10-6 合理利用機(jī)械能 能力提升 初中物理滬科版八年級(jí)全一冊(cè)（2022~2023學(xué)年）

第十章機(jī)械與人第6節(jié)合理利用機(jī)械能能力提升1.如圖是某物體離手后，在空中飛行過(guò)程中動(dòng)能Ek隨時(shí)間t變化的曲線，運(yùn)動(dòng)的物體可能是()A.斜向上投擲出去的鉛球B.一松手由靜止下落的乒乓球C.豎直向上墊起的排球D.離開(kāi)腳后在地上滾動(dòng)的足球【答案】A【解析】斜向上投擲出去的鉛球在整個(gè)飛行過(guò)程中，質(zhì)量不變，一直在運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不為零(處于最高點(diǎn)時(shí)豎直方向速度為0，但水平方向仍然有速度，因此動(dòng)能不為0)，從出手到最高點(diǎn)過(guò)程中速度減小，此過(guò)程動(dòng)能減小，在下落的過(guò)程中，速度不斷增大，到達(dá)地面時(shí)速度最大，此過(guò)程動(dòng)能增大，整個(gè)過(guò)程動(dòng)能先減小再增大，故A符合題意；一松手由靜止下落的乒乓球的動(dòng)能始終在增大，故B不符合題意；豎直向上墊起的排球，排球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為零，故C不符合題意；離開(kāi)腳后在地上滾動(dòng)的足球，足球滾動(dòng)越來(lái)越慢，動(dòng)能越來(lái)越小，故D不符合題意。2.如圖所示是我國(guó)某地的等高線圖，若把同一個(gè)物體分別放在A點(diǎn)和B點(diǎn)，則物體的重力勢(shì)能()A.在A點(diǎn)時(shí)大B.在B點(diǎn)時(shí)大C.在兩點(diǎn)一樣大D.條件不足，無(wú)法判斷【答案】B【解析】由題圖可看出，A點(diǎn)所在的海拔為1000m，B點(diǎn)所在的海拔為1040m，同一個(gè)物體的位置越高，重力勢(shì)能就越大，故在B點(diǎn)的重力勢(shì)能大。3.一人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道運(yùn)行，我們把衛(wèi)星運(yùn)行過(guò)程中離地球最近的一點(diǎn)叫近地點(diǎn)，最遠(yuǎn)的一點(diǎn)叫遠(yuǎn)地點(diǎn)(如圖所示)。已知衛(wèi)星在運(yùn)行過(guò)程中機(jī)械能保持不變，那么()A.衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)的勢(shì)能最大、動(dòng)能為零B.衛(wèi)星在近地點(diǎn)的動(dòng)能最大、勢(shì)能為零C.衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，勢(shì)能增大、動(dòng)能減小D.衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能增大、勢(shì)能減小【答案】C【解析】衛(wèi)星質(zhì)量不變，在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)位置最高，勢(shì)能最大，由于衛(wèi)星在運(yùn)行過(guò)程中機(jī)械能保持不變，即動(dòng)能與勢(shì)能之和保持不變，因此在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)衛(wèi)星的動(dòng)能最小，但由于衛(wèi)星仍在運(yùn)動(dòng)，故衛(wèi)星的動(dòng)能不為零，A錯(cuò)誤；同理，衛(wèi)星在近地點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大、勢(shì)能最小，但由于衛(wèi)星的高度不為零，故衛(wèi)星的勢(shì)能不為零，B錯(cuò)誤；衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，高度逐漸增大，因此在該過(guò)程中衛(wèi)星的勢(shì)能增大、動(dòng)能減小，C正確、D錯(cuò)誤。4.將皮球從離地某一高度O點(diǎn)處水平拋出.球落地后又彈起.它的部分運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示.下列說(shuō)法正確的是()A.皮球經(jīng)過(guò)同一高度的A、B兩點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等B.