初中物理沪科版八年级全册第十章 机械与人第六节 合理利用机械能同步练习题

这是一份初中物理沪科版八年级全册第十章 机械与人第六节 合理利用机械能同步练习题，共21页。试卷主要包含了6 合理利用机械能等内容，欢迎下载使用。
10.6 合理利用机械能
【知识梳理】
知识点1：动能和势能
1、能量：如果一个物体能够对别的物体做功，就说这个物体具有能量。
物体做功的过程就是能量转化的过程，物体做的功越多，说明某种能转化为别的形式的能越多。
2、动能和势能的概念：
动能：
（1）概念：物体由于运动具有的能，叫做动能。一切物体都具有动能。
（2）影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。
（3）单位：焦耳（J）。
势能：弹性势能和重力势能统称为势能。
（1）重力势能
①概念：物体由于高度位置所具有的能量，叫做重力势能。
②影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大。
③单位：焦耳（J），重为1N的物体（质量约为0.1kg），被举高1m时所获得的能量，就是1J。
（2）弹性势能
①概念：物体因弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。
②影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势能就越大。
③单位：焦耳（J）。
3、影响动能和势能的大小因素：
（1）动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小；当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小．具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小；
（2）重力势能的大小与两个因素有关：一个是物体的质量，另一个是物体被举高的高度。当物体的质量一定时，物体被举高的高度越大，其重力势能越大，物体被举高的高度越小，其重力势能越小；当物体被举高的高度一定时，物体质量越大其重力势能越大，物体质量越小其重力势能越小．物体的质量越大，举得越高，其重力势能就越大；
（3）弹性势能的大小与两个因素有关：一个是弹簧本身的性质，另一个是弹性形变的大小。当弹簧本身的性质相同时，形变越大，它具有的弹性势能就越大，形变越小，具有的弹性势能就越小；当弹簧形变相同时，性质不同的弹簧弹性势能不同。
知识点2：动能和势能的相互转化
1、机械能的概念：
（1）动能和势能之和称为机械能。动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能的两种表现形式。
（2）机械能大小：等于动能和势能的总和。
2、动能和势能的转化
（1）在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化为动能。
（2）在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。
【易错点】
看到物体下落，学生就容易习惯性地认为是重力势能转化为动能，但当物体匀速下落时，速度不变，物体的动能不变，此时重力势能没有转化为动能。
【规律总结】
对动能与势能转化问题的分析。在分析时：
（1）首先需明确掌握以下要点：影响动能大小的因素为物体的质量和运动速度；影响重力势能大小的因素为物体的质量和被举高的高度；影响弹性势能大小的因素为物体发生弹性形变的程度
（2）对应题目分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。
（3）注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。
【典例分析】
（2022·广西百色·统考中考真题）北京时间2022年6月5日10时44分，神舟十四号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。关于飞船在离地加速升空过程中能量的变化，下列说法正确的是（ ）
A．动能增大，势能增大，机械能增大
B．动能增大，势能不变，机械能增大
C．动能增大，势能减小，机械能不变
D．动能减小，势能增大，机械能不变
【思路小结】在解答本类题目时，要弄清楚物体质量、速度和高度的变化。然后对应影响动能、势能的因素进行判断。
【夺冠训练】
一、单选题
