人教版物理八年级下册第十一章第4节《机械能及其转化》

人教版物理八年级下册第十一章第4节《机械能及其转化》同步练习一、单选题
1.如图所示，一个小球从光滑曲面的顶端自由滑下，滑到曲面
上的A点时，具有的重力势能为55J，则小球滑到底端时的
动能是（忽略空气阻力）（ ）
A.等于55J
B.小于55J
C.大于55J
D.无法确定
2.如图所示，一木块从斜面上匀速下滑的过程中，下列说法正确的是（ ）
A.木块只受到重力和斜面的支持力
B.下滑过程中，木块的重力势能转化为内能
C.下滑过程中，重力势能转化为动能
D.下滑过程中，木块的机械能保持不变
3.如图所示的四种情景中，属于重力势能转化为动能的过程是（ ）
A.雨滴自由下落
B.滚摆减速上升
C.热气球匀速下落
D.火箭点火发射升空
4.如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，将小球系在橡皮筋一
端，另一端固定在铁架台的O点上，M点是橡皮筋不系小球自然下垂
时下端所在的位置，N点是小球从O点自由释放后所能达到的最低
点．关于小球运动过程中的说法正确的是（ ）
A.从O点到M点的过程中，球重力势能转化为动能
B.从O点到M点的过程中速度增大，因为球受到重力和弹力的作用
C.运动到N点时，球受到平衡力的作用
D.运动到N点时，球对橡皮筋的拉力等于小球的重力
5.在下列过程中，物体动能转化为势能的是（ ）
A.拉弯的弓把箭射出去
B.秋千从高处落向低处
C.冰雹从天而降
D.向上抛出的石块在空中上升
6.如图所示，小华把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻
子，稳定后松手，头保持不动，铁锁向前摆去又摆
回．下列说法正确的是（ ）
A.锁不断地来回摆动，是因为动能不断增加
B.锁向下摆的过程中，重力势能转化为动能
C.锁摆到最低点后会继续上升，是因为受重力作用
D.锁摆动的过程中，机械能总量不变，所以摆回来时会碰到鼻子
7.跳伞运动员跳出飞机后，立即打开降落伞，下降过程中所受空气阻力随运动速度增大，直至与重力等大，在整个下落过程中，运动员和降落伞的（ ）
A.势能不断减少，动能不断增加，机械能不变
B.势能不断减少，动能不断增加，机械能减少
C.势能不断减少，动能先增加然后保持不变，机械能减少
D.势能不断减少，动能先增加后减少，机械能减少
8.如图所示，把篮球以一定的初速度抛向空中，忽略空气阻力，下列图中
哪一个图象能正确反映篮球离手后至落回地面前机械能（E）与篮球离地
面的高度（h）的关系（ ）
A. B. C. D.
9.如图所示，一根不可伸长的细绳一端固定在O点，另一
端系一小球，O点的正下方固定有一根钉子P．位置1在
O点的正下方，位置3与A点等高，位置5是A与1之
间的某点，位置2与5等高，位置4是高于3的某点．不考虑空气阻力，小球从A点静止释放（ ）
A.第一次过位置1后最高可能到达位置4
B.第二次过位置1后最高能到达位置A
C.小球摆到位置1时所受的绳子拉力与小球重力平衡
D.小球在2与5两位置速度大小不同
二、多选题
10.如图所示，材质均匀的弧形轨道固定在竖直平面，将小球
置于轨道的顶端A点，小球具有的机械能为100J．让小球从
A点由静止开始滚动，到右侧所能达到的最高位置B点时，具有的机械能为80J，随即小球向左侧滚动，则关于此小球运动过程中的各种描述正确的是（不计空气阻力）（ ）
A.小球最后将静止在轨道最低处
B.小球在运动过程中，轨道对小球的支持力是变化的
C.小球从B点滚回左侧所能达到的最高位置点时，具有的机械能一定小于80J
D.小球在运动过程中机械能守恒
11.2012年6月29日10时许，在经过近13天太空飞行后，
神舟九号载人飞船返回舱安全返回地面，航天员景海鹏、刘
旺、刘洋健康出舱，天宫一号与神舟九号载人交会对接任务获
得圆满成功．神舟九号返回舱从运行轨道返回地面时如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.返回舱在轨道运行时没有重力势能
B.返回舱在下落过程中机械能不守恒
C.返回舱在进入大气层后与空气摩擦会产生大量的热量
D.返回舱要有较好的隔热材料才能保证航天员的生命安全
12.某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点．运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动）．下列判断不正确的是（ ）
A.从A点到B点过程中运动员加速下落
B.从B点到C点过程中运动员重力势能增大
C.t0时刻运动员动能最大
D.运动员重力大小等于F0
