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文档简介
九上专题7:机械能讲义【知识回顾】知识点01动能(一)动能的概念物体由于运动而具有的能量叫做动能。一切做机械运动的物体都具有动能。(二)探究影响动能大小的因素(1)提出问题:动能的大小与哪些因素有关?(2)猜想与假设:物体动能大,表示物体由于运动而具有的能量大,所以动能可能与物体的运动速度有关,还可能与物体的质量有关。(3)设计实验与制订计划:让小车从斜面上滑下,碰到一个木块上,推动木块做功。在同样的水平面上,通过木块被推动的距离大小,判断出小车动能的大小。①探究动能大小与速度的关系:让同一小车从不同高度滑下,看哪次木块被推得远②探究动能大小与质量的关系:换用质量不同小车,让它们从同一高度滑下,看哪个小车把木块推得远(4)进行实验与收集证据:①同一小车从不同高度滑下,小车碰撞木块时的速度不同。高度越高,小车滑下时速度越大,木块被推得越远,说明物体动能的大小与物体的速度有关。②不同小车从同一高度滑下,小车碰撞木块时的速度相同。质量大的小车将木块推得远,说明物体动能的大小与物体的质量有关。(5)实验结论:物体动能的大小与物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。(三)在探究和理解动能大小与哪些因素有关时,应注意以下两点(1)因动能的大小与物体的质量、运动的速度两个因素有关,所以要用控制变量的方法进行实验。(2)一切运动的物体都具有动能,物体的动能由物体的质量和其速度的大小共同决定,在比较物体的动能大小或分析物体动能大小的变化时,要同时考虑到物体的质量和物体的速度两个因素,不能只考虑其中的一个方面。例如:一颗子弹的速度大于火车的速度,并不能说明子弹的动能就一定比火车的动能大,因为子弹的质量比火车的质量小得多;也不能因为火车的质量比子弹的质量大得多,就认为火车的动能就一定比子弹的动能大,因为火车的速度比子弹小得多。【能力拓展】①任何物体都有质量,无论固体、液体还是气体,只要它是运动的,它就具有动能。②本实验主要运用了控制变量法(控制物体的质量或物体的速度相同)和转换法(根据小车将木块推动的距离远近来判断小车具有的动能大小)。知识点02势能(一)重力势能(1)定义:物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。判断一个物体是否具有重力势能,关键是看此物体相对某一个平面有没有被举高,即相对此平面有没有一定的高度。若有,则物体具有重力势能;若没有,则物体不具有重力势能。(2)探究影响重力势能大小的因素的实验实验原理金属小球的重力势能由被金属小球所撞出的沙坑的深度和大小来表示,撞出的沙坑越深越大,表明金属小球的重力势能越大实验过程a.探究重力势能与高度的关系:从不同高度自由释放同一金属小球,观察并记录金属小球所撞出沙坑的深度和大小;b.探究重力势能与质量的关系:从同一高度自由释放质量不同的金属小球,观察并记录金属小球所撞出沙坑的深度和大小实验现象a.同一个金属小球,下落高度越高,金属小球所撞出的沙坑越深越大;b.下落相同的高度,质量越大的金属小球撞出的沙坑越深越大分析现象得出结论a.在质量相同时,物体被举得越高,它具有的重力势能越大;b.物体被举高的高度相同,物体的质量越大,它具有的重力势能就越大(3)物体的重力势能大小与物体的质量和被举高的高度有关。物体的质量越大,被举得越高,它具有的重力势能就越大。(二)弹性势能(1)定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。例如,张开的弓、拉长的橡皮条、卷紧的钟表发条、压弯的杆等都是由于发生形生弹性形变而具有了弹性势能。判断一个物体是否具有弹性势能,关键是看物体是否发生了弹性形变,若物体发生了弹性形变,则此物体具有弹性势能。(2)影响弹性势能大小的因素:弹性势能的大小与物体弹性形变的大小有关。物体的弹性形变越大,弹性势能就越大。例如,射箭时手拉弓弦使弓的弹性形变越大,弹性势能就越大,箭就射得越远。同样,机械表内发条卷得越紧,弹性形变越大,弹性势能就越大,机械表走动的时间就越长。【能力拓展】在没有特别指明的情况下,“高度”一般是相对于地面而言的,在初中阶段通常认为地面上的物体具有的重力势能为零。弹性势能说明:(1)不是所有发生形变的物体都具有弹性势能,如橡皮泥发生形变就不具有弹性势能,因为它发生形变后不能恢复原状,属于塑性形变。具有弹性的物体也不一定具有弹性势能,若弹簧被拉伸,超出弹性限度,不能恢复原状,此时弹簧就不具有弹性势能。(2)要判断物体的弹性势能是否发生了变化,关键是要看此物体的形变程度有没有发生改变。若物体的形变程度变大,则物体的弹性势长能变大;若物体的形变程度变小,则物体的弹性势能变小。知识点03动能和势能的转化(一)动能和重力势能的相互转化动能和重力势能之间可以相互转化,一般发生在重力作用下的运动过程中。(1)摆锤的摆动:在摆锤向下摆动的过程中,高度越来越低,速度越来越大,重力势能减小,动能增大,重力势能转化为动能:在摆锤摆过中点向上摆动的过程中,高度越来越高,速度越来越小,重力势能增大,动能减小,动能转化为重力势能。(2)滚摆的运动:在滚摆下降的过程中,高度越光越低,速度越来越大,重力势能减小,动能增大,重力势能转化为动能;在滚摆上升的过程中,高度越来越高,速度越来越小,重力势能增大,动能减小,动能转化为重力势能。(3)高处滚下的小球:小球在最高点运动速度是零,不具有动能,只具有重力势能;到最低点只具有动能;之间既有动能又有重力势能。最高点开始小球在滚动过程中,重力势能转化为动能;最低点开始动能转化为重力势能。(二)动能和弹性势能的相互转化一个木球从高处滚下来,撞击到弹簧片上。研究的过程球的速度动能弹簧片形变程度弹性势能能的转化木球压弯弹簧片不断减小直至为零不断减小直至为零由小变大不断增大动能转化为弹性势能弹簧片把木球弹回由零不断增大由零不断增大由大变小不断减小,直至为零弹性势能转化为动能(三)机械能守恒动能和势能之和称为机械能。物体的动能和势能可以相互转化,而且在转化过程中,如果只有动能和势能的相互转化,机械能的总量就保持不变,即机械能守恒。(四)动能和势能转化的应用动能和势能的相互转化有着广泛的应用。如撑杆跳高运动员起跳后,身体不断上升,撑竿剧烈弯曲,动能转化为运动员的重力势能和撑竿的弹性势能。当上升到一定高度时,动能变得很小。此后,撑竿的弹性势能将逐渐转化为运动员的重力势能。水力发电站是利用水的势能转化为水的动能,再转化为叶轮的动能,进而带动发电机发电的。【能力拓展】正确分析动能和势能的相互转化,可分以下几步进行:(1)明确研究对象和所要研究的过程。(2)物体在起始位置所具有的动能、势能。(3)在运动过程中,物体的位置、形状、速度是否发生变化,如何变化,物体的重力势能、弹性势能、动能是否变化。(4)得出结论:减小的一种形式的能必定转化为增大的另一种形式的能。分类动能势能物体由于运动而具有的能重力势能: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影响因素物体的质量和速度质量相同,速度越大物体具有的动能越大速度相同,质量越大的物体具有的动能越大物体的质量和高度质量相同时,高度越大重力势能越大高度相同时,质量越大的物体重力势能越大同一物体的弹性形变越大,其弹性是能越大动能和势能的相互转化动能→重力势能物体的速度不断减小,高度不断增加重力势能→动能高度减小,速度增加动能→弹性势能速度减少,弹性形变变大弹性是能→动能弹性形变减少,速度增大机械能守恒物体通常既具有动能,又具有势能当物体只受重力和弹性力时(不受阻力时),机械能总量保持不变。即动能减小了多少,势能就增加多少;势能减小了多少,动能就增加多少。