1．（2022·广西玉林·统考中考真题）如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（ ）
A．动能减小，重力势能增大
B．动能增大，重力势能减小
C．动能增大，重力势能增大
D．动能减小，重力势能减小
2．（2022·海南·统考中考真题）2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在减速下降过程中（ ）
A．动能增加B．重力势能增加C．机械能增加D．机械能减少
3．（2023秋·山东枣庄·八年级校考期末）空中飞翔的鸟对飞机构成了巨大威胁，鸟与飞机相撞引起机毁人亡的原因是（ ）
A．鸟飞行的速度很大B．鸟飞行的速度很小
C．以飞机为参照物，鸟的速度很小D．以飞机为参照物，鸟的速度很大
4．（2023秋·江苏淮安·九年级统考期末）如图消毒机器人已投入抗击疫情，机器人匀速向前行驶并喷洒消毒液，此过程机器人的动能（ ）。
A．不变B．变小C．变大D．无法确定
5．（2022·湖南衡阳·统考中考真题）2022年2月15日，中国选手苏翊鸣夺得北京2022年冬奥会单板滑雪男子大跳台冠军，实现了中国单板滑雪在冬奥会上金牌“零的突破”。如图，苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，他的（ ）
A．重力势能增大，动能减小B．重力势能减小，动能增大
C．重力势能减小，动能减小D．重力势能增大，动能增大
6．（2022·四川成都·统考中考真题）在北京冬奥会的跳台滑雪比赛中（如图），运动员从陡坡下滑、加速、起跳，然后在落差100多米的山地上自由“飞翔”。针对从陡坡加速下滑的过程，下列说法正确的是（ ）
A．运动员的动能不变B．运动员的重力势能不变
C．运动员的重力势能减小D．运动员的动能转化为重力势能
7．（2023秋·江苏南京·九年级统考期末）被竖直上抛的篮球，离开手至落地前，经历上升、下降两个过程。其中在A、B两点位置时的动能和重力势能如下表所示。下列判断正确的是（ ）
A．球在A点的高度一定小于B点的
B．球在A点的速度一定大于B点的
C．球在A点时一定处于上升过程
D．球在B点时一定处于下落过程
8．（2023秋·广东惠州·九年级统考期末）球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在M点的（ ）
A．速度比在S点的大
B．机械能大于在S点的
C．机械能等于在S点的
D．离地高度比在S点的低
9．（2023秋·江苏扬州·九年级校考期末）2022年2月北京冬奥会，中国代表团共收获9金4银2铜共15枚奖牌，金牌数和奖牌数均创历史新高。如图为高速摄影机记录的单板滑雪男子大跳台金牌得主苏翊鸣在比赛中，从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程说法正确的是（ ）
A．他从起跳到最高点的过程中，动能逐渐转化成重力势能
B．他起跳后到达最高点时，机械能最大
C．他从空中下落过程中，重力做功越来越慢
D．他从起跳到落地的整个过程中，机械能是守恒的
二、填空题
10．（2023秋·宁夏中卫·九年级统考期末）自行车下坡时，不蹬脚踏板速度也会越来越大，在此过程中，自行车的动能逐渐______，自行车的重力势能逐渐______。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
11．（2023秋·广东阳江·九年级统考期末）将一个铅球斜向上抛出，它在上升过程中将动能转化成______能；当铅球到达最高点时，其动能______（选填“大于”或“等于”）零；在铅球运动的过程中，机械能______（选填“变大”“变小”或“不变”）。（不计空气阻力）
12．第七届世界军人运动会于2019年10月在中国武汉举行。在运动会的公路自行车比赛中，爬坡前运动员往往要加紧蹬几下脚踏，这样就能使得爬坡时有更多的 ___________能转化为重力势能；到达终点后，运动员和自行车不能立即停下来，仍要向前行驶一段距离，这是因为人和车具有 ___________。
13．（2023秋·陕西渭南·九年级统考期末）如图所示，橡皮筋两头分别固定在罐子两端，中间系一个钩码，就制成了一个“魔罐”.将魔罐在水平地面上滚出，橡皮筋的弹性势能 ______ （填“变大”“不变”或“变小”）；魔罐能自动滚回来，滚回的过程中 ______ 能转化为 ______ 能。
