人教版八年级下册11.4 机械能及其转化优秀课时训练

【单元专题卷】人教版物理8年级下册

第十一章 功和机械能

专题02 动能 势能 机械能及其转化

一、选择题（共10小题）

1．世界各国在向太空发射航天器时，一般都顺着地球自转方向发射，这主要是为了利用航天器在发射前随地球转动而具有的（   ）

A．动能 B．重力势能 C．内能 D．弹性势能

2．《民法典》规定：禁止从建筑物中抛掷物品，高空抛物存在巨大的安全隐患，是因为高处的物体具有较大的（   ）

A．重力 B．内能 C．动能 D．重力势能

3．2022年冬，新冠疫情肆虐古陈仓虢镇城，往日充满生机的小城按下了暂停键，消杀车辆在美丽平直的虢镇大道上边匀速行驶边喷洒消毒液，此过程中，车辆的（   ）

A．动能不变，势能不变 B．动能变小，势能不变 

C．动能变小，势能变小 D．动能变小，机械能不变

4．2022年12月4日，神舟十四号返回舱安全着陆，当返回舱距离地面左右时，先打开降落伞，使返回舱从减速到。为了最大限度保障航天员的安全，在返回舱快接近地面时，舱体反推发动机再启动，使返回舱着陆更安全，如图所示。在返回舱打开降落伞直至着陆的过程中（   ）

A．返回舱的动能先减小后增加 

B．返回舱的动能一直减小 

C．返回舱的重力势能先减小后增加 

D．返回舱的重力势能先增加后减小

5．图中（a）、（b）、（c）依次对应跳高项目中运动员加速助跑、起跳离地、跃过横杆三个状态，不计空气阻力。根据图示信息，关于跳高过程的描述中，下列说法正确的是（   ）

A．在助跑过程，运动员的动能保持不变 

B．跃过横杆时，运动员处于平衡状态 

C．从（b）到（c）的过程，运动员的动能转化为重力势能 

D．从（a）到（c）的过程，运动员的机械能一直在减少

6．一小球从某高度由静止释放后，利用安装在手机中具有录音和显示声音波形的（软件），记录小球碰撞地面发出的声音随时间变化的波形如图所示。则小球（   ）

A．每次下落过程重力做功均相同 

B．每次弹起时的动能逐渐减小 

C．每次碰撞的最大形变程度逐渐增大 

D．下落过程中重力势能全部转化为动能

7．下列物体中，具有动能又具有势能的是（   ）

A．停在站台上的火车 B．被拉开的弹弓 

C．静止在地面上的足球 D．腾空而起的火箭

8．下列有关对蹦床运动过程的分析，正确的是（   ）

A．从接触蹦床到下落至最低处的过程中，弹性势能转化为动能 

B．被蹦床弹起的过程中，弹性势能全部转化为重力势能 

C．离开蹦床在空中上升过程中，动能转化为重力势能 

D．下落到与蹦床接触的瞬间时，动能最大

9．为了提高全校师生的身体素质，学校买回了乒乓球发球机，如图甲所示。如果乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出、、三个球，如图乙。若不计空气阻力，则下列说法正确的是（   ）

A．球上升过程中，动能增大，重力势能减小 

B．球到达最高点时，重力势能最大，动能为0 

C．、两球在最高点时机械能相等 

D．、、球到达乒乓球案的速度大小关系

10．2022年2月4日—2月20日，北京、河北张家口将举办第24届冬季奥林匹克运动会，如图所示是我国运动健儿在冰雪赛场上的英姿。下列有关说法中正确的是（   ）

A．甲图中速度滑冰运动员在加速滑行的过程中，受到的摩擦力逐渐增大 

B．乙图中自由滑雪空中技巧运动员在空中加速下落过程中，他的机械能将增大 

C．丙图中运动员将冰壶推出后，冰壶继续滑行，是因为冰壶具有惯性 

D．丁图中运动员站在最高领奖台上，运动员对领奖台的压力和领奖台对运动员的支持力是一对平衡力

二、非选择题

11．将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压（如图），放手后笔会向上弹起一定高度。向下按笔的过程中，笔的重力势能　 　，弹簧的弹性势能　 　（选填“增大”或“减小”或“不变”）

12．唐朝诗人杜甫的诗作《登高》中有这样的诗句：“无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来。”从物理学的角度来说，“落木萧萧下”的过程是　　   转化为　　   。（选填“动能”或“重力势能”）

13．如图所示，橡皮筋两头分别固定在罐子两端，中间系一个钩码，就制成了一个“魔罐”，将魔罐在水平地面上滚出，橡皮筋的弹性势能　　  （填“变大”、“不变”或“变小”）；魔罐能自动滚回来，滚回的过程中　　    能转化为　　   能。

14．蹦极是一种运动游戏。如图中点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，点是游戏者所能到达的最低点。已知间的高度差为，间的高度差为，游戏者的重力为，则从位置到位置游戏者的重力做功是　　     ；在此过程中弹性绳的弹性势能增加量为　　     。（整个过程中不计能量损耗，不计绳重）

15．如图所示，我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器的势能　　     ，机械能　　     （以上两空均填“变大”、“变小”或“不变”）。

16．小华用图甲装置探究“弹性势能的大小与物体的弹性形变程度是否有关”，将一根弹簧和一金属球套在固定于铁架台上足够长的金属杆上，用手向下压球使弹簧压缩，然后放手，实验过程记录小球距底座的高度随时间变化的图像如图乙所示。

