4.3.2機械能-機械能及其轉(zhuǎn)化（難點練）（練習(xí)）（原卷版）

4.3.2機械能機械能及其轉(zhuǎn)化（難點練）一、單選題1．如圖所示是蹦床運動員正在比賽中的情景，運動員從最高點豎直落到蹦床上直至最低點的過程中（不計空氣阻力），下列說法正確的是（）A．在此過程中運動員的重力勢能一直減小，動能一直增大B．最高點時，運動員速度為0，受平衡力的作用C．在運動員與蹦床剛要接觸時，運動員具有的動能最大D．在此過程中，運動員的機械能先不變再減小2．乒乓球發(fā)球機在同一高度朝不同方向分別發(fā)出甲、乙、丙三個相同的小球，三個小球落地時的速度大小均相等。若不計空氣阻力，則三球的發(fā)球速度大小關(guān)系是（）A．v甲>v乙>v丙 B．v丙>v乙>v甲C．v甲=v乙=v丙 D．v丙>v甲=v乙3．用輕質(zhì)彈簧（彈簧質(zhì)量和空氣阻力忽略不計）把小球掛在天花板上，如圖所示，當(dāng)用手將小球拉到水平位置靜止，彈簧剛好處于原長狀態(tài)，放手后小球擺動到最低點的過程中，下列說法正確的是（）A．小球的機械能守恒B．小球的重力勢能的減少量大于小球動能的增加量C．小球的重力勢能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量D．小球的重力勢能的減少量小于彈簧彈性勢能的增加量4．如圖甲所示，將一個帶孔的金屬球和一根彈簧套在鐵架臺的金屬桿上，現(xiàn)將小球提到A點后松手，小球的高度隨時間變化情況如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．彈簧的原長為50cmB．0～t1過程中，小球的動能先增大后減小C．0～t1過程中，小球的減少的機械能等于彈簧增加的彈性勢能D．小球在t1時刻的動能大于在t2時刻的動能5．如圖所示，鉤碼B的重力大于鉤碼A，用手托鉤碼B使兩者處于靜止?fàn)顟B(tài)。若不計摩擦、繩重和空氣阻力，放手后鉤碼A加速上升，在鉤碼A碰到滑輪前的過程中，下列說法正確的是（）A．鉤碼A的機械能保持不變B．鉤碼B的機械能保持不變C．鉤碼A的動能增加，機械能增加D．鉤碼B的動能增加，機械能增加6．如圖所示，小明在做模擬“蹦極”“的小實驗，一根橡皮筋一端系一個小石塊，另一端固定在A點。B點是橡皮筋不系小石塊自然下垂時下端所在的位置，C點是小石塊從A點自由釋放后所能達(dá)到的最低點，關(guān)于小石塊從A點到C點的運動過程，下列說法中正確的是（）A．小石塊在B點時的動能最大B．小石塊在C點時的動能最大C．從A點下落到C點的過程中，小石塊的動能一直在增大D．從B點下落到C點的過程中，小石塊的動能先增大后減小7．用甲、乙、丙三個木塊將相同彈簧壓縮到圖示位置后由靜止釋放，沿光滑水平軌道滑行，可沖到光滑斜面上。若三個木塊能到達(dá)斜面的最大高度分別是h甲、h乙、h丙，且h乙＞h丙，彈簧的壓縮量分別為l1、l2、l3，且l1＜l2＝l3，甲、乙的質(zhì)量m甲＝m乙。以下判斷正確的是（）A．甲、乙能到達(dá)斜面的最大高度h甲＞h乙B．乙離開彈簧時的動能比丙大C．甲、乙離開彈簧時的速度v甲＞v乙D．乙、丙的質(zhì)量m乙＜m丙8．如圖所示，金屬小球從導(dǎo)軌的a處自由滑下，依次經(jīng)過b處、c處，到達(dá)d處時恰好停下，則（）A．從a到d的過程中，小球的機械能守恒B．在c點時，動能為0C．從a到b的過程中，小球?qū)⒅亓菽苋哭D(zhuǎn)化為小球的動能D．在b到c過程中，小球增加的重力勢能小于小球減小的動能9．如圖所示，木塊以一定的速度滑過AB點，到C點滑出下落至D點。A和B，C和D之間的垂直距離均為h，則木塊在運動過程中能量變化的分析，正確的是（）A．D點與C點相比，機械能增大B．B點的動能一定大于A點的動能C．B點的動能可能等于D點的動能D．A點到B點減少的重力勢能小于C點到D點減少的重力勢能10．