2019_2020学年八年级物理全册10.6合理利用机械能检测含解析新版沪科版

第6节合理利用机械能
一．填空题（共7小题）
1．（2019•东营）某汽车在平直公路上由于行驶速度过快，能大，危害性就大，为防止意外，汽车不能超速行驶。

乘客必须使用安全带，一旦发生碰撞，车身就停止运动，而乘客身体由于会继续向前运动造成伤害。

【解析】（1）汽车在平直公路上由于行驶速度过快，质量不变，速度很大，动能很大，危害性很大，所以要控制车速。

（2）汽车在行驶过程中，乘客和汽车一起运动，一旦发生碰撞，车身就停止运动，而乘客身由于惯性保持原来的运动状态会继续向前运动，容易造成伤害，所以乘客必须要系好安全带。

故答案为：动；惯性。

2．（2019•云南）第24届冬奥会将于2022年在北京﹣张家口举办，高山滑雪是冬奥会的重要竞赛项目之一，如图所示是滑雪运动员从山顶加速下滑训练的情境。

在下滑过程中运动员的动能，重力势能（均选填“减小”、“增大”或“不变”）。

【解析】滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，运动员的质量不变，速度变大，故动能增大，同时高度变小，故重力势能减小。

故答案为：增大；减小。

3．（2019•广东）如图所示，用细线系住小球悬挂在O点，将小球拉至A点释放，从A点经过B点运动到C点的过程中，小球的重力势能先变小后，动能先后。

（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【解析】小球从A点经过B点运动的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大；小球从B点经过C点运动的过程中，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小，故重力势能先变小后变大，动能先变大后变小。

故答案为：变大；变大；变小。

4．（2019•绵阳）2019年1月3日，嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆。

嫦娥四号探测器在距离月球表面100米高处悬停，对月球表面识别，并自主避障，选定相对平坦的区域后，开始缓慢地竖直下降，最后成功软着陆。

从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中，嫦娥四号探测器的重力势能，机械能。

（选填“增加”或“不变”或“减少”）
【解析】嫦娥四号从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减少；该过程中其速度减小，动能减少；探测器没有发生弹性形变，不具有弹性势能，则机械能等于重力势能与动能的总和，所以其机械能减少。

故答案为：减少；减少。

5．（2019•呼伦贝尔）中国“嫦蛾四号”探测器，于2019年1月3号10时26分在月球背面首次成功着陆，这是中国探月事业的一大进步。

“嫦娥四号”探测器被发射升空离开地面的过程中，机械能将（选填“变大“变小”或“不变”）；运载火箭中的燃料燃烧释放的能转化为探测器的机械能。

【解析】“嫦娥四号”探测器被发射升空离开地面的过程中，高度增加、速度增加，重力势能和动能都变大，故机械能变大；
运载火箭中的燃料燃烧释放内能，内能再转化为探测器的机械能。

故答案为：变大；内。

6．（2019•大连）蹦床运动员从高处落下，与床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能逐渐转化为蹦床面的
能，运动员到达最低点时速度为零。

受到的弹力（填“大于”“等于”或“小于”）重力。

【解析】蹦床运动员从高处落下，在与蹦床面将要接触时，具有一定的动能，与蹦床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能和重力势能变小，蹦床的弹性势能变大，即运动员的动能转化成蹦床的弹性势能。

与蹦床面接触后，床面发生形变，形变程度越大，弹性势能越大，蹦床运动员运动到最低点后，将向上做加速运动，受到的合力方向向上，所以此时受到的向上的弹力大于向下的重力。

故答案为：弹性势；大于。

7．（2019•咸宁）甲、乙是两个完全相同的网球。

如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出，不计空气阻力。

抛出时两球机械能选填“相等”或“不相等”）；落地前的运动过程中，甲球的动能（选填“增大”、“不变”或“减小”），乙球的机械能（选填“增大”“先增大后减小”“不变”或“减小”）
【解析】抛出时甲乙两球质量相等，速度相等，动能相等；高度相同，重力势能相同，故机械能相同；甲球在空中下落时，甲球质量不变，速度增大，动能增大；高度减小，重力势能减小；乙球上升过程中，不计空气阻力，机械能是守恒的。

故答案为：相等；增大；不变。

二．选择题（共12小题）
8．（2019•鄂尔多斯）2019年6月5日长征11号运载火箭，以“一箭七星”的方式将卫星送入预定轨道，填补了我国运载火箭海上发射的空白。