13.体育比赛中的射箭项目，是借助弓的弹力将箭射出，在一定的距离内比赛准确性的体育运动项目．由于一般箭在射出后速度很大，所以空气阻力必须考虑．在一次体育比赛中运动员拉开弓把箭射向了箭靶，则在该过程中（ ）
A.弓拉得越满，弓所储存的弹性势能就越大
B.弓把箭射出的过程对应的能量转化为弹性势能转化为动能
C.箭在空中飞行的时候，箭的机械能守恒
D.箭在射中箭靶后停下来，箭的动能全部转化成了箭靶的内能
14.如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，过一段时
间后，滚摆停止上下滚动，下列说法正确的是（ ）
A.滚摆下降时，重力势能减小，动能增加
B.滚摆到最低点后又上升，重力势能转化为动能
C.滚摆整个运动过程中，机械能守恒
D.滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小
三、填空题
15.用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释
放，若忽略空气阻力，那么小球在最高点的势能
______ 下降至最低点的动能；实际上，小球在摆
动过程中，会与空气摩擦产生热，摆幅逐渐减
小，最终停下来，那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能______ 小球在最高点所具有的势能．（填“大于“、”等于“或”小于“）
16.如图，用手将一重为G的铁球缓慢放在一根弹簧上，放手
后，铁球从A位置开始向下运动，达到B位置速度达到最大，
达到C位置的速度变为零．已知AC间的高度差为h，则从A位置到C位置过程中弹簧的弹性势能增加量为______ ．（整个过程中不计能量损耗）
四、实验探究题
17.小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），速度为5m/s．将弹簧压缩到最短（如图丙）的整个过程中，小球的速度v和弹簧缩短的长度△L之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点．已知该轻弹簧每受到0.2牛的压力就缩短1厘米，并且轻弹簧在受到撞击到压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变．
（1）从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是
______ ，小球机械能的变化情况是______ ．
（2）实验中所用小球的质量为______ kg，全过程中，弹簧中弹力的最大值为______ N．
（3）如图，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，小球处于______ （填“平衡”或“非平衡”）态．
人教版物理八年级下册第十一章第4节《机械能及其转化》同步练习
答案和解析
【答案】
1.C
2.B
3.A
4.A
5.D
6.B
7.C
8.A
9.B 10.ABC 11.BCD 12.A 1 3.AB 14.AD
15.等于；等于
16.G h
17.先变大后变小；变小；0.1；8.14；非平衡
【解析】
1. 解：当滑到A点时具有的重力势能是55J，由于此时小球运动，所以在A点也具有动能，故此时小球的机械能大于55J；在下滑过程中，曲面是光滑的，若不计空气阻力，没有机械能损失，故机械能守恒，所以原来小球在曲面顶端静止，只具有重力势能，且重力势能大于55J；当小球在曲面底端时，只具有动能；所以滑到底端时，所有的重力势能都转化成了动能，故此时动能大于55J．
故选C．
动能和势能统称为机械能．小球在曲面顶端静止，动能为0，只具有重力势能，在下滑过程中，由于曲面光滑，若不计空气阻力，机械能守恒，到曲面底端，只具有动能，据此计算．
本题关键：一是掌握动能、重力势能的影响因素，二是知道不考虑摩擦阻力机械能是守恒的．
2. 解：A、由图可知，一木块从斜面上匀速滑下时，受到重力、支持力和摩擦力的作用，故A错误；
B、下滑过程中，木块的高度降低、重力势能减小，而动能不变，所以重力势能转化为内能，故B正确；
C、匀速下滑过程中，木块的速度不变，所以动能不变，但重力势能减小，所以不是重力势能转化为动能，故C错误；
D、匀速下滑过程中，克服摩擦力做功，木块的机械能转化为内能，机械能减小，故D错误．
故选B．
（1）根据摩擦力的产生条件，判断木块在下滑的过程中是否存在摩擦力，可确定其受力情况；
（2）动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度，机械能包括动能和重力势能．
