第十三讲 机械能
A层·基础过关
一、选择题
1.暑假中小丽跟妈妈去泰山游玩,小丽和妈妈乘坐缆车匀速上山时,她们的( )
A.动能减小 B.动能增大
C.重力势能减小 D.重力势能增大
2.(2024·连云港中考)2024年4月25日,我国长征运载火箭成功将神舟十八号载人飞船送往预定轨道。载人飞船离开地面加速上升的过程中( )
A.动能增大,重力势能不变
B.动能增大,重力势能增大
C.动能不变,重力势能不变
D.动能不变,重力势能增大
3.(多选)(2024·济南模拟)2024年6月6日,在酒泉卫星发射中心,我国成功发射TEE-01B星、纳星三号A星、B星三颗卫星。如图1所示是卫星在随火箭加速上升的情景。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,如图2所示。下列说法正确的是( A、B )
A.图1中卫星加速上升的过程中,卫星的重力势能变大,动能变大
B.图2中卫星由远地点向近地点运行过程中,重力势能转化为动能
C.图2中卫星由近地点向远地点运行过程中,重力势能转化为动能
D.图1中卫星运行时机械能变小,图2中卫星运行时机械能不变
二、填空题
4. (2024·济南模拟)如图所示是一座高山的等高线图(同一等高线上每点高度均相同),登山运动员在A点的重力势能 (选填“大于”“小于”或“等于”)在B点的重力势能;“会挽雕弓如满月,西北望,射天狼”中弓的 能转化为箭的重力势能与动能。
5.某科技兴趣小组用两个输液用的葡萄糖瓶子,从瓶口以下约6 cm处截断,将截断处用胶水黏合在一起,再从瓶口的橡胶塞中心穿一根长约20 cm的细木棒,用两条悬线拴住木棒的两端,将悬线固定在支架上,就构成了如图所示的滚摆。滚摆从上到下运动的过程中,重力势能主要转化为 能;滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆的机械能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
6. (2024·烟台模拟)体育课上同学们正在练习跳远,如图是某同学起跳后的运动轨迹,b为最高点,ac两点高度相同,不计空气阻力,则a点的动能 (选填“大于”“等于”或“小于”)c点的动能;a点机械能 (选填“大于”“等于”或“小于”)d点机械能;若运动到b点时所有的力突然消失,接下来该同学的运动状态是 (选填“静止”“竖直下落”或“沿直线be匀速运动”)。
三、实验探究题
7.(2023·济南一模)如图,摆线长L相同,小球A、B的质量mA
(2)小明设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图所示位置由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。本实验中通过 反映小球撞击木块C前的动能大小;如图乙、丙所示实验中,可得出初步结论: 。
B层·能力提升
8. (多选)(2024·济南模拟)“蹦极”运动中,长弹性绳的一端固定在跳台上,另一端绑在人身上,人从几十米高处跳下,如图甲所示。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动如图乙所示,当人下落至A点时,弹性绳刚好伸直,C点是人所能达到的最低点,当人下落至B点时,弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于人从离开跳台下落到最低点的过程中(不考虑绳重和空气阻力),下列说法正确的是( )
A.人从跳台下降到A点的过程中,人的动能在不断增大
B.人下降到达B点时,人受到的拉力与人的重力相互平衡
C.从A点到C点的过程,弹性绳对人的拉力先增大后减小
D.人下降到C点时,弹性绳的弹性势能最大
9.(2024·枣庄模拟)中国女篮获世界杯亚军,振奋全国人民。如图1所示,离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点,在 点动能最大。图2为它在等高点B和D的能量柱状图,则篮球在B点的机械能 (选填“大于”“等于”或“小于”)在D点的机械能。整个过程机械能 (选填“守恒”或“不守恒”)。
10. (2024·赤峰中考)如图是《天工开物》一书中记载的古人用脚踏碓将稻米去皮的情景。脚踏碓实质是费力杠杆。碓头砸打稻米时,动能越大,稻米越容易去皮。
(1)请分析脚踏碓做成费力杠杆使稻米容易去皮的原因。
(2)早在汉代,人们就学会了用水力代替人力,脚踏碓就演变成水碓。水碓一般安装在水流较急的地方,请从能量角度分析其安装在水流较急地方的原因。
C层·素养挑战
11.小明对探究“动能大小与哪些因素有关”的实验进行了改进,如图甲所示。器材有:固定在竖直墙面上的轻质弹簧、粗糙的长木板、质量不同的钢球m1和m2(m1
(2)为了改变钢球m1的速度,你的操作是: ,
释放钢球,如图乙所示,木块被钢球撞击后运动的距离是s2,比较s1和s2可得出结论: 。
(3)探究动能与质量关系时,小明设计的实验操作是:分别用钢球m1和m2压缩弹簧至最短,释放钢球,观察木块被钢球撞击后运动的距离。请你分析小明的实验设计是否可行 (选填“可行”或“不可行”),理由是: 。 第十三讲 机械能
A层·基础过关
一、选择题
1.暑假中小丽跟妈妈去泰山游玩,小丽和妈妈乘坐缆车匀速上山时,她们的(D)
A.动能减小 B.动能增大
C.重力势能减小 D.重力势能增大
2.(2024·连云港中考)2024年4月25日,我国长征运载火箭成功将神舟十八号载人飞船送往预定轨道。载人飞船离开地面加速上升的过程中(B)