下列说法，正确的是（）
A．长征11号发射过程中，其动能转化为重力势能
B．地球同步卫星进入轨道后相对于地面是静止的
C．火箭加速升空时，气体对火箭的力大于火箭对气体的力
D．长征11号全长近21m，重58t，起飞推力为120t
【解析】A、火箭发射过程中，速度增大，高度增大，则动能和重力势能都增大，所以不是动能转化为重力势能，故A错误；
B、地球同步卫星进入轨道后相对于地面是静止的；故B正确；
C、火箭加速升空时，气体对火箭的力和火箭对气体的力是一对相互作用力，相互作用力
的大小相等，所以气体对火箭的力等于火箭对气体的力，故C错误；
D、重力和推力的单位都是N，不是t，即所给数据的单位有错，故D错误。

故选：B。

9．（2019•常德）如图所示，斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定。

小物块从斜面上P 点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点。

则下列说法中正确的是（）
A．小物块从P向M运动过程中，机械能减小
B．小物块从P向M运动过程中，重力势能增大
C．弹簧被压缩到最短时，小物块动能最大
D．小物块从M向T运动过程中，速度变快
【解析】A、小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点，说明接触面不光滑，则小物块从P向M运动过程中，需要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，所以小物块的机械能减小，故A正确。

B、小物块从P向M运动过程中，质量不变，高度变小，其重力势能减小，故B错误；
C、弹簧被压缩的过程，小物块的动能转化为弹簧的弹性势能，弹簧被压缩到最短时，弹
簧的弹性形变达到最大，其弹性势能最大，此时小物块的动能最小，故C错误；
D、小物块从M向T运动过程中，动能不断转化为重力势能和内能，所以小物块的动能减
小、速度变慢，故D错误。

故选：A。

10．（2019•抚顺）如图所示为跳水运动员踏板起跳时的情景。

下列说法正确的是（）
A．运动员对跳板的压力与跳板对运动员的支持力是相互作用力
B．运动员被跳板弹起的过程中动能转化为弹性势能
C．运动员离开跳板上升的过程中，其动能增加
D．运动员在空中下落过程中没有力对其做功
【解析】A、运动员对跳板的压力和跳板对运动员的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，作用在不同物体上，因此二力是一对相互作用力，故A正确；
B、运动员被跳板弹起的过程中，弯曲跳板的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能，
故B错误；
C、运动员离开跳板上升的过程中，速度减小，高度增大，所以其动能减小，势能增加，
故C错误；
D、运动员在空中下落过程中受到重力作用，并且在重力的方向上移动距离，重力做了功，
故D错误；
故选：A。

11．（2019•常州）北京世园会上，车身离地30cm高的电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车整体的（）
A．动能不变，重力势能不变
B．动能不变，重力势能变大
C．动能变大，重力势能不变
D．动能变大，重力势能变大
【解析】电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车的总质量变大，速度和高度不变，则动能和重力势能均变大。

故ABC错误，D正确。

故选：D。

12．（2019•南通）如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不
发生形变。

现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球（）
A．运动至最高点时，受平衡力作用
B．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力
C．从A点向上运动过程中，速度先增大后减小
D．从O点向上运动过程中，重力势能转化为动能
【解析】A、不计空气阻力，小球在最高点时只受重力作用，不是平衡状态，故A错误；
B、小球被释放后沿竖直方向加速向上运动，故释放瞬间，所受重力小于弹簧弹力。

故B
错误；
C、不计空气阻力，小球在从A点向上运动到O点的过程中，受到两个力的作用，一个是
竖直向下的重力，一个是竖直向上的弹力，开始向上运动时，弹力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不断增大；当弹力小于重力时，其所受合力方向向下，速度不断变小。

当离开O点后，小球只受重力作用，力的方向与小球运动方向相反，速度继续减小。

故其速度先增大后减小，故C正确；
D、从O点向上运动过程中，小球的质量不变，速度变小，同时高度升高，故动能减小，
重力势能增加，所以动能转化为重力势能。

故D错误。

故选：C。

13．（2019•兰州）关于机械能及其转化，下列说法中不正确的是（）A．冰壶从离开手到停下来的过程中，机械能转化为内能
B．降落伞匀速下降的过程中，重力势能变小，动能不变
C．只要物体的位置发生变化，物体的重力势能就一定会发生变化
D．电梯匀速上升时，动能不变，重力势能增大，机械能增大
【解析】A、冰壶从离开手到停下来的过程中，冰壶与冰面之间存在摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故A正确；
B、降落伞匀速下降的过程中，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能变小，故B错
误；
C、物体的位置发生变化，若物体的高度不变，只是上下的位置变化，则物体的重力势能
不发生变化，故C错误；
D、电梯匀速上升时，速度不变，动能不变，高度增加，重力势能增大，机械能增大，故
D正确。

故选：C。

14．（2019•怀化）如图所示，小球从A点摆动到C点的过程中（不计空气阻力）下列说法正确的是（）
A．从A到B的过程中，动能增大，重力势能减小
B．从A到B的过程中，动能减小，重力势能增大
C．从B到C的过程中，动能增大，重力势能增大
D．从B到C的过程中，动能减小，重力势能减小
【解析】AB、从A到B的过程中，小球的质量不变、速度增大，动能增大；小球的质量不变、高度减小，重力势能减小，故A正确、B错；
CD、从B到C的过程中，小球的质量不变、速度减小，动能减小；小球的质量不变、高度增大，重力势能增大，故CD错。