（3）克服摩擦力做功，木块的机械能转化为内能．
会对物体进行受力分析，知道动能、势能的影响因素是解决该题的关键，故据上面的知识，根据题意做出相应的判断即可，难度不大．
3. 解：A、雨滴自由下落，质量不变，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；故A符合题意；
B、滚摆减速上升，质量不变，高度增大，重力势能增大；速度减小，动能减小，动能转化为重力势能；故B不合题意；
C、热气球匀速下落，质量不变，速度不变，动能不变；高度减小，重力势能减小；克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能；故C不合题意；
D、火箭点火发射升空，质量不变，高度增加，重力势能变大；速度变大，动能变大，故D不合题意；
故选A．
动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
据此对照各个选项进行分析即可做出判断．
掌握动能和重力势能大小的影响因素，确定动能和势能的大小变化是解题的关键．4. 解：
小球在下落过程中，在OM段，小球只受到重力作用，重力不断改变小球的运动状态，小球加速下落；
在BC段受到橡皮筋的拉力作用，过B点后橡皮筋开始伸长（大于原长），弹力逐渐增大．当拉力小于重力时，小球仍处于加速状态；当拉力大于重力时，小球减速下落．A、从O点到M点运动过程中，小球的质量不变，速度越来越大，高度越来越小，动能不断增大，重力势能不断减小，属于重力势能转化为动能，故A正确；
B、从O点到M点的过程中速度增大，因为球只受到重力的作用，此时没有弹力，故B错误；
C、MN过程中小球先加速后减速，减速过程中是因为弹力大于重力，N点是下落的最低点，此时小石块虽然速度为0，到达N点后小石块会改变运动状态向上运动，故N点时受到并不是平衡力，故C错误；
D、运动到N点时，球对橡皮筋的拉力大于小球的重力，故D错误．
故选A．
（1）小球在下落过程中，在OM段，小球只受到重力作用，重力不断改变小球的运动状态，小球加速下落；
在MN段受到橡皮筋的拉力作用：当拉力小于重力时，小球仍处于加速状态；当拉力大于重力时，小球减速下落．
（2）影响动能的因素有：质量和速度；
影响重力势能的因素有：质量和高度；
弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关，物体弹性形变的程度越大，弹性势能越大．
物体受到的合力方向和物体运动方向相同时，物体处于加速状态；物体受到的合力方向和物体运动方向相反时，物体处于减速状态．
5. 解：
A．拉弯的弓把箭射出去，即此时弓的弹性势能减小，箭的动能增加，所以是将弹性势能转化为动能的过程，故A不符合题意；
B．秋千从高处落向低处，质量不变，速度变大，高度减小，故动能增加，重力势能减小，所以是势能转化为动能，故B不符合题意；
C．冰雹从天而降，质量不变，速度变大，高度减小，故动能增加，重力势能减小，所以是势能转化为动能，故C不符合题意；
D．向上抛出的石块在空中上升，其质量不变，速度减小，故动能减小，重力势能增大，所以是将动能转化为势能，故D符合题意．
故选D．
动能转化为势能的选项应该具备动能减小（速度减小），重力势能增大（所处高度增大）或弹性势能增大（弹性形变程度变大）的条件．
能量转化的题目必定有一种能量减少，另一种能量增加．像本题中的C选项，虽有一种能量增加，但另一种能量不变，就不属于这两种能量之间的转化情况．
6. 解：A、锁不断地来回摆动，是因为动能和势能可以相互转化，故A错误．
B、铁锁下降过程中，一部分重力势能转化为动能，故B正确．
C、锁摆到最低点后会继续上升，是由于锁具有惯性，故C错误．
D、铁锁回摆后不能碰到鼻子，因为铁锁和空气摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故D错误．
故选B．
动能和势能可以相互转化，在最高点时重力势能最大，在最低点时动能最大，物体在从最低点向最高点运动时，动能转化成重力势能，物体在从最高点向最低点运动时，重力势能转化成了动能．
本题考查了动能和重力势能的相互转化，在转化过程中，有小部分机械能转化成内能．
7. 解：由于运动员在空中飞速下落，质量没发生变化，速度先逐渐增大后保持不变，故动能先增大后保持不变；在下落过程中，高度降低，所以重力势能减小，机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能也是减小．
故选C．
动能的影响因素是物体的质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；
