动能和势能3讲解.docx
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动能和势能3讲解.docx
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动能和势能3讲解
动能和势能3
一、选择题(每题分,计分)
1.如图所示是火箭发射升空时的情景,以下说法正确的是:
()
A.火箭上升过程中动能不变,重力势能增大,机械能增大
B.火箭升空利用了力的作用是相互的
C.火箭升空时受到平衡力的作用
D.火箭升空时受到惯性力的作用
2.初三
(1)班《八荣八耻》宣传栏中记述着:
“某高楼大厦发生高空抛物不文明行为,一位老太太被抛下的西瓜皮砸伤…”,被抛下的西瓜皮在下落过程中逐渐增大的物理量是()
A.重力势能
B.动能
C.重力
D.密度
3.如图所示,在水平桌面上铺粗糙程度不同的物体(毛巾、棉布等),让小车从同一高度滑下后,通过观察小车在粗糙程度不同的平面上运动距离的远近,就可知道阻力对物体运动的影响.这种研究问题的方法称为“转换法”,探究下列问题的过程中没有用到这种方法的是()
A.研究两个用电器组成的电路中,引入总电阻
B.探究电流产生的热量多少与电阻间的关系
C.探究物体的动能与哪些因素有关
D.探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关
4.如图所示,是把小球放在相同的斜面上自由滚下,撞击静止在水平面上的木块进行的实验。
能说明物体的动能与物体的速度有关的是()
A.甲、丙
B.乙、丙
C.甲、乙
D.甲、乙、丙
5.下列物理现象解释正确的是()
A.硬币越过“栏杆”是因为空气流速越快压强越大
B.铁锁下降时动能转化为重力势能
C.箱子没有被推动时所受的摩擦力大于推力
D.物体被小球撞击得越远则原来滚动的小球具有的能量越大
6.小明用台秤研究人在竖直升降电梯中的运动.他先在地面上用台秤称得自己的体重为500N,再将台秤移至电梯内,电梯从t=0时由静止开始向下运动到t=11s时停止,测得台秤对自己的支持力F随时间t变化的图象如图所示,则()
A.0~2s的过程中,小明的动能不变
B.2s~10s的过程中,小明的重力势能转化为动能
C.10s~11s的过程中,小明的机械能不断减小
D.0~11s的过程中,小明的机械能不断增大
7.司机开车上坡前,往往加大油门,以提高汽车的速度,这是为了()
A.增大动能
B.增大势能
C.增大惯性
D.减小阻力
8.下列实验中没有采用控制变量法的是()
A.探究影响液体内部压强的因素
B.探究动能大小与哪些因素有关
C.探究影响电流做功多少的因素
D.探究串联电路中的电流特点
9.自行车是我们熟悉的交通工具,从自行车的结构和使用来看,它涉及不少有关力学的知识.以下各项内容中叙述正确的是()
A.车铃中装有弹簧,使用时利用了弹簧的弹性势能来复位
B.车轴里的滚珠利用了滚动代替滑动,从而减小了摩擦
C.坐垫呈马鞍型,它能够增大坐垫与人体的接触面积以减小臀部所受的压强
D.车的把手上有凹槽、脚踏板凹凸不平,是通过改变接触面粗糙程度来增大摩擦
10.如图所示,滑板运动员沿水平地面向前匀速滑行,在横杆前相对滑板竖直向上起跳,人与滑板分离,分别从杆的上、下通过,忽略人和滑板在运动中受到的阻力.则下列说法错误的是()
A.起跳上升过程中,重力势能转化为动能
B.匀速滑行时,滑板所受重力小于地面对滑板的支持力
C.由于惯性,人越过杆后仍将落在滑板上
D.以滑板为参照物,运动员在水平方向的速度始终是0
11.关于足球运动中涉及到的物理知识,下列分析正确的是()
A.足球鞋底凹凸不平,是为了增大对地面的压力
B.踢出去的足球,不受脚的作用力
C.足球撞击球门柱并被弹回的过程中,足球没有发生形变
D.足球下落过程中,它的重力势能不变
12.“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法。
如图所示是用同一个照相机拍摄的甲、乙两个网球向右运动时的频闪照片。
根据照片记录网球的位置,下列分析正确的是()
A.甲球运动时动能变大
B.乙球运动时动能变大
C.由图可知,甲球运动时间较短
D.甲、乙两球运动时动能转化成重力势能
13.2013年4月20日,四川雅安发生7.0级地震,引发的次生灾害造成巨大损失。
关于次生灾害,下列说法中错误的是()
A.地震中心芦山的主要道路发生山体滑坡,泥石的势能转化为动能
B.芦山县玉溪河和金鸡峡已形成堰塞湖,水的势能增大
C.堰塞湖水面上的漂浮物受到的浮力大于重力
D.流动的洪水具有巨大的动能
二、填空题(每题分,计分)
14.为捍卫祖国海疆,人民解放军某航空兵大队在南海上举行了多次实兵实战对抗演习.在演习过程中,一空中加油机给某歼﹣10战机进行空中加油,加油后该歼﹣10战机仍以原来的高度和速度匀速飞行,则该战机的动能 ,机械能 (选填“增大”、“减小”或“不变”).
