第2节 机械能 第2课时（分层作业）科学浙教版九年级上册

第2节 机械能 第2课时（分层作业） 目录 【A 夯基础】 1 一、动能和势能的转化与守恒 1 【B 提能力】 .4 【C 链中考】 .5 一、动能和势能的转化与守恒 1. 2024年9月25日，中国东风洲际导弹划破天际，如图所示，其飞行过程分为初段（燃烧储存的燃料，加速上升）、中段（发动机关闭，依靠惯性飞行，、两点距离地面等高）、末段（发动机再次打开，加速俯冲）。下列有关东风洲际导弹的说法中错误的是（　　） A．在初段机械能来自于燃料的化学能 B．在最高点动能为零 C．在段机械能不守恒 D．在末段重力势能减小 2. 将甲、乙、丙三个相同的小球，从光滑斜面的顶端A点同时静止滑下，如图所示。实验发现，乙小球第一个到达底部B点，丙小球第二个到达底部B点，甲小球第三个到达底部B点，不计空气阻力，下列关于小球通过底部时的速度，说法正确的是（　　） A．v甲＞v乙＞v丙 B．v乙＞v甲＞v丙 C．v丙＞v乙＞v甲 D．v甲＝v乙＝v丙 3. 如图为桌球运动员击打白球后，白球撞击黑球的运动轨迹图，其中乙和丁点为两球撞击后的瞬间。最终分别停留在丙点和戊点。假设黑白两球完全一样，桌面粗糙程度相同。下列有关不同点对应小球机械能大小关系正确的是（　　） A．乙＜丁 B．乙戊 C．甲=乙+丁 D．丙>戊 4. 如图所示，小球A沿着粗糙的曲面加速向下滚动的过程中，小球A的（　　） A．动能不变，重力势能不变，机械能不变 B．动能不变，重力势能变小，机械能变小 C．动能变大，重力势能变小，机械能不变 D．动能变大，重力势能变小，机械能变小 5. 北京时间2024年8月10日，巴黎奥运会跳水项目收官，中国队跳水“梦之队”历史上首次在奥运会上包揽所有8个跳水项目的金牌，完美收官。如图，跳板跳水运动有起跳、腾空、下落、入水几个阶段，下列说法正确的是（　　） A．起跳时，运动员的重力势能为0 B．运动员离开跳板后能继续上升是因为受到惯性的作用 C．运动员起跳瞬间，跳板的弹性势能转化为运动员的动能 D．运动员下落过程中动能主要转化为重力势能 6. 如图所示把一个内表面光滑的圆碗固定在水平桌面上。将一个小球从碗的一侧边缘由静止释放。则小球（　　） A．不能到达碗的另一侧边缘 B．到达碗底时就会静止不动 C．到达碗的另一侧边缘时速度为零 D．能到达碗的另一侧边缘并从碗中飞出 7. 节假日，在公园能欣赏到美丽的喷泉，随着音乐的节奏，喷洒出高低不同的水柱，如图。下列有关说法错误的是（　　） A．在上升过程中水的动能减小 B．在下落过程中水的势能减小 C．离开水面时具有的动能越大，水就会喷得越高 D．到最高点后不能继续升高，是由于水受力平衡 8. 如图所示的四个情境中，关于能量与能量的转化说法正确的是（　　） A．运动员被蹦床弹起，离开床面继续上升，运动员的动能增大 B．小球从C点向点B运动时，动能转化为重力势能 C．向下荡秋千时，摆动腿部降低重心，即使没人推动也会更快 D．卫星从远地点向近地点运动时，速度减小，动能减小 9. 篮球运球投篮是杭州体育中考的项目之一。被抛出后的篮球运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。 （1）篮球由a运动到b的过程中，势能逐渐 （填“减小”、“不变”或“增大”），运动到最高点b时，其动能为 （填“零”或“非零”）。 （2）篮球在a点的动能_ 在c点的动能（填“<”“=”或“>”）。 10. 如图是皮球落地后弹起过程中，每隔相同时间曝光一次所拍摄的照片。 （1）皮球离开地面上升的过程中，重力势能如何变化 。 （2）A、B两点等高，A点的动能 B点的动能（填“＜”“=”或“＞”） （3）在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使完全相同的皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色小圆斑C和大圆斑D，球从较高处下落形成的圆斑是 （填C或D）。 11. 用手将一重为1N的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后铁球从A位置开始向下运动，B位置铁球所受的重力等于弹簧所施加的弹力，C位置是小球到达的最低点。小球在C位置时处于 （填“平衡”或“非平衡”）状态。小球到达 （填“AB之间”“B”或“BC之间”）时速度最大；整个过程不计能量损耗，小球的机械能 。（填“守恒”或“不守恒”） 12. 小金在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动。 