重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；
动能和势能总称为机械能．
该题考查了动能和重力势能大小的影响因素，难度不大．
8. 解：把篮球抛向空中，忽略空气阻力，只有动能和势能的相互转化，机械能守恒，机械能不变；所以只有A是正确的．
故选A．
（1）动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
（3）只有动能和势能的相互转化时，机械能守恒．
本题的重点是知道影响动能和重力势能的因素，同时理解能量守恒的实质．
9. 解：
AB、不考虑空气阻力，小球的机械能守恒；
小球摆动时能到达的最高点是动能为零的位置，而小球最初的动能也为零，
所以小球能到达的最高点必然是与A等高的位置，即第一次过位置1后最高能到达位置3，第二次过位置1后最高能到达位置A，而始终不可能达到位置4，故A错误、B正确；
C、小球摆到位置1时，由于是加速通过位置1，所以小球处于非平衡状态，则小球所受的绳子拉力与小球重力不平衡，故C错误；
D、小球在2与5两位置高度相同，所以重力势能相同，而机械能总量也相同，所以动能相同，速度大小相同，故D错误．
故选B．
不考虑空气阻力，小球的机械能守恒，小球从某一高度静止释放后它所能达到的高度不会超过原来的高度，即它所具有的机械能大小不会超过原来所具有的机械能大小．本题考查了动能与势能的相互转化、机械能守恒，关键要知道：小球到达最高点时，
速度为0，动能为0．
10. 解：AD、小球在滚动过程中，克服摩擦力作用，机械能转化为内能，机械最终为0，故小球最后将静止在轨道最低处，故A正确，D错误；
B、支持力的大小与与小球对轨道的压力有关，小球在运动过程中压力是变化的，故支持力也变化，故B正确；
C、小球在与轨道摩擦的过程中，其机械能转化为内能，逐渐减小．不计空气阻力，小球从A点到达B点时，机械能从100J减小为80J，减少了20J．而从B点再到达左侧所能达到的最高位置时，其通过轨道的长度应该比第一次短，所以机械能减少的大小应该小于20J，即小球的机械能小于80J，故C正确；
故选：ABC．
动能和重力势能之间可以相互转化，在转化过程中，由于与轨道摩擦，机械能逐渐减小，不计空气阻力，根据对摩擦力的分析可做出解答．
了解动能和势能的转化，知道不计空气阻力时，机械能的减少主要是用来克服轨道的摩擦所致，再结合实际去分析判断．
11. 解：
A、返回舱在轨道运行时具有一定的高度，所以具有重力势能，故A错误；
B、返回舱在下落过程中，与空气摩擦，机械能会转化为内能，所以机械能不守恒，故B正确；
C、返回舱在进入大气层后与空气摩擦会产生大量的热量，故C正确；
D、由于返回舱与空气摩擦后温度很高，所以要有较好的隔热材料才能保证航天员的生命安全，故D正确．
故选BCD．
根据影响重力势能的因素，返回舱下落过程中的能量转化，以及返回舱的特点等可逐一做出判断．
本题主要以返回舱为内容，考查了机械能的转化与守恒，做功改变物体的内能，以及返回舱的特点等，有一定综合性．
12. 解：A、B点弹力等于重力，A到B点过程中，重力大于弹力，运动员做加速运动，A正确；
B、从B点到C点过程中，h变小，物体的重力势能变小，B错误；
C、由图知，t0时刻，绳的弹性势能最大，应达到了最低点，此时动能为零，C错误；
D、由图知，最后绳的弹性势能几乎不变，说明此时运动员已经静止下来，此时拉力与重力平衡，由图象知，重力小于F0，D错误．
故选A．
（1）合力与运动方向相同，则运动员将加速运动；
（2）质量不变，高度越大，重力势能越大，高度越小，重力势能越小；
（3）当弹性势能与重力势能相等时，此时加速过程恰好完成，速度最快，动能最大；（4）运动员最后静止的位置，重力与弹力相等的位置．
此题是有关能量的转化及运动和力的关系，能够分析出运动员在运动过程中速度的变化及受力变化是关键．
13. 解：A、弓拉得越满，弹性形变的程度越大，所以具有的弹性势能越大，故A正确；
B、弓把箭射出的过程中，消耗弹性势能，产生箭的动能，所以是将弹性势能转化为动能的过程，故B正确；
C、由于考虑空气的阻力，所以箭的一部分机械能会转化为内能，所以机械能减小，故C错误；
D、箭在射中箭靶后停下来，箭的动能一部分转化成空气的内能，并不是全部的动能转化成箭靶的内能，故D错误．
故选AB．
（1）弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关；
（2）判断清楚题目中各个选项消耗了哪种形式的能，进而产生了哪种形式的能即可．此题考查了能量转化和判断，是一道综合题目．
14. 解：A、滚摆下降时，质量不变，速度增大，故动能增加，高度减小，即重力势能减小，故A正确；
