人教版八年级下册11.4 机械能及其转化课后作业题

这是一份人教版八年级下册11.4 机械能及其转化课后作业题，共26页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．战斗飞机从2000m高空匀速降落在“辽宁”号航母的过程中（ ）
A．动能减小，重力势能减小B．动能不变，重力势能减小
C．动能增大，重力势能减小D．动能不变，重力势能不变
2．“龙希国际大酒店”是中国华西村的标志性建筑，在一次参观中，小明乘电梯上楼，在电梯匀速上升的过程中，小明的（ ）
A．动能不断增大B．重力势能不断增大C．动能转化为重力势能D．重力势能转化为动能
3．2011年3月11日，日本发生强烈地震，引发的海啸破坏性极强，造成几十万人死亡和无数财产损失……海啸之所以有这样大的破坏性，是因为海啸具有很大的
A．内能B．重力势能C．弹性势能D．机械能
4．（2022·江苏·九年级校联考专题练习）小明背着书包从教学楼的一楼匀速爬到三楼，此过程中，以书包为研究对象，其（ ）
A．动能增加，重力势能增加，机械能增加
B．动能增加，重力势能不变，机械能增加
C．动能不变，重力势能增加，机械能增加
D．动能不变，重力势能不变，机械能不变
5．（2023春·山东济南·九年级统考开学考试）北京时间2022年4月16日09时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，现场医监医保人员确认航天员翟志刚、王亚平、叶光富身体状态良好，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。中国航天，又站在了一个新的起点。对返回舱在减速下降的过程中能量的变化情况，下列说法正确的是（ ）
A．动能减小，势能减小，机械能减小
B．动能增大，势能增大，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
6．（2022春·山东烟台·八年级统考期末）人造地球卫星沿椭圆轨道运行，卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，如图所示，已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么（ ）
A．卫星在远地点的势能最大、动能为零
B．卫星在近地点的动能最大、势能为零
C．卫星由近地点向远地点运动过程中，动能转化为势能
D．卫星由近地点向远地点运动过程中，势能转化为动能
7．（2022春·重庆梁平·九年级校联考期中）2022年北京冬奥会成功举办，中国滑雪运动员孔凡影经过努力拼搏获得第二金。如图是高山滑雪运动员训练时的情景，以下与此相关说法正确的是（ ）
A．运动员加速滑下时，动能增大，惯性增大
B．运动员加速滑下，减小的重力势能全部转化为动能
C．滑雪板宽大且光滑，分别是为了减小压力和减小摩擦力
D．运动员在斜坡上匀速滑下时，所受重力与支持力不是一对平衡力
8．在举世瞩目的2008年北京奥运会开幕式上，体操王子──李宁点燃奥运会主火炬．如图所示，他在匀速升空的过程中下列说法正确的是（ ）
A．动能不变，重力势能不变
B．动能不变，机械能增加
C．动能增加，重力势能增加
D．动能增加，机械能不变
二、填空题
9．（2022春·重庆南岸·八年级统考期末）如图所示是拉弓射箭时的情境，松手后箭飞出，这是因为箭具有______；此过程中将弓的______能转化为箭的动能。
10．我国成功发射的一颗光学遥感卫星，为“一带一路”建设提供信息保障。卫星加速升空的过程中，动能 ___________，机械能 ___________。（选填“增大”“减小”或“不变”）
11．（2023春·八年级校联考课时练习）科技的发展，使农业机械化水平越来越高。如图所示，这是一架飞机在一定的高度匀速直线飞行给小麦喷洒农药的情景（不计空气阻力），喷洒农药的过程中，飞机的动能 _____，机械能 _____。（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
12．雨滴匀速下落的过程中，雨滴的动能______(选填“变大”、“变小”、“不变”，下同)，重力势能______，机械能______．
13．（2023春·全国·八年级校联考期末）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 ___________。
三、实验题
14．将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示。
（1）皮球运动到D点时的机械能 ______（选填“大于”“等于”或“小于”）运动到C点时的机械能。
（2）若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两处留下两个黑色圆斑，其中M处的圆斑 ______（选填“大于”“等于”或“小于”）N处的圆斑。
15．（2023春·八年级校联考课时练习）小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过___________来衡量的；
