初中物理專題11.4 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

第十一章功和機(jī)械能第4節(jié)機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化1．機(jī)械能包括：___________和__________。2．動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。如果只有動能勢能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和保持___________，或者說機(jī)械能是__________的。動能勢能不變守恒動能與勢能轉(zhuǎn)化問題的分析：（1）首先分析決定動能大小的因素，決定重力勢能（或彈性勢能）大小的因素——看動能和重力勢能（或彈性勢能）如何變化。（2）還要注意動能和勢能相互轉(zhuǎn)化過程中的能量損失和增大——如果除重力和彈力外沒有其他外力做功（即：沒有其他形式能量補(bǔ)充或沒有能量損失），則動能勢能轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能不變。（3）題中如果有“在光滑斜面上滑動”則“光滑”表示沒有能量損失——機(jī)械能守恒；“斜面上勻速下滑”表示有能量損失——機(jī)械能不守恒?！纠}】如圖所示，跳傘運(yùn)動員在空中勻速下落的過程中，他的A．動能增大，重力勢能減小，機(jī)械能不變B．動能減小，重力勢能增大，機(jī)械能不變C．動能不變，重力勢能減小，機(jī)械能不變D．動能不變，重力勢能減小，機(jī)械能減小參考答案：D1．下列現(xiàn)象中，由動能轉(zhuǎn)化為重力勢能的是A．動車勻速上坡B．腳踩滑板從高處滑下C．滾擺自下而上運(yùn)動D．火箭加速升空2．如圖所示，人造衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行．它從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動過程中A．動能增大，勢能減小，機(jī)械能不變B．動能減小，勢能增大，機(jī)械能不變C．動能不變，勢能增大，機(jī)械能變大D．動能減小，勢能不變，機(jī)械能變小3．如圖所示的滾擺實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于滾擺的能量轉(zhuǎn)化情況，下列說法正確的是A．滾擺上升時動能轉(zhuǎn)化為重力勢能B．滾擺下降時動能轉(zhuǎn)化為重力勢能C．滾擺上升、下降交替運(yùn)動過程中機(jī)械能不斷增加D．滾擺運(yùn)動時，其他形式的能轉(zhuǎn)化為滾擺的機(jī)械能4．下列現(xiàn)象中機(jī)械能沒有發(fā)生變化的是A．物體沿斜面勻速下滑B．物體從高處自由下落，不計(jì)空氣阻力C．火箭加速升空D．降落傘運(yùn)動員跳傘后勻速下降階段5．不計(jì)空氣阻力，下列運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒的是A．蘋果自由下落B．樹葉勻速飄落C．汽車勻速上坡D．足球在草地上越滾越慢6．下列過程中，屬于物體的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的是A．拉彎的弓把箭射出去B．鐘表里發(fā)條帶動齒輪轉(zhuǎn)動C．火箭發(fā)射升天D．小孩蕩秋千從高處向低處落下7．下列過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能的是A．直升飛機(jī)勻速上升B．人騎車勻速下橋C．火車徐徐進(jìn)站D．將小球向上拋出，小球在上升階段8．2017年5月4日14時許，我國自主研制的新一代噴氣式大型客機(jī)C919在上海浦東機(jī)場首飛成功，這標(biāo)志著中國的“大飛機(jī)夢”得以實(shí)現(xiàn)，C919在高空中加速爬升時，機(jī)械能___________（“增大”、“減小”或“不變”），大飛機(jī)剛著陸瞬間，機(jī)場地面上留下了一道道黑色的機(jī)輪印跡，這是通過增大___________（“壓強(qiáng)”、“壓力”、“摩擦力”）而造成的。9．蹦床運(yùn)動被喻為“空中芭蕾”。運(yùn)動員從高點(diǎn)靜止下落至再次回到高點(diǎn)，會經(jīng)歷幾個過程：①高點(diǎn)下落至接觸床面，②接觸床面到下落至最低點(diǎn)，③最低點(diǎn)反彈至離開床面，④離開床面至再次回到高點(diǎn)。若不計(jì)空氣阻力，整個過程中運(yùn)動員的機(jī)械能___________（選填“守恒”或“不守恒”）。