6. 如图所示是上海明珠线某轻轨车站的设计方案图,与站台连接的轨道有一定坡度。当列车无动力滑行进站时将
动
能转化为重力势
能,此过程中列车的机械能减小
(选填“增大”“减小”或“不变”)。答案
动 重力势 减小
解析
【分析】
要解决这道题,需结合列车进站时的运动状态,分析动能、重力势能的变化,以及机械能的变化原因:列车无动力滑行进站时沿上坡轨道运动,速度减小、高度升高,同时运动过程中会受阻力影响,据此判断能量转化和机械能变化。
【解析】
1. 列车无动力滑行进站,沿坡度轨道向上运动,质量不变,速度逐渐减小,因此动能减小;同时高度逐渐增加,重力势能增大,所以此过程是动能转化为重力势能。
2. 列车运动时会受到轨道的摩擦力和空气阻力,需要克服这些阻力做功,部分机械能会转化为内能,因此列车的机械能总量减小。
【答案】
动;重力势;减小
【知识点】
机械能转化;动能与势能
【点评】
本题结合实际轻轨进站场景,考查动能与重力势能的转化、机械能变化的判断,属于初中物理基础题型,需掌握动能、重力势能的影响因素,以及有阻力时机械能会减小的规律。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需结合列车进站时的运动状态,分析动能、重力势能的变化,以及机械能的变化原因:列车无动力滑行进站时沿上坡轨道运动,速度减小、高度升高,同时运动过程中会受阻力影响,据此判断能量转化和机械能变化。
【解析】
1. 列车无动力滑行进站,沿坡度轨道向上运动,质量不变,速度逐渐减小,因此动能减小;同时高度逐渐增加,重力势能增大,所以此过程是动能转化为重力势能。
2. 列车运动时会受到轨道的摩擦力和空气阻力,需要克服这些阻力做功,部分机械能会转化为内能,因此列车的机械能总量减小。
【答案】
动;重力势;减小
【知识点】
机械能转化;动能与势能
【点评】
本题结合实际轻轨进站场景,考查动能与重力势能的转化、机械能变化的判断,属于初中物理基础题型,需掌握动能、重力势能的影响因素,以及有阻力时机械能会减小的规律。
【难度系数】
0.6
7. 如图所示,AOB是光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度h,让小球从A点由静止开始自由滑下,沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力)。小球从A点运动到O点的过程中的能量转化情况

重力势能转化为动能
。小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是c
(选填“a”“b”“c”或“d”);若小球到达运动轨迹最高点时所受的外力全部消失,则小球的运动状态是水平向右做匀速直线运动
。答案
重力势能转化为动能 c 水平向右做匀速直线运动
解析
【分析】
小球在光滑轨道运动且不计空气阻力,机械能守恒。从A到O时,高度降低、速度增大,分析能量转化;离开B点后,结合机械能守恒判断轨迹,再根据斜抛运动特点和牛顿第一定律分析外力消失后的运动状态。
【解析】
1. 小球从A到O的过程:轨道光滑,无摩擦,不计空气阻力,机械能守恒。A点小球静止,动能为0,重力势能为$ mgH $;O点高度为0,重力势能为0,动能最大,因此重力势能转化为动能。
2. 小球离开B点后的轨迹:因机械能守恒,小球总机械能等于A点机械能,故最高点高度不超过A点高度。a轨迹最高点超过A点高度,不可能;b轨迹最高点接近A点,但斜抛运动最高点存在水平速度,动能不为0,故高度应低于A点;d轨迹高度过低,不符合;只有c轨迹符合要求。
3. 轨迹最高点的运动状态:小球在轨迹最高点时,具有水平向右的速度,若外力全部消失,根据牛顿第一定律,物体将保持原有运动状态,即水平向右做匀速直线运动。
【答案】
重力势能转化为动能 c 水平向右做匀速直线运动
【知识点】
机械能转化、机械能守恒、牛顿第一定律
【点评】
本题结合机械能守恒与牛顿第一定律,考查能量转化分析和运动状态判断,需注意斜抛运动最高点的速度特点,难度适中。
【难度系数】
0.6
小球在光滑轨道运动且不计空气阻力,机械能守恒。从A到O时,高度降低、速度增大,分析能量转化;离开B点后,结合机械能守恒判断轨迹,再根据斜抛运动特点和牛顿第一定律分析外力消失后的运动状态。
【解析】
1. 小球从A到O的过程:轨道光滑,无摩擦,不计空气阻力,机械能守恒。A点小球静止,动能为0,重力势能为$ mgH $;O点高度为0,重力势能为0,动能最大,因此重力势能转化为动能。
