人教版八年级下册11.3 动能和势能精品习题
展开一、选择题(共14题)
1、 以下列举实例具有动能的是 ( )
A. 百米赛跑中的运动员 B. 固定在墙上的壁灯
C. 拉伸了的弹簧测力计 D. 静坐在教室内的同学
2、 面例子中物体的重力势能变大了的是 ( )
A. 铁球从斜面顶端滚下来 B. 骑自行车冲上坡顶
C. 飞机在高空水平飞行 D. 立在山顶上的石头
3、 为了减少行车安全隐患,交警一直严查超速、超高、超载等违法行为,下列分析正确的是( )
A. 超速的危害是速度越大,惯性越大
B. 超载的危害是质量越大,动能越小
C. 超高的危害是重心越高,稳定性越差
D. 超载的危害是质量越大,对路面压力越小
4、 在“神舟六号”飞船起飞过程中,若忽略其自身质量的变化,它的
A. 重力势能减小,动能增大 B. 重力势能增大,动能增大
C.重力势能减小,动能不变 D.重力势能增大,动能减小
5、 篮球场上,运动员练习投篮,篮球划过一条漂亮的弧线落入篮筐,球的轨迹如图中虚线所示,从篮球出手到落入篮筐的过程中,篮球的重力势能
A.一直增大 B.一直减小
C.先减小后增大 D.先增大后减小
6、中国射箭老将张娟娟在奥运女子射箭个人赛决赛中以110比109击败韩国的卫冕冠军朴成贤,为中国夺得奥运会历史上第一枚射箭金牌。如图所示,当她在射箭前拉开弓的过程中,所做的功是用于
A.增大弓的重力势能 B.增加箭的动能
C.增大弓的弹性势能 D.增加箭的内能
7、 运动着的滚摆从最高点向最低点的过程中越转越快,则( )
A.重力势能不变,动能增加
B.重力势能减小,动能减小
C.重力势能减小,动能增加
D.重力势能增加,动能减小
8、 2019年6月5日,我国航天完成首次海上发射,用长征十一号运载火箭将七颗卫星送入太空。火箭加速升空过程中,这七颗卫星的动能( )
A.变小 B.不变 C.变大 D.无法判断
9、 体积相等的实心铜球和实心木球在水平地面上以相同的速度做匀速直线运动,铜球的动能为Ek铜,木球的动能为Ek木,已知铜球的密度大于木球的密度,则( )
A.Ek铜>Ek木 B.Ek铜=Ek木
C.Ek铜
10、 如图所示是北斗导航系统某一卫星的轨道示意图.已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒.该卫星从远地点向近地点运行过程中,重力势能、动能、速度的变化是( )
A.重力势能增加、动能减小、速度减小
B.重力势能增加、动能减小、速度不变
C.重力势能减小、动能增加、速度增加
D.重力势能不变、动能不变、速度不变
11、 下列四幅图中,动能和势能之间没有发生转化的是 ( )
12、 现代农业利用喷药无人机喷洒农药,安全又高效.如图所示,喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷洒农药.此过程中,喷药无人机的( )
A.升力大于重力
B.空气阻力和重力是一对平衡力
C.动能减小、重力势能减小
D.动能不变、重力势能减小
13、 原长为l的橡皮筋一端固定在O点,另一端悬挂一个小钢球,将钢球从O点释放,钢球运动到A点后开始向上返回,O、A两点间距离为2l,如图所示.则能反映钢球从O点运动到A点的过程中,其动能Ek随运动距离s变化的关系图象可能是( )
A. B. C. D.
14、 如图所示,在粗糙程度相同的水平面上,手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置,松手后,木块最终停止在图乙所示位置。下列说法正确的是( )
A. 弹簧被压缩过程中,长度变短,弹簧的弹性势能减小
B. 木块被弹簧弹离后的瞬间,如果它受到的力全部消失,木块将立即停止不动
C. 木块从被弹簧弹离至停止前的过程中,速度减小,縻擦力不变
D. 图乙中,木块受到的支持力和木块对水平面的压力是一对平衡力
二、填空题(共7题)
1、 若某高铁列车以300km/h的速度匀速行驶,0.5h内通过的路程为 km:在此过程中,该列车的动能 (选填“增加”、“不变”、或“减少”)。
2、 如图所示是我省安庆长江大桥.小王乘坐电动轿车在安庆长江大桥匀速行驶,轿车的动能 (减小/不变/增加).以自己为参照物,大桥是 (静止/运动)的.
