浙教版九上第三章《能量的轉(zhuǎn)化與守恒》補(bǔ)充作業(yè)（3）（解析版）

浙教版九上第三章：《能量的轉(zhuǎn)化與守恒》補(bǔ)充作業(yè)3-----機(jī)械能的轉(zhuǎn)化與守恒1.圖中甲、乙兩個(gè)質(zhì)量不同的小球從相同高度靜止釋放（忽略空氣阻力），甲球下落過程中經(jīng)過P、Q兩點(diǎn)，下列說法正確的是（▲）A.釋放瞬間，兩球的重力勢能相等B.著地瞬間，兩球的動(dòng)能相等C.甲球在P點(diǎn)和Q點(diǎn)的機(jī)械能相等D.從釋放到著地，兩球所受重力做的功相等【答案】C【解析】（1）機(jī)械能包括動(dòng)能和勢能；物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫動(dòng)能；物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能；物體發(fā)生彈性形變而具有的能量叫彈性勢能。動(dòng)能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，重力勢能大小與質(zhì)量和高度有關(guān)。（2）動(dòng)能和勢能轉(zhuǎn)化過程中，若不計(jì)空氣阻力和摩擦，則機(jī)械能不變?！痉治觥可钊肜斫庥绊憚?dòng)能和重力勢能的因素，是解答此題的關(guān)鍵?！驹斀狻緼、釋放瞬間，兩球的高度相同，但由于兩球的質(zhì)量不同，所以兩球的重力勢能不相等，故A錯(cuò)誤。著地瞬間，兩球的速度相等，但由于兩球的質(zhì)量不同，所以兩球的動(dòng)能不相等，故B錯(cuò)誤。甲由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，由于忽略空氣阻力，所以甲球在P點(diǎn)和Q點(diǎn)的機(jī)械能相等，故C正確。從釋放到著地，兩球所受重力做的功為：W=Gh=mgh,h相同，但質(zhì)量m不同，所以兩球所受重力做功不相等，故D錯(cuò)誤。故選：C2.如圖所示，有一小球沿粗糙的曲面從A點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，再從D點(diǎn)拋出，虛線DEF為小球在空中的運(yùn)動(dòng)軌跡。其中B、D、F等高，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（▲）A.小球在E點(diǎn)的動(dòng)能為0B.小球在B、D、F三點(diǎn)的重力勢能相等C.從A運(yùn)動(dòng)到C的過程，小球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能D.從A運(yùn)動(dòng)到D的過程，小球的機(jī)械能不變【答案】B【解析】（1）動(dòng)能和物體的質(zhì)量、速度有關(guān)；（2）重力勢能和物體的質(zhì)量、高度有關(guān)；（3）動(dòng)能和重力勢能是可以相互轉(zhuǎn)化的，只有在不計(jì)摩擦和阻力時(shí)，機(jī)械能才守恒?！痉治觥棵鞔_影響動(dòng)能和重力勢能的因素，并對(duì)小球的降低和升高狀態(tài)做出判斷是解答此題的關(guān)鍵。【詳解】A、小球在E點(diǎn)有一定的速度，其動(dòng)能不為0，故A錯(cuò)誤；小球在B、D、F三點(diǎn)時(shí)，質(zhì)量相同，高度相同，則重力勢能相等，故B正確；從A運(yùn)動(dòng)到C的過程，小球的質(zhì)量不變，高度減小，重力勢能減小，速度變大，動(dòng)能變大，小球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故C錯(cuò)誤；曲面是粗糙的，小球在運(yùn)動(dòng)的過程中，克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故從A運(yùn)動(dòng)到D的過程，小球的機(jī)械能減小，故D錯(cuò)誤。故選：B3.如圖所示，完全相同的甲、乙兩個(gè)小球，甲球由輕繩系住，乙球由橡皮條系住，都從水平位置由靜止開始釋放，當(dāng)兩球到達(dá)懸點(diǎn)正下方K點(diǎn)時(shí)，橡皮條長度恰好與繩子長相等，則在K點(diǎn)時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是（不計(jì)空氣阻力）（▲）A.υ甲＞υ乙B.從靜止運(yùn)動(dòng)到K點(diǎn)，甲的重力做功多C.甲的動(dòng)能大于乙的動(dòng)能D.甲和乙的重力勢能相等【答案】B【解析】兩小球初始狀態(tài)時(shí)，處于同一高度，質(zhì)量相等，重力勢能相等，機(jī)械能相等，下擺過程中，不計(jì)空氣阻力，甲球的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，而乙球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和橡皮繩的彈性勢能，這樣，在最低點(diǎn)時(shí)，甲球的動(dòng)能大，從而就能比較兩球速度大小。