九年级物理专项作业05 机械能（巩固培优）原卷版

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作业05机械能

一、动能

定义：物体由于运动而具有的能量叫作动能。

影响动能大小的因素：物体的动能与物体的质量和速度有关,速度越大、质量越大，动能越大。

二、势能

势能包括弹性势能和重力势能。

弹性势能：物体由于发牛.弹性形变而具有的能量叫作弹性势能。

影响弹性势能大小的因素：弹性形变越大，物体的弹性势能就越大。

重力势能：物体由广被举高而具有的能量叫作重力势能。

影响重力势能大小的因素：物体的重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能

越大。

三、机械能及其相关的能量转化

机械能：物理学中，将物体动能和势能的总和叫做机械能。

动能与势能间可以相互转化，当系统中只有动能和势能相互转化时，即只有重力和弹力做功时，系统机

械能守恒。

三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型

1巩固提升炼

1.歼-35在福建舰上加速升空时（忽略燃油质量变化），它的（）

A.动能增大，势能增大

B.动能增大，势能减小

C.动能减小，势能减小

D.动能减小，势能增大

2.《中华人民共和国民法典》中规定：“禁止从建筑物中抛掷物品生活中我们要杜绝“高空抛物”这种严重

危害公共安全的行为。"高空抛物''危害性大是因为高处的物体具有很大的（）

A.动能B.重力势能C.热量D.弹性势能

3.下面几幅图中，有关机械能及其转化的说法错误的是（）

，弓的弹性势能转化为箭的动能

济提高了水的重力势能

滚摆从最高处下落到最低处时势能减小，动能增大

人造.H星从远地点匕向近地点时动能减小，势能增大，机械能不守怛

4.如图所示的几种情景中，说法正确的是（）

发条带动钟表的齿轮和指针转动，弹性势能转化为动能

B.小明脚踩滑板从高处滑下，速度越来越大，机械能增大

5.2023年7月28日，第31届世界大学生夏季运动会在成都隆重开幕。如图是我国运动健儿在跳高比赛中

A.助跑过程中，动能转化为重力势能

B.助跑过程中，机械能总量妈大

C.起跳后的上升过程中，动能增大

D.越过横杆后的下降过程中，重力势能增大

6.如图所示，探究“动能大小的影响因素''实验中，下列说法正确的是（）

A.小球质量越大，动能越大

B.小球速度越大，动能越大

C.小球释放高度越高，动能越大

D.木块在水平面移动距离越远，说明小球动能越大

7.甲、乙是两个完全相同的小球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度打将甲球竖直向下抛出,

乙球竖直向上抛出。若不考虑空气阻力，乙球在上升过程中动能转化为;甲球落地瞬间的速

度_____________（选填“大于3小于”或“等于“）乙球落地瞬间的速度。

甲,•乙

8.一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，该洒水车在洒水的过程中，机械能。（选填“增

大.减小”或“不变”）。另有一辆重800N的小车在拉力的作用下沿水平地面匀速前进10m用时5s,小车受到

的阻力为车重的0.1倍，则拉力对小车做功的功率为W,重力对小车做功Jo

9.如图甲所示，将一张卡片对折，在开口一边剪两个小豁口，套上橡皮筋，就做成了一个会跳的卡片。将

卡片反过来，用手把它按压在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松开手，卡片会弹起，在卡片上升过程中，卡

片的重力势能,若想卡片弹起的更高，豁口间距适当___________;如图乙所示，将“魔罐”滚出

后，能够滚回来，滚出去过程中橡皮筋的弹性势能（以上三空均选填“增大”、“不变”或“减小

10.如图所示，〃、〃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），其中图线描述的是动能与石块所处高度关系，小石块达到的最大高度为m,小

