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单选题

“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目.如图所示,一端系住人的腰部、另一端系于跳台的是一根弹性橡皮绳.当人下落至图中Q点时,橡皮绳刚好被拉直.那么,在人越过Q点继续向下的过程中,人的动能变化情况是(  )

A
不变
B
变大
C
变小
D
先变大后变小

题目答案

D

答案解析

分析:

影响动能的因素有:质量和速度,人的质量在下落过程中不会改变,因此只需考虑速度的变化情况,这就要从人的受力分析入手解答.

当人越过Q点后,绳子伸长,产生的弹力由小到大,当绳子的拉力与人的自重大小关系不同时,产生的合力方向会有所不同,从而直接影响到运动状态和速度的大小变化,因此需分段来讨论.

解答:

解:越过Q点后,由绳子被拉长,发生弹性形变产生弹力,即对人的拉力;因此人共受两个力的作用,即:人的自重G,绳子的拉力F;分三个过程讨论:

①如图①,刚越过Q时,G>F,此时人受到的合力方向向下,加速运动,速度不断增加;

在人的质量不变时,速度越大,则动能越大;

②如图②,当人刚好下落到 G=F 时,人受到的合力为零;人不再做加速运动,速度达到最大,动能也最大;

③如图③,当人继续下落,且处于 G<F 时,人受到的合力方向向上,人做减速运动,此时的速度逐渐减小,动能也逐渐减小,直到下落到最低点,动能为零;

综上所述,人的动能先增大,达到最大后逐渐减小,直至为零;

故选D.

点评:

此题难度较大,关键是对人的受力分析,同时要结合力的合成以及力与运动的关系等知识,是一道力学综合题.

举一反三
单选题

如图所示是蹦床运动员在空中表演的情形,在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,下列说法正确的是(  )[br]

A
运动员的动能一直增加[br]
B
运动员的动能先减小后增加[br]
C
运动员的速度先增加后减小[br]
D
运动员的动能一直减小[br]

题目答案

C

答案解析

分析:

根据蹦床的形变量,来确定弹力与重力的关系,从而即可求解

解答:

解:在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,运动员被弹起时,质量不变,而所受到的弹力先大于重力,后小于重力,合力先是向上的,后是向下的,速度先增加后减小,动能先增加后减小.[br]故选:C

点评:

动能大小的影响因素:质量、速度.质量越大,速度越大,动能越大.

单选题

三峡水库修建大坝,为了提高水位,增加水的(  )

A
内能
B
重力势能
C
弹性势能
D
动能

题目答案

B

答案解析

分析:

水力发电的原理是将水的重力势能转化为发电机的机械能,最终转化为电能,所以重力势能越大,发电就越多;

重力势能的大小与物体的质量和高度有关,质量越大、高度越高,重力势能就越大.

解答:

三峡水库修建大坝,为了提高水位,这样水的质量和水位都增加,所以水的重力势能会增大;

故选B.

点评:

解决此类问题要结合影响重力势能的大小因素和能量的转化进行分析解答.

单选题

物体由于{_ _}而具有的能叫做重力势能.

A
被举高
B
水平运动
C
下落
D
被抛出

题目答案

A

答案解析

分析:

重力势能:物体由于被举高而具有的能,影响因素有质量和被举高的高度,质量越大、被举得越高,重力势能越大.

解答:

解:物体由于被举高而具有的能叫重力势能,物体的质量越大、被举起得越高,那么这个物体的重力势能越大,因此物体的重力势能与物体的质量和被举高的高度有关.

故答案为A.

点评:

本题型是考查物体重力势能的定义,要知道重力势能与物体的质量和高度有关.

单选题

高空抛物是极不文明的行为,会造成很大的危害.因为高处的物体具有较大的(  )

A
重力势能
B
弹性势能
C
体积
D
重力

题目答案

A

答案解析

分析:

物体由于被举高而具有的能叫重力势能,重力势能的大小与物体的质量和高度有关.

解答:

解:

由题意可知,高空抛物现象只所以会造成危害,是因为物体被举高后具有了重力势能,而且物体的质量越大、高度越高,重力势能越大.因此高空抛物会造成很大的危害.

故选A.

单选题

扬州城区的高层建筑越来越多,但高空抛物却存在巨大的安全隐患,因为高处的物体具有较大的(  )

A
弹性势能
B
重力势能
C
体积
D
阻力

题目答案

B

答案解析

分析:

物体由于被举高而具有的能叫重力势能,重力势能的大小与物体的质量和高度有关.

解答:

解:

由题意可知,高空抛物现象只所以会造成危害,是因为物体被举高后具有了重力势能,而且物体的质量越大、高度越高,重力势能越大.因此高空抛物会造成很大的危害.

故选B.

点评:

本题主要考查我们对重力势能的掌握,了解其概念和影响因素,可顺利做出判断,难度不大.

单选题

如图所示的是“探究影响重力势能大小因素”的实验过程.(容器中装有沙子,A和B为实心铁块,A的质量比B小).

(1)由{_ _}两图可探究重力势能的大小与质量的关系,结论是:当{_ _}一定时,质量越大,重力势能越大.

(2)由甲丙两图{_ _}探究重力势能的大小与高度的关系.

A
乙丙;高度;不能
B
乙丙;高度;能
C
甲乙;高度;不能
D
甲乙;高度;能

题目答案

A

答案解析

分析:

(1)根据重力势能与高度和质量的关系进行分析;

(2)掌握影响物体重力势能的因素:质量和被举高度.

解答:

解:(1)由乙丙图知,A、B两块铁高度相等,B的质量更大一些,所以可探究重力势能的大小与质量的关系,结论是:当高度一定时,质量越大,重力势能越大;

(2)由甲丙两图相比,不能探究重力势能的大小与高度的关系,因为AB的质量不相等,探究中存在两个变量.

