5.4 机械能精选练习-2024-2025学年华东师大版九年级上册科学
2024-11-07
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学华东师大版(2012)九年级上 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 4 机械能 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 583 KB |
| 发布时间 | 2024-11-07 |
| 更新时间 | 2024-12-25 |
| 作者 | 良知科学工作室 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-11-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48421428.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2024-2025学年华师大版九年级科学机械能精选练习
1.如图是2023年杭州亚运会女子跳水10米跳台决赛掠影,跳水运动员在起跳向上运动的过程中(忽略空气阻力)( )
A.动能不变,重力势能不变
B.动能增大,机械能增大
C.重力势能增大,机械能不变
D.动能减少,机械能减少
2.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。图甲为蹦床运动简化示意图,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)则下列说法不正确的是( )
A.从O点下落到A点的过程中,小滨的机械能不变
B.小滨整个过程中动能增大的时间段为0~t2,t3~t4
C.从A点下落到C点的过程中,蹦床的弹性势能增大
D.在t3时刻时小滨所受的重力和蹦床对他的弹力相等
3.如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1~t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3,不考虑下落过程中雨滴的质量变化,则动能的大小关系是( )
A.E1<E2=E3 B.E1>E2>E3 C.E1<E2<E3 D.E1=E2<E3
4.如图所示,小球A沿着粗糙的曲面加速向下滚动的过程中,小球A的( )
A.动能不变,重力势能不变,机械能不变
B.动能不变,重力势能变小,机械能变小
C.动能变大,重力势能变小,机械能不变
D.动能变大,重力势能变小,机械能变小
5.如图所示,单摆中的小球在ABC间不停地往复运动,如果不考虑阻力的影响,以下说法错误的是( )
A.小球在A、C处的势能最大
B.小球在B处只受重力作用
C.小球由A到B过程中,重力势能转化为动能
D.小球运动到C处时,如果受到的外力全部消失,将保持静止
6.如图,木块以某初速度从A滑过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,动能一定增加,势能一定减少,机械能不变
B.A点到C点减少的重力势能等于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D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
7.把金属小球放在O处,静止滚下,然后让它沿轨道滚下先后通过轨道上b、c,再通过b,最终恰好落在d处停下如图。观察小球滚动的全过程,下列图像中有关能量随小球位置变化的大致趋势正确的是( )
A. B. C. D.
8.2023年3月19日陈芋汐和全红婵组合以362.04分的总成绩夺得跳水10米台冠军,如图所示,参加“跳水”表演赛时的分解动作的简略示意图,不考虑空气阻力,下列相关说法正确的是( )
A.从离开跳板到最高点的过程中,只受到重力作用
B.从跳起到入水前的过程中,运动员的重力势能一直减小
C.到达最高点时,若运动员所受的力全部消失,则她将保持静止状态
D.从最高点到入水前的过程中,速度增大,运动员的惯性增大
9.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.a→c,弹簧的弹性势能全部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
D.在c状态时小金的机械能达到最大
10.一颗番茄由静止开始下落,撞击水面时溅起许多水珠(如图),同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗,番茄从开始下落至刚好浸没时增加的动能( )
A.小于番茄减少的重力势能
B.大于番茄减少的重力势能
C.等于番茄减少的重力势能
D.等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
11.如图所示为乒乓球在水平地面上弹跳时产生轨迹的一部分,该图表明( )
A.该图中乒乓球的弹跳方向为自右向左
B.乒乓球弹跳时机械能不变
C.乒乓球运动过程中重力势能一直减少
D.乒乓球离地上升过程中,动能转化为重力势能与内能
12.“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,上升到最高位置C点,其中在B点时速度最快,上下震荡后静止在空中。对此过程,下列描述正确的是( )
A.到达B点时,弹性绳处于原长位置
B.最低点A和最高点C弹性绳的弹性势能一样大
C.人上升和下降时最大速度相同,所处位置也相同
D.人从A点到B点的过程中,人的重力势能和动能都增加
13.乒乓球运动一直是中国的优势项目,如图是乒乓球落到球台上后又弹起的示意图,分析可知,乒乓球( )
A.在B点时受力平衡
B.在A点动能一定小于D点动能
C.在运动过程中,只存在动能和势能的相互转化
D.在C点时,若所受力全部消失,其运动状态将保持不变
14.如图所示,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点自由释放,钢球运动到A点后开始向上返回,不计空气阻力,O、A两点间距离为2L。则能反映钢球从O点运动到A点的过程中,其动能E随运动距离s变化的关系图象可能是( )
A. B. C. D.
15.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示,则( )
A.t1~t2时刻小球所受合力方向一直竖直向下
B.在t1~t2间的某个时刻小球动能最大
C.在t3时刻,弹簧的弹性势能最大
D.t1~t2这段时间内,小球速度一直变大
16.如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中的有关说法错误的是( )
A.滚摆从起点到甲的过程中动能增大
B.滚摆从乙到最高点的过程中重力势能增大
C.滚摆在甲和乙处的动能相同
D.整个过程中滚摆机械能不守恒
17.如图,木块以一定速度滑过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点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能
C.C点的动能可能等于A点的动能,但一定小于B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
18.如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程,下列说法错误的是( )
A.①→③阶段运动员的重力势能减小
B.③→⑤阶段运动员的重力势能增大
C.①→⑤阶段运动员的机械能不守恒
D.③处时运动员的动能为零
19.如图是人造地球卫星绕地球运动的示意图,卫星在近地点的速度较大,在远地点的速度较小,那么卫星从近地点到远地点,卫星的动能和势能是如何变化的( )
A.动能增大,势能减小 B.动能减小,势能减小
C.动能增大,势能增大 D.动能减小,势能增大
20.图甲是简易儿童蹦极装置,活动前给小朋友绑上安全带并固定拉长的弹性绳,通过外力使小朋友停在床上。当撤去外力后,小朋友冲向高空,然后下落至蹦床,蹦床发生形变。图乙中C点为最高点,B点为弹性绳原长,A点为下落最低点,若小朋友始终沿竖直方向运动且忽略绳重及空气阻力等,则下落过程中。下列图像关系最接近事实的是( )