（1）压缩的弹簧可以将小球向上弹起，说明发生弹性形变的物体具有 　　。

（2）实验时每次将弹簧压缩 　　（选填“相同”或“不同”）的长度，分析比较 　　从而比较弹性势能的大小。

（3）小球在 　　（选填“0”、“ ”、“ ”或“”）时刻动能最大。

17．如图同一个实心小球以同样的速度分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动，两弧槽弧形相同，弧长相等。小球到达点的动能 　　（选填“大于”“小于”或“等于”下同）到达的动能，小球通过甲弧槽的时间 　　小球通过乙弧槽的时间，甲图中小球由到的过程中动能的变化情况是 　　（空气阻力不计）。

18．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块搬出一段距离。如图甲所示，请回答下列问题：

（1）实验中所探究物体的动能是指 　　（铁球木块）的动能。该实验是通过观察 　　的大小来比较动能的大小。

（2）让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放的目的，是控制 　　不变时，探究动能大小与 　　的关系。

（3）有同学将实验装置改进成图乙所示，用铁球将同一弹簧压缩后释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较。该数置不可以探究动能大小与　　（质量速度）的关系，理由是 　　。

（4）甲、乙两组实验分别是利用重力势能和 　　能来转化成动能的。

19．在模拟打桩的实验中，让“重锤”（铁块）从“桩”（小桌）的正上方的某一高度处自由下落，将“桩”打入沙中，

（1）要想将“桩”打得深一些，可以采用哪些方法？

方法　　                                        ；

方法　　                                       。

（2）“重锤”重力势能的大小是通过　　              来反映的。

（3）每次实验时，沙子的松紧度是否要一样？　　                    。

20．在学习势能知识时，小红将一张硬纸片对折，在开口一边剪两刀，然后将一根橡皮筋套在开口边，做成了一个特殊的卡片。

（1）小红将图中的卡片反过来，用手把它压平在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的实验现象是　 　，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋对卡片　 　，因此橡皮筋具有　 　。

（2）接下来小红仍将卡片下压，但不压平，迅速松手后观察到的实验现象是　 　，小红根据这个实验现象可以得出的结论是　 　。

21．做功的实质是将一种形式的能量转化为另一种形式的能量。运动的物体克服摩擦做功的实质是将机械能转化为内能，若一个质量为，初始速度为的物块在水平面上沿直线滑行时，受到的摩擦力使物块最终停下，测量出物块滑行的距离为（动能的表达式为。

（1）试推导物块的初始速度。

（2）若一辆时速为，质量为的小汽车紧急刹车距离为，求汽车在刹车过程中受到的摩擦力大小。

22．在探究“汽车的速度”的实验中，甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的图象如图所示。

（1）由图可知，甲车的动能　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）乙车的动能；

（2）此时甲车受到60牛的摩擦力，求甲车的功率。

（3）求经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做的功之比（空气阻力忽略不计）。

23．如图1，悬崖跳伞是一项极具挑战的运动，越来越受到人们的喜爱。在某次悬崖跳训练过程中，一质量为的运动员背着降落伞从悬崖上由静止开始竖直跳下，经下落后，运动员开始做匀速直线运动直至落到悬崖下方水中。整个过程用时，其速度与时间的关系如图2所示，取。求：

（1）在这整个过程中运动员所受重力做的功和功率；

（2）从第到第这个过程中，运动员的动能、重力势能、机械能是如何变化的？

参考答案

一、选择题

1．A

2．D

3．C

4．B

5．C

6．B

7．D

8．C

9．C

10．C

二、非选择题

11．减小；增大。

12．重力势能；动能。

13．变大；弹性势；动。

14．；。

15．变大；不变。

16．（1）弹性势能；（2）不同；小球第一次弹起的高度；（3）。

17．（1）等于；（2）小于；（3）先变大后变小。

18．（1）铁球；木块移动的距离；（2）速度；质量；（3）质量；不能控制铁球的速度相同；（4）弹性势。

19．（1）尽可能举高点重锤；选用质量大的重锤；（2）桩打入沙中的深度；（3）要一样。

20．（1）卡片会弹起来；做功；弹性势能；（2）卡片弹起的高度变低了；卡片弹起来的高度与橡皮筋弹性形变的程度有关。

21．解：（1）运动的物体克服摩擦做功的实质是将机械能转化为内能，且物体的初始速度为，末速度为0，所以，即，

物块的初始速度；

（2）运动的物体克服摩擦做功的实质是将机械能转化为内能，

即，

汽车在刹车过程中受到的摩擦力：

。

答：（1）见解答；（2）汽车在刹车过程中受到的摩擦力为。

22．解：（1）由图象知，甲的速度为，乙的速度为；

已知两车完全相同，所以质量相同；因为甲的速度较小，所以甲的动能较小；

（2）由图知，甲车做匀速直线运动，则，

则甲车的功率为：；

（3）相同的汽车，对地面的压力相同，且在同一水平地面上运动，所以摩擦力相同，

在匀速直线行驶过程中，牵引力，

因为，，

所以，相同时间牵引力做的功之比为：

。

故答案为：（1）小于；（2）甲车功率为；（3）做功之比为。

23．解：（1）由图像可知，后运动员做匀速直线运动的速度为：；

由得，运动员后下落的距离为：

；

运动员下落的总高度为：

；

运动员的重力为：

；

下落过程中重力所做的功为：

；

重力做功的功率为：

。

（2）运动员在下降过程中，质量一定，由图像可知：

：速度变小，动能变小；高度下降，重力势能变小，因机械能等于动能与势能的总和，所以机械能变小；

：速度不变，动能不变；高度下降，重力势能变小，因机械能等于动能与势能的总和，所以机械能变小。

综上分析：从第到第这个过程中，动能先变小后不变，重力势能变小，因机械能等于动能与势能的总和，机械能变小。

答：（1）在这整个过程中运动员所受重力做的功是，功率是。

（2）从第到第这个过程中，运动员的动能先变小后不变，重力势能变小，机械能变小。