沪科版八年级物理下册同步练习10.6合理利用机械能(练习)(原卷版+解析)VIP

10.6合理利用机械能一、单选题1．关于能的概念，下列说法中正确的是（）A．一个物体能够做功，就说这个物体具有能B．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多C．一个物体做了功，说明这个物体具有能D．用线悬挂着的小球，没有做功，所以没有能2．下列物体中：①拧紧的钟表发条；②扔在空中的橡皮；③被拉伸的弹簧；④充满气的气球；具有弹性势能的是（）A．①②③④ B．①③④ C．只有① D．只有①③3．下列物体中即具有动能又具有势能的是（）A．在平直公路上行驶的汽车 B．拉长的橡皮筋C．正在下落的雨滴 D．水库里的水4．关于动能和势能，下列说法正确的是（

）A．物体没有做功，它一定不具有能B．位置高的物体，它的势能一定大C．质量大、速度大的物体动能一定大D．弹簧一定具有弹性势能5．一辆汽车匀速上坡，关于它的动能、重力势能和机械能，下列说法正确的是（）A．动能增加，重力势能增加，机械能增加B．动能减少，重力势能不变，机械能不变C．动能不变，重力势能增加，机械能增加D．动能不变，重力势能减少，机械能减少6．如图所示，小明和同学一起荡秋千．下列说法正确的是（）A．通过最低点时的动能为零 B．下降过程中的动能转化为重力势能C．到达最高点的重力势能最大 D．上升过程中的重力势能转化为动能7．如图所示，钩码B的重力大于钩码A，用手托钩码B使两者处于静止状态。若不计摩擦、绳重和空气阻力，放手后钩码A加速上升，在钩码A碰到滑轮前的过程中，下列说法正确的是（）A．钩码A的机械能保持不变B．钩码B的机械能保持不变C．钩码A的动能增加，机械能增加D．钩码B的动能增加，机械能增加8．如图所示，一名运动员在投掷铅球。铅球在b点离手，在c点运动位置最高，不计空气阻力，下列说法不正确的是（）A．从a点到b点的过程中，运动员对铅球做了功B．在b点到d点的过程中，铅球的机械能先增加后减少C．在c点到d点的过程中，铅球的重力势能减少D．铅球在c点时的动能不为零9．2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星成功发射。如图1所示是北斗卫星在随火箭加速上升的情景。如图2所示是人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。下列说法正确的（）A．如图1北斗卫星上升过程中，重力势能变大，动能变小B．如图2人造地球卫星运行中，重力势能变大，动能变大C．如图2人造地球卫星运行中，从远地点向近地点运动时，速度变大D．图1、图2中卫星的机械能都不变10．如图所示，一个小球放在粗糙水平木板上，木板固定不动，弹簧与水平木板不接触，弹簧的一端与小球相连，另一端固定在墙壁上，弹簧保持自然长度时小球刚好在A点，现把小球向左拉至C点后释放，小球就由C运动到A，再由A运动到B，由B到A，A到D，D到……，不计空气阻力，在此过程中，下列分析正确的是（）A．从C到A和从A到B小球受到弹簧的弹力方向相同B．小球最后一定会停在A处C．弹簧的弹性势能最终转化为小球的机械能D．C到A，B到A，小球动能都是先增大后减小二、填空题11．下列物体中，只具有动能的是___________；只具有重力势能的是___________；只具有弹性势能的是___________；既具有动能又具有势能的是___________。（均选填序号）①水平地面上行驶的汽车

