寒假作业05 机械能（巩固培优）九年级物理新教材苏科版

限时练习：50min 完成时间： 月 日 天气： 作业05 机械能 一、动能 定义：物体由于运动而具有的能量叫作动能。 影响动能大小的因素：物体的动能与物体的质量和速度有关，速度越大、质量越大，动能越大。 2、 势能 势能包括弹性势能和重力势能。 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫作弹性势能。 影响弹性势能大小的因素：弹性形变越大，物体的弹性势能就越大。 重力势能：物体由于被举高而具有的能量叫作重力势能。 影响重力势能大小的因素：物体的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、 机械能及其相关的能量转化 机械能：物理学中，将物体动能和势能的总和叫做机械能。 动能与势能间可以相互转化，当系统中只有动能和势能相互转化时，即只有重力和弹力做功时，系统机械能守恒。 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1．歼-35在福建舰上加速升空时（忽略燃油质量变化），它的（　　） A．动能增大，势能增大 B．动能增大，势能减小 C．动能减小，势能减小 D．动能减小，势能增大 2．《中华人民共和国民法典》中规定：“禁止从建筑物中抛掷物品”。生活中我们要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大是因为高处的物体具有很大的（　　） A．动能 B．重力势能 C．热量 D．弹性势能 3．下面几幅图中，有关机械能及其转化的说法错误的是（    ） A．弯弓射箭，弓的弹性势能转化为箭的动能 B．拦河大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能 C．滚摆从最高处下落到最低处时势能减小，动能增大 D．人造卫星从远地点飞向近地点时动能减小，势能增大，机械能不守恒 4．如图所示的几种情景中，说法正确的是（　　） A．发条带动钟表的齿轮和指针转动，弹性势能转化为动能 B．小明脚踩滑板从高处滑下，速度越来越大，机械能增大 C．荡秋千的人从低处向高处运动时，重力势能转化为动能 D．列车出站下坡过程中，动能转化为重力势能 5．2023年7月28日，第31届世界大学生夏季运动会在成都隆重开幕。如图是我国运动健儿在跳高比赛中的场景。关于跳高运动员的能量，下列结论正确的是（　　） A．助跑过程中，动能转化为重力势能 B．助跑过程中，机械能总量增大 C．起跳后的上升过程中，动能增大 D．越过横杆后的下降过程中，重力势能增大 6．如图所示，探究“动能大小的影响因素”实验中，下列说法正确的是（     ） A．小球质量越大，动能越大 B．小球速度越大，动能越大 C．小球释放高度越高，动能越大 D．木块在水平面移动距离越远，说明小球动能越大 7．甲、乙是两个完全相同的小球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度v，将甲球竖直向下抛出，乙球竖直向上抛出。若不考虑空气阻力，乙球在上升过程中动能转化为 ；甲球落地瞬间的速度 （选填“大于”“小于”或“等于”）乙球落地瞬间的速度。 8．一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，该洒水车在洒水的过程中，机械能 。（选填“增大”“减小”或“不变”）。另有一辆重800N的小车在拉力的作用下沿水平地面匀速前进10m用时5s，小车受到的阻力为车重的0.1倍，则拉力对小车做功的功率为 W，重力对小车做功 J。 9．如图甲所示，将一张卡片对折，在开口一边剪两个小豁口，套上橡皮筋，就做成了一个会跳的卡片。将卡片反过来，用手把它按压在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松开手，卡片会弹起，在卡片上升过程中，卡片的重力势能 ，若想卡片弹起的更高，豁口间距适当 ；如图乙所示，将“魔罐”滚出后，能够滚回来，滚出去过程中橡皮筋的弹性势能 （以上三空均选填“增大”、“不变”或“减小”）。 10．如图所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），其中图线 描述的是动能与石块所处高度关系，小石块达到的最大高度为 m，小石块在3m高时的重力势能为 J。 11．在2025年11月1日的苏超决赛中，南通队31球员季桑楠双手将足球用力抛出，部分运动轨迹如图甲所示。足球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图乙所示。 (1)通过数据分析可得，足球在M点时的机械能为 J；小球在M点时的重力势能 （大于/等于/小于）足球在N点时的重力势能；在整个运动过程中，足球的机械能 （守恒/不守恒）； (2)在图甲中，已知M、N可能是①、②、③中的某点，其中位置①和③离地高度相等。M点的位置最有可能在位置 （①/②/③） 12．在"探究动能大小跟哪些因素有关"实验中，小明用质量不同的两个钢球m和M（M>m），分别从不同的高度h和H（H>h）由静止开始滚下撞击木块，实验过程如图所示。 (1)本实验探究 （选填“钢球”或“木块”）的动能大小跟哪些因素有关，其动能的大小是通过观察 判断的，此研究方法是 （选填“转换法”或“控制变量法”）； (2)由甲图可得实验结论： ； (3)实验中，让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，目的是 ；若在乙图中，木块被撞后滑出木板，在不更改实验器材的前提下，你认为应该怎样优化该实验： ； (4)小华用图丙所示的方法探究动能的大小与速度的关系，她将相同质量的小球从不同高度（h2>h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是 （选填“正确”或“错误”），理由是 。 1．如图所示，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。小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到最大高度后又下落，如此反复……不计空气阻力。通过安装在弹簧下端的压力传感器，可测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示，则（　　） A．此运动过程中，小球的机械能守恒 B．t1~t2这段时间内，小球的动能在逐渐减小 C．t2~t3这段时间内，小球的机械能逐渐增大 D．在t2时刻，小球的动能最大 2．如图所示的“反向蹦极”运动，弹性轻绳上端固定在O点，自然下垂时下端位于C点，拉长后将下端固定在体验者身上，并与地面扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，向上运动过程中经B点时速度最大，最高能到达D点。不计空气阻力，下列说法正确的是（    ） A．到达D点时，若一切外力消失，人将竖直向下做匀速直线运动 B．到达C点时，人受到的重力小于弹性绳的弹力 C．由B到C，人的动能转化为重力势能，弹性绳的弹性势能不变 D．由A到C，弹性绳弹性势能的减小量大于人动能的增加量 3．如图所示，把木块放在水平粗糙的物面上，把弹簧的一端固定在竖直的墙壁上，用一小球水平方向压缩弹簧，松开后，木块被小球向右弹出一段距离，以下说法中正确的是（   ） A．若把木块放在绝对光滑的水平物面上实验，更便于比较小球的动能大小 B．木块被弹开是小球弹性势能转化为木块的动能 C．弹簧在被小球压缩松开手前其弹性势能最小 D．木块得到的机械能一定小于弹簧压缩时的弹性势能 4．蹦极是一项刺激的极限运动，如图所示是蹦极过程示意图，其中点为起跳点，点为弹性绳没拉力时自然下垂的位置，点为弹性绳对人的拉力和人的重力相等时的位置，点是下落的最低点，若空气阻力和弹性绳重力忽略不计，在从到的过程中下列判断正确的是（　　） A．从到的过程中，人受到的合力竖直向上 B．从到的过程中，人的速度逐渐变大 C．从到的过程中，人受到的重力大于弹性绳的弹力 D．在点时，人的速度为零，人受平衡力的作用 5．如图所示，小球以某速度从点开始沿粗糙轨道运动，经点离开轨道，上升至最高点，又下落经过点。N位于、之间，O、、处在同一水平高度。不计空气阻力，小球经过、两点时重力势能 ，动能 （以上两空选填“相等”或“不等”），小球经过点时的机械能 （选填“大于”或“等于”或“小于”）经过点时的机械能。 6．如图甲所示，是全红婵在巴黎奥运会10m跳台跳水决赛的场景。运动过程轨迹可简化为乙图。从跳台O点起跳，到达最高点A点后，下落到B点入水，整个过程不计空气阻力。全红婵运动过程中动能随着离水面高度h变化的图像如丙所示。分析图像可知：全红婵能达到的最大高度距离水面为 m，从跳台O点跳起时的动能是 J，O到B的整个过程中，重力做功 J。 7．有一种蹦极游戏，游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。如图甲所示，图中 a点是弹性绳自然下垂时下端的位置，c点是游戏者所到达的最低点。从a至c处的过程中，游戏者的速度v和弹性绳被拉伸的长度∆l之间的关系如乙图所示。不计空气阻力，则从a至c处的过程中，游戏者的动能 ，游戏者的重力势能 。（以上两空均选填“变小”、“变大”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）；在a至b处过程中游戏者重力势能的变化量 游戏者的动能变化量与弹簧弹性势能的变化量之和（“大于”、“小于”或“等于”）。 8．小明利用小球做了下面几个实验： (1)把小球抛向空中，忽略空气阻力，下图中哪一图线能正确反映球离手后至落回地面前机械能（E）与小球离地高度（h）的关系（    ） A． B． C． D． (2)小明一次将小球竖直向上抛出，小球在运动到最高点时，动能 （选填“大于”、“等于”、“小于”，下同）零；小明一次将小球斜向上抛出，小球在运动到最高点时，动能 零。 (3)小明将小球放置在弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短，b处是ac 中间的一位置，在小球在 点速度为零。（选填a、b、c）。 1．阅读短文，回答问题： 跳台滑雪 跳台滑雪是一项极具挑战性的项目，相当于从30层楼的高度飞下，被称为“勇敢者的游戏”。比赛成绩由距离分、飞行姿势分、出发门分和风力补偿分构成。其中出发门分即选手在出发时可以选择高度不一的出发点，高度越高，运动员能获得的天然优势越大，这样选手必须被扣除相应的分值，以达到平衡。风力补偿分是指风向对运动员成绩的影响，逆风能提升升力从而带来优势，顺风则会缩短飞行距离。 跳台滑雪运动过程包括助滑、起跳、空中飞行和落地四个阶段（如图所示）。运动员顺着助滑道加速下滑时，两腿要尽量深蹲以减少迎风面积，上体前倾成流线型姿势以减小空气阻力，从而更好地延长空中飞行距离。选择合适的角度用力蹬地起跳后，在飞行过程中，运动员大都采用“V”形姿势，这样的姿势可以获得更大的升力；落地采用类似弓箭步的双腿屈膝姿势，能有效减少地面对人体强大的冲击力。 (1)运动员加速下滑时，为了减小空气阻力，会采用 的姿势。 (2)运动员在助滑阶段时，动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 (3)由出发门分的打分规则推断，运动员逆风飞行时应该 （选填“加分”或“扣分”）。 2．阅读材料，回答问题： 嫦娥奔月 2013年年底，“嫦娥三号”卫星携带“玉兔号”月球车登月探测。已经探明，月球上无水，无大气。物体在月球上的重力只有地球表面重力的。“嫦娥三号”在登陆月球时将使用软着陆方式，采用边降落边用发动机反推，以减缓降落速度。它会自动选择一块平整的地方降落，并在离月球表面4米的时候关闭推进器，卫星呈自由落体降落，确保软着陆成功。 2020年11月24日4时30分在文昌航天发射场长征五号遥五运载火箭将嫦娥五号探测器成功发射，举世瞩目。嫦娥五号探测器上有上升器、着陆器、返回器和轨道器4部分组成。2020年12月17日凌晨2点，嫦娥五号月球探测器，独自携带1731g月球样品，先以高速进入地球大气层，再借助大气层提供的升力“打水漂”后跳起来，之后再重新进入大气层才安全返回地球。最终，带着“月球土特产”顺利着陆于内蒙古中部草原的四子王旗航天着陆场。 (1)“嫦娥二号”的月球重力势能最大的位置是 （选填“近月点”或“远月点”）；它在绕月转动过程中，机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）； (2)“玉兔”月球车的轮子做得宽大，目的是减小 ，才不至于陷入松软的月壤中，月球车的轮子使用的是 （选填“充气”或“非充气”）轮胎，月壤从月球带到地球，质量 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)为避免着陆速度过大，嫦娥五号返回器在关闭发动机后，采用了“半弹道跳跃式再入”返回技术方案（如图所示），就是用类似“打水漂”的方式两度进入大气层最终降落在内蒙古四子王旗地区，下列说法正确的是（   ） A．返回器在着陆过程中势能不断减小 B．返回器在着陆过程中动能不断增大 C．返回器在穿出大气层和第二次再入时动能相等 D．返回器从第二次再入到着陆过程中，势能全部转化为动能 3．阅读短文，回答问题。 动能和重力势能 在生活中，动能和势能是常见的能量形式，其中势能包含重力势能、弹性势能等，它们之间的转化或单独存在的现象无处不在。其中动能和重力势能是物理学中两种重要的能量形式，二者既相互区别又存在密切联系，以下是关于它们的详细介绍：物体由于运动而具有的能量叫动能，用符号“Ek”表示，公式：；物体由于被举高而具有的能量叫重力势能，用符号“EP”表示，属于物体和地球组成的系统，公式：EP=mgh。不计空气阻力，只有重力做功时，动能和重力势能相互转化，机械能（E=Ek+EP）的总量保持不变，机械能守恒。 (1)如图甲是小明掷实心球离手后在空中的运动轨迹，不计空气阻力，实心球动能EK随时间t变化的大致图像如图乙中 ；实心球机械能E随时间t变化的大致图像如图乙中 ； (2)如图丙所示，掷铅球是田径运动中的投掷项目，投出的铅球在空中飞行，它在整个运动过程中的动能EK与距离地面的高度h的关系如图所示。不计空气阻力，由图可知：g=10N/kg。 ①铅球在最高点时的机械能为 J； ②铅球的质量为 kg； ③当铅球在下落离地面高度h为2m时，铅球的动能为 J，此时铅球的速度为 m/s。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 限时练习：50min 完成时间： 月 日 天气： 作业05 机械能 一、动能 定义：物体由于运动而具有的能量叫作动能。 影响动能大小的因素：物体的动能与物体的质量和速度有关，速度越大、质量越大，动能越大。 2、 势能 势能包括弹性势能和重力势能。 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫作弹性势能。 影响弹性势能大小的因素：弹性形变越大，物体的弹性势能就越大。 重力势能：物体由于被举高而具有的能量叫作重力势能。 影响重力势能大小的因素：物体的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、 机械能及其相关的能量转化 机械能：物理学中，将物体动能和势能的总和叫做机械能。 动能与势能间可以相互转化，当系统中只有动能和势能相互转化时，即只有重力和弹力做功时，系统机械能守恒。 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1．歼-35在福建舰上加速升空时（忽略燃油质量变化），它的（　　） A．动能增大，势能增大 B．动能增大，势能减小 C．动能减小，势能减小 D．动能减小，势能增大 【答案】A 【详解】歼-35在福建舰上加速升空时，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．《中华人民共和国民法典》中规定：“禁止从建筑物中抛掷物品”。生活中我们要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大是因为高处的物体具有很大的（　　） A．动能 B．重力势能 C．热量 D．弹性势能 【答案】B 【详解】物体由于被举高而具有的能叫重力势能，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，物体从高处落下，转变成的动能越大，危害越大。所以“高空抛物”危害性大是因为高处的物体具有很大的重力势能。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．下面几幅图中，有关机械能及其转化的说法错误的是（    ） A．弯弓射箭，弓的弹性势能转化为箭的动能 B．拦河大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能 C．滚摆从最高处下落到最低处时势能减小，动能增大 D．人造卫星从远地点飞向近地点时动能减小，势能增大，机械能不守恒 【答案】D 【详解】A．弯弓射箭，弓的弹性势能减小，箭的动能增大，弓的弹性势能转化为箭的动能，故A正确，不符合题意； B．影响重力势能的因素是质量和高度，拦河大坝使上游的水位升高，水量增大，提高了水的重力势能，故B正确，不符合题意； C．滚摆从最高处下落到最低处时，质量不变，高度降低，速度增加，则重力势能减小，动能增大，故C正确，不符合题意； D．人造卫星从远地点飞向近地点时，速度增大，相对高度减小，则动能增大，势能减小，且太空中无空气阻力，则卫星运行时机械能是守恒的，故D错误，符合题意。 故选D。 4．如图所示的几种情景中，说法正确的是（　　） A．发条带动钟表的齿轮和指针转动，弹性势能转化为动能 B．小明脚踩滑板从高处滑下，速度越来越大，机械能增大 C．荡秋千的人从低处向高处运动时，重力势能转化为动能 D．列车出站下坡过程中，动能转化为重力势能 【答案】A 【详解】A．拧紧的发条发生了弹性形变，具有弹性势能，发条带动钟表的齿轮和指针转动，弹性势能转化为动能，故A正确； B．脚踩滑板从高处向下滑动的过程中，由于存在摩擦，机械能转化为内能，故机械能是减小的，故B错误； C．荡秋千的人从低处向高处运动时，质量不变，高度增加，重力势能变大，速度减小，动能变小，动能转化为重力势能，故C错误； D．列车出站下坡过程中，质量不变，高度减小，重力势能变小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故D错误。 故选A。 5．2023年7月28日，第31届世界大学生夏季运动会在成都隆重开幕。如图是我国运动健儿在跳高比赛中的场景。关于跳高运动员的能量，下列结论正确的是（　　） A．助跑过程中，动能转化为重力势能 B．助跑过程中，机械能总量增大 C．起跳后的上升过程中，动能增大 D．越过横杆后的下降过程中，重力势能增大 【答案】B 【详解】A．助跑过程中，运动员速度增大，高度不变，动能增大，重力势能不变，不是动能转化为重力势能，故A错误； B．助跑过程中，运动员速度增大，动能增大，高度不变，重力势能不变，机械能等于动能与重力势能之和，所以机械能总量增大，故B正确； C．起跳后的上升过程中，高度增加，速度减小，动能减小，重力势能增大，故C错误； D．越过横杆后的下降过程中，高度减小，重力势能减小，故D错误。 故选B。 6．如图所示，探究“动能大小的影响因素”实验中，下列说法正确的是（     ） A．小球质量越大，动能越大 B．小球速度越大，动能越大 C．小球释放高度越高，动能越大 D．木块在水平面移动距离越远，说明小球动能越大 【答案】D 【详解】A．动能的大小与物体的质量和速度都有关系。在速度相同时，质量越大，动能越大。该选项没有控制速度不变，所以表述不严谨。故A错误； B．动能的大小与物体的质量和速度都有关系。在质量相同时，速度越大，动能越大。该选项没有控制质量不变，所以表述不严谨。故B错误； C．小球释放的高度越高，到达水平面时的速度越大。但动能还与质量有关，该表述未控制质量，表述不正确，故C错误； D．本实验采用转换法，将小球动能的大小转换为木块在水平面上移动的距离。小球对木块做的功越多，木块移动的距离就越远。小球对木块做的功等于小球初始动能的转化，因此，木块移动的距离越远，说明小球的动能越大。故D正确。 故选D。 7．甲、乙是两个完全相同的小球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度v，将甲球竖直向下抛出，乙球竖直向上抛出。若不考虑空气阻力，乙球在上升过程中动能转化为 ；甲球落地瞬间的速度 （选填“大于”“小于”或“等于”）乙球落地瞬间的速度。 【答案】 重力势能 等于 【详解】[1]乙球在上升过程中，质量不变，速度减小，则动能减小，高度增大，则重力势能增大，所以乙球在上升过程中动能转化为重力势能。 [2]由题可知，甲、乙两球的质量相等，抛出时两球的速度相等，高度相等，所以两球的动能相等，重力势能相等，即机械能相等；由于不计空气阻力，则小球的机械能是守恒的，落地时两球的机械能相同；因为两球落地瞬间的高度相同，则重力势能相同，两球落地瞬间的动能也相同；根据动能大小的影响因素可知，两球落地瞬间的速度相同。 8．一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，该洒水车在洒水的过程中，机械能 。（选填“增大”“减小”或“不变”）。另有一辆重800N的小车在拉力的作用下沿水平地面匀速前进10m用时5s，小车受到的阻力为车重的0.1倍，则拉力对小车做功的功率为 W，重力对小车做功 J。 【答案】 减小 160 0 【详解】[1]洒水车在洒水的过程中，质量减小，速度不变，所以动能减小；因为在水平路面上行驶，高度不变，所以重力势能不变。因此，机械能减小 [2]小车匀速前进，处于平衡状态，拉力等于阻力，即 拉力对小车做的功为 拉力对小车做功的功率为 [3]小车在重力的方向上没有移动距离，所以重力做功为0。 9．如图甲所示，将一张卡片对折，在开口一边剪两个小豁口，套上橡皮筋，就做成了一个会跳的卡片。