低点到最高点，由于人从蹲下到直立，人的重心升高，人在克服重力做功（对自己做功），增加了自己的重力势能； ③而从最高点到最低点，由于人从直立到蹲下，重心降低，人的重力势能减小，转化为动能，到最低点的动能就更大，所以在最低点速度更快 9．蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，深受广大青少年喜爱。蹦床公园应运而生，图甲为蹦床运动的简化示意图，O点是小滨由静止开始自由落下的起始位置，C点是小滨到达的最低点。从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图象如图乙所示（速度为负值，表示运动方向向上。整个过程忽略空气阻力）。 （1）从O点下落到A点的过程中，小滨的机械能 　　（填“增大”“减小”“不变”“先增大后减小”或“先减小后增大”，下同），从A点下落到C点的过程中，蹦床的弹性势能 　　。 （2）小滨下落过程中动能增大的时间段为 　　。（用图乙中的0、t1—t6表示） 【解答】 1）不变；变大；（2）0～t2。 10.如图所示，在一个金属罐的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来，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，此时罐子的重力势能会　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】势能；增大。 【变式】如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上。橡皮筋在 　D　点（选填字母）的弹性势能最大；若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子 　不能　（选填“可能”或“不能”）返回滚上斜面；第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能 　大于　（选填“大于”、“小于”或“等于”）在B点时的机械能。 【解答】解：（1）罐子在整个运动过程中的质量不变，在A点时的高度最高，重力势能最大；罐子从A点运动到D点，橡皮筋发生了弹性形变，在D点时的形变程度最大，所以在D点的弹性势能最大； （2）若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子的重力势能转化为内能和罐子的动能，罐子不具有弹性势能，所以不会返回斜面； （3）第一次返回斜面，向上滚动的过程中，由于一部分机械能转化为了内能，所以罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能。 故答案为：D；不能；大于。 «抛掷专项 11．小明将一小球在同一高度第一次竖直上抛，第二次斜上抛，若两次抛出时的动能相等，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．两次小球到达最高点时，动能相等都为零，机械能不相等 B．两次小球到达最高点时，动能都不为零，机械能相等 C．两次小球到达最高点时，高度相等，机械能不相等 D．两次小球到达最高点时，高度不相等，机械能相等 【解答】D。 12.图甲是投掷实心球的场景(不计空气阻力).小明分析了实心球自脱手至落地过程的能量转化，画出了其势能的大小随时间变化的曲线如图乙。请你在图丙中画出此过程中实心球动能的大小随时间变化的大致曲线(标出A、B、C三点)，并说明画此曲线的理由 ________。 【答案】小球上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小，当上升到最高点时，速度最小，动能最小，下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大.所以动能是先减小，上升到最高点速度最小，动能最小，后又增大，如下图: 13.小金将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落，不计空气阻力。小球从离开手后到落回手中之前，此过程中能量变化的分析，正确的是（　　） A．动能先增大后减小 B．势能先减小后增大 C．机械能先减小后增大 D．机械能保持不变 【解答】解：将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落，上升的过程中，高度变大，速度变小，故重力势能变大，动能变小；下落的过程中，重力势能变小，动能变大；因不计空气阻力，小球的机械能守恒。 故选：D。 14.定海二中在2022年10月进行的区中小学校园足球比赛中男足、女足双双夺冠。如图为热身赛中运动员某次踢出足球的轨迹示意图，O为踢出的瞬间，足球经过最高点A，在B点落地后，最终在C点静止。下列关于足球在不同阶段的能量变化正确的是（　　）​ A． B． C． D． 【解答】A 15.乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，若不计空气阻力，则落到水平桌面时三者的速度大小关系是（　　） A．va＞vb＞vc B．va＜vb＜vc C．va＞vc＞vb D．va＝vb＝vc 【解答】D 16.如图，甲、乙、丙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，乙以与水平面成θ角、大小也是v的速度斜向右上抛出，丙球沿倾角为θ的足够长斜面以速度v上滑。上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能和重力势能，正确的是（　　） A．动能：E甲＝E丙＜E乙 B．动能：E甲＝E乙＝E丙 C．重力势能：E甲＝E丙＜E乙 D．