資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
八年級物理下冊 預(yù)習(xí)篇
11.4 機械能及其轉(zhuǎn)化
1、機械能：動能與勢能統(tǒng)稱為機械能。動能是物體運動時具有的能量，勢能是存儲著的能量。動能和勢能可以互相轉(zhuǎn)化。如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能的總和不變，也就是說機械能是守恒的。
2、動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：
①質(zhì)量一定的物體，如果加速下降，則動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；
②質(zhì)量一定的物體，如果減速上升，則動能減小，重力勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。
3、動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：
①如果一個物體的動能減小，而另一個物體的彈性勢能增大，則動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能；
②如果一個物體的動能增大，而另一個物體的彈性勢能減小，則彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。
4、自然界中可供人類利用的機械能源有水能和風(fēng)能．大型水電站通過修筑攔河壩來提高水位，從而增大水的重力勢能，以便在發(fā)電時把更多的機械能轉(zhuǎn)化為電能。
選擇題
1.體育課上小明進行傳接排球訓(xùn)練，他將球斜向上拋出，球的運動軌跡如圖所示。a、b、c、d為軌跡上的點，其中b點高度最高，a、c兩點高度相同，不計空氣阻力，則（ ）
A．排球在b點時的動能為零
B．排球從a點運動到b點時，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能
C．排球從a點運動到d點的動能先增大后減小
D．排球在a點的機械能大于在c點的機械能
【答案】B
【詳解】A．排球在b點時的速度不為零，所以動能不為零，故A不符合題意；
B．排球從a點運動到b點時，高度增加，重力勢能增大，速度減小，動能減小，忽略空氣阻力，所以只有動能和重力勢能之間的相互轉(zhuǎn)化，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故B符合題意；
C．排球從a點運動到d點的運動過程中，高度先增大后減小，速度先減小后增大，所以動能先減小后增大，故C不符合題意；
D．由于不計空氣阻力，在動能和勢能轉(zhuǎn)化過程中，機械能不變，排球在a點的機械能等于在c點的機械能，故D不符合題意。
故選B。
2.跳遠運動的階段如圖所示，則運動員（　　）
A．起跳后升空的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能
B．起跳點的機械能小于最高點處的機械能
C．經(jīng)過最高點時動能為零
D．落地點時重力勢能最小
【答案】D
【詳解】A．起跳后升空的過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故A不符合題意；
B．到達最高點的過程中，要克服空氣阻力做功，所以機械能減小，起跳時的機械能大于最高點處的機械能；故B不符合題意；
C．經(jīng)過最高點時有水平方向的速度，所以仍有動能，故C不符合題意；
D．落地點時高度最低，重力勢能最小，故D符合題意。
故選D。
3.如圖所示為兩個光滑的圓弧槽和一段粗糙的水平面相連接的裝置。將質(zhì)量為m的物體從左側(cè)圓弧槽A點自由釋放，最高到達右側(cè)圓弧槽B點處；然后再次滑下，最高到達左側(cè)圓弧槽C點處。其中A、B兩點高度分別為H、h（忽略空氣阻力）。則C點高度為（　　）
A．H-h B．2H-h C．2h-H D．3h-H
【答案】C
【詳解】物體在B處具有的重力勢能為
EpB＝mgh
則物體在水平面上消耗的機械能為
當(dāng)物體從B處到達C處時，物體具有的重力勢能為
則C點距離水平面的高度為
故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
4.關(guān)于動能和重力勢能，下列說法中不正確的是（　　）
A．跳傘運動員在勻速下降的過程中，重力勢能減小
B．小孩在滑梯上勻速下滑的過程中，動能減小
C．豎直上拋的石塊在上升過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能
D．汽車加速上坡的過程中，動能增大
【答案】B