②被拉长的橡皮筋

③空中飞翔的鸽子④水平草地上滚动的足球

⑤从斜坡上滚下的石头

⑥矗立在山上的巨石12．装满水的洒水车，在平直的马路上一边洒水，一边匀速前行。在它洒水的过程中，洒水车的动能将________。13．丁真从雅江县城乘车匀速驶往理塘县城（从下往上走），则他的重力势能不断___________，他的动能___________，他的机械能___________。（以上三空选填“增大”、“减小”或“不变”）14．如图是军军玩弹弓的情景。经验表明，在一定范围内，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，橡皮筋对“子弹”做的功越______，橡皮筋具有的弹性势能越______，说明橡皮筋的弹性势能与______有关。15．如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验。一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由下落所能到达的最低点。在小石块从B点到C点运动的过程中（不计空气阻力），小石块的重力势能___________，其动能___________，机械能___________。16．甲、乙是两个完全相同的网球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出，乙球竖直向上抛出，不计空气阻力。抛出时甲球的机械能______乙球的机械能；落地时甲球的机械能______乙球的机械能。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）17．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定在水平面上，钢球从C点由静止释放，经过B点到达最低点O，然后到达另一侧与B点等高的点A时刚好速度为零。由O到A点过程中，______能转化为重力势能，______点的动能最大，从C点到B点的过程中，机械能的总量______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。18．阅读短文小明想研究物体从高空抛下落地速度，则查阅资料：动能的大小和速度与质量有关，翻阅资料后得到动能大小与速度质量公式为，重力势能大小与质量与高度有关，重力势能与质量高度的公式为，机械能是动能与势能之和，在机械能守恒时，弹性势能不变的情况下，动能和重力势能的总和不变.例如一个质量为m小球在h的高度落下，落到地面上（忽略空气阻力），它的重力势能全部转化为动能，所以落地时就有，得落地时速度为：，所以高度越高落地时候的速度就越大.（1）小球的质量为2kg，速度为2m/s，求小车的动能____________.（2）小球落地时候的速度与质量有没有关系：_______________（选填“有”/“没有”）（3）如图一个质量为m的小球在轨道上运动，从如图所示位置释放，此时距离地面高度为h,圆形轨道半径为r，若物体从释放可以运动到圆形轨道的最高点A点时，此过由于摩擦机械能损耗为W，请用以上条件来表示小球到达圆形轨道最高点A点的速度_________________.（4）高空抛物是城市上空的痛，请为杜绝高空抛物写一句标语：___________.三、实验题19．如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图：（1）该实验中所探究物体的动能是指物体_____（选填“A”或“B”）的动能；（2）该实验物体动能的大小是通过_____来反映的；（3）实验观察到，同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被撞得越远，可以得出结论_____。20．如图所示，小周同学在做“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，分别将A、B、C三个小球先后从同一装置的不同高度处滚下，（mA＝mB＜mC；hA＝hC＞hB）分别推动同一木盒运动一段距离后静止（已知小球所处的高度越高，到达水平面的速度越大）。（1）此实验中，通过观察________来比较小球的动能大小；（2）小周分析比较了图（b）与（c）两图所示的实验现象及相关条件，得出了初步结论:“物体质量越大，动能越大”，你同意她的结论吗？________，原因是________；（3）分析比较图（a）与（b）两图所示的实验现象及相关条件，可得出的初步结论是:________。21．小陆用质量相同的三种空心金属块，弹簧、光滑轨道等器材研究“影响重力势能大小的因素”，通过观察弹簧被压缩的程度来比较物体的重力势能大小。他将金属块分别从同一高度静止释放，实验现象如图（b）、（c）、（d）所示。再将同一金属块从高度以速度释放、高度以速度释放，已知，实验现象如图（e）、（f）所示。请根据实验过程及相关条件，仔细观察实验现象，回答下列问题。①比较图（a）、（b）、（c）、（d）的实验过程及相关条件，可得：当物体的______相同时，______相同；②小华比较图（a）、（e）、（f）的实验过程及相关条件，得到的初步结论是：当物体质量相同时，物体所具有的重力势能的大小与高度无关。请判断该结论是______（选填“错误”或“正确”），理由是______。22．在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中，小宇设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平木板上的木块相碰，铁球与木块在水平木板上共同移动一段距离后静止：（1）实验中铁球动能的大小是通过观察比较______反映出来的。这种研究问题的方法为______；（2）分析乙、丙两图，得到的实验结论是______。由此联想到高速公路限速牌上标明“120”和“100”字样，______（选填“大客车”或“小轿车”）的限速为100km/h；（3）若斜面光滑，乙图中铁球从B处滚到底端的过程中，铁球的______能转化为动能，机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）；（4）如果做乙、丙两图实验时，丙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，需要改进丙图实验，再与乙图实验对比。在不改变木板长度的情况下，应采用以下______方法（填写正确选项前的字母）。A．换用质量小于m的钢球B．给水平木板铺上毛巾C．适当降低钢球的高度D．换用一个较重的硬纸盒23．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过___________来反映的，这里用到的实验方法是___________（选填“转换法”或“控制变量法”）；（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：___________；（3）比较A、C两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：___________；（4）比较C、D两球，发现两球运动路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径___________（选填：“有关”或“无关”）；（5）不计空气阻力，小球在下落过程陷入沙面之前，将重力势能转化为___________能。小球这种能的增加量___________小球重力势能的减小量。（选填“大于”、“小于”或“等于”）24．小明在实验室看到一科学玩具——牛顿摆，如图1甲所示，它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成，每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上，并紧挨着排列在同一水平直线上。拉起最左侧的钢球，释放后，它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球，仅把最右侧的钢球撞出，其他球几乎静止不动。