3、 人推开弹簧门的过程中,弹簧由于发生弹性形变而具有 能;当弹簧门自动关闭的过程中,弹簧由于形变减小,其 能减小, 能转化为门的 能。
4、 飞行的子弹中靶后,能将靶击穿,这是因为子弹具有巨大的 能;将钟表的发条拧紧后,能让钟表的指针走相当长的时间,这是因为拧紧的发条具有 能;发条带动指针走动5h后,发条的这种能将 .
5、 2011年11月3日凌晨,我国自主设计的“神舟八号”飞船与“天宫一号”成功实现安全对接,携手遨游太空.对接后,“神舟八号”相对于“天宫一号”是 的(填“运动”或“静止”);它们沿椭圆形轨道绕地球运行时,动能较小的点是 .(填“近地点”或“远地点”)
6、 (2019·无锡)如图所示,将钢锯条固定在桌面边缘,将棋子放在钢锯条的端部,然后用手将钢锯条的端部压下一段距离,松手后,棋子会被弹起一定的高度,此过程中,钢锯条的弹性势能转化为棋子的 势能,增加钢锯条被下压的距离,发现棋子被弹起的高度增加,实验表明,物体的 越大,它的弹性势能越大。
7、 如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置.开始时通过小球压缩弹簧到A位置,释放小球(AO=BO),小球从0运动到B的过程中所受弹力方向向_____、速度________(选填“不断减小”或“不断增大”).
三、简答题(共2题)
1、 请你用物理知识解释,为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制?为什么在同样的道路上,对不同车型设定不一样的最高行驶速度?
2、 我国研制的高压水流切割器的技术已达到国际先进水平,这种很细的高速水流一次可顺利切割26层牛皮,或2.3mm厚的钢板……如果在水中加入某种砂质磨料,在水的流速相同的情况下,可切割300mm的花岗石,或130mm厚的钢板……
请简要回答: (1)高速水流为什么能切割坚硬的物体?
(2)为什么加入砂质磨料后,在流速相同的情况下切割能力大大提高了?
四、实验,探究题(共3题)
1、 小明在探究“动能的大小与什么因素有关”时,提出了如下猜想:
猜想一:动能的大小可能与物体的运动速度有关;
猜想二:动能的大小可能与物体的质量有关;
为了验证猜想,小明将质量为m的小钢球从斜槽的某高度h处由静止释放,钢球运动到水平面时,将水平面上静止的木块撞出一段距离s,如图所示。小明的部分实验数据记录在表中:
(1)上述3次实验中,第_________次实验钢球滑到斜槽底端时动能最大;
(2)分析表中数据可以得到的结论是_______________;这个结论可用于解释汽车_______(选填“超速”或“超载”)带来的危害。
2、 小明同学在做“探究物体的动能与什么因素有关”的实验中,设计了如图实验,用一条没有弹性的细绳吊着一个实心铁球制成单摆,将一滑块放到滑槽上并使之左端刚好在悬点O的正下方,小明进行了以下三步实验操作.
步骤一:将铁球挪到a点位置静止释放,打到滑块上,记录滑块在滑槽上移动的距离s1.
步骤二:将滑块摆放到原处,将小球挪到b点位置静止释放,打到滑块上,记录滑块在滑槽上移动的距离s2.
步骤三:换一等体积的实心铝球,将铝球挪到b点位置静止释放,打到摆放在原处的滑块上,记录滑块在滑槽上移动的距离s3.
(1)小明同学进行“步骤一”和“步骤二”的实验,是想探究动能大小与 的关系.
(2)该实验中物体的动能是指 (选填序号).
A.小球在撞击滑块前的平均动能 B.小球撞击滑块时的动能
C.小球撞击滑块后的动能 D.滑块的动能
(3)请你根据已学的知识判断s2和s3的大小关系是:s2 s3(选填“大于”、“小于”或“等于”).