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用___________（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验。并先后改变___________之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录；
（3）物体M从P点运动到O点过程中，弹性势能转化为物体的___________能，物体M机械能___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
四、计算题
16．一个做机械运动的物体，其动能为势能的3倍，且总的机械能为16J，求其动能和势能分别为多少？
17．把一个小球竖直抛向空中，刚抛出时小球的机械能为100 J，不计空气阻力，当小球下落到某一高度时的动能为20 J，那么在该点小球的势能多大？
一、单选题
1．（2023春·八年级校联考课时练习）2021年10月16号我国成功将神舟13号发射升空，在火箭加速上升过程中（ ）
A．神舟13号的动能增大，重力势能减小
B．神舟13号的动能减小，重力势能增大
C．神舟13号的动能和重力势能都增大
D．神舟13号的动能转化为重力势能
2．跳伞运动以自身的惊险和挑战性，被世人誉为“勇敢者的运动”。如图所示，当一名跳伞运动员在空中匀速降落时，下列说法中正确的是（ ）
A．重力势能减小，动能不变B．重力势能减小，动能增大
C．重力势能增大，动能增大D．重力势能不变，动能增大
3．骑自行车下坡时，尽管停止用力蹬车，车的速度却越来越大，这是由于人和车的（ ）
A．惯性不断增大B．机械能不断增大
C．重力势能转化动能D．动能转化为重力势能
4．关于以下运动项目涉及到的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．跳高运动员加速助跑，速度增大，惯性也增大
B．踢足球时，足球在水平地面上滚动一段距离，重力对足球做了功
C．将排球向上垫起后，排球的机械能不变
D．扔实心球，若球在最高点时所受外力全部消失，球将做匀速直线运动
5．2017年5月5日，C919国产打飞机在上海浦东国际机场首飞成功，标志着中国从此成为世界上能够制造大飞机的少数国家之一．当大飞机加速升空时，下列说法正确的是（ ）
A．以大飞机内的驾驶员为参照物，大飞机是运动的
B．大飞机的动能增大，机械能不变
C．大飞机机翼上方空气的流速大于机翼下方空气的流速
D．大飞机受到的重力大于升力
6．如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，且b与d等高，则足球（ ）
A．从b到c的过程机械能减少
B．从c到d的过程重力势能减少
C．在b，d两点动能相等
D．在b，d两点机械能相等
7．如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力），下列说法正确的是（ ）
A．从O点到B点运动员速度先增大后减小
B．从O点到C点运动员的机械能先不变后减小
C．从O点到A点运动员的机械能减小
D．运动员在A点时速度最大
8．（2021秋·江苏无锡·九年级宜兴市树人中学校联考期中）一个物体在斜面顶端，机械能是12J，它自由滑下，刚好停在斜面底部，沿着原路返回推上斜面顶端，那么至少需要做功（ ）
A．12JB．24JC．36JD．48J
二、填空题
9．（2023春·上海·八年级上海市闵行区莘松中学校考期中）一辆洒水车匀速行驶在平直的公路上，在洒水过程中，洒水车的动能_____，重力势能_____，机械能_____。（选填“减小”、“增大”或“不变”）
10．（2022春·山东聊城·八年级统考期末）小明依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时，原有的重力势能就以______的形式储存在弹簧中；当弹簧恢复原长后，在上升过程中，______转化为重力势能。
11．（2021秋·山东德州·九年级校考开学考试）人造地球卫星从近地点向远地点运动时，它的势能 ______，动能就会 ______。（选填“增大”“减小”）
12．如图所示，拴在细线下的小球在竖直平面内来回摆动．小球在由最低点摆到最高点A的过程中由__________能转化为__________能；到达A点时，小球处于__________状态（选填“平衡”或“非平衡”）．
13．（2023春·八年级校联考课前预习）如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置。则小球从a运动到c的过程中，在______（选填“a”、“b”或“c”）位置动能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的______，小球从a运动到b的过程机械能总量______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
三、实验题
14．（2022秋·八年级校联考课时练习）某同学做“研究影响摆动周期的因素”的实验，已经有如下的实验器材较长的细线、质量为的100g和50g小球、铁架台、夹子，实验记录如下：
（1）完成表格中“摆动周期”的填写_______；
（2）分析比较实验序号_______可以得出：当摆动幅度和摆线长度不变时，摆动周期与摆球质量无关；
