第11章《功和机械能》11.3 动能和势能-2024-2025学年人教版物理八年级下册

2024-2025学年人教版物理八年级下册同步学习精讲练（新教材）第十一章 功和机械能 11.3 动能和势能 目录 学习目标 2 知识导学 2 知识点01：能量 2 知识点02：动能和势能 2 知识点03：探究物体的动能跟哪些因素有关 3 考点讲练 3 考点01：探究影响物体动能大小的因素 3 考点02：比较动能的大小 3 考点03：探究影响物体重力势能大小的因素 4 考点04：重力势能的影响因素 5 考点05：比较重力势能的大小 5 考点06：弹性势能的概念 6 考点07：弹性势能的影响因素 6 考点08：探究影响物体弹性势能大小的因素 7 考点09：动能和势能的应用 7 考点10：能量的概念 8 考点11：功与能的关系 8 考点12：动能的概念 9 考点13：动能大小与质量的关系 9 考点14：动能大小与速度的关系 10 考点15：重力势能的概念 10 优选真题培优练 11 1.掌握动能和势能的基本定义，理解它们分别代表的物理意义。 2.能够区分动能和势能，并知道它们是如何与物体的运动状态和位置相关的。 3.掌握动能和势能之间可以相互转化的原理，理解它们是如何在物理过程中相互转换的。 4.能够举例说明动能和势能之间的转化过程，如物体从高处落下时重力势能转化为动能。 5.能够应用所学知识解决与动能和势能相关的实际问题，如分析物体在不同位置时的动能和势能变化。 6.通过实验、观察和数据分析，培养学生的科学探究能力，加深对动能和势能概念的理解。 知识点01：能量 （1）一个物体 ，我们就说这个物体具有能量。 （2）理解 ① 能量表示物体 大小的物理量；能量的大小可以用能够做功的多少来量度，一个物体能够做的功越多，它具有的能量就 。 ② 一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”，是说它具有做功的本领。如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。 知识点02：动能和势能 （1）动能 ①概念：物体由于 而具有的能 ②影响因素： 、 。 （2）势能 ①重力势能 a.概念：物体由于受到 并处在一定高度时所具有的能 B.影响因素： 、 。 ②弹性势能 a.概念：物体由于 而具有的能； B.影响因素： 。 （3）联系：动能和是能在一定条件下可以相互转化 知识点03：探究物体的动能跟哪些因素有关 ① 研究对象：小钢球 ② 研究方法： 。 如何判断钢球的动能大小：看 （ ）。 ③ 研究过程 如何控制速度不变：不同钢球从 的 由 滚下，使到达斜面底端时 相同。 如何改变钢球速度：使钢球从 滚下。 ④ 分析归纳： 保持钢球质量不变时结论： ； 保持钢球速度不变时结论： 。 ⑤得出结论： 物体动能与 和 有关；速度越大，质量越大，动能也越大。 考点01：探究影响物体动能大小的因素 【例题精讲】（2024秋•宝应县期末）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 　 　（控制变量法/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 　 　（正确/错误），理由是 　 　。 （4）实验中，物体的动能最终都转化为 　 　能，这是因为 　 　。 【巩固训练一】（2024•泰州）用如图所示的装置探究动能大小与速度的关系，下列说法正确的是（　　） A．将不同质量的小球从斜面的同一高度由静止开始释放 B．木块在滑行过程中受到的摩擦力逐渐减小 C．木块静止时所受弹力是由木块下表面形变产生的 D．若水平面绝对光滑，实验不能达到探究目的 考点02：比较动能的大小 【例题精讲】（2023秋•连州市期末）如图所示，将小球拉到点A处然后释放，小球经过A、B、C和D四个点，在这四个点处，小球具有的动能最大的是在（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 【巩固训练一】（2024秋•金安区校级期中）甲、乙是两个完全相同的小球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出，不计空气阻力。落地前的瞬间两球动能 　 　（选填“相等”或“不相等”）。 考点03：探究影响物体重力势能大小的因素 【例题精讲】（2024秋•亭湖区校级期中）在探究“物体的动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量相同的铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．上述操作的目的是探究木块动能的大小与高度的关系 B．用小车代替木块更便于得到实验结论 C．