机械能辨析及大小比较--2024-2025学年人教版物理八年级下学期

机械能辨析及大小比较 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手，c点是铅球运动的最高点，不计空气阻力。在a到d的整个过程中，下列说法不正确的是（　　） A．只有在a到b的过程中，运动员对铅球做了功 B．在b到d的过程中，铅球的机械能先增加后减少 C．在b到c的过程中，铅球减小的动能全部转化为重力势能 D．在c到d的过程中，铅球的重力势能减少 2．小明用手机的“连拍功能”拍摄了一个网球从高处掉落在地上又反复弹起的过程。图中所标记的四个位置中，网球的机械能最小的是（　　） A．点A B．点B C．点C D．点D 3．如图所示，金属小球从光滑轨道中的A处由静止滑下，经过B点，到达最低点C后，再沿轨道向上运动，若不计空气阻力，则下列说法中正确的是（    ） A．小球能沿轨道向上运动到E点处 B．小球到达C点时，它的动能最大，重力势能最小 C．小球到达D点时的机械能大于它到达B点时的机械能 D．小球从A 点加速下滑到 C 点时，重力没有对小球做功 4．如图是实验室内的翻滚过山车模型，B点为轨道最低点，C点为轨道弧形部分的最高点，将小球从A点静止释放，小球经过B、C两点后，在右侧轨道上能达到的最高点为D，下列说法正确的是（　　） A．小球在D点重力势能最大 B．小球从B点到C点，动能减小，重力势能增大 C．小球在整个过程中只有重力势能和动能的转化 D．小球在整个过程中机械能守恒 5．在北京冬奥会自由式滑雪空中技巧女子个人项目决赛中，中国运动员徐梦桃勇夺冠军。如图所示，在她滑行过程中，下列说法正确的是（　　） A．A点时没有机械能 B．从A点滑行到C点的过程中重力不断变大 C．在B点的速度大于与它高度相同的D点的速度 D．滑雪板底面比较光滑是为了增大滑行时与雪面的摩擦 6．成都平原地处青藏高原与龙泉山之间，形态呈不规则的长条状，自西南至东北绵延伸展。地势上，呈现出从西北至东南的倾斜趋势，平均海拔在600米左右。如图甲所示是成都某地的地形及其等高线图（闭合曲线由海拔高度相等的点连成，数字表示该处的海拔高度）。如图乙所示，研究人员正操作一架无人机对此地展开勘察，下列说法正确的是（　　） A．山间的溪水由B点流到A点时，重力势能转化为动能 B．无人机保持同一高度匀速盘旋过程中，不需要动力 C．无人机从A点向上飞到B点的过程中，重力势能不变 D．无人机从C点匀速爬升到D点的过程中，机械能不变 7．科技带来的优势非常明显，在农业领域，用普通无人机代替人工喷洒农药，可以大大提高喷洒的效率。假定无人机在喷洒农药的过程中是在同一高度匀速飞行，下列说法正确的是（　　） A．喷洒农药的过程中，无人机重力势能不变 B．喷洒农药的过程中，无人机动能不变 C．喷洒农药的过程中，无人机重力势能增大 D．喷洒农药的过程中，无人机机械能减小 8．如图所示，游客乘坐的“云间缆车”穿梭于陡峭的山峰之间。下列关于缆车匀速上升运行的过程中说法正确的是（    ） A．动能转化为重力势能 B．机械能总量保持不变 C．动能减小，机械能也减小 D．重力势能增大，机械能也增大 9．北京冬奥会上，我国选手徐梦桃在雪上空中技巧比赛中摘得女单金牌。她在比赛过程中运动的轨迹（a→b→c→d）如图所示，则下列说法错误的是（　　） A．从a点下滑到b点过程中，动能不断增大 B．从b点运动到c点过程中，重力势能不断增大 C．a点的重力势能等于c点的重力势能 D．在d点落地时的机械能小于a点的机械能 二、多选题 10．如图所示，老师在课堂上给同学们做了一个“过山车”的小实验，小球从粗糙轨道的A点处由静止状态开始下滑，依次经过B点、C点、D点。下列说法正确的是（　　） A．小球在A点时重力势能最大 B．小球由A点到B点的过程中，动能转化为重力势能 C．小球由B点到C点的过程中，动能一直增大 D．小球由A点到D点的过程中，机械能减小 三、填空题 11．