内容正文:
第十章 机械能、内能及其转化
第1节 机械能及其转化
一、选择题
1.(2024安徽)如图所示为某次蹦极运动的精彩瞬间.若一游客系好安全弹性绳,从平台上由静止开始下落,则从开始下落至第一次到达最低点的过程中,游客的( )
第1题图
A.动能一直增大
B.重力势能一直减小
C.机械能保持不变
D.机械能一直增大
2.(2024成都)2023年7月28日,第31届世界大学生夏季运动会在成都隆重开幕.如图是我国运动健儿在跳高比赛中的场景.关于跳高运动员的能量,下列结论正确的是( )
第2题图
A.助跑过程中,动能保持不变
B.助跑过程中,机械能总量保持不变
C.起跳后的上升过程中,重力势能增大
D.越过横杆后的下降过程中,动能保持不变
3.2024年4月25日,我国长征运载火箭成功将神舟十八号载人飞船送往预定轨道,如图所示.载人飞船离开地面加速上升的过程中( )
第3题图
A.载人飞船的重力势能增大
B.载人飞船的动能保持不变
C.载人飞船的机械能不变
D.载人飞船的动能转化为重力势能
4.(2023无锡)在水平地面上铺一张白纸,将皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,如图所示.下列说法中正确的是( )
第4题图
A.皮球下落过程中动能转化为重力势能
B.皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能
C.形成圆斑B时皮球是从更高处下落的
D.形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小
5.水上蹦床是一种水上娱乐项目,游客站在上面可以自由蹦跳(如图).对于蹦床运动的分析,下列说法错误的是( )
第5题图
A.游客每次蹦跳到达的最高点一定相同,因为能量是守恒的
B.游客接触蹦床向下运动到最低点时,蹦床的弹性势能最大
C.游客离开蹦床向上运动的过程中,动能减小,重力势能增大
D.游客想弹得更高,就要在蹦床上发力,此过程将消耗游客体能
二、填空题
6.如图所示是至今仍在用于碾瓷土的水碓,小溪的水从蓄水池流下来冲击水轮转动,水轮上离支架比较近的拨板通过碓尾把另一端的石杵举起、落下,不断碾打土坑中的瓷土.石杵被举起时, 能增大,石杵下落时, 能增大.
第6题图
7.如图,在射箭比赛中,运动员释放弓弦将箭射出,弓弦的弹性势能转化为箭的 能.箭射出后,其机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”).
第7题图
8.(2024无锡)如图所示,将摆球从A点静止释放,经过最低点O到达B点,A、B两点等高,摆球到达B点时动能为 J;摆球从A点到O点的过程中, 能转化为动能.整个过程中,摆球的机械能大小 (选填“不变”或“减小”).
第8题图
三.实验题
9.(2022省卷)如图所示,摆线的长L相同,小球A、B的质量mA<mB,悬线与竖直方向的夹角θ1<θ2.
甲 乙 丙
第9题图
(1)图甲、乙中,同时由静止释放A、B两球,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置,这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 无关.
(2)小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”.小球按图示位置由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止,本实验中通过比较 反映小球撞击木块C前的动能大小,这种研究方法叫 (选填“控制变量法”或“转换法”).
(3)根据乙、丙所示的探究过程,他观察到图丙中木块C撞得更远,可得出结论:小球的动能大小与 (选填“速度”“高度”或“质量”)有关.
(4)若水平面绝对光滑且足够长,木块C被撞击后,它将做 (选填“减速”“匀速”或“加速”)直线运动.
(5)在探究小球动能与质量的关系时,有同学提议可以在水平桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度,分别弹出质量不同的小球去撞击木块,撞击木块时小球的动能 (选填“相等”或“不相等”),该方案 (选填“正确”或“错误”).
10.图甲中过山车从A点出发,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,则过山车的动能在 点最大,B点重力势能的大小 E点动能的大小.在这个过程中,过山车的机械能是 (选填“变化”或“不变”)的.
甲 乙
第10题图
11.如图,粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接,弹簧左端固定.小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中(空气阻力忽略不计),下列说法正确的是( )
第11题图
A.在弹簧恢复原状的过程中,弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能
B.小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒
C.小木块P在斜面上向上运动时,动能减小,重力势能增加
D.小木块P运动到最高点时处于平衡状态
第1节 机械能及其转化
1.B 2.C 3.A 4.B 5.A
6.重力势 动 7.动 减小 8.0 重力势 不变
9.(1)质量 (2)木块移动的距离 转换法 (3)速度 (4)匀速 (5)相等 错误
10.C 等于 变化
11.C 【解析】在弹簧恢复原状的过程中,弹簧的形变程度变小,弹性势能变小.木块的速度变大,动能变大,同时因为水平面AB粗糙,木块需要克服摩擦力做功,内能变大,故弹簧的弹性势能一部分转化为小木块P的动能,一部分转化为木块的内能.故A错误;小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时,需要克服摩擦力做功,一部分机械能转化为内能,所以机械能减小,故B错误;小木块P在斜面上向上运动时,高度增加,重力势能变大,因为斜面BC光滑,且空气阻力忽略不计,所以机械能守恒,故动能减小,故C正确;因为斜面BC光滑,故木块不受摩擦力作用,若空气阻力忽略不计,小木块P运动到最高点时受到垂直于斜面向上的支持力和竖直向下的重力作用,这两个力不在一条直线上,不属于平衡力,所以木块处于非平衡状态,故D错误.故选C.
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