整個過程中，運(yùn)動員動能最大在___________過程中。10．如圖所示，彈簧將小球彈起，說明力的作用效果是______________________；小球離開彈簧繼續(xù)上升過程中的能量轉(zhuǎn)化是______________________。（不計(jì)空氣阻力）11．如圖所示的是拉弓射箭的情景，弓弦被拉彎時，將___________能轉(zhuǎn)化為___________能。12．在空中水平勻速飛行的救災(zāi)飛機(jī)不停地往災(zāi)區(qū)丟救災(zāi)物資，在此過程中，飛機(jī)的機(jī)械能___________（選填“變大”“變小”“不變”）。13．下列情況中，機(jī)械能發(fā)生變化的是A．跳傘運(yùn)動員勻速降落B．物體從光滑斜面上自由滑下C．物體在光滑的水平面上勻速運(yùn)動D．物體在真空中自由下落14．如圖所示，小球從光滑斜面上A處由靜止?jié)L下，經(jīng)過B處，最終停在粗糙水平面上的C處。下列說法正確的是A．小球由A處運(yùn)動到C處，機(jī)械能不變B．小球由B處運(yùn)動到C處，重力對小球做了功C．小球由A處運(yùn)動到B處，速度先變大后變小D．小球停在C處，球受到的支持力和球?qū)λ矫娴膲毫κ且粚ο嗷プ饔昧?5．物體在平衡力作用下運(yùn)動，則物體的機(jī)械能A．一定增加B．一定不變C．一定減小D．增加、不變、減小均有可能16．跳傘運(yùn)動員跳出飛機(jī)后，立即打開降落傘，下降過程中所受空氣阻力隨運(yùn)動速度增大，直至與重力等大，在整個下落過程中，運(yùn)動員和降落傘的A．勢能不斷減少，動能不斷增加，機(jī)械能不變B．勢能不斷減少，動能不斷增加，機(jī)械能減少C．勢能不斷減少，動能先增加然后保持不變，機(jī)械能減少D．勢能不斷減少，動能先增加后減少，機(jī)械能減少17．如圖所示，小球在一個光滑沒有摩擦的軌道上從O點(diǎn)由靜止釋放，小球始終沒有離開軌道，你認(rèn)為小球最遠(yuǎn)可以滾到A．a(chǎn)點(diǎn) B．b點(diǎn) C．c點(diǎn) D．d點(diǎn)18．如圖所示，單擺（圖1）在豎直平面內(nèi)左右擺動，滾擺（圖2）在豎直平面內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動。請回答：（1）這兩個實(shí)驗(yàn)可以說明的同一個物理問題是：___________；（2）滾擺從最低點(diǎn)擺到最高點(diǎn)的過程中，是___________能轉(zhuǎn)化為___________能。（3）在單擺左右擺動和滾擺上下往復(fù)運(yùn)動的過程中，你將會看到它們上升的高度逐漸降低。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是：______________________，使___________逐漸減少。19．小資料：車型機(jī)動車道與非機(jī)動車道分隔設(shè)施的道路其他道路小型客車70km/h60km/h大型客車、載貨車60km/h50km/h………用物理學(xué)的術(shù)語解釋，為什么要對機(jī)動車的行駛速度進(jìn)行限制？為什么在同樣的道路上，不同車型的限制車速不一樣？20．立定跳遠(yuǎn)是體育測試項(xiàng)目之一，如圖所示是某個同學(xué)立定跳遠(yuǎn)的情景圖。（1）請你說明該同學(xué)在騰起和下落過程中動能和重力勢能是如何轉(zhuǎn)化的？（2）由于存在空氣阻力，該同學(xué)在空中運(yùn)動過程中，機(jī)械能大小有何變化？（3）此項(xiàng)運(yùn)動中涉及許多物理知識，示例：運(yùn)動員騰起后最終會落地，原因是受到重力作用。請你根據(jù)示例，再列舉一條此項(xiàng)運(yùn)動中涉及到的其他相關(guān)物理知識。21．（2017·樂山卷）如甲圖所示，小球從豎直放置的彈簧上方一定高度處由靜止開始下落，從a處開始接觸彈簧，壓縮至c處時彈簧最短。從a至c處的過程中，小球在b處速度最大。小球的速度v和彈簧被壓縮的長度△L之間的關(guān)系如乙圖所示。不計(jì)空氣阻力，則從a至c處的過程中，下列說法中正確的是A．小球所受重力始終大于彈簧的彈力B．小球的重力勢能先減小后增大C．小球減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能D．小球的動能一直減小22．（2017·酒泉卷）在中考體育考試中，小剛投出的實(shí)心球在空中的運(yùn)動軌跡如圖所示。若不考慮空氣阻力，則實(shí)心球從離開手后到達(dá)最高點(diǎn)的過程中，球受________個力的作用，球的機(jī)械能__________（填“增大”“減小”或“不變”），在最高點(diǎn)時，球的動能____________（填“大于”或“等于”）零。