15.“五一”小长假,同学们去海棠山郊游,在爬山过程中他们的重力势能在不断 ;爬累了就在树下的影子里休息,影子是由于 形成的.
16.在下列空格中填上动能、势能或弹性势能:
(1)机械手表的发条具有 ;
(2)风具有 ;
(3)街道旁边路灯具有 .
17.2012年11月25日,“歼·15”舰载机返回“辽宁号”航母上时,虽已关闭发动机,但由于 仍向前滑行。
舰载机被航母上的弹性绳钩住,速度迅速减小,说明力可以改变物体的 ,该过程中舰载机的动能转化为内能和弹性绳子的 能。
18.今天,小明是学校的升旗手,他将一面国旗在国歌声中匀速升到旗杆顶端。
(1)旗杆顶端装有定滑轮,利用它来升国旗,目的是改变 ;
(2)国旗匀速上升过程中 能会逐渐增大;
19.如图所示,滑轮 可以看作是等臂杠杆(选填“A”或“B”);若物体所受重力均为20牛且处于静止状态,不计摩擦和滑轮重力,力F2的大小为 牛;物体上升时,它的重力势能 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
20.今年4月20日,四川雅安发生7.0级地震,引发了人们对灾区的高度关注。
(1)地震是地壳变动的形式之一,板块的_________和张裂是引起地壳变动的最主要原因。
(2)5月初,灾区普降暴雨,局部引发山体滑坡。
高处滑下的泥石流由于具有巨大的_____能,对灾区群众的生命财产造成新的危害。
21.如图是竖直向上抛出的小球上升过程中每隔相等的时间曝光一次所得的照片。
从图中可以判断:
小球在a、b位置间的平均速度________(选填“大于”、“小于”或“等于”)在c、d位置间的平均速度;在上升过程中,小球的重力势能________(选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“不变”)。
22.2012年8月26日,江苏洪泽湖出现了巨大的龙卷风,形成了如图所示的“龙吸水,景象。
龙卷风是一种高速旋转的气流,具有非常大的_________能,其内部的气压__________(选填“大于”、“小于”或“等于”)外部的气压。
23.以同样速度行驶的大卡车和小轿车, 的动能大,所以在同样的道路上,不同车型的限制车速是不同的,大卡车的最大行驶速度应比小轿车 (填“大”或“小”)
24.如图是研究物体的动能大小与哪些因素有关的实验.本实验是通过观察木块 来比较物体动能的大小.要研究动能的大小与质量是否有关,应选用质量 的两个球从 的高度滚下(选填“相同”或“不同”).
25.如图所示,a、b为竖直向上抛出的小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、计算题(每题分,计分)
26.(3分)小明想探究足球滚动的快慢和什么因素有关
(1)小明想到自行车轮胎充气不足时很难骑快,于是猜想:
足球充的气越足,滚动就越___ ▲ __.
(2)如图所示,小明在一处斜坡上进行实验.他测出足球在A处从静止释放,滚动10m到B处所用的时间为8s;将足球用球针放掉一些气后,在B处从静止释放,测出足球滚动10m到C处所用的时间为14s.
(3)足球在AB段的平均速度为 ▲ m/s.
(4)小明实验中存在不足之处,请你指出一点:
▲
四、解答题(每题分,计分)
27.环保节能的电动自行车广受市民的喜爱。
为了安全起见,南宁市规定:
净重不大于40kg,设计时速不大于20km,电动机额定连续输出功率应不大于240W,脚踏骑行功能能正常使用“的电动自行车才可上路。
请用物理知识解释限定自行车质量和速度的原因。
五、实验题(每题分,计分)
28.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验.让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止.
(1)要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图;实验中应保证 相同,为了达到这一目的所采取的具体操作方法是 .
(2)选用甲、丙两次实验可以得出的结论是 .
(3)该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小,从而得出结论的.下面的四个实例中也采用这种研究方法的是 .
