第2节 机械能 第1课时（分层作业）科学浙教版九年级上册

第2节 机械能 第1课时（分层作业） 目录 【A 夯基础】 1 一、动能及其影响因素 1 二、势能及其影响因素 3 【B 提能力】 .5 【C 链中考】 .9 一、动能及其影响因素 1. 洒水车在清洁杭州市街道卫生环境中起到了很重要的作用，洒水车在水平路面上进行洒水作业时保持匀速行驶，则洒水车发动机的牵引力如何改变，洒水车的动能将如何改变（　　） A．牵引力不变，动能不变 B．牵引力不变，动能减小 C．牵引力减小，动能不变 D．牵引力减小，动能减小 【答案】C 【详解】当洒水车工作时，自身重力不断减小，对地面的压力不断减小，那么它受到的摩擦力不断减小。当它做匀速直线运动时，牵引力和摩擦力相互平衡，因此牵引力减小；洒水的过程中，速度不变，质量减小，因此动能减小，故C正确，ABD错误。 故选C。 2. 如图为我国长征八号运载火箭升空时的画面。在火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（　　） A．动能增大，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小 C．动能减小，重力势能增大 D．动能不变，重力势能增大 【答案】A 【详解】在火箭加速升空过程中，其质量不变，速度变大，高度变大，所以动能增大，重力势能增大，故A正确，BCD错误。 故选A。 3. 如图所示为喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，关于喷药无人机的能量变化情况，下列说法正确的是（　　） A．动能减少，重力势能不变 B．动能不变，重力势能不变 C．动能减少，机械能减少 D．动能不变，机械能不变 【答案】C 【分析】动能的大小与质量和速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关。 【详解】喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，无人机质量变小，速度不变，高度不变，因此无人机动能变小，重力势能变小，因为无人机的机械能=动能+重力势能，所以无人机的机械能变小，故C正确，ACD错误。 故选C。 4. 雾炮车利用高压装置向天空喷水，使灰尘快速沉降，净化空气。在高温天气时，还可以起到降温的作用。如图所示是雾炮车在马路上工作的情景。雾炮车在水平路面上匀速行驶并向天空喷水时，雾炮车的（　　） A．势能不变 B．动能不变 C．动能减小 D．机械能不变 【答案】C 【详解】雾炮车在水平路面上匀速行驶并向天空喷水时，质量不断减小，速度不变，动能减小；高度不变，重力势能变小，机械能为动能和势能的和，所以机械能减小，故C正确，ABD错误。 故选C。 二、势能及其影响因素 5. 下列亚运会项目中主要利用弹性势能的是（　　） A．场地自行车 B．射箭 C．滑板 D．举重 【答案】B 【详解】射箭需要拉弯弓，弓发生弹性形变而具有弹性势能；场地自行车、滑板、举重都没有利用弹性形变产生的弹性势能，故B正确，ACD错误。 故选B。 6. 如图，甲、乙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，乙以与水平面成一定角度、大小也是v的速度斜向右上抛出。上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能和重力势能，正确的是（　　） A．动能： B．动能： C．重力势能： D．重力势能： 【答案】C 【详解】AB．甲、乙是完全相同的小球，质量相同开始时，速度相同，则动能大小相同，甲小球到达最高点时，速度为0，则动能为0，乙小球到达最高点时，在水平方向上速度不为0，则动能大于0，所以甲小球的动能小于乙小球的动能，即E甲<E乙，故AB错误； CD．甲、乙是完全相同的小球，质量相同，开始时，高度为0，所以重力势能都为0；不计空气阻力和一切摩擦，小球的机械能守恒，甲，乙两个小球都到达最高点时，机械能相等甲小球的动能小于乙小球的动能， 所以甲小球的重力势能大于乙小球的重力势能，故C正确，D错误。 故选C。 7. 在自由式滑雪比赛中，运动员的重心轨迹如图所示，图中各点中运动员的重力势能最大的是（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 【答案】A 【详解】由图知，a点位置最高，而质量不变，故运动员的重力势能最大的是a点。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8. 如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，则（　　） A．t1~t2时刻小球所受合力方向一直竖直向下 B．在t1~t2间的某个时刻小球动能最大 C．在t3时刻，弹簧的弹性势能最大 D．t1~t2这段时间内，小球速度一直变大 【答案】B 【详解】ABD．