A.动能增大,重力势能不变
B.动能增大,重力势能增大
C.动能不变,重力势能不变
D.动能不变,重力势能增大
3.(多选)(2024·济南模拟)2024年6月6日,在酒泉卫星发射中心,我国成功发射TEE-01B星、纳星三号A星、B星三颗卫星。如图1所示是卫星在随火箭加速上升的情景。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,如图2所示。下列说法正确的是( A、B )
A.图1中卫星加速上升的过程中,卫星的重力势能变大,动能变大
B.图2中卫星由远地点向近地点运行过程中,重力势能转化为动能
C.图2中卫星由近地点向远地点运行过程中,重力势能转化为动能
D.图1中卫星运行时机械能变小,图2中卫星运行时机械能不变
二、填空题
4. (2024·济南模拟)如图所示是一座高山的等高线图(同一等高线上每点高度均相同),登山运动员在A点的重力势能 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)在B点的重力势能;“会挽雕弓如满月,西北望,射天狼”中弓的 弹性势 能转化为箭的重力势能与动能。
5.某科技兴趣小组用两个输液用的葡萄糖瓶子,从瓶口以下约6 cm处截断,将截断处用胶水黏合在一起,再从瓶口的橡胶塞中心穿一根长约20 cm的细木棒,用两条悬线拴住木棒的两端,将悬线固定在支架上,就构成了如图所示的滚摆。滚摆从上到下运动的过程中,重力势能主要转化为 动 能;滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆的机械能 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
6. (2024·烟台模拟)体育课上同学们正在练习跳远,如图是某同学起跳后的运动轨迹,b为最高点,ac两点高度相同,不计空气阻力,则a点的动能 等于 (选填“大于”“等于”或“小于”)c点的动能;a点机械能 等于 (选填“大于”“等于”或“小于”)d点机械能;若运动到b点时所有的力突然消失,接下来该同学的运动状态是 沿直线be匀速运动 (选填“静止”“竖直下落”或“沿直线be匀速运动”)。
三、实验探究题
7.(2023·济南一模)如图,摆线长L相同,小球A、B的质量mA
(2)小明设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图所示位置由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。本实验中通过 木块在水平面上移动的距离 反映小球撞击木块C前的动能大小;如图乙、丙所示实验中,可得出初步结论: 质量相同时,物体的速度越大,动能越大 。
B层·能力提升
8. (多选)(2024·济南模拟)“蹦极”运动中,长弹性绳的一端固定在跳台上,另一端绑在人身上,人从几十米高处跳下,如图甲所示。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动如图乙所示,当人下落至A点时,弹性绳刚好伸直,C点是人所能达到的最低点,当人下落至B点时,弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于人从离开跳台下落到最低点的过程中(不考虑绳重和空气阻力),下列说法正确的是( A、B、D )
A.人从跳台下降到A点的过程中,人的动能在不断增大
B.人下降到达B点时,人受到的拉力与人的重力相互平衡
C.从A点到C点的过程,弹性绳对人的拉力先增大后减小
D.人下降到C点时,弹性绳的弹性势能最大
9.(2024·枣庄模拟)中国女篮获世界杯亚军,振奋全国人民。如图1所示,离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点,在 A 点动能最大。图2为它在等高点B和D的能量柱状图,则篮球在B点的机械能 大于 (选填“大于”“等于”或“小于”)在D点的机械能。整个过程机械能 不守恒 (选填“守恒”或“不守恒”)。
10. (2024·赤峰中考)如图是《天工开物》一书中记载的古人用脚踏碓将稻米去皮的情景。脚踏碓实质是费力杠杆。碓头砸打稻米时,动能越大,稻米越容易去皮。
(1)请分析脚踏碓做成费力杠杆使稻米容易去皮的原因。
答:(1)脚踏碓做成费力杠杆,脚踩下较小的距离,可以将碓举高较大的距离,获得较大的重力势能,转化为动能,使得打击的速度很大,容易将使稻米去皮;
(2)早在汉代,人们就学会了用水力代替人力,脚踏碓就演变成水碓。水碓一般安装在水流较急的地方,请从能量角度分析其安装在水流较急地方的原因。
答: (2)水碓一般安装在水流较急的地方,相同的水的动能较大,做功较多,容易将稻米去皮。
C层·素养挑战
11.小明对探究“动能大小与哪些因素有关”的实验进行了改进,如图甲所示。器材有:固定在竖直墙面上的轻质弹簧、粗糙的长木板、质量不同的钢球m1和m2(m1
(2)为了改变钢球m1的速度,你的操作是: 改变弹簧的压缩程度的大小 ,
释放钢球,如图乙所示,木块被钢球撞击后运动的距离是s2,比较s1和s2可得出结论: 在质量一定时,速度越大,动能越大 。
(3)探究动能与质量关系时,小明设计的实验操作是:分别用钢球m1和m2压缩弹簧至最短,释放钢球,观察木块被钢球撞击后运动的距离。请你分析小明的实验设计是否可行 不可行 (选填“可行”或“不可行”),理由是: 弹簧的压缩程度相同,钢球的动能相同 。