A.认识电压时,我们可以用水压来类比
B.用磁感线来描述磁场
C.探究电功大小与哪些因素有关,通过重物提升的高度来判断电流做功的多少
D.保持电阻不变,改变电阻两端电压,探究电流与电压关系
(4)若水平面绝对光滑,铁球将做 运动.
29.本题有两小题。
(1)如图所示,用斜面、木板、棉布、玻璃板、小车做“探究阻力对物体运动的影响”的实验。
①为了使小车到达水平面的速度相同,应让小车从斜面的__________自由下滑。
②小车在水平玻璃板上运动时受到__________个力的作用。
③通过实验观察到:
小车受到的阻力越小,运动的路程越__________;由此可以推测,如果小车在绝对光滑的水平面上运动,即不受阻力作用,小车将做_____________运动。
(2)如图所示,用装有细沙的容器、三脚小桌和质量不同的木块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”实验。
①为该实验是通过观察比较_______来间接判断物体重力势能大小的。
②实验中采用质量不同的木块,是为了探究物体重力势能大小与物体_______的关系,操作时应该让木块从_______(选填“相同”或“不同”)的高度自由下落。
③若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系,请简要说明具体做法。
30.如图所示,某兴趣小组同学用弹弓进行弹“子弹”比赛.他们发现弹出的子弹飞行情况各不相同,因此展开了讨论.
(1)拉开的弹弓具有 能,弹弓上的橡皮筋形变 具有的能量越多;
(2)他们在研究影响弹出子弹飞行距离的因素时,提出以下猜想:
猜想1:
与子弹的质量有关
猜想2:
与子弹的形状有关
猜想3:
与弹弓上的橡皮筋的弹性形变程度有关
①根据所学知识,可以断定猜想3是正确的,判断的依据是 .
②请设计一个简单实验,验证猜想2是否正确,简述你的实验方案.
简要做法:
;
如何判断:
.
参考答案:
一、选择题(每题分,计分)
1.B
2.【解析】
试题分析:
动能和势能可以相互转化.
动能的大小与物体的速度有关,速度越快动能就越大.
西瓜皮在下落过程中重力势能转化为动能,速度不断增大,所以动能不断增大
A.重力势能减小,因为高度越来越低.
B.西瓜皮在下落过程中重力势能转化为动能,速度不断增大,所以动能不断增大.
C.重力不变.因为物体的重力跟质量成正比.
D.密度不变.因为密度是物体的一种特性,跟位置无关.
考点:
能量转化的现象;动能大小的比较
点评:
密度是物体的一种特性,它跟物体的位置无关
3.【解析】
试题分析:
A.研究两个用电器组成的电路中,引入总电阻,运用的是等效的方法,没有使用转换法,符合题意;
B.C.D都是一些不易观察的现象和问题,研究时都使用了转换法,如B电流产生的热量用液体升高的温度表示;C动能的大小用木块移动的距离表示;D电磁铁磁性强弱用吸引小铁钉的多少来表示,故BCD用到了转换法,不符合题意.
故选A.
考点:
物理学方法.
点评:
本题考查了转换法的使用,转换法主要在对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量的研究上,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量.
4.【解析】欲找出动能与物体速度有关的是通过哪两个做对比时,应该让这两个实验时的速度改变,而质量不变,由图可知,甲、乙中的小球处在斜面上的高度不同,故滑到水平面上时小球的速度大小也不同,越高的小球的速度越大,而这两个小球的质量是不变的,故对比甲、乙即可,选C。
考点:
影响动能大小的因素。
5.D
6.【解析】
试题分析:
电梯向下运动,结合图分析:
A.0~2s的过程中,小明由静止开始下降,所以小明的动能增大,故A错误;
B.2s~10s的过程中,小明在匀速下降,重力势能减小,但动能不变,故B错误;
C.10s~11s的过程中,小明在做减速运动,故动能减小,同时小明是在下降,高度是在降低的,所以重力势能在减小,故小明的机械能不断减小,C正确;
D.0~11s的过程中,小明下降了一段距离,重力势能减小,所以机械能不断减小,故D错误;
故选C。
考点:
动能与重力势能大小的判断。
点评:
判断动能与重力势能的大小,关键还是搞清楚和个机械能的大小影响因素,从各个因素逐个分析,就能长出正确答案。
7.【解析】
试题分析:
动能跟物体的质量和速度有关。
司机开车上坡前,为了增大上坡的动力,往往加大油门,以提高汽车的速度,这是为了增大动能。
故选A。
考点:
动能
8.【解析】A.B.C都是采用控制变量的方法探究的,只有D中探究串联电路中的电流特点时,我们是分别在串联电路的不同位置连入电流表,以得出串联电路的电流规律,它是通过多次测量的方法,以验证该结论的普遍性。
考点:
研究物理问题的方法。
9.ABCD
10.【解析】
试题分析:
A.起跳上升过程中,速度减小,高度增加,因此将动能转化为重力势能,故A错误;
B.在匀速运动时,运动员和滑板的总重力与地面对它们的支持力是一对平衡力,因此滑板所受重力小于地面对滑板的支持力,故B正确;
C.由于惯性,人继续向前运动,越过杆后仍将落在滑板上,故C正确;
D.运动员在水平方向的速度和滑板的速度相同,因此以滑板为参照物,运动员在水平方向的速度始终是0的.故D正确.
