39讲 动能、势能、探究影响物体动能大小的因素（学生版） 2023年初中物理自主招生讲义68讲

第1 页/ 共26 页 初中物理自主招生讲义 39 动能、势能、探究影响物体动能大小的因素 一．动能大小的比较（共2 小题） 【知识点的认识】 （1）物体由于运动而具有的能，叫做动能．一切物体都具有动能 （2）①物体动能的大小与物体的运动速度有关，物体运动速度越大，物体的动能越大 ②物体动能的大小与物体的质量有关，物体的质量越大，物体的动能越大 【命题方向】 第一类常考题： 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（ ） ．燕子比鸽子飞得快 B ．鸽子比燕子飞得快 ．燕子比鸽子飞得高 D．鸽子比燕子飞得高 第二类常考题： 如果汽车、摩托车与列车三种车辆的速度相等，那么按照它们的动能从大到小排列顺序正 确的是（ ） ．汽车、摩托车、列车 B ．列车、汽车、摩托车 ．摩托车、汽车、列车 D．汽车、列车、摩托车 （多选）1．如图所示，过山车从斜轨上的最高点由静止经最低点B 运动到圆形轨道的最 高点的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化（取B 处的重力势能 为零）．则（ ） ．过山车在处的机械能等于在处的动能 B．过山车在处的重力势能大于在处的动能 ．过山车在B 处的机械能小于在处的机械能 第1 页/ 共26 页 D．过山车在B 处的机械能等于在处的机械能 2 “ ” ．在探究汽车的速度的实验中，甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的 s t ﹣图象如图所示。由图可知，甲车的动能 “ ” “ ” “ ” （选填大于、小于或等于）乙 车的动能；经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做的功之比为 。（空气阻力忽略 不计） 二．动能和势能的转化（共41 小题） 【知识点的认识】动能 ①概念：物体由于运动而具有的能，叫做动能．一切物体都具有动能． ②影响动能大小的因素：物体的质量和速度．物体的质量越大，速度越大，物体具有的动 能就越大． 势能：弹性势能和重力势能统称为势能 （1）重力势能 ①概念：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能． ②影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度．物体的质量越大，所处的高 度越高，物体的重力势能就越大． （2）弹性势能 ①概念：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能． ②影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度．同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度 越大，弹性势能就越大． 【命题方向】 第一类常考题：草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫．当飞机在 某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的（ ） ．动能不变，势能不变 B ．动能减少，势能增加 ．动能增加，势能减少 D．动能减 少，势能减少 第二类常考题： 如图所示，滑板运动员从高处平台的末端水平飞出，落在水平地面上，若不计空气阻力， 第1 页/ 共26 页 则运动员在下落过程中（ ） ．重力势能转化为动能，机械能增大 B．重力势能转化为动能，机械能不变 ．动能转化为重力势能，机械能增大 D．动能转化为重力势能，机械能减小 3．2017 年10 月9 日12 时13 分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，将委 内瑞拉遥感卫星二号（VRSS 2 ﹣）送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。卫星主要应 用于委内瑞拉国土资源普查、环境保护、灾害监测和管理、农作物估产和城市规划等领 域，对委内瑞拉发展国民经济、改善人民生活、促进社会进步等将发挥积极作用。那么 在加速升空的过程中，则卫星的（ ） ．动能增大，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小 ．动能减小，重力势能增大 D．动能减小，重力势能不变 4．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0 时刻，将一重为G＝50 的金 属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后 又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力 传感器，测出这一过程弹簧弹力F 随时间t 变化的图象如图乙所示，则（ ） ．