甲站在以0.5m/s的速度匀速上行的自动扶梯上，乙站在以0.7m/s的速度匀速下行的自动扶梯上，甲、乙两人质量相等，甲在上行过程中机械能 （选填“增加”“不变”或“减少”），某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的动能 乙的动能，甲的机械能 乙的机械能（后两空均选填“大于”“等于”或“小于”）。 12．小球从某一高度下落后反复弹起，下图是其运动轨迹，A、B、C、D在同一水平高度，则小球在A点时的动能 在C点时的动能，在B点时的重力势能 （前两空均选填“大于”“小于”或“等于”）在D点时的重力势能，整个过程中小球的机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）。 13．2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭的燃料经过燃烧室燃烧以后，会产生高温高压的气体喷出，产生巨大的推力，这里利用到了力的作用是 ；火箭在加速上升中，神舟二十号载人飞船的动能 ，机械能 （后两空均选填“变大”“变小”或“不变”）。 14．图是网球落地后又弹起的频闪照片。网球下落的过程中，其重力势能变 。网球在A点的动能 （选填“大于”“小于”或“等于”）在B点的动能。整个运动过程中，网球的机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）。 四、综合题 15．学校积极开展阳光体育运动，学生在操场上进行各种项目的训练。 (1)小聪在单杠上做引体向上。小明测量了他n次引体向上的时间t，还需要测量是 和 （物理量和符号），可算出小聪引体向上的功率P= （用符号表示）； (2)小明在操场上投实心球。图甲是整个抛球运动过程的示意图，轨迹上a、b两点在同一高度，空气阻力不可忽略。关于球的运动，下列说法正确的是________； A．最高点时球的速度为0 B．球落地时的机械能最大 C．球在a点速度大于b点速度 (3)小明、小聪在跑道上进行跑步训练。他们在相距为L的A、B两点间同时相向匀速跑动，如图乙所示。相遇后小明立即转身以同样大小的速度折返跑回A，随居小聪也跑到A。如果小聪所用时间是小明的1.4倍，两人相遇时小明和小聪的路程比为 。 16．小明随手扶电梯匀速上行，同时小芳随另一扶手电梯以相同速度匀速下行，该过程忽略两人受到的空气阻力，已知小芳质量比小明大。 (1)小明上行的过程中，其动能 ，重力势能 ，机械能 （以上均选填“变大”“变小”“不变”“大小无法判断”）； (2)如图某时刻两人处于同一水平高度时，小明的机械能 小芳的机械能（选填“大于”“等于”“小于”）； (3)扶手电梯上只有小明，当小明在上升的过程中机械能的变化量为E1时，扶手电梯消耗的电能为E2， 则E1 E2（选填“>”“=”“<”）。 17．如图1为蹦床运动简化示意图，其中运动员在O点时速度为零，A点是蹦床不发生形变时的位置。运动员到达B点时速度达到最大值，然后逐渐减慢，直至到达最低点C。若整个过程忽略空气阻力，则 (1)运动员从O点运动到A点的过程中，他的 转化为 （以上两空均选填“动能”或“重力势能”）； (2)运动员从B点运动到C点的过程中，他的动能 ，重力势能 ，机械能 ，蹦床的弹性势能 （以上均选填“增大”“减小”或“不变”）； (3)以点代表运动员，请在图2中画出运动员在O点的受力示意图（虚线为运动员下落的方向）。 五、科普阅读题 18．阅读以下材料，回答相应问题： 研究发现，当只有重力做功的时候，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变，在物理学中把这个规律叫做机械能守恒定律。现有一小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。 (1)如1图所示，小球从A点静止释放，在从A到C的运动过程中，动能大小的变化情况是 ，若小球到达C点时所受外力突然消失，小球将 （选填“静止”或“做匀速直线运动”）；如考虑轨道摩擦力，小球 到达C点（选填“能”或“不能”）； (2)若将BC段改为水平光滑轨道，如2图所示，小球仍从A点静止释放，则小球在B点的速度 M点速度，小球经过M点时的机械能 A点的机械能（两空均选填“大于”“小于”或“等于”）； (3)一小球以初速度v竖直向上抛出，做竖直上抛运动，不计空气阻力，则小球在向上运动的过程中小球的重力势能Ep与高度h图像应是（　　）（选填字母序号）。 A． B． C． D． 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 《机械能辨析及大小比较》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D B B C A D D C AD 1．B 【详解】A．只有在a到b的过程中，运动员对铅球有力且让铅球移动了一段距离，做了功，故A正确，不符合题意； B．在b到d的过程中，因为不计空气阻力，铅球的机械能是守恒的，即机械能不变，故B错误，符合题意； C．在b到c的过程中，铅球的速度减小、高度增加，动能减小、重力势能增加；因为不计空气阻力，铅球的机械能是守恒，所以铅球减小的动能全部转化为重力势能，故C正确，不符合题意； D．在c到d的过程中，铅球的高度降低，重力势能减小，故D正确，不符合题意。 故选B。 2．D 【详解】由图可知，网球弹起的高度逐渐减小，说明网球在弹跳的过程中需要克服摩擦和空气阻力做功，有一部分机械能转化为其他形式的能，所以，从位置A到位置D，网球的机械能是逐渐减小的，则图中所标记的四个位置中，网球的机械能最小的是点D。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．B 【详解】AC．因为是光滑的轨道，不计空气阻力，小球在轨道上运动没有机械能的损耗，则小球的机械能守恒，所以小球能到达的最高点应与A点在同一水平直线上，不能沿轨道向上运动到E点；因小球的机械能守恒，所以小球到达D点时的机械能等于它到达B点时的机械能，故AC错误； B．小球到达C点时，质量不变，高度最低，则重力势能最小，因小球的机械能守恒，所以此时它的动能最大，故B正确； D．小球从A点加速下滑到C点时，小球受竖直向下的重力，小球向下移动了距离，所以重力对小球做了功，故D错误。 故选B。 4．B 【详解】A．D点不是最高点，小球在D点重力势能不是最大的，故A错误； B．从B点到C点，质量不变，高度增加，重力势能变大，速度减小，动能减小，故B正确； CD．小球在右侧轨道上的最高点D比A点低，说明小球在整个运动过程中，需要克服摩擦做功，机械能不守恒，故CD错误。 故选B。 5．C 【详解】A．A点虽然静止，动能为0，但由于在高处而具有重力势能，则机械能不为0，故A错误； B．从A点滑行到C点的过程中，运动员的质量不变，由可知，重力的大小不变，故B错误； C．运动员在滑动的过程中存在摩擦，运动员的一部分机械能克服摩擦做功，所以B点的机械能大于D点的机械能；由于BD的高度相同，重力势能相同，则B点的动能要大于D点的动能，所以在B点的速度大于在D点的速度，故C正确； D．滑雪板底面做得较光滑，是在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度减小与雪地间的摩擦，故D错误。 故选C。 6．A 【详解】A．由等高线可知，B点海拔高于A点，溪水由B到A，高度降低、速度增大，重力势能转化为动能，故A正确； B．无人机保持同一高度匀速盘旋，需要克服空气阻力、竖直方向需要克服自身重力等，因此需要动力，故B错误； C．无人机从A到B，质量不变，高度升高，重力势能增大，故C错误； D．无人机从C匀速爬到D，高度升高，重力势能增大，动能不变，机械能增大，故D错误。 故选A。 7．D 【详解】AC．已知重力势能的大小与物体的质量及物体所处的高度有关，由于无人机在喷洒农药的过程中是在同一高度匀速飞行，所以无人机所处高度不变，质量减小，其重力势能减小，故AC错误； B．已知动能的大小与物体的质量及物体的速度有关，由于无人机在喷洒农药的过程中是在同一高度匀速飞行，所以无人机的速度不变，质量减小，其动能减小，故B错误； D．物体的动能和势能统称为机械能，由于无人机在喷洒农药的过程中是在同一高度匀速飞行，无人机的速度及所处高度都不变，因为无人机质量的减小，其动能减小，重力势能减小，两者的和也减小，所以无人机的机械能减小，故D正确。 故选D。 8．D 【详解】缆车匀速上升运行的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变，高度变大，则重力势能变大，机械能变大。因动能不变，所以不是动能转化为重力势能。故D正确，ABC错误。 故选D。 9．C 【详解】A．从a点下滑到b点过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，而速度增大，动能增大，故A正确，不符合题意； B．从b点运动到c点过程中，运动员质量不变，高度不断增加，重力势能不断增大，故B正确，不符合题意； C．运动员在a点和c点时质量相同，a点的高度大于c点的高度，所以a点的重力势能大于c点的重力势能，故C错误，符合题意； D．由于空气阻力和滑雪板与雪之间存在摩擦，运动员由a运动到d有一部分机械能要克服摩擦做功，故在d点落地时的机械能小于a点的机械能，故D正确，不符合题意。 故选C。 10．AD 【详解】A．小球在A点时，速度为0，动能为0，高度最大，重力势能最大，故A正确； B．小球由A点到B点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，轨道是粗糙的，重力势能还会转化成内能，故B错误； C．小球由B点到C点的过程中，高度先减小后增大，速度先增大，后减小，动能先增大，后减小，故C错误； D．小球由A点到D点的过程中，有空气阻力和摩擦，部分机械能转化为内能，机械能减小。故D正确。 故选AD。 11． 增加 小于 小于 【详解】[1]甲在上行过程中，由于质量和速度不变，所以动能不变，由于高度变大，所以重力势能变大，故机械能增加。 [2][3]如图所示，由于甲的速度小于乙的速度，他们的质量相同，所以该时刻甲的动能小于乙的动能。由于甲、乙的高度相同，甲、乙的重力势能相同，所以甲的机械能小于乙的机械能。 12． 大于 等于 不守恒 【详解】[1][2]由图知，小球弹跳的高度越来越低，说明小球在运动时受到空气阻力的作用，其机械能逐渐减小；A、C两点的位置一样高，所以小球在两位置的重力势能相同，又因为小球的机械能逐渐减小，所以可知小球在C点时的机械能较小、其动能较小，即小球在A点时的动能大于C点时的动能；因为B、D在同一水平高度，且小球的质量不变，所以小球在B点时的重力势能等于D点时重力势能。 [3]由图可知，小球起跳的高度越来越低，所以机械能是逐渐减小的，损失的机械能转化为内能，总能量守恒，机械能不守恒。 13． 相互的 变大 变大 【详解】[1]火箭喷出高温高压的气体，说明火箭对产生的高温高压的气体施加了一个向下的力，由于力的作用是相互的，高温高压的气体会对火箭施加一个向上的推力，使火箭升空。 [2][3]火箭加速上升过程中，神舟二十号载人飞船的运动速度会越来越大、位置越来越高，在质量不变时，神舟二十号载人飞船的动能会变大、重力势能会变大，动能与重力势能之和会变大，即火箭在加速上升中，神舟二十号载人飞船的动能变大，机械能变大。 14． 小 大于 不守恒 【详解】[1]重力势能的大小与质量和高度有关，质量不变时，高度越低，重力势能越小。网球下落的过程中，质量不变，高度降低，所以其重力势能变小。 [2][3]由图可知，小球能够到达的高度逐渐变低，所以机械能在减小，即机械能不守恒，A、B两点高度相同，说明重力势能相同，所以B点的动能更小，即网球在A点的动能大于在B点的动能。 15．(1) 小聪的质量m 引体向上中上升的高度h (2)C (3)9:7 【详解】（1）[1][2][3]引体向上是克服自身重力做功的，根据功率的计算公式，计算出完成n个的功率，所以必须还需要测量是小聪的质量m和引体向上中上升的高度h，可算出小聪引体向上的功率。 （2）A．在水平方向上，由于空气阻力存在，球的速度会逐渐减小，但在最高点时，它仍然具有水平速度分量，故A错误； BC．若空气阻力不可忽略，实心球克服摩擦做功，球在整个运动过程中，机械能是逐渐减小的，落地时，球的机械能是整个过程中最小的，实心球在a到b运动过程机械能减小，a、b两点高度相同，所以重力势能相同，因此动能减小，a点的速度大于b点的速度，故C正确，B错误。 故选C。 （3）假设相遇点为C点，则小明跑步的路程为2AC，小聪跑步的路程为L，假设小明所用的时间为t，则小聪所用的时间为1.4t，根据速度公式，则小明跑步的速度为，小聪跑步的速度为，当他们在C点相遇时，他们跑步所用时间为，通过的路程为 可得 两人相遇时小明和小聪的路程比为 16．(1) 不变 变大 变大 (2)小于 (3)＜ 【详解】（1）[1]动能与质量和速度有关，小明上行的过程中，质量不变，速度不变，动能不变。 [2]重力势能与质量和高度有关，小明上行的过程中，质量不变，高度变大，则重力势能变大。 [3]机械能包含动能和势能，小明上行的过程中，动能不变，重力势能变大，则其机械能变大。 （2）小芳和小明的速度相同，高度相同，由于小芳质量比小明大，则小芳的动能和重力势能都比小明的动能和重力势能大，所以小芳的机械能大于小明的机械能，即小明的机械能小于小芳的机械能。 （3）电梯工作过程中，把电能转化为小明的机械能，而能量转化和转移过程中，会有能量的损失，所以小明在上升的过程中机械能的变化量E1会小于扶手电梯消耗的电能E2，即E1＜E2。 17．(1) 重力势能 动能 (2) 减小 减小 减小 增大 (3) 【详解】（1）[1][2]运动员在O点时处于最高位置，具有最大重力势能。随着下落，高度降低，重力势能逐渐减小。减小的重力势能转化为动能，使运动员速度逐渐增大。例如跳水运动员从跳台下落时，也是重力势能转化为动能的过程。 （2）[1][2][3]运动员到达B点时速度达到最大值，表明此时人体受到的重力与弹力相等，从B点到C点，由于这个过程，弹簧产生的弹力增加，弹力大于重力，故运动员速度逐渐减慢，动能减小。随着高度降低，重力势能持续减小。机械能等于动能与势能之和，运动员的动能与重力势能均减小，故其机械能减小。 [4]蹦床形变程度增大，储存的弹性势能增加。这类似于压缩弹簧时弹性势能增大。 （3）在O点时，运动员只受到竖直向下的重力作用（用带箭头的线段表示，箭头向下，标注G）。此时还未接触蹦床，不受弹力作用。如图所示： 18．(1) 先变大后变小 静止 不能 (2) 等于 等于 (3)B 【详解】（1）[1][2]从A运动到装置底部的过程中，小球的重力势能转化为动能，动能变大，从装置底部运动到C的过程中，小球的动能转化为重力势能，动能变小，故在小球从A到C的过程中，动能先变大后变小；到达与A等高的C处时，动能最小，速度为零，此时若所受外力突然消失，由牛顿第一定律可知，小球将静止。 [3]如考虑轨道摩擦力，运动过程中机械能将减小，小球不能到达与A等高的C点。 （2）[1][2]若将轨道BC段改为水平，小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动，运动过程中只有小球重力势能与动能之间的转化，所以机械能守恒，故B点小球速度等于M点速度，小球经过M点时的机械能等于A点的机械能。 （3）重力势能的大小与物体的质量m和相对高度h的关系为Ep＝mgh，一小球以初速度v竖直向上抛出，做竖直上抛运动，向上运动过程中，高度增大，质量不变，重力势能与高度成正比，小球在向上运动的过程中小球的重力势能Ep与高度h图像应是过坐标原点的一条直线，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 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 $$