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人教版八年级下册第十一章 功和机械能11.3 动能和势能获奖作业ppt课件
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课时11.3 动能和势能（解析版） 一、单选题 1．深秋时节，一只熟透的桔子从树上掉下来时，在下落过程中桔子的 A．动能变大 B．重力势能变大 C．动能不变 D．重力势能不变 【答案】A 【详解】桔子在下落过程中，质量不变，其高度在逐渐减小，根据重力势能的决定因素：质量越大，高度越高，重力势能越大可知其重力势能减小．故确定B、D错误． 桔子在下落过程中，质量不变，速度在逐渐增大，根据动能的决定因素：质量越大，速度越大，动能越大可知其动能在增大．故确定A正确，C错误． 综上分析，故选A． 2．高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，这是一种不文明的行为，会带来很大的社会危害，这是因为处在高处的物体具有较大的（ ） A．动能 B．重力势能 C．弹性势能 D．以上都不是 【答案】B 【详解】“高空抛物”说明物体一开始所处的高度很高，根据影响重力势能的因素可知，高度越高，物体的重力势能越大，在下落过程中将重力势能转化为动能就越多，危害就会越大。故选B。 3．下列物体具有动能的是（ ） A．被拉长的橡皮筋 B．正在下落的雨点 C．阳台上的花盆 D．上了膛的子弹 【答案】B 【详解】正在下落的雨点是运动的所以具有动能，而被拉长的橡皮筋、阳台上的花盆、上了膛的子弹都是静止的，所以没有动能，故B符合题意。 故选B。 4．“神舟六号”载人飞船的返回舱下落到地面附近时,由于受到空气阻力而做减速运动．在减速下降的过程中,返回舱的 A．动能增大,势能减小 B．动能减小,势能减小 C．动能不变,势能减小 D．动能减小,势能增大 【答案】B 【详解】动能和物体的质量和速度有关，同一物体速度越大，动能越大，速度越小，动能越小，返回舱在做减速运动，所以动能减小． 重力势能与物体的质量和高度有关，同一物体越高，势能越大，越低势能越小，返回舱在下降，所以势能在减小 故选B 5．（2023春·山东泰安·九年级东平县实验中学校考阶段练习）2022年北京冬奥会会徽，它以汉字“冬”为灵感来源，运用中国书法的艺术形态，展现出滑冰、滑雪运动员的英姿。如图是滑雪运动员起跳后下落的情景，在运动员下落过程中，下列说法中正确的是（ ） A．以地面为参照物运动员是静止的 B．运动员所受惯性力增大 C．运动员的重力势能增加 D．运动员的动能增加 【答案】D 【详解】A．以地面为参照物，运动员与地面之间的位置发生变化，所以运动员是运动的，故A错误； B．惯性不是力，不能称为惯性力，故B错误； C．滑雪运动员起跳后下落，高度减小，所以重力势能减小，故C错误； D．下落的过程中，重力势能转化为动能，所以动能增大，故D正确。 故选D。 6．如图所示，小朋友在玩溜溜球玩具时，下列说法正确的是 A．当溜溜球向下自由运动时，动能和重力势能均增加 B．当溜溜球向上自由运动时，重力势能转化为动能 C．溜溜球是通过动能和重力势能的相互转换完成上下运动的 D．溜溜球运动到最底端时，其重力势能最大 【答案】C 【详解】A、当溜溜球向下自由运动时，重力势能转化为动能，重力势能减小，动能增大； B、当溜溜球向上自由运动时，动能转化为重力势能； C、溜溜球是通过动能和重力势能的相互转换完成上下运动的； D、溜溜球运动到最底端时，动能最大，重力势能最小． 故选C． 7．《中国足球发展改革总体方案》于2015年3月26日发布，将校园足球上升到了“国策”的高度．如图所示为某中学足球赛的精彩画面，下列说法正确的是（ ） A．离开脚的足球继续向前运动是因为球受到惯性力的作用 B．足球上升过程中将动能转化为重力势能 C．足球下降过程中将弹性势能转化为动能 D．足球上升到最高点时动能最大 【答案】B 【详解】试题分析：A、踢出去的足球由于本身具有惯性，仍向前运动，惯性不是力，不能说受到了惯性的作用，故A错误； B、足球上升过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，上升时球的速度不断减小，动能减小，上升时动能转化为重力势能．故B正确； C、足球下降过程中将重力势能转化为动能，故C错误； D、足球上升过程中质量不变，速度减小，动能减小；质量不变，高度增大，重力势能增大，当足球在上升到最高点时，重力势能最大，故D错误． 故选B． 8．“抓沙包”是中国传统的游戏。图中沙包从手中竖直向上抛出后，向上运动的过程中（ ） A．重力势能增大 B．只受到空气阻力的作用 C．受到重力和向上抛的力 D．运动到最高点时，受平衡力作用 【答案】A 【详解】A．沙包质量不变，高度增加，所以重力势能增大。A选项正确，符合题意； B．沙包在上升过程中，还受到重力作用。B选项错误，不符合题意； C．沙包离开人手后，由于惯性而上升，没有受到向上的力。C选项错误，不符合题意； D．沙包在最高点时，只受重力作用，不是受平衡力。D选项错误，不符合题意。 故选A。 二、填空题 9．重力势能的大小与物体的__________和________有关． 【答案】 质量 高度 【详解】物体重力势能的大小与物体的质量、被举高的高度有关，质量越大，高度越高，物体的重力势能越大．处于同一高度)的物体，质量越大，重力势能就越大；质量相同的物体，被举高度越高，重力势能就越大． 10．如图所示，甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放，忽略空气阻力，当两球下落相同的高度时，两个球的重力势能减小的值______（填“相等”或“不相等”）。 【答案】不相等 【详解】重力势能与物体的质量与所处高度有关，甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放，下落相同的高度时变化的高度相同，但由于质量不同，则二者重力势能变化量不相等。 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”） 【答案】 减小 增大 【详解】[1][2]向下按笔的过程中，笔的质量不变，高度降低，因此重力势能减小；同时弹簧的弹性形变程度变大，故其弹性势能增大。 12．跳伞运动员跳伞，在空中未打开伞时，跳伞员加速下降（不计空气阻力），他的动能_____．伞打开后，跳伞员匀速下降，则此时他的机械能_____．（均选填“增大”、“减小”或“不变”） 【答案】 增大 减小 【详解】跳伞员在跳伞过程中，质量不变，速度加快，动能增大；质量不变，高度不断减小，重力势能减小；下落过程中和空气摩擦，机械能转化为内能，机械能减小． 