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文档简介
第4节机械能及其转化[基础达标练]知识点1机械能1.2019年11月28日,我国在太原卫星发射中心用“长征四号丙”运载火箭,成功将“高分十二号”卫星发射升空。如图所示,在火箭加速升空的过程中,“高分十二号”卫星的()A.动能增加,重力势能减少 B.动能增加,重力势能增加C.动能增加,机械能不变 D.重力势能增加,机械能不变2.2020年3月2日4时,嫦娥四号着陆器完成月夜设置,进入第十五月休眠期。嫦娥四号探测器是用长征3B型号的火箭发射的。在火箭加速升空过程中,对于火箭搭载的嫦娥四号探测器,下列叙述正确的是()A.探测器的机械能总量不变 B.探测器的机械能总量增加C.探测器的动能增加,重力势能不变 D.探测器的动能不变,重力势能增加3.动能、重力势能和______统称机械能;人们修筑拦河坝来提高上游的水位,在坝底通过水轮机带动电动机发电,一定量的水,上、下游水位差越大,水的______越大,发电量越多。4.如图所示,小朋友从滑梯上匀速下滑时,臀部感觉发热;他在下滑的过程中动能______,重力势能______,机械能______(选填“变大”、“变小”、“不变”)。5.2020年疫情期间,为了更好地支援抗疫工作,汽车工程师给汽车加装了雾化系统、防水系统和自动控制电路,控制喷洒启停等功能,可实现2米范围内的喷洒消毒。当消毒汽车在水平地面上匀速行驶喷洒消毒液时,动能______,重力势能______,机械能______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。知识点2机械能及其转化6.2022年北京冬奥会上自由式滑雪大跳台比赛精彩纷呈。如图所示,运动员穿戴着专用滑雪板,从起滑台由静止开始下滑,沿助滑道加速下滑获得较大的速度,从起跳台末端斜向上飞出,完成空中动作后落地。关于上述过程下列说法正确的是()A.运动员沿助滑道向下滑行的过程中,动能逐渐增大B.运动员沿助滑道向下滑行的过程中,动能转化为重力势能C.运动员从起跳台末端飞出上升的过程中,重力势能逐渐减小D.运动员从起跳台末端飞出上升的过程中,重力势能转化为动能7.2018年5月21日凌晨,我国成功利用长征四号丙运载火箭将“鹊桥”号中继卫星发射升空,迈出了人类航天器月背登陆第一步!下图中与火箭点火加速升空过程中能量的转化情况相同的是()A.反复弯折铁丝 B.用弹弓射子弹C.电火花发射器点火 D.小球向上摆动8.高山滑雪是冬奥会的重要竞赛项目之一,如图所示是滑雪运动员从山顶加速下滑的情境。在下滑过程中运动员的重力势能___________(选填“增大”或“减小”)。重力势能转化为___________能。9.如图所示,人造卫星在大气层外运行,不受空气阻力。卫星从近地点向远地点运行的过程中,动能______(选填“增大”、“减小”或“不变”),能量转化情况是______,速度最大在______点。10.人造卫星在大气层外运行,________(填“受到”或“不受”)空气阻力,只有____能和____能的转化,机械能________(填“守恒”或“不守恒”)。知识点3水能和风能的利用11.下列各个过程中,物体的重力势能转化为动能的有
()A.乒乓球触地后向上弹起过程中B.车沿斜面向上匀速行驶过程中C.斜向上抛出的小石子在上升过程中D.水坝上流下来的水冲击水轮机转动12.物理课上,小刘和小陈讨论了关于篮球的一些问题,说法正确的一组()①投篮时,篮球离开手后继续向上运动,因为篮球具有惯性②篮球从篮筐中下落,其重力势能主要转化为动能③投篮时,篮球抛到最高点时,速度为零,此时受平衡力④静止在地上的篮球,它所受的重力与篮球对地面的压力是一对相互作用力。A.只有① B.只有①② C.只有①②③ D.①②③④都正确13.在空气阻力不计的情况下,一只皮球从高处由静止下落,被地面弹起后不能再回到原来的高度,在整个过程中分析不正确的是()A.皮球只有在最高位置时动能为零B.加速下落的过程中,重力势能转化为动能C.落地弹性压缩过程中,动能转化为弹性势能D.整个过程中机械能不守恒14.