重力势能：E甲＝E乙＝E丙 【解答】解：开始时，甲、乙、丙是完全相同的小球，质量相同，速度相同，则动能大小相同；高度为0，所以三个小球的重力势能都为0； 甲、乙、丙三个小球都到达最高点时，小球的质量不变，甲、丙小球在最高点时的速度为0，小球的动能全部转化为重力势能，所以甲、丙小球的重力势能是相同的；乙小球在最高点时在水平方向上具有一定的速度，具有一定的动能，所以此时乙小球的 重力势能小于甲、丙小球的重力势能，故A正确、BCD错误。 故选：A。 17.实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。将钢球从某一离度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。 （1）本实验使钢球获得动能的操作方法是________，钢球动能的大小是通过观察________来判断的。 （2）从表中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达竖直位置的________相同。 实验次数 钢球质量/g 钢球下摆高度/cm 木块滑行距离/cm 1 20 20 30 2 40 20 58 3 60 20 （3）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换一个较大的木块，乙同学认为不合理，乙的理由是________。 （4）由上述实验数据和现象可得出结论：________。 【答案】（1）将钢球从某一高度由静止释放；木块运动的距离 （2）速度、质量 （3）增大木块，会使木块对木板的压力增加，从而增大了木块与木板的摩擦力 （4）在速度一定时，质量越大动能越大 18.某科学兴趣小组利用数字实验系统探究水的冲击力F与高度H及流量Q的关系，实验装置如图所示。水从漏斗口无初速流下冲击正下方的力传感器，通过计算机可显示冲击力F的大小。该组同学首先保持水的流量Q0不变，改变漏斗口到力传感器间的高度H，测得冲击力F的大小。之后他们将水的流量分别调整为0.5Q0、1.5Q0，重复上述实验。下表是他们得到的部分实验数据。 水的流量Q 水的冲击力F/N 高度H/m 0.5Q0 Q0 1.5Q0 0.05 0.5 1 1.5 0.20 1 2 3 0.45 1.5 3 4.5 （1）漏斗口的阀门在该实验中的主要作用是________。 （2）从表中数据可得出冲击力F与流量Q的关系是________。 （3）分析表中数据，说明流量Q比高度H对冲击力F的影响更大________。 （4）利用这个原理，工业上制造了超高压水刀，水刀分纯水切割和加磨料切割，磨料常用石英砂、金刚砂等，工业上常用来切割大理石、钢板等坚硬物体。请说明工业上通过将水增压或加入磨料使切割能力大大增加的原因是________。 【答案】（1）改变水的流量 （2）在高度H一定时，冲击力F与流量Q成正比 （3）当高度H一定时，流量Q增加1倍产生冲击力F增加1倍；当流量Q一定时，高度H增加为4倍，冲击力F增加为2倍 （4）水增压后水的流速增加或加入磨料后增大质量和摩擦，从而增加水的动能，增强了水的切割能力。 三、能量的相互转化 «弹簧题型（提高） 题型一 19.如图将一小球置于一弹簧的上方，放手后，小球向下运动，到达A位置小球刚好与弹簧接触，到达B位置小球的速度变为零。则对于此过程的分析，下列说法错误的是（    ） A.从A到B位置过程，小球的部分机械能转化为弹簧的弹性势能 B.从A到B位置过程，小球受到弹力一直变大 C.从A到B位置过程，小球的速度一直在变小，到B位置为零 D.从A到B位置过程，小球开始时受到的弹力小于重力，后来受到的弹力大于重力 【答案】C 【解析】（1）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，弹性势能与形变程度的大小有关； （2）在弹性限度内，弹簧的弹力与形变程度呈正比； （3）根据能量转化的知识分析； （4）如果物体受到的合力与运动方向相同，那么做加速运动；如果合力为零，那么加速停止，此时速度最大；如果合力的方向与运动方向相反，那么物体做减速运动。 当小球到达点B的时候，小球的速度为零，那么它的动能为零；而高度不为零，所以它的重力势能不为零，也就是在B点时它的机械能不为零，因此小球的部分机械能转化为弹簧的弹性势能，故A正确不合题意； 从A到B的过程中，弹簧的形变程度不断增大，所以小球受到的弹力一直变大，故B正确不合题意； 在从A到B的过程中，开始一段时间内，弹力小于重力，合力向下，与运动方向相同，因此做加速运动；后来弹力大于重力，合力向上，因此又做减速运动，故C错误符合题意，D正确不合题意。 20.弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中b是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是（  ） A.a→b，小金的机械能不断增加，在b时动能最大 B.b→c，弹簧的弹性势能转化为小金的重力势能 C.在a状态时弹簧的弹性势能最大，人的动能最小弹簧 D.在c状态时小金受力平衡，故速度为零 【答案】C 【解析】（1）当物体受到合力的方向与运动方向相同时，做加速运动；合力为零时，加速停止，此时速度最大；当合力的方向与运动方向相反时，做减速运动； （2）物体的质量越大，速度越大，动能越大；物体质量越大，高度越高，重力势能越大； （3）弹簧由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能，弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关； （4）如果物体受到的合力为0，它才处于平衡状态。 