这引发了小明的思考：为什么碰撞后仅有一个球摆动，而其余球仍然保持静止？于是他提出问题：被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关？接着他做出以下猜想：①可能与撞击球撞击时的速度大小有关；②可能与撞击球的数量多少有关；将牛顿摆等效为单摆模型，如图1乙所示是一个钢球撞击其它钢球的情形，五个钢球自左向右标为球。若不考虑能量损失，请回答下列问题：（1）将A球作为撞击球拉至一定的高度（保持细线绷直），由静止开始释放。释放后，A球向右摆动过程中，将___________能转化为动能。（2）探究猜想①时，必须先控制每次撞击球的___________相等，为了改变撞击球撞击时的速度，你的操作办法是：___________。释放后，当钢球A以不同速度发生碰撞时，每次均仅有E球被撞出，由此可判断：被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度___________（选填：“有关”或“无关”）。（3）通过上述实验，小明还是不明白为什么仅有一个球被撞出，于是他向老师请教，老师说：牛顿摆的钢球间发生碰撞时，撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，所以最终只有一个钢球被撞出。根据老师的讲解，小明继续探究猜想②，将A、B两球作为撞击球紧挨着，拉起一定高度后同时释放，A、B球向右摆动并与C球相撞，则此时可观察到的现象是如图2中的___________（选填：“甲”、“乙”或“丙”）；请阐述你选择的理由：___________。25．小罗在玩“水枪”玩具时，发现“水枪”水平放置，推动活塞的速度越快，水枪离地面的高度越高，水就会射得越远，据此，他提出了如下猜想：在空中水平抛出的物体，落地的水平距离与抛出的初速度及抛出点离地面的高度有关。为验证猜想，小罗找来了如图所示装置进行实验。(1)让小球从斜槽上自由滚下，是为了使小球到达水平槽时具有一定的______；不计摩擦，小球从斜槽滚下，重力势能______，机械能______（填“增大”“减小”或“不变”）；(2)让小球分别从斜槽上的A、B、C位置自由滚下，保持小球______不变，分别测出小球落地的水平距离sA、sB、sC，发现sA>sB>sC。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与______有关；(3)逐步降低抛出点离地面的高度，分别为h1、h2、h3，每次都让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离s1、s2、s3，发现s1>s2>s3。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与______有关；(4)若在水平槽铺上毛巾，使抛出点离地面的高度为h3，让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，测出小球落地的水平距离为s4，根据上述实验的结果，应该有s4______（填“>”“<”或“=”）s3；(5)如图乙，不改变抛出点离地面的高度，在A点多次放置质量不同的小球并让它自由滚下，小明发现每次小球落地的位置都相同，这表明：在空中水平抛出的物体，落地的水平距离与其质量_______（填“有关”或“无关”）。26．小静和小雷观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的彩球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的彩球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动，如图甲所示。小静据此设计了如图乙所示的实验装置（将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个小球A、B，将B球静置于轨道的水平部分，将小球A从斜面的某一高度h1处静止释放，撞击后，B球向前运动并冲上轨道右端斜面最大高度h2），探究动能与势能转化和转移时的规律。（1）A球从斜面滑下的过程中，______能转化为动能；（2）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了______能，这也说明力能改变物体的______；（3）实验时发现撞击后，h2小于h1小静猜想这可能是小球运动过程中克服______做功造成的。为了验证这一猜想，小静操作如下：a、控制A球从斜面上的______（选填“同一”或“不同”）高度自由滚下；b、改变小球运动导轨的粗糙程度，并记录B球在斜面上的最高高度h2小静在多次实验后发现：导轨越光滑，h2越接近h1由此可推论得出：在动能与势能的相互转化过程中，若没有摩擦阻力影响，物体的机械能将______（选填“变小”“不变”或“变大”）；（4）小雷猜想白球与彩球碰撞后的运动情况可能与两球的质量有关。于是小雷找来天平测量了白球和彩球的质量，发现它们质量相同，因此他认为白球与彩球碰撞后的运动情况与两球的质量无关。你认为小雷的结论是______（选填“正确”或“错误”）的。四、计算题27．已知物体的重力势能表达式为，动能的表达式为Ek=mv2，其中m为质量，h为物体距水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg；如图所示，距沙坑高h=7m处，以v0=10m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体，不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程机械能守恒。求：（1）物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek；（2）物体上升到最高点时离抛出点的高度H。28．已知物体的动能表达式为EK=mv2/2，其中m为物体的质量，v是物体运动的速度，g为重力常数．如图所示，将一个质量为200g的钢球从距离地面1.2m的高度沿水平方向以5m/s的速度抛出．钢球被抛出后，在下落过程中重力做功将重力势能转化为动能．若不计空气阻力，试求：(1)钢球被抛出时的动能Ekl多大？(2)钢球被抛出后在下落过程中，其重力所做功W是多大？(3)钢球落地前瞬间的动能Ek2多大？10.6合理利用机械能一、单选题1．关于能的概念，下列说法中正确的是（）A．一个物体能够做功，就说这个物体具有能B．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多C．一个物体做了功，说明这个物体具有能D．用线悬挂着的小球，没有做功，所以没有能【答案】A【解析】A．由能量的概念可知，一个物体能够做功，就说明这个物体具有能量，简称能，故A正确；B．物体能量我可以做更多的功，但一个物体已做的功越多，不能说明这个物体具有的能越多，故B错误；C．一个物体做了功，说明原来具有能量，但做功后不一定还具有能，故C错误；D．一用线悬挂着的小球，没有做功，但它有一定的高度，所以具有重力势能，故D错误。故选A。2．下列物体中：①拧紧的钟表发条；②扔在空中的橡皮；③被拉伸的弹簧；④充满气的气球；具有弹性势能的是（）A．①②③④ B．①③④ C．只有① D．只有①③【答案】B【解析】①拧紧的钟表发条发生了弹性形变，故具有弹性势能；②扔在空中的橡皮，有速度和高度，所以具有动能和势能；③被拉伸的弹簧发生了弹性形变，故具有弹性势能；④充满气的气球发生了弹性形变，故具有弹性势能；故选B。3．下列物体中即具有动能又具有势能的是（）A．在平直公路上行驶的汽车 B．拉长的橡皮筋C．正在下落的雨滴 D．水库里的水【答案】C【解析】A．在水平地面上行驶的汽车，有速度无高度，所以只具有动能，故A不符合题意；B．被拉长的橡皮筋，发生弹性形变，具有弹性势能，故B不符合题意；C．在空中下落的雨滴，有高度也有速度，所以具有动能和重力势能，故C符合题意；D．被拦河坝拦住的河水，有高度无速度，所以只具有重力势能，故D不符合题意。故选C。4．关于动能和势能，下列说法正确的是（

