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11.4 机械能及其转化
作业目标 对应题号 答错题号 自我评价
1.知道动能、重力势能和弹性势能统称为机械能 1、7、9、12 很棒□ 及格□ 加油□
2.能通过实验或实例,认识物体的动能和重力势能可以相互转化 2~6、13~15
3.通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体,不同形式的能量可以相互转化。提高运用机械能转化与守恒观点分析力学问题的意识 8、10、11、16
【练基础】
1 机械能及其转化
1. 如图所示的是掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片。弹性小球从A点运动到B点的过程中,它的　　　　能转化为动能;弹性小球在B点的机械能　　　　 (选填“大于”“小于”或“等于”)它在C点的机械能。
2.射箭运动员用力将弓拉开,人对弓做功,使弓具有了能量。松手后,弓将箭射出,弓的　　　　能转化为箭的　　　　能。
3.下列四个情境中,属于动能转化为势能的是 (　　)
A.拉弓放箭 　　　B.踩板下滑　
C.秋千上摆 　　　　D.弹簧拉车　
2 机械能守恒
4.如图所示,摆球由A点静止释放,经过最低点B到达点C,不计空气阻力。下列说法不正确的是 (　　)
A.从A点运动到C点的过程中,机械能守恒
B.在B点时动能最大
C.在C点时摆球处于平衡状态
D.摆球运动到C点时如果绳子刚好断开,则摆球将竖直下落
5. 小华利用橡皮筋和钩码制作了如图所示的“魔罐”。在水平地面上用手将它推出,滚动一段时间后,它能自动折返。“魔罐”被推出后向前滚动的过程中 (　　)
A.动能转化为弹性势能
B.弹性势能转化为动能
C.重力势能转化为弹性势能
D.弹性势能转化为重力势能
【练能力】
1 判断机械能的转化
6.在蹦床比赛中,运动员从高处落到蹦床上又被弹起,该过程中有关机械能及其转化的说法正确的是 (　　)
A.运动员上升过程中动能增大
B.运动员下降过程中重力势能增大
C.运动员从高处下落到蹦床前,重力势能转化为动能
D.运动员弹离蹦床后,上升的过程中弹性势能转化为动能
7.小球从A点由静止释放沿着轨道经过B点运动到C点,然后离开轨道,在空中运动的轨迹如图所示;最高点为D点。已知小球在B点的速度大于C点,不计空气阻力。下列说法正确的是 (　　)
A.小球在B、C两点动能相等
B.小球在B、C两点机械能相等
C.小球在A、D两点动能相等
D.小球在C、E两点机械能相等
2 理解机械能守恒
8.如图所示,小磊分别沿三条路径从滑梯同一高度处由静止滑到水平地面,忽略空气阻力和摩擦,此过程中小磊的机械能是　　　　(选填“守恒”或“不守恒”)的,他到达滑梯最底端时的速度　　　　(选填“相同”或“不相同”)。
9.如图所示,这是火箭发射时的情景,关于火箭加速上升的过程,下列说法正确的是 (　　)
A.动能变大,势能变大,机械能变大
B.动能变小,势能变大,机械能变大
C.动能变大,势能变小,机械能保持不变
D.动能变小,势能变大,机械能保持不变
10.如图所示,小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中,忽略空气阻力和摩擦力,仅有动能和势能互相转化,则 (　　)
A.小球在A处的动能大于在D处的动能
B.小球在D处的机械能大于在A处的机械能
C.小球在B处的动能小于在C处的动能
D.小球在B处的机械能等于在C处的机械能
3 机械能转化与守恒的应用
11.磁悬浮列车有很多优点,爬坡能力也比传统轨道交通工具强,所以在设计轨道时可以做大“节能坡”,充分利用列车在上下坡时机械能的转化以达到　　　　的目的,当磁悬浮列车从“节能坡”上向下运动时,　　　　能转化为动能。
12.小明在参观科技馆时,发现一个有趣的器材,当把椎体(一种材质均匀的中心对称体)放在斜面底部时,发现椎体开始自己往上“爬”,该装置可简化成如图,以下说法正确的是 (　　)
A.椎体“爬坡”过程中,机械能一直在减小
B.椎体“爬坡”过程中,机械能增大
C.椎体“爬坡”过程中,椎体所受的重力与支持力是一对平衡力
D.椎体“爬坡”过程中,若椎体所受外力全部消失,椎体将保持静止
13.如图所示,小梦在做“蹦极模拟”小实验时,一根橡皮筋一端系一个小球,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置,C点是小球从A点自由释放后所能到达的最低点,关于小球从A点到C点运动过程的说法,正确的是 (　　)
A.小球从A点下落到B点的过程中,重力势能转化为动能
B.小球从B点下落到C点的过程中,机械能保持不变
C.小球从A点下落到B点的过程中,速度一直减小
D.小球从C点反弹到B点的过程中,速度一直增大
【练素养】
14. 如图,拉满弓将箭射出,是弓的弹性势能转化为箭的　　　　
能。手在拉弦的同时感到弦也在拉手,这是由于物体间力的作用是　　　　的;箭离开弦后还能继续向前飞行,是因为箭具有　　　　。
