第十二章 一、机械能-【拔尖特训】2025-2026学年新教材九年级上册物理(苏科版2024)

27 一、 机 械 能 第1课时 动能和势能 ▶ “答案与解析”见P13 1. 甲、乙两颗相同的子弹,飞向同一块 木板,结果甲子弹穿透木板,乙子弹 嵌在木板里。甲子弹的动能 (大于/等于/小于)乙子弹的动能,甲子弹的 速度 (大于/等于/小于)乙子弹的速 度,判断的依据是甲子弹 较多。 2. 将一支内置弹簧的圆珠笔向下按压(如图), 放手后笔会向上弹起一定高度。向下按笔的 过程中,笔的重力势能 ,弹簧的弹性 势能 。(增大/不变/减小) (第2题) 3. (2024·陕西)如图所示,在“探究动能大小与 哪些因素有关”的实验中,将质量相同的小球 从同一斜面的不同高度由静止释放,比较纸 盒被推动的距离可知:质量相同的物体,速度 越大,动能越 。如果要探究动能大 小与物体质量的关系,那么应该将质量不同 的小球从同一斜面的 (相同/不同) 高度由静止释放,比较纸盒被推动的距离。 (第3题) (第4题) 4. 如图所示,探究重力势能的大小与哪些因素 有关时,为了显示重力势能的大小,甲用橡皮 泥代替沙子,乙用海绵代替沙子,你认为更合 适的是 (甲/乙)的方法,理由是 。 (第5题) 5. 农业生产中经常使用“扬场 机”来把混在一起的沙粒、稻 谷和稻谷壳分开(m沙粒 > m稻谷>m稻谷壳),使用时将混在一起的三种物 质以相同的速度向前抛出。如图所示为使用 “扬场机”时抛出的物质的运行轨迹,三种物质 分别落在A、B、C三处,则沙粒应在 处,依据是 。 6. ★下列物体中,具有动能的是 ( ) A. 悬挂在天花板上的吊灯 B. 静止在山顶上的大石头 C. 飞行的飞机 D. 被拉开的弹弓 (第7题) 7. 跨学科实践·日常生活 (2024· 苏州)为了提高环境质量,经 常有如图所示的喷雾车在平 直街道上进行喷雾作业。喷 雾车作业时保持匀速直线运 动,下列说法中,正确的是 ( ) A. 喷雾的目的是清洁地面 B. 喷出的水雾是水蒸气液化形成的 C. 喷雾车的动能不变 D. 喷雾车的重力势能变小 8. 有一个弹簧测力计,它的量程是0~10N,在 这个弹簧测力计下分别挂5N和3N的物体 时,将两次弹簧测力计上的弹簧具有的弹性 势能进行比较,下列说法中,正确的是( ) A. 两次弹簧具有的弹性势能相同 B. 第一次弹簧具有的弹性势能较大 C. 第二次弹簧具有的弹性势能较大 D. 无法确定 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十二章　机械能和内能 28 9. ★ 转换法 如图所示为某学习小组探究“动能 大小跟哪些因素有关”的实验操作(图甲、乙、 丙中小球的质量分别为m、2m、3m)。 (第9题) (1) 让小球从同一斜面上的同一高度由静止 开始滚下,目的是使小球到达水平面时具有 相同的 。 (2) 实验中通过比较木块B 被小球撞击后移 动的距离来判断小球具有的动能大小,这种 方法在物理学中属于 (控制变量法/ 转换法)。 (3) 小华认为由图乙和图丙可以判断动能大 小与速度的关系,你认为该观点是 (正确/错误)的,理由是 。 (4) 通过比较图 和图 可以 判断动能大小与物体质量的关系。 10. 小明探究“重力势能与重物质量和下落高度 的关系”,如表所示,重物的质量m<M。 实验步骤 A B C 具体操作 实验现象 (1) 让重物自由下落到平放在细沙表面的 小桌上,通过观察桌腿下陷的深度来判断 (小桌/重物)的重力势能大小。 (2) 由实验步骤 和 可判 断重力势能的大小和重物下落高度的关系。 (3) 小明认为由实验步骤B和C,可判断重 力势能的大小和重物质量的关系,该观点 (正确/错误),理由是 。 