“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”这两句唐诗生动、形象地反映了这两条大河蕴藏了大量的________。修筑拦河坝是为了提高上游的水位,当水从拦河坝的泄洪孔流出时,水的_______能转化为________能。[能力提升练]15.如图甲所示,将一个带孔的金属球和一根弹簧套在铁架台的金属杆上,现将小球提到A点后松手,小球的高度随时间变化情况如图乙所示,下列说法正确的是()A.弹簧的原长为50cmB.0~t1过程中,小球的动能先增大后减小C.0~t1过程中,小球的减少的机械能等于弹簧增加的弹性势能D.小球在t1时刻的动能大于在t2时刻的动能16.巴南区迎龙峡影视拍摄基地,有一个玻璃漂流项目:漂流船沿着透明的玻璃水槽向下加速运动过程中,漂流船的动能将_________;在玻璃槽中有缓缓流动的水,这样能够减小接触面的粗糙程度,从而_________摩擦力。(选填"减小"或"增大")17.3月9日,海装风电公司重庆万盛南天门自建风场顺利完成最后一台风机吊装,如图所示.在匀速吊起风机的过程中,风机的机械能_________(选填“增加”“减少”或“不变”);风场建成后,将配置“海装造”2×106W的风电机组,该风电机组工作42s所提供的电能最多可使________kg的水温度升高10℃.已知水的比热c水=4.2×103J/(kg•℃).18.如图所示是一幅简单的过山车漫画,过山车已经关闭动力系统,在轨道上滑行,则从最高点向下滑行过程中,能量的转化情况是______;滑到底停下来时,机械能全部转化为______。19.神舟十三号乘组共在轨飞行183天,创造了中国航天员连续在轨飞行时间的最长纪录。(1)2021年10月16日,神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。如图甲所示,神舟十三号载人飞船与空间站组合体沿椭圆轨道环绕地球运行,不受空气阻力,当它从远地点向近地点运动时势能___________(填“增大”“不变”或“减小”)、机械能___________(填“增大”“不变”或“减小”)。(2)2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图乙所示,神舟十三号载人飞船返回舱在返回时会打开降落伞使返回舱减速,这个过程中返回舱的动能___________(填“增大”“不变”或“减小”),机械能___________(填“增大”“不变”或“减小”)。20.如图甲,工程师把拦河坝设计成下宽上窄的形状是因为液体压强随___________的增加而增大。三峡水电站的水库大坝高185m,当水库水深为125m时,坝底受到的水的压强是___________Pa。如图乙,拦河坝使上游水位升高,在坝底安装水轮机,发电机装在水轮机的上面,水轮机带动发电机发电。一定量的水,上、下水位差越大,水的_________能越大,能发出的电就越多。巨大的落差有利于生产可观的电力,但也带来了航运方面的问题,解决这个问题的途径就是修建船闸,如图丙所示,船闸利用了___________原理。21.如图所示,质量为80g的金属小球从导轨的a处由静止开始滑下,依次经过b处、c处,到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中,重力做功为___________J,在整个运动过程中,小球的机械能___________。(选填“增加”、“减少”或“不变”)22.如图,弹簧的左端固定,右端连接一个小球,把它们套在光滑的水平杆上,a是压缩弹簧后小球静止释放的位置,b是弹簧原长时小球的位置,c是小球到达最右端的位置。则小球从a运动到c的过程中,在______(选填“a”、“b”或“c”)位置动能最大;从b到c的过程中,小球的动能转化为弹簧的______,小球从a运动到b的过程机械能总量______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。23.如图所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,做好后将它从不太陡的斜面滚下,观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动,直至停下来。