专题训练15 动能 势能 机械能及其转化

专题训练(十五) 动能势能机械能及其转化

(限时:35分钟)

|基础达标|

一、选择题

1.[2019·常州]北京世园会上,车身离地30 cm高的电动无人扫地车(如图K15-1所示)在平直路上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内,此过程中,扫地车整体的()

图K15-1

A.动能不变,重力势能不变

B.动能不变,重力势能变大

C.动能变大,重力势能不变

D.动能变大,重力势能变大

2.[2018·襄阳]在排球比赛中,小明把排球竖直向上抛出,排球在运动中动能E随时间t变化的图像与图K15-2所示四幅图最接近的是()

图K15-2

3.[2019·淄博]如图K15-3所示,小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中(小球和轨道间存在摩擦),下列说法错误的()

图K15-3

A.小球在A点的重力势能最大

B.小球在B点的速度最大

C.小球在C点和B点的机械能相等

D.小球不能到达D点

4.[2019·巴中]如图K15-4所示,物体从斜面顶端匀速滑到斜面底端,在此过程中,下列说法正确的是()

图K15-4

A.物体动能增大,机械能不变

B.物体动能不变,机械能减小

C.物体重力势能不变,机械能不变

D.物体重力势能减小,机械能增大

5.[2019·宜昌]如图K15-5所示,过山车是一项惊险刺激的游戏项目,下列关于过山车的机械能说法正确的是()

图K15-5

A.刚开始过山车匀速被拉升时,机械能不变

B.过山车向下俯冲时,重力势能转化为动能

C.通过环形轨道最高点时,重力势能最大,动能为0

D.过山车在运行过程中机械能守恒

二、填空题

6.[2019·无锡]如图K15-6所示,将钢锯条固定在桌面边缘,将棋子放在钢锯条的端部,然后用手将锯条的端部压下一段距离,松手后,棋子会被弹起一定的高度,此过程中,钢锯条的弹性势能转化为棋子的势能,增加钢锯条被下压的距离,发现棋子被弹起的高度增加,实验表明,物体的越大,它的弹性势能越大。

图K15-6

7.[2018·连云港]如图K15-7所示是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图,与站台连接的轨道有一定坡度。从节能的角度分析,这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将能转化为能储存起来,此过程中机械能总量。

图K15-7

8.[2019·襄阳]劲度系数为12 N/cm(弹簧每受到12 N的力,长度就要变化1 cm)的一根弹簧自然悬挂时的长度为6 cm,在它下面再悬挂一个48 N的重物,由如图K15-8所示位置静止放手,在下落过程中,当弹簧的长度在(填某一范围)时,物体的重力势能和动能同时转化为弹性势能。物体在经历了一段时间的往复运动后最终停止下来,则物体减小的重力势能最终转化为弹性势能和能。(上述过程没超出该弹簧的弹性限度)

图K15-8

三、简答题

9.[2019·广西北部湾经济区]小明在旅行途中,发现大货车的轮子很宽大,看到某段道路旁有如图K15-9所示的限速标志。请用物理知识解释大货车轮子宽大的原因,并从能量的角度解释限速行驶的原因。

图K15-9

四、实验探究题

10.[2019·娄底]如图K15-10所示是探究物体的动能大小与哪些因素有关的实验装置图。其中,m A=m Bh B。

图K15-10

(1)实验中,探究的动能是指。(填序号)

A.小球在斜面上的动能

B.小球撞击木块时的动能

C.小球撞击木块后的动能

D.木块被小球撞击后的动能

(2)使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下,是为了探究动能大小与的关系。

(3)在做了“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验后,有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下,刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑,小明设计了如图K15-11所示的实验:让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下,观察和比较两球相对运动情况,若C球相对于A球(选填“运动”或“静止”),就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。

图K15-11

(4)完成实验后,同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时,也用到了斜面:让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,在三个不同的表面上能滑动的距离不同(如下表所示),小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功(选填“相等”或“不相等”)。

表面毛巾棉布木板

摩擦力最大较大最小

小车运动距离最近较远最远

|自我挑战|

11.[2019·安徽]如图K15-12所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球,小球就在AB间做往复运动(已知AO=OB)。小球从A位置运动到B位置的过程中,下列判断正确的是()

图K15-12

A.小球的动能不断增加

B.弹簧的弹性势能不断减少

C.小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等

D.在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变

12.[2019·荆州]如图K15-13所示,粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接,弹簧左端固定。小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中(空气阻力忽略不计),下列说法正确的是()

图K15-13

A.在弹簧恢复原状的过程中,弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能

B.小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒

C.小木块P在斜面上向上运动时,动能减小,重力势能增加

D.小木块P运动到最高点时处于平衡状态

13.[2019·绍兴]某工厂发货传输分拣线示意图如图K15-14所示,等间距排列的相同货物先被传送带匀速运送到工作台,在工作台AB上匀速下滑时被扫描,后滑至水平工作台BC,最后在C点静止时被机械手臂取走进行分类。传送带与AB、AB与BC都平滑连接,AB与BC材料相同,且长度均为1 m,空气阻力忽略不计。

图K15-14

(1)若货物对AB的压力小于对BC的压力,则货物在AB上减小的机械能(选填“大于”“等于”或“小于”)在BC上减小的机械能。

(2)若机械手臂每隔3 s取走一件货物,传送带运动的速度为0.8 m/s,为防止货物的碰撞与堆积,货物之间的距离d 至少为m。