将卡片反过来，用手把它按压在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松开手，卡片会弹起，在卡片上升过程中，卡片的重力势能 ，若想卡片弹起的更高，豁口间距适当 ；如图乙所示，将“魔罐”滚出后，能够滚回来，滚出去过程中橡皮筋的弹性势能 （以上三空均选填“增大”、“不变”或“减小”）。 【答案】 增大 增大 增大 【详解】[1]卡片上升过程中，高度增加，质量不变，所以重力势能增大。 [2]卡片获得的重力势能是由橡皮筋的弹性势能转化来的，要想获得的重力势能更大需要橡皮筋的弹性势能更大，可以通过增加卡片豁口间距来增大橡皮筋的弹性形变，从而增大弹性势能。 [3]在滚出去的过程中，橡皮筋相互绞合在一起弹性形变变大，弹性势能增大。 10．如图所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），其中图线 描述的是动能与石块所处高度关系，小石块达到的最大高度为 m，小石块在3m高时的重力势能为 J。 【答案】 b 4 4.5 【详解】[1]竖直向上抛小石块，上升过程中，高度增加，重力势能变大，速度减小，动能减小，所以重力势能随高度的增加而增加，动能随高度的增加而减小，则b描述的是动能与石块所处高度关系。 [2]由图可知，小石块达到的最大高度时重力势能最大，动能为0，所以最大高度为4m。 [3]由于机械能守恒，小石块在上升过程中，重力势能是成比例增大的，所以在3m高时的重力势能为 11．在2025年11月1日的苏超决赛中，南通队31球员季桑楠双手将足球用力抛出，部分运动轨迹如图甲所示。足球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图乙所示。 (1)通过数据分析可得，足球在M点时的机械能为 J；小球在M点时的重力势能 （大于/等于/小于）足球在N点时的重力势能；在整个运动过程中，足球的机械能 （守恒/不守恒）； (2)在图甲中，已知M、N可能是①、②、③中的某点，其中位置①和③离地高度相等。M点的位置最有可能在位置 （①/②/③） 【答案】(1) 640 小于 不守恒 (2)③ 【详解】（1）[1]根据题意可知，重力势能是480J，占总机械能的，则机械能为 [2]足球在N点时的机械能为 足球在N点时的重力势能为 因此足球在M点时的重力势能小于足球在N点时的重力势能。 [3]由于M、N两点的机械能不相等，因此足球的机械能不守恒。 （2）由于小球在M点的机械能小于小球在N点的机械能，所以M点在N点的后面，由于小球在M点时的重力势能小于小球在N点时的重力势能，所以M点比N点的高度低，M点的位置最有可能在位置③。 12．在"探究动能大小跟哪些因素有关"实验中，小明用质量不同的两个钢球m和M（M>m），分别从不同的高度h和H（H>h）由静止开始滚下撞击木块，实验过程如图所示。 (1)本实验探究 （选填“钢球”或“木块”）的动能大小跟哪些因素有关，其动能的大小是通过观察 判断的，此研究方法是 （选填“转换法”或“控制变量法”）； (2)由甲图可得实验结论： ； (3)实验中，让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，目的是 ；若在乙图中，木块被撞后滑出木板，在不更改实验器材的前提下，你认为应该怎样优化该实验： ； (4)小华用图丙所示的方法探究动能的大小与速度的关系，她将相同质量的小球从不同高度（h2>h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是 （选填“正确”或“错误”），理由是 。 【答案】(1) 钢球 木块被撞击后移动的距离 转换法 (2)质量相同的物体，速度越大，动能越大 (3) 使钢球到达水平面时的速度相同 换用质量更小的钢球（或在木板上铺一层毛巾增大摩擦） (4) 错误 没有控制接触面的粗糙程度相同 【详解】（1）[1][2][3]该实验探究的是钢球的动能大小跟哪些因素有关，钢球撞击木块时的动能大小，可通过观察木块被撞击后移动的距离来判断钢球动能的大小，这是转换法。 （2）分析甲图可知钢球的质量相同，滚下高度越高，速度越大，木块移动的距离越远，动能越大，故得到的结论是质量一定时，物体的速度越大，动能越大。 （3）[1]实验中，让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，目的是使钢球到达水平面时的速度相同。 [2]若在乙图中，木块被撞后滑出木板，说明钢球的动能太大，故在不更改实验器材的前提下，可以换用质量更小的钢球或在木板上铺一层毛巾增大摩擦。 （4）[1][2]木块在水平面上运动的过程中，克服摩擦力做功，木块在铁板和毛巾上滑行时接触面的粗糙程度不同，摩擦力大小不同，不能通过木块移动的距离来比较小球动能的大小，所以该方案是错误的，理由是没有控制接触面的粗糙程度相同。 1．如图所示，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。小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到最大高度后又下落，如此反复……不计空气阻力。通过安装在弹簧下端的压力传感器，可测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示，则（　　） A．此运动过程中，小球的机械能守恒 B．t1~t2这段时间内，小球的动能在逐渐减小 C．t2~t3这段时间内，小球的机械能逐渐增大 D．在t2时刻，小球的动能最大 【答案】C 【详解】A．由图看出，弹簧的弹力F在变化，说明在运动过程中弹簧的弹性势能在变化，而小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球的机械能不守恒，故A不符合题意； B．这段时间内，小球向下运动，弹簧的弹力先小于重力，后大于重力，小球的合力先向下后向上，小球先加速后减速，所以小球的动能先增加后减小，故B不符合题意； C．这段时间内，小球向上运动，弹簧的弹性势能逐渐减小，弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能，小球的动能与重力势能之和逐渐增大，即机械能逐渐增大，故C符合题意； D．这段时间内，小球向上运动，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，小球的合力先向上后向下，小球先加速后减速，当弹力等于重力时速度最大，所以时间内某时刻速度最大，动能最大，故D不符合题意。 故选 C。 2．如图所示的“反向蹦极”运动，弹性轻绳上端固定在O点，自然下垂时下端位于C点，拉长后将下端固定在体验者身上，并与地面扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，向上运动过程中经B点时速度最大，最高能到达D点。不计空气阻力，下列说法正确的是（    ） A．到达D点时，若一切外力消失，人将竖直向下做匀速直线运动 B．到达C点时，人受到的重力小于弹性绳的弹力 C．由B到C，人的动能转化为重力势能，弹性绳的弹性势能不变 D．由A到C，弹性绳弹性势能的减小量大于人动能的增加量 【答案】D 【详解】A．人运动到最高点D时速度为零，若一切外力消失，他将保持静止状态，故A错误； B．到达C点时，弹性绳自然下垂，弹力为0N，人受到的重力大于弹性绳的弹力，故B错误； C．由B到C，人的动能、弹性轻绳的弹性势能转化为人的重力势能，弹性绳的弹性势能减少，故C错误； D．由A到C，弹性绳的弹性势能减小，C点的速度大于A点的速度，人的动能增加，同时人的重力势能也增加，根据能量守恒，弹性势能的减小量等于人动能的增加量与人重力势能的增加量之和，所以弹性绳弹性势能的减小量大于人动能的增加量，故D正确。 故选D。 3．如图所示，把木块放在水平粗糙的物面上，把弹簧的一端固定在竖直的墙壁上，用一小球水平方向压缩弹簧，松开后，木块被小球向右弹出一段距离，以下说法中正确的是（   ） A．若把木块放在绝对光滑的水平物面上实验，更便于比较小球的动能大小 B．木块被弹开是小球弹性势能转化为木块的动能 C．弹簧在被小球压缩松开手前其弹性势能最小 D．木块得到的机械能一定小于弹簧压缩时的弹性势能 【答案】D 【详解】A．若把木块放在绝对光滑的水平物面上实验，小球和木块均不受阻力作用，会一直运动下去，无法比较小球的动能大小，故A错误； B．木块被弹开是小球动能转化为木块的动能，故B错误； C．弹簧在被小球压缩松开手前其弹性形变最大，弹性势能最大，故C错误； D．物体在运动过程中受到阻力作用，消耗一部分机械能，故木块得到的机械能一定小于弹簧压缩时的弹性势能，故D正确。 故选 D。 4．蹦极是一项刺激的极限运动，如图所示是蹦极过程示意图，其中点为起跳点，点为弹性绳没拉力时自然下垂的位置，点为弹性绳对人的拉力和人的重力相等时的位置，点是下落的最低点，若空气阻力和弹性绳重力忽略不计，在从到的过程中下列判断正确的是（　　） A．从到的过程中，人受到的合力竖直向上 B．从到的过程中，人的速度逐渐变大 C．从到的过程中，人受到的重力大于弹性绳的弹力 D．在点时，人的速度为零，人受平衡力的作用 【答案】B 【详解】A．从O到A的过程，此阶段人从O点开始自由下落，直到到达A点，弹性绳尚未被拉伸，弹力为0，所以人只受重力作用，合力即为重力，方向竖直向下，由于忽略空气阻力，此阶段重力势能转化为动能，速度增大，故A错误； B．从到的过程中，弹性绳开始被拉伸，产生向上的弹力，弹力随形变量增大而增大，但此时弹力小于重力，合力仍向下，合力方向与运动方向相同，此阶段重力势能转化为动能和弹性势能，继续加速，即速度继续增大，故B正确； C．从B到C的过程，在B点时，弹力等于重力，所以从B到C，弹性绳继续拉伸，弹力继续增大，弹力大于重力，所以合力向上，与运动方向相反，人仍在向下运动，但速度减小，直到C点速度为0，故C错误； D．在C 点时，速度为0，运动停止瞬间，但此时弹性绳拉伸最长，弹力最大，弹力比重力大得多，合力向上，即人不是受平衡力，故D错误。 故选 B。 5．如图所示，小球以某速度从点开始沿粗糙轨道运动，经点离开轨道，上升至最高点，又下落经过点。N位于、之间，O、、处在同一水平高度。不计空气阻力，小球经过、两点时重力势能 ，动能 （以上两空选填“相等”或“不等”），小球经过点时的机械能 （选填“大于”或“等于”或“小于”）经过点时的机械能。 【答案】 相等 不等 等于 【详解】[1][2]小球以某速度从点开始沿粗糙轨道运动，在轨道上运动过程中，要克服摩擦阻力做功，有部分机械能转化为其他形式的能，因此球到达P点的机械能一定小于在O点的机械能，O、P处在同一水平高度，球的重力势能相等，则球在P点的动能一定小于在O点的动能。 [3]忽略空气阻力，球从N点到Q点机械能守恒，因此球在N点的机械能等于Q点的机械能。 6．如图甲所示，是全红婵在巴黎奥运会10m跳台跳水决赛的场景。运动过程轨迹可简化为乙图。从跳台O点起跳，到达最高点A点后，下落到B点入水，整个过程不计空气阻力。全红婵运动过程中动能随着离水面高度h变化的图像如丙所示。分析图像可知：全红婵能达到的最大高度距离水面为 m，从跳台O点跳起时的动能是 J，O到B的整个过程中，重力做功 J。 【答案】 11 400/ /4000 【解析】【小题1】[1]由于不计空气阻力，其运动从O~B点的过程中机械能守恒，O~A时，动能转化为重力势能，动能减小，重力势能增大，在A点时处于最高点，速度为零，动能为零，重力势能最大，A~B时，重力势能转化为动能，动能增大，在B点时动能最大，由图丙可知，最大动能。设A点距水面距离为，全红婵重力为G，根据可得，A~B时，重力做功。因为机械能守恒，所以。当时，动能。同理有 解得，。 [2][3]O到B的整个过程中，整体下降高度，所以重力做功 在O点时机械能 所以O点时的动能 7．有一种蹦极游戏，游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。如图甲所示，图中 a点是弹性绳自然下垂时下端的位置，c点是游戏者所到达的最低点。从a至c处的过程中，游戏者的速度v和弹性绳被拉伸的长度∆l之间的关系如乙图所示。不计空气阻力，则从a至c处的过程中，游戏者的动能 ，游戏者的重力势能 。（以上两空均选填“变小”、“变大”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）；在a至b处过程中游戏者重力势能的变化量 游戏者的动能变化量与弹簧弹性势能的变化量之和（“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】 先变大后变小 变小 等于 【详解】[1][2]由图乙可知，从a至c处的过程中，游戏者的速度先变大后变小，高度一直变小，所以其动能先变大后变小，重力势能变小。 [3]若不计空气阻力，游戏者和弹性绳的机械能守恒，从a到b的过程中，游戏者的重力势能转化为动能和弹性势能。所以在a至b处过程中游戏者重力势能的变化量等于游戏者的动能变化量与弹簧弹性势能的变化量之和。 8．小明利用小球做了下面几个实验： (1)把小球抛向空中，忽略空气阻力，下图中哪一图线能正确反映球离手后至落回地面前机械能（E）与小球离地高度（h）的关系（    ） A． B． C． D． (2)小明一次将小球竖直向上抛出，小球在运动到最高点时，动能 （选填“大于”、“等于”、“小于”，下同）零；小明一次将小球斜向上抛出，小球在运动到最高点时，动能 零。 (3)小明将小球放置在弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短，b处是ac 中间的一位置，在小球在 点速度为零。（选填a、b、c）。 【答案】(1)A (2) 等于 大于 (3)c 【详解】（1）忽略空气阻力时，小球的机械能守恒，即机械能（动能与势能之和）保持不变，与小球离地高度无关。 结论：所以机械能E随高度h的变化是一条水平直线，故选A。 （2）[1]小球竖直向上抛出，运动到最高点时，速度为0，速度为0时，动能为0，所以动能等于零。 [2]小球斜向上抛出，运动到最高点时，在水平方向上仍有速度，速度不为0，所以动能大于零。 （3）球在下落过程中，接触弹簧后，弹簧的弹力逐渐增大，当弹力大于重力时，小球做减速运动，直到速度为0。 小球从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短，此时小球的速度为0，所以在c点速度为零。 1．阅读短文，回答问题： 跳台滑雪 跳台滑雪是一项极具挑战性的项目，相当于从30层楼的高度飞下，被称为“勇敢者的游戏”。比赛成绩由距离分、飞行姿势分、出发门分和风力补偿分构成。其中出发门分即选手在出发时可以选择高度不一的出发点，高度越高，运动员能获得的天然优势越大，这样选手必须被扣除相应的分值，以达到平衡。风力补偿分是指风向对运动员成绩的影响，逆风能提升升力从而带来优势，顺风则会缩短飞行距离。 跳台滑雪运动过程包括助滑、起跳、空中飞行和落地四个阶段（如图所示）。运动员顺着助滑道加速下滑时，两腿要尽量深蹲以减少迎风面积，上体前倾成流线型姿势以减小空气阻力，从而更好地延长空中飞行距离。选择合适的角度用力蹬地起跳后，在飞行过程中，运动员大都采用“V”形姿势，这样的姿势可以获得更大的升力；落地采用类似弓箭步的双腿屈膝姿势，能有效减少地面对人体强大的冲击力。 (1)运动员加速下滑时，为了减小空气阻力，会采用 的姿势。 (2)运动员在助滑阶段时，动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 (3)由出发门分的打分规则推断，运动员逆风飞行时应该 （选填“加分”或“扣分”）。 【答案】(1) 上体前倾成流线型 (2) 增大 减小 (3) 扣分 【详解】（1）阅读短文，根据文中原句“运动员顺着助滑道加速下滑时，两腿要尽量深蹲以减少迎风面积，上体前倾成流线型姿势以减小空气阻力，从而更好地延长空中飞行距离”可知，为减小阻力，运动员采取上体前倾成流线型姿势。 （2）[1][2]运动员顺着助滑道加速下滑时，质量不变，速度越来越快，动能增大；由于下滑过程需要克服空气阻力，所以存在部分机械能转化为与空气摩擦的热能，故机械能减小。 （3）由出发门分的打分规则推断，运动员逆风飞行时，逆风能提升升力从而带来优势，运动员获得的天然优势大，为了达到平衡，应扣分。 2．阅读材料，回答问题： 嫦娥奔月 2013年年底，“嫦娥三号”卫星携带“玉兔号”月球车登月探测。已经探明，月球上无水，无大气。物体在月球上的重力只有地球表面重力的。“嫦娥三号”在登陆月球时将使用软着陆方式，采用边降落边用发动机反推，以减缓降落速度。它会自动选择一块平整的地方降落，并在离月球表面4米的时候关闭推进器，卫星呈自由落体降落，确保软着陆成功。 