3.2机械能培优（弹球 斜抛 单摆模型）- 2025-2026学年九年级科学浙教版上册

机械能培优（弹球 斜抛 单摆模型） 一、选择题 1．“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动。据图可知运动员(　　) A．重力大小为F0 B．时刻动能最大 C．时刻重力势能最小 D．所受拉力F对其始终不做功 2．“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止像火箭一样被竖直“发射”，上升到最高位置C点，其中在B点时速度最快，上下震荡后静止在空中。对此过程，下列分析正确的是（　　） A．人从B点运动到C点，重力势能和动能都增加 B．在最高点C时，弹性势能达到最大值 C．人从A点运动到B点，动能减小 D．人在上升和下降时机械都能减小 3．如图甲是蹦极运动过程示意图，小明从O点开始下落，OA长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，C点是下落到达的最低点。蹦极过程中人和弹性绳的能量变化如图乙（忽略空气摩擦的影响），下列判断正确的是（　　） A．a图像表示人的重力势能 B．时刻人在B点位置 C．时刻绳的弹性势能最大 D．时刻人的动能为零 4．水上蹦床是一种水上娱乐项目，游客站在上面可以自由蹦跳（如图）。对于蹦床运动的分析，下列说法错误的是（　　） A．游客想弹得更高，就要在蹦床上发力，此过程将消耗游客化学能 B．游客刚接触蹦床时，速度达到最大，之后便开始减速 C．游客离开蹦床向上运动过程中，他的动能减小，重力势能增大 D．游客离开蹦床后上升过程中，蹦床对游客不做功 5．某同学通过单摆实验探究能量、运动和力的关系(如图)，A、C是等高且最高的两点，B是最低点(忽略摩擦力和空气阻力)。下列说法正确的是(　　) A．小球在A、C两点均受到平衡力的作用 B．从A 运动到C的过程中，小球的机械能减小 C．若小球从A点静止释放，小球到达B点时动能最大 D．若小球运动到 C点时绳子突然断裂，则将静止在C处 6．如图是单摆实验，A点的高度大于B点的高度，让小球从A点由静止开始释放，当小球荡到B点位置时绳子突然断裂（不计空气阻力）。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是（　　） A．a B．b C．c D．d 7．如图所示，在一根结实的细绳的一端栓一个小球，绳子的另一端固定在悬挂点O上，做成一个单摆。拉动小球到B处，放手后使它摆动起来，不计空气阻力，则小球在摆动过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球从C运动到A的过程中所受的重力从C指向A B．小球在整个运动过程中不可能受平衡力的作用 C．小球运动到最高处C时速度为零，此时小球受到平衡力的作用 D．小球运动到最低处A时，小球受到的重力和绳子对小球的拉力是一对平衡力 8．撑杆跳高是一项运动员借助撑竿完成的运动，该运动包含如图所示四个阶段。下列各阶段运动员的机械能变化正确的是（　　） A．①B．②C．③ D．④ 二、填空题 9．蹦极是一项极限体育运动，如图所示，A点是最高点、B点为弹性绳自然伸长的位置，蹦极人在C点受弹性绳的弹力与自身重力相等，D点是能下落的最低点。在蹦极人从A点下落到D点的过程中，　 　（填“B”、“C”或“D”）点动能最大，在这个过程中，蹦极人减小的重力势能最终转化为　 　能，机械能　 　（填“增大”、“减小”或“不变”）（不计空气阻力）。 10．某游客参加蹦极挑战，从开始自由下落至第1次到达最低点的过程中，下落速度与时间关系如图甲，若该过程中蹦极绳的弹力与时间的关系如图乙（忽略空气阻力）。t1至t2过程中，游客速度继续增大的原因是自身重力　 　（选填“>”、“＜”或“＝”）游客受到的拉力，t2至t3过程中，游客和蹦极绳之间的能量转化情况是　 　。 11．如图为蹦床运动的简化示意图，O点是运动员由静止开始自由落下的起始位置，A点是蹦床不发生形变时的原位置，B点处运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处，C点是运动员到达的最低点（整个过程忽略空气阻力）。