A.a→b的过程中，开始时，弹力大于重力，合力向上，与运动方向相同，所以小金做加速运动；到达b之前，当弹簧的弹力等于人的重力时，合力为0，此时加速停止，即小金的速度最大，动能最大；从此点到b点的过程中，弹力小于重力，合力向下，与运动方向相反，小金做减速运动，动能减小，故A错误； B.b→c的过程中，弹簧已经恢复原长没有发生形变，因此不具有弹性势能，肯定不是弹性势能转化为小金的重力势能，故B错误； C.在a状态时，弹簧被压缩的程度最大，具有最大的弹性势能；此时人的速度为0，动能最小，故C正确； D.在c状态时，小金只受重力作用，合力不为0，所以受力不平衡，故D错误。 21.一中间有孔的木块套有光滑杆，用手将该木块按压至距桌面H0处（如图甲），松手后，木块将上升到最大高度H（如图乙）。若摩擦忽略不计，则木块上升过程中（　　） A．弹簧的弹性势能逐渐增大 B．弹簧的弹性势能先增大后不变 C．木块的机械能逐渐增大 D．木块的机械能先增大后不变 【解答】解：AB、在木块上升的过程中，弹簧逐渐恢复原来形状，即形变程度逐渐减小，因此弹性势能逐渐减小，故AB错误； CD．在弹簧恢复原来形状的过程中，弹性势能转化为木块的机械能，此时机械能逐渐增大。当弹簧恢复原来长度后，由于不计摩擦，因此木块没有机械能的损失，则它的机械能保持不变，故C错误、D正确。 故选：D。 题型二 题型总结：一个木球从高处滚下来，撞击到弹簧片上。 研究的过程 球的速度 动能 弹簧片形变程度 弹性势能 能的转化 木球压弯弹簧片 不断减小 直至为零 不断减小 直至为零 由小变大 不断增大 动能转化为 弹性势能 弹簧片把木球弹回 由零不断增大 由零不断增大 由大变小 不断减小， 直至为零 弹性势能 转化为动能 22．如图所示，斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定。小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点。则下列说法中正确的是（　　） A．小物块从P向M运动过程中，机械能减小 B．小物块从P向M运动过程中，重力势能增大 C．弹簧被压缩到最短时，小物块动能最大 D．小物块从M向T运动过程中，速度变快 【答案】A 23.如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一小物块m连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点，物体与水平地面间的摩擦力恒定，试判断下列说法中正确的是(    ) A.物体从A到B动能越来越大，从B到C动能越来越小 B.物体从A到B动能先增大后减小，从B到C动能一直减小 C.物体从A到C动能一直在减小 D.物体动能最大的位置在B和C之间 【答案】B 【解析】当物体受到的合力与运动方向相同时，物体做加速运动；如果合力为零，那么加速停止，此时速度最大；如果合力的方向与运动方向相反，那么物体做减速运动，据此分析物体动能的变化。 在从A到B的过程中，弹簧被压缩，因此物体受到水平向右的推力。在开始的一段时间内，弹力大于阻力，合力与运动方向相同，因此物体做加速运动。由于形变程度减小，所以弹力在不断减小，当弹力和阻力相同时，合力为零，此时加速停止，速度最大。 ②从这个点到B点时，弹力小于阻力，合力与运动方向相反，物体做减速运动； ③从B到C的过程中，弹力的方向向左，且随着形变程度的增大而增大。由于阻力方向也向左，所以物体受到的合力方向与运动方向相反，即物体做减速运动，直到静止下来。 物体从A到B速度先增大后减小，从B到C速度一直减小，故B正确，而A、C错误； 因为动能最大时，物体的速度最大，应该是阻力和弹力相等的位置，那么此时弹簧应该被压缩，即在A和B之间，故D错误。 题型三 24.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。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力)，下列说法中正确的是（   ） A.从O点到C点运动员速度一直减小   B.从O点到C点运动员的机械能一直在增大 C.从O点到C点运动员的机械能一直在减小  D.从O点到A点运动员的机械能不变 【答案】D 【解析】从O点到A点的过程中，运动员只受重力作用，合力向下，与运动方向相同，做加速运动；从A到B，运动员受到重力和弹力，且弹力在不断增大，此时重力大于弹力，合力仍然向下，继续做加速运动；到达B点时，弹力和重力相等，此时合力为零，加速停止，即速度最大；从B到C，弹力大于重力，合力向上，与运动方向相反，此时做减速运动，故A错误； 从O到A，只受重力作用，重力势能转化为动能，那么运动员的机械能保持不变。从A到C，运动员的机械能转化为弹簧的弹性势能，因此机械能减小，故B、C错误，D正确。 25.如图甲是某运动员正在做蹦极运动。如图乙所示，运动员从高处O点开始下落，OA段的长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于其重力，C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图丙所示（蹦极过程视为竖直方向的运动）。下列判断正确的是（　　） A．t0时刻运动员正好在B点位置 B．运动员重力大小等于F0 C．从O点到B点过程中运动员动能增大 D．蹦极的整个过程，运动员的机械能保持不变 【解答】解：A、由图可知，t0时刻的弹力最大，弹性绳形变程度最大，是C点位置，故A错误； B、由图知，最后绳的弹性势能几乎不变，说明此时运动员已经静止下来，此时拉力与重力平衡，由图象知，弹力小于F0，则重力小于F0，故B错误； C、运动员从O到A的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大；从A点到B点过程中，运动员受到的弹力小于重力，所以运动员向下做加速运动，速度变大，质量不变，动能变大，故C正确； D、从O到A，运动员向下运动，弹性绳没有发生形变，运动员机械能不变；A到B的过程中，运动员的一部分机械能转化为弹性势能；最终静止时，人的一部分机械能转化为了弹性势能，所以整个过程中运动员的机械能是变化的，故D错误。 