3.2机械能 同步练习（含解析） (2).docx

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1、机械能一、单选题1.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2.如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是（ ） A.B.C.D.3.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，洒水车

2、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，洒水车的动能将如何改变( ) 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4.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三点间来回摆动，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

3、A点摆动到F点的过程中，动能转化为重力势能5.如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上，压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器(压力不超过最大值)，压力传感器、电流表、定值电阻和电 源组成一电路。压力传感器不受力时电流表示数是l0。t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，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。整个过程中，不计能量损失，电流表示数I随时间t变化的图像如图乙所示，则( ) A.t1时刻，小球动能最小B.t2时刻，弹簧的弹性势能最小C.t2t3 这段时间内，弹簧的弹性势能先增加后减少D.t2t3这

4、段时间内，小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能6.垫排球是某市一项体育测试项目，下列对排球离开手后继续上升过程中的分析正确的是（ ） A.速度越来越小B.受到的重力越来越大C.到达最高点时受力平衡D.球受到惯性作用7.“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目，如图所示。一根弹性橡皮绳，一端系住人的腰部，另一端系于跳台，当人下落至图中A点时，橡皮绳刚好被伸直，C点是游戏者所能达到的最低点，当人下落至图中B点时，橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于游戏者离开跳台到最低点的过程中（不考虑空气阻力），下列说法正确的是（ ） A.游戏者的动能一直在增加B.游戏者到达C点时，重力势能全部转化为动

5、能C.游戏者到达B点时，游戏者的动能增加到最大值D.游戏者从C点向B点运动的过程中，重力势能转化为动能和弹性势能8.关于能的概念，下列说法中正确的是（ ） A.悬在空中的打桩重锤，因为没有做功，所以没有能B.运动速度相同的物体，它们具有的动能一定相等C.重力势能相等的物体，它们一定处于同一高度D.在弹性限度内，同一个弹簧测力计挂5N重物时弹簧的弹性势能比挂2N时大9.2020年5月5日，我国长征五号B火箭将新一代载人飞船送入预定轨道，实现空间站的阶段飞行任务首战告捷。有关各个阶段描述不正确的是（ ） A. 加速升空时，火箭和飞船是相对静止的B.加速升空时，火箭和飞船的重力势能不断增大C.火箭完

6、成发射任务，在大气层下坠过程中机械能不断减小D.飞船进入轨道后，由于惯性做匀速圆周运动10.为了证明高空拋物的危害，专家进行了实验测试，从30米的高处掉下的瓶装水可以将5毫米木板压碎，出现很长的裂缝。专家认为，高空拋物的效果相当于将物体本身的质量放大。下列关于高空抛物物体下落过程中说法正确的是( ) A.下落过程中物体的质量在增大B.下落过程中物体的重力在增大C.下落过程中物体的动能在增大D.下落过程中物体的势能在增大11.如图所示是体育中考时掷出的实心球运动的情景（有空气阻力），下列说法正确的是（ ） A.实心球在运动过程中，惯性越来越小B.实心球在运动过程中，机械能不变C.实心球在b点时，

7、重力势能最大D.实心球从b点运动到c点的过程中，动能转化为重力势能12.用一张A4纸折出的纸飞机，飞行距离的世界纪录为69.14m，相当于20层楼高。选手采用斜向上拋射的方式，若不考虑空气阻力的影响，纸飞机( ) A.拋射至最高点的过程中，机械能总量始终在增加B.从最高点下落过程中，重力势能转化为动能C.拋射后继续飞行，是受惯性作用D.落地后静止，不再具有惯性二、填空题13.物体G和弹簧相连固定于墙壁上，开始时弹簧没有形变，物体处于位置B处，用力将其拉至C处，松手后，由C到B时，弹簧的势能（填“不变”、“增大”或“减少”）物体在A、C间往复运动，如图所示，如果物体G与地面都是光滑的，则物体G由

