5.如图3所示,海天同学将小球在a点由静止释放,小球在管道内沿abcd运动,ab段和bc段内壁光滑,cd段内壁粗糙,a点略高于c点,b点与d点等高。下列说法正确的是 (
A.从a点到c点的过程中,小球的重力势能不变
B.小球在c、d两点的动能可能相等
C.从a点到d点的过程中,小球运动到d点时的动能最大
D.从a点到d点的过程中,小球的机械能守恒
B
)A.从a点到c点的过程中,小球的重力势能不变
B.小球在c、d两点的动能可能相等
C.从a点到d点的过程中,小球运动到d点时的动能最大
D.从a点到d点的过程中,小球的机械能守恒
答案
5.B
解析
【分析】
本题考查机械能、动能与重力势能的变化,解题思路是先明确各段管道的做功特点:ab、bc段内壁光滑,只有重力做功,机械能守恒;cd段内壁粗糙,小球运动时受摩擦力,摩擦力做功,机械能不守恒。再结合重力势能与高度的关系、动能的影响因素,逐个分析选项判断对错。
【解析】
1. 分析各段做功情况:ab、bc段光滑,无摩擦力,只有重力做功,机械能守恒;cd段粗糙,小球运动时克服摩擦力做功,机械能减少。
2. 选项A:重力势能与质量、高度有关,a点略高于c点,小球质量不变,从a到c高度降低,重力势能减小,A错误。
3. 选项B:小球从c到d,克服摩擦力做功,动能减小,但b与d等高,c点略低于a点;小球从a到c机械能守恒,d点机械能为c点机械能减去摩擦力做功,若摩擦力做功恰好等于c、d两点的重力势能差,则c、d两点动能可能相等,B正确。
4. 选项C:从a到b,重力势能转化为动能;b到c光滑,小球继续加速,动能增大;进入cd段后受摩擦力减速,动能减小,因此动能最大位置在bc段,不是d点,C错误。
5. 选项D:cd段粗糙,摩擦力做功,机械能转化为内能,机械能不守恒,D错误。
【答案】
B
【知识点】
机械能守恒、动能与势能转化、摩擦力做功
【点评】
本题结合管道内小球运动,考查机械能变化的判断,核心是区分光滑段与粗糙段的做功差异,易错点是忽略粗糙段摩擦力对机械能的影响,需结合能量转化规律分析。
【难度系数】
0.5
本题考查机械能、动能与重力势能的变化,解题思路是先明确各段管道的做功特点:ab、bc段内壁光滑,只有重力做功,机械能守恒;cd段内壁粗糙,小球运动时受摩擦力,摩擦力做功,机械能不守恒。再结合重力势能与高度的关系、动能的影响因素,逐个分析选项判断对错。
【解析】
1. 分析各段做功情况:ab、bc段光滑,无摩擦力,只有重力做功,机械能守恒;cd段粗糙,小球运动时克服摩擦力做功,机械能减少。
2. 选项A:重力势能与质量、高度有关,a点略高于c点,小球质量不变,从a到c高度降低,重力势能减小,A错误。
3. 选项B:小球从c到d,克服摩擦力做功,动能减小,但b与d等高,c点略低于a点;小球从a到c机械能守恒,d点机械能为c点机械能减去摩擦力做功,若摩擦力做功恰好等于c、d两点的重力势能差,则c、d两点动能可能相等,B正确。
4. 选项C:从a到b,重力势能转化为动能;b到c光滑,小球继续加速,动能增大;进入cd段后受摩擦力减速,动能减小,因此动能最大位置在bc段,不是d点,C错误。
5. 选项D:cd段粗糙,摩擦力做功,机械能转化为内能,机械能不守恒,D错误。
【答案】
B
【知识点】
机械能守恒、动能与势能转化、摩擦力做功
【点评】
本题结合管道内小球运动,考查机械能变化的判断,核心是区分光滑段与粗糙段的做功差异,易错点是忽略粗糙段摩擦力对机械能的影响,需结合能量转化规律分析。
【难度系数】
0.5
6.如图4是足球落地后又弹起的示意图,下列叙述正确的是 (

A.足球在B点时受力不平衡
B.足球在A、D两点动能不可能相等
C.足球在运动过程中,只存在动能和势能的相互转化
D.足球在C点时,若所受力全部消失,它的运动状态将不断改变
A
)A.足球在B点时受力不平衡
B.足球在A、D两点动能不可能相等