13．长征五号 2016年11月3日，伴随着一声长啸，我国新一代大型运载火箭长征五号腾空而起，燃料燃烧产生的巨大火焰推动火箭上升，火光映红了天空。 长征五号作为我国运载火箭升级换代的里程碑工程，火箭在大直径、大结构、大推力的同时，还能保持最轻的自重，除了智能减载、优化结构外，我国科研人员还通过更换材料、优化工艺等措施在制造环节减重，例如，一开始火箭大量使用钢螺母，结构强度大、质量大，经过试验，科研人员将大量螺母替换成钛合金材料，减轻了几百千克。 长征火箭助推器的斜头锥有着优异的气动外形，对减小空气阻力发挥了重要作用，斜头锥不仅圆润，而且还很强悍，头锥不足0.1m2的前捆绑点处，能够承受约压力，所以在发射瞬间，每个助推器需要将底部支撑点的推力最高效地传送到头锥内侧的那个前捆绑点上，带动火箭起飞。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）火箭升空时重力势能将___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）； （2）头锥处能受到的压强约为___________Pa。 【答案】 变大 3×107 【详解】（1）[1]物体重力势能的大小与质量和高度有关，火箭升空时，高度不断增加，质量不变，所以重力势能逐渐变大。 （2）[2]头锥处能受到的压强 三、实验题 14．如图是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验： (1)小球在光滑的斜面上由静止开始滑下，小球撞击静止在水平桌面上的物体后，物体运动的距离越远，说明小球具有的动能越大。在物理学中把这种实验方法叫做 ______ ； (2)分析比较甲、乙两图可知：质量相同时， ______ 越大的物体具有的动能越大。 【答案】 转换法 速度 【详解】(1)[1]小球有动能，可以对木块做功，推动木块移动，根据木块移动的距离的大小判定动能的大小，木块推动的越远，表明对木块做功越多，实验中采用的是转换法。 (2)[2]甲、乙两图中的球的质量相同，所处高度越高的球，滚到底端时速度越大，把木块推出的距离越远，小球的动能越大，因此可以得出的结论是：在质量一定时，速度越大，动能越大。 15．（2022·江苏无锡·校联考一模）如图1是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。其中，mA=mB＜mC， hA=hC>hB。 （1）实验中，探究的动能是指______（填序号） A．小球在斜面上时的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块的动能 （2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与______的关系。 （3）小球从斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木块后继续向前运动，木块在水平木板上滑行一段距离后停下，如图1中的A所示，设木块克服摩擦力所做的功为W，小球与木块碰撞前的动能为E，则EK______W（选填“大于”、“等于”或“小于”） （4）实验结束后，该同学拿走木块，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，如图2中的甲，记录小球在不同表面上滑行到静止的距离（如图乙），根据此现象，小刚得出了动能与速度有关的结论。你认为该同学实验方案是否合理，______（合理/不合理）。 【答案】 B 速度 大于 不合理 【详解】（1）[1]实验中，探究的动能是指小球撞击木块时的动能。 （2）[2]使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，题中质量相同，高度不同，会使小球到达水平面的速度不同，所以是为了研究动能大小与速度的关系。 （3）[3]小球从斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木块时，会有能量损失，所以EK大于W （4）[4]该同学拿走木块，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，高度不同，接触面粗糙程度不同，所以摩擦力不同，没有做到控制变量，所以不合理。 四、计算题 16．（2023春·重庆合川·九年级重庆市合川中学校考阶段练习）如图所示是正在航拍的无人机，利用遥控器可控制它运动和工作。无人机的最大上升速度为5m/s，机身质量为1.5kg，求： （1）无人机从地面飞到离地20m高处，至少要多长时间？ （2）无人机从20m高处降落到地面，重力做功是多少？ 【答案】(1)4s；(2)300J 【详解】解：（1）由题可知，无人机的最大上升速度为5m/s，由 可得，从地面飞到离地20m高处至少要的时间为 （2）无人机从20m高处降落到地面，重力做功为 答：（1）无人机从地面飞到离地20m高处，至少要4s； （2）无人机从20m高处降落到地面，重力做功有300J。 一、单选题 1．（2023春·八年级校联考课时练习）舰载直升机完成任务返航，要降落在航空母舰上，在直升机减速下降靠近航母甲板的过程中 A．惯性变大 B．动能变小 C．重力势能不变 D．机械能不变 【答案】B 【详解】A、惯性大小只与质量有关，与速度无关，质量不变，惯性不变，故A错误； BCD、直升机减速下降过程中，高度减小，重力势能减小；速度减小，动能减小；机械能为动能和势能的和，故机械能减小；故B正确，CD错误． 2．（2023·全国·九年级专题练习）如图所示为运动员在撑杆跳高的场景，下列说法正确的是（ ） A．杆被压得越弯，产生的弹力越小 B．杆被压得越弯，杆弹性势能越大 C．杆的弹性势能跟被压弯程度无关 D．杆被压得越弯，运动员的弹性势能越大 【答案】B 【详解】运动员在撑杆跳高时，杆被压的越弯，证明形变量越大，故此时杆的弹性势能越大，故ACD错误，B正确。 故选B。 3．（2023·江苏·九年级校联考专题练习）2022年2月15日，中国选手苏翊鸣夺得北京2022年冬奥会单板滑雪男子大跳台冠军，实现了中国单板滑雪在冬奥会上金牌“零的突破”。如图，苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，他的（ ） A．重力势能增大，动能减小 B．重力势能减小，动能增大 C．重力势能减小，动能减小 D．重力势能增大，动能增大 【答案】B 【详解】苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．