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國中物理動能和勢能練習題

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1.在物理學中怎樣才算做了功?功的大小的計算公式是什麼?

國中物理動能和勢能練習題

解析:複習功的知識,為學習動能和勢能作鋪墊。只有具備了做功的兩個必要因素,才算做了功。

答案:有了作用在物體上的力和物體沿力的方向移動的距離,才算做了功。功的計算公式為W=Fs。

2.大家想一想,生活中哪些場合常聽到能量一詞?能量簡稱能,在日常生活中有很多應用,並且它有很多不同的形式,你知道哪些具體形式的能量?

解析:回憶生活中所說的能量,瞭解它們的不同含義,初步區分物理學中的能量跟生活中的能量的不同,並瞭解不同形式的能量,為學習本課打下基礎。

答案:這個人能量大得很!原子彈的能量真大!等等。

熱能、太陽能、動能、勢能、電能、原子能等。

3.___________________叫動能,影響動能的因素有________________________。

解析:通過對動能的預習,初步瞭解動能的定義和影響動能的因素,明確這是本節課的重點之一;通過預習,提前發現問題,以便在學習新課的過程中及時解決。本題可以參閱課本回答。

答案:物體由於運動而具有的能量 質量和速度

4.___________________叫重力勢能,影響重力勢能的因素有________________。

__________________叫彈性勢能,影響彈性勢能的因素有__________________。

解析:通過對重力勢能的預習,初步瞭解重力勢能的定義和影響重力勢能的因素,明確這是本節課的另一重點;通過對彈性勢能的預習,以便在學習新課的過程中做到有的放矢。本題可以參閱課本回答。

答案:物體由於被舉高而具有的能量 質量和高度 物體由於發生彈性形變而具有的能量 彈性形變的大小

10分鐘訓練 (強化類訓練,可用於課中)

1.關於能的概念,下列說法中正確的是( )

A.勢能相等的物體是在同一高度

B.懸掛的物體因為沒有做功,所以沒有能

C.在空中飛行的子彈能做功,所以具有能

D.一個物體具有能量,則它一定具有動能或勢能

解析:勢能分為重力勢能和彈性勢能,重力勢能的大小跟物體的質量和高度有關;而彈性勢能的大小跟物體的彈性形變的大小有關,所以勢能相等,無法確定它們是否在同一高度,故選項A是錯誤的。判斷物體是否具有能量是看它有無做功的本領,而不是看它有沒有做功,所以選項B是錯誤的,C是正確的。能有很多形式:熱能、太陽能、動能、勢能、電能、原子能等,所以物體具有的能量不一定是哪種形式,故選項D是錯誤的。

答案:C

2.有一個彈簧測力計,它的量程是10 N,在這個彈簧測力計下分別掛5 N和3 N的物體時,兩次彈簧測力計上的彈簧具有的彈性勢能進行比較,以下正確的是( )

A.兩次彈簧具有的彈性勢能相同

B.第一次比第二次彈簧具有的彈性勢能大

C.第一次比第二次彈簧具有的彈性勢能小

D.無法確定

解析:同一物體的彈性勢能的大小跟物體彈性形變的大小有關,彈性形變越大,彈性勢能就越大。從題中可以看出,兩次彈簧發生的都是彈性形變,第一次的彈性形變要比第二次的大,所以,第一次比第二次彈簧具有的彈性勢能大。

答案:B

3.下列情況中,物體既具有動能又具有重力勢能的是( )

A.海面上航行的輪船 B.空中飛行的子彈

C.吊在天花板上的電燈 D.拉長的橡皮筋

解析:根據動能的定義可知,物體有無動能要根據物體是否運動來判斷,如果物體運動,則具有動能;如果物體靜止,則物體不具有動能。根據重力勢能的定義可知,物體有無重力勢能要根據物體是否被舉高來判斷,如果物體被舉高了,則物體具有重力勢能,否則就不具有重力勢能。海面上航行的輪船在運動,但沒有被舉高,所以只具有動能。空中飛行的子彈是運動的,同時又有一定的高度,所以它既具有動能又具有重力勢能。吊在天花板上的電燈是靜止的,同時它有一定的高度,所以它只具有重力勢能。拉長的橡皮筋只具有彈性勢能。