试分析： （1）从O点下落到A点的过程中，运动员的机械能　 　。 （2）从A点下落到C点的过程中，蹦床的弹性势能如何变化？　 　；运动员的速度如何变化？　 　。 12．在粗糙程度相同的水平面上有一根轻质弹簧，其左端固定的墙上，自然伸长时右端正好在B点 。如图所示，现将一个质量为m的物体轻靠在弹簧右端，推到A点后由静止释放，当物体运动到B点后与弹簧分离，最终在C 点停止。其中AB、BC之间的距离分别为s1、s2，物体与水平面之间的滑动摩擦力为f， (忽略空气阻力以及弹簧与水平面之间的摩擦) （1）从A点到B点的过程中，弹簧的弹性势能　 　(选填“增太”“减小”“不变”或“先增大后减小”)。（2）物体速度最大点在　 　(选填“B点”“B点之前”或“B点之后”). （3）从A.点到C点的过程中，弹簧和物体损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达C点时温度升高了　 　。 (物体比热容用c表示) 13．如图甲轻质弹簧原长为2L，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到静止时，弹簧长度为L。如图乙现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5L的光滑水平轨道，B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切，用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度L，然后释放，P开始沿轨道运动，问： （1）从竖直放置在地面上的弹簧顶端，静止释放物块P，至弹簧被压缩后静止，物块P的重力势能转化为弹簧的　 　。（填能量形式） （2）将弹簧压缩至长度L，然后放开，P开始沿轨道运动，能否到达“D”点？　 　（填“能”或“否”）。物块P达到最高点时的机械能大小为　 　焦耳。 14．如图甲所示，将一根弹簧穿过铁架台的金属杆AB并固定在底部，把一中间直通的金属球套进AB金属杆。将小球提到B端后松手，小球的高度随时间t变化的情况如图乙所示。 （1）压缩的弹簧可以将小球向上弹起，说明弹性形变的物体具有 　 　能。 （2）若小球在t1时刻的重力势能为E1，在t2时刻的重力势能为E2，则E1　 　E2 （选填“＞”、“＜”或“＝”）。 （3）从乙图中可知此过程小球的机械能不守恒，则判定的依据是　 　。 15．如图甲是小明同学在建兰校运动会上投掷实心球的场景，当实心球脱手时，重心离地面的高度是1.8m，重心上升了0.9m。已知实心球质量为2千克，小明的质量为55千克。 （1）若小明每只脚与地面的接触面积是200cm2，则小明手握实心球双脚站立在水平地面时，脚对地面的压强为　 　； （2）实心球从最高点至落地的过程中，实心球重力所做的功是　 　； （3）实心球自脱手至落地的过程中（不计空气阻力），图乙中关于其动能、重力势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，顺序组合正确的是____。 A．②③④ B．④②③ C．②①③ D．④③② 16．2024年10月16日，SpaceX公司完成一项壮举用发射架机械臂捕获回收了一枚试飞返航的助推火箭，实现了所谓的“筷子夹火箭”。甲乙是观测者先后截取的两张照片。 （1）助推火箭返航时的运动形式属于机械运动，做机械运动的物体所具有的能称　 　； （2）在发射大约七分钟后，助推火箭执行了看似完美的着陆，先是悬停在发射塔附近，然后被塔上的机械臂捕获。若将助推火箭悬停看成是静止状态，是以　 　作为参照物的。 18．2023年10月3日，杭州第19届亚运会跳水女子10米台决赛，中国选手全红婵夺得金牌。在第二跳中，现场7名裁判都打出了10分，全红婵拿到满分。全红在跳水过程中的运动轨迹如图所示，请回答下列问题： （1）起跳前助跑是为了增大起跳时的　 　（选填“动能”或“势能”）。 （2）全红婵从A点起跳经过最高点B下落到C点的过程中，忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是____。 