下列说法正确的是（ ） A．物体静止时不易推动，所以物体在静止时比在运动时惯性大 B．静止在斜面上的一只木箱，它所受的重力和支持力是一对平衡力 C．拔河比赛时，用力握紧绳子，是通过增大压力来增大摩擦的 D．人造卫星绕地球沿椭圆轨道从远地点向近地点运动的过程中，动能转化为势能 【答案】C 【详解】A．惯性大小只与物体的质量有关，同一物体在静止时和运动时的质量相同，其惯性大小相同，故A错误； B．静止在斜面上的木箱，它所受的重力竖直向下、支持力垂直于斜面向上，方向不相反，所以不是一对平衡力，故B错误； C．拔河比赛时，用力握紧绳子，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦的，故C正确； D．人造卫星从远地点向近地点运动时，卫星的质量不变，其运动的速度变大、动能变大；同时卫星距离地球的高度在减小，它的重力势能在减小，即该过程中将重力势能转化为动能，故D错误。 故选C。 5．下列关于机械能的说法中，不正确的是 A．匀速上升的电梯因为速度不变，所以机械能守恒 B．拉开的弹弓能将弹丸射出，是因为弹弓具有弹性势能 C．高空抛物这种行为非常危险，是因为物体具有重力势能 D．湍急的流水能推动水车，是因为水流具有动能 【答案】A 【详解】A．匀速上升的电梯，其质量和速度不变，动能不变；高度增加，重力势能增加；由于机械能等于动能与势能的总和，则电梯的机械能增加，故A错误；A符合题意； B．拉开的弹弓发生弹性形变，具有弹性势能，将弹丸射出时，弹性势能转化为动能，故B正确；B不符合题意； C．高空的物体具有较大的重力势能，重力势能可以转化为动能，所以高空抛物这种行为非常危险，故C正确；C不符合题意； D．湍急的流水具有动能，所以能够推动水车，故D正确；D不符合题意。 故选A。 6．关于物体的动能，下列说法正确的是（ ） A．质量大的物体动能一定大 B．速度大的物体动能一定大 C．质量相等的物体，举得越高的动能越大 D．质量相等的物体，速度越大的动能越大 【答案】D 【详解】A．动能大小与质量和速度有关，速度相同的物体，质量大的动能一定大，选项中缺少速度相同这一条件，故A错误； B．动能大小与质量和速度有关,质量相同的物体，速度大的动能一定大， 选项中缺少质量相同这一条件故B错误； C．动能大小与质量和速度有关，与物体位置的高低无关，故C错误； D．动能大小与质量和速度有关，质量相等的物体速度大的动能大，故D正确。 故选: D。 7．（2021春·八年级校联考课时练习）小明用图所示装置“探究动能大小与速度的关系”，下列说法正确的是( ) A．实验研究对象是木块 B．水平表面必须光滑 C．让不同的小车从同一斜面同一高度由静止释放 D．用木块移动距离表示小车动能大小 【答案】D 【详解】A．小车才是该实验的研究对象，木块不是，A错误； BD．判断小车动能的大小，是通过小车对木块做功的大小来判断的，小车推动木块越远，对木块做的功越多，具有的动能越大，所以可用木块移动距离表示小车动能大小；假设水平表面是光滑的，那么木块没有受到摩擦力，会继续运动下去，无法观察木块运动距离的远近，那么也不知道小车动能的大小，所以水平表面不能是光滑的，B错误、D正确； C．探究动能的大小与速度的关系，必须控制质量相同，而让不同的小车从同一斜面同一高度由静止释放，这样会让质量不同，速度相同，这样不符合实验要求，C错误。 8．如图所示，在荡秋千时(不计能量损失)，下列说法正确的是( ) A．经过最低点时，动能最小 B．到达最高点时，机械能最大 C．整个过程动能与重力势能之和不变 D．在向下摆的过程中，动能转化为重力势能 【答案】C 【详解】由题意可知，不计能量损失时，机械能是守恒的，经过最低点时，重力势能最小，所以动能是最大的，故A错；由于机械能是守恒的，所以在最高点的机械能是不变的，故B错；机械能等于重力势能与动能之和，机械能守恒，所以重力势能和动能之和是不变的，故C正确；在向下摆的过程中，重力势能转化为动能，故D错；应选C． 二、填空题 9．如图所示，小明踢球时,球向上飞出,此现象主要表明力可以改变物体的______________;以地面为参照物，球在上升过程中,其重力势能_______ (选填“增大”、“不变”或“减小”)． 【答案】 运动状态 增大 【详解】小明踢球时,球向上飞出,此时球的运动状态发生改变，故此现象主要表明力可以改变物体的运动状态；物体的重力势能与被举得高度有关，同一物体被举得越高，物体的重力势能越大，故以地面为参照物，球在上升过程中,高度增加，其重力势能增大． 点睛：本题考查力的作用效果，熟记力的作用效果：力可以使物体发生形变，也可以使物体的运动状态发生改变；学会利用重力势能跟高度的关系判断重力势能的大小． 10．（2023·重庆·校联考模拟预测）2022年北京冬奥会中，苏翊鸣从如图所示的大跳台高处滑下时，苏翊鸣的重力势能____________（选填“增大”“不变”或“减小”）；以苏翊鸣为参照物，看台上的观众是____________（选填“运动”或“静止”）的。 【答案】 减小 运动 【详解】[1]苏翊鸣从如图所示的大跳台高处滑下时，质量不变，高度降低，苏翊鸣的重力势能减小。 [2]看台上的观众与苏翊鸣的相对位置发生改变，以苏翊鸣为参照物，看台上的观众是运动。 11．物体处于_____所具有的势能叫做重力势能；物体由于______而具有的势能叫做弹性势能．重力势能与弹性势能统称为______． 【答案】 某一高度 弹性形变 势能 【详解】[1]物体由于被举高而具有的能量叫重力势能，所以物体处于某一高度具有的势能叫重力势能； [2]物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能； [3]势能分为重力势能和弹性势能． 12．（2023·全国·九年级校联考专题练习）在某节目中，参赛嘉宾运动时会带着智能运动手环，以测量记录人的运动情况。如图参赛者向上加速挥动左手时，智能运动手环的动能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。参赛者平均作用力为40N，手环显示30min内跑步的路程为5400m，则她跑步时做功的功率是______W。 【答案】 变大 120 【详解】[1]参赛者向上加速挥动左手时，智能运动手环的质量不变，速度增加，所以智能运动手环的动能变大。 [2]参赛者跑步的速度是 参赛者平均作用力为40N，她跑步时做功的功率是 P=Fv=40N×3m/s=120W 13．如图是玩弹弓的情景．