（3）分析比较实验序号1和3可以得出：当摆线长度和摆球质量不变时，摆动周期与_______无关；
（4）分析比较实验序号2和4可以得出：当_______时，_______。
15．（2022春·吉林长春·八年级统考期末）小来同学用如图所示的实验装置探究“运动和力的关系”。
（1）小来先将毛巾铺在水平面上，让小车从图中A点由静止滑下，在滑至水平面的过程中，小车的重力势能转化为______；到达水平面后，小车继续前进，在B点停止运动；
（2）小来将毛巾换成棉布，让同一小车仍从同一斜面上的A点由静止滑下，目的是______，观察到小车会在B点的______（选填“左”或“右”）侧停止运动；
（3）再将棉布去掉，重复上述步骤，当小车在水平木板上运动时，受到______（选填“平衡力”或“非平衡力”）；通过实验分析可知，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，在水平面运动的距离越______；
（4）这三次实验中摩擦力对小车做的功______（选填“相等”、“不等”或“无法判断”）；这个实验______（选填“能”与“不能”）解释交通警示语“雨天路滑减速慢行”。
四、计算题
16．（2022秋·九年级校联考课时练习）宁夏的沙湖是国家5A级旅游景区，有滑沙、骑驼、游泳等娱乐设施，其中沙滩越野吸引了众多游客参与．沙滩越野车质量为128kg。（g=10N/kg）
（1）沙滩越野车受到的重力是多少牛？
（2）一位质量为72kg的游客驾驶越野车在沙滩上前进时，四个车轮与沙滩的总接触面积约为500cm2，求行驶时越野车对地面的压强为多少帕？
（3）说出游客驾驶越野车从沙坡最高位置冲下的过程中，动能、势能的变化情况。
17．（2023春·八年级校联考课时练习）已知物体的重力势能表达式为，动能的表达式为Ek=mv2，其中m为质量，h为物体距水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg；如图所示，距沙坑高h=7m处，以v0=10m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体，不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程机械能守恒。求：
（1）物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek；
（2）物体上升到最高点时离抛出点的高度H。
实验序号
摆线长度（米）
摆球质量（克）
摆动幅度
连续摆动20次的时间（秒）
摆动周期（秒）
1
0.25
50
半拳宽
20
1
2
0.25
100
半拳宽
20
1
3
0.25
50
一拳宽
20
1
4
0.2
50
半拳宽
16
0.8
5
0.2
100
一拳宽
16
课时11.4 机械能及其转化（解析版）
一、单选题
1．战斗飞机从2000m高空匀速降落在“辽宁”号航母的过程中（ ）
A．动能减小，重力势能减小B．动能不变，重力势能减小
C．动能增大，重力势能减小D．动能不变，重力势能不变
【答案】B
【详解】战斗飞机匀速降落，速度保持不变，动能不变，高度下降，重力势能减小，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
2．“龙希国际大酒店”是中国华西村的标志性建筑，在一次参观中，小明乘电梯上楼，在电梯匀速上升的过程中，小明的（ ）
A．动能不断增大B．重力势能不断增大C．动能转化为重力势能D．重力势能转化为动能
【答案】B
【详解】小明匀速上升时，速度不变，动能不变，但高度增大，所以重力势能变大，电能转化为重力势能，机械能变大。
故选B。
3．2011年3月11日，日本发生强烈地震，引发的海啸破坏性极强，造成几十万人死亡和无数财产损失……海啸之所以有这样大的破坏性，是因为海啸具有很大的
A．内能B．重力势能C．弹性势能D．机械能
【答案】D
【详解】海啸具有较大的速度，从而具有较大的动能；且海啸的高度较大，具有较大的重力势能；所以说海啸具有较大的机械能，故应选D．
4．（2022·江苏·九年级校联考专题练习）小明背着书包从教学楼的一楼匀速爬到三楼，此过程中，以书包为研究对象，其（ ）
A．动能增加，重力势能增加，机械能增加
B．动能增加，重力势能不变，机械能增加
C．动能不变，重力势能增加，机械能增加
D．动能不变，重力势能不变，机械能不变
【答案】C
【详解】动能与物体的质量和速度有关，由于物体质量不变，但是在竖直方向上速度大小不变，故动能不变。重力势能与物体的质量和高度有关，物体质量不变，但是高度增加，故其重力势能增加，机械能增加。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
5．（2023春·山东济南·九年级统考开学考试）北京时间2022年4月16日09时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，现场医监医保人员确认航天员翟志刚、王亚平、叶光富身体状态良好，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。中国航天，又站在了一个新的起点。对返回舱在减速下降的过程中能量的变化情况，下列说法正确的是（ ）