木块被撞击后滑行距离不同，但滑行时所受摩擦力大小相同 D．该实验中木块和“探究重力势能大小的影响因素”实验中的木块作用相同 【巩固训练一】（2024秋•江宁区期中）在做“探究物体的重力势能与哪些因素有关”的实验时，三个完全相同的木桩被从正上方由静止释放的铁块撞击后，陷入沙坑中的情况如图所示。不计空气阻力，铁块在下落过程撞击木桩之前，将重力势能转化为 　 　能。若B、C两个铁块被释放时的重力势能分别为EB和EC，则EB　 　EC（选填“＞”“＜”或“＝”，下同）。若A、B两个铁块质量相同，则两个铁块下落的高度hA　 　hB。 考点04：重力势能的影响因素 【例题精讲】（2024秋•灌南县月考）建高楼时首先要打好地基，原来相同高度的相同地桩，经打击后某一瞬间时三个地桩所处的位置如图所示，如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则 　 　锤的质量要小一些；若打桩时，B锤把地打得最深，则B锤具有的重力势能 　 　（选填“一定”或“不一定”）大。 【巩固训练一】（2024•兰陵县三模）已入刑法的高空抛物再入治安管理处罚法。2023年8月28日，治安管理处罚法修订草案提请十四届全国人大常委会第五次会议审议。“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 考点05：比较重力势能的大小 【例题精讲】（2024•突泉县二模）中国科技馆中有一件叫做“最速降线”的展品，如图是它的示意图。其中有甲、乙两条轨道，甲为直轨，乙为弯轨，两轨道的起点高度相同，终点高度也相同。若将两个相同的小球A和B分别放在甲、乙两轨道的起点，同时释放，发现在乙轨道上的小球B先到达终点。则下列说法中正确的是（　　） A．若不计阻力，两小球到达终点时B球的动能比A球的大 B．在起点处小球B的重力势能大于小球A的重力势能 C．小球B全程的平均速度大于小球A全程的平均速度 D．全程中重力对小球B做的功大于重力对小球A做的功 【巩固训练一】（2024秋•京口区校级月考）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l1＝l2，则甲、乙离开弹簧时的动能E甲　 　E乙，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ΔE甲　 　ΔE乙（以上均选填“＞”、“＜”或“＝”）。 考点06：弹性势能的概念 【例题精讲】（2024春•昌邑区校级期末）在撑竿跳高比赛中，变弯的撑竿具有 　 　能；运动员跃过横杆后，在 　 　力的作用下落向地面。 【巩固训练一】（2024•西乡塘区校级模拟）下列物体既有动能又有势能的是（　　） A．在平直公路上行驶的汽车 B．被压缩的弹簧 C．高山上静止的大石 D．C919飞机在飞行 考点07：弹性势能的影响因素 【例题精讲】（2024•龙凤区校级二模）苏轼在《江城子•密州出猎》中写到“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”，表达了作者强国抗敌的爱国情怀。对词中提到的“弯弓射箭”现象，下列分析正确的是（　　） A．用力将弓拉弯，说明力可以改变物体的运动状态 B．弓被拉得越弯，弓所具有的弹性势能越大 C．飞出去的箭速度越大，其惯性越大 D．离弦的箭在空中受到重力、弓的弹力和空气的阻力作用 【巩固训练一】（2024秋•淮南期中）在体操比赛的“鞍马”项目中，运动员上“马”前要踩踏板。如图所示，当运动员的脚接触跳板M直至弹簧K被压缩至最短的过程中，　 　（填“运动员的重力势能”、“运动员的动能”或“弹簧的弹性势能”）逐渐增大。 考点08：探究影响物体弹性势能大小的因素 【例题精讲】（2023秋•丹徒区期中）在探究“影响弹性势能大小与形变程度的关系”的实验中，将同一根弹簧压缩不同程度，弹开贴近弹簧的静止小车，最终实验情景如图A、B所示，那么 　 　（选填“C”或“B”）图中的弹簧形变程度大，当弹簧将小车弹开时，将弹簧的弹性势能转化为小车的 　 　。弹性势能的大小无法直接观察，我们是通过观察小车被弹开的距离来比较弹簧弹性势能大小的，下列研究实例中，同样用到此研究方法的是 　 　（填写序号）。 ①认识声波时、用水波进行类比； ②在探究影响物体重力势能大小因素的实验中，通过桩陷入沙子的深度来反映重力势能的大小； ③用光线表示光的传播路径和方向。 【巩固训练一】（2024秋•东莞市校级月考）小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系。”他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表所示。