10.1机械能 ----2024-2025学年北师大版物理九年级上学期

2024—2025学年九年级物理北师大版10.1机械能 一、单选题 1．随着人口密度的增加，建筑物高度也越来越高，在高楼林立的城市里，高空坠物就成了常见的“城市病”，因为高处的物体具有较大的（　　） A．惯性 B．压强 C．动能 D．重力势能 2．如图所示，用力F将小球压至D点（弹簧始终处于弹性限度内），撤去F后，小球从静止开始向上运动，到达C位置时小球所受弹力等于重力，B位置是弹簧自身长度的位置，A位置是小球到达的最高点。如果整个过程机械能守恒，下列说法中正确的是（    ） A．小球在A位置受平衡力 B．小球在C位置动能最大 C．小球从D到B位置过程中不断加速 D．如果小球在A位置所有力都消失，小球将匀速直线运动 3．下列物体重力势能发生变化的是（  ） A．水平拉长的弹簧 B．正在下落的篮球 C．水平滑行的玩具车 D．静止在桌面上的课本 4．如图所示，一金属小球从塑料轨道的A点，由静止滑下，经过B点，到达最低点C后，继续滚动，到右侧最高点E点，则下列说法正确的是（　　） A．小球到达E点后，能沿轨道重新返回到A点 B．小球从A到E的过程中，E点机械能大于B点机械能 C．小球从A到E的过程中，D点机械能大于B点机械能 D．小球从A到E的过程中，机械能在不断减小 5．如图所示，小球沿光滑的斜面由a滚到b，接着又在光滑水平面bc上滚动，比较小球在a、b、c三点时速度的大小（　　） A．va<vb>vc B．va<vb<vc C．va<vb=vc D．va<vb，vc=0 6．如图是2019年10月1日，我国在庆祝新中国成立70周年庆典阅兵上的东风战略核导弹，当东风火箭车匀速经过长安街时（在不计油耗的情况下），它的动能是怎么样的（ ） A．动能变大 B．动能变小 C．动能不变 D．无法确定 7．下列说法正确的是（　　） A．跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，重力势能转化为动能 B．羽毛球离开球拍后，弹性势能转化为动能 C．水力发电时，从上游奔腾而下的水，既具有动能又具有势能 D．单摆来回摆动是重力势能和动能相互转化的过程，这一过程中机械能守恒 8．高山滑雪是冬奥会的一个比赛项目，在一段时间内，运动员始终以如图所示的姿态加速下滑。已知运动员在下滑过程中受到阻力作用，则在这段时间内运动员的（　　） A．动能增加 B．机械能增加 C．重力势能增加 D．机械能不变 9．蹦床比赛项目是我国的优势项目。如图所示，在蹦床比赛过程中，运动员从空中下落到弹簧床面后，直到向下速度减为零。若空气阻力不能忽略，下列说法正确的是（　　） A．运动员从空中下落过程中是动能转化为重力势能 B．蹦床被运动员压得形变越大，所具有的弹性势能越小 C．运动员下落到弹簧床面后，动能不为零 D．整个运动过程中运动员机械能是守恒的 10．下列说法正确的是 A．物体运动的方向与其所受合力的方向一定相同 B．跳伞员从高空匀速下落过程中，动能不变，机械能减小 C．箭离开弓弦后，仍能向前飞行，说明箭受到惯性 D．汽车紧急刹车，车上的人会向前倾，说明车具有惯性 11．下列有关自行车的使用说法正确的是：（　　） A．人对自行车的压力与地面对自行车的支持力是一对平衡力 B．停止蹬车，车速减慢，说明力可以改变物体的形状 C．停止蹬车，车速减慢，车的动能减少 D．停止蹬车，车还能继续运动，说明车受到惯性作用 12．直升飞机以1m/s的速度竖直匀速降落，下列有关说法中（　　） ①直升飞机受到的升力与重力大小相等 ②直升飞机的机械能减小 ③直升飞机的升力小于重力 ④直升飞机的机械能不变 A．只有①④正确 B．只有①②正确 C．只有②③正确 D．只有③④正确 13．如图是自由式跳台滑雪场示意图，实线代表雪道，虚线是运动员运动的轨迹。运动员从A点起滑，最后停在D点，则运动员（    ） A．在A点时机械能最大 B．在C点时一切外力消失，停止运动 C．从A点到D点过程中重力势能一直减小 D．从B点运动到C点，重力势能转化为动能 14．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）下列关于运动员的说法正确的是（　　） A．从O点至C点运动员速度一直减小 B．从O点至C点机械能一直在减小 C．从O点至C点的机械能一直在增大 D．从O点至A点的机械能不变，且只受一个力的作用 15．如图为北京冬奥会高速摄影机记录的苏端鸣在比赛中，从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程说法正确的 （　　） ①他从起跳到最高点的过程中，动能逐渐转化成重力势能 ②他起跳后到达最高点时，机械能最大 ③他从空中下落过程中，重力做功越来越快 ④他从起跳到落地的整个过程中，机械能是守恒的 A．