）A．物体没有做功，它一定不具有能B．位置高的物体，它的势能一定大C．质量大、速度大的物体动能一定大D．弹簧一定具有弹性势能【答案】C【解析】A．物体只要能够做功，它就具有能量，并不一定正在做功，故A错误；B．重力势能的大小不但和物体的高度有关，还与物体的质量有关，故B错误；C．物体的质量大、速度大，它的动能一定大，故C正确；D．弹簧只有发生弹性形变时才具有弹性势能，故D错误．5．一辆汽车匀速上坡，关于它的动能、重力势能和机械能，下列说法正确的是（）A．动能增加，重力势能增加，机械能增加B．动能减少，重力势能不变，机械能不变C．动能不变，重力势能增加，机械能增加D．动能不变，重力势能减少，机械能减少【答案】C【解析】汽车匀速爬坡的过程中，汽车的质量不变，速度不变，所以动能不变；高度增加，重力势能增加；由于机械能等于动能与势能之和，机械能也增加。故ABD错误，C正确。故选C。6．如图所示，小明和同学一起荡秋千．下列说法正确的是（）A．通过最低点时的动能为零 B．下降过程中的动能转化为重力势能C．到达最高点的重力势能最大 D．上升过程中的重力势能转化为动能【答案】C【解析】A．人的质量一定，通过最低点时速度最大，动能最大，故A错误；B．下降过程中高度逐渐减小，速度逐渐增大，重力势能转化为动能，故B错误;C．到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故C正确；D．上升过程中，高度增大，速度减小，动能转化为重力势能，故D错误。故选C。7．如图所示，钩码B的重力大于钩码A，用手托钩码B使两者处于静止状态。若不计摩擦、绳重和空气阻力，放手后钩码A加速上升，在钩码A碰到滑轮前的过程中，下列说法正确的是（）A．钩码A的机械能保持不变B．钩码B的机械能保持不变C．钩码A的动能增加，机械能增加D．钩码B的动能增加，机械能增加【答案】C【解析】AC．因为钩码A加速上升，所以钩码A的速度和高度均增加，但其质量不变，所以钩码A的动能和重力势能均增加，而机械能等于动能加势能之和，所以钩码A的机械能增加，故A错误，C正确。BD．因为钩码B的重力大于钩码A，所以钩码A加速上升时，钩码B将加速下降，钩码B的速度增加，但高度减小，其质量不变，所以钩码B的重力势能减小，动能增加，减小的重力势能转化为了钩码A和B的动能及B的重力势能，所以B的机械能减小，故BD错误。故选C。8．如图所示，一名运动员在投掷铅球。铅球在b点离手，在c点运动位置最高，不计空气阻力，下列说法不正确的是（）A．从a点到b点的过程中，运动员对铅球做了功B．在b点到d点的过程中，铅球的机械能先增加后减少C．在c点到d点的过程中，铅球的重力势能减少D．铅球在c点时的动能不为零【答案】B【解析】A．在a到b的过程中，铅球受到推力作用，且在推力方向上通过了距离，故运动员对铅球做了功，故A正确，不符合题意；B．不计空气阻力时，机械能守恒，所以在b到d的过程中，铅球的机械能不变，故B错误，符合题意；C．在c点到d点的过程中，铅球的质量不变，高度减小，重力势能减少，故C正确，不符合题意；D．铅球在c点时不是静止状态，有向前的速度，此时的动能不为零，故D正确，不符合题意。故选B。9．2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星成功发射。如图1所示是北斗卫星在随火箭加速上升的情景。如图2所示是人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。下列说法正确的（）A．如图1北斗卫星上升过程中，重力势能变大，动能变小B．如图2人造地球卫星运行中，重力势能变大，动能变大C．如图2人造地球卫星运行中，从远地点向近地点运动时，速度变大D．图1、图2中卫星的机械能都不变【答案】C【解析】A．北斗卫星在随火箭加速上升的过程中，北斗卫星质量不变，速度变大、高度增加，故动能和重力势能都变大，故A错误；BC．卫星从远地点向近地点运动时，质量不变，高度变小，重力势能减少，减少的重力势转化为动能，所以动能变大，速度变大，故B错误，C正确；D．由A知，如图1北斗卫星在随火箭加速上升的过程中，动能和重力势能都变大，所以机械能变大；如图2，由于人造地球卫星在大气层外运行，不受空气阻力，机械能是守恒的，故D错误。故选C。10．如图所示，一个小球放在粗糙水平木板上，木板固定不动，弹簧与水平木板不接触，弹簧的一端与小球相连，另一端固定在墙壁上，弹簧保持自然长度时小球刚好在A点，现把小球向左拉至C点后释放，小球就由C运动到A，再由A运动到B，由B到A，A到D，D到……，不计空气阻力，在此过程中，下列分析正确的是（）A．从C到A和从A到B小球受到弹簧的弹力方向相同B．小球最后一定会停在A处C．弹簧的弹性势能最终转化为小球的机械能D．C到A，B到A，小球动能都是先增大后减小【答案】D【解析】A．从C到A是拉力，弹簧处于拉伸状态，弹簧对小球的力向右，而从A到B时，弹簧处于压缩状态，故弹簧对小球的力是向左，故A错误；B．小球在来回运动的过程中，由于克服摩擦力做功，其机械能越来越少，当所受弹力与摩擦力平衡时，可能停留在A点的左侧或右侧，不一定最后停在A处，故B错误；C．由于接触面粗糙，弹簧的弹性势能最终转化小球的动能，小球克服摩擦力做功，最终转化为内能，故C错误；D．从C到A，弹力减小，弹力大于摩擦力，故合力向右，速度向右，故小球加速，弹力慢慢减小，最终等于摩擦力，此时小球的速度最大，再往右运动，弹力小于摩擦力，合力向左，此时减速，故速度是先变大后变小，故动能是先变大，后变小；B到A，弹力向左，摩擦力向右，合力向左，故向左加速，弹簧的伸长量变小，弹力变小，等于摩擦力时，速度最大，弹力继续变小，弹力小于摩擦力，合力向右，故此时减速，故动能时先变大后变小，故D正确；二、填空题11．下列物体中，只具有动能的是___________；只具有重力势能的是___________；只具有弹性势能的是___________；既具有动能又具有势能的是___________。（均选填序号）①水平地面上行驶的汽车