8、C到A过程中，物体G的动能最大的点在（B点、AB之间或BC之间）如果物体G与地面存在一定的摩擦力，则物体G由C到A过程中物体G的动能最大的点在（B点、AB之间或BC之间）。 14.2017年6月5日，第54届世乒赛在德国圆满结束。如图是马龙在决赛时的情况，高抛发球时球向上运动，它的重力势能(选填“变大”“变小”或“不变”)，到达最高点由于受力作用开始下落，球拍将球击向对方球台，说明力可以改变物体的。 三、解答题15.如图所示，是承承在乒乓球比赛中，高抛发球时的情景，不计空气阻力，请你回答下列问题： （1）在乒乓球上升的过程中，乒乓球的能量是如何转化的？其机械能如何变化？ （2）乒乓球运动到最高

9、点时，是否处于平衡状态？请说明理由。 四、实验探究题16.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h2 ， C、D两球陷入沙深度均为h3 ， 且h1h2h3。 （1）本实验中，铅球的重力势能大小是通

10、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】 C 【解析】【分析】（1）（2）分析运动员在B点时的受力情况即可。 （3）根据力与运动的关系分析速度的变化，进而判断动能的变化； （4）根据运动员和蹦床的能量转化判断。 【解答】运动员在B点时（最低点），蹦床弹性形变最大，对人的弹力最大，弹

11、力大于运动员的重力，这两个力是非平衡力，故A、B错误； 运动员在B点时受到蹦床弹力最大，弹力大于人的重力，合力向上，人开始加速向上运动；随着蹦床形变逐渐变小，弹力逐渐减小，当弹力小于运动员重力时，合力向下，运动员上升速度开始减小，达到最高点时速度为零，所以运动员速度先增大后减小，则运动员的动能先增大后减小，故C正确； 从B点向上运动过程中，蹦床的弹性势能转化为运动员的机械能，运动员的机械能增大，故D错误。 故选C。2.【答案】 B【解析】【分析】（1）根据匀速直线运动的定义判断； （2）动能的大小与质量和速度大小有关； （3）重力势能的大小与质量和高度有关； （4）机械能=动能+重力势能，据此

12、分析判断。 【解答】A.物体沿斜面做匀速直线运动，则v不变，根据s=vt可知，它通过的路程与时间成正比，图像为一条通过坐标原点的斜线，故A错误； B.物块的速度不变，质量不变，那么它的动能不变，故B正确； C.物块的高度增大，质量不变，那么它的重力势能增大，故C错误； D.根据机械能=动能+重力势能可知，物块的机械能不断增大，故D错误。 故选B。3.【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动能的变化。 【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

13、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B。4.【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，此时只受重力作用，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

14、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。5.【答案】 D 【解析】【分析】（1）当电流表示数为I0时，表示压力传感器不受力，t1时刻小球刚好接触弹簧，根据小球的受力情况判定小球速度的变化。（2）当电流表示数变大时，表示压力传感器的电阻阻值减小，表明压力传感器受到的压力增大，说明此时小球处于下落压缩弹簧的过程；电流表示数最大时，说明小球下落到最低点。（3）当电流表示数变小时，表示压力传感器的电阻阻值增大，表明压力传感器受到的压力减小，说明此时是弹簧把小球弹起的过程，小球处于上升过程，根据弹簧形变程度分析弹性势能的变

15、化。 （4）小球在向上弹起的过程中，注意速度和高度都在增大，据此分析弹性势能的转化情况。 【解答】A.t1时刻时，电流表示数为I0 ， 表示压力传感器不受力，t1时刻小球刚好接触弹簧，此时小球受到重力和弹力的作用，重力大于弹力，小球继续向下做加速运动，动能会变大，故A错误；B.t2时刻时，电流表示数最大，表示压力传感器的电阻阻值最小，表明压力传感器受到的压力最大，说明此时小球把弹簧压缩到最低点，弹簧的弹性形变程度最大，弹性势能最大，故B错误；C.t2t3这段时间内，电流表示数变小，表示压力传感器的电阻阻值增大，表明压力传感器受到的压力减小，说明此时是弹簧把小球弹起的过程。这个过程中，弹簧逐渐恢

