3.2机械能 能量守恒与转化 练习(含解析)

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3.2机械能 能量守恒与转化 练习(含解析)

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参考答案与试题解析
1.小明同学以一定速度将弹性球扔向地面,弹性球经地面和墙壁两次反弹,重新在同一高度用手接住,碰撞时小球能量损失不计,1处和2处是在同一高度。如果1处小球的动能大于2处,则下列说法错误的是(  )
A.1处的机械能一定大于2处
B.1处的动能一定大于4处
C.3处的动能一定大于4处
D.接到小球时的速度一定小于扔出时的速度
【解答】解:A、根据题意可知,1处和2处是在同一高度,重力势能是相同的,如果1处小球的动能大于2处,则1处的机械能大于2处的机械能;故A正确;B、小球在运动的过程中,机械能不守恒,机械能变小,1处的机械能大于4处的机械能;1处的高度小于4处的高度,1处的重力势能小于4处的重力势能;则1处的动能大于4处的动能,故B正确;C、小球在运动的过程中,机械能变小,3处的机械能小于4处的机械能,由于3处的重力势能小于4处的重力势能,所以无法判定3处的动能和4处动能的大小,故C错误;D、接到小球时和扔出时的高度相同,重力势能相同,由于机械能减小,所以动能是减小的,由于质量不变,则接到小球时的速度一定小于扔出时的速度,故D正确;故选:C。
2、如图,轻弹簧竖直放置,下端固定于地面,上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端,再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放,小球将竖直向上运动并脱离弹簧,假设小球和弹簧组成的系统机械能守恒,则小球(  )
A.运动至最高点时,受平衡力作用
B.运动至O点时,动能最大
C.运动至最高点,小球增加的重力势能等于弹簧减少的弹性势能
D.从O点向上运动过程中,弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能
【解答】解:A、小球在最高点时只受重力作用,受非平衡力作用,故A错误;B、C、小球在从A点向上运动到O点的过程中,受到两个力的作用,一个是竖直向下的重力,一个是竖直向上的弹力,开始向上运动时,弹力大于重力,小球所受合力方向向上,速度不断增大,弹力等于重力时,速度达到最大值,此时动能最大,越过平衡位置时,重力大于弹力,合力向下,速度减小,故运动至O点时,动能不是最大,故B错误;从A点释放,弹性势能转化为小球的动能和重力势能,当运动至最高点,小球只受重力作用,力的方向与小球运动方向相反,速度继续减小,动能转化为重力势能,故整个过程中,重力势能的增加量等于弹性势能得减小量,故C正确;D、从O点向上运动过程中,小球的质量不变,速度变小,同时高度升高,故动能减小,重力势能增加,所以动能转化为重力势能。故D错误。故选:C。
3.乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球,若不计空气阻力,则落到水平桌面时三者的速度大小关系是(  )
A.va>vb>vc
B.vb>vc>va
C.va>vc>vb
D.va=vb=vc
【解答】解:乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球,由于高度和速度都相同,则机械能是相同的;不计空气阻力,三个小球的机械能是守恒的,所以三个小球到达桌面时的机械能相同,由于高度相同,重力势能相同,则动能相同,速度相同。
故选:D。
4、将一个木块从粗糙的斜面A点静止释放,下滑到B点时的速度为v,则从A点到B点的下滑过程中(  )
A.木块的机械能守恒
B.木块动能不变,重力势能减少
C.木块动能的增加量等于重力势能的减少量
D.木块动能的增加量小于重力势能的减少量
【解答】解:A、木块沿着粗糙的斜面下滑,克服摩擦做功,一部分机械能会转化为内能,所以木块的机械能减少,故A错误;B、木块由静止滑下,速度增大,动能增大,高度减小,重力势能减少,故B错误;CD、木块减少的重力势能一部分转化为动能,另一部分转化为内能,所以木块动能的增加量小于重力势能的减少量,故C错误,D正确。故选:D。
5.如图所示,A、B两球质量相等,A球用不可伸长的轻绳系于O点,B球用轻弹簧系于O′点,O与O′点在同一水平面上。分别将A、B球拉到与悬点等高处,细绳和轻弹簧均处于水平,弹簧处于自然状态,将两球分别由静止开始释放,当两球第一次达到各自悬点的正下方时,两球仍处在同一水平面上,则两球各自第一次到达悬点正下方时(不计空气阻力)(  )
A.A球的速度较大
B.B球的动能较大
C.两球的动能相等
D.两球的机械能相等
【解答】解:ABC、两个小球质量相同,且开始时处于同一高度,因此它们具有的重力势能相等,也就是机械能相等。当A球摆动到最低点时,不计空气阻力,它的重力势能全部转化为动能,即动能等于原来的重力势能;当B球到达最低点时,小球的重力势能会转化为小球的动能和弹簧的弹性势能,即小球的动能小于它原来的重力势能,因此A球的动能大,速度较大,故A正确,而B、C错误;D、小球A的机械能无损耗,而小球B的机械能部分转化为弹簧的弹性势能,因此两球到达最低点时的机械能不相同,故D错误。故选:A。
6.弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示,图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程,其中b是弹簧处在原长的状态,针对此过程分析正确的是(  )
A.a→b,小金的机械能不断增加,在b时动能最大
B.b→c,弹簧的弹性势能转化为小金的重力势能
C.在a状态时弹簧的弹性势能最大
D.在c状态时小金的机械能达到最大
【解答】解:AD、a→b的过程中,弹簧的弹性势能不断转化为小金的机械能,故小金的机械能不断增加;b→c的过程中,小金需要克服空气阻力做功,一部分机械能转化为内能,故机械能不断减小;故在c状态时小金的机械能不是最大。开始一段时间内,弹簧的形变量较大,向上的弹力大于向下的重力,小金做加速运动;随着弹簧形变量的减小,弹力减小,当弹力等于重力时,小希的速度达到最大,(此时动能动能最大);弹力继续减小,向上的弹力小于向下的重力时,小金做减速运动;而b→c的过程中,小金在重力作用下做减速运动;所以,a→c的过程中,小金先加速后减速,在b状态时速度并不是最大,此时弹簧恢复到原长,无弹力,人只受重力作用,处于减速阶段,故在b时动能不是最大。故AD错误。B、b→c的过程中,即离开地面上升的过程,小希的速度减小,动能减小,高度增大,重力势能增大,所以该过程中是动能转化为人的重力势能,故B错误。C、a是最低位置,此时弹簧的形变程度最大,所以在a状态时弹簧的弹性势能最大,故C正确。故选:C。
7.跳水运动员在3m长的踏板上起跳,我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态,其中A为无人时踏板静止点,B为人站在踏板上静止时受力平衡点,C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点,则下列说法中正确的是(  )
A.从A到C的过程中,跳板的弹性势能一直在增大
B.从A到C的过程中,运动员的机械能守恒
C.从A到C的过程中,运动员的动能一直在减小
D.从B到C的过程中,运动员减少的动能等于跳板增加的势能
【解答】解:A、从A到C的过程中,跳板的弹性形变量一直增大,所以弹性势能一直在增大。故A正确;B、从A到C的过程中,运动员的机械能转化为跳板的弹性势能,运动员的机械能不守恒。故B错误;C、由题知,B为人站在踏板上静止时受力平衡点;从A到B过程中,人的重力大于跳板的支持力,合力向下,运动员做加速运动,动能变大;从B到C过程中,跳板的支持力大于人的重力,合力向上,运动员做减速运动,动能变小;由此可知,从A到C的过程中,速度先增大后减小,动能先增大后减小。故C错误;D、根据能量的转化与守恒定律可知,从B到C的过程中,运动员减少的重力势能和动能等于跳板增加的弹性势能。故D错误。故选:A。
8.如图所示,在做模拟“蹦极”的小实验时,橡皮筋的一端系一个小石块,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点自由释放后所能达到的最低点。若整个过程不计空气阻力,则小石块从A点到C点的运动过程中(  )
A.小石块在C点时,它具有的机械能最小
B.从A点下落到B点的过程中,小石块的机械能减小
C.从B点下落到C点的过程中,小石块的机械能先增大后减小
D.小石块减少的重力势能全部转化为动能