【机械能转化模型】 模型一:竖直弹簧模型、蹦极模型质量为m的小球从O点静止下落,落在竖直放置静止的轻质弹簧上,到达B点时小球重力与弹簧的弹力大小相等,图中A点是弹簧自然伸长的原长点,C点是小球到达的最低点(不计空气阻力)知识拓展:知识拓展:合力方向与运动方向相同,速度增大;相反则减小;机械能转化分析方法小妙招:过程中减小的能量增大的能量(能量并不会凭空消失,也不会凭空创造)思考:1.在哪些阶段小球机械能守恒?【答案】OA段2.将弹簧和小球看作一个体系,这个体系的机械能守恒吗?【答案】整个过程都守恒3.如果是需要考虑空气阻力,思考1和思考2的答案有什么变化?【答案】如果考虑空气阻力,下落过程中始终有与空气阻力摩擦而转化出去的内能,所以不管哪个阶段,小球或小球弹簧体系的机械能都不守恒。总结:【机械能守恒的判断方法】方法一:做功法①对于一个物体而言,只受到重力的作用时机械能一定守恒(只有重力对物体做功)②对于多个物体组成系统而言,只有重力和系统内的弹力做功,系统机械能守恒方法二:定义法机械能守恒:物体具有的动能和势能发生相互转化,但是动能和势能的总和保持不变,我们称这个物体的机械能守恒。只需要判断该物体的机械能有没有对外转化出去,如果只是自身动能与势能相互转化,那么自身的机械能总和不变,即机械能守恒,若有将机械能转化为其他物体的能量,则该物体机械能不守恒。模型二:水平弹簧模型分析要点:水平方向上进行受力分析,分析摩擦力与弹力大小关系,得出合力方向,从而确定速度变化。考察要点:滑块最后静止位置(从静止状态受力平衡角度思考)1.若水平面不光滑,则最终可能静止在弹簧原长点、原长点左侧、原长点右侧2.若水平面光滑,则最终只能静止在弹簧原长点模型三:单摆模型不计空气阻力,质量为m的小球从A点静止摆下AB:重力势能转化成动能不计空气阻力,质量为m的小球从A点静止摆下AB:重力势能转化成动能BC:动能转化成重力势能整个阶段,小球的机械能守恒小球在B点绳子突然断开,小球会做平抛运动;小球在C点绳子突然断开,小球会竖直下落。模型四:抛体模型竖直上抛与平抛运动的区别:竖直上抛最高点速度为0竖直上抛与平抛运动的区别:竖直上抛最高点速度为0平抛运动最高点速度不为0【经典例题】【例题1】一中间有孔的木块套有光滑杆,用手将该木块按压至距桌面H0处(如图甲),松手后,木块将上升到最大高度H(如图乙)。若摩擦忽略不计,则木块上升过程中()A.弹簧的弹性势能逐渐增大 B.弹簧的弹性势能先增大后不变 C.木块的机械能逐渐增大 D.木块的机械能先增大后不变【例题2】如图所示,小球在一定高度由静止落下,接触弹簧后再被弹起,每次弹起的高度都低于落下时的高度。则小球从刚接触弹簧到刚离开弹簧的过程中,则小球动能随时间的变化图像正确()A. B. C. D.【例题3】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【例题4】如图所示,用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上,放手后,铁球从A位置开始向下运动,到达B位置速度达到最大,到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h,则从A位置到C位置铁球的重力做功是__________;在此过程中弹簧的弹性势能增加量为__________。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力__________(选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧所施加的弹力。(不计能量损耗)【例题5】如图所示,小物块A和弹簧放在光滑的水平面上,弹簧左端固定于竖直墙面。向左移动物块A并压缩弹簧至B处,静止释放物块A,此后物块的动能()A.一直变大B.一直不变 C.先变大后不变D.先变大后变小【例题6】弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程,其中b是弹簧处在原长的状态,针对此过程分析正确的是()A.a→b,小金的机械能不断增加,在b时动能最大B.b→c,弹簧的弹性势能转化为小金的重力势能C.在a状态时弹簧的弹性势能最大D.在c状态时小金的机械能达到最大
【例题7】如图甲所示,小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度Δl之间的关系,如图乙所示,其中b为曲线最高点。不计空气阻力,弹簧在整个过程中始终发生弹性形变,则小球()受到的弹力始终不变 B.运动过程动能一直增大C.运动过程机械能不变 D.在b点时重力等于弹力【例题8】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,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图(乙)所示,则()A.t1时刻小球动能最大B.t2时刻小球动能最大C.t2~t3这段时间内,小球的动能先增加后减少D.t2~t3这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能【例题9】如图,弹簧左端固定于竖直墙壁,没有形变时右端在O点,现用一物块向左压缩弹簧(不连接)至A位置,然后静止释放,物块最终停在B位置.则物块()A.从A到O一直加速运动 B.从O到B一直减速运动 C.经过O点时速度最大 D.从A到O增加的动能等于弹簧减少的弹性势能【例题10】如图,粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接,弹簧左端固定。小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中(空气阻力忽略不计),下列说法正确的是()A.在弹簧恢复原状的过程中,弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能 B.小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒 C.小木块P在斜面上向上运动时,动能减小,重力势能增加 D.小木块P运动到最高点时处于平衡状态【例题11】物体G和弹簧相连固定于墙壁上,当物体处于位置B处弹簧没有形变,用力将其拉至C处,松手后物体从C点出发在CA之间往返运动并最终停留在某处,停留时弹簧弹性势能为0。则(1)由C到B时,弹簧的弹性势能。(填“不变”、“增大”或“减少”)(2)物体在CA之间运动过程中,物体动能最大的点位于。(选填“B点”、“AB之间”或“BC之间”)(3)物体最终停留在。(选填“B点”、“AB之间”、“BC之间”)【例题12】如图,轻质弹簧竖直放置,下端固定于地面,上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端,再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放,小球将竖直向上运动并脱离弹簧,不计空气阻力,则小球()A.运动至最高点时,受平衡力作用 B.被释放瞬间,所受重力大于弹簧弹力C.从A点向上运动过程中,速度先增大后减小 D.从O点向上运动过程中,重力势能转化为动能【例题13】小王系好安全弹性绳玩蹦极,他从最高点下落到最低点过程的v﹣t图像如图甲所示(忽略空气阻力)。(忽略空气阻力)。已知:在t1时,弹性绳处于自然伸直状态;t3时,小王到最低点。则下列说法正确的是()A.0~t3,小王的动能不断增大 B.0~t3,小王的重力势能不断减少 C.0~t1,小王的机械能不断增大 D.t1~t2,小王的机械能转化为绳的弹性势能,小王的速度逐渐变小【例题14】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弹力相等的点,C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力),下列说法中正确的是()A.B点时运动员的动能最大 B.A点时运动员受到的弹力最大 C.