16、复原来的长度，即形变程度逐渐减小，则弹性势能逐渐减小，故C错误； D.t2t3这段时间内，弹簧恢复原状，小球的高度增大且速度增大，则弹簧的弹性势能转化成动能和重力势能，因此小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能，故D正确。故选D。6.【答案】 A 【解析】【分析】（1）根据动能和重力势能的转化分析； （2）根据G=mg分析； （3）如果受到的合外力为零，那么物体受力平衡； （4）惯性是物体的一种性质，而不是力的作用。 【解答】排球离开手后继续上升过程中，它的质量不变，高度增大，那么它的重力势能增大。由于重力势能由动能转化而来，所以动能逐渐减小，即速度越来越小，故A正确； 排球的质量不变，根据公式

17、G=mg可知，它的重力保持不变，故B错误； 当排球到达最高点时，它只受向下的重力作用，合力向下，肯定受力不平衡，故C错误； 上升过程中，排球有惯性，但是不受惯性作用，故D错误。 故选A。7.【答案】 C 【解析】【分析】（1）当合力与运动方向一致时，物体做加速运动；当合力为零时，物体加速停止，此时速度最大；当合力的方向与运动方向相反时，物体做减速运动； （2）注意此时游戏者的速度大小与弹性绳形变程度的大小； （3）根据（1）中分析判断； （4）分析重力势能、动能和弹性势能的大小变化即可。 【解答】在到达A点之前，游戏者只受重力，合力方向向下；从A到B，游戏者受到向上的拉力和向下的重力，但合力向

18、下，与运动方向一致，因此在到达B点之前，游戏者一直做加速运动；到达B点时，弹力和重力相等，合力为零，加速停止，此时速度最大；从B到C，绳子的拉力大于重力，合力向上，游戏者做减速运动，那么游戏者的速度变化为先增大，后变小，那么动能也是先增大后变小，故A错误； 游戏者到达C点时，此时游戏者的高度最小，重力势能最小；游戏者的速度为零，那么动能为零；绳子的形变程度最大，此时弹性势能最大，因此重力势能全部转化为弹性势能，故B错误； 游戏者到达B点时速度最大，因此此时动能最大，故C正确； 游戏者从C点向B点运动的过程中，高度增大，重力势能增大；速度增大，那么动能增大；绳子的形变程度变小，弹性势能变小，因此

19、为弹性势能转化为动能和重力势能，故D错误。 故选C。8.【答案】 D【解析】【分析】（1）如果物体能够做功，那么物体就具有能量； （2）动能与质量和速度有关； （3）重力势能与质量和高度有关； （4）弹性势能的大小与形变程度有关。 【解答】A.悬在空中的打桩重锤，虽然没有做功，但是它能够做功，所以具有能量，故A错误； B.运动速度相同的物体，由于不明确质量的大小关系，因此它们具有的动能不一定相等，故B错误； C.重力势能相等的物体，由于不明确质量的大小关系，因此它们不一定处于同一高度，故C错误； D.在弹性限度内，同一个弹簧测力计挂5N重物时弹簧的长度比挂2N时大，则它的弹性势能也大，故D正确

20、。 故选D。9.【答案】 D 【解析】【分析】（1）如果两个物体的相对位置不发生改变，那么它们保持相对静止； （2）重力势能与物体的质量和高度有关； （3）根据机械能和内能的转化分析； （4）根据轨道的形状进行分析。 【解答】A.加速升空时，火箭和飞船的相对位置保持不变，因此是相对静止的，故A正确不合题意； B.加速升空时，火箭和飞船的质量不变，高度增大，因此它们的重力势能增大，故B正确不合题意； C.火箭完成发射任务，在大气层下坠过程中。与空气摩擦，将机械能转化为内能，因此机械能不断减少，故C正确不合题意； D.飞船进入轨道后，由于它的轨道是椭圆的，所以运行速度不断发生改变，做的不是匀速圆周

21、运动，故D错误符合题意。 故选D。10.【答案】 C 【解析】【分析】（1）根据质量的特性分析； （2）根据公式G=mg分析； （3）根据动能和重力势能的相互转化分析； （4）重力势能与物体的质量和高度有关。 【解答】A.质量是物质本身的一种属性，不随物体形状、状态和位置、温度的改变而改变，故A错误； B.根据公式G=mg可知，当物体的质量不变时，物体的重力保持不变，故B错误； C.下落过程中，物体的重力势能转化为动能，因此动能是增大的，故C正确； D.下落过程中，物体的质量不变，高度减小，因此重力势能减小，故D错误。 故选C。 11.【答案】 C 【解析】【分析】（1）惯性只与物体的质量有关

