北师大版九年级全一册《10.1 机械能》同步练习
一 、单选题（本大题共12小题，共36分）
1.（3分）如图所示，先用绳子把一个铁锁悬挂起来，然后把铁锁靠近自己的鼻子，稳定后松手，头不动，铁锁向前摆去又摆回来，直到最后停下．下列说法正确的是
A. 铁锁第一次摆动到最低点时，动能最大
B. 铁锁下降过程中，重力势能全部转化为动能
C. 铁锁的机械能始终不变
D. 铁锁摆回后能碰伤鼻子
2.（3分）一个木块从粗糙的斜面滑下（匀速），则它的（ ）
A. 机械能和内能都增大 B. 机械能增大，内能减小
C. 机械能减小，内能增大 D. 机械能、内能都不变
3.（3分）关于能量描述不正确的是
A. 挂在屋顶的电灯具有重力势能 B. 太阳的光具有光能
C. 正在行驶的火车具有动能 D. 挂在墙上的弹弓具有弹性势能
4.（3分）在温哥华冬奥会上，来自黑龙江省的选手李妮娜在自由式滑雪比赛中获得银牌．她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 从a点向b点运动过程中，重力势能全部转化为动能
B. 在a点和c点速度都为零，因此重力势能相等
C. 从c点下落到d点过程中，重力势能转化为动能
D. 在a点和e点都处于静止状态，因此机械能相等
5.（3分）炎热的夏季，环卫工人驾驶着洒水车行驶在宽广的马路上，水不停地喷洒着，使街道空气有清新凉爽之感．下列说法中正确的是（ ）
A. 洒水车在匀速行驶过程中动能会逐渐减小
B. 关闭发动机后，汽车由于惯性还会匀速直线运动一段距离
C. 洒水时为提醒路人避让而播放的音乐肯定不会被当作噪声
D. 驾驶员在行驶时以地面为参照物，认为路边的树木是运动的
6.（3分）抛在空中的一个篮球，已知动能为 ，势能为 ，这篮球具有的机械能是
A. B. C. D.
7.（3分）跳伞运动员从高空的飞机上跳下，在未打开降落伞前的下降过程中，运动员
A. 动能增大，重力势能减小 B. 动能减小，重力势能增大
C. 动能和重力势能都增大 D. 动能和重力势能都减小
8.（3分）如图所示，在一个罐子的底和盖各开两个小洞，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，会看到它又从斜面底部滚向斜面顶部。下列解释不正确的是
A. 罐子向下滚动时，重力势能全部转化为动能
B. 罐子向上加速滚动时，弹性势能转化为动能和重力势能
C. 整个过程中罐子速度为零时，橡皮筋的弹性势能最大
D. 罐子滚动过程中机械能不守恒
9.（3分）如图所示，铅球从出手到将要落地的过程中，下列说法中正确的是不计空气阻力
A. 铅球在点时，动能最大 B. 铅球在点时，重力势能最大
C. 铅球在点时机械能最小 D. 铅球由时，动能转化为重力势能
10.（3分）如图所示为乒乓球在水平地面上弹跳时产生的轨迹的一部分，该图表明
A. 乒乓球弹跳时机械能守恒
B. 在图中乒乓球的弹跳速度不断在变小，方向为自右向左
C. 乒乓球运动过程中重力势能一直减小
D. 乒乓球某次弹起过程中，弹起瞬间的动能大于此过程中最高点时的重力势能
11.（3分）下列情况中，机械能不变的是（ ）
A. 雨点在空中下落得越来越快（忽略空气阻力）
B. 降落伞在空中徐徐下降
C. 汽车沿斜面向上匀速行驶
D. 踢出去的足球在地上慢慢停下
12.（3分）冬天，在门与门框之间钉上一块皮筋，开门后，一松手，门就可自动关闭，这一现象中（ ）
A. 动能转化为弹性势能 B. 动能转化为重力势能
C. 弹性势能转化为动能 D. 重力势能转化为动能
二 、填空题（本大题共6小题，共26分）
13.（5分）如图所示是中国制造的最先进的一款“多旋翼”无人机。它具有续航时间长、飞行稳定、安全性高等优点。可广泛应用于应急救灾、地质勘测、公安反恐、新闻直播、环境监测、国防军工等领域。当该无人机从高空匀速降落时，其动能 ______，重力势能 ______，机械能 ______均选填“增大”、“减小”或“不变”。
14.（8分）滚摆在下降时速度____，动能____，势能____，上升时速度____，动能____，势能____． 滚摆每次上升的高度都比前次稍低，表明滚摆的机械能总量在不断____．若不计阻力滚摆的机械能总量____．（本题选填“变大”、“变小”或“不变”）