该同学想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？ 他设计了下述实验方案：将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h1，如图乙所示。释放A球，A球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h2。再将A球置于轨道左端斜面上同一处静止，将B球静置于轨道的水平部分，如图丙所示。释放A球，A球撞击B球后，A球静止，B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h3通过比较h2与h3的大小关系即可作出判断。 （1）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了 。 （2）vA表示碰撞前瞬间A球运动速度，vB表示B球被撞后开始运动的速度。若vA=vB，则h2，h3的大小关系是 。 （3）在实际实验中，测出的h2，h3总小于h1，则导致这一现象的原因 。 （4）分析实验之后，小金改用摩擦更小的实验装置重复实验，预测h2'，h3'的值将 （选填“大于”“小于”或“等于”）原先测定的值。通过实验查阅资料，他发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象。 13．（2023·浙江杭州·中考真题）小金将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落，不计空气阻力。小球从离开手后到落回手中之前，此过程中能量变化的分析，正确的是（　　） A．动能先增大后减小 B．势能先减小后增大 C．机械能先减小后增大 D．机械能保持不变 14. （2024·浙江·中考真题）某同学通过斜面实验认识能量、运动和力的关系（如图，A、B两点等高）。忽略摩擦及空气阻力，小滑块由静止滑下，下列说法错误的是（　　） A．小滑块下滑过程中机械能守恒 B．小滑块上升过程中内能不断增加 C．小滑块从A点静止滑下，能到达B点 D．小滑块起始位置越高，到达斜面底端速度越大 15.（2025·浙江·中考真题）如图甲所示，在高铁站，离站台边缘一定距离的地方有一块黄色区域，人必须站在黄色区域以外的地方候车。这是因为列车进站时车厢附近空气流速大、压强 ，乘客若离列车很近会被“推”向列车，从而发生危险。为了充分利用能量，某地高铁站火车进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。如图乙所示，进站上坡前关闭发动机，列车由于具有 冲上缓坡，这样设计可以让列车无动力滑行，进站时将动能转化为 能储存起来。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 机械能 第2课时（分层作业） 目录 【A 夯基础】 1 一、动能和势能的转化与守恒 1 【B 提能力】 .6 【C 链中考】 .8 一、动能和势能的转化与守恒 1. 2024年9月25日，中国东风洲际导弹划破天际，如图所示，其飞行过程分为初段（燃烧储存的燃料，加速上升）、中段（发动机关闭，依靠惯性飞行，、两点距离地面等高）、末段（发动机再次打开，加速俯冲）。下列有关东风洲际导弹的说法中错误的是（　　） A．在初段机械能来自于燃料的化学能 B．在最高点动能为零 C．在段机械能不守恒 D．在末段重力势能减小 【答案】B 【详解】A．在初段燃烧储存的燃料，加速上升，将燃料燃烧的化学能转化为导弹的机械能，故A正确，不符合题意； B．在最高点有向前的速度，动能不为零，故B错误，符合题意； C．在ab段导弹位于大气层内，飞行过程中，与空气摩擦生热，一部分机械能转化为内能，机械能减小，在段机械能不守恒，故C正确，不符合题意； D．末段发动机再次打开，加速俯冲，质量不变，高度减小，重力势能减小，故D正确，不符合题意。 故选B。 2. 将甲、乙、丙三个相同的小球，从光滑斜面的顶端A点同时静止滑下，如图所示。实验发现，乙小球第一个到达底部B点，丙小球第二个到达底部B点，甲小球第三个到达底部B点，不计空气阻力，下列关于小球通过底部时的速度，说法正确的是（　　） A．v甲＞v乙＞v丙 B．v乙＞v甲＞v丙 C．v丙＞v乙＞v甲 D．v甲＝v乙＝v丙 【答案】D 【详解】将甲、乙、丙三个相同的小球，从光滑斜面的顶端A点同时静止滑下，由于高度和初速度都相同，则机械能是相同的；不计空气阻力，三个小球的机械能是守恒的，所以三个小球通过底部时的速度时，由于高度相同，重力势能相同，则动能相同，速度相同，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3. 