14．（2023秋·河北邢台·八年级校考期末）“弓开如满月，箭去似流星。”拉开的弓能把箭射出去，说明弓的______能转化为箭的______能。
15．（2023秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末）我国火箭回收方式是：火箭消耗完燃料后将自动脱离飞船，借助降落伞落回地面，如图所示，匀速下落过程中，火箭的动能_____（变小/不变/变大），机械能_____（变小/不变/变大）
16．（2023秋·江苏泰州·九年级校考期末）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（大于/小于/等于）；A点的机械能______B点的机械能（大于/小于/等于）；A点的速度______B点的速度（大于/小于/等于）。
三、简答题
17．（2022·广西南宁·统考二模）小明出行时发现，大货车的轮子比较多，请用所学物理知识解释这是为什么？同时在某段道路的标志牌显示：在同样的道路上，对不同的车型设定不一样的最高行驶速度，请你从能量的角度来解释这又是为什么？
四、实验题
18．（2023秋·广东潮州·九年级统考期末）如图为某兴趣小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m）。
（1）让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的___________；
（2）实验中通过比较木块B被小球撞击后移动的距离来判断小球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于___________（选填“控制变量法”或“转换法”）；
（3）李华同学认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是___________的（选填“正确”或“错误”），理由是___________；
（4）通过比较步骤甲和步骤乙，可以初步得到的结论是：___________。
19．（2023秋·广东惠州·九年级统考期末）小明利用以下器材：中间有沟槽的木质轨道，如图甲所示，其中AB部分倾斜并与平直部分BC平滑连接，沟槽较光滑）、大小与沟槽相当的玻璃球、铁球各一个，轻质弹簧、刻度尺各一个，开展了探究“动能大小与哪些因素有关”的活动。实验步骤如下：
步骤1：让质量为m1铁球从斜面高h1处自由滑下，记录弹簧被压缩的长度x1。
步骤2：让质量为m2铁球从斜面高h1处自由滑下，记录弹簧被压缩的长度x2。
步骤3：让质量为m1铁球从斜面高h2处自由滑下，记录弹簧被压缩的长度x3。
（1）利用这套器材进行实验时，可以通过比较 ______来比较小球动能的大小。
（2）步骤 _______（选填“1”“2”或“3”）两个步骤是为了研究动能与质量大小的关系，步骤 _______（选填“1”“2”或“3”）两个步骤是为了研究动能与速度大小的关系。
（3）若弹簧可以自由伸缩，压缩的弹簧可以将小球向上弹回，说明发生弹性形变的物体具有 _______能。小球离开弹簧后可以继续向上运动，但是每一次反弹的高度逐渐变小，说明此过程小球机械能 _______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
（4）根据实验结论和生活经验，在发生汽车碰撞事故时，事故的严重程度与下列哪个因素无关 _______。
A．载重大小
B．车速大小
C．是否系安全带
D．是否安装行车记录仪
20．（2023秋·甘肃酒泉·九年级校考期末）如图所示，小华在“探究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，选用的器材有透明容器、细沙、木质小桌，质量不同的两个铁块，让铁块从小桌正上方的某一高度处自由下落将小桌打入沙中。
（1）该实验是通过观察______来判断重力势能大小的；
（2）让质量不同的铁块从同一高度自由下落，铁块的质量越大，小桌陷入沙中越深，由此得出重力势能的大小与______有关；
（3）探究重力势能与高度的关系时，应选择让质量______的铁块从不同高度自由下落；
（4）铁块在空中下落时减少的重力势能主要转化为______。
篮球位置
A点
B点
动能/J
4
8
重力势能/J
7
2
沪科版八年级
第十章《机械与人》
10.6 合理利用机械能
【知识梳理】
知识点1：动能和势能
1、能量：如果一个物体能够对别的物体做功，就说这个物体具有能量。
