初中科学华师大版九年级上册4 机械能同步练习题

这是一份初中科学华师大版九年级上册4 机械能同步练习题，共12页。试卷主要包含了选择题，填空题，探究题，简答题等内容，欢迎下载使用。
1．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以度v沿轨道滚下，依次经过等高的B点和C点。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（ ）
A．小球在B点的动能大于C点动能
B．小球在B点的机械能等于C点的机械能
C．小球不可能到达D点，因为轨道是粗糙的
D．小球从A点到B点的过程中，减少的重力势能都转化为球的动能
2．如图是投篮练习的动作分解图示。下列相关说法正确的是（ ）
A．篮球离手后，人对篮球没有做功
B．篮球在上升过程中机械能越来越大
C．篮球离开手后在空中的速度一直变小
D．篮球离开手后还能继续向上运动是由于受到惯性的作用
3．掷实心球是某市的中考体育加试项目之一。掷出去的实心球从a处出手后，在空中运动的轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处(不计空气阻力)。则实心球( )
A．在a处重力势能最小
B．在b处动能为零
C．在a、b、c三处机械能相等
D．在d处动能为零
4．所图所示，小球在A点由静止开始释放向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点，且A，C两点到B点的竖直距离hAhC。下列说法中不正确的是（ ）
A．A点的机械能最大
B．小球的机械能总量逐渐变小
C．小球的机械能总量保持不变
D．小球的动能和重力势能可以相互转化
5．疫情期间为减少人员外出接触，社区服务人员用无人机给居家隔离人员送货。如图是一架自重5kg（含货篮）的对称臂（翼）无人机，其最大载重10kg。超市给小柯家送来10kg大米和5kg面粉，需要通过这架无人机送到10楼的小柯家（高30米）。下列相关说法不正确的是（ ）
A．无人机上升时的动力来自空气
B．无人机满载后匀速上升时，每一臂（翼）对空气的推力为25牛
C．把全部货物送到10楼小丽家，无人机至少需要做功约为6000焦
D．无人机带着货物匀速上升过程中，无人机及货物机械能一直增大
6．氢气球下面吊着一个重物匀速升空，忽略空气阻力，若氢气球突然爆炸，爆炸后重物将( )
A．动能先减少后增大，机械能不变B．动能先减少后增大，机械能一直减少
C．动能一直增大，机械能不变D．动能一直增大，机械能一直减少
7．无风环境中，从三楼掉下的毽子先加速竖直降落，后匀速竖直降落。则毽子动能、重力势能、机械能的说法不正确的是（ ）
A．加速降落过程中动能增大B．匀速降落过程中动能保持不变
C．整个过程中重力势能减小D．匀速降落过程中机械能保持不变
8．为了提醒司机，防止交通事故，经常看到汽车后窗上贴有“为了安全，请保持车距”这样的标语，这主要是为了防止在下列哪种情况下可能造成的交通事故（ ）
A．车速太快B．车速太慢C．紧急刹车D．突然起动
9．如图，AB是一个略向左下倾斜的轨道，轨道由两根小木棒组成，两根小木棒在A端的距离大，B端的距离小。现将一个两头尖，中间大的由C处自由释放，则我们可以观察到的现象（ ）
A．滚动体向高处A端滚动
B．滚动体向低处B端滚动
C．滚动体停在C处不动
D．以上三种情况都有可能发生
10．如图所示是小明同学使用手机相机的“慢动作”功能拍摄的小球的运动轨迹，小球在1、2位置的高度相同。（假设小球接触地面并反弹的过程，无能量损耗）下面说法正确的是（ ）

A．小球在3位置速度为零，受到平衡力的作用
B．此过程只有小球的动能和重力势能之间的转化
C．小球在1、2位置的重力势能相同，1位置机械能比2位置时大
D．小球在1、2位置的重力势能相同，且机械能大小也相同
二、填空题
11．动能是____________的物体具有的能量。
12．动能和势能之和称为_____能。做_____运动的物体都具有机械能。大量事实表明，动能和势能可以相互_____。如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量就保持____，或者说，机械能____。
13．为了有效阻断新型冠状病毒的传播，多地车站、机场安装了红外线测温仪，红外线的传播速度约为______米/秒；与此同时，多地防疫部门用洒水车在水平路面上喷洒消毒液，洒水车匀速前进喷洒过程中，洒水车的动能_______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
14．如图所示，水平台面由同种材料制成、粗糙程度均匀，在它上面放着质量为m1的木块，将木块用轻绳跨过定滑轮与质量为m2的钩码相连。木块在平行于台面的轻绳的拉力作用下做匀速直线运动，运动一段时间，钩码触地后立即静止，木块继续滑动一段距离，然后停在台面上。绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计。请回答：
(1)木块匀速运动过程中，木块的机械能___；钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的动能___（以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”）；
(2)钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块所受摩擦力大小为______（用题中所给字母表示）。
三、探究题