【詳解】A．重力勢能與物體質(zhì)量、高度有關(guān)，質(zhì)量越大、高度越高，重力勢能越大，運動員在下降過程中，質(zhì)量不變，高度減小，所以重力勢能減小，故A正確，不符合題意；
B．動能與物體質(zhì)量、速度有關(guān)，質(zhì)量越大、速度越快，動能越大，小孩在滑梯上勻速下滑，質(zhì)量沒變，速度沒變，所以動能不變，故B錯誤，符合題意；
C．豎直上拋的石塊在上升過程中，高度升高，重力勢能變大，速度減小，動能變小，所以動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故C正確，不符合題意；
D．汽車加速上坡，質(zhì)量不變，速度變大，所以動能增大，故D正確，不符合題意。
故選B。
5.如圖所示完全相同的甲、乙兩個小球，分別用細線、橡皮筋系在同一高度的懸點，將兩球移動到與懸點等高的位置，此時細線恰好拉直，橡皮筋達到原長，由靜止開始釋放，當(dāng)兩球擺至懸點正下方P點時，橡皮筋長度恰好與細線長度相等，若不計空氣阻力，下列說法不正確的是（　　）
A．?dāng)[下過程中，甲球的機械能保持不變
B．甲球到達P點的機械能和乙球在初始位置時的機械能相等
C．從靜止運動到P點，乙球的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能
D．兩球到達P點時，甲小球的動能比乙大
【答案】C
【詳解】A．?dāng)[下過程中，甲球的質(zhì)量不變，高度變小，重力勢能變小，速度變大，動能變大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故A正確，不符合題意；
B．不計空氣阻力，整個裝置的機械能是守恒的，所以甲球到達P點的機械能和乙球在初始位置時的機械能相等，故B正確，不符合題意；
C．從靜止運動到P點，乙球的重力勢能減小，動能增大，橡皮筋的彈性勢能增大，減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和彈性勢能，所以乙球減小的重力勢能大于其增加的動能，故C錯誤，符合題意；
D．兩球到達P點時，甲小球的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能，乙球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和彈性勢能，由于初始的重力勢能相同，所以兩球到達P點時，甲小球的動能比乙大，故D正確，不符合題意。
故選C。
6.2023年5月28日，國產(chǎn)大型飛機C919首次商業(yè)飛行圓滿成功，如圖，C919正在加速向上爬升（假設(shè)不消耗燃料），此過程中下列說法正確的是（　　）
A．C919的動能增大，重力勢能減小
B．隨著海拔高度的增加，艙外大氣壓逐漸增大
C．機翼上方氣流的速度較小，氣流對機翼上表面的壓強較大
D．C919的重力勢能增大，機械能增大
【答案】D
【詳解】A．C919大飛機在升空的過程，質(zhì)量不變，速度變大，動能增大，同時高度上升，重力勢能增大，故A錯誤；
B．隨著海拔高度的增加，艙外大氣壓逐漸減小，故B錯誤；
C．上升過程中，機翼上方氣流的速度較大，氣流對機翼上表面的壓強較小，故C錯誤。
D．C919大飛機在升空的過程，質(zhì)量不變，速度變大，動能增大，同時高度上升，重力勢能增大，機械能增大，故D正確。
故選D。
7.將一輕質(zhì)彈簧固定在水平桌面上，在上面放置一個小鋼球，靜止時彈簧長度為，如圖甲所示；再用手向下壓到一定程度，如圖乙所示；釋放后鋼球運動到距離水平桌面處，如圖丙所示。對鋼球分析不正確的是（ ）
A．甲圖中，鋼球一定受平衡力作用
B．丙圖中，彈簧一定存在彈性勢能
C．從乙圖到丙圖過程中，彈簧的機械能一定改變
D．鋼球上升但沒有離開彈簧之前運動速度先變大后減少
【答案】B
【詳解】A．甲圖中，鋼球靜止時，處于平衡狀態(tài)，所以一定受到平衡力的作用，故A正確，不符合題意；
B．丙圖中，彈簧已經(jīng)恢復(fù)原長，彈簧沒有發(fā)生彈性形變，所以彈簧一定不存在彈性勢能，故B錯誤，符合題意；
C．從乙圖到丙圖過程中，彈簧的彈性形變變小，彈性勢能轉(zhuǎn)化為鋼球的機械能，所以機械能一定改變，故C正確，不符合題意；
D．用手將重物向下壓縮到一定程度后，突然將手撤去，開始階段，彈簧的彈力大于重物的重力，其合力方向豎直向上，重物向上做加速運動；當(dāng)彈簧的彈力小于重物的重力時，合力豎直向下，而速度豎直向上，重物做減速運動，所以，鋼球上升但沒有離開彈簧之前運動速度先變大后減少，故D正確，不符合題意。
故選。
8.10 月 8 日，臨渭區(qū)2023年高中學(xué)生籃球運動會拉開帷幕。如圖所示，籃球在離手后上升的過程中，下列有關(guān)籃球的說法正確的是（　　）