故选：A。

15．（2019•巴中）如图所示，物体从斜面顶端匀速滑到斜面底端，在此过程中，下列说法正确的是（）
A．物体动能增大，机械能不变
B．物体动能不变，机械能减小
C．物体重力势能不变，机械能不变
D．物体重力势能减小，机械能增大
【解析】物体从斜面顶端匀速滑到斜面底端，在此过程中，物体的质量不变，速度不变，
高度降低，故动能不变，重力势能减小；因为动能和势能统称为机械能，所以机械能减小；故ACD错误，B正确。

故选：B。

16．（2019•黑龙江）2019年3月10日凌晨，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将“中星6C”卫星发射升空，在卫星加速升空的过程中，关于卫星的能量分析，下列说法正确的是（）
A．动能增加，势能不变B．动能不变，势能增加
C．机械能总量不变D．机械能总量增加
【解析】在卫星加速升空的过程中，其质量不变，速度增大，动能增大，高度增大，势能增大；卫星在升空过程中没有发生弹性形变，因机械能等于动能和势能之和，所以卫星的机械能总量增加。

故选：D。

17．（2019•吉林）将乒乓球按压到水面下30cm深度处，松开手后，乒乓球加速上升，在乒乓球没有露出水面之前，下列说法中正确的是（）
A．乒乓球受到的重力变小
B．乒乓球的动能变大
C．乒乓球受到的浮力变小
D．乒乓球受到水的压强变大
【解析】A、乒乓球的重力与质量有关，质量不变，重力不变，故A错误；
B、乒乓球在上浮过程中，浮力大于重力，速度变大，动能变大，故B正确；
C、浸没于水中的乒乓球，排开水的体积等于其体积，在没有露出水面的上浮过程中保持
不变，水的密度不变，所以受到的浮力不变，故C错误；
D、乒乓球在上浮过程中，水的密度不变，但所处的深度不断减小，所以受到的水的压强
减小，故D错误。

故选：B。

18．（2019•宜昌）如图所示，过山车是一项惊险刺激的游戏项目，下列关于过山车的机械能说法正确的是（）
A．刚开始过山车匀速被拉升时，机械能不变
B．过山车向下俯冲时，重力势能转化为动能
C．通过环形轨道最高点时，重力势能最大，动能为0
D．过山车在运行过程中机械能守恒
【解析】A、刚开始过山车匀速被拉升时，质量不变，速度不变，高度增加，故动能不变，重力势能变大，而机械能等于动能与重力势能之和，所以机械能变大，故A错误；
B、过山车向下俯冲时，质量不变，高度降低、速度变大，所以重力势能变小，动能变大，
重力势能转化为动能，故B正确；
C、通过环形轨道最高点时，高度最大，重力势能最大，但此时其在水平方向上速度不为
零，此时动能不为零，故C错误；
D、过山车在运行过程中需要克服空气阻力和摩擦阻力做功，会有一部分机械能转化为内
能，所以机械能变小，即机械能不守恒，故D错误。

故选：B。

19．（2019•临沂）如图所示，在“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验中，下列说法正确的是（）
A．实验所用斜面和水平面都必须是光滑的
B．木块向前滑行的过程中机械能保持不变
C．小球质量越大，到达斜面底端的速度越大
D．木块被撞击后滑行的越远，说明小球的动能越大
【解析】A、由于影响动能大小的因素是速度和质量；所以所用斜面和水平面是相同的即可，不一定必须是光滑，故A错误；
B、木块向前滑行的过程中，速度减小，由于木块在水平面上，质量不变，则机械能减小，
故B错误；
C、小球到达斜面底端的速度取决于小球在斜面上的高度，滚下的高度越高小球到达斜面
底端的速度越大，故C错误；
D、根据转换法，将木块推得越远，说明小球撞击木块前的动能很大，故D正确。

故选：D。

三．实验探究题（共3小题）
20．（2019•绥化）如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。

（1）小球滚下斜面的过程中，它的能转化为动能，其动能大小是通过木块移动的距离来反映的。

（2）分析比较两次实验，可探究出的结论是：质量相同的物体，速度越大，动能越大。

（3）甲实验中若木块的重力为1N，水平移动的距离是30cm，则重力对木块做功J。

（4）如果水平面光滑，则（选填“能”或“不能”）完成本实验。

【解析】（1）小钢球从斜面滚下过程中，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时速度变大，动能增加，所以是将重力势能转化为动能的过程；其动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的；
（2）分析比较甲和乙两组实验可得，物体的质量相同，而下滑的高度不同，甲图中下滑的高度大，运动到水平时速度大，推动木块滑行的距离大，故物体质量相同时，速度越大，动能越大；
（3）木块水平移动，在重力的方向上没有移动距离，重力不做功，重力对木块做功0J；
（4）如果水平面是光滑的，没有阻力作用，木块被撞击后将做匀速直线运动，不能通过被撞击的距离来比较动能大小。