3、 某同学在探究“动能大小与哪些因素有关”的试验中,设计了图甲所示的实验方案,并进行了如下的实验:
步骤1:l:让钢球从斜面A点由静止开始下滑,到达水平面时速度为v1,撞击木块并使木块移动,记下木块移动的距离s1;
步骤2:让钢球从斜面B点由静止开始下滑,到达水平面时速度为v2,撞击木块并使木块移动,记下木块移动的距离s2
步骤3:改变钢球的质量让钢球从A点由静止开始下滑,撞击木块使木块移动,记下木块移动的距离s3.
(1)比较v1、v2,可知vl>v2,原因:钢球的重力势能越大,转化为钢球的 能越大.
(2)比较步骤 和步骤3可以探究动能大小和物体质量的关系.
(3)钢球从斜面上滑下后,碰撞到斜面底端水平放置的木块后继续向前运动,两者在水平木块上滑行一段距离后停下,如图甲所示,设木块克服摩擦力所做的功为W,小球与木块碰撞前的动能为Ek,则Ek W(选填“>”“<”“=”).
(4)实验结束后,该同学拿走木块,先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放,记录小球在相同表面上滑行到静止的距离,如图乙所示,根据此现象,小刚得出了动能与速度有关的结论.你认为该同学实验方案是否合理. (选填“合理”或“不合理”)
(5)若利用图乙器材还准备探究“阻力对物体运动的影响”.为完成探究任务,该同学需要从下面提供器材中选择的器材有 (填序号).提供器材:①砝码、②毛巾和棉布、③弹簧测力计.
============参考答案============
一、选择题
1、 A 【解析】任何物体都有质量,所以只要物体运动就一定会有动能;百米赛跑中的运动员在运动,因此运动员具有动能,故A正确;固定在墙上的壁灯、拉伸了的弹簧测力计、静坐在教室内的同学都是静止的,因此没有动能,故B、C、D均不符合要求.
2、 B 【解析】重力势能与物体的质量和所处的高度有关,并且,在质量一定时,高度越大,重力势能越大.A中铁球的高度减小,C、D中飞机和石头的高度没有发生变化,故不符合题意;B中自行车冲上坡顶后,高度增大,故自行车的重力势能变大.
3、 C
【解析】A.物体的惯性只与物体的质量有关,汽车的速度越大,质量不变,惯性不变,故A错误;
B.动能的大小与质量和速度有关,汽车的速度不变,质量越大,动能越大,故B错误;
C.稳定性与物体重心的高度有关,汽车的重心越高,稳定性越差,故C正确;
D.汽车质量越大,由G=mg可知重力越大,对路面压力越大,故D错误。
故选C。
4、 B
5、 D
【解析】
重力能与物体高度有关,物体被举得越高,重力势能越大,篮球出手到落入篮筐的过程中,篮球的重力大小不变,而篮球的高度先增大后减小,故其重力势能先增大后减小。
6、 C
7、 C
【详解】
运动着的滚摆从最高点向最低点的过程中,其质量不变,速度变大,故其动能变大;同时其质量不变,高度变小,故其重力势能减少。
故选C。
8、 C
【解析】火箭加速升空过程中,这七颗卫星的质量不变,速度增大,其动能增大。选C。
9、 A 解析 物体动能的大小与物体的质量和物体运动的速度有关,当运动速度相同时,物体的质量越大,其动能越大。铜的密度大于木头的密度,铜球和木球的体积相等,由密度公式的变形式m=ρV可知,铜球的质量大于木球的质量,而铜球和木球的运动速度相同,所以铜球的动能大于木球的动能,故A选项正确。
10、 C
【考点】动能的影响因素;势能的影响因素;机械能.
【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)势能大小的影响因素:质量、相对高度.质量越大,相对高度越高,势能越大.
【解答】解:卫星从远地点向近地点运行过程中,卫星的质量不变,速度不断增大,动能不断增大,卫星和地球的相对高度减小,势能不断减小.
故选C.
11、 A 【解析】匀速行驶的压路机,质量不变,速度不变,动能就不变,高度不变,重力势能就不变,动能和势能之间没有发生转化;故A选项正确.滚摆向上滚动的过程中,速度逐渐减小,高度逐渐增加,动能转化为重力势能;故B选项错误.用弓将箭射出去的过程中弓的弹性势能转化为箭的动能;故C选项错误.过山车向下俯冲,速度逐渐增大,高度逐渐降低,重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,重力势能转化为动能;故D选项错误.故选A.