2. 小球离开B点后的轨迹:因机械能守恒,小球总机械能等于A点机械能,故最高点高度不超过A点高度。a轨迹最高点超过A点高度,不可能;b轨迹最高点接近A点,但斜抛运动最高点存在水平速度,动能不为0,故高度应低于A点;d轨迹高度过低,不符合;只有c轨迹符合要求。
3. 轨迹最高点的运动状态:小球在轨迹最高点时,具有水平向右的速度,若外力全部消失,根据牛顿第一定律,物体将保持原有运动状态,即水平向右做匀速直线运动。
【答案】
重力势能转化为动能 c 水平向右做匀速直线运动
【知识点】
机械能转化、机械能守恒、牛顿第一定律
【点评】
本题结合机械能守恒与牛顿第一定律,考查能量转化分析和运动状态判断,需注意斜抛运动最高点的速度特点,难度适中。
【难度系数】
0.6
8. 如图甲所示,过山车从A点出发,先后经过B、C、D、E点。如图乙所示是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图,则过山车的动能在

C
点最大,B点重力势能的大小等于
E点动能的大小。在这个过程中,过山车的机械能是变化
(选填“变化”或“不变”)的。答案
C 等于 变化
解析
【分析】
要解决这道题,需结合图乙中动能、重力势能的柱状图分析各点能量:动能由斜线柱表示,高度越高动能越大;重力势能由灰色柱表示,高度越高重力势能越大。同时,过山车运动时受摩擦等阻力,机械能会发生变化。
【解析】
1. 动能大小判断:观察图乙,C点的动能(斜线柱)高度最高,因此过山车的动能在C点最大。
2. B点重力势能与E点动能比较:B点的重力势能(灰色柱)高度,和E点的动能(斜线柱)高度相同,所以B点重力势能的大小等于E点动能的大小。
3. 机械能变化:过山车运动过程中,需克服摩擦做功,部分机械能转化为内能,因此机械能是变化的。
【答案】
C;等于;变化
【知识点】
动能与势能、机械能变化
【点评】
本题结合过山车运动场景,通过图像考查动能、重力势能的判断及机械能变化的分析,需准确识别不同能量的柱状图,理解机械能守恒的条件(本题存在阻力,机械能不守恒),难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需结合图乙中动能、重力势能的柱状图分析各点能量:动能由斜线柱表示,高度越高动能越大;重力势能由灰色柱表示,高度越高重力势能越大。同时,过山车运动时受摩擦等阻力,机械能会发生变化。
【解析】
1. 动能大小判断:观察图乙,C点的动能(斜线柱)高度最高,因此过山车的动能在C点最大。
2. B点重力势能与E点动能比较:B点的重力势能(灰色柱)高度,和E点的动能(斜线柱)高度相同,所以B点重力势能的大小等于E点动能的大小。
3. 机械能变化:过山车运动过程中,需克服摩擦做功,部分机械能转化为内能,因此机械能是变化的。
【答案】
C;等于;变化
【知识点】
动能与势能、机械能变化
【点评】
本题结合过山车运动场景,通过图像考查动能、重力势能的判断及机械能变化的分析,需准确识别不同能量的柱状图,理解机械能守恒的条件(本题存在阻力,机械能不守恒),难度适中。
【难度系数】
0.6
9. 用甲、乙两个木块将相同弹簧压缩到图示位置后由静止释放,沿光滑水平轨道滑行,可冲到光滑斜面上。若木块能到达斜面的最大高度$h_甲>h_乙$,弹簧的压缩量$l_1=l_2$,则甲、乙离开弹簧时的动能$E_甲$

=
$E_乙$(选填“>”“<”或“=”,下同),甲、乙的质量$m_甲$<
$m_乙$,甲、乙离开弹簧时的速度$v_甲$>
$v_乙$,到达最大高度时,甲、乙重力势能的增加量$\Delta E_甲$=
$\Delta E_乙$。答案
= < > =
解析
【分析】
本题需结合能量转化规律分析:弹簧压缩量相同则弹性势能相同,释放后弹性势能转化为木块的动能,因此离开弹簧时的动能相等;木块沿光滑斜面上升时,动能全部转化为重力势能,结合重力势能公式、动能公式可推导质量、速度的关系;到达最大高度时,动能全部转化为重力势能,故重力势能增加量等于离开弹簧时的动能。
【解析】
1. 弹簧压缩量相同,弹性势能相同,释放后弹性势能全部转化为木块的动能,因此甲、乙离开弹簧时的动能相等,即$E_甲 = E_乙$。
2. 木块沿光滑斜面上升,动能全部转化为重力势能,故$E_甲 = m_甲gh_甲$,$E_乙 = m_乙gh_乙$。已知$E_甲=E_乙$且$h_甲>h_乙$,可得$m_甲gh_甲 = m_乙gh_乙$,即$m_甲h_甲 = m_乙h_乙$,因此$m_甲<m_乙$。