从A点到C点运动员速度一直减小 D.从O点到B点运动员的重力势能全部转化为运动员的动能【例题15】“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,经B点时速度最大,最高能到达C点。对此过程,下列描述正确的是()A.人从A到B的过程中,动能增加,重力势能减少B.人从B到C的过程中,重力势能增加,动能减少C.人从A到C的过程中,重力势能增加,动能一直减少D.弹性绳的弹性势能在B点时最大【例题16】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O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,弹性绳的自重不计)(1)从O点到A点的过程中,运动员的机械能___________(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”,下同);运动员的动能___________。【例题17】如图甲是某运动员正在做蹦极运动。如图乙所示,运动员从高处O点开始下落,OA段的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其重力,C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图丙所示(蹦极过程视为竖直方向的运动)。下列判断正确的是()A.t0时刻运动员正好在B点位置 B.运动员重力大小等于F0 C.从O点到B点过程中运动员动能增大 D.蹦极的整个过程,运动员的机械能保持不变【例题18】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C点运动员速度一直减小 B.从O点到C点运动员的机械能一直在增大 C.从O点到A点运动员的机械能不变 D.运动员在A点时速度最大【例题19】如图甲是蹦极运动过程示意图,小明从O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【例题20】如图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的O点,自由伸长到B点,今将一小物块m连在弹簧上,并把弹簧压缩到A点,然后释放,小物体能运动到C点,物体与水平地面间的摩擦力恒定,试判断下列说法中正确的是()A.
物体从A到B动能越来越大,从B到C动能越来越小B.
物体从A到C动能一直在减小C.
物体从A到B动能先增大后减小,从B到C动能一直减小D.
物体动能最大的位置在B和C之间【例题21】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。压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球,小球就在AB间做往复运动(已知AO=OB)。小球从A位置运动到B位置的过程中,下列判断正确的是()A.小球的动能不断增加B.弹簧的弹性势能不断减小C.小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等D.在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变【例题22】如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至P点,使细线处于张紧状态。由静止开始释放小球,到最低点Q处细线恰好断裂,若不计一切阻力,下列说法正确的是()A.从P到Q点的过程中,小球都受平衡力的作用B.从P到Q点的过程中,小球机械能逐渐增大C.从P到Q点的过程中,只有重力对小球做功D.细线断裂后,小球将沿水平方向做匀速直线运动【例题23】如图是单摆实验,A点的高度大于B点的高度,让小球从A点由静止开始释放,当小球荡到B点位置时绳子突然断裂(不计空气阻力)。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是()A.a B.b C.c D.d【例题24】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【例题25】如下图是荡秋千的简化模型。摆球在A点静止释放,到达D点后返回,B、C两点等高,下列说法正确的是()A.球在B、C两点的动能相等 B.球在A、D两点的机械能相等C.球从B点到O点的过程中机械能减少 D.球从O点到C点的过程中重力势能减少【例题26】如图,甲、乙、丙是完全相同的小球,处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛,乙以与水平面成θ角、大小也是v的速度斜向右上抛出,丙球沿倾角为θ的足够长斜面以速度v上滑。上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦,比较达到最高点时小球具有的动能和重力势能,正确的是()A.动能:E甲=E丙<E乙 B.动能:E甲=E乙=E丙 C.重力势能:E甲=E丙<E乙 D.重力势能:E甲=E乙=E丙【例题27】过山车是杭州乐园里一项刺激有趣的项目。过山车会由机械将车体送至左侧高台上,推出高台后便不再提供动力,下列过山车模型中,一定无法到达右边平台的是()A. B. C. D.【例题28】(2023•杭州)小金将小球竖直向上抛出,小球先上升后下落,不计空气阻力。小球从离开手后到落回手中之前,此过程中能量变化的分析,正确的是()A.动能先增大后减小B.势能先减小后增大C.机械能先减小后增大 D.机械能保持不变【例题29】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.【例题30】物体热胀冷缩这一常识,我们在小学就知道了,如图所示的两个完全相同的金属球A与B,让它们吸收相同的热,那么它们的势能的变化情况是()A.均增加 B.均减小 C.A增加,B减小 D.A减小,B增加【例题31】如图,小球从左侧的斜坡滚下,到达底端后又沿着右侧斜坡向上滚到最高处,则下列图像能正确代表小球重力势能与运动时间t之间对应关系的是()A.B. C. D.【例题32】如图是滑雪运动的轨道。某运动员从高处A点由静止滑下,经过B点到达最低点,然后到达另一侧与B点等高的C点时速度刚好为零。下列说法正确的是()A.从A点到O点的过程,动能转化为重力势能 B.从A点到O点的过程,动能不断增大 C.B点和C点的机械能相等 D.从O点到C点的过程,机械能不断增加【例题33】小金将一金属块放在木板上,逐渐抬高木板右端至图示位置,发现金属块静止不动,稍用力推金属块后,金属块恰好能匀速下滑。下列说法正确的是()A.金属块静止时,重力与支持力平衡 B.金属块匀速下滑的过程中,重力势能转化为动能 C.金属块静止与匀速下滑时,受到的摩擦力大小相等、方向相同 D.金属块匀速下滑时,若抬高木板,金属块下滑的速度保持不变【例题34】有甲、乙两个完全相同的小球,在同一高度以大小相等的速度,将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出,如图所示.不计空气阻力,下列说法正确的是()A.刚抛出时刻,甲球的动能大于乙球的动能 B.刚抛出时刻,甲球的动能小于乙球的动能 C.两球在各自刚落地的一瞬间,动能不相等 D.两球在各自刚落地的一瞬间,动能相等【例题35】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三处的机械能相等D.在d处动能为零【例题36】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(选填“大于”“小于”或“等于”);此过程中皮球的机械能________