11. 如图所示,小华将外形相同的实心铝、铜圆 柱(ρ铜>ρ铝)都涂成白色,随机标记为A、 B。将A、B 分别从同一斜面的相同高度由 静止释放,撞击静止在同一水平面上、处于 相同位置的同一纸盒,发现A 将纸盒撞得 更远。这说明滚到斜面底端时, 的 动能大, 是铝制的。(A/B) (第11题) 12. 为了探究“弹性势能的大小与物体 的弹性形变大小的关系”,小明用 如图所示的装置进行实验,B 处为 弹簧的原长位置。在水平桌面上,压缩弹簧 后将小球由静止释放,使小球撞击同一纸 盒,并与纸盒一起向右滑行。撞击前纸盒均 位于B 点右侧的同一位置。 (第12题) (1) 小明每次应将弹簧压缩 (相 同/不同)的长度,再释放小球,通过比较各 次实验中 ,从而判断弹簧 弹性势能的大小。 (2) 每次实验中,小球和纸盒克服摩擦力做 功 (相同/不同)。 (3) 图示实验中,将小球自A 处由静止释 放,最终小球和纸盒一起静止于C 处。此 过程中小球动能最大的位置在 (AB 之间/B 点/BC 之间)。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(苏科版)九年级上 29 第2课时 动能和势能的相互转化 ▶ “答案与解析”见P14 (第1题) 1. (2024·无锡)如图所示,将摆球从 A 点静止释放,经过最低点O 到 达B 点,A、B 两点等高,摆球到达 B点时动能为 J;摆球从A 点到O 点的过程中, 能转化为动能。 整个过程中,摆球的机械能大小 (减 小/不变)。 2. 新情境·科技民生 如图所示为上海“明珠线” 某轻轨车站的设计方案图,与站台连接的轨 道有一定坡度,从节能的角度分析,这样的设 计可以让列车无动力滑行进站时将 能转化为 能储存起来,此过程中机 械能总量 。 (第2题) 3. (2023·泰州)如图所示,小明沿滑道从顶端 匀速下滑的过程中,小明的 ( ) A. 重力势能减小,机械能减小 B. 动能不变,机械能不变 C. 重力势能减小,动能增大 D. 重力势能不变,机械能减小 (第3题) (第4题) 4. (2024·绥化)如图所示,人造地球卫星沿椭 圆轨道绕地球运行的过程中,机械能是守恒 的。当卫星从远地点向近地点运动时,下列 说法中,正确的是 ( ) A. 动能减小,重力势能增大 B. 动能转化为重力势能 C. 动能增大,重力势能减小 D. 卫星的速度一直在减小 5. 小明利用所学的物理知识,制作了“会跳的卡 片”,如图甲所示为他制作的“会跳的卡片”, 用手把它平压在桌面上,使橡皮筋伸长,迅速 松手后,卡片就会弹跳起来,图中A 为外表 面,B 为内表面,实验时应把 面紧贴 桌面后松手,橡皮筋能对卡片 ,使卡 片向上运动。小明还利用相同的橡皮筋和卡 纸做了如图乙、丙所示的两张卡片,压平后图 (乙/丙)中卡片可以弹跳得更高一些。 (第5题) 6. (2023·盐城)小华利用橡皮筋和钩 码制作了如图所示的“魔罐”。他在 水平地面上用手将“魔罐”推出,滚 动一段时间后,它能自动折返。“魔罐”被推 出后向前滚动的过程中 ( ) A. 动能转化为弹性势能 B. 弹性势能转化为动能 C. 重力势能转化为弹性势能 D. 弹性势能转化为重力势能 (第6题) (第7题) 7. (2023·无锡)在水平地面上铺一张白纸,将 皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由 下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,如图所示。 下列说法中,正确的是 ( ) A. 皮球下落过程中动能转化为重力势能 B. 皮球落地后发生形变的过程中动能转化 为弹性势能 C. 