11-4 认识动能和势能 第2课时 机械能及其转化 分层作业 初中物理沪粤版九年级上册（2023~2024学年）

第十一章机械功与及机械能11.4认识动能和势能第2课时基础达标1.在北京冬奥会U形池比赛中，某运动员在腾空后上升的过程中(不计空气阻力)()A．动能转化为重力势能B．重力势能转化为动能C．动能与重力势能之和变大D．动能与重力势能之和变小【答案】A【解析】运动员在腾空后上升的过程中，质量不变，速度减小，高度增加，所以动能减小，势能增大，动能转化为重力势能，故A正确。2.引体向上是泰州市体育学业水平测试项目。如图所示，臂力小的小明借助弹力带进行训练，他用脚蹬弹力带，弹力带对他施加一个向上的力，随着小明身体上升，弹力带对他向上的力的大小变化情况是________；在此过程中，弹力带的________能转化为小明的重力势能，其实质是弹力带对他做功的过程。【答案】不断变小；弹性势【解析】随着小明身体上升，弹力带的弹性形变越来越小，即弹力变小；随着小明身体上升，弹力带的弹性势能转化为小明的重力势能。3.如图所示，单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动。(1)这两个实验可以说明同一个物理问题：____________________________________。(2)在单摆和滚摆的运动过程中，它们上升的高度总是逐渐降低，产生此现象的原因是________________________________。(3)单摆的摆球从最低点向上摆动时，摆球的________能转化为________能，滚摆从最高点向下运动时，滚摆的__________能转化为________能。【答案】（1）动能和重力势能是可以相互转化的（2）都受到空气阻力的作用（3）动；重力势；重力势；动4.2022年12月4日，神舟十四号载人飞船返回舱成功着陆，如图所示。返回舱在减速下降过程中()A．动能增加B．重力势能增加C．机械能增加D．机械能减少【答案】D【解析】返回舱在减速下降的过程中，质量不变，高度变小，重力势能减少，速度变小，动能减少，所以机械能减少，故选D。5.如图所示，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为3t的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动，则该过程中奥运五环的()A．重力势能不变B．动能增大C．机械能不变D．机械能增大【答案】D【解析】奥运五环缓缓升起时，质量不变，速度不变，高度增大，则动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，故选D。6.如图所示，神舟十四号载人飞船于2022年6月5日10时44分成功发射，在载人飞船加速升空的过程中，舱内3名航天员的机械能________(填“增加”“不变”或“减小”)。【答案】增加【解析】飞船加速升空的过程中，航天员的质量不变，速度增加，动能增加；质量不变，高度增加，重力势能增加；动能和重力势能都增加，所以机械能增加。7.如图1所示，小球依次向四个方向以相同的速度飞出。某次小球在空中飞行到落地的过程中(不计空气阻力)，其动能Ek随时间t变化的图象如图2所示，则这次小球飞出的方向为______(填序号)；小球以不同方向飞出，落地时速度大小____(填“相同”或“不同”)。【答案】②；相同【解析】由题图2可知，小球的动能先变小后变大，而同一小球的质量不变，说明小球的速度先变小后变大，由此可知，小球是先上升后下降，小球到达最高点时的动能不为零，故小球飞出的方向为②；小球依次向四个方向以相同大小的速度飞出，即小球飞出时的机械能相同，小球在空中飞行到落地的过程中，不计空气阻力，机械能不变，落地时的重力势能均为0，因此落地时的动能相同，即速度大小相同。8.打篮球是很多同学喜爱的运动项目，某次打篮球过程中，篮球的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是()A．篮球经过相同高度的B、C两点时，机械能相等B．篮球第一次反弹后到达最高点D时，动能为0C．篮球经过B、E两点时，动能可能相等D．篮球在整个过程中机械能守恒【答案】C9.如图所示，甲、乙是两个相同的小球，从同一高度以大小相同的速度分别竖直向下和竖直向上抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是()A．甲球在下降过程中重力势能转化为动能，机械能减少B．乙球到达最高点时的速度为0，处于静止状态C．乙球到达最高点时的机械能和还未落地的甲球的机械能相等D．甲球落地瞬间的动能大于乙球落地瞬间的动能【答案】C【解析】不计空气阻力，机械能守恒，所以乙球到达最高点时的机械能和还未落地的甲球的机械能相等，故C正确。 素养提升 10.图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在________点最大，B点重力势能的大小________E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是________(填“变化”或“不变”)的。【答案】C；等于；变化 培优拓展 11.已知物体的重力势能表达式为Ep＝mgh，动能表达式为Ek＝eq\f(1,2)mv2，其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量。如图所示，光滑斜面与粗糙水平面在B处平滑连接，质量m＝80kg的物体M在A处由静止开始下滑，经B处后在水平面上滑至C处停止，已知A处的高度h＝9.8m，BC的距离s＝40m，不计空气阻力。(g取10N/kg)求：(1)物体M在A处的机械能。(2)物体M滑到B处的速度大小。(3)物体M与水平面间的摩擦力大小。【答案】（1）由题意知，物体M在A处的机械能为动能与重力势能之和，物体M在A处的速度为0，动能为0，因此物体M在A处的机械能等于重力势能，故EA＝Ep＝mgh＝80kg×10N/kg×9.8m＝7840J。（2）由题意知，物体M从A处下滑到B处的过程中，机械能是守恒的，则Ek＝Ep，即eq\f(1,2)mvB2＝7840J，所以vB＝eq\r(\f