15.(2023·河北中考) 在离桌边约20 cm的地方放一枚铝质硬币,在硬币前10 cm左右放置一个高度约2 cm的木块,在硬币后放置一本与硬币厚度相当的笔记本。如图所示,在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气,硬币跳过木块。实验结果表明,在气体中,流速越大的位置,压强越　　　　,跳起的硬币在上升过程中重力势能越来越　　　　,下降过程中动能越来越　　　　。
16.(2024·河北中考) 2024年5月7日,河北省首条低空无人机物流运输航线试航成功。图为正在运输货物的无人机,下列说法正确的是 (　　)
A.无人机上升过程中,货物的重力势能可能减小
B.无人机水平匀速飞行时,货物的机械能保持不变
C.无人机在某一高度悬停时,货物的机械能一定为零
D.无人机下降过程中,货物的动能一定增大
【参考答案】
练基础
1.重力势　大于　
2.弹性势　动
【解析】拉弯的弓把箭射出的过程中,弓的弹性形变变小,弹性势能减小,箭的速度增加,动能增加;因此弓的弹性势能转化为箭的动能。
3.C　【解析】拉弓放箭的过程是将弓的弹性势能转化为箭的动能,故A错误;滑雪时踩板下滑的过程是重力势能转化为动能,故B错误;秋千上摆的过程,是动能转化为重力势能,故C正确;弹簧拉车的过程是弹簧的弹性势能转化为车的动能,故D错误。
4.C　【解析】不计空气阻力,说明摆球由A点静止释放,经过最低点B到达C点的过程中没有能量损失,即从A点到C点的过程中,机械能守恒,故A正确;由图可知,摆球在B点时质量不变,速度最大,所以动能最大,故B正确;当小球摆至C点时,摆球只受到竖直向下的重力和沿绳子向上的拉力作用,这两个力没有作用在同一直线上,不是平衡力,所以在C点时摆球受力不平衡,不是平衡状态,故C错误;球在C点时,若绳子刚好断开,摆球受到的拉力消失,只受重力的作用,则摆球将竖直下落,故D正确。
5.A　【解析】“魔罐”被推出后向前滚动的过程中,速度变小,动能转化为橡皮筋弹性势能,魔罐开始向回滚动,橡皮筋的弹性势能转化为动能,“魔罐”滚动的过程中,“魔罐”的质量不变,高度不变,重力势能不变,故A正确。
练能力
6.C　【解析】运动员上升过程中,质量不变,速度减小,则动能减小,故A错误;运动员下降过程中,质量不变,高度减小,则重力势能减小,故B错误;运动员从高处下落到蹦床前,高度变小,质量不变,重力势能减小;速度变大,质量不变,动能变大,重力势能转化为动能,故C正确;运动员弹离蹦床后,上升的过程中,高度变大、速度变小,质量不变,则动能变小,重力势能变大,动能转化为重力势能,故D错误。
7.D　【解析】动能的影响因素:质量和速度;重力势能的影响因素:质量和高度;动能和势能统称为机械能。已知小球在B点的速度大于C点,B点动能大于C点动能,重力势能相等,B点机械能大于C点机械能,可知在经过轨道时,轨道的阻力对小球做了负功,由功能原理知,其机械能才会减少,故A、B错误;小球在A点时由静止释放,动能为0,小球在D点时受非平衡力作用,具有水平向右的速度,动能不为0,故C错误;小球从C到E,不计空气阻力,也没有轨道影响,机械能守恒,故D正确。
8.守恒　相同
【解析】滑梯的高度一定,小磊的质量一定,所以小磊下滑前的重力势能一定,因为不计摩擦和空气阻力,机械能是守恒的,沿不同路径下滑时小磊的重力势能全部转化为动能,所以到达滑梯最底端时小磊的动能相同,速度相同。
9.A　10.D
11.节约能源　重力势
12.A
13.A　【解析】小球质量不变,在AB段,只受到重力作用,高度减小,重力势能减小,小球速度越来越快,动能增加,重力势能转化为动能,故A正确,C错误;小球在BC段受到橡皮筋拉力作用,小球的机械能部分转化为橡皮筋的弹性势能,故小球的机械能减小,故B错误;小球在C点时,受到的弹力最大,从C点到B点的过程中,重力不变,弹力逐渐减小。当弹力大于重力时,小球做加速运动,当弹力小于重力时,小球做减速运动,因此小球的速度先增大后减小,故D错误。
练素养
14.动　相互　惯性
15.小　大　大
【解析】根据流体压强与流速的关系,当在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气时,硬币上方空气流速增大,压强变小,而硬币下方空气流速不变、压强不变,形成向上的压强差、压力差,在压力差的作用下,硬币就会跳过木块;跳起的硬币在上升过程中,质量不变,高度变大,重力势能越来越大;下降过程中硬币的质量不变,速度变大,动能越来越大。
16.B　【解析】无人机上升过程中,货物的质量不变,高度变大,货物的重力势能变大,故A错误;无人机水平匀速飞行时,质量不变,速度不变,高度不变,货物的机械能不变,故B正确;无人机在某一高度悬停时,货物的机械能等于其重力势能,不为零,故C错误;无人机下降过程中,货物的速度没有体现,若速度变小,则动能有可能变小,故D错误。

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