B、滚摆到最低点后又上升，质量不变，速度减小，动能减小，同时高度增加，重力势能增加，故是将动能转化为重力势能的过程，故B错误；
C、由于空气的摩擦，所以整个过程中，一部分机械能会转化为内能，故机械能是减小的，故C错误；
D、滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小，故D正确；
故选AD．
分析滚摆的向上运动时的速度及高度的变化，则可知动能及重力势能的变化；根据机械能的定义可知机械能的变化．
本题考查了机械能的定义及动能和重力势能的相互转化，注意在不计空气阻力和摩擦时，机械能总量是保持不变的．
15. 解：如图所示，用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么机械能守恒，所以小球在最高点的势能等于下降至最低点的动能；
小球在摆动过程中，除重力做功外，还有空气阻力做功，所以机械能不守恒，有一部分机械能转化为内能，但是仍旧遵从能量守恒定律，所以在摆动过程中由于摩擦而转化的内能等于小球在最高点所具有的势能．
故答案为：等于；等于．
（1）机械能守恒的条件：只有动能和势能的相互转化或者只有重力做功，机械能才守恒．
（2）能量既不会创生，也不会消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一
个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律．
各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的，能量互相转换时其量值不变，表明能量是不能被创造或消灭的．
16. 解：从A 位置到C 位置，铁球的重力做功W=G h ；
因为从A 位置开始向下运动的过程中，重力势能转化为动能，动能又转化为弹性势能，整个过程中不计能量损耗，所以，根据机械能守恒定律可知，弹性势能增加量为E=W=G h ．
故答案为：G h ．
利用W=G h 求重力做功，根据机械能守恒定律，对弹簧做多少功，就有多少能量发生转化或转移．
本题考查重力做功和机械能守恒定律，能够比较全面考查学生掌握知识情况．
17. 解：（1）由图象看出：在小球刚开始撞击弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中，小球速度先变大后变小．小球动能先变大后变小；只有动能和弹性势能的改变，机械能守恒．
（2）在小球向下运动过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力．开始时，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大．
随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当弹力与重力相等时，两力是一对平衡力，合力为零．小球再向下运动，弹力大于重力，
合力向下，小球速度减小．由此可见，当重力G 与弹力F 是一对平衡力时，小球速度最大．此时，由图可知弹簧的压缩量△L=5cm ，
由平衡条件得；G=F=0.2N/cm ×5cm =1N ．
小球的质量为：m ===0.1kg ； G g 1N 10N/kg
由图可知，当小球速度为零时，弹簧的压缩量最大为L=40.7cm =0.407m ，此时小球
所受弹簧的弹力F弹=0.2N/cm×40.7cm=8.14N．
（3）在小球向下运动过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力．开始时，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大．
随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当弹力与重力相等时，两力是一对平衡力，合力为零．小球再向下运动，弹力大于重力，
当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，弹力大于重力，小球处于非平衡状态．
故答案为：（1）先变大后变小；变小；（2）0.1；8.14；（3）非平衡．
1、由图象可知，小球速度先变大，后变小．弹簧发生形变从而具有弹性势能．
2、在运动过程中小球受重力与弹簧的弹力，当两力大小相等时，小球速度最大，此时弹力与重力是一对平衡力；由图象坐标可直接求得弹簧的压缩量与弹力．
解题的关键（1）读懂图，由图获取弹簧压缩量，小球速度变化的信息．（2）分析小球的运动过程，分析弹力的变化情况．。