15.（3分）如图，人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它由近地点向远地点运动时，卫星的势能 ______ ，卫星的动能 ______ 填“增大”“减小”“不变”卫星在哪速度最快 ______ 填“近地点、远地点”．
16.（5分）年月日，谷爱凌夺得年北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台金牌。如图所示，图中、、三个白圈，是起跳点、是最高点、是落地前瞬间的点。则谷爱凌在 ______点时动能最大、______点时势能最大；跳跃过程中，她的机械能是 ______填“守恒”或“不守恒”的。
17.（3分）如图所示，小女孩荡秋千时，当她从高处向低处摆动过程中，______逐渐减小，______逐渐增大，其中在______点时，动能最大选填“”、“”或“”点。
18.（2分）司机开车上坡前，往往加大油门，以提高车速，这是为了增大汽车的______能。清洁车沿街道匀速行驶同时将垃圾吸入车内容器中，则它在该过程中的动能将选填______“变大”“变小”“不变”。
三 、实验题（本大题共1小题，共10分）
19.（10分）在探究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验中，同学们设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中，不考虑空气阻力。
实验中是通过观察 ______来判断钢球的动能大小；
用来研究超速安全隐患时，我们应选择 ______两图所示实验来进行比较；
在图甲、丙中，小球下滑到斜面底端时的速度，若，则表明物体的动能与质量的关系是：______；
实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能 ______木块克服摩擦力所做的功选填：“”、““或“”；
小敏利用丁图来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，、两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为，运动到槽的末端速度也都为，小球通过凸形槽的时间为，小球通过凹形槽的时间，则时间较长的是：______选填“”或“”。
四 、计算题（本大题共2小题，共20分）
20.（10分）如图所示，用手捻动滚摆使摆线缠在轴上，滚摆升到最高点，放开手可以看到滚摆旋着下降，越转越快．在这个过程中，它的机械能中的____能转化为____能．
21.（10分）某飞行器在空中匀速飞行，它的重力势能是5×103J，动能是4×104J，该飞行器的机械能是多少？
答案和解析
1.【答案】A;
【解析】解：
、铁锁第一次下降到最低点时，质量不变，高度最小，重力势能最小．质量不变，速度最大，动能最大．故正确；
、铁锁下降过程中，一部分重力势能转化为动能，并不是全部的重力势能都转化为了动能．故错误；
、锁在运动过程中，锁和空气摩擦，机械能转化为内能，机械能减小．故错误；
、铁锁回摆后不能碰到鼻子，因为铁锁和空气摩擦，机械能转化为内能，机械能减小．故错误．
故选
动能大小的影响因素：质量和速度．质量越大，速度越大，动能越大．
重力势能大小的影响因素：质量和高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
物体上升过程中动能转化为重力势能；物体下落时重力势能转化为动能；不计摩擦时，机械能的总量是不变的．
掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素．
掌握重力势能、动能、弹性势能之间的相互转化．
掌握机械能和内能之间的转化．
2.【答案】C;
【解析】解：木块从粗糙斜面匀速滑下的过程中，质量、速度都不变，动能不变，位置降低，势能减小，故机械能也减小，克服摩擦做功，则内能增加．
故选C．
3.【答案】D;
【解析】
、在屋顶上的电灯，由于其高出了水平面，所以具有重力势能，不符合题意；
、太阳的光具有光能，不符合题意；
、正在行驶的火车，有速度无高度，具有动能，故不符合意；
、挂在墙上的弹弓，无法判断是否发生弹性形变，所以无法判断其是否具有弹性势能，故符合题意。
故选。
利用重力势能的定义，分析出物体重力势能的特征，从而判定出选择项中提到的物体是否具有重力势能；用弹性势能定义，分析物体具有弹性势能的特征，从而判定选择项中提到的物体是否具有弹性势能。