A. B. C. D.
21.冬季奥运会上,在自由式滑雪比赛中。运动员的轨迹(b、d在同一高度)如图所示,有关运动员的能量变化不正确的是( )
A.a点向b点运动的过程中动能增加
B.b点向c点运动的过程中势能增加
C.在b点的机械能等于d点的机械能
D.a点机械能最大
22.)如图甲轻质弹簧原长为2L,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为m的物体由静止释放,当弹簧被压缩到静止时,弹簧长度为L。如图乙现将该弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5L的光滑水平轨道,B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切,用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度L,然后释放,P开始沿轨道运动,问:
(1)从竖直放置在地面上的弹簧顶端,静止释放物块P,至弹簧被压缩后静止,物块P的重力势能转化为弹簧的 。(填能量形式)
(2)将弹簧压缩至长度L,然后放开,P开始沿轨道运动,物块P达到最高点时的机械能大小为 。
23.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)
24.自由式滑雪大跳台是运动员从100米以上的出发台助滑加速至起跳台,依靠惯性跃向空中,做出一套空中动作后再着陆落地。
(1)图甲中标注的A、B、C三个位置中,假设运动员的姿势变化不大,图乙中运动员具有的重力势能和动能表示正确的是 。
(2)假设滑雪运动员及其装备的总质量为80千克,该运动员从出发台到达水平面用时20秒,重力在这段时间内做功的功率为 瓦。
25.如图为过山车以及轨道简化模型,重为G的过山车从高为h的轨道A点静止释放,通过半径为R的圆形轨道后最后停留在0.5h高的D点。
(1)判断题:(选填“√”或“×”)
①过山车从A点运动到圆形轨道最低处B点的过程中,减小的重力势能等于Gh 。
②过山车从A点运动到圆形轨道最高处C点的过程中,损失的机械能等于G(h﹣2R) 。
(2)若过山车的平均比热容为c,则过山车从A点达动到D点的过程中,其上升的温度为
(不考虑热损失)。
26.滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U形滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处下滑,仅依靠滑行,滑到与A相同高度的滑台B处时静止。请回答下列问题:
(1)整个过程中动能最大的位置是 ,机械能最大的位置是 (选填“A”、“O”或“B”)。
(2)若想滑到C点,小金提出只要增加“用力竖直向上跳起一段高度”这个操作即可实现,则在 (选填“A”、“O”或“B”)点起跳有可能达到该目的。
27.如图所示,小球沿轨道由静止从A处运动到D处,忽略空气阻力和轨道摩擦力,则从B到C的过程中 能转化为 能;A点的机械能 B点的机械能(填“<”或“=”)。
28.如图所示,A点的高度H大于B点的高度h,让小球从A点由静止开始自由落下,沿光滑轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力),小球在B点的机械能 在A点的机械能(填“大于”“等于”或“小于”);小球离开B后的运动轨迹应该是图中的 曲线。
2024-2025学年华师大版九年级科学机械能精选练习
参考答案与试题解析
一.选择题(共21小题)
1.如图是2023年杭州亚运会女子跳水10米跳台决赛掠影,跳水运动员在起跳向上运动的过程中(忽略空气阻力)( )
A.动能不变,重力势能不变
B.动能增大,机械能增大
C.重力势能增大,机械能不变
D.动能减少,机械能减少
【答案】C
【分析】分析运动员动能和重力势能大小的变化,从动能和重力势能大小的影响因素进行分析。
考虑空气阻力时,机械能转化为内能,机械能减小,内能增大;不考虑空气阻力时,机械能守恒。
【解答】解:跳水运动员向上运动过程中,运动员的质量不变,速度变小,动能变小;高度变大,重力势能增大;不考虑空气阻力时,机械能守恒,机械能保持不变,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素,利用控制变量法判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
2.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。图甲为蹦床运动简化示意图,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)则下列说法不正确的是( )
A.从O点下落到A点的过程中,小滨的机械能不变
B.小滨整个过程中动能增大的时间段为0~t2,t3~t4
C.从A点下落到C点的过程中,蹦床的弹性势能增大
D.在t3时刻时小滨所受的重力和蹦床对他的弹力相等
【答案】D
【分析】(1)机械能包括动能与势能,其中动能的影响因素是质量与速度,重力势能的影响因素是质量与高度,弹性势能的影响因素是弹性形变量。
(2)忽略空气阻力做功时,机械能不变。
(3)静止的物体如果不受力或受平衡力时,总保持静止状态。
【解答】解:A、从O点下落到A点的过程中,由于忽略空气阻力,小滨的重力势能全部转化为动能,机械能不变,故A正确;
B、根据图像小滨整个过程中速度增大的时间段为0~t2,t3~t4,动能的影响因素是质量与速度,所以动能增大的时间段为0~t2,t3~t4,故B正确;
C、从A点下落到C点的过程中,蹦床的形变量增大,所以弹性势能增大,故C正确;
D、根据图像在t3时刻小滨开始向上运动,所以蹦床对他的弹力大于重力,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查机械能的转化,力与运动的关系,是一道综合题。
