机械能 同步练习（含解析）

机械能

一、单选题

1.下列有关如图所示四幅图的观点中（不计摩擦），分析错误的是（）

平一立定眺远分制图乙t靖允第II的运动

A.图甲中，起跳离开地面后，人只受到重力的作用B.图乙中，在下降过程中，滚摆的动能逐渐减小

C.图内中，卫星在近地点的速度最大D.图丁中，小球运动到③位置时速度不为零

2.在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E随时间t变化的图象最接近的是（）

3.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A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.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

4.如图是雨滴在空中下落过程中速度可时间的关系图。雨滴在trt3三个时刻中具有的动能分别是日、日、

E3,不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（）

0t\tlh

A.EI<E2<EJB.EI>E2>E3C.EI<E2=E3D.EI=E2<E3

5.下列关于物体势能的说法，正确的是（）o

A.把压缩的弹簧放松，它的长度增加，势能也增加

B.同一根橡皮筋拉得越长，它的势能也越大

C.树上的两个苹果，位置高的一定比位置低的势能大

D.正在下落的两个铅球，5千克的铅球一定比4千克的铅球势能大

6.如图所示，在探究“物体的动能跟哪些因素有关"的实验中，让质量相同的钢球从斜面的不同高度由静止

释放，撞击同一木块，比较木块被推动的距离。该实验是研究（）。

A.动能的大小与高度的关系B.动能的大小与质量的关系

C.动能的大小与速度的关系D.动能的大小与距离的关系

7.如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。点的过程中机械能减少

D.球从0点到C点的过程中重力势能减少

8.高山跳台滑雪是2022年北京冬奥会的比赛项目，该项目被誉为“勇敢者的游戏”。下列关于该项目的相关

A.脚向后蹬人向前运动利用了物体间力的作用相互的

B.运动员加速下降过程中将重力势能转化为动能

C.运动员踩雪刹车利用了力能改变物体的运动状态

D.跳台上的人受到的重力和人对跳台的压力是一对平衡力

9.洒水车在清洁龙港市街道卫生环境中起到了很重要的作用，洒水午.在水平路面上进行酒水作业时保持匀

速行驶，则洒水车发动机的牵引力如何改变，洒水车的功能将如何改变（）

A.牵引力不变，动能不变B.牵引力减小，动能减小

C.牵引力减小，动能不变D.牵引力不变，动能减小

10.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A点，使细线处于拉直状态，由静止

开始释放小球，不计空气阻力，小球可在A、F、B三点间来回找动，A和B是最高点，F是最低点.下列

说法正确的是（）

A.小球到达最低点F时撤去一切外力，由于惯性，它将保持原来的圆周运动

B.当小球到达最高点A时撤去一切外力，它将做匀速直线运动

C.当小球摆动到B点时，细线恰好断开，则小球将沿BE方向运动

D.当小球从A点摆动到F点的过程中，动能转化为重力势能

11.如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆匕a点是压缩弹簧后小

球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点时小球到达最右端的位置。则小球a点运动到c

点的过程中，下列说法正确的是（）

JI]—oabc

A.小球在b点，小球的速度最小

B.小球在a点，弹簧的弹性势能最小

C.从a点到b点，小球的动能逐渐蹭大

D.从b点到c点，弹簧的弹性势能逐渐减小

12.如图所示，一个小球从光滑斜面的顶端自由下滑到达斜面底端，如果小球经过A点时具有的重力势能

为50J,若不计空气阻力，以下说法不正确的是（）

A.小球到达底端时动能大于50J

B.小球从顶端到达底端的过程中，重力势能转化为动能

C.小球到达底端时的机械能大于经过A点时的机械能

D.小球到达底端时的机械能等于经过A点时的机械能

二、填空题

13.如图为人造地球卫星的轨道示意图，在大气层外环绕地球运行的过程中，人造地球卫星在近地点的动

能—它在远地点的动能：在从近地点向远地点运行的过程中，它的重力势能的变化情况是

14.物体由于被_而具有的能叫重力势能。重力势能大小与_和_有关。物体由于_

而具有的能叫弹性势能。同一物体的弹性势能大小与_有关。

三、解答题

15户将普通塑料水管进行改装，能做多个实验。将塑料水管①侧面开口并标上刻度，再将塑料水管②在

侧面不同高度开两个大小合适的口。

-①

乙

（L）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将，钢球从管②的口放入后，静止释放。观察

并记录o取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能

大小与的关系。

（2）将两根塑料管按图乙连接，验证“重力势能大小与质量的关系”。请你写出实验步骤。

四、实验探究题

16.英同学在体育活动中，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两球从距沙表面高H静止下落，C球从距沙表面高