故选：C 26.原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示。则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能Ek随运动距离s变化的关系图象可能是（　　） A． B． C． D． 【解答】D 27.如图所示，完全相同的两个小球A、B分别与轻质细线和轻质弹簧连接，将两球拉高使细线与弹簧在同一水平方向上，且弹簧长度小于细线长度。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）vA　　vB （填“＞”“＜”或“＝”），你判断的理由是：　 【解答】解：两个小球质量相同，且开始时处于同一高度，因此它们具有的重力势能相等，也就是机械能相等。由题意可知，两球下降的高度相等，则两球的重力势能减小量相等，即两球损失的重力势能相等。不计空气阻力，当A球摆动到最低点时，它的重力势能全部转化为动能，即动能等于原来的重力势能；B球在下降的过程中，重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，因此A球的动能大，由于A和B的质量相同，所以A的速度大。 故答案为：＞；A和B的最终高度相同，当A球摆动到最低点时，它的重力势能全部转化为动能；B球在下降的过程中，重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，因此A球的动能大，速度大。 题型四 28.运动员在3m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时受力平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法中正确的是（   ） A.从A到C的过程中，踏板的弹性势能一直在增大 B.从A到C的过程中，运动员的机械能守恒 C.从A到C的过程中，运动员的动能一直在减小 D.从B到C的过程中，运动员减少的动能等于踏板增加的势能 【答案】A 29.撑杆跳高时，运动员先加速助跑，起跳后，他的身体不断上升，撑杆剧烈弯曲，促使运动员继续上升，最后，撑杆离手，运动员越过横杆下落。若整个过程中不考虑空气阻力、人和撑杆之间的摩擦产生的能量损耗，从开始助跑到落地前，下列有关能量随时间变化正确的是（　　） ． B． C． D． 【解答】解：运动员先加速助跑，速度变大，质量不变，动能先变大；质量不变，高度不变，重力势能不变；起跳后，他的身体不断上升，质量不变，速度变小，动能变小，高度变大，重力势能变大，杆发生了弹性形变，人的机械能转化为杆的弹性势能，使得人的机械能减小，然后杆的弹性势能转化为人的机械 能，人的机械能增大；到达最高点时，重力势能最大，动能最小（但不为0）；下落过程中，质量不变，速度变大，高度变小，动能变大，重力势能变小；不考虑空气阻力、人和撑杆之间的摩擦产生的能量损耗，从开始助跑到落地前，机械能先增大后不变；根据四个选项可知，C正确。 故选：C。 四、机械能守恒判断 30.俄罗斯车里雅宾斯克州发生天体坠落事件，坠落的陨石与大气剧烈摩擦发出耀眼的白光，如图所示。若下落过程中不考虑陨石的质量变化，则陨石在空中加速降落时（   ） A.重力势能不断减少，动能不断增加，机械能不变 B.重力势能不断增加，动能不断减小，机械能不变 C.重力势能不断增加，动能不断增加，机械能增加 D.重力势能不断减少，动能不断增加，机械能减少 【答案】D 31.如图是杂技演员演出时的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在跷跷板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故（   ） A.男演员的质量必须要大于女演员的质量 B.甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能 C.男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能 D.女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等 【答案】C 32.如图，木块以一定的速度滑过A、B点，到C点滑出下落至D点。A和B、C和D之间的垂直距离均为h，若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（　　） A．D点与A点相比，动能增加，势能减少，机械能不变 B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能 C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于C点的动能 D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能 【答案】C 33.（2023•温州）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（　　） A．重力势能不同，动能相同 B．重力势能不同，动能不同 C．重力势能相同，动能相同 D．重力势能相同，动能不同 【解答】 ：D。 34.如图是皮球落地后弹跳过程中，每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。A、B是同一高度的两点，则皮球在A点的重力势能________(选填“大于”“小于”或“等于”)皮球在B点的重力势能；此过程中皮球的机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】等于；减小 【变式】小明同学以一定速度将弹性球扔向地面，弹性球经地面和墙壁两次反弹，重新在同一高度用手接住，碰撞时小球能量损失不计，1处和2处是在同一高度。