3.如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1~t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3,不考虑下落过程中雨滴的质量变化,则动能的大小关系是( )
A.E1<E2=E3 B.E1>E2>E3 C.E1<E2<E3 D.E1=E2<E3
【答案】A
【分析】动能的大小与质量和速度有关;根据图像分析速度的变化,从而得出动能的变化。
【解答】解:根据图像可知,雨滴在t1﹣t2时刻中,速度逐渐变大,质量不变,动能变大,所以E1<E2,雨滴在t2﹣t3时刻中,速度保持不变,质量不变,动能不变,所以E2=E3,故动能的大小关系是:E1<E2=E3。
故选:A。
【点评】本题考查了图象的识别、动能的大小,明确动能的影响因素是解题的关键。
4.如图所示,小球A沿着粗糙的曲面加速向下滚动的过程中,小球A的( )
A.动能不变,重力势能不变,机械能不变
B.动能不变,重力势能变小,机械能变小
C.动能变大,重力势能变小,机械能不变
D.动能变大,重力势能变小,机械能变小
【答案】D
【分析】(1)影响重力势能大小的因素有:质量和高度;质量越大,高度越高,则重力势能越大;
影响动能大小的因素有:质量和速度;质量越大,速度越快,则动能越大。
(2)如果忽略摩擦阻力,则动能和势能相互转化时,物体的机械能是守恒的;若存在摩擦阻力,一部分机械能会转化为内能,机械能减小。
【解答】解:
小球A沿着粗糙的曲面加速向下滚动的过程中,小球的质量不变,高度变小,则重力势能变小,同时速度变大,则动能变大。
由于小球A在滚动的过程中受摩擦力的作用,小球克服摩擦力做功,所以一部分机械能会转化为内能,故机械能变小。
故选:D。
【点评】本题考查动能和势能的大小变化,注意:物体在粗糙的表面上运动时,其机械能不守恒。
5.如图所示,单摆中的小球在ABC间不停地往复运动,如果不考虑阻力的影响,以下说法错误的是( )
A.小球在A、C处的势能最大
B.小球在B处只受重力作用
C.小球由A到B过程中,重力势能转化为动能
D.小球运动到C处时,如果受到的外力全部消失,将保持静止
【答案】B
【分析】(1)(3)根据影响动能、重力势能大小的因素分析;
(2)根据小球的运动状态分析受力情况;
(4)根据牛顿第一定律,物体不受力或者受平衡力时,一定处于静止或者运动直线运动状态。
【解答】解:
A、小球的质量不变,在A、C处的高度最高,重力势能最大,故A正确;
B、小球在B处受到重力和绳子的拉力的共同作用,故B错误;
C、小球由A到B过程中,不计阻力,机械能守恒,高度减小,速度增加,重力势能减小,动能变大,重力势能转化为动能,故C正确;
D、小球运动到C处时,速度为0,如果受到的外力全部消失,小球仍然会静止,故D正确。
故选:B。
【点评】本题通过单摆运动考查力和运动的关系,属于基础知识的考查,较简单。
6.如图,木块以某初速度从A滑过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,动能一定增加,势能一定减少,机械能不变
B.A点到C点减少的重力势能等于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D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】B
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)机械能=动能+势能。物体没有发生弹性形变时,不具有弹性势能,势能只考虑重力势能。不计空气阻力,机械能守恒;考虑空气阻力,机械能转化为内能,机械能减小,内能增大。
【解答】解:A、D点与A点相比,高度减小,则重力势能减少,由于接触面可能存在摩擦,则部分机械能可能会转化为内能,机械能可能减小,忽略空气阻力,D点的动能大于A点的动能,故A错误;
B、A和B、C和D之间的垂直距离均为h,则A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能,故B正确;
C、木块以一定的速度滑过AB点,若AB是粗糙的,木块可能进行匀速直线运动,若BC之间是光滑的,则木块的速度不变,所以B点、C点的动能可能等于A点的动能,忽略空气阻力,D点的动能大于A点的动能,故C错误;
D、木块从B到C,木块与地面有摩擦,则C处的动能小于B处的动能,从C到D,由于忽略空气阻力,木块的重力势能减小,动能增加,故D点动能大于C点动能,但与A点的动能不确定,故D错误。
故选:B。
【点评】(1)掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素,利用控制变量法能判断动能、重力势能、弹性势能的变化。
(2)要注意是否考虑摩擦阻力作用,当考虑摩擦阻力时,机械能不断减小;当不考虑摩擦阻力时,机械能守恒。
7.把金属小球放在O处,静止滚下,然后让它沿轨道滚下先后通过轨道上b、c,再通过b,最终恰好落在d处停下如图。观察小球滚动的全过程,下列图像中有关能量随小球位置变化的大致趋势正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,在动能和势能的转换过程中,如果存在摩擦阻力,机械能的总量减小。
【解答】解:把金属小球放在O处,静止滚下,然后让它沿轨道滚下先后通过轨道上b、c,再通过b,最终恰好落在d处停下,d处的高度比O处小,说明机械能减小了;
AB、根据质量不变,重力势能与高度有关,高度越高,重力势能越大,故O点重力势能最大,其次是c点,d点比c点低,重力势能比c点小,b点的高度最低,重力势能为0,而c到d过程重力势能增大,但d点重力势能不为0,小于O点,故AB错误;
CD、从O到b过程中速度逐渐增大,动能增大,b到c再到b,由于摩擦力阻力的存在,第二次到经过b点的动能比第一次小,且在c点的速度不为0,动能不为0,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查动能与势能的有关因素及其转化过程,属于中档题。
