1. 在学习“机械能及其转化”一节时,节首“问题”栏目提供了如图11-4-1所示情景,把一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到你的鼻子附近,稳定后松手,铁锁向前摆去。下列说法正确的是(
A.铁锁在摆动过程中机械能保持不变
B.铁锁摆动到最低点时动能最小
C.铁锁在下降过程中,重力势能转化为动能
D.铁锁在上升过程中,重力势能转化为动能
C
)。A.铁锁在摆动过程中机械能保持不变
B.铁锁摆动到最低点时动能最小
C.铁锁在下降过程中,重力势能转化为动能
D.铁锁在上升过程中,重力势能转化为动能
答案
1. C 【解析】铁锁被拉到一定的高度,当松手后铁锁左右摆动,因为铁锁受到空气阻力的作用,摆动的幅度会越来越小,到最后停止,所以在其摆动的过程中,机械能不守恒;铁锁在下降过程中,高度变低,重力势能变小,动能变大,重力势能转化为动能,摆动到最低点时,重力势能最小,动能最大;铁锁在上升过程中,高度变高,重力势能变大,动能变小,动能转化为重力势能。故选项C正确。
解析
【分析】
要解决这道题,我们可以从机械能转化的规律以及动能、重力势能的影响因素入手,逐个分析选项:
1. 先判断机械能是否守恒:铁锁摆动时会受到空气阻力,一部分机械能会转化为内能,机械能会减少,以此分析A选项;
2. 分析动能大小:动能与质量和速度有关,铁锁在最低点时速度最大,动能最大,据此判断B选项;
3. 下降过程中:铁锁高度降低,重力势能减小,速度增大,动能增大,是重力势能转化为动能,判断C选项;
4. 上升过程中:铁锁高度升高,重力势能增大,速度减小,动能减小,是动能转化为重力势能,判断D选项。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:铁锁在摆动过程中,受到空气阻力的作用,一部分机械能会转化为内能,机械能逐渐减小,并非保持不变,故A错误;
选项B:铁锁摆动到最低点时,速度达到最大,根据动能的影响因素(质量越大、速度越大,动能越大),此时动能最大,故B错误;
选项C:铁锁在下降过程中,质量不变,高度降低,重力势能减小;速度增大,动能增大,所以是重力势能转化为动能,故C正确;
选项D:铁锁在上升过程中,质量不变,高度升高,重力势能增大;速度减小,动能减小,所以是动能转化为重力势能,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
机械能及其转化、动能与重力势能的影响因素
【点评】
本题主要考察机械能的转化规律,需要注意空气阻力对机械能的影响,同时要明确动能和重力势能的转化关系,是对机械能相关基础知识的典型考察。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,我们可以从机械能转化的规律以及动能、重力势能的影响因素入手,逐个分析选项:
1. 先判断机械能是否守恒:铁锁摆动时会受到空气阻力,一部分机械能会转化为内能,机械能会减少,以此分析A选项;
2. 分析动能大小:动能与质量和速度有关,铁锁在最低点时速度最大,动能最大,据此判断B选项;
3. 下降过程中:铁锁高度降低,重力势能减小,速度增大,动能增大,是重力势能转化为动能,判断C选项;
4. 上升过程中:铁锁高度升高,重力势能增大,速度减小,动能减小,是动能转化为重力势能,判断D选项。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:铁锁在摆动过程中,受到空气阻力的作用,一部分机械能会转化为内能,机械能逐渐减小,并非保持不变,故A错误;
选项B:铁锁摆动到最低点时,速度达到最大,根据动能的影响因素(质量越大、速度越大,动能越大),此时动能最大,故B错误;
选项C:铁锁在下降过程中,质量不变,高度降低,重力势能减小;速度增大,动能增大,所以是重力势能转化为动能,故C正确;
选项D:铁锁在上升过程中,质量不变,高度升高,重力势能增大;速度减小,动能减小,所以是动能转化为重力势能,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
机械能及其转化、动能与重力势能的影响因素
