初中物理机械能简答题

(10分)小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关．
(1)让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
(2)让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．
上述甲、乙两组实验中：
①乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的              ．
②选用图甲探究的是动能与       的关系，得出的结论是：                          ．
③选用图乙探究的是动能与            的关系．

在做完探究“动能的大小与什么因素有关”的实验后，小华提出了这样一个问题：
“如果改变斜面的长度，仍使小球从同一高度滚下，小球的动能变不变呢?”
“当然不变了，”同桌小明立刻回答说，“因为高度并没有变.”
“可毕竟斜面的坡度变了呀!斜面的坡度对动能有没有影响呢?”小红说.
“做一做实验不就知道了吗?”
于是他们准备利用身边的实验器材，通过实验进行探究.他们还为这个探究活动设计了一个探究报告，以下就是这个探究报告的框架.在报告中有的地方没有填写，请你帮助他们尽可能地完善.
探究课题：同一钢球在不同坡度的斜面上从相同高度的位置滚下，到达斜面底端的动能是否相同?

猜想：尽管斜面的坡度不同，只要钢球从相同高度的位置开始滚下,到达斜面底端的动能是相同的.
(3) 实验器材和实验装置
如图所示.

 

(4)实验步骤                                                                
                                                                        .
(5)实验记录：(请在下面设计记录实验数据的表格，不必填写数据).
(6)预测：
如果实验结论与猜想一致，则在实验中应该看到的现象是：
___________________ _________________________________________________________

在一次课外活动中，老师带领同学们到海运码头去参观。看到大型起重机一台挨一台，个个高昂着头。老师指着它们问身边的同学：知道这些“大力士”是根据什么道理制造的吗？“滑轮组呀！”同学们脱口而出。“用它们来钓（吊）鱼怎么样？”大家捧腹大笑。“笑什么啊！”老师越是一本正经，同学们越是笑得前仰后合。
“你们多少也要体谅点儿，它们整天忙碌着，闲暇时钓钓鱼轻松一下难道不应该？”
“应该还是应该，就是太不合算了，也就是说用它们来钓鱼，其机械效率太低了。”小明应答着。
小明同学的说法对吗？请你结合上述情景，对其说法作出评价。

如图所示，悬挂着两个静止的易拉罐，一个装满湿沙子，另一个是空的。

（1）用相同的力分别推这两个处于静止状态的易拉罐，哪个更难被推动？为什么？

（2）用一个较大的力推装满湿沙子的易拉罐，使它来回摆动起来，假如易拉罐摆动到最高位置的瞬间，绳子突然断了，此刻，易拉罐具有哪种形式的机械能？

2020年5月，如图所示的长征五号 $B$遥一运载火箭，将我国新一代载人飞船试验船和货物返回舱试验舱送入预定轨道。发射取得圆满成功。请回答下列问题：

（1）为什么火箭向下喷射燃气，却能向上运动？

（2）助推器分离后失去动力，为什么还能继续上升一段距离？

（3）返回舱再入大气层，与大气层摩擦生热，机械能转化为哪种形式的能量？

科普阅读题：阅读下列短文。

“墨子号”与“天宫二号”

人类一直向往插上翅膀，飞向太空，探索宇宙的奥秘。我国的太空探索技术一走在世界前列。

2016年8月16日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心用运载火箭将“墨子号”卫星发射升空，“墨子号”先在火箭强大推力的作用下加速上升，到达预定轨道后与火箭成功分离，绕地球做圆周运动。它是世界首颗量子科学实验卫星。

仅隔1个月后的中秋夜22时04分，运载火箭又从酒泉卫星发射中心腾空而起，约575秒后，“天宫二号”与火箭成功分离，进入预定轨道。“天宫二号”的主要任务是与“神舟十一号”载人飞船交会对接，完成两名航天员进行30天中期驻留；与货运飞船交会对接，进行推进剂补加；在航天员驻留期间，开展维修性技术实验，及舱内其他实验项目；搭载14个科学实验，开展空间技术应用。它也担负着量子通讯实验的使命，量子通讯的信息传输速度尽管不会超过光速，但会大大加强通信的安全性。

量子卫星首席科学家潘建伟院士说，墨子最早提出光沿直线传播，设计了小孔成像实验，奠定了光通信、量子通信的基础。“墨子号”以中国古代伟大科学家墨子的名字命名，提升了中华民族的文化自信。