罐子在水平面上滚出去时_________能全部转化为橡皮筋的________能;罐子滚动过程中第一次速度为零时,橡皮筋的________能最大;滚动一段时间后罐子停下来,然后再沿斜面向上滚动,此时罐子的重力势能会_________(选填“增大”“减小”或“不变”)。24.野外宿营时,为防止岩石坠落,不能选择在悬崖下扎营;为防山洪,雨季不能在山谷、溪流旁宿营;为了避开滑坡,不能在陡坡上驻扎.上述这三个现象中包含的能量转化或转移是________.为抗风,搭帐篷时要用“地钉”(类似于长铁钉)将帐篷固定在地面上,小明发现地面越松软,地钉插入越容易,固定效果越差,原因主要是________.小明用100N的压力将重5N的地钉竖直缓缓地插入地面,则地钉与地之间的摩擦力为________N;若要将地钉拔出,则至少需________N的拉力.[高频考题实战练]25.(2022·山东日照·统考中考真题)“粽叶又飘香,颗粒正归仓。建设新时代,农民丰收忙。”如图所示,斜向上的传送带将小麦匀速运送到高处粮仓的过程中,其中1kg小麦的()A.动能不变 B.重力势能不变C.机械能不变 D.动能与重力势能的和不变26.(2022·浙江杭州·中考真题)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。运动员由静止开始自由下落,A点处弹性绳正好处于原长;B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等;C点处是蹦极运动员到达的最低点。(整个过程忽略空气阻力,弹性绳的自重不计)从O点到A点的过程中,运动员的机械能____________(选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”)。从A点到C点的过程中,弹性绳的弹性势能____________(选填“增大”“减小”“不变”或“先增大减小”,下同);运动员的动能__________。第4节机械能及其转化[基础达标练]知识点1机械能1.2019年11月28日,我国在太原卫星发射中心用“长征四号丙”运载火箭,成功将“高分十二号”卫星发射升空。如图所示,在火箭加速升空的过程中,“高分十二号”卫星的()A.动能增加,重力势能减少 B.动能增加,重力势能增加C.动能增加,机械能不变 D.重力势能增加,机械能不变【答案】B【解析】火箭加速升空过程中,卫星也加速上升,卫星的质量不变,速度变大,则动能变大,同时高度增加,重力势能变大;机械能等于动能与势能的总和,所以卫星的机械能变大,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。2.2020年3月2日4时,嫦娥四号着陆器完成月夜设置,进入第十五月休眠期。嫦娥四号探测器是用长征3B型号的火箭发射的。在火箭加速升空过程中,对于火箭搭载的嫦娥四号探测器,下列叙述正确的是()A.探测器的机械能总量不变 B.探测器的机械能总量增加C.探测器的动能增加,重力势能不变 D.探测器的动能不变,重力势能增加【答案】B【解析】在火箭加速上升的过程中,探测器的质量不变,速度增大,动能增加;高度增大,重力势能增加,而机械能是动能和重力势能的总和,因此机械能增加,故B正确,ACD错误。故选B。3.动能、重力势能和______统称机械能;人们修筑拦河坝来提高上游的水位,在坝底通过水轮机带动电动机发电,一定量的水,上、下游水位差越大,水的______越大,发电量越多。【答案】弹性势能
重力势能【解析】[1]机械能包括动能和势能,势能又分为重力势能和弹性势能。[2]一定质量的水,水电站发电时,水位差越大,水的重力势能越大,发电量越多。4.如图所示,小朋友从滑梯上匀速下滑时,臀部感觉发热;他在下滑的过程中动能______,重力势能______,机械能______(选填“变大”、“变小”、“不变”)。【答案】不变
变小
