鲁科版八年级物理下册 第10章机械能及其转化 探究、计算题 专题练习(含答案)

第10章机械能及其转化探究、计算专题练习
一、实验题
1．如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验示意图：
(1)实验要探究的是物体动能的大小与物体的______和质量的关系；
(2)实验中探究的是______（选填“A”或“B”）物体的动能，物体动能的大小是通过_______选填“s”或“h”）的大小来反映的；
(3)若小球与斜面和水平桌面之间没有摩擦力，______（选填“能”或“不能”）采取该方案完成此探究实验。

2．某小组同学为了探究运动物体做功本领的大小与哪些因素有关，从实验室借取了弹射器、纸盒、质量与形状不同的物体（已知m甲=m丙＜m乙=m丁），在同一水平地面上进行了实验。

实验中，纸盒的初始位置始终相同，利用弹射器控制每次物体弹出时的速度相同。

实验过程与结果如图（a）、（b）、（c）、（d）所示。

(1)本实验通过观察_____来比较运动物体做功本领的大小。

(2)图（a）、（c）或图（b）、（d）是在研究运动物体做功本领的大小与_____的关系。

(3)他们分析比较图（a）、（b）或图（c）、（d）后认为：质量、速度相同的不同物体，球形的物体比方形的物体做功本领更大。

您_____他们的观点（选填“赞同”或“不赞同”），您的理由是：_____。

3．在探究物体动能大小跟哪些因素有关的实验中：
(1)如图所示，该实验的研究对象是_________，小明通过观察_________被推动的距离来判断物体动能的大小（均选填“小车”或“木块”）；
(2)木块被撞后沿水平面运动的过程中，木块受到的摩擦力对木块做功的功率将_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
(3)假设实验装置的水平面可选对象有：①粗糙的木板、②平滑的玻璃、③绝对光滑的平面，不能选择的序号是_________，原因是_____________；
(4)小明在“探究动能大小与质量是否有关”时采用的方案是：让同一小车，从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上的木块，发现：木块滑行的距离不一样远。

根据上述现象，下列判断正确的是（______）
A．动能大小与质量无关，一定与其他因素有关
B．动能大小与质量有关，一定还与其他因素有关
C．不能判断物体动能大小是否与质量有关，动能一定与质量外的其他因素有关
4．如图甲是小丽探究动能大小与速度关系时的实验场景：斜面上有两平行轨道，将两小球①、②从轨道上由静止释放，与放置在两个相同水平木板上的两个相同木块①、②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；
(2)由图甲场景可知，碰撞木块前瞬间小球____的动能较大，两木块通过A、B两点处所受的滑动摩擦力小分别为f A、f B，则f A___f B，滑行中，木块的动能转化成____能；
(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①从水平木板的右端滑出，小丽用质量更大的木块③替换木块①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③未滑出木板，小丽的实验改进有一处遗漏，它是_____________；
(4)在不更换、不添加器材的情况下，还可以怎么做来避免木块从木板右端滑出？你的方法是_____。

5．小薛和小程同学在探究“动能的大小与什么因素有关”时，提出了如下猜想：
猜想一：动能的大小可能与物体的质量有关；
猜想二：动能的大小可能与物体的运动速度有关。

为了验证他们的猜想，老师提供了如下器材：刻度尺、斜槽、较光滑的长木板、粗糙的长木板、小木块、质量不同的小钢球若干个，实验装置如图所示。

请你帮助他们完成下列内容：
（1）让钢球从高为h的斜面由静止开始滚下，碰上水平面上静止的木块，如图。

实验时通过观察
________________移动的距离来判断___动能的大小；（均选填“钢球”或“木块”）
（2）对于老师提供的长度相同的较光滑长木板A和粗糙长木板B，为了使实验顺利进行，他们应选择长木板__；（选“A”或“B”）
（3）小薛同学为了验证猜想一，他将质量不同的钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，实验记录数据如下：
他根据以上实验数据得出“物体的动能大小与质量无关”的结论，这个结论是__（选填“正确”或“错误”）的，因为_____；
（4）为了验证猜想二，小程同学让同一钢球从斜面的不同高度由静止释放，高度h越高，木块被撞得越远，由此可得出的结论是：________。

