121动能势能机械能-2022-2023学九年级上册物理练习（苏科版）

12.1动能势能机械能在水平地面上铺一张纸，将两个完全相同的皮球表面涂黑，使其分别从不同高度自由落下，在纸上留下如图所示的黑色圆斑A、B，下列说法正确的是（）A．刚接触纸面时两球速度相同 B．刚接触纸面时两球重力势能不同 C．留下圆斑的过程中，皮球的动能全部转化为重力势能 D．皮球从较高位置下落形成圆斑B【答案】D。【解析】解：A、将两个完全相同的皮球分别从不同高度自由落下，高度不同，到达纸面时的速度是不同的，故A错误；B、刚接触纸面时，两球的重力相同，高度相同，重力势能相同，故B错误；C、留下圆斑的过程中，皮球对纸面做功，皮球的一部分机械能转化为其他形式的能量，所以皮球的动能没有全部转化为重力势能，故C错误；D、弹性势能越大，皮球的形变程度越大，圆斑就越大，所以B处的弹性势能大，故D正确。质量相等的甲、乙两个物体从同一斜面的相同高度处下滑，每隔相等时间曝光一次得到的频闪照片如图所示．则甲、乙在斜面上运动的过程中（）A．平均速度之比为3：5 B．甲的重力势能不变C．到达斜面底端的动能相等 D．乙重力做功的功率比甲大【答案】D。【解析】解：A、由图知，甲物体是4个时间间隔，乙物体是2个时间间隔，所以甲物体与乙球物体运动的时间之比为4：2＝2：1，运动的路程相同，根据v＝可知，平均速度之比为1：2，故A错误；B、由图可知，甲物体的高度变小，质量不变，重力势能变小；故B错误；C、甲、乙物体的质量相同，到达底端时，甲的速度小于乙的速度，所以甲的动能小于乙的动能，故C错误；D、乙运动的速度大，甲、乙的质量相同，根据G＝mg可知，重力相同，根据P＝＝＝Gv可知，乙的重力做功快，故D正确。2022年2月6日，中国女足时隔16年再夺亚洲杯冠军。如图是足球落地后又弹起的示意图。分析可知，足球（）A．在B点时受力平衡 B．在A、D两点动能可能相等 C．在B点时，若所受力全部消失，足球将保持静止状态 D．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化【答案】B。【解析】解：A、足球在B点时受重力和空气阻力的作用，这两个力不在一条直线上，故足球受力不平衡，故A错误；B、由题图可知，足球落地弹起后的高度越来越低，说明足球的机械能逐渐减小，故足球在A点的机械能大于其在D点的机械能，而足球在A点的重力势能大于其在D点的重力势能，故足球在A、D两点的动能可能相等，故B正确；C、足球在B点时，若所受力全部消失，根据牛顿第一定律可知，足球将做匀速直线运动，运动状态保持不变，故C错误；D、在运动过程中，足球的机械能不断减小，故D错误。一运动员从高空落向弹性木板A，如图所示，然后随木板一同向下运动到最低点B。如不计空气阻力，从A位置到B位置的过程中，下列说法正确的是（）A．运动员刚到达位置A时，速度最大 B．运动员到达位置B时，所受到的力是平衡力 C．运动员从A位置到B位置的过程中，运动员的速度先变大后变小 D．运动员从A位置到B位置的过程中，运动员的速度一直变小【答案】C。【解析】解：A、运动员刚到达位置A时，弹力为零，因此弹力小于重力，运动员向下做加速运动，当重力与弹力相等时，速度最大，因此A处不是速度最大的位置，故A错误；B、运动员刚到达位置B时，弹力最大，即弹力大于重力，因此受非平衡力作用，故B错误；CD、运动员从A到B的过程中，弹力逐渐增大，当重力与弹力相等时，速度最大，运动员的速度先变大后变小，故C正确、D错误。如图所示，将一个闭合的金属圆环从图示位置由静止释放，经过一个有限范围（只有虚线左侧有磁场）的均匀磁场。不考虑空气阻力和摩擦，则（）A．圆环能够摆回到出发点 B．圆环能够达到的最高位置会越来越低 C．圆环摆动过程中，只有动能和重力势能之间发生相互转化 D．圆环来回摆动的振幅会越来越小，但不会停下来【答案】B。【解析】解：将一个闭合的金属圆环从图示位置由静止释放，金属圆环的质量不变，速度变大，动能变大，高度变小，重力势能变小，重力势能转化为动能；当闭合的金属圆环在离开磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，此过程中圆环的机械能转化为电能；由于机械能会逐渐变小，所以圆环来回摆动的振幅会越来越小，圆环能够达到的最高位置会越来越低，不能摆回到原来的出发点，会在最低点静止；综上所述，B正确，ACD错误。2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场预定区域成功着陆，如图所示，返回舱在减速着陆过程中（）A．动能不变 B．动能减小 C．重力势能变大 D．机械能不变【答案】B。【解析】解：返回舱在减速着陆过程中，质量不变，速度减小，所以动能减小；高度减小，则重力势能减小；机械能等于动能和势能之和，由于动能和重力势能都减小，所以机械能减小，故ACD错误，B正确。