A．動能增加，機械能不變 B．動能減少，重力勢能減少
C．動能增加，機械能增加 D．動能減少，重力勢能增加
【答案】D
【詳解】向上拋出的籃球，離開手后會繼續(xù)向上運動，則在上升的過程中籃球的質(zhì)量不變，籃球的速度在不斷的減小，籃球距離地面的高度在不斷的變大，所以籃球在此過程中的動能變小，重力勢能變大。故ABC不符合題意，D符合題意。
故選D。
填空題
1.撐桿跳高運動員提桿加速助跑是為了增大自身的 ，然后用壓彎的撐桿把自己送上高處，這是因為壓彎了的撐桿具有 ，最后轉(zhuǎn)化為運動員的 。
【答案】 動能 彈性勢能 重力勢能
【詳解】[1]撐桿跳高加速助跑，運動員的速度增加，動能增大。
[2][3]壓彎了的撐桿發(fā)生彈性形變，具有彈性勢能，隨運動員升上的高度增加，撐桿彈性形變的程度變小，這一過程將彈性勢能轉(zhuǎn)化為運動員的重力勢能。
2.隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，城市的建筑越修越高。但如果不注意建筑上的物體（例如放在陽臺上的花盆）就會有“高空拋物砸傷人”的危險。在物體落下的過程中，它具有的 能轉(zhuǎn)化成 能，而且高度越高，物體落下來做的功越 （選填“大”或“小”），所以危險性也越大。
【答案】 重力勢 動 大
【詳解】[1][2]物體下落過程中，質(zhì)量不變，高度減小，重力勢能減小，速度增大，動能增大，將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。
[3]由W＝Gh知，重力一定時，高度越高，具有的重力勢能越大，物體落下來做的功就越大。
3.在一次軍事演習(xí)中，一架飛機沿水平方向一邊勻速飛行一邊投放軍用物資，在此過程中飛機的動能 （選填“變大”“變小”或“不變”），飛機的重力勢能 （選填“變大”“變小”或“不變”），考慮到空氣的阻力，物資在加速下落過程中機械能將 （選填“變大”“變小”或“不變”）。
【答案】 變小 變小 變小
【詳解】[1][2]飛機沿水平方向一邊勻速飛行一邊投放軍用物資，在此過程中飛機的速度不變，質(zhì)量減小，高度變小，所以動能變小，重力勢能變小。
[3]考慮空氣阻力，克服阻力做功，機械能會減小。
4.“粽葉又飄香，顆粒正歸倉。建設(shè)新時代，農(nóng)民豐收忙。”如圖所示，斜向上的傳送帶將小麥勻速運送到高處糧倉的過程中（不考慮空氣阻力），其中1kg小麥的動能 ，重力勢能 ，機械能 。（均選填“增大”“不變”或“減小”）
【答案】 不變 增大 增大
【詳解】[1]將小麥勻速運送到高處糧倉的過程中，傳送帶上1kg小麥的質(zhì)量不變，速度也不變，所以小麥的動能不變。
[2]將小麥勻速運送到高處糧倉的過程中，傳送帶上1kg小麥的質(zhì)量不變，小麥的高度變大，所以小麥的重力勢能變大。
[3]1kg小麥的動能不變，重力勢能變大，則它的動能與重力勢能的和變大；該過程中小麥不具有彈性勢能，則機械能等于動能與重力勢能之和，所以1kg小麥的機械能變大。
5.目前在軌的有中國空間站和國際空間站。中國空間站的軌道高度是：遠地點346.9km，近地點319.6km，如圖所示，從遠地點到近地點的過程中，其運動速度越來越大，動能逐漸 ，重力勢能逐漸 。
【答案】 增大 減小
【詳解】[1][2]從遠地點到近地點的過程中，空間站的質(zhì)量不變，運動速度越來越大，動能逐漸增大，高度逐漸降低，重力勢能逐漸減小。
簡答題
1.嘉峪關(guān)方特歡樂世界是。目前甘肅省規(guī)模最大的高科技主題公園，在其二十幾個主題項目之一﹣﹣懸掛式過山車，乘客兩腳懸空，兩側(cè)無擋。
（1）乘坐過山車前，乘客需系好安全帶，壓緊背板，這樣做的目的是什么？
（2）過山車急速下落時，機械能是如何轉(zhuǎn)化的？（忽略摩擦）
【答案】（1）防止由于人的慣性而造成傷害；（2）重力勢能轉(zhuǎn)化為動能
【詳解】答：（1）為了防止由于慣性而造成傷害，在乘坐過山車前，乘客需系好安全帶，壓緊背板。
（2）過山車急速下落時，質(zhì)量不變，高度降低，重力勢能減小，速度增大，動能增大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。
2.以如圖的“車輛避險車道”，當(dāng)汽車剎車失靈時，司機駕車沖上鋪上沙礫的斜坡，使失控汽車的速度相應(yīng)得到減少并最終停下，避免事故的發(fā)生。請你運用所學(xué)力學(xué)知識分析這種設(shè)施能有效減少車速的兩個原因。
【答案】見解析
【詳解】高速公路上的汽車速度大，動能大，剎車失靈車輛沖向高處的大斜坡時，將動能轉(zhuǎn)化成重力勢能，車就能停下來；斜坡上鋪沙礫，增大了接觸面的粗糙程度，增大了摩擦力，汽車就能很快的停下來。
綜合題
1.閱讀短文，回答問題。