故选A.
考点:
动能和势能的转化与守恒;参照物及其选择;惯性;二力平衡条件的应用.
点评:
本题考查动能和重力势能的影响因素、二力平衡的判断、惯性和参照物的有关问题,考查的知识点比较多,充分利用了生活中常见的现象,说明了物理来自于生活.
11.B
12.B
13.C。
二、填空题(每题分,计分)
14.【解析】
试题分析:
动能大小的影响因素:
质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能大小的影响因素:
质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;
根据影响重力势能和动能的因素分析能量变化,再根据机械能等于动能加势能来最终做出判断.
歼﹣10战机在空中加油后,其质量增大,速度不变,因此,其动能增大;同时其高度不变、质量增大,其重力势能增大.故其机械能也一定增大.
考点:
动能和势能的大小变化
点评:
解答此题首先要明确动能和势能的影响因素,再注意分析飞机在加油后,是哪一个量发生了变化,对动能、势能、机械能分别造成了怎样的影响
15.【解析】
试题分析:
(1)影响重力势能大小的因素:
质量、被举得高度.质量越大,高度越高,重力势能越大.
(2)光在同种均匀介质中沿直线传播
在爬山过程中他们的质量不变,高度越来越大,所以他们的重力势越来越大;
光在同种均匀介质中是沿直线传播的,沿直线传播的光遇到不透明物体,被不透明的物体挡住,在物体后面形成了光照不到的区域,形成了物体的影子.即影子是由于光的直线传播形成的.
考点:
势能的影响因素;光直线传播的应用
点评:
本题考查了影响重力势能的因素和影子的形成原因,本题是一道基础题
16.【解析】
试题分析:
(1)影响动能大小的因素:
质量、速度.质量越大,速度越大,动能越大;
(2)影响重力势能大小的因素:
质量、被举的高度.质量越大,高度越大,重力势能就越大;
(3)影响弹性势能大小的因素:
弹性形变程度.弹性形变程度越大,弹性势能就越大.
(1)机械手表的发条发生了形变,所以具有弹性势能;
(2)风是空气的流动形成的,所以风具有动能;
(3)街道旁边路灯具有一定的高度,所以具有重力势能.
考点:
动能和势能的概念
点评:
本题主要考查了动能和势能的概念,属于基本内容,比较简单.
17.【解析】舰载机在甲板上向前滑行是由于它具有惯性的作用;舰载机被弹性绳钩住后的速度减小,说明力可以改变物体的运动状态;弹性绳伸长时,绳子具有了弹性势能。
考点:
运动和力的关系。
18.【解析】
试题分析:
国旗杆上的滑轮为定滑轮,所以利用它来升国旗,可以改变改变施加力的方向;
国旗匀速上升过程中,高度增大,国旗的重力势能逐渐增大;
考点:
定滑轮及其工作特点;势能的影响因素.
点评:
解决此类问题要结合定滑轮的特点及重力势能的影响因素进行分析.
19.A;10;增大。
20.
(1)碰撞;
(2)动。
21.大于,逐渐增大
22.【解析】由于龙卷风是一种高速旋转的气流,速度大,故它具有非常大的动能,当其速度大时,气压就会较小,故内部的气压小于外部的气压。
23.【解析】
试题分析:
以同样速度行驶的大卡车和小轿车,由于大卡车的质量大,所以动能大;大卡车和小轿车的动能相同,由于大卡车的质量大,所以大卡车的最大行驶速度应比小轿车小.
考点:
动能大小的比较.
点评:
掌握有关物体动能的决定因素的基础知识是解决此题的关键.
24.【解析】
试题分析:
(1)功是能量转化的量度,对外做的功多说明它具有的能量大,小球动能的大小通过它对木块做功的多少来反映;
(2)在实验中采用了控制变量法分别研究动能与运动速度和质量的关系.