只有③④ B．只有①② C．只有②④ D．只有①③ 二、填空题 16．李白曾用“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”的诗句描述庐山瀑布的壮观。从物理学的角度来看，飞流直下的瀑布蕴藏着巨大的 。 17．举世瞩目的三峡大坝设计高度为185m。蓄水提高了水位，从而提高了水的 （选填“动能”或“势能”）；大型轮船通过大坝要通过船闸，船闸的工作原理是 原理；如果蓄水高度为170m，则大坝底部受到水的压强为 Pa。g取10N/kg 18．在2017 年5 月举行的湖北省中学生运动会上，荆州男子足球队团结拼搏，荣获冠军．足球在场地上滚动时，足球的机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），相对滚动的足球，球门是 的（选填“运动”或“静止”）．运动员头球攻门时，足球运动方向发生改变，说明力能 ，足球在空中飞行时，不计空气浮力，足球还受 个力的作用． 19．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定在水平面上，钢球由A点以速度v沿轨道滚下，经过最低点O，另一侧等高点B到达最高点C，然后又从C点经B点返回到O点．钢球在A点动能 B点的动能．钢球在A点的重力势能 在B点的重力势能；钢球在由A至O的过程中重力的功率 返回时由B至O过程中重力的功率（均选填“大于”、“等于”或“小于”）． 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．为控制疫情，我市市政管理部门配备了如图所示的消毒车按时对人流密集的主干道路进行消毒。消毒车罐体容积为4500L，空载质量约5000kg，轮胎与地面的总接触面积是1000cm2，发动机的额定功率约为95kW。（ρ药水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） (1)消毒车在水平地面上匀速行驶消毒时，具有的动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (2)装满药水时，消毒车对水平地面的压强是多少？( ) (3)当该车装满药水，在水平公路上以额定功率匀速行驶时，测得速度为10m/s，则发动机在2min内所做的功是多少？受到的阻力是多少？ ( ) 22．一只小鸟在空中飞行，它具有的动能是15J，重力势能是18J，它的机械能是多少J 。 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 D B B D C C C A C B 题号 11 12 13 14 15 答案 C B A D D 1．D 【详解】惯性是物质自身的一种性质，与物体质量有关；固体压强与压力和受力面积有关；动能与物体质量和速度有关，重力势能与物体质量和高度有关；高空的坠物具有一定的质量，同时具有一定高度，所以具有重力势能，下落时物体把重力势能转化为动能，落到人身上存在对人身体有一定伤害。综上所述，ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．B 【详解】A．小球在A位置时，小球只受到重力的作用，不是平衡力，故A错误； B．小球从D到C位置时，弹簧逐渐恢复原状，弹簧的弹力逐渐减小，弹力大于重力，小球加速上升，动能增大；当小球到达C位置时，弹力等于重力，速度最大，动能最大，小球继续上升，弹力小于重力，小球减速上升，动能减小，所以小球在C位置动能最大，故B正确； C．小球从D到B位置过程中，小球从D到C位置时，弹簧逐渐恢复原状，弹簧的弹力逐渐减小，弹力大于重力，小球加速上升；当小球到达C位置时，弹力等于重力，小球的速度最大，小球从C继续上升到B的过程中，弹力小于重力，小球减速上升，故小球的速度先增大后减小，故C错误； D．小球在A位置时，小球的速度为零，如果小球在A位置所有力都消失，小球将保持静止状态，故D错误。 故选B。 3．B 【详解】水平拉长的弹簧，质量与高度都没有变化，重力势能没有发生变化，故A不合题意；正在下落的篮球，质量不变，高度降低，重力势能减小，故B符合意；水平滑行的玩具车，质量与高度都没有变化，重力势能没有发生变化，故C不合题意；静止在桌面上的课本，质量与高度都没有变化，重力势能没有发生变化，故D不合题意；故应选B． 4．D 【详解】AD．