12.1动能、势能、机械能 2024-2025学年苏科版物理九年级上册

2024—2025学年九年级物理苏科版12.1动能、势能、机械能 一、单选题 1．小明设计的“窨井盖丢失自动警示装置”如图所示，当井盖丢失时上方没了压力，弹簧的弹力将贴有反光贴的警示标志弹起，起到警示作用。下面关于该装置的描述正确的是（　　） A．该装置是省力杠杆 B．看到黄色反光贴是因为它吸收了黄光 C．警示标弹起是因为力可以改变物体的运动状态 D．弹簧弹起时将动能转化为弹性势能 2．下图所示的有关说法，错误的是（　　） A． 硬纸板做成的小丑手上粘上金属螺帽，如图放置不会掉下来，是因为重心低 B． 塑料皮碗能“粘”在光滑的墙上，是大气压的作用 C． 小明推箱子没有推动，因为用了力，所以小明对箱子做了功 D． 撑杆跳高时，弯曲的撑杆具有弹性势能 3．下列物理量中，表示做功快慢的是（　　） A．机械效率 B．功率 C．机械能 D．功 4．某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，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变化的情况如图乙所示(蹦极过程视为在竖直方向的运动)．下列判断错误的是 A．运动员在B点的动能大于在C点动能 B．从B点到C点绳的弹性势能增大 C．运动员重力大于F0 D．t0时刻运动员动能为0 5．掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低。图示是小球弹跳的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样。下列说法正确的是（　　）    A．该弹性小球是在从右往左弹跳 B．小球在1、2位置的重力势能相同，动能也相同 C．小球第一次反弹后到达最高点3位置时，重力势能最大，动能为零 D．小球在1、2两位置中，2位置的动能较小，机械能也较小 6．骑自行车下坡时，人不蹬车，车速也会加快，这是因为（　　） A．人与车的动能减少 B．人与车的重力势能不变 C．人与车的机械能不断增大 D．人与车的重力势能转为动能 7．嫦娥三号在火箭的推动下加速升空的过程中，它的    (    ) A．动能增加，重力势能不变 B．动能减小，重力势能增加 C．动能增加，机械能增加 D．动能增加，机械能不变 8．高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，这是一种不文明的行为，会带来很大的社会危害，因为高处的物体具有较大的（　　） A．重力 B．动能 C．惯性 D．重力势能 9．下列各过程中属于动能转化为势能的是（     ） A．竖直上抛的篮球在上升过程中 B．物体从空中下落 C．爆竹引燃爆炸 D．钟表里的发条带动齿轮转动 10．小明把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，铁锁来回摆动几次后，最终静止下来。下列说法中错误的是：（    ） A．铁锁来回摆动过程中，绳子的拉力对铁锁做功 B．铁锁上升过程中，在达到最高点瞬间速度为零，处于非平衡状态 C．铁锁下降过程中，重力势能的一部分转化为动能 D．铁锁在摆动过程中机械能不守恒 11．如图所示，篮球比赛中，当篮球投向空中时，下列说法正确的是（　　） A．篮球在空中上升时，受到的合力方向向上 B．篮球在空中上升时，重力势能转化为动能 C．篮球在空中上升时，运动状态发生改变 D．篮球上升到最高点时，受到的合力为零 12．学校每周一举行的升旗仪式中，升旗手在国歌声中将国旗升到旗杆顶端（如图所示），下列说法正确的是（　　） A．升旗手拉绳子用的力是国旗所受重力的一半 B．旗杆顶端的定滑轮用来改变力的方向 C．国旗匀速上升过程中机械能守恒 D．升旗手将国旗升到旗杆顶端克服国旗重力做功约 13．