八年级物理下册《机械能及其转换》拓展训练

《机械能及其转换》拓展训练一、选择题（本大题共5小题，共50.0分）1．（10分）如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在A点、竖直放置静止的轻弹簧上，到达与B点时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点是小球到达的最低点（不计空气阻力）。

下列说法正确的是（）A．下落过程中，小球重力势能减小、动能增大、小球与弹簧机械能总量不守恒B．下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小、小球与弹簧机械能总量守恒C．到达C点时，小球的动能为零，受到的重力大于弹簧的弹力D．从B到C，小球只有重力势能转化成弹性势能2．（10分）掷实心球是中考体育考试项目之一。

掷出去的实心球从a点出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点。

则以下说法不正确的是（不考虑空气阻力）（）A．a、c两点重力势能相等B．b、e两点动能均为零C．d点的机械能大于e点的机械能D．b、c两点机械能相等3．（10分）2018年NBA总决赛，勇士队再次赢得总冠军，如图所示，当家球星库里在比赛中的一次投球过程，下列说法不正确的（）A．他用力蹬地身体却向上跃起，是因为力的作用是相互的B．他在起跳后的上升过程中，动能转化为重力势能C．球离开手后能继续往前飞行，是因为物体具有惯性D．球稳稳落入到篮框中，此时篮球的动能减小，重力势能增大4．（10分）如图甲所示，物体沿斜面从顶端下滑至底端。

在某时间段，物体的动能E k随时间t的变化如图乙所示，则下列说法正确的是（）A．物体的重力势能逐渐减少B．物体下滑过程速度逐渐增大C．物体的重力势能全部转化为动能D．物体的机械能不变5．（10分）如图所示，转动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动的过程，一段时间后滚摆停止上下滚动。

下列说法正确的是（）A．滚摆下降的过程，重力势能减小，动能不变B．滚摆上升的过程，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．滚摆在最高点时，动能最小，重力势能最大二、填空题（本大题共3小题，共30.0分）6．（10分）如图a，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a 是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置，则小球从a运动到c的过程中，在（选填“a”“b”或“c”）位置动能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的；在课外兴趣小组活动中，小明想验证重力势能与高度的关系：他在水平地面上铺一张纸，将蓝球表面涂黑，使蓝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b所示，球从较高处下落形成的圆斑是图中（选填“A”或“B”），你判断的依据是。

7．（10分）（1）篮球从高处自由落下撞击地面后再上升的过程中（不计空气阻力），篮球具有的能量形式是。

（2）投掷出去的篮球在空中能继续飞行，这是由于篮球的；篮球在飞行中运动方向不断改变，这是因为篮球受到的作用。

（3）两个相同的篮球，表面潮湿，从不同高度自由落至同一地面，留下的印迹如图所示。

关于初始时篮球的重力势能，下列说法正确的是A．落在a处的大B．落在b处的大C．两个一样大D．无法比较大小。

8．（10分）有同学在欣赏音乐喷泉时提出一个科学问题：喷泉的水柱地平面上升的高度与什么因素有吗？于是围绕这个问题，进行分析猜测：可能与水的动能有关、可能与喷泉最初水上升的速度有关等等。

经查询有关信息资料：动能的公式为E k＝1/2mv2，重力势能公式为E p＝mgh．根据定律，在不考据空气阻力的情况下，喷泉水柱所具有的重力势能是由转化而来，于是我们可以推导喷泉的水柱上升的高度与喷泉最初水上升的速度的关系式为：。

三、计算题（本大题共1小题，共10.0分）9．（10分）物体重力势能的大小与其所受的重力及被提升的高度有关，用E P表示，关系式为E P＝Gh＝mgh．如图所示，光滑的圆弧轨道AB与粗糙平面BC相连，现有一物块由静止开始从A点滑下，经B点进入水平面，最后静止在C点，若水平面上所受阻力为f，从A点到C点重力所做的功全部用来克服阻力做功，请证明BC的长度S BC＝。

四、解答题（本大题共1小题，共10.0分）10．（10分）人造地球卫星在大气层外绕地球运转，它的速度很大，一天可以绕地球飞行几圈到十几圈，能够迅速获取大量的信息。

它运行的轨道为椭圆形，如图所示。

它的轨道上有一点离地球最近，这个点叫近地点；有一点离地球最远，这个点叫远地点。

卫星在运转的过程中，机械能是守恒的。

回答下列问题：（1）当卫星从远地点向近地点运行的过程中，它的动能和势能的变化情况是：；从近地点向远地点运转的过程中，它的动能和势能的变化情况是：。

（2）卫星在近地点动能最，势能最；在远地点动能最，势能最。

《机械能及其转换》拓展训练参考答案与试题解析一、选择题（本大题共5小题，共50.0分）1．（10分）如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在A点、竖直放置静止的轻弹簧上，到达与B点时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点是小球到达的最低点（不计空气阻力）。

下列说法正确的是（）A．下落过程中，小球重力势能减小、动能增大、小球与弹簧机械能总量不守恒B．下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小、小球与弹簧机械能总量守恒C．到达C点时，小球的动能为零，受到的重力大于弹簧的弹力D．从B到C，小球只有重力势能转化成弹性势能【考点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒．【分析】在小球下降过程中，在接触弹簧之前段只有重力做功，则重力势能转化为动能；在AC段先做加速运动后减速运动；到达C点后，重力势能与动能完全转化为弹性势能。