变小【解析】[1][2][3]小朋友从滑梯上匀速滑下,其质量不变,速度不变,故动能不变,同时高度减小,故重力势能变小,因为动能和势能统称为机械能,所以其机械能变小。5.2020年疫情期间,为了更好地支援抗疫工作,汽车工程师给汽车加装了雾化系统、防水系统和自动控制电路,控制喷洒启停等功能,可实现2米范围内的喷洒消毒。当消毒汽车在水平地面上匀速行驶喷洒消毒液时,动能______,重力势能______,机械能______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。【答案】变小
变小
变小【解析】[1]动能的大小与速度、质量有关,消毒汽车在水平地面上匀速行驶喷洒消毒液时,速度不变,质量变小,则动能变小。[2]重力势能的大小与质量、被举的高度有关,消毒汽车在水平地面上匀速行驶喷洒消毒液时,被举的高度不变,质量变小,则重力势能变小。[3]机械能是动能与势能的总和,动能变小,重力势能变小,则机械能变小。知识点2机械能及其转化6.2022年北京冬奥会上自由式滑雪大跳台比赛精彩纷呈。如图所示,运动员穿戴着专用滑雪板,从起滑台由静止开始下滑,沿助滑道加速下滑获得较大的速度,从起跳台末端斜向上飞出,完成空中动作后落地。关于上述过程下列说法正确的是()A.运动员沿助滑道向下滑行的过程中,动能逐渐增大B.运动员沿助滑道向下滑行的过程中,动能转化为重力势能C.运动员从起跳台末端飞出上升的过程中,重力势能逐渐减小D.运动员从起跳台末端飞出上升的过程中,重力势能转化为动能【答案】A【解析】A.运动员沿助滑道向下滑行的过程中,速度越变越大,动能逐渐增大,故A正确;B.运动员沿助滑道向下滑行的过程中,速度越变越大,动能增大,高度减小,重力势能减小,故是重力势能转化为动能,故B错误;C.运动员从起跳台末端飞出上升的过程中,高度增大,故重力势能逐渐变大,故C错误;D.运动员从起跳台末端飞出上升的过程中,速度减小,动能减小,高度增加,重力势能增加,故是动能转化为重力势能,故D错误。故选A。7.2018年5月21日凌晨,我国成功利用长征四号丙运载火箭将“鹊桥”号中继卫星发射升空,迈出了人类航天器月背登陆第一步!下图中与火箭点火加速升空过程中能量的转化情况相同的是()A.反复弯折铁丝 B.用弹弓射子弹C.电火花发射器点火 D.小球向上摆动【答案】C【解析】火箭点火加速升空过程中内能转化为机械能。A.反复弯折铁丝是机械能转化为内能,故A不符合题意;B.用弹弓射子弹,弹弓的弹性势能转化为子弹的机械能,故B不符合题意;C.电火花发射器点火是内能转化为机械能,故C符合题意;D.小球向上摆动,动能转化为重力势能,故D不符合题意。故选C。8.高山滑雪是冬奥会的重要竞赛项目之一,如图所示是滑雪运动员从山顶加速下滑的情境。在下滑过程中运动员的重力势能___________(选填“增大”或“减小”)。重力势能转化为___________能。【答案】减小
动【解析】[1][2]重力势能的大小与物体的质量和高度有关,质量越大、高度越高,重力势能就越大;动能的大小与物体的质量和速度有关,质量越大、速度越大,动能就越大。滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中,运动员的质量不变,高度变小,速度变大,故重力势能减小,动能增大,重力势能转化为动能。9.如图所示,人造卫星在大气层外运行,不受空气阻力。卫星从近地点向远地点运行的过程中,动能______(选填“增大”、“减小”或“不变”),能量转化情况是______,速度最大在______点。【答案】减小
动能转化为重力势能
近地【解析】[1][2]卫星从近地点向远地点运行的过程中,高度增加,重力势能增大,速度减小,动能减小,动能转化为重力势能。[3]卫星机械能守恒,近地点高度最低,重力势能最小,动能最大。10.人造卫星在大气层外运行,________(填“受到”或“不受”)空气阻力,只有____能和____能的转化,机械能________(填“守恒”或“不守恒”)。【答案】不受
动
势
守恒【解析】[1][2][3][4]卫星在大气层外运行时,不受空气阻力,只有动能和势能之间的相互转化,机械能守恒。知识点3水能和风能的利用11.下列各个过程中,物体的重力势能转化为动能的有