【解答】解:从A点下落到B点的过程中,橡皮筋没有发生弹性形变,小石块不受弹力的作用,只受到重力的作用,整个过程不计空气阻力,机械能不变,故B错误。从B点下落到C点的过程中,橡皮筋弹性形变不断增大,所以橡皮筋的弹性势能一直在增大,小石块机械能转化为橡皮筋的弹性势能,小石块的机械能减小,C点时,小石块的机械能最小,故A正确,C错误;如下图所示,B点→D点:小石块受到重力和弹力作用,重力大于弹力,小石块加速运动,小石块的质量不变,速度增大,动能增大;小石块在D点瞬间小石块的重力和弹力相等,两个力是平衡力,由于惯性继续向下运动,机械能转化为弹性势能,故D错误;故选:A。
9.“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目,如图所示。一根弹性橡皮绳,一端系住人的腰部,另一端系于跳台,当人下落至图中A点时,橡皮绳刚好被伸直,C点是游戏者所能达到的最低点,当人下落至图中B点时,橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于游戏者离开跳台到最低点的过程中(不考虑空气阻力),下列说法正确的是(  )
A.游戏者的动能一直在增加
B.游戏者到达C点时,重力势能全部转化为动能
C.游戏者到达B点时,游戏者的动能增加到最大值
D.游戏者从C点向B点运动的过程中,重力势能转化为动能和弹性势能
【解答】解:A、在到达A点之前,游戏者的重力势能转化为动能,动能逐渐增加;过A点后游戏者的重力势能有一部分开始逐渐转化成弹性势能,达到最大速度后,动能开始减小,也会转化为弹性势能,故A说法错误;B、游戏者到达C点时处于静止状态,所以动能为零,故B说法错误;C、游戏者到达B点时,速度增加到最大,游戏者的动能增加到最大值,故C说法正确;D、游戏者从C点向B点运动的过程中,弹性势能转化为动能和重力势能,故D说法错误。故选:C。
10.某运动员做蹦极运动,如图甲所示,从高处O点开始下落,A点是弹性绳的自由长度,在B点运动员所受弹力恰好等于重力,C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示(蹦极过程视为在竖直方向的运动)。下列判断正确的有(  )
A.从O点到A点再到B点过程中运动员动能先增大后减少
B.从A点到B点再到C点过程中弹性绳的弹性势能先增大后减少
C.从C点到B点再到A点过程中运动员动能先增大后减少,运动员重力大小等于F0
D.从C点到B点再到A点过程中弹性绳的弹力一直减少,运动员重力大小小于F0
【解答】解:A、从O点到A点的过程中,运动员受到重力的作用,向下做加速运动;从A再到B点过程中,运动员会受到竖直向上的弹力的作用,由弹力小于重力,故运动员仍然做加速运动,故从O点到A点再到B点过程中运动员动能是一直增大的,故A错误;B、从A点到B点再到C点过程中弹性绳的形变程度逐渐变大,故弹性势能一直变大,故B错误;C、从C点到B点过程中,弹性绳的弹力大于运动员的重力,故运动员做加速运动,动能变大,B点到A点的过程中,弹力小于重力,运动员做减速运动,动能变小;所以从C点到B点再到A点过程中运动员动能先增大后减少;由图乙可知,当运动员停止运动时,运动员受到重力和弹力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以此时的弹力为:G=F=0.6F0;所以运动员的重力要小于F0,故C错误;
D、从C点到B点再到A点过程中弹性绳的形变程度逐渐减小,则弹力一直减少,根据C的分析可知,运动员重力大小小于F0,故D正确。故选:D。
11.竖直轻弹簧下端固定在水平地面上,质量为m的小球,从轻弹簧的正上方某一高处自由落下,并将弹簧压缩,直到小球的速度变为零。对于小球、轻弹簧和地球组成的系统,在小球开始与弹簧接触到小球速度变为零的过程中,有(  )(忽略空气阻力)
A.小球的动能和重力势能的总和越来越小,小球的动能和弹性势能的总和越来越大
B.小球的动能和重力势能的总和越来越小,小球的动能和弹性势能的总和越来越小
C.小球的动能和重力势能的总和越来越大,小球的动能和弹性势能的总和越来越大
D.小球的动能和重力势能的总和越来越大,小球的动能和弹性势能的总和越来越小
【解答】解:因为整个过程中忽略阻力,只有重力和弹力做功,满足系统机械能守恒,但对单个物体小球机械能不守恒,根据能量守恒得小球的机械能减小量等于弹簧弹性势能的增加量,小球接触弹簧至弹簧压缩最低点的过程中弹簧的形变量越来越大,弹性势能也越来越大,所以小球的动能和重力势能的总和越来越小,根据能量守恒得小球的动能和弹性势能的总和变化量等于小球的重力势能减小变化量。小球的重力势能减小,所以小球的动能和弹性势能的总和越来越大。故选:A。
12.光滑斜面甲与水平面PQ平滑连接。从斜面甲高H处静止释放小球,小球运动到Q点静止,如图甲。在PQ上的N点平滑拼接另一光滑斜面乙,已知PQ=4PN,如图乙。小球冲到乙斜面上的h高处。则小球最终将停在(  )
A.甲斜面上
B.乙斜面上
C.P处
D.N处
【解答】解:因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,所以,小球在水平面上受到的滑动摩擦力不变,又因两次小球开始下滑的高度h相同,即两次具有的机械能相同,
所以,小球最终静止时损失的机械能相同,因光滑的斜面没有机械能的损失,且PQ=4PN,
所以,小球从P到N损耗的机械能是PQ上的,再从N到P损失,P到N损失,N到P损失,最终在P处静止。故选:C。
13.投掷实心球是体育中考项目之一。若不计空气阻力,实心球从离手到落地前的过程中,下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中,正确的是(  )
A.①③④
B.②③④
C.①④
D.③④
【解答】解:(1)小球上升的过程中,速度越来越小,动能越来越小,当上升到最高点时,速度最小,动能最小,下落的过程中,速度越来越大,动能越来越大。所以动能是先减小,上升到最高点速度最小,动能最小,后又增大。故图①错误,图②正确。(2)小球上升的过程中,高度越来越大,重力势能越来越大,当上升到最高点时,高度最高,重力势能最大,下落的过程中,高度越来越小,最后落地,重力势能越来越小,直到为零。所以重力势能是先增大,上升到最高点重力势能最大,后又减小,最后为零。故图③正确,由于此时不计空气阻力,所以机械能是守恒的,故机械能不变,图④正确。故选:B。
14.对课本《机械能》这节中的四幅图进行了分析,正确的是(  )
A.图①摆锤从A点运动到O点的过程中动能转化为重力势能
B.图②运动员起跳后上升到最高点时势能最大,动能为零
C.图③高处滚下的小球在C点动能达到最大值
D.图④卫星在近地点动能最大,远地点势能最大,机械能守恒
【解答】解:A、图①摆锤从A点运动到O点的过程中,质量不变,高度降低,重力势能减少,同时速度变大,动能增加,所以重力势能转化为动能。故A错误;B、图②运动员起跳后上升到最高点时高度最高,故势能最大,但其在水平方向上速度不为零,所以动能不为零,故B错误;
C、图③小球在运动过程中,小球的质量不变,高度A点最高,所以小球在A点重力势能最大;小球从高处向低处运动时,小球的重力势能转化为小球的动能,小球在最低点时,小球的速度最大,所以小球在B点动能最大,故C错误;D、在近地点,由于卫星的高度最小,它的重力势能最小,转化的动能最多,所以在近地点它的动能最大;相反,在远地点,卫星的动能最小,势能最大,因为太空中没有空气,所以机械能是守恒的。故D正确。故选:D。
15.小红在操场上将一皮球抛出,皮球被抛出后的运动轨迹如图所示,a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是(  )
A.皮球由a到b时,动能逐渐增大
B.皮球在b点时的机械能最大
C.皮球由c到d时,机械能一直减小
D.皮球在a、c两点时动能相等
【解答】解:A、皮球由a到b时,其质量不变,速度变慢,即动能变小,同时其高度增加,重力势能变大,故A错误;B、从能量的转化的角度分析,当球离开手后的运动过程中,或与空气摩擦,或与地面摩擦,使得一部分机械能损失掉,所以相对来说,a点的机械能最大,故B错误;
C、皮球由c到d时,由于和空气、地面摩擦,故损失掉一部分机械能,故机械能减小,故C正确;
D、据机械能的损失可知,小球在a处的动能大于在c处的动能,故D错误;故选:C。
16.如图,一物体从平台上分别沿左右两侧的光滑斜面由静止开始下滑到底端。下列说法正确的是(  )
A.物体在下滑过程中能量是不断减少的
B.物体在下滑过程中能量是不断增加的
C.该物体从左侧下滑到底端时的速度等于从右侧下滑到底端时的速度
D.该物体从左侧下滑到底端时的速度大于从右侧下滑到底端时的速度
【解答】解:(1)因为是光滑斜面,所以物体在下滑过程中不受摩擦力作用,机械能是守恒的;故AB错误;(2)物体在平台上,重力势能是一定的,不管从哪侧滑下,都是将物体的重力势能转化为动能,由于斜面光滑,没有转化成其他形式的能,所以物体滑到斜面底的动能是相等的,所以速度是相等的。故C正确,D错误。故选:C。
17.一个小石块由紧贴地面的弹簧装置竖直弹射出后,若不计空气阻力,小石块的重力势能随高度变化的图象如右图所示。则小石块的动能或机械能随高度的图象是(  )
A.B.
C.D.
