第2章 第1节 第4课时 机械能的转化与守恒-【通成学典】2026-2027学年九年级上册科学拔尖特训(浙教版·新教材)

于第一次，则说明高度一定时，物体的质量越大，重力势能 越大 〔解析)(1)实验中通过观察滑块被撞击后移动的距离来 比较动能的大小，这一科学方法称为转换法。(2)图甲实 验中观察到钢球从A口放入滑块移动的距离大于B口，则 前者动能大于后者，此时质量相同而速度不同，侧可得出 的结论是当质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 方法归纳 科学探究的方法 科学探究过程中需要运用到多种科学方法，如控制 变量法、转换法、建立模型法、重复实验法等。运用多种 方法的目的是使探究的结论更可靠，更具有普遍意义。 第4课时机械能的转化与守恒 1.D卫星发射时，速度增大、高度增大，故发射过程，卫星 的动能增大、重力势能增大；卫星回收着陆时，速度逐渐减 小到0，高度也逐渐减小，故回收着陆过程，卫星的动能减 小，重力势能减小。 2.B将不同小球压缩弹簧至同一位置，弹簧的弹性势能 相同，故A错误；弹簧压缩至相同位置，弹性势能相同，恢 复至A点时，因平面光滑，弹性势能全部转化为动能，不同 小球的动能相同，故B正确：小球到A位置时弹簧已经无 弹性势能，故C错误：小球达到A位置的动能相同，由于小 球质量不同，故此时速度不同，即小球落地位置不同是因 为在B点时小球的速度不同，故D错误。 3.动重力势等于重力势能和动能 〔解析)忽略空气阻力和轨道摩擦力，即小球的机械能守 恒，可知小球在A点的机械能等于在B点的机械能。从B 到C,小球的质量不变，高度变高，可知重力势能变大，该过 程中动能转化为重力势能。C点比A点高度低，说明重力 势能小于A,由于机械能守恒，可知小球在C点时还有 动能。 4.C由图乙可知，从tA·t阶段，羽毛球的速度先变小 后变大，故A错误；动能与质量和速度有关，tA、tc两个时 刻比较，羽毛球的质量不变，但两个时刻羽毛球的速度大 小不同，因此羽毛球的动能大小不相等，故B错误；从4 t。阶段，羽毛球在不断地克服空气摩擦做功，因此部分机 械能转化为内能，所以羽毛球的机械能总量不断减少，故C 正确；从tAt阶段，羽毛球的动能部分转化为重力势能， 有一部分克服空气摩擦做功转化为内能，故D错误。 5.D由等高线图可知，B点的高度为200m,A点的高度 为100m,从B点到A点高度下降100m,重力做正功，故 A错误：该同学在匀速下山的过程中，质量不变，速度不 变，故动能不变：高度不断变小，故重力势能逐渐减小，机 械能等于动能和势能之和，因此机械能会减小，故B、C错 误，D正确。 D 6.D从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩至最短的过程 中，弹簧的形变程度逐渐变大，所以小球受到的弹力逐渐 变大，故A错误；由图乙可知，小球速度先变大后变小，在b 点时速度最大，因为小球质量不变，速度最大时动能最大， 所以小球动能先增大后减小，在b点时动能最大，故B错 误；从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中， 小球的机械能会转化为弹簧的弹性势能，小球的机械能逐 渐减小，故C错误；小球从a到b的过程中，重力大于弹簧 的弹力，小球做加速运动；从b到c的过程中，重力小于弹 簧的弹力，小球做减速运动，所以在b点时，小球的重力等 于弹簧对小球的弹力，此时速度最大，故D正确。 7.A篮球从距离地面h高处以初速度斜向下传出，此 时篮球有动能和重力势能，若不计所有能量损耗，篮球的 机械能守恒，球击地反弹后的最高位置应高于起始位置， 甲路径的最大高度超过了篮球出手时的高度h,符合机械 能守恒；乙、丙、丁路径的最大高度都未高于篮球出手时的 高度h,因此应在甲路径接到篮球。 8.不变B运动员的部分机械能转化为绳子的弹性 势能 〔解析)O点到A点，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：O点 到B点前，运动员受到的重力大于绳子的拉力，合力方向 与运动员运动方向相同，运动员向下做加速运动，当到达B 点时，运动员受到的重力与拉力大小相等，此时运动员的 速度最大；运动员从A点到C点的过程中，运动员的部分 机械能转化为绳子的弹性势能，因此运动员在A点的机械 能大于C点的机械能。 9.C物体上升过程中到达离地面2处时，减少的动能 等于增加的重力势能和因克服空气阻力做功而获得的内 能之和，所以物体减少的动能大于增加的重力势能：又因 为从离地面2m处上升到4m处的过程中，再次减少的动 能又等于从2m处上升到4m处的重力势能的增量和因再 次克服空气阻力做功而获得的内能之和，因而再次减少的 动能大于重力势能的增量，由于再次减少的动能等于离地 2m处的动能，而重力势能的增量又等于离地2m处的重 力势能，所以在2处这个地方剩余的动能大于该处的重 力势能；那么要得到重力势能等于动能的地方，必须继续 上升，这样又有部分动能转化为重力势能，两者才能相等， 所以h,>2m。下落过程中到达离地面2m处时，重力势 能为原来重力势能的一半，而此时的动能小于原有重力势 能的一半，因为减少的重力势能转化为动能和内能，所以 距地面2m时，重力势能大于动能，必须继续下落，这样又 有部分重力势能转化为动能，两者才能相等，所以2< 2m。 10.如图所示，0~t,时间段，小球做加速直线运动，质量一 定，速度增大，动能增大；t,~t2时间段，小球在上升过程中 16 动能转化为重力势能，动能减小：，时刻，水平方向速度不 为0，动能不为0：t2~t3时间段，小球的重力势能转化为动 能，动能增大：不计空气阻力，轨道光滑，所以B点到C点 所增加的重力势能在C点到A点过程中全部转化为动能， t3时刻动能大小等于t,时刻的动能大小 (第10题图) 方法归纳 分析能量转化或转移的过程 在能量转化或转移的过程中，遵循能量守恒定律。 分析动能大小的变化需要从影响动能大小因素的角度 出发。在物体上升的过程中，动能转化为重力势能，但 只要物体有运动速度，动能就不为0。 专题特训五功和功率 1.C一个物体具有能量，说明它具有做功的本领，但并不 说明它一定正在做功，故A、B错误；物体做功的过程是消 耗能量的过程，也是将能量从一种形式转化为其他形式能 的过程，故C正确：物体具有的能量越多，它能够做的功越 多；只有物体能够做的功越多，才能说明它做功的能力强， 因此它具有的能就越大，故D错误 2.B匀速直线运动的速度与拉力大小无关，题目未提供 速度关系的任何信息，因此无法确定速度的大小关系，故A 错误；物体做匀速直线运动时，根据平衡条件可知，拉力大 小等于摩擦力的大小，摩擦力与接触面的粗糙程度和压力 有关，图乙中的压力大于图甲中的压力而接触面的粗糙程 度相同，则图乙中的摩擦力大于图甲中的摩擦力，所以F? 大于F1,故B正确：因无法判断速度的大小关系，便不能确 定路程的关系，故不能确定功的大小关系，故C错误：功率 等于功除以时间，不能确定功的大小关系，也就不能确定 功率的大小关系，故D错误。 3.D由题意可知，两球重力相同，最初的高度相同；下降 过程中乙球的高度不断减小，速度越来越快，则乙球的重 力势能一直减小，动能一直增大，故A错误；两球的质量相 同，初始高度相同，则重力势能相同，最初都静止，动能相 同，所以两球最初的机械能相同：若不计一切摩擦阻力，在 下滑的过程中没有机械能的损失，所以甲球的机械能等于 乙球的机械能，故B错误；两球的重力相同，起点高度一 样，终点高度也一样，则两球下落的高度相同，由W=G 可知，到最低，点时两球重力所做的功相同，故C错误；下降 过程中，乙先到达终点，则乙的运动时间短，两球的重力所 做的功相同，根据P=W_G可知，重力对乙球做功的功 t t 0 率比重力对甲球做功的功率大，故D正确。 4.C题干中未提及磁性平板对铁块的吸引力相关信息， 无法得出磁性平板对铁块的吸引力等于8N,故A错误；由 图乙可知，0一2s内铁块的速度随时间的增大而增大，所以 铁块做加速直线运动，故B错误；由图乙可知，2~6s内铁 块做匀速直线运动，速度v=3m/s,根据v=三可得2~6s t 内铁块运动的距离s=t=3m/s×(6s一2s)=12m:因为 铁块做匀速直线运动，处于平衡状态，在竖直方向上，拉力 F、重力G和摩擦力f满足F=G十f,已知G=8N,f= 2N,则拉力F=8N+2N=10N;根据功的计算公式W= Fs可得2~6s内拉力F做的功W=Fs=10N×12m= 120J,故C正确：根据功率的计算公式P=W可得26s 内拉力F的功率P=W=120】=30W,故D错误。 t 6s-2s 5.1515005 〔解析)由图像可知：当搬运质量为15kg的物体时，人用于 搬运物体的功率（输出）最大，其值为50W;30捆书籍的总 重是一定的，搬运的高度一定(h=10m),所以搬运书籍需 要做的总功是一定的：为了以最少的时间将这批书籍搬到 教室，应要求人始终在最大功率（输出）状态下工作，所以， 每次应搬运质量为15kg的书籍：每次搬运的书籍的重力 G=mg=15kg×10N/kg=150N;每次上楼对书做的功 (克服书的重力做功)W=Gh=150N×10m=1500J: 30捆书的总质量m总=30×5kg=150kg,每次应搬运质量 5kg的书籍，搬运的次数”=5k10,搬运的总功 W急=nW=10×1500J=15000J,要求搬运时间最短，身 体所提供的功率应最大，由图像可知最大功率P=50W, 最短时间t= we_15000=300s=5min 50W 6.1)机器狗的功率P=W_庄=20NX65m-100W tt 13s (2)该过程机器狗克服重力所做的功W=Fs=Gh= (55kg+85kg)×10N/kg×4×3.5m=19600J 2 7.(1)匀速直线行驶过程中，受到的阻力f一云G= 0.08×(m车+m人)g=0.08X(40kg+60kg)×10N/kg= 80N,行驶10km克服阻力做的功W=fs=80NX10× 103m=8×105J(2)匀速直线行驶时，车的牵引力等于 阻力，据P=”_=F得，以最大功率输出时，车速 f80N=5m/s 第2节物体的内能 第1课时内能及其改变 1.C内能的大小与温度、状态、质量等因素有关，在不确 17第2章能的转化与能量守恒 第4课时机械能的转化与守恒 一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基▲ 1.2024年10月11日，我国成功回收首颗可重复使用返回式技术试验卫星一实践十九号卫星。 下列说法中，正确的是 () A卫星发射时，卫星的动能不变，重力势能不变B.卫星发射时，卫星的动能不变，重力势能增大 C.卫星回收着陆时，卫星的动能减小，重力势能不变D.卫星回收着陆时，卫星的动能减小，重力势能减小 2.[2025杭州萧山二模]小平同学用多个大小相同、质量不同的小球， 做了如图所示的实验：将弹簧一端固定在墙面，另一端自然伸长至 A,压缩弹簧至同一位置静止释放不同小球，小球落地位置不同。 若平面均光滑，下列说法中正确的是 () A.将不同小球压缩弹簧至同一位置，弹簧的弹性势能不同 (第2题图) B.弹簧从同一压缩位置恢复至A点时，不同小球的动能相同 C.从A位置到落地前一瞬间，弹簧的弹性势能转化为小球的动能 D.小球落地位置不同是因为在B点时小球的动能不同 3.舒超势教材P50探索活动T3改编[2025湖州期中]如图所示，小球沿轨道由静止 从A处运动到D处，忽略空气阻力和轨道摩擦力，以B点所在水平面为重力 势能的零势能面，则从B到C的过程中 能转化为 能；小球在 (第3题图) A点时的机械能 在B点时的机械能。小球在C点时具有的能量是 (填“动能”“重力势能”或“重力势能和动能”)。 