皮球第一次反彈后到達(dá)最高點(diǎn)P點(diǎn)時(shí)速度為零C.皮球在D點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能小于在C點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能D.若將皮球表面涂黑，則會(huì)在地面M、N兩點(diǎn)留下兩個(gè)大小相等的黑色圓斑【答案】C【解析】在皮球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，機(jī)械能不斷減小.皮球在A點(diǎn)的機(jī)械能大于在B點(diǎn)的機(jī)械能，由于A、B兩點(diǎn)的高度相同，重力勢(shì)能相同，故皮球在A點(diǎn)的動(dòng)能大于在B點(diǎn)的動(dòng)能，A錯(cuò)；皮球在P點(diǎn)時(shí)的速度不為零，有沿水平方向的速度，B錯(cuò)；由于皮球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能不斷減小，所以皮球在C點(diǎn)的機(jī)械能大于在D點(diǎn)的機(jī)械能，C正確；因?yàn)槠で蛟谶\(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能不斷減小，所以皮球在M點(diǎn)的彈性勢(shì)能大于在N點(diǎn)的彈性勢(shì)能，即皮球在M、N兩點(diǎn)時(shí)發(fā)生的形變量不相等，所以留下的黑色圓斑大小也不相等，D錯(cuò)。5.如圖所示，在光滑的水平臺(tái)面上，一輕彈簧左端固定，右端連接一金屬小球，O點(diǎn)是彈簧保持原長(zhǎng)時(shí)小球的位置.壓縮彈簧使小球至A位置，然后釋放小球，小球就在AB間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)(已知AO=OB).小球從A位置運(yùn)動(dòng)到B位置的過(guò)程中，下列判斷正確的是()A.小球的動(dòng)能不斷增加B.彈簧的彈性勢(shì)能不斷減少C.小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能相等D.在任一位置彈簧的彈性勢(shì)能和小球的動(dòng)能之和保持不變【答案】D【解析】小球從A位置運(yùn)動(dòng)到O位置的過(guò)程中，彈簧處于壓縮狀態(tài)，對(duì)小球的彈力水平向右，因此小球做加速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能增加，同時(shí)彈簧的形變量逐漸變小，彈性勢(shì)能減少；小球從O位置運(yùn)動(dòng)到B位置的過(guò)程中，彈簧處于拉伸狀態(tài)，對(duì)小球的彈力水平向左，因此小球做減速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能減少，同時(shí)彈簧的形變量逐漸變大，彈性勢(shì)能增加，因此A、B錯(cuò)誤；小球在O位置時(shí)，速度最大，動(dòng)能最大，此時(shí)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，彈性勢(shì)能為零，因此C錯(cuò)誤；由于水平臺(tái)面光滑，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不受摩擦力的作用，因此小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即彈簧的彈性勢(shì)能和小球的動(dòng)能之和保持不變，D正確。6.如圖所示，一個(gè)小孩從高度相同、長(zhǎng)度不同的兩個(gè)滑梯分別滑下，請(qǐng)你從機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化的角度分析一下小孩滑到底端時(shí)的速度大小，下列說(shuō)法正確的是()A.若運(yùn)動(dòng)阻力可以忽略，則從長(zhǎng)滑梯上滑到底端的速度大B.若運(yùn)動(dòng)阻力可以忽略，則從短滑梯上滑到底端的速度大C.若運(yùn)動(dòng)阻力不能忽略，且兩滑梯的粗糙程度相同，則從長(zhǎng)滑梯上滑到底端的速度大D.