2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光

滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和hz,C、D两球陷入沙深

度均为h3,且hiVh2Vh3。

（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球陷入沙深度更大，由此可得出结论：

（3）比较_两球，发现C球陷入沙中深度更大，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两球动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的

路径_（选填："有关"或"无关"）。

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】B

【解析】【分析】（1）对人进行受力分析即可：

（2）根据动能和重力势能的相互转化分析：

（3）根据机械能守恒分析：

（4）注意水平方向上的速度是否为零。

【解答】A.图甲中，起跳离开地而后，人只受到重力的作用，故A正确不合题意：

B.图乙中，在卜.降过程中，滚摆的高度减小，重力势能减小。根据机械能守恒可知，此时滚摆的速度增

大，即动能逐渐增大，故B错误符合题意；

C.图丙中，卫星在近地点时高度最小，即重力势能最小。根据机械能守恒可知，此时的动能应该最大，

即此时的速度最大，故C正确不合题意：

D.图J.中，小球运动到③位置时，它在竖直方向上的速度为零，但是水平方向上速度不为零，故D正

确不合题意。

故选B。

2.【答案】A

【解析】【分析】根据速度的变化分析动能的变化即可。

【解答】在排球上升时，它的质量不变速度减小，则动能减小。当排球下降时，它的质量不变速度增

大，则动能增大，故C、D错误：

当琲球到达最高点时，竖直方向上的速度为零，即它的动能最小值是零，故A正确，B错误。

故选Ao

3.【笞案】D

【解析】【分析】（1）弹力的大小与形变程度的大小有关：

（2）根据速度的变化确定动能的变化；

（3）根据机械能与弹簧弹性势能的转化判断：

（4）根据力与运动的关系判断。

【解答】A.弹簧的长度越来越小，形变程度越来越大，则弹力不断增大，故A错误：

B.杈据乙图可知，小球的速度先增大后减小，则它的动能先增大后减小，故B错误：

C.小球的机械能不断的转化为弹簧的弹性势能，故C错误；

D.开始时，弹力小于小球的重力，合力向下，小球做加速运动；当弹力等于重力时，合力为零，加速停

止，此时速度最大，则b点时重力等于弹力，故D正确。

故选D。

4.【答案】C

【解析】【分析】动能与质量和速度大小有关，根据图像比较三个时刻时雨滴的速度大小即可。

【解答】根据图像可知，在匕》3三个时刻中，速度V】<V2=V3，那么雨滴的动能El<E2=E3,故C正

确，而A、B、D错误。

故选C。

5.【答案】B

【解析】【分析】（1）（2）弹性势能的大小与发生弹性形变的程度有关；

（3）（4）重力势能与质量和高度有关。

【解答】A.把压缩的弹簧放松，它的长度增加，而形变程度减小，则势能减小，故A错误：

B.同一根橡皮筋拉得越长，它的形程度越大，则它的势能也越大，故B正确；

C.树上的两个苹果质量大小不确定，位置高的不一定比位置低的势能大，故C错误；

D.正在下落的两个铅球，由于高度大小未知，因此5千克的铅球不一定比4千克的铅球势能大，故D结

误。

故选B,

6.【答案】C

【解析】【分析】根据图片确定实验中哪个因素相同，哪个因素不同即可。

【解答】在实验中，小球的质量相同，它从斜面上的不同高度释放，那么到达水平面时的速度不同，通

过木块被推动的距离可以判断小球动能的大小，则该实验探究动能的大小与速度的关系，故C正确，而

A、B、D错误。

故选C。

7.【答案】C

【解析】【分析】重力势能的大小与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能，据此分析判断即可。

【解答】小球在A点和D点时都处于静止状态，此时它的动能为零，即机械能都等于重力势能。因为D

点高度小于A点，所以D点的重力势能小于A点，即D点的机械能小于A点，则整个运动过程中，小球

的机械能会不断减小，故B错误，C王确；

C点在B点后面，因此C点的机械能小于B点；两点高度相等，则两点时重力势能相等。根据机械能=动

能+重力势能可知，C点的动能小于B点，故A错误；

球从。到C时，质量不变高度增大，因此重力势能增大，故D错误。