A．动能减小，势能减小，机械能减小
B．动能增大，势能增大，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
【详解】返回舱在减速下降的过程中，质量不变，速度减小，动能减小，高度减小，重力势能减小，机械能包括动能和势能，所以机械能也减小，故BCD错误，A正确。
故选A。
6．（2022春·山东烟台·八年级统考期末）人造地球卫星沿椭圆轨道运行，卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，如图所示，已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么（ ）
A．卫星在远地点的势能最大、动能为零
B．卫星在近地点的动能最大、势能为零
C．卫星由近地点向远地点运动过程中，动能转化为势能
D．卫星由近地点向远地点运动过程中，势能转化为动能
【答案】C
【详解】A．卫星质量一定，在远地点时相对地球距离最大，势能最大，卫星仍在运动，故动能不为零，故A错误；
B．卫星质量一定，在近地点时速度最大，动能最大，相对地球有一定距离，势能不为零，故B错误；
CD．卫星在运行过程中不受阻力，机械能保持不变，从近地点向远地点运动过程中，速度变小，动能变小；高度变大，势能变大，动能转化为势能，故C正确，D错误。
故选C。
7．（2022春·重庆梁平·九年级校联考期中）2022年北京冬奥会成功举办，中国滑雪运动员孔凡影经过努力拼搏获得第二金。如图是高山滑雪运动员训练时的情景，以下与此相关说法正确的是（ ）
A．运动员加速滑下时，动能增大，惯性增大
B．运动员加速滑下，减小的重力势能全部转化为动能
C．滑雪板宽大且光滑，分别是为了减小压力和减小摩擦力
D．运动员在斜坡上匀速滑下时，所受重力与支持力不是一对平衡力
【答案】D
【详解】A．运动员加速滑下时，质量不变，速度增大，所以动能增大，惯性不变，故A错误；
B．运动员加速下滑时，高度减小，重力势能减少，此时运动员受到雪地的摩擦力，要克服摩擦做功，内能增大，所以减少的重力势能转化为动能和内能，故B错误；
C．滑雪板宽大且光滑，这是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，及通过减小接触面的粗糙程度来增大摩擦，故C错误；
D．运动员在斜坡上匀速滑下时，受到重力、支持力和摩擦力的作用，处于平衡状态，这三个力是平衡力，所以重力与支持力不是一对平衡力，故D正确。
故选D。
8．在举世瞩目的2008年北京奥运会开幕式上，体操王子──李宁点燃奥运会主火炬．如图所示，他在匀速升空的过程中下列说法正确的是（ ）
A．动能不变，重力势能不变
B．动能不变，机械能增加
C．动能增加，重力势能增加
D．动能增加，机械能不变
【答案】B
【详解】试题分析：（1）动能大小的影响因素：质量、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：质量、被举的高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
（3）机械能=动能+势能，在物体没有发生弹性形变时，不考虑弹性势能，只考虑重力势能．
解：（1）李宁在匀速升空的过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度不断增大，重力势能不断增大．
（2）李宁上升过程中，没有发生弹性形变，机械能=动能+势能，动能不变，势能增大，机械能增大．
故选B．
点评：（1）掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素．
（2）根据能的影响因素，能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化．
二、填空题
9．（2022春·重庆南岸·八年级统考期末）如图所示是拉弓射箭时的情境，松手后箭飞出，这是因为箭具有______；此过程中将弓的______能转化为箭的动能。
【答案】 惯性 弹性势
【详解】[1]箭离开手后继续前进，这是因为箭具有惯性。
[2]被拉开的弓具有弹性势能，把箭射出去时是弓的弹性势能转化为箭的动能。
10．我国成功发射的一颗光学遥感卫星，为“一带一路”建设提供信息保障。卫星加速升空的过程中，动能 ___________，机械能 ___________。（选填“增大”“减小”或“不变”）
【答案】 增大 增大
【详解】[1][2]卫星在加速升空过程中，质量不变，速度变大，动能变大，同时高度变大，则重力势能变大，机械能为动能和势能的和，故机械能变大。
11．（2023春·八年级校联考课时练习）科技的发展，使农业机械化水平越来越高。如图所示，这是一架飞机在一定的高度匀速直线飞行给小麦喷洒农药的情景（不计空气阻力），喷洒农药的过程中，飞机的动能 _____，机械能 _____。（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
【答案】 减小 减小
【详解】[1][2]匀速飞行的飞机喷洒农药的过程中，其速度不变，但质量变小，所以其动能变小。同时其高度不变，质量减小，故其重力势能变小，机械能减小。
12．雨滴匀速下落的过程中，雨滴的动能______(选填“变大”、“变小”、“不变”，下同)，重力势能______，机械能______．