形成圆斑B 时皮球是从更高处下落的 D. 形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十二章　机械能和内能 30 8. (2024·徐州期中)实心球是某市中考体育测 试的一个重要项目,小明斜向上与水平方向 成45°角抛出实心球。从球离开手到最后落 在地面的过程中,动能Ek随时间t的变化关 系(不计空气阻力),最接近的是 ( ) A. B. C. D. 9. ★沿水平桌面自由滚落的排球的运动轨迹如 图所示,C、F 两处高度相同,D 为排球与水 平地面的接触点,忽略空气阻力,下列关于排 球的说法,正确的是 ( ) A. 排球在C 点的动能等于在F 点的动能 B. 排球在C 点的重力势能等于在F 点的重 力势能 C. 排球从E 点运动到F 点的过程中,机械 能减小 D. 排球从D 点运动到E 点的过程中,弹性 势能转化为动能 (第9题) (第10题) 10. 在“探究动能和重力势能相互转化”的实验 中,采用如图所示的实验装置。用细线把一 个质量为m 的小球悬挂起来,将小球从B 位置拉到A 位置,再由静止释放,观察小球 在A→B→C 的过程中的高度和速度的变 化,并测出了小球在A、B、C 三个位置时动 能和重力势能的值,从而分析该过程中动能 和重力势能之间的转化,数据如表所示。 运动过程或位置 A A→B B B→C C 动能Ek的大小 或变化情况 0 增加 4.98J减少 0 重力势能Ep的 大小或变化情况 5.00J减少 0 增加 4.97J (1) 小球在图中的C 位置时,受到 个力的作用。 (2) 从实验中可以看出,小球在A→B 的过 程中速度不断增加,高度不断降低,这个过 程中重力势能逐渐转化为 ;在能量 转化的过程中,机械能在逐渐减少,这主要 是由于小球受到 的作用。 (3) 在实验中,如果换用质量为2m 的小球, 其他条件不变,那么小球到达B 位置时的 机械能 (大于/等于/小于)质量为 m 的小球到达B 位置时的机械能。 11. 如图所示,弹簧的左端固定,右端连接一个 小球,把它们套在光滑的水平杆上,a 是压 缩弹簧后小球由静止释放的位置,b是弹簧 处于原长时小球的位置,c是小球到达最右 端时的位置。小球从a运动到c的过程中, 在 (a/b/c)位置时机械能最大;从 b运动到c的过程中,小球的动能转化为弹 簧的 。 (第11题) (第12题) 12. 如图所示,一弹性球从距离地面的 高度为H1处由静止开始沿直线下 落,由于空气阻力的存在,反弹过 程中距离地面的最大高度为H2。下落途中 动能和重力势能相等的位置距离地面的高 度为h1,上升途中动能和重力势能相等的 位置距离地面的高度为h2,则h1 1 2H1 ,h2 1 2H2 。(>/=/<) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(苏科版)九年级上 F=500 N,由图甲知,动滑轮上绳子 的段数n=2,不计绳重及滑轮与轴间 的摩擦,F=1n (G+G动),则滑轮组 能提起物体的最大重力GB=nF- G动=2×500N-100N=900N,所以 B 点 对 应 的 机 械 效 率 ηB = W有用 W有用+W额外×100%= GBh GBh+G动h× 100% = GB GB+G动 × 100% = 900N 900N+100N×100%=90% ;由图乙 可知,GA = 1 3GB = 1 3 ×900N= 300N,所以 A 点对应的机械效率 ηA = GA GA+G动 × 100% = 300 N 300 N+100 N×100%=75% 。 [跟踪训练] 6. 