【解答】解：AB、下落过程中，高度减小，小球重力势能减小；在A点之前，小球的重力势能转化为动能，动能先增大；在AB段，向下的重力大于向上的弹力，合力向下，小球做加速运动，动能逐渐增大，同时弹簧的弹性势能增加；在BC段，向上的弹力大于向下的重力，合力向上，小球做减速运动，动能逐渐减小，同时弹簧的弹性势能增加；综上所述，下落过程中小球的动能先增大后减小；不计空气阻力，整个过程中无能量损耗，则小球与弹簧机械能守恒，故B正确，A错误；C、到达C点时，小球的动能为零；由于在B点时重力等于弹力，C点的弹性形变程度大于B点的弹性程度，所以C点的弹力大于B点的弹力，即C点的弹力大于小球的重力，故C错误；D、从B到C，高度减小，小球重力势能减小，速度减小，动能减小，减小的动能和重力势能转化成弹性勢能，故D错误。

故选：B。

【点评】解答本题关键是要明确能量是如何转化，同时要知道在B点时动能最大，速度为零时动能为零。

2．（10分）掷实心球是中考体育考试项目之一。

掷出去的实心球从a点出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点。

则以下说法不正确的是（不考虑空气阻力）（）A．a、c两点重力势能相等B．b、e两点动能均为零C．d点的机械能大于e点的机械能D．b、c两点机械能相等【考点】动能和势能的转化与守恒．【分析】机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关；重力势能大小与质量和高度有关；在分析动能和重力势能之间的转化过程中，机械能的变化情况时，要搞清题目提供的条件或环境，此题的条件是：①球在空中运动不受空气阻力；②球在地面滚动是存在摩擦力。

【解答】解：A、从a点到b点再到c点过程中，由于不考虑空气阻力，机械能不变；故a、c两点重力势能相等；故A正确；B、在b点的球具有向前的速度，故具有动能；在e点球的速度为零，不具有动能；故B错误；C、球由d点运动到e点过程中，受到摩擦力作用，机械能减小，d点的机械能大于e点的机械能；故C正确；D、从a点到b点再到c点过程中，由于球不受到空气阻力作用，机械能不变；故D正确。

故选：B。

【点评】结合机械能的概念（动能、重力势能概念），以及动能和势能间的转化，根据题目的条件可分析出答案。

3．（10分）2018年NBA总决赛，勇士队再次赢得总冠军，如图所示，当家球星库里在比赛中的一次投球过程，下列说法不正确的（）A．他用力蹬地身体却向上跃起，是因为力的作用是相互的B．他在起跳后的上升过程中，动能转化为重力势能C．球离开手后能继续往前飞行，是因为物体具有惯性D．球稳稳落入到篮框中，此时篮球的动能减小，重力势能增大【考点】力作用的相互性；惯性；动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒．【分析】（1）物体间力的作用是相互的，一个物体受到力，同时给对方一个反作用力；（2）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度；（3）惯性是指物体有保持原来运动状态不变的性质。

【解答】解：A、他用力蹬地，地面同时给他一个反作用力，所以身体向上跃起是因为力的作用是相互的。

故A正确；B、他在起跳后的上升过程中，质量不变，速度越来越小，高度越来越高，所以动能变小，重力势能变大，是动能转化为重力势能。

故B正确；C、球离开手后能继续往前飞行，是因为物体具有惯性，仍要保持原来的运动状态。

故C正确；D、球落入到篮框中，质量不变，速度减小，所以篮球的动能减小；同时高度不再上升，所以重力势能不再增大。

故D错误。

故选：D。

【点评】此题考查力的作用的相互性、惯性、动能和势能的转化，是一道综合性很强的题目，但总体难度不大，掌握基础知识即可正确解题。

4．（10分）如图甲所示，物体沿斜面从顶端下滑至底端。

在某时间段，物体的动能E k随时间t的变化如图乙所示，则下列说法正确的是（）A．物体的重力势能逐渐减少B．物体下滑过程速度逐渐增大C．物体的重力势能全部转化为动能D．物体的机械能不变【考点】动能和势能的转化与守恒．【分析】分析E K﹣t图象中图线的含义，然后分析物体下滑的情况，结合对动能、势能影响因素的掌握和对做功与能量转化的认识可得出符合题意的答案。

【解答】解：AC、物体重力势能减小量主要用来克服摩擦做功，将一部分机械能转化为内能，因此，物体重力势能减小量等于物体和斜面内能的增加量，或者说，物体克服摩擦力做功多少等于重力势能减小量，故C错误，A正确。

B、读E K﹣t图象可知，物体的动能不随时间变化，由动能只与物体的质量和速度有关可知，物体的速度不变，即物体做匀速直线运动，故B错误；D、物体的动能不变，高度降低，所以重力势能减小，由于机械能等于动能与势能之和，所以机械能变小，故D错误；故选：A。

【点评】对于图象问题，应先明确两坐标轴的意义，结合相应的公式或规律分析。

本题中，分析重力势能和变化量与做功多少、内能变化量的关系是难点。

5．（10分）如图所示，转动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动的过程，一段时间后滚摆停止上下滚动。

下列说法正确的是（）A．滚摆下降的过程，重力势能减小，动能不变B．滚摆上升的过程，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．滚摆在最高点时，动能最小，重力势能最大【考点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒．【分析】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。