3.2 机械能 课堂练习 -2024-2025学年浙教版九年级上册

3.2机械能 课堂练习 一、选择题 1．如图所示，将一弹性小球沿一定角度斜抛出去，小球落地后被弹出，依次经过A点、B点、C点和D点后又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。则该弹性小球在运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球在B点时机械能为零 B．小球第一次反弹后到达最高点C时动能为零 C．小球经过相同高度的A、D两点时动能相等 D．小球在C点时的机械能大于在D点时的机械能 2．小科在操场上将一篮球抛出，篮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是（　　）www-2-1-cnjy-com A．篮球由a到b时，动能逐渐增大 B．篮球在b点时的机械能最大 C．篮球在a、c两点时动能相等 D．篮球由c到d时，机械能一直减小 3．如图所示，物理项目化学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行能力。测试时将重20N的物体A固定在无人机上，并控制无人机完成以3m/s的速度匀速上升、在空中悬停、以2m/s的速度匀速下降三个阶段的测试项目，同时利用系统软件记录多次测量的相关信息，并做出测评报告。下列说法中（　　） ①匀速上升阶段，物体A相对于地面是运动的 ②匀速上升阶段，物体A的机械能不变 ③匀速下降阶段，物体A的重力势能转化为动能 ④无人机匀速上升阶段对重物的拉力大于它匀速下降阶段对重物的拉力 A．只有②④正确 B．只有②③正确 C．只有①④正确 D．只有①正确 4．如图是位于水平桌面上的玩具“不倒翁”摆动过程的示意图。将“不倒翁”扳到位置1后静止释放，“不倒翁”向右摆动，经过竖直位置2，到达另一侧最大摆角的位置3（忽略空气阻力）。下列关于“不倒翁”由位置1→2→3的摆动过程中能量变化描述正确的是（　　）2-1-c-n-j-y A．由1→2过程中，重力势能减小，动能减小 B．由1→2过程中，重力势能增加，动能增加 C．由2→3过程中，重力势能减小，动能增加 D．由2→3过程中，重力势能增加，动能减小 5．下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 6．教职工排球比赛正在如火如荼的进行中，如图是王老师发球的轨迹，O为发球点，A为最高点，B为落地点。排球在离开打排球教师的手后（　　）【出处：】 A．O点后能继续上升，由于受到惯性力的作用 B．O点到A点的上升过程中，重力势能逐渐减小 C．在最高点A点时动能为零 D．O点到B点的整个过程中机械能不断减小 二、填空题 7．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。根据图乙的能量柱状图，可知B和D的高度　 　（选填“一定”或“不一定”）相同，而且篮球在B点的机械能　 　（选填“大于”“等于”或“小于”）在D点的机械能。原创作品 8．蹦极是一项极限体育运动，如图所示，A点是最高点、B点为弹性绳自然伸长的位置，蹦极人在C点受弹性绳的弹力与自身重力相等，D点是能下落的最低点。在蹦极人从A点下落到D点的过程中，　 　（填“B”、“C”或“D”）点动能最大，在这个过程中，蹦极人减小的重力势能最终转化为　 　能，机械能　 　（填“增大”、“减小”或“不变”）（不计空气阻力）。21cnjy.com 9．2022年11月30日，“神舟十五号”飞船与“天宫”空间站顺利对接，对接完成后，以“天宫”空间站为参照物，“神舟十五号”飞船处于　 　状态。随后，“神舟十四号”飞船返回地球，在落向地面的过程中，重力势能　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。21*cnjy*com 10．指出下列物体或现象中所具有的能和物体所发生的变化。 （1）被拉伸的弹簧具有　 　。 （2）能使蜡烛的火焰摇晃的声波具有　 　。 （3）吹鼓的气球在太阳的照射下胀破，气球发生了　 　变化(选填“物理”或“化学”)。 11．下图甲中过山车从A点由发，先后经过B、C、D、E点，图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图。回答下列问题： （1）过山车在B点时的重力势能　 　E点的动能。（选填“大于”“等于”“小于”） （2）在这个过程中，过山车的机械能大小是的　 　。（选填“变大”“不变”“变小”） 三、解答题 12．跳台滑雪被称为勇敢者的运动，其基本技术动作分为5个部分：助滑、起跳、空中飞行、着陆、滑行至终止区。如图所示为滑雪运动员滑雪过程的示意图。【来源：21·世纪·教育·网】 资料1：滑雪赛道表面雪的厚度达到6~8m。雪内有很多小孔，小孔内充满空气。滑雪时，运动员踏着滑雪板压在雪上时，雪内的空气被逼出。 