由题意和图示知道，t1时刻小球刚接触弹簧，此时弹力为0；小球继续向下运动，弹力逐渐变大，但开始一段时间内弹力小于重力（合力方向向下），所以小球先做加速运动，动能变大；当弹力等于重力，此时的速度最大，动能最大；继续向下运动，弹力大于重力（合力方向向上），则小球做减速运动；在t2时刻弹力最大，弹簧的形变程度最大（小球在最低点），此时小球的速度为0，所以小球动能最大处在t1时刻到t2时刻之间，故B符合题意， AD不符合题意； C．弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关；t2时刻弹簧的形变程度最大，弹性势能最大，故C不符合题意。 故选B。 9. 在排球比赛中，小王同学按下图方式将排球踮起，随后被小李同学在最高点扣球击回落地为团队拿下一分，在该过程中排球重力势能E随时间t变化的图像最接近下列选项中的（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】如图所示，小王将排球踮起时，排球离地面有一定高度，此时具有重力势能，排球上升过程中高度不断增加，重力势能增加，当小李将球扣向地面时，球的高度减小，重力势能减小，直到变化为0，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 10. 下图为初中科学中用到斜面的两个经典实验：研究牛顿第一定律（图1）和研究影响动能大小的因素（图2）。这两个实验中，均未用到的科学方法是（　　） A．转换法 B．类比法 C．实验推理法 D．控制变量法 【答案】B 【详解】研究牛顿第一定律时，根据物体受到的阻力越小，持续运动的时间越长，推理得出：如果运动的物体不受力，将一直做匀速直线运动，采用的是实验推理法；同时也控制了物体到达水平面的速度相同，用到了控制变量法；体受到的阻力大小是通过小车在平面上运动的距离得到的，用到了转换法。 研究影响动能大小的因素的实验中：使用了转换法，将钢球的动能转化为木块被推动距离的远近；由图2乙实验可知，平面越光滑，小球受到的阻力越小，运动的距离越远，因此可以推理，在理想情况下，运动的物体若不受阻力，则速度将不会改变，一直做匀速直线运动，用到了实验推理法；影响物体动能大小的因素有两个：物体的质量和速度，根据控制变量法，研究动能大小与物体质量之间的关系时，要控制物体速度相同，改变质量大小，同理，研究动能大小与物体速度之间的关系时，要控制物体质量相同，改变速度大小。 综上，二者均未用到的科学方法是类比法，二者均用到的科学方法是转换法、实验推理法、控制变量法，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 11. 如图甲所示，小球从某高处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹餐压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球到达 （选填“a”、“b”或“c”）点时，弹簧的弹性势能最大。小球到达 （选填“a”、“b”或“c”）时，小球的动能最大。小球到达b点时 （选填“是”或“否”）处于平衡状态。 【答案】 c b 是 【详解】[1]小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧，从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，弹簧形变程度逐渐变大，在c点时弹簧的形变程度最大，弹性势能最大。 [2]由图像可知，小球速度先变大，后变小，小球质量不变，b点时的速度是最大的，所以此时小球的动能最大。 [3]小球从a到b的过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大；随弹簧压缩量增大，弹力越来越大，当小球到达b点时，弹力与重力相等，两力是一对平衡力，处于平衡状态，小球的速度达到最大值。 12. 如图是研究重力势能大小跟哪些因素有关的实验。质量分别为和（＞）的小球A、B从一定的高度自由释放，落在沙盘内的细沙中，测出小球撞出的沙坑的深度。下表是实验过程中记录的数据。请回答下列问题： 实验序号 小球 高度（cm） 沙坑的深度（cm） 1 A 80 3.4 2 A 40 2.1 3 B 80 2.5 （1）实验中要求A、B两球的 要相同。 （2）两个小球的质量相差 （选填“大”或“小”）一些，有利于结论的得出。 （3）若要研究重力势能大小与物体质量的关系，则应选择实验 （填实验序号）进行对照。 【答案】（1）体积 （2）大 （3）1、3 【详解】（1）实验中让小球落在沙盘内的细沙中，测出小球撞出的沙坑的深度，通过沙坑的深度来反映重力势能的大小，要求A、B两球的体积相同。 （2）两个小球的质量相差大一些，小球落在沙盘内的细沙中，撞出的沙坑的深度对比度比较大，有利于结论的得出。 （3）要研究重力势能大小与物体质量的关系，保持高度不变，改变物体的质量，选择实验1、3进行对照。 13. 为了探究物体动能的大小可能与哪些因素有关，小科做了如图甲所示的实验，让钢球从同一光滑斜面上由静止滚下，撞击水平板上的木块。 （1）图甲实验中通过观察 来判断物体动能的大小。 （2）小衢认为小科的实验装置有许多不足，他用带凹槽轨道对装置进行了改进，如图乙所示。使用凹槽轨道的优点是 。 （3）小衢在实验中尝试用多个挡板（上端用热熔胶固定在支架上）替代图甲实验中的木块，以便更好地比较动能大小。你认为下列物品中适合制作挡板的是（　　） A．弹性铁片 B．橡皮泥 C．硬木板 D．弹性塑料片 （4）本实验运用了转换法，请你在所学的实验中写出一种运用转换法的实验名称 。 【答案】（1）木块移动的距离 （2）能使小球准确地撞击到目标物 （3）AD （4）探究电磁铁磁性强弱的影响因素 【详解】（1）根据转换法，实验中是利用钢球撞击木块后木块移动的距离表示钢球的动能。 （2）由实验装置可知，小球放置在带凹槽的轨道上，小球不会脱轨，能使小球准确地撞击到目标物。 （3）AD．弹性铁片、弹性塑料片受到撞击后发生弹性形变，由形变程度不同来确定动能的大小，故AD符合题意； B．橡皮泥受到撞击后发生的不是弹性形变，但不易比较形变程度，故B不符合题意； C．硬木板受到撞击后形变不明显，不能比较形变程度，故C不符合题意。 故选AD。 （4）本实验运用了转换法，中学阶段也运用转换法的实验有：探究电磁铁磁性强弱的影响因素，根据吸引大头针的数目来表示磁性的强弱。 14．（2023·浙江衢州·中考真题）小科用如图装置研究动能大小的影响因素。 （1）将质量不同的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小，这样做的目的是为了研究动能大小与 的关系； （2）木块向前移动一段距离后停止，这一过程中木块的机械能转化为 能。 【答案】 质量大小 内 【详解】（1）[1]将质量不同的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，小钢球到达水平面的速度相同，可以探究动能与质量的关系。 （2）[2]木块向前移动一段距离后停止，是受到了摩擦力的作用，克服摩擦做功，将机械能转化为内能。 15.（2023·浙江·中考真题）下图所示，把小球从O点（平衡位置）沿水平光滑杆拉到A点。放开后小球在O点两侧来回振动（即位置从x到-x不断往复）。对小球振动的快慢，小科提出了如下猜想： 猜想一：小球振动的快慢与它被拉离O点的距离x有关； 猜想二：小球振动的快慢与它的质量m有关。 实验序号 OA距离x/cm 小球质量m/g 振动30次所用的时间t/s 1 4 50 30 2 6 50 30 3 8 50 30 （1）现有固定支架、弹簧、质量不同的小球、刻度尺等器材。为完成本实验，还需要的器材是 ； （2）小科实验探究的部分数据记录如上表。分析表格中的数据，可得出结论： ； （3）作出小球在A-O-B过程中弹性势能（E）与位置S变化的关系图（如图）； （4）为研究另一猜想进行实验探究时，需取除质量不同（30g，40g，50g）外其余条件都相同的三个小球，固定在弹簧一段，弹簧另一端固定在墙上。接下去应采取的操作是 。 【答案】（1）秒表，天平 （2）小球振动的快慢与它被拉离O点的距离无关 （3） （4）拉离距O点相同的距离，记录小球振动30次所用的时间，比较小球振动的快慢 【详解】（1）要探究小球振动快慢的影响因素，测量振动30次所用的时间，所以需要秒表。由于要探究小球振动的快慢与它的质量m是否有关，需要质量不同的小球，所以需要天平。 （2）当小球质量相同时，改变到O点的距离，小球来回振动所需的时间不变，所以小球振动的快慢与它被拉离O点的距离x无关。 （3）放开后小球在O点两侧来回振动（即位置从x到-x不断往复）。小球来回振动的弹性势能（E）与位置S变化距离关于O点对称，图像如下图 （4）要探究小球振动的快慢与它的质量m有关，由控制变量法知道，接下去应采取的操作是：拉离距O点相同的距离，记录小球振动30次所用的时间，比较小球振动的快慢。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 机械能 第1课时（分层作业） 目录 【A 夯基础】 1 一、动能及其影响因素 1 二、势能及其影响因素 2 【B 提能力】 .4 【C 链中考】 .6 一、动能及其影响因素 1. 洒水车在清洁杭州市街道卫生环境中起到了很重要的作用，洒水车在水平路面上进行洒水作业时保持匀速行驶，则洒水车发动机的牵引力如何改变，洒水车的动能将如何改变（　　） A．牵引力不变，动能不变 B．牵引力不变，动能减小 C．牵引力减小，动能不变 D．牵引力减小，动能减小 2. 如图为我国长征八号运载火箭升空时的画面。在火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（　　） A．动能增大，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小 C．动能减小，重力势能增大 D．动能不变，重力势能增大 3. 如图所示为喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，关于喷药无人机的能量变化情况，下列说法正确的是（　　） A．动能减少，重力势能不变 B．动能不变，重力势能不变 C．动能减少，机械能减少 D．