石块在3m高时的重力势能为Jo

11.在2025年II月1日的苏超决赛中，南通队31球员季桑楠双手将足球用力抛出，部分运动轨迹如图甲

所示。足球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图乙所示。

水平地面M点N点

甲

（I）通过数据分析可得，足球在〃点时的机械能为J;小球在M点时的重力势能（大于/等于/

小干）足球在N点时的重力势能；在整个运动过程中，足球的机械能（守恒/不守恒）：

（2）在图甲中，已知M、N可能是①、②、③中的某点，其中位置①和③离地高度相等。M点的位置最有可

能在位置______（①/②/③）

12.在“探究动能大小跟哪些因素有关”实验中，小明用质量不同的两个钢球机和分别从不同的

高度力和由静止开始滚下撞击木块，实验过程如图所示。

⑴本实验探究（选填“钢球”或“木块”）的动能大小跟哪些因素有关，其动能的大小是通过观察判

断的，此研究方法是（选填"转换法''或"控制变量法”）；

（2）由甲图可得实验结论：；

⑶实验中，让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，目的是;若在乙图中，木块被撞后

滑出木板，在不更改实验器材的前提下，你认为应该怎样优化该实验：;

（4）小华用图丙所示的方法探究动能的大小与速度的关系，她将相同质量的小球从不同高度（/〃>/?/）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（选填“正确”

或“错误”），理由是。

2能力培优练

1.如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，仁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，上升到最

大高度后又下落，如此反复……不计空气阻力。通过安装在弹簧下端的压力传感器，可测出该过程中弹簧

弹力尸随时间，变化的图象如图所示，则（）

OAA

A.此运动过程中，小球的机械能守恒

B.Z/T2这段时间内，小球的动能在逐渐减小

C.，2~门这段时间内，小球的机械能逐渐增大

D.在力时刻，小球的动能最大

2.如图所示的“反向蹦极”运动，弹性轻绳上端固定在。点，自然下垂时下端位于C点，拉长后将下端固定

在体验者身上，并与地面扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，向上运动过程中经8点时速度最大，

最高能到达。点。不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A.到达。点时，若一切外力消失，人将竖直向下做匀速直线运动

B.到达C点时，人受到的重力小于弹性绳的弹力

C.由B到C,人的动能转化为重力势能，弹性绳的弹性势能不变

D.由A到C,弹性绳弹性势能的减小量大于人动能的增加最

3.如图所示，把木块放在水平粗糙的物面上，把弹簧的一端固定在竖直的墙壁上，用一小球水平方向压缩

弹簧，松开后，木块被小球向右弹出一段距离，以下说法中正确的是（）

A.若把木块放在绝对•光滑的水平物面上实验，更便于•比较小球的动能大小

B.木块被弹开是小球弹性势能转化为木块的动能

C.弹簧在被小球压缩松开手前其弹性势能最小

D.木块得到的机械能一定小于弹簧压缩时的弹性势能

4.蹦极是一项刺激的极限运动，如图所示是蹦极过程示意图，其中。点为起跳点，A点为弹性绳没拉力时

自然下垂的位置，8点为弹性绳对人的拉力和人的重力相等时的位置，C点是下落的最低点，若空气阻力

和弹性绳重力忽略不计，在从。到C的过程中下列判断正确的是（）

A.从。到A的过程中，人受到的合力竖直向上

B.从A到8的过程中，人的速度逐渐变大

C.从〃到C的过程中，人受到的重力大于弹性绳的弹力

D.在。点时，，人的速度为零，人受平衡力的作用

5.如图所示，小球以某速度从M点开始沿粗糙轨道MOP运动，经P点离开轨道，上升至最高点N,又下

落经过Q点。N位于Q之间，0、P.Q处在同一水平高度。不计空气阻力，小球经过0、”两点时重

力势能—，动能—（以上两空选填“相等”或“不等”），小球经过N点时的机械能—（选填“大于”或“等

于，域，，小于，，）经过。点时的机械能。

Q

6.如图甲所示，是全红婵在巴黎奥运会10m跳台跳水决赛的场景。运动过程轨迹可简化为乙图。从跳台O

点起跳，到达最高点A点后，下落到8点入水，整个过程不计空气阻力。全红婵运动过程中动能々随着离

水面高度〃变化的图像如丙所示。分析图像可知：全红婵能达到的最大高度距离水面为m,从跳台O

点跳起时的动能是J,。到8的整个过程中，重力做功Jo

7.有一种蹦极游戏，游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身匕另一端固定在高处，从高处跳下。如图甲