在2021年东京奥运会女子蹦床决赛中，我国选手朱雪莹夺得金牌，如图是运动员从高处落到蹦床上又被弹起过程中的一瞬（不计空气阻力），下列对运动员的说法正确的是（）A．接触到蹦床时动能最大 B．运动员下降过程中机械能增大 C．从最低点被弹起的过程中，机械能先变大后不变 D．在最低点时速度为零，运动员受力平衡【答案】C。【解析】解：A、运动员接触蹦床后，蹦床的弹力从零开始不断增大，蹦床的弹力先小于人的重力，后大于人的重力，则人的合力先向下，后向上，则人先向下加速，后向下减速，所以运动员的动能先增大后减小，在弹力等于重力时动能最大，运动员速度最大，故A错误；B、运动员下降过程中，运动员的机械能转化为蹦床的弹性势能，所以运动员的机械能减小，故B错误；C、从最低点被弹起的过程中，蹦床的弹性势能转化为运动员的机械能，运动员离开蹦床后，不计空气阻力，机械能保持不变，所以从最低点被弹起的过程中，机械能先变大后不变，故C正确；D、运动员在最低点时，蹦床向上的弹力大于运动员的重力，合力不为0，也就是运动员受力不平衡，故D错误。如图所示，运动中物体的弹性势能转化为动能的是（）A．子弹射出枪膛 B．发条带动指针 C．流星从天而降 D．秋千荡向高处【答案】B。【解析】解：A、枪膛内燃气膨胀将子弹射出，燃气对子弹做功，是将燃气的内能转化为子弹的机械能，故A不符合题意；B、钟表里的发条带动指针转动是由弹性势能转化成了动能，故B符合题意；C、流星从天而降的过程中，机械能转化为内能，故C不符合题意；D、秋千荡向高处的过程中，质量不变，速度变小，动能减小，高度升高，重力势能变大。故为动能转化为重力势能，故D不符合题意。弹簧左端固定在挡板上，小车压紧弹簧，释放后被弹开，最终静止，如图，从小车释放到静止的过程中，下列分析正确的是（）A．弹簧的弹性势能先增加后减小 B．弹簧的弹性势能先减小后增大 C．小车的动能先增加后减小 D．小车动能一直减小【答案】C。【解析】解：小车压紧弹簧，弹簧具有弹性势能；释放后小车被弹开，弹簧的形变量减小，则弹簧的弹性势能逐渐减小，弹性势能转化为小车的动能，故小车的动能先增大；小车在运动一段时间后最终静止，其动能变为0，所以整个过程中小车的动能是先增大后减小；综上所述，C正确，ABD错误。如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，说法正确的是（）A．在a、d两点机械能相等 B．在b、d两点速度相等 C．从b到c的过程中，减小的重力势能大于增加的动能 D．从c到d的过程中，减小的动能等于增加的重力势能【答案】C。【解析】解：A、足球从a到d的过程中，足球和草地之间存在摩擦力，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，故A错误；B、b和d的高度相同，重力势能相同，由于b的机械能大于d的机械能，所以b处的动能大于d处的动能，即b点的速度大于d点的速度，故B错误；C、足球从b到c的过程中，足球和草地之间存在摩擦力，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，所以减小的重力势能大于增加的动能，故C正确；D、足球从c到d的过程中，机械能不断减小，减小的动能大于增加的重力势能，故D错误。在探究“动能大小的影响因素”的实验中，让小车从斜面滑下的过程中，小车的重力势能转化为动能；实验过程中，使同一小车从斜面不同高度由静止滑下，是为了探究动能大小与速度的关系。实验结束如果想探究“阻力对物体运动的影响”，为完成探究，还需要从①砝码、②毛巾、③弹簧测量计、④棉布器材中选择②④（填序号）。【答案】重力势；速度；②④。【解析】解：（1）小车从斜面滑下的过程中，小车的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能；（2）使同一小车从斜面不同高度由静止滑下，小车的质量不变，高度不同，到达水平面时的速度是不同的，所以是为了探究动能大小与速度的关系；（3）探究“阻力对物体运动的影响”需要选择与接触面粗糙程度有关的毛巾和棉布。如图，国产大飞机C919加速起飞时，以地面塔台为参照物，它是运动（选填“运动”或“静止”）的，此过程飞机受的是非平衡力（选填“平衡力”或“非平衡力”），飞机的动能增大，机械能增大（后两空选填“增大”、“不变”或“减小”）。【答案】运动；非平衡力；增大；增大。【解析】解：（1）大飞机C919起飞时相对于地面上航站台的位置不断变化，所以大飞机相对于塔台是运动的；（2）飞机加速起飞，飞机的运动速度发生了变化，因此飞机受非平衡力作用；（3）飞机加速起飞时，质量不变，速度变大，动能增大；高度变大，重力势能增大。小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和2m，分别不从同的高度h和2h由静止开始放下，观察木块被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。