判定物体具有什形式的机械能，要利用机械能的特征判定：具有动能的特征是运动；重力势能特征是具有高度；弹性势能特征是发生形变。
4.【答案】C;
【解析】解：A、从a点向b点运动过程中，重力势能大部分转化成动能，因为有滑动摩擦，少部分转化成内能．故A错误．
B、如果在a点和c点速度都为零，说明动能都为零，况且C点的水平速度不可能为零，故动能不应该为零；因为两点高度不同，所以，重力势能就不相同，故B错误．
C、从c点下落到d点过程中，高度减小、速度增大，重力势能转为动能，故C正确．
D、在a点和e点都处于静止状态，说明动能都为零，因为高度不同，所以，重力势能就不相等，因此机械能不相等，故D错误．
故选C．
5.【答案】A;
【解析】解：A、洒水车匀速运动，质量不断减小，速度不变，动能减小．符合题意．
B、关闭发动机后，汽车由于惯性保持原来的运动状态，但是同时汽车受到摩擦力的作用，摩擦力改变了汽车的运动状态，汽车的速度越来越小．不符合题意．
C、洒水车用音乐提醒行人，但是对于周围的人们，影响到周围人的工作或学习，对于周围人来讲是噪声．不符合题意．
D、地面作为参照物，树木是被研究的物体，树木和地面之间没有发生变化，以地面为参照物，树木的静止的．不符合题意．
故选A
6.【答案】C;
【解析】解：在空中飞行的篮球没有发生弹性形变，因此篮球具有的机械能等于篮球的动能和重力势能之和。即篮球的机械能为 。
故选：。
机械能是物体动能和势能的总和。
该题考查了机械能大小的计算，属于基础知识，难度不大。
7.【答案】A;
【解析】解：跳伞运动员从高空的飞机上跳下，在未打开降落伞前的下降过程中，运动员的质量不变，下落的速度变大，其动能增大；同时高度变小，其重力势能减小，故正确。
故选：。
从动能和重力势能大小的影响因素进行判断：
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。
重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度；质量越大，高度越高，重力势能越大。
掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
8.【答案】A;
【解析】解：由题意可知，罐子在斜面底部和斜面顶部时的速度为、动能为；
A、罐子从不太陡的斜面上滚下，罐子的高度减小，速度先增大后减小，橡皮筋的弹性形变逐渐增大，则罐子的重力势能减小，动能先增大后减小，橡皮筋的弹性势能增大在斜面底端时橡皮筋的弹性势能最大，即该过程中罐子的重力势能会转化为动能和橡皮筋的弹性势能，由于存在摩擦，克服阻力做功，有一部分重力势能转化为内能；故A错误；
B、罐子由斜面底部自动滚上去，罐子的高度增大，速度先增大后减小，橡皮筋的弹性形变逐渐减小，则罐子重力势能增大、动能先增大后减小，橡皮筋的弹性势能减小，即该过程中橡皮筋的弹性势能会转化为罐子的动能和重力势能，故B正确；
C、铁罐在水平面上做减速运动，最终静止，此时铁罐的速度为，动能为，高度最小，重力势能最小，即机械能最小，减小的重力势能转化为了弹性势能和内能，所以橡皮筋的弹性势能最大，故C正确；
D、罐子在滚动的过程中，由于和斜面之间存在摩擦，机械能会转化为内能，所以整个罐子的机械能不守恒，机械能会逐渐变小，故D正确。
本题选错误的；
故选：。
利用控制变量法判断影响动能、重力势能、弹性势能的各因素的变化；如本题对于同一个罐子，其质量一定，只通过比较罐子的速度、所处的高度和橡皮筋的形变程度来判断罐子的动能、重力势能和橡皮筋的弹性势能的变化；罐子在滚动的过程中，由于和斜面之间存在摩擦，机械能会转化为内能，所以整个罐子的机械能不守恒。
这道题主要考查了动能和势能的转化，对整个过程的能量转化进行分段分析是解答该题的关键。
9.【答案】B;
【解析】【试题解析】
解：、铅球在下落的过程中，重力势能转化为动能，当下落到与点相同的高度时与点的动能相同。点比点低，所以点的动能最大。故A错误。
铅球在点时，高度最高，所以重力势能最大。故B正确。
因为不计空气阻力，机械能守恒，各点的机械能相同。故C错误。
铅球由时，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能。故D错误。
故选：。
影响动能大小的因素有：质量和速度，质量越大，速度越快，动能越大。
影响重力势能大小的因素有：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
