机械能及其转化
一、选择题(本题共11小题，每小题4分，共44，每小题只有一个正确答案)
1.（20**福州）李白赋诗“飞流直下三千尺，疑似银河落九天”描述了瀑布的壮观。瀑布飞流而下时，水的（）
A．动能增加，重力势能增加B．动能减小，重力势能增加
C．动能减小，重力势能减小D．动能增加，重力势能减小
2.（20**宁波）如图所示的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E K随时间t变化的曲线最接近的是（）
3.（20**成都）图所示，是上海世博会中国馆一“东方之冠”。
在一次参观中，李先生乘电梯上楼，在电梯匀速上升的过程中，
李先生的（）
A．动能不断增大
B．重力势能不断增大
C．动能转化为重力势能
D．重力势能转化为动能
4. （20**潍坊）如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化．则（）
A．小球在A处的动能等于在D处的动能
B．小球在A处的动能大于在D处的动能
C．小球在B处的机械能小于在C处的机械能
D．小球在B处的机械能等于在C处的机械能
5.（20**桂林）如图所示，是探究“动能的大小与什么因素有关？”实验的示意图。小球从a处滚下，在c处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到d处停下。下面的一些判断正确的是（）
A．从a到b，小球的势能不变，动能增大
B．从b到c，小球的势能增大，动能增大
C．到达c处，小球的势能最小，动能最大
D．到达d处，小球的动能为零，小木块的动能最大
6. （20**鸡西）在温哥华冬奥会上，来自黑龙江省的选手李妮娜在自由式滑雪比赛中获得银牌。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，下列说法正确的是（）
A．从a点向b点运动过程中，重力势能全部转化为动能
B．在a点和c点速度都为零，因此重力势能相等
C．从c点下落到d点过程中，重力势能转化为动能
D．在a点和e点都处于静止状态，因此机械能相等
7.（20**烟台）过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动．过山车时而从轨道的最低端上升到最高端，时而从最高端飞驰而下(如图)．不计能量损失，下列
说法正确的是（）
A．a点机械能小于b点机械能
B．d点动能最大，b点势能最大，c点机械能最大
C．由a到b的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变
D．由b到c的过程中，动能增大，势能减少，机械能变大
8.(20**·重庆)20**年4月14日，青海玉树发生强烈地震。地震后运送救灾物资的飞机对灾区投放物品，物品在空中匀速下落的过程中，其动能和重力势能的变化是（ ）
A.动能增加，重力势能增加
B.动能减少，重力势能减少
C.动能不变，重力势能减小
D.动能不变，重力势能增加
9.(10·德州)荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动，也是我国民族运动会的一个比赛项目。小娟同学荡秋千时，在从一侧的最高点荡到另一侧的最高点这一过程中，小娟的（ ）
A ．重力势能一直减小
B ．动能一直增大
C ．动能先减小后增大
D ．重力势能先减小后增大
10.(20**河南) 迎世博晚会上，彩色气球伴随欢庆的乐曲匀速上升，在此过程中，气球的
A ．动能转化为势能，机械能不变
B ．动能转化为势能，机械能增大
C ．动能不变，势能增大，机械能增大
D ．动能不变，势能不变，机械能不变
11. （20**上海）质量相同的甲、乙两小车同时同地做匀速直线运动，它们运动的s -t 图像如图所示。由图像可知，甲小车 （ ）
A 具有的惯性大。
B 所受的合力大。
C 具有的动能大。
D 具有的势能大。
二、填空题(每空2分，共36分) 12.（20**无锡）如图所示是无锡蠡湖边上的摩天轮，小明乘坐匀速转动的
“摩天轮”向最高点运动的过程中，小明的重力势能_________(选填“增大”、
“减小”或“不变”，下同)，小明的机械能________．
13.（20**湛江）高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”．据报道：一
个30g 的鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨，从25楼抛下可使人当场死亡．由此可知，鸡蛋的重力势能_________有关，下落过程是将重力势能转化为_____________。
14.（20**·镇江）在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使皮球
分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A 、B ，如图所示．球
从较高处下落形成的圆斑是图中 （选填“A ”或“B ”），由此
可知重力势能大小与 有关．
15. （20**咸宁）撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图6所