120 200 88.9 解析:s=nh=3×6m=18m,W总= Fs=400 N×18 m=7 200 J,拉力的 功率P= W总 t = 7 200 J 60 s =120 W;摩 擦及绳重不计,G=300 N 时,η= W有用 W总 ×100%= Gh (G+G动)h×100%= G G+G动 ×100% = 300 N 300 N+G动 × 100%=60%,解得G动=200N;F大= G人=m人g=60 kg×10 N/kg=600 N, 由F= G+G动 n 得G大=nF大-G动= 3×600N-200N=1600N,η大 = G大 G大+G动×100%= 1 600N 1 600N+200N× 100%≈88.9%。 ［综合素能提升］ 1. C 解析:汽车做匀速运动,重物也 做匀速运动,在重物露出水面前,浮力 大小不变,拉力大小不变,根据P= Fv可知功率不变;在重物露出水面而 没有完全露出水面时,浮力减小,拉力 增大,功率增大;在重物完全露出水面 后,拉力等于重力且保持不变,功率也 不变。故汽车的功率先不变,后增大, 再不变,故C正确。 2. C 解析:由题意可知,运动过程中 克服重力做的功为W有用,克服摩擦力 所做 的 功 为 W额外,W有用 =W额外, W总=W额外+W有用=2W有用,则斜面 的机 械 效 率η= W有用 W总 ×100% = W有用 2W有用×100%=50% ,故C正确。 3. (1) 省力 B (2) 90 30 (3) ① 解析:(1) 为方便提水,根据 题图甲可知,它是按照省力杠杆来设 计的;由于辘轳围绕B 点进行旋转, 可知B 为其支点。(2) 由于大轮与小 轮的半径比为3∶1,当周长为3 m的 大轮转动一圈,小轮也转动一圈,则小 轮转动一圈时提升水桶的距离为 1 m,由于水桶匀速上升,则井绳对水 桶做功W=Gh=90 N×1 m=90 J, 根据图乙,大轮与小轮的半径比为 3∶1,当动力臂为BC时,作用在C点 的力最小,根据杠杆平衡条件可知 FC×lBC=G×lAB,因为lBC=3lAB, 可得最小的力FC=30N。(3) 为了 更省力,开关应选用动力臂较大的,故 应选用①。 4. 83.3% 0.8 变大 不变 解析:由OA=OB3 可得hA∶hB=1∶ 3,η= W有用 W总 ×100%= GhA FhB×100%= G 3F×100%= 6N 3×2.4N×100% ≈ 83.3%。因OB 粗细均匀、质量分布 均匀,C为OB 的中点,当弹簧测力计 缓慢匀速上升hB=0.2m时,重心升 高h杠杆=0.1 m,W有用=GhA=6 N× 1 3×0.2m=0.4J ,W总 =FhB = 2.4N×0.2m=0.48J,W额外=W总- W有用=0.48 J-0.4 J=0.08 J, G杠杆= W额外 h杠杆 = 0.08 J 0.1 m=0.8 N。将弹 簧测力计由B 点移到D 点,阻力臂和 阻力不变,动力臂变小,动力将变大, 杠杆上升的高度不变,则W有用 不变, 克服杠杆重力做的额外功也不变,故 机械效率不变。 5. (1) 将浸没的重物甲缓慢拉离水 面后,玻璃缸对地面的压力 F压 = G水+G缸=1000N+200N=1200N, 玻璃 缸 对 地 面 的 压 强 p= F压 S = 1200N 0.4m2=3000Pa (2) 重物甲浸没 时排开水的体积V排=Sh=0.4m2× 5×10-2m=0.02m3,重物甲浸没在 水中时所受的浮力F浮=ρ水gV排= 1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3= 200N (3) 作出绳子AC 的拉力的 力臂OD,如图所示,由数学知识可知 OD=12AO=OB 。