32机械能（分层作业）九年级科学上册（浙教版）

3.2机械能（分层作业）【基础达标】1．一辆匀速行驶的洒水车正在洒水，它对地面的压强和动能将如何变化（）A．压强减小，动能减小 B．压强不变，动能不变C．压强减小，动能不变 D．压强不变，动能减小【答案】A【详解】一辆匀速行驶的洒水车正在洒水，在洒水的过程中车的总质量减少，动能减小；质量减小，重力减小，洒水车对水平面的压力减小，由可知对地面的压强减小，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。2．小明同学骑电动平衡车匀速下坡，则关于小明同学的机械能变化说法正确的是（）A．动能不变，重力势能不变，机械能不变B．动能减少，重力势能不变，机械能减小C．动能不变，重力势能减小，机械能不变D．动能不变，重力势能减少，机械能减小【答案】D【详解】小明同学骑电动平衡车匀速下坡过程中，质量不变，高度下降，故动能不变，重力势能减小，即机械能减小，故只有D正确。故选D。3．如图所示，甲、乙是两个完全相同的网球，在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是（

）A．甲球在空中下落时，重力势能增大，动能减小B．乙球上升过程中，重力势能转化为动能C．抛出时甲、乙两球的机械能相等D．抛出时甲球的动能小于乙球的动能【答案】C【详解】A.甲球在空中下落时，质量不变，速度增大，所以动能增大；质量不变，高度减小，所以重力势能减小，故A错误；B.乙球上升过程中，质量不变，速度减小，所以动能减小；质量不变，高度增大，所以重力势能增大，是动能转化为重力势能，故B错误；C.抛出时，甲、乙两球质量相等，速度相等，所以动能相等；质量相等，高度相等，所以重力势能相等；动能和势能统称为机械能，所以机械能相等，故C正确；D.抛出时，甲、乙两球质量相等，速度相等，所以动能相等。故D错误。故选C。4．如图所示是北斗导航系统某一卫星的轨道示意图。已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒。该卫星从远地点向近地点运行过程中，重力势能、动能、速度的变化是（

）A．重力势能增加、动能减小、速度减小B．重力势能增加、动能减小、速度不变C．重力势能减小、动能增加、速度增加D．重力势能不变、动能不变、速度不变【答案】C【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大；（2）势能大小的影响因素：质量、相对高度．质量越大，相对高度越高，势能越大。【详解】卫星从远地点向近地点运行过程中，卫星和地球的相对高度减小，重力势能不断减小，速度不断增大，重力势能转化为动能，动能不断增大，故C正确。故选C。【点睛】考核动能的影响因素；势能的影响因素；机械能。人造卫星在飞行过程中，动能和重力势能在相互转化，因为没有阻力，所以，总能量保持不变。5．如图所示，在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球，将小球拉至A点，使细线处于拉直状态，由静止开始释放小球，不计摩擦和空气阻力，小球可在A、F、B三点间来回摆动，小球从A点摆到F点球的动能和重力势能如何转化；当小球摆到F点时，受到的力（选填“是”或“不是”）平衡力；当小球摆到B点时，细线恰好断开，则小球将沿方向运动。【答案】重力势能转化为动能不是BE【详解】[1]小球从A点摆到F点，球的高低降低，速度增大，所以动能增大，重力势能减小。小球的重力势能转化为动能。[2]当小球摆到F点时，受到向上的拉力和竖直向下的重力，拉力大于重力，小球的运动方向为沿切线向右，不符合二力平衡条件，所以小球受到的力不是平衡力。