3. 根据动能公式$E_k = \frac{1}{2}mv^2$,因$E_甲=E_乙$且$m_甲<m_乙$,所以$v_甲>v_乙$。
4. 到达最大高度时,动能全部转化为重力势能,重力势能的增加量等于离开弹簧时的动能,因此$\Delta E_甲 = E_甲$,$\Delta E_乙 = E_乙$,故$\Delta E_甲 = \Delta E_乙$。
【答案】
= < > =
【知识点】
机械能转化、动能与重力势能关系、动能公式
【点评】
本题考查能量转化的应用,核心是明确光滑轨道无能量损失,弹性势能→动能→重力势能的转化过程,结合公式推导各物理量关系,需学生掌握能量守恒的基本规律,难度适中。
【难度系数】
0.5
本题需结合能量转化规律分析:弹簧压缩量相同则弹性势能相同,释放后弹性势能转化为木块的动能,因此离开弹簧时的动能相等;木块沿光滑斜面上升时,动能全部转化为重力势能,结合重力势能公式、动能公式可推导质量、速度的关系;到达最大高度时,动能全部转化为重力势能,故重力势能增加量等于离开弹簧时的动能。
【解析】
1. 弹簧压缩量相同,弹性势能相同,释放后弹性势能全部转化为木块的动能,因此甲、乙离开弹簧时的动能相等,即$E_甲 = E_乙$。
2. 木块沿光滑斜面上升,动能全部转化为重力势能,故$E_甲 = m_甲gh_甲$,$E_乙 = m_乙gh_乙$。已知$E_甲=E_乙$且$h_甲>h_乙$,可得$m_甲gh_甲 = m_乙gh_乙$,即$m_甲h_甲 = m_乙h_乙$,因此$m_甲<m_乙$。
3. 根据动能公式$E_k = \frac{1}{2}mv^2$,因$E_甲=E_乙$且$m_甲<m_乙$,所以$v_甲>v_乙$。
4. 到达最大高度时,动能全部转化为重力势能,重力势能的增加量等于离开弹簧时的动能,因此$\Delta E_甲 = E_甲$,$\Delta E_乙 = E_乙$,故$\Delta E_甲 = \Delta E_乙$。
【答案】
= < > =
【知识点】
机械能转化、动能与重力势能关系、动能公式
【点评】
本题考查能量转化的应用,核心是明确光滑轨道无能量损失,弹性势能→动能→重力势能的转化过程,结合公式推导各物理量关系,需学生掌握能量守恒的基本规律,难度适中。
【难度系数】
0.5
10. 如图所示,物块在光滑斜面上由静止开始下滑,依次经过a、b两点,不计空气阻力,比较物块在a、b两点的能量,下列说法正确的是(

A.在a点的动能大
B.在b点的重力势能大
C.在两点的机械能一样大
D.在a点的机械能大
C
)A.在a点的动能大
B.在b点的重力势能大
C.在两点的机械能一样大
D.在a点的机械能大
答案
C
解析
【分析】
要判断物块在a、b两点的能量情况,首先需明确:斜面光滑且不计空气阻力时,物块下滑过程中无能量损耗,只有重力做功,满足机械能守恒的条件。再结合a、b两点的高度差异,分析重力势能和动能的变化,进而判断机械能的大小关系。
【解析】
由于斜面光滑,不计空气阻力,物块下滑过程中只有重力做功,根据机械能守恒定律,物块的机械能(动能与重力势能之和)保持不变,因此a、b两点的机械能相等,故C正确,D错误;物块从a到b下滑,高度降低,重力势能随高度减小而减小,重力势能转化为动能,所以b点的动能更大、重力势能更小,故A(a点动能大)、B(b点重力势能大)错误。
【答案】
C
【知识点】
机械能守恒、重力势能、动能
【点评】
本题考查机械能守恒定律的基础应用,核心是判断机械能守恒的条件,结合重力势能与高度的关系即可快速解题,难度较低。
【难度系数】
0.8
要判断物块在a、b两点的能量情况,首先需明确:斜面光滑且不计空气阻力时,物块下滑过程中无能量损耗,只有重力做功,满足机械能守恒的条件。再结合a、b两点的高度差异,分析重力势能和动能的变化,进而判断机械能的大小关系。
【解析】
由于斜面光滑,不计空气阻力,物块下滑过程中只有重力做功,根据机械能守恒定律,物块的机械能(动能与重力势能之和)保持不变,因此a、b两点的机械能相等,故C正确,D错误;物块从a到b下滑,高度降低,重力势能随高度减小而减小,重力势能转化为动能,所以b点的动能更大、重力势能更小,故A(a点动能大)、B(b点重力势能大)错误。
【答案】
C
【知识点】
机械能守恒、重力势能、动能
【点评】
本题考查机械能守恒定律的基础应用,核心是判断机械能守恒的条件,结合重力势能与高度的关系即可快速解题,难度较低。
【难度系数】
0.8
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