根据杠杆的平衡 条件可得FA×OD=FBmax×OB,解 得FBmax=620N,即施加在B 点的最 大拉力为620N,分析定滑轮的受力 情况可知,FBmax=G滑轮+3F,解得人 对滑轮组上绳的最大拉力F=200N, 分析动滑轮的受力情况可知,2F'= G滑轮+G物,其中每段绳对动滑轮的拉 力F'=F,解得G物=380N,由于G滑轮 是定值,可知当重物越重时,机械效率 越大,则此装置的最大机械效率η= W有用 W总 ×100% = G物h Fs ×100% = G物h F×2h ×100% = G物 2F ×100% = 380N 2×200N×100%=95% (第5题) 第十二章　机械能和内能 一、 机 械 能 第1课时 动能和势能 1. 大于 大于 做功 2. 减小 增大 3. 大 相同 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 31 4. 甲 橡皮泥受力后发生塑性形变, 不会回弹,便于进行比较 5. C 当物体的速度相同时,质量越 大,物体的动能越大 6. C 解析:A选项中的吊灯和B选 项中的大石头,因为静止,所以不具有 动能;因为相对于地面具有高度,所以 具有重力势能。C选项中的飞机,因 为运动,所以具有动能;又因为相对于 地面具有高度,所以还具有重力势能。 D选项中的弹弓,因为静止,所以不具 有动能;因为发生了弹性形变,所以具 有弹性势能。 概念辨析法在判定物体具有 哪种形式的能中的应用 根据物理概念的物理意义和 定义,对一些容易混淆的物理概念 进行辨析的方法,称为概念辨析 法。判定物体具有哪种形式的能 时,要从各种能的定义出发进行思 考,如运动的物体具有动能,被举 高的物体具有重力势能,发生弹性 形变的物体具有弹性势能等。 7. D 解析:喷雾是为了能在抑尘的 同时起到调节气温的作用,A错误;喷 雾车喷出的水雾是由细小水流在高速 气流冲击下形成的更小的雾状水滴, 这个过程中没有发生物态变化,B错 误;喷雾车作业时保持匀速直线运动, 速度和高度不变,质量减小,所以动能 和重力势能均减小,D正确,C错误。 8. B 9. (1) 速度 (2) 转换法 (3) 错误 小球的质量不同(或没有控制小球的 质量相同) (4) 甲 乙 解析:(1) 小 球到达水平面时的速度大小只与小球 从斜面上开始滚下时的高度有关,让 小球从同一斜面上的同一高度由静止 开始滚下,目的是使小球到达水平面 时具有相同的速度。(2) 由于小球具 有的动能大小不易直接观察和测量, 实验中通过比较木块B 被小球撞击 后移动的距离来判断小球具有的动能 大小,这种方法叫作转换法。(3) 研 究动能与速度的关系时,应控制小球 的质量相同。由图乙和图丙可知,小 球的质量不同,违背了控制变量法的 要求。(4) 为了判断动能的大小与物 体质量的关系,应控制物体的速度相 同,只改变物体的质量,故应选择图甲 和图乙。 转换法在探究动能大小与哪些 因素有关实验中的应用 物理学中对于一些不易观测 的物理现象或物理量,通常用一些 与之有关的易于观测的物理现象 或物理量来认识或显示它们,这种 方法称为转换法。本题实验时用 木块被撞击后移动的距离来反映 小球动能的大小,运用了转换法。 10. (1) 重物 (2) A B (3) 错误 没有控制重物下落的高度相同 解析:(1) 本实验的研究对象是重物, 让重物自由下落到平放在细沙表面的 小桌上,通过观察桌腿下陷的深度来 判断重物的重力势能大小,这是转换 法的应用。(2) 在步骤A和B中,重 物的质量相等而下落高度不等,由此 可判断重力势能的大小与重物下落高 度的关系。(3) 小明的观点是错误 的;要探究重力势能大小是否与重物 质量有关,必须在改变重物质量时控 制下落高度相同,而步骤B与C没有 控制重物下落高度相同。 11. A B 解析:A 将纸盒撞得更 远,表明A 推动纸盒做的功更多,滚 到斜面底端时A 的动能更大。