[3]由于小球被静止释放，不计摩擦，它可在A、B两点之间来回摆动。当小球摆到B点时，小球速度恰好为零，此时若细线恰好断开，则小球只受重力作用竖直下落。所以，将沿BE方向运动。【巩固提升】6．10月7日，杭州亚运会射箭反曲弓女子个人铜牌决赛在两名中国选手李佳蔓和海丽玕之间展开，最终李佳蔓战胜海丽玕，下列说法正确的是（）A．离开弓的箭会继续向前运动，是因为受到惯性力的作用B．手对弓的拉力大于弓对手的拉力C．弓拉的越弯，弓的弹性势能越大D．在空中向上飞行的箭，若所受的力全部消失，它将落向地面【答案】C【详解】A．惯性是物体具有的性质，不是力，不能说受到惯性力的作用，故A错误；B．手对弓的拉力与弓对手的拉力是一对相互作用力，大小相等，故B错误；C．被拉弯的弓发生弹性形变，具有弹性势能，且弓越弯，具有的弹性形变就越大，故C正确；D．在空中飞行的箭，由牛顿第一定律可知，将会一直沿消失力瞬间的速度，做匀速直线运动，故D错误。故选C。7．如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中的有关说法错误的是（）A．滚摆从起点到甲的过程中动能增大B．滚摆从乙到最高点的过程中重力势能增大C．滚摆在甲和乙处的动能相同D．整个过程中滚摆机械能不守恒【答案】C【详解】A．滚摆从起点到甲的过程中，质量不变，高度降低，速度增大，所以动能增大，故A正确，不符合题意；B．滚摆从乙到最高点的过程中，质量不变，高度升高，速度减小，所以重力势能增大，故B正确，不符合题意；CD．由起点和最高点可知，滚摆在运动过程中，机械能减小，滚摆在甲和乙处的高度相同，即重力势能相同，所以滚摆在甲处的动能大于乙处的动能，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。故选C。8．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，依次经过等高的B点和C点。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（）A．小球在B点的动能大于C点动能B．小球在B点的机械能等于C点的机械能C．无论速度v多大，小球都不会到达E点D．小球从A点到B点的过程中，减少的重力势能都转化为小球的动能【答案】A【详解】AB．由于轨道是粗糙的，所以小球在运动过程中机械能肯定会有损失，因为C点在B点后面，所以B点的机械能损耗更大，即B点的机械能大于C点；B和C的高度相同，因此小球在两点时重力势能相同；根据机械能等于动能和重力势能之和可知，B点的动能肯定大于C点，故A正确，B错误；C．小球在D点的机械能等于A点时的动能于A点时的重力势能之和，再减去AD之间损耗的机械能，如果A点时的动能大于AD之间损耗的机械能，那么D点的机械能将大于A点的重力势能，也就是大于D点的重力势能，那么小球是可能达到并超过D点，所以速度v足够大，小球可能到达E点，故C错误；D．小球从A点到B点的过程中，减少的重力势能转化为小球的动能和克服摩擦产生的内能，故D错误。故选A。9．下图甲中过山车从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，回答下列问题：(1)过山车在B点时的重力势能E点的动能；（选填“大于”、“等于”或“小于”）(2)在这个过程中，过山车的机械能大小是（选填“变大”、“不变”或“变小”）的，理由是。【答案】(1)等于(2)变小B点的机械能大于E点的机械能【详解】（1）根据图乙可知，B点重力势能的条形图高度与E点动能的条形图高度相等，即二者大小相等，所以B点的重力势能等于E点的动能。（2）[1][2]根据图乙可知，B点的重力势能等于E点的动能，但是B点的动能不为零，而E点的重力势能为零；由于过山车的机械能等于动能与重力势能之和，则B点的机械能大于E点的机械能，从山车从B点运动到E点的过程中机械能变小。