本题只要知道影响动能大小的因素和影响重力势能大小的因素即可解答。注意不计空气阻力时，机械能守恒。
10.【答案】D;
【解析】解：、由于乒乓球与空气摩擦，则在弹跳的过程中机械能会转化为其他形式的能，所以机械能逐渐减小，故错误。
、从图可知，乒乓球的弹跳高度自左向右越来越低，所以在图中乒乓球的弹跳方向为自左向右，故错误。
、由于乒乓球与空气摩擦，乒乓球运动过程中机械能逐渐减小，而不是重力势能一直减小，故错误。
、乒乓球某次弹起过程中，弹起瞬间的动能比较大，球在上升过程中，动能会转化为重力势能，也有一部分动能转化为内能，故到最高点时的重力势能小于弹起时的动能，故正确。
故选：。
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；重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大；机械能包括物体的动能和势能。
乒乓球弹跳的高度会越来越低，这说明在势能和动能的转化过程中有能量的消耗，所以皮球的机械能一次比一次少。
对于这类题目要抓住题目的隐含信息，小球弹跳的高度会越来越低，就是明显告诉小球的机械能越来越小，机械能的相互转化过程中是有能量消耗的，这样造成动能和势能的总和会减少。
11.【答案】A;
【解析】解：A、雨点在空中下落得越来越快（忽略空气阻力），重力势能转化为动能，机械能总量不变，符合题意；
B、降落伞在空中徐徐下降，在与空气摩擦的过程中，一部分机械能转化为内能，机械能总量减小，不合题意；
C、汽车沿斜面向上匀速行驶，质量不变，速度不变，动能不变，高度增加，重力势能增加，机械能总量增加，不合题意；
D、踢出去的足球在地上慢慢停下，在摩擦阻力的作用下，一部分机械能转化为内能，机械能总量减小，不合题意．
故选A．
12.【答案】C;
【解析】解：在门与门框之间钉上一块皮筋，开门时，皮筋发生弹性形变，皮筋具有弹性势能，当橡皮筋恢复原状的过程中，弹性势能减小，把橡皮筋的弹性势能转化为门的动能．
故选C．
13.【答案】不变 减小 减小;
【解析】解：当该无人机从高空匀速降落时，其质量不变，速度不变，动能不变；高度变小，重力势能减小；机械能为动能和势能的和，所以机械能减小。
故答案为：不变；减小；减小。
从动能和重力势能大小的影响因素进行判断：
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。
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
动能和势能统称为机械能。
此题主要考查的是动能和重力势能的影响因素、机械能的概念，属于基础题。
14.【答案】变大;变大;变小;变小;变小;变大;变小;不变;
【解析】解：（1）滚摆下降时，质量不变，高度减小，重力势能减小；速度不断增大，动能增大．
（2）滚摆上升时，质量不变，高度增大，重力势能增大；速度不断减小，动能减小．
（3）滚摆每次上升到最高点的动能为零，滚摆每一次上升的高度越来越低，重力势能越来越小，机械能越来越小．
（4）不计阻力时，机械能守恒．
故答案为：变大；变大；变小；变小；变小；变大；变小；不变．
15.【答案】增大;减小;近地点;
【解析】解：人造卫星沿椭圆形的轨道绕地球运行时，没有克服摩擦做功，机械能守恒．
所以它由近地点向远地点运行时，质量不变，相对地面的高度增大，势能增大；速度减小，动能减小．卫星在近地点时，动能最大，所以速度最大．
故答案为：增大；减小；近地点．
从动能和势能大小的影响因素进行判断：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．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．
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．
16.【答案】C B 不守恒;
【解析】解：动能的大小与质量、速度有关，谷爱凌在运动的过程中，质量不变，速度最大时动能最大，处的高度最低，速度最大，动能最大；
重力势能的大小与质量、高度有关；谷爱凌在点时，高度最大，重力势能最大；
跳跃过程中，她受到空气阻力的作用，机械能转化为内能，机械能是不守恒的。
故答案为：；；不守恒。
动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关；机械能为动能和势能的和。若考虑空气阻力，机械能是不守恒的。