②被拉长的橡皮筋

③空中飞翔的鸽子④水平草地上滚动的足球

⑤从斜坡上滚下的石头

⑥矗立在山上的巨石【答案】

①④

⑥

②

③⑤【解析】[1]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。①水平地面上行驶的汽车具有速度，即具有动能；④水平草地上滚动的足球，具有速度，即具有动能，因此只具有动能的是①④。[2]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。⑥矗立在山上的巨石具有一定高度，即具有重力势能，因此只具有重力势能的是⑥。[3]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。②被拉长的橡皮筋发生了弹性形变，即具有弹性势能，因此只具有弹性势能的是②。[4]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。③空中飞翔的鸽子具有速度又具有一定高度，所以具有动能和重力势能；⑤从斜坡上滚下的石头具有速度又具有一定高度，所以具有动能和重力势能，因此既具有动能又具有势能的是③⑤。12．装满水的洒水车，在平直的马路上一边洒水，一边匀速前行。在它洒水的过程中，洒水车的动能将________。【答案】减小【解析】洒水车在平直的马路上边洒水边匀速前进时，速度不变，而质量不断减小，所以动能不断减小。13．丁真从雅江县城乘车匀速驶往理塘县城（从下往上走），则他的重力势能不断___________，他的动能___________，他的机械能___________。（以上三空选填“增大”、“减小”或“不变”）【答案】

增大

不变

增大【解析】[1][2][3]丁真从雅江县城乘车匀速驶往理塘县城，他的质量不变，速度不变，所以其动能不变；同时高度增大，则他的重力势能增大；因机械能等于动能与势能的和，所以他的机械能增大。14．如图是军军玩弹弓的情景。经验表明，在一定范围内，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，橡皮筋对“子弹”做的功越______，橡皮筋具有的弹性势能越______，说明橡皮筋的弹性势能与______有关。【答案】

多

大

弹性形变的程度【解析】[1][2][3]在一定范围内，橡皮筋拉得越长，橡皮筋的弹性形变量越大，具有的弹性势能越大，将同样的“子弹”射得越远，橡皮筋对“子弹”做的功越多。15．如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验。一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由下落所能到达的最低点。在小石块从B点到C点运动的过程中（不计空气阻力），小石块的重力势能___________，其动能___________，机械能___________。【答案】

减小

先增大后减小

减小【解析】[1]小石块从B到C的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小。[2][3]不计空气阻力，从B到C的过程中，小石块受到的弹力先是小于重力，后逐渐大于重力，所以小石块的速度是先加速后减速，在达到C点时，速度为零，动能为零，所以小球的动能先增大后减小；小石块从B点到C点运动的过程中，小石块的机械能转化为橡皮筋的弹性势能，小石块的机械能减小。16．甲、乙是两个完全相同的网球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出，乙球竖直向上抛出，不计空气阻力。抛出时甲球的机械能______乙球的机械能；落地时甲球的机械能______乙球的机械能。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）【答案】