【分析】本題考查了學(xué)生對(duì)機(jī)械能守恒的掌握，掌握機(jī)械能守恒定律是解題的關(guān)鍵，有一定的難度?！驹斀狻坑深}知，兩球的質(zhì)量相同；最初兩球處于同一高度由靜止開始釋放，則兩球的重力勢能相等；故D正確；由題意和圖示可知，下擺過程中，繩子不會(huì)伸長，而橡皮條會(huì)伸長，所以，可知小球達(dá)到正下方k點(diǎn)時(shí)，不計(jì)空氣阻力，甲球的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，乙球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和橡皮條的彈性勢能；這樣，在最低點(diǎn)時(shí)，甲球的動(dòng)能大，其速度較大，即υ甲＞υ乙,故AC正確；從靜止運(yùn)動(dòng)到K點(diǎn)，小球下落的高度相同，根據(jù)W=Gh可知，重力所做的功也是相同的，故B錯(cuò)誤。本題選錯(cuò)誤的；故選：B4.一個(gè)籃球不小心被水打濕，小明繼續(xù)使用該籃球進(jìn)行訓(xùn)練，球離手后，發(fā)現(xiàn)籃球在干燥的地面上向前彈跳的過程中，地面上留下了一個(gè)個(gè)“印跡”，以下判斷正確的是（不考慮籃球質(zhì)量的變化）（▲）A.B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能等于C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能B.A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程是重力勢能與動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)化C.1、2、3三個(gè)“印跡”大小相同D.D點(diǎn)時(shí)籃球的動(dòng)能不為0【答案】D【解析】（1）籃球彈跳的高度會(huì)越來越低，這說明在勢能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化過程中有能量的消耗，所以籃球的機(jī)械能一次比一次少。（2）機(jī)械能包括物體的動(dòng)能和勢能。動(dòng)能的大小和物體的質(zhì)量以及運(yùn)動(dòng)的速度快慢有關(guān)，判斷動(dòng)能的大小看它的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)快慢是否變化就可以了；重力勢能的大小和物體的質(zhì)量以及所處位置的高度有關(guān)，判斷重力勢能是否改變，看它的質(zhì)量和高度是否變化就可以了。（3）判斷是哪種能量轉(zhuǎn)化成了另一種能量的標(biāo)準(zhǔn)是：減小的轉(zhuǎn)化為增多的?！痉治觥繉?duì)于這類題目要抓住題目的隱含信息，籃球彈跳的高度會(huì)越來越低，就是明顯告訴我們籃球的機(jī)械能越來越小，機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化過程中是有能量消耗的，這樣造成動(dòng)能和勢能的總和會(huì)減少?！驹斀狻緼、從圖可知，籃球在干燥的地面上向前彈跳的過程中，彈跳的高度會(huì)越來越低，所以籃球的機(jī)械能越來越小，故B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能大于C點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能，而B點(diǎn)和C點(diǎn)高度相同，重力勢能相等，所以，B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大于C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能，故A錯(cuò)誤。A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程先是重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，后是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，由于籃球與空氣的摩擦，籃球的一部分機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以A點(diǎn)到B點(diǎn)不單是重力勢能與動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)化，故B錯(cuò)誤。