故答案为:A.

点评:

此题是探究“物体的重力势能的大小与哪些因素有关”的实验,考查了转换法和控制变量法在实验中的应用,同时考查了影响重力势能的两个因素及根据其分析现象的能力.

单选题

为探究重力势能的大小与什么因素有关,小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验.

(1)实验中通过观察方桌陷入沙中的{_ _}来判断物体重力势能的大小.

(2)要探究重力势能大小与高度的关系应选择图{_ _}和图{_ _}进行分析比较.

A
大小;1;2
B
大小;1;3
C
深浅;1;2
D
深浅;2;3

题目答案

C

答案解析

分析:

(1)该实验采用转换法,通过观察方桌陷入沙中的深浅来判断物体重力势能的大小;

(2)当探究重力势能与高度的关系时,必须保证物体的质量相等.

解答:

解:(1)重力势能的大小无法直接观察到,所以采用转换法,通过观察方桌陷入沙中的深浅来判断重力势能的大小;

(2)如果探究重力势能与高度的关系,必须保证物体的质量相等,而图1和图2使用的是同一物体,从不同高度落下,所以可以实现探究目的;

故答案是:C.

点评:

该题考查了探究重力势能与质量和高度的关系的实验,考查了转换法和控制变量法在该实验中的应用.

单选题

在探究“物体的重力势能与什么因素有关”时,小雨提出了如下猜想:

猜想一:物体的重力势能可能与物体的质量有关;

猜想二:物体的重力势能可能与物体所在的高度有关.

为此他设计了如图甲所示的实验装置.将两端开口、长约1m、粗细均匀的圆柱形玻璃管竖直固定在铁架台上将粗细适宜的圆柱形泡沫塑料块置于玻璃管内O点处(塑料块与玻璃管内壁有适量的摩擦);其他器材还有:刻度尺、一组系有细线的质量不等的钩码、用于调整泡沫塑料块回到O点位置的木棒(如图乙所示)

请你帮助小雨回答下列问题:

探究“猜想一”时,应使用质量{_ _}的钩码从{_ _}的高度在玻璃管内由静止下落,去冲击O点的泡沫塑料块.

A
不同;不同
B
不同;相同
C
相同;相同
D
相同;不同

题目答案

B

答案解析

分析:

由于物体的重力势能与两个因素有关,因此在探究时,要用到控制变量法.在探究物体的重力势能与质量的关系时,要利用控制变量法的思路去控制物体的质量不同,让其他因素都相同去设计实验.

解答:

解:要探究物体的重力势能与质量的关系,根据控制变量法的思路,就要控制钩码的高度不变,钩码的质量变化.通过泡沫塑料块下移的距离来反映钩码重力势能的多少.

故答案为:不同;相同,选B.

点评:

实验表格的设计,首先要明确实验中包含哪些物理量,每一个物理量占据一列.从而决定了该表格包括几列.还要明确实验做了几次,每一次实验占据一行,从而确定了该表格有几行.由此即可画出实验表格.

单选题

在水平地面上铺一张纸,将皮球表面涂黑,使皮球分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,如图所示.球从较高处下落形成的圆斑是图中(      )

A
A
B
B

题目答案

B

答案解析

分析:

重力势能的大小与物体的质量和下落高度有关,下落高度相同时,质量越大,重力势能越大;质量相同时,下落高度越大,重力势能越大;皮球下落过程中,具有的重力势能转化为动能,与地面碰撞接触时又转化为弹性势能,弹性势能的大小与物体的形变大小有关,形变越大,弹性势能越大.

解答:

解:从图中A、B的印迹看出,B球的形变大,说明它原有的重力势能大.

故答案为:B.

点评:

解答本题注意所用的研究方法:控制变量法,转换法;掌握重力势能与弹性势能的影响因素以及重力势能、动能、弹性势能的转化情况.

单选题

某同学想用身边的器材(铅球)来探究影响重力势能大小的因素,其探究程序如下:

猜想:影响重力势能大小的因素可能有:

A、重力势能大小可能与物体的质量有关

B、重力势能大小可能与物体的高度有关

提供的器材是:实心铅球2kg规格2个,3kg规格一个,细沙(足够多)、刻度尺、两个相同大纸盒.请你利用上述器材,帮他设计实验方案、验证猜想并完成以下实验步骤:

A、将适量的沙子放进大纸盒里并摊平;

B、取质量为{_ _}、{_ _}的铅球各一个,将两球分别对准纸盒位置提高到相同高度然后放手,用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较;

C、取质量为{_ _}、{_ _}的铅球各一个,将两球分别对准纸盒位置提高到不同高度然后放手,用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较.

A
1kg;2kg;1kg;1kg
B
2kg;3kg;2kg;2kg
C
3kg;4kg;3kg;3kg
D
4kg;5kg;4kg;4kg

题目答案

B

答案解析

分析:

在探究影响重力势能大小的因素时,猜想影响重力势能大小的因素可能有:重力势能大小可能与物体的质量有关、可能与物体的高度有关,这时就必须采用控制变量法来研究,然后看铅球在细沙中陷入的深度,就可以知道重力势能的大小,这是一种转化的思想.

解答:

解:在探究重力势能大小可能与物体的质量有关时,要选择不同质量的铅球,将铅球提高到相同高度然后放手,用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较得出,质量越大,陷入的深度越深,所以重力势能跟质量有关;

在探究重力势能大小可能与物体的高度有关时,要选择相同质量的铅球,将铅球提高到不同高度然后放手,用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较得出;

故答案为:B.

点评:

对于重力势能,其大小由地球和地面上物体的相对位置决定,物体质量越大、位置越高、物体具有的重力势能就越大.