A．在A点离开跳台后机械能保持不变 B．在最高点B点时，动能达到最大 C．在跳水过程A-C中，重力势能先增大后减小 19．单板滑雪U形池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型。某次练习过程中，质量为M的运动员以速度v从轨道边缘A点腾空后到达最高点B，随后沿C点进入轨道，A、B、C三点距水平面的垂直距离分别为h1、h2和h3图乙为腾空过程左视图，请回答下列问题（过程中不计空气阻力）。 （1）A点的机械能　 　B点的机械能（选填“小于”“等于”或“大于”）。 （2）B点动能是否为零　 　（选填“是”或“否”）。 （3）从B点到C点的过程中，运动员增加的动能可使质量为m的水温度升高　 　（滑雪板与C点接触时能量损失不计，水的比热容用c表示）。 20．如图所示，单摆小球从左侧A点由静止释放经过最低点B然后到达右侧最高点C点(忽略绳子形变)。 （1）小球摆动到　 　点时动能最大； （2）若小球到达C点时，所受的外力突然全部消失，则小球将　 　。 （3）由图分析可知，小球从A点运动到C点过程中，机械能　 　(选填“守恒”或“不守恒”)。 三、综合题 21．蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，深受广大青少年喜爱。蹦床公园应运而生，图甲为蹦床运动的简化示意图，O点是小滨由静止开始自由落下的起始位置，C点是小滨到达的最低点。从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图象如图乙所示(速度为负值，表示运动方向向上。整个过程忽略空气阻力)。 （1）从O点下落到A点的过程中，小滨的机械能　 　(填“增大”“减小”“不变”“先增大后减小”或“先减小后增大”，下同)，从A点下落到C点的过程中，蹦床的弹性势能　 　。 （2）小滨下落过程中动能增大的时间段为　 　。(用图乙中的0、t1—t6表示) 22．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是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置c是小球到达最右端的位置。（整个过程中忽略空气阻力） （1）从a运动到b的过程中，小球的机械能　 　（填变大“变小”或“不变”）。 （2）从b运动到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的　 　。 （3）小球从a运动到c的过程中，在　 　（填“a”“b”或“c”）位置速度最大。 答案解析部分 1．【答案】C 【知识点】功的计算公式的应用；动能的影响因素；势能的影响因素 【解析】【分析】根据图片确定跳跃者静止时产生的弹力大小，根据平衡力的知识确定重力大小； BC.弹力大小与形变程度有关，结合动能和重力势能的转化判断； D.做功的要素：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。 【解答】A．根据图像可知，当跳跃者最终静止时处于平衡状态，则跳跃者所受拉力与重力相等，而此时的重力是小于F0的，故A错误； BC．t0时刻，绳子的弹力最大，此时弹性形变最大，此时弹性势能最大，而此时速度为零，动能最小，为零，故B错误，C正确； D．跳跃者在拉力F方向上移动了距离，拉力对跳跃着做功，故D错误。 故选C。 2．【答案】D 【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的转化与守恒；机械能守恒 【解析】【分析】影响弹性势能的因素是弹性形变的程度，弹性形变程度越大，弹性势能越大； 影响动能的因素有：质量和速度，质量一定时，速度越大，动能越大； 影响重力势能的因素有：质量和高度，质量一定时，高度越高，重力势能越大。 【解答】A、人在B点时速度最快，从B点运动到C点，动能减小，故A错误； B、扣环打开前，弹性绳的弹性形变程度最大，弹性势能最大，最高点C弹性绳没有形变，没有弹性势能，故B错误； C、人在B点时速度最快，从A点运动到B点，动能增大，故C错误； D、上下震荡后静止在空中，说明受到了空气阻力，因而整个过程机械能逐渐减小，因而人上升和下降时最大速度不同，故D正确。 故答案为：D。 3．【答案】D 【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化 【解析】【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和高度有关；弹性势能的大小与弹性形变程度的大小有关，结合力与运动的关系分析判断即可。 【解答】 根据甲图可知运动员从O到A的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大； 从A点到B点过程中，运动员受到的弹力小于重力，所以运动员向下做加速运动，速度变大，质量不变，动能变大； 从B到C的过程中，弹力大于重力，运动员向下做减速运动，质量不变，动能变小；高度变小，重力势能变小。 A.根据乙图可知，a先变大后变小，表示的是人动能的变化图像，故A错误； B.t2时刻人的动能最大，所以人在B点位置，故B错误； C.t2时刻弹性绳的形变程度不是最大，弹性势能不是最大，故C错误； D. b在t1时刻后逐渐增大，为弹性势能的变化图像；t3时刻人的速度为0，在最低点，人的动能为零； 故D正确。 故选D。 4．【答案】B 【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒 【解析】【分析】（1）人发力时，将化学能转化为机械能； （2）人下落时，当重力大于阻力时加速，当重力等于阻力时速度达到最大，当重力小于阻力时减速； （3）影响动能大小的因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度。质量越大，高度越大，重力势能就越大； （4）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。 【解答】A、游客想弹得更高，就要在蹦床上发力，使蹦床的形变程度变大，弹性势能变大，转化为的重力势能就越大，此过程将消耗游客化学能，游客的体能转化为弹性势能，故A正确，不符合题意； B、运动员下落过程接触蹦床前是自由落体运动，从接触蹦床到最低点过程，蹦床形变量逐渐变大，运动员受到的弹力逐渐增加，故合力先向下后向上，故运动员先加速后减速，故当弹力与重力平衡时，即所受合力为零时，速度最大，故B错误，符合题意； C、游客离开蹦床向上运动过程中，质量不变，速度变小，动能变小，质量不变，高度变大，重力势能增大，故C正确，不符合题意； D、运动员离开蹦床后，由于惯性继续向上运动，蹦床对运动员没有力的作用，对运动员不做功，故D正确，不符合题意。 故答案为：B。 5．【答案】C 【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化 【解析】【分析】（1）平衡力的条件是物体所受合力为零，处于静止或匀速直线运动状态。分析小球在 A、C 两点的受力情况判断是否受平衡力。 （2）在忽略摩擦力和空气阻力时，机械能守恒，分析从 A 运动到 C 过程中小球机械能的变化。 （3）根据动能和重力势能的相互转化，分析小球从 A 点静止释放到达 B 点时的动能情况。 （4）根据小球在 C 点的运动状态和受力情况，分析绳子断裂后的运动状态。 【解答】A、小球在 A、C 两点时，速度为 0，但受到重力和绳子拉力，这两个力不在同一直线上，合力不为零 ，不处于平衡状态，不受平衡力作用，故 A 错误。 B、因为忽略摩擦力和空气阻力，整个过程中只有动能和重力势能相互转化，机械能守恒，从 A 运动到 C 的过程中，小球的机械能不变，故 B 错误。 C、若小球从 A 点静止释放，从 A 到 B 的过程中，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，到达 B 点时高度最低，重力势能最小，速度最大，动能最大，故 C 正确。 D、若小球运动到 C 点时速度为 0，但绳子突然断裂，小球只受重力作用，会向下做加速运动，不会静止在 C 处，故 D 错误。 故答案为：C。 6．【答案】C 【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒 【解析】【分析】不计空气阻力，机械能守恒，小球做曲线运动，最高点动能不为0，所以最高点的高度小于A点。【解答】A、小球从A点由静止滑下，不计空气阻力，小球的机械能守恒，所以小球运动过程中的机械能都等于A点时的重力势能，图中a曲线的最高点超过了A点的高度，这是不可能的，故A错误； B、b曲线的最高点与A点的高度相同，而在最高点时，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B错误； C、c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正确； D、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，小球不可能沿d曲线运动，故D错误。 故答案为：C。 7．【答案】B 【知识点】平衡力的辨别 【解析】【分析】（1）根据重力的方向判断； （2）平衡状态包括：静止状态或匀速直线运动状态； （3）（4）对小球进行受力分析即可。 【解答】A.重力的方向始终是竖直向下的，故A错误； B.小球在整个运动过程中，运动方向不断改变，即不可能做匀速直线运动，因此不能处于平衡状态，肯定不受平衡力，故B正确； C.小球运动到最高处C时速度为零，此时它受到斜向上的拉力和竖直向下的重力，二者不在同一直线上，肯定不是平衡力，故C错误； D.小球运动到最低处A时，绳子对小球的拉力大于小球的重力，二者不是平衡力，故D错误。 故选B。 8．【答案】C 【知识点】动能和势能的大小变化 【解析】【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大； （2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大； （3）机械能=动能+势能。 【解答】A、加速助跑，质量不变，速度加快，动能增大，高度不变，重力势能不变，其机械能即动能和势能之和增大，故A错误； B、撑杆起跳，质量不变，速度减小，动能变小，高度变大，重力势能变大，其机械能即动能和势能之和稍微变小（有能量损失），故B错误； C、脱杆上升，质量不变，速度减小，动能变小，高度变大，重力势能不变，其机械能即动能和势能之和稍微变小（有能量损失），故C正确； D、下落收尾，质量不变，速度加快，动能增大，高度变小，重力势能变小，其机械能即动能和势能之和稍微变小（有能量损失），故D错误； 故答案为：C。 9．【答案】C；动；不变 【知识点】动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒 【解析】【分析】运动员下降的过程中，弹性绳未伸长前运动员做自由落体运动，弹性绳开始伸长后，弹力逐渐变大，运动员受到重力和弹力的合力先变小后反向变大，当合力向下时加速，合力向上时减速。 【解答】弹性绳绷紧后，开始阶段，拉力小于重力，人向下做加速运动，当拉力大于重力后，人做减速运动，即速度先增大后减小，动能先增大后减小；当拉力等于重力时，速度最大，动能最大，即人到达C点时动能最大。人到达D点时，弹性绳伸长最长，弹性绳的弹性势能最大，所以在这个过程中（不计空气阻力），减小的重力势能最终转化为弹性势能。在这个过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小；弹性绳发生了弹性形变，减小的重力势能都转化为弹性势能；不计空气阻力，整个系统的机械能守恒，但人的机械能转化为弹性绳的弹性势能，所以人的机械能减小。 10．【答案】>；游客的重力势能和动能转化成蹦极绳的弹性势能 【知识点】力与运动的关系；动能和势能的转化与守恒 【解析】【分析】力是改变物体运动状态的原因，当动力大于阻力时，物体将做加速运动，动力小于阻力时，物体将做减速运动，动力等于阻力时，物体受力平衡，将做匀速直线运动或保持静止状态。【解答】t1至t2过程中，弹力开始有，但弹力较小，继续加速，则游客速度继续增大的原因是自身重力大于蹦极绳对游客的拉力，在t2时刻速度最大，弹力等于重力； t2至t3过程中，游客的速度和高度减小，动能和重力势能减小，机械能减小，绳子伸长，弹性势能增大，则游客和蹦极绳之间的能量转化情况是游客的机械能转化为弹性绳子的弹性势能。 