15．在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：
猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关；
猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关；
（1）为验证猜想一，他设计了如图所示实验，实验时将同一弹簧压缩______（选填“相同”或“不同”）的______长度（未超过其弹性限度），将小球置于弹簧右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，可以通过分析比较得出弹性势能的大小；
（2）为了验证猜想四，需选用材料和长度相同，粗细不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩相同的长度，将小球置于弹簧的右端，松手后小球碰到同一位置的相同木块，对数据进行分析比较，若______，说明弹性势能的大小与弹簧的粗细有关；
（3）小明根据实验现象认为小球和木块移动一段距离后都要停下来，是因为弹簧、小球和木块所具有的机械能消失了，其实小明的观点是错误的，理由是______。
四、简答题
16．暑假里，小科全家从宁波出发去舟山自驾游。经过了壮观的金塘跨海大桥，如图，已知人和车的总质量为M。车子进入大桥之前，先驶入很长的一段引桥。引桥长度为L，高为h。
(1)当汽车在水平路面行驶时，发动机输出功率恒为P1，此时汽车以v的速度匀速直线行驶，求汽车受到的阻力为_____。
(2)当汽车驶入高架引桥，若发动机输出功率恒定为P2，则速度越____，越容易上桥。
(3)已知汽车从引桥底部匀速行驶到顶部所用时间为t， 若汽车在引桥上受到的阻力是水平路面受到阻力的k倍，用题中已有的条件（字母）证明：。_____
17．如图所示，甲为一半径为R的光滑的弧槽与一粗糙的水平面相连接，将重为G的物体从斜面顶端由静止释放，测出在水平面上滑行距离为处停下来。图乙是一个粗糙的半径为R的弧槽与和甲中同样粗糙的水平面相连接，将甲中重为G的物体也从乙斜槽顶端由静止释放，测出在水平面上滑行距离为后停下来，求：
(1)乙中重力对物体做的功；
(2)乙中物体在水平面上的摩擦力；
(3)乙中物体在粗糙的弧槽上运动这段时间内，摩擦力对物体做的功。
参考答案：
1．A
【分析】(1)在小球运动的过程中，由于克服摩擦，它的机械能会转化为内能，据此判断两点时机械能的大小，再判断两点时重力势能的大小，最后根据机械能=动能+重力势能比较动能的大小；
(2)根据(1)中分析判断两点机械能的大小；
(3)小球能否到达D点，取决于到达D点时的机械能和D点时重力势能的大小关系；
(4)轨道是粗糙的，因此运动中肯定会有机械能的损失。
【详解】AB．由于轨道是粗糙的，所以小球在运动过程中机械能肯定会有损失，因为C点在B点后面，所以B点的机械能损耗更大，即B点的机械能大于C点；B和C的高度相同，因此小球在两点时重力势能相同；根据机械能=动能+重力势能可知，B点的动能肯定大于C点，故A正确、B错误；
C．小球在D点的机械能=A点时的动能+A点时的重力势能-AD之间损耗的机械能，如果A点时的动能大于AD之间损耗的机械能，那么D点的机械能将大于A点的重力势能，也就是大于D点的重力势能，那么小球是可能达到并超过D点的，故C错误；
D．小球从A点到B点的过程中，减少的重力势能转化为小球的动能和克服摩擦产生的内能，故D错误。
故选A。
2．A
【分析】根据做功的两个必要因素（作用在物体上的力，物体在力的方向上通过的距离）进行分析；根据机械能守恒的条件分析；分析篮球受到的力，根据力与运动的关系得出结论；惯性是物体本身具有的保持原来运动状态不变的性质。
【详解】A．篮球离手后，人对篮球没有力的作用，则没有做功，故A正确；
B．篮球在上升过程中除重力外，克服空气阻力做功，其机械能减小，故B错误；
C．篮球离开手后上升过程中速度一直变小，然后下落过程中速度一直增大，故C错误；
D．篮球离开手后还能继续向上运动是由于篮球本身具有惯性，而不是受到惯性，故D错误。
故选A。
3．C
【分析】（1）动能的大小与物体的质量以及速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；
（2）重力势能的大小和物体的质量以及物体所处的高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大；
（3）不计空气阻力和摩擦力，说明机械能是守恒的。
【详解】A．重力势能的大小与物体的质量，高度有关，d、e两点高度最小，重力势能最小，故A错误；
B．球在b点时，竖直方向是静止的，但在水平方向上仍有速度，所以此时的动能不是零，故B错误；
C．不计空气阻力，说明球在空中的机械能是守恒的，在a、b、c三处的机械能相等，故C正确；
D．球达到d点后没有静止，仍然向前滚动，所以动能不是零，故D错误。
4．C
【分析】影响动能大小的因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大．影响重力势能大小的因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大．机械能是动能和重力势能的和，在小球运动的过程中，只有空气阻力忽略不计时机械能守恒．
【详解】由题可知从A→B→C的过程中小球要克服空气阻力一些机械能转化成内能，所以此过程中机械能减小，故B正确，C错误，由A→B过程中重力势能转化为动能，B→C的过程中小球的动能转化为重力势能，故D正确，由于小球在A点时是最初起始位置 能量还没有损耗，故A点的机械能最大。故D正确。故选C.