回答下列问题：

（1）升空的“墨子号”与火箭分离前，“墨子号”的动能　增大　，机械能　　（选填“增大”“不变”或“减小” $)$。

（2）“天宫二号”与货运飞船交会对接时，以“天宫二号”为参照物，货运飞船是　　的；以地球为参照物，货运飞船是　　的（选填“运动”或“静止” $)$。

（3）写出除小孔成像外，能说明“光沿直线传播”的一个实例　　。

2020年5月，如图所示的长征五号 $B$遥一运载火箭，将我国新一代载人飞船试验船和货物返回舱试验舱送入预定轨道。发射取得圆满成功。请回答下列问题：

（1）为什么火箭向下喷射燃气，却能向上运动？

（2）助推器分离后失去动力，为什么还能继续上升一段距离？

（3）返回舱再入大气层，与大气层摩擦生热，机械能转化为哪种形式的能量？

阅读下列短文

三峡船闸

我国的三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程，三峡大坝上下游的水位差最高可达 $113m$。巨大的落差有利于生产可观的电力。但也带来了航运方面的问题：下游的船只驶往上游，怎样把这些船只举高一百多米？上游的船只驶往下流，又怎样让船只徐徐降落一百多米？解决这个问题的途径就是修建船闸。

船闸由闸室和上下流闸门以及上、下游阀门组成。如图描述了一艘轮船由上游通过船闸驶往下流的过程示意图。

三峡船闸总长 $1621m$，是世界上最大的船闸，船只在船闸中要经过5个闸室使船依次升高（或降低），每个闸室水位闸变化超过 $20m$，因此三峡船的闸门非常高大，首级人字闸门高近 $40m$，宽近 $20m$，如果平放在地面上，有两个篮球场大，倘若门外的水压在闸门上，设想有10万人每人用 $1000N$的力来顶着门，也挡不住水的压力，可见水对闸门的压力之大，为此，三峡船闸的闸门足足有 $3m$厚，无愧是“天下第一门”。

请回答下列问题：

（1）三峡船闸是根据　　原理建造的。

（2）船只从上游经过船闸到达下游，重力势能　　（选填“增加”或“减小” $)$。

（3）一艘总重为 $100t$的船，在闸室中缓慢上升 $20m$，此过程中浮力对船做功为　　 $J(g$取 $10N/\mathit{kg})$

（4）若三峡大坝内蓄水深度为 $113m$，请你估测一下，此时水对坝底产生的压强约为多少个标准大气压？　　（结果取整数）

如图所示，是承承在乒乓球比赛中，高抛发球时的情景，不计空气阻力，请你回答下列问题：

（1）在乒乓球上升的过程中，乒乓球的能量是如何转化的？其机械能如何变化？

（2）乒乓球运动到最高点时，是否处于平衡状态？请说明理由。

如图所示，斜面底端的挡板上固定一轻质弹簧，物块从A点由静止开始沿斜面自由下滑，最终在斜面上的B点保持静止。请比较这一过程物块重力做功W ₁和克服摩擦力做功W ₂的大小关系，并从能量转化的角度说明理由。（不计空气阻力）

据统计，造成高速公路交通事故的主要原因之一是超速行驶。因此交通管理部门在高速公路上对不同车型设定了不同的最大行驶速度，如图所示。请回答下列问题：

（1）为什么机动车刹车后还能继续向前运动一段距离？

（2）为什么要对机动车的最大行驶速度进行限制？

（3）为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最大行驶速度？

如图所示是射箭时手拉弓弦时的情景，为了防止手指受伤，射箭者要使用手指皮垫。请根据你所学过的物理知识，回答下面的问题：

（1）手指皮垫的作用是什么？

（2）箭被射出时具有的动能是由哪种形式的能量转化而来的？

（3）箭射出后为什么还能继续向前运动？

图甲是没有脚蹬子的“奇怪”自行车 $-$儿童平衡车。在骑行时，靠双脚蹬地或从斜坡上向下滑行。图乙是彬彬从斜坡上加速向下滑行时（脚离地）的情景

（1）彬彬的动能和重力势能之间是如何转化的？

（2）车座表面做得宽大的目的是什么？

（3）请用流体压强与流速的关系，解释彬彬戴的安全帽的上表面压强特点。

如图是运动员操控滑翔机在高空滑翔的情景。请回答：

（1）滑翔机在高空滑翔，能够获得向上的升力，此时机翼上方空气压强大还是下方空气压强大？

（2）以滑翔机为参照物，运动员是运动还是静止的？

（3）匀速下降过程中，滑翔机的机械能大小如何变化？

许多交通事故造成的损失与伤害，是与物体具有惯性有关的。为了减少此类事故的再发生，在公路交通管理中有许多要求和措施。就你所知，填写出任意两条。①　　；②　　。

中国标准动车组“复兴号”的速度可达350km/h。比普通列车的速度大很多。如图是动车组进站时的情景。

请回答：

（1）铁轨为什么要铺在枕木上？

（2）动车组进站时机械能的大小是怎样变化的？

（3）当列车驶过时，人必须站在安全线外候车，如果让你设计，动车组站台上的安全线到站台边缘的距离与普通列车站台上的安全线到站台边缘的距离相比，应大一些还是小一些？