8.2023年3月19日陈芋汐和全红婵组合以362.04分的总成绩夺得跳水10米台冠军,如图所示,参加“跳水”表演赛时的分解动作的简略示意图,不考虑空气阻力,下列相关说法正确的是( )
A.从离开跳板到最高点的过程中,只受到重力作用
B.从跳起到入水前的过程中,运动员的重力势能一直减小
C.到达最高点时,若运动员所受的力全部消失,则她将保持静止状态
D.从最高点到入水前的过程中,速度增大,运动员的惯性增大
【答案】A
【分析】(1)地面附近的物体受到重力的作用;
(2)重力势能的大小与质量、高度有关;
(3)根据牛顿第一定律分析;
(4)惯性的大小只与质量有关。
【解答】解:
A、从离开跳板到最高点的过程中,不计空气阻力,她只受到重力作用,故A正确;
B、从跳起到入水前的过程中,运动员的质量不变,高度先变大后变小,所以重力势能先变大后变小,故B错误;
C、到达最高点时,运动员在水平方向上有一定的速度,若运动员所受的力全部消失,根据牛顿第一定律可知,则她将做匀速直线运动,故C错误;
D、从最高点到入水前的过程中,运动员的速度增大,运动员的质量不变,惯性大小不变,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了物体的受力分析、重力势能的变化、牛顿第一定律的应用、惯性,属于基础题。
9.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.a→c,弹簧的弹性势能全部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
D.在c状态时小金的机械能达到最大
【答案】C
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大。
重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
物体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。
(2)判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是:减小的转化为增多的。
(3)人上升到最高点时对其进行受力分析,得出结论。
【解答】解:AD、a→b的过程中,弹簧的弹性势能不断转化为小金的机械能,故小金的机械能不断增加;b→c的过程中,小金需要克服空气阻力做功,一部分机械能转化为内能,故机械能不断减小;故在c状态时小金的机械能不是最大。
开始一段时间内,弹簧的形变量较大,向上的弹力大于向下的重力,小金做加速运动;随着弹簧形变量的减小,弹力减小,当弹力等于重力时,小希的速度达到最大,(此时动能动能最大);弹力继续减小,向上的弹力小于向下的重力时,小金做减速运动;而b→c的过程中,小金在重力作用下做减速运动;
所以,a→c的过程中,小金先加速后减速,在b状态时速度并不是最大,此时弹簧恢复到原长,无弹力,人只受重力作用,处于减速阶段,故在b时动能不是最大。故AD错误。
B、b→c的过程中,即离开地面上升的过程,小希的速度减小,动能减小,高度增大,重力势能增大,所以该过程中是动能转化为人的重力势能,故B错误。
C、a是最低位置,此时弹簧的形变程度最大,所以在a状态时弹簧的弹性势能最大,故C正确。
故选:C。
【点评】此题考查了动能、重力势能和弹性势能的相互转化,以及机械能守恒是一道综合题,难点在于对小金在整个过程中的受力分析及其运动状态的判断。
10.一颗番茄由静止开始下落,撞击水面时溅起许多水珠(如图),同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗,番茄从开始下落至刚好浸没时增加的动能( )
A.小于番茄减少的重力势能
B.大于番茄减少的重力势能
C.等于番茄减少的重力势能
D.等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
【答案】A
【分析】番茄从开始下落至刚好浸没时,此时番茄仍有较大速度,末状态与初状态相比,番茄的速度增大,其动能增大;番茄的高度减小,重力势能减小;同时溅起许多水珠,则这些水珠的动能和重力势能都增大(即所有溅起的水珠的机械能增大);不计一切机械能损耗,根据机械能守恒定律即可判断出结果。
【解答】解:番茄从开始下落至刚好浸没时,此时番茄仍有较大速度,末状态与初状态相比,番茄的速度增大,其动能增大;番茄的高度减小,重力势能减小;同时溅起许多水珠,则这些水珠的动能和重力势能都增大(即所有溅起的水珠的机械能增大);
不计一切机械能损耗,根据机械能守恒定律可知,此过程中番茄减少的势能=番茄增加的动能+所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和,所以番茄增加的动能小于番茄减少的重力势能,不一定等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和;
综上分析可知,A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查机械能的概念,动能与势能之间的相互转换以及机械能守恒,只要正确选择研究对象和研究过程,即可得出结果。
11.如图所示为乒乓球在水平地面上弹跳时产生轨迹的一部分,该图表明( )
A.该图中乒乓球的弹跳方向为自右向左
B.乒乓球弹跳时机械能不变
C.乒乓球运动过程中重力势能一直减少
D.乒乓球离地上升过程中,动能转化为重力势能与内能
【答案】D
【分析】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。重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。机械能包括物体的动能和势能。乒乓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,所以皮球的机械能一次比一次少。