经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与________ 有关；若橡皮筋被拉的长度相同，而仅所用“子弹”的质量不同，则质量大的“子弹”射出的距离较小，原因是质量大的“子弹”射出时的________ （选填“A速度”、“B惯性”或“C动能”）小；如果不计空气的作用力，射出的“子弹”在空中飞行时，________ （选填“A势能”、“B动能”或“C机械能”）保持不变． 【答案】 形变程度 A C 【分析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能；要分析质量大的“子弹”射出时哪个物理量减小，应从能量转化的角度分析，思考“子弹”的能量是如何转化的，从而得出正确的结论． （2）在动能和势能的转化中，不计阻力，能量没有损失，机械能守恒． 【详解】橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，橡皮筋对“子弹”做的功越多，橡皮筋具有的弹性势能越大，这说明橡皮筋的弹性势能与形变程度有关；若橡皮筋被拉的长度相同，说明弹性势能相同，转化得到相同的动能，动能与质量和速度有关，质量大的速度小，质量大的“子弹”射出的距离较小，就是因为质量大的“子弹”射出时的速度小；如果不计空气的作用力，射出的“子弹”在空中飞行时，机械能守恒． 三、实验题 14．（2023·全国·九年级专题练习）小明同学在做“探究物体的动能与什么因素有关”的实验中，设计了如图所示的实验，用一条没有弹性的细绳吊着一个实心铁球制成单摆，将一滑块放到滑槽上并使之左端刚好在悬点O的正下方，小明进行了以下三步实验操作： 步骤一：将铁球挪到a点位置静止释放，打到滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离s1； 步骤二：把滑块摆放到原处，将小球挪到b点位置静止释放，打到滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离s2； 步骤三：换一等体积的实心铝球，将铝球挪到b点位置静止释放，打到摆放在原处的滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离s3。 （1）小明同学进行“步骤一”和“步骤二”的实验，是想探究动能大小与__________的关系； （2）该实验中物体的动能是指__________（选填序号）； A．小球在撞击滑块前的平均动能B．小球撞击滑块时的动能 C．小球撞击滑块后的动能D．滑块的动能 （3）请你根据已学的知识判断，s2和s3的大小关系是：s2__________s3（选填“大于”“小于”或“等于”），由此可得出结论：__________。 【答案】 速度 A 大于 速度相同时，质量越大，动能越大 【详解】（1）[1]小明同学进行“步骤一”，将铁球挪到a点位置静止释放，和“步骤二”的实验，其步骤为将小球挪到b点位置静止释放，高度不同，重力势能转为为动能不同，故撞击时的速度不同，动能的大小不同，故探究的是动能的大小与速度的大小关系。 （2）[2]实验中动能指的是小球撞击前的动能，因为动能是运动时产生的能量，而能量是对外做功的本领，而只有撞击时，小球对滑块做功，故A符合题意。 故选A。 （3）[3][4]等体积的实心铁球和铝球相比，铁的密度大于铝，故铁的质量大于铝球的质量，质量越大，速度相同时，铁球的动能大于铝球的动能，动能大的对滑动做功也越多，故s2大于s3；从同一位置释放，撞击前的速度相同，铁球的质量大，动能大，故得出的结论是速度相同时，质量越大，动能越大。 15．图甲是某同学探究动能大小与速度关系时的实验场景：斜面上有两个完全相同的平行轨道，将两小球①、②从轨道上由静止释放，与放置在水平木板上的两个相同木块甲、乙发生碰撞，两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。 (1)为完成实验，应使两个质量_____的小球从轨道上_____高度由静止释放。（均选填“相同”或“不同”） (2)由图甲场景可知，碰撞木块前瞬间，小球_____（选填“①”或“②”）的动能较大，两木块通过A、B两点处所受的滑动摩擦力大小分别为fA、fB，则fA______fB（选填“＞”、“=”或“＜”）。 (3)图乙是某次实验的场景：将两小球从图中E、F处由静止释放，最终木块甲从水平木板的右端滑出，该同学用质量更大的木块丙替换木块甲后继续此次实验，将两小球仍从图中E、F处由静止释放，木块丙未滑出木板，请分析评估该方案_____。 【答案】 相同 不同 ① = 见解析 【详解】(1)[1][2]探究动能大小与速度关系时，应控制质量不变，改变速度，故应使两个质量相同的小球从轨道上不同高度由静止释放。 (2)[3]图甲中，碰撞木块前瞬间，小球①是从较高的高度滑下的，速度较大，动能较大，因为木块被①撞的远，说明小球①的动能大。 [4]两个木块的质量相等，对水平面的压力相等，接触面的粗糙程度相同，滑动摩擦力相同，即 fA=fB (3)[5]该方案不合理，没有保持物块质量相等，没有将物块乙也替换为木块丙。 四、计算题 16．（2021春·陕西西安·九年级校考开学考试）为控制疫情，我市市政管理部门配备了如图所示的消毒车按时对人流密集的主干道路进行消毒。消毒车罐体容积为4500L，空载质量约5000kg，轮胎与地面的总接触面积是1000cm2，发动机的额定功率约为95kW。（ρ药水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） (1)消毒车在水平地面上匀速行驶消毒时，具有的动能__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (2)装满药水时，消毒车对水平地面的压强是多少？( ) (3)当该车装满药水，在水平公路上以额定功率匀速行驶时，测得速度为10m/s，则发动机在2min内所做的功是多少？受到的阻力是多少？ ( ) 【答案】 变小 1.14×107J， 【详解】解：(1)消毒车在水平地面上匀速行驶消毒时，质量减小，速度不变，故其动能变小。 (2)空车受到的重力为 G1=m空g=5000kg×10N/kg=50000N 装满药水时，药水受到的重力为 G药水=m药水g=ρ药水Vg=1.0×103kg/m3×4500×10-3m3×10N/kg=45000N 消毒车总重为 G=G1+G药水=50000N+45000N=95000N 消毒车对水平地面的压强为 (3)发动机的额定功率约为95kW，则发动机在2min内共做功 W=Pt=95000W×2×60s=1.14×107J 该车匀速行驶时所受阻力等于牵引力，即 答：(1)消毒车在水平地面上匀速行驶消毒时，具有的动能变小； (2)装满药水时，消毒车对水平地面的压强是9.5×105Pa； (3)发动机在2min内所做的功是1.14×107J ，受到的阻力是9500N。 表面毛巾棉布木板摩擦力最大较大最小小球运动距离最近较远最远
