《11.4 机械能及其转化》能力提升练

学而优教有方.4机械能及其转化一．选择题（共7小题）1．如图所示，飞艇在匀速竖直上升的过程中，它的机械能（）A．不断增大 B．不断减小 C．保持不变 D．无法判断2．下列哪个选项中，物体的机械能守恒（）A．水平公路上匀速行驶洒水的洒水车 B．加速升空的火箭 C．从苹果树下自由落下的苹果 D．绕地球旋转的人造卫星3．“天问一号”火星探测器已在火星停泊轨道运行超过两个月，如图是其轨道示意图。“天问一号”从近火点向远火点运动的过程中速度越来越慢，若只有动能和势能相互转化，下列说法正确的是（）A．“天问一号”在向远火点运动过程中势能越来越小 B．“天问一号”在近火点和远火点的机械能相等 C．“天问一号”在近火点向远火点运动的过程中机械能越来越大 D．“天问一号”从近火点向远火点运动的过程中机械能越来越小4．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，下列说法正确的是（）A．皮球经过同高度的A、B两点时动能相等 B．皮球经过同高度的A、B两点时机械能相等 C．皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能 D．皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零5．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点自由释放后所能达到的最低点。关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（）A．整个过程中小石块重力势能的减小量等于它动能的增加量 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6．如图所示，在一个罐子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，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚下，观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动，直至停下来。下列说法正确的是（）A．罐子在斜面和水平面上来回滚动的过程中，机械能守恒 B．罐子滚动过程速度为零时，橡皮筋的弹性势能最大 C．罐子向下滚时主要是重力势能转化为动能和橡皮筋的弹性势能 D．罐子向前滚出一段距离又滚回，这是由于罐子具有惯性7．球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在S点的（）A．速度比在M点的小 B．离地高度比在M点的低 C．机械能等于在M点的机械能 D．机械能大于在M点的机械能二．填空题（共6小题）8．踢出去的足球在草坪上滚动一段距离后会停下来，此过程足球的机械能，能的总量。（两空选填“守恒”或“不守恒”）9．在城市街道上，常会看到洒水车一边播放着优美的乐曲，一边向道路上洒水。如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，该洒水车的机械能；所受摩擦力将，理由是。（前两空均选填“增大”“减小”或“不变”）10．如图所示，将一小球与固定在竖直墙壁上的轻质弹簧相连，小球可以在光滑的水平面上滑动。当小球在O点时，弹簧处于自然伸长的状态，若将小球推至B点，松手后小球经过O点时的动能（选填“最大”“最小”或“为零”），整个装置的机械能（选填“守恒”或“不守恒”）。11．撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。到达最高点的过程中是动能和转化为；下落过程中能逐渐增加，能逐渐减小。12．如图所示，若在同一高度以大小相同的初速度v0分别沿竖直向上和斜向上方将同一个小球抛出，忽略空气阻力，小球落回原来高度时的速度分别为v1和v2，则v1v2（选填“大于”、“小于”或“等于”），你的判断依据是：。13．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，不计空气阻力。（1）在整个运动过程中，小球的机械能（守恒/不守恒）（2）小球动能最小的时刻是状态（平衡/非平衡）（3）在t2～t3这段时间内，小球的动能（先增大后减小/先减小后增大/一直增大/一直减小）

参考答案一．选择题（共7小题）1．【解析】解：飞艇“匀速上升”，质量不变，速度不变，所以动能不变；高度增加，所以重力势能增加，则机械能增大，A正确，BCD错误。【答案】A。2．【解析】解：A、水平公路上匀速行驶洒水的洒水车，高度不变，速度不变，质量变小，动能和势能减小，机械能减小，机械能不守恒，故A错误；B、加速升空的火箭，速度变大，高度变大，动能变大，重力势能变大，所以机械能变大，机械能不守恒，故B错误；C、从苹果树下自由落下的苹果，由于受到空气阻力的作用，机械能转化为内能，机械能不守恒，故C错误；D、绕地球旋转的人造卫星，由于没有阻力，所以其机械能是守恒的，故D正确。【答案】D。3．【解析】解：A．“天问一号”在向远火点运动的过程中速度越来越慢，质量不变，动能变小。动能转化为势能，势能越来越大。故A不正确；BCD．由于只有动能和势能相互转化，所以“天问一号”的机械能守恒，即“天问一号”在近火点和远火点的机械能相等，在近火点向远火点运动的过程中机械能不变。