【解答】解:A、从图可知,乒乓球的弹跳高度自左向右越来越低,所以在图中乒乓球的弹跳方向为自左向右,故A错误。
B、由于与空气的摩擦,在弹跳的过程中机械能转化为其他形式的能,所以机械能逐渐减小,故B错误。
C、乒乓球运动过程中,质量不变,上升时高度变大,重力势能变大,下降时高度变小,重力势能变小,故C错误。
D、乒乓球离地上升过程中,质量不变,速度变小,动能变小,高度变大,重力势能变大;由于克服空气阻力做功,所以动能转化为重力势能与内能,故D正确。
故选:D。
【点评】对于这类题目要抓住题目的隐含信息,乒乓球弹跳的高度会越来越低,就是明显告诉乒乓球的机械能越来越小,机械能的相互转化过程中是有能量消耗的,这样造成动能和势能的总和会减少。
12.“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,上升到最高位置C点,其中在B点时速度最快,上下震荡后静止在空中。对此过程,下列描述正确的是( )
A.到达B点时,弹性绳处于原长位置
B.最低点A和最高点C弹性绳的弹性势能一样大
C.人上升和下降时最大速度相同,所处位置也相同
D.人从A点到B点的过程中,人的重力势能和动能都增加
【答案】D
【分析】影响弹性势能的因素是弹性形变的程度,弹性形变程度越大,弹性势能越大;
影响动能的因素有:质量和速度,质量一定时,速度越大,动能越大;
影响重力势能的因素有:质量和高度,质量一定时,高度越高,重力势能越大;
机械能等于动能和势能的总和,如果有摩擦阻力,机械能转化时总量减小。
【解答】解:A、人在B点时速度最快,此时弹力与人的重力相等,此时弹性绳对人还有弹力,则不是绳的原长位置,故A错误;
B、扣环打开前,弹性绳的弹性形变程度最大,弹性势能最大,最高点C弹性绳没有形变,没有弹性势能,故B错误;
C、上下震荡后静止在空中,说明受到了空气阻力,因而整个过程机械能逐渐减小,因而人上升和下降时最大速度不同,故C错误;
D、从A到B的过程中,人的质量不变、高度增大,重力势能增加;质量不变、速度逐渐变大,动能变大,所以机械能增大,故D正确。
故选:D。
【点评】在蹦极的过程中,是重力势能与动能、弹性势能之间的相互转化,掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素是解题的关键。
13.乒乓球运动一直是中国的优势项目,如图是乒乓球落到球台上后又弹起的示意图,分析可知,乒乓球( )
A.在B点时受力平衡
B.在A点动能一定小于D点动能
C.在运动过程中,只存在动能和势能的相互转化
D.在C点时,若所受力全部消失,其运动状态将保持不变
【答案】D
【分析】图中乒乓球的高度越来越小,即说明有机械能的损失;重力势能大小的影响因素:质量、被举起的高度。质量越大,高度越高,重力势能越大;机械能包括动能和势能,据此判断动能和势能的变化。
根据牛顿第一定律,不受力的物体保持静止或匀速直线运动。
【解答】解:A、在B点时,乒乓球受到竖直向下的重力、空气的阻力的共同作用,小球有斜向下运动的趋势,所以受力不平衡,故A错误;
B、图中乒乓球的高度越来越小,说明有机械能的损失,则D点的机械能一定小于A点的机械能;机械能等于动能与势能之和;D点比A点低,所以D点的重力势能小于A点的重力势能,则其动能不一定小于A点的动能相等,故B错误;
C、在运动过程中,乒乓球克服空气阻力做功,机械能转化为内能,机械能变小;乒乓球运动过程中,向下运动时,重力势能转化为动能,向上运动时,动能转化为重力势能,存在动能和势能的相互转化,还存在机械能与内能的转化,故C错误;
D、在C点时,若所受力全部消失,其运动状态将不再改变,而是保持力消失一瞬间的速度,做匀速直线运动,故D正确。
故选:D。
【点评】本题中,首先确定机械能是减小的,再根据机械能包括动能和势能,并根据它们的不同影响因素做出分析与判断。
14.如图所示,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点自由释放,钢球运动到A点后开始向上返回,不计空气阻力,O、A两点间距离为2L。则能反映钢球从O点运动到A点的过程中,其动能E随运动距离s变化的关系图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】小球下降过程,重力势能转化为动能的过程;小球拉动橡皮筋,小球动能转化为橡皮筋的弹性势能,动能逐渐变小,据此分析小球动能随移动距离变化并做出判断。
【解答】解:橡皮筋长为L,小球从初始状态下降至L过程中,重力势能转化为动能,小球做加速运动,动能逐渐变大;
小球从L继续下降至2L过程中,受到橡皮筋向上的拉力作用;当拉力小于重力时,合力向下,小球仍加速,动能仍然增大;当拉力大于重力时,合力向上,小球做减速运动,动能逐渐减小,最后变为零;对照选项中的图象可知,只有B选项符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查了动能和势能的转化过程分析以及动能随运动距离变化的关系图象的画法,弄清橡皮筋从L到2L过程的能量转化是关键。
15.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示,则( )
A.t1~t2时刻小球所受合力方向一直竖直向下
B.在t1~t2间的某个时刻小球动能最大
C.在t3时刻,弹簧的弹性势能最大
D.t1~t2这段时间内,小球速度一直变大
【答案】B
【分析】根据小球的受力分析确定合力与速度大小的变化,
动能的大小与质量、速度有关;弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关;
弹力大小与弹性形变的大小有关。