故答案为：（1）重力势；（2）甲、乙；（3）0；（4）不能。

21．（2019•本溪）图甲是探究“影响动能大小因素”的实验装置。

（1）本实验中小球A的动能大小通过木块B在水平桌面上来体现。

若不用木块B，在桌面上铺一条毛巾，（填”可以”或“不可以”）用小球A在毛巾表面滚动的距离来体现。

（2）将小球A放在同一斜面上（填“相同”或“不同”）高度处由静止释放，目的是使小球在撞击木块B时速度不同，通过实验现象可以得出结论：质量相同的物体，，
动能越大。

（3）善于动脑的小明设计了如图乙所示的方案：用同一个钢球两次将同一弹簧压到不同程度，两次实验弹簧具有的弹性势能（填“相同”或“不同”），放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同，从而验证了动能与速度的关系。

接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做（填“能”或“不能”）验证动能与质量的关系。

【解析】（1）实验中，通过比较木块B在同一水平面上被撞击后移动的距离来比较小球A 到达水平面时动能的大小，运用了转换法；不能用毛巾代替木块B，因为小球在毛巾上滚动的距离只与小球初速度有关，当小球质量不同速度相同时滚动距离相等但动能不等，不能得出正确结论；
（2）让小球A从不同的高度由静止开始滚下，小球到达水平面时的速度不同，是为了研究小球动能的大小是否与速度有关；可以得出的结论是：当质量一定时，速度越大，动能越大；
（3）用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度，则两次实验弹簧具有的弹性势能不同；
若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击放在同一位置的木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验的。

故答案为：（1）移动的距离；不可以；（2）不同；速度越大；（3）不同；不能。

22．（2019•天津）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。

按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。

（1）实验中通过比较来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中（填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：。

【解析】（1）通过小明设计的实验可以知道，他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的。

桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大；
（2）根据控制变量法，要验证物体的重力势能与物体的质量有关，应控制物体的高度相同，改变物体质量的大小，故小明要完成探究，需要找数个质量不同的物体进行实验；
故①④⑤三组数据符合，所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论。

（3）比较表中①②③的实验数据，可以发现，高度相同，③中桌腿进入沙子的深度更深，所以，③中的物体具有重力势能大，即可以得出的初步结论是：质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。

故答案为：（1）桌腿进入沙子的深度；（2）①④⑤；（3）质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。

四．计算题（共2小题）
23．（2019秋•海陵区校级期中）如图所示，沿斜面向上用F为50N的力拉一个重为100N的
物体匀速运动到斜面顶端，斜面长10m，高4m，
求：（1）在这过程中做的有用功是多少？
（2）这个斜面的机械效率是多少？
（3）物体受到斜面的摩擦力是多大？
【解析】解：
（1）该过程中做的有用功：
W有用＝Gh＝100N×4m＝400J；
（2）该过程中拉力做的总功：
W总＝Fs＝50N×10m＝500J，
斜面的机械效率：
η＝＝×100%＝80%；
（3）克服摩擦力做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝500J﹣400J＝100J，
由W额＝fs得物体受到斜面的摩擦力：
f＝＝＝10N。

答：（1）在这过程中做的有用功是400J；
（2）这个斜面的机械效率是80%；
（3）物体受到斜面的摩擦力是10N。

24．（2019秋•吴兴区期中）中国研制生产的世界最大水陆两栖飞机“鲲龙”﹣﹣AG600（如图）于2017年12月24日在广东珠海成功首飞。

AG600可在水面直接起飞，主要用于森林灭火和水上救援。

最大起飞的质量为53.5吨，根据以上信息，回答下列问题：
（1）飞机在投水灭火过程中，若保持一定高度匀速飞行，则这一过程中飞机的动能将减小（填“增大”，“减小”或者“不变”）
（2）装满水的AG600从水面起飞至400米高空，飞机克服重力至少需要做多少功？
【解析】解：
（1）装满水的AG600在投水灭火过程中，在空中某一高度匀速飞行，飞机的质量减小，速度不变，动能减小；
（1）最大起飞质量为AG600携带水时的总质量：m＝5.35×104kg，总重力：G＝mg＝5.35×104kg×10N/kg＝5.35×105N，
上升的高度：s＝400m，
飞机克服重力至少需要做功：W＝Fs＝Gs＝5.35×105N×400m＝2.14×108J；
故答案为：（1）减小；（2）2.14×108J。