由于與空氣的摩擦，在彈跳的過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，所以機(jī)械能逐漸減小，而A、B、C、D高度相等，重力勢能相等，則動(dòng)能不斷變小，所以1、2、3三個(gè)“印跡”越來越小，故C錯(cuò)誤。D、籃球在D點(diǎn)時(shí)在水平方向有一定的速度，所以動(dòng)能不為零，故D正確。故選：D5.如圖所示是跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速下落的過程，從能量角度分析，跳傘運(yùn)動(dòng)員的（▲）A.動(dòng)能增大，勢能不變，機(jī)械能減小B.動(dòng)能不變，勢能減小，機(jī)械能不變C.動(dòng)能增大，勢能減小，機(jī)械能不變D.動(dòng)能不變，勢能減小，機(jī)械能減小【答案】D【解析】【分析】【詳解】略6.如圖1,小球依次向四個(gè)方向以相同的速度飛出。某次小球在空中飛行到落地的過程中（不計(jì)空氣阻力），其動(dòng)能Ek隨時(shí)間t變化的圖像如圖2所示，則這次小球飛出的方向?yàn)椋ā﹫D1圖2A.①B.②C.③D.④【答案】B【解析】①動(dòng)能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，根據(jù)圖象可判定小球的速度變化；②當(dāng)小球在上升時(shí)，由于受到豎直向下的重力，所以小球會(huì)做減速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)小球在下降時(shí)，小球在豎直向下的重力作用下會(huì)做加速運(yùn)動(dòng)；據(jù)此可知小球的運(yùn)動(dòng)情況；③小球豎直向上運(yùn)動(dòng)和斜向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度不同，據(jù)此可作出判斷。【分析】本題考查了影響動(dòng)能大小的因素以及對(duì)小球運(yùn)動(dòng)情況的分析，有一定難度。【詳解】由圖2可知，小球的動(dòng)能先變小后變大，而同一小球的質(zhì)量不變，說明小球的速度先變小后變大；當(dāng)小球在上升時(shí)，由于受到豎直向下的重力，所以小球會(huì)做減速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)小球在下降時(shí)，小球在豎直向下的重力作用下會(huì)做加速運(yùn)動(dòng)；由此可知，小球是先上升后下降；若小球豎直向上運(yùn)動(dòng)，則小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為0,動(dòng)能為0,由圖2可知，小球的動(dòng)能不為0,所以小球不可能是豎直向上運(yùn)動(dòng)，則小球是斜向上運(yùn)動(dòng)的，小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)在水平方向上有一定的速度，其動(dòng)能不為0,故②正確。故選：B7.如圖所示，粗糙程度相同的斜面與水平面在a點(diǎn)相連，彈簧左端固定在豎直墻壁上，彈簧處于自由狀態(tài)時(shí)右端在b點(diǎn)，小物塊從斜面的c點(diǎn)由靜止自由滑下，與彈簧碰撞后又返回到斜面上，最高到達(dá)d點(diǎn)。下列說法正確的是（▲）彈簧被壓縮到最短時(shí)，彈性勢能最小B.小物塊從c向a運(yùn)動(dòng)的過程中，重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能C.小物塊從b向a運(yùn)動(dòng)的過程中，動(dòng)能增加D.小物塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)械能在減小【答案】D【解析】彈性勢能大小的影響因素：彈性形變的大??；影響動(dòng)能大小的因素：質(zhì)量、速度，質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大；影響重力勢能大小的因素：質(zhì)量、高度，即物體的質(zhì)量越大，高度越高，其重力勢能越大；動(dòng)能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能，動(dòng)能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化；在存在摩擦的情況下，物體的機(jī)械能不守恒?！痉治觥勘绢}考查了動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)化，以及機(jī)械能守恒的條件，明確動(dòng)能和勢能大小的影響因素是解答此題的關(guān)鍵?！