(选填“增大”“减小”或“不变”)。【例题37】如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验时,将一根橡皮筋一端系一质量为m的小球,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置,C点是小球从A点自由下落所能到达的最低点,在小球从A点到C点运动的过程中,不考虑空气阻力,以下说法正确的是()A.小球到达B点时,受的合力为零B.小球到达C点时,受的合力为零C.小球的动能一直在增加,重力势能一直在减小D.在C点小球的动能为零,橡皮筋的弹性势能最大
【例题38】体育课上小明同学进行传接篮球训练,他将球斜向上抛出,球的运动轨迹如图所示,a、b、c、d为轨迹上的点,其中a、c两点高度相同,不计空气阻力,则篮球在()A.a、c两点的动能相等B.a点的机械能比d点机械能大C.a点动能比d点动能大D.b点的动能最大【例题39】立定跳远是我是体育中考项目之一,其动作分解如图所示。下列对运动员在立定跳远过程中的相关分析正确的是()A.起跳时,没有受到地面对它的作用B.起跳后,能继续往前,是由于他具有惯性C.腾空到达最高点时,速度大小刚好减为零D.落地后站稳,机械能全部转化为化学能【例题40】如图为桌球运动员击打白球后,白球撞击黑球的运动轨迹图,其中乙和丁点为两球撞击后的瞬间,最终分别停留在丙点和戊点。假设黑白两球完全一样,桌面粗糙程度相同。下列有关不同点对应小球机械能大小关系错误的是()
A.乙>丁 B.乙>丙 C.甲>乙+丁 D.丙=戊【例题41】撑杆跳高时,运动员先加速助跑,起跳后,他的身体不断上升。撑杆剧烈弯曲,促使运动员继续上升,最后,撑杆离手,运动员越过横杆下落。若整个过程中不考虑空气阻力、人和撑杆之间的摩擦产生的能量损耗,从开始助跑到落地前,下列有关能量随时间变化正确的是()
A.
B.C.
D.
【例题42】如图所示是蹦床运动员表演的情景,运动员从最低点到脱离蹦床的过程中,其动能变化情况是(
)A.动能不断减少 B.动能不断增大C.动能先增大后减小 D.动能先减小后增大【例题43】如图是一个弹性小球从台阶上以一定速度滚下的轨迹图,关于该过程说法合理的是(
)A.运动过程中小球的机械能保持不变B.整个过程中只发生了重力势能和动能之间的转化C.整个过程中小球的重力势能一直在减小D.小球均未与台阶接触情况下,位点4动能大于位点3
【例题44】如图,甲乙完全相同的小球,以同样的速度v沿着与水平方向均成角斜向上抛出,甲球沿光滑斜面,乙球抛向空中,不计空气阻力,甲乙小球能到达的最高点分别为a点与b点,离地高度为h1和h2。则下列说法正确的是()A.a点时,小球所受重力和支持力是一对平衡力 B.b点时,小球所受重力和惯性力不是一对平衡力C.h1=h2 D.h1>h2【例题45】在学习牛顿第一定律的时候,我们做了如图所示实验,下列有关叙述正确的是()A.根据甲、乙、丙的实验现象可以直接得出牛顿第一定律B.每次实验时,小车可以从斜面上的任何位置开始下滑C.实验表明,小车受到的摩擦力越小,运动的距离越大D.小车在毛巾上运动的距离最短,所以它消耗的机械能最少【例题46】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D.小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能【例题47】一颗番茄从手中由静止开始下落,撞击水面时溅起许多水珠(如图),同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗,番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能()A.等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和B.大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和C.等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和D.小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和【例题48】如图,小球先以速度v竖直向上抛出,后以速度v沿光滑斜面向上运动(斜面足够长),两次上升的高度分别为h1和h2,则h1和h2的关系是(不计空气阻力)()A.h1>h2 B.h1<h2 C.h1=h2 D.无法确定【例题49】如图所示,用不可伸长的轻质细线和轻质弹簧分别吊质量相同的小球A、B,将两球拉开使细线与弹簧都在水平方向上,且高度相同,此时弹簧处于原长状态,而后由静止放开A、B两球,两球在运动中空气阻力不计,到最低点时两球在同一水平面上,关于两球在最低点时速度的大小正确的是()A.A球的速度大 B.B球的速度大 C.A、B球的速度大小相等 D.无法判定【例题50】乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球,若不计空气阻力,则落到水平桌面时三者的速度大小关系是()A.va>vb>vcB.vb>vc>vaC.va>vc>vbD.va=vb=vc【例题51】踢毽子是一项有益的体育活动。如图所示,毽子某次被踢出后,竖直上升经过某一位置时,毽子的动能和重力势能分别为Ek1和Ep1,下落经过同一位置时,毽子的动能和重力势能分别为Ek2和Ep2,则()A.Ek2﹥Ek1B.Ek2﹤Ek1C.Ep2﹥Ep1D.Ep2﹤Ep1【例题52】如图甲所示,小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落,从a处开始接触弹簧,压缩至c处时弹簧最短。从a处至c处的过程中,小球在b处速度最大。小球的速度v和弹簧被压缩的长度ΔL之间的关系如图乙所示。不计空气阻力,则从a处至c处的过程中,下列说法中正确的是()A.小球所受重力始终大于弹簧的弹力B.小球的重力势能先减小后增大C.小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能D.小球的动能一直减小【例题53】如图所示,物体沿斜面从顶端匀速下滑至底端。在这个过程中,物体的速度v、通过的距离s、机械能E和动能Ek随时间t的变化如图所示,则错误的是()【例题54】如图所示,某同学坐在轮胎上从雪道的A点由静止开始滑下,经最低点B滑行到右边坡道的最高点C,轮胎与雪道之间有摩擦力存在。从A到C的过程中()A.重力势能一直减少B.动能一直减少C.动能一直增加D.机械能一直减少【例题55】如图所示是一个左右对称的凹形槽,将小球从A点由静止释放,若小球出发点A点到B点运动过程中克服摩擦力做功用W表示,忽略空气阻力,则下列说法正确的是()A.小球从A点运动到B点的过程中,机械能守恒 B.小球能够从A点运动到D点 C.小球运动到B点时受力平衡 D.小球运动到B点时的动能大于C点时的重力势能【例题56】在蹦床比赛中,运动员从高处落到蹦床上又被弹起,该过程中有关机械能及其转化的说法正确的是()A.运动员上升到最高点时重力势能为零 B.运动员下降过程中机械能增大C.运动员从高处下落到蹦床前,重力势能转化为动能 D.运动员弹离蹦床后上升的过程中,弹性势能转化为动能【例题57】图甲为自由式滑雪大跳台示意图,比赛中选手的部分运动轨迹如图乙,其中a点为滑上跳台前的最低点,在b点离开跳台,c为离开跳台后运动的最高点,d为落地点。若空气阻力不计,下列关于选手在相应位置能量变化示意图正确的是()A.B. C.D.
