科学九年级上册第2节 机械能第1课时课后练习题

第2节　机械能

第1课时　动能与势能

1．请判断下列说法的正误(正确的在括号内画“√”，错误的画“×”)：

(1)同一小球从斜面上不同高度由静止滚下撞击水平桌面上的木块，高度越高，木块被撞出得越远，说明高度越高，小球的动能越大。(　　)

(2)公路上匀速行驶的正在洒水的洒水车，它的动能是不断减小的。(　　)

2．有下列物体：A.挂在屋顶上的电灯；B.水平面上被压缩的弹簧；C.空中飞行的小鸟；D.在水平冰场上滑行的运动员；E.从斜坡上滚下的石头；F.在平直公路上行驶的汽车。这些物体中，只具有动能的是__________；只具有势能的是__________；既具有动能，又具有势能的是__________。(填字母)

[核心知识] 运动的物体具有动能，质量越大，运动的速度越大，物体的动能越大。被举高的物体具有重力势能，质量越大，被举的高度越高，物体的重力势能越大。发生弹性形变的物体具有弹性势能，同一物体发生弹性形变的程度越大，物体的弹性势能越大。

[易错点拨] 在探究影响物体动能大小因素的实验中，比较的是小球的动能而不是木块的动能；让小球从不同高度自由滚下的目的是让小球滚到水平面时具有不同的速度；不同质量的小球从同一高度由静止滚下到达水平面时的速度相同。

1．2021年6月5日，我国航天首次完成海上发射，用“长征十一号”运载火箭将七颗卫星送入太空。火箭加速升空过程中，这七颗卫星的动能(　　)

A．变小        B．不变

C．变大        D．无法判断

2．如果汽车、摩托车与火车三种车辆的速度相等，那么按照它们的动能从大到小的顺序排列，正确的是(　　)

A．汽车、摩托车、火车     B．火车、汽车、摩托车

C．摩托车、汽车、火车     D．汽车、火车、摩托车

3．2017·温州 如所示为自动垂直升降式车库的停车过程示意图。下列关于汽车匀速上升时的说法，正确的是(　　)

A．动能增加，重力势能不变

B．动能增加，重力势能增加

C．动能不变，重力势能不变

D．动能不变，重力势能增加

4．中属于势能逐渐变大的一组是(　　)

A．①②     B．①③    C．②④     D．③④

5．下列物体既有动能又有重力势能的是(　　)

A．停在站台上的火车 

B．悬挂在天花板上的吊灯

C．在空中飞行的飞机 

D．被拉开的弹弓

6．三峡水电站和葛洲坝水电站都建在长江上(葛洲坝水电站在三峡水电站下游)。据报道，2010年三峡水电站的年发电量达847亿千瓦时，葛洲坝水电站的年发电量约为160亿千瓦时。三峡水电站比葛洲坝水电站年发电量多的主要原因是(　　)

A．三峡水电站水流量比葛洲坝水电站水流量大

B．三峡水电站水流量比葛洲坝水电站水流量小

C．三峡大坝比葛洲坝大坝修建得高

D．三峡大坝比葛洲坝大坝修建得低

7．如所示是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线最接近中(　　)

8．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球的质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处由静止下落，让C球从距沙表面高2H处由静止下落，让D球从距沙表面高2H处的光滑弯曲管道上端由静止滑入，最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。实验测得A、B两球陷入沙坑的深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙坑的深度均为h3，且h1＜h2＜h3。

（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球陷入沙坑的深度更大，由此可得出结论： ____________________

________________________________________________________________________。

(3)比较A、C两球，发现C球陷入沙坑的深度更大，由此可得出结论： __________________

________________________________________________________________________。

(4)比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙坑的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径________(填“有关”或“无关”)。

9．2017·舟山 如所示，不计空气阻力，将排球竖直向上击出后，其运动速度越来越小，原因是排球受到的重力方向与运动方向________。而将排球向斜上方击出后，其运动速度的大小和方向都会发生变化，原因是___________________________________________

________________________________________________________________________；排球在上升过程中动能将________(填“增大”或“减小”)。

10．如所示为农用扬场机的示意图。谷物脱粒后，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮W和皮带B的带动下被抛出，谷粒、糠皮、碎石落地的远近不同，从而形成1、2、3三堆，达到分离的目的。其中1堆是________。从能量的角度看，它们在运动过程中能够分离，是因为__________________________________________________________

