第2课机械能-九年级科学上册学练测（浙教版）（原卷版）2

机械能【学与练】一、机械能分类动能和势能统称为机械能1、动能:物体由于运动而具有的能。2、重力势能:物体由于被举高而具有的能弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能二、动能和势能影响因素的探究1、影响动能的因素是物体的质量和速度。质量相同时,速度大的物体具有的动能大;速度相同时,质量大的物体具有的动能大。计算公式：2、影响重力势能的因素是物体质量和离地的竖直高度。质量相同时,高度大的物体重力势能大;高度相同时,质量大的物体重力势能大。计算公式：3、同一物体的越大,其弹性势能越大。三、机械能守恒判定

物体只在重力作用下做功，发生动能和势能的相互转换。一般题型中，看关键字眼，如

=1\*GB3①斜面上的物体滑下来，“不计摩擦”，或者“斜面光滑”。

=2\*GB3②空中一物体掉下来，若“不计空气阻力”

=3\*GB3③如下图中的，若图中的球从A处释放又可以回到C点

=4\*GB3④地球卫星在远地点和近地点之间的能量变化情况：总机械能不变，从远地点到近地点，动能变大，重力势能变小

四、常见的机械能不守恒的情形：

=1\*GB3①篮球的运动能量分析：如下图中，我们可以发现，小球的弹回点慢慢变低，说明物体的机械有所损失，而转化成其他形式的能。如果不计阻力，则每次的弹回高度是一样的。机械能不守恒的情况下，机械能最大点都是最开始的点。