物体做功的过程就是能量转化的过程，物体做的功越多，说明某种能转化为别的形式的能越多。
2、动能和势能的概念：
动能：
（1）概念：物体由于运动具有的能，叫做动能。一切物体都具有动能。
（2）影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。
（3）单位：焦耳（J）。
势能：弹性势能和重力势能统称为势能。
（1）重力势能
①概念：物体由于高度位置所具有的能量，叫做重力势能。
②影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大。
③单位：焦耳（J），重为1N的物体（质量约为0.1kg），被举高1m时所获得的能量，就是1J。
（2）弹性势能
①概念：物体因弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。
②影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势能就越大。
③单位：焦耳（J）。
3、影响动能和势能的大小因素：
（1）动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小；当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小．具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小；
（2）重力势能的大小与两个因素有关：一个是物体的质量，另一个是物体被举高的高度。当物体的质量一定时，物体被举高的高度越大，其重力势能越大，物体被举高的高度越小，其重力势能越小；当物体被举高的高度一定时，物体质量越大其重力势能越大，物体质量越小其重力势能越小．物体的质量越大，举得越高，其重力势能就越大；
（3）弹性势能的大小与两个因素有关：一个是弹簧本身的性质，另一个是弹性形变的大小。当弹簧本身的性质相同时，形变越大，它具有的弹性势能就越大，形变越小，具有的弹性势能就越小；当弹簧形变相同时，性质不同的弹簧弹性势能不同。
知识点2：动能和势能的相互转化
1、机械能的概念：
（1）动能和势能之和称为机械能。动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能的两种表现形式。
（2）机械能大小：等于动能和势能的总和。
2、动能和势能的转化
（1）在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化为动能。
（2）在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。
【易错点】
看到物体下落，学生就容易习惯性地认为是重力势能转化为动能，但当物体匀速下落时，速度不变，物体的动能不变，此时重力势能没有转化为动能。
【规律总结】
对动能与势能转化问题的分析。在分析时：
（1）首先需明确掌握以下要点：影响动能大小的因素为物体的质量和运动速度；影响重力势能大小的因素为物体的质量和被举高的高度；影响弹性势能大小的因素为物体发生弹性形变的程度
（2）对应题目分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。
（3）注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。
【典例分析】
（2022·广西百色·统考中考真题）北京时间2022年6月5日10时44分，神舟十四号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。关于飞船在离地加速升空过程中能量的变化，下列说法正确的是（ ）
A．动能增大，势能增大，机械能增大
B．动能增大，势能不变，机械能增大
C．动能增大，势能减小，机械能不变
D．动能减小，势能增大，机械能不变
【答案】A
【解析】动能大小与质量和速度有关，飞船在离地加速升空过程中，质量不变，速度增大，故动能增大；重力势能大小与质量和高度有关，飞船在离地加速升空过程中，质量不变，高度增加，故势能增大；机械能为动能与势能的总和，故机械能增大。故BCD错误，A正确。
故选A。
【思路小结】
在解答本类题目时，要弄清楚物体质量、速度和高度的变化。然后对应影响动能、势能的因素进行判断。
【夺冠训练】
一、单选题
1．（2022·广西玉林·统考中考真题）如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（ ）