【例题58】2020年12月,”嫦娥5号”探测器从月球上采样并顺利返回地球,如图所示为返回的两种返回技术示意图。下列分析正确的是()A.采用“跳跃式返回”可使返回器的机械能转化为内能更多 B.用“跳跃式返回”可使返回器与大气摩擦通过的距离更短 C.采用“直接进入返回”可使返回器着陆前的速度更小 D.采用“直接进入返回”可使返回器着陆前具有的机械能更小【例题59】如图所示,小球从距离地面一定高度的O点沿x轴竖直落下,不计空气阻力,图象表示小球某种形式的能量E随下落高度x的变化情况。E可能表示小球的()A.动能B.弹性势能C.机械能D.重力势能【例题60】针对如上图三种现象,其中不能成立的是()①甲图是一个无摩擦的连续的轨道,小球从A点经B、C能滑到D;②乙图是一个单摆,从A点放手,能摆到B点,若在O点放一小棒,抵住细绳,小球能摆到C点;③丙图AOB是光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度,让小球由A点静止开始自由落下,沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力),则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是b;A.①②③ B.②③ C.①③ D.②【例题61】如图所示,在同一高度以大小相同的初速度v0分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出,不计空气阻力。小球上升时,小球的能转化为重力势能;小球竖直向上、斜向上到达最高点时到水平地面的高度分别为h1和h2,小球又下落到与抛出点等高度时的速度大小分别为v1和v2,则h1h2,v1v2(大于/等于/小于)。【例题62】滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处下滑,仅依靠滑行,滑到与A相同高度的滑台B处时静止。请回答下列问题:(1)整个过程中动能最大的位置是_______,机械能最大的位置是_________(选填“A”、“O”或“B”)。(2)若想滑到C点,小金提出只要增加“用力竖直向上跳起一段高度”这个操作即可实现,则在___________(选填“A”、“O”或“B”)点起跳有可能达到该目的。【例题63】如图所示,在同一高度以大小相同的初速度V0分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出,不计空气阻力。小球上升时,小球的能转化为重力势能;小球竖直向上、斜向上到达最高点时到水平地面的高度分别为h1和h2,小球又下落到与抛出点等高度时的速度大小分别为v1和v2,则h1h2,v1v2(大于/等于/小于)【例题64】在“探究影响重力势能大小因素”的实验中,小明将皮球表面涂黑,使这个皮球分别从同一幢楼的不同楼层自由下落。其实验目的是探究重力势能大小与的关系。如图所示是皮球撞击地面时留下的黑色圆斑,圆斑(选填“A”或“B”)是皮球从较高楼层下落形成的。【例题65】过山车是一种富有刺激性的娱乐工具,小江同学制作了一个过山车模型,如图所示。他把重力为G的铁球放在A点,然后让它沿轨道滚下,轨道的右侧有一弹簧,铁球先后经过B、C、D点,到达E点。已知B点离台面高度为零,A、D点离台面的高度分别为hA、hD,则从A位置到B位置铁球的重力做功是___;C点小球具有的机械能大小是___;当到达E点时,弹簧最短,小球的速度变为零,小球___(选填“处于”、“不处于”)受力平衡状态(整个过程中不计摩擦及能量损耗)。【例题66】在中考体育考试中,小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示,若不考虑空气阻力,则实心球从离开手后到最高点的过程中,球受________个力的作用,球的机械能________(填“增大”“减小”或“不变”),在最高点时,球的动能______(填“大于”或“等于”)零。实心球下落时,越来越快是因为____________能转化为______能。【例题67】如图,在一个金属罐的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来,使小铁块悬于罐体内。做好后将罐子从不太陡的斜面滚下,罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的__________,滚动一段时间后罐子停下来,然后再沿斜面向上滚动,此时罐子的重力势能会________(填“增大”“减小”或“不变”)。【例题68】如图所示,a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线(不计空气阻力),其中________是动能—高度关系图线,小石块达到的最大高度为________m,小石块在最高点时的机械能为________J。【例题69】在“研究动能大小与速度关系”实验中,小敏利用图甲中的装置进行研究,在水平面铺上材料A制成的粗糙平板,同一小球从斜面不同高度静止释放,运动一段距离后停止,位置如图。(1)根据图甲实验结果,可得出的结论是:质量相同时,物体的速度越大,。(2)图乙中,水平面铺上不同材料的平板,其中材料A、B、C粗糙程度依次减小。小敏先后三次将同一小球从同一高度静止释放,刚到底部时用频闪相机(间隔相同时间自动拍摄)开始记录小球在平板上的位置情况。请在材料C平板上画出第2、3次频闪相机拍摄到小球的大致位置。(3)小敏调节图甲中的平板呈不同角度,重现伽利略斜面实验。不考虑底部转折处的能量损失,下列最符合实际的现象是。【例题70】小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,他用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)由静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离,实验过程如图所示。(1)小明通过观察木块B移动的距离长短,来判断钢球动能的大小,若水平面绝对光滑,本实验将(选填“能”或“不能”)达到探究目的。(2)通过甲乙丙实验分析可得结论。(3)另一同学用图丁、戊所示的方法探究动能的大小与速度的关系,他将相同质量的小球从不同高度(h1>h2)由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小,这种方法是的。(选填“正确”或“错误”)【例题71】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)小金又利用丁图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为t2,则t1t2(填“<”、“=”、“>”)。【例题72】在“探究影响动能大小的因素”实验中,如图a、b、c所示,让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下,小球撞击放在水平木板上的木块,使木块滑动,虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。(1)小球动能是由__________(填某种能量)转化来的。(2)实验中通过________________反映小球动能的大小。(3)比较____________两图进行的实验,可以探究小球的动能与速度的关系。(4)比较a、b两图进行的实验,可以得到小球的动能随质量增大而________。