课时11.3 动能和势能（解析版） 一、单选题 1．深秋时节，一只熟透的桔子从树上掉下来时，在下落过程中桔子的 A．动能变大 B．重力势能变大 C．动能不变 D．重力势能不变 【答案】A 【详解】桔子在下落过程中，质量不变，其高度在逐渐减小，根据重力势能的决定因素：质量越大，高度越高，重力势能越大可知其重力势能减小．故确定B、D错误． 桔子在下落过程中，质量不变，速度在逐渐增大，根据动能的决定因素：质量越大，速度越大，动能越大可知其动能在增大．故确定A正确，C错误． 综上分析，故选A． 2．高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，这是一种不文明的行为，会带来很大的社会危害，这是因为处在高处的物体具有较大的（ ） A．动能 B．重力势能 C．弹性势能 D．以上都不是 【答案】B 【详解】“高空抛物”说明物体一开始所处的高度很高，根据影响重力势能的因素可知，高度越高，物体的重力势能越大，在下落过程中将重力势能转化为动能就越多，危害就会越大。故选B。 3．下列物体具有动能的是（ ） A．被拉长的橡皮筋 B．正在下落的雨点 C．阳台上的花盆 D．上了膛的子弹 【答案】B 【详解】正在下落的雨点是运动的所以具有动能，而被拉长的橡皮筋、阳台上的花盆、上了膛的子弹都是静止的，所以没有动能，故B符合题意。 故选B。 4．“神舟六号”载人飞船的返回舱下落到地面附近时,由于受到空气阻力而做减速运动．在减速下降的过程中,返回舱的 A．动能增大,势能减小 B．动能减小,势能减小 C．动能不变,势能减小 D．动能减小,势能增大 【答案】B 【详解】动能和物体的质量和速度有关，同一物体速度越大，动能越大，速度越小，动能越小，返回舱在做减速运动，所以动能减小． 重力势能与物体的质量和高度有关，同一物体越高，势能越大，越低势能越小，返回舱在下降，所以势能在减小 故选B 5．（2023春·山东泰安·九年级东平县实验中学校考阶段练习）2022年北京冬奥会会徽，它以汉字“冬”为灵感来源，运用中国书法的艺术形态，展现出滑冰、滑雪运动员的英姿。如图是滑雪运动员起跳后下落的情景，在运动员下落过程中，下列说法中正确的是（ ） A．以地面为参照物运动员是静止的 B．运动员所受惯性力增大 C．运动员的重力势能增加 D．运动员的动能增加 【答案】D 【详解】A．以地面为参照物，运动员与地面之间的位置发生变化，所以运动员是运动的，故A错误； B．惯性不是力，不能称为惯性力，故B错误； C．滑雪运动员起跳后下落，高度减小，所以重力势能减小，故C错误； D．下落的过程中，重力势能转化为动能，所以动能增大，故D正确。 故选D。 6．如图所示，小朋友在玩溜溜球玩具时，下列说法正确的是 A．当溜溜球向下自由运动时，动能和重力势能均增加 B．当溜溜球向上自由运动时，重力势能转化为动能 C．溜溜球是通过动能和重力势能的相互转换完成上下运动的 D．溜溜球运动到最底端时，其重力势能最大 【答案】C 【详解】A、当溜溜球向下自由运动时，重力势能转化为动能，重力势能减小，动能增大； B、当溜溜球向上自由运动时，动能转化为重力势能； C、溜溜球是通过动能和重力势能的相互转换完成上下运动的； D、溜溜球运动到最底端时，动能最大，重力势能最小． 故选C． 7．《中国足球发展改革总体方案》于2015年3月26日发布，将校园足球上升到了“国策”的高度．如图所示为某中学足球赛的精彩画面，下列说法正确的是（ ） A．离开脚的足球继续向前运动是因为球受到惯性力的作用 B．足球上升过程中将动能转化为重力势能 C．足球下降过程中将弹性势能转化为动能 D．足球上升到最高点时动能最大 【答案】B 【详解】试题分析：A、踢出去的足球由于本身具有惯性，仍向前运动，惯性不是力，不能说受到了惯性的作用，故A错误； B、足球上升过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，上升时球的速度不断减小，动能减小，上升时动能转化为重力势能．故B正确； C、足球下降过程中将重力势能转化为动能，故C错误； D、足球上升过程中质量不变，速度减小，动能减小；质量不变，高度增大，重力势能增大，当足球在上升到最高点时，重力势能最大，故D错误． 故选B． 8．“抓沙包”是中国传统的游戏。图中沙包从手中竖直向上抛出后，向上运动的过程中（ ） A．重力势能增大 B．只受到空气阻力的作用 C．受到重力和向上抛的力 D．运动到最高点时，受平衡力作用 【答案】A 【详解】A．沙包质量不变，高度增加，所以重力势能增大。A选项正确，符合题意； B．沙包在上升过程中，还受到重力作用。B选项错误，不符合题意； C．沙包离开人手后，由于惯性而上升，没有受到向上的力。C选项错误，不符合题意； D．沙包在最高点时，只受重力作用，不是受平衡力。D选项错误，不符合题意。 故选A。 二、填空题 9．重力势能的大小与物体的__________和________有关． 【答案】 质量 高度 【详解】物体重力势能的大小与物体的质量、被举高的高度有关，质量越大，高度越高，物体的重力势能越大．处于同一高度)的物体，质量越大，重力势能就越大；质量相同的物体，被举高度越高，重力势能就越大． 10．如图所示，甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放，忽略空气阻力，当两球下落相同的高度时，两个球的重力势能减小的值______（填“相等”或“不相等”）。 【答案】不相等 【详解】重力势能与物体的质量与所处高度有关，甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放，下落相同的高度时变化的高度相同，但由于质量不同，则二者重力势能变化量不相等。 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”） 【答案】 减小 增大 【详解】[1][2]向下按笔的过程中，笔的质量不变，高度降低，因此重力势能减小；同时弹簧的弹性形变程度变大，故其弹性势能增大。 12．跳伞运动员跳伞，在空中未打开伞时，跳伞员加速下降（不计空气阻力），他的动能_____．伞打开后，跳伞员匀速下降，则此时他的机械能_____．（均选填“增大”、“减小”或“不变”） 【答案】 增大 减小 【详解】跳伞员在跳伞过程中，质量不变，速度加快，动能增大；质量不变，高度不断减小，重力势能减小；下落过程中和空气摩擦，机械能转化为内能，机械能减小． 13．长征五号 2016年11月3日，伴随着一声长啸，我国新一代大型运载火箭长征五号腾空而起，燃料燃烧产生的巨大火焰推动火箭上升，火光映红了天空。 