11.4 认识和势能（同步训练）-【上好课】2024-2025学年九年级物理上册同步精品课堂（沪粤版）

沪粤版九年级物理上册 《11.4 认识动能和势能》 同步训练 一、考点训练 · 考点01 能量 · 考点02 动能及其影响因素 · 考点03 势能及其影响因素 · 考点04 机械能的转化 二、感受真题 考点训练 · 考点01 能量 1.（2005•湖州）下列关于能的叙述中，正确的是（　　） A．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 B．挂在树枝上的苹果，没有做功，所以没有能 C．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 D．运动的物体具有能，静止的物体没有能 【答案】A 【解答】解： A、一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能，故A正确； B、挂在树枝上的苹果，虽然没有做功，但具有做功的本领，所以具有能，故B错误； C、一个物体能够做的功越多，则这个物体具有的能越多，与物体已做功的多少没有必然联系，故C错误； D、运动的物体具有动能，静止的物体可能具有势能，故D错误。 故选：A。 2．关于能量下列说法正确的是（　　） A．质量大的物体具有的能量多 B．物体能够对外做的功越多，则该物体的能量越大 C．因为物体具有的能量很多，所以物体对外做的功也一定很多 D．因为能量很抽象，所以无法判断能量大小关系 【答案】B 【解答】解： A、质量大的物体具有的能量不一定多，例如物体静止，其动能为零；故A错误； B、物体能够对外做的功越多，说明该物体的能量越大；故B正确； C、物体具有能量，但不一定做功，如举在高处静止的物体具有重力势能，但没有做功，故C错误； D、物体能量的多少可根据能够对外做功的多少判断，也可以根据影响能量大小的因素判断，故D错误。 故选：B。 · 考点02 动能及其影响因素 1.（2023•海南）我国古代科技著作《天工开物》中记载“扬郡以风帆数扇，俟风转车，风息则止”。说明我国古代劳动人民很早就会利用 能；当风停时风车并没有立即停止，这是因为风车具有 。 【答案】风；惯性 【解答】解：“扬郡以风帆数扇，俟风转车，风息则止”，说明我国古代劳动人民很早就会利用风能；当风停时风车并没有立即停止，这是因为风车具有惯性，保持原来的运动状态继续运动。 故答案为：风；惯性。 2.（2021•柳州）下列物体中，具有动能的是（　　） A．停在站台上的火车 B．风驰电掣的过山车 C．静止在地面上的足球 D．腾空而起的长征火箭 【答案】BD 【解答】解：A、停在站台上的火车，处于静止状态，不具有动能，故A错误； B、风驰电掣的过山车，处于运动状态，具有动能，故B正确； C、静止在地面上的足球，处于静止状态，不具有动能，故C错误； D、腾空而起的长征火箭，处于运动状态，具有动能，故D正确。 故选：BD。 3．（2022•淮安）如图所示，排球课的垫球基本动作训练中，离开胳膊后的排球能继续向上运动，是因排球具有 ，排球上升过程中，具有的动能逐渐 （选填“变小”“不变”或“变大”）。 【答案】惯性；变小。 【解答】解：排球离手继续保持向上运动是因为排球具有惯性，上升过程中由于重力和空气阻力的原因，速度会减小，动能便会随着减小。 故答案为：惯性；变小。 4.（2018•襄阳）在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能Ek随时间t变化的图象最接近的是（　　） A B C D 【答案】A 【解答】解：小明把排球竖直向上抛出，排球向上运动过程中，高度变大，速度减小，动能转化为重力势能，动能减小，到达最高时速度为0，动能为0；随后排球在重力的作用向下运动，高度减小，速度变大，重力势能转化为动能，动能变大；所以，整个过程中排球的动能先变小至0，然后再变大，故A符合题意。 故选：A。 5.（2022•宜昌）小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。 （1）实验中探究的动能是指 。 A.钢球撞击木块时的动能 B.钢球撞击木块后的动能 C.木块被钢球撞击后的动能 （2）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA＞mB，高度hA＞hB，距离sA＞sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 （选填“正确”或“错误”），理由是 。 （3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与 的关系。 【答案】（1）A；（2）错误；没有控制钢球的速度相同；（3）速度 【解答】解：（1）根据题意可知，实验中需要改变小球的质量或小球撞击木块时的速度，所以是探究小球的动能，即小球撞击木块时的动能的大小，故选A； （2）根据甲、乙两图可知，乙图中小球的质量大于甲图中小球的质量，甲图的高度大于乙图的高度，不符合控制变量法的操作要求，所以无法得到物体的动能大小与质量有关，想要探究物体的动能大小与质量有关，需要控制小球到达水平面时的速度相同； （3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，小球的质量相同，速度不同，这是为了探究物体动能与速度的关系。 故答案为：（1）A；（2）错误；没有控制钢球的速度相同；（3）速度。 · 考点03 势能及其影响因素 1．《中华人民共和国民法典》中规定：“禁止从建筑物中抛掷物品。”在生活中，我们要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因是高处的物体具有较大的（　　） A．重力势能 B．弹性势能 C．动能 D．内能 【答案】A 【解答】解：由题意可知，高空抛物现象之所以存在巨大的安全隐患，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大，因此高空抛物会造成很大的危害。 故选：A。 2．如图甲为“会跳的卡片”，A为卡片外侧，B为卡片内侧，实验时应把 （选填“A”或“B”）面朝下紧贴桌面，压平后迅速松开手，观察到的现象是 ，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片 ，因此它具有 。图乙、丙是用相同的橡皮筋，相同的卡片制成的，且剪开豁口的深度也是相同的，但乙的豁口间距离更大，实验时分别将它们在桌面上压平之后松开手， （选填“乙”或“丙”）卡片可以弹跳得更高一些。 【答案】B；卡片能跳起来；做功；弹性势；乙。 【解答】解：由图中可知要利用橡皮筋的弹性势能，只有把橡皮筋拉开才会有弹性势能，所以要把卡片B面按平后放在水平面上然后松开，松开后，橡皮筋的弹性势能转化为纸片的动能，所以卡片能跳起来。 这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片做功，因此它具有弹性势能。 由于弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关，乙图中皮筋弹性形变的程度更大一些，其弹性势能更大一些，所以它能够转化的动能更多，跳的更高。 故答案为：B；卡片能跳起来；做功；弹性势；乙。 3．小华在甲、乙两个不同位置开展跨学科研学活动，如图为研学点附近的等高线图。则（　　） A．河水由乙流向甲 B．甲处的气压比乙处的大 C．小华在甲处具有的重力势能比乙处大 D．质量为50kg的小华从甲处走到乙处，重力做了1.5×104J的功 【答案】C 【解答】解：A、由图可知，甲的位置高于乙的位置，河水会由于受到重力作用，从甲处流向乙处，故A错误； B、由图可知，甲的位置高于乙的位置，甲处的气压比乙处的低，故B错误； C、小华的质量不变，甲的位置高于乙的位置，所以小华在甲处具有的重力势能比乙处大，故C正确； D、质量为50kg的小华从甲处走到乙处，重力做的功为：，故D错误。 故选：C。 4．同学们利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。 （1）如图1所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，探究重力势能的大小与哪些因素有关。 ①通过实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越 ，说明它的重力势能越 ； ②若要探究重力势能与质量的关系，应换用不同的重物，让它们从 高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度； （2）把重物按图2所示方式分别放在小桌上，观察小桌陷入沙子的深度，探究压力作用效果与什么因素有关。 ①在分析压力作用效果与压力大小的关系时，应选择 两次实验进行比较； ②在分析压力作用效果与受力面积大小的关系时，应选择 两次实验进行比较。 【答案】（1）①多；大；②相同；（2）①甲、乙；②乙、丙。 【解答】解：（1）①同一个重物的质量不变，从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越多，小桌下陷的深度越大，说明它的重力势能越大； ②若要探究重力势能与质量的关系，应换用不同的重物，控制相同的高度，所以让它们从相同高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度； （2）①在分析压力作用效果与压力大小的关系时，应控制受力面积大小相同，改变压力的大小，故应选择甲、乙两次实验进行比较； ②在分析压力作用效果与受力面积大小的关系时，应控制压力大小相同，改变受力面积大小，故应选择乙、丙两次实验进行比较。 故答案为：（1）①多；大；②相同；（2）①甲、乙；②乙、丙。 5．为了探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”，小雷同学有如下猜想： 猜想一：弹性势能的大小与弹簧的材料有关； 猜想二：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。 为探究猜想一是否正确，小雷同学设计了如图所示的实验装置，探究方案如下（以下所有弹簧被压缩后都未超过其弹性限度）： ①将A、B两根外形完全相同，材料不同的弹簧分别按图甲安装好； ②将小球置于弹簧A的右端，使弹簧被压缩的长度为3cm（见图乙），放手后小球被弹出，并与一木块相碰，木块被推动了一段距离s1； ③将小球置于弹簧B的右端，使弹簧被压缩的长度为3cm,放手后小球被弹出，并与在同一位置的同一木块相碰，木块被推动了一段距离s2。 （1）本实验，将不易观测的弹性势能转换为 来观测，这种转换思想在初中物体探究中经常用到，请再举出八年级下册物理探究中出现的一例： 。 （2）此实验中，若s1与s2 （选填“相等”或“不相等”），说明弹性势能的大小与弹簧的材料无关。 （3）小雷用上述装置探究猜想二，实验数据如表一。分析表一数据，小雷得出“弹性势能大小与弹簧被压缩程度无关”的错误结论。小雷实验中存在的主要问题是 。 表一： 实验序号 弹簧编号 弹簧被压缩距离/cm 木块被推动距离/cm 1 A 3 24 2 B 6 24 表二： 实验序号 1 2 3 弹簧被压缩距离/cm 2 4 6 木块被推动距离/cm 3 11 24 在老师指导下，小雷纠正错误重新正确实验，得出数据如表二。根据表中数据，小雷得出：在弹性限度内，同一弹簧的弹性势能大小与弹簧被压缩量成正比。小雷此结论是 （选填“正确”或“错误”）的。分析表二数据，能得出的结论是： 。（不能和小雷同学的结论相同） 【答案】（1）木块被推动的距离；利用海绵凹陷程度反映压力的作用效果；（2）相等；（3）没有控制弹簧的材料相同；错误；在弹性限度内，同一弹簧被压缩距离越大，弹簧的弹性势能越大。 【解答】解：（1）实验中小球能够做功是体现在推动小木块运动，推动的距离越远，表示小球能够做的功越多，小球具有的动能就越大，从而说明弹簧的弹性势能越大，所以通过观察木块被推动的距离的大小，来判断弹簧的弹性势能大小，这是转换法的应用； 人教版八年级下册物理探究中运用转换法的实验有：利用海绵凹陷程度反映压力的作用效果、利用弹簧伸长的长度代表拉力大小、研究液体内部压强时利用U形管中液面高度差显示压强大小等实验，采用的都是转换法； （2）为了探究弹性势能的大小与弹簧的材料是否有关，必须控制弹簧压缩程度相同，改变弹簧的材料，若s1与s2相等，说明弹性势能的大小与弹簧的材料无关； （3）要探究弹性势能大小与弹簧被压缩程度的关系，根据控制变量法可知，应控制弹簧材料相同，弹簧被压缩的程度不同；由表一中的数据可知，弹簧的材料不同，弹簧被压缩的程度不同，故小雷得出的结论是错误的，小雷实验中存在的主要问题是没有控制弹簧的材料相同； 由表二中数据可知，弹簧被压缩距离与木块被推动距离没有正比关系，即同一弹簧的弹性势能大小与弹簧被压缩量成正比这一结论是错误的； 由表二中数据可知，弹簧被压缩距离越大，木块被推动距离越远，故能得出的结论是：在弹性限度内，同一弹簧被压缩距离越大，弹簧的弹性势能越大。 故答案为：（1）木块被推动的距离；利用海绵凹陷程度反映压力的作用效果；（2）相等；（3）没有控制弹簧的材料相同；错误；在弹性限度内，同一弹簧被压缩距离越大，弹簧的弹性势能越大。 · 考点04 机械能的转化 1.（2024•绥化）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，机械能是守恒的。当卫星从远地点向近地点运动时，下列说法正确的是（　　） A．动能减小，重力势能增大 B．动能转化为重力势能 C．动能增大，重力势能减小 D．卫星的速度一直在减小 【答案】C 【解答】解：卫星从远地点向近地点运动时，质量不变，速度大，卫星和地球的相对距离变小，势能变小，动能变大，重力势能转化为动能，故C正确，ABD错误。 故选：C。 2.（2024•广元）2024年5月23日至24日，东部战区在我国台湾省周边开展“联合利剑-2024A”军事演习，震慑台独分裂势力，坚决捍卫国家主权和领土完整。参加演习的某架战机加速升空过程中，若不考虑燃油消耗引起的质量变化，则该战机（　　） A．动能减少，重力势能减少 B．动能减少，重力势能增大 C．动能增大，重力势能减少 D．动能增大，重力势能增大 【答案】D 【解答】解：参加演习的某架战机加速升空过程中，若不考虑燃油消耗引起的质量变化，该战机质量不变，速度增加，动能增大，高度增加，重力势能增大。 故选：D。 3．（2024•陕西）如图，某同学拿着实心球静止站立在水平地面上，该同学和实心球总重500 N，双脚与地面的总接触面积为0.04 m2，此时他对地面的压强为 Pa。该同学将实心球投出后，双脚站立在水平地面上保持静止，他对地面的压强与投出实心球之前相比 （选填“变大”“变小”或“不变”）。实心球下落过程中，重力势能转化为 。（忽略空气阻力）​ 【答案】1.25×104；变小；动。 【解答】解：对地面的压强为： ； 投掷后，受力面积不变，压力变小，对地面的压强也变小； 实心球下落过程中，高度减小，质量不变，重力势能减小，转化为动能。 故答案为：1.25×104；变小；动。 4．如图所示，水平匀速飞行的空中加油机正在给受油机加油，在此过程中，加油机的（　　） A．重力势能不变 B．动能不变 C．动能和机械能都增大 D．动能和机械能都减小 【答案】D 【解答】解：水平匀速飞行的空中加油机正在给受油机加油过程中，加油机的质量减小，速度不变，则动能减小，高度不变，则重力势能减小，由于加油机没有发生弹性形变，所以不用考虑弹性势能，而动能与势能之和等于机械能，所以加油机的机械能减少，故ABC错误，D正确。 故选：D。 感受真题 一、单项选择题 1.（2024•福建）如图是丰子恺的书画作品，生动描绘了儿童学种瓜的场景，下列说法错误的是（　　） A．蹲坐的儿童站起来，重力势能变小 B．风吹枝弯，说明力可以改变物体的形状 C．提水桶时感到桶在拉手，说明力的作用是相互的 D．提水前行中突然减速，水溅出是由于水具有惯性 【答案】A 【解答】解：A、蹲坐的儿童站起来，重心上升，重力势能变大，故A错误； B、风吹枝弯，说明力可以改变物体的形状，故B正确； C、提水桶时感到桶在拉手，说明力的作用是相互的，故C正确； D、提水前行中突然减速，桶速度变小，水由于惯性保持原来的速度，向前运动溅出，故D正确。 故选：A。 2.（2024•天津）小明对我国一些科技成就进行了梳理，如下表所示。在“相关内容分析”中存在错误的是（　　） 序号 科技成就 相关内容分析 ① 三峡船闸 轮船通行时利用了连通器的特点 ② “玉兔号”月球车 车轮宽大可减小对月球表面的压强 ③ 神舟飞船返回舱 它在地面附近减速下降过程中机械能不变 ④ 国产大飞机C919 机翼获得升力利用了流体压强与流速的关系 A．① B．② C．③ D．④ 【答案】C 【解答】解：三峡船闸轮船通行时利用了连通器的特点，故①正确； 在压力相同时，受力面积越大，压强越小，月球车车轮宽大可减小对月球表面的压强，故②正确； 神舟飞船返回舱在地面附近减速下降过程中动能和重力智能均变小，故机械能变小，故③错误； 机翼获得升力利用了流体压强与流速的关系，故④正确。 故选：C。 3．（2024•凉山州）北京时间2024年4月21日7时45分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感四十二号02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。下列关于发射过程中描述正确的是（　　） A．火箭上升过程中，02星的质量变小 B．火箭上升过程中，02星相对于地面是运动的 C．火箭升空的原理与喷气式飞机升空原理相同 D．火箭加速升空过程中机械能不变 【答案】B 【解答】解：A、火箭上升过程中，02星的空间位置发生变化，其质量不变，故A错误； B、火箭上升过程中，02星相对于地面的位置在发生变化，是运动的，故B正确； C、火箭升空是由于物体间力的作用是相互的，而喷气式飞机升空是利用流体压强与流速的关系来升空的，故C错误； D、火箭升空时，质量不变，速度增大，动能增大；质量不变，高度增大，重力势能增大，由机械能=动能+重力势能知，机械能增大，故D错误。 故选：B。 4．（2024•成都）2023年7月28日，第31届世界大学生夏季运动会在成都隆重开幕。如图是我国运动健儿在跳高比赛中的场景。关于跳高运动员的能量，下列结论正确的是（　　） A．助跑过程中，动能保持不变 B．助跑过程中，机械能总量保持不变 C．起跳后的上升过程中，重力势能增大 D．越过横杆后的下降过程中，动能保持不变 【答案】C 【解答】解：A、动能的大小与物体的质量和运动速度有关，助跑过程中，人体的质量不变，速度增大，所以动能应该变大，故A错误； B、动能和势能的总和叫机械能，助跑过程中，速度增大，动能变大，势能不变，机械能应该变大，故B错误； C、重力势能与物体的质量和高度有关，起跳后的上升过程中，质量不变，高度升高，重力势能变大，故C正确； D、动能的大小与物体的质量和运动速度有关，越过横杆后的下降过程中，人体的质量不变，速度增大，所以动能应该变大，故D错误。 故选：C。 5．（2024•自贡）很多同学都玩过荡秋千，下列说法正确的是（　　） A．秋千荡到最低点时只有动能 B．秋千荡到最高点时有重力势能和动能 C．从最低点荡到最高点的过程中重力势能转化为动能 D．从最高点荡到最低点的过程中动能增大，重力势能减少 【答案】D 【解答】解：A．秋千荡到最低点时，离地面有一定的高度，因而具有重力势能，不只有动能，故A错误； B．秋千荡到最高点时，速度为0，动能为0，故只有重力势能，故B错误； C．从最低点荡到最高点的过程中，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，故C错误； D．从最高点荡到最低点的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，故D正确。 故选：D。 6．（2023•株洲）投出的铅球在空中飞行，它在整个运动过程中的动能Ek与距离地面的高度h的关系如图所示。已知铅球出手高度h为2m,铅球落到地面时重力势能为零，不计空气阻力，由图可知，铅球出手时其重力势能为（　　） A．80J B．100J C．180J D．280J 【答案】A 【解答】解：由图可知，铅球的最大动能为280J，即机械能的总量为280J，当铅球距离地面高度为2.5m时，动能的大小为180J，此时的重力势能为280J-180J=100J，因为铅球出手高度h为2m,低于2.5m,所以铅球出手时其重力势能小于100J，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选：A。 二、多项选择题 7．（2024•哈尔滨）同学们在操场上玩篮球，下列有关投出的篮球说法正确的是（　　） A．球上升到最高点时处于平衡状态 B．球在空中继续运动，表明球受到惯性作用 C．球上升过程中，重力势能增加，动能减少 D．球的表面制作得凹凸不平是为了增大摩擦 【答案】CD 【解答】解：A、球上升到最高点时，沿曲线运动，运动状态改变，受到的合力不为0，不是处于平衡状态，故A错误； B、球在空中继续运动，是因为球具有惯性，保持原来运动状态不变的性质，惯性不是力，不可以说受到惯性作用，故B错误； C、球上升过程中，质量不变，高度增大，重力势能增加，速度减小，动能减少，故C正确； D．球的表面制作得凹凸不平，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故D正确。 故选：CD。 8．（2023•日照）2022年8月14日，山东省第二十五届运动会跳水决赛在日照市游泳中心跳水馆完美收官，为助推我市体育事业的发展注入了强大动力。如图所示，某次跳水比赛中，运动员站立在跳台上的A点，然后保持直立姿势从跳台上竖直向上弹跳后腾空，至最高点B处后自由下落，至C点落入水中。关于上述运动过程运动员腾空后的机械能，下列分析正确的是（不计空气阻力）（　　） A．运动员在C点时，动能最大、重力势能最小 B．运动员从A点运动到C点的过程中，机械能守恒 C．运动员从A点运动到B点的过程中，动能逐渐增大 D．运动员从B点运动到C点的过程中，重力势能逐渐增大 【答案】AB 【解答】解：A、运动员在C点时，高度最低，不计空气阻力，重力势能全部转化为动能，即动能最大、重力势能最小，故A正确； B、不计空气阻力，运动员从A点运动到C点的过程中，只受重力作用，机械能守恒，故B正确； C、运动员从A点运动到B点的过程中，高度增大，重力势能增加，动能减小，故C错误； D、运动员从B点运动到C点的过程中，高度逐渐降低，重力势能减小，动能增加，故D错误。 故选：AB。 三、填空题 9．（2024•内江）如图所示，熟透了的苹果从树上落下，在加速下落过程中，苹果的动能 （选填“增加”“减少”或“不变”），以地面为参照物，苹果是 （选填“运动”或“静止”）的。 【答案】增加；运动。 【解答】解：（1）苹果从树上落下，在加速下落过程中质量不变，加速时速度增大，动能增加； （2）苹果在下落过程中，苹果与地面的距离逐渐减小，相对位置发生了改变，所以选择地面为参照物时苹果是运动的。 故答案为：增加；运动。 10．（2024•常州）2023年11月9日，甘肃省消防队举行高楼灭火演习。如图甲所示，电动灭火无人机悬停在空中。如图乙所示，当无人机水平向右猛烈喷射干粉的同时，原本悬停的无人机水平向左飘移，这说明力的作用是 。使原本悬停的无人机发生飘移的是 对 施加的力。喷射干粉过程中，灭火无人机的重力势能 。 【答案】相互；干粉；无人机；变小。 【解答】解：（1）当无人机水平向右猛烈喷射干粉时，无人机给干粉一个向右的作用力，干粉同时会给无人机一个向左的作用力，使无人机向左飘移，这个现象说明物体间力的作用是相互的； （2）喷射干粉过程中，灭火无人机的质量变小，高度不变，重力势能变小。 故答案为：相互；干粉；无人机；变小。 11．（2024•无锡）如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高，摆球到达B点时动能为 J；摆球从A点到O点的过程中， 转化为动能。整个过程中，摆球的机械能大小 （选填“不变”或“减小”）。 【答案】0；重力势；不变。 【解答】解：A、B两点等高，说明摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点的过程中没有能量损失，即从A点到B点的过程中机械能守恒，则A点的动能等于B点的动能，摆球在A点静止，动能为0J，所以摆球到达B点时动能为0J； 摆球从A点到O点的过程中，质量不变，高度降低，速度变大，则重力势能减少，动能增多，重力势能转化为动能。 故答案为：0；重力势；不变。 12．（2024•临夏州）某科技兴趣小组用两个输液用的葡萄糖瓶子，从瓶口以下约6cm处截断，将截断处用胶水黏合在一起，再从瓶口的橡胶塞中心穿一根长约20cm的细木棒，用两条悬线拴住木棒的两端，将悬线固定在支架上，就构成了如图所示的滚摆。当滚摆从上到下运动的过程中重力势能主要转化为 能；滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】动；变小。 【解答】解：滚摆沿着悬线向下运动的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，故重力势能减小，动能增加；说明重力势能转化为了动能；滚摆到最低点后又上升，每次上升的高度逐渐减小，说明存在阻力，机械能转化为内能，故机械能变小。 故答案为：动；变小。 13．（2022•广东）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在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 点最大，B点重力势能的大小 E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是 （选填“变化”或“不变”）的。 【答案】C；等于；变化。 【解答】解：（1）由图乙可知，过山车的动能在C点最大，在B点最小；B点的重力势能大小与E点的动能大小相等； （2）由于机械能等于动能和势能的总和，由图乙可知，从B到C点、再到D点、最后到达E点的过程中，重力势能与动能之和越来越小，所以在这个过程中，过山车的机械能是变化的。 故答案为：C；等于；变化。 14．（2024•广州）如图，某同学将篮球掷向地面，经过甲位置后碰到地面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力。 位置 机械能/J 重力势能/J 甲 13 6 乙 12 10 （1）篮球直径为24.6 （选填“mm”“cm”或“dm”），质量为0.6kg,g取10N/kg,则该篮球受到的重力为 N； （2）请在图中乙位置画出篮球的受力示意图； （3）篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示，则篮球与地面碰撞过程损失的机械能为 J，在乙位置时的动能为 J。 【答案】（1）cm；6；（2）如图所示；（3）1；2。 【解答】解：（1）比较刻度尺上，24.6mm、24.6cm、24.6dm的长度，明显能看出，篮球的直径为24.6cm；该篮球受到的重力； （2）忽略空气的作用力，图中乙位置篮球只受重力，受力示意图如图所示： （3）篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示，机械能有13J变为12J，篮球与地面碰撞过程损失的机械能为1J；在乙位置时机械能为12J，其中重力势能10J，所以在乙位置时的动能为2J。 故答案为：（1）cm；6；（2）如图所示；（3）1；2。 四、简答题 15．（2024•赤峰）如图是《天工开物》一书中记载的古人用脚踏碓将稻米去皮的情景。脚踏碓实质是费力杠杆。碓头砸打稻米时，动能越大，稻米越容易去皮。 （1）请分析脚踏碓做成费力杠杆使稻米容易去皮的原因。 （2）早在汉代，人们就学会了用水力代替人力，脚踏碓就演变成水碓。水碓一般安装在水流较急的地方，请从能量角度分析其安装在水流较急地方的原因。 【答案】（1）脚踏碓做成费力杠杆，脚踩下较小的距离，可以将碓举高较大的距离，获得较大的重力势能，转化为动能，使得打击的速度很大，容易将使稻米容易去皮； （2）水碓一般安装在水流较急的地方，相同的水的动能较大，可以做功较多，容易将使稻米去皮。 【解答】答：（1）脚踏碓做成费力杠杆，脚踩下较小的距离，可以将碓举高较大的距离，获得较大的重力势能，转化为动能，使得打击的速度很大，容易将使稻米容易去皮； （2）水碓一般安装在水流较急的地方，相同的水的动能较大，可以做功较多，容易将使稻米去皮。 五、实验探究题 16．（2022•宿迁）如图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m）。 （1）让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的 。 （2）实验中通过比较木块B被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于 （选填“控制变量法”或“转换法”）。 （3）小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是 （选填“正确”或“错误”），理由是 。 （4）通过比较步骤 和 可以判断动能大小与物体质量的关系。 【答案】（1）速度；（2）转换法；（3）错误；没有控制小球质量相同；（4）甲；乙。 【解答】解：（1）让不同质量的两个小球从同一高度由静止滚下，使小球到达水平面时的速度是相同的； （2）木块B被小球撞击后移动的距离s越大，说明小球对木块做的功越多，也反映了小球具有的动能越大；木块的距离长短反映了物体动能的大小，这种方法叫作转换法； （3）由图知实验步骤乙和实验步骤丙的质量和下落的高度都不同，不可以判断动能大小与速度的关系； （4）要探究动能大小与物体质量的关系，需要控制速度相同，改变物体的质量，步骤甲、乙符合题意。 故答案为：（1）速度；（2）转换法；（3）错误；没有控制小球质量相同；（4）甲；乙。 17．（2023•威海）小明探究重力势能大小与物体质量和高度的关系，实验装置如图甲所示。 （1）将铁球从斜面由静止释放后到压缩弹簧，记录铁球速度减为0时弹簧的长度。整个过程涉及的能量转化情况为 ，铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，则说明铁球的重力势能越 （选填“大”或“小”）。 （2）将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1＜h2）处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2（l1＞l2），则你能得出的结论是 。 （3）若要探究重力势能大小与物体质量的关系，请简要写出你的设计思路： 。 （4）结合本实验和所学知识，分析图乙所示的水坝，发电机安装在 位置较为合理（选填“C”或“D”），你认为适合建造大型水力发电站的地方应该具备哪些条件： 。 【答案】（1）重力势能先转化为动能，动能再转化为弹性势能；小；（2）质量相同，高度越低，重力势能越小；（3）质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度 （4）D；水资源丰富（或水量大）和地势高度差大。 【解答】解：（1）整个过程涉及的能量转化情况为：重力势能先转化为动能，动能再转化为弹性势能；铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，弹簧的形变越小，弹性势能越小，则说明铁球的重力势能越小； （2）将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1＜h2）处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2（l1＞l2），结合（1）的分析上可得出的结论是：质量相同，高度越低，重力势能越小； （3）若要探究重力势能大小与物体质量的关系，设计思路为：质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度； （4）D位置与上游的高度差较大，所以应该安装在D位置；水资源丰富（或水量大）和地势高度差大，重力势能就大，转化为的动能就越大； 故答案为：（1）重力势能先转化为动能，动能再转化为弹性势能；小；（2）质量相同，高度越低，重力势能越小；（3）质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度 （4）D：水资源丰富（或水量大）和地势高度差大。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 沪粤版九年级物理上册 《11.4 认识动能和势能》 同步训练 一、考点训练 · 考点01 能量 · 考点02 动能及其影响因素 · 考点03 势能及其影响因素 · 考点04 机械能的转化 二、感受真题 考点训练 · 考点01 能量 1.（2005•湖州）下列关于能的叙述中，正确的是（　　） A．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 B．挂在树枝上的苹果，没有做功，所以没有能 C．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 D．运动的物体具有能，静止的物体没有能 2．关于能量下列说法正确的是（　　） A．质量大的物体具有的能量多 B．物体能够对外做的功越多，则该物体的能量越大 C．因为物体具有的能量很多，所以物体对外做的功也一定很多 D．因为能量很抽象，所以无法判断能量大小关系 · 考点02 动能及其影响因素 1.（2023•海南）我国古代科技著作《天工开物》中记载“扬郡以风帆数扇，俟风转车，风息则止”。说明我国古代劳动人民很早就会利用 能；当风停时风车并没有立即停止，这是因为风车具有 。 2.（2021•柳州）下列物体中，具有动能的是（　　） A．停在站台上的火车 B．风驰电掣的过山车 C．静止在地面上的足球 D．腾空而起的长征火箭 3．（2022•淮安）如图所示，排球课的垫球基本动作训练中，离开胳膊后的排球能继续向上运动，是因排球具有 ，排球上升过程中，具有的动能逐渐 （选填“变小”“不变”或“变大”）。 4.（2018•襄阳）在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能Ek随时间t变化的图象最接近的是（　　） A B C D 5.（2022•宜昌）小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。 （1）实验中探究的动能是指 。 A.钢球撞击木块时的动能 B.钢球撞击木块后的动能 C.木块被钢球撞击后的动能 （2）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA＞mB，高度hA＞hB，距离sA＞sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 （选填“正确”或“错误”），理由是 。 （3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与 的关系。 · 考点03 势能及其影响因素 1．《中华人民共和国民法典》中规定：“禁止从建筑物中抛掷物品。”在生活中，我们要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因是高处的物体具有较大的（　　） A．重力势能 B．弹性势能 C．动能 D．内能 2．如图甲为“会跳的卡片”，A为卡片外侧，B为卡片内侧，实验时应把 （选填“A”或“B”）面朝下紧贴桌面，压平后迅速松开手，观察到的现象是 ，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片 ，因此它具有 。图乙、丙是用相同的橡皮筋，相同的卡片制成的，且剪开豁口的深度也是相同的，但乙的豁口间距离更大，实验时分别将它们在桌面上压平之后松开手， （选填“乙”或“丙”）卡片可以弹跳得更高一些。 3．小华在甲、乙两个不同位置开展跨学科研学活动，如图为研学点附近的等高线图。则（　　） A．河水由乙流向甲 B．甲处的气压比乙处的大 C．小华在甲处具有的重力势能比乙处大 D．质量为50kg的小华从甲处走到乙处，重力做了1.5×104J的功 4．同学们利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。 （1）如图1所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，探究重力势能的大小与哪些因素有关。 ①通过实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越 ，说明它的重力势能越 ； ②若要探究重力势能与质量的关系，应换用不同的重物，让它们从 高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度； （2）把重物按图2所示方式分别放在小桌上，观察小桌陷入沙子的深度，探究压力作用效果与什么因素有关。 ①在分析压力作用效果与压力大小的关系时，应选择 两次实验进行比较； ②在分析压力作用效果与受力面积大小的关系时，应选择 两次实验进行比较。 5．为了探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”，小雷同学有如下猜想： 猜想一：弹性势能的大小与弹簧的材料有关； 猜想二：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。 为探究猜想一是否正确，小雷同学设计了如图所示的实验装置，探究方案如下（以下所有弹簧被压缩后都未超过其弹性限度）： ①将A、B两根外形完全相同，材料不同的弹簧分别按图甲安装好； ②将小球置于弹簧A的右端，使弹簧被压缩的长度为3cm（见图乙），放手后小球被弹出，并与一木块相碰，木块被推动了一段距离s1； ③将小球置于弹簧B的右端，使弹簧被压缩的长度为3cm,放手后小球被弹出，并与在同一位置的同一木块相碰，木块被推动了一段距离s2。 （1）本实验，将不易观测的弹性势能转换为 来观测，这种转换思想在初中物体探究中经常用到，请再举出八年级下册物理探究中出现的一例： 。 （2）此实验中，若s1与s2 （选填“相等”或“不相等”），说明弹性势能的大小与弹簧的材料无关。 （3）小雷用上述装置探究猜想二，实验数据如表一。分析表一数据，小雷得出“弹性势能大小与弹簧被压缩程度无关”的错误结论。小雷实验中存在的主要问题是 。 表一： 实验序号 弹簧编号 弹簧被压缩距离/cm 木块被推动距离/cm 1 A 3 24 2 B 6 24 表二： 实验序号 1 2 3 弹簧被压缩距离/cm 2 4 6 木块被推动距离/cm 3 11 24 在老师指导下，小雷纠正错误重新正确实验，得出数据如表二。根据表中数据，小雷得出：在弹性限度内，同一弹簧的弹性势能大小与弹簧被压缩量成正比。小雷此结论是 （选填“正确”或“错误”）的。分析表二数据，能得出的结论是： 。（不能和小雷同学的结论相同） · 考点04 机械能的转化 1.（2024•绥化）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，机械能是守恒的。当卫星从远地点向近地点运动时，下列说法正确的是（　　） A．动能减小，重力势能增大 B．动能转化为重力势能 C．动能增大，重力势能减小 D．卫星的速度一直在减小 2.（2024•广元）2024年5月23日至24日，东部战区在我国台湾省周边开展“联合利剑-2024A”军事演习，震慑台独分裂势力，坚决捍卫国家主权和领土完整。参加演习的某架战机加速升空过程中，若不考虑燃油消耗引起的质量变化，则该战机（　　） A．动能减少，重力势能减少 B．动能减少，重力势能增大 C．动能增大，重力势能减少 D．动能增大，重力势能增大 3．（2024•陕西）如图，某同学拿着实心球静止站立在水平地面上，该同学和实心球总重500 N，双脚与地面的总接触面积为0.04 m2，此时他对地面的压强为 Pa。该同学将实心球投出后，双脚站立在水平地面上保持静止，他对地面的压强与投出实心球之前相比 （选填“变大”“变小”或“不变”）。实心球下落过程中，重力势能转化为 。（忽略空气阻力）​ 4．如图所示，水平匀速飞行的空中加油机正在给受油机加油，在此过程中，加油机的（　　） A．重力势能不变 B．动能不变 C．动能和机械能都增大 D．动能和机械能都减小 感受真题 一、单项选择题 1.（2024•福建）如图是丰子恺的书画作品，生动描绘了儿童学种瓜的场景，下列说法错误的是（　　） A．蹲坐的儿童站起来，重力势能变小 B．风吹枝弯，说明力可以改变物体的形状 C．提水桶时感到桶在拉手，说明力的作用是相互的 D．提水前行中突然减速，水溅出是由于水具有惯性 2.（2024•天津）小明对我国一些科技成就进行了梳理，如下表所示。在“相关内容分析”中存在错误的是（　　） 序号 科技成就 相关内容分析 ① 三峡船闸 轮船通行时利用了连通器的特点 ② “玉兔号”月球车 车轮宽大可减小对月球表面的压强 ③ 神舟飞船返回舱 它在地面附近减速下降过程中机械能不变 ④ 国产大飞机C919 机翼获得升力利用了流体压强与流速的关系 A．① B．② C．③ D．④ 3．（2024•凉山州）北京时间2024年4月21日7时45分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感四十二号02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。下列关于发射过程中描述正确的是（　　） A．火箭上升过程中，02星的质量变小 B．火箭上升过程中，02星相对于地面是运动的 C．火箭升空的原理与喷气式飞机升空原理相同 D．火箭加速升空过程中机械能不变 4．（2024•成都）2023年7月28日，第31届世界大学生夏季运动会在成都隆重开幕。如图是我国运动健儿在跳高比赛中的场景。关于跳高运动员的能量，下列结论正确的是（　　） A．助跑过程中，动能保持不变 B．助跑过程中，机械能总量保持不变 C．起跳后的上升过程中，重力势能增大 D．越过横杆后的下降过程中，动能保持不变 5．（2024•自贡）很多同学都玩过荡秋千，下列说法正确的是（　　） A．秋千荡到最低点时只有动能 B．秋千荡到最高点时有重力势能和动能 C．从最低点荡到最高点的过程中重力势能转化为动能 D．从最高点荡到最低点的过程中动能增大，重力势能减少 6．