如果1处小球的动能大于2处，则下列说法错误的是(    ) A.1处的机械能一定大于2处   B.1处的动能一定大于4处 C.3处的动能一定大于4处      D.接到小球时的速度一定小于扔出时的速度 【答案】C 35.如图两个相同实心小球以同样的速度v分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动，两弧槽弧形相同，弧长相等。甲图中小球从A点到达B点的过程中，小球的动能________。小球通过甲弧槽的时间________小球通过乙弧槽的时间。(填”大于””小于”或”等于”) 【答案】先增大后减小；小于 【解析】（1） 甲图中小球从A点到达B点的过程中， 小球的高度先减小后增大，因此它的重力势能先减小后增大。因为没有摩擦，所以小球的机械能守恒，那么小球的动能则先增大后减小； （2）在甲图中，动能先增大后减小，因此速度先增大后减小，那么全程的平均速度大于v； 在乙图中，动能先减小后增大，因此速度先减小后增大，那么全程的平均速度小于v； 即v甲>v乙； 根据公式可知，两个弧形轨道路程相同，那么t甲<t乙。 即小球通过甲弧槽的时间小于小球通过乙弧槽的时间。 36.在水平地面上铺一张白纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从h1、h2高度处由静止自由下落，分别在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。 （1）分析图中两个圆斑大小，可推断h1 h2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 （2）皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，由此判断，皮球的机械能总量 （选填“不变”、“减少”或“增大”）。 【解答】 （1）小于；（2）减少。 18 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1 3.1-3.2 分专项训练 一、能量及其形式专项 1、几种能量: 化学能：只有在发生化学变化的时候才可以释放出来，变成热能或者其他形式的能量。像石油和煤的燃烧，炸药爆 炸以及人吃的食物在体内发生化学变化时候所放出的能量，都属于化学能的转化。 潮汐能：在海洋的潮汐中蕴藏的能量; 生物质能：太阳能以化学能的形式贮存在生物体中，即以生物体为载体的能量; 核能：原子核发生变化时释放的能量; 地热能：是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩。 2、能量转化举例 雪崩时的能量转化: 势能转化为动能 人造卫星: 太阳能转化为电能 青蛙跃起扑食的过程: 化学能转化为动能和势能 胶片感光成像: 光能转化为化学能 特技跳伞: 势能转化为动能和热能 森林火灾: 化学能转化为热能 植物生长: 光能转化为化学能 水电站(工作时): 机械能转化为电能 Ä 习题训练 1.如图是太阳能电池路灯，白天太阳能电池板将太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内， 夜晚蓄电池给路灯供电，下列说法正确的是（ ） A．灯柱用合金材料制成是因为合金比纯金属具有更好的性能 B．夜晚蓄电池给路灯供电时将光能转化为电能 C．白天给蓄电池充电时将化学能转化为电能 D．路灯的塑料和铝合金灯柱都属于有机合成材料 2.下列关于能的叙述不正确的是（ ） A．伽利略的斜面实验中，小球从斜面滚下后能滚上另一个斜面是因为小球具有“能” B．挂在树枝上的苹果没有运动，所以苹果不具有“能” C．人在跑步时要消耗体内的“能” D．向日葵在太阳下不断生长时将太阳光中的“能”储存到体内 3.舌尖上的美食。食物中所贮存的能量最终来自 。定期体检可以使我们及时、准确地了解自身 健康状况。抽血检测前要求空腹，因为食物的消化产物主要在 处被吸收进入血液后，会影响验血结果。 二、动能、势能的影响因素 弹性势能 1、影响弹性势能大小的因素:弹性势能的大小与物体弹性形变的大小有关。物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。 例如，射箭时手拉弓弦使弓的弹性形变越大，弹性势能就越大，箭就射得越远； 机械表内发条卷得越紧，弹性形变越大，弹性势能就越大，机械表走动的时间就越长。 2 2、说明：(1)不是所有发生形变的物体都具有弹性势能，如橡皮泥发生形变就不具有弹性势能，因为它发生形变 后不能恢复原状。具有弹性的物体也不一定具有弹性势能，若弹簧被拉伸，超出弹性限度，不能恢复原状，此时 弹簧就不具有弹性势能。 (2)要判断物体的弹性势能是否发生了变化，关键是要看此物体的形变程度有没有发生改变。若物体的形变程度变 大，则物体的弹性势长能变大；若物体的形变程度变小，则物体的弹性势能变小。 Ä 习题训练 4.洒水车在清洁龙港市街道卫生环境中起到了很重要的作用，洒水车在水平路面上进行酒水作业时保持匀速行驶， 则洒水车发动机的牵引力如何改变，洒水车的动能将如何改变（ ） A．牵引力不变，动能不变 B．牵引力减小，动能减小 C．牵引力减小，动能不变 D．牵引力不变，动能减小 5.一高尔夫球以二百公里的时速水平撞击钢板，图为球撞击过程中的三个状态，其中甲是刚要撞击的时刻，乙是球 的形变最大的时刻，丙是刚撞击完的时刻，已知撞击时间非常短，若忽略球的机械能损失，则（ ） A．球在甲、丙两个时刻的动能相等 B．球在甲时刻的动能较丙时刻的大 C．球在甲时刻的动能较丙时刻的小 D．条件不足，无法比较球在甲、丙两个时刻的动能大小 6.