5．C
【分析】(1)力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的；
(2)已知无人机的质量和最大载重量，利用G=mg可求得其重力，无人机匀速上升时空气对机翼的总推力等于其重力，由此可得空气对每一臂（翼）推力，即为每一臂（翼）对空气的推力；
(3)无人机需要两次搬运货物，根据可求出无人机至少需要做功；
(4)根据动能和重力势能的变化判断机械能的大小。
【详解】A．当无人机的电机带动旋翼（螺旋桨）转动时，对下方空气施加向下的作用力，根据物体间力的作用是相互的，空气对它施加向上的反作用力（即为升力），所以获得升力的施力物体是空气，故A正确，不符合题意；
B．无人机满载时的重力为
无人机匀速上升时空气对机翼的总推力等于其重力，则空气对每一臂（翼）推力
故B正确，不符合题意；
C．无人机将大米送到小丽家至少需要做功

无人机将面粉送到小丽家至少需要做功
则无人机至少需要做功约为
故C错误，符合题意；
D．无人机带着货物匀速上升过程中，其质量不变，速度不变，即动能不变，而高度变大，即重力势能变大，则无人机及货物机械能逐渐变大，故D正确，不符合题意。
故选C。
6．B
【详解】重物原来随气球匀速上升，受到拉力和重力作用，当细绳断裂后，由于惯性物体速度向上，但物体此时只受重力作用，因为重力方向竖直向下，因此重物在重力作用下先向上减速运动，到达最高点后再向下加速运动．动能先减少后增大；
运动过程中，克服空气摩擦力做功，机械能一直减少。故B正确。
7．D
【详解】A．加速降落过程中，毽子的速度越来越大，其质量不变，所以动能增大，故A正确，不符合题意；
BCD．匀速降落过程中，速度不变，高度变小，则动能不变，重力势能减小；雨滴克服空气的阻力做功，机械能减小，故选B正确、不符合题意，D错误，符合题意；
C．整个过程中毽子的高度变小，重力势能减小，故C正确，不符合题意。
故选D。
8．C
【分析】动能的大小与质量和速度有关。
【详解】同样的车辆质量相同，速度越大，它的动能越大；当刹车时，克服地面的摩擦力做功，根据可知，当摩擦力相同时，动能越大，刹车距离越大，很容易造成追尾事故。
故选C。
9．A
【分析】被举高的物体具有重力势能，重力势能的大小与质量和被举高的高度有关，结合图中装置的特点可确定物体重心位置的变化。
【详解】由图可知，该模型轨道A端比B端高，且从B端到A端，轨道间间距增大，所以物体由C处自由释放，会向A端滚动，由于其重心降低，不计摩擦和空气阻力，滚动体质量不变，高度降低，所以重力势能减小，转化为滚动体的动能。
故选A。
10．C
【详解】A．小球在3位置速度为零 ，此时只受到向下重力的作用，小球不是平衡状态，故A错误；
B．从小球每次反弹高度减小可知，小球是有能量损失的。如果只有动能和重力势能之间转化，小球是可以回到原来的高度的，故B错误；
CD．因为1、2位置高度相同，所以小球在1、2位置的重力势能相同，而1上升的速度大于2下降的速度，所以1位置机械能比2位置时大，故C正确，D错误。
故选C。
11．运动
【详解】物体由于运动而具有的能量，叫做动能.指的是物体具有的能量与运动有关，物体动能的大小同时取决于物体的质量和运动的速度两个因素。
12． 机械 机械 转化 不变 守恒
【详解】[1]动能和势能称为机械能。
[2]做机械运动的物体具有动能或势能，即具有机械能。
[3][4][5]动能和势能可以相互转化。如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说，机械能守恒。
13． 3.0×108 变小
【详解】[1]红外线的传播速度与可见光的传播速度相同，为3.0×108m/s。
[2]动能的大小与质量和速度有关，消毒车匀速前进喷洒过程中，速度不变，但由于不断喷洒消毒液，使消毒车的质量减小，所以，动能减小。
14． 不变 变小 m2g
【分析】(1)影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能；在分析各个能量的变化时，根据各自的影响因素进行分析。
(2)摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关。