t1时刻小球的动能最大 B．t2时刻小球的动能最大 ．t2到t3时间内，小球的动能先增加后减少 第1 页/ 共26 页 D．t2到t3时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能 5．如图小雨在玩蹦极，不考虑空气阻力，则他在下降过程中的能量分析，说法正确的是（ ） ．下降到最低点，动能最小，弹性势能最大 B．弹性绳绷直前，重力势能减小，动能不变 ．弹性绳绷直前，重力势能增大，动能减小 D．下降到最低点，动能最大，弹性势能最大 6．乒乓球从处掉落，在地面弹跳的频闪照片如图，从点到b 点的过程，乒乓球距离地面的 高度为，具有的机械能为E ，下列说法正确的是（ ） ．变化时，E 保持不变 B．变化时，E 一直减小 ．E 随增大而增大，减小而减小 D．E 随增大而减小，减小而增大 7．孔明灯俗称许愿灯，放孔明灯是我国的一种民俗文化。如图所示，孔明灯在点燃后加速 上升的过程中，忽略其质量的变化，则孔明灯的（ ） ．重力势能减少，动能减少 第1 页/ 共26 页 B．重力势能减少，动能增加 ．重力势能增加，动能减少 D．重力势能增加，动能增加 8．如图所示，甲、乙、丙为三个光滑线型轨道，带孔的光滑小球套在光滑轨道上，并沿轨 道的顶端滑动。轨道的高度和总长度均相同。将小球从轨道的顶端由静止开始释放，经 过时间t 滑到轨道的底端。下列关于三小球的说法中正确的是（ ） ．甲图中小球所用时间t 最少，到达底端时所具有的动能最小 B．乙图中小球所用时间t 最少，到达底端时所具有的动能均相同 ．丙图中小球所用时间t 最少，到达底端时所具有的动能最大 D．三幅图中小球所用的时间相同，到达底端时所具有的动能也相同 9．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0 时刻，将一重为G＝50 的金 属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后 又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力 传感器，测出这一过程弹簧弹力F 随时间t 变化的图象如图乙所示，则（ ） ．t1时刻小球的动能最大 B．t2时刻小球的动能最大 ．t2到t3时间内，小球的动能不断增加 D．t2到t3时间内，小球增加的动能小于弹簧减小的弹性势能 10．将一个重为G 的小球从空中某点静止释放，落在竖直放置的轻弹簧上，压缩到最低点 后，再被弹起，若不计空气阻力，则小球运动到最低点时，（ ） 第1 页/ 共26 页 ．小球的动能最大 B．小球的重力势能最大 ．小球受的合力不为零 D．小球受的合力为零 11．如图所示，足球以初速度v 沿着凹凸不平的草地从运动到d ，足球（ ） ．在b、d 两点动能相等 B．从b 到的过程中机械能减少 ．在、d 两点动能相等 D．从到d 的过程，重力势能减少 12 ．下列说法中正确的是（ ） ．跳伞运动员匀速下落的过程中，动能变大 B．投出去的实心球在空中运动过程中，运动状态不变 ．跳远运动员起跳后能继续向前运动，是由于运动员具有惯性 D．跳高运动员起跳蹬地时，运动员对地的压力小于地对运动员的支持力 13．一个小石块从空中的某一高度，由静止开始竖直下落，若不计空气阻力，从小石块开 始下落，到刚落到地面的过程中，小石块的重力势能Ep 随着时间的变化图象可能是（ ） ． B． 第1 页/ 共26 页 ． D． 14．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0 时刻，将一重为G＝50 的金 属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后 又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力 传感器，测出这一过程弹簧弹力F 随时间t 变化的图象如图乙所示，则（ ） ．t1时刻小球的动能最大 B．t2到t3时间内，小球增加动能等于弹簧减少的弹性势能 ．t2时刻小球的动能最大 D．t2到t3时间内，小球动能先增加后减小 15．2015 年4 月25 日尼泊尔发生81 级大地震，造成巨大人员和财产损失。下列有关地震 涉及物理知识的说法中错误的是（ ） ．救灾直升飞机保持一定高度匀速飞行并空投物资过程中机械能不变 B．强烈地震引发珠峰雪崩，冰雪石块飞速涌下过程中重力势能减小，动能增大，机械 能减小 ．由于惯性，救援人员必须提前在飞机还未到达目标区域上方时投放物质 D．直升飞机升空时，因螺旋桨高速转动在桨上下表面形成压强差使飞机所受升力大于 重力 16 ．自行车沿斜坡匀速驶下的过程中，它具有的（ ） ．重力势能减小，动能增大 B．重力势能减小，动能不变 ．重力势能减小，机械能增大 D．动能不变，机械能不变 第1 页/ 共26 页 17．