（1）小明通过观察木块被推动的距离来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是转换法（选填“控制变量法”或“转换法”）；若水平面绝对光滑，本实验将不能（选填“能”或“不能”）达到探究目的；（2）实验中若使用的木块质量较大，为保证较好的实验效果，请你说出采取的一种方法：提高铁球的释放高度；（3）由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与速度有关；（4）小明由乙、丙两图得出实验结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？错误（选填“正确”或“错误”），理由是：没有控制小球的速度相同。【答案】（1）木块被推动的距离；转换法；不能；（2）提高铁球的释放高度；（3）速度；（4）错误；没有控制小球的速度相同。【解析】解：（1）实验中通过观察木块移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法；若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的；（2）实验中若使用的木块质量较大，铁球撞击木块时，木块移动的距离较小，实验现象不明显，为使实验有较明显的现象，可以通过增大铁球在斜面上的高度来增大铁球的速度，从而增大铁球的动能，增大对木块做功的多少，增大木块在水平面上滑行的距离；也可以通过减小接触面粗糙程度的方法来减小摩擦力，使木块在水平面上滑行距离增大；（3）由甲、乙图可知，小球的质量相同，小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，到达斜面底部时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，说明小球的动能不同，所以得出的实验结论为：物体的动能大小与速度有关；（4）小明的看法是错误的，因为要探究动能与质量的关系，需要保证小球的速度相同，乙、丙两图中小球下落的高度不同，则到达水平面的速度不同，故不能得出动能大小与质量的关系。王瑞利用实验小桌、箱体透明的沙箱、质量不同的重物A和B（mA＜mB），让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，探究重力势能的大小与哪些因素有关，请观察甲、乙、丙所示的实验操作，按要求回答下列问题：（1）比较甲、乙可知，物体的重力势能与物体被举高的高度有关；（2）比较甲、丙可知，物体的重力势能与物体的质量有关；高度相同的物体，质量越大，它的重力势能越大；（3）在实验操作中通过观察桌腿陷入沙子的深度来比较物体重力势能大小，以下实验探究采用的方法与此相同的是D。A.在探究压力对滑动摩擦力的影响时，保持接触面粗糙程度不变，改变压力B.在探究阻力对物体运动的影响时，推理出物体不受阻力时的运动状态C.在“探究杠杆的平衡条件”时，改变动力（臂）和阻力（臂），多次测量D.在探究影响动能大小的因素时，通过小车推动物体的远近比较小车动能大小（4）设乙实验操作中物体A的重力势能是WA，丙实验操作中物体B的重力势能是WB，则WA和WB的大小关系是B。A.WA＞WBB.WA＜WBC.WA＝WBD.无法判断【答案】（1）高度；（2）甲、丙：高度；（3）D；（4）B。【解析】解：（1）甲、乙两物体质量相同，被举的高度不同，是探究重力势能与物体被举的高度之间的关系；（2）要探究物体的重力势能与物体的质量有关，必须控制物体被举的高度相同质量不同，所以应该选择比较甲和丙；（3）在实验操作中通过观察桌腿陷入沙子的深度来比较物体重力势能大小用的是转换法，转换法是中学物理中把直接测量有困难的量转换成便于测量的量来研究的一种重要的研究方法，也就是借助某些物体的特性来研究看不到或不易观察到物质，形象直观。A、在探究压力对滑动摩擦力的影响时，保持接触面粗糙程度不变，改变压力，是控制变量法，故A不符合题意；B、在探究阻力对物体运动的影响时，推理出物体不受阻力时的运动状态，是实验推理法，故B不符合题意；C、在“探究杠杆的平衡条件”时，改变动力（臂）和阻力（臂），多次测量，是实验归纳法，故C不符合题意；D、在探究影响动能大小的因素时，通过小车推动物体的远近比较小车动能大小，是转换法，故D符合题意。（4）物体做功本领越强，具有的能就越大，比较乙图和丙图，丙图中桌腿陷入沙子的深度更深，即丙实验操作中物体B落下时做功本领更大，势能更大，【答案】B。小华为了“探究弹性势能的大小可能与物体的弹性形变程度有关”，他设计了实验，如图甲所示，将一根弹簧和一只质量为0.1kg的金属球（球上有一直小孔）套在铁架台的金属杆AB（足够长）上面，每次将小球压缩弹簧