1、第十一章第3节动能和势能一、选择题1关于能的概念，下列说法中错误的是()A一个物体能够做的功越多，表明这个物体具有的能量越多B动能、势能的单位都是焦耳C用线悬挂着的静止的小球没有做功，小球没有能D在空中飞行的子弹，具有做功的本领，所以具有能2下列关于能量的描述不正确的是()A挂在屋顶的电灯具有重力势能B正在行驶的火车具有动能C踢出去的毽子具有动能和重力势能D平放在水平桌面上的弹簧一定具有弹性势能3质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么()A燕子比鸽子飞得快 B鸽子比燕子飞得快C燕子比鸽子飞得高 D鸽子比燕子飞得高4骑自行车上坡前，一般要加紧蹬几下，这是为了()A增大
2、惯性 B增大动能C增大势能 D增大冲力5如图16K1所示的实例中，物体的重力势能在增大的是()图16K16如图16K2所示，青蛙从跳起到落地的过程中，它的重力势能()图16K2A一直增大 B一直减小C先增大后减小 D先减小后增大7.小明从家中出发去上学，如图16K3所示是他在上学路上的路程时间图象。请你判断小明在哪一段时间内动能最大()图16K3A在t1t2时间内，小明的动能最大B在t2t3时间内，小明的动能最大C在0t1时间内，小明的动能最大D无法判断二、填空题82019内江 如图16K4所示，货架上放着A、B、C、D四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球，那么A和B两球相比较
3、，_球的重力势能大；B和C两球相比较，做功本领较大的是_球。(铅铁)图16K49运动员射箭时用力将弓拉开，在放开箭的瞬间，拉开的弓具有_能，射出的箭具有_能和_能，箭在空中向上飞行的过程中，箭的_能不断增大。图16K510美国正在试验助推火箭无损回收技术：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2 m/s的速度匀速下降，如图16K5所示。匀速下降时，火箭的动能_(选填“变小”“不变”或“变大”)，重力势能_(选填“变小”“不变”或“变大”)。(考虑燃料损耗)11如图16K6所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水
4、平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧恢复原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中，位于_(选填“a”“b”或“c”)点时动能最大，从b点到c点，弹簧的弹性势能_(选填“减小”“增大”或“不变”)。(小球与水平面间摩擦、空气阻力均不计)图16K6三、实验探究题122019丽水 相关资料表明，大部分重大交通事故是汽车超载超速造成的。某兴趣小组决定对超载超速问题进行一次模拟探究，经讨论后认为，可以用小球作为理想模型，代替汽车作为研究对象，将小球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离后停下，完成如图16K7所示甲、乙、
5、丙三次实验，其中h1h3h2，mAmBmC。图16K7(1)把小球放在同一高度由静止开始沿斜面滚下是为了控制_相同。(2)实验中超载超速带来的危害程度用_表示。(3)研究超载带来的危害时，选择甲、乙、丙三次实验中的_进行比较。(4)为比较超载超速带来的危害程度，该兴趣小组利用上述器材进行定量研究，得到数据如下表：小球质量/g高度/cm木块滑动距离/cm105102051830529101038101586请根据上表数据分析，货车超载20%与超速20%两者相比，潜在危害较大的是_。13小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想：猜想一：物体的重力势能与物体的质量
6、有关。猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关。猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关。为此小夏设计了如图16K8所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处由静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端由静止滑入，最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。图16K8实验数据如下表：实验序号铅球代号铅球质量/g下落高度/m陷入沙中的深度/mA2000.50.1B4000.50.18C20010.2D20010.2(1)本实验中，采用的研究问题的方法是_。(写出一种方法即可)(2)本实验中，铅球的重力势能大小是通过_来反映的。(3)为验证猜想二，应
7、比较实验_(填实验序号)，得到的结论是：当物体质量相同时，_。(4)比较实验，得到的结论是：_。(5)经进一步实验和分析，小夏大胆给出重力势能(Ep)的表达式“Epmgh”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能，其中B球的动能为_J。(忽略空气阻力，g取10 N/kg)14在探究“弹簧弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，小明提出了如下猜想：猜想一：弹簧弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。猜想二：弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关。猜想三：弹簧弹性势能的大小与弹簧的长度有关。猜想四：弹簧弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。图16K9(
8、1)为验证猜想一，他设计了如图16K9所示的实验，实验时将同一弹簧压缩_(选填“相同”或“不同”)的长度(弹簧被压缩后未超过其弹性限度)，将小球置于弹簧的右端，松开手后小球向右运动碰到同一位置的相同木块上，分析比较_，从而比较弹性势能的大小。(2)为验证猜想二，需选用_的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩_(选填“相同”或“不同”)的长度，将小球置于弹簧的右端，松开手后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若_，说明弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 (3)若水平面绝对光滑，本实验将_(选填“能”或“不能”)达到探究目的。详解详析1C解析 一个物体能够做的功越多，表明这个物体具有的
9、能量越多，这也说明做功是能量转化的量度，A正确。动能、势能的单位都是焦耳，B正确。用线悬挂着的静止的小球没有做功，但它具有重力势能，小球有能量，C错误。具有能反映了物体具有做功的本领，能够做功说明物体一定具有能，D正确。2D3A解析 质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的速度相同，则鸽子的动能大；如果它们的动能相等，则一定是鸽子的速度小。4B解析 用力蹬是为了增大速度，从而增大动能。5B6C7C解析 由于小明的质量不变，故其动能的大小是由他的速度决定的，比较哪一段时间内动能最大，就是比较哪一段时间内小明的速度最大。在图象中找出速度最大的那一时间段，即为小明动能最大的时间段。8AB
10、解析 根据公式mV可知，mAmBmCmD，A、B两个球相比较，质量相同，A所处的位置更高，所以A球的重力势能大；B、C两个球相比较，所处位置高度相同，但mBmC，所以B球的重力势能较大，能够做功的本领较大。9弹性势动重力势重力势解析 拉开的弓发生弹性形变，具有弹性势能；射出的箭既有速度，相对地面又有一定的高度，故同时具有动能和重力势能；箭在空中向上飞行的过程中，质量保持不变，但相对地面的高度在增加，故重力势能不断增大。10变小变小解析 火箭匀速下降时，再次消耗燃料，所以火箭的质量减小，速度不变，动能变小；质量减小、高度减小，重力势能变小。11b增大解析 因为水平杆光滑，小球与水平面间摩擦、空气
11、阻力均不计，所以小球在a点时只受到弹簧向右的弹力，则小球由a点向b点做加速运动，即到达b点时速度最大，动能最大；b点是弹簧恢复原长时小球的位置，在该点弹簧的弹性势能为零，小球到达b点后由于惯性继续向右运动，所以弹簧逐渐被拉伸，弹簧的弹性势能逐渐增大。12(1)小球到达斜面底端时的速度大小(2)木块被推动的距离(3)甲、丙(4)超速20%解析 (1)把小球放在同一高度由静止开始沿斜面滚下是为了控制小球到达斜面底端时的速度大小相等。(4)由表格中对应的实验数据可知速度对物体的动能影响更大，当超速20%发生交通事故时，由此造成的危害更严重。13(1)控制变量法(或转换法)(2)陷入沙中的深度(3)物
12、体所处的高度越高，重力势能越大(4)物体的重力势能与物体运动的路径无关(5)2解析 (1)(2)物理学中对于多因素或多变量的问题，常常采用控制因素或变量的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法，该实验中用到了控制变量法。本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙中的深度来反映的，这用到了转换法。(3)A、C两球质量相等，运动路径相同，下落高度不同，C球下落的高度高，发现C球陷入沙中深度更大，由此可得出结论：当质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越
13、大。(4)比较两次实验，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，但陷入沙中深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。(5)忽略空气阻力，根据Epmgh可得，B球的动能EkEpmgh0.4 kg10 N/kg0.5 m2 J。14(1)不同木块被推动距离的远近(2)长度和粗细相同、材料不同相同木块被推动的距离不同(3)不能解析 (1)为验证猜想一，需改变弹簧的弹性形变大小，因此要将同一弹簧压缩不同的长度；运用转换法，通过观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小。(2)为验证猜想二，需选用长度和粗细相同、材料不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩相同的长度，将小球置于弹簧的右端，松开手后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若木块被推动的距离不相等，说明弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关。(3)若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的。