长征五号作为我国运载火箭升级换代的里程碑工程，火箭在大直径、大结构、大推力的同时，还能保持最轻的自重，除了智能减载、优化结构外，我国科研人员还通过更换材料、优化工艺等措施在制造环节减重，例如，一开始火箭大量使用钢螺母，结构强度大、质量大，经过试验，科研人员将大量螺母替换成钛合金材料，减轻了几百千克。 长征火箭助推器的斜头锥有着优异的气动外形，对减小空气阻力发挥了重要作用，斜头锥不仅圆润，而且还很强悍，头锥不足0.1m2的前捆绑点处，能够承受约压力，所以在发射瞬间，每个助推器需要将底部支撑点的推力最高效地传送到头锥内侧的那个前捆绑点上，带动火箭起飞。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）火箭升空时重力势能将___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）； （2）头锥处能受到的压强约为___________Pa。 【答案】 变大 3×107 【详解】（1）[1]物体重力势能的大小与质量和高度有关，火箭升空时，高度不断增加，质量不变，所以重力势能逐渐变大。 （2）[2]头锥处能受到的压强 三、实验题 14．如图是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验： (1)小球在光滑的斜面上由静止开始滑下，小球撞击静止在水平桌面上的物体后，物体运动的距离越远，说明小球具有的动能越大。在物理学中把这种实验方法叫做 ______ ； (2)分析比较甲、乙两图可知：质量相同时， ______ 越大的物体具有的动能越大。 【答案】 转换法 速度 【详解】(1)[1]小球有动能，可以对木块做功，推动木块移动，根据木块移动的距离的大小判定动能的大小，木块推动的越远，表明对木块做功越多，实验中采用的是转换法。 (2)[2]甲、乙两图中的球的质量相同，所处高度越高的球，滚到底端时速度越大，把木块推出的距离越远，小球的动能越大，因此可以得出的结论是：在质量一定时，速度越大，动能越大。 15．（2022·江苏无锡·校联考一模）如图1是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。其中，mA=mB＜mC， hA=hC>hB。 （1）实验中，探究的动能是指______（填序号） A．小球在斜面上时的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块的动能 （2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与______的关系。 （3）小球从斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木块后继续向前运动，木块在水平木板上滑行一段距离后停下，如图1中的A所示，设木块克服摩擦力所做的功为W，小球与木块碰撞前的动能为E，则EK______W（选填“大于”、“等于”或“小于”） （4）实验结束后，该同学拿走木块，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，如图2中的甲，记录小球在不同表面上滑行到静止的距离（如图乙），根据此现象，小刚得出了动能与速度有关的结论。你认为该同学实验方案是否合理，______（合理/不合理）。 【答案】 B 速度 大于 不合理 【详解】（1）[1]实验中，探究的动能是指小球撞击木块时的动能。 （2）[2]使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，题中质量相同，高度不同，会使小球到达水平面的速度不同，所以是为了研究动能大小与速度的关系。 （3）[3]小球从斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木块时，会有能量损失，所以EK大于W （4）[4]该同学拿走木块，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，高度不同，接触面粗糙程度不同，所以摩擦力不同，没有做到控制变量，所以不合理。 四、计算题 16．（2023春·重庆合川·九年级重庆市合川中学校考阶段练习）如图所示是正在航拍的无人机，利用遥控器可控制它运动和工作。无人机的最大上升速度为5m/s，机身质量为1.5kg，求： （1）无人机从地面飞到离地20m高处，至少要多长时间？ （2）无人机从20m高处降落到地面，重力做功是多少？ 【答案】(1)4s；(2)300J 【详解】解：（1）由题可知，无人机的最大上升速度为5m/s，由 可得，从地面飞到离地20m高处至少要的时间为 （2）无人机从20m高处降落到地面，重力做功为 答：（1）无人机从地面飞到离地20m高处，至少要4s； （2）无人机从20m高处降落到地面，重力做功有300J。 一、单选题 1．（2023春·八年级校联考课时练习）舰载直升机完成任务返航，要降落在航空母舰上，在直升机减速下降靠近航母甲板的过程中 A．惯性变大 B．动能变小 C．重力势能不变 D．机械能不变 【答案】B 【详解】A、惯性大小只与质量有关，与速度无关，质量不变，惯性不变，故A错误； BCD、直升机减速下降过程中，高度减小，重力势能减小；速度减小，动能减小；机械能为动能和势能的和，故机械能减小；故B正确，CD错误． 2．（2023·全国·九年级专题练习）如图所示为运动员在撑杆跳高的场景，下列说法正确的是（ ） A．杆被压得越弯，产生的弹力越小 B．杆被压得越弯，杆弹性势能越大 C．杆的弹性势能跟被压弯程度无关 D．杆被压得越弯，运动员的弹性势能越大 【答案】B 【详解】运动员在撑杆跳高时，杆被压的越弯，证明形变量越大，故此时杆的弹性势能越大，故ACD错误，B正确。 故选B。 3．（2023·江苏·九年级校联考专题练习）2022年2月15日，中国选手苏翊鸣夺得北京2022年冬奥会单板滑雪男子大跳台冠军，实现了中国单板滑雪在冬奥会上金牌“零的突破”。如图，苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，他的（ ） A．重力势能增大，动能减小 B．重力势能减小，动能增大 C．重力势能减小，动能减小 D．重力势能增大，动能增大 【答案】B 【详解】苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．下列说法正确的是（ ） A．物体静止时不易推动，所以物体在静止时比在运动时惯性大 B．静止在斜面上的一只木箱，它所受的重力和支持力是一对平衡力 C．拔河比赛时，用力握紧绳子，是通过增大压力来增大摩擦的 D．