11．【答案】（1）不变 （2）变大；先增大后减小 【知识点】动能和势能的大小变化 【解析】【分析】 能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关；弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关；机械能为动能和势能的和；根据运动员的运动状态分析。 【解答】 （1）从O点下落到A点的过程中，运动员自由下落，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以运动员的机械能不变； （2）A点到B点的过程中，重力大于蹦床对运动员弹力，因此速度越来越大，动能越来越大；经过B点后，弹力大于重力，运动员做减速运动，动能减小，所以运动员的动能先增大后减小；从A到C，蹦床的弹性形变程度逐渐变大，弹性势能逐渐变大。 12．【答案】（1）减小 （2）B点之前 （3） 【知识点】力与运动的关系；能量的转化与守恒定律；机械效率的计算 【解析】【分析】（1）弹性势能大小与形变量有关，形变量越大，弹性势能越大。 （2）速度最大值出现在弹力减小到与摩擦力大小相等的时候。 （3）。 【解答】（1）由A点到B点，弹簧的形变量逐渐减小，可知弹簧的弹性势能逐渐减小。 （2）弹簧给物体一个向右的弹力，同时物体受到一个水平向左的摩擦力，弹力大于摩擦力时，物体向右做加速运动，随着形变量减小，弹力减小，弹力小于摩擦力时，物体做速运动，可知最大速度出现在弹力与摩擦力相等时，B点为原长，此时弹力为零，可知两个力相等的点在B点之前。 （3）在运动过程中接触面的粗糙程度及压力大小不变，可知滑动摩擦力大小不变，损失的机械能转化为内能，损失的机械能为：，机械能转化为内能的效率为η，则内能为，物体升高的温度为。 13．【答案】（1）弹性势能 （2）否；mgL 【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的大小变化 【解析】【分析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能； （2）①在物块运动的过程中，表面光滑，则没有机械能损失，将压缩后物体获得的动能与D点时的重力势能大小进行比较即可； ②根据机械能守恒计算物体到达最高点时的机械能即可。 【解答】（1）弹簧被压缩后发生弹性形变，从而产生弹性势能，因此物体的重力势能转化为弹簧的弹性势能。 （2）①根据甲图可知，当弹簧长度缩短L时，物体向下运动距离为L，那么弹簧的弹性势能等于物体减小的重力势能mgL。在乙图中，弹簧被压缩长度为L，则弹簧的弹性势能为mgL，转化为物块的机械能，那么物体此时的机械能为mgL。圆弧的半径为L，则D点高度为2L，那么D点时物体的重力势能为2mgL。比较可知，物体获得的机械能小于D点的重力势能，因此不能达到D点； ②表面是光滑的，则物块没有机械能损失，那么到达最高点时的机械能为mgL。 14．【答案】（1）弹性势 （2）＝ （3）每次小球反弹的高度逐渐变小 【知识点】动能和势能的大小变化；势能的影响因素；机械能守恒 【解析】【分析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能量称为弹性势能。 （2）重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越高，重力势能越大。 （3）乙中小球最高点的高度逐渐减小，说明机械能不守恒，若机械能守恒，小球到达的最高点高度应相同。 【解答】（1）压缩的弹簧可以将小球向上弹起，说明它具有弹性势能。 （2）小球在t1时刻的重力势能为E1，在t2时刻的重力势能为E2，由于重力势能与高度有关，而高度相同，则重力势能相等，所以E1＝E2。 （3）小球离开弹簧后可以继续向上运动，但是每次小球反弹的高度逐渐变小，因为在此过程中小球的机械能转化为内能，说明此过程小球机械能不守恒。 （1）压缩的弹簧可以将小球向上弹起，说明它具有弹性势能。 （2）小球在t1时刻的重力势能为E1，在t2时刻的重力势能为E2，由于重力势能与高度有关，而高度相同，则重力势能相等，所以E1＝E2。 （3）小球离开弹簧后可以继续向上运动，但是每次小球反弹的高度逐渐变小，因为在此过程中小球的机械能转化为内能，说明此过程小球机械能不守恒。 15．【答案】（1）14250pa （2）54J （3）A 【知识点】压强的大小及其计算；功的计算公式的应用；机械能守恒 【解析】【分析】 （1）利用F=G总=（m人+m球）g得出小科手握实心球站在水平地面时，脚对地面的压力，利用得出脚对地面的压强； （2）利用W=G球h=m球gh得出实心球从最高点至落地的过程中，实心球重力所做的功。 （3）影响动能的因素是物体的质量和速度，质量越大、速度越大，动能越大； 影响重力势能的因素是物体的质量和高度，质量越大、高度越大，重力势能越大； 不计空气阻力，动能和重力势能的相互转化过程中，机械能守恒。 【解答】 （1）小建手握实心球站在水平地面时，脚对地面的压力F=G总=（m人+m球）g=（55kg+2kg）×10N/kg=570N， 脚对地面的压强； （2）实心球从最高点至落地的过程中，实心球重力所做的功W=G球h=m球gh=2kg×10N/kg×（0.9m+1.8m）=54J； （3）实心球上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小；当上升到最高点时，水平方向上速度不为零，仍然具有动能；下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大。 所以，动能是先减小，上升到最高点动能达到最小值但不为0，然后又增大；故图①错误，图②正确； 实心球脱手时有一定的高度，实心球上升的过程中，高度越来越大，则势能越来越大；当上升到最高点时势能最大；下落的过程中，高度越来越小，则势能越来越小；当实心球落地后，势能为0，所以，实心球自脱手至落地的过程中势能是先变大，然后减小，最后为0，故图③正确； 实心球自脱手至落地的过程中，由于不计空气摩擦，没有能量的损失，则机械能守恒，即机械能保持不变，故图④正确；故A正确，BCD错误； 故答案为：A。 16．【答案】（1）机械能 （2）地面 【知识点】参照物及其选择；动能和势能的概念 【解析】【分析】（1）由于运动而具有的能量叫做动能； （2）看研究对象相对于参照物的位置是否发生变化来判断。 【解答】（1）做机械运动的物体，能够做功，做机械运动的物体所具有的能称机械能。机械能包括动能和势能。 （2）助推火箭悬停在发射塔附近，被塔上的机械臂捕获，助推火箭相对于地面或机械臂或发射架没有发生位置的变化，是静止状态。 （1）做机械运动的物体，能够做功，做机械运动的物体所具有的能称机械能。机械能包括动能和势能。 （2）助推火箭悬停在发射塔附近，被塔上的机械臂捕获，助推火箭相对于地面或机械臂或发射架没有发生位置的变化，是静止状态。 17．【答案】（1）越小 （2）等于 （3）减小 【知识点】动能和势能的大小变化 【解析】【分析】 （1）斜面是一种简单机械，沿斜面向上拉物体，斜面坡度越缓，拉力越小； （2）分析图乙可知过山车在B点的重力势能与E点的动能之间的大小关系； （3）动能和势能之和称为机械能。 【解答】 （1）滑坡轨道相当于简单机械中的斜面，坡度越缓，牵引力越小； （2）根据图乙可知，B点重力势能的条形图高度与E点动能的条形图高度相等，即二者大小相等； （3）B点的重力势能等于E点的动能，但是B点的动能不为零，而E点的重力势能为零，过山车的机械能等于动能与重力势能之和，则B点的机械能大于E点的机械能，即它的机械能是减小的。 18．【答案】（1）动能 （2）C 【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒 【解析】【分析】动能是因为物体运动而具有的能，与质量有关，质量越大，动能也越大；还与速度有关，速度越大，动能也越大。动的东西都具有动能。重力势能是物体因为被举高而具有的能。与质量有关，质量越大，势能也越大；还与高度有关，高度越大，势能也越大。被举高的东西都具有的势能。 【解答】（1） 起跳前助跑是为了增大起跳时的动能，因为动能和速度和质量有关，质量一定时，速度越大，动能越大； (2) 全红婵从A点起跳经过最高点B下落到C点的过程中， A.