示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。到达最高点的过程中是动能和 转化为 ；下落过程中 能逐渐增加。
16. （20**·扬州）修修修修修修修修修修修修修修修修修修修 修修修修修修修修修修修修修修 修修修修修修修修修修修修修修修修修修修修修修修修修修修.修修修修 。
17. （20**广州）甲站在0.5m/s 匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s 匀速下行的自动扶
梯上．甲、乙两人质量相等，甲上行中动能
（选填“增加”、“不变”、“减少”）．某时刻
他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能
乙的重力势能，甲的机械能乙的机械能．（选填“大于”、“等于”、“小于”）．若此时上行的扶梯突然停止运动，甲会向前倾，原因是。
18.（20**徐州）如图所示，a、b为竖直向上抛出的石块在上升过程中
动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），其中是
动能—高度关系图线，小石块上升的最大高度为m，小石块在最
高点时的机械能为J。
三、实验探究题(10分)
19.（20**长春）如图甲是探究阻力对物体运动影响的实验，图15乙是探究动能大小与什么因素有关的实验。请回答下列问题：
（1）图甲实验表明：平面越光滑，小车运动距离越。联想到在雨雪天驾驶汽车应适当（选填“增大”或“减小”）汽车之间的距离。
（2）图乙实验表明，钢球质量越大，动能越。联想到高速公路的限速牌上同时标明“120”和“100”字样，（选填“大客车”或“小轿车”的限速应该是100km/h。（3）由此看来，无论是保持车距还是限制车速，都是由于汽车具有，要保持原来的运动状态，刹车后不能立即停下来，所以要遵守交通规则。
四、综合应用题（10分）
20.（20**内江）20**年上海世博会弘扬“科技创新”华人“节能减排”。现在用太阳能电池给汽车供电的环保汽车大量投入使用，并将车站的站台设计成了两侧均有一个小坡度的梯形，如图所示。如果某辆以太阳能电池为驱动能
源的汽车，在水平路面上匀速行驶时的速度为
36km/h，汽车发动机的牵引力为1.5×103N，则：
（1）当汽车出站下坡时，动能和重力势能之间是
怎样转化的？
（2）汽车在水平路面上匀速行驶时，它的功率为多少？
21.解：（1）重力势能转化为动能
（2）汽车的速度v=36km/h=10m/s，P=W/t=Fv=1.5×103N×10m/s=1.5×104 W
【解析】考查点：机械能转化、功率的计算分析：汽车出站下坡时，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，因此重力势能转化为动能。在计算功率时，因为没给时间，因此我们要用推导式P=W/t=Fv进行计算、
答案：
1.D 【解析】考查点：影响动能和重力势能的因素分析：影响动能的因素有质量、速度，质量越大、速度越大，动能越大，影响重力势能的因素有质量、高度，质量越大、高度越高，重力势能越大。当瀑布飞流而下时，速度增大，高度减小，质量不变，因此动能增大，重力势能减小。难点分析：不清楚影响动能和重力势能的因素。
2.C 【解析】考查点：影响动能的因素，分析：影响动能的因素有质量与速度，当质量一定时，速度越大，动能越大，速度为零时，动能为零。铅球在空中飞行过程中，质量不变，
从出手到运动到最高点时，速度逐渐减小到零，因此动能也逐渐减小到零，从最高点到落地，
速度逐渐增大，因此动能也逐渐增大。根据机械能守恒，从图中可以看到，落地时的高度低于出手时的高度，落地时的动能大于出手时的动能。难点分析：最高点时速度为零，动能为
零。
3. B【解析】考查点：影响动能、重力势能的因素，分析：当李先生匀速上升的过程中，速度不变，动能不变，高度增加，重力势能增大，故机械能增大，因此动能与重力势能没有相互转化。难点分析：看是否动能的变化时要看速度和质量两个因素是否变化，重力势能的变化时要看质量和高度的变化，分析能量的转化时一定是某种能量在减少，另外一种能量在增加。
4. D 【解析】考查点：机械能守恒分析：小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化。因此机械能是守恒的，即A、B、C、D四点的机械能相等。其中h A>h C=h D>h B，因此这四点的重力势能的关系为E pA>E pC=E pD>E pB，那么这四点的动能的关系则为E kA 5.C 【解析】考查点：影响动能和重力势能的因素分析：小球从a到b到c，，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大。到达c处时，高度减小到零，重力势能为零，速度最大，动能最大。到达d处，小球的动能为零，小木块也停下，速度为零，动能为零。难点分析：动能与速度的关系。 6. C 【解析】考查点：影响动能和重力势能的因素以及机械能守恒的条件分析：机械能守恒的条件是只在动能和势能之间相互转化，而滑雪比赛中滑雪板与雪面之间有摩擦，因此机械能不守恒。并且机械能是减少的。当从a点向b点运动过程中，重力势能有一部分转化为动能，a点的重力势能大于c点的重力势能。a点的重力势能大于e点的重力势能。从c点下落到d点过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。