=2\*GB3②蹦极绳，弹簧等弹性体，发生形变的过程中，机械能不守恒。达到弹性体形变最大点，受力不平衡，速度最大点为受力平衡点

一、动能及其探究1．（2023九上·丽水期末）在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，用木块被撞击后移动的距离反映钢球动能的大小，下列研究问题的方法与之相同的是（）A．通过水流初步认识电流B．用磁感线描述磁体的磁场C．通过小球撞出的沙坑深度反映重力势能的大小D．保持电阻不变探究通过导体的电流与电压的关系2．小文利用自制的实验器材来探究物体动能大小的影响因素，如图甲所示。实验过程如下：①取2条相同的带凹槽轨道，用双面胶将软尺粘在轨道上。②将两条轨道平行放置在水平桌面上，钢球可以在轨道上自由滚动。③取两个完全相同的小钢球，放在如图所示位置。④一只手握住木尺的一端(O点)固定不动，另一只手向前推动木尺，使木尺绕着O点旋转。⑤当木尺与轨道垂直(虚线位置)时停止推动，同时释放两个小球。⑥读出圆柱体被小钢球推动的距离，比较小钢球动能的大小。（1）小文的实验基于的猜想是：。（2）图乙是教材中探究物体动能大小的影响因素的装置。相比较图乙装置，图甲装置的优点是。（3）实验过程中，小文发现两个圆柱体在轨道上滑动的距离相同(均未滑出轨道)，测量发现圆柱体1的质量大于圆柱体2的质量。请根据此现象，能否判断哪个小球动能大，并说明理由。3．平抛运动是将物体以一定的水平速度抛出，只在重力作用下所做的运动。如图所示，一个物体质量为0.5kg的小球从距离地面高h=0.6m的平台末端，以初速度Vo=2m/s水平飞出，随后落到水平地面上，小球的重力势能的表达式为Ep=mgh，动能的表达式：Ek=12mv2，其中m为小球的质量，h为小球距离水平地面的高度，v为小球的运动速度，g为常量，取10N/kg，若不计空气阻力影响，小球在运动过程中的机械能守恒，则小球落地时的速度大小为4．在北京冬奥会上，中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。（g取10N/kg）（1）滑雪板底做得越宽大，在它对雪地的压力一定时，对雪地的压强。（2）如图所示，苏翊鸣由A点运动到B点时动能（选填“增大”、“减小”或“不变”）。2，苏翊鸣和滑雪板的总质量为72kg，当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时，对雪地的压强为Pa。5．在第24届北京冬奥会中，某同学发现滑雪者冲上斜坡时的初速度越大，向上滑行的距离也会越大。该同学猜想：物体冲上斜面的最大距离可能与物体的质量大小和斜坡的倾角有关。为了探究物体冲.上斜坡的最大距离与斜坡的倾角的关系，他利用如图所示的实验装置进行探究活动，并记录数据如下表所示。实验次数12345木板倾角θ10°30°53°75°85°向上滑行的最大距离s/m（1）滑雪者的初速度越大，冲.上斜坡距离越长。这是因为。（2）实验中如何控制物体冲上斜坡时的初速度相同。（3）分析表中数据可得出的结论是：。6．在研究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。实验次数钢球质量m/g钢球下摆高度h/cm木块滑行距离s/cm1203035240306536030（1）第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做J的功；第3次实验时，木块被撞后滑出木板无法记录数据，需要重做第三次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度，你认为应当采用同学的建议。（2）由上述实验数据和现象可得出结论：。7．（2022·南湖模拟）小秀和小嘉在观看世界冰壶锦标赛时猜想：冰壶在冰面上的滑行距离，除了与离手时的速度大小、接触面的粗糙程度有关外，还可能与质量有关。为了验证这一猜想，小秀和小嘉做了如图所示实验。在木块上加放数量不等的钩码后，让木块从斜面上滑下，记录木块和钩码的总质量m和它在水平面的滑行距离s。（1）选择斜面和水平面材料时，最好选择。①都光滑②斜面光滑③水平面光滑④都不光滑（2）本实验中，要实现到达A点时的速度相同的方法是。（3）正确设计并进行实验，数据记录如下：质量m/kg滑行距离s/m分析表中数据，可以得到的结论是。8．如图，小海在研究”物体的动能与哪些因素有关”时，将质量为m的钢球从斜槽的某一高度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。小海的部分实验数据和现象记录如下：实验次数123钢球质量m/g204060钢球下落高度h/cm202020木块滑行距离s近较远远（1）上述3次实验中，第次实验中钢球滑到斜槽底端时动能最大。（2）上述实验数据表明：当速度一定时，钢球的质量越大，动能越。这个结论可用于解释汽车(选填”超速”或”超载”)带来的危害。9．在探究动能大小与哪些因素有关的实验中，小金设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止。（1）该实验中的研究对象是。（2）在图甲、乙中，h2>h1，小球下滑到斜面底端时的速度V2>V1，若S2>S1，则表明物体的动能与速度的关系是。（3）小金又利用图丁来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t1，B小球通过凹形槽的时间t2，则t1t2(填“<，=，>”)。10．为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学设计了如图甲、乙丙所示的实验来探究动能的影响因素。将A、B、C三个小球先后从同一装置，高度分别为hA、hB、hc的位置静止滚下(mA=mB<mc，hA=hc>hB)，推动硬纸盒运动一段距离后静止，请你根据生活经验和所学的科学探究方法，对以下问题进行解答：（1）在研究超速带来的安全隐患时，应选择两个图所示实验进行比较。（2）如果做丙图实验时，硬纸盒被撞后滑出木板掉落，为防止因此造成硬纸盒损坏需改进实验装置或实验方案。