因为 A、B 是分别从同一斜面的相同高度 由静止释放的,所以它们滚到斜面底 端时的速度相同,A 的动能大,是因 为它的质量大;因为A、B 的外形相 同,所以它们的体积相同,据ρ= m V 可 知,A 是铜制的,B 是铝制的。 12. (1) 不同 纸盒移动的距离 (2) 不同 (3) AB 之间 解析:(3) 将 小球自A 处由静止释放,小球在AB 之间运动时,水平方向受弹力和摩擦 力作用,动能最大点应对应速度最大 的时刻,即弹力与摩擦力相等的时刻, 故应在AB 之间。 第2课时 动能和势能的 相互转化 1. 0 重力势 不变 2. 动 重力势 减少 3. A 4. C 5. B 做功 乙 解析:实验时应把 B 面紧贴桌面后松手,此时橡皮筋才 能发生弹性形变。橡皮筋发生弹性形 变,对卡片做功,将橡皮筋的弹性势能 转化为卡片的动能。图乙、丙中的两 张卡片,压平后,图乙中橡皮筋的弹性 形变程度大,故可以对外做的功多,故 图乙中卡片可以弹跳得更高一些。 6. A 解析:“魔罐”在滚动的时候具 有动能,向前滚动的过程中,“魔罐”的 动能逐渐转化为橡皮筋的弹性势能, 当“魔罐”的动能减小至零时,橡皮筋 的弹性势能最大,“魔罐”开始折返,在 “魔罐”滚回来的过程中,橡皮筋的弹 性势能减小,“魔罐”的动能增大,则在 折返的过程中,橡皮筋的弹性势能转 化为“魔罐”的动能。综上所述,A符 合题意。 7. B 解析:皮球在下落的过程中,高 度减小,重力势能减小,速度变大,动 能变大,重力势能转化为动能,A错 误;当皮球接触地面时,皮球会发生形 变,皮球的动能转化为皮球的弹性势 能,B正确;皮球的动能越大,转化成 的弹性势能越大,则皮球的形变程度 越大,在地面上形成的圆斑越大,故形 成圆斑A 时皮球接触地面后形变程 度更大,即皮球是从更高处下落的, C、D错误。 8. D 解析:小明斜向上与水平方向 成45°角抛出实心球,球在上升的过程 中,速度不断减小,动能逐渐变小;到 最高点时,球速度最小,但仍然有速 度,具有一定的动能;在下落过程中, 球速度不断增大,动能逐渐变大。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 41 9. B 解析:C点和F 点高度相同,同 一物体质量一定,在这两点的重力势 能相同,B正确;从C 点运动到F 点 的过程中,由于排球与地面发生碰撞, 且E 点的高度低于B 点,故可判断在 此过程中排球的机械能减小,又因C 点和F 点的重力势能相同,则排球在 C点和F 点的动能不同,A错误;从 E 点运动到F 点的过程中,不计空气 阻力,只有重力做功,故机械能守恒, C错误;从D 点运动到E 点的过程 中,弹性势能转化为动能和重力势能, D错误。 机械能的转化和守恒问题 分析要点 (1) 看题干中是否给出“忽略 空气阻力”“忽略一切摩擦”“光滑” 等条件,若给出此类条件,则机械 能守恒;反之,机械能不守恒。 (2) 对于带有运动轨迹的题, 关键是分析运动过程中的最高点 及运动轨迹,这样就能准确判断机 械能是否守恒以及动能和势能是 如何转化的。 10. (1) 2 (2) 动能 空气阻力 (3) 大于 解析:(1) 小球在图中的C 位置时,受到重力和细线施加的拉力, 共2个力的作用。(2) 小球在A→B 的过程中速度不断增加,动能就不断 增加;高度不断降低,重力势能就不断 减少,这个过程中重力势能逐渐转化 为动能。在能量转化的过程中,由于 小球受到空气阻力的作用,其机械能 逐渐减少。