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1动能和势能一、选择题1．关于弹性势能的说法正确的是（）A．橡皮泥的形变越大，它具有的弹性势能越大B．弹簧的弹性越大，它具有的弹性势能越大C．弹簧越长，它具有的弹性势能越大D．对于给定的弹簧来说，它的弹性形变越大，它具有的弹性势能越大答案：D解析：判断一个物体是否具有弹性势能，关键看此物体是否发生了弹性形变，若此物体发生的是塑性形变，则此物体不具有弹性势能，A错。同一物体，弹性形变越大，它具有的弹性势能越大，D正确。弹簧有弹性而没有发生形变，则不会有弹性势能。同样弹簧很长而没有发生形变，也不会有弹性势能。B、C错误。2．关于重力势能的说法，正确的是（）A．质量大的物体，重力势能一定大B．被举得高的物体，重力势能一定大C．质量相等的物体，被举得越高，重力势能就越大D．质量相等的物体，速度越大，重力势能就越大答案：C解析：判断一个物体是否具有重力势能，关键看此物体有没有被举高，若被举高了，则物体具有重力势能。重力势能除与物体所在的高度有关，还与物体质量有关。质量大的物体，如果被举的高度不大，重力势能不一定大，A错。被举得高的物体，如果质量较小，重力势能不一定大，B错。重力势能大小与物体速度无关，D错。3．人骑自行车下坡，速度会越来越快，在这过程中（）A．人和车的动能保持不变B．人和车的动能增大C．人和车的动能减小D．人和车的重力势能增大答案：B2解析：动能的大小既与速度有关，也与质量有关。质量越大，速度越大，动能越大。重力势能除与物体所在的高度有关，还与物体质量有关。质量越大被举的高度越高，重力势能越大。人骑自行车下坡时，质量不变，速度越来越快，动能增大。下坡时，高度减小，重力势能减小。4．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．减小阻力答案：A解析：物体的动能大小由物体的质量和物体的速度两个因素决定，并且质量越大，速度越大，物体的动能就越大。汽车上坡前，加大油门，可以提高汽车的速度，增大车的动能；上坡时，汽车的动能转化为重力势能，动能越大、转化的重力势能越大，这样更有利于爬坡，故A正确、B错；质量是决定惯性大小的因素，而汽车的质量不变，所以其惯性不变，故C错；汽车对地面的压力和地面的粗糙程度不变，所以汽车所受阻力不变，故D错。5．跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，他的（）A．动能增大，重力势能不变B．动能不变，重力势能增大C．动能、重力势能都不变D．动能不变，重力势能减小答案：D解析：由于运动员在空中匀速下落，质量和速度都没发生变化，故动能不变；在下落过程中，高度降低，所以重力势能减小。6．在空中沿水平方向匀速飞行的一架飞机，正在向灾区空头物资，空投过程中，飞机的动能和势能的变化情况是（）A．动能和重力势能都增大B．动能和势能都减小C．动能减小，重力势能增大D．动能不变，重力势能不变答案：B解析：沿水平方向匀速飞行的飞机，其速度和飞行高度都不变。空投物资过程中，飞机的总质量变小，所以飞机的动能和势能都减小。37．有一种运动叫蹦极，如图1所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点，运动员从O点到C点的运动过程中忽略空气阻力，则（）图1A．从O至C运动员速度一直减小B．从O点至A点运动员机械能不守恒，从A点至C点机械能守恒C．从O至A过程中运动员速度增大，从A至C过程中运动员速度减小D．从O至B过程中运动员速度增大，从B至C过程中运动员速度减小答案：D解析：根据题意可知，从O点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大；从B点到C点的过程中，弹性绳对运动员拉力大于重力，运动员的速度开始减小，到达C点时，速度为零；由于不计空气阻力，因此整个过程能量守恒。8．一个物体在平衡力的作用下（）A．它的动能一定不变B．它的重力势能一定不变C．它的弹性势能一定不变D．无法确定答案：A解析：物体在平衡力的作用下可能处于静止，也可能处于匀速直线运动状态。当处于静止时，它的动能一定不变，重力势能也一定不变。当处于匀速直线运动状态时，它的动能一定不变。重力势能则不好确定，如果物体沿水平方向运动，则高度不变，重力势能一定不变；如果物体匀速上升，则高度增大，重力势能4增大；如果物体匀速下落，则高度减小，重力势能减小。综上，物体在平衡力的作用下，无论处于静止或匀速直线运动状态，无论沿什么方向运动，它的动能一定不变。二、填空题9．如图2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”）。图2答案：大于逐渐增大解析：（1）由图可以看出，在相同时间内，小球在ab位置间运动的路程大于小球在cd间运动的路程，所以小球在a、b位置间的平均速度大于在c、d位置间的平均速度。（2）在上升过程中，小球的质量不变，高度逐渐变大，所以小球的重力势能逐渐增大。10．如图3所示，甲是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。乙是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动。请回答下列问题：图3（1）甲实验的目的是探究钢球动能的大小与的关系；实验时，它是通过观察，从而判断钢球动能的大小。（2）进行乙实验时，每一次都让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，其目的是使小车在水平面运动的起始相同；通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动距离的大小来判断小车在不同的水平面受的大小。从而可以推理：如果运动的物体不受力，它将。5答案：（1）速度木块B移动的距离；（2）速度阻力作匀速直线运动解析：（1）同一钢球的质量相同，从斜面上不同的高度滚下，到达斜面底端的速度不同，由此可知：此实验研究的是动能大小与速度的关系。钢球把木块推出去的越远，钢球对木块做的功就越多，表明钢球的动能越多。（2）小车从斜面的同一高度滑下的目的是为了控制小车到斜面底端的速度相同。小车受到的阻力越大，运动的距离越短。因此可以通过小车运动距离的长短来体现阻力的大小。如果运动的物体不受力，它将做匀速直线运动。三、实验题11．小明利用装有细沙的盒子、小桌、砝码、木块等器材，探究“重力势能的大小与哪些因素有关”，其过程如图4所示。（1）小明通过观察什么来判断重力势能的大小？（2）分析比较甲、乙两图中的实验现象，得出的结论是什么？（3）图乙和图丙探究的问题是什么？答案：（1）小桌陷入沙中的深度；（2）质量相同的物体，高度越高，具有的重力势能越大；（3）重力势能大小与质量的关系。解析：（1）能是物体具有的做功的本领，要判断重力势能的大小，就要看物体对小桌做功的大小，即小桌陷入沙中的深度。这里运用了转换法。（2）分析比较甲、乙两图中的实验现象，可以看出是同一个砝码被举高的高度不同。因而得出的结论是：质量相同的物体，高度越高，具有的重力势能越大。（3）观察图乙和图丙，是两个质量不同的物体，被举高的高度相同。根据控制变量法，若要研究的问题是物理量与某一因素是否有关，则应只使该因素不同，而其他因素均应相同。因而探究的问题是重力势能大小与质量的关系。12．小明猜想：动能的大小可能与物体的质量与物体的速度有关。因此，他设计了如下两种实验方案：A．让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离（如图5甲所示）。6B．让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离（如图5乙所示）。图5上述两种实验方案中：（1）A方案是为了探究动能大小与关系，若木块被撞后移动的距离越远。说明小车对木块的推力越多，小车撞击木块时的动能。（2）小明想用B方案探究动能大小与质量的关系，该方案是否合理？。理由是。答案：（1）速度做功越大；（2）不合理没有控制小车进入水平面时的速度相同。解析：（1）让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，目的是让小车进入水平面时有不同的速度，高度越高，速度越大。所以，A方案是为了探究动能大小与物体速度的关系。小车撞击木块，就给木块一个作用力，木块在这个力的作用下移动一段距离，小车就对木块做了功，这表明小车具有能。木块被撞后移动的距离越远，说明小车对木块的推力做的功越多，也就表明小车撞击木块时的动能越大。（2）让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，这样小车的质量不同，进入水平面时的速度也不同，有两个变量，不符合控制变量法，没法进行研究。