在不改变木板长度的情况下，可以采用以下____方法(填写正确选项前的字母)。A．换用质量稍小的钢球C B．给丙组水平木板铺上毛巾C．适当降低钢球C的高度，使hc=hB D．给丙组换用一个较重的硬纸盒（3）实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，为了进一步弄清楚，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大?于是他们利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如下表：实验序号小球的质量m/g小球自由滚下的高度h/cm木块被撞后运动的距离s/cm1301042302016360108分析表格中对应的实验数据可知：对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。二、重力势能及其探究11．（2023·温州）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（）A．重力势能不同，动能相同 B．重力势能不同，动能不同C．重力势能相同，动能相同 D．重力势能相同，动能不同12．把金属小球放在O处，静止滚下，然后让它沿轨道滚下先后通过轨道上b、c，再通过b，最终恰好落在d处停下如图。观察小球滚动的全过程，下列图像中有关能量随小球位置变化的大致趋势正确的是（）A．B．C．D．13．2022年4月23日，中国海军首次公布了有“航母杀手”之称的“鹰击21”高超音速导弹。如图所示是我国高超音速导弹从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，导弹飞行时就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力强，难以拦截。下列说法正确的是（）A．导弹运动到b点时，不受重力作用B．导弹飞出大气层后，仍受到惯性作用C．导弹从a点运动至b点，重力势能不变D．从起飞点到攻击点的过程中，导弹的运动状态发生改变14．（2023·杭州模拟）如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（）A．整个过程只有重力在对小球做功B．小球在A，B两点具有的动能相同C．小球在A，B，C三点的速度大小关系是VA>VB>VCD．小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能15．（2023九上·上虞期末）频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一，图所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置，不计空气阻力，在小球下落的过程中，下列说法正确的是（）A．小球的重力势能逐渐增大B．小球的机械能逐渐减小C．小球的重力在ab段做功比在cd段多D．小球的重力在ab段做功比在cd段慢16．为了探究物体重力势能大小与什么因素有关，小舟和小波进行了如下实验。实验过程中不计空气阻力和碰撞过程中的能量损失。首先选择三个质量分别为m1、m2、m3物块（m1=m2<m3（1）本实验用到的探究方法有（写出两个）；（2）用W表示木桩在沙地里克服阻力做功的总和，三实验中分别记为W1、W2和W3，则它们的大小关系是；（3）若物块下落的时候分为加速和减速两个阶段，请在答题卷上画出b组物块下落时重力势能EP随时间t的变化图（不计物块厚度且物体在沙地表面的重力势能为零）。17．小金同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关；猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)实验数据如下表：实验序号铅球代号铅球质量/g下落高度/m陷入沙中的深度/m①A200②B400③C2001④D2001（1）本实验中，采用的研究问题的方法是（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过来反映的。（3）比较③④，得到的结论是。三、弹性势能及其探究18．（2023·宁波模拟）如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内)，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A．运动过程中小球的机械能守恒B．t1~t2这段时间内，小球的动能与重力势能一直在增加C．t2时刻小球的速度最大D．t2~t3这段时间内，小球的动能先增加后减少19．（2023·萧山模拟）如图，现有粗糙水平面上有一个轻质弹簧。弹簧左端固定在墙壁上，右边连接一木块，当弹簧自然伸长时右端在O点。如图，将木块拉至A点后放手，第一次木块向左运动，最远能达到B点。下列说法正确的是（）A．A至O的过程中木块动能不断增加B．A至B的过程中弹簧弹性势能不断减小C．木块的动能和弹簧的弹性势能之和不变D．当小球最后静止时，木块可能在O点的左侧或右侧20．轻质弹簧的一端连接在放置于粗糙水平面的物块上，另一端固定在竖直的墙上（保持弹簧与水平面平行），当弹簧处于自然状态时，物块位于O处。小乐将物块移至N处后由静止开始释放，发现物块向左移动，最终停在M处。下列说法正确的是（）A．从N到M的过程中，物块的机械能保持不变B．从N到M的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大C．物块经过O处时，受到的摩擦力方向发生改变D．物块停在M处时，受到水平向右的摩擦力21．（2023·乐清模拟）如图甲是蹦极运动过程示意图，小明从О点开始下落，OA长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，C点是下落到达的最低点。蹦极过程中人和弹性绳的能量变化如图乙（忽略空气摩擦的影响)，下列判断正确的是（）A．a图像表示人的重力势能 B．t1时刻人在B点位置C．