23．（2017·北部灣卷）如圖所示，在“探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，將小鋼球從高度為h的同一斜面上由靜止開始滾下，推動同一小木塊向前移動一段距離s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次實(shí)驗(yàn)，其中h1＝h3＞h2，mA＝mB＜mC。（1）小鋼球在滾下斜面的過程中，它的_______能轉(zhuǎn)化為動能，其動能大小是通過__________（填“高度h”或“距離s”）大小來反映的；（2）小鋼球在水平面上不能立即停下，是因?yàn)樾′撉蚓哂衉_________，小木塊最終會停下來是因?yàn)槭艿絖_________力的作用；（3）分析比較甲和乙兩組實(shí)驗(yàn)可得，物體質(zhì)量相同時，速度越大，動能越__________；（4）分析比較__________兩組實(shí)驗(yàn)可得出物體的動能與質(zhì)量的關(guān)系；（5）綜合上述可知，如圖所示的交通標(biāo)志牌是交通管理部門對不同車型設(shè)定的最高_(dá)_________。2．A【解析】人造衛(wèi)星沿橢圓形的軌道繞地球運(yùn)行時，沒有克服摩擦做功，機(jī)械能守恒．所以它由遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動過程中，質(zhì)量不變，相對地面的高度減小，勢能減??；速度增大，動能增大，總機(jī)械能不變。故選A。4．B【解析】A、物體沿斜面勻速下滑，速度不變，動能不變，高度降低，重力勢能減小，所以機(jī)械能減小，故A不合題意；B、物體從高處自由下落，不計(jì)空氣阻力，重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能，機(jī)械能的總量不變，故B符合題意；C、火箭加速升空，速度和高度都增大，動能和重力勢能都變大，所以機(jī)械能變大，故C不合題意；D、降落傘運(yùn)動員跳傘后勻速下降階段，速度不變，動能不變，高度降低，重力勢能減小，所以機(jī)械能減小，故D不合題意。故選B。5．A【解析】A．蘋果自由下落時，只有重力做功，蘋果的機(jī)械能守恒，故A正確；B．樹葉勻速飄落時，不止重力做功，樹葉受到的阻力也要做功，則樹葉的機(jī)械能不守恒，故B錯誤；C．汽車勻速上坡時，不止重力做功，受到的牽引力和摩擦力均做功，則汽車的機(jī)械能不守恒，故C錯誤；D．足球在草地上越滾越慢，重力不做功，受到的阻力做功，則足球的機(jī)械能不守恒，故D錯誤。故選A。6．D【解析】A、拉彎的弓把箭射出去，弓恢復(fù)原狀，弓的彈性勢能減小，箭的質(zhì)量不變，速度變大，弓的彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能，不符合題意；B、鐘表里發(fā)條帶動齒輪轉(zhuǎn)動，發(fā)條的彈性勢能轉(zhuǎn)化為齒輪的動能，不符合題意；C、火箭發(fā)射升天，燃料燃燒轉(zhuǎn)化為火箭的動能與重力勢能，不符合題意；D、小孩蕩秋千從高處向低處落下，小孩的質(zhì)量不變，高度減小，重力勢能減小，速度增加，動能增加，重力只能轉(zhuǎn)化為動能，符合題意；故選D。7．D【解析】動能轉(zhuǎn)化為重力勢能必然是動能減少而重力勢能增加。A、直升飛機(jī)勻速上升：飛機(jī)速度不變，所以動能不變；高度增加，所以重力勢能增大．不符合題意；B、人騎車勻速下橋：速度不變，動能不變；高度減小，重力勢能減?。环项}意；C、火車徐徐進(jìn)站：速度是不變的，動能不變；站臺一般較高，重力勢能增大．不符合題意；D、將小球向上拋出，小球在上升階段：小球上升時，速度在減小，動能減??；高度在增加，重力勢能增大。故選D。8．增大摩擦力【解析】C919在高空中加速爬升的過程中，客機(jī)的質(zhì)量不變，速度變大，動能變大；同時其質(zhì)量不變，高度增加，重力勢能變大，故機(jī)械能變大；機(jī)場地面上留下了一道黑色的機(jī)輪印跡，這是通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦的。9．守恒①10．改變物體的運(yùn)動狀態(tài)動能轉(zhuǎn)化為重力勢能【解析】原來小球是靜止的，小球被彈起的過程中，速度不斷增大，彈簧的彈力改變了小球的運(yùn)動狀態(tài)；小球離開彈簧由于慣性繼續(xù)上升過程中，小球的速度減小，高度增大，動能減小，重力勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。11．動彈性勢【解析】將弓拉彎時，人對弓做功，弓形狀發(fā)生改變，產(chǎn)生了彈性勢能，是動能轉(zhuǎn)化成了彈性勢能。