________________________________________________________________________。

11．2020·台州 将普通塑料水管进行改装，能做多个实验。如所示，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)将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的一口放入后，由静止释放，观察并记录______________________________________________________。

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。

答案

核心·易错

1．(1)×　 动能与速度和质量有关，与高度无关。小球被放在不同的高度是为了获得不同的速度。

(2)√　 公路上匀速行驶的正在洒水的洒水车，尽管速度没有变化，但它的动能还是在不断减小，因为洒水车的总质量在不断减小。

2．D、F　A、B　C、E　

能力提升拔尖练

1．C　2.B

3．D　 质量一定的汽车匀速上升时，汽车的速度不变，因此动能不变，汽车的高度不断增加，因此重力势能增加。

 知道动能和重力势能大小的影响因素是解决该题的关键。(1)影响动能大小的因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。(2)影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度。质量越大，高度越高，重力势能就越大。(3)动能和势能统称为机械能。

4．B　5.C

6．C　 影响重力势能大小的因素是质量和高度。水流量大只能说明质量大，重力势能不一定大。三峡水电站和葛洲坝水电站都建在长江上，水流量是一样的。三峡大坝比葛州坝大坝修建得高，这样水位会高，在水流量相同的情况下，三峡水电站水的重力势能更大，将会转化成更多的电能。

7．A　 铅球在整个飞行过程中，质量不变，铅球一直在运动，动能不为零。从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大，处于最高点时竖直方向速度为0，但水平方向仍然有速度，因此动能不为0。

8．(1)铅球陷入沙坑的深度　

(2)当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大　

(3)当物体的质量相同时，下落高度越高，重力势能越大　

(4)无关

 (2)比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球的质量大于A球的质量，发现B球陷入沙坑的深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。

(3)比较A、C两球，两球质量相同，下落路径也相同，C球的下落高度大于A球的下落高度，发现C球陷入沙坑的深度更大，由此可得出结论：当物体的质量相同时，下落高度越高，重力势能越大。

(4)比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，运动路径不同，发现两球陷入沙坑的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。

 (1)实验中通过铅球陷入沙坑的深度来反映铅球重力势能的大小，用到了转换法。(2)影响重力势能大小的因素有物体的质量和下落高度，在探究某一因素对重力势能大小的影响时要用到控制变量法。

培优初探拓展练

9．相反　排球运动的方向与所受重力的方向不在一条直线上(或“成一夹角”)　减小

 (1)将排球竖直向上击出后，其运动速度越来越小，原因是排球受到的重力方向与运动方向相反。(2)将排球向斜上方击出后，速度方向斜向上，重力方向竖直向下，由于排球运动的方向与所受重力的方向不在一条直线上(或“成一夹角”)，因此排球运动速度的大小和方向都会发生变化。(3)排球在上升过程中，质量不变，速度减小，故动能减小。

 物体运动速度大小和方向的改变都属于运动状态的改变。竖直向上击出的排球，不再受手的作用，不计空气阻力时，排球只受重力作用。重力不断改变排球的运动状态，使排球向上运动的速度越来越小。

10．糠皮　动能大小不同

11．(1)滑块被撞击后移动的距离　速度大小

(2)将一钢球从管②的一口放入后，由静止释放，观察滑块被撞击后移动的距离；取出钢球，将滑块移回原位，将另一质量不同的钢球从同一个口放入，重复实验。

 (1)将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的一口放入后，由静止释放，通过观察滑块被撞击后移动的距离来表示钢球动能的大小；将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，在质量相同时，改变了滑块的速度，可验证动能大小与速度大小的关系。

(2)研究重力势能与质量的关系时应控制高度一定，使用质量不同的钢球。实验步骤：将一钢球从管②的一口放入后，由静止释放，观察滑块被撞击后移动的距离；取出钢球，将滑块移回原位，将另一质量不同的钢球从同一个口放入，重复实验。比较两次距离的大小即可验证重力势能大小与质量的关系。

 本题考查动能和重力势能大小的影响因素的探究。(1)动能的影响因素是质量和速度，实验时采用控制变量法：为控制质量相等，选用同一个钢球；为得到不同的速度，则从不同高度由静止释放钢球，从而探究动能与速度的关系。用滑块移动的距离来表示钢球动能的大小。(2)重力势能的影响因素是质量和高度，实验时采用控制变量法：为控制高度相等，将钢球从同一个口处由静止释放；选用不同的钢球是为了探究重力势能大小与质量的关系。用滑块向下移动的距离来表示钢球重力势能的大小。