12、 C
13、 D【考点】动能和势能的大小变化.
【分析】小球下降过程,重力势能转化为动能的过程;小球拉动橡皮筋,小球动能转化为橡皮筋的弹性势能,动能逐渐变小,据此分析小球动能随移动距离变化并做出判断.
【解答】解:橡皮筋长为l,小球从初始状态下降至l过程中,重力势能转化为动能,小球做加速运动,动能逐渐变大;
小球从l继续下降至2l过程中,受到橡皮筋向上的拉力作用;当拉力小于重力时,合力向下,小球仍加速,动能仍然增大;当拉力大于重力时,合力向上,小球做减速运动,动能逐渐减小,最后变为零;
对照选项中的图象可知,只有D选项符合题意.
故选D.
14、 C
【解析】A.弹簧被压缩过程中,长度变短,形变变大,所以弹簧的弹性势能增大,故A错误;
B.木块被弹簧弹离的瞬间具有一定的速度,如果它受到的力全部消失,由牛顿第一定律可知,木块将做匀速直线运动;故B错误;C.木块从被弹簧弹离至最终静止的过程中,木块对水平地面的压力和接触面的粗糙程度没有变,所以摩擦力的大小是不变的,故C正确;D.木块受到的支持力和木块对水平面的压力作用在不同物体上,是相互作用力,不是一对平衡力,故D错误。
二、填空题
1、 150 不变
2、 不变、运动
3、 .弹性势能 势 势 动
4、 【考点】动能和势能的概念.
【分析】(1)械能包括动能和势能;物体由于运动而具有的能量叫动能;物体由于被举高而具有的能量叫重力势能;物体发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能;
(2)动能的大小与质量和速度有关;重力势能大小与质量和高度有关;弹性势能的大小与物体弹性形变的大小有关.
【解答】解:(1)飞行的子弹,速度很大,故具有巨大的动能,能将靶击穿;
(2)拧紧的发条由于发生弹性形变,从而具有弹性势能,发条带动指针走动5h后,发条的弹性形变程度变小,所以发条的弹性势能将变小.
故答案为:动;弹性势;变小.
5、 【考点】运动和静止的相对性;动能的影响因素.
【分析】(1)研究物体的运动情况时,首先要选取一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫做参照物.研究对象的运动情况是怎样的,就看它与参照物的相对位置是否变化.
(2)影响动能的因素是质量和速度,影响重力势能的因素是高度和质量.
【解答】解:(1)“天宫一号”和“神舟八号”对接后,“神舟八号”飞船与“天宫一号”一起运动,相对位置没有发生变化,所以神舟八号飞船相对于天宫一号来说是静止的.
(2)飞在远地点时,距离地面的高度最大,速度最小,重力势能最大,动能最小;在近地点时,速度最大,高度最小,重力势能最小,动能最大.
故答案为:静止;远地点.
【点评】(1)一个物体的运动状态的确定,关键取决于所选取的参照物.所选取的参照物不同,得到的结论也不一定相同,这就是运动和静止的相对性.
(2)人造卫星在飞行过程中,动能和重力势能在相互转化.
6、 重力 弹性形变
解析:发生形变的钢锯条在恢复原状时弹性势能减小,棋子会被弹起一定的高度,说明棋子的重力势能增大,则此过程中,钢锯条的弹性势能转化为棋子的重力势能;在弹性限度内,增大钢锯条被下压的距离,钢锯条的形变程度增大,使棋子被弹起的高度增加,说明钢锯条的弹性势能增大,则物体的弹性形变越大,它的弹性势能越大。
7、 左 不断减小
【解析】
小球从A运动到O的过程中,弹簧恢复原状,将弹性势能转化为动能,此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大;小球从O运动到B的过程中,弹簧被拉开,球的动能转化为弹簧的弹性势能,此时小球所受弹力方向向左,速度不断减小.