如图所示，足球以初速度v 沿着凹凸不平的草地从运动到d ，足球（ ） ．在b、d 两点动能相等 B．在、d 两点动能相等 ．从b 到的过程机械能减少 D．从到d 的过程重力势能减少 18．如图所示，小钢球沿光滑的线路由经B 和到D，已知B＝B＝D，、B、、D 在同一水 平面上，则球经过B、B、D 面的时间t1、t2、t3 的关系为（ ） ．t1＝t2＝t3 B．t1＞t2＞t3 ．t1＜t3＜t2 D．t1＜t2＜t3 19．在水平街道上匀速行驶的洒水车，一边行驶一边向道路上洒水。下列关于其机械能变 化的说法中正确的是（ ） ．动能不变，机械能减小 B．动能减小，机械能减小 ．动能不变，机械能不变 D．动能减小，机械能增大 20．一物体从某一高度自由落下落在竖立于地面的轻质弹簧上，如图所示，在点物体开始 与轻弹簧接触，到B 点时，物体速度为零，然后被弹簧弹回，下列说法正确的是：（ ） ．物体从下降到B 的过程中动能不断变小 B．物体从B 上升到的过程中动能不断变大 ．物体从下降到B 以及从B 上升到的过程中速度大小都是先增大后减小 D．物体在B 点时所受合力为零 21．2011 年4 月10 “ ” 日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭，成功将北斗八 第1 页/ 共26 页 号导航卫星发射到预定椭圆轨道，该椭圆软道近地点约200 千米，远地点约3599 千 米，如图是北斗八号一导航卫星的轨道示意图。已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过 程中机械能守恒，则关于该卫星从远地点向近地点运行过程中势能、动能、速度的变化 是（ ） ．势能增加、动能减小、速度减小 B．势能减小、动能增加、速度增加 ．势能减小、动能增加、速度不变 D．势能不变、动能不变、速度不变 22．在一个固定的粗糙斜面上，一个物体从顶端由静止开始滑下，若它在顶端时相对低端 的重力势能为10 ，则它滑到低端的动能（ ） ．可能是8 B．一定是10 ．可能是12 D．以上都有可能 23．汶川地震后，某空降部队15 名空降兵勇士从5000m 高空跳下实施救助任务。他们跳 出飞机舱门，在打开降落伞之前下降的速度越来越大，这一过程中伞兵勇士的（ ） ．动能增大，重力势能增大 B．动能减小，重力势能减小 ．动能减小，重力势能增大 D．动能增大，重力势能减小 24 “ ” ．嫦娥一号返回舱在距离地面一定高度时，需要打开降落伞减速，以便安全着陆。在 返回舱减速下降的过程中（ ） ．动能不变，势能减小，机械能不变 B．动能不变，势能减小，机械能减小 ．动能减小，势能减小，机械能减小 D．动能增大，势能减小，机械能不变 25．一架飞机在某灾区上空沿水平方向匀速飞行，同时向地面投放救灾物资。投下物资 第1 页/ 共26 页 后，飞机的动能和势能发生变化是（ ） ．动能不变，势能减小 B．动能变小，势能不变 ．动能和势能都变小 D．动能和势能都不变 26．如图所示，小松妈妈去百货大楼购物，自动扶梯把她从一楼匀速送到二楼的过程中， 她的（ ） ．动能增大，势能增大，机械能增大 B．动能增大，势能增大，机械能不变 ．动能不变，势能增大，机械能不变 D．动能不变，势能增大，机械能增大 （多选）27．用手将一重为G 的铁球缓慢放在一自然伸长的弹簧上，放手后，铁球从位置 开始向下运动，到达B 位置速度达到最大，到达位置小球的速度变为零（整个过程中不 计能量损耗）。则下列说法正确的是（ ） ．从点到点铁球的动能一直减小 B．在B 点铁球的重力势能和弹簧的弹性势能之和最小 ．从点到B 点铁球的动能和重力势能之和一直增大 D．在位置弹簧的弹性势能最大 （多选）28．如图所示，一段弹簧固定在水平桌面上，将一个小球放在弹簧上使其处于静 止状态，用竖直向下的力F 压小球至图甲的位置，然后撤去力F，小球向上运动到点后 下落如图乙所示，不计空气阻力的影响则从撤去力F 到小球运动到点的过程中，下列说 法中正确的是（ ） 第1 页/ 共26 页 ．小球在点处受力平衡 B．小球离开弹簧时的速度最大 ．小球所受合力为零时动能最大 D．撤去力F 瞬间弹簧的弹性势能最大 （多选）29．如图所示，斜面与水平面在M 点通过小圆弧相连，弹簧左端固定在竖直墙壁 上，原长时右端在点。小物块从斜面上P 点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P 点。 则（ ） ．小物块从P 向M 运动过程中，重力势能减少 B．小物块从P 向M 运动过程中，机械能减少 ．小物块从向M 运动过程中，动能增加 D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大 （多选）30．如图所示，一轻弹簧固定于点，另一端系一重物，将重物从与悬点在同一高 度且弹簧保持原长的点由静止释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由点摆向最 低点的过程中（ ） ．