()A.乒乓球触地后向上弹起过程中B.车沿斜面向上匀速行驶过程中C.斜向上抛出的小石子在上升过程中D.水坝上流下来的水冲击水轮机转动【答案】D【解析】A.乒乓球向上弹起,则重力势能变大,速度变小,则动能变小,动能转化为重力势能,故A不符合题意;B.车沿斜面向上匀速行驶,则重力势能变大,速度不变,则动能不变,故B不符合题意;C.斜向上抛出的小石子在上升的过程中,则则重力势能变大,速度变小,则动能变小,动能转化为重力势能,故C不符合题意;D.水向下运动时,高度变低,所以重力势能减小,速度变大,则动能变大,就是重力势能转化为动能,故D符合题意。故选D。12.物理课上,小刘和小陈讨论了关于篮球的一些问题,说法正确的一组()①投篮时,篮球离开手后继续向上运动,因为篮球具有惯性②篮球从篮筐中下落,其重力势能主要转化为动能③投篮时,篮球抛到最高点时,速度为零,此时受平衡力④静止在地上的篮球,它所受的重力与篮球对地面的压力是一对相互作用力。A.只有① B.只有①② C.只有①②③ D.①②③④都正确【答案】B【解析】投篮时,篮球离开手后,因为具有惯性,要保持原来的运动状态,所以继续向上运动,①说法正确;篮球下落过程,质量不变,速度变大,高度变小,动能变大,重力势能变小,是重力势能转化为动能,②说法正确;篮球抛到最高点时,速度虽然为0,但不是处于静止,不是处于平衡状态,受到的力不平衡。③说法错误;静止在地上的篮球,受到的重力的方向向下,篮球对地面的压力,作用在地面,方向也向下,而相互作用力方向相反,所以篮球的重力和篮球对地面的压力不是一对相互作用力,④说明错误。故ACD错误,B正确。故选B。13.在空气阻力不计的情况下,一只皮球从高处由静止下落,被地面弹起后不能再回到原来的高度,在整个过程中分析不正确的是()A.皮球只有在最高位置时动能为零B.加速下落的过程中,重力势能转化为动能C.落地弹性压缩过程中,动能转化为弹性势能D.整个过程中机械能不守恒【答案】A【解析】A.皮球在以下三个位置时动能为零(速度大小为零):①球在高处将下落时;②小球落地弹性压缩最大时;③上升到最大高度时,故A错误,符合题意;B.加速下落过程中,质量不变、速度变大,动能变大;质量不变、高度减小,重力势能减小,所以是重力势能转化为动能,故B正确,不符合题意;C.落地弹性压缩过程中,皮球发生了弹性形变,具有弹性势能,皮球的质量不变、速度减小,动能减小,皮球的动能转化为弹性势能,故C正确,不符合题意;D.皮球被地面弹起后不能再回到原来的高度,这表明皮球的机械能是减小的,即整个过程中机械能不守恒,故D正确,不符合题意。故选A。14.“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”这两句唐诗生动、形象地反映了这两条大河蕴藏了大量的________。修筑拦河坝是为了提高上游的水位,当水从拦河坝的泄洪孔流出时,水的_______能转化为________能。【答案】
机械能
重力势能
动能【解析】[1]黄河远上白云间,说明了水相对于地面,位置很高,根据重力势能的定义及决定因素,可以确定,水具有大量的重力势能。滚滚来,体现了水在运动,根据动能的定义,即可知道水具有动能。动能和势能统称为机械能。所以反映这两条大河蕴藏了大量的机械能。[2][3]水电站发电时,要将水的机械能转化为电能。通过关闸蓄水,增加水的高度与质量来提高水的重力势能,当水从拦河坝的泄洪孔流出时,水的重力势能转化为动能。[能力提升练]15.如图甲所示,将一个带孔的金属球和一根弹簧套在铁架台的金属杆上,现将小球提到A点后松手,小球的高度随时间变化情况如图乙所示,下列说法正确的是()A.弹簧的原长为50cmB.0~t1过程中,小球的动能先增大后减小C.0~t1过程中,小球的减少的机械能等于弹簧增加的弹性势能D.小球在t1时刻的动能大于在t2时刻的动能【答案】D【解析】A.由图乙可知当弹力与重力平衡时,弹簧的长度为50cm,由于此时弹簧处于压缩状态,所以弹簧原来的长度应大于50cm,故A错误;B.0~t1过程中,未接触弹簧前,小球在重力的作用下向下做加速运动;接触弹簧后,开始的弹力小于重力,小球继续做加速运动,在t1时刻,小球的重力与弹力大小相等,此时小球的动能最大,故0~t1过程中小球的动能一直增大,故B错误;C.