难点分析：机械能的变化情况。 7.C 【解析】考查点：影响动能和重力势能的因素以及机械能守恒分析：在本题中，运动过程中不计能量损失，因此机械能守恒，三点的机械能应相等，由a到b的过程中，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减少，由b到c的过程中，速度增大，动能增大，高度减少，重力势能减少，但机械能不变。 8.C 【解析】考查点：影响动能和重力势能的因素分析：物品在空中匀速下落，即速度 不变，动能不变，高度减小，重力势能减小。难点分析：“匀速”二字的含义是速度不变，动能不变。 9.D 【解析】考查点：影响动能和重力势能的因素分析：从一侧的最高点荡到另一侧的最高点分解为两部分，先是从最高点到最低点，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，之后最低点到最高点，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大。难点分析：容易忽视“最低点”的中间过程。 10.C 【解析】考查点：影响动能和重力势能的因素、机械能大小的判断分析：气球匀速上升，速度不变，动能不变，但高度增大，重力势能增大，机械能等于动能与重力势能之和，因此机械能增大。难点分析：机械能的变化情况要从动能和重力势能的变化情况中分析。 11. C 【解析】考查点：影响动能和重力势能的因素分析：惯性是物体本身的一种性质，大小只与物体的质量有关，甲、乙质量相同，惯性相等。甲、乙两小车同时做匀速直线运动，受到的都为平衡力，合力都为0，从图像中可以看出v=s/t，甲的速度大于乙的速度，因此在质量相等的情况下甲小车具有的动能大。两车同时同地则同高度，具有的势能相等。 12.增大增大【解析】考查点：影响动能、重力势能、机械能的因素分析：小明乘坐匀速转动，因此速度不变，动能不变，在向上运动的过程中，高度增加，重力势能增大，机械能是动能与势能的和，因此机械能增大。 13.高度动能【解析】考查点：高度影响重力势能以及能量的转化分析：鸡蛋的质量很小，但高度很高，做功的本良很强，因此这一事实说明鸡蛋的重力势能与高度有关。在下落过程中，高度减小，重力势能就爱减小，速度增大，动能增大，因此重力势能转化为动能。 14.B 高度解析：本题考查重力势能，能是做功的量度，质量和高度影响重力势能的大小，质量越大，高度越高，重力势能越大，我们看到B处做功的本领大，高度大，因此重力势能大。 15.弹性势能重力势能动【解析】能量的转化分析：持杆助跑使人具有了动能，撑杆使杆弯曲具有了弹性势能，这样人上升的过程就是动能、弹性势能转化为动能，下落过程中速度增大，动能增大。 16.重力势（势）动水坝下部受到水的压强比上部大 【解析】考查点：影响重力势能、动能的因素及其能的转化、液体压强的特点分析：物体的质量、高度影响重力势能，高度越高，重力势能越大，根据机械能守恒，使水下落时重力势能转化为动能也会较大，液体的压强随着深度的增加而增大，下部比上部要承受较大的压强，因此上窄下宽。 17.不变等于小于甲脚受到摩擦力立即停止，而上身由于惯性继续向前运动 【解析】考查点：影响动能和重力势能的因素及其惯性。分析：影响动能的因素有质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。甲上行中质量不变，速度不变，动能不变。影响重力势能的因素有质量和高度，质量越大，高度越大，重力势能越大，甲乙二人质量相等，高度相等，重力势能相等。动能与势能的总和统称为机械能，甲乙二人质量相等，甲的速度小于乙的速度，因此甲的动能小于乙的动能，则甲的机械能小于乙的机械能。一切物体都有惯性， 当扶梯突然停止运动时，下半身也随扶梯一起静止下来，而上半身由于惯性还保持原来的运动状态，身体会失去平衡而前倾。 18.a 4 2 【解析】考查点：影响动能和重力势能的因素、机械能守恒分析：当石块竖直向上抛出时，速度减小。高度增大，因此动能减小，重力势能增大，在高度为零时，动能最大，高度最高时，动能为零。因此a反映的是动能与高度的关系。最高高度为4m，在这一高度时，动能为0，重力势能为2J，机械能为动能与重力势能的和，因此为2J。易错分析：看不懂图像描绘的能量与高度的关系。 19. （1）远增大 （2）大大客车 （3）惯性 【解析】考查点：牛顿第一定律、影响动能的因素分析：从甲图中可以看出，当同一小车从同一高度落下时，在棉布表面上受到的力小，运动的距离较长，由此可以可看出，受到的阻力越小时，运动的距离越长，因此运动状态不容易改变。那么在雨雪天驾驶汽车应增大汽车之间的距离。从乙图中可以看出，在速度一定时，质量越大，动能越大，做功越多。因此大客车的质量比小轿车的质量大，因此对它的限速应小些。 20.解：（1）重力势能转化为动能 （2）汽车的速度v=36km/h=10m/s，P=W/t=Fv=1.5×103N×10m/s=1.5×104 W 【解析】考查点：机械能转化、功率的计算分析：汽车出站下坡时，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，因此重力势能转化为动能。在计算功率时，因为没给时间，因此我们要用推导式P=W/t=Fv进行计算。
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