如图为桌球运动员击打白球后，白球撞击黑球的运动轨迹图，其中乙和丁点为两球撞击后的瞬间。最终分别停留在丙点和戊点。假设黑白两球完全一样，桌面粗糙程度相同。下列有关不同点对应小球机械能大小关系正确的是（　　） A．乙＜丁 B．乙戊 C．甲=乙+丁 D．丙>戊 【答案】A 【详解】A．乙和丁点为两球撞击后的瞬间，最终分别停留在丙点和戊点，由图可知碰撞后黑球滚动的距离大于白球，且两球完全相同则可知碰撞后黑球克服摩擦力做的功更多，说明碰撞后的瞬间黑球的机械能大于白球，即乙＜丁，故A正确； B．黑白两球完全一样，高度相同，故重力势能相同且不变。乙点白球具有动能，戊点黑球静止，动能为0，故乙点白球的机械能大于戊点黑球，即乙>戊，故B错误； C．白球从甲点运动到乙点，一部分动能转化为内能，在乙点撞击黑球后，一部分动能传递给黑球，所以白球在甲点的机械能大于白球在乙点的机械能与黑球在丁点的机械能之和，即甲>乙+丁， 故C错误； D．白球和黑球最终分别停留在丙点和戊点，所以白球在丙点和黑球在戊点的机械能相等，即丙=戊，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，小球A沿着粗糙的曲面加速向下滚动的过程中，小球A的（　　） A．动能不变，重力势能不变，机械能不变 B．动能不变，重力势能变小，机械能变小 C．动能变大，重力势能变小，机械能不变 D．动能变大，重力势能变小，机械能变小 【答案】D 【详解】小球A沿着粗糙的曲面加速向下滚动的过程中，小球的质量不变，高度变小，则重力势能变小，同时速度变大，则动能变大。由于小球A在滚动的过程中受摩擦力的作用，小球克服摩擦力做功，所以一部分机械能会转化为内能，故机械能变小，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 5. 北京时间2024年8月10日，巴黎奥运会跳水项目收官，中国队跳水“梦之队”历史上首次在奥运会上包揽所有8个跳水项目的金牌，完美收官。如图，跳板跳水运动有起跳、腾空、下落、入水几个阶段，下列说法正确的是（　　） A．起跳时，运动员的重力势能为0 B．运动员离开跳板后能继续上升是因为受到惯性的作用 C．运动员起跳瞬间，跳板的弹性势能转化为运动员的动能 D．运动员下落过程中动能主要转化为重力势能 【答案】C 【详解】A．起跳时，运动员具有一定的高度，其质量不为0，所以重力势能不为0，故A错误； B．惯性不是力，不能说“受到惯性的作用”，故B错误； C．运动员起跳瞬间，跳板发生弹性形变具有弹性势能，在恢复原状的过程中，将弹性势能转化为运动员的动能，使运动员获得向上的速度，故C正确； D．运动员下落过程中速度增大，则动能增大，高度降低，则重力势能减小，重力势能主要转化为动能，故D错误。 故选C。 6. 如图所示把一个内表面光滑的圆碗固定在水平桌面上。将一个小球从碗的一侧边缘由静止释放。则小球（　　） A．不能到达碗的另一侧边缘 B．到达碗底时就会静止不动 C．到达碗的另一侧边缘时速度为零 D．能到达碗的另一侧边缘并从碗中飞出 【答案】C 【详解】A．圆碗内表面光滑，所以机械能守恒，故小球可以到达碗的另一侧边缘相同的高度，故A错误，不符合题意； B．到达碗底时，重力势能转化为动能，其速度最大，不会静止不动，故B错误，不符合题意； C D．圆碗表面光滑，小球从碗的一侧边缘由静止释放，到达碗的另一侧边缘的过程中，重力势能先全部转化为动能，再动能全部转化为重力势能，故在碗的另一侧边缘其速度为零，不会从碗中飞出，故D错误，不符合题意，C正确，符合题意。 故选C。 7. 节假日，在公园能欣赏到美丽的喷泉，随着音乐的节奏，喷洒出高低不同的水柱，如图。下列有关说法错误的是（　　） A．在上升过程中水的动能减小 B．在下落过程中水的势能减小 C．离开水面时具有的动能越大，水就会喷得越高 D．到最高点后不能继续升高，是由于水受力平衡 【答案】D 【详解】AB．在上升过程中，高度增大，速度减小，因而水的动能减小，在下落过程中高度减小，水的势能减小，故AB正确，不符合题意； C．离开水面时具有的动能越大，在上升过程转化成的重力势能越大，水就会喷得越高，故C正确，不符合题意； D．到最高点后竖直方向的速度为0，只受到重力作用，因而水受力不平衡，很快会加速下落，故D错误，符合题意。 故选D。 8. 如图所示的四个情境中，关于能量与能量的转化说法正确的是（　　） A．运动员被蹦床弹起，离开床面继续上升，运动员的动能增大 B．小球从C点向点B运动时，动能转化为重力势能 C．向下荡秋千时，摆动腿部降低重心，即使没人推动也会更快 D．卫星从远地点向近地点运动时，速度减小，动能减小 【答案】C 【详解】A．运动员从最低点运动到离开蹦床过程中，当重力等于弹力时，速度最大，之后速度减小，所以动能先增大后减小，故A错误； B．