若運(yùn)動(dòng)阻力不能忽略，且兩滑梯的粗糙程度相同，則從短滑梯上滑到底端的速度大【答案】D【解析】若運(yùn)動(dòng)阻力可以忽略，小孩從滑梯上滑到底端是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過(guò)程，機(jī)械能守恒，所以從長(zhǎng)滑梯和短滑梯滑到最底端時(shí)，速度相同，故AB錯(cuò)誤；若運(yùn)動(dòng)阻力不能忽略，小孩在滑下過(guò)程中，克服摩擦做功，機(jī)械能不守恒；小孩在短滑梯上受到的摩擦力要小于在長(zhǎng)滑梯上受到的摩擦力，路程也短，克服摩擦力所做的功小，到達(dá)底端時(shí)的機(jī)械能大，滑到底端時(shí)速度較大，故C錯(cuò)誤，D正確。7.一顆番茄從手中由靜止開(kāi)始下落，撞擊水面時(shí)濺起許多水珠(如圖)，同時(shí)番茄仍有較大速度并繼續(xù)下沉.若不計(jì)一切機(jī)械能損耗，番茄從開(kāi)始下落至剛好浸沒(méi)時(shí)減少的勢(shì)能()A.等于所有濺起的水珠在撞擊過(guò)程中增加的機(jī)械能總和B.大于所有濺起的水珠在撞擊過(guò)程中增加的機(jī)械能總和C.等于所有濺起的水珠在空中上升過(guò)程中增加的機(jī)械能總和D.小于所有濺起的水珠在空中上升過(guò)程中增加的機(jī)械能總和【答案】B【解析】番茄從開(kāi)始下落至剛好浸沒(méi)時(shí)減少的重力勢(shì)能等于番茄增加的動(dòng)能、濺起的水珠在撞擊過(guò)程中增加的機(jī)械能、容器中的水增加的機(jī)械能之和，故番茄從開(kāi)始下落至剛好浸沒(méi)時(shí)減少的重力勢(shì)能大于所有濺起的水珠在撞擊過(guò)程中增加的機(jī)械能總和；不計(jì)機(jī)械能損耗，則水珠在空中上升過(guò)程中機(jī)械能不變，增量為零。8.蹦極是一種運(yùn)動(dòng)游戲.圖中A點(diǎn)是彈性繩自然下垂時(shí)繩下端的位置，B點(diǎn)是游戲者所能到達(dá)的最低點(diǎn).當(dāng)游戲者離開(kāi)跳臺(tái)向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中(忽略空氣阻力)，其重力勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化為能；游戲者從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中，繩子具有的能逐漸增加；到達(dá)B點(diǎn)時(shí)游戲者受到的彈力大于重力，所以游戲者在B點(diǎn)時(shí)(填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài)?！敬鸢浮縿?dòng)；彈性勢(shì)；不是【解析】當(dāng)游戲者離開(kāi)跳臺(tái)向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，不考慮空氣阻力，游戲者的高度減小，重力勢(shì)能減小，速度增大，動(dòng)能增大，此過(guò)程中人的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；游戲者從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，彈性繩的形變程度逐漸增大，故繩子的彈性勢(shì)能逐漸增加；到達(dá)B點(diǎn)時(shí)游戲者受到的彈力大于重力，游戲者在B點(diǎn)時(shí)受力不平衡，故游戲者在B點(diǎn)不處于平衡狀態(tài)。9.2021年，高空拋物罪列入刑法。某日，小區(qū)樓下的轎車被高空落下的玻璃瓶砸出一個(gè)窟窿，警方根據(jù)小區(qū)監(jiān)控，推算出玻璃瓶砸中車時(shí)速度約為20米/秒。請(qǐng)根據(jù)框圖，從能量轉(zhuǎn)換角度尋找肇事者大致樓層。(玻璃瓶由靜止下落，下落過(guò)程中不計(jì)空氣阻力)(1)Ⅰ推導(dǎo)Ⅱ的依據(jù)是：當(dāng)玻璃瓶質(zhì)量一定時(shí)，。(2)玻璃瓶下落過(guò)程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能是通過(guò)實(shí)現(xiàn)的。(3)Ⅲ推導(dǎo)Ⅳ的依據(jù)是：。(4)分析表一和表二的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件可推算出肇事者大致在層。【答案】(1)速度越大，動(dòng)能越大(2)重力做功(3)質(zhì)量一定時(shí)，物體所處高度越高，重力勢(shì)能越大(4)7【解析】(1)Ⅰ推導(dǎo)Ⅱ的依據(jù)是：當(dāng)玻璃瓶質(zhì)量一定時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大，因此可知道玻璃瓶砸中車時(shí)的動(dòng)能。