等于

等于【解析】[1]抛出时甲乙两球质量相等，速度相等，故动能相等；又因高度相等，故重力势能相等，机械能包括动能和势能，所以抛出时甲球的机械能等于乙球的机械能。[2]甲、乙被抛出时的机械能相等，不计空气阻力，所以它们在运动的过程中机械能守恒，所以落地时所具有的机械能是相等的。17．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定在水平面上，钢球从C点由静止释放，经过B点到达最低点O，然后到达另一侧与B点等高的点A时刚好速度为零。由O到A点过程中，______能转化为重力势能，______点的动能最大，从C点到B点的过程中，机械能的总量______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】

动

O

变小【解析】[1]钢球由O点到A点的过程中，高度增大，重力势能增大，而动能减小，到A点刚好为0，所以是动能转化为重力势能的过程。[2]钢球由C点静止释放，向下运动的过程中，高度减小，重力势能减小，转化为动能，O点时的重力势能最小，则动能最大。[3]轨道是粗糙的，则钢球由C点到B点的过程中，需要克服摩擦做功，将部分机械能转化为内能，所以机械能的总量变小。18．阅读短文小明想研究物体从高空抛下落地速度，则查阅资料：动能的大小和速度与质量有关，翻阅资料后得到动能大小与速度质量公式为，重力势能大小与质量与高度有关，重力势能与质量高度的公式为，机械能是动能与势能之和，在机械能守恒时，弹性势能不变的情况下，动能和重力势能的总和不变.例如一个质量为m小球在h的高度落下，落到地面上（忽略空气阻力），它的重力势能全部转化为动能，所以落地时就有，得落地时速度为：，所以高度越高落地时候的速度就越大.（1）小球的质量为2kg，速度为2m/s，求小车的动能____________.（2）小球落地时候的速度与质量有没有关系：_______________（选填“有”/“没有”）（3）如图一个质量为m的小球在轨道上运动，从如图所示位置释放，此时距离地面高度为h,圆形轨道半径为r，若物体从释放可以运动到圆形轨道的最高点A点时，此过由于摩擦机械能损耗为W，请用以上条件来表示小球到达圆形轨道最高点A点的速度_________________.（4）高空抛物是城市上空的痛，请为杜绝高空抛物写一句标语：___________.【答案】

4

无关

详见解析【解析】(1)[1]由动能大小与速度质量公式，可知(2)[2]由题中材料可知，速度的大小和质量没有关系，只与g值和高度h有关；(3)[3]从高度为h的位置下落，然后到达2r的高度，这过程重力势能的减少量为mg（h-2r），由于摩擦机械能损耗为W，到达A点时的动能为，满足关系式，变换可得A点的速度为(4)[4]严禁高空抛物．三、实验题19．如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图：（1）该实验中所探究物体的动能是指物体_____（选填“A”或“B”）的动能；（2）该实验物体动能的大小是通过_____来反映的；（3）实验观察到，同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被撞得越远，可以得出结论_____。【答案】

A

B被撞开的距离大小

当物体的质量相同时，物体的速度越大，动能越大【解析】（1）[1]该实验研究的对象是物体A，物体A从斜面上滚下，获得动能，故研究的是物体A的动能。（2）[2]该实验物体动能的大小是通过物体B被撞后移动的距离大小反映的，B被撞的越远，说明小球A的动能越大，这里采用了转换法。（3）[3]同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，则物体A的速度越大，物体B被撞得越远，说明物体A的动能越大，根据控制变量法可得结论为：当物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大。20．如图所示，小周同学在做“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，分别将A、B、C三个小球先后从同一装置的不同高度处滚下，（mA＝mB＜mC；hA＝hC＞hB）分别推动同一木盒运动一段距离后静止（已知小球所处的高度越高，到达水平面的速度越大）。（1）此实验中，通过观察________来比较小球的动能大小；（2）小周分析比较了图（b）与（c）两图所示的实验现象及相关条件，得出了初步结论:“物体质量越大，动能越大”，你同意她的结论吗？________，原因是________；（3）分析比较图（a）与（b）两图所示的实验现象及相关条件，可得出的初步结论是:________。【答案】

木盒移动距离

不同意

没有控制小球的速度不变

当小球的质量相同时，速度越大，动能越大【解析】（1）[1]实验中通过比较滚下的小球撞击木盒移动的距离，来比较小球动能的大小。在同样的水平面上木盒被撞得越远，小球的动能就越大，这种方法叫转换法。（2）[2][3]比较图（b）与（c）两图可知，mB＜mC，hC＞hB，在研究动能的大小与物体的质量关系时，应控制物体的速度相同，让不同质量的小球从同一斜面的同一高度自由滚下，实验中存在两个变量，没有控制小球运动的速度不变，不能得出动能的大小与物体质量的关系。（3）[4]分析比较（a）、（b）两图可知，两球的质量相同，高度不同，高度越高，到达水平面时速度越大，撞击木盒运动的距离越远，动能越大，故结论为：质量一定时，速度越大，动能越大。21．小陆用质量相同的三种空心金属块，弹簧、光滑轨道等器材研究“影响重力势能大小的因素”，通过观察弹簧被压缩的程度来比较物体的重力势能大小。他将金属块分别从同一高度静止释放，实验现象如图（b）、（c）、（d）所示。再将同一金属块从高度以速度释放、高度以速度释放，已知，实验现象如图（e）、（f）所示。请根据实验过程及相关条件，仔细观察实验现象，回答下列问题。①比较图（a）、（b）、（c）、（d）的实验过程及相关条件，可得：当物体的______相同时，______相同；②小华比较图（a）、（e）、（f）的实验过程及相关条件，得到的初步结论是：当物体质量相同时，物体所具有的重力势能的大小与高度无关。请判断该结论是______（选填“错误”或“正确”），理由是______。【答案】

