第九讲 功和机械能
课时2 机械能及其转化
命题点1 7c1c225c555b3296341c9d2216bcd7e1.png
1. (2014长沙26题3分)如图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，到A点处时弹性绳自然伸直，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(忽略空气阻力)，下列说法正确的是 ( )
第1题图
A. 从O点到C点运动员的速度一直在减小
B. 从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C. 从O点到C点运动员的机械能一直在减小
D. 从O点到A点运动员的机械能不变
2. (2013长沙24题3分)我们居住的城市高楼林立，如不小心发生高空坠物事件，则可能会给人们的生命财产造成损害，更不可有意为之．日前，某小区的陈先生在早上下楼取车时发现车的后挡风玻璃被穿了一个孔，上面还插着一个可乐瓶，肇事的可乐瓶里大约还有126f8d196d9a1d04aab0b871fe021416.png
第2题图
A. 可乐瓶从高空坠落，动能会转化为重力势能
B. 可乐瓶对挡风玻璃没有做功
C. 可乐瓶从高空坠落，重力势能会转化为动能
D. 可乐瓶砸在挡风玻璃的瞬间，具有很大的重力势能
3. (2009长沙26题4分)“神舟七号”载人飞船的返回舱下落到地面附近时，由于受到阻力而做减速运动，在减速下降的过程中，返回舱的动能________，重力势能________．(均选填“增大”“减小”或“不变”)
4. (2016长沙28题4分)2016年5月6日，长沙磁悬浮列车试运营，让中国成为世界上少数几个掌握中低速磁悬浮列车技术的国家之一．磁悬浮列车有很多优点，爬坡能力也比传统轨道交通工具强，所以在设计轨道时可以做大“节能坡”，充分利用列车在上下坡时的机械能转化以达到________的目的．当磁悬浮列车从“节能坡”上向下运动时，________能转化为动能．
5. (2012长沙28题4分)2012年4月30号，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭成功发射两颗北斗导航卫星．这是中国北斗卫星导航系统首次采用“一箭双星”方式发射两颗地球中高轨道卫星(如图所示)．在火箭加速上升的初始阶段，卫星的动能________、重力势能______．(均选填“增大”“减小”或“不变”)
第5题图
考向拓展
1. (2017郴州)改革开放以来，我国的航天事业得到了空前的发展，并取得了举世瞩目的成就．如图所示，为我国神舟号飞船返回舱减速降落的情景．返回舱在此过程中 ( )
考向拓展1图
A. 动能减小，重力势能减小
B. 动能增大，重力势能增大
C. 动能不变，重力势能减小
D. 动能减小，重力势能不变
2. 2017年4月20日，我国首艘货运飞船“天舟一号”在海南文昌航天发射中心．由长征五号遥二运载火箭发射升空，并于4月27日成功完成与“天空二号”的首次推进剂在轨补加实验．则下列说法正确的是 ( )
A. “天舟一号”加速上升时，其机械能总量保持不变
B. “天舟一号”加速上升时，其惯性逐渐增大
C. “天舟一号”给“天宫二号”进行推进剂补加时，它们处于相对静止状态
D. “天宫二号”在轨运行时，处于平衡状态
命题点2 探究物体的动能跟哪些因素有关
6. (2010长沙24题3分)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块(如图所示)．下列说法正确的是 ( )
第6题图
A. 这样做的目的是研究物体的动能大小与质量的关系
B. 该实验说明物体的动能大小与高度有关
C. 若水平面绝对光滑，木块将做匀速直线运动
D. 铁球从斜面上滚下来的过程中动能一直减小
7. (2015长沙33题4分)为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小亮同学设计了如图甲、乙、丙所示的探究实验．将A、B、C三个小球先后从同一装置，高度分别为hA、hB、hC的位置滚下(mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB)，推动小木块运动一段距离后静止．请你对以下问题进行解答：
第7题图
(1)选择甲、丙两图所示实验进行比较，是用来研究________带来的安全隐患．
(2)选择甲、乙两图所示实验进行比较，可以得到的结论是__________________________________．
答案
1. D 【解析】运动员从O点到达A点和B点时，重力势能转化为动能，做加速运动，即动能增大；因到达B点时运动员受到的重力和弹性绳的拉力相等，是一对平衡力，不再向下做加速运动，此时，人的下落速度达到最大，故动能也达到最大；由于惯性，运动员从B点将继续向下运动到达C点，橡皮绳伸长，绳子对人的弹力继续增大，而人的重力保持不变，此时绳子对运动员的拉力大于重力，方向竖直向上，与运动员下落的运动方向相反，此过程中，运动员将做减速运动，直至速度为零，动能为零．由上分析可知，运动员从O点到C点的过程中，运动员的速度先增大、再减小，A错误；因忽略空气阻力，则从O点到A点时运动员的机械能守恒，故从B点到C点，运动员的机械能减小，B、C错误，D正确．故选D.
2. C 【解析】可乐瓶高空坠落时重力势能减小，此过程中重力势能转化为动能，A错误、C正确；可乐瓶将挡风玻璃砸穿，此时是可乐瓶对挡风玻璃做了功，B错误；可乐瓶砸碎挡风玻璃的瞬间具有很大的动能，D错误．故选C.
3. 减小 减小
4. 节能 重力势 【解析】当磁悬浮列车上节能坡时把动能转化为重力势能，下节能坡时把重力势能又转化为动能，从而充分利用列车在上下坡时的机械能转化以达到节能的目的．
5. 增大 增大 【解析】火箭加速上升时，它的速度在增大，高度在升高，所以它的动能和重力势能都增大．
【考向拓展】
1. A
2. C 【解析】“天舟一号”加速上升时，质量不变，速度增大，动能增大，高度增加，重力势能增大，因此机械能增大，A错误；由于惯性只与质量有关，“天舟一号”加速上升时，质量不变，所以惯性不变，B错误；“天舟一号”给“天宫二号”进行推进剂补加时，它们之间的相对位置没有发生变化，处于相对静止状态，C正确；“天宫二号”在轨运行时，运动方向发生变化，即运动状态发生变化，所受力不是平衡力，处于非平衡状态，D错误．故选C.
6. C
7. (1)超载 (2)在质量不变时，速度越大，安全隐患越大
【解析】(1)木块被小球撞击得越远，说明小球对它做的功越多，即小球具有的动能就越大．甲、丙两实验过程中，C球的质量较大，木块被撞得越远，这说明质量越大对外做功越多，是研究超载带来的安全隐患；(2)甲、乙两实验过程中，两小球的质量相等，A球所处的高度较B球高，A球在水平面的初速度较大，使得A球对木块做的功较多．由此得到：在质量不变时，速度越大，安全隐患越大．
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