人造卫星绕地球沿椭圆轨道从远地点向近地点运动的过程中，动能转化为势能 【答案】C 【详解】A．惯性大小只与物体的质量有关，同一物体在静止时和运动时的质量相同，其惯性大小相同，故A错误； B．静止在斜面上的木箱，它所受的重力竖直向下、支持力垂直于斜面向上，方向不相反，所以不是一对平衡力，故B错误； C．拔河比赛时，用力握紧绳子，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦的，故C正确； D．人造卫星从远地点向近地点运动时，卫星的质量不变，其运动的速度变大、动能变大；同时卫星距离地球的高度在减小，它的重力势能在减小，即该过程中将重力势能转化为动能，故D错误。 故选C。 5．下列关于机械能的说法中，不正确的是 A．匀速上升的电梯因为速度不变，所以机械能守恒 B．拉开的弹弓能将弹丸射出，是因为弹弓具有弹性势能 C．高空抛物这种行为非常危险，是因为物体具有重力势能 D．湍急的流水能推动水车，是因为水流具有动能 【答案】A 【详解】A．匀速上升的电梯，其质量和速度不变，动能不变；高度增加，重力势能增加；由于机械能等于动能与势能的总和，则电梯的机械能增加，故A错误；A符合题意； B．拉开的弹弓发生弹性形变，具有弹性势能，将弹丸射出时，弹性势能转化为动能，故B正确；B不符合题意； C．高空的物体具有较大的重力势能，重力势能可以转化为动能，所以高空抛物这种行为非常危险，故C正确；C不符合题意； D．湍急的流水具有动能，所以能够推动水车，故D正确；D不符合题意。 故选A。 6．关于物体的动能，下列说法正确的是（ ） A．质量大的物体动能一定大 B．速度大的物体动能一定大 C．质量相等的物体，举得越高的动能越大 D．质量相等的物体，速度越大的动能越大 【答案】D 【详解】A．动能大小与质量和速度有关，速度相同的物体，质量大的动能一定大，选项中缺少速度相同这一条件，故A错误； B．动能大小与质量和速度有关,质量相同的物体，速度大的动能一定大， 选项中缺少质量相同这一条件故B错误； C．动能大小与质量和速度有关，与物体位置的高低无关，故C错误； D．动能大小与质量和速度有关，质量相等的物体速度大的动能大，故D正确。 故选: D。 7．（2021春·八年级校联考课时练习）小明用图所示装置“探究动能大小与速度的关系”，下列说法正确的是( ) A．实验研究对象是木块 B．水平表面必须光滑 C．让不同的小车从同一斜面同一高度由静止释放 D．用木块移动距离表示小车动能大小 【答案】D 【详解】A．小车才是该实验的研究对象，木块不是，A错误； BD．判断小车动能的大小，是通过小车对木块做功的大小来判断的，小车推动木块越远，对木块做的功越多，具有的动能越大，所以可用木块移动距离表示小车动能大小；假设水平表面是光滑的，那么木块没有受到摩擦力，会继续运动下去，无法观察木块运动距离的远近，那么也不知道小车动能的大小，所以水平表面不能是光滑的，B错误、D正确； C．探究动能的大小与速度的关系，必须控制质量相同，而让不同的小车从同一斜面同一高度由静止释放，这样会让质量不同，速度相同，这样不符合实验要求，C错误。 8．如图所示，在荡秋千时(不计能量损失)，下列说法正确的是( ) A．经过最低点时，动能最小 B．到达最高点时，机械能最大 C．整个过程动能与重力势能之和不变 D．在向下摆的过程中，动能转化为重力势能 【答案】C 【详解】由题意可知，不计能量损失时，机械能是守恒的，经过最低点时，重力势能最小，所以动能是最大的，故A错；由于机械能是守恒的，所以在最高点的机械能是不变的，故B错；机械能等于重力势能与动能之和，机械能守恒，所以重力势能和动能之和是不变的，故C正确；在向下摆的过程中，重力势能转化为动能，故D错；应选C． 二、填空题 9．如图所示，小明踢球时,球向上飞出,此现象主要表明力可以改变物体的______________;以地面为参照物，球在上升过程中,其重力势能_______ (选填“增大”、“不变”或“减小”)． 【答案】 运动状态 增大 【详解】小明踢球时,球向上飞出,此时球的运动状态发生改变，故此现象主要表明力可以改变物体的运动状态；物体的重力势能与被举得高度有关，同一物体被举得越高，物体的重力势能越大，故以地面为参照物，球在上升过程中,高度增加，其重力势能增大． 点睛：本题考查力的作用效果，熟记力的作用效果：力可以使物体发生形变，也可以使物体的运动状态发生改变；学会利用重力势能跟高度的关系判断重力势能的大小． 10．（2023·重庆·校联考模拟预测）2022年北京冬奥会中，苏翊鸣从如图所示的大跳台高处滑下时，苏翊鸣的重力势能____________（选填“增大”“不变”或“减小”）；以苏翊鸣为参照物，看台上的观众是____________（选填“运动”或“静止”）的。 【答案】 减小 运动 【详解】[1]苏翊鸣从如图所示的大跳台高处滑下时，质量不变，高度降低，苏翊鸣的重力势能减小。 [2]看台上的观众与苏翊鸣的相对位置发生改变，以苏翊鸣为参照物，看台上的观众是运动。 11．物体处于_____所具有的势能叫做重力势能；物体由于______而具有的势能叫做弹性势能．重力势能与弹性势能统称为______． 【答案】 某一高度 弹性形变 势能 【详解】[1]物体由于被举高而具有的能量叫重力势能，所以物体处于某一高度具有的势能叫重力势能； [2]物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能； [3]势能分为重力势能和弹性势能． 12．（2023·全国·九年级校联考专题练习）在某节目中，参赛嘉宾运动时会带着智能运动手环，以测量记录人的运动情况。如图参赛者向上加速挥动左手时，智能运动手环的动能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。参赛者平均作用力为40N，手环显示30min内跑步的路程为5400m，则她跑步时做功的功率是______W。 【答案】 变大 120 【详解】[1]参赛者向上加速挥动左手时，智能运动手环的质量不变，速度增加，所以智能运动手环的动能变大。 [2]参赛者跑步的速度是 参赛者平均作用力为40N，她跑步时做功的功率是 P=Fv=40N×3m/s=120W 13．如图是玩弹弓的情景．经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与________ 有关；若橡皮筋被拉的长度相同，而仅所用“子弹”的质量不同，则质量大的“子弹”射出的距离较小，原因是质量大的“子弹”射出时的________ （选填“A速度”、“B惯性”或“C动能”）小；如果不计空气的作用力，射出的“子弹”在空中飞行时，________ （选填“A势能”、“B动能”或“C机械能”）保持不变． 