质量和高度

重力势能

错误

实验中没有控制物体的初速度相同【解析】[1][2]比较图(a)、(b)、(c)、(d)的实验过程及相关条件，可得物体重力势能的大小由物体的高度与质量决定，即物体高度和质量相同时重力势能相同；[3][4]要探究物体所具有的重力势能大小与高度的关系，应控制物体向下运动的初速度和质量相同，才能得出正确的结论，该实验中没有控制物体的初速度相同，故结论是错误的。22．在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中，小宇设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平木板上的木块相碰，铁球与木块在水平木板上共同移动一段距离后静止：（1）实验中铁球动能的大小是通过观察比较______反映出来的。这种研究问题的方法为______；（2）分析乙、丙两图，得到的实验结论是______。由此联想到高速公路限速牌上标明“120”和“100”字样，______（选填“大客车”或“小轿车”）的限速为100km/h；（3）若斜面光滑，乙图中铁球从B处滚到底端的过程中，铁球的______能转化为动能，机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）；（4）如果做乙、丙两图实验时，丙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，需要改进丙图实验，再与乙图实验对比。在不改变木板长度的情况下，应采用以下______方法（填写正确选项前的字母）。A．换用质量小于m的钢球B．给水平木板铺上毛巾C．适当降低钢球的高度D．换用一个较重的硬纸盒【答案】

木块滑动距离

转换法

当速度相等时，物体质量越大，动能越大

大客车

重力势

守恒

A【解析】（1）[1][2]铁球斜面上滑下，与放在水平木板上的木块相碰，木块滑动一定距离，铁球动能越大，木块滑动距离越大，所以实验通过观察木块滑动距离来比较动能的大小，这种物理方法叫做转换法。（2）[3]由乙、丙两图可知，小球从斜面下滑的高度相同，到达水平面的速度相同，而小球的质量不同，故探究的是动能与质量的关系，丙中小球的质量大，木块滑动距离远，故得出的结论是：当速度相等时，物体质量越大，动能越大。[4]因速度相同时，质量越大，动能越大，越不容易刹车，因大客车的质量更大，故限制的速度要越小，大客车的限速应该是。（3）[5][6]若斜面光滑，乙图中铁球从B处滚到底端的过程中，铁球的质量不变，高度变小，重力势能变小，质量不变，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，由于斜面是光滑的，则机械能守恒。（4）[7]A．由图乙、丙可知，两图中小球在斜面上的高度相等，小球的质量不同，所以乙、丙两次实验探究的是动能与质量的关系，所以改进丙图实验时，仍需控制其他条件相同，两球的质量不同，换用质量小于m的钢球，丙图中钢球从斜面上滑到底端时的动能减小，可防止木块滑落，且乙、丙两次实验中，只有质量不同，其他条件相同，故A符合题意；B．给水平木板铺上毛巾，不能与乙控制相同的接触面，变量不唯一，故B不符合题意；C．如果做乙图实验时，为防止木块滑落，可适当降低钢球的高度，这样小球的动能减小，撞击纸盒后前进的距离变小，就不会掉落了。适当降低钢球的高度，不能与乙控制相同的高度，变量不唯一，故C不符合题意；D．换用一个较重的硬纸盒，不能与乙控制相同质量的硬纸盒，变量不唯一，故D不符合题意。故选A。23．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过___________来反映的，这里用到的实验方法是___________（选填“转换法”或“控制变量法”）；（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：___________；（3）比较A、C两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：___________；（4）比较C、D两球，发现两球运动路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径___________（选填：“有关”或“无关”）；（5）不计空气阻力，小球在下落过程陷入沙面之前，将重力势能转化为___________能。小球这种能的增加量___________小球重力势能的减小量。（选填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】