故B正确，CD不正确。【答案】B。4．【解析】解：A、皮球经过同高度的A、B两点时，由于克服摩擦做功，消耗了部分机械能，故B点的动能小于A点的动能，故A错误。B、皮球经过同高度的A、B两点时，由于克服摩擦做功，消耗了部分机械能，所以B点的机械能小于A点机械能，故B错误。C、皮球在跳动的整个过程中，由于克服摩擦做功，消耗机械能，所以机械能一直在减小，所以在D点时的机械能小于在C点时的机械能，故C正确。D、皮球第一次反弹后到达最高点P点时仍具有向右的速度，所以皮球的速度不为0，故D错误。【答案】C。5．【解析】解：小石块在下落过程中，在AB段，小石块只受到重力作用，重力不断改变小石块的运动状态，小石块加速下落；在BC段受到橡皮筋的拉力作用，过B点后橡皮筋开始伸长（大于原长），弹力逐渐增大。当拉力小于重力时，小石块仍处于加速状态；当拉力大于重力时，小石块减速下落。A、整个过程中小石块重力势能会转化为小石块的动能和橡皮筋的弹性势能，所以重力势能的减小量不等于它动能的增加量，故A错误；B、由题B点是橡皮筋自然下垂长度的位置，所以在AB段，橡皮筋对小石块没有弹力，故B错误；C、从B点下落到C点的过程中，小石块速度先加速后减速，故C正确；D、BC过程中小石块先加速后减速，减速过程中是因为弹力大于重力，C点是下落的最低点，此时小石块虽然速度为0，到达C点后小石块会改变运动状态向上运动，故C点时受到并不是平衡力，故D错误。【答案】C。6．【解析】解：A、根据题意可知，罐子在斜面和水平面上来回滚动，直至停下来，这说明罐子的机械能变小了，是因为罐子克服摩擦做功，所以机械能不守恒，故A错误；B、当罐子滚回到斜面的最高点时的速度为0，此时的高度最高，橡皮筋的弹性势能转化为罐子的重力势能，所以橡皮筋的弹性势能不是最大，故B错误；C、铁罐在不太陡的斜面上滚下，是从最高处滚下时，铁罐先由慢到快，这一段滚动主要是重力势能减小，铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加，此过程中主要是重力势能转化为动能和橡皮筋的弹性势能，故C正确；D、铁罐滚到水平面上后继续向前运动，动能会转化为弹性势能，其动能减小、速度减小；当速度减小为0时，橡皮筋的弹性势能最大，此时铁罐会在水平面上反向滚动，并滚回到斜面上，与惯性无关，D错误。【答案】C。7．【解析】解：A、球的质量不变，球在S点的动能大于M点动能，所以球在S点的速度大于M点速度。故A错误；B、S点的重力势能小于M点的重力势能，球的质量不变，所以球在S点的高度小于M点的高度。故B正确；CD、球在运动过程中没有发生弹性形变，所以机械能等于动能和重力势能之和，由图知，球在S点重力势能和M点动能相等，S点的动能小于M点的重力势能，所以S点的机械能小于M点的机械能。故CD错误。【答案】B。二．填空题（共6小题）8．【解析】解：踢出去的足球在草坪上滚动一段距离后会停下来，此过程中足球克服摩擦做功，机械能会转化为内能，所以足球的机械能不守恒，但能的总量不变，即能的总量守恒。【答案】不守恒；守恒。9．【解析】解：（1）一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，水的质量减小、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，所以机械能减小。（2）影响滑动摩擦力的因素为压力与接触面的粗糙程度有关，水的质量减小，对地面的压力减小，摩擦力减小。【答案】减小；减小；车对路面的压力减小。10．【解析】解：由图知，当小球在O点时，弹簧处于自然伸长的状态，若将小球推至B点，弹簧发生弹性形变，弹簧具有弹性势能；松手后，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，在O点时，弹簧恢复原状，弹性势能全部转化为小球的动能；经过O点后，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，所以在O点时的动能是最大的；由于水平面是光滑的，所以整个装置的机械能守恒。【答案】最大；守恒。11．【解析】解：（1）运动员在起跳前先要快速助跑，使自己具有较大动能，撑杆弯曲，杆发生了弹性形变，具有大量的弹性势能；起跳后到达最高点的过程中是动能和弹性势能都减小，运动员在上升过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，即动能和弹性势能转化成了重力势能。（2）运动员越过横杆下落过程中，运动员的高度下降，质量不变，重力势能减小；速度增加，动能变大，是重力势能转化为动能。【答案】弹性势能；重力势能；动；重力势。12．【解析】解：忽略空气阻力，两个小球的机械能都守恒；两个完全相同的小球，在同一高度处以相同大小的初速度，他们的动能和重力势能相同，故两球抛出时的机械能相同；小球落回原来高度时，重力势能相同，由于机械能守恒，所以动能也相同，质量相同，所以速度相同。【答案】等于；两球抛出时的动能、重力势能相同，根据机械能守恒可知，落回原来高度时，重力势能和动能也相等，故v1＝v2。13．【解析】解：（1）由图看出，弹簧的弹力在变化，说明运动过程中弹簧的弹性势能在变化，而小球和弹簧组成的系统机械能守恒，因此小球的机械能不守恒。（2）由图看出，t2时刻，弹力F最大，