答案:B

4.兩輛相同的汽車在高速公路上行駛,甲車的速度是120 km/h,乙車的速度是35 m/s,則____________車具有的動能大,這表明物體的______________相同時,____________大的物體具有的動能大。

解析:乙車的速度是35 m/s,即126 km/h,大於甲車的速度,又因為甲、乙的質量相等,所以乙的動能大於甲的動能。根據質量和速度對動能的影響,有兩種比較物體動能大小的方法:一種方法是:物體的質量相同,比較速度的大小,速度越大,動能越大;另一種方法是:物體的速度相同,比較質量的大小,質量越大,動能越大。顯然,本題採用了第一種方法。

答案:乙 質量 速度

5.如圖15-4-1所示,公路上都有限制汽車速度的標誌,以減少交通事故。這是因為汽車的速度越大,___________________越大。

圖15-4-1

解析:因為汽車在行駛過程中,質量不變,如果速度越來越大,那麼,汽車的動能就會越來越大。

答案:動能

6.讓鋼球在斜面的一定高度自由滾下,打到一個小木塊上,將木塊推出一段距離,放在同一水平面上相同位置的木塊被推得越遠,表示鋼球的動能越大。現用質量不同的鋼球分別放在斜面的同一高度自由滾下,看哪次木塊被推得遠,回答下面的問題:

(1)設計該實驗的目的是研究______________________________________。

(2)讓不同質量的鋼球從斜面的同一高度自由滾下是為了_________________________。

(3)該實驗可得出什麼結論?

(4)下表給出了一頭牛慢行和一名中學生百米賽跑時的一些資料:

物體質量m/kg速度v/ms-1動能E/J

牛約600約0.5約75

中學生約50約6約900

分析以上資料,可以看出,對物體的'動能大小影響較大的因素是。你這樣判斷的依據是

_________________________________________________________________________。

解析:影響動能的因素有質量和速度,在通過實驗驗證動能跟哪個因素有關時,要用控制變數法。題中已告訴我們顯示動能大小的方法,實驗用的是質量不同的鋼球從同一高度自由滾下,做了對比實驗,到底是研究動能的大小跟哪個因素的關係,根據控制變數法對題進行分析即可得出。顯然,質量不同的鋼球從同一高度自由滾下,鋼球滾到斜面底端時速度相同,而質量不同,所以該實驗研究的是質量對動能的影響,實驗結論也就不難得出。分析表格中的資料,算算牛和中學生的質量倍數、速度倍數、動能倍數,根據質量和速度對動能的影響,可分析得出哪個因素對動能的影響大。

答案:(1)動能的大小是否跟物體的質量有關。

(2)使質量不同的鋼球運動到斜面底端時,速度相同。

(3)動能的大小跟物體的質量有關。

(4)速度 中學生的質量是牛的1/12,而速度是牛的12倍,此時中學生的動能反而是牛的12倍,所以速度對動能的影響大。

30分鐘訓練 (鞏固類訓練,可用於課後)

1.打木樁的重錘自由下落時,關於它的動能和勢能的變化,下列說法正確的是( )

A.動能不變,勢能不變 B.動能增大,勢能不變

C.動能增大,勢能減小 D.動能減小,勢能增大

解析:打木樁的重錘在自由下落的過程中,它的質量不變,高度逐漸減小,所以它的重力勢能逐漸減小;又因為它的速度在逐漸增大,所以它的動能逐漸增大。

答案:C

2.質量較大的鴿子與質量較小的燕子,在天空中自由翱翔,如果它們的動能相等,那麼( )

A.燕子比鴿子飛得快 B.燕子比鴿子飛得慢

C.燕子與鴿子飛得一樣快 D.無法比較

解析:已知鴿子的質量比燕子的質量大,而它們的動能相等,所以,鴿子的速度要比燕子的速度小。

答案:A

3.一個物體在平衡力的作用下( )