驹斀狻緼、彈簧被壓縮到最短時(shí)，其彈性形變程度最大，此時(shí)彈簧的彈性勢能最大，故A錯(cuò)誤；小物塊從c向a運(yùn)動(dòng)的過程中，需要克服摩擦力做功，會(huì)有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以重力勢能沒有全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故B錯(cuò)誤；小物塊從b向a運(yùn)動(dòng)的過程中，物塊不再受到彈力，但受到水平向左的摩擦力作用，所以其速度會(huì)逐漸減小，動(dòng)能會(huì)減小，故C錯(cuò)誤；小物塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，由于要克服摩擦力做功，所以其機(jī)械能會(huì)減小，即機(jī)械能不守恒，故D正確。故選：D8.如圖AOB是光滑軌道，A點(diǎn)的高度H大于B點(diǎn)的高度h,讓小球由A點(diǎn)靜止開始自由落下，沿軌道AOB到達(dá)B點(diǎn)后離開（不計(jì)空氣阻力）。則小球離開B點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)軌跡最符合實(shí)際的是（▲）A.aB.bC.cD.d【答案】C【解析】小球在整個(gè)過程中機(jī)械能守恒，結(jié)合慣性的知識(shí)及機(jī)械能守恒定律進(jìn)行分析?！痉治觥勘绢}考查了對(duì)機(jī)械能守恒定律及慣性知識(shí)的應(yīng)用，關(guān)鍵能夠根據(jù)現(xiàn)象判斷不同情況下機(jī)械能的大小關(guān)系?！驹斀狻緼、根據(jù)題意，小球從A點(diǎn)由靜止滑下，所以小球的機(jī)械能等于A點(diǎn)時(shí)的重力勢能，整個(gè)過程中，機(jī)械能守恒，a的最高點(diǎn)超過了A點(diǎn)的高度，這是不可能的，A錯(cuò)誤；B、b點(diǎn)的最高點(diǎn)與A點(diǎn)的高度相同，而在最高點(diǎn)時(shí)，小球仍具有向右運(yùn)動(dòng)的速度，所以b圖線的機(jī)械能大于A點(diǎn)的機(jī)械能，B錯(cuò)誤；C、c圖線的最高點(diǎn)低于A點(diǎn)，由于在最高點(diǎn)時(shí)小球仍運(yùn)動(dòng)，其總機(jī)械能可能與開始時(shí)的機(jī)械能相等，C正確；D、小球離開軌道時(shí)，由于慣性，應(yīng)具有沿軌道方向向上運(yùn)動(dòng)的速度，D錯(cuò)誤；故選：C9.小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上（如圖甲），在剛接觸輕彈簧的瞬間（如圖乙），速度為5m/s,將彈簧壓縮到最短（如圖丙）的整個(gè)過程中，小球的速度υ和彈簧縮短的長度ΔL之間的關(guān)系如圖丁所示，其中A為曲線的最高點(diǎn)。已知該輕彈簧每受到0.2N的壓力就縮短1cm,并且輕彈簧在受到撞擊到壓縮到最短的整個(gè)過程中始終發(fā)生彈性形變?？諝庾枇Σ挥?jì)，則下列說法中錯(cuò)誤的是（▲）A.小球在速度最大時(shí)，它的機(jī)械能也達(dá)到最大B.此過程中，彈簧被壓縮時(shí)產(chǎn)生的最大彈力為8NC.在撞擊輕彈簧到輕彈簧壓縮至最短的過程中，小球的機(jī)械能一直在減小D.小球的重力為1N【答案】A【解析】（1）小球在接觸到彈簧時(shí)，所受重力大于彈力，向下加速；當(dāng)所受重力等于彈力時(shí)，速度達(dá)到最大值；之后小球一直減速，直到小球速度為零；（2）小球在撞擊到彈簧后，彈簧開始發(fā)生彈性形變，小球的機(jī)械能開始轉(zhuǎn)換為彈簧的彈性勢能，小球的機(jī)械能減小?！痉治觥窟@道題主要考查彈力和機(jī)械能，小球剛撞擊到彈簧時(shí)，速度并不是最大值，這是解題的關(guān)鍵?！驹斀狻緼、小球剛撞擊到彈簧時(shí)，所受重力大于彈力，向下加速，當(dāng)所受重力等于彈力時(shí)，速度達(dá)到最大值，此時(shí)小球的機(jī)械能部分轉(zhuǎn)換為彈簧的彈性勢能，它的機(jī)械能減小，A符合題意；當(dāng)彈簧縮短的長度ΔL=40cm時(shí)，彈簧產(chǎn)生的最大彈力為：Fmax=40cm×0.2N/cm=8N,B不符合題意；C、在撞擊輕彈簧到輕彈簧壓縮至最短的過程中，彈簧的彈性勢能一直在增大，由于能量守恒，小球的機(jī)械能一直在減小，C不符合題意；D、當(dāng)小球的速度達(dá)到最大時(shí)，小球所受重力等于彈力，所以G=F=5cm×0.2N/cm=1N,D不符合題意。故選：A10.如圖所示，a、b為豎直向上拋出的小石塊在上升過程中動(dòng)能和重力勢能隨高度變化的兩條圖線（不計(jì)空氣阻力），其中▲（填“a”或“b”）圖線是動(dòng)能－高度關(guān)系圖線，小石塊上升的最大高度為▲m,小石塊在最高點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能為▲J。