如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油，则战斗机的（ ） A. 动能不变，势能不变 B. 动能不变，势能减小 C. 动能减小，势能减小 D. 动能增加，势能增大 7.强大的国防力量，捍卫着我国主权和领土，也保障着我国人民安居乐业。如图所示是我国高超音速导弹“东风 17” 从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，导弹飞行时就像在水面上“打水漂”，因此它突防能 力强，难以拦截。下列说法正确的是（ ） 3 A．导弹运动到 b 点时，不受重力作用 B．导弹飞出大气层后，仍受到惯性作用 C．导弹从 a 点运动至 b 点，重力势能不变 D．从起飞点到攻击点的过程中，导弹的运动状态发生改变 8.会荡秋千的人，不用别人帮助推就能越摆越高，在最低点速度也会越来越快，而不会荡秋千的人一般坐在秋千 上基本不动，则秋千的摆动幅度会越来越小，最终停下来。 （1）正确的荡秋千的动作是（ ） A.人从高处摆下来的时候身子是从直立到蹲下，而从最低点向上摆动时，身子又从蹲下到直立起来。 B.人从高处摆下来的时候身子是从蹲下到直立，而从最低点向上摆动时，身子又从直立到蹲下。 （2）请从能量及其转化的角度解释正确荡秋千的科学依据。 9．蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，深受广大青少年喜爱。蹦床公园应运而生，图甲为蹦床运动的简化示意 图，O点是小滨由静止开始自由落下的起始位置，C点是小滨到达的最低点。从高处开始下落到弹回的整个过程中， 他的运动速度随时间变化的图象如图乙所示（速度为负值，表示运动方向向上。整个过程忽略空气阻力）。 （1）从 O点下落到 A点的过程中，小滨的机械能 （填“增大”“减小”“不变”“先增大后减小”或“先减 小后增大”，下同），从 A点下落到 C点的过程中，蹦床的弹性势能 。 （2）小滨下落过程中动能增大的时间段为 。（用图乙中的 0、t1—t6表示） 10.如图所示，在一个金属罐的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过 盖和底的小洞并固定起来，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，此时罐子的重力势能会 （选 填“增大”“减小”或“不变”）。 【变式】如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两 端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从斜面 A点由静止释放，滚到水平面 D 点停止，然后返回，自行滚上斜面的 B 点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上。橡皮筋在 点 4 （选填字母）的弹性势能最大；若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子 （选填“可能”或“不能”）返回滚上斜面； 第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在 C点时的机械能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）在 B 点时的机械能。 «抛掷专项 11．小明将一小球在同一高度第一次竖直上抛，第二次斜上抛，若两次抛出时的动能相等，不计空气阻力，则下列 说法正确的是（ ） A．两次小球到达最高点时，动能相等都为零，机械能不相等 B．两次小球到达最高点时，动能都不为零，机械能相等 C．两次小球到达最高点时，高度相等，机械能不相等 D．两次小球到达最高点时，高度不相等，机械能相等 12.图甲是投掷实心球的场景(不计空气阻力).小明分析了实心球自脱手至落地过程的能量转化，画出了其势能的 大小随时间变化的曲线如图乙。请你在图丙中画出此过程中实心球动能的大小随时间变化的大致曲线(标出 A、B、 C三点)，并说明画此曲线的理由 ________。 13.小金将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落，不计空气阻力。小球从离开手后到落回手中之前，此过程中能量 变化的分析，正确的是（ ） A．动能先增大后减小 B．势能先减小后增大 C．机械能先减小后增大 D．机械能保持不变 14.定海二中在 2022年 10月进行的区中小学校园足球比赛中男足、女足双双 夺冠。如图为热身赛中运动员某次踢出足球的轨迹示意图，O 为踢出的瞬间， 足球经过最高点 A，在 B点落地后，最终在 C点静止。下列关于足球在不同 阶段的能量变化正确的是（ ） A． B． C． D． 5 15.乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出 a、b、c三个球，若不计空气阻力，则落到水平桌 面时三者的速度大小关系是（ ） A．va＞vb＞vc B．va＜vb＜vc C．va＞vc＞vb D．va＝vb＝vc 16.如图，甲、乙、丙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度 v竖直上抛，乙以与水平面成 θ 角、大小也 是 v 的速度斜向右上抛出，丙球沿倾角为 θ 的足够长斜面以速度 v 上滑。上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩 擦，比较达到最高点时小球具有的动能和重力势能，正确的是（ ） A．动能：E 甲＝E 丙＜E 乙 B．动能：E 甲＝E 乙＝E 丙 C．重力势能：E 甲＝E 丙＜E 乙 D．重力势能：E 甲＝E 乙＝E 丙 17.实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。将钢球从某一离度由静止释 放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。 （1）本实验使钢球获得动能的操作方法是________，钢球动能的大小是通过观察________来判断的。 （2）从表中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达竖直位置的________相同。 实验次数 钢球质量/g 钢球下摆高度/cm 木块滑行距离/cm 1 20 20 30 2 40 20 58 3 60 20 （3）在第 3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第 3次实验，甲同学建议换一个较大的木块，乙同学认为 不合理，乙的理由是________。 （4）由上述实验数据和现象可得出结论：________。 6 18.某科学兴趣小组利用数字实验系统探究水的冲击力 F与高度 H 及流量 Q的关系，实验装置如图所示。水从漏斗口无初速流下冲击 正下方的力传感器，通过计算机可显示冲击力 F的大小。该组同学 首先保持水的流量 Q0不变，改变漏斗口到力传感器间的高度 H，测 得冲击力 F的大小。之后他们将水的流量分别调整为 0.5Q0、 1.5Q0，重复上述实验。下表是他们得到的部分实验数据。 （1）漏斗口的阀门在该实验中的主要作用是________。 （2）从表中数据可得出冲击力 F与流量 Q的关系是________。 （3）分析表中数据，说明流量 Q 比高度 H 对冲击力 F的影响更大 ________。（4）利用这个原理，工业上制造了超高压水刀，水刀 分纯水切割和加磨料切割，磨料常用石英砂、金刚砂等，工业上 常用来切割大理石、钢板等坚硬物体。请说明工业上通过将水增 压或加入磨料使切割能力大大增加的原因是________。 三、能量的相互转化 «弹簧题型（提高） 题型一 19.如图将一小球置于一弹簧的上方，放手后，小球向下运动，到达 A位置小球刚好与弹簧接触，到达 B位置小球 的速度变为零。则对于此过程的分析，下列说法错误的是（ ） A.从 A到 B位置过程，小球的部分机械能转化为弹簧的弹性势能 B.从 A到 B位置过程，小球受到弹力一直变大 C.从 A到 B位置过程，小球的速度一直在变小，到 B位置为零 D.从 A到 B位置过程，小球开始时受到的弹力小于重力，后来受到的弹力大于重力 20.弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的 过程，其中 b是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是（ ） A.a→b，小金的机械能不断增加，在 b时动能最大 B.b→c，弹簧的弹性势能转化为小金的重力势能 C.在 a状态时弹簧的弹性势能最大，人的动能最小弹簧 D.在 c状态时小金受力平衡，故速度为零 21.一中间有孔的木块套有光滑杆，用手将该木块按压至距桌面 H0处（如图甲）， 松手后，木块将上升到最大高度 H（如图乙）。若摩擦忽略不计，则木块上升过 程中（ ） A．弹簧的弹性势能逐渐增大 B．弹簧的弹性势能先增大后不变 C．木块的机械能逐渐增大 D．木块的机械能先增大后不变 水的流量 Q 水的冲击力 F/N 高度 H/m 0.5Q0 Q0 1.5Q0 0.05 0.5 1 1.5 0.20 1 2 3 0.45 1.5 3 4.5 7 题型二 题型总结：一个木球从高处滚下来，撞击到弹簧片上。 研究的过程 球的速度 动能 弹簧片形变程度 弹性势能 能的转化 木球压弯弹簧片 不断减小 直至为零 不断减小 直至为零 由小变大 不断增大 动能转化为 弹性势能 弹簧片把木球弹回 由零不断增大 由零不断增大 由大变小 不断减小， 直至为零 弹性势能 转化为动能 22．如图所示，斜面与水平面在 M点相连，弹簧左端固定。小物块从斜面上 P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返 回到 T点。则下列说法中正确的是（ ） A．小物块从 P向 M 运动过程中，机械能减小 B．小物块从 P向 M 运动过程中，重力势能增大 C．弹簧被压缩到最短时，小物块动能最大 D．小物块从 M向 T 运动过程中，速度变快 23.如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的 O点，自由伸长到 B点，今将一小物块 m连在弹簧上，并把弹簧压缩到 A点，然后释放，小物体能运动到 C点，物体与水平地面间的摩擦力恒定，试判断下列说法中正确的是( ) A.物体从 A到 B动能越来越大，从 B到 C动能越来越小 B.物体从 A到 B动能先增大后减小，从 B到 C动能一直减小 C.物体从 A到 C动能一直在减小 D.物体动能最大的位置在 B和 C 之间 题型三 24.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。B 点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C 点是蹦极运动员到达的最低 点(忽略空气阻力)，下列说法中正确的是（ ） A.从 O点到 C点运动员速度一直减小 B.从 O点到 C点运动员的机械能一直在增大 C.从 O点到 C点运动员的机械能一直在减小 D.从 O点到 A点运动员的机械能不变 8 25.如图甲是某运动员正在做蹦极运动。如图乙所示，运动员从高处 O点开始下落，OA段的长度是弹性绳的自由长 度，在 B点时他所受弹性绳弹力恰好等于其重力，C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力 F 的大 小随时间 t 变化的情况如图丙所示（蹦极过程视为竖直方向的运动）。下列判断正确的是（ ） A．t0时刻运动员正好在 B点位置 B．运动员重力大小等于 F0 C．从 O点到 B点过程中运动员动能增大 D．蹦极的整个过程，运动员的机械能保持不变 26.原长为 l 的橡皮筋一端固定在 O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从 O点释放，钢球运动到 A点后开始向上 返回，O、A两点间距离为 2l，如图所示。则能反映钢球从 O点运动到 A点的过程中，其动能 Ek随运动距离 s 变 化的关系图象可能是（ ） A． B． C． D． 27.如图所示，完全相同的两个小球 A、B分别与轻质细线和轻质弹簧连接，将两球拉高使细线与弹簧在同一水平方 向上，且弹簧长度小于细线长度。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）vA vB （填“＞”“＜”或“＝”），你判断的理由是： 9 题型四 28.运动员在 3m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中 A为无人时踏 板静止点，B为人站在踏板上静止时受力平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法中正确 的是（ ） A.从 A到 C的过程中，踏板的弹性势能一直在增大 B.从 A到 C的过程中，运动员的机械能守恒 C.从 A到 C的过程中，运动员的动能一直在减小 D.从 B到 C的过程中，运动员减少的动能等于踏板增加的势能 29.撑杆跳高时，运动员先加速助跑，起跳后，他的身体不断上升，撑杆剧烈弯曲，促使运动员继续上升，最后，撑 杆离手，运动员越过横杆下落。若整个过程中不考虑空气阻力、人和撑杆之间的摩擦产生的能量损耗，从开始助跑 到落地前，下列有关能量随时间变化正确的是（ ） ． B． C． D． 10 四、机械能守恒判断 30.俄罗斯车里雅宾斯克州发生天体坠落事件，坠落的陨石与大气剧烈摩擦发出耀眼的白光，如图所示。若下落过 程中不考虑陨石的质量变化，则陨石在空中加速降落时（ ） A.重力势能不断减少，动能不断增加，机械能不变 B.重力势能不断增加，动能不断减小，机械能不变 C.重力势能不断增加，动能不断增加，机械能增加 D.重力势能不断减少，动能不断增加，机械能减少 31.如图是杂技演员演出时的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在跷跷板的 a端，能把站在 b端 的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故（ ） A.男演员的质量必须要大于女演员的质量 B.甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能 C.男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能 D.女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等 32.如图，木块以一定的速度滑过 A、B 点，到 C点滑出下落至 D点。A和 B、C和 D 之间的垂直距离均为 h，若空 气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（ ） A．D 点与 A 点相比，动能增加，势能减少，机械能不变 B．A 点到 C点减少的重力势能大于 C 点到 D点减少的重力势能 C．B 点的动能可能等于 A 点的动能，但一定大于 C 点的动能 D．B 点的动能可能等于 D 点的动能，但一定大于 A 点的动能 33.（2023•温州）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（ ） A．重力势能不同，动能相同 B．重力势能不同，动能不同 C．重力势能相同，动能相同 D．重力势能相同，动能不同 11 34.如图是皮球落地后弹跳过程中，每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。A、B是同一高度的两点，则皮球在 A 点 的重力势能________(选填“大于”“小于”或“等于”)皮球在 B 点的重力势能；此过程中皮球的机械能 ________(选填“增大”“减小”或“不变”)。 【变式】小明同学以一定速度将弹性球扔向地面，弹性球经地面和墙壁两次反弹，重新在同一高度用手接住，碰 撞时小球能量损失不计，1处和 2处是在同一高度。如果 1处小球的动能大于 2处，则下列说法错误的是 ( ) A.1处的机械能一定大于 2处 B.1处的动能一定大于 4 处 C.3 处的动能一定大于 4 处 D.接到小球时的速度一定小于扔出时的速度 35.如图两个相同实心小球以同样的速度 v 分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动，两弧槽弧形相同，弧长相等。甲 图中小球从A点到达B点的过程中，小球的动能________。小球通过甲弧槽的时间________小球通过乙弧槽的时间。 (填”大于””小于”或”等于”) 36.在水平地面上铺一张白纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从 h1、h2高度处由静止自由下落，分别在纸上留下 黑色圆斑 A、B，如图所示。 （1）分析图中两个圆斑大小，可推断 h1 h2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 （2）皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，由此判断，皮球的机械能总量 （选填“不变”、“减少”或 “增大”）。