小球在运动的过程中,克服空气的阻力做功,一部分机械能转化为内能,所以0~t1过程中,小球的减少的机械能大于弹簧增加的弹性势能,故C错误;D.在t1、t2两个时刻,由于能量的损失,t1时刻的速度最大,所以小球在t1时刻的动能大于在t2时刻的动能,故D正确。故选D。16.巴南区迎龙峡影视拍摄基地,有一个玻璃漂流项目:漂流船沿着透明的玻璃水槽向下加速运动过程中,漂流船的动能将_________;在玻璃槽中有缓缓流动的水,这样能够减小接触面的粗糙程度,从而_________摩擦力。(选填"减小"或"增大")【答案】增大
减小【解析】[1]漂流船沿着透明的玻璃水槽向下加速运动过程中,漂流船的质量不变,速度变大,所以漂流船的动能将增大。[2]在玻璃槽中有缓缓流动的水,由于水具有流动性,这样能够减小接触面的粗糙程度,从而减小摩擦,使船更容易快速漂流。17.3月9日,海装风电公司重庆万盛南天门自建风场顺利完成最后一台风机吊装,如图所示.在匀速吊起风机的过程中,风机的机械能_________(选填“增加”“减少”或“不变”);风场建成后,将配置“海装造”2×106W的风电机组,该风电机组工作42s所提供的电能最多可使________kg的水温度升高10℃.已知水的比热c水=4.2×103J/(kg•℃).【答案】增加
2×103【解析】机械能和其他形式能的转化;电功与热量的综合计算(1)在匀速吊起风机的过程中,质量不变,速度不变,高度增加,所以动能不变,重力势能增加,机械能增加;(2)消耗的电能:W=Pt=2×106W×42s=8.4×107J,由Q=cm△t可知,水的质量:m=Q/c△t=8.4×107J/4.2×103J/(kg•℃)×10℃=2×103kg18.如图所示是一幅简单的过山车漫画,过山车已经关闭动力系统,在轨道上滑行,则从最高点向下滑行过程中,能量的转化情况是______;滑到底停下来时,机械能全部转化为______。【答案】重力势能转化为动能
内能【解析】[1]由题意可知,过山车已经关闭动力系统,在轨道上滑行,则从最高点向下滑行过程中,高度在变小,重力势能在变小,速度越来越大,动能在变大,可知能量的转化情况是重力势能转化为动能。[2]滑到底停下来时,速度为零,动能为零,高度为最低,重力势能为零,这过程受到阻力的作用,克服摩擦力做功,机械能全部转化为内能。19.神舟十三号乘组共在轨飞行183天,创造了中国航天员连续在轨飞行时间的最长纪录。(1)2021年10月16日,神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。如图甲所示,神舟十三号载人飞船与空间站组合体沿椭圆轨道环绕地球运行,不受空气阻力,当它从远地点向近地点运动时势能___________(填“增大”“不变”或“减小”)、机械能___________(填“增大”“不变”或“减小”)。(2)2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图乙所示,神舟十三号载人飞船返回舱在返回时会打开降落伞使返回舱减速,这个过程中返回舱的动能___________(填“增大”“不变”或“减小”),机械能___________(填“增大”“不变”或“减小”)。【答案】减小
不变
减小
减小【解析】(1)[1][2]当它从远地点向近地点运动时,质量不变,高度下降,势能减小;速度增大,动能增大,这一过程中,势能转化为动能,机械能不变。(2)[3][4]神舟十三号载人飞船返回舱在返回时会打开降落伞使返回舱减速,这个过程中返回舱的质量不变,速度变小,动能变小;返回舱的高度下降,重力势能减小,机械能时动能和势能的总和,所以返回舱机械能减小。20.如图甲,工程师把拦河坝设计成下宽上窄的形状是因为液体压强随___________的增加而增大。三峡水电站的水库大坝高185m,当水库水深为125m时,坝底受到的水的压强是___________Pa。如图乙,拦河坝使上游水位升高,在坝底安装水轮机,发电机装在水轮机的上面,水轮机带动发电机发电。一定量的水,上、下水位差越大,水的_________能越大,能发出的电就越多。巨大的落差有利于生产可观的电力,但也带来了航运方面的问题,解决这个问题的途径就是修建船闸,如图丙所示,船闸利用了___________原理。【答案】深度