【答案】a；4；2【解析】（1）動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量、速度。質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大。（2）重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉得高度。質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大。（3）機(jī)械能=動(dòng)能+勢能。物體沒有發(fā)生彈性形變時(shí)，不考慮彈性勢能，只考慮重力勢能。【分析】（1）掌握動(dòng)能和重力勢能大小的影響因素，根據(jù)圖象能確定動(dòng)能和勢能的大小。（2）根據(jù)

機(jī)械能=動(dòng)能+勢能

計(jì)算機(jī)械能的大小?！驹斀狻咳鐖D，橫坐標(biāo)代表的小石塊上升的高度，縱坐標(biāo)代表的是能量。（1）小石塊上升時(shí)質(zhì)量保持不變。b圖象表示，高度越高，能量越大，所以b圖象代表：高度--重力勢能的關(guān)系。（2）不計(jì)空氣阻力，小石塊上升時(shí)，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢能，動(dòng)能減小，重力勢能增大。所以a圖象代表：高度--動(dòng)能的關(guān)系。（3）如圖，小石塊到達(dá)的最大高度是4m。動(dòng)能=0J，重力勢能=2J，機(jī)械能=動(dòng)能+勢能=0J+2J=2J故答案為：a；4；211.小球在沒有空氣阻力的情況下，沿?zé)o摩擦軌道運(yùn)動(dòng)。（1）如圖1所示，小球從A點(diǎn)靜止釋放，小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度是否為零？▲。圖1圖2圖3（2）將軌道BC段改為水平，如圖2所示，小球仍從A點(diǎn)靜止釋放，小球經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能▲（填“大于”“小于”或“等于”）其在A點(diǎn)的機(jī)械能。以小球經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D3中大致畫出小球在MN段運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖像。【答案】（1）是；（2）等于如圖【解析】（1）在不計(jì)阻力和摩擦的情況下，機(jī)械能是守恒的。（2）據(jù)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律可知，一切物體在沒有受到外力時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?！痉治觥孔x懂題意，知道在不計(jì)空氣阻力和摩擦的情況下機(jī)械能是守恒的，是解決該題的關(guān)鍵?！驹斀狻浚?）小球從A點(diǎn)靜止釋放，由于不計(jì)空氣阻力和摩擦，沒有機(jī)械能的損失，所以小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度是0。據(jù)題目可知，由于不計(jì)空氣阻力和摩擦，機(jī)械能是守恒的，所以小球經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能是等于其在A點(diǎn)的機(jī)械能的；同時(shí)由于不計(jì)空氣阻力和摩擦力，小球原來是運(yùn)動(dòng)的，所以小球在MN段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如下圖：故答案為：（1）是；（2）等于如圖12.一塊質(zhì)量分布均勻的光滑薄平板AB可以繞水平轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)（截面圖中以0點(diǎn)表示），平板與水平地面的夾角為30°,AO長為0.6米，OB長為0.4米，平板質(zhì)量為2千克。小球在離地面高為H=0.5米處由靜止開始釋放，沿光滑軌道到達(dá)AB上。（所有運(yùn)動(dòng)過程均無機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他能量）（1）要使平板會(huì)繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來，小球的質(zhì)量m至少為多少？（2）如果一個(gè)質(zhì)量為4m的小球從離地高度為0.2米的地方由靜止開始釋放，能否使平板翻轉(zhuǎn)？請(qǐng)判斷并說明理由?！敬鸢浮浚?）要使平板會(huì)繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來，小球的質(zhì)量m至