小球从C点到B点过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小；速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，故B错误； C．向下荡秋千时，摆动腿部降低重心，将更多的重力势能转化为动能，所以即使没人推动也会更快，故C正确； D．卫星从远地点向近地点运动时，质量不变，高度减小，即重力势能减小，则重力势能转化为动能，所以动能增大，速度增大，故D错误。 故选C。 9. 篮球运球投篮是杭州体育中考的项目之一。被抛出后的篮球运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。 （1）篮球由a运动到b的过程中，势能逐渐 （填“减小”、“不变”或“增大”），运动到最高点b时，其动能为 （填“零”或“非零”）。 （2）篮球在a点的动能_ 在c点的动能（填“<”“=”或“>”）。 【答案】（1） 增大 非零 （2）＞ 【详解】（1）[1][2]篮球由a运动到b的过程中，质量不变，速度减小，动能减小，高度升高，重力势能增加，动能转化成重力势能，篮球的势能逐渐增大；运动到最高点b时，篮球在竖直方向的速度为0，在水平方向的速度不为0，其动能为非零。 （2）由图知，篮球每次上升到最高点的高度越来越低，说明篮球的机械能不守恒，由于受到空气阻力，篮球的机械能越来越小；由此可知，篮球在a点的机械能小于c点的机械能，a、c两点的高度相同，重力势能相同，因此篮球在a点的动能大于在c点的动能。 10. 如图是皮球落地后弹起过程中，每隔相同时间曝光一次所拍摄的照片。 （1）皮球离开地面上升的过程中，重力势能如何变化 。 （2）A、B两点等高，A点的动能 B点的动能（填“＜”“=”或“＞”） （3）在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使完全相同的皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色小圆斑C和大圆斑D，球从较高处下落形成的圆斑是 （填C或D）。 【答案】（1）增大 （2）＞ （3）D 【详解】（1）皮球离开地面上升的过程中，速度变小，高度增加，所以重力势能增大。 （2）由图知，小球在A、B两点的高度相等，质量也没变，根据重力势能的影响因素可知：小球在A、B两点的重力势能相等； 由图可知，小球弹跳的高度越来越低，这说明在势能和动能的转化过程中有一部分机械能的损失了，所以，小球在A位置的机械能大于B位置时的机械能，则在A、B两位置重力势能相等的情况下，A位置的动能大于B位置的动能。 （3）从图中C、D的印迹看出，D球的形变大，说明它原有的重力势能大；在质量相同的情况下，高度越高，重力势能越大，下落过程中转化的动能就越大，接触地面后进而转化获得的弹性势能也就越大，从而皮球的形变程度越大，所以球从较高处下落形成的圆斑是图中的D。 11. 用手将一重为1N的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后铁球从A位置开始向下运动，B位置铁球所受的重力等于弹簧所施加的弹力，C位置是小球到达的最低点。小球在C位置时处于 （填“平衡”或“非平衡”）状态。小球到达 （填“AB之间”“B”或“BC之间”）时速度最大；整个过程不计能量损耗，小球的机械能 。（填“守恒”或“不守恒”） 【答案】 非平衡 B 不守恒 【详解】[1]小球在C位置时受到的弹力大于小球的重力，此时小球不处于平衡状态。 [2]小球在AB之间，重力大于弹力，小球向下做加速运动，当到达B点时，小球受到的重力和弹力相等，此时速度最大，当小球继续向下运动时，由于弹力大于重力会做减速运动。 [3]整个过程若不计能量损耗，小球的机械能与弹簧的弹性势能之间不断发生转化，系统的总能量守恒，但小球的机械能是不守恒的。 12. 小金在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动。 该同学想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？ 他设计了下述实验方案：将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h1，如图乙所示。释放A球，A球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h2。再将A球置于轨道左端斜面上同一处静止，将B球静置于轨道的水平部分，如图丙所示。