2019年12月17日，我國第一艘國產(chǎn)航母“山東艦”交付海軍（如圖所示）。據(jù)公開資料顯示：“山東艦”艦身長315m，艦寬約75m，滿載排水量在6萬噸左右，至少可以搭載36架殲-15艦載機。航母飛行甲板傾角為12°，艦載機起飛的飛行仰角為14°。“山東艦”是典型的常規(guī)動力航母，采用了全新的動力組，“山東艦”的燃料儲備量達到了13000t，若以20節(jié)航速航行，每天大約消耗1100t燃料。相關(guān)數(shù)據(jù)表格如下：
空重 17500kg 空載起飛距離 100m
正常起飛重量 27000kg 滿載起飛距離 195m
最大起飛重量 32500kg 發(fā)動機 加力渦扇發(fā)動機
爬升率 325m/s 正常起飛推力 240000N
最大速度 2.4馬赫 應(yīng)急起飛最大推力 2×125400N
（1）若航母正常航行時發(fā)動機的功率為，速度為36km/h，則牽引力為 N，經(jīng)過2h航行距離為 m；
（2）殲-15空載正常起飛時，從啟動到離開飛行甲板的過程中，飛機的動能 ，重力勢能 ，該過程中飛機發(fā)動機推力所做的功為 J；（前兩空選填“增大”、“減小”或“不變”）
（3）當(dāng)殲-15空載正常起飛時，關(guān)于山東艦和艦載機下列說法正確的是 。
A．艦載機起飛時因為空氣阻力不能忽略所以其機械能在不斷變小
B．艦載機機翼上平下凸的設(shè)計是仿生老鷹翱翔時從而獲得升力
C．艦載機離開后，山東艦漂浮狀態(tài)不變，浮力不變
D．艦載機離開后，山東艦排開液體的體積將變小
【答案】 1.5×107 7.2×104 增大 增大 2.4×107 D
【詳解】（1）[1]已知航母正常航行時發(fā)動機的功率為
航母航行速度為
根據(jù)可得，航母正常航行時發(fā)動機的牽引力為
[2]經(jīng)過2h航行距離為
（2）[3][4]殲—15空載正常起飛時，從啟動到離開飛行甲板的過程中，飛機的質(zhì)量不變，速度變大，高度升高，則飛機的動能增大、重力勢能增大。
[5]分析數(shù)據(jù)表可知，殲—15空載起飛距離為100m，正常起飛推為240000N，由W=Fs可得，該過程中飛機發(fā)動機推力所做的功為
（3）[6]A．艦載機起飛時，質(zhì)量不變，速度變大，高度升高，故動能和重力勢能都增大，雖然需要克服空氣阻力，但是起飛時要通過發(fā)動機給艦載機提供一個向前的作用力，因此總的機械能還是增大的，故A錯誤；
B．艦載機機翼是上凸下平的，起飛時，上方空氣流速較大，壓強較小，下方空氣流速小，壓強大，使機翼產(chǎn)生一個向上的壓強差，從而獲得一個向上的升力，與老鷹翱翔時的原理相同，故B錯誤；
C．艦載機離開后，山東艦仍漂浮，但是自身重力由于艦載機離開而減小，由物體浮沉條件可知，受到的浮力減小，故C錯誤；
D．艦載機離開后，山東艦受到的浮力減小，由F浮=ρ液gV排可知，山東艦排開水的體積減小，故D正確。
故選D。
2.如圖甲，不忽略空氣阻力，球以一定的初速度從點沿光滑軌道開始運動，到達點時離開軌道；然后球上升至最高點后開始下落經(jīng)過點。、處在同一水平高度。
（1）最高點與點對比， 比高（選填“可能”或“不可能”），現(xiàn)在點的機械能 點的機械能（選填“大于”、“等于”或“小于”）；
（2）球在點的重力勢能和點的動能，如圖乙所示，根據(jù)題目的條件，在圖中大致畫出點動能和點重力勢能。
【答案】 可能 大于
【詳解】（1）[1]由于不忽略空氣阻力，在整個運動過程，由于克服空氣阻力做功，有部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則N點的機械能比M點的小，若球在M點靜止開始運動，此時的機械能等于球的重力勢能，運動到N點時，重力勢能比M點的小，N點的高度比M點的低，但球在M點以一定的初速度運動，具有一定的動能，則N點的高度不一定比M點的低，所以N點的高度可能比M點高。
[2]整個過程機械能不守恒，越往后，轉(zhuǎn)換為內(nèi)能的機械能越多，球的機械能越小，所以N點的機械能大于Q點的機械能。
（2）[3]O、P在同一水平高度，球在這兩點的重力勢能相等，由于機械能不守恒，所以O(shè)點的機械能比P點的大，所以O(shè)點的動能比P點的大，作圖如下：
3.蹦床運動員某次彈跳中到達某高度，從該處由靜止開始下落到水平的輕質(zhì)彈性床面上（如圖甲，不考慮空氣阻力），在剛接觸輕質(zhì)彈性床面的瞬間，運動員速度為5.0m/s。從運動員接觸輕質(zhì)彈性床面到將床面壓縮至最低的整個過程中，通過速度傳感器得到運動員的速度v和床面下降的高度的長度h之間的關(guān)系如圖乙所示，其中A為曲線的最高點，已知該輕質(zhì)彈性床面每受到30N的壓力就下降0.5cm，并且輕質(zhì)彈性床面在全過程中始終發(fā)生彈性形變。

（1）從運動員接觸彈性床面到將彈性床面壓縮至最低點的過程中，運動員動能的變化情況是 ；
（2）當(dāng)運動員的速度為5.04m/s時，彈性床面產(chǎn)生的彈力F與小球的重力G的關(guān)系為：F G，當(dāng)運動員速度最大時，F(xiàn) G（均填“大于”、“小于”或“等于”）；
（3）實驗中運動員的質(zhì)量為 kg，全過程中，彈性床面彈力的最大值為 N。
【答案】 先變大后變小 小于 等于 60 3660
【詳解】（1）[1]由圖乙知道，從運動員接觸彈性床面到將彈性床面壓縮至最低點的過程中，運動員的速度先增大后減小，且運動員的質(zhì)量不變，所以該過程中運動員動能的變化情況是先增大后減小。
（2）[2]由圖乙知道，當(dāng)運動員的速度第一次達到5.04m/s時，運動員處于與床面接觸且速度增加的下降過程，即此時運動員做加速運動，所以床面產(chǎn)生的向上彈力小于運動員向下的重力。
[3]當(dāng)床面下降的高度h為10cm時，運動員的速度最大，然后減小，說明當(dāng)h為10cm時（即速度最大時），床面的彈力F等于運動員的重力G。
（3）[4]已知該輕質(zhì)彈性床面每受到30N的壓力就下降0.5cm，當(dāng)彈性床面下降10cm時，運動員速度最大，此時彈力恰好等于運動員的重力；則運動員的重力
運動員的質(zhì)量
[5]當(dāng)彈性床面被壓縮至最低點時，運動員速度為0m/s，運動員不在下降，床面的彈力達到了最大值，由圖知道，此時床面下降的高度的長度
h=61cm
又因為該輕質(zhì)彈性床面每受到30N的壓力就下降0.5cm，所以，彈性床面彈力的最大值為
4.如圖甲所示，某款國產(chǎn)水陸兩用挖掘機的機械臂可繞O點轉(zhuǎn)動，這輛挖掘機有兩條履帶，每條履帶內(nèi)均有1個由合金材料制成的空心浮箱，（規(guī)格完全相同，可視為長方體）寬為 1.5m，高為2m，合金密度為（8.0×103kg/m3.（g=10N/kg）
（1）某次測試中，質(zhì)量為60kg的駕駛員駕駛挖掘機，從6m高的平臺沿斜坡向下緩慢行駛到達水平地面。此過程中挖掘機的機械能 。（選填代碼）
A．增加 B．減少 C．不變
（2）在上述過程中，駕駛員的重力做了多少功？( )
（3）已知制作每個浮箱時所用合金的體積V與浮箱長度L的關(guān)系如圖乙所示，求浮箱長度 L=10m時每個浮箱所受的重力G ( )
（4）若此時挖掘機漂浮在水中，且已知除浮箱外其余部分的質(zhì)量為 33t，求此時浮箱浸沒在水中的深度。（不計履帶排開水的體積）( )

【答案】 B 3600J 6×104N 1.5m
【詳解】（1）[1]緩慢行駛，動能不變，由坡向下行駛，重力勢能減少，所以機械能減少。
故選B。
（2）[2]駕駛員重力
G = m1g= 60kg× 10N/kg= 600N
駕駛員的重力做功
W = Gh1= 600N× 6m= 3600J
（3）[3]由制作每個浮箱時所用合金的體積V與浮箱長度L的關(guān)系圖象知
V=0.07L+0.05
當(dāng)L=10m時，V=0.75m3 ，所以每個浮箱所受的重力
（4）[4]設(shè)此時浮箱浸沒在水中的深度為 h，挖掘機 2個浮箱所受的浮力=2個浮箱的重力+其余部分的重力
所以有
2ρ水gV=2×1×103kg/m3× 10N/kg×10m×1.5m×h=2×6×104N+33×103kg×10N/kg=4.5×105N
解得：h=1.5m。
5.2021年10月16日，神舟十三號載人飛船升空，與空間站組合體對接完成。翟志剛、王亞平、葉光富三位航天員先后進入天和核心艙，開啟為期半年之久的太空駐留。
（1）在加速升空階段，忽略燃料質(zhì)量變化，飛船的機械能 （選填“變大”、“不變”或“變小”）；
（2）“神舟十三號”飛船與“中國空間站”組合體在繞地飛行的過程中，組合體的運動狀態(tài) （選填“改變”或“不變”）；
（3）在“太空授課”中，王亞平在“天宮一號”上展示了一個近乎正球形的大水球，而地球上我們看到的水珠一般都是扁球形的，這是由于地球上的水珠受到 的作用；
（4）王亞平演示“浮力消失”實驗，將乒乓球放入水中，乒乓球懸在水中間，不受浮力作用。這是因為在太空站，由于完全失重，液體中各處的壓強相同，浸沒于液體中的乒乓球上下表面不存在 ，所以會懸在水里的任意位置；
（5）航天員在完全失重的太空軌道艙中，能正常進行的實驗是 （選填“A”“B”“C”）。
A．用天平測量質(zhì)量　　B．用彈簧測力計測量拉力
【答案】 變大 改變 重力 壓強差 B
【詳解】（1）[1]“神舟十三號”飛船在加速升空階段，速度增大則動能增大，高度增大則重力勢能增大，所以其機械能增大。
（2）[2]組合體在繞地飛行的過程中，相對于地球的速度方向發(fā)生改變，說明運動狀態(tài)改變。
（3）[3]由于太空中的水處于完全失重狀態(tài)，水球是一個正球體，而地球上水受到重力作用而呈現(xiàn)扁球形。