重物的重力势能减少 B．重物的重力势能增加 ．重物的机械能减少 D．重物的机械能不变 第1 页/ 共26 页 （多选）31．如图甲所示，在外力作用下将小球压至如图甲所示的位置，放开手后，小球 被弹起，小球弹起至与弹簧分离的过程中，得到小球速度v 和运动时间t 的关系图线， 如图乙所示，其中t1 时刻对应曲线最高点，t2 时刻小球刚好与弹簧分离。不计空气阻 力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，对小球的分析说法错误的是（ ） ．在t2时刻小球只受重力 B．0～t2时刻，小球动能一直在增大 ．0～t2时刻，小球的机械能不变 D．在t1时刻，小球受力平衡 （多选）32．一个小球从点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、两点，如图所 示。若、B 两点间的距离等于B 、两点间的距离，则下列说法中正确的是（ ） ．小球在下落过程中动能不变 B．小球在点的重力势能小于在B 点的重力势能 ．小球所受的重力在B 段做的功等于在B 段做的功 D．小球所受的重力在B 段做功的功率小于在B 段做功的功率 （多选）33．一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点，在此过程中（ ） ．物块的动能减少 B．物块的重力势能减少 第1 页/ 共26 页 ．物块重力势能的减少量等于物块动能的增加量 D．物块重力势能的减少量等于物块和斜面摩擦产生的总热量与物块动能的增加量之和 （多选）34 ．下列说法中正确的是（ ） ．匀速下落过程中的跳伞运动员的机械能减小 B．在空中下落的排球，运动得越来越快，是因为排球具有惯性 ．汽车受到力的作用，它的运动快慢或运动方向一定发生改变 D．小安站在磅秤上，小安对磅秤的压力和磅秤对小安的支持力大小一定相等 35．小朋友从滑梯上匀速滑下，他的动能 ，此过程中将 能转化为 能。 36．如图所示，小球静止在木块上，将钢球B 从高为的位置由静止释放，与木块发生碰 撞。钢球B 下落过程中动能 “ ” “ ” “ ” （选填增大、不变或减小）；木块被撞出后， 小球由于具有 ，没有随木块一起运动。 37．运输飞机一边在空中水平匀速飞行，一边往地面投放救灾物资，在这个过程中，飞机 的动能 ，飞机的机械能 “ ”“ ” “ ” 。（选填增大 减小或不变） 38．如图，一物体从平台上分别沿左右两侧的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑的过程 中，物体受到的力有 （写出力的名称）；物体从左侧下滑到底端时的动能 “ ” “ ” “ ” （填大于、等于或小于）物体从右侧下滑到底端时的动能。 39．北京时间2003 年10 月16 日6 时23 “ ” 分，神舟五号载人飞船在内蒙古主着陆场成功着 陆，返回舱完好无损，中国首位航天员杨利伟自主出舱，这标志着中国首次载人航天飞 “ ” 行圆满成功。飞船发射时，随着指挥员点火一声令下，巨型运载火箭喷射出一团橘红 “ ” 色的烈焰，将神舟五号飞船平地托起，直冲云天。在火箭刚离地加速上升的过程 “ ” 中，神舟五号飞船的动能 ，重力势能 “ ” “ ” “ 。（选填增大、减小或不 ” 变） 第1 页/ 共26 页 40．2005 年6 月，广西梧州地区发生了洪涝灾害，国家启动应急救援措施，向该地区空投 一批救援物资。若空投物资先加速后匀速下落，那么在加速下落阶段，物资的动能将 ，机械能 “ ” “ ” “ ” 。（填增大、不变或减小） 41．蹦床运动是奥运会比赛项目。运动员比赛开始前直立在蹦床中央，比赛开始时快速下 蹲并立即恢复直立被蹦床弹起，离开蹦床时是成直立状态并一直保持，到达最高点后下 落到接触蹦床时又快速下蹲并立即恢复直立。再次被蹦床弹起，达到更高点。分析时可 将蹦床运动可简化为一个落到竖直放置的轻弹簧的小球运动，如图所示。（不考虑空气 阻力，g 取10/kg） 让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧 的瞬间（如图乙），小球速度为5m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短（如图丙） 的整个过程中，得到小球的速度v 和弹簧缩短的长度Δx 之间的关系如图丁所示，其中 为曲线的最高点，已知该蹦床弹簧每受到120 的压力就缩短1m，并且轻弹簧在全过程 中始终发生弹性形变。 （1 ）从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是 ， 弹簧弹性势能变化情况是 。 一直增大 B 一直减小 先增大后减小 D 先减小后增大 （2 ）运动员的速度最大时蹦床对运动员施加的弹力是 。 （3）由图可知，当蹦床弹簧的压缩量最大时，运动员的速度为0 ，此时，运动员处于 “ ” “ ” 状态（选填平衡或非平衡）。 42．阅读短文，