10．过山车是一种富有刺激性的娱乐工具，小柚同学制作了一个过山车模型，如图所示，他把铁球放在A点，然后让它沿粗糙轨道滚下，铁球先后经过B、C、D点，到达E点。铁球从A位置运动到B位置的机械能大小（选填“变大”、“不变”或“变小”）；C点时铁球（选填“受”或“不受”）平衡力作用。【答案】变小不受【详解】[1]把铁球放在A点，让它沿粗糙轨道滚下，则铁球滚下过程中克服摩擦力做功，铁球的机械能减小，所以铁球从A位置运动到B位置的机械能变小。[2]由图可知，铁球在圆环轨道上做圆周运动，运动方向不断变化，所以铁球不处于平衡状态，故C点时铁球不受平衡力作用。【链接期中】11．在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球，将小球拉至A点，使细线处于拉直状态。由静止释放，不计空气阻力，小球可在A、C两点间来回摆动，B点是小球运动轨迹中的最低点，如图所示。下列分析正确的是（）

A．从A运动到C的过程中，小球的机械能减小B．小球运动到C点时，小球速度为0，处于平衡状态C．小球运动到B点时，若细线断开，之后小球的重力势能先增大后减小D．小球运动到C点时，若细线断开，小球将竖直下落【答案】D【详解】A．不计阻力，从A到C过程中，小球的动能与势能相互转化，机械能的总量不变，故A错误；B．小球摆到C点时，受重力与绳子的拉力，二力不在一条直线上，则受到的不是一对平衡力，故B错误；C．摆到B点时，若细线断开，小球由于惯性会向右运动，同时受到重力作用会向下运动，因此，小球将向右下方做曲线运动，重力势能始终减小，故C错误；D．小球运动到C点时，处于静止状态，若细线断开，小球只受重力的作用，因此小球将竖直下落，故D正确。故选D。12．第19届亚运会的男足比赛将在龙湾区奥体中心举行。下图为热身赛中运动员某次踢出足球的轨迹示意图，O为踢出的瞬间，足球经过最高点A，在B点落地后，最终在C点静止。下列关于足球在不同阶段的能量变化正确的是（）A． B．C． D．【答案】A【详解】AB．足球运动由O点到A点过程中，动能转化为重力势能，动能减小；A点时足球还有水平方向的速度，速度不可能减小为0；A点到B点重力势能转化为动能，动能增加；B点到C点，克服阻力做功，动能转化为内能，最后足球静止，动能为0，故A正确，B错误；CD．整个运动过程中都要克服阻力做功，所以机械能不断减小为0，故CD错误。故选A。13．某同学将一支带弹簧可伸缩的圆珠笔摁在桌面上，松手后发现圆珠笔竖直向上跳起。在圆珠笔从松手到上升至最高点的过程中，有关能量转化过程，以下说法正确的是（）A．先由弹性势能转化为动能，再由动能转化为重力势能B．先由重力势能转化为动能，再由动能转化为弹性势能C．先由弹性势能转化为重力势能，再由重力势能转化为动能D．先由动能转化为重力势能，再由重力势能转化为弹性势能【答案】A【详解】将一支圆珠笔摁在桌面上，力使弹簧发生弹性形变，被压缩后的弹簧具有弹性势能，松手后，弹簧要恢复原状，弹性势能减小，弹性势能转化为动能，上升的过程，动能又转化为重力势能，故A正确，BCD错误。故选A。14．冬季奥运会上，在自由式滑雪比赛中。运动员的轨迹（b、d在同一高度）如图所示，有关运动员的能量变化不正确的是（）A．a点向b点运动的过程中动能增加B．b点向c点运动的过程中势能增加C．在b点的机械能等于d点的机械能D．a点机械能最大【答案】C【详解】A．运动员在a点向b点运动的过程中，重力势能转化为动能，因此动能增加，A正确，故A不符合题意；B．运动员在b点向c点运动的过程中，动能转化为势能，因此势能增加，B正确，故B不符合题意；CD．