6．如图所示，用装有细沙的容器、三脚小桌和质量不等的木块，探究影响重力势力大小的因素。

(1)选用质量不等的木块，是探究重力势能的大小与_____的关系；操作时应让木块由_____的高度自由落下。

(2)重力势能的大小，是通过比较_____来间接判断的，是_____的实验方法的应用。

(3)探究重力势能的大小与高度的关系时，应让相同的木块，由_____的高度，从小桌的正上方自由下落；实验数据表明，木块的_____，具有的重力势能越大。

7．如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下．完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中
h1＝h3＞h2，m A＝m B＜m C．
（1）小钢球在滚下斜面的过程中，它的_______能转化为动能，其动能大小是通过__________（选填“高度h”或“距离s”）大小来反映的；
（2）小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有__________，小木块最终会停下来是因为受到__________力的作用；
（3）分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越__________；
（4）分析比较__________两组实验可得出物体的动能与质量的关系；
（5）综合上述可知，如图所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高__________．8．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图甲所示：
(1)从同一高度由静止释放钢球，是为了让钢球到达水平面时______（选填“质量”、“速度”或“动能”）相同，该实验的目的是研究铁球的动能大小与______的关系；
(2)该实验是通过观察______大小，来说明铁球对木块做功的多少；
(3)有同学将实验装置改成如图乙所示，用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究铁球的动能大小与质量的关系；
这个实验方案是______（选填“正确”或“错误”）的，因为压缩程度相同时，小球获得的动能______，木块移动的距离______。

9．在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉花；让小车从斜面顶端由静止滑下，如图1所示，观察和比较小车在毛巾表面，棉花表面和木板表面滑行的距离：
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是：使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小
________（选填“相等”或“不相等”）；
(2)实验中是通过改变________来改变小车所受阻力大小的；
(3)实验中发现：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，在木板上滑行的距离最远，说明小车受到的阻力越小，速度减小得越_______（选填“快”或“慢”）；
(4) 推理：本实验中，如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零，它将做_______；
(5)在此基础上，牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律，请问：牛顿第一定律________（选填“能”或“不能”）直接由实验得出；
(6)探究过后，小明还思考了以下问题：如图2所示，摆球从A点由静止释放，摆到右侧最高点C时速度大小也为0，那么摆球在C点受到的力________平衡力（选填“是”或“不是”）。

二、计算题
10．跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的真发。

在某次跳伞训练过程中，一位体重为60ON 的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m 后，再匀速直线下落15s.求:
（1）运动员在这30s内下落的总高度；
（2）这30s内重力做的功；
（3）匀速下降时重力做功的功率；
（4）0-30s过程中人的动能、重力势能、机械能如何变化?
11．已知物体的动能表达式为E K=mv2/2，其中m为物体的质量，v是物体运动的速度，g为重力常数。

如图所示，将一个质量为200g的钢球从距离地面1.2m的髙度沿水平方向以5m/s的速度抛出。

钢球被抛出后，在下落过程中重力做功将重力势能转化为动能。

若不计空气阻力，试求：
(1)钢球被抛出时的动能E kl多大？
(2)钢球被抛出后在下落过程中，其重力所做功W是多大？
(3)钢球落地前瞬间的动能E k2多大？
12．遵义·中国茶海山地自行车赛在凤冈茶海之心落下帷幕。

如图中的山地自行车为比赛用车，其相关数据见下表：
(1)求碳纤维车架的密度；
(2)估算比赛中的山地自行车对地面的压强；
(3)质量为70 kg 的李峰在某路段骑行6 km ，耗时10 min ，若该路段平均阻力为总重力的0.02倍，求他的骑行功率。

参考答案
1．(1) 4m/s ；(2) 1.25×
105Pa ；(3) 9.6×105J 2．(1) 6×
103kg ；(2) 1.2×106J ；(3) 2000W 3．1.92×104Pa ； 1000N ； 200W 。

4．(1)1.5×
104N ；(2)300N ；(3)300N ；(4)6×103W ；(5)2.16×107J 5．(1) 1200J ；(2) 250N
6．(1) 20N ；(2) 40J ；(3) 10W ；(4) 0
7．(1)80%；(2)3m ；(3)700N
8．(1) 4m/s ；(2) 80%；(3) 25N
9．55.6% 0.8 乙 变大 =100%=100%100%W Gh G W Fs nF
η⨯⨯=⨯有用总，可证明η与h 无关
10．匀速0.85cm 1.291%高
11．右1A仅凭一次实验数据得到的结论不具有普遍性，应该多次测量总结规律变大12．右便于测量力臂的大小，同时消除杠杆自重的影响使结论具有普遍性（或寻找普遍的规律）F1L1＝F2L2（或动力×动力臂＝阻力×阻力臂）6变大。