A.它的動能一定不變 B.它的重力勢能一定不變

C.它的彈性勢能一定不變 D.無法確定

解析:物體在平衡力的作用下,將保持靜止狀態或勻速直線運動狀態即物體的速度不變,又因為質量也不變,所以動能一定不變,所以選項A是正確的。如果物體在水平方向上做勻速直線運動,則重力勢能不變,如果在其他方向上做勻速直線運動,則它的高度要發生變化,重力勢能要改變,所以選項B是錯誤的。物體在平衡力的作用下是否發生彈性形變無法確定,所以選項C是錯誤的。

答案:A

4.關於彈性勢能的說法正確的是( )

A.橡皮泥的形變越大,它具有的彈性勢能越大

B.彈簧的彈性越大,它具有的彈性勢能越大

C.彈簧越長,它具有的彈性勢能越大

D.對於給定的彈簧來說,它的彈性形變越大,它具有的彈性勢能越大

解析:物體是否具有彈性勢能跟物體是否發生彈性形變有關,如果物體發生了彈性形變,則它就具有彈性勢能,否則,它就不具有彈性勢能。橡皮泥發生了形變,但是不是彈性形變,不能確定,也就無法比較彈性勢能的大小。彈性跟彈性形變不同,物體有彈性,但不一定發生形變,如果物體不發生彈性形變,就不具有彈性勢能。彈簧的長度不是彈性形變,彈性勢能的大小跟彈簧的長度無關,同一物體的彈性勢能只跟彈性形變的大小有關,彈性形變越大,它具有的彈性勢能越大,所以只有選項D是正確的。

答案:D

5.如圖15-4-2所示,小明在玩蹦蹦杆,在小明將蹦蹦杆中的彈簧向下壓縮的過程中,小明的重力勢能、彈簧的彈性勢能的變化是( )

圖15-4-2

A.重力勢能減小,彈性勢能增大 B.重力勢能增大,彈性勢能增大

C.重力勢能減小,彈性勢能減小 D.重力勢能增大,彈性勢能減小

解析:在小明將蹦蹦杆中的彈簧向下壓縮的過程中,小明的質量不變,高度減小,彈簧的彈性形變增大,所以,小明的重力勢能減小,彈簧的彈性勢能增大。

答案:A

6.關於重力勢能的說法,正確的是( )

A.質量大的物體,重力勢能一定大

B.被舉得高的物體,重力勢能一定大

C.質量相等的物體,被舉得越高,重力勢能就越大

D.質量相等的物體,速度越大,重力勢能就越大

解析:影響重力勢能的因素是質量和高度,那麼,比較重力勢能的大小既要比較質量,又要比較高度,所以,比較重力勢能的大小有兩種方法:一種方法是質量相等,比較高度的高低,高度越高,重力勢能越大;另一種方法是高度相同,比較質量的大小,質量越大,重力勢能越大。只根據其中一個因素,無法比較重力勢能的大小。

答案:C

7.判斷下列說法是否正確,正確的打,錯誤的打。

(1)被壓縮的彈簧具有彈性勢能。( )

(2)被舉高的重錘具有彈性勢能。( )

(3)只有物體做了功,它才具有能。( )

(4)下落的雨滴既具有動能又具有重力勢能。( )

(5)位置高的物體一定比位置低的物體重力勢能大。( )

解析:物體有無彈性勢能要根據物體是否發生彈性形變來判斷,物體有無動能要根據物體是否運動來判斷,物體有無重力勢能要根據物體是否被舉高來判斷,物體可能只具有一種形式的能,也可能同時具有幾種不同形式的能。被壓縮的彈簧發生了彈性形變,所以具有彈性勢能,(1)是正確的。被舉高的重錘只是高度升高,並沒有發生彈性形變,所以不具有彈性勢能,(2)是錯誤的。一個物體只要具有做功的本領,它就具有能,但有了做功的本領,不一定做功,所以(3)是錯誤的。下落的雨滴既運動又有高度,所以既具有動能又具有重力勢能,(4)是正確的。物體的質量和高度共同影響重力勢能的大小,只根據高度的高低,無法確定重力勢能的大小,所以(5)是錯誤的。