C.足球在运动过程中,只存在动能和势能的相互转化
D.足球在C点时,若所受力全部消失,它的运动状态将不断改变
答案
6.A
解析
【分析】
要判断各选项的正确性,需结合受力平衡条件、动能的影响因素、机械能转化、牛顿第一定律等知识点逐一分析:平衡状态是静止或匀速直线运动,对应受力平衡;动能由质量和速度决定;足球运动时受空气阻力,机械能会转化为内能;不受力的物体运动状态保持不变。
【解析】
我们对每个选项分析如下:
1. 选项A:平衡状态是物体处于静止或匀速直线运动状态,此时受力平衡。足球在B点是弹起的最高点,运动方向为水平方向,并非静止或匀速直线运动,因此受力不平衡,该选项正确。
2. 选项B:动能公式为$E_k=\frac{1}{2}mv^2$,大小由质量和速度决定。足球在A、D两点质量不变,虽D点重力势能小,但因空气阻力机械能减小,若D点速度大于A点,两点动能可能相等,“不可能相等”的说法错误,该选项错误。
3. 选项C:足球运动中,除动能和势能转化外,还需克服空气阻力做功,机械能转化为内能,并非只存在动能和势能的相互转化,该选项错误。
4. 选项D:根据牛顿第一定律,物体不受外力时保持原有运动状态。足球在C点受力全部消失,会保持匀速直线运动,运动状态不变,该选项错误。
【答案】
A
【知识点】
受力平衡、动能与势能转化、牛顿第一定律
【点评】
本题以足球落地弹起的实际情境考查初中力学基础知识点,需准确理解平衡状态判断、动能影响因素、机械能转化规律及牛顿第一定律,易错点为B选项,易忽略动能与速度的关系,难度适中。
【难度系数】
0.5
要判断各选项的正确性,需结合受力平衡条件、动能的影响因素、机械能转化、牛顿第一定律等知识点逐一分析:平衡状态是静止或匀速直线运动,对应受力平衡;动能由质量和速度决定;足球运动时受空气阻力,机械能会转化为内能;不受力的物体运动状态保持不变。
【解析】
我们对每个选项分析如下:
1. 选项A:平衡状态是物体处于静止或匀速直线运动状态,此时受力平衡。足球在B点是弹起的最高点,运动方向为水平方向,并非静止或匀速直线运动,因此受力不平衡,该选项正确。
2. 选项B:动能公式为$E_k=\frac{1}{2}mv^2$,大小由质量和速度决定。足球在A、D两点质量不变,虽D点重力势能小,但因空气阻力机械能减小,若D点速度大于A点,两点动能可能相等,“不可能相等”的说法错误,该选项错误。
3. 选项C:足球运动中,除动能和势能转化外,还需克服空气阻力做功,机械能转化为内能,并非只存在动能和势能的相互转化,该选项错误。
4. 选项D:根据牛顿第一定律,物体不受外力时保持原有运动状态。足球在C点受力全部消失,会保持匀速直线运动,运动状态不变,该选项错误。
【答案】
A
【知识点】
受力平衡、动能与势能转化、牛顿第一定律
【点评】
本题以足球落地弹起的实际情境考查初中力学基础知识点,需准确理解平衡状态判断、动能影响因素、机械能转化规律及牛顿第一定律,易错点为B选项,易忽略动能与速度的关系,难度适中。
【难度系数】
0.5
7.在同一粗糙水平面上固定两个表面粗糙程度不同、倾角相同的斜面。小华同学研究相同的两个小球A、B分别沿不同的斜面运动,用频闪照相机每隔0.1 s拍摄了小球滚动时的不同位置,图上数字为闪光时刻编号,位置间距如图5所示。

(1)比较甲、乙两图,A、B两小球可能做匀速直线运动的是
(2)小球B沿斜面运动过程中的动能
(3)若两个小球运动到斜面底部时都与相同的木块发生碰撞,碰撞之后图
(1)比较甲、乙两图,A、B两小球可能做匀速直线运动的是
A
(选填“A”或“B”)球;乙图中B小球从位置1到达位置4整个过程的平均速度为0.6
m/s。(2)小球B沿斜面运动过程中的动能
增大
,重力势能减小
,机械能减小
(均选填“增大”“不变”或“减小”)。(3)若两个小球运动到斜面底部时都与相同的木块发生碰撞,碰撞之后图
乙