因为小球在运动过程中，要克服摩擦力做功，所以小球的机械能在不断减小，因此小球到达E点后，并不能沿轨道重新返回到A点，故A错误，D正确； BC．因为小球在运动过程中机械能在不断减小，所以B点的机械能大于D点的机械能，D点的机械能大于E点的机械能，故BC错误。 故选D。 5．C 【详解】小球沿光滑的斜面由a滚到b，其质量不变，速度变快，动能变大；同时质量不变，重力势能变小，即一部分重力势能转化为动能；由于bc段是光滑的，即没有摩擦力，所以小球从b到c的过程中，其动能是不变的，故速度不变；故va<vb且vb=vc，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．C 【分析】根据题中“它的动能是怎么样的”可知，本题考查影响动能大小的因素，根据影响动能大小因素的规律，运用质量越大、速度越大，动能越大，分析推断． 【详解】当东风火箭车匀速经过长安街时,速度大小不变，而且不计油耗，那么质量也不变，速度和质量都不变，动能大小也不变，选项C符合题意． 7．C 【详解】A．由于跳伞运动员在空中匀速下落，质量不变，高度降低，重力势能减小，但由于速度没发生变化，动能不变，所以重力势能没有转化为动能，故A错误； B．羽毛球离开球拍后，只受到重力作用，高度下降，重力势能转化为动能，故B错误； C．从上而下奔腾的河水既有速度又有高度，所以既具有动能又具有势能，故C正确； D．单摆来回摆动过程中，克服阻力做功，机械能减小，故D错误。 故选C。 8．A 【详解】A．运动员始终以如图所示的姿态加速下滑，质量不变，速度越来越大，则动能增大，故A正确； BD．运动员在下滑过程中受到阻力，克服摩擦做功，则运动员的机械能减小，转化为内能，故B错误，D错误； C．运动员始终以如图所示的姿态加速下滑，质量不变，高度减小，重力势能减小，故C错误。 故选A。 9．C 【详解】A．运动员在接触蹦床前的下落过程中，质量不变，速度增大，高度下降，动能增大，重力势能减小，其重力势能转化为动能，故A错误； B．弹性势能与质量和形变大小有关，当质量不变时，形变越大，弹性势能越大，蹦床形变最大时，蹦床的弹性势能最大，故B错误； C．运动员下落到弹簧床面后，速度不为零，动能也不为零，故C正确； D．由于空气阻力不能忽略，运动员下落过程中，要克服空气阻力做功，消耗一部分机械能，所以机械能减小，故D错误。 故选C。 10．B 【详解】A. 物体运动的方向与其所受合力的方向无关，故A错误； B. 跳伞员从高空匀速下落过程中，质量不变，速度不变，故动能不变，高度降低，重力势能减小，因此机械能减小，故B正确； C. 箭离开弓弦后，仍能向前飞行，是因为箭具有惯性，惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，不是一种力，不能说受到，故C错误； D. 车上的人会向前倾，说明人具有惯性，故D错误． 11．C 【详解】A．“人对自行车的压力”小于“地面对自行车的支持力”，所以这两个力为非平衡力，故A错误； B．停止蹬车，车速减慢，说明力可以改变物体的运动状态，故B错误； C．停止蹬车，车速减慢，车的质量不变、但其速度减小，所以它的动能减少，故C正确； D．停止蹬车，车还能继续运动，说明车具有惯性，而不是受到惯性作用，故D错误。 故选C。 12．B 【详解】①直升飞机匀速降落，处于平衡状态，受到重力和升力是平衡力，所以受到的升力与重力大小相等，说法正确； ②直升飞机匀速降落，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小，直升飞机的机械能减小，说法正确； ③由①可知直升飞机的升力等于重力，说法错误； ④由②可知直升飞机的机械能减小，说法错误。 故选B。 13．A 【详解】A．运动员从A点起滑，最后停在D点，整个过程中都受到阻力的作用，都要克服阻力做功，机械能不守恒，且机械能一直减小，则在A点时机械能最大，故A正确； B．在C点时，运动员有向前运动的速度，一切外力消失，根据牛顿第一定律，运动员将保持匀速直线运动，故B错误； C．从A点到D点过程中，高度先降低后升高，然后再降低，则重力势能先减小后增大，然后再减小，故C错误； D．从B点运动到C点，若不计空气阻力，高度升高，速度减小，重力势能增大，动能减小，则动能转化为重力势能，故D错误。 故选A。 14．D 【详解】A．根据题意可知，从O点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力（由O点到A点过程中，拉力为0），因此速度越来越大；从B点到C点的过程中，弹性绳对运动员拉力大于重力，运动员的速度开始减小，到达C点时，速度为零，故A错误； BC．