释放A球，A球撞击B球后，A球静止，B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h3通过比较h2与h3的大小关系即可作出判断。 （1）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了 。 （2）vA表示碰撞前瞬间A球运动速度，vB表示B球被撞后开始运动的速度。若vA=vB，则h2，h3的大小关系是 。 （3）在实际实验中，测出的h2，h3总小于h1，则导致这一现象的原因 。 （4）分析实验之后，小金改用摩擦更小的实验装置重复实验，预测h2'，h3'的值将 （选填“大于”“小于”或“等于”）原先测定的值。通过实验查阅资料，他发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象。 【答案】（1）动能 （2）h2=h3 （3）存在摩擦；轨道有摩擦，机械能损失 （4）大于 【详解】（1）物体由于运动而具有的能叫动能，所以B球由静止变为运动，是因为B球在碰撞中获得了动能。 （2）动能的大小与物体的质量和速度有关。A、B是两个相同的台球，即质量相同，vA表示碰撞前瞬间A球运动速度，vB表示B球被撞后开始运动的速度，若vA=vB，则A、B的动能相同，当冲上轨道右端斜面时，动能转化为重力势能，且所克服摩擦做功相同，因此转化为的重力势能相同，因重力势能与物体的质量和所处高度有关，因此A、B冲上轨道右端斜面的高度相同，即h2=h3。 （3）在实际实验中，轨道存在摩擦力，小球在运动过程中要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为其它形式的能，导致机械能总量减少，所以测出的h2，h3总小于h1。 （4）改用摩擦更小的实验装置重复实验，小球克服摩擦力做功减少，机械能损失减少，B球能升到更高的位置，所以h2'，h3'的值将大于原先测定的值。 13．（2023·浙江杭州·中考真题）小金将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落，不计空气阻力。小球从离开手后到落回手中之前，此过程中能量变化的分析，正确的是（　　） A．动能先增大后减小 B．势能先减小后增大 C．机械能先减小后增大 D．机械能保持不变 【答案】D 【详解】AB．小球先上升后下落，小球上升过程中，速度逐渐减小，高度逐渐升高，所以动能先减小，重力势能先增大；小球下落过程中，速度逐渐增大，高度逐渐降低，所以动能后增大，重力势能后减小，故AB错误； CD．不计空气阻力，小球的动能和重力势能相互转化的过程中，能量没有损失，所以机械能保持不变，故C错误，D正确。 故选D。 14. （2024·浙江·中考真题）某同学通过斜面实验认识能量、运动和力的关系（如图，A、B两点等高）。忽略摩擦及空气阻力，小滑块由静止滑下，下列说法错误的是（　　） A．小滑块下滑过程中机械能守恒 B．小滑块上升过程中内能不断增加 C．小滑块从A点静止滑下，能到达B点 D．小滑块起始位置越高，到达斜面底端速度越大 【答案】B 【详解】A．忽略摩擦及空气阻力，小滑块运动过程中只有动能和重力势能的转化，机械能守恒，故A正确，不符合题意； B．小滑块上升过程中，因忽略摩擦及空气阻力，小滑块的内能不变，故B错误，符合题意； C．小滑块在滑动时机械能守恒，A点和B点等高重力势能和动能都相等，所以从A点静止滑下，能到达B点，故C正确，不符合题意； D．小滑块在斜面上由静止开始向下运动，重力势能转化为动能，起点位置越高，重力势能越大，到达斜面底端时的动能越大，速度越大，故D正确，不符合题意。 故选B。 15.（2025·浙江·中考真题）如图甲所示，在高铁站，离站台边缘一定距离的地方有一块黄色区域，人必须站在黄色区域以外的地方候车。这是因为列车进站时车厢附近空气流速大、压强 ，乘客若离列车很近会被“推”向列车，从而发生危险。为了充分利用能量，某地高铁站火车进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。如图乙所示，进站上坡前关闭发动机，列车由于具有 冲上缓坡，这样设计可以让列车无动力滑行，进站时将动能转化为 能储存起来。 【答案】 小 惯性 重力势 【详解】[1]人离高速列车比较近时，高速列车的速度很大，人和高速列车的之间的空气流动速度很大，压强小，人外侧的压强不变，人受到外侧压强大于人内侧受到的压强，人在较大的压强差作用下很容易被压向列车，发生交通事故。 [2][3]列车进站时，关闭发动机，列车由于惯性要保持原来的运动状态，继续向前运动冲上缓坡，此时高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $