10.1 机械能 基础通关+拔高练习 2026-2027学年北师大版九年级全一册物理

第十章 机械能、内能及其转化 10.1机械能 一、单选题: (基础题)1.跳远运动的几个阶段如图所示,则运动员( ) A. 助跑过程中机械能不变 B. 起跳后升空的过程中,动能转化为重力势能 C. 经过最高点时动能为零 D. 经过最高点时重力势能最小 (基础题)2.打网球能锻炼身体、培养意志、增进友谊,比赛也极具观赏性,深受人们喜爱请完成小题. 如图是挥拍击打高速飞来网球的一瞬间当网球和球拍都处于最大形变时,下列说法中正确的是( ) A. 网球的动能全部转化为球拍的弹性势能 B. 网球拍的弹性势能最小 C. 网球的速度为零,动能为零 D. 网球的机械能为零 (基础题)3.如图所示是自动回转的“魔罐”,橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部,中间系一个钩码,将“魔罐”在水平地面上向前滚出后,它能自动滚回来下列解释正确的是( ) A. “魔罐”滚到最前端的过程中,橡皮筋的弹性势能最大 B. “魔罐”往回滚动的过程中,弹性势能转化为动能和重力势能 C. “魔罐”向前滚动时,弹性势能转化为动能 D. 如果不用手拦住“魔罐”,它可以一直来回滚动 (基础题)4.如图所示是空间站的轨道示意图。空间站在大气层外运行,不受空气阻力,只有动能和势能的转化。当空间站从远地点向近地点运动时( ) A. 重力势能减小,动能减小 B. 重力势能减小,动能增加 C. 重力势能增加,动能减小 D. 重力势能增加,动能增加 (能力提升题型)5.图甲是运动员在年米兰科尔蒂纳冬奥会自由式滑雪大跳台训练的情景。运动员从跳台上高的点自由滑下,从点冲出,如图乙所示。下列说法正确的是( ) A. 运动员在点时的机械能最大 B. 运动员在点冲出后最高能达到点 C. 运动员从点到点过程机械能守恒 D. 运动员从点到点过程是重力势能转化为动能 (能力提升题型)6.将网球从离地某一高度点处水平抛出,球落地后又弹起,如图所示为利用频闪相机所记录的网球部分运动轨迹下列说法中正确的是( ) A. 网球从点到点的过程中,动能主要转化为重力势能 B. 网球在点时的动能等于在点时的动能 C. 网球在点时的机械能大于在点时的机械能 D. 网球在运动过程中机械能减小 (能力提升题型)7.“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”,如图所示,人将一根有弹性的绳子系在身上,另一端固定在跳台上。人从跳台跳下,落至图中点时弹性绳刚好被拉直,下落至图中点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等,图中点是人能达到的最低点。不计空气阻力,下列说法正确的是( ) A. 从点到点,绳子弹性势能减小 B. 从点到点,人的动能先增大后减小 C. 从点到点,人的重力势能转化为动能 D. 从点到点,人的机械能不变 (能力提升题型)8.如图所示,运动员在进行蹦床比赛,运动员离开蹦床向上运动到一定高度又落在蹦床上不计空气阻力,也不计机械能的损失。下列说法正确的是( ) A. 运动员弹离蹦床以后,蹦床对运动员做了功 B. 运动员的速度为零时,他的重力势能最大 C. 运动员下落到最低点时,蹦床的弹性势能大于人减少的动能 D. 由于机械能守恒,运动员的最大重力势能等于最大动能等于蹦床的最大弹性势能 (拔高题)9.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,时刻,将一重为的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复,通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力随时间变化的图象如图乙所示,则( ) A. 时刻小球的动能最大 B. 时刻小球的动能最大 C. 到时间内,小球的动能不断增加 D. 到时间内,小球增加的动能小于弹簧减小的弹性势能 (拔高题)10.如图所示。将一弹性小球沿一定角度斜抛出去,小球落地后被弹出、依次经过点、点、点和点后又被多次弹起,图中虚线为小球的运动轨迹。则该弹性小球在运动过程中,下列说法正确的是( ) A. 小球经过相同高度的、两点时动能相等 B. 小球在点时的动能小于在点时的动能 C. 小球在点时机械能为零 D. 小球第一次反弹后到达最高点时动能为零 二、填空题: (基础题)11.如图所示的单摆在竖直平面内左右摆动。请回答: 图中小球从点由静止开始摆动到点的过程中,动能 填“变大”“变小”或“不变”, 能转化为 能从点到点 能转化为 能。 图中小球从点由静止开始摆动到点的过程中,重力势能的变化情况是 。 12.在年哈尔滨亚洲冬季运动会的单板滑雪男子大跳台决赛中,杨文龙以分的总成绩成功夺得金牌。