三、简答题
1、 见解析
【解析】机动车质量一定,速度越快,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,不同车型的机动车质量不同,速度相同时,质量大的动能大,刹车时制动距离大,质量小的动能小,刹车时制动距离小,则当制动距离相同时,不同车型设定的限速就不同。
2、 要点:(1)高速水流具有动能,一定质量的水速度越大、动能就越大,对外做功的本领就越大,从而能切割坚硬的物体。(或:高速水流对被切割物体的压强很大,从而能切割坚硬的物体。) (2)加入砂质磨料后,水流的质量增大,高速水流具有的动能就更大,在流速相同的情况下对外做功的本领就更大,从而切割能力大大提高。(或:加入砂质磨料后的高速水流对被切割物体的压强更大,从而切割能力大大提高。)
四、实验,探究题
1、 3 当速度一定时,物体的质量越大,动能越大 超载
【详解】
(1)在本实验中,钢球能量的大小是通过它对木块做的功的多少衡量出来的,它对木块做的功越多(即木块滑行的距离越长),说明钢球具有的能量越大——转换法。在三次实验中,第3次实验中,木块滑行得最远,所以,第3次实验中,钢球滑行到底端时动能最大。
(2)分析表格中数据,可以知道,钢球下落高度没有发生变化——钢球滑行到斜槽底端时的速度是相同的,而钢球的质量发生了变化,所以,本次实验研究的是动能与质量的关系。钢球的质量越大,被它做功的木块滑行得越远——即它做的功越多,说明它的动能越大。因此可以得出结论:当速度一定时,物体的质量越大,动能越大
因为本次实验研究的是动能与质量的关系,而“超载”指的是汽车装的物体质量超过了规定,这种情况下发生事故时,破坏性非常大。因此,这个结论能解释“超载”带来的危害。
2、 【考点】探究影响物体动能大小的因素.
【分析】(1)实验“步骤一”和“步骤二”,使用的是同一小球,小球的质量就是一定的,从斜面的不同高度上滚下,小球到达水平面时的速度是不同的,由图可以发现,小球在斜面上的位置越高,速度越大,木块移动距离越长,动能越大.
(2)转化法:实验中通过小球对木块做功的多少来反映动能的大小;
(3)根据步骤一和步骤二中小球的不同高度来判断其移动距离大小;
【解答】解:
(1)分析步骤一、二,可以发现:采用了同一物体,质量是不变的,从不同高度处滚下,速度是不同的,是想探究动能大小与速度的关系;
(2)小球动能的大小是通过比较木块被推动距离的长短得出的,该实验中物体的动能是指小球撞击滑块时的动能.
(3)步骤一中小球的高度比步骤二中小球的高度高,所以步骤一中小球获得的动能较大,由于质量不变,所以获得的速度较大,所以s2大于s3.
故答案为:(1)速度;(2)B;(3)大于.
3、 【考点】探究影响物体动能大小的因素.
【分析】此题中研究了物体动能与质量、速度两个物理量间的关系,通过控制变量法进行探究是本实验的突出特点,因此,明确变量与不变量,通过分析现象可得出相应的结论.
探究“阻力对物体运动的影响”需要选择与接触面粗糙程度有关的实验器材.
【解答】解:(1)A点高于B点,同一钢球在A点处具有的重力势能大于在B点处的重力势能;钢球从斜面上向下滚动时,重力势能转化为动能,所以钢球从A点释放时,滚动到水平面时的动能较大,速度也较大,即vl>v2;
(2)步骤1和步骤3控制钢球在斜面上的初始位置相同,滚动到水平面上的速度相同,改变钢球的质量,则是在速度相同的情况下,探究动能与质量的关系;
(3)小球到达水平面时具有动能,推动木块运动时,一部分动能转移给木块使木块运动,一部分克服摩擦,转化成内能,故则E>W;
(4)相同的表面对小球的阻力是相同的,通过观察小球滑行到静止的距离大小可以判断出小球的动能大小,即球滑行到静止的距离越大,小球的动能越大;可以得出动能与速度的关系,该实验方案正确;
(5)探究“阻力对物体运动的影响”需要选择与接触面粗糙程度有关的毛巾和棉布.
故答案为:(1)动;(2)1;(3)>;(4)合理;(5)②.
实验次数
1
2
3
钢球质量m/g
20
40
60
钢球下落高度h/cm
20
20
20
木块滑行距离s
近
较远
远
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