第十二章 机械能 同步习题-- 2024-2025学年教科版（2024）物理八年级下册

第十二章 机械能 1 一．选择题 二．填空题 三．实验探究题 四．解答题 五．计算题 六．科普阅读题 2 一．选择题 3 1.如图所示，小邦在国色天乡玩蹦极，不考虑空气阻力，下列说法正确的是( ____ ) A.弹性绳绷直前，重力势能增大，动能减小 B.弹性绳绷直前，重力势能减小，动能不变 C.下降到最低点，动能最小，弹性势能最大 D.下降到最低点，重力势能最大，弹性势能最大 【解析】解： AB、人在下降过程中，质量不变，速度变大，动能变大； CD、下降到最低点时，动能最小，重力势能最小，则弹性势能最大，D错误。 C 4 故选：C。 5 2.如图所示，足球落地后又弹起。以下对足球的分析，正确的是( ____ ) A.在A和D两点时动能可能相等 B.在A点到D点运动过程中机械能是守恒的 C.在B点时受力平衡 D.在C点时若所受力全部消失，球将竖直下落 【解析】解：如图所示，足球落地后又弹起，最终停止在地面，机械能慢慢转化为内能。 A．在A的机械能大于D点机械能，故A的重力势能大于D的重力势能， A 6 在A和D两点时动能可能相等； B．如图所示，高度越来越低，说明机械能减小，故B错误； C．在B点时受到重力和阻力，也不是平衡力，故C错误； D．在C点时若所受力全部消失，会顺着原来的路径运动下去，故D错误。 故选：A。 7 3.如图所示，用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h,下列说法正确的是( ____ ) A.从A位置到C位置铁球减小的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能 B.小球到达B点时，小球的重力大于弹簧的弹力，所以小球继续下落 C.铁球在C位置处于平衡状态 D.从A位置到C位置铁球的机械能守恒 A 8 【解析】解：AD、由题意知，说明铁球在这两点的动能都为零，不计能量损耗，铁球的机械能减小，D错误； B、由题意知，说明此时铁球受到的重力等于弹簧对它的弹力，故B错误； C、铁球在C点时速度为零，铁球所受的弹力大于所受的重力，因此铁球处于非平衡状态。 故选：A。 9 4.如图所示，小红在荡秋千时，从最低处荡到最高处的过程中( ____ ) A.动能不变 B.动能变大 C.重力势能不变 D.重力势能变大 【解析】解：在荡秋千的过程中小红的质量不变，从最低处荡到最高处的过程中，重力势能变大，动能变小。 故选：D。 D 10 5.如图是物体离手后，在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线，运动的物体可能是( ____ ) A.斜向上投掷出去的铅球 B.一松手由静止下落的乒乓球 C.竖直向上垫起的排球 D.离开脚后在地上滚动的足球 【解析】解： A、斜向上投掷出去的铅球在整个飞行过程中，一直在运动，但水平方向仍然有速度。 从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小，速度不断增大， A 11 此过程动能增大。 B、一松手由静止下落的乒乓球的动能始终在增大； C、竖直向上垫起的排球，故C错误； D、离开脚后在地上滚动的足球，动能越来越小； 故选：A。 12 6.在刚刚结束的巴黎奥运会中，全红婵凭借总分425.60分的成绩，蝉联奥运会女子10m跳台的冠军，不计空气阻力，下列说法正确的是( ____ ) A.A到B的过程中，动能逐渐减小 B.B点时，动能全部转化为重力势能 C.B点到C点的过程中，机械能逐渐增大 D.C点时，机械能为零 【解析】解：A、A到B的过程中，高度增加，动能逐渐减小； B、B点时，动能没有全部转化为重力势能； C、B点到C点的过程中，机械能守恒； A 13 D、C点时，机械能不为零。 故选：A。 14 二．填空题 15 7.如图所示，完全相同的甲、乙两小球，甲球由橡皮筋系住，都从水平位置由静止开始释放。当两球到达悬点正下方A点时，橡皮筋长度恰好与细绳长度相等，则该过程中，乙球的 ________ 能转化为 ____ 能，两小球下落到A点时两球的机械能E甲 ____ E乙(选填“＞”、“＜”或“=”)。 【解析】解：(1)该过程中乙小球下落时，高度减小，故是将重力势能转化为动能。 (2)由题知，最初两球处于同一高度由静止开始释放，下摆过程中，而橡皮条会伸长，可知小球到达A点时， 重力势 动 ＜ 16 甲球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，下落到A点时。 