运动员在运动过程中需要克服阻力做功，导致整个过程中机械能减小，因此a点机械能最大，e点机械能最小，C错误，D正确，故C符合题意，D不符合题意。故选C。15．如图所示，甲、乙是两个相同的小球，在同一高度将甲球以速度v竖直向下抛出，乙球以速度v竖直向上抛出，若不考虑空气阻力，乙球在上升过程中机械能将（选填“增大”、“减小”或“不变”）；甲球落地时速度乙球落地时速度（选填“>”、“<”或“=”）。【答案】不变=【详解】[1]乙球在上升过程中，质量不变，速度减小，则动能减小；同时高度增大，重力势能增大，所以乙球在上升过程中减小的动能转化为重力势能，故乙球在上升过程中动能和重力势能之和不变，故乙球在上升过程中机械能不变。[2]甲、乙两球的质量相等，抛出时两球的速度相等，则最初两球的动能相等；抛出时的高度相同，则最初两球的重力势能也相同；因动能和势能统称为机械能，所以抛出时两球的机械能相同；由于不计空气阻力，则小球的机械能是守恒的，故落地时两球的机械能相同，又因为两球落地时高度相同，则重力势能相同，故两球落地时的动能也相同，根据动能大小的影响因素可知，两球落地时的速度相等。【期末真题】16．各种运动项目中都涉及能量及其转化，下列有关说法正确的是（）A．图①，掷出后的铅球到达最高点时动能为零B．图②，蹦床运动员在下落到最低点时动能最大C．图③，射出的箭的机械能是由弓的弹性势能转化而来D．图④，运动员起跳时的动能只转化为撑杆的弹性势能【答案】C【详解】A．掷出后的铅球到达最高点时，有水平运动的速度，所以动能不为零，故A错误；B．运动员下降过程中，重力势能转化为动能，再转化为蹦床的弹性势能，蹦床运动员在下落到最低点时，蹦床的弹性势能最大，运动员的动能最小，故B错误；C．射箭时，将弓的弹性势能转化为箭的动能，所以射出的箭的机械能是由弓的弹性势能转化而来，故C正确；D．运动员起跳时，将运动员的动能转化为撑杆的弹性势能和运动员的重力势能，故D错误。故选C。17．如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程，下列说法错误的是（

）A．①→③阶段运动员的重力势能减小 B．③处时运动员的动能为零C．①→⑤阶段运动员的机械能不守恒 D．③→⑤阶段运动员的重力势能增大【答案】B【详解】A．①→③过程中，运动员的高度降低，则重力势能减小，A正确，故A不符合题意；B．③处时运动员的水平方向仍然有速度，即动能不为0，B错误，故B符合题意；C．①→⑤阶段运动员需要克服阻力做功，因此机械能不守恒，C正确，故C不符合题意；D．③→⑤阶段运动员高度增加，则重力势能增大，D正确，故D不符合题意。故选B。18．半径为r和R（r＜R）的光滑半圆形槽，其圆心均在同一水平面上（如图所示），质量相等的a、b两小球分别自半圆形槽左边缘的最高点静止释放。关于两小球运动过程中说法正确的是（）A．a小球能到达半圆形槽右边缘最高点，b小球则不能B．b小球能到达半圆形槽右边缘最高点，a小球则不能C．a、b两小球都能到达半圆形槽右边缘最高点D．a、b两小球都不能到达半圆形槽右边缘最高点【答案】C【详解】由于半圆形槽是光滑的，小球在运动的过程中机械能守恒；圆槽两侧的高度相同，小球在运动的过程中机械能守恒，所以左右两侧的小球都能到达半圆形槽右边缘最高点，故ABD错误，C正确。故选C。19．物体G和弹簧相连，固定于墙壁上，物体G与地面都是光滑的，开始时弹簧没有形变，物体处于位置B处，用力将其拉至C处，松手后，物体在A、C间往复运动，如图所示，则物体G由A到C过程中，物体G的动能最大的点在（选填“B点”“AB之间”或“BC之间”）。当弹簧被压缩至最短时，物体的速度为0，此时，物体G处于（选填“平衡”或“非平衡”）状态。【答案】B点非平衡【详解】[1]由C到A的整个过程中，地面光滑，不存在摩擦力，故弹簧的弹性势能与物体G的动能