第十一章機械功與及機械能11.4認識動能和勢能第2課時基礎達標1.在北京冬奧會U形池比賽中，某運動員在騰空后上升的過程中(不計空氣阻力)()A．動能轉化為重力勢能B．重力勢能轉化為動能C．動能與重力勢能之和變大D．動能與重力勢能之和變小【答案】A【解析】運動員在騰空后上升的過程中，質量不變，速度減小，高度增加，所以動能減小，勢能增大，動能轉化為重力勢能，故A正確。2.引體向上是泰州市體育學業水平測試項目。如圖所示，臂力小的小明借助彈力帶進行訓練，他用腳蹬彈力帶，彈力帶對他施加一個向上的力，隨著小明身體上升，彈力帶對他向上的力的大小變化情況是________；在此過程中，彈力帶的________能轉化為小明的重力勢能，其實質是彈力帶對他做功的過程?！敬鸢浮坎粩嘧冃。粡椥詣荨窘馕觥侩S著小明身體上升，彈力帶的彈性形變越來越小，即彈力變小；隨著小明身體上升，彈力帶的彈性勢能轉化為小明的重力勢能。3.如圖所示，單擺在豎直平面內左右擺動，滾擺在豎直平面內上下往復運動。(1)這兩個實驗可以說明同一個物理問題：____________________________________。(2)在單擺和滾擺的運動過程中，它們上升的高度總是逐漸降低，產生此現象的原因是________________________________。(3)單擺的擺球從最低點向上擺動時，擺球的________能轉化為________能，滾擺從最高點向下運動時，滾擺的__________能轉化為________能?！敬鸢浮浚?）動能和重力勢能是可以相互轉化的（2）都受到空氣阻力的作用（3）動；重力勢；重力勢；動4.2022年12月4日，神舟十四號載人飛船返回艙成功著陸，如圖所示。返回艙在減速下降過程中()A．動能增加B．重力勢能增加C．機械能增加D．機械能減少【答案】D【解析】返回艙在減速下降的過程中，質量不變，高度變小，重力勢能減少，速度變小，動能減少，所以機械能減少，故選D。5.如圖所示，在2022年北京冬奧會開幕式上，質量約為3t的奧運五環緩緩升起。若將升起過程看成勻速直線運動，則該過程中奧運五環的()A．重力勢能不變B．動能增大C．機械能不變D．機械能增大【答案】D【解析】奧運五環緩緩升起時，質量不變，速度不變，高度增大，則動能不變，重力勢能增大，所以機械能增大，故選D。6.如圖所示，神舟十四號載人飛船于2022年6月5日10時44分成功發射，在載人飛船加速升空的過程中，艙內3名航天員的機械能________(填“增加”“不變”或“減小”)?！敬鸢浮吭黾印窘馕觥匡w船加速升空的過程中，航天員的質量不變，速度增加，動能增加；質量不變，高度增加，重力勢能增加；動能和重力勢能都增加，所以機械能增加。7.如圖1所示，小球依次向四個方向以相同的速度飛出。某次小球在空中飛行到落地的過程中(不計空氣阻力)，其動能Ek隨時間t變化的圖象如圖2所示，則這次小球飛出的方向為______(填序號)；小球以不同方向飛出，落地時速度大小____(填“相同”或“不同”)?！敬鸢浮竣?；相同【解析】由題圖2可知，小球的動能先變小后變大，而同一小球的質量不變，說明小球的速度先變小后變大，由此可知，小球是先上升后下降，小球到達最高點時的動能不為零，故小球飛出的方向為②；小球依次向四個方向以相同大小的速度飛出，即小球飛出時的機械能相同，小球在空中飛行到落地的過程中，不計空氣阻力，機械能不變，落地時的重力勢能均為0，因此落地時的動能相同，即速度大小相同。8.打籃球是很多同學喜愛的運動項目，某次打籃球過程中，籃球的部分運動軌跡如圖所示。下列說法正確的是()A．籃球經過相同高度的B、C兩點時，機械能相等B．籃球第一次反彈后到達最高點D時，動能為0C．籃球經過B、E兩點時，動能可能相等D．籃球在整個過程中機械能守恒【答案】C9.如圖所示，甲、乙是兩個相同的小球，從同一高度以大小相同的速度分別豎直向下和豎直向上拋出，不計空氣阻力，則下列說法正確的是()A．甲球在下降過程中重力勢能轉化為動能，機械能減少B．乙球到達最高點時的速度為0，處于靜止狀態C．乙球到達最高點時的機械能和還未落地的甲球的機械能相等D．甲球落地瞬間的動能大于乙球落地瞬間的動能【答案】C【解析】不計空氣阻力，機械能守恒，所以乙球到達最高點時的機械能和還未落地的甲球的機械能相等，故C正確。 素養提升 10.圖甲中過山車從A點出發，先后經過B、C、D、E點。圖乙是過山車在B、C、D、E點的動能和重力勢能大小的示意圖，則過山車的動能在________點最大，B點重力勢能的大小________E點動能的大小。在這個過程中，過山車的機械能是________(填“變化”或“不變”)的?！敬鸢浮緾；等于；變化 培優拓展 11.已知物體的重力勢能表達式為Ep＝mgh，動能表達式為Ek＝eq\f(1,2)mv2，其中m為物體的質量，h為物體距離水平地面的高度，v為物體的運動速度，g為常量。如圖所示，光滑斜面與粗糙水平面在B處平滑連接，質量m＝80kg的物體M在A處由靜止開始下滑，經B處后在水平面上滑至C處停止，已知A處的高度h＝9.8m，BC的距離s＝40m，不計空氣阻力。(g取10N/kg)求：(1)物體M在A處的機械能。(2)物體M滑到B處的速度大小。(3)物體M與水平面間的摩擦力大小。【答案】（1）由題意知，物體M在A處的機械能為動能與重力勢能之和，物體M在A處的速度為0，動能為0，因此物體M在A處的機械能等于重力勢能，故EA＝Ep＝mgh＝80kg×10N/kg×9.8m＝7840J。（2）由題意知，物體M從A處下滑到B處的過程中，機械能是守恒的，則Ek＝Ep，即eq\f(1,2)mvB2＝7840J，所以vB＝eq\r(\f