内容正文:
第十章 功和机械能
第三节 动能和势能
能量
1.下面关于能量的说法正确的是 ( )
A.只有正在做功的物体才具有能量
B.具有能量的物体都在做功
C.不做功的物体就不具有能量
D.能够做功的物体一定具有能量
D
解析 一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量,
但是有能量的物体不一定正在做功,所以不做功的物体也可
能具有能量。
易错警示 功是过程量,能量是状态量;具有能量的物体不一定在做功,但能做功的物体一定具有能量。
动能和势能
2.(2025安徽阜南期中)如图所示是“探究物体动能大小与哪
些因素有关”的实验装置图,其中mA<mC,hA=hC,下列说法正确
的是 ( )
B
A.实验中探究的动能是指木块被小球撞击时的动能
B.图中两次实验可以模拟汽车超载带来的危害
C.图中实验装置不能探究动能大小和速度的关系
D.图中实验的水平面若是光滑的,也能完成本次实验
解析 实验中探究的动能是指小球撞击木块时的动能,动能
大小通过木块移动的距离来反映,A错误;图中两个小球从同
一高度由静止滚下,到达水平面的速度相同,C球的质量较大,
木块被撞击后运动的距离较大,说明C球的动能较大,可以得
到速度相同时,质量越大,动能越大,物体越不容易停下来,可以
模拟超载带来的危害,B正确;探究动能大小与速度的关系时,
需要保持质量不变,改变速度的大小,可以使同一个小球从不
同高度由静止滚下,使其到达水平面时的速度不同,通过观察
木块被撞击后运动的距离判断小球的动能与速度的关系,C错
误;若水平面光滑,根据牛顿第一定律,木块被撞击后将做匀速
直线运动,无法比较木块移动的距离,因此不能达到实验目的,
D错误。
3.(2024广西柳州期末)下列具有弹性势能的是 ( )
A.匀速行驶的汽车
B.射出去的箭
C.被拉弯的弓
D.树上掉落的苹果
C
解析 匀速行驶的汽车、射出去的箭、树上掉落的苹果均未
发生弹性形变,不具有弹性势能,故A、B、D不符合题意;被拉
弯的弓,弓发生弹性形变,具有弹性势能,故C符合题意。故选C。
4.(2024山东威海中考)小明和爸爸在体验轮胎滑雪项目时,平
躺在相同规格的轮胎上先后从同一滑道的最高处由静止滑
下,小明的质量比爸爸小。当两人都刚滑到水平面时,小明的
动能_______爸爸的动能(下滑过程不计空气阻力及轮胎与
滑道之间的摩擦);在水平减速带滑行时,小明、爸爸乘坐的轮
胎受到的摩擦力分别为f1、f2,则f1_______f2(两空均选填“小
于”“等于”或“大于”)。
小于
小于
解析 物体具有的动能与质量和速度有关,小明和爸爸平躺
在相同规格的轮胎上先后从同一滑道的最高处由静止滑下,
所以当两人刚到达水平面时具有相同的速度,由于小明的质
量比爸爸的小,所以此时小明具有的动能小于爸爸具有的动
能。滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有
关,小明和爸爸在相同规格的轮胎上沿水平减速带滑行,接触
面的粗糙程度相同,小明的质量比爸爸的质量小,所以小明乘
坐的轮胎对接触面的压力较小,受到的摩擦力较小。
5.(2023北京顺义期中)在探究“物体的重力势能与高度、质
量是否有关”的实验中,小明准备了四块相同的花泥,两个体
积相同但质量不同(m钢>m玻)的小球。
(1)如图甲所示,将钢球、玻璃球从距花泥h1高处由静止释放,
砸在花泥上,砸出深浅不同的痕迹,由图甲可知,实验的自变量
是____________,控制不变的量是____________;
(2)如图乙所示,将钢球分别从距花泥h1和h2(h1 >h2)高处由静止
释放,砸在花泥上,砸出深浅不同的痕迹,据图乙得出结论:重力
势能与_______有关。
高度
小球的高度
小球的质量
解析 (1)由题图甲可知,两小球下落的高度相同,质量不同,探
究的是物体的重力势能与质量的关系,所以实验的自变量是
小球的质量,控制不变的量是小球的高度。(2)由题图乙可知,
小球的质量相同时,小球所处高度越高,落下来砸出的痕迹越
深,说明小球具有的重力势能越大,故得出的结论是重力势能
与高度有关。
6.【新特色·国防教育】(2024四川广元中考改编,★☆☆)2024
年5月23日至24日,东部战区在我国台湾省周边开展“联合利
剑—2024 A”军事演习。参加演习的某架战机加速升空过程
中,若不考虑燃油消耗引起的质量变化,则该战机 ( )
A.动能减少,重力势能减少