由于不计空气阻力，从O点到A点，运动员的重力势能转化为动能，运动员的机械能不变；从A点到C点，弹性绳的形变程度逐渐增大，运动员的机械能逐渐转化为弹性绳的弹性势能，所以运动员的机械能减小；故BC错误； D．由于不计空气阻力，从O点到A点，运动员的重力势能转化为动能，运动员的机械能守恒；从O点至A点只受到重力的作用；故D正确。 故选D。 15．D 【详解】①他从起跳到最高点的过程中，他的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小，是动能逐渐转化成重力势能，故①正确； ②他起跳后到达最高点时，由于存在空气阻力，克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以在最高点时的机械能不是最大，故②错误； ③他从空中下落过程中，速度越来越大，重力不变，根据 可知，重力做功的功率越来越大，即重力做功越来越快，故③正确； ④他从起跳到落地的整个过程中，克服摩擦或空气阻力做功，机械能转化为内能，所以机械能是不守恒的，故④错误。 故选D。 16．机械能 【详解】瀑布是由大量的水组成，质量很大。当水从高处下落时，速度很快，所以具有较大动能；同时由于水的高度较大，所以水具有较大的重力势能。综上所述，瀑布具有很大的机械能。 17． 势能 连通器 1.7×106 【详解】[1]蓄水提高了水位，则水的相对高度增加，从而提高了水的势能。 [2]三峡大坝的船闸是连通器在实际中的具体运用，它能让大型轮船在上下游之间顺利往返航行。 [3]如果蓄水高度，坝底受到水的压强 18． 减小 运动 改变物体的运动状态 两 【分析】①机械能包括动能和势能．动能与质量和速度有关，重力势能和质量和高度有关；②一个物体相对于参照物的位置有变化，这个物体是运动的；没有变化，这个物体是静止的；③力的作用效果有二：改变物体的形状、改变物体的运动状态．物体运动状态的改变包括速度和方向两个方面；④空中飞行的物体，受到重力和空气阻力的作用 【详解】（1）足球在场地上滚动过程中，质量不变，高度不变，所以重力势能不变；速度变小，动能变小，所以机械能变小； （2）足球在场地上滚动时，以此时的足球为参照物，球门的位置不断变化，所以是运动的； （3）力可以改变物体的运动状态，运动员头球攻门时，头对球有力的作用，所以使足球运动方向发生改变； （4）足球在空中飞行过程中，不考虑空气浮力，还受到重力和空气阻力的作用． 故答案为减小；运动；改变物体的运动状态；两． 19． 大于 等于 大于 【详解】小球运动过程中，要克服摩擦力做功，机械能减小，小球质量不变，小球在A、B、C三点的速度大小关系是νA＞νB＞νC，故小球在A点的动能大于B点的动能； 小球在AB两点质量不变，AB两点的高度相等，钢球在A点的重力势能等于在B点的重力势能； 在粗糙的弧形轨道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，机械能减小，所以小球下落过程中，钢球在由A至O的过程中的速度大于从B下降到O时的速度，根据v=可知，钢球在由A至O的过程中的时间小于从B下降到O时的时间，A到O的高度和B到O的高度相等，根据P=可知钢球在由A至O的过程中重力的功率大于返回时由B至O过程中重力的功率． 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． 变小 1.14×107J， 【详解】解：(1)消毒车在水平地面上匀速行驶消毒时，质量减小，速度不变，故其动能变小。 (2)空车受到的重力为 G1=m空g=5000kg×10N/kg=50000N 装满药水时，药水受到的重力为 G药水=m药水g=ρ药水Vg=1.0×103kg/m3×4500×10-3m3×10N/kg=45000N 消毒车总重为 G=G1+G药水=50000N+45000N=95000N   消毒车对水平地面的压强为 (3)发动机的额定功率约为95kW，则发动机在2min内共做功 W=Pt=95000W×2×60s=1.14×107J 该车匀速行驶时所受阻力等于牵引力，即 答：(1)消毒车在水平地面上匀速行驶消毒时，具有的动能变小； (2)装满药水时，消毒车对水平地面的压强是9.5×105Pa； (3)发动机在2min内所做的功是1.14×107J ，受到的阻力是9500N。 22．33 【详解】因为机械能等于动能和势能之和，根据题意知道，动能是15J，重力势能是18J，所以它的机械能为 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 $$