答案:(1) (2) (3) (4) (5)

8.裝滿水的灑水車,在平直的馬路上一邊灑水,一邊勻速前行。在它灑水的過程中,灑水車的動能將________________________________。

解析:從題中可以看出,灑水車的速度沒變,但在它灑水的過程中,隨著水的不斷灑出,灑水車的總質量在減小,所以灑水車的動能將減小。

答案:減小

9.如圖15-4-3所示,甲是研究物體動能的大小與哪些因素有關的實驗裝置,實驗中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止滾下,打到同一個木塊上。圖乙是研究牛頓第一定律的實驗裝置,實驗中讓同一鋼球從斜面上相同的高度由靜止滾下,在粗糙程度不同的平面上運動。請回答以下問題:

圖15-4-3

(1)設計甲實驗的目的是研究鋼球動能的大小與_______________的關係;設計乙實驗的目

的是研究運動的鋼球速度減小的快慢與所受____________________的關係。

(2)甲實驗是通過木塊被推動______________的大小,說明鋼球對木塊做功的多少,從而判斷鋼球動能的大小;乙實驗是通過鋼球在粗糙程度不同的平面上運動的遠近,推理得出:在理想情況下,運動的物體如果_________________,將永遠做勻速直線運動。

(3)兩個實驗都涉及到同一種物理方法,叫_________________________。

解析:從甲實驗中可以看出,兩次實驗用的是鋼球,質量相同,在斜面上的高度不同,那麼,鋼球滾到斜面底端時速度不同,所以該實驗是研究動能的大小跟物體速度的關係。在乙實驗中,水平面的粗糙程度不同,受到的阻力不同,所以該實驗是研究運動的鋼球速度減小的快慢與所受阻力的關係。研究動能的大小跟物體速度的關係,要把動能的大小顯示出來,可以通過做功的多少顯示,而做功的多少又可以通過將同一個木塊推動距離的遠近來顯示。在乙實驗的基礎上加以推理得出推論。這兩個實驗都採用了控制變數法。

答案:(1)速度 阻力(或外力) (2)距離 不受阻力(或外力)作用 (3)控制變數法

10.山頂上有塊石頭,穩穩地待在山頂上,它有沒有重力勢能呢?小華和小明展開了討論:

小華:石頭穩穩地待在山頂,它不具有重力勢能。

小明:因為石頭待在山頂上,它距地面有很大的高度,所以它應具有重力勢能。

小華:要是我們在山頂上看它,它甚至在我們的腳下,它不具有高度,當然也不應有重力勢能。

小明:但我們在山腳下看它時,它有很大的高度,它還是應該有重力勢能的。

究竟這塊石頭有沒有重力勢能呢?請你給出一個合理的解釋。

解析:物體有無重力勢能要根據物體是否被舉高來判斷。一般地,物體是否被舉高,是相對於地面即以地面為參照物來說的,如果參照物發生了變化,那麼物體的高度可能很小,小到為0,也可能很大,所以如果參照物不確定,就無法確定重力勢能的大小。題中小華和小明就是因為所選的參照物不同,得出了截然相反的結論,但都是有道理的。因此,嚴格地講,要先選擇出參照物,然後再判斷物體有無重力勢能。但在國中階段,物體有無重力勢能都以地面為參照物來判斷。

答案:如果以地面為參照物,石頭有一定的高度,所以它具有重力勢能;如果以山頂為參照物,石頭的高度為0,它不具有重力勢能。

快樂時光

一次,希特勒到劇院看戲。每當戲中出現希特勒的字眼時,觀眾都要站立歡呼,並報以熱烈的掌聲,全場只有希特勒一直是坐著的。幾次之後,他身旁的一個年輕人發現了這個情況。他悄悄地附在希特勒耳邊說:您真勇敢!要不是害怕,我也不會向那條老狗致意