在A点离开跳台后机械能减小，因为一部分机械能会以内能的形式散失到空气中，A错误； B. 在最高点B点时，动能达到最小，B错误； C. 在跳水过程A-C中，重力势能先增大后减小 ，正确，因为重力势能和质量和高度有关，质量一定时，高度越高，重力势能越大，C正确； 故答案为：（1）动能（2）C 19．【答案】（1）等于 （2）否 （3） 【知识点】能量的相互转化和转移；热量的计算 【解析】【分析】 （1）动能和势能之和称为机械能；机械能守恒定律可知：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和保持不变； （2）影响动能大小的因素：物体的质量和速度； （3）从B点到C点的过程中不计空气阻力，滑雪板与C点接触时能量损失不计，根据机械能守恒，B点的机械能等于C点的机械能，即重力势能的减少量等于动能的增加量，ΔE动=ΔE势；由题知Q吸=ΔE动，根据Q吸=cmΔt可求出水温度升高的温度。 【解答】 （1）从A点到B点的过程中不计空气阻力，机械能守恒，A点的机械能等于B点的机械能； （2）运动员运动到B点时，质量不变，具有向前的速度，所以动能不为0； （3）从B点到C点的过程中不计空气阻力，滑雪板与C点接触时能量损失不计，所以机械能守恒，B点的机械能等于C点的机械能，即重力势能的减少量等于动能的增加量，ΔE动=ΔE势=Gh=Mg（h2-h3）；由题知Q吸=ΔE动=Mg（h2-h3）； 根据Q吸=cmΔt得；。 20．【答案】（1）B （2）静止 （3）不守恒 【知识点】牛顿第一定律；动能和势能的大小变化 【解析】【分析】（1）动能与质量和速度大小有关； （2）根据牛顿第一定律分析解答； （3）比较C点和A点的高度大小，从而比较机械能大小，进而确定机械能是否守恒即可。 【解答】 （1）小球的质量一定，B点时高度最小，速度最大，此时动能最大； （2）当小球到达C点最高点时，速度为0，此时小球所受各力突然全部消失。根据牛顿第一定律可知，小球将处于静止状态； （3）根据图片可知，C点高度低于A点高度，则C点的机械能小于A点的机械能，那么小球从A运动到C过程中机械能是不守恒的。 21．【答案】（1）不变；增大 （2）0～t2 【知识点】动能和势能的大小变化 【解析】【分析】 （1）动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关；弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关；机械能为动能和势能的和； （2）结合图乙，根据小滨的运动状态分析。 【解答】 （1）从O点下落到A点的过程中，小滨自由下落，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以小滨的机械能不变； A点到B点的过程中，重力大于蹦床对运动员弹力，因此速度越来越大，动能越来越大；经过B点后，弹力大于重力，运动员做减速运动，动能减小，所以运动员的动能先增大后减小；从A到C，蹦床的弹性形变程度逐渐变大，弹性势能逐渐增大； （2）小滨的质量一定，由图乙知，小滨下落过程中，t2时刻小滨的运动速度最大，动能最大，小滨下落过程中动能增大的时间段为0～t2。 22．【答案】（1）变大 （2）弹性势能 （3）b 【知识点】力与运动的关系；能量的相互转化和转移 【解析】【分析】（1）（2）根据能量转化的知识解答； （3）当物体受到合力的方向与运动方向一致时，做加速运动；当合力为零时，加速停止，此时速度最大；当合力方向与运动方向相反时，做减速运动。 【解答】(1)从a运动到b的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，则小球的机械能变大； (2)从b运动到c的过程中，小球的动能减小，而弹簧发生形变，产生弹性势能，那么小球的动能转化为弹簧的弹性势能。 (3)小球从a运动到c的过程中，b点时弹簧恢复原长，此时弹簧势能为零，全部转化为小球的动能，则此时小球动能最大，也就是速度最大。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $