初中物理动能和势能的转化与守恒简答题

(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：
___________________ _________________________________________________________

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？

请你阅读下面的短文，回答问题。

"宇宙级快递小哥"出发了

2017年4月20日19时41分35秒，搭载"天舟一号"货运飞船的"长征七号"运载火箭（图 $1)$ ，在我国海南文昌航天发射场点火发射。飞船按计划抵达预定轨道，"长征七号"运载火箭发射取得圆满成功。

"天舟一号"是我国首个货运飞船，4月22日12时23分，"天舟一号"货运飞船和"天舟二号"空间实验室在太空完成首次交会对接。

"长征七号"运载火箭上还安装了"箭载摄像机"，火箭上升时可拍到摄像机镜头下方箭体周围的实况 $\dots$

（1）"长征七号"火箭加速上升时受到的力是 　　（选填"平衡力"或"非平衡力" $)$ ，所搭载的"天舟一号"货运飞船在此上升过程中的机械能 　　（选填"增大"、"减小"或"不变" $)$ 。

（2）如图2所示是"箭载摄像机"在火箭上升时拍得的一幅图片，这是光线通过镜头时发生了光的 　　（选填"反射"或"折射" $)$ 后在感光元件上所成的像；摄像机在高温环境下工作，镜头用耐高温的二氧化硅 $\left(\mathit{Si}{O}_2\right)$ 晶体制成，这是因为二氧化硅晶体具有较高的 　　。

（3）小明观看火箭发射时的电视直播，看到捆绑在箭体上的助推火箭的燃料耗尽立即与箭体分离，之后又上升了一段距离才下坠而远离箭体。请你用所学的物理知识解释为什么助推火箭离开箭体后上升了一段距离才下坠。 　　。

2017年北京在大风扬沙中迎来立夏。一棵大树被大风刮倒，砸中路过的出租车（如图），道路被树横挡，致使交通严重拥堵。请回答：

（1）大树砸中出租车使其严重变形，说明了力的哪种作用效果？

（2）出租车受到阻力后停止运动，说明了力的哪种作用效果？

（3）树枝自由下落过程中，其重力势能和动能之间是如何转化的？

2016年底，国内共享单车悄然兴起，成为许多市民出行选择的交通工具，如图所示，用户通过手机扫描车身二维码即可开锁骑车，二维码在距手机镜头两倍焦距以 　  　（选填"内"或"外"）成像，这种自行车有小型发电机给电子锁充电，发电机的工作原理是 　  　；自行车上的红色尾灯不能自行发光，晚上却可以提醒司机注意，利用了光的 　  　；下坡自由滑行时主要是 　  　能转化为 　  　能。

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。

如图所示，用绳子拴住一个苹果并悬挂起来，把苹果拉近自己的鼻子静止，松手后，苹果将向前摆去，接着又反向摆回来，你原地不动，苹果会打到你的鼻子吗？为什么？

一个篮球从高处自由落下，在下落的过程中，它的高度越来越小，重力势能越来越小，你认为减小的重力势能哪里去了？篮球在下落过程中，速度越来越大，动能越来越大，那它增加的动能又是来自哪里？根据动能和重力势能的大小变化，你能猜想到什么？

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）

溜溜球是很有趣的健身玩具，如图．小波玩溜溜球时用手抓住绕在溜溜球短轴上的绳子的一端，把球向下扔时，球随着缠绕它的绳子一圈圈松开，转了起来，当绳子全部拉直时，溜溜球又会回转上来，并使绳子沿相反方向缠绕在轴上，直到回到手中，试解释其中的道理．

2016年3月6日，中国男子乒乓球队在第53届吉隆坡世乒赛上战胜日本队获得冠军。如图所示，是中国运动员马龙发球的瞬间。请回答下列问题：

（1）抛球时，球由静止变为运动，说明力有什么作用效果？

（2）乒乓球被抛出后，为什么能继续向上运动？

（3）乒乓球向上运动时，机械能是如何转化的？（不计空气阻力）

骑自行车下坡时，人不蹬脚踏板,车速也会越来越快，请从能量转化的角度解释该现象。

由图示男孩打弹弓的情景，你能联想到哪些物理知识？（至少写出两条）

（1）                                                        ；
（2）                                                        。

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。

图甲中小孩荡秋千的过程可简化为乙，分析他从A点荡到C点的能量转化（阻力忽略不计）。