【例题73】兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关?【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟________有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟________有关。【进行实验】他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越____。【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是_________________________________。【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车________(填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。【例题74】如图甲所示,光滑的斜面甲与粗糙水平面AB平滑连接,从斜面甲高H处静止释放质量为m的小球,小球运动到B点静止;如图乙,在AB上的C点平滑连接另一光滑的斜面乙。(不计空气阻力,C点与A点不重合)(1)图甲中,摩擦力对小球做功_______(用题中的字母表示);(2)图乙中,如果小球从斜面甲高H处静止释放,小球在乙斜面到达的最高高度h,那么h与H的关系是:h_______H;(填“>”、“<”或“=”)(3)若将轨道换成如图丙的AOB完全光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度h,让小球在A点由静止开始自由滑下,到达B点后离开,则小球离开B点后的运动轨迹为_______(填“a”、“b”或“c”)【例题75】在探究动能大小与哪些因素有关的实验中:(1)小明通过图甲的实验,通过比较________来比较小车具有的动能大小。能得出的结论________;(2)小华在设计动能与质量关系实验中,认为去掉木块,利用粗糙且足够长的木板,把小车的动能转化为小车克服摩擦力做功,最后比较小车的最终位置也能得出结论。但多次实验后均得到如图乙所示的实验情形,与书本实验结论不一致。请你分析可能的原因______________。【例题76】某同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到:物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是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,其中A、C、D三球的质量为m,B球质量为2m,让A、B两球从距沙坑表面高H处静止下落,C球从距沙坑表面高2H处静止下落,D球从距沙坑表面高2H的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)。实验测得A、B两球陷入沙坑深度分别为h1和h2,C、D两球陷入沙坑深度均为h3,且h1<h2<h3。(1)本实验中,铅球的重力势能大小是通过____________________来反映的。(2)比较A、B两球,发现B球陷入沙坑深度更大,由此可得出结论:当下落高度一定时,____________________________________。(3)比较__________两球,发现C球陷入沙坑深度更大,由此可得出结论:当物体质量相同时,下落的高度越高,物体的重力势能越大。(4)比较C、D两球,发现两球运动的路径不同,但陷入沙坑深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径________(填“有关”或“无关”)。运动过程或位置AA→BBB→CC动能Ek/J0增加4.98减少0重力势能Ep/J5.00减少0增加4.97【例题77】在探究“动能和重力势能相互转化”的实验中,采用如图所示的实验装置。用细线把一个质量为m的小球悬挂起来,将小球从位置B拉到位置A,由静止释放小球,观察小球从A→B→C的过程中的高度和速度的变化,并测出了小球在A、B、C三个位置时动能和重力势能的值,从而分析这一过程中动能和重力势能之间的转化,数据如表所示。(1)小球在图中的C位置,受到________个力的作用。(2)从实验中可以看出,小球从A→B的过程中速度不断增加,高度不断降低,这个过程中是重力势能逐渐转化为________;在能量转化的过程中,机械能在逐渐减少,这主要是由于小球受到____________造成的。(3)在实验中,如果换用质量为2m的小球,其他条件不变,那么,小球到达B位置时的机械能________(填“大于”“小于”或“等于”)质量为m的小球到达B位置时的机械能。【例题78】为了探究“弹簧的弹性势能跟哪些因素有关”,小明同学设计了如图所示的装置,并进行了如下实验。①将弹簧放在水平面上,一端固定。②在弹性限度内,用物块(物块与弹簧不连接)将弹簧压缩,测量并记录弹簧的形变量Δl。③由静止释放物块,测量并记录物块在水平面上滑行的距离s。④多次改变弹簧的形变量,重复步骤②③。⑤分析实验数据得出结论。请回答以下问题:(1)本实验中,探究了弹簧弹性势能大小跟______________________的关系。(2)本实验中,弹簧弹性势能大小是通过__________________来间接反映的。(3)本实验中,从物块离开弹簧到静止,物块将________能转化为内能。【例题79】小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条,探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上,如图所示,在弹性范围内,拉伸相同的伸长量,将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去,测得弹射的水平距离,数据如下表:实验次数橡皮条橡皮条宽/cm橡皮条长/cm弹射的水平距离/m1a0.5020.0010.102b0.5030.008.203c1.0020.0014.00请回答以下问题:(1)实验中,是通过比较__________________________来间接反映橡皮条的弹性势能大小的。(2)比较第1次和第2次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条的弹性势能与橡皮条的________有关。(3)比较第1次和第3次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条的弹性势能还与橡皮条的________有关。(4)用同种材料同厚度的橡皮条,拉伸相同的伸长量,弹性势能最大的橡皮条是________。A.窄而长的B.宽而长的 C.窄而短的D.宽而短的【例题80】如图所示,一段粗糙程度相同的水平面和一个光滑的圆弧槽在B点处相连。质量为m的物体,以一定的速度从A点出发,最高到达离水平面高度为h的C点,然后下滑,经B点后停在D点,D点恰为AB的中点。(忽略空气阻力)(1)物体从A点到B点的过程中,受到的摩擦力方向是水平向_________;(2)物体从B点到C点的过程中,能量转化的情况是__________;(3)物体从A点出发到停在D点的过程中,克服摩擦力做功的大小是______(用题目提供的字母符号表示)。【巩固提高】一、选择题1.掉在水平地面上的弹性小球会跳起,而且弹跳的高度会越来越低。图示是小球弹跳的频闪照片,小球在1,2位置的高度一样。下面说法正确的是()A.小球在1、2位置的势能相同,机械能也相同B.小球在1、2位置的动能相同,2位置的机械能较小C.小球在2位置的动能较大,机械能也较大D.小球在2位置的动能较小,机械能也较小2.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处动能为零3.在3米板跳水运动过程中,其跳水的过程可简化为:运动员将跳板向下压到最低点C,跳板自然伸展的位置B点,运动员向上运动的最高A点,那么运动员从C点到A点的运动过程中(不考虑空气阻力的影响)()A.整个过程中运动员的机械能不变B.运动员从C点到A点的过程中动能先增大后减小,机械能先增大后减小C.运动员速度达到最大值时在B点的下方D.运动员在A点和C点时处于平衡状态4.如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,C点是小石块从A点自由释放后所能到达的最低点,关于小石块从A点到C点运动过程的说法,正确的是()A.小石块减少的重力势能全部转化为动能B.从A点下落到B点的过程中,小石块受到重力和弹力的作用C.从B点下落到C点的过程中,小石块的速度先增大后减小D.小石块在C点时,受到平衡力的作用5.学校将举行运动会,如图为小科同学在练习跳远时的几个阶段,则他()A.在助跑阶段机械能不变 B.在起跳时机械能为零C.经过最高点时重力势能最大 D.经过最高点时动能最大6.如图,“蹦床”是体育比赛项目,床面弹性很大,运动员可在上面反复弹跳。从高空落下的运动员刚好与水平床面接触的点为A点,能到达的最低点为B点,如图所示,运动员从B点反弹回A点的过程中,不计空气阻力,则(
)A.运动员在B点速度为0,受平衡力作用B.在反弹的瞬间,运动员在B点所受重力大于弹簧弹力C.从B点向上运动过程中,运动员的动能先增大后减小D.从B点向上运动过程中,运动员的机械能保持不变7.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,球的运动轨迹如图中虚线所示。从篮球离开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.先增大后减小 D.先减小后增大8.如图所示,用手将一重为G的铁球缓慢放在一自然伸长的弹簧上,放手后,铁球从A位置开始向下运动,到达B位置速度达到最大,到达C位置小球的速度变为零(整个过程中不计能量损耗)。则下列说法正确的是(
)A.从A点到C点铁球的动能一直减小B.从A点到C点铁球的动能和重力势能之和一直增大C.从A点到B点铁球的动能和重力势能之和不变D.在C位置弹簧的弹性势能最大
9.2020年6月23日注定是载入中国航天史上里程碑的一天,在当天9时43分,我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星成功发射,全球组网完美收官,如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点,它在大气层外运行,不受空气阻力,则下列说法正确的是()A.卫星从近地点运行到远地点、重力势能减小,动能减小,机械能不守恒B.卫星从近地点运行到远地点,重力势能增大,动能增大,机械能不守恒C.卫星从远地点运行到近地点,重力势能增大,动能减小,机械能守恒D.卫星从远地点运行到近地点,重力势能减小,动能增大,机械能守恒10.蹦极”被称为“勇敢者的游戏”.如图所示,人将一根有弹性的绳子系在身上,另一端固定在跳台上,人从跳台跳下,落至图A中点时弹性绳刚好被拉直,下落至图中点时弹性B点时,弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等;C点是人能达到的最低点。不及空气阻力,人在下落过程中,下列说法正确的是(
)A.从A点到B点绳子弹性势能增加,重力做功变快 B.到达C点时人的动能为零,受到的合外力为零C.从B点到C点人的重力势能转化为动能 D.从A点到C点人动能一直在减小11.下列有关如图所示四幅图的观点中(不计摩擦),分析合理的是()A.图甲中,起跳后上升到最高点时人的动能为零 B.图乙中,在下降过程中滚摆的动能转化为重力势能C.图丙中,卫星从近地点到远地点机械能减小 D.图丁中,小球从①到②的过程中重力势能转化为动能12.如图所示,滑板运动员从高处平台的末端水平飞出,落在水平地面上,若不计空气阻力,则滑板运动员在下落过程中()A.重力势能转化为动能,机械能不变 B.重力势能转化为动能,机械能增大C.动能转化为重力势能,机械能增大 D.动能转化为重力势能,机械能减小13.如图所示的链球、铅球、铁饼和标枪都是奥运会田径项目,当把这些物体斜向上抛出后,不计空气阻力,则这些物体从被抛出到落地的过程中()A.物体的动能一定增大,重力势能一定减小B.物体的动能一直减小,重力势能一直增大C.物体的动能先减小后增大,重力势能先增大后减小D.物体的动能先增大后减小,重力势能先减小后增大14.滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处由静止自由下滑,不计滑台摩擦和空气阻力,仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然(不用力)变化,最有可能滑到滑台C处的是(
)A. B.C. D.15.如图甲为蹦极运动过程示意图,跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下。运动时,跳跃者受到绳子拉力的大小随时间变化的情况如图乙所示(将蹦极过程近似为在竖直方向的运动)。根据图象可知跳跃者()A.重力大小为B.时刻弹性势能最小C.时刻动能最大D.时刻重力势能最小16.如图所示,铅球从出手到将要落地的过程中,下列说法正确的是(不计空气阻力)()A.铅球在c点时动能最大B.铅球在b时,动能为0C.铅球由b→c时,机械能逐渐减小D.铅球在b点的机械能小于在a点的机械能18.如图所示,小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中(小球和轨道间存在摩擦),下列说法错误的是(
)A.小球在A点的机械能最大 B.小球在B点的速度最大C.小球在B点和C点的机械能相等 D.小球不能到达D点19.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20.弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示,图乙是小科玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程,其中b是弹簧处在原长的状态,针对此过程分析正确的是()A.在a状态时,弹簧的弹性势能最大B.在b状态时,小科的动能达到最大C.b→c,弹簧的弹性势能转化为小科的重力势能D.a→b,小科的机械能保持不变22.小红在操场上将一皮球抛出,皮球被抛出后的运动轨迹如图所示,a、c两点处于同一高度,则下列判断中正确的是(
)A.皮球由a到b时,动能逐渐增大 B.皮球在b点时的机械能最大C.皮球由a到b时,机械能减小 D.皮球在a、c两点时动能相等23.有关单摆实验下列说法正确的是(
)A.轻质细绳上悬挂一小球,从A点静止释放,运动到最低点B过程中,重力势能转化为动能。小球运动到B点一瞬间小球所受到的力为一对平衡力B.运动到B点若绳子和小球突然断了,小球直接将沿竖直方向直线下落C.实验中发现小球摆动每次摆动的最大高度越来越低,说明小球机械能并不守恒D.当小球运动到最高点C点时,若绳子断裂,小球将被平抛出去24.将小球竖直上抛,然后又落回到抛出点。小球向上过程的中点为A,取抛出点的重力势能为零。若该球在整个过程所受的空气阻力大小不变,则小球()A.上升过程损失的机械能大于下降过程损失的机械能B.上升过程损失的机械能小于下降过程损失的机械能C.上升至A点时的动能大于势能D.下落至A点时的动能大于势能25.假期里小江一家乘飞机去外地旅游,飞机加速向上运动的过程中,关于小江的能量分析,下列说法正确的是(
)A.机械能总量增加 B.动能增加,重力势能不变C.机械能总量不变 D.动能不变,重力势能增加26.如图甲所示,小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中,得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度Δl之间的关系,如图乙所示,其中b为曲线最高点。不计空气阻力,弹簧在整个过程中始终发生弹性形变,则下列说法正确的是(