动能不变，机械能不变 4. 雾炮车利用高压装置向天空喷水，使灰尘快速沉降，净化空气。在高温天气时，还可以起到降温的作用。如图所示是雾炮车在马路上工作的情景。雾炮车在水平路面上匀速行驶并向天空喷水时，雾炮车的（　　） A．势能不变 B．动能不变 C．动能减小 D．机械能不变 二、势能及其影响因素 5. 下列亚运会项目中主要利用弹性势能的是（　　） A．场地自行车 B．射箭 C．滑板 D．举重 6. 如图，甲、乙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，乙以与水平面成一定角度、大小也是v的速度斜向右上抛出。上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能和重力势能，正确的是（　　） A．动能： B．动能： C．重力势能： D．重力势能： 7. 在自由式滑雪比赛中，运动员的重心轨迹如图所示，图中各点中运动员的重力势能最大的是（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 8. 如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，则（　　） A．t1~t2时刻小球所受合力方向一直竖直向下 B．在t1~t2间的某个时刻小球动能最大 C．在t3时刻，弹簧的弹性势能最大 D．t1~t2这段时间内，小球速度一直变大 9. 在排球比赛中，小王同学按下图方式将排球踮起，随后被小李同学在最高点扣球击回落地为团队拿下一分，在该过程中排球重力势能E随时间t变化的图像最接近下列选项中的（　　） A． B． C． D． 10. 下图为初中科学中用到斜面的两个经典实验：研究牛顿第一定律（图1）和研究影响动能大小的因素（图2）。这两个实验中，均未用到的科学方法是（　　） A．转换法 B．类比法 C．实验推理法 D．控制变量法 11. 如图甲所示，小球从某高处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹餐压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球到达 （选填“a”、“b”或“c”）点时，弹簧的弹性势能最大。小球到达 （选填“a”、“b”或“c”）时，小球的动能最大。小球到达b点时 （选填“是”或“否”）处于平衡状态。 12. 如图是研究重力势能大小跟哪些因素有关的实验。质量分别为和（＞）的小球A、B从一定的高度自由释放，落在沙盘内的细沙中，测出小球撞出的沙坑的深度。下表是实验过程中记录的数据。请回答下列问题： 实验序号 小球 高度（cm） 沙坑的深度（cm） 1 A 80 3.4 2 A 40 2.1 3 B 80 2.5 （1）实验中要求A、B两球的 要相同。 （2）两个小球的质量相差 （选填“大”或“小”）一些，有利于结论的得出。 （3）若要研究重力势能大小与物体质量的关系，则应选择实验 （填实验序号）进行对照。 13. 为了探究物体动能的大小可能与哪些因素有关，小科做了如图甲所示的实验，让钢球从同一光滑斜面上由静止滚下，撞击水平板上的木块。 （1）图甲实验中通过观察 来判断物体动能的大小。 （2）小衢认为小科的实验装置有许多不足，他用带凹槽轨道对装置进行了改进，如图乙所示。使用凹槽轨道的优点是 。 （3）小衢在实验中尝试用多个挡板（上端用热熔胶固定在支架上）替代图甲实验中的木块，以便更好地比较动能大小。你认为下列物品中适合制作挡板的是（　　） A．弹性铁片 B．橡皮泥 C．硬木板 D．弹性塑料片 （4）本实验运用了转换法，请你在所学的实验中写出一种运用转换法的实验名称 。 14．（2023·浙江衢州·中考真题）小科用如图装置研究动能大小的影响因素。 （1）将质量不同的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小，这样做的目的是为了研究动能大小与 的关系； （2）木块向前移动一段距离后停止，这一过程中木块的机械能转化为 能。 15.（2023·浙江·中考真题）下图所示，把小球从O点（平衡位置）沿水平光滑杆拉到A点。放开后小球在O点两侧来回振动（即位置从x到-x不断往复）。对小球振动的快慢，小科提出了如下猜想： 猜想一：小球振动的快慢与它被拉离O点的距离x有关； 猜想二：小球振动的快慢与它的质量m有关。 实验序号 OA距离x/cm 小球质量m/g 振动30次所用的时间t/s 1 4 50 30 2 6 50 30 3 8 50 30 （1）现有固定支架、弹簧、质量不同的小球、刻度尺等器材。为完成本实验，还需要的器材是 ； （2）小科实验探究的部分数据记录如上表。分析表格中的数据，可得出结论： ； （3）作出小球在A-O-B过程中弹性势能（E）与位置S变化的关系图（如图）； （4）为研究另一猜想进行实验探究时，需取除质量不同（30g，40g，50g）外其余条件都相同的三个小球，固定在弹簧一段，弹簧另一端固定在墙上。接下去应采取的操作是 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $