内容正文:
第十一章 《功和机械能》练习
§11.4 机械能及其转化练习
【知识回顾】
知识点一 机械能及其转化
1.机械能: 能、 能和 能的统称。
2.动能和势能的转化:在一定条件下动能和势能可以相互转化。
3.机械能守恒:如果只有动能和势能相互转化,动能和势能的总和 。
知识点二 水能和风能的利用
1.能量:自然界中的流水和风都具有大量的 能。
2.利用:发电,即将水能和风能具有的 能转化为 能。
【精练】
1.图甲是小朋友荡秋千的情景,其过程可简化为图乙所示,下列描述正确的是( )
A.a到b的过程小朋友重力势能变大
B.b到c的过程小朋友动能变大
C.b点处小朋友的机械能最大
D.小朋友机械能一直在减小
2.如图所示,在上海的一个小区里,一个身背喇叭的机器虫子在路上行走,喇叭里播放着提醒居民注意防疫的信息。下列有关说法中正确的是( )
A.机器虫子行走时,跟地面之间没有摩擦力
B.走在斜坡上时,机器虫子所受重力的方向不再是竖直向下
C.机器虫子行走时,它的机械能一定是守恒的
D.四条腿站立时,身背喇叭跟没背喇叭相比,机器虫子对地面的压强变大了
3.我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号运载火箭,采取一箭三星方式,成功将3颗低轨通信试验卫星发射升空,火箭在加速上升的过程中( )
A.火箭的重力势能变大,动能变大,机械能不变
B.火箭的重力势能变大,动能减小,机械能不变
C.火箭的重力势能变大,动能变大,机械能变大
D.火箭的重力势能变大,动能减小,机械能减小
4.如图所示,小球从竖直放置的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,从a至c处的过程中,小球在b处速度最大。不计空气阻力,则从a至c处的过程中,下列说法中正确的是( )
A.小球从a运动到c的过程中机械能守恒
B.小球在b点时处于平衡状态
C.小球从a运动到b的过程中机械能增加
D.小球的速度一直在减小
5.如图所示是某位运动员赛前热身滑雪的场景。下列说法中正确的是( )
A.该运动员加速滑行时所受合力为零
B.该运动员加速滑下坡道的过程中机械能增大
C.该运动员对滑雪板的压力与滑雪板对运动员的支持力是一对平衡力
D.该运动员在水平滑道滑过终点后,停止用力仍不能立即停下来是因为他具有惯性
6.冰壶比赛中,运动员两只鞋的鞋底材质分别是塑料和橡胶,在其他条件相同的情况下,橡胶比塑料更防滑。如图所示,运动员用b脚蹬冰面起步后,只用a脚向前滑行,随后掷出冰壶,冰壶运动一段距离后静止,下列说法正确的是( )
A.掷出的冰壶向前滑行过程中,运动员对冰壶做了功
B.掷出的冰壶向前滑行过程中机械能不守恒
C.向前滑行过程a脚所受摩擦力的方向向前
D.b脚穿的鞋底材质应选择塑料
7.蹦床是一项深受喜爱的休闲活动,当运动员从高处由静止下落(空气阻力忽略不计),下列说法正确的是( )
A.运动员到达最低点时的速度最大
B.蹦床过程中,运动员只有动能和势能相互转化,因此他的机械能守恒
C.与蹦床面接触后,继续向下的运动过程中,蹦床的弹性势能一直变大
D.与蹦床面接触后,继续向下的运动过程中,运动员重力做功的功率保持不变
8.关于功和机械能,下列说法正确的是( )
A.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离,吊车的拉力对重物做了功
B.物体在平衡力的作用下,机械能可能不变
C.电梯匀速上升过程中,电梯的动能转化为重力势能
D.力对物体做功的功率越大,做功越多
9.中国运动员谷爱凌在冬奥会自由式滑雪大跳台项目中夺冠,如图是该项目示意图,实线代表雪道,虚线是运动员运动的轨迹。运动员从A点起滑,最后停在D点,则运动员( )
A.在B点时重力势能最大 B.在C点时合力为零
C.在D点时动能最大 D.在A点时机械能最大
10.(多选)如图是娱乐场中过山车模型轨道。过山车在A点由静止开始沿ABCDE滑行的过程中,(C、E两点是在同一水平面上,不计摩擦)下列说法正确的是( )
A.过山车在C,E两点的重力势能相等
B.过山车在A,B,C,D,E各点的机械能都相等
C.过山车在D点的动能大于在C点的动能
D.过山车在B点的动能最大
11.(多选)在滚摆实验中,关于如图所示的滚摆从最高点运动到最低点的过程,下列分析正确的是( )
A.滚摆转动的速度不变
B.滚摆的重力势能转化为动能
C.滚摆的机械能总量逐渐减少
D.滚摆运动到最低点就会立即停下来
12.(多选)下列关于人造卫星说法正确的是( )
A.卫星运动到近地点时,动能最大,势能最小
B.卫星运动到远地点时,动能最大,势能最小
C.卫星由近地点向远地点运动,势能转化为动能
D.卫星由远地点向近地点运动,势能转化为动能
13.(多选)“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”。关于诗句中涉及到的物理知识,下列说法正确的是( )
A.“水晶帘动微风起,满架蔷薇一院香”中“水晶帘动”说明力可以改变物体的运动状态
B.“无边落木萧萧下,不尽长江滚滚来”中的“落木萧萧下”是重力势能转化为动能
C.“悬崖勒马收缰晚”中的“收缰晚”是因为正在奔跑的马由于惯性很难立即停下来
D.“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”中“风卷屋茅”是因为流速越大的地方压强越大
14.(多选)如图所示,是一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手,c点是铅球运动的最高点,不计空气阻力。在a到d的整个过程中,下列说法正确的是( )
A.在a到b的过程中,运动员对铅球做了功
B.在c到d的过程中,铅球的重力势能不变
C.在b到d的过程中,铅球的机械能先增加后减少
D.在b到d的过程中铅球的运动状态在不断的变化
15.如图所示,若把运动员和滑板当做一个整体,用“小方块”表示。当运动员沿着U形赛道斜面向上滑时,在图中作出“小方块”所受的支持力和摩擦力的示意图 。运动员从U形赛道的最低端向上滑的过程中,动能 ,重力势能 ,机械能 。(以上三空均选填:“变大”“变小”“不变”)
16.如图所示的摩天轮是武汉的一个地标建筑——“东湖之眼”,直径达49.9米,有28个座舱,游客可以通过它看到东湖的别样之美。若小明随座舱在竖直平面内匀速转动,从最高点转动到最低点的过程中,小明的动能 ,重力势能 ;从最低点转动到最高点的过程中,小明的机械能 (三空均填“增大”“减小”或“不变”)。
17.如图所示,一根不可伸缩的细线上端固定,下端系一个小球,小球从A点摆动到B点的过程中,细线对小球的拉力 (选填“做功”或“不做功”),从A点摆到C点的过程中若不计空气阻力和摩擦,机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
18.中国科技馆的展厅里摆着一个“最速降线”装置,某学习小组对该装置进行了研究,其模型如图所示,甲、乙为两条光滑轨道,两轨道的起点高度相同,底部高度也相同。若A、B两个完全相同的小球,同时由静止从甲、乙两个轨道的起点滚动至底部,发现两小球不是同时到达。请你判断两小球到达底部时的动能EA____(选填“>”“=”或“<”)EB,理由是 。
19.学习了机械能及其转化的相关知识后,小鹏和同学们做了如下实验:
(1)让钢球在如图1的轨道由A点静止开始自由滑下,弹簧固定在水平轨道末端,钢球下滑到水平面压缩弹簧后又被弹簧弹开.在钢球滚下的过程中, 能转化为动能;在钢球被弹开的过程中,弹簧的 能转化为钢球的动能.
(2)若想增大弹簧最大压缩量,提出两点可行的做法:① ;
② .
(3)将末端的挡板和弹簧取掉,并将OB向上弯折形成如图2的轨道,再次将钢球沿轨道AOB下滑到达B点后离开轨道,钢球在B点的机械能 (填“大于”“等于”或“小于”)在A点的机械能.离开B点后最符合题意的运动轨迹是 (填字母).