故答案为：重力势；动；＜。 17 8.我国嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示，AB段返回器的动能 _____ ；BC段返回器的机械能 _____ ，采用这样方式着陆的目的是 _______________________ 。 【解析】解：AB段，返回器的质量不变，重力势能变大，所以返回器的动能变小； BC段没有受到空气的阻力，机械能是守恒的。 采用这样方式着陆的目的是减小着陆时的机械能。 故答案为：变小；不变。 变小 不变 减小着陆时的机械能 18 9.小明用力向右上方抛出一个小球，运动轨迹如图1所示，在它运动过程中，其中M、S两点某时刻的能量如图2所示。则图1中 _______ 图可能与图2存在对应关系，N点机械能大小范围可能是 ____________ 。 ________ 【解析】解：由图2可知M点的动能EMk=0.3J，重力势能EMp=1.2J，则M点的机械能EM=EMk+EMp=6.6J+1.7J=1.8J，S点的动能ESk=7.9J， 甲、乙 1.5～1.8J 19 重力势能ESp=0.4J，则S点的机械能ES=ESk+ESp=0.9J+2.6J=1.2J，因为EMp＞ESp，所以M点的高度大于S点的高度，即M在上S在下M＞ES，由于小球在运动过程中受到空气阻力作用，机械能越来越小，故M、乙； 因为N点在M和S点之间，所以N点的机械能可能为1.5～6.8J之间。 故答案为：甲、乙；1.6～1.8J。 20 10.如图A是2022北京冬奥会的滑雪大跳台，运动员从起点下滑。M、N是他经过的两点(先后未知)，他在这两点的动能和重力势能如图B所示 ________ (1)运动员在N点的动能为 　　J； (2)运动员先经过的是 　　(M/N)点，先后经过这两点对比，机械能 　　；(增加/减少/不变) 21 (3)运动员发现自己面前的护目镜起雾了，相应的物态变化是 　　，它发生在护目镜的 　　(内/外/两)侧。 【解析】解：(1)由图B可知，运动员在N点的动能为0.5×102J=5×103J， (2)灰块表示重力势能，运动员从起点下滑，重力势能减小，运动员先经过的是N点，机械能减小； (3)运动员发现自己面前的护目镜起雾了，人呼出的水蒸气遇冷液化形成了小水滴，它发生在护目镜的内侧。 故答案为：(1)7×103；(2)N；减小；内。 22 11.如图所示是小球弹跳的频闪照片，小球弹起的高度越来越低，其中1、2是两等高的位置。小球具有较小机械能的是 ____ (选填“1”或“2”)位置：小球在最高点A和B的动能 _______ (“为0或不为0”)。 【解析】解：由图可知，小球弹跳的高度会越来越低，所以在1位置的机械能大于2位置的机械能。 小球做曲线运动，在最高点A及B在竖直方向速度为零，故小球在A。 2 不为0 23 三．实验探究题 24 12.在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图a、b、c所示，让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。 (1)小球动能是由它的 __________ 能转化来的； (2)实验中通过 __________________ 反映小球动能的大小； (3)比较 _____ 两图进行的实验，可以探究小球的动能与速度的关系； (4)比较 _____ 两图进行的实验，可以得到小球的动能随质量增大而 _____ 。 重力势能 木块滑动的距离 a、c a、b 增大 25 【解析】解：(1)实验中，小球从高处滑下； (2)实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小。 (3)探究小球的动能与速度的关系，应控制质量相同，应使质量相同的小球从不同的高度滚下、c两图； (4)比较a、b两图进行的实验，质量大的小球推动木块运动的距离远。 故答案为：(1)重力势能；(2)木块滑动的距离、c； (4)a、b。 26 四．解答题 27 13.《天工开物》中记录了一种从低到高引水的农用机械“筒车”，如图甲所示。其设计的基本构造并不复杂，主要是由一个大型立轮传动链条、受水板、竹筒所组成，在水力的作用下，水面下的竹筒灌满后，便自动倒入水槽，水沿槽流到田里竹筒=0.8×l03kg/m3，ρ水=1.0×l03kg/m3，g取10N/kg) (1)“筒车”取水过程中，竹筒内水的动能 _____ ，重力势能 _____ 。 