22、； （2）注意机械能与内能的转化； （3）重力势能与质量和高度有关； （4）分析动能和重力势能的变化即可。 【解答】A.实心球在运动过程中，质量保持不变，因此惯性大小不变，故A错误； B.实心球在运动过程中，与空气摩擦，将机械能转化为内能，因此机械能减小，故B错误； C.实心球在b点时，质量不变，高度最大，因此它的重力势能最大，故C正确； D.实心球从b点运动到c点的过程中，重力势能减小，动能增大，那么重力势能转化为动能，故D错误。 故选C。12.【答案】 B 【解析】【分析】（1）根据机械能守恒分析； （2）根据动能和重力势能的相互转化分析； （3）惯性是一种性质，不是一种力的作用； （4）

23、一切物体都有惯性。 【解答】A.拋射至最高点的过程中，机械能总量保持不变，故A错误； B.从最高点下落过程中，重力势能减小，而动能增大，因此重力势能转化为动能，故B正确； C.拋射后继续飞行，是因为飞机有惯性，故C错误； D.落地后静止，仍然具有惯性，故D错误。 故选B。二、填空题13.【答案】 减少；B；BC之间 【解析】【分析】（1）弹性势能的大小与形变程度大小有关； （2）根据动能与弹性势能的转化过程分析； （3）根据弹性势能转化为物体的动能和内能分析。 【解答】（1）物体处于位置B处，用力将其拉至C处，松手后，由C到B时，因此弹簧的形变程度在不断减小，因此弹簧的势能减少。 （2）如果地

24、面是光滑的，那么没有能量损失，即弹簧的弹性势能会全部转化为物体的动能。当物体到达B点时，弹簧恢复原状，此时弹性势能为零，即势能最小，则该点时物体的动能最大。 （3）如果物体和地面之间存在摩擦力，那么弹簧的弹性势能会转化为物体的动能和内能。由于有能量损失，因此物体的动能会在到达B点之前就达到最大值，即动能最大的点在BC之间。14.【答案】 变大；重；运动状态 【解析】【分析】（1）重力势能与物体的质量和高度有关； （2）物体运动速度的大小变化和方向变化，都属于物体运动状态的改变。 【解答】（1）马龙高抛发球时球向上运动，它的质量不变，高度增大，因此球的重力势能变大； （2）球到达最高点由于受重力

25、作用开始下落，球拍将球击向对方球台，说明力可以改变物体的运动状态。三、解答题15.【答案】 （1）解：在乒乓球上升的过程中，乒乓球的动能转化为重力势能，机械能不变。（2）解：乒乓球运动到最高点时，处于非平衡状态，因为乒乓球此时只受重力的作用，所以处于非平衡状态。(合理即可) 【解析】【分析】（1）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。如果不计空气阻力，那么机械能没有损失，据此判断机械能的变化； （2）如果物体受到的外力为零，那么它处于平衡状态。 【解答】（1）在乒乓球上升的过程中，乒乓球的高度增大，那么重力势能增大；速度减小，那么动能减小，因此乒乓球的动能转化为重力

26、势能。由于不计空气阻力，那么机械能不会转化为内能，即机械能不变。 （2）乒乓球运动到最高点时，处于非平衡状态，因为乒乓球此时只受重力的作用，它受到的外力不为零。四、实验探究题16.【答案】 （1）陷入沙的的深度（2）当物体下落高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大（3）A、C（4）无关 【解析】【分析】（1）铅球陷入沙子中的深度越大，则说明铅球的重力势能越大； （2）分析哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述实验结论； （3）根据控制变量法的要求选择对照实验； （4）如果路径不同，深度不同，那么二者有关；否则，二者无关。 【解答】（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过陷入沙的的深度来反映的。 （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：当物体下落高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大。 （3）探究重力势能与高度的关系时，必须控制铅球的质量相同而改变高度，故选AC。 （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无关。