(1)小球动能的大小通过它对木块做功的多少来反映,对木块做功的多少又通过小球推开木块的距离来体现,采用了转换法;
(2)小球动能的大小与多个因素有关,实验中采用了控制变量法:
让质量不同的小球从斜面的相同高度滚下,控制它的运动速度相同,改变质量,研究动能大小与质量的关系.
考点:
探究影响物体动能大小的因素
点评:
该题考查了转换法、控制变量法等研究方法在探究实验中的应用,在平时做实验时要多观察,多思考.
25.【解析】
试题分析:
图形横坐标代表石头上升的高度,单位m,纵坐标代表能量,单位J。
物体由于运动而具有的能量叫动能,动能的大小与物体的质量、速度有关,质量越大,速度越大,动能越大;物体由于被举高而具有的能量叫重力势能,大小取决于物体的质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
动能与势能之和叫机械能。
石块在上升过程中,质量不变,高度越来越高,所以重力势能越来越大,而速度越来越小,所以动能越来越小,所以a是动能—高度关系图线,b是势能—高度关系图像。
小石块在上升过程中,速度越来越小,到达最高点时,速度为0m/s,动能为0J,由图可知,石头上升的最高高度为4m;石头上升到最高点时,速度为0m/s,动能为0J,势能为2J,所以机械能=动能+势能=0J+2J=2J
考点:
动能、势能、机械能,图像分析
三、计算题(每题分,计分)
26.(每空1分,共3分)
(1)快
(3)0.8
(4)没有保证斜坡的坡度相同(只要合理均给分)
四、解答题(每题分,计分)
27.限制电动自行车的质量和时速是为了减小电动车的动能,为了人们的安全,防止出现交通事故。
五、实验题(每题分,计分)
28.【解析】
试题分析:
首先需掌握影响动能大小的因素:
速度和质量;
(1)要探究动能大小与物体质量的关系,需保持物体的速度相同;则需使小球从同一斜面的同一高度由静止开始运动;
(2)分析甲、丙两次实验中的相同点和不同点,得出影响动能的因素;
(3)掌握转换法在实验中的应用,通过对纸盒做功的多少,来体现小球动能的大小;
(4)若运动的物体不受阻力,将永远运动下去.
(1)要探究动能大小与物体质量的关系,应保持小球的速度相同,质量不同,所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下,因此要选择甲、乙两图;
(2)甲、丙两次实验,球的质量相同,甲滚下的高度大于丙滚下的高度,甲将纸盒推动得更远,说明动能更大,可得质量相同的物体,运动速度越大,它具有的动能就越大;
(3)该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的,这种方法是转换法;
A.认识电压时,我们可以用水压来类比,这是类比的方法;B.用磁感线来描述磁场,属于建模法;C.探究电功大小与哪些因素有关,通过重物提升的高度来判断电流做功的多少,采用了转换法的思想;D.保持电阻不变,改变电阻两端电压,探究电流与电压关系,采用了控制变量法的思想,所以应选C;
(4)若水平面绝对光滑,铁球将做匀速直线运动.
考点:
探究影响物体动能大小的因素
点评:
此题是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验,考查了转换法和控制变量法在实验中的应用及控制速度的方法,同时考查了动能与物体速度的关系,在总结结论时注意控制的变量,也涉及到了物理中的其他研究方法,要注意理解和区别
29.【解析】
(1)该实验是探究阻力对物体运动的影响;故①为了使小车到达水平面的速度相同,应让小车从斜面的相同高度滑下。
②小车在水平玻璃板上运动时受到重力、支持力还有阻力的作用。
③由于小车在玻璃板上运动的路程最远,故阻力越小,小车运动的路程就越远,如果小车在绝对光滑的水平面上运动,即不受阻力作用,小车将做匀速直线运动。
(2)该实验是探究重力势能大小与哪些因素有关;故①通过比较小桌下陷的深度来判断物体重力势能大小的,深度越深,说明木块对桌子做的功多,其重力势能就大,反之就小;②由于木块的质量不同,故探究的是重力势能的大小与物体质量的关系,此时需要控制木块的高度相同;③若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系,则需要让同一木块从不同高度下落,高度不同,而质量相同,比较小桌下陷的深度来找出它们之间的关系。
30.【解析】
试题分析:
(1)拉开的弹弓具有弹性势能;弹弓上的橡皮筋形变越大,具有的能量就越多;
(2)①根据所学知识,可以断定猜想3是正确的,判断的依据是:
弹弓上的橡皮筋的弹性形变越大具有能量越多,子弹弹出时的能量就越多
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