【点评】
本题主要考察机械能的转化规律,需要注意空气阻力对机械能的影响,同时要明确动能和重力势能的转化关系,是对机械能相关基础知识的典型考察。
【难度系数】
0.7
2. (2024,武汉)如图11-4-2所示,将一个小球用细线悬挂起来,让小球从A点静止释放,小球会在A、C两点之间来回摆动,最终静止下来。下列说法正确的是(
A.小球从A点摆动到B点,动能转化为重力势能
B.小球能从B点摆动到C点是由于受到惯性
C.小球每次经过B点,其动能都比上一次小
D.小球最终静止在A点
C
)。A.小球从A点摆动到B点,动能转化为重力势能
B.小球能从B点摆动到C点是由于受到惯性
C.小球每次经过B点,其动能都比上一次小
D.小球最终静止在A点
答案
2. C
解析
【分析】
我们可以结合动能与重力势能的转化规律、惯性的正确表述以及机械能损耗的实际情况来逐一分析选项:
1. 分析选项A:小球从A到B,高度降低、速度增大,重力势能应转化为动能,而非动能转化为重力势能;
2. 分析选项B:惯性是物体的固有属性,不能表述为“受到惯性”,小球能从B摆到C是因为具有惯性且存在动能到重力势能的转化;
3. 分析选项C:小球摆动过程中受空气阻力和摩擦,机械能不断损耗,B点是最低点,每次经过B点时重力势能相同,机械能减少则动能必然比上一次小;
4. 分析选项D:小球最终会静止在受力平衡的最低点B,而非A点。
【解析】
A. 小球从A点摆动到B点,质量不变,高度减小则重力势能减小,速度增大则动能增大,是重力势能转化为动能,故A错误;
B. 惯性是物体本身的一种性质,不能说“受到惯性”,小球能从B点摆动到C点是因为小球具有惯性,同时伴随动能与重力势能的转化,故B错误;
C. 小球摆动过程中,受到空气阻力和细线摩擦的作用,机械能不断减少。B点为最低点,每次经过B点时小球的重力势能相同(高度相同),根据机械能=动能+重力势能,机械能减少则动能比上一次小,故C正确;
D. 小球最终会静止在最低点B点,此时重力与细线拉力是一对平衡力,不会静止在A点,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
动能与重力势能的转化;惯性的概念;机械能损耗
【点评】
本题考查机械能转化、惯性的正确表述及能量损耗的实际应用,需要学生准确掌握相关物理概念,避免惯性表述的常见误区,同时结合实际情况分析能量变化。
【难度系数】
0.6
我们可以结合动能与重力势能的转化规律、惯性的正确表述以及机械能损耗的实际情况来逐一分析选项:
1. 分析选项A:小球从A到B,高度降低、速度增大,重力势能应转化为动能,而非动能转化为重力势能;
2. 分析选项B:惯性是物体的固有属性,不能表述为“受到惯性”,小球能从B摆到C是因为具有惯性且存在动能到重力势能的转化;
3. 分析选项C:小球摆动过程中受空气阻力和摩擦,机械能不断损耗,B点是最低点,每次经过B点时重力势能相同,机械能减少则动能必然比上一次小;
4. 分析选项D:小球最终会静止在受力平衡的最低点B,而非A点。
【解析】
A. 小球从A点摆动到B点,质量不变,高度减小则重力势能减小,速度增大则动能增大,是重力势能转化为动能,故A错误;
B. 惯性是物体本身的一种性质,不能说“受到惯性”,小球能从B点摆动到C点是因为小球具有惯性,同时伴随动能与重力势能的转化,故B错误;
C. 小球摆动过程中,受到空气阻力和细线摩擦的作用,机械能不断减少。B点为最低点,每次经过B点时小球的重力势能相同(高度相同),根据机械能=动能+重力势能,机械能减少则动能比上一次小,故C正确;
D. 小球最终会静止在最低点B点,此时重力与细线拉力是一对平衡力,不会静止在A点,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
动能与重力势能的转化;惯性的概念;机械能损耗
【点评】
本题考查机械能转化、惯性的正确表述及能量损耗的实际应用,需要学生准确掌握相关物理概念,避免惯性表述的常见误区,同时结合实际情况分析能量变化。
【难度系数】
0.6
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