刀二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能▲ 4.[2025温州二模]如图甲所示为运动员在t4时刻击打羽毛球后球的飞行轨迹，图乙为球的速度 随时间变化的曲线图。下列有关说法中，正确的是 () A.从tA→tc阶段，羽毛球的速度一直变小 B.tA、tc两个时刻比较，羽毛球的动能大小相等 C.从tA→tc阶段，羽毛球的机械能总量不断减少 D.从tA→tB阶段，羽毛球的动能全部转化为重力势能 200 -150 -100 时间 50 甲 乙 单位：m (第4题图) (第5题图) 5.[2025宁波二模]如图所示为某山景公园的等高线地形图。某同学从B点匀速走到A点的过程 中，下列判断中正确的是 A.克服重力做功 B.动能逐渐增大 C.重力势能逐渐增大D.机械能不守恒 35 特训科学（浙教版）九年级上 6.如图甲所示，小球从某高度处由静止下落到竖直放置的轻质弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触 到弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，得到小球的速度和弹簧被压缩的长度△之间的关系 如图乙所示，其中b为曲线的最高点。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 () A.受到的弹力始终不变 B.在运动过程中，动能一直增大 C.在运动过程中，机械能不变 D.在b点时小球受到的重力等于受到的弹力 0 Al/cm 甲 乙 (第6题图) (第7题图)》 7.窃青境时事热点[2025温州期中]在“浙BA”篮球赛中，某球员用击地的方式将篮球传给队友，篮 球从距离地面h高处以初速度斜向下传出。若不计所有能量损耗，则接球的球员可以在图中 哪个路径接到篮球 () A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 8.[2025绍兴期中]如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双 脚上，另一端固定在跳台O点，运动员由静止开始下落。A点是弹性绳自然下跳台 弹性绳 垂时绳下端的位置，B点时运动员受到的弹力等于重力，C点是运动员所能到 达的最低点。从O点到A点，运动员的机械能 (填“增大”“减小”或 B “不变”)；运动员在 (填“A”“B”或“C”)点时的动能最大；运动员在A 水面 (第8题图)》 点的机械能大于C点的机械能是因为 (整个过程中忽略空气阻力，弹性绳自重不计) ]三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维▲ 9.质量为M的物体离地面高度为h时，它的重力势能E。=Mgh。现从地面竖直向上抛 一个物体，物体能够上升的最大高度为4，然后落回到地面。整个过程空气阻力不 能忽略，若上升过程中物体的重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为1，在 下落过程中，物体重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h2,则 A.h1>2m,h2>2m B.h1<2m,h2<2m C.h1>2m,h2<2m D.h1<2m,h2>2m 10.★小球在外力F的作用下，由静止开始从A点出发做加速直线运动，到B 点时撤去外力F,然后，小球冲上竖直平面内的半圆形轨道并能在半圆形 轨道上持续做圆周运动，到达最高点C后飞出，最后落到原来的出发点 A点，如图所示。试画出小球在整个过程中动能随时间变化的大致图像， 并说明理由。(AB段和半圆形轨道表面光滑，整个过程中不计空气阻力) (第10题图) 36 >“答案与解析”见D16