如圖所示，一個小球放在粗糙水平木板上，木板固定不動，彈簧與水平木板不接觸，彈簧的一端與小球相連，另一端固定在墻壁上，彈簧保持自然長度時小球剛好在A點，現(xiàn)把小球向左拉至C點后釋放，小球就由C運動到A，再由A運動到B，由B到A，A到D，D到……，不計空氣阻力，在此過程中，下列分析正確的是（）A．從C到A和從A到B小球受到彈簧的彈力方向相同B．小球最后一定會停在A處C．彈簧的彈性勢能最終轉(zhuǎn)化為小球的機械能D．C到A，B到A，小球動能都是先增大后減小二、填空題11．如圖，彈簧的左端固定，右端連接一個小球，把它們套在光滑的水平桿上，a是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置，b是彈簧原長時小球的位置，c是小球到達(dá)最右端的位置。則小球從a運動到c的過程中，在______（選填“a”、“b”或“c”）位置動能最大；從b到c的過程中，小球的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的______，小球從a運動到b的過程機械能總量______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。12．如圖甲所示，將一根彈簧和一個質(zhì)量為1kg的金屬球（球上有小孔）套在鐵架臺的金屬桿AB上面?，F(xiàn)將小球提到B端后松手，小球的高度隨時間變化情況如圖乙所示，彈簧原來的長度___________（選填“大于”、“小于”或“等于”）40cm，在0～t1過程中，小球的動能___________（選填“增大”、“減小”、“先增大后減小”或“不變”），此過程中小球動能的變化量___________（選填“大于”、“小于”或“等于”）重力勢能變化量。13．甲、乙是兩個完全相同的網(wǎng)球。如圖所示，在同一高度同時以大小相等的速度，將甲球豎直向下拋出，乙球豎直向上拋出，不計空氣阻力。拋出時甲球的機械能______乙球的機械能；落地時甲球的機械能______乙球的機械能。（均選填“大于”、“等于”或“小于”）14．如圖所示，質(zhì)量為1kg的滑塊在傾角為30°的光滑斜面上，從a點由靜止開始下滑，到b點開始壓縮輕彈簧，到c點時達(dá)到最大速度。到d點（圖中未畫出）開始彈回，返回b點離開彈簧，恰能再回到a點。則：（1）物體從a到b點，物體的重力勢能轉(zhuǎn)化為___________能；（2）物體從c到d點，彈簧的________能變大；（3）物體在d點___________（選填“是平衡狀態(tài)”或“不是平衡狀態(tài)”）。15．如圖甲所示，小球從某高度處靜止下落到豎直放置的輕彈簧上并壓縮彈簧。從小球剛接觸到彈簧到將彈簧壓縮最短的過程中，得到小球的速度v和彈簧被壓縮的長度△l之間的關(guān)系圖象，如圖（不計空氣阻力，彈簧始終發(fā)生彈性形變）(1)b為曲線最高點，此時小球受到的重力______彈力。(2)請寫出b→c發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化過程______。16．如圖AOB是光滑軌道，A點的高度H大于B點的高度h，讓小鋼球從A點由靜止開始自由滑下，沿軌道AOB到達(dá)B點后離開（不計空氣阻力）。(1)小鋼球從A點滑到O點的過程中動能______，重力勢能______；（選填“變大”或“變小”）(2)查閱資料得知：物體的動能、重力勢能的表達(dá)式分別為EK＝mv2、EP＝mgh，m為物體的質(zhì)量，v為物體的速度，h為物體距離水平面的高度，物體的機械能是它的動能和重力勢能之和。上述軌道是光滑的，則小鋼球沿斜面下滑的過程中機械能守恒（即在軌道任一個位置小鋼球的機械能的值不變）。若已知A點高度為1m，B點高度為55cm，則小球到達(dá)B點的速度是______m/s；（g＝10N/kg）(3)小鋼球離開B點后的運動軌跡最符合實際的是______。17．“蹦極”是當(dāng)前在青年人中流行的一種驚險、刺激運動。跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極限運動。如圖所示是某運動員做蹦極運動的v﹣t圖象（忽略空氣阻力），規(guī)定運動員速度方向向下為正，由該圖象可知在時間0﹣t1內(nèi)運動員______能轉(zhuǎn)化為______能，______時刻彈性繩的彈性勢能最大，此時運動員的動能為______J，______和______時刻運動員受到的重力等于彈性繩的拉力，______時刻運動員再次達(dá)到最高點。18．閱讀短文小明想研究物體從高空拋下落地速度，則查閱資料：動能的大小和速度與質(zhì)量有關(guān)，翻閱資料后得到動能大小與速度質(zhì)量公式為，重力勢能大小與質(zhì)量與高度有關(guān)，重力勢能與質(zhì)量高度的公式為，機械能是動能與勢能之和，在機械能守恒時，彈性勢能不變的情況下，動能和重力勢能的總和不變.例如一個質(zhì)量為m小球在h的高度落下，落到地面上（忽略空氣阻力），它的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能，所以落地時就有，得落地時速度為：，所以高度越高落地時候的速度就越大.（1）小球的質(zhì)量為2kg，速度為2m/s，求小車的動能____________.（2）小球落地時候的速度與質(zhì)量有沒有關(guān)系：_______________（選填“有”/“沒有”）（3）如圖一個質(zhì)量為m的小球在軌道上運動，從如圖所示位置釋放，此時距離地面高度為h,圓形軌道半徑為r，若物體從釋放可以運動到圓形軌道的最高點A點時，此過由于摩擦機械能損耗為W，請用以上條件來表示小球到達(dá)圓形軌道最高點A點的速度_________________.（4）高空拋物是城市上空的痛，請為杜絕高空拋物寫一句標(biāo)語：___________.三、實驗題19．在探究物體的動能大小跟哪些因素有關(guān)的實驗中，同學(xué)們設(shè)計了如圖實驗。實驗中讓鋼球從斜面上某個高度由靜止沿斜面滾下，在底部與靜止在水平面上的木塊發(fā)生碰撞，木塊沿水平方向向右運動直至停止，其中、h2＞h1（不考慮空氣阻力）。（1）實驗中是通過觀察_______來判斷鋼球的動能大??；（2）用來研究超速安全隱患時，我們應(yīng)選擇_______兩圖所示實驗來進(jìn)行比較；（3）在圖甲、丙中，小球下滑到斜面底端時的速度，若，則表明物體的動能與質(zhì)量的關(guān)系是：_______；（4）實驗中鋼球碰撞木塊后繼續(xù)向前運動一段距離，則開始時鋼球的重力勢能_______木塊克服摩擦力所做的功（選填：“＞”“＜”或“＝”）；（5）小敏利用丁圖來研究動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，圖中兩個相同的光滑弧形槽，一個為凸形，一個為凹形，A、B兩個相同的鋼球分別進(jìn)入兩弧形槽的速度都為v，運動到槽的末端速度也都為v，A小球通過凸形槽的時間為t1，B小球通過凹形槽的時間t2，則時間較長的是：_______（選填“t1”或“t2”）。20．小明在實驗室看到一科學(xué)玩具——牛頓擺，如圖1甲所示，它由支架、細(xì)線和5個完全相同的鋼球組成，每個鋼球通過兩根無彈性細(xì)線固定在支架上，并緊挨著排列在同一水平直線上。拉起最左側(cè)的鋼球，釋放后，它像單擺一樣向右擺動撞擊相鄰鋼球，僅把最右側(cè)的鋼球撞出，其他球幾乎靜止不動。這引發(fā)了小明的思考：為什么碰撞后僅有一個球擺動，而其余球仍然保持靜止？于是他提出問題：被撞而擺動的鋼球數(shù)量與哪些因素有關(guān)？接著他做出以下猜想：①可能與撞擊球撞擊時的速度大小有關(guān)；②可能與撞擊球的數(shù)量多少有關(guān)；將牛頓擺等效為單擺模型，如圖1乙所示是一個鋼球撞擊其它鋼球的情形，五個鋼球自左向右標(biāo)為球。