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（8）机械能
1.飞机匀速下降的过程中( )
A.机械能变大 B.重力不做功
C.重力势能转化为动能 D.重力势能减小
2.对功和能的理解，下列说法正确的是( )
A.只要有力作用在物体上，且物体又通过了距离，则这个力就对物体做功
B.运动的物体具有的能量叫动能
C.正在对外做功的物体具有能量，不在做功的物体没有能量
D.功和能的单位都是焦耳，焦耳是一个较小的单位
3.如图是小明同学探究物体动能大小与哪些因素有关的实验装置，第一次他将小钢球从高1.5h处的斜槽上由静止滚下，运动的小钢球A碰上木块B后，将B向右推出一段距离后静止。第二次先把木块B仍放在第一次撞击前的位置，然后让同一小钢球从高h处由静止滚下，运动的钢球A碰上木块B后，将B向右推出一段距离后静止。根据实验下列说法正确的是( )
A.实验中小明所探究问题的自变量是小钢球的质量
B.实验中小明所探究问题的控制变量是小钢球的速度
C.根据木块B被撞击时钢球速度的大小判断钢球动能的大小
D.若两次木块B被推出的距离大于，说明物体的动能大小与物体的速度大小有关
4.如图是我军飞行员驾驶国产歼15舰载机首次在“辽宁号”航母上进行阻拦着舰实验时的情景：一架米黄色战机呼啸而落，精确钩住阻拦索，最终停在航母的飞行甲板上，航母上的阻拦索由铜锁制成，它可以使飞机在100m内停下来.下列有关舰载机着舰过程的各种说法中，不正确的是( )
A.以舰载机为参照物，航母是运动的
B.舰载机受阻拦索作用，其动能逐渐变小
C.由于惯性，舰载机虽受阻拦索作用，但仍要滑行一段距离
D.舰载机受阻拦索作用后速度减小，是因为阻拦索对飞机的作用力大于飞机对阻拦索的作用力
5.如图所示，用力F将小球压至D点（弹簧始终处于弹性限度内），撤去F后，小球从静止开始向上运动，到达C位置时小球所受弹力等于重力，B位置是弹簧自身长度的位置，A位置是小球到达的最高点。如果整个过程机械能守恒，下列说法中正确的是( )
A.在A位置小球受力平衡
B.在C位置小球速度最大
C.从D到B位置过程中小球不断加速
D.从D到B位置过程中小球受到的合力方向保持不变
6.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( )
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
7.现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效．如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药．此过程中，喷药无人机的( )
A.动能减小，重力势能减小 B.动能减小，重力势能不变
C.动能不变，重力势能减小 D.动能不变，重力势能不变
8.牛顿坐在苹果树下深思，一个熟透的苹果掉在地上.关于苹果加速下落的过程，下列分析正确的是( )
A.重力势能转化为动能，动能增加 B.动能转化为重力势能，动能减小
C.动能转化为重力势能，重力势能增加 D.无能量的转化，重力势能和动能不变
9.高速公路在下坡路段的外侧，常设有避险车道，供刹车失灵的车辆自救.当失控车辆冲上避险车道时，会被强制减速停车，下列说法中正确的是( )
A.车辆在避险车道上静止时所受重力和支持力是一对平衡力
B.失控车辆冲上避险车道时，动能全部转化为重力势能
C.失控车辆冲上避险车道时，重力势能增大
D.失控车辆在避险车道上停车时，机械能为零
10.2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，发射情景如图所示，下列描述正确的是( )
A.火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象
B.火箭点火升空过程中是由机械能转化为内能
C.喷出的燃气主要通过热传递使空气内能增大
D.火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓
11.2022年9月25日，我国在太原卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭，以“一箭双星”方式，成功将试验十四号和试验十五号卫星发射升空。如图所示为“一箭双星”发射时的场景，“双星”在加速上升时，_______（选填“是”或“不是”）处于平衡状态。“双星”在加速上升时，其动能_______，重力势能_______（后两空均选填“减小”“增大”或“不变”）。
12.如图所示是投篮过程中篮球运动的轨迹示意图(空气阻力不能忽略)，其中A、B两点距离地面等高，则篮球在A点时的动能和B点时的动能的大小关系是______(选填“>”“=”或“<”)。
13.中学生要养成文明的行为习惯，严禁高空抛物。如果一个重0.5 N的鸡蛋从20 m高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为________能，重力对鸡蛋所做的功为________J。
14.如图所示，小球在 之间来回摆动，请在图中作出小球在A位置时 所受到的细绳拉力F和重力C的示意图.