A．动能减小，重力势能增大
B．动能增大，重力势能减小
C．动能增大，重力势能增大
D．动能减小，重力势能减小
【答案】C
【解析】舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中，质量不变，速度和高度都变大，所以其动能和重力势能都增大，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．（2022·海南·统考中考真题）2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在减速下降过程中（ ）
A．动能增加B．重力势能增加C．机械能增加D．机械能减少
【答案】D
【解析】返回舱在减速下降的过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变小，动能变小，所以机械能减小，故ABC不符合题意，D符合题意。
​故选D。
3．（2023秋·山东枣庄·八年级校考期末）空中飞翔的鸟对飞机构成了巨大威胁，鸟与飞机相撞引起机毁人亡的原因是（ ）
A．鸟飞行的速度很大B．鸟飞行的速度很小
C．以飞机为参照物，鸟的速度很小D．以飞机为参照物，鸟的速度很大
【答案】D
【解析】以飞机为参照物，在相等的时间里，由于飞机飞行速度很大，鸟与飞机间的相对速度就很大，小鸟的速度越大，它的动能越大，所以鸟与飞机相撞引起事故，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
4．（2023秋·江苏淮安·九年级统考期末）如图消毒机器人已投入抗击疫情，机器人匀速向前行驶并喷洒消毒液，此过程机器人的动能（ ）。
A．不变B．变小C．变大D．无法确定
【答案】B
【解析】消毒机器人在平直公路上匀速洒消毒液的过程中，速度不变，质量减小，所以它的动能变小。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
5．（2022·湖南衡阳·统考中考真题）2022年2月15日，中国选手苏翊鸣夺得北京2022年冬奥会单板滑雪男子大跳台冠军，实现了中国单板滑雪在冬奥会上金牌“零的突破”。如图，苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，他的（ ）
A．重力势能增大，动能减小B．重力势能减小，动能增大
C．重力势能减小，动能减小D．重力势能增大，动能增大
【答案】B
【解析】苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
6．（2022·四川成都·统考中考真题）在北京冬奥会的跳台滑雪比赛中（如图），运动员从陡坡下滑、加速、起跳，然后在落差100多米的山地上自由“飞翔”。针对从陡坡加速下滑的过程，下列说法正确的是（ ）
A．运动员的动能不变B．运动员的重力势能不变
C．运动员的重力势能减小D．运动员的动能转化为重力势能
【答案】C
【解析】A．从陡坡加速下滑的过程，运动员的质量不变，速度变大，故其动能变大，故A错误；
BC．从陡坡加速下滑的过程，运动员的质量不变，高度降低，故其重力势能减小，故B错误，C正确；
D．从陡坡加速下滑的过程，因运动员的重力势能减小，动能变大，故可知是运动员的重力势能转化为动能，故D错误。
故选C。
7．（2023秋·江苏南京·九年级统考期末）被竖直上抛的篮球，离开手至落地前，经历上升、下降两个过程。其中在A、B两点位置时的动能和重力势能如下表所示。下列判断正确的是（ ）
A．球在A点的高度一定小于B点的
B．球在A点的速度一定大于B点的
C．球在A点时一定处于上升过程
D．球在B点时一定处于下落过程
【答案】D
【解析】A．竖直上抛的篮球，篮球经历上升和下落的过程，整个过程中，篮球的质量不变，由表格数据知，A点的重力势能大于B的重力势能，所以A点的高度比B点的高，故A错误；
B．篮球的质量不变，A点的动能比B点的小，则B点的速度比A点的大，故B错误；
CD．机械能等于动能与重力势能之和，在A点的机械能为
4J+7J=11J
在B点的机械能为
8J+2J=10J
故A点的机械能大于B点的机械能，整个过程中，要克服空气阻力做功，部分机械能转化为内能，而A点高度比B点的高，所以B是下落过程的某一点，A可能是上升过程中的点，也可能是下落过程中的点，故C错误，D正确。
故选D。