t2时刻绳的弹性势能最大 D．t3时刻人的动能为零22．如图所示，A、B两球质量相等，A球用不可伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O′点，O与O′点在同一水平面上。分别将A、B球拉到与悬点等高处，使轻绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球第一次到达各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则两球第一次到达各自悬点正下方时（不计空气阻力）（）A．两球的动能相等 B．B球的机械能较大C．A球的速度较大 D．两球的机械能相等23．如图所示，一根质量不计的弹簧，上端固定，下端挂一个小g球，小球静止时距地面高度为h，现用力向下拉小球使其与地面接触，然后从静止释放小球，不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，则下列说法错误的是（）A．小球上升到最高点时受力方向竖直向下B．小球上升到距离地面高度为h时，速度最大C．小球上升过程中，整个系统的势能不断增大D．小球运动过程中，整个系统的机械能守恒24．如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台0点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自弹性绳重不计）（1）从0点到C点的过程中，运动员的动能（选填“增大”、“减小”、“不变”或“先增大后减小”）。（2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能（选填“增大”、“减小”、“不变”或“先增大后减小”）25．（2022·舟山模拟）某小组同学为了探究运动物体做功本领的大小与哪些因素有关，从实验室借取了弹射器、纸盒、质量与形状不同的物体（已知m甲（1）图（a）、（b）是在研究运动物体做功本领的大小与的关系。（2）小张同学认为在（a）、（b）实验中，控制每次物体弹出时的速度相同是一个操作难点。小华则认为用甲、乙物体将弹簧压缩相同程度后由静止释放，就能保证物体脱离弹簧时的速度相同。你认为小华的方法。（选填“可行”或“不可行”）（3）他们分析比较图（a）、（c）后认为：质量、速度相同的不同物体，球形的物体比方形的物体做功本领更大。你是否赞同他们的观点，为什么？26．小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲)，在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙)，速度为5m/s。将弹簧压缩到最短(如图丙)的整个过程中，小球的速度v和弹簧缩短的长度ΔL之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到0.2N的压力就缩短1cm，并且轻弹簧在受到撞击至压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变(不计空气阻力)。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是，小球机械能的变化情况是四、机械能转化与守恒27．“天宫一号”为中国载人航天工程发射的第一个目标飞行器，是中国第一个空间实验室，它绕地球飞行一圈的时间约为90分钟，下列说法中正确的是（）A．从近地点向远地点运动过程中，动能减小，势能增大B．在真空中绕地球匀速飞行的过程中，“天宫一号”受力平衡C．在失重状态下，天宫一号不具有惯性D．“天宫一号”与“神舟飞船”空间交会对接后，两者就不再运动28．（2023九下·龙湾模拟）某跳伞运动员从飞机上跳下，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图所示。下列说法正确的是（）A．OA段：动能增大 B．AB段：势能不变C．BC段：动能不变 D．CD段：机械能不变29．如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（）A．小球从A点运动到B点的过程中机械能不断减少B．小球反弹经过D点时动能为零C．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑D．小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能30．（2023九下·宁波月考）图为撑杆跳运动员在比赛中的几个画面，假设该过程不计空气阻力，则下列说法中正确的是（）A．运动员过最高点时的速度为零B．运动员在上升阶段撑杆的弹性势能全部转化为运动员的动能C．运动员助跑阶段，身体中的化学能只转化为人的动能D．运动员起跳时的动能等于落地时的动能31．（2023·宁波模拟）2022年02月08日，北京冬奥会女子自由式滑雪决赛上，中国选手谷爱凌最后一跳稳定地完成1620度转体的超高难度动作，从而逆转对手夺得冠军。下图是模拟运动员在滑雪赛场上的几个瞬间，整个过程不计空气阻力，下列说法错误的是（）A．运动员在⑦位置时的动能比在②位置时的动能大B．运动员在④位置时上升到最高点，但处于不平衡状态C．2→④过程中，运动员的重力势能不断增加，但机械能始终守恒D．②→⑥过程，运动员的动能先减小再增大，④位置时动能最小，动能大小为零32．（2023九上·海曙期末）在2022年北京冬奥会女子自由式滑雪大跳台比赛中，我国运动员谷爱凌在最后一跳突破个人极限勇夺冠军。比赛时，她在腾空后继续向上的过程中，如果不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．动能不变，重力势能不变，机械能不变B．动能增大，重力势能不变，机械能增大C．动能增大，重力势能减少，机械能减少D．动能减小，重力势能增大，机械能不变33．滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。下列滑板模型中，