B.动能减少,重力势能增大
C.动能增大,重力势能减少
D.动能增大,重力势能增大
D
解析 该战机加速升空的过程中,若不考虑燃油消耗引起的
质量变化,战机的质量不变,运动速度变大,高度变大,则战机的
动能增大,重力势能增大,故选D。
7.【新课标·物理观念】(2025浙江杭州文澜中学月考,★☆☆)
力和运动、功和能量是物理学的核心概念,它们之间存在着
密切的联系。关于力和运动、功和能量之间的关系,下列说
法错误的是 ( )
A.运动的物体一定具有能量
B.物体受到力的作用,力一定对物体做功
C.做功的本质是能量的转化
D.功和能量的单位都是焦耳
B
解析 物体由于运动而具有的能量叫作动能,因此运动的物
体具有动能,A正确;有力作用在物体上,如果物体没有在力的
方向上通过一段距离,则力没有对物体做功,B错误;做功是能
量转化的量度,C正确;功和能量的单位均是焦耳,D正确。
8.【新课标·科学思维】(2023北京昌平期中,★★☆)如图所
示,一个小球从斜槽上A点沿斜槽滚下,经斜槽最低点后又沿
右侧斜槽滚动到B点,经测量A和B两点到水平地面的高度均
为h1。C和D是小球滚动过程中经过的两个位置,C和D两点到
水平地面的高度分别为h2和h3,h2>h3。则小球在C点的重力势
能_______D点的重力势能,小球在C点的动能_______B点
的动能(两空均选填“大于”
“等于”或“小于”)。
大于
大于
解析 在质量相等的情况下,高度越大,物体的重力势能越大,
因为h2>h3,所以小球在C点的重力势能大于在D点的重力势能;
在质量相等的情况下,速度越大,物体的动能越大;小球在C点
具有一定的速度,B点是小球上升的最高高度,此时小球的速
度为0,动能为0,所以小球在C点的动能大于在B点的动能。
9.(2025辽宁沈阳铁西期末,★★☆)如图所示,是安装在列车车
厢之间的摩擦缓冲器结构示意图,图中①和②为楔块,③和④
为垫块,楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦,没有发生撞击时弹
簧1和弹簧2均处于压缩状态。车厢相互撞击时,在F1与F2的作
用下,弹簧1在原状态下被_______(选填“压缩”“拉伸”
或“不变”),弹簧2弹性势能_______(选填“增大”“不
变”或“减小”),正常使用的缓冲
器内部弹簧的形变属于__________
(选填“弹性”或“塑性”)形变。
弹性
增大
压缩
解析 车厢相互撞击时,在F1与F2的作用下,两弹簧均被压缩,
两弹簧的形变程度增大,弹性势能增大。正常工作过程中弹
簧受力发生形变,当力消失后会恢复原来的形状,发生的是弹
性形变。
10.如图所示,摆线的长度L相同,小球A、B的质量mA<mB,悬线
与竖直方向之间的夹角θ1<θ2。
(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
过程中速度的大小与小球的_______无关。
质量
(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,本实验中通过比较木块
移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小,这种研究方法
叫_______法。
(3)根据乙、丙所示的探究过程,他观察到图丙中木块C被撞
转换
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。
速度
(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”)。(不考虑小球与桌面之间的摩擦)
错误
相等
匀速
解析 (1)A、B两球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速度的大小与小球的质量
无关;(2)本实验通过木块移动的距离反映小球撞击木块C前
的动能大小,这种研究方法叫转换法;(3)如图乙、丙所示,悬线
与竖直方向的夹角越大,小球撞击木块时的速度越大;观察到
图丙中木块C被撞得更远,说明物体的动能大小与速度有关;
(4)由牛顿第一定律知,如果木块不受阻力,将做匀速直线运动;
(5)实验中,弹簧的弹性势能相同,撞击时小球的动能相同,但小
球的质量不同,小球的速度也不同,这个设计方案是错误的。
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