【解答】解:由题意和图象可知,当小石块到达最高处(h=4m)时,其速度为0、动能为0,此时的重力势能为2J,因机械能等于动能与势能的总和,所以此时小石块的机械能为2J;因不计空气阻力,所以小石块上升过程中的机械能是守恒的(始终为2J),故D正确。石块在上升的过程中,速度逐渐减小,其动能逐渐减小,故BC错误;不计空气阻力,当小石块到达最高处时,动能全部转化为重力势能,此时的重力势能为2J,则开始时石块的动能为2J,故A错误;故选:D。
18.如图所示,光滑斜面与水平面在M点通过小圆弧相连,弹簧左端固定在竖直墙壁上,原长时右端在N点,小物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后又返回到P点,不计空气阻力,则下列叙述错误的是(  )
A.小物块从P向M运动过程中,重力势能减少
B.小物块从P向M运动过程中,机械能不变
C.小物块从N向M运动过程中,动能增加
D.弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最大
【解答】解:A、小物块从P向M运动过程中,质量不变,高度变小,重力势能减小,故A正确;
B、斜面是光滑的,物块下滑的过程中,不受摩擦力,其机械能守恒,即机械能保持不变,故B正确;C、物块从P到N碰撞后还能返回到P说明没能量损失,机械能守恒,说明小物块从N向M运动过程中,也没有受到摩擦力,物块由于惯性继续向右运动,则小物块的运动速度不变,动能不变,故C错误;D、弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性形变达到最大,其弹性势能最大,故D正确。故选:C。
19.在“研究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,下列说法正确的是(  )
A.不同小球A从斜面上同一高度处释放,到达斜面底部时的动能大小都相同
B.水平面上物体B被撞击后移动的距离越大,说明撞击时小球A具有的动能越大
C.小球A从斜面上越高处释放,物体B就被推得越远,说明动能大小与所处高度有关
D.小球A从斜面上释放到与物体B共同静止的过程中机械能守恒
【解答】解:A、不同小球从斜面上同一高度处释放,到达斜面底部时的速度是相同的,质量不相同,动能大小不相同,故A错误;B、水平面上物体B被撞击后移动的距离越大,表明小球对B做功越多,即小球的动能越大,故B正确;C、小球从斜面上越高处释放,到达斜面底部时的速度就越大,物体B就被推得越远,表明动能大小与速度有关,故C错误;D、小球从斜面上释放到与物体B共同静止的过程中,小球克服摩擦做功,机械能转化为内能,故机械能是不守恒的,故D错误。故选:B。
20.乒乓球静止在两头开口盛有水的矿泉水瓶下端,当用手掌按住瓶口后,球上升并漂浮在水面上,整个过程如图,有关说法正确的是(  )
A.静止在矿泉水瓶下端的乒乓球受到浮力
B.静止在矿泉水瓶下端的乒乓球所受重力等于浮力
C.乒乓球上升至露出水面前,动能转化为重力势能
D.乒乓球上升至露出水面前,动能和重力势能都变大
【解答】解:AB、乒乓球原来静止在矿泉水瓶下端,有水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出,乒乓球下面的水向下流,由于乒乓球下表面受到水的压力为0,所以乒乓球没有受到浮力的作用,故AB错误;CD、当用手掌按住瓶口后,乒乓球上升至露出水面前,乒乓球受到浮力的作用,且浮力大于重力,故乒乓球会向上做加速运动,其速度变大,高度增加,所以动能和重力势能都变大,故C错误,D正确。故选:D。
21.如图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的O点,自由伸长到B点,今将一小物块m连在弹簧上,并把弹簧压缩到A点,然后释放,小物体能运动到C点静止,物体与水平地面间的摩擦力恒定,试判断下列说法中正确的是(  )
A.物体从A到B动能越来越大,从B到C动能越来越小
B.物体从A到C动能一直在减小
C.物体从A到B动能先增大后减小,从B到C动能一直减小
D.物体动能最大的位置在B和C之间
【解答】解:物体在竖直方向上受到重力与地面的支持力平衡,水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力;从A到B过程中,弹簧的弹力水平向右,摩擦力水平向左,弹簧的弹力先大于摩擦力,后小于摩擦力,故物体先加速后减速;从B到C过程,物体由于惯性继续向右运动,摩擦力方向向左,弹簧对物体的拉力向左,物体做减速运动;当质量一定时,速度越大动能越大,速度越小动能越小,所以物体从A到B过程中动能先增大后减小(即物体动能最大的位置在A和B之间),从B到C过程中动能一直减小;故ABD错误,C正确。故选:C。
22.将一轻质弹簧固定在水平桌面上,在上面放置一个小钢球,静止时弹簧长度为L,如图甲所示;再用手向下压到一定程度,如图乙所示;释放后钢球运动到距离水平桌面2L处,如图丙所示。对钢球分析不正确的是(  )
A.甲图中,钢球一定受平衡力作用
B.丙图中,弹簧一定存在弹性势能
C.从乙图到丙图过程中,弹簧的机械能一定改变
D.钢球上升但没有离开弹簧之前运动速度先变大后减少
【解答】解:A、甲图中,钢球静止时,处于平衡状态,所以一定受到平衡力的作用。故A正确;
B、丙图中,弹簧已经恢复原长,弹簧没有发生弹性形变,所以弹簧一定不存在弹性势能。故B错误;C、从乙图到丙图过程中,弹簧的弹性形变变小,弹性势能转化为钢球的机械能,所以机械能一定改变。故C正确;D、用手将重物向下压缩到一定程度后,突然将手撤去,开始阶段,弹簧的弹力大于重物的重力,其合力方向竖直向上,重物向上做加速运动;当弹簧的弹力小于重物的重力时,合力竖直向下,而速度竖直向上,重物做减速运动。所以钢球上升但没有离开弹簧之前运动速度先变大后减少。故D正确。故选:B。
23.如图所示,小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中(小球和轨道间存在摩擦),下列说法错误的是(  )
A.小球在A点的重力势能最大
B.小球在B点的速度最大
C.小球在C点和B点的机械能相等
D.小球不能到达D点
【解答】解:A、小球在A时,高度最高,重力势能最大,速度增大,动能增大,由于存在摩擦,减小的重力势能转化为动能和内能;故A正确。B、小球在B时,小球的质量不变,高度最小,势能最小,动能最大,速度最大,故B正确;C、小球和轨道间存在摩擦,小球需要克服摩擦做功,故小球从B点到C点的机械能减小,故C错误;D、因为小球需要克服摩擦做功,在运动过程中有一部分机械能转化为内能,故小球不能到达D点,故D正确。故选:C。
24.在水平地面上铺一张纸,将皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑甲、乙,如图所示。若要判断哪一个圆斑是皮球从较高处落下形成的,正确、合理的分析思路是(  )
①球在和地面接触过程中动能转化成的弹性势能较大
②球的形变量较大,在地面上形成的圆斑较大
③球下落过程中重力势能转化为动能④球在较高处具有较大的重力势能
⑤球在接触地面前具有较大的动能
A.②①⑤④③
B.②④③⑤①
C.④③⑤①②
D.④⑤③①②
【解答】解:重力势能的大小与高度和质量有关,球的质量不变,高度越高,具有的重力势能越大;球在下落的过程中,高度减小,重力势能减小,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能;
当球接触地面时,球会发生形变,球的动能转化为球的弹性势能;球的动能越大,转化成的弹性势能越大,则小球的形变越大,在地面上形成的圆斑较大;综上所述,顺序为④③⑤①②。
故选:C。
25.如图所示,甲、乙和丙是三个完全相同的乒乓球,在离地同一高度处以大小相等的速度v,将三个球分别竖直向下、竖直向上和水平抛出。若在整个运动过程中不计能量损失,则(  )
A.抛出时甲球的机械能大于其他两个球
B.抛出后乙球的机械能先增大后减小
C.第一次落地时甲球的动能最大,丙球的动能最小
D.落地后第一次反弹到最高点时甲、乙两球的高度相同
【解答】解:AB、三个小球的质量相同,抛出时的高度相同,速度相同,则它们的机械能是相同的;在整个运动过程中不计能量损失,在运动的过程中,机械能守恒,则机械能保持不变,故AB错误;C、三个小球的机械能是相同的,第一次落地时,由于机械能守恒,重力势能全部转化为动能,所以,三个小球的动能相同,故C错误;D、落地后第一次反弹到最高点时,甲、乙的机械能是相同的,且动能都为0,所以甲、乙两球的重力势能相同,高度也相同。故选:D。
26.如图表现了撑杆跳运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆。下面关于撑杆跳运动员在这几个阶段中能量的转化情况的说法不正确的是(  )
A.运动员在起跳前进行一段助跑,获得大量的动能
B.运动员起跳后,他的身体不断上升,助跑获得的动能都转化为运动员的重力势能
C.当运动员上升到一定高度时,撑杆的弹性势能不断释放,促使运动员不断上升,同时重力势能不断增加
D.当运动员越过横杆下落的过程中,他的重力势能被转化为动能
【解答】解:A、运动员在起跳前进行一段助跑,速度增大,因而获得大量的动能,故A正确;
B、运动员起跳后,他的身体不断上升,但助跑获得的动能并没有都转化为运动员的重力势能,还有一部分转化为弹性势能,以及与空气摩擦的内能,故B错误;C、当运动员上升到一定高度时,撑杆的弹性势能不断释放,促使运动员不断上升,同时重力势能不断增加,故C正确;D、当运动员越过横杆下落的过程中,他的高度降低、速度增大,重力势能被转化为动能,故D正确。
故选:B。
27.如图,木块以一定的速度滑过A、B点,到C点滑出下落至D点,A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计,BC平面粗糙,则对木块在运动过程中能量变化的分析,正确的是(  )
A.D点与A点相比,动能增加,势能减少,机械能不变
B.A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C.B点的动能可能等于A点的动能,但一定大于C点的动能
D.B点的动能可能等于D点的动能,但一定大于A点的动能
【解答】解:A、D点与A点相比,势能减少,由于存在摩擦,机械能转化为内能,机械能减小,故A错误;B、A和B、C和D之间的垂直距离均为h,则A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能,故B错误;C、若斜面光滑,则B的速度一定大于A的速度,且等于C的速度;若斜面粗糙,则AB段有可能匀速,但因摩擦力的存在B的速度一定大于C的速度,故C正确;D、木块从B到C,若木块与地面有摩擦,则C处的动能小于B处的动能,从C到D,由于忽略空气阻力,木块的重力势能减小,动能增加,故D点动能大于C点动能,但与A点的动能不确定,故D错误。故选:C。
28.针对如图三种现象,
①甲图是一个无摩擦的、不在同一平面上连续的轨道,小球从A点经B、C能滑到D;
②乙图是一个无摩擦的滚摆,将细绳绕轴转到A点,放手后,能在上下来回转动;
③丙图是一个单摆,从A点放手,能摆到B点,若在O点放一小棒,抵住细绳,小球能摆到C点;
④丁图AOB是光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度,让小球由A点静止开始自由落下,沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力),则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是b;
其中不能成立的是(  )
A.①②③
B.②④
C.③④
D.③
【解答】解:①甲图中无摩擦,机械能是守恒的,因此,小球从A点经B、C能滑到D;故正确;
②乙图中无摩擦,将细绳绕轴转到A点,放手后,滚摆能在上下来回转动,故正确;③丙图中,将单摆从A点放手,能摆到B点,若在0点放一小棒,抵住细绳,小球仍只能摆到B点,而不可能上升到更高的C点。故错误。④由题知,AOB为完全光滑轨道,所以,小球运动时其机械能守恒;小球从A点由静止滑下,则小球的机械能等于A点时的重力势能;整个过程中,机械能守恒,a虚线的最高点超过了A点的高度,这是不可能的;b虚线的最高点与A点的高度相同,而在b虚线的最高点时,小球仍具有向右运动的速度,所以b虚线表示小球的机械能大于A点的机械能,也是不可能的;c虚线的最高点低于A点,由于在最高点时小球仍运动,其总机械能可能与开始时的机械能相等,符合实际;d虚线中小球离开轨道时,由于惯性,应具有沿轨道方向向上运动的速度,则d虚线不可能。所以符合实际的是c;故错误;故正确的是①②,错误的是③④;
故选:C。
29.许多同学都看过杂技演员表演的“水流星”,一根细绳系着盛水的杯子,演员抡起绳子,杯子就做圆周运动。如图为一杂技演员正在竖直平面内表演“水流星”。假设杯子在竖直面内做匀速圆周运动,则下列关于其中的一只杯子说法正确的是(  )
A.受平衡力作用
B.重力势能保持不变
C.机械能在不断改变
D.运动状态保持不变
【解答】解:杯子在竖直面内做匀速圆周运动,虽然速度大小没有变,但运动方向不断改变,所以运动状态不断改变。故D错误。因为物体在平衡力作用下,物体的运动状态是不会改变的。所以杯子受的力是非平衡力。故A错误。杯子在竖直面内做匀速圆周运动,杯子的高度不断的改变,所以杯子的重力势能不断的改变。但是速度不变,质量不变,所以动能不变,故机械能不断改变。故B错误,C正确。故选:C。
30.2018年2月13日,刘佳宇在平昌冬奥会单板滑雪女子U型场地赛首获该项目奥运奖牌。场地为半圆形轨道(如图),她以一定的速度从A点向下俯冲,经轨道达到最高点E,图中‘o’代表刘佳宇在不同时刻的位置,不计摩擦力和空气阻力,则(  )
A.A点机械能小于E点机械能
B.B点的动能等于D点的动能
C.A点到C点重力做功动能增加
D.C点到E点机械能都转化为内能
【解答】解:A、不计摩擦力和空气阻力,机械能守恒,因此,他在A点机械能等于E点机械能;故A错误;B、不计摩擦力和空气阻力,机械能守恒,因此,他在B点机械能等于D点机械能,而B点和D点高度相同,重力势能相等,所以B点的动能等于D点的动能;故B正确;C、A点到C点的过程中,刘佳宇受到重力的作用,并且在重力的方向上通过了一定距离,故重力做功;不计摩擦力和空气阻力,A点的机械能等于C点的机械能,而C点的高度低于A点,C点的重力势能小于A点的重力势能,所以A点到C点动能增加,故C正确;D、不计摩擦力和空气阻力,机械能守恒,因此,C点到E点机械能没有转化为内能。故D错误。故选:BC。
31.如图所示是蹦床运动员表演的情景。运动员从最高点A到达最低点C的过程中,下列说法中正确的是(  )
A.A﹣﹣B,运动员的动能减小
B.B﹣﹣C,运动员的重力势能减小
C.A﹣﹣C,运动员的动能先增大后减小,重力势能一直减小
D.B处时,运动员的动能最大
【解答】解:运动员从最高点到最低点的过程中,高度不断下降,所以重力势能一直减小;
接触蹦床前,从A﹣﹣B,运动员自由下落,动能不断增大。接触蹦床后,从B到C,运动员受到向下的重力和向上的弹力,弹力先小于重力,后大于重力,则运动员先向下加速后向下减速,所以运动员的动能先增大后减小,故BC正确。故选:BC。
32、如图所示,一个圆柱状的轻质纸筒顺着一个倾斜的木板滚下。关于纸筒在地面上的落点,下列说法中正确的是(  )
A.在A
点的左侧
B.正好在A

C.在A
点的右侧
D.上述三种情况皆有可能
【解答】解:选:C
33、用A4纸折出的纸飞机,飞行距离世界记录为69.4m,相当于20层楼高,选手采用斜向上抛射的方式没若不考虑空气阻力的影响,纸飞机(  )
A.抛射至最高点的过程中,机械能总量在增加
B.从最高点下落的过程中,重力势能转化为动能
C.抛射后继续飞行,是受惯性作用
D.落地后静止,不再具有惯性
【解答】解:选:B
34.冬奥会上,自由式滑雪比赛以惊险刺激很具有观赏性。一运动员在比赛过程中,从a点静止滑下到e点停止的运动轨迹如图所示,如果不计空气阻力,则:
(1)从a运动到b点,重力势能转化为 动能 。
(2)在整个滑行过程中,a点的机械能 > c点的机械能(选填“>”或“=”或“<”)。
【解答】解:(1)从a运动到b点,高度减小,重力势能减小,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能;(2)在整个滑行过程中,由于存在摩擦,机械能转化为内能,所以整个过程中机械能会变大,即a点的机械能大于c点的机械能。
故答案为:(1)动能;(2)>。
35.捻动滚摆的轴使它升高后释放,观察到滚摆沿着悬线向下运动,到最低点后又上升,往返运动。
(1)在下降过程中,滚摆的速度变快,滚摆的动能增大。(选填“减小”、“增大”或“不变”)
(2)在下降过程中,滚摆重力势能减小是因为 高度 的减小。
(3)滚摆往返运动过程中,观察到 滚摆上升的最高点逐渐降低 说明机械能在减少。
【解答】解:(1)滚摆在下降过程中,重力势能逐渐转化为动能,动能增大,重力势能减小。(2)在下降过程中,滚摆重力势能减小是因为高度减小了。(3)从放开滚摆到停止运动过程中,由于滚摆和空气之间存在摩擦,滚摆每次上升过程中质量不变,上升的最大高度不断减小,重力势能不断减小,滚摆克服摩擦做功,机械能要转化为内能,机械能减小。
故答案为:(1)增大;(2)高度;(3)滚摆上升的最高点逐渐降低。
36.如图1所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内),然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后又下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图2所示,不计空气阻力。
(1)在整个运动过程中,小球的机械能 不守恒 (填“守恒”或“不守恒”)
(2)小球动能最小的时刻是 t2 (填t1、t2或t3)
(3)在t2~t3这段时间内,小球的动能 先增大后减小 (填“先增大后减小”,“先减小后增大”,“一直增大”,“一直减小”)
【解答】解:(1)由图看出,弹簧的弹力在变化,说明运动过程中弹簧的弹性势能在变化,而小球和弹簧组成的系统机械能守恒,则知小球的机械能不守恒。(2)由图看出,t2时刻,弹力F最大,故弹簧的压缩量最大,小球运动到最低点,动能最小;(3)t2﹣t3这段时间内,小球的弹力减小,说明小球在由最低点上升,弹力不断增加,小球的合力先向上,后向下,小球先加速后减速;则小球的动能先增大后减小。
故答案为:(1)不守恒;(2)t2;(3)先增大后减小。
37.如图是皮球落地后弹跳过程中,每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。A、B是同一高度的两点,则A点的重力势能 等于 B点的重力势能(选填“大于”“小于”或“等于”);此过程中皮球的机械能 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【解答】解:由图可知,皮球位于A、B两点时,其质量不变,高度相等,故A点的重力势能等于B点的重力势能;同时由图知,该过程中,皮球被反弹的高度逐渐变小,即说明在反弹过程中有一部分机械能损失了(机械能转化为了内能),故该过程中的机械能是减小的;
故答案为:等于;减小。
38.在探究动能大小与哪些因素有关的实验中:
(1)如图甲所示,小红先探究动能大小与质量关系,让小车从斜面的同一高度下滑,目的是为了 使小车到水平面的初始速度相同 。通过比较木块推动的距离可以比较小车具有的动能的大小。
(2)小磊认为去掉木块,利用粗糙且足够长的木板,通过比较小车在木板上运动的距离也能比较小车动能的大小,即运动的距离越远说明物体的动能越大。于是小磊通过在小车上加砝码来改变质量,得到如图乙所示的实验情形,据此他得出在速度相同的条件下,物体的动能与质量 无关 (有关/无关),该结论是 错误 (正确/错误)的。
(3)小磊在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丙所示,利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放,撞击同一木块。该实验方案是否可行?答: 不可行 理由是 没有控制铁球的速度相同 。
【解答】解:(1)让同一小车从斜面相同高度滑下,他控制小车的质量速度不变,让小车从斜面的相同高度下滑,目的是控制小车刚到水平面时的速度相同;(2)如图乙所示的实验情形,据此她得出在速度相同的条件下,质量越大,物体具有的动能越小,该结论是错误的,因为小车在水平木板上所受摩擦力大小不同,因此无法根据小车通过路程比较小车动能大小;(3)观察图乙的装置可知,若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧势能相同,转化出的动能相同,因此,木块最终移动的距离相同,这样是不能完成实验目的。
故答案为:(1)使小车到水平面的初始速度相同;(2)无关;错误;(3)不可行;没有控制铁球的速度相同。
39.如图所示,弹簧一端与小车相连,另一端固定在左侧的墙壁上,小车放在光滑的水平木板上。小车位于A点时弹簧恰好为自然长度,用力压缩弹簧使小车到达B点;松手后,小车由位置B运动至位置C,在位置C时速度为零。则小车从位置B运动至位置C的过程中,速度达到最大的位置在 A点 (选填“A点”、“A点的左侧”、或“A点的右侧”),弹簧的弹性势能的变化情况是 先减小后增大 (选填“减小”、“先减小后增大”、“先增大后减小”或“增大”);小车从位置A运动到C点的过程中,能量转化的情况为 小车的动能转化为弹簧的弹性势能 。
【解答】解:由于木板是光滑的,不存在摩擦力,小车在木板上运动的速度最大时,就是弹簧的弹性势能全部转化成动能时,A点时弹簧恰好为自然长度,所以A点的动能是最大的;
从B到弹簧自然长度A时,是弹簧恢复原状的过程,弹簧的弹性势能减小;从A到C的过程,小车由于惯性继续运动,弹簧发生弹性形变,弹簧的弹性势能增大;所以弹簧的弹性势能的变化情况是先减小后增大;小车从位置A运动到C的过程中,弹簧的长度变长,弹性势能变大,小车的速度变小,动能变小,由于接触面是光滑的,不存在摩擦,则小车的动能转化为弹簧的弹性势能。
故答案为:A点;先减小后增大;小车的动能转化为弹簧的弹性势能。
40.亚洲独一无二的无动力U型滑极是跳极机与过山车的完美结合,如图是极限滑板运动,人从最高点A点沿粗糙程度相同的轨道由静止开始下滑,经过最低点B点到达C点。
(1)从A点到C点的过程中,人的动能如何变化? 人的动能先增大后减小 。
(2)请判断滑板在C点是否处于平衡状态,并说明理由 滑块受到重力、弹力和摩擦力作用,受力不平衡 。
【解答】解:(1)人从A运动到B的过程中,质量不变、高度降低,重力势能减小;质量不变、速度增大,动能增大;人从B运动到C的过程中,质量不变、高度增大,重力势能增大;质量不变、速度减小,动能减小;所以从A点到达C点的过程中,人的动能先增大后减小;(2)滑板在C点时,速度为零,受到重力、弹力和摩擦力作用,受力不平衡。
故答案为:(1)人的动能先增大后减小;(2)滑块受到重力、弹力和摩擦力作用,受力不平衡。
41.如图同一个实心小球以同样的速度v分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动,两弧槽弧形相同,弧长相等。小球到达B点的动能 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”下同)到达D的动能,小球通过甲弧槽的时间 小于 小球通过乙弧槽的时间。(空气阻力不计)
【解答】解:在凹形光滑弧形槽中运动的小球,从以速度v进入轨道到运动到最低点的过程中,重力势能转化为动能,速度变大,大于初速度;在从最低点运动到弧形槽末端的过程中,小球的动能转化为重力势能,速度变小,到达槽末端(B点)时,速度减小为初速度v;在凸形光滑弧形槽中运动的小球,从以速度v进入弧形槽到运动到最高点的过程中,动能转化为重力势能,运动速度减小,小于初速度;在从最高点运动到槽末端的过程中,小球的重力势能再化为动能,到达槽末端(D点)时,速度由增大到初速度v;由以上分析可知:(1)小球到达B点的速度等于到达D的速度,同一小球,质量相等,所以小球到达B点的动能等于到达D的动能;(2)在凹形光滑弧形槽中运动的小球,平均速度v甲大;在凸形光滑轨道中运动的小球,平均速度v乙小;即v乙<v甲,因为两小球的路程s相等,由公式v知:在凹形轨道中的小球运动时间t甲小,在凸形轨道的小球运动时间t乙大,即:t乙>t甲。
故答案为:等于;小于。
42.如图AOB是光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度,让小球从A点由静止开始自由滑下,沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力)。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是 c ,小球到达运动轨迹最高点时 有 动能(选填“有”或“没有”)。
【解答】解:根据题意,小球从A点由静止滑下,所以小球的机械能等于A点时的重力势能,整个过程中,机械能守恒,a的最高点超过了A点的高度,这是不可能的,故a错误;b点的最高点与A点的高度相同,而在最高点时,小球仍具有向右运动的速度,所以b图线的机械能大于A点的机械能,故b错误;c图线的最高点低于A点,由于在最高点时小球仍运动,其总机械能可能与开始时的机械能相等,故c正确;小球离开轨道时,由于惯性,应具有沿轨道方向向上运动的速度,故d错误。小球在最高点时仍有向前的速度,故有动能。故答案为:c;有。
43.蹦床运动被喻为“空中芭蕾”。运动员从高点静止下落至再次回到高点,会经历几个过程:①高点下落至接触床面②接触床面到下落至最低点③最低点反弹至离开床面④离开床面至再次回到高点。若不计空气阻力,整个过程中运动员的机械能 不守恒 (选填“守恒”或“不守恒”)。整个过程中,运动员动能最大在 ②③ 过程中。
【解答】解:①运动员从高点下落至接触床面过程中,运动员的质量不变,速度增加,高度下降,因此重力势能转化为动能。不计空气阻力,重力势能转化为动能,所以刚接触床面时的动能较大,但未达到最大;②运动员从接触床面到下落至最低点的过程中,绷床发生弹性形变,运动员的动能先增大,当弹力与重力相等时,动能达到最大,然后动能减小,逐渐转化为弹性势能;③运动员从最低点反弹至离开床面的过程中,绷床恢复原状,将弹性势能转化为运动员的动能;当弹力与重力相等时,动能达到最大,然后动能减小,逐渐转化为重力势能;④运动员离开床面至再次回到高点过程中,高度增加,速度减小,所以将动能转化为重力势能。虽然不计空气阻力,但运动员下落时从接触蹦床到蹦床发生最大形变过程中对蹦床做功,不妨机械能转化为蹦床的内能,所以运动员机械能总量减少,也就是机械能不守恒。故答案为:不守恒;②③。
44.在研究动能影响因素实验时,常用如图实验装置(不计摩擦)。为了使小球到达水平位置时初始速度相同,需控制小球下落时的高度,这是为什么?查阅资料得,某处物体的重力势能大小等于该物体从此处运动至水平位置时重力对物体做的功。
(1)质量为m的小球在A处静止时,具有的重力势能大小为Ep为 mgh ;
(2)已知,小球刚进入水平面B点时,小球所具有的动能Ek可以表达为,v为此时的速度,则Ep 等于 Ek(选填“大于”、“等于”或“小于”)
(3)请推导证明,小球在水平面上运动的初速度v只和高度h有关。
【解答】解:(1)某处物体的重力势能大小等于该物体从此处运动至水平位置时重力对物体做的功,则Ep=W=Gh=mgh;
(2)小球刚进入水平面B点时,由于不计摩擦,机械能守恒,此时的重力势能为0,重力势能全部转化为动能,所以Ep=Ek;
(3)实验装置不计摩擦,机械能是守恒的,则小球在水平面上运动时的动能为:Ek,小球在高处具有的重力势能为:Ep=mgh;
由于机械能守恒,则:mgh,则v,由此可知,小球在水平面上运动的初始速度只与高度有关。
故答案为:(1)mgh;(2)等于;(3)见解析。
45.如图,木块以一定的速度滑过A,B点,到C点滑出下落至D点。A和B,C和D之间的垂直距离均为h且AB=BC(AB、BC两个面粗糙程度相同)。若空气阻力忽略不计,假定木块滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦所做的功,则对木块在运动过程中动能变化的分析,横坐标表示时间,纵坐标表示动能,请画出AB、BC、CD段动能的变化曲线并说明理由。
【解答】解:AB段:木块滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦所做的功,则木块的动能不变;BC段:由于克服BC段摩擦做功,导致动能减小;CD段:不计空气阻力,重力势能全部转化为动能,动能增加;根据功能关系可知,mgh=f1sAB,f2sBC=△Ek减,mgh=△Ek增,
由于斜面和水平面的摩擦力不相等,则△Ek减与△Ek增不相等,且增加的较少:如图所示:

46.总长l为的橡皮筋端圊定在O点,另端悬挂个小钢球,将钢球从O点释放,运动到A点后开始向上返回,O和△两点间距离为21,如图所示。请用所学知识分析并画出钢球从O点运动到A点的过程中,其动能随运动距离变化的大致关系图象,并作出说明。
【解答】解:橡皮筋长为l,小球从初始状态下降至l过程中,重力势能转化为动能,小球做加速运动,动能逐渐变大;小球从l下降至2l应该分为两个阶段,前一个阶段弹力小于重力,小球仍然加速,后一个阶段弹力大于重力,小球开始减速,最后变为零,动能转化为橡皮筋的弹性势能,最后动能为零;动能随运动距离变化的大致关系图象如下图。
47.小南拿如图甲所示的装有弹簧的笔玩弹笔游戏,结果发现不同的笔弹得高低不一样,他认为:笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关,那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢?
猜想①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关;
猜想②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。
(1)在上面的实验中,他们运用到了控制变量法和 转换法 两种物理思想方法。
(2)为了验证猜想①,在操作时除了控制小球、木块、水平面等相同外,还需要控制 弹簧的弹性形变的程度 相同。
(3)实验中可以用“木块被小球推动的距离”表示“弹性势能的大小”,请你从功和能的角度分析解释 在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的条件下,当弹簧被压缩的越多,木块具有的动能越大,克服摩擦所做的功就越多,所以滑行的距离也就越长 。
(4)在完成实验后,小南又用不同质量的小球(m1>m2)在同一水平面上分别压缩同一根弹簧至相同位置后释放撞击同一木块,得到木块移动的距离分别为S1和S2,忽略小球自身摩擦对实验的影响。请你比较S1和S2的大小关系。 S1=S2 
【解答】解:(1)由于弹性势能的大小不便用仪器测量,本实验中把弹性势能的大小转换为观察木块被推动的距离,这种研究方法叫转换法;(2)要探究猜想①:弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关,应控制弹簧的弹性形变的程度相同,改变弹簧的材料,放手后小球被弹出,并与一木块相碰,观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小;(3)在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的条件下,当弹簧被压缩的越多,木块具有的动能越大,克服摩擦所做的功就越多,所以滑行的距离也就越长。题目中利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B,没有控制弹簧的材料相同;(4)因为压缩同一根弹簧至相同位置,所以弹簧的弹性势能相同,最后转化的木块的动能相同,则S1=S2。
故答案为:(1)转换法;(2)弹簧的弹性形变的程度;(3)在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的条件下,当弹簧被压缩的越多,木块具有的动能越大,克服摩擦所做的功就越多,所以滑行的距离也就越长;(4)S1=S2。
48.动能的大小与哪些因素有关呢?小雨用相同的斜面、长木板和纸盒,两个不同质量的小球,设计了如图所示的甲、乙、丙三次实验,测量出每次实验中纸盒移动的距离,通过比较分析得出结论。
(1)要探究动能与质量的关系,应选图甲和图 乙 进行实验。
(2)实验中观察到纸盒移动的距离图丙比图甲短,可得出的结论是 在质量相同时,物体的速度越大,动能就越大 。
(3)如果纸盒与小球碰撞的侧面过于柔软,则纸盒的移动的距离会偏小,请分析解释原因 纸盒的形变需要消耗部分机械能。
【解答】解:(1)要研究动能与质量的关系,要保持两球的速度相等,即处于相同的高度滚下,我们应选择甲图和乙图来进行比较;(2)比较图甲与图丙两实验可看出,此时小球的质量相同,但从不同的高度释放,其滚动到斜面低端的速度不同,推动纸盒的距离也不相同,故能得出:在质量相同时,物体的速度越大,动能就越大的结论;(3)如果纸盒与小球碰撞的侧面过于柔软,小球撞击纸盒,纸盒要发生形变,需要消耗部分机械能,因而纸盒的移动的距离会偏小。
故答案为:(1)乙;(2)在质量相同时,物体的速度越大,动能就越大;(3)纸盒的形变需要消耗部分机械能。
49.将一小球从弹簧正上方某一高度由静止释放,下落后先后经过ABC三点,A点为小球刚好接触弹簧处,B点时小球受平衡力,C点为小球下降的最低点,请分析A→B阶段和B→C阶段,小球所受力的大小关系以及能量转化。(不计空气阻力和摩擦)
【解答】解:从A到B,此过程中小球受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力的作用,小球向下运动过程中,由于弹簧的弹性形变变大,弹性势能变大,弹力也会变大,但弹力小于重力,故小球做加速运动,速度增加,动能变大,高度减小,重力势能减小,故小球的重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能;从B到C,此过程中小球受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力的作用,弹力大于重力,小球做减速运动,动能减小;小球的高度减小,重力势能减小,弹簧的弹性形变变大,弹性势能变大,小球的机械能转化为弹簧的弹性势能。
答:从A到B,小球受到的弹力小于重力;小球的重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能;
从B到C,小球受到的弹力大于重力;小球的机械能转化为弹簧的弹性势能。
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机械能
能量守恒与转化
1、小明同学以一定速度将弹性球扔向地面,弹性球经地面和墙壁两次反弹,重新在同一高度用手接住,碰撞时小球能量损失不计,1处和2处是在同一高度。如果1处小球的动能大于2处,则下列说法错误的是(  )
A.1处的机械能一定大于2处
B.1处的动能一定大于4处
C.3处的动能一定大于4处
D.接到小球时的速度一定小于扔出时的速度
第1题图
第2题图
2、如图,轻弹簧竖直放置,下端固定于地面,上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端,再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放,小球将竖直向上运动并脱离弹簧,假设小球和弹簧组成的系统机械能守恒,则小球(  )
A.运动至最高点时,受平衡力作用
B.运动至O点时,动能最大
C.运动至最高点,小球增加的重力势能等于弹簧减少的弹性势能
D.从O点向上运动过程中,弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能
3、乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球,若不计空气阻力,则落到水平桌面时三者的速度大小关系是(  )
A.va>vb>vc
B.vb>vc>va
C.va>vc>vb
D.va=vb=vc
第3题图
第4题图
4、将一个木块从粗糙的斜面A点静止释放,下滑到B点时的速度为v,则从A点到B点的下滑过程中(  )
A.木块的机械能守恒
B.木块动能不变,重力势能减少
C.木块动能的增加量等于重力势能的减少量
D.木块动能的增加量小于重力势能的减少量
5、如图所示,A、B两球质量相等,A球用不可伸长的轻绳系于O点,B球用轻弹簧系于O′点,O与O′点在同一水平面上。分别将A、B球拉到与悬点等高处,细绳和轻弹簧均处于水平,弹簧处于自然状态,将两球分别由静止开始释放,当两球第一次达到各自悬点的正下方时,两球仍处在同一水平面上,则两球各自第一次到达悬点正下方时(不计空气阻力)(  )
A.A球的速度较大
B.B球的动能较大
C.两球的动能相等
D.两球的机械能相等
6、弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示,图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程,其中b是弹簧处在原长的状态,针对此过程分析正确的是(  )
a→b,小金的机械能不断增加,在b时动能最大
B.b→c,弹簧的弹性势能转化为小金的重力势能
C.在a状态时弹簧的弹性势能最大
D.在c状态时小金的机械能达到最大
7、跳水运动员在3m长的踏板上起跳,我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态,其中A为无人时踏板静止点,B为人站在踏板上静止时受力平衡点,C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点,则下列说法中正确的是(  )
A.从A到C的过程中,跳板的弹性势能一直在增大
B.从A到C的过程中,运动员的机械能守恒
C.从A到C的过程中,运动员的动能一直在减小
D.从B到C的过程中,运动员减少的动能等于跳板增加的势能
8、如图所示,在做模拟“蹦极”的小实验时,橡皮筋的一端系一个小石块,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点自由释放后所能达到的最低点。若整个过程不计空气阻力,则小石块从A点到C点的运动过程中(  )
A.小石块在C点时,它具有的机械能最小
B.从A点下落到B点的过程中,小石块的机械能减小
C.从B点下落到C点的过程中,小石块的机械能先增大后减小
D.小石块减少的重力势能全部转化为动能
第8题图
第9题图
9、“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目,如图所示。一根弹性橡皮绳,一端系住人的腰部,另一端系于跳台,当人下落至图中A点时,橡皮绳刚好被伸直,C点是游戏者所能达到的最低点,当人下落至图中B点时,橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于游戏者离开跳台到最低点的过程中(不考虑空气阻力),下列说法正确的是(  )
A.游戏者的动能一直在增加
B.游戏者到达C点时,重力势能全部转化为动能
C.游戏者到达B点时,游戏者的动能增加到最大值
D.游戏者从C点向B点运动的过程中,重力势能转化为动能和弹性势能
10、某运动员做蹦极运动,如图甲所示,从高处O点开始下落,A点是弹性绳的自由长度,在B点运动员所受弹力恰好等于重力,C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示(蹦极过程视为在竖直方向的运动)。下列判断正确的有(  )
A.从O点到A点再到B点过程中运动员动能先增大后减少
B.从A点到B点再到C点过程中弹性绳的弹性势能先增大后减少
C.从C点到B点再到A点过程中运动员动能先增大后减少,运动员重力大小等于F0
D.从C点到B点再到A点过程中弹性绳的弹力一直减少,运动员重力大小小于F0
11、竖直轻弹簧下端固定在水平地面上,质量为m的小球,从轻弹簧的正上方某一高处自由落下,并将弹簧压缩,直到小球的速度变为零。对于小球、轻弹簧和地球组成的系统,在小球开始与弹簧接触到小球速度变为零的过程中,有(  )(忽略空气阻力)
A.小球的动能和重力势能的总和越来越小,小球的动能和弹性势能的总和越来越大
B.小球的动能和重力势能的总和越来越小,小球的动能和弹性势能的总和越来越小
C.小球的动能和重力势能的总和越来越大,小球的动能和弹性势能的总和越来越大
D.小球的动能和重力势能的总和越来越大,小球的动能和弹性势能的总和越来越小
12、光滑斜面甲与水平面PQ平滑连接。从斜面甲高H处静止释放小球,小球运动到Q点静止,如图甲。在PQ上的N点平滑拼接另一光滑斜面乙,已知PQ=4PN,如图乙。小球冲到乙斜面上的h高处。则小球最终将停在(  )
A.甲斜面上
B.乙斜面上
C.P处
D.N处
13、投掷实心球是体育中考项目之一。若不计空气阻力,实心球从离手到落地前的过程中,下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中,正确的是(  )
A.①③④
B.②③④
C.①④
D.③④
14、对课本《机械能》这节中的四幅图进行了分析,正确的是(  )
A.图①摆锤从A点运动到O点的过程中动能转化为重力势能
B.图②运动员起跳后上升到最高点时势能最大,动能为零
C.图③高处滚下的小球在C点动能达到最大值
D.图④卫星在近地点动能最大,远地点势能最大,机械能守恒
15、小红在操场上将一皮球抛出,皮球被抛出后的运动轨迹如图所示,a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是(  )
A.皮球由a到b时,动能逐渐增大
B.皮球在b点时的机械能最大
C.皮球由c到d时,机械能一直减小
D.皮球在a、c两点时动能相等
第15题图
第16题图
16、如图,一物体从平台上分别沿左右两侧的光滑斜面由静止开始下滑到底端。下列说法正确的是(  )
A.物体在下滑过程中能量是不断减少的
B.物体在下滑过程中能量是不断增加的
C.该物体从左侧下滑到底端时的速度等于从右侧下滑到底端时的速度
D.该物体从左侧下滑到底端时的速度大于从右侧下滑到底端时的速度
17、一个小石块由紧贴地面的弹簧装置竖直弹射出后,若不计空气阻力,小石块的重力势能随高度变化的图象如右图所示。则小石块的动能或机械能随高度的图象是(  )
A.B.C.D.
18、如图所示,光滑斜面与水平面在M点通过小圆弧相连,弹簧左端固定在竖直墙壁上,原长时右端在N点,小物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后又返回到P点,不计空气阻力,则下列叙述错误的是(  )
A.小物块从P向M运动过程中,重力势能减少
B.小物块从P向M运动过程中,机械能不变
C.小物块从N向M运动过程中,动能增加
D.弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最大
第18题图
第19题图
19、在“研究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,下列说法正确的是(  )
A.不同小球A从斜面上同一高度处释放,到达斜面底部时的动能大小都相同
B.水平面上物体B被撞击后移动的距离越大,说明撞击时小球A具有的动能越大
C.小球A从斜面上越高处释放,物体B就被推得越远,说明动能大小与所处高度有关
D.小球A从斜面上释放到与物体B共同静止的过程中机械能守恒
20、乒乓球静止在两头开口盛有水的矿泉水瓶下端,当用手掌按住瓶口后,球上升并漂浮在水面上,整个过程如图,有关说法正确的是(  )
A.静止在矿泉水瓶下端的乒乓球受到浮力
B.静止在矿泉水瓶下端的乒乓球所受重力等于浮力
C.乒乓球上升至露出水面前,动能转化为重力势能
D.乒乓球上升至露出水面前,动能和重力势能都变大
21、如图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的O点,自由伸长到B点,今将一小物块m连在弹簧上,并把弹簧压缩到A点,然后释放,小物体能运动到C点静止,物体与水平地面间的摩擦力恒定,试判断下列说法中正确的是(  )
A.物体从A到B动能越来越大,从B到C动能越来越小
B.物体从A到C动能一直在减小
C.物体从A到B动能先增大后减小,从B到C动能一直减小
D.物体动能最大的位置在B和C之间
第21题图
第22题图
22、将一轻质弹簧固定在水平桌面上,在上面放置一个小钢球,静止时弹簧长度为L,如图甲所示;再用手向下压到一定程度,如图乙所示;释放后钢球运动到距离水平桌面2L处,如图丙所示。对钢球分析不正确的是(  )
A.甲图中,钢球一定受平衡力作用
B.丙图中,弹簧一定存在弹性势能
C.从乙图到丙图过程中,弹簧的机械能一定改变
D.钢球上升但没有离开弹簧之前运动速度先变大后减少
23、如图所示,小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中(小球和轨道间存在摩擦),下列说法错误的是(  )
A.小球在A点的重力势能最大
B.小球在B点的速度最大
C.小球在C点和B点的机械能相等
D.小球不能到达D点
第23题图
第24题图
24、在水平地面上铺一张纸,将皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑甲、乙,如图所示。若要判断哪一个圆斑是皮球从较高处落下形成的,正确、合理的分析思路是(  )
①球在和地面接触过程中动能转化成的弹性势能较大
②球的形变量较大,在地面上形成的圆斑较大
③球下落过程中重力势能转化为动能
④球在较高处具有较大的重力势能
⑤球在接触地面前具有较大的动能
A.②①⑤④③
B.②④③⑤①
C.④③⑤①②
D.④⑤③①②
25、如图所示,甲、乙和丙是三个完全相同的乒乓球,在离地同一高度处以大小相等的速度v,将三个球分别竖直向下、竖直向上和水平抛出。若在整个运动过程中不计能量损失,则(  )
A.抛出时甲球的机械能大于其他两个球
B.抛出后乙球的机械能先增大后减小
C.第一次落地时甲球的动能最大,丙球的动能最小
D.落地后第一次反弹到最高点时甲、乙两球的高度相同
第25题图
第26题图
26、如图表现了撑杆跳运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆。下面关于撑杆跳运动员在这几个阶段中能量的转化情况的说法不正确的是(  )
A.运动员在起跳前进行一段助跑,获得大量的动能
B.运动员起跳后,他的身体不断上升,助跑获得的动能都转化为运动员的重力势能
C.当运动员上升到一定高度时,撑杆的弹性势能不断释放,促使运动员不断上升,同时重力势能不断增加
D.当运动员越过横杆下落的过程中,他的重力势能被转化为动能
27、如图,木块以一定的速度滑过A、B点,到C点滑出下落至D点,A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计,BC平面粗糙,则对木块在运动过程中能量变化的分析,正确的是(  )
A.D点与A点相比,动能增加,势能减少,机械能不变
B.A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C.B点的动能可能等于A点的动能,但一定大于C点的动能
D.B点的动能可能等于D点的动能,但一定大于A点的动能
28、针对如图三种现象,其中不能成立的是(  )
①甲图是一个无摩擦的、不在同一平面上连续的轨道,小球从A点经B、C能滑到D;
②乙图是一个无摩擦的滚摆,将细绳绕轴转到A点,放手后,能在上下来回转动;
③丙图是一个单摆,从A点放手,能摆到B点,若在O点放一小棒,抵住细绳,小球能摆到C点;
④丁图AOB是光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度,让小球由A点静止开始自由落下,沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力),则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是b;
A.①②③
B.②④
C.③④
D.③
29、许多同学都看过杂技演员表演的“水流星”,一根细绳系着盛水的杯子,演员抡起绳子,杯子就做圆周运动。如图为一杂技演员正在竖直平面内表演“水流星”。假设杯子在竖直面内做匀速圆周运动,则下列关于其中的一只杯子说法正确的是(  )
A.受平衡力作用
B.重力势能保持不变
C.机械能在不断改变
D.运动状态保持不变
第29题图
第30题图
第31题图
30、2018年2月13日,刘佳宇在平昌冬奥会单板滑雪女子U型场地赛首获该项目奥运奖牌。场地为半圆形轨道(如图),她以一定的速度从A点向下俯冲,经轨道达到最高点E,图中‘o’代表刘佳宇在不同时刻的位置,不计摩擦力和空气阻力,则(  )
A.A点机械能小于E点机械能
B.B点的动能等于D点的动能
C.A点到C点重力做功动能增加
D.C点到E点机械能都转化为内能
31、如图所示是蹦床运动员表演的情景。运动员从最高点A到达最低点C的过程中,下列说法中正确的是(  )
A.A﹣﹣B,运动员的动能减小
B.B﹣﹣C,运动员的重力势能减小
C.A﹣﹣C,运动员的动能先增大后减小,重力势能一直减小
D.B处时,运动员的动能最大
32、如图所示,一个圆柱状的轻质纸筒顺着一个倾斜的木板滚下。关于纸筒在地面上的落点,下列说法中正确的是(  )
A.在A
点的左侧
B.正好在A

C.在A
点的右侧
D.上述三种情况皆有可能
33、用A4纸折出的纸飞机,飞行距离世界记录为69.4m,相当于20层楼高,选手采用斜向上抛射的方式没若不考虑空气阻力的影响,纸飞机(  )
A.抛射至最高点的过程中,机械能总量在增加
B.从最高点下落的过程中,重力势能转化为动能
C.抛射后继续飞行,是受惯性作用
D.落地后静止,不再具有惯性
34、冬奥会上,自由式滑雪比赛以惊险刺激很具有观赏性。一运动员在比赛过程中,从a点静止滑下到e点停止的运动轨迹如图所示,如果不计空气阻力,则:
(1)从a运动到b点,重力势能转化为 
 。
(2)在整个滑行过程中,a点的机械能 
 c点的机械能(选填“>”或“=”或“<”)。
第34题图
第35题图
35、捻动滚摆的轴使它升高后释放,观察到滚摆沿着悬线向下运动,到最低点后又上升,往返运动。
(1)在下降过程中,滚摆的速度变快,滚摆的动能 
 。(选填“减小”、“增大”或“不变”)
(2)在下降过程中,滚摆重力势能减小是因为 
 的减小。
(3)滚摆往返运动过程中,观察到 
 说明机械能在减少。
36、如图1所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内),然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后又下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图2所示,不计空气阻力。
(1)在整个运动过程中,小球的机械能 
 (填“守恒”或“不守恒”)
(2)小球动能最小的时刻是 
 (填t1、t2或t3)
(3)在t2~t3这段时间内,小球的动能 
 (填“先增大后减小”,“先减小后增大”,“一直增大”,“一直减小”)
第36题图
第37题图
37、如图是皮球落地后弹跳过程中,每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。A、B是同一高度的两点,则A点的重力势能 
 B点的重力势能(选填“大于”“小于”或“等于”);此过程中皮球的机械能 
 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
38、在探究动能大小与哪些因素有关的实验中:
(1)如图甲所示,小红先探究动能大小与质量关系,让小车从斜面的同一高度下滑,目的是为了 
 。通过比较木块推动的距离可以比较小车具有的动能的大小。
(2)小磊认为去掉木块,利用粗糙且足够长的木板,通过比较小车在木板上运动的距离也能比较小车动能的大小,即运动的距离越远说明物体的动能越大。于是小磊通过在小车上加砝码来改变质量,得到如图乙所示的实验情形,据此他得出在速度相同的条件下,物体的动能与质量 
 (有关/无关),该结论是 
 (正确/错误)的。
(3)小磊在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丙所示,利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放,撞击同一木块。该实验方案是否可行?答: 
 理由是 
 。
39、如图所示,弹簧一端与小车相连,另一端固定在左侧的墙壁上,小车放在光滑的水平木板上。小车位于A点时弹簧恰好为自然长度,用力压缩弹簧使小车到达B点;松手后,小车由位置B运动至位置C,在位置C时速度为零。则小车从位置B运动至位置C的过程中,速度达到最大的位置在 
 (选填“A点”、“A点的左侧”、或“A点的右侧”),弹簧的弹性势能的变化情况是 
 (选填“减小”、“先减小后增大”、“先增大后减小”或“增大”);小车从位置A运动到C点的过程中,能量转化的情况为 
 。
第39题图
40、亚洲独一无二的无动力U型滑极是跳极机与过山车的完美结合,如图是极限滑板运动,人从最高点A点沿粗糙程度相同的轨道由静止开始下滑,经过最低点B点到达C点。
(1)从A点到C点的过程中,人的动能如何变化? 
 。
(2)请判断滑板在C点是否处于平衡状态,并说明理由 
 。
第40题图
第41题图
41、如图同一个实心小球以同样的速度v分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动,两弧槽弧形相同,弧长相等。小球到达B点的动能 
 (选填“大于”“小于”或“等于”下同)到达D的动能,小球通过甲弧槽的时间 
 小球通过乙弧槽的时间。(空气阻力不计)
42、如图AOB是光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度,让小球从A点由静止开始自由滑下,沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力)。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是 
 ,小球到达运动轨迹最高点时 
 动能(选填“有”或“没有”)。
第42题图
第43题图
43、蹦床运动被喻为“空中芭蕾”。运动员从高点静止下落至再次回到高点,会经历几个过程:①高点下落至接触床面②接触床面到下落至最低点③最低点反弹至离开床面④离开床面至再次回到高点。若不计空气阻力,整个过程中运动员的机械能 
 (选填“守恒”或“不守恒”)。整个过程中,运动员动能最大在 
 过程中。
44、在研究动能影响因素实验时,常用如图实验装置(不计摩擦)。为了使小球到达水平位置时初始速度相同,需控制小球下落时的高度,这是为什么?查阅资料得,某处物体的重力势能大小等于该物体从此处运动至水平位置时重力对物体做的功。
(1)质量为m的小球在A处静止时,具有的重力势能大小为Ep为 
 ;
(2)已知,小球刚进入水平面B点时,小球所具有的动能Ek可以表达为,v为此时的速度,则Ep 
 Ek(选填“大于”、“等于”或“小于”)
(3)请推导证明,小球在水平面上运动的初速度v只和高度h有关。
45、如图,木块以一定的速度滑过A,B点,到C点滑出下落至D点。A和B,C和D之间的垂直距离均为h且AB=BC(AB、BC两个面粗糙程度相同)。若空气阻力忽略不计,假定木块滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦所做的功,则对木块在运动过程中动能变化的分析,横坐标表示时间,纵坐标表示动能,请画出AB、BC、CD段动能的变化曲线并说明理由。
第45题图
46、总长l为的橡皮筋端圊定在O点,另端悬挂个小钢球,将钢球从O点释放,运动到A点后开始向上返回,O和△两点间距离为21,如图所示。请用所学知识分析并画出钢球从O点运动到A点的过程中,其动能随运动距离变化的大致关系图象,并作出说明。
第46题图
47、小南拿如图甲所示的装有弹簧的笔玩弹笔游戏,结果发现不同的笔弹得高低不一样,他认为:笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关,那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢?
猜想①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关;
猜想②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。
(1)在上面的实验中,他们运用到了控制变量法和 
 两种物理思想方法。
(2)为了验证猜想①,在操作时除了控制小球、木块、水平面等相同外,还需要控制
 相同。
(3)实验中可以用“木块被小球推动的距离”表示“弹性势能的大小”,请你从功和能的角度分析解释 
 。
(4)在完成实验后,小南又用不同质量的小球(m1>m2)在同一水平面上分别压缩同一根弹簧至相同位置后释放撞击同一木块,得到木块移动的距离分别为S1和S2,忽略小球自身摩擦对实验的影响。请你比较S1和S2的大小关系。 
 
48、动能的大小与哪些因素有关呢?小雨用相同的斜面、长木板和纸盒,两个不同质量的小球,设计了如图所示的甲、乙、丙三次实验,测量出每次实验中纸盒移动的距离,再通过比较分析得出结论。
(1)要探究动能与质量的关系,应选图甲和图 
 进行实验。
(2)实验中观察到纸盒移动的距离图丙比图甲短,可得出的结论是 
 。
(3)如果纸盒与小球碰撞的侧面过于柔软,则纸盒的移动的距离会偏小,请分析解释原因 
 。
49、将一小球从弹簧正上方某一高度由静止释放,下落后先后经过ABC三点,A点为小球刚好接触弹簧处,B点时小球受平衡力,C点为小球下降的最低点,请分析A→B阶段和B→C阶段,小球所受力的大小关系以及能量转化。(不计空气阻力和摩擦)
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