资料2：助滑时，运动员把身体缩成“蹲状”的姿势，通过一个凹形轨道助滑后，在起跳的瞬间用力一蹬伸展身体，调整好姿势在空中飞行，飞行至顶端时身体与滑板构成上表面凸起的流线型。 资料3：运动员着陆时，要让滑雪板的板后跟略领先于板尖着地；落地后，调整好姿势继续滑行到终止区。 结合上述信息并运用所学知识，对赛道的设置以及滑雪运动员的5个基本技术动作蕴含的科学道理作出解释。 答案解析部分 1．D 【解析】影响重力势能的因素：质量、高度；影响动能的因素：质量、速度；影响弹性势能的因素：弹性形变程度；小球弹跳的高度会越来越低，这说明在势能和动能的转化过程中有能量的消耗，所以小球的机械能一次比一次少。 A．小球在B点时，质量一定，高度最低，速度最大，所以动能最大，重力势能最小，动能和势能统称为机械能，机械能不为零，故A错误； B．从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度，第一次反弹后到达最高点C时，竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，则小球在C点的动能不为零，故B错误； C．小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而A点在D点之前，因此小球在D点的机械能小于在A点的机械能，由于A、D两点高度相同，重力势能相等，所以D点的动能小于A点的动能，故C错误。 D．由图可知，小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而C点在D点之前，所以小球在C点时的机械能大于在D点时的机械能，故D正确。 故答案为：D。版权所有 2．D 【解析】 A.动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。重力势能的大小与物体的质量和高度有关，即质量越大，高度越高，重力势能越大； BD.篮球运动时不断与空气摩擦消耗机械能； C.根据机械能的变化比较a、c两点机械能的大小，再比较二者重力势能大小，最后比较动能大小 A.篮球由a到b时，其质量不变，速度变慢，故动能变小，同时其高度增加，重力势能变大，故A错误； B.从能量的转化的角度分析，当球离开手后的运动过程中，或与空气摩擦，或与地面摩擦，使得一部分机械能损失掉，所以相对来说，a点的机械能最大，故B错误； C.根据题意可知，c点机械能小于a点机械能，但是二者重力势能相等。根据“机械能=动能+重力势能”可知，c点的动能小于a点动能，故C错误； D.篮球由c到d时，由于和空气、地面摩擦，故损失掉一部分机械能，故机械能减小，故D正确。 故选C。 3．D 【解析】①根据参照物的知识判断； ②机械能=动能+重力势能； ③根据重力势能和动能的大小变化分析； ④根据平衡力的知识分析。 ①匀速上升阶段，物体A相对于地面的位置改变，因此是运动的，故①正确； ②匀速上升阶段，物体A的质量不变，速度不变，则动能不变；高度增大，则重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，机械能变大，故②错误； ③匀速下降阶段，物体A的重力势能减小而动能不变，则二者不存在转化关系，故③错误； ④无人机匀速上升阶段和匀速下降阶段，则都处于平衡状态，那么拉力都等于重力，即拉力相等，故④错误。 故选D。2·1·c·n·j·y 4．D 【解析】本题主要考查动能和重力势能之间的转化。“不倒翁”在位置1、3速度为零，动能为零；在位置2速度最大，动能最大。 在位置1，有一定的重力势能，动能为零。由1到2摆动过程，重心降低，重力势能减小，重力势能转化为动能，动能增大。在位置2，重力势能最小，动能最大。由2到3摆动过程，重心升高，重力势能增大，动能转化为重力势能，动能减小。在位置3，重力势能最大，动能为零。 所以位置1到位置2：重力势能转化为动能， 重力势能减小，动能增加 ； 位置2到位置3：动能转化为重力势能，重力势能增加，动能减小。21·世纪*教育网 5．D 【解析】 滚摆从甲到乙的过程中需要克服摩擦力和空气阻力做功，总能量越来越小。 如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图，甲乙两处的高度相同，质量不变，故重力势能相等，尽管甲乙两处的高度相同，但是从甲到乙的过程中需要克服摩擦力和空气阻力做功，故其动能是在减小的，故速度不同，故D符合题意，ABC不符合题意。 故答案为：D。【版权所有：21教育】 6．D 【解析】（1）我们把物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性，惯性是一种性质，不是力。 （2）重力势能的大小与质量、高度有关； （3）动能的大小与质量和速度有关； （4）克服摩擦做功，机械能转化为内能； A、O点后能继续上升，是因为排球具有惯性，仍然要保持原来的运动状态，惯性不是力，A错误。 