)A.b点时小球机械能最大B.在b点时重力等于弹力,由a到c运动过程小球机械能始终不变C.运动过程小球动能先增大后减小,直至动能为0D.c点时小球静止,受平衡力,重力等于弹力27.蹦床运动是一项运动员从蹦床反弹起来后在空中表演技巧的竞技运动,如图所示。关于运动员从高处下落的整个下降过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是()A.运动员的机械能不守恒 B.运动员的机械能和蹦床的机械能之和不守恒C.碰到蹦床后运动员的动能立刻减小 D.碰到蹦床后运动员的动能仍不断增大28.小明同学骑电动平衡车匀速下坡,则关于小明同学的机械能变化说法正确的是()A.动能不变,重力势能不变,机械能不变 B.动能减少,重力势能不变,机械能减小C.动能不变,重力势能减小,机械能不变 D.动能不变,重力势能减少,机械能减小29.如图所示,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变化的图象如图所示,则()A.运动过程中小球的机械能守恒B.t2~t3这段时间内,小球的动能先增加后减少C.t2时刻小球的加速度不为零D.t2~t3这段时间内,小球的动能与重力势能之和保持不变30.如图是小明设计的探究机械能转化的实验装置,将一弹簧下端固定于带槽的斜面底端,弹簧上端处于斜面A点处;将一小球从斜面顶端释放,小球经过斜面A点后压缩弹簧,在斜面C点停止:;然后在弹力的作用下小球再向上运动到斜面的D点,接着再向下运动;如此往复几次后小球在斜面的B点静止,那么小球第一次下降经过斜面动能最大的位置是()A.A点 B.B点 C.C点 D.D点31.同一小球以同样的速度沿着与水平方向成角斜向上抛出,一个在空中,另一个沿光滑斜面,若不计阻力,小球能到达的最高点分别为h1和h2,则h1和h2的关系是(
)A.h1=h2 B.h1<h2 C.h1>h2 D.都有可能32.如图所示是蹦床运动员表演的情景。运动员从最高点A到达最低点C的过程中,下列说法中正确的是(
)A.A—B,运动员的动能减小 B.B—C,运动员的重力势能增大C.B处时,运动员的动能最大 D.A—C,运动员的动能先增大后减小,重力势能一直减小33.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,木块最终静止在图乙所示位置。下列说法中正确的是()A.弹簧恢复原状过程中,弹簧的弹性势能增大B.木块离开弹簧后最终会停下,说明物体的运动需要力来维持C.木块离开弹簧后减速运动过程中,水平面对木块的摩擦力不变D.图乙中,木块受到的重力和木块对水平面的压力是一对平衡力34.如图所示,粗糙程度相同的斜面与水平面在M点相连,弹簧左端固定在竖直墙壁上,弹簧处于自由状态时右端在N点,物块从斜面的P点由静止自由滑下,与弹簧碰撞后又返回到斜面上,最高到达Q点。下列说法正确的是()A.弹簧被压缩到最短时,弹性势能最小B.物块在整个运动过程中,机械能守恒C.物块从N向M运动的过程中,动能不变D.物块从P向M运动的过程中,重力势能变小35.如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景.铅球离手后,在空中飞行过程中动能EK随时间t变化的曲线最接近的是()A. B. C. D.37.2021年8月,全红婵在奥运会跳水项目的完美表现引起国人关注。图①是她站在跳板上压缩跳板至最低点,随后完成②③④动作。不考虑空气阻力,下列选项中能表示全红婵从起跳到即将入水的过程中,其机械能变化的大致图像是()A.B.C. D.38.如图甲所示,小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度△l之间的关系,如图乙所示,其中b为曲线最高点。不计空气阻力,弹簧在整个过程中始终发生弹性形变,则小球(
)A.a点到c点,小球受到的弹力始终不变B.a点到c点,小球减小的动能等于弹簧增加的弹性势能C.a点到c点运动过程中机械能不变D.在b点时小球受到平衡力40.如图所示,甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放,甲球下落过程中经过P、Q两点,忽略空气阻力,下列说法正确的是(
)A.着地瞬间,两球的动能相等 B.甲球在P点和Q点的机械能相等C.释放瞬间,两球的重力势能相等 D.从释放到着地,两球所受重力做的功相等41.如图将一小球置于一弹簧上方,放手后,小球向下运动,到达A位置小球刚好与弹簧接触,到达B位置小球的速度变为零,则对于此过程分析下列说法错误的是()A.从A到B位置过程中,小球的机械能全部转化为弹簧的弹性势能B.从A到B位置过程中,小球受到弹力一直变大C.从A到B位置过程中,小球的速度由大变小,到B位置为零D.从A到B位置过程中,小球开始时受到的弹力小于重力,后来受到的弹力大于重力
42.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O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,弹性绳的自重不计)(1)从O点到A点的过程中,运动员的机械能(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”,下同);运动员的动能。第42题图第43题图43.一小球从弧形轨道AOB上的A点由静止开始滑下(不计空气阻力)。(1)如图甲所示,如果弧形轨道光滑,小球(选填(能”或“不能”)到达B点。(2)如图乙所示,如果由于轨道不光滑,小球仅能滑到C点。当由C点返回后,仅能滑到D点,已知A、C高度差为hl,C、D高度差为h2,则h1h2(选填“>”“=”或“<”)。44.如图甲,光滑斜面甲与水平粗糙面平滑连接。从斜面甲高H=1米处静止释放质量为100克的小球,小球运动到B点恰好停下来,测得AB=4米。如图乙,在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙,已知AC=1米,g取10N/kg,不计空气阻力。(1)小球在斜面甲上运动时,动能(选填“变大”、“变小”或“不变”);(2)小球在AB段运动时,小球克服摩擦力做功焦;(3)图乙,如果小球仍从斜面甲高H=1米处静止释放,则小球在乙斜面到达的最大高度为米。45.如图,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,P点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至M位置,然后释放小球,小球在时速度最大(填“P点”或“P点左侧”或“P点右侧”),若小球能到达的最右端为N位置,小球从M位置运动到N位置的过程中,弹簧的弹性势能变化是(填“先增大后减小”或“先减小后增大”)。46.小明为了研究势能的大小的决定因素,他设计了如图甲、乙实验:(1)让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止,如图甲所示;(2)再让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止,如图乙所示。该实验中势能的大小通过比较来得出。根据如图乙得出的结论是:。47.用手将一重为1N的铁球缓慢放在一弹簧上,放手后,铁球从A位置开始向下运动,到达B位置速度达到最大,到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为20cm,在此过程中弹簧的弹性势能增加量为。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力(填“大于”“小于”或“等于)弹簧所施加的弹力。48.2022世界杯预选赛赛正在进行,如图1是某球员传球时足球在空中的一段运动轨迹;(1)其中A点的重力势能(选填“大于”、“小于”或“等于”)B点的重力势能,若不计空气阻力,足球在下落的过程中,重力势能转化为能;(2)如图2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(选填“大于”、“小于”或“等于”);此过程中皮球的机械能(选填“增大”、“减小”或“不变”)。49.如图甲所示,将小球从弹簧正上方的某处静止释放,它的高度随时间变化的情况如图乙所示。小球最终静止在弹簧上时,弹簧长为40厘米。比较A、B、C三点可知小球在运动过程中机械能(选填“守恒”或“不守恒”),弹簧原长40厘米(选填“<”或“>”或“=”)。在整个运动过程中,小球速度最大的时刻为
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