【详解】(1)[1]木块水平匀速运动的过程中，木块的质量不变，速度不变，则动能不变，同时木块的高度不变，则重力势能不变，因机械能等于动能与势能的总和，故木块的机械能不变。
[2]钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的速度逐渐变小，故动能变小。
(2)[3]最初木块在绳子的拉力作用下做匀速直线运动，说明木块受到的拉力与摩擦力平衡，则木块受到的摩擦力
钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块对接触面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，故所受摩擦力大小不变，仍然是。
15． 不同 木块被撞击后移动的距离 木块被撞击后移动的距离不同 能量是不会消失的，机械能转化为了内能
【分析】(1)探究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关，改变弹簧的形变大小，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。
(2)探究弹性势能的大小与弹簧的材料有关；需保证弹簧丝的长度和粗细相同，材料不同，压缩程度相同，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)能量不会凭空消失，只能是转化成另一种形式，或转移到另一个物体。
【详解】(1)[1]此题要改变弹簧的弹性形变大小，因此要将同一个弹簧压缩不同的长度。
[2]运用转换法，观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小。
(2)[3]为验证猜想二，需选用长度和粗细相同，材料不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩相同的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若木块被推动的距离不相等，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
(3)[4]小球推动木块移动一段距离后都要停下来，是因为水平面有摩擦力，木块克服摩擦做功，机械能转化为内能，而不是机械能消失了。
16． 小 详见解析
【分析】(1)首先根据公式计算出汽车受到的牵引力，然后再根据二力平衡的知识计算出汽车受到的阻力f。
(2)根据公式可知，当功率一定时，速度越小，发动机产生的牵引力越大。
(3)汽车在引桥上行驶时，发动机做的总功等于克服重力做的功与克服摩擦做的功之和，据此计算出克服摩擦做的功，然后根据计算出引桥上受到的阻力，接下来与水平路面上受到的阻力作比就是k。
【详解】(1)[1]汽车自爱水平路面上行驶时，发动机的牵引力为
因为汽车匀速行驶，所以它受到的阻力和牵引力平衡，即
(2)[2]当汽车驶入高架引桥，若发动机输出功率恒定为P2，则速度越小，越容易上桥。
(3)[3]当汽车上到引桥的桥顶时，做的总功为
克服汽车的重力做的功为
那么克服摩擦做的功为
那么引桥上汽车受到的阻力为
因为汽车在引桥上受到的阻力是水平路面受到阻力的k倍，则有
17．(1)GR；(2)；(3)
【分析】(1)已知物体重力G和高度R，根据可求出重力对物体做的功。
(2)甲、乙中水平面的粗糙程度相同，所以同一个物体所受的摩擦力大小相等，只求出甲中物体受的摩擦力就是乙中物体在水平面上的摩擦力；甲中物体在水平面上克服摩擦做的功等于物体沿光滑的弧槽下滑重力做的功，根据可求出摩擦力f的大小。
(3)因为乙中物体在粗糙的弧槽上运动这段时间内，摩擦力对物体做的功与物体在水平面上摩擦力对物体做的功之和等于物体沿弧槽下滑重力做的功，据此可求出乙中物体在粗糙的弧槽上运动这段时间内，摩擦力对物体做的功。
【详解】(1)乙中重力对物体做的功
(2)甲中物体在水平面上克服摩擦做的功等于物体沿光滑的弧槽下滑重力做的功，根据可知，乙中物体在水平面上的摩擦力f为
(3)由题可知
则乙中物体在粗糙的弧槽上运动这段时间内，摩擦力对物体做的功
答：(1)乙中重力对物体做的功是GR；(2)乙中物体在水平面上的摩擦力f为；(3)乙中物体在粗糙的弧槽上运动这段时间内，摩擦力对物体做的功是。