2020年11月24日4时30分在文昌航天发射场长征五号遥五运载火箭将嫦娥五号探测器成功发射，举世瞩目。嫦娥五号探测器上有上升器、着陆器、返回器和轨道器4部分组成。2020年12月17日凌晨2点，嫦娥五号月球探测器，独自携带1731g月球样品，先以高速进入地球大气层，再借助大气层提供的升力“打水漂”后跳起来，之后再重新进入大气层才安全返回地球。最终，带着“月球土特产”顺利着陆于内蒙古中部草原的四子王旗航天着陆场。 (1)“嫦娥二号”的月球重力势能最大的位置是 （选填“近月点”或“远月点”）；它在绕月转动过程中，机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）； (2)“玉兔”月球车的轮子做得宽大，目的是减小 ，才不至于陷入松软的月壤中，月球车的轮子使用的是 （选填“充气”或“非充气”）轮胎，月壤从月球带到地球，质量 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)为避免着陆速度过大，嫦娥五号返回器在关闭发动机后，采用了“半弹道跳跃式再入”返回技术方案（如图所示），就是用类似“打水漂”的方式两度进入大气层最终降落在内蒙古四子王旗地区，下列说法正确的是（   ） A．返回器在着陆过程中势能不断减小 B．返回器在着陆过程中动能不断增大 C．返回器在穿出大气层和第二次再入时动能相等 D．返回器从第二次再入到着陆过程中，势能全部转化为动能 【答案】(1) 远月点 守恒 (2) 压强 非充气 不变 (3)C 【详解】（1）[1][2]“嫦娥二号”在“远月点”时离月球的高度最大，所以“嫦娥二号”的月球重力势能最大的位置是远月点；太空中没有空气，“嫦娥二号”在绕月匀速转动过程中，不受空气阻力，只有动能和重力势能发生相互转化，它在绕月转动过程中，机械能守恒。 （2）[1][2]“玉兔”月球车的轮子做得宽大，这样可以增大与月球的接触面积，目的是减小对月球表面的压强；月球表面是真空的，如果使用充气轮胎，胎内气压大于外界气压，会爆炸，所以月球车的轮子使用的是非充气轮胎。 [3]质量是物体所含物质的多少，物体的质量不随位置、形状、物态而变化，月壤从月球带到地球，位置变化，所含物质的多少不变，质量不变。 （3）A．返回器在着陆过程中，高度先减小后增大再减小，所以势能先减小后增大再减小，故A错误； B．返回器第二次再入时大气层时，最后静止在地面上，动能为0，所以返回器在着陆过程中动能减小；故B错误； C．返回器从穿出大气层到第二次再入的过程中，没有克服空气阻力做功，所以机械能守恒，返回器在穿出大气层和第二次再入时，高度相同，重力势能相同，所以返回器在穿出大气层和第二次再入时动能相等，故C正确； D．以地面为参照物，嫦娥五号最终落回地面，机械能变为0；返回器从第二次再入到着陆过程中，机械能转化为内能，故D错误。 故选C。 3．阅读短文，回答问题。 动能和重力势能 在生活中，动能和势能是常见的能量形式，其中势能包含重力势能、弹性势能等，它们之间的转化或单独存在的现象无处不在。其中动能和重力势能是物理学中两种重要的能量形式，二者既相互区别又存在密切联系，以下是关于它们的详细介绍：物体由于运动而具有的能量叫动能，用符号“Ek”表示，公式：；物体由于被举高而具有的能量叫重力势能，用符号“EP”表示，属于物体和地球组成的系统，公式：EP=mgh。不计空气阻力，只有重力做功时，动能和重力势能相互转化，机械能（E=Ek+EP）的总量保持不变，机械能守恒。 (1)如图甲是小明掷实心球离手后在空中的运动轨迹，不计空气阻力，实心球动能EK随时间t变化的大致图像如图乙中 ；实心球机械能E随时间t变化的大致图像如图乙中 ； (2)如图丙所示，掷铅球是田径运动中的投掷项目，投出的铅球在空中飞行，它在整个运动过程中的动能EK与距离地面的高度h的关系如图所示。不计空气阻力，由图可知：g=10N/kg。 ①铅球在最高点时的机械能为 J； ②铅球的质量为 kg； ③当铅球在下落离地面高度h为2m时，铅球的动能为 J，此时铅球的速度为 m/s。 【答案】(1) B A (2) 280 4 200 10 【详解】（1）[1]实心球离手后在上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小，到达最高点，速度最小，下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大。所以动能是先减小后增大，故B符合题意。 [2]实心球离手后在空中的运动时，不计空气阻力，只有重力做功，动能和重力势能相互转化，机械能的总量保持不变，即机械能守恒，故A符合题意。 （2）①[1]投出的铅球离手后在上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小，到达最高点时，速度最小，动能最小，下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大。所以动能是先减小后增大，由丁图可知，铅球离手后上升到最高点时，动能转化为重力势能，即减少的动能转化为重力势能，则在最高点时铅球的重力势能 则铅球在最高点时的机械能 ②[2]当铅球到达最高点时，离地面的高度 铅球的质量 ③[3][4]铅球在整个运动过程中，不计空气阻力，则机械能守恒，保持不变，则当铅球在下落离地面高度h为2m时，机械能为280J，此时铅球重力势能 此时铅球动能 根据可得，此时铅球的速度 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $