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课时训练(三十九) 　机械能　　　　 　　 　　　
基础过关
1.如图K39-1所示的链球、铅球、铁饼和标枪都是奥运会田径项目,当把这些物体斜向上抛出后,不计空气阻力,则这些物体从被抛出到落地的过程中 (　　)
图K39-1
A.动能一直增大,重力势能一直减小
B.动能一直减小,重力势能一直增大
C.动能先减小后增大,重力势能先增大后减小
D.动能先增大后减小,重力势能先减小后增大
2.(2024温州龙港二模)跳水运动中蕴含着许多物理知识,如图K39-2所示,某运动员站立在跳台上的A点,然后保持直立姿势从跳台上向上弹跳后腾空,至最高点后自由下落,至C点落入水中。若不计空气阻力,该运动员从离开跳台到落水前的过程中,如图K39-3所示是其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线,其中正确的是 (　　)
图K39-2 图K39-3
A.①③④ B.②③④ C.①④ D.③④
3.(2021绍兴)滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图K39-4Ⅰ所示是U形滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处由静止自由下滑,不计滑台摩擦和空气阻力,仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然变化(不用力),图Ⅱ中最有可能滑到滑台C处的是 (　　)
Ⅰ Ⅱ
图K39-4
走进重高
4.如图K39-5所示,将小球从左端由静止释放,小球在左右摆动过程中,不计空气阻力与摩擦,则 (　　)
图K39-5
A.小球到达最右侧时动能最大
B.小球到达右侧最高点时动能不为零
C.左侧最高点的高度大于右侧最高点的高度
D.左侧最高点的高度等于右侧最高点的高度
5.(2023绍兴模拟)如图K39-6所示,光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后,经过A点和B点后落到地面,又被多次弹起,图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动,描述正确的是 (　　)
图K39-6
A.小球从A点运动到B点的过程中机械能不断减少
B.小球反弹经过D点时动能为零
C.若将弹性小球表面涂黑,则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑
D.小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能
6.(2023杭州模拟)如图K39-7所示,小球以某速度从M点开始沿粗糙轨道MOP运动,经P点离开轨道,上升至最高点N,又下落经过Q点。N点位于P、Q两点之间,O、P、Q三点处在同一水平高度。不计空气阻力,下列说法正确的是 (　　)
图K39-7
A.小球经过O、P两点时动能相等
B.小球到达N点时速度一定为零
C.小球到达的N点可能高于M点
D.小球经过N点时的机械能大于经过Q点时的机械能
7.(2024绍兴一模)某游客参加蹦极挑战,从开始自由下落至第1次到达最低点的过程中,下落速度与时间关系如图K39-8甲所示,若该过程中蹦极绳的弹力与时间的关系如图乙所示(忽略空气阻力)。t1至t2过程中,游客速度继续增大的原因是自身重力　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)蹦极绳对游客的拉力,该游客的质量为　　　　kg;t2至t3过程中,游客和蹦极绳之间的能量转化情况是　　　　　　　　　。(g取10 N/kg)
图K39-8
8.小夏同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况中受到启发,产生了如下猜想:
猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关。
猜想二:物体的重力势能与物体的下落高度有关。
猜想三:物体的重力势能与物体的运动路径有关。
为此小夏设计了如图K39-9所示的实验:用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处由静止释放,其中D球从光滑弯曲管道上端由静止滑入,最后从管道下端竖直落下(铅球在光滑管道中运动的能量损失不计)。得到的实验数据如下表所示。
图K39-9
实验序号 铅球代号 铅球质量/g 下落高度/m 陷入沙中的深度/m
① A 200 0.5 0.1
② B 400 0.5 0.25
③ C 200 1 0.2
④ D 200 1 0.2
(1)本实验中,铅球的重力势能大小是通过　　　　　　　　　来反映的。
(2)为验证猜想二,应比较实验　　　　(填实验序号),可得到结论:当物体质量相同时,物体所处的高度越高,重力势能越大。
(3)比较实验③④,可得到的结论是 　。
(4)经进一步实验和分析,小夏大胆给出重力势能(Ep)的表达式Ep=mgh,并去办公室询问了老师,得以证实,小夏高兴不已,回到教室后,根据学过的知识又算出了各小球刚落到沙表面时的动能,其中B铅球的动能为　　　　J。(忽略空气阻力,g取10 N/kg)
【参考答案】
1.C　2.B　3.B　4.D　5.D　6.C　
7.大于　50　游客的重力势能和动能转化成蹦极绳的弹性势能
8.(1)铅球陷入沙中的深度　(2)①③
(3)其他条件一定时,重力势能大小与物体的运动路径无关
(4)2
[解析](2)为了验证猜想二,应控制铅球的质量相同,改变铅球释放的高度;结合图示和表格信息可知,应比较①和③两次实验。
(3)比较实验③④可知,C、D两铅球的质量相同,下落高度也相同,两铅球的运动路径不同,而两铅球陷入沙中的深度相同,即重力势能相同,由此可得出结论:当质量和下落高度相同时,物体的重力势能与运动的路径无关。
(4)忽略空气阻力,铅球在空中下落过程中,重力势能全部转化为动能,则根据Ep=mgh可得,B铅球刚落到沙表面时的动能为Ek=Ep=mgh=0.4 kg×10 N/kg×0.5 m=2 J。

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