【答案】 不变 变小 变小
【详解】试题分析：动能与物体的速度和质量有关，雨滴匀速下落的过程中，速度、质量都不变，因此雨滴的动能不变，重力势能与物体的质量和高度有关，下落时高度减小，质量不变，因此重力势能变小，机械能是动能与势能的和，动能不变，重力势能减小，因此机械能减小．
考点：机械能
13．（2023春·全国·八年级校联考期末）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
【详解】[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。
三、实验题
14．将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示。
（1）皮球运动到D点时的机械能 ______（选填“大于”“等于”或“小于”）运动到C点时的机械能。
（2）若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两处留下两个黑色圆斑，其中M处的圆斑 ______（选填“大于”“等于”或“小于”）N处的圆斑。
【答案】 小于 大于
【详解】[1]由于皮球在运动过程中受到空气阻力的作用，所以机械能会变小，从C点到D点的过程中，D点时皮球的机械能小于C点时的机械能。
[2]皮球从M点到N点，机械能减小，故皮球在M点的弹性势能大于N点的弹性势能，则表面涂黑的皮球在MN两点留下的黑色圆斑大小不相等，M点的圆斑较大。
15．（2023春·八年级校联考课时练习）小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过___________来衡量的；
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用___________（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验。并先后改变___________之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录；
（3）物体M从P点运动到O点过程中，弹性势能转化为物体的___________能，物体M机械能___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
【答案】 物体M被弹出的距离 相同 AP 动 变大
【详解】（1）[1]实验中弹性势能的大小时通过物体M被弹出的距离来间接反映的，这用到了转换法。
（2）[2][3]探究弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系时，必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同即相同的弹簧，改变弹簧长度变化量，即AP间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出OQ间的距离；为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即AP间的距离，多测几组数据。
（3）[4][5]物体M从P点运动到O点过程中，由于接触面光滑，整个装置的机械能是守恒的；弹簧的形变程度变小，弹性势能变小，物体M的速度变大，质量不变，动能变大，高度不变，重力势能不变，所以物体M的机械能变大。
四、计算题
16．一个做机械运动的物体，其动能为势能的3倍，且总的机械能为16J，求其动能和势能分别为多少？
【答案】动能为12J，势能为4J．
【详解】设物体的动能为Ek，则势能Ep为16J-Ek，又因为动能为势能的3倍，所以Ek=3（16J-Ek），解得Ek=12J，Ep=4J．
17．把一个小球竖直抛向空中，刚抛出时小球的机械能为100 J，不计空气阻力，当小球下落到某一高度时的动能为20 J，那么在该点小球的势能多大？
【答案】80 J
【详解】不考虑空气的阻力，小球的机械能是守恒的，又因为机械能等于动能和势能之和，所以，当小球下落到某一高度时的动能为20 J，所以它的势能为100 J-20 J=80 J．
点睛：本题考查的是机械能守恒定律的应用，是一道基础题目，难度不大．
一、单选题
1．（2023春·八年级校联考课时练习）2021年10月16号我国成功将神舟13号发射升空，在火箭加速上升过程中（ ）
A．神舟13号的动能增大，重力势能减小
B．神舟13号的动能减小，重力势能增大
C．神舟13号的动能和重力势能都增大
D．神舟13号的动能转化为重力势能
【答案】C
【详解】ABC．神州13号加速上升，质量不变，速度增加，高度增加，所以动能和势能均增加，故AB不符合题意，C符合题意；
D．因为动能和势能均增加，所以不存在动能转化为重力势能，故D不符合题意。
故选C。
2．跳伞运动以自身的惊险和挑战性，被世人誉为“勇敢者的运动”。如图所示，当一名跳伞运动员在空中匀速降落时，下列说法中正确的是（ ）
A．重力势能减小，动能不变B．重力势能减小，动能增大
C．重力势能增大，动能增大D．重力势能不变，动能增大
【答案】A
【详解】跳伞运动员在空中匀速降落时，质量不变，高度减小，所以重力势能减小；同时速度不变，所以动能不变。