(3) 在实验中,小球在A 位置时的动能为0,其机械能以重力 势能的形式存在;在B 位置时的重力 势能为0,其机械能以动能的形式存 在;若换用质量为2m 的小球,其他条 件不变,则在A 位置时质量为2m 的 小球的重力势能(机械能)大于质量为 m 的小球的重力势能(机械能),到达 B 位置时质量为2m 的小球的动能 (机械能)大于质量为m 的小球的动 能(机械能)。 11. b 弹性势能 解析:因为水平杆 光滑,所以小球从a运动到b的过程 中,在水平方向上只受到弹簧向右的 推力的作用,小球的速度增大,动能增 大,弹簧的弹性势能不断转化为小球 的动能;小球从b运动到c的过程中, 在水平方向上只受到弹簧向左的拉力 的作用,小球的速度减小,动能减小, 小球的动能不断转化为弹簧的弹性势 能,综上可知,小球在从a运动到c的 过程中,在b位置时的动能最大。因 为小球的高度不变,小球的重力势能 不变,所以小球动能最大的位置b也 是小球机械能最大的位置。 12. < > 解析:若球从距离地面 的高度为H1处由静止开始沿直线下 落的过程中没有空气阻力,球下落到 1 2H1 处(A 点,题图中未画出)时,重 力势能大小等于初始位置的1 2 ,且球 下落时减小的重力势能全部转化为动 能,球在初始位置的重力势能有1 2 转 化为动能,此时动能和重力势能相等; 由于空气阻力的存在,球下落过程中 减小的重力势能有一部分转化为动 能,另一部分要克服空气阻力做功,所 以球到达A 点时,重力势能减小到初 始位置的1 2 ,但转化为的动能小于此 时球的重力势能,要使球的动能等于 重力势能,球还要继续下落,所以 h1< 1 2H1 。同理,若球从地面反弹 到高度为H2处的过程中没有空气阻 力,球上升到1 2H2 处(B 点,题图中 未画出)时,增大的重力势能大小等于 最高点的1 2 ,且球上升过程中减小的 动能全部转化为重力势能,此时球的 动能和重力势能相等;但由于空气阻 力的存在,球上升时减小的动能有一 部分转化为重力势能,另一部分要克 服空气阻力做功,所以球到达B 点 时,动能大于此时的重力势能,要使球 的重力势能等于动能,球应继续上升, 所以h2> 1 2H2 。 专题特训三　机械能的 分析与求解 1. 动 变小 2. 不是 先变大后变小 小于 是 解析:小球从最高点下落到与弹簧刚 接触的阶段,重力势能转化为动能,动 能增大;由图乙知,t1时刻弹力F=0, 此时小球刚接触弹簧,t2 时刻弹力F 达到最大值80N,此时弹簧发生的形 变最大,小球到达最低点;t1~t2 时间 段内,弹力F 逐渐增大,在F 未增大 到50N阶段,G>F,小球加速向下, 小球的动能增大,当F=50N时,F= G,小球的速度最大,动能最大,此后 由于F>G,小球减速向下,小球的动 能减小,由上述分析可知,t1 时刻小 球的动能不是最大的,小球从最高点 到最低点的运动过程中,动能的变化 情况是先变大后变小。由图乙知, t3时刻弹力F=0,此时弹簧刚好恢 复原状,t2~t3时间段内,弹簧的弹性 势能转化为小球的动能和重力势能。 小球增加的动能小于弹簧减少的弹性 势能。由图乙知,小球上下运动的过 程中每次弹力达到最大时值都相等, 说明小球和弹簧总的机械能守恒。 3. C 解析:由图可以看出每次发声 的时间间隔不相等,A错误;每次发声 的时间间隔逐渐变小,说明乒乓球上 升的高度越来越小,整个过程中乒乓 球的机械能变小,B错误;乒乓球的机 械能越来越小,则乒乓球每次弹起时 的动能依次减小,乒乓球每次与台面 碰撞时的弹性势能越来越小,故最大 形变程度越来越小,C正确,D错误。 4. 2∶1 2∶1 2∶9 解析:在弹簧 下悬挂物体,静止时,物体受到的弹力 F 与重力G 二力平衡,F=G,据题有 F1″=F2″,由F=kΔx可得Δx= F k , 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 51