2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。如图所示，火箭在加速升空的过程中，下列说法正确的是（　　）    A．动能不变，重力势能增加，机械能增加 B．动能增加，重力势能不变，机械能增加 C．动能增加，重力势能增加，机械能增加 D．动能不变，重力势能不变，机械能不变 14．2024年奥运会，中国跳水运动员全红婵在女子跳水决赛中一骑绝尘、夺取金牌。如图是她获得金牌的场京，下列说法科学合理的是（   ） A．运动员在最高点下落时，机械能逐渐增大 B．运动员向下踏跳板，身体却向上弹起说明力的作用是相互的 C．跳板对运动员的支持力与运动员受到重力是一对相互作用力 D．跳板对运动员的支持力与运动员对跳板的压力是一对平衡力 15．下列说法中正确的是 （　　） A．静止放在水平地面上的球受到的重力和地面对球的支持力是一对相互作用力。 B．从空中下落的排球，运动得越来越快，是动能转化为重力势能 C．两个力的三要素相同，这两个力是平衡力。 D．在水平路面上向右运动的物体，所受摩擦力的方向有可能水平向右 二、填空题 16．一个皮球从高处下落，在下落的过程中，皮球的能的转化是 ，在刚与地面接触到皮球形变最大的过程中能的转化是 ． 17．一个物体从高为h处自由下落，物体在h处时的动能为 ，落到地面时重力势能为 ，在这个过程中， 能转化为 能，在整个下落过程中总的机械能 。（空气阻力忽略不计） 18．2020年1月23日下午，武汉市城建局紧急召集中建三局等单位举行专题会议，要求参照2003年抗击非典期间北京小汤山医院模式，在武汉职工疗养院建设一座专门医院——武汉火神山医院，来自中建三局和武汉建工、武汉市政、汉阳市政等企业的上百台挖掘机、汽车起重机，推土机等施工机械紧急集合，通宵进行场平、回填等施工。如图是汽车起重机静止在水平地面上起吊建筑材料的示意图，重物的升降使用的是滑轮组，滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的。提升重物前，起重机对地面的压强为2×105Pa，某次作业中，将重物甲以0.25m/s的速度匀速提升时，起重机对地面的压强为2.3×105Pa；若以相同的功率将重物乙以0.2m/s的速度匀速提升时，起重机对地面的压强为2.4×105Pa（不计钢丝绳重和摩擦） 示例：物理现象：汽车起重机静止在水平地面上 物理知识：汽车起重机受平衡力作用 物理现象： 物理知识： 19．蹦床运动是一项运动员从蹦床反弹到空中完成各种高难动作的竞技运动，具有极大的观赏性，给人以美的享受，被赋予“空中芭蕾“的称号。如图所示为一套基本健身蹦床动作，人从A点运动到B点的过程中，它的 能转化为 能；人在整个一套动作运动过程中机械能 （选填“守恒”或“不守恒”），在B点的机械能 （选填“大于”“小于”或“等于”）它在C点的机械能。 三、计算题 20．已知物体的重力势能表达式为EP＝mgh，动能表达式为Ek＝mv2，其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg．如图所示，滑雪场的弯曲滑道由AB、BC两部分组成，AB段高度H＝20m，BC段高度h＝10m．总质量m＝70kg的运动员从A点由静止开始沿AB滑道下滑，经过B点后沿BC滑道运动．不计摩擦和空气阻力． （1）求运动员在A点处的重力势能Ep． （2）求运动员经过B点时的速度大小v． （3）判断运动员到达C点时速度是否为零，请说明理由． 21．在物理学中，物体由于被举高而具有的能叫重力势能，其表达式为Ep= mgh；物体由于运动而具有的能叫动能，它的表达式为Ek=mv2，其中m为质量，h为物体距水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10 N/kg。