故选A。
3．骑自行车下坡时，尽管停止用力蹬车，车的速度却越来越大，这是由于人和车的（ ）
A．惯性不断增大B．机械能不断增大
C．重力势能转化动能D．动能转化为重力势能
【答案】C
【详解】骑自行车下坡时，所处高度减小，重力势能减小，但速度越来越快，动能越来越大，正是减小的重力势能转化为了动能。
故选C。
4．关于以下运动项目涉及到的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．跳高运动员加速助跑，速度增大，惯性也增大
B．踢足球时，足球在水平地面上滚动一段距离，重力对足球做了功
C．将排球向上垫起后，排球的机械能不变
D．扔实心球，若球在最高点时所受外力全部消失，球将做匀速直线运动
【答案】D
【详解】A．跳高运动员助跑起跳是为了利用惯性，从而会跳得更高，而运动员的质量不变，其惯性大小不变，故A错误；
B．重力方向竖直向下，而足球在水平方向滚动，因此重力对足球没有做功，故B错误；
C．将排球向上垫起后，要克服空气阻力做功，一部分机械能会转化为内能，所以排球的机械能减小，故C错误；
D．扔出的实心球斜向上运动，在最高点时的速度不为零，仍具有水平方向的速度，若此时所受外力全部消失，由牛顿第一定律可知，球将沿水平方向做匀速直线运动，故D正确。
故选D。
5．2017年5月5日，C919国产打飞机在上海浦东国际机场首飞成功，标志着中国从此成为世界上能够制造大飞机的少数国家之一．当大飞机加速升空时，下列说法正确的是（ ）
A．以大飞机内的驾驶员为参照物，大飞机是运动的
B．大飞机的动能增大，机械能不变
C．大飞机机翼上方空气的流速大于机翼下方空气的流速
D．大飞机受到的重力大于升力
【答案】C
【详解】试题分析：以大飞机内的驾驶员为参照物，大飞机与驾驶员之间没有位置的变化，所以大飞机是静止的．故A错误；当大飞机加速升空时，大飞机的质量不变，速度增大，其动能增大；高度升高，重力势能增大，故机械能总量增大．故B错误；由于机翼的形状是“上凸下平”，同一股气流在相同的时间内通过机翼的上方和下方，上方气流通过时的路程大，速度大，压强小；下方气流通过时路程小，速度小，压强大，故机翼下方压强大于上方压强，机翼的上下表面产生了压力差，这就是向上的升力，故C正确；当大飞机加速升空时，大飞机受到的重力小于升力．故D错误；故应选C．
【考点定位】动能和势能的大小变化；参照物及其选择；流体压强与流速的关系
6．如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，且b与d等高，则足球（ ）
A．从b到c的过程机械能减少
B．从c到d的过程重力势能减少
C．在b，d两点动能相等
D．在b，d两点机械能相等
【答案】A
【详解】A．足球从b到c的过程中，足球和草地之间存在摩擦力，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能不断减小。选项A符合题意；
B．足球从c到d的过程中，足球质量不变，高度增大，重力势能不断增大。B项不合题意；
C．足球在b点时，足球有一定的速度，足球具有一定的动能，动能不为零；足球在d点时，足球速度为零，足球动能为零。C项不合题意；
D．由于存在摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故b、d两点的机械能不相等，D项不合题意。
7．如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力），下列说法正确的是（ ）
A．从O点到B点运动员速度先增大后减小
B．从O点到C点运动员的机械能先不变后减小
C．从O点到A点运动员的机械能减小
D．运动员在A点时速度最大
【答案】B
【详解】根据题意可知，从O点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大；从B点到C点的过程中，弹性绳对运动员拉力大于重力，运动员的速度开始减小，到达C点时，速度为零；
AD．从O点到B点运动员速度会一直增大，在B点时速度最大，故AD错误；
B．忽略空气阻力，从O点到C点，运动员经过A点后受到绳的拉力，机械能会转化为一部分绳的弹性势能，则运动员的机械能先不变后减小，故B正确；
C．忽略空气阻力，从O点到A点绳子未发生弹性变形，运动员的势能转化为动能，其机械能保持不变，故C错误。
故选B。
8．（2021秋·江苏无锡·九年级宜兴市树人中学校联考期中）一个物体在斜面顶端，机械能是12J，它自由滑下，刚好停在斜面底部，沿着原路返回推上斜面顶端，那么至少需要做功（ ）
A．12JB．24JC．36JD．48J
【答案】B
【详解】由题意知，物体滑到斜面底部，刚好静止，所以此时的机械能为0，则下滑过程需要克服摩擦做功，将全部的机械能刚好转化为内能，那么克服摩擦所做的功为12J。那么物体沿原路回到斜面顶端，所需克服摩擦所做的功为12J，而物体自由滑下前，机械能为12J，所以物体重回顶端，除了克服摩擦做功为12J，还需要克服重力做功，让物体具有12J的机械能，所以至少需要做功为
12J+12J=24J
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
二、填空题