8．（2023秋·广东惠州·九年级统考期末）球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在M点的（ ）
A．速度比在S点的大
B．机械能大于在S点的
C．机械能等于在S点的
D．离地高度比在S点的低
【答案】B
【解析】A．由图可知，M点的动能小于S点的动能，所以球在M点的速度比在S点的小，故A不符合题意；
BC．由图可知，M点的动能和重力势能之和大于S点的动能和重力势能之和，故M点的机械能大于在S点的机械能，故B符合题意，C不符合题意；
D．由图可知，M点的重力势能大于S点的重力势能，所以M点的离地高度比在S点的高，故D不符合题意。
故选B。
9．（2023秋·江苏扬州·九年级校考期末）2022年2月北京冬奥会，中国代表团共收获9金4银2铜共15枚奖牌，金牌数和奖牌数均创历史新高。如图为高速摄影机记录的单板滑雪男子大跳台金牌得主苏翊鸣在比赛中，从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程说法正确的是（ ）
A．他从起跳到最高点的过程中，动能逐渐转化成重力势能
B．他起跳后到达最高点时，机械能最大
C．他从空中下落过程中，重力做功越来越慢
D．他从起跳到落地的整个过程中，机械能是守恒的
【答案】A
【解析】A．他从起跳到最高点的过程中，质量不变，速度逐渐变小，高度逐渐升高，动能逐渐变小，重力势能逐渐增大，动能逐渐转化成重力势能， 故A正确；
B．由于存在阻力，他起跳后到达最高点的过程中，机械能不断减小，在最高点机械能最小，故B错误；
C．他从空中下落过程中，速度越来越大，由
得，重力做功越来越快，故C错误；
D．由于存在阻力，他从起跳到落地的整个过程中，机械能不断减小，机械能不守恒，故D错误。
故选A。
二、填空题
10．（2023秋·宁夏中卫·九年级统考期末）自行车下坡时，不蹬脚踏板速度也会越来越大，在此过程中，自行车的动能逐渐______，自行车的重力势能逐渐______。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
【答案】 增大 减小
【解析】[1][2]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。自行车在下坡过程中，质量不变、速度变大，其动能变大；质量不变、高度减小，其重力势能减小。
11．（2023秋·广东阳江·九年级统考期末）将一个铅球斜向上抛出，它在上升过程中将动能转化成______能；当铅球到达最高点时，其动能______（选填“大于”或“等于”）零；在铅球运动的过程中，机械能______（选填“变大”“变小”或“不变”）。（不计空气阻力）
【答案】 重力势 大于 不变
【解析】[1][2][3]由题意知，铅球被斜向上抛出，上升过程中铅球的质量不变，但其速度变小，则铅球的动能变小，又因为铅球的高度变大，则铅球的重力势能变大，所以上升时铅球的动能转化成重力势能；当铅球到达最高点时，其速度不为零，所以其动能大于零；不计空气阻力，在铅球运动的过程中，机械能守恒，所以机械能不变。
12．第七届世界军人运动会于2019年10月在中国武汉举行。在运动会的公路自行车比赛中，爬坡前运动员往往要加紧蹬几下脚踏，这样就能使得爬坡时有更多的 ___________能转化为重力势能；到达终点后，运动员和自行车不能立即停下来，仍要向前行驶一段距离，这是因为人和车具有 ___________。
【答案】 动 惯性
【解析】[1]加紧蹬几下，可增大速度，人和车的质量不变，则车在上坡前有足够大的动能。
[2]因为运动员到达终点前，以较快的速度向前运动，当到达终点时，运动员由于惯性还要保持原来的运动状态向前运动，由于阻力的作用最终停下来了。
13．（2023秋·陕西渭南·九年级统考期末）如图所示，橡皮筋两头分别固定在罐子两端，中间系一个钩码，就制成了一个“魔罐”.将魔罐在水平地面上滚出，橡皮筋的弹性势能 ______ （填“变大”“不变”或“变小”）；魔罐能自动滚回来，滚回的过程中 ______ 能转化为 ______ 能。
【答案】 变大 弹性势 动
【解析】[1]罐子开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，橡皮筋发生形变，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，橡皮筋的弹性势能变大。
[2][3]罐子滚回来橡皮筋弹性势能变小，罐子动能变大，弹性势能转化为动能。