若不考慮能量損失，請回答下列問題：（1）將A球作為撞擊球拉至一定的高度（保持細(xì)線繃直），由靜止開始釋放。釋放后，A球向右擺動過程中，將___________能轉(zhuǎn)化為動能。（2）探究猜想①時，必須先控制每次撞擊球的___________相等，為了改變撞擊球撞擊時的速度，你的操作辦法是：___________。釋放后，當(dāng)鋼球A以不同速度發(fā)生碰撞時，每次均僅有E球被撞出，由此可判斷：被撞而擺動的鋼球數(shù)量與撞擊球的速度___________（選填：“有關(guān)”或“無關(guān)”）。（3）通過上述實驗，小明還是不明白為什么僅有一個球被撞出，于是他向老師請教，老師說：牛頓擺的鋼球間發(fā)生碰撞時，撞擊球的速度被大小不變地依次“傳遞”給下一個球，所以最終只有一個鋼球被撞出。根據(jù)老師的講解，小明繼續(xù)探究猜想②，將A、B兩球作為撞擊球緊挨著，拉起一定高度后同時釋放，A、B球向右擺動并與C球相撞，則此時可觀察到的現(xiàn)象是如圖2中的___________（選填：“甲”、“乙”或“丙”）；請闡述你選擇的理由：___________。21．（1）發(fā)生彈性形變的物體具有彈性勢能．同學(xué)們?yōu)榱搜芯繌椥詣菽艿拇笮∨c哪些因素有關(guān)，通過有關(guān)實驗探究，數(shù)據(jù)如下：材料彈簧長度的變化量彈簧的剛性系數(shù)彈性勢能銅1×102904.5×103鋼2×102459×103銅1×1021809×103鋼6×102180324×103銅2×1029018×103分析數(shù)據(jù)可知___________，k=______________．（2）動能與m、v的關(guān)系式．重力勢能與m、h的關(guān)系是．當(dāng)只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化時，機械能守恒，如圖甲，一鋼性系數(shù)為200N/m，長度為25cm的彈簧固定在光滑的水平面上，一個質(zhì)量為2kg的小球從光滑曲面頂端由靜止滑下，已知曲面高度為h為20cm．（不計能量損失）如圖乙，小球從曲面頂端滑到水平面時的速度為_________m/s．如圖丙，當(dāng)下滑的小球速度減為零時，彈簧的長度為_________cm．22．小羅在玩“水槍”玩具時，發(fā)現(xiàn)“水槍”水平放置，推動活塞的速度越快，水槍離地面的高度越高，水就會射得越遠(yuǎn)，據(jù)此，他提出了如下猜想：在空中水平拋出的物體，落地的水平距離與拋出的初速度及拋出點離地面的高度有關(guān)。為驗證猜想，小羅找來了如圖所示裝置進(jìn)行實驗。(1)讓小球從斜槽上自由滾下，是為了使小球到達(dá)水平槽時具有一定的______；不計摩擦，小球從斜槽滾下，重力勢能______，機械能______（填“增大”“減小”或“不變”）；(2)讓小球分別從斜槽上的A、B、C位置自由滾下，保持小球______不變，分別測出小球落地的水平距離sA、sB、sC，發(fā)現(xiàn)sA>sB>sC。這表明：空中水平拋出的物體，落地的水平距離與______有關(guān)；(3)逐步降低拋出點離地面的高度，分別為h1、h2、h3，每次都讓同一小球從斜槽上A處由靜止自由滾下，分別測出小球落地的水平距離s1、s2、s3，發(fā)現(xiàn)s1>s2>s3。這表明：空中水平拋出的物體，落地的水平距離與______有關(guān)；(4)若在水平槽鋪上毛巾，使拋出點離地面的高度為h3，讓同一小球從斜槽上A處由靜止自由滾下，測出小球落地的水平距離為s4，根據(jù)上述實驗的結(jié)果，應(yīng)該有s4______（填“>”“<”或“=”）s3；(5)如圖乙，不改變拋出點離地面的高度，在A點多次放置質(zhì)量不同的小球并讓它自由滾下，小明發(fā)現(xiàn)每次小球落地的位置都相同，這表明：在空中水平拋出的物體，落地的水平距離與其質(zhì)量_____