内容正文:
第4节 机械能
1.冰雹,俗称雹子,夏季或春夏之交最为常见。它是一些小如黄豆、大似栗子的冰粒,威力巨大,这是因为高空的冰雹具有较大的( B )
A.弹性势能 B.重力势能
C.动能 D.惯性
2.2023年10月31日,我国神舟十六号返回舱成功着陆。返回舱返回地面时的情景如图所示,返回舱打开降落伞后到着陆前,其运动可视为竖直向下的减速运动,则返回舱在这段时间内( C )
A.动能不变 B.重力势能不变
C.机械能减小 D.所受重力不做功
3.如图所示,小球从A点摆动到C点的过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是( A )
A.从A到B的过程中,动能增大,重力势能减小
B.从A到B的过程中,动能减小,重力势能增大
C.从B到C的过程中,动能增大,重力势能减小
D.从B到C的过程中,动能减小,重力势能减小
4.如图所示,已知人造地球卫星绕地球运行的轨道是椭圆形的,轨道上有一个近地点和一个远地点。下列关于卫星的说法中正确的是( A )
A.当卫星从远地点向近地点运动时,速度变大
B.当卫星从近地点向远地点运动时,速度变大
C.当卫星在远地点时,动能最大,重力势能最小
D.当卫星在近地点时,动能最小,重力势能最大
5.在北京冬奥会女子自由式滑雪大跳台比赛中,我国运动员谷爱凌在最后一跳突破个人极限,勇夺冠军。比赛时,她在腾空后继续向上的过程中,如果不计空气阻力,下列说法正确的是( D )
A.动能不变,重力势能不变,机械能不变
B.动能增大,重力势能不变,机械能增大
C.动能增大,重力势能减小,机械能减小
D.动能减小,重力势能增大,机械能不变
6.如图所示,物块在光滑斜面上由静止开始下滑,依次经过a、b两点,不计空气阻力,比较物块在a、b两点的能量,下列说法中正确的是( B )
A. 物块在a点时动能大
B.物块在b点时动能大
C.物块在b点时重力势能大
D.物块在a、b两点时重力势能一样大
7.立定跳远时的动作分解如图所示,在此过程中,运动员( D )
A.上升时,动能减小,势能减小
B.上升时,动能增大,势能增大
C.下落时,势能增大,动能减小
D.下落时,势能减小,动能增大
8.下列物体中:
A. 挂在树上的苹果
B.被拉开的弹簧门
C.空中飞行的小鸟
D.在雪山坡上缓慢滑动的冰雪
E.在平直公路上行驶的汽车
F.在跑道上滑行的飞机
只具有动能的是__EF__;只具有势能的是__AB__;既有动能又有势能的是__CD__。
(均填字母)
9.在“探究物体动能大小跟哪些因素有关”的实验中,让小球由静止开始沿斜面向下运动并撞击水平桌面上的木块,实验步骤如图甲、乙、丙所示。
(1)实验中,木块运动的距离越远,说明刚要撞击木块时小球具有的动能越__大__。
(2)通过比较甲、乙两次实验可得,物体动能的大小与__速度__有关。
(3)通过比较甲、丙两次实验,可得出结论:
__当速度一定时,物体动能的大小随物体质量的增大而增大__。
10.蹦床运动逐渐进入了大众生活,下列分析正确的是( D )
A.在蹦床者下落到与蹦床接触的瞬间,蹦床的弹性势能最大
B.蹦床者被蹦床弹起的过程中,重力势能减小
C.从接触蹦床到下落至最低处的过程中,蹦床的弹性势能转化为蹦床者的动能
D.蹦床者在空中上升过程中,蹦床者的动能转化为重力势能
11.将皮球从离地某一高度的O点处水平抛出,球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是( C )
A.皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等
B.皮球第一次反弹后到达最高点P时速度为0
C.皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能
D.若将皮球表面涂黑,则会在地面上M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑
12.蹦极运动的简化示意图如图所示,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)。下列说法中正确的是( D )
A.从O点到C点,运动员的速度一直减小
B.从O点到C点,运动员的机械能一直在增大
C.从O点到C点,运动员的机械能一直在减小
D.从O点到A点,运动员的机械能不变
13.如图所示,在一个金属罐的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来,使小铁块悬于罐体内。做好后将罐从不太陡的斜面滚下,罐和小铁块的动能会转化为橡皮筋的__弹性势能__,滚动一段时间后罐停下来,然后再沿斜面向上滚动,此时罐的重力势能会__增大__(填“增大”“减小”或“不变”)。
14.如图所示,A点的高度H大于B点的高度h,让小球从A点由静止开始自由滑下,沿光滑轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力)。
(1)请先判断小球离开B点后的运动轨迹应该是图中的__c__(填“a”“b”“c”或“d”)曲线。
(2)再结合a、b、c、d四条曲线说明理由。
【答案】 ①根据题意,不计空气阻力,小球的机械能守恒;
②小球从A点由静止滑下,所以小球的机械能等于A点时的重力势能,a曲线最高点的高度超过了A点的高度,这是不可能的,故不可能是a曲线;
③b曲线的最高点的高度与A点的高度相同,而在b曲线的最高点时,小球仍具有向右运动的速度,所以b曲线中小球的机械能大于A点的机械能,故不可能是b曲线;
④c曲线的最高点低于A点,由于在最高点时小球仍运动,其总机械能可能与开始时的机械能相等,故c曲线正确;
⑤小球离开轨道时,由于惯性,应具有沿轨道方向向上运动的速度,故不可能是d曲线。
15.小华为了“探究弹性势能的大小可能与物体的弹性形变程度有关”,设计了图甲所示实验。他将一根弹簧和一个质量为1 kg的金属球(球上有一小孔)套在铁架台的金属杆(金属杆足够长)AB上面,并将小球放在被压缩弹簧的顶端,然后松手。重复多次实验。
(1)实验时每次将弹簧压缩__不同__(填“相同”或“不同”)的长度(弹簧被压缩后未超过其弹性限度)。分析比较__小球上升高度__,从而比较弹性势能的大小。
(2)某次实验时,他发现小球的高度随时间变化的情况如图乙所示,则在整个过程中小球在 __t1__(填“t1”“t2”或“t3”)时动能最大。
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