如图所示是运动员投掷铅球的场景，运动员在距地面高h=1.5 m处，将质量为4 kg的铅球以6 m/s的速度沿斜上方抛出，空气阻力忽略不计。求： (1)铅球刚被抛出时的动能Ek1和重力势能Ep1； (2)铅球落地前瞬间的动能Ek2。 22．把一个小球竖直抛向空中，刚抛出时小球的机械能为100 J，不计空气阻力，当小球下落到某一高度时的动能为20 J，那么在该点小球的势能多大？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C B C D D C D A A 题号 11 12 13 14 15 答案 C B C B D 1．C 【详解】A．井盖对标志牌压力（阻力）的作用点在标志杆的中点附近，弹簧对标志牌的弹力（动力）作用点靠近标志杆的下方，由图可知动力臂小于阻力臂，所以该装置是费力杠杆，故A错误；     B．看到黄色反光贴说明人眼接收到来自反光贴的黄光，所以黄色反光贴反射黄光，故B错误； C．警示标志受到弹力后由静止到运动（弹起），说明力可以改变物体的运动状态，故C正确； D．弹簧弹起时将弹性势能转化为动能，故D错误。 故选C。 2．C 【详解】A.小丑手上粘上金属螺帽，此时重心在横杆的下方，所以如图放置，不会掉下来，故A正确，A不符合题意； B.塑料皮碗压在光滑的墙上，内部没有空气，外部的大气压将皮碗紧紧压在墙上，故B正确，B不符合题意； C.小明推箱子没有推动，虽然用了力，但没有在力的方向上移动距离，所以小明对箱子没有做功，故C错误，C符合题意； D.弯曲的撑杆由于发生了弹性形变，从而具有弹性势能，故D正确，D不符合题意。 故选C。 3．B 【详解】功率是表示做功快慢的物理量。 A．机械效率是有用功和总功的比值，故A不符合题意； B．功率是描述做功快慢的物理量，故B符合题意； C．动能和重力势能统称机械能，故C不符合题意； D．功是作用在物体上的力与物体在力的方向上移动距离的乘积，故D不符合题意。 故选B。 4．C 【详解】由题意可知，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点．A．运动员从B点到C点的过程中，由于弹力大于重力，所以运动员的运动速度减小，动能减小，因此运动员在B点的动能大于在C点动能，故A说法正确； B．从B点到C点的过程中，绳子的长度越来越长，形变程度越来越大，则绳的弹性势能越来越大，故B说法正确； C．由图乙可知，最后绳的弹力几乎不变，说明此时运动员已经静止下来，此时弹力与重力平衡，由图象可知，运动员的重力小于F0，故C说法错误； D．由图乙可知，t0时刻弹力最大，则绳子的弹性形变是最大的，所以运动员应达到了最低点，此时速度为零，动能最小为零，故D说法正确．故选C. 5．D 【详解】A．掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低，由图可知，小球是从左向右弹跳，故A错误； B．由图可知，小球在1、2位置的高度相同，质量不变，所以重力势能相同，但是机械能是在减小的，故1位置的动能大于2位置的动能，故B错误； C．小球第一次反弹后到达最高点3位置时，重力势能最大，但小球在此时有水平方向的速度，故动能不为零，故C错误； D．小球在运动过程中高度会越来越低，说明小球在运动过程中受到阻力的作用，一部分机械能转化为内能，其机械能是越来越小的，因此小球在1位置的机械能最大，其次是2位置，3位置的机械能最小；由于1位置的机械能大于2位置的机械能，1位置的重力势能与2位置的重力势能相等，而机械能等于动能和势能之和，所以1位置的动能大于2位置的动能，D正确。 故选D。 6．D 【详解】A. 人与车的质量不变，速度增大，故动能增大，故A错误；B. 人与车的质量不变，高度减小，故重力势能减小，故B错误C. 由于摩擦的作用，使得人和车的一部分机械能转化为内能，故机械能变小，故C错误；D. 