15.已知物体的重力势能表达式为，动能表达式为;其中为物体的质量，为物体距离水平地面的高度，为物体的运动速度，为常量，取.如图所示，将一质量为的物体从距离地面的高度沿水平方向以的速度抛出.不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程中机械能守恒.求:
(1)物体被抛出时的重力势能和动能；
(2)物体从被抛出至落地的过程中，其重力所做的功；
(3)物体落地前瞬间的动能。
答案以及解析
1.答案：D
解析：A.飞机匀速下降的过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度不变，动能也不变，机械能包括动能和势能，则机械能减小，故A不符合题意；
B.飞机匀速下降的过程中，在重力的方向上通过了距离，所以重力做功，故B不符合题意；
CD.飞机匀速下降的过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度不变，所以动能不变，重力势能没有转化为动能，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
2.答案：D
解析：A.有力作用在物体上，且在力的方向上物体又通过了距离，则这个力就对物体做了功，故A错误；
B.运动的物体除了具有动能，还有势能等其他能量，物体由于运动而具有的能量叫动能，故B错误；
C.正在对外做功的物体具有能量，不在做功的物体也具有能量，故C错误；
D.功和能的单位都是焦耳，焦耳是一个较小的单位，还有更大的能量单位千瓦时等，故D正确。
故选D。
3.答案：D
解析：AB、根据题意可知，实验中用同一钢球，控制质量不变，第一次他将小钢球从高1.5h处的斜槽上由静止滚下，第二次小钢球从高h处的斜槽上由静止滚下，故第一次实验钢球下滑到水平面的速度大，研究动能与速度的关系，故实验中小明所探究问题的自变量是小钢球的速度，故AB错误；
C、根据转换法，根据木块B在同一水平面上被撞击的距离来比较钢球到达水平面时动能的大小，故C错误；
D、若两次木块B被推出的距离大于，则第一次钢球的动能大，因第一次实验钢球下滑到水平面的速度大，说明物体的动能大小与物体的速度大小有关，故D正确。
故选：D。
4.答案：D
解析：A、舰载机着舰过程中，舰载机与航母之间有位置的改变，所以以舰载机为参照物，航母是运动的，故A正确；
B、舰载机受阻拦索作用，速度变小，所以其动能逐渐变小，故B正确；
C、舰载机虽受阻拦索作用，由于惯性，要保持原来的运动状态，所以仍要滑行一段距离，故C正确；
D、阻拦索对飞机的作用力与飞机对阻拦索的作用力是相互作用力，大小相等，故D错误。
由于该题选择不正确的，故选：D。
5.答案：B
解析：A、在A位置小球到达最高点，速度为零，只受重力作用，受力不平衡，故A错误；
BCD、在D位置时，弹簧弹性形变最大，弹力最大，弹力大于重力，合力向上，小球加速上升，到达C位置时小球所受弹力大小等于重力，合力为零，之后BC段弹力小于重力，合力向下，小球做减速运动，BA段只受重力，合力向下，小球继续做减速运动，所以小球在C位置的速度最大，动能最大，故B正确，CD错误。
故选：B。
6.答案：A
解析：已知神舟号飞船返回舱减速降落，在此过程中，质量不变，速度变小，所以动能减小；返回舱高度降低，重力势能减小。故A正确。
7.答案：A
解析：喷药无人机在农田上方的某一高度水平匀速飞行，同时均匀喷洒农药，飞机的速度和高度均不变，但质量变小，所以无人机的动能减小，重力势能减小。
8.答案：A
解析：树上的苹果从树上落下时受到重力的作用，苹果加速下落，下落时，苹果的重力势能转化为动能，重力势能减小，动能增加.故A正确.
9.答案：C
解析：车辆在避险车道上静止时所受重力和支持力不在一条直线上，重力的方向竖直向下，支持力的方向垂直于倾斜的坡道向上，故这两个力不是一对平衡力，故A错误；失控车辆冲上避险车道时，车辆的动能转化为重力势能和内能，故B错误；失控车辆冲上避险车道时，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，故C正确；失控车辆在避险车道上停车时，速度为零，动能为零，但因为其具有一定的高度，重力势能不为零，所以机械能不为零，故D错误.
10.答案：C
解析：本题考查热现象及能量的转化。火箭发射时出现的大量“白气”是水蒸气液化形成的小水滴，是液化现象，故A错误；火箭点火升空的过程中是由化学能转化为机械能，故B错误；改变物体内能有两种方式：做功和热传递，火箭喷出的高温燃气使周围的空气内能增大，是通过热传递改变空气内能的，故C正确；分子热运动与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈，故D错误。
11.答案：不是；增大；增大
解析：本题考查机械能的转化和平衡状态。物体保持静止或做匀速直线运动时，物体受力平衡，处于平衡状态。在加速上升时，“双星”处在加速状态，加速状态不是平衡状态；“双星”在加速升空的过程中，其质量不变，速度变大，则动能增大；同时高度变大，其重力势能增大。
12.答案：>
解析：篮球运动过程中，由于受到空气阻力的作用，一部分机械能增转化为内能，使得篮球的机械能逐渐减小，所以A点的机械能大于B点的机械能；由于A、B等高，篮球的质量不变，所以A、B点篮球的重力势能相同，则A点的动能大于B点的动能，即。
13.答案：动；10
解析：不计空气阻力，下落过程中鸡蛋的质量不变，高度减小，速度增大。在此过程中，重力势能转化为动能，重力对鸡蛋所做的功为。
14.答案：如图所示
解析：小球所受重力G的方向竖直向下，所受绳子拉力F的方向沿绳的方向向上.
15.答案：(1)根据题意可知物体被抛出时的重力势能为,
动能为：.
(2)物体落地过程中重力做的功为：.
(3)因为整个过程中机械能守恒，故物体落地前瞬间所具有的机械能等于物体被抛出时的机械能，又因为落地前瞬间物体的重力势能为0,故此瞬间物体具有的动能为.
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