【答案】 形变程度 A C 【分析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能；要分析质量大的“子弹”射出时哪个物理量减小，应从能量转化的角度分析，思考“子弹”的能量是如何转化的，从而得出正确的结论． （2）在动能和势能的转化中，不计阻力，能量没有损失，机械能守恒． 【详解】橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，橡皮筋对“子弹”做的功越多，橡皮筋具有的弹性势能越大，这说明橡皮筋的弹性势能与形变程度有关；若橡皮筋被拉的长度相同，说明弹性势能相同，转化得到相同的动能，动能与质量和速度有关，质量大的速度小，质量大的“子弹”射出的距离较小，就是因为质量大的“子弹”射出时的速度小；如果不计空气的作用力，射出的“子弹”在空中飞行时，机械能守恒． 三、实验题 14．（2023·全国·九年级专题练习）小明同学在做“探究物体的动能与什么因素有关”的实验中，设计了如图所示的实验，用一条没有弹性的细绳吊着一个实心铁球制成单摆，将一滑块放到滑槽上并使之左端刚好在悬点O的正下方，小明进行了以下三步实验操作： 步骤一：将铁球挪到a点位置静止释放，打到滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离s1； 步骤二：把滑块摆放到原处，将小球挪到b点位置静止释放，打到滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离s2； 步骤三：换一等体积的实心铝球，将铝球挪到b点位置静止释放，打到摆放在原处的滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离s3。 （1）小明同学进行“步骤一”和“步骤二”的实验，是想探究动能大小与__________的关系； （2）该实验中物体的动能是指__________（选填序号）； A．小球在撞击滑块前的平均动能B．小球撞击滑块时的动能 C．小球撞击滑块后的动能D．滑块的动能 （3）请你根据已学的知识判断，s2和s3的大小关系是：s2__________s3（选填“大于”“小于”或“等于”），由此可得出结论：__________。 【答案】 速度 A 大于 速度相同时，质量越大，动能越大 【详解】（1）[1]小明同学进行“步骤一”，将铁球挪到a点位置静止释放，和“步骤二”的实验，其步骤为将小球挪到b点位置静止释放，高度不同，重力势能转为为动能不同，故撞击时的速度不同，动能的大小不同，故探究的是动能的大小与速度的大小关系。 （2）[2]实验中动能指的是小球撞击前的动能，因为动能是运动时产生的能量，而能量是对外做功的本领，而只有撞击时，小球对滑块做功，故A符合题意。 故选A。 （3）[3][4]等体积的实心铁球和铝球相比，铁的密度大于铝，故铁的质量大于铝球的质量，质量越大，速度相同时，铁球的动能大于铝球的动能，动能大的对滑动做功也越多，故s2大于s3；从同一位置释放，撞击前的速度相同，铁球的质量大，动能大，故得出的结论是速度相同时，质量越大，动能越大。 15．图甲是某同学探究动能大小与速度关系时的实验场景：斜面上有两个完全相同的平行轨道，将两小球①、②从轨道上由静止释放，与放置在水平木板上的两个相同木块甲、乙发生碰撞，两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。 (1)为完成实验，应使两个质量_____的小球从轨道上_____高度由静止释放。（均选填“相同”或“不同”） (2)由图甲场景可知，碰撞木块前瞬间，小球_____（选填“①”或“②”）的动能较大，两木块通过A、B两点处所受的滑动摩擦力大小分别为fA、fB，则fA______fB（选填“＞”、“=”或“＜”）。 (3)图乙是某次实验的场景：将两小球从图中E、F处由静止释放，最终木块甲从水平木板的右端滑出，该同学用质量更大的木块丙替换木块甲后继续此次实验，将两小球仍从图中E、F处由静止释放，木块丙未滑出木板，请分析评估该方案_____。 【答案】 相同 不同 ① = 见解析 【详解】(1)[1][2]探究动能大小与速度关系时，应控制质量不变，改变速度，故应使两个质量相同的小球从轨道上不同高度由静止释放。 (2)[3]图甲中，碰撞木块前瞬间，小球①是从较高的高度滑下的，速度较大，动能较大，因为木块被①撞的远，说明小球①的动能大。 [4]两个木块的质量相等，对水平面的压力相等，接触面的粗糙程度相同，滑动摩擦力相同，即 fA=fB (3)[5]该方案不合理，没有保持物块质量相等，没有将物块乙也替换为木块丙。 四、计算题 16．（2021春·陕西西安·九年级校考开学考试）为控制疫情，我市市政管理部门配备了如图所示的消毒车按时对人流密集的主干道路进行消毒。消毒车罐体容积为4500L，空载质量约5000kg，轮胎与地面的总接触面积是1000cm2，发动机的额定功率约为95kW。（ρ药水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） (1)消毒车在水平地面上匀速行驶消毒时，具有的动能__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (2)装满药水时，消毒车对水平地面的压强是多少？( ) (3)当该车装满药水，在水平公路上以额定功率匀速行驶时，测得速度为10m/s，则发动机在2min内所做的功是多少？受到的阻力是多少？ ( ) 【答案】 变小 1.14×107J， 【详解】解：(1)消毒车在水平地面上匀速行驶消毒时，质量减小，速度不变，故其动能变小。 (2)空车受到的重力为 G1=m空g=5000kg×10N/kg=50000N 装满药水时，药水受到的重力为 G药水=m药水g=ρ药水Vg=1.0×103kg/m3×4500×10-3m3×10N/kg=45000N 消毒车总重为 G=G1+G药水=50000N+45000N=95000N 消毒车对水平地面的压强为 (3)发动机的额定功率约为95kW，则发动机在2min内共做功 W=Pt=95000W×2×60s=1.14×107J 该车匀速行驶时所受阻力等于牵引力，即 答：(1)消毒车在水平地面上匀速行驶消毒时，具有的动能变小； (2)装满药水时，消毒车对水平地面的压强是9.5×105Pa； (3)发动机在2min内所做的功是1.14×107J ，受到的阻力是9500N。 表面毛巾棉布木板摩擦力最大较大最小小球运动距离最近较远最远
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