1.25×106
重力势
连通器【解析】[1]同种液体,深度越大,压强越大。因此,坝底比上端要承受更大的水压,为了安全,坝底要修得宽一些。[2]此时水的压强为[3]水力发电是将的水的机械能转化为电能。质量相等的情况下,高度越大,水的重力势能就越大,当水流下泻时,转化的动能就越多,冲击水轮机带动发电机转化的电能就越多。[4]船闸的基本结构是若干个能控制底部水流的巨型容器,本质上是连通器,通过控制水的流动,使相邻两个闸室水面相平,船只可以从一个闸室进入另一个闸室,实现船只在大坝上下游之间的通行。21.如图所示,质量为80g的金属小球从导轨的a处由静止开始滑下,依次经过b处、c处,到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中,重力做功为___________J,在整个运动过程中,小球的机械能___________。(选填“增加”、“减少”或“不变”)【答案】
减小【解析】[1]小球的重力小球从a到b的过程中,重力做功[2]在整个运动过程中,实现了重力势能和动能的相互转化,同时小球要克服摩擦做功,将一部分机械能转化为内能,所以在整个运动过程中机械能减小。22.如图,弹簧的左端固定,右端连接一个小球,把它们套在光滑的水平杆上,a是压缩弹簧后小球静止释放的位置,b是弹簧原长时小球的位置,c是小球到达最右端的位置。则小球从a运动到c的过程中,在______(选填“a”、“b”或“c”)位置动能最大;从b到c的过程中,小球的动能转化为弹簧的______,小球从a运动到b的过程机械能总量______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。【答案】b
弹性势能
变大【解析】[1][2][3]由题意可知,小球从a运动到b的过程中,弹簧的形变程度减小,其弹性势能减小,小球的速度变大,动能变大,弹簧的弹性势能转化为小球的动能,而小球的重力势能不变,所以小球的机械能总量变大;到达b点时,弹簧恢复原状,不计摩擦阻力,其弹性势能全部转化为小球的动能;再从b运动到c时,弹簧被拉伸,小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能,小球的动能会变小。因此,在b点时小球的动能最大。23.如图所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,做好后将它从不太陡的斜面滚下,观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动,直至停下来。罐子在水平面上滚出去时_________能全部转化为橡皮筋的________能;罐子滚动过程中第一次速度为零时,橡皮筋的________能最大;滚动一段时间后罐子停下来,然后再沿斜面向上滚动,此时罐子的重力势能会_________(选填“增大”“减小”或“不变”)。【答案】动
弹性势
弹性势
增大【解析】[1][2]罐子在水平面上滚动到停下,则动能越来越小,橡皮筋的弹性势能越来越大,这个过程是动能转化为弹性势能。[3]罐子滚动过程中最终会停下,说明存在摩擦力,第一次在水平面停下时,克服摩擦做功转化为的内能最少,所以此时橡皮筋的弹性势能最大。[4]沿斜面向上滚动时,罐子的质量不变,高度升高,所以重力势能会增大。24.野外宿营时,为防止岩石坠落,不能选择在悬崖下扎营;为防山洪,雨季不能在山谷、溪流旁宿营;为了避开滑坡,不能在陡坡上驻扎.上述这三个现象中包含的能量转化或转移是________.为抗风,搭帐篷时要用“地钉”(类似于长铁钉)将帐篷固定在地面上,小明发现地面越松软,地钉插入越容易,固定效果越差,原因主要是________.小明用100N的压力将重5N的地钉竖直缓缓地插入地面,则地钉与地之间的摩擦力为________N;若要将地钉拔出,则至少需________N的拉力.【答案】重力势
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