（4）[4]太空中水處于完全失重狀態(tài)，則水中各處的壓強都相同，致使浸沒在液體中的乒乓球上下表面沒有壓強差，不受浮力作用，能夠懸浮在任意位置。
（5）[5]A．天平是等臂杠桿，物體由于失重對托盤沒有壓力作用，始終處于平衡狀態(tài)，不能測量物體的質(zhì)量，故A錯誤；
B．彈簧測力計不能測量物體的重力，但可以在拉力作用下使彈簧形變，可以測拉力，故B正確。
故選B。
6.如圖為一質(zhì)量為25kg的小輪滑運動員刻苦練習(xí)在水平地面上滑行穿過低障礙桿的情景，其每只滑輪鞋重為10N，與地面的接觸面積為0.4m2。
（1）若輪滑運動員站在水平地面上時對地面的壓強為p，則她滑行穿過低障礙桿時一只腳對水平地面的壓強p1 p（選填“大于”“小于”或“等于”）；在輪滑運動員俯下身體滑行穿過低障礙桿的過程中，其機械能 （選填“增大”“減小”或“不變”）。
（2）輪滑運動員在水平地面上滑行時對地面的壓力為多少 ？
（3）輪滑運動員在水平地面上滑行時對地面的壓強為多少 ？

【答案】 等于 減少 265N 331.25Pa
【詳解】（1）[1]輪滑運動員站在水平地面上時對地面的壓力等于其受到的重力，由可得，運動員在水平地面滑行時，對地面的壓強為
她滑行穿過低障礙桿時一只腳對水平地面的壓強為
因此可知
[2]當(dāng)運動員俯下身體滑行時，其質(zhì)量不變，相對于站立時，高度降低，重力勢能減小，在滑行過程中，由于地面摩擦力的作用，其速度減小，則動能減小，故而其機械能減小。
（2）[3]當(dāng)運動員在水平地面上滑行時，其對地面的壓力等于其受到的重力，即
（3）[4]由可得，運動員在水平地面滑行時，對地面的壓強為
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八年級物理下冊 預(yù)習(xí)篇
11.4 機械能及其轉(zhuǎn)化
1、機械能：動能與勢能統(tǒng)稱為機械能。動能是物體運動時具有的能量，勢能是存儲著的能量。動能和勢能可以互相轉(zhuǎn)化。如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能的總和不變，也就是說機械能是守恒的。
2、動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：
①質(zhì)量一定的物體，如果加速下降，則動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；
②質(zhì)量一定的物體，如果減速上升，則動能減小，重力勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。
3、動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：
①如果一個物體的動能減小，而另一個物體的彈性勢能增大，則動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能；
②如果一個物體的動能增大，而另一個物體的彈性勢能減小，則彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。
4、自然界中可供人類利用的機械能源有水能和風(fēng)能．大型水電站通過修筑攔河壩來提高水位，從而增大水的重力勢能，以便在發(fā)電時把更多的機械能轉(zhuǎn)化為電能。
選擇題
1.體育課上小明進行傳接排球訓(xùn)練，他將球斜向上拋出，球的運動軌跡如圖所示。a、b、c、d為軌跡上的點，其中b點高度最高，a、c兩點高度相同，不計空氣阻力，則（ ）
A．排球在b點時的動能為零
B．排球從a點運動到b點時，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能
C．排球從a點運動到d點的動能先增大后減小
D．排球在a點的機械能大于在c點的機械能
2.跳遠運動的階段如圖所示，則運動員（　　）
A．起跳后升空的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能
B．起跳點的機械能小于最高點處的機械能
C．經(jīng)過最高點時動能為零
D．落地點時重力勢能最小
3.如圖所示為兩個光滑的圓弧槽和一段粗糙的水平面相連接的裝置。將質(zhì)量為m的物體從左側(cè)圓弧槽A點自由釋放，最高到達右側(cè)圓弧槽B點處；然后再次滑下，最高到達左側(cè)圓弧槽C點處。其中A、B兩點高度分別為H、h（忽略空氣阻力）。則C點高度為（　　）
A．H-h B．2H-h C．2h-H D．3h-H
4.關(guān)于動能和重力勢能，下列說法中不正確的是（　　）
A．跳傘運動員在勻速下降的過程中，重力勢能減小
B．小孩在滑梯上勻速下滑的過程中，動能減小
C．豎直上拋的石塊在上升過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能
D．汽車加速上坡的過程中，動能增大
5.如圖所示完全相同的甲、乙兩個小球，分別用細線、橡皮筋系在同一高度的懸點，將兩球移動到與懸點等高的位置，此時細線恰好拉直，橡皮筋達到原長，由靜止開始釋放，當(dāng)兩球擺至懸點正下方P點時，橡皮筋長度恰好與細線長度相等，若不計空氣阻力，下列說法不正確的是（　　）
A．?dāng)[下過程中，甲球的機械能保持不變
B．甲球到達P點的機械能和乙球在初始位置時的機械能相等
C．從靜止運動到P點，乙球的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能
D．兩球到達P點時，甲小球的動能比乙大
6.2023年5月28日，國產(chǎn)大型飛機C919首次商業(yè)飛行圓滿成功，如圖，C919正在加速向上爬升（假設(shè)不消耗燃料），此過程中下列說法正確的是（　　）
A．C919的動能增大，重力勢能減小
B．隨著海拔高度的增加，艙外大氣壓逐漸增大
C．機翼上方氣流的速度較小，氣流對機翼上表面的壓強較大
D．C919的重力勢能增大，機械能增大
7.將一輕質(zhì)彈簧固定在水平桌面上，在上面放置一個小鋼球，靜止時彈簧長度為，如圖甲所示；再用手向下壓到一定程度，如圖乙所示；釋放后鋼球運動到距離水平桌面處，如圖丙所示。對鋼球分析不正確的是（ ）
A．甲圖中，鋼球一定受平衡力作用
B．丙圖中，彈簧一定存在彈性勢能
C．從乙圖到丙圖過程中，彈簧的機械能一定改變
D．鋼球上升但沒有離開彈簧之前運動速度先變大后減少
8.10 月 8 日，臨渭區(qū)2023年高中學(xué)生籃球運動會拉開帷幕。如圖所示，籃球在離手后上升的過程中，下列有關(guān)籃球的說法正確的是（　　）
A．動能增加，機械能不變 B．動能減少，重力勢能減少
C．動能增加，機械能增加 D．動能減少，重力勢能增加
填空題
1.撐桿跳高運動員提桿加速助跑是為了增大自身的 ，然后用壓彎的撐桿把自己送上高處，這是因為壓彎了的撐桿具有 ，最后轉(zhuǎn)化為運動員的 。
2.隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，城市的建筑越修越高。但如果不注意建筑上的物體（例如放在陽臺上的花盆）就會有“高空拋物砸傷人”的危險。在物體落下的過程中，它具有的 能轉(zhuǎn)化成 能，而且高度越高，物體落下來做的功越 （選填“大”或“小”），所以危險性也越大。
3.在一次軍事演習(xí)中，一架飛機沿水平方向一邊勻速飛行一邊投放軍用物資，在此過程中飛機的動能 （選填“變大”“變小”或“不變”），飛機的重力勢能 （選填“變大”“變小”或“不變”），考慮到空氣的阻力，物資在加速下落過程中機械能將 （選填“變大”“變小”或“不變”）。
4.“粽葉又飄香，顆粒正歸倉。建設(shè)新時代，農(nóng)民豐收忙。”如圖所示，斜向上的傳送帶將小麥勻速運送到高處糧倉的過程中（不考慮空氣阻力），其中1kg小麥的動能 ，重力勢能 ，機械能 。（均選填“增大”“不變”或“減小”）
5.目前在軌的有中國空間站和國際空間站。中國空間站的軌道高度是：遠地點346.9km，近地點319.6km，如圖所示，從遠地點到近地點的過程中，其運動速度越來越大，動能逐漸 ，重力勢能逐漸 。
簡答題
1.嘉峪關(guān)方特歡樂世界是。目前甘肅省規(guī)模最大的高科技主題公園，在其二十幾個主題項目之一﹣﹣懸掛式過山車，乘客兩腳懸空，兩側(cè)無擋。
（1）乘坐過山車前，乘客需系好安全帶，壓緊背板，這樣做的目的是什么？
（2）過山車急速下落時，機械能是如何轉(zhuǎn)化的？（忽略摩擦）
2.以如圖的“車輛避險車道”，當(dāng)汽車剎車失靈時，司機駕車沖上鋪上沙礫的斜坡，使失控汽車的速度相應(yīng)得到減少并最終停下，避免事故的發(fā)生。請你運用所學(xué)力學(xué)知識分析這種設(shè)施能有效減少車速的兩個原因。
綜合題
1.閱讀短文，回答問題。
2019年12月17日，我國第一艘國產(chǎn)航母“山東艦”交付海軍（如圖所示）。據(jù)公開資料顯示：“山東艦”艦身長315m，艦寬約75m，滿載排水量在6萬噸左右，至少可以搭載36架殲-15艦載機。航母飛行甲板傾角為12°，艦載機起飛的飛行仰角為14°。“山東艦”是典型的常規(guī)動力航母，采用了全新的動力組，“山東艦”的燃料儲備量達到了13000t，若以20節(jié)航速航行，每天大約消耗1100t燃料。相關(guān)數(shù)據(jù)表格如下：
空重 17500kg 空載起飛距離 100m
正常起飛重量 27000kg 滿載起飛距離 195m
最大起飛重量 32500kg 發(fā)動機 加力渦扇發(fā)動機
爬升率 325m/s 正常起飛推力 240000N
最大速度 2.4馬赫 應(yīng)急起飛最大推力 2×125400N
（1）若航母正常航行時發(fā)動機的功率為，速度為36km/h，則牽引力為 N，經(jīng)過2h航行距離為 m；
（2）殲-15空載正常起飛時，從啟動到離開飛行甲板的過程中，飛機的動能 ，重力勢能 ，該過程中飛機發(fā)動機推力所做的功為 J；（前兩空選填“增大”、“減小”或“不變”）
（3）當(dāng)殲-15空載正常起飛時，關(guān)于山東艦和艦載機下列說法正確的是 。
A．艦載機起飛時因為空氣阻力不能忽略所以其機械能在不斷變小
B．艦載機機翼上平下凸的設(shè)計是仿生老鷹翱翔時從而獲得升力
C．艦載機離開后，山東艦漂浮狀態(tài)不變，浮力不變
D．艦載機離開后，山東艦排開液體的體積將變小
2.如圖甲，不忽略空氣阻力，球以一定的初速度從點沿光滑軌道開始運動，到達點時離開軌道；然后球上升至最高點后開始下落經(jīng)過點。、處在同一水平高度。
（1）最高點與點對比， 比高（選填“可能”或“不可能”），現(xiàn)在點的機械能 點的機械能（選填“大于”、“等于”或“小于”）；
（2）球在點的重力勢能和點的動能，如圖乙所示，根據(jù)題目的條件，在圖中大致畫出點動能和點重力勢能。
3.蹦床運動員某次彈跳中到達某高度，從該處由靜止開始下落到水平的輕質(zhì)彈性床面上（如圖甲，不考慮空氣阻力），在剛接觸輕質(zhì)彈性床面的瞬間，運動員速度為5.0m/s。從運動員接觸輕質(zhì)彈性床面到將床面壓縮至最低的整個過程中，通過速度傳感器得到運動員的速度v和床面下降的高度的長度h之間的關(guān)系如圖乙所示，其中A為曲線的最高點，已知該輕質(zhì)彈性床面每受到30N的壓力就下降0.5cm，并且輕質(zhì)彈性床面在全過程中始終發(fā)生彈性形變。

（1）從運動員接觸彈性床面到將彈性床面壓縮至最低點的過程中，運動員動能的變化情況是 ；
（2）當(dāng)運動員的速度為5.04m/s時，彈性床面產(chǎn)生的彈力F與小球的重力G的關(guān)系為：F G，當(dāng)運動員速度最大時，F(xiàn) G（均填“大于”、“小于”或“等于”）；
（3）實驗中運動員的質(zhì)量為 kg，全過程中，彈性床面彈力的最大值為 N。
4.如圖甲所示，某款國產(chǎn)水陸兩用挖掘機的機械臂可繞O點轉(zhuǎn)動，這輛挖掘機有兩條履帶，每條履帶內(nèi)均有1個由合金材料制成的空心浮箱，（規(guī)格完全相同，可視為長方體）寬為 1.5m，高為2m，合金密度為（8.0×103kg/m3.（g=10N/kg）
（1）某次測試中，質(zhì)量為60kg的駕駛員駕駛挖掘機，從6m高的平臺沿斜坡向下緩慢行駛到達水平地面。此過程中挖掘機的機械能 。（選填代碼）
A．增加 B．減少 C．不變
（2）在上述過程中，駕駛員的重力做了多少功？( )
（3）已知制作每個浮箱時所用合金的體積V與浮箱長度L的關(guān)系如圖乙所示，求浮箱長度 L=10m時每個浮箱所受的重力G ( )
（4）若此時挖掘機漂浮在水中，且已知除浮箱外其余部分的質(zhì)量為 33t，求此時浮箱浸沒在水中的深度。（不計履帶排開水的體積）( )

5.2021年10月16日，神舟十三號載人飛船升空，與空間站組合體對接完成。翟志剛、王亞平、葉光富三位航天員先后進入天和核心艙，開啟為期半年之久的太空駐留。
（1）在加速升空階段，忽略燃料質(zhì)量變化，飛船的機械能 （選填“變大”、“不變”或“變小”）；
（2）“神舟十三號”飛船與“中國空間站”組合體在繞地飛行的過程中，組合體的運動狀態(tài) （選填“改變”或“不變”）；
（3）在“太空授課”中，王亞平在“天宮一號”上展示了一個近乎正球形的大水球，而地球上我們看到的水珠一般都是扁球形的，這是由于地球上的水珠受到 的作用；
（4）王亞平演示“浮力消失”實驗，將乒乓球放入水中，乒乓球懸在水中間，不受浮力作用。這是因為在太空站，由于完全失重，液體中各處的壓強相同，浸沒于液體中的乒乓球上下表面不存在 ，所以會懸在水里的任意位置；
（5）航天員在完全失重的太空軌道艙中，能正常進行的實驗是 （選填“A”“B”“C”）。
A．用天平測量質(zhì)量　　B．用彈簧測力計測量拉力

6.如圖為一質(zhì)量為25kg的小輪滑運動員刻苦練習(xí)在水平地面上滑行穿過低障礙桿的情景，其每只滑輪鞋重為10N，與地面的接觸面積為0.4m2。
（1）若輪滑運動員站在水平地面上時對地面的壓強為p，則她滑行穿過低障礙桿時一只腳對水平地面的壓強p1 p（選填“大于”“小于”或“等于”）；在輪滑運動員俯下身體滑行穿過低障礙桿的過程中，其機械能 （選填“增大”“減小”或“不變”）。
（2）輪滑運動員在水平地面上滑行時對地面的壓力為多少 ？
（3）輪滑運動員在水平地面上滑行時對地面的壓強為多少 ？

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