在下坡的过程中，人和自行车的质量不变，所处的高度不断降低，其重力势能不断减小，但其速度越来越快，所以动能越来越大．正是减少的重力势能转化为了动能，故D正确．故选D. 【点睛】根据影响动能和重力势能大小的因素来分析动能和重力势能的变化． 7．C 【详解】试题分析：加速时，速度增大，所以动能是增大的；在升空过程中，高度增加，所以重力势能增大，故机械能是增大的，所以应选C． 考点：机械能 8．D 【详解】A．重力与质量有关，与高度无关，故A不符合题意； B．物体的动能与质量和速度有关，与高度无关，故B不符合题意； C．惯性是物体的一种属性，与质量有关，与高度无关，故C不符合题意； D．高处的物体，质量一定，具有较大的重力势能，下落过程中，重力势能大部分转化为动能，动能较大，危害较大，故D符合题意。 故选D。 9．A 【详解】A．竖直上抛的篮球在上升过程中，速度越来越小，动能越来越小，重力势能越来越大，动能转化为重力势能，故A符合题意； B．物体下降的过程中，速度变快，动能变大；高度降低，重力势能减小；重力势能转化为动能，故B不符合题意； C．爆竹引燃爆炸，炸药的化学能，转化为爆竹的动能和重力势能，故C不符合题意； D．拧紧的钟表发条带动指针走动是弹性势能转化为动能；故D不符合题意。 故选A。 10．A 【详解】A．铁锁来回摆动的过程中，没有在拉力的方向上通过距离，绳子的拉力没有做功，故A错误，符合题意； B．铁锁上升程中，在达到最高点瞬间速度为零，拉力和重力不在同一直线上，因而不是平衡力，不是处于平衡状态，故B正确，不符合题意； C．铁锁从高处向低处摆动过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，所以是重力势能转化为动能，故C正确，不符合题意； D．铁锁来回摆动几次后，最终静止下来，说明在摆动过程中，机械能在减少，机械能不守恒，故D正确，不符合题意。 故选A。 11．C 【详解】A．在篮球上升过程中，篮球受竖直向下的重力G，竖直向下的空气阻力f，则篮球受的合力向下，故A错误； B．篮球在上升过程中，质量不变，速度减小，动能减小；高度增加，重力势能变大，将动能转化为重力势能，故B错误； C．在篮球向上运动的过程中，速度越来越慢，运动状态发生变化，故C正确； D．篮球减速运动上升至最高点时，此时速度为0，但篮球并不能保持静止状态，则所受合力不为0，故D错误。 故选C。 12．B 【详解】AB．旗杆顶上的滑轮不随着国旗位置的变化而变化，所以是定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的方向，忽略绳重与摩擦，国旗匀速上升时，升旗手拉绳子用的力等于国旗所受重力，故A错误，B正确； C．国旗匀速上升过程中，质量不变，速度不变，高度变大，所以机械能变大，故C错误； D．国旗的重力约为5N，旗杆的高度约为10m，升旗手将国旗升到旗杆顶端克服国旗重力做功 故D错误。 故选B。 13．C 【详解】火箭加速上升过程中，火箭的质量不变、速度增大，动能增加；质量不变、高度增大，重力势能增加，故机械能增加。 故选C。 14．B 【详解】A．运动员在最高点下落时，需要克服空气阻力做功，导致机械能变小，故A不符合题意； B．运动员向下踏跳板对踏板具有向下的力的作用，由于力的作用是相互的，因此踏板会给运动员向上的力，而使运动员身体却向上弹起，故B符合题意； C．跳板对运动员的支持力与运动员受到重力，作用在运动员上，方向相反，大小相等为一对平衡力，故C不符合题意； D．跳板对运动员的支持力与运动员对跳板的压力，作用在两个不同的物体上，不是一对平衡力，故D不符合题意。 故选B。 15．D 【详解】A．静止放在水平地面上的球受到的重力和地面对球的支持力都作用在球上，大小相等，方向相反，在同一条直线上，是一对平衡力，故A错误； B．