故选C。

8.【答案】D

【解析】【分析】（1）根据力的作用的相互性分析；

（2）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析二者能量的变化，确定能量转换的

过程；

（3）运动状态的改变：①由静止变为运动：②由运动变为静止；③运动方向改变；④速度大小改变；

（4）平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上。

【解答】A.脚向后蹬，对地面施加向后的力，同时地面对人施加向前的力，则人向前运动利用了物体间力

的作用相互的，故A正确不合题意；

B.运动员加速下降过程中，质量不变速度增大，则动能增大：质量不变高度减小，则重力势能减小，因

此将重力势能转化为动能，故B正确不合题意：

C.运动员踩雪刹车，速度逐渐减小，利用了力能改变物体的运动状态，故C正确不合题意；

D.跳台上的人受到的重力作用在人身上，人对跳台的压力作用在跳台上，二者没有作用在同一物体上，

肯定不是•对平衡力，故D错误符合题意。

故选D。

9.【答案】B

【解析】【分析】首先根据影响滑动摩擦力的因素分析摩擦力的变化，再根据二力平衡的知识判断牵引力

的变化；根据质量和速度的变化分析功能的变化。

【解答】当洒水车工作时，自身重力不断减小，对地面的压力不断减小，那么它受到的摩擦力不断减

小。当它做匀速直线运动时，牵引力和摩擦力相互平衡，因此牵引力减小。

洒水的过程中，速度不变质量减小，因此动能减小。

故选

10.【答案】C

【解析】【分析】（1）（2）（3）根据牛顿第一定律分析判断；

（4）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析能量转化。

【解答】A.小球到达最低点F时速度方向为水平向右，此时撤去一切外力，由于惯性，它将沿水平方向做

匀速直线运动，故A错误；

B.当小球到达最高点A时速度为零，此时撤去一切外力，它将保持静止状态，故B错误；

C.当小球摆动到B点时，此时只受聿力作用，如果细线恰好断开，则小球竖直向下运动，即将沿BE方向

运动，故C正确；

D.当小球从A点摆动到F点的过程中，质量不变，速度增大，即动能增大；高度减小，即重力势能减

小，那么重力势能转化为动能，故D错误。

故选C。

11.【答案】C

【解析】【分析】（1）当物体受到的合力方向与运动方向相同时，做加速运动；当合力为零时，加速停

止，此时速度最大；当合力的方向与运动方向相反时，做减速运动；

（2）（4）弹性势能的大小与形变程度的大小有关；

（3）分析从a到b的速度变化，进而判断动能变化。

【解答】从a到b的过程中，小球不受阻力，只受水平向右的弹力，此时合力的方向与运动方向相同，

小球做加速运动，因此小球的动能逐渐增大，故C正确；

当小球到达b点时，弹簧恢复原长，弹力消失，此时小球受到的合力为零，加速停止，此时速度最大，

故A错误；

小球在a点时压缩程度最大，因此弹性势能最大，故B错误；

从b点到c点，弹簧被拉长，且越来越长，因此弹性势能变大，故D错误。

故选C。

12.【答案】C

【解析】【分析】不计空气阻力，且斜加光滑，那么小球没有能量损失，根据机械能守恒的知识分析判断。

【解答】A.小球在A点时动能肯定不为零，重力势能为50J,根据机械能=动能+重力势能可知，它的机械

能肯定大于50J。小球到达底端时时，重力势能全部转化为动能，那么动能肯定大于50J,故A正确不合题

意；

B.小球从顶端到达底端的过程中，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，因此重力势能转化

为动能，故B正确不合题意：

CD根据机械能守恒定律可知，小球到达底端时的机械能等于经过A点时的机械能，故C错误符合题意，

D正确不合题意。

故选C。

二、填空题

13.【答案】大于；变大

【解析】【分析】（1）重力势能与质量和高度有关。

（2）机械能=z%能+重力势能,根据机械能守恒分析动能的大小变化.

【解答】（1）在从近地点向远地点运行的过程中，它到地面的高度不断增大，而质量不变，则它的重

力势能变大。

（2）根据机械能守恒可知，它的动能不断减小，即近地点的动能大于远地点的动能。

14.【答案】举高；所处高度；质量；弹性形变；形变程度

【解析】【分析】根据重力势能和弹性势能的定义和影响因素解答。

【解答】（1）物体由于被举高而具有的能叫重力势能。重力势能大小与所处高度和质量有关。

（2）物体由于弹性形变而具有的能叫弹性势能。同一