所示，图中。点是弹性绳自然下垂时下端的位置，。点是游戏者所到达的最低点。从。至c处的过程中，游

戏者的速度v和弹性绳被拉伸的长度△/之间的关系如乙图所示。不计空气阻力，则从〃至。处的过程中，游

戏者的动能，游戏者的重力势能。（以上两空均选填“变小”、“变大”、“先变大后变小''或"先变

小后变大”）；在。至“处过程中游戏者重力势能的变化量_____游戏者的动能变化量与弹簧弹性势能的变

化量之和（“大于”、“小于”或"等于

网甲闱乙

8.小明利用小球做了下面几个实验：

（1）壬小球抛向空中，忽略空气阻刀，下图中哪一图线能正确反映球离手后至落回地面前机械能（E）与小球

离地高度（人）的关系（）

（2）小明一次将小球竖直向上抛出，小球在运动到最高点时，动能—（选填“大于”、“等于"、“小于”，下同）

零：小明一次将小球斜向上抛出，小球在运动到最高点时，动能一零。

（3）小明将小球放置在弹簧上力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，

b处是ac中间的一位置，在小球在点速度为零。（选填b、c）o

O卜

创新题型练

I.阅读短文，回答问题:

跳台滑雪

跳台滑雪是一项极具挑战性的项目，相当于从30层楼的高度飞下，被称为“勇敢者的游戏比赛成绩由距

而分、飞行姿势分、出发门分和风力补偿分构成。其中出发门分即选手在出发时可以选择高度不一的出发

点，高度越高，运动员能获得的天然优势越大，这样选手必须被扣除相应的分值，以达到平衡。风力补偿

分是指风向对运动员成绩的影响，逆风能提升升力从而带来优势，顺风则会缩短飞行距离。

跳台滑雪运动过程包括助滑、起跳、空中飞行和落地四个阶段（如图所示）。运动员顺着助滑道加速下滑时，

两腿要尽量深蹲以减少迎风面积，上体前倾成流线型姿势以减小空气阻力，从而更好地延长空中飞行距离。

选择合适的角度用力蹬地起跳后，在飞行过程中，运动员大都采用“V”形姿势，这样的姿势可以获得更大的

升力；落地采用类似弓箭步的双腿屈膝姿势，能有效减少地面对人体强大的冲击力。

出发点4

（1）运动员加速下滑时，为了减小空气阻力，会采用的姿势。

（2）运动员在助滑阶段时，动能（选填"增大”、“减小”或"不变”），机械能（选填“增大”、“减

小”或“不变”）。

（3）由出发门分的打分规则推断，运动员逆风飞行时应该（选填“加分”或"扣分”）。

2.阅读材料，回答问题：

嫦娥奔月

2（）13年年底，“嫦娥三号”卫星携带“玉兔号”月球车登月探测。已经探明，月球上无水，无大气。物体在月

球上的重力只有地球表面重力的，。“嫦娥三号”在登陆月球时将使用软着陆方式，采用边降落边用发动机

反推，以减缓降落速度。它会自动选择一块平整的地方降落，并在离月球表面4米的时候关用推进器，卫

星呈自由落体降落，确保软着陆成功。

2020年11月24日4时30分在文昌航天发射场长征五号遥五运载火箭将嫦娥五号探测器成功发射，举世瞩

目。嫦娥五号探测器上有上升器、着陆器、返回器和轨道器4部分组成。2020年12月17日凌晨2点，嫦

娥五号月球探测器，独自携带1731g月球样品，先以高速进入地球大气层，再借助大气层提供的升力“打水

漂”后跳起来，之后再重新进入大气层才安全返回地球。最终，带着“月球土特产”顺利着陆于内蒙古中部草

原的四子王旗航天着陆场。

一......•、近月点

丁.月球o•

♦日月点一，

⑴“嫦娥二号”的月球重力势能最大的位置是（选填“近月点”或“远月点”）；它在绕月转动过程中，机

械能（选填“守恒”或“不守恒”）；

（2）“玉兔”月球车的轮子做得宽大，目的是减小,才不至于陷入松软的月壤中，月球车的轮子使用的是

（选填"充气”或“非充气”）轮胎，月壤从月球带到地球，质量_____（选填“变大”、"变小”或"不变”）；

（3）为避免着陆速度过大，嫦娥五号返回器在关闭发动机后，采用了“半弹道跳跃式再入”返回技术方案（如

图所示），就是用类似“打水漂”的方式两度进入大气层最终降落在内蒙古四子王旗地区，下列说法正确的是

（）

A.返回器在着陆过程中势能不断减小

B