排球抛出从空中下落的过程，高度减小，重力势能减小，排球的重力势能转化为动能，故B错误； C．平衡力的方向相反，若两个力的三要素相同，则这两个力的方向相同，不是平衡力，故C错误； D．摩擦力的方向可能与物体运动方向相反，也可能与物体运动方向相同，如人面向前方向右跨步时，脚底需要向左用力，脚底相对地面有向左的运动趋势，因此摩擦力方向向右，故D正确。 故选D。 16． 重力势能转化为动能 动能转化为弹性势能 【详解】皮球从高处下落 过程中，其质量不变，高度减小，速度增加，故将重力势能转化为动能；从皮球接触地面到发生最大形变的过程中，速度减小，形变变大，所以机械能的转化情况主要是动能转化为弹性势能； 故答案为(1). 重力势能转化为动能    (2). 动能转化为弹性势能 17． 零 零 重力势 动 不变 【详解】[1][2]物体从h处自由下落，物体在h处时的速度为零，故动能为零；物体落到地面时高度为零，故重力势能为零。 [3][4]物体在下落过程中，质量不变，速度越来越大，故动能逐渐增大；高度逐渐减小，故重力势能逐渐减小，所以下落过程中，物体的重力势能转化为动能。 [5]因为空气阻力忽略不计，故物体在整个下落过程中机械能守恒，即总的机械能不变。 18． 物体在上升 重力势能增大 【详解】[1][2]起重机提升重物，物理现象：物体在上升，物理知识：物体上升时质量、速度不变，高度增加，重力势能增大；物理现象：重物甲被匀速提升，物理知识：重物甲受到平衡力的作用。本题属于开放性试题，答案合理即可。 19． 动 重力势 不守恒 大于 【详解】[1][2]人从A点运动到B点的过程中，高度增加，速度减慢，他的动能转化成重力势能。 [3][4]因人在运动过程中要克服摩擦力做功，机械能会逐渐减小，故整个过程中人的机械能不守恒，在B点的机械能大于在C点的机械能。 20．（1）1.4×104J（2）20m/s．（3）不为零；不计摩擦和空气阻力，运动员在运动过程中机械能守恒，由于A点的高度大于C点的高度，所以，运动员在A点的重力势能大于在C点的重力势能，则运动员在C点还应具有动能，即运动员在C点的速度不为零． 【详解】（1）运动员在A点处的重力势能：Ep＝mgH＝70kg×10N/kg×20m＝1.4×104J； （2）运动员从A到B的过程中，速度变大，高度变小，故动能变大，重力势能变小，重力势能转化为动能，不计摩擦和空气阻力，从A到B的过程中运动员的机械能守恒，则B处的动能等于A处的重力势能，故有：mvB2＝mgH， 则运动员经过B点时的速度：． （3）不计摩擦和空气阻力，运动员在运动过程中机械能守恒，由于A点的高度大于C点的高度，所以，运动员在A点的重力势能大于在C点的重力势能，则运动员在C点还应具有动能，即运动员在C点的速度不为零． 21．(1) 72J； 60J；(2) 132J 【详解】(1) 物体被抛出时的动能 Ek1=mv2=×4kg×(6m/s)2=72J 被抛出时的动能72J。 由题意可得，物体被抛出时的重力势能 Ep1=mgh=4kg×10N/kg×1.5m=60J 被抛出时的重力势能为60J。 (2)由于不计空气阻力的影响，铅球从被抛出到落地前的瞬间机械能守恒。落地前瞬间铅球的重力势能为Ep2=0，所以重力势能的减少量为 Ep1- Ep2= 60 J 因此动能的增加量为 Ek2- Ek1=60 J 故 Ek2= Ek1 +60 J=72 J+60 J=132 J 铅球落地前瞬间的动能为132 J。 答：(1)物体被抛出时的动能为72J，重力势能为60J； (2)物体落地前瞬间的动能EK2为132J。 22．80 J 【详解】不考虑空气的阻力，小球的机械能是守恒的，又因为机械能等于动能和势能之和，所以，当小球下落到某一高度时的动能为20 J，所以它的势能为 100 J-20 J=80 J 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$