12．變小【解析】飛機(jī)在空中沿水平方向勻速飛行，同時往地面投放救災(zāi)物資，飛行過程中，質(zhì)量不斷減小，速度不變，高度不變，動能減小，重力勢能減小，機(jī)械能的總量變小。13．A【解析】A、跳傘運(yùn)動員勻速降落時，其質(zhì)量不變，速度不變，動能不變；但所處高度降低，重力勢能減小，所以其機(jī)械能減小，故A符合題意；B、物體從光滑斜面上自由滑下時，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，沒有摩擦生熱現(xiàn)象，機(jī)械能守恒，機(jī)械能大小不變，故B不符合題意；C、物體在光滑的水平面上勻速運(yùn)動時，其質(zhì)量、速度、所處高度都不變，所以其機(jī)械能不變，故C不符合題意；D、物體在真空中自由下落時，也不會有能量的消耗，機(jī)械能守恒，機(jī)械能大小不變，故D不符合題意。故選A。14．D【解析】A、小球由A處運(yùn)動到C處，高度降低、速度變大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，由于水平面粗糙，克服摩擦力，所以機(jī)械能減小，故A錯誤；B、小球由B處運(yùn)動到C處，小球在水平面上運(yùn)動過程中受到重力的作用，但沿重力的方向沒有距離，所以重力沒有做功，故B錯誤；C、小球由A處運(yùn)動到B處的過程中，速度增大，故C錯誤；D、小球停在C處時，球受到的支持力和球?qū)λ矫娴膲毫?，大小相等、方向相反、在同一直線上，是一對相互作用力的關(guān)系，故D正確。故選D。15．D【解析】在平衡力作用下，①在水平面上勻速運(yùn)動的物體，它的機(jī)械能和動能相等，都不變；②物體勻速上升時，物體的動能不變，但是重力勢能增加，所以機(jī)械能增加；③物體勻速下降時，物體的動能不變，但是重力勢能減小，所以機(jī)械能減小。因此，在平衡力的作用下，物體的機(jī)械能可能增加、可能減小，也可能不變。故選D。學(xué)科*網(wǎng)16．C【解析】由于運(yùn)動員在空中飛速下落，質(zhì)量沒發(fā)生變化，速度先逐漸增大后保持不變，故動能先增大后保持不變；在下落過程中，高度降低，所以重力勢能減小，機(jī)械能等于動能和重力勢能之和，所以機(jī)械能也是減小。故選C。17．C【解析】本實(shí)驗(yàn)中，由于軌道是光滑的，沒有摩擦力，所以小球的機(jī)械能守恒，故小球從O點(diǎn)由靜止釋放，始終沒有離開軌道，最遠(yuǎn)可以滾到與O點(diǎn)等高的c點(diǎn)。故選C。18．（1）動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化（2）動重力勢（3）克服摩擦阻力做功機(jī)械能19．物體的動能越大，它能做的功就越多，發(fā)生交通事故時造成的損失就越大，所以對機(jī)動車的行駛速度要進(jìn)行限制，也就是限制它動能的大小。對質(zhì)量較小的車，其允許的速度可大些。【解析】對機(jī)動車的行駛速度進(jìn)行限制，可用影響動能的因素分析，由于動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，對于質(zhì)量較大的車，允許的速度就比質(zhì)量較小的車的速度低。20．（1）該同學(xué)在騰起的過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；他在下落過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；（2）該同學(xué)在空中運(yùn)動過程中，機(jī)械能會減?。唬?）物理知識：同學(xué)在空中做曲線運(yùn)動，原因是力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。【解析】（1）該同學(xué)在騰起的過程中，質(zhì)量不變，速度減小，高度增加，所以是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；他在下落過程中，質(zhì)量不變，高度減小，速度增大，所以是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；（2）該同學(xué)在空中運(yùn)動過程中，克服空氣阻力做功，消耗一部分機(jī)械能，所以機(jī)械能會減小；（3）物理知識：同學(xué)在空中做曲線運(yùn)動，原因是力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)；物理知識：同學(xué)騰空后繼續(xù)向前，原因是具有慣性。21．C【解析】在小球向下壓縮彈簧的過程中，小球受豎直向上的彈簧的彈