比赛场地简化如图所示,运动员某次从点由静止开始下滑到达点的过程中,动能 选填“增大”“减小”或“不变”,运动员在点的机械能 选填“大于”“小于”或“等于”在点的机械能。不考虑空气阻力 三、实验探究题: (必考实验题型)13.探究“物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,将木块放在水平面上的同一位置,用质量不同的两个钢球和的质量大于,分别从不同的高度和由静止开始滚下,实验过程如图所示。 通过来判断小球动能的大小; 分析甲、乙两图可以得到的结论是; 分析乙、丙两图,该探究的结论可用来解释汽车选填“超载”或“超速”的安全隐患;最后进行图丙实验时,木块被撞出桌面范围,若要继续完成该探究,下列对图丙改进的措施可行的是:选填字母; A.降低小球释放的高度 B.换用质量更小的钢球 C.换用质量更大的木块 小华觉得利用如图丁的装置,也能探究小球的动能大小与质量的关系、只需利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块即可。小华的设计方案选填“可行”或“不可行”。 (必考实验题型)14.小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”,如图所示,重物的质量。 实验步骤 具体操作 实验现象 本实验探究的是 填“重物”或“小桌”的重力势能大小与哪些因素有关。 实验中让重物自由下落到平放在沙堆表面的小桌上,通过比较小桌的四条桌腿 来反映重力势能的大小。 由实验步骤 和 ,可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系。 小明认为由实验步骤和,可判断重力势能的大小和重物质量的关系,该观点 填“正确”或“错误”,理由是 。 1.【答案】 【解析】 2.【答案】 【解析】略 3.【答案】 【解析】略 4.【答案】 【解析】当空间站从远地点向近地点运动时,空间站的质量不变,所处高度减小,重力势能减小,动能增大。故 B正确。 5.【答案】 【解析】从点到点的过程中,运动员需要克服阻力做功,会有一部分机械能转化为内能,所以运动员的机械能逐渐减小,不能达到和点等高的处,故A正确,BC错误。 从点到点的过程中,运动员的质量不变,高度变大,重力势能变大,速度变小,动能变小,动能转化为重力势能,故D错误。 6.【答案】 【解析】略 7.【答案】 【解析】A.从点到点,弹性绳逐渐被拉长,弹性形变增大,弹性势能增大,故A错误; B.从点到点,人的质量不变,人的重力大于弹性绳拉力,加速下落,动能增大;从点到点,弹性绳拉力大于人的重力,减速下落,动能减小,所以从点到点,人的动能先增大后减小,故B正确; C.从点到点,人的质量不变,人的高度降低、重力势能减小,速度减小、动能减小,弹性绳弹性形变程度变大,弹性绳弹性势能变大,该过程是重力势能和动能转化为弹性绳的弹性势能,故C错误; D.从点到点,弹性绳的弹性势能增大,人的机械能转化为弹性绳的弹性势能,人的机械能减小,故D错误。 故选B。 8.【答案】 【解析】【分析】 本题通过运动员蹦床时重力势能变化、做功的知识,体现了体育运动中包含了很多的物理知识,有一定的难度。 做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离。 运动员在最高点时,速度为零,但是运动员还受到重力作用。 运动员下落的过程中重力势能先转化为动能,到与蹦床接触时,动能和重力势能转化为蹦床的弹性势能,到最低点时运动员的速度为零。 根据合力的变化,分析机械能的转化。 【解答】 A.运动员在上升过程中,没有受到蹦床的力,蹦床对运动员没有做功,故A错误; B.运动员在最高点速度为零,重力势能最大,但是运动员在落到蹦床上最低点时,速度为零,但是重力势能最小,弹性势能最大,故B错误; C.运动员下落到最低点时,动能和重力势能全部转化为蹦床的弹性势能,蹦床的弹性势能大于人减少的动能,故C正确; D.由于机械能守恒,运动员的最大重力势能等于蹦床的最大弹性势能,但是运动员接触蹦床后,当时,运动员做加速运动,直到的时候,运动员速度最大,动能最大,在此过程中,重力势能转化为动能和弹性势能,故最大动能小于最大重力势能,故D错误。 故选C。 9.【答案】 【解析】解:、时刻小球刚与弹簧接触,此时弹簧弹力小于重力,合力方向与运动方向相同,故小球速度还会继续增大,即动能继续增大,故A错误; B、时刻,弹力最大,故弹簧的压缩量最大,小球运动到最低点,速度等于零,故B错误; C、这段时间内,刚开始时,弹力大于重力,小球加速上升,当弹力等于重力时,速度达到最大,再之后弹力小于重力,小球减速上升,故动能先增大后减小,故C错误; D、段时间内,弹簧减少的弹性势能一部分转化为小球的动能,另一部分转化为小球的重力势能,故D正确。 