铅球下陷的深度

转换法

当物体的高度一定时，质量越大，重力势能越大

当物体的质量一定时，高度越大，重力势能越大

无关

动

等于【解析】（1）[1][2]本实验中，铅球的重力势能大小是通过铅球陷入沙中的深度来反映的，采用了转换法。（2）[3]比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙中的深度更大，说明最初B球的重力势能更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。（3）[4]比较A、C两球，两球质量相同，下落路径也相同，C球的下落高度大于A球的下落高度，发现C球陷入沙中的深度更大，说明最初C球的重力势能更大，由此可得出结论：当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大。（4）[5]比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，但陷入沙中的深度相同，说明最初C、D两球的重力势能相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。（5）[6][7]铅球在下落过程陷入沙面之前，其高度减小，速度增加，将重力势能转化为动能；不计空气阻力，则铅球的机械能是守恒的，动能的增加量等于重力势能的减小量。24．小明在实验室看到一科学玩具——牛顿摆，如图1甲所示，它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成，每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上，并紧挨着排列在同一水平直线上。拉起最左侧的钢球，释放后，它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球，仅把最右侧的钢球撞出，其他球几乎静止不动。这引发了小明的思考：为什么碰撞后仅有一个球摆动，而其余球仍然保持静止？于是他提出问题：被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关？接着他做出以下猜想：①可能与撞击球撞击时的速度大小有关；②可能与撞击球的数量多少有关；将牛顿摆等效为单摆模型，如图1乙所示是一个钢球撞击其它钢球的情形，五个钢球自左向右标为球。若不考虑能量损失，请回答下列问题：（1）将A球作为撞击球拉至一定的高度（保持细线绷直），由静止开始释放。释放后，A球向右摆动过程中，将___________能转化为动能。（2）探究猜想①时，必须先控制每次撞击球的___________相等，为了改变撞击球撞击时的速度，你的操作办法是：___________。释放后，当钢球A以不同速度发生碰撞时，每次均仅有E球被撞出，由此可判断：被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度___________（选填：“有关”或“无关”）。（3）通过上述实验，小明还是不明白为什么仅有一个球被撞出，于是他向老师请教，老师说：牛顿摆的钢球间发生碰撞时，撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，所以最终只有一个钢球被撞出。根据老师的讲解，小明继续探究猜想②，将A、B两球作为撞击球紧挨着，拉起一定高度后同时释放，A、B球向右摆动并与C球相撞，则此时可观察到的现象是如图2中的___________（选填：“甲”、“乙”或“丙”）；请阐述你选择的理由：___________。【答案】

重力势

数量

将A球拉至不同的高度由静止释放

无关

乙

见解析【解析】（1）[1]释放后，A球向右摆动过程中，高度减小，速度变大，重力势能转化为动能。（2）[2][3]探究被撞而摆动的钢球数量与撞击球撞击时的速度大小有关时，需要控制撞击球的数量相同，改变撞击球的速度的大小，即将A球拉至不同的高度由静止释放。[4]当钢球发生碰撞时，仅有E球被撞出，这表明被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度无关。（3）[5][6]由图1乙可得：5个完全相同的钢球说明每个钢球的质量相同；5个球紧挨着排列在同一水平直线上，高度相同，则5个球的重力势能也相同；由于撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，说明A球刚撞击B球时与球E刚摆动时具有相同的动能，即BCD球在传递速度的过程中机械能守恒。将A、B两球作为撞击球紧挨着拉起一定高度后同时释放，撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，即摆动球的速度与撞击球的速度相等，而在传递速度的过程中机械能守恒，即摆动球的质量和撞击球的质量相等，所以会有两个球被弹起，故乙正确。25．小罗在玩“水枪”玩具时，发现“水枪”水平放置，推动活塞的速度越快，水枪离地面的高度越高，水就会射得越远，据此，他提出了如下猜想：在空中水平抛出的物体，落地的水平距离与抛出的初速度及抛出点离地面的高度有关。为验证猜想，小罗找来了如图所示装置进行实验。(1)让小球从斜槽上自由滚下，是为了使小球到达水平槽时具有一定的______；不计摩擦，小球从斜槽滚下，重力势能______，机械能______（填“增大”“减小”或“不变”）；(2)让小球分别从斜槽上的A、B、C位置自由滚下，保持小球______不变，分别测出小球落地的水平距离sA、sB、sC，发现sA>sB>sC。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与______有关；(3)逐步降低抛出点离地面的高度，分别为h1、h2、h3，每次都让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离s1、s2、s3，发现s1>s2>s3。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与______有关；(4)若在水平槽铺上毛巾，使抛出点离地面的高度为h3，让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，测出小球落地的水平距离为s4，根据上述实验的结果，应该有s4______（填“>”“<”或“=”）s3；(5)如图乙，不改变抛出点离地面的高度，在A点多次放置质量不同的小球并让它自由滚下，小明发现每次小球落地的位置都相同，这表明：在空中水平抛出的物体，落地的水平距离与其质量_______（填“有关”或“无关”）。【答案】

速度

减小

不变

质量

抛出点的初速度

抛出点离地面的距离

<

无关【解析】(1)[1]让小球从斜槽自由滚下，是为了让小球到达水平槽时具有一定的速度。[2][3]小球从斜槽滚下，高度变低，则重力势能减小，而小球是自由滚下，即斜槽是光滑的，所以滚下过程机械能守恒，那么其大小不变。(2)[4][5]从题意知，此时探究的是物体抛出距离与抛出点的初速度的关系，因为从斜槽的不同高度冲下的小球到达水平槽时，具有不同的速度，那么要保持不变的量是小球的质