（2023•株洲）投出的铅球在空中飞行，它在整个运动过程中的动能Ek与距离地面的高度h的关系如图所示。已知铅球出手高度h为2m,铅球落到地面时重力势能为零，不计空气阻力，由图可知，铅球出手时其重力势能为（　　） A．80J B．100J C．180J D．280J 二、多项选择题 7．（2024•哈尔滨）同学们在操场上玩篮球，下列有关投出的篮球说法正确的是（　　） A．球上升到最高点时处于平衡状态 B．球在空中继续运动，表明球受到惯性作用 C．球上升过程中，重力势能增加，动能减少 D．球的表面制作得凹凸不平是为了增大摩擦 8．（2023•日照）2022年8月14日，山东省第二十五届运动会跳水决赛在日照市游泳中心跳水馆完美收官，为助推我市体育事业的发展注入了强大动力。如图所示，某次跳水比赛中，运动员站立在跳台上的A点，然后保持直立姿势从跳台上竖直向上弹跳后腾空，至最高点B处后自由下落，至C点落入水中。关于上述运动过程运动员腾空后的机械能，下列分析正确的是（不计空气阻力）（　　） A．运动员在C点时，动能最大、重力势能最小 B．运动员从A点运动到C点的过程中，机械能守恒 C．运动员从A点运动到B点的过程中，动能逐渐增大 D．运动员从B点运动到C点的过程中，重力势能逐渐增大 三、填空题 9．（2024•内江）如图所示，熟透了的苹果从树上落下，在加速下落过程中，苹果的动能 （选填“增加”“减少”或“不变”），以地面为参照物，苹果是 （选填“运动”或“静止”）的。 10．（2024•常州）2023年11月9日，甘肃省消防队举行高楼灭火演习。如图甲所示，电动灭火无人机悬停在空中。如图乙所示，当无人机水平向右猛烈喷射干粉的同时，原本悬停的无人机水平向左飘移，这说明力的作用是 。使原本悬停的无人机发生飘移的是 对 施加的力。喷射干粉过程中，灭火无人机的重力势能 。 11．（2024•无锡）如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高，摆球到达B点时动能为 J；摆球从A点到O点的过程中， 转化为动能。整个过程中，摆球的机械能大小 （选填“不变”或“减小”）。 12．（2024•临夏州）某科技兴趣小组用两个输液用的葡萄糖瓶子，从瓶口以下约6cm处截断，将截断处用胶水黏合在一起，再从瓶口的橡胶塞中心穿一根长约20cm的细木棒，用两条悬线拴住木棒的两端，将悬线固定在支架上，就构成了如图所示的滚摆。当滚摆从上到下运动的过程中重力势能主要转化为 能；滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 13．（2022•广东）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在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 点最大，B点重力势能的大小 E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是 （选填“变化”或“不变”）的。 14．（2024•广州）如图，某同学将篮球掷向地面，经过甲位置后碰到地面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力。 位置 机械能/J 重力势能/J 甲 13 6 乙 12 10 （1）篮球直径为24.6 （选填“mm”“cm”或“dm”），质量为0.6kg,g取10N/kg,则该篮球受到的重力为 N； （2）请在图中乙位置画出篮球的受力示意图； （3）篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示，则篮球与地面碰撞过程损失的机械能为 J，在乙位置时的动能为 J。 四、简答题 15．（2024•赤峰）如图是《天工开物》一书中记载的古人用脚踏碓将稻米去皮的情景。脚踏碓实质是费力杠杆。碓头砸打稻米时，动能越大，稻米越容易去皮。 （1）请分析脚踏碓做成费力杠杆使稻米容易去皮的原因。 （2）早在汉代，人们就学会了用水力代替人力，脚踏碓就演变成水碓。水碓一般安装在水流较急的地方，请从能量角度分析其安装在水流较急地方的原因。 五、实验探究题 16．（2022•宿迁）如图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m）。 （1）让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的 。 （2）实验中通过比较木块B被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于 （选填“控制变量法”或“转换法”）。 （3）小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是 （选填“正确”或“错误”），理由是 。 （4）通过比较步骤 和 可以判断动能大小与物体质量的关系。 17．（2023•威海）小明探究重力势能大小与物体质量和高度的关系，实验装置如图甲所示。 （1）将铁球从斜面由静止释放后到压缩弹簧，记录铁球速度减为0时弹簧的长度。整个过程涉及的能量转化情况为 ，铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，则说明铁球的重力势能越 （选填“大”或“小”）。 （2）将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1＜h2）处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2（l1＞l2），则你能得出的结论是 。 （3）若要探究重力势能大小与物体质量的关系，请简要写出你的设计思路： 。 （4）结合本实验和所学知识，分析图乙所示的水坝，发电机安装在 位置较为合理（选填“C”或“D”），你认为适合建造大型水力发电站的地方应该具备哪些条件： 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！10 学科网（北京）股份有限公司 $$