此题主要考查了动能、重力势能的大小和机械能的守恒，属于基础题。
17.【答案】重力势能; 动能; O;
【解析】解：当她从高处向低处摆动过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大；在点时，重力势能最小，动能最大。
故答案为：重力势能；动能；。
重力势能的大小和物体的质量以及所处位置的高度有关，判断重力势能是否改变，看它的质量和高度是否变化就可以了；动能的大小和物体的质量以及运动的速度快慢有关，判断动能的大小看它的质量和运动快慢是否变化就可以了。
该题考查动能和势能的转化与守恒。知道并理解动能、重力势能大小的影响因素是解决该题的关键。
18.【答案】动 ; 变大 ;
【解析】解：开车上坡，车的质量不变，如果提高车速，则车的动能会增大；
因清洁车沿街道匀速行驶，车的速度不变，在清扫垃圾过程中，车的质量增大，所以车的动能将变大；
故答案为：动；变大。
物体的动能大小由物体的质量和物体的速度两个因素决定，并且质量越大，速度越大，物体的动能就越大。
解决此类问题要结合影响动能大小的因素进行分析解答。
19.【答案】木块移动的距离 甲、乙 在速度相同时，质量越大，动能越大 ＞ ;
【解析】解：物体动能的大小无法直接体验，所以通过小球对木块做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小球动能的大小，所用方法为转换法；
超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，所以应选择质量相等、速度不同的小球进行实验，据此可知应甲、乙两图进行比较。
在图甲、丙中，小球的质量不同，下滑的高度相同，小球下滑到斜面底端时的速度，若，这说明甲中小球对木块所做的功多，甲中小球的动能大，故结论为：在速度相同时，质量越大，动能越大；
钢球滚下时，钢球的重力势能转化为钢球的动能，钢球碰撞后继续运动，钢球的一部分动能转化为木块的动能，木块运动过程中，动能转化为内能，所以钢球的动能大于木块克服摩擦力所做的功，钢球的动能是由钢球的重力势能转化而来的，故大于木块的动能；
在凸形滑道运动的物体，在运动到最高点的过程中，要将动能转化为重力势能，运动速度小于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，重力势能再全部转化为动能，速度等于初速度；
在凹形滑道运动的物体，在运动到最低点的过程中，要将重力势能转化为动能，运动速度大于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，动能再全部转化为重力势能，速度等于初速度；
因此在凸形滑道运动物体的平均速度小于在凹形滑道运动物体的速度，由可知，通过滑道用的时间大于通过滑道用的时间为。
故答案为：木块移动的距离；甲、乙；在速度相同时，质量越大，动能越大；；。
小球动能的大小是通过小球对外做功的多少来体现，实验中通过观察木块被小球推开的距离反映做功的多少，用到了转换法；
动能大小的影响因素：质量和速度。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大；
钢球碰撞后继续运动，钢球的一部分动能转化为木块的动能，木块运动过程中，动能转化为内能；
没有能量损失时，动能与势能是相互转化的，在转化过程中机械能守恒。
此题主要考查了影响动能的因素以及研究动能和势能相互转化，掌握控制变量法和转换法是解答该题的关键。
20.【答案】解：滚摆下降时，越滚越快，质量不变，速度增大，动能增大；高度减小，重力势能减小．滚摆下降时重力势能转化为动能．
故答案为：重力势；动．;
【解析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大．
（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大．
（3）物体下降时重力势能转化为动能．重力势能不断减小，动能不断增大．
21.【答案】解：因为飞行器飞行的过程中没有发生弹性形变，因此不存在弹性势能，故飞机的机械能等于重力势能和动能之和，即5×103J+4×104J=4.5×104J．
故答案为：4.5×104．;
【解析】机械能等于动能和势能的总和，据此可计算出机械能的大小．