【解答】解:ABD、由题意和图示可知,t1时刻小球刚接触弹簧,此时弹力为0;小球继续向下运动,弹力逐渐变大,但开始一段时间内弹力小于重力(合力方向向下),所以小球先做加速运动,动能变大;当弹力等于重力,此时的速度最大,动能最大;继续向下运动,弹力大于重力(合力方向向上),则小球做减速运动;在t2时刻弹力最大,弹簧的形变程度最大(小球在最低点),此时小球的速度为0,所以小球动能最大处在t1时刻到t2时刻之间,故AD错误,B正确;
C、弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关;t2时刻弹簧的形变程度最大,弹性势能最大,故C错误。
故选:B。
【点评】本题考查了动能、合力、力与运动和弹性势能的分析,分析清楚小球的运动过程是解题的关键。
16.如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中的有关说法错误的是( )
A.滚摆从起点到甲的过程中动能增大
B.滚摆从乙到最高点的过程中重力势能增大
C.滚摆在甲和乙处的动能相同
D.整个过程中滚摆机械能不守恒
【答案】C
【分析】(1)滚摆下降时将重力势能转化为动能,上升时将动能转化为重力势能。据此分析滚摆从起点到甲的过程中动能变化;
(2)根据重力势能的影响因素分析滚摆从乙到最高点的过程中重力势能变化;
(3)根据图中滚摆起点位置和滚摆上升的最高位置分析滚摆这个过程中机械能的变化,根据重力势能的影响因素分析甲、乙位置滚摆重力势能的大小关系,根据机械能等于重力势能加动能分析甲、乙两位置滚摆动能的大小关系。
【解答】解:A、滚摆从起点到甲的过程中将重力势能转化为动能,重力势能减少,动能增大,故A正确;
B、滚摆从乙到最高点的过程中,质量不变,高度变大,则重力势能增大,故B正确;
CD、由图可知,滚摆在起点时的高度大于上升到最高点时的高度,说明整个过程中滚摆机械能不断减少;滚摆在甲和乙处高度相同,则重力势能相同,而机械能等于重力势能加动能,所以滚摆在甲处的动能大于乙处,故C错误、D正确。
故选:C。
【点评】本题考查重力势能的影响因素和机械能的概念,关键是根据图中滚摆的位置分析滚摆运动的过程中机械能的变化。
17.如图,木块以一定速度滑过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点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能
C.C点的动能可能等于A点的动能,但一定小于B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】B
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)机械能=动能+势能。物体没有发生弹性形变时,不具有弹性势能,势能只考虑重力势能。不计空气阻力,机械能守恒;考虑空气阻力,机械能转化为内能,机械能减小,内能增大。
【解答】解:
A、D点与A点相比,高度减小,则重力势能减少,由于接触面可能存在摩擦,则部分机械能可能会转化为内能,机械能可能减小,故A错误;
B、A和B、C和D之间的垂直距离均为h,则A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能,故B正确;
C、木块以一定的速度滑过AB点,若AB是粗糙的,木块可能进行匀速直线运动,若BC之间是光滑的,则木块的速度不变,所以B点、C点的动能可能等于A点的动能,故C错误;
D、木块从B到C,木块与地面有摩擦,则C处的动能小于B处的动能,从C到D,由于忽略空气阻力,木块的重力势能减小,动能增加,故D点动能大于C点动能,但与A点的动能不确定,故D错误。
故选:B。
【点评】(1)掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素,利用控制变量法能判断动能、重力势能、弹性势能的变化。
(2)要注意是否考虑摩擦阻力作用,当考虑摩擦阻力时,机械能不断减小;当不考虑摩擦阻力时,机械能守恒。
18.如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程,下列说法错误的是( )
A.①→③阶段运动员的重力势能减小
B.③→⑤阶段运动员的重力势能增大
C.①→⑤阶段运动员的机械能不守恒
D.③处时运动员的动能为零
【答案】D
【分析】动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;
动能和势能统称为机械能。其在不计空气阻力时,机械能是守恒的。
【解答】解:
A、①→③阶段运动员的质量不变,高度变小,重力势能减小,故A正确;
B、③→⑤阶段运动员的质量不变,高度变大,重力势能增大,故B正确;
C、①→⑤阶段运动员由于克服阻力做功,所以运动员的机械能不守恒,故C正确;
D、③处时运动员的速度不为零,动能不为零,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了重力势能和动能的大小变化、机械能的守恒,属于基础题。
19.如图是人造地球卫星绕地球运动的示意图,卫星在近地点的速度较大,在远地点的速度较小,那么卫星从近地点到远地点,卫星的动能和势能是如何变化的( )
A.动能增大,势能减小 B.动能减小,势能减小
C.动能增大,势能增大 D.动能减小,势能增大
【答案】D
【分析】卫星的动能和势能大小的变化,从动能和势能大小的影响因素考虑:
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。
势能大小的影响因素:质量、相对距离。质量越大,相对距离越大,势能越大。
【解答】解:卫星从近地点向远地点运行的过程中,高度逐渐增大,所以它的重力势能逐渐增大,又因为机械能守恒,所以卫星动能减小。
故选:D。
【点评】(1)掌握动能、重力势能、弹性势能的概念及其影响因素。
(2)能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
20.图甲是简易儿童蹦极装置,活动前给小朋友绑上安全带并固定拉长的弹性绳,通过外力使小朋友停在床上。当撤去外力后,小朋友冲向高空,然后下落至蹦床,蹦床发生形变。图乙中C点为最高点,B点为弹性绳原长,A点为下落最低点,若小朋友始终沿竖直方向运动且忽略绳重及空气阻力等,则下落过程中。下列图像关系最接近事实的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】(1)根据力与运动的关系分析人的速度变化;
(2)根据人的机械能和绳子的弹性势能的转化判断;
(3)根据绳子的形变程度判断势能的变化;
(4)根据蹦床的形变规律判断它的弹性势能变化。
【解答】解:A、根据图片可知,从C到B时,弹性绳没有形变,即人不受弹力,此时只受向下的重力作用,合力向下,因此做加速运动。从B到A的过程中,弹性绳逐渐伸长,人受到的弹力逐渐增大。在弹力等于重力之前,合力仍然向下,人依然做加速运动因此速度最大的点肯定在B点下面,故A错误;
B、在下降过程中,人的机械能会诼渐转化为弹性绳和蹦床的弹性势能,即人的机械能不断减小,故B错误;
C、从C到B,绳子没有形变,因此绳子的弹性势能为零。从B到A,绳子的形变逐渐增大,则绳子的弹性势能逐渐增大,故C错误;
D、在人接触蹦床之前,蹦床没有形变,则它的弹性势能为零。当人接触蹦床后,随着蹦床的形变增大,则它的弹性势能增大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了机械能的转化和力与运动的关系,分析清楚各段的能量转化是解题的关键。
21.冬季奥运会上,在自由式滑雪比赛中。运动员的轨迹(b、d在同一高度)如图所示,有关运动员的能量变化不正确的是( )
A.a点向b点运动的过程中动能增加
B.b点向c点运动的过程中势能增加
C.在b点的机械能等于d点的机械能
D.a点机械能最大
【答案】C
【分析】机械能包括动能和势能;动能的大小与质量和速度有关;重力势能大小与质量和高度有关;
在分析动能和重力势能之间的转化过程中机械能的变化情况时,要搞清题目提供的条件或环境,此题的条件是:①计空气阻力;②滑雪板与雪之间存在摩擦。
【解答】解:
A、从a点下滑到b点过程中,运动员质量不变,速度增大,故动能增大,故A正确;
B、从b点向c点运动的过程中,运动员质量不变,高度增加,故重力势能增大,故B正确;
C、b点和d点在同一高度,则重力势能相等;但由于存在空气阻力,且滑雪板与雪地之间存在摩擦,从b点沿雪地向上运动的过程中,部分机械能会转化为内能,所以b点的机械能大于d点的机械能,故C错误;
D、运动员运动,由于存在空气阻力,且接触雪地后存在摩擦,则机械能减小,所以在a点的机械能是最大的,故D正确。
故选:C。
【点评】动能和势能在一定条件下可以相互转化,只有在没有能量损失的前提下,机械能的总量才是守恒的。
二.填空题(共7小题)
22.)如图甲轻质弹簧原长为2L,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为m的物体由静止释放,当弹簧被压缩到静止时,弹簧长度为L。如图乙现将该弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5L的光滑水平轨道,B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切,用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度L,然后释放,P开始沿轨道运动,问:
(1)从竖直放置在地面上的弹簧顶端,静止释放物块P,至弹簧被压缩后静止,物块P的重力势能转化为弹簧的 弹性势能 。(填能量形式)
(2)将弹簧压缩至长度L,然后放开,P开始沿轨道运动,物块P达到最高点时的机械能大小为 mgLJ 。
【答案】(1)弹性势能;
(2)mgLJ。
【分析】(1)当弹簧竖直放置且被压缩至长度为L时,对弹簧和物体组成的系统,根据机械能守恒定律求解弹簧长度为L时的弹性势能;
(2)根据光滑水平轨道与光滑半圆轨道,不受摩擦力,机械能守恒,根据弹簧的弹性势能最终转化为重力势能分析。
【解答】解:(1)当弹簧竖直放置且被压缩至长度为 L时,弹簧发生弹性形变具有弹性势能;
(2)根据左图,弹簧和物体组成的系统,根据机械能守恒定律可得此时弹簧的弹性势能等于物体减小的重力势能,即 Ep=mgL;由于光滑水平轨道与光滑半圆轨道,不受摩擦力,机械能守恒,弹性势能转化为动能,在上升全部转化为重力势能,因而最终的重力势能还是mgL,即物体达到的高度等于轨道半径L,即图中的C点,此时只具有重力势能为mgLJ。
故答案为:
(1)弹性势能;
(2)mgLJ。
【点评】解决本题时要抓住弹簧的形变量相等时弹性势能相等这一隐含的条件,正确分析能量是如何转化,分段运用能量守恒定律列式是关键。
23.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 不变 (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 增大 。
(2)小滨下落过程中动能增大的时间段为 0~t2 。(用图乙中的0、t1—t6表示)
【答案】(1)不变;增大;(2)0~t2。
【分析】(1)动能的大小与质量、速度有关;重力势能的大小与质量、高度有关;弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关;机械能为动能和势能的和;
(2)结合图乙,根据小滨的运动状态分析。
【解答】解:(1)从O点下落到A点的过程中,小滨自由下落,其重力势能转化为动能,由于不计空气阻力,所以小滨的机械能不变;
A点到B点的过程中,重力大于蹦床对运动员弹力,因此速度越来越大,动能越来越大;经过B点后,弹力大于重力,运动员做减速运动,动能减小,所以运动员的动能先增大后减小;从A到C,蹦床的弹性形变程度逐渐变大,弹性势能逐渐增大;
(2)小滨的质量一定,由图乙知,小滨下落过程中,t2时刻小滨的运动速度最大,动能最大,小滨下落过程中动能增大的时间段为0~t2。
故答案为:(1)不变;增大;(2)0~t2。
【点评】本题考查了动能、重力势能、弹性势能的转化等,要注意机械能守恒的条件。
24.自由式滑雪大跳台是运动员从100米以上的出发台助滑加速至起跳台,依靠惯性跃向空中,做出一套空中动作后再着陆落地。
(1)图甲中标注的A、B、C三个位置中,假设运动员的姿势变化不大,图乙中运动员具有的重力势能和动能表示正确的是 A、C 。
(2)假设滑雪运动员及其装备的总质量为80千克,该运动员从出发台到达水平面用时20秒,重力在这段时间内做功的功率为 4800 瓦。
【答案】(1)A、C;(2)4800。
【分析】(1)物体由于运动所具有的能量叫动能;动能与质量和速度有关;物体由于受到重力且处于一定的高度所具有的能量叫重力势能,重力势能与质量和高度有关。
(2)根据计算重力做功的功率。
【解答】解:(1)A点和C点相比,A点的位置高,重力势能较大,从A到C,重力势能和动能之间相互转化,C点的动能较A点大,因为C点的速度较大,B点的速度最大,但是相对于地面有一定的高度,重力势能不为零,故选:A、C。
(2)重力在这段时间内做功的功率为:。
故答案为:(1)A、C;(2)4800。
【点评】本题考查的是动能和重力势能的基本概念;会根据功率公式进行计算。
25.如图为过山车以及轨道简化模型,重为G的过山车从高为h的轨道A点静止释放,通过半径为R的圆形轨道后最后停留在0.5h高的D点。
(1)判断题:(选填“√”或“×”)
①过山车从A点运动到圆形轨道最低处B点的过程中,减小的重力势能等于Gh √ 。
②过山车从A点运动到圆形轨道最高处C点的过程中,损失的机械能等于G(h﹣2R) × 。
(2)若过山车的平均比热容为c,则过山车从A点达动到D点的过程中,其上升的温度为 (不考虑热损失)。
【答案】(1)√;(2)×;(3)。
【分析】(1)重力势能与重力大小和高度有关;
(2)最高点C仍具有动能;
(3)根据重力势能的减小计算克服摩擦力做功,即转化为内能,根据热量公式求升高的温度。
【解答】解:(1)重力势能与重力大小和高度有关,过山车从A点运动到圆形轨道最低处B点的过程中,下降的高度为h,减小的重力势能等于Gh,故正确。
(2)过山车从A点运动到圆形轨道最高处C点的过程中,C点仍有速度,具有动能,因而减小重力势能不全部是损失的机械能,故损失的机械能不等于G(h﹣2R),故说法错误;
(3)过山车从A点达动到D点的过程中,动能都是0,减小的重力势能转化为内能,Q=E=G(h﹣0.5h)=0.5Gh;
根据Q=cmΔt有:0.5Gh=cmΔt;解得Δt==。
故答案为:(1)√;(2)×;(3)。
【点评】本题考查机械能的转化与热量的计算,属于中档题。
26.滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U形滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处下滑,仅依靠滑行,滑到与A相同高度的滑台B处时静止。请回答下列问题:
(1)整个过程中动能最大的位置是 O ,机械能最大的位置是 A (选填“A”、“O”或“B”)。
(2)若想滑到C点,小金提出只要增加“用力竖直向上跳起一段高度”这个操作即可实现,则在 A、O (选填“A”、“O”或“B”)点起跳有可能达到该目的。
【答案】(1)O;A;(2)A、O
【分析】(1)动能的大小与质量、速度有关;重力势能的大小与质量、高度有关;机械能为动能和势能的和;物体克服摩擦做功,机械能转化为内能;
(2)根据A、O、B点运动的运动状态分析。
【解答】解:(1)运动员在下滑的过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,是重力势能转化为动能,在O点时的重力势能最小,动能最大;
运动员在运动的过程中,会克服摩擦做功,一部分机械能转化为内能,机械能会逐渐变小,人在B点时全蹲,重心降低了,B点的重力势能要小于A点的重力势能,所以机械能最大点在A处;
(2)运动员在B点时静止,用力竖直向上跳起一段高度,还会落在B点,不能到达C点;
运动员在A、O点时用力竖直向上跳起一段高度,此时运动员的机械能变大,到达B点后有一定的速度,能到达C点。
故答案为:(1)O;A;(2)A、O。
【点评】本题考查了机械能的转化和守恒,属于基础题。
27.如图所示,小球沿轨道由静止从A处运动到D处,忽略空气阻力和轨道摩擦力,则从B到C的过程中 动 能转化为 重力势 能;A点的机械能 = B点的机械能(填“<”或“=”)。
【答案】动;重力势;=。
【分析】忽略空气阻力和摩擦时,小球在整个运动过程中,小球的机械能守恒,小球上升过程中动能转化为重力势能,下降过程中重力势能转化为动能。
【解答】解:小球沿轨道由静止从A处运动到D处,忽略空气阻力和轨道摩擦力,机械能守恒,则从B到C的过程中,小球高度增大,重力势能增大,而速度减小,故动能转化为重力势能;机械能守恒,A点的机械能=B点的机械能。
故答案为:动;重力势;=。
【点评】本题考查机械能守恒及其转化,属于基础题。
28.如图所示,A点的高度H大于B点的高度h,让小球从A点由静止开始自由落下,沿光滑轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力),小球在B点的机械能 等于 在A点的机械能(填“大于”“等于”或“小于”);小球离开B后的运动轨迹应该是图中的 c 曲线。
【答案】等于;c。
【分析】物体对外做功,物体能量减少;对物体做功,物体能量增加。
【解答】解:因轨道光滑没有摩擦,且不计空气阻力,因此不用克服摩擦做功和克服空气阻力做功,没有能量损失,因此小球在B点的机械能等于在A点的机械能;因小球机械能守恒,到达最高点时仍有水平方向的速度,动能不为0,所以重力势能比A点小,运动轨迹应该是图中的c曲线。
故答案为:等于;c。
【点评】此题考查了机械能守恒这一知识点,属常规题目。
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