参考答案
【知识回顾】
知识点一 机械能及其转化
1.机械能: 动 能、 重力势 能和 弹性势 能的统称。
2.动能和势能的转化:在一定条件下动能和势能可以相互转化。
3.机械能守恒:如果只有动能和势能相互转化,动能和势能的总和 不变 。
知识点二 水能和风能的利用
1.能量:自然界中的流水和风都具有大量的 机械 能。
2.利用:发电,即将水能和风能具有的 机械 能转化为 电 能。
【精练】
1.图甲是小朋友荡秋千的情景,其过程可简化为图乙所示,下列描述正确的是(D)
A.a到b的过程小朋友重力势能变大
B.b到c的过程小朋友动能变大
C.b点处小朋友的机械能最大
D.小朋友机械能一直在减小
2.如图所示,在上海的一个小区里,一个身背喇叭的机器虫子在路上行走,喇叭里播放着提醒居民注意防疫的信息。下列有关说法中正确的是( D )
A.机器虫子行走时,跟地面之间没有摩擦力
B.走在斜坡上时,机器虫子所受重力的方向不再是竖直向下
C.机器虫子行走时,它的机械能一定是守恒的
D.四条腿站立时,身背喇叭跟没背喇叭相比,机器虫子对地面的压强变大了
3.我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号运载火箭,采取一箭三星方式,成功将3颗低轨通信试验卫星发射升空,火箭在加速上升的过程中( C )
A.火箭的重力势能变大,动能变大,机械能不变
B.火箭的重力势能变大,动能减小,机械能不变
C.火箭的重力势能变大,动能变大,机械能变大
D.火箭的重力势能变大,动能减小,机械能减小
4.如图所示,小球从竖直放置的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,从a至c处的过程中,小球在b处速度最大。不计空气阻力,则从a至c处的过程中,下列说法中正确的是( B )
A.小球从a运动到c的过程中机械能守恒
B.小球在b点时处于平衡状态
C.小球从a运动到b的过程中机械能增加
D.小球的速度一直在减小
5.如图所示是某位运动员赛前热身滑雪的场景。下列说法中正确的是(D )
A.该运动员加速滑行时所受合力为零
B.该运动员加速滑下坡道的过程中机械能增大
C.该运动员对滑雪板的压力与滑雪板对运动员的支持力是一对平衡力
D.该运动员在水平滑道滑过终点后,停止用力仍不能立即停下来是因为他具有惯性
6.冰壶比赛中,运动员两只鞋的鞋底材质分别是塑料和橡胶,在其他条件相同的情况下,橡胶比塑料更防滑。如图所示,运动员用b脚蹬冰面起步后,只用a脚向前滑行,随后掷出冰壶,冰壶运动一段距离后静止,下列说法正确的是( B )
A.掷出的冰壶向前滑行过程中,运动员对冰壶做了功
B.掷出的冰壶向前滑行过程中机械能不守恒
C.向前滑行过程a脚所受摩擦力的方向向前
D.b脚穿的鞋底材质应选择塑料
7.蹦床是一项深受喜爱的休闲活动,当运动员从高处由静止下落(空气阻力忽略不计),下列说法正确的是( C )
A.运动员到达最低点时的速度最大
B.蹦床过程中,运动员只有动能和势能相互转化,因此他的机械能守恒
C.与蹦床面接触后,继续向下的运动过程中,蹦床的弹性势能一直变大
D.与蹦床面接触后,继续向下的运动过程中,运动员重力做功的功率保持不变
8.关于功和机械能,下列说法正确的是(B )
A.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离,吊车的拉力对重物做了功
B.物体在平衡力的作用下,机械能可能不变
C.电梯匀速上升过程中,电梯的动能转化为重力势能
D.力对物体做功的功率越大,做功越多
9.中国运动员谷爱凌在冬奥会自由式滑雪大跳台项目中夺冠,如图是该项目示意图,实线代表雪道,虚线是运动员运动的轨迹。运动员从A点起滑,最后停在D点,则运动员(D )
A.在B点时重力势能最大 B.在C点时合力为零
C.在D点时动能最大 D.在A点时机械能最大
10.如图是娱乐场中过山车模型轨道。过山车在A点由静止开始沿ABCDE滑行的过程中,(C、E两点是在同一水平面上,不计摩擦)下列说法正确的是( ABD )
A.过山车在C,E两点的重力势能相等
B.过山车在A,B,C,D,E各点的机械能都相等
C.过山车在D点的动能大于在C点的动能
D.过山车在B点的动能最大
11.在滚摆实验中,关于如图所示的滚摆从最高点运动到最低点的过程,下列分析正确的是( BC )
A.滚摆转动的速度不变
B.滚摆的重力势能转化为动能
C.滚摆的机械能总量逐渐减少
D.滚摆运动到最低点就会立即停下来
12.下列关于人造卫星说法正确的是( AD )
A.卫星运动到近地点时,动能最大,势能最小
B.卫星运动到远地点时,动能最大,势能最小
C.卫星由近地点向远地点运动,势能转化为动能
D.卫星由远地点向近地点运动,势能转化为动能
13.“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”。关于诗句中涉及到的物理知识,下列说法正确的是(ABC )
A.“水晶帘动微风起,满架蔷薇一院香”中“水晶帘动”说明力可以改变物体的运动状态
B.“无边落木萧萧下,不尽长江滚滚来”中的“落木萧萧下”是重力势能转化为动能
C.“悬崖勒马收缰晚”中的“收缰晚”是因为正在奔跑的马由于惯性很难立即停下来
D.“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”中“风卷屋茅”是因为流速越大的地方压强越大
14.如图所示,是一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手,c点是铅球运动的最高点,不计空气阻力。在a到d的整个过程中,下列说法正确的是( AD )
A.在a到b的过程中,运动员对铅球做了功
B.在c到d的过程中,铅球的重力势能不变
C.在b到d的过程中,铅球的机械能先增加后减少
D.在b到d的过程中铅球的运动状态在不断的变化
15.如图所示,若把运动员和滑板当做一个整体,用“小方块”表示。当运动员沿着U形赛道斜面向上滑时,在图中作出“小方块”所受的支持力和摩擦力的示意图。运动员从U形赛道的最低端向上滑的过程中,动能 变小 ,重力势能 变大 ,机械能 变小 。(以上三空均选填:“变大”“变小”“不变”)
16.如图所示的摩天轮是武汉的一个地标建筑——“东湖之眼”,直径达49.9米,有28个座舱,游客可以通过它看到东湖的别样之美。若小明随座舱在竖直平面内匀速转动,从最高点转动到最低点的过程中,小明的动能 不变 ,重力势能 减小 ;从最低点转动到最高点的过程中,小明的机械能 增大 (三空均填“增大”“减小”或“不变”)。
17.如图所示,一根不可伸缩的细线上端固定,下端系一个小球,小球从A点摆动到B点的过程中,细线对小球的拉力 不做功 (选填“做功”或“不做功”),从A点摆到C点的过程中若不计空气阻力和摩擦,机械能 不变 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
18.中国科技馆的展厅里摆着一个“最速降线”装置,某学习小组对该装置进行了研究,其模型如图所示,甲、乙为两条光滑轨道,两轨道的起点高度相同,底部高度也相同。若A、B两个完全相同的小球,同时由静止从甲、乙两个轨道的起点滚动至底部,发现两小球不是同时到达。请你判断两小球到达底部时的动能EA_=___(选填“>”“=”或“<”)EB,理由是 小球的机械能守恒 。
19.学习了机械能及其转化的相关知识后,小鹏和同学们做了如下实验:
(1)让钢球在如图1的轨道由A点静止开始自由滑下,弹簧固定在水平轨道末端,钢球下滑到水平面压缩弹簧后又被弹簧弹开.在钢球滚下的过程中,重力势能转化为动能;在钢球被弹开的过程中,弹簧的弹性势能转化为钢球的动能.
(2)若想增大弹簧最大压缩量,提出两点可行的做法:①换用质量更大的小球;
②提高小球的初始速度.
(3)将末端的挡板和弹簧取掉,并将OB向上弯折形成如图2的轨道,再次将钢球沿轨道AOB下滑到达B点后离开轨道,钢球在B点的机械能小于(填“大于”“等于”或“小于”)在A点的机械能.离开B点后最符合题意的运动轨迹是c(填字母).
学科网(北京)股份有限公司
$