B、O点到A点的上升过程中，排球在脱离手后的上升过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，B错误。 C、排球在A点时有一定的高度，也有一定的速度，有动能也有势能，C错误。 D、O点到B点的整个过程中，排气克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，排球的机械能减小，D正确。 故选D。21*cnjy*com 7．A；一定；大于 【解析】动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大。动能和势能统称为机械能，据此根据能量柱状图，结合能量守恒定律分析解答。 离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在A点时速度最大，则在A点动能最大。根据篮球在等高点B和D的能量柱状图知道，篮球在B点和D点重力势能相等，所以，B和D的高度一定相同；根据篮球在等高点B和D的能量柱状图知道，在D点的动能小于在C点的动能，由于动能和势能统称为机械能，所以，篮球在B点的机械能大于在D点的机械能。 8．C；动；不变 【解析】运动员下降的过程中，弹性绳未伸长前运动员做自由落体运动，弹性绳开始伸长后，弹力逐渐变大，运动员受到重力和弹力的合力先变小后反向变大，当合力向下时加速，合力向上时减速。 弹性绳绷紧后，开始阶段，拉力小于重力，人向下做加速运动，当拉力大于重力后，人做减速运动，即速度先增大后减小，动能先增大后减小；当拉力等于重力时，速度最大，动能最大，即人到达C点时动能最大。人到达D点时，弹性绳伸长最长，弹性绳的弹性势能最大，所以在这个过程中（不计空气阻力），减小的重力势能最终转化为弹性势能。在这个过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小；弹性绳发生了弹性形变，减小的重力势能都转化为弹性势能；不计空气阻力，整个系统的机械能守恒，但人的机械能转化为弹性绳的弹性势能，所以人的机械能减小。【来源：21cnj*y.co*m】 9．静止；变小 【解析】 （1）物体的运动和静止是相对的，关键看选取的参照物，相对于参照物位置发生了改变，就是运动的；位置如果没有发生改变，就是静止的； （2）重力势能的大小由质量和高度决定，质量越大、高度越大，重力势能越大。 （1） 对接完成后，以“天宫”空间站为参照物，“神舟十五号”飞船与空间站之间没有位置的变化，飞船处于静止状态； （2）“神舟十四号”飞船返回地球，在落向地面的过程中，飞船的质量不变，高度变小，重力势能变小。 10．（1）弹性势能 （2）能量 （3）物理 【解析】 （1）物体发生弹性形变时具有弹性势能； （2）声波具有能量； （3）物理变化和化学变化的区别：有无新物质生成 （1）被拉伸的弹簧发生弹性形变，具有弹性势能； （2）能使蜡烛的火焰摇晃的声波具有能量； （3）吹鼓的气球在太阳的照射下胀破，只是形状改变，没有生成新物质，因此气球发生了物理变化。 11．（1）等于 （2）变小 【解析】机械能守恒的条件是系统只有重力或者弹力做功。 （1）根据图乙可知，B点重力势能的条形图高度与E点动能的条形图高度相等，即二者大小相等，过山车在B点的重力势能等于E点的动能。 （2）B点的重力势能等于E点的动能，但是B点的动能不为零，而E点的重力势能为零，过山车的机械能等于动能与重力势能之和，则B点的机械能大于E点的机械能，即它的机械能是减小的。 12．①助滑：重力势能大部分转化为动能；②赛道：形成气垫，减小摩擦力；③起跳：力的作用是相互的，力可以改变运动状态，增大速度，增大动能；④空中飞行：伸展身体，提高重心，增大重力势能；流线型减小阻力，流速大压强小；⑤着陆；宽大的滑雪板增大受力面积，减小压强；⑥继续滑行：惯性。答案示例： ①运动员在高处具有较大的重力势能，“蹲状”的姿势下滑时能将大部分重力势能转化为更多的动能，获得较大的速度。 ②滑雪板压在嘴面，空气被逼出时，形成气垫，滑雪板与地面脱离接触，减少了摩擦力。 ③运动员起跳要用力蹬，因为力能改变物体的运动状态且力的作用是相互的，可以跳得更高。 ④在空中形成表面凸起的流线型，减小了空气阻力，且上表面流速大于下表面，得到了大气向上的托力，可以飞行得更久。21·cn·jy·com ⑤着陆时宽大的滑雪板增大受力面积，减小压强。 ⑥滑雪板的板后跟略领先于板尖着地，可防止由于惯性向前倾倒。落地后由于惯性将继续向前滑行至终止区。 【解析】 ①助滑：重力势能大部分转化为动能；②赛道：形成气垫，减小摩擦力；③起跳：力的作用是相互的，力可以改变运动状态，增大速度，增大动能；④空中飞行：伸展身体，提高重心，增大重力势能；流线型减小阻力，流速大压强小；⑤着陆；宽大的滑雪板增大受力面积，减小压强；⑥继续滑行：惯性 ，据此分析解答。www.21-cn-jy.com ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$