不变 变大 28 (2)一个竹筒的质量为1kg,当其完全浸入水中后，受到的浮力大小为多少？ (3)有同学说竹筒在大轮最低处受到的浮力一定最大，你是否认可他的说法，你的理由是什么？ (4)筒车需要放置在水流较为湍急的地方便于获得水的推力，从而持续不断地旋转。若放置筒车处由于某些原因导致水流速度变慢，从而使得筒车无法正常工作，写出你的方案。 【解析】解：(1)“筒车”取水过程中，匀速转动，提升时质量不变，由于高度变大。 (2)一个竹筒的质量为1kg,其重力G=mg=1kg×10N/kg=10N； 29 假设竹筒的体积为V，根据G=mg=ρVg有：10N=4.8×l03kg/m3×Vg,——① 竹筒完全浸入水中，排开水的体积也是V浮=ρ水Vg=1.7×l03kg/m4×Vg,——② 联立①②解得，F浮=12.5N； (3)因为浮力与液体的密度和排开液体的体积有关，只要浸没，浮力不变，说法是错误的。 (4)筒车需要放置在水流较为湍急的地方便于获得水的推力，从而持续不断地旋转，从而使得筒车无法正常工作，转化为重力势能较小，因而可以减小水的质量，使得筒车持续旋转； 答：(1)不变；变大； 30 (2)一个竹筒的质量为1kg,当其完全浸入水中后； (3)说法不正确，因而浸没后排开液体的体积不变； (4)减小筒的容积，减小水的质量可以实现筒车持续旋转。 31 五．计算题 32 14.绕一个悬点来回摆动的物体，称为摆。如图，用一根不可伸长的细线系住一个小球，到达最低点O，然后向右摆动到右端最高点B．如果忽略空气阻力和绳子固定点的摩擦，摆角为θ，动能用EK表示，重力势能用EP表示，若物体的动能Ek与物体的质量m、速度v的定量关系可表示为Ek= mv2。 (1)请证明：小球到达最低点O的速度大小v与小球质量m的大小无关。 (2)若摆长L=40cm,θ=60°， 33 求在整个摆动过程中小球的最大速度为多少 【解析】解：(1)小球在A点的重力势能：EP=mgh 小球在O点的动能：Ek= mv6 因为，EP=Ek 所以，mgh= 2 所以，v= 所以，小球到达最低点O的速度大小v与小球质量m的大小无关。 34 (2)若摆长L=40cm,θ=60° 如图，当小球在A点时， 因为，∠AMO=θ=60° AM= ， 所以，DO=OM-MD=AM-MD=40cm-20cm=20cm 所以，h=20cm=3.2m 当g=10N/kg时， 所以，v= = 所以小球最大速度是4m/s。 35 ___ 答：(1)证明略。 (2)若摆长L=40cm,θ=60°。 36 六．科普阅读题 37 15.阅读短文，回答问题。 蹦极 蹦极，也叫机索跳，是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动。体验者站在40m以上(相当于10层楼)，把一根一端固定的长橡皮绳绑在身上，然后两臂伸开、双腿并拢、头朝下跳下去，足以使体验者在空中享受几秒钟的“自由落体”。当人体落到离地面一定距离时，橡皮绳被拉开、绷紧；当到达最低点时橡皮绳再次弹起，人被拉起，这样反复多次直到静止，这就是蹦极的全过程。 (1)蹦极体验者从跳下直到橡皮绳刚好被拉直的过程中，体验者的 ________ 能转化为 ____ 能。 重力势 动 38 (2)从高处落到最低点时，体验者的重力势能最终转化为橡皮绳的 ________ 能。 (3)体验者在多次弹起落下的过程中，机械能 ________ (选填“守恒”或“不守恒”)。 (4)从橡皮绳被拉开到最低点的过程中，体验者做 _______________ (选填“匀速”“加速”“减速”或“先加速后减速”)运动。 (5)从高处落到最低点的过程中，体验者的重力做功的功率 ____ 。(选填字母) A.一直变大 B.一直变小 C.先变大后变小 弹性势 不守恒 先加速后减速 C 39 D.先变小后变大 【解析】解：(1)运动员在跳下直到橡皮绳被拉到原长的过程中，高度降低，运动员的重力势能转化为弹性势能； (2)橡皮绳被拉开，产生弹力，弹力越大，体验者的重力势能最终转化为橡皮绳的弹性势能； (3)人被拉起后，随后又落下，这说明在势能和动能的转化过程中有能量的消耗，机械能不守恒； (4)从橡皮绳被拉开到最低点的过程中，一开始伸长的长度较短，弹力小于重力；当绳子继续伸长，弹力等于重力，运动员不再加速运动；当绳子继续伸长，运动员向下减速运动，到达最低点； 40 (5)重力的瞬时功率为P=mgv,由之前的分析可知，所以其功率也是先增大后减小； 故答案为：(1)重力势、动；(2)弹性势；(4)先加速后减速。 41 $$