故选:。 小球先自由下落,与弹簧接触后,弹簧被压缩,在下降的过程中,弹力不断变大,当弹力小于重力时,物体加速下降,但合力变小,当合力为零时,速度达到最大,之后物体由于惯性继续下降,弹力开始大于重力,合力方向向上且不断变大,故物体做减速运动;同理,上升过程中,先加速上升,当合力减为零时,速度达到最大,之后弹力小于重力,合力方向向下,故小球开始减速上升。 本题关键要将小球的运动分为自由下落过程、向下的加速和减速过程、向上的加速和减速过程进行分析处理,同时要能结合图象分析。 10.【答案】 【解析】解:小球在运动过程中需要克服空气阻力做功,且与地面碰撞时会损失部分能量,导致小球的总机械能不断减小。、两点的高度相同,小球在这两点的重力势能相等。由于小球先经过点后经过点,小球在点的机械能大于在点的机械能,根据机械能等于动能与重力势能之和可知,小球在点的动能大于在点的动能,故A错误; B.点是小球第一次反弹后到达的最高点,从点运动到点的过程中,小球的高度降低,重力势能减小,减小的重力势能主要转化为动能,只有少部分用于克服空气阻力做功,因此小球在点的动能大于在点的动能,即小球在点时的动能小于在点时的动能,故B正确; C.点位于地面上,小球在点时高度为零,重力势能为零,但此时小球具有一定的速度,动能不为零,因此小球在点时的机械能不为零,故C错误; D.小球做斜抛运动,到达最高点时,竖直方向的速度为零,但水平方向的速度不为零,因此小球在点时的动能不为零,故D错误。 故选:。 判断选项A时,先比较、两点的高度得出重力势能相等,再根据小球克服空气阻力做功导致机械能不断减小得出,最后利用机械能是动能与势能之和来比较两点的动能大小。 判断选项B时,先确定点为运动轨迹的最高点,再分析小球从点运动到点时高度降低,重力势能转化为动能,从而比较两点的动能大小。 判断选项C时,先分析小球在点接触地面时重力势能为零,再根据小球仍具有速度判断其动能不为零,进而得出其机械能不为零。 判断选项D时,先明确小球斜抛运动的轨迹特点,分析其到达最高点时竖直方向速度为零但水平方向仍有速度,据此判断其在最高点的动能是否为零。 本题考查动能和机械能的概念及大小比较,易错点在于忽略小球弹跳过程中机械能的不断减小,以及误认为斜抛运动最高点时的动能为零。 11.【答案】变大 重力势 动 动 重力势 先变小后变大 【解析】略 12.【答案】增大 等于 【解析】略 13.【答案】木块滑行的距离 当物体的质量一定时,速度越大,动能越大 超载 不可行 【解析】解:根据转换法,实验中,是通过观察木块移动的距离的大小判断出钢球具有的动能的大小; 甲、乙两图中钢球的质量相同,在斜面上下滑的高度不同,即到达斜面底端的速度不同,且钢球的速度越大,撞击木块移动的距离越远,说明钢球具有的动能越大,因此可得结论为:当质量一定时,钢球的速度越大,动能越大; 乙、丙两图中钢球在斜面上下滑的高度相同,即速度相同,钢球的质量不同,速度相同的钢球,质量越大,撞击木块移动的距离越远,说明钢球具有的动能越大,因此可得结论为:速度相同的钢球,质量越大,钢球的动能越大,该结论可用来解释汽车超载的安全隐患; 如图乙、丙所示,进行图丙实验时,木块被撞出桌面范围,可知小球的动能过大: A.降低小球释放的高度,则改变了小球下滑到水平面的初速度,不可行; B.换用质量更小的钢球,速度不变,减小了小球的动能,可行; C.换用质量更大的木块,由转换法,不可行; 故选:; 探究动能与质量的关系需要控制速度相同,利用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,钢球获得的动能相同,由于质量不同的钢球在水平面运动时,受到摩擦力大小不同,导致钢球撞击同一木块时的速度不同,即实验中没有控制速度相同,故小华的设计方案不可行。 故答案为:木块滑行的距离; 当物体的质量一定时,速度越大,动能越大; 超载;; 不可行。 此实验把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离,距离越远表明钢球的动能越大; 物体动能的大小与物体的质量和速度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变; 根据控制变量法分析;结合控制变量法的要求,看是否合理的控制了相关变量,并改变了要研究的变量,这样才能知道是否符合实验要求。 本题探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验,考查控制变量法、转换法的运用及机械能的转化和对实验方案的评估。 14.【答案】重物 陷入沙堆的深度 错误 没有控制释放重物的高度相同,无法比较 【解析】本题通过实验来探究重力势能的影响因素,考查学生对控制变量法的理解。 第7页,共7页 学科网(北京)股份有限公司 $