(选填“甲”或“乙”)中的木块运动的距离较大。答案
7.(1)A 0.6 (2)增大 减小 减小 (3)乙
解析
【分析】
判断匀速直线运动的依据是相等时间内通过的路程相等;计算平均速度需先确定总路程和总时间;动能与速度有关,重力势能与高度有关,机械能因摩擦做功会减小;碰撞木块时,动能越大,推动木块运动距离越远。
【解析】
(1) 匀速直线运动的特点是相同时间内通过的路程相等。甲图中A球相邻闪光时刻(间隔0.1s)的位置间距均为5cm,路程相等,因此A球可能做匀速直线运动;乙图中B球相邻时间内的路程依次为2cm、6cm、10cm,逐渐增大,做加速运动。
乙图中B球从位置1到位置4的总路程:$ s = 2\ \mathrm{cm} + 6\ \mathrm{cm} + 10\ \mathrm{cm} = 18\ \mathrm{cm} = 0.18\ \mathrm{m} $,总时间:$ t = 3 × 0.1\ \mathrm{s} = 0.3\ \mathrm{s} $,平均速度:$ v = \frac{s}{t} = \frac{0.18\ \mathrm{m}}{0.3\ \mathrm{s}} = 0.6\ \mathrm{m/s} $。
(2) 小球B加速运动,质量不变,速度增大,动能增大;沿斜面向下运动,高度降低,重力势能减小;斜面粗糙,小球运动时克服摩擦力做功,机械能转化为内能,因此机械能减小。
(3) 小球B的速度更大,动能更大,碰撞相同木块时,对木块做的功更多,木块运动距离更大,因此图乙中的木块运动距离较大。
【答案】
(1) A;0.6 (2) 增大;减小;减小 (3) 乙
【知识点】
匀速直线运动、平均速度、机械能及其转化
【点评】
本题结合频闪照片考查运动状态判断、平均速度计算、机械能变化及动能的影响因素,需掌握匀速直线运动特点、平均速度计算方法,理解机械能与摩擦的关系,是中等难度的力学综合题。
【难度系数】
0.5
判断匀速直线运动的依据是相等时间内通过的路程相等;计算平均速度需先确定总路程和总时间;动能与速度有关,重力势能与高度有关,机械能因摩擦做功会减小;碰撞木块时,动能越大,推动木块运动距离越远。
【解析】
(1) 匀速直线运动的特点是相同时间内通过的路程相等。甲图中A球相邻闪光时刻(间隔0.1s)的位置间距均为5cm,路程相等,因此A球可能做匀速直线运动;乙图中B球相邻时间内的路程依次为2cm、6cm、10cm,逐渐增大,做加速运动。
乙图中B球从位置1到位置4的总路程:$ s = 2\ \mathrm{cm} + 6\ \mathrm{cm} + 10\ \mathrm{cm} = 18\ \mathrm{cm} = 0.18\ \mathrm{m} $,总时间:$ t = 3 × 0.1\ \mathrm{s} = 0.3\ \mathrm{s} $,平均速度:$ v = \frac{s}{t} = \frac{0.18\ \mathrm{m}}{0.3\ \mathrm{s}} = 0.6\ \mathrm{m/s} $。
(2) 小球B加速运动,质量不变,速度增大,动能增大;沿斜面向下运动,高度降低,重力势能减小;斜面粗糙,小球运动时克服摩擦力做功,机械能转化为内能,因此机械能减小。
(3) 小球B的速度更大,动能更大,碰撞相同木块时,对木块做的功更多,木块运动距离更大,因此图乙中的木块运动距离较大。
【答案】
(1) A;0.6 (2) 增大;减小;减小 (3) 乙
【知识点】
匀速直线运动、平均速度、机械能及其转化
【点评】
本题结合频闪照片考查运动状态判断、平均速度计算、机械能变化及动能的影响因素,需掌握匀速直线运动特点、平均速度计算方法,理解机械能与摩擦的关系,是中等难度的力学综合题。
【难度系数】
0.5
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