9．（2023春·上海·八年级上海市闵行区莘松中学校考期中）一辆洒水车匀速行驶在平直的公路上，在洒水过程中，洒水车的动能_____，重力势能_____，机械能_____。（选填“减小”、“增大”或“不变”）
【答案】 减小 减小 减小
【详解】[1][2][3]动能与速度和质量有关，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能与高度和质量有关，质量越大，高度越大，重力势能越大。一辆洒水车匀速行驶在平直的公路上，在洒水过程中，洒水车的质量不断减小，速度不变，动能减小，重力势能减小，机械能等于动能和势能之和，所以洒水车的机械能减小。
10．（2022春·山东聊城·八年级统考期末）小明依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时，原有的重力势能就以______的形式储存在弹簧中；当弹簧恢复原长后，在上升过程中，______转化为重力势能。
【答案】 弹性势能 弹性势能
【详解】[1][2]重力势能与物体的质量和高度有关；弹性势能与物体的弹性形变程度有关。小明依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时，小明的质量不变，所处的高度变小，所以重力势能减小，弹簧的形变量变大，弹性势能变大，所以原有的重力势能就以弹性势能的形式储存在弹簧中；当弹簧恢复原长后，弹簧的形变量变小，弹性势能变小，在上升过程中，小明的质量不变，所处的高度变大，重力势能变大，此时弹性势能转化为重力势能。
11．（2021秋·山东德州·九年级校考开学考试）人造地球卫星从近地点向远地点运动时，它的势能 ______，动能就会 ______。（选填“增大”“减小”）
【答案】 增大 减小
【详解】[1][2]当卫星从近地点向远地点运动过程中，没有空气阻力，机械能守恒；卫星的高度增大，质量不变，重力势能增大，由于机械能不变，则动能减小。
12．如图所示，拴在细线下的小球在竖直平面内来回摆动．小球在由最低点摆到最高点A的过程中由__________能转化为__________能；到达A点时，小球处于__________状态（选填“平衡”或“非平衡”）．
【答案】 动 重力势 非平衡
【详解】试题分析：这是单摆现象，物体的动能和势能可以相互转化；小球在由最低点摆到最高点A的过程中，高度升高，重力势能增大，速度减小，动能减小；是将重力势能转化成动能的过程．
当到达A点时，小球处于单摆的最高点，这时虽处于静止状态，但小球受到的重力和绳子对它的拉力不在同一直线，不是平衡力，小球会在非平衡力的作用下，立即改变小球的运动状态；所以小球在到达A点时，小球处于非平衡状态．
考点：能量转化的现象；平衡状态的判断；动能和势能的大小变化．
点评：解决此类问题的关键是要知道各能量跟哪些因素有关，根据各因素的变化情况分析能量的变化情况．
13．（2023春·八年级校联考课前预习）如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置。则小球从a运动到c的过程中，在______（选填“a”、“b”或“c”）位置动能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的______，小球从a运动到b的过程机械能总量______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 b 弹性势能 变大
【详解】[1][2][3]由题意可知，小球从a运动到b的过程中，弹簧的形变程度减小，其弹性势能减小，小球的速度变大，动能变大，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，而小球的重力势能不变，所以小球的机械能总量变大；到达b点时，弹簧恢复原状，不计摩擦阻力，其弹性势能全部转化为小球的动能；再从b运动到c时，弹簧被拉伸，小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能，小球的动能会变小。因此，在b点时小球的动能最大。
三、实验题
14．（2022秋·八年级校联考课时练习）某同学做“研究影响摆动周期的因素”的实验，已经有如下的实验器材较长的细线、质量为的100g和50g小球、铁架台、夹子，实验记录如下：
（1）完成表格中“摆动周期”的填写_______；
（2）分析比较实验序号_______可以得出：当摆动幅度和摆线长度不变时，摆动周期与摆球质量无关；
（3）分析比较实验序号1和3可以得出：当摆线长度和摆球质量不变时，摆动周期与_______无关；
（4）分析比较实验序号2和4可以得出：当_______时，_______。
【答案】 0.8 1和2 摆动幅度 摆动幅度和摆球质量不变 摆动周期与摆线长度有关，摆线越长，摆动周期越大
【详解】（1）[1]由表格数据可知，第5次实验时，连续摆动20次的时间为16s，则摆动周期。
（2）[2]由表格数据可知，摆动周期可能与摆线长度、摆球质量、摆动幅度有关，要得出“当摆动幅度和摆线长度不变时，摆动周期与摆球质量无关”的结论，应控制摆动幅度和摆线长度不变，改变摆球质量，表格中实验序号1和2符合。
（3）[3]分析比较实验序号1、3可知，摆线长度相同，摆球的质量相同，摆动幅度不同时摆动周期相等，故可得结论：当摆线长度和摆球质量不变时，摆动周期与摆动幅度无关。
（4）[4][5]分析比较实验序号2和4可知，摆动幅度相同，摆长不同，摆动周期不同，且摆长越长，摆动周期越大，故可得结论：当摆动幅度和摆球质量不变时，摆动周期与摆线长度有关，摆线越长，摆动周期越大。
15．（2022春·吉林长春·八年级统考期末）小来同学用如图所示的实验装置探究“运动和力的关系”。
（1）小来先将毛巾铺在水平面上，让小车从图中A点由静止滑下，在滑至水平面的过程中，小车的重力势能转化为______；到达水平面后，小车继续前进，在B点停止运动；
（2）小来将毛巾换成棉布，让同一小车仍从同一斜面上的A点由静止滑下，目的是______，观察到小车会在B点的______（选填“左”或“右”）侧停止运动；
（3）再将棉布去掉，重复上述步骤，当小车在水平木板上运动时，受到______（选填“平衡力”或“非平衡力”）；通过实验分析可知，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，在水平面运动的距离越______；
（4）这三次实验中摩擦力对小车做的功______（选填“相等”、“不等”或“无法判断”）；这个实验______（选填“能”与“不能”）解释交通警示语“雨天路滑减速慢行”。
【答案】 动能 保持小车到达水平面的初始速度相同 右 非平衡力 远 相等 能
【详解】（1）[1]让小车从图中A点由静止滑下，质量不变，高度变小，即重力势能变小，速度变快，动能变大，所以重力势能转化为动能。
（2）[2]小车到达底部的速度与高度有关，让同一小车仍从同一斜面上的A点由静止滑下，目的是为了保持小车到达水面的初始速度相同。
[3]毛巾比棉布更粗糙一些，阻力更大一些，小车在毛巾表面运动的距离更远，所以观察到小车会在B点的右侧停止运动。
（3）[4]当小车在水平木板上运动时，水平方向只受到阻力作用，做减速运动，所以受到非平衡力。
[5]通过实验分析可知，小车在毛巾表面受到的阻力最大，在水平面运动的距离最短，在木板表面受到阻力最小，运动距离最远，故水平面越光滑，小车受到的阻力越小，在水平面运动的距离越远。
（4）[6]小车在水平面的初始速度相同，即动能相同，最终克服摩擦力停下来动能变为0，动能全部做了功，所以这三次实验中摩擦力对小车做的功相等。
[7]这个实验的结论告诉我们，在初始速度相同时，阻力越小，物体运动距离越远，越难以停下来，故可以解释交通警示语“雨天路滑减速慢行”。
四、计算题
16．（2022秋·九年级校联考课时练习）宁夏的沙湖是国家5A级旅游景区，有滑沙、骑驼、游泳等娱乐设施，其中沙滩越野吸引了众多游客参与．沙滩越野车质量为128kg。（g=10N/kg）
（1）沙滩越野车受到的重力是多少牛？
（2）一位质量为72kg的游客驾驶越野车在沙滩上前进时，四个车轮与沙滩的总接触面积约为500cm2，求行驶时越野车对地面的压强为多少帕？
（3）说出游客驾驶越野车从沙坡最高位置冲下的过程中，动能、势能的变化情况。
【答案】（1）1280N；（2）4×104Pa；（3）游客驾驶越野车从沙坡最高位置冲下的过程中，动能变大、势能减小
【详解】（1）由知道，沙滩越野车受到的重力是
G车=m车g=128kg×10N/kg=1280N
（2）由知道，游客受到的重力是
G人=m人g=72kg×10N/kg=720N
在水平沙滩上，摩托车对沙地的压力等于受到的重力
F=G总=G车+G人=1280N+720N=2×103N
摩托车与沙地的接触面积（受力面积）
S=500cm2=0.05m2
由 知道,摩托车对沙地的压强
（3）越野车从沙坡最高位置冲下的过程中，由于质量不变，速度变大，故动能变大，由于高度减小，故重力势能减小。
答：（1）沙滩越野车受到的重力是1280N；
（2）行驶时越野车对地面的压强为4×104Pa；
（3）游客驾驶越野车从沙坡最高位置冲下的过程中，动能变大、势能减小。
17．（2023春·八年级校联考课时练习）已知物体的重力势能表达式为，动能的表达式为Ek=mv2，其中m为质量，h为物体距水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg；如图所示，距沙坑高h=7m处，以v0=10m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体，不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程机械能守恒。求：
（1）物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek；
（2）物体上升到最高点时离抛出点的高度H。
【答案】(1)，；(2)
【详解】(1)物体被抛出时的重力势能
物体被抛出时的动能
(2)不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程机械能守恒，故
则
解得
答：(1)物体被抛出时的重力势能是，动能是；
(2)物体上升到最高点时离抛出点的高度。
实验序号
摆线长度（米）
摆球质量（克）
摆动幅度
连续摆动20次的时间（秒）
摆动周期（秒）
1
0.25
50
半拳宽
20
1
2
0.25
100
半拳宽
20
1
3
0.25
50
一拳宽
20
1
4
0.2
50
半拳宽
16
0.8
5
0.2
100
一拳宽
16