14．（2023秋·河北邢台·八年级校考期末）“弓开如满月，箭去似流星。”拉开的弓能把箭射出去，说明弓的______能转化为箭的______能。
【答案】 弹性势 动
【解析】[1][2]拉开的弓把箭射出去的过程是弓的弹性势能转化为箭的动能的过程。
15．（2023秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末）我国火箭回收方式是：火箭消耗完燃料后将自动脱离飞船，借助降落伞落回地面，如图所示，匀速下落过程中，火箭的动能_____（变小/不变/变大），机械能_____（变小/不变/变大）
【答案】 不变 变小
【分析】（1）动能大小的影响因素：物体的质量、物体的速度；质量越大，速度越大，动能越大．
（2）重力势能大小的影响因素：物体的质量、物体的高度；质量越大，所处的高度越高，重力势能越大．
（3）动能和势能统称为机械能．
【解析】（1）火箭匀速下落过程中，质量不变，速度大小不变，所以火箭的动能不变．
（2）火箭高度降低，重力势能减小，所以机械能变小．
16．（2023秋·江苏泰州·九年级校考期末）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（大于/小于/等于）；A点的机械能______B点的机械能（大于/小于/等于）；A点的速度______B点的速度（大于/小于/等于）。
【答案】 等于 大于 大于
【解析】[1]A、B是同一高度的两点，影响重力势能大小的因素有物体的质量和高度，皮球的质量始终不变，所以A点的重力势能等于B点的重力势能。
[2]皮球运动的过程中，由于与空气和地面摩擦，其中部分机械能转化为内能，机械能总量减小，所以A点的机械能大于B点的机械能。
[3]由于A点和B点的重力势能相同，所以A点的动能大于B点的动能，影响动能大小的因素有物体的质量和速度，因此，A点的速度大于B点的速度。
三、简答题
17．（2022·广西南宁·统考二模）小明出行时发现，大货车的轮子比较多，请用所学物理知识解释这是为什么？同时在某段道路的标志牌显示：在同样的道路上，对不同的车型设定不一样的最高行驶速度，请你从能量的角度来解释这又是为什么？
【答案】见解析
【解析】压强的大小跟压力和受力面积有关，压力相同时，受力面积越大，压强越小。动能的大小与质量和速度有关，质量相同时，速度越大动能越大；速度相同时，质量越大，动能越大，所以，机动车质量一定，速度越大，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶；在相同的道路上，不同车型的机动车辆质量不同，速度相同时，质量越大的动能越大，制动距离越大，质量小的车辆动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。
四、实验题
18．（2023秋·广东潮州·九年级统考期末）如图为某兴趣小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m）。
（1）让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的___________；
（2）实验中通过比较木块B被小球撞击后移动的距离来判断小球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于___________（选填“控制变量法”或“转换法”）；
（3）李华同学认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是___________的（选填“正确”或“错误”），理由是___________；
（4）通过比较步骤甲和步骤乙，可以初步得到的结论是：___________。
【答案】 速度 转换法 错误 没有控制小球质量相同 速度相同时，小球的质量越大，小球具有的动能越大
【解析】（1）[1]让不同质量的两个小球从同一高度由静止滚下，使小球到达水平面时的速度是相同的。
（2）[2]木块B被小球撞击后移动的距离越大，说明小球对木块做的功越多；木块移动的距离长短反映了物体动能的大小，这种实验方法叫转换法。
（3）[3][4]由图知实验步骤乙和实验步骤丙中小球的质量和下落的高度都不同，不可以判断动能大小与速度的关系，故李华同学的观点是错误的，他没有控制小球的质量相同。
（4）[5]比较步骤甲和步骤乙可知，质量不同的小球从斜面的同一高度处滚下，撞击木块后使木块在水平面运动的距离不同，质量越大的小球使木块移动的距离越远。由此得出结论：速度相同时，小球的质量越大，小球具有的动能越大。
