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11.3动能和势能
一、选择题
1.滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中,他的 A.动能增加,重力势能增加 B.动能减少,重力势能减少 C.动能增加,重力势能减少 D.动能减少,重力势能增加 【答案】C
【解析】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;影响重力势能大小的因素:质量、被举高度,质量越大,高度越高,重力势能越大.滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中,运动员的质量不变,速度增大,动能增大;高度减小,重力势能减小,故C正确.
2.如图是一个运动员跳水的示意图,运动员经过①、②、③三个位置时,其重力势能( )
A.在①最大 【答案】B
B.在②最大 C.在③最大 D.一样大
【解析】物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能,重力势能大小与物体质量和高度有关,由图中可知,人质量不变,②位置时高度最高,所以重力势能在②位置最大。 故选B。
3.将重为2N的物体A挂于弹簧测力计下,测力计与物体A共同处于静止或匀速直线运动状态,已知匀速运动的速度v1<v2<v3.关于测力计和物体A的描述:①弹簧测力计的示数等于2N;②测力计对物体A的拉力做功的功率最大;③物体A的重力势能增加.图所示的四
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种情景中,同时符合以上三条描述的是
A.静止 B.竖直向上匀速运动
C.竖直向上匀速运动 D.水平向右匀速运动
【答案】C
【解析】①由题意可知,物体每次都是处于静止或匀速直线运动状态,即平衡状态,因此,物体受到的是平衡力,则拉力与重力平衡,即弹簧测力计的示数都等于2N;
②首先,做功必须包括力和力方向移动的距离两个要素,A选项中有力无距离,所以不做功;D选项中力与运动方向垂直,所以也不做功,因此,做功的只有BC; 而BC中,v1 ③选项AD中,物体的高度不变,所以重力势能不变;BC选项中物体的高度增大,所以物体A的重力势能增加。综上所述,同时符合以上三条描述的只有C.故选C. 4.西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭,于2019年4月20日将第四十四颗北斗导航卫星成功送上太空。北斗导航卫星加速升空过程中( ) A.动能增大,重力势能减小 C.动能减小,重力势能减小 【答案】B 【解析】北斗导航卫星在加速升空过程中,卫星的质量不变、速度变大、高度变大,则动能增大、重力势能增大。故选B。 5.将一支有弹力后盖的圆珠笔按在桌面上,松开手,会发现圆珠笔将竖直向上跳起。下列是圆珠笔从松手到上升至最高点的过程中有关能量转化的分析,正确的是 A.动能──重力势能──弹性势能 B.内能──动能──重力势能 C.动能──重力势能──内能 D.弹性势能──动能──重力势能 【答案】D 【解析】将一支有弹力后盖的圆珠笔按在桌面上,弹簧发生弹性形变,具有了弹性势能;松手后,弹簧弹性形变变小,弹性势能减小,圆珠笔由静止变为运动,具有动能,圆珠笔的弹 2 B.动能增大,重力势能增大 D.动能减小,重力势能增大 ........................ 优质文档.......................... 性势能转化为动能;圆珠笔上升的过程中,质量不变,速度变小,高度变大,动能变小,重力势能变大,动能转化为重力势能。故选D。 6.如图所示,射箭运动员在射箭前拉开弓的过程中,所做的功用于() A.增大弓的重力势能 C.增大弓的弹性势能 【答案】C B.增加箭的动能 D.增加箭的内能 【解析】射箭运动员在射箭前拉开弓的过程中,拉力做功,使弓发生了弹性形变,增大了弓的弹性势能。故选C。 7.我国研制成功的超音速反舰导弹,因为它接近敌舰的速度极快,故很难拦截;导弹发射后,若敌舰侥幸将其拦截击中,但导弹的残骸仍能以极高的速度横扫敌舰,给其以重创。高速飞行的导弹残骸能有这么大的威力,是因为它们具有() A.较大的动能 【答案】A 【解析】A. 导弹的残骸仍有极高的速度,所以具有较大的动能,故A符合题意;B. 高度没多大的变化,所以势能变化不大,故B不符合题意;C. 导弹的残骸质量变小,故C不符合题意;D. 跟残骸的外形无关,故D不符合题意。故选A。 8.如图所示的是一种叫做蹦极的游戏。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上,另一端固定在高处,从高处跳下。图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置,c点是他所到达的最低点的位置。对于他离开跳台至最低点的过程,下面说法正确的是 B.较大的势能 C.较大的质量 D.残破的外形 3 ........................ 优质文档.......................... A.他的重力势能一直在减小,他的动能一直在增加 B.绳的弹性势能一直在减小,他的动能一直在增加 C.他的动能从上端到a点这一段时间在增加,a点到c点这一段时间在减小 D.在c点时,重力势能减到最小,动能为零,绳的弹性势能最大 【答案】D 【解析】A、向下运动的过程中,当绳子的拉力大于重力时,速度减小,动能逐渐减小,转化为弹性势能,故A错误; B、从a到c的过程中,绳子的形变变大,所以弹性势能增大,故B错误; C、从a到c的过程中,人开始受到弹力,即向上的拉力,但只有到拉力大于重力时,动能才会减小,所以a点的动能不是最大的,故C错误; D、在最低点,重力势能减到最小,动能为零,绳的弹性势能最大,故D正确. 故选D. 二、填空题 9.重为25牛、体积为1×10-3米的石块掉入水中,在下沉过程中,石块的惯性将_____、重力势能将_____(均选填“变大”、“不变”或“变小”)。当石块全部没入水中后,石块所受重力与浮力的合力大小为______牛。 【答案】不变变小 15 【解析】惯性的大小只与物体的质量有关,在下沉过程中,石块的质量不变,它的惯性将不变;在下沉过程中,石块的质量不变,但石块的高度降低,因此,其重力势能将变小;当物体浸没水中时,物体排开水的体积等于物体的体积,石块受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gV物 =1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N;石块所受重力与浮力的合力为:F合=G-F浮 =25N-10N=15N。 10.将音叉与示波器连接在一起可以研究声音的振动规律,音叉的振动情况可以通过示波器显示出来。如图所示是音叉振动过程中随着时间变化的波形图。从图中可知音叉声音的响度变化跟发声体振动的_____有关,敲击后音叉的弹性势能逐渐变_____。 4 ........................ 优质文档.......................... 【答案】幅度小 【解析】由图中可知,音叉声音的响度变化跟发声体振动的幅度有关,敲击后音叉的弹性形变变小,弹性势能逐渐变小。 11.如图是一款扫地机器人,当它在水平地板上边匀速运动边吸入杂物的过程中,它的动能___________;以扫地机器人为参照物,地板是___________(选填“静止”或“运动”)的。 【答案】增大运动 【解析】扫地机器人在水平地板上边匀速运动边吸入杂物,此过程中,机器人速度大小没变,但质量在增大,所以它的动能增大。地板相对于扫地机器人位置发生了变化,所以说地板是运动的。 12.我国正在研究火箭无损回收技术:火箭将飞船推送至一定高度,箭船分离,火箭停止喷火落向地面;接近地面时,火箭再次消耗燃料、向下喷火,并以3m/s的速度匀速下降,匀速下降时,以火箭为参照物,地面_____________,火箭的动能_____________,重力势能______________。(火箭质量不变) 【答案】向上运动不变减小 【解析】箭船分离,火箭停止喷火落向地面,接近地面时,地面与火箭的距离不断的减小,以火箭为参照物,此时地面在向上运动。影响动能大小的因素是质量和速度。质量越大,速度越大,动能越大。影响重力势能大小的因素是质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;所以,箭接近地面时,向下喷火匀速下降,其动能不变,重力势能减小。 13.在水平地面上铺一张纸,将皮球表面涂黑,使皮球分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,如图所示.球从较高处下落形成的圆斑是图中_____(选填“A”或“B”),由此可知重力势能大小与_____有关. 【答案】B 高度 【解析】从图中A、B的印迹看出,B球的形变大,说明在质量相同的情况下,高度越高,重力势能越大,转变成的弹性势能大,球的形变大;由此可知重力势能大小与高度有关。 5