19．（2023秋·广东惠州·九年级统考期末）小明利用以下器材：中间有沟槽的木质轨道，如图甲所示，其中AB部分倾斜并与平直部分BC平滑连接，沟槽较光滑）、大小与沟槽相当的玻璃球、铁球各一个，轻质弹簧、刻度尺各一个，开展了探究“动能大小与哪些因素有关”的活动。实验步骤如下：
步骤1：让质量为m1铁球从斜面高h1处自由滑下，记录弹簧被压缩的长度x1。
步骤2：让质量为m2铁球从斜面高h1处自由滑下，记录弹簧被压缩的长度x2。
步骤3：让质量为m1铁球从斜面高h2处自由滑下，记录弹簧被压缩的长度x3。
（1）利用这套器材进行实验时，可以通过比较 ______来比较小球动能的大小。
（2）步骤 _______（选填“1”“2”或“3”）两个步骤是为了研究动能与质量大小的关系，步骤 _______（选填“1”“2”或“3”）两个步骤是为了研究动能与速度大小的关系。
（3）若弹簧可以自由伸缩，压缩的弹簧可以将小球向上弹回，说明发生弹性形变的物体具有 _______能。小球离开弹簧后可以继续向上运动，但是每一次反弹的高度逐渐变小，说明此过程小球机械能 _______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
（4）根据实验结论和生活经验，在发生汽车碰撞事故时，事故的严重程度与下列哪个因素无关 _______。
A．载重大小
B．车速大小
C．是否系安全带
D．是否安装行车记录仪
【答案】 弹簧被压缩的程度 1、2 1、3 弹性势 减小 D
【解析】（1）[1]小球压缩弹簧，对弹簧做功，做功的多少反映了小球动能的多少，弹簧被压缩的程度越大，说明小球的动能越大。所以，根据转换法，可以通过弹簧被压缩的程度来反映小球动能的多少。
（2）[2]物体动能的大小与质量和速度两个因素有关，因此要用到控制变量法进行研究；研究动能与质量大小的关系时，需要控制小球的速度相同，应让不同质量的铁球从斜面同一高度自由滑下，因此，步骤 1、2是为了研究动能与质量大小的关系。
[3]研究动能与速度大小的关系时，需要控制小球的质量相同；应让相同质量的铁球从斜面的不同高度自由滑下，因此，步骤 1、3是为了研究动能与速度大小的关系。
（3）[4][5]压缩的弹簧可以将小球向上弹回，说明发生弹性形变的物体具有弹性势能；小球离开弹簧后可以继续向上运动，但是小球每一次反弹的高度逐渐变小，因为有空气阻力，且沟槽较光滑，在此过程中小球会克服空气阻力做功而消耗的机械能，使机械能减小。
（4）[6]影响动能大小的因素：质量和速度；
A．汽车发生撞车事故时，其伤害的严重程度与该车载重量的大小有关，速度一定时，载重量越大，动能越大，伤害越严重，故A不符合题意；
B．汽车发生撞车事故时，其伤害的严重程度与车速有关，总质量一定时，车速越大，动能越大，伤害越严重，故B不符合题意；
C．与汽车发生撞车事故时，其伤害的严重程度是否系安全带有关，安全带是保护人员免受伤害或减小伤害程度的装置，故C不符合题意；
D．安装行车记录仪，只能记录撞车的过程，不能减小伤害程度，故D符合题意。
故选D。
20．（2023秋·甘肃酒泉·九年级校考期末）如图所示，小华在“探究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，选用的器材有透明容器、细沙、木质小桌，质量不同的两个铁块，让铁块从小桌正上方的某一高度处自由下落将小桌打入沙中。
（1）该实验是通过观察______来判断重力势能大小的；
（2）让质量不同的铁块从同一高度自由下落，铁块的质量越大，小桌陷入沙中越深，由此得出重力势能的大小与______有关；
（3）探究重力势能与高度的关系时，应选择让质量______的铁块从不同高度自由下落；
（4）铁块在空中下落时减少的重力势能主要转化为______。
【答案】 桌腿陷入的深度 质量 相同 动能
【解析】（1）[1]重力势能越大，对桌子做功越多，桌腿陷入沙子越深，故可以根据桌腿陷入的深度来判断重力势能的大小。
（2）[2]从同一高度自由下落，铁块的质量越大，小桌陷入沙中越深，质量大的铁块重力势能越大，故结论为重力势能的大小与质量有关。
（3）[3]探究重力势能与高度的关系时，应选择改变高度，控制铁块的质量相同，故可以选择相同质量的铁块，从不同的高度静止下落。
（4）[4]铁块在空中下落时，速度越来越大，动能越来越大，故减少的重力势能转化为动能。
篮球位置
A点
B点
动能/J
4
8
重力势能/J
7
2