请回答下列问题： 次数 橡皮条 橡皮条宽/cm 橡皮条长/cm 弹射的水平距离/m 1 a 0.50 20.00 10.10 2 b 0.50 30.00 8.20 3 c 1.00 20.00 14.00 （1）实验中通过比较 　 　来比较橡皮筋弹性势能的大小。 （2）比较1、2两次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的 　 　有关。 比较1、3两次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的 　 　有关。 （3）用同种材料相同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 　 　。 A．窄而长的 B．宽而长的 C．窄而短的 D．宽而短的 考点09：动能和势能的应用 【例题精讲】（2023•广东一模）跳远运动员助跑一段距离才起跳，是为了（　　） A．增大惯性 B．增大动能 C．减小阻力 D．减小重力势能 【巩固训练一】（2023春•文昌校级期末）下列的物品中，不是利用弹性势能工作的是（　　） A．撑杆跳高 B．跳板跳水 C．弓把箭射出 D．正在下落的雨滴 考点10：能量的概念 【例题精讲】（2024秋•扶沟县期中）以下关于能量的说法中错误的选项是（　　） A．我们使用各种家用电器，就是把其他各种形式的能量转化成电能 B．做机械运动的物体具有能量 C．利用能量的过程，就是能量转移和转化的过程 D．电池具有化学能 【巩固训练一】（2024春•历下区期末）风能是一种清洁能源，风力发电将助力我国实现碳中和目标。如图所示，当风正面垂直吹向静止的风力发电机的叶片时，从正面看，叶片A会 　 　（选填“向下”或“向上”）转动。自然界中，流动着的水、风，张开的弓都可以对别的物体 　 　，说明他们都具有能量。 考点11：功与能的关系 【例题精讲】（2024春•凉州区期末）下列关于功和能的关系的说法中，正确的是（　　） A．一个物体没有做功，它一定不具有能量 B．一个物体能够做的功越多，其动能一定越大 C．一个物体具有能量，说明它正在做功 D．一个物体能够做功，说明它具有能量 【巩固训练一】（2024春•成安县期末）下列关于能的叙述，都正确的一组是（　　） ①一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 ②一个物体没有做功，它一定不具有能量 ③一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 ④运动的物体具有能，静止的物体没有能 ⑤物体具有的能越多，做的功越多 ⑥物体具有的能越多，它能做的功就越多 A．①⑥ B．①②⑤ C．④⑤⑥ D．①③⑥ 考点12：动能的概念 【例题精讲】（2023秋•苏州期末）据报道，一辆横穿铁路的拖拉机，因故障而停在铁道上，此时从远处驶来一列火车，尽管司机及时采取紧急制动措施，但缓缓驶近的列车还是将拖拉机撞“飞”了。这是因为火车的（　　） A．功率很大 B．速度很大 C．势能很大 D．动能很大 【巩固训练一】（2024春•文登区校级期末）新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有 　 　。从物理的角度来讲，因为风和水都能够 　 　或者被举高，所以风能和水能都属于机械能。 考点13：动能大小与质量的关系 【例题精讲】（2024•沛县校级模拟）如图所示，某次演习任务中，一架飞机要对地面上某一指定目标进行定点轰炸，则飞行员应在飞机到达目标 　 　（之前/正上方/之后）投弹才能击中，投弹后匀速飞行的飞机的动能 　 　（变小/变大/不变），炸弹离开飞机后运动状态 　 　（不变/改变）。 【巩固训练一】（2023秋•仪征市期末）如图是物体离手后，在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线，运动的物体可能是（　　） A．斜向上投掷出去的铅球 B．一松手由静止下落的乒乓球 C．竖直向上垫起的排球 D．离开脚后在地上滚动的足球 考点14：动能大小与速度的关系 【例题精讲】（2024•淄博）避险车道被称为高速公路上的“救命道”。避险车道的陡坡上铺有厚厚的碎石（如图），失控车辆冲入陡坡会快速停下，保护驾乘人员和车辆的安全。下列说法正确的是（　　） A．铺有厚厚的碎石是为了减小摩擦 B．车辆冲入陡坡后由于惯性快速停下 C．车辆在陡坡上停下时受平衡力作用 D．失控车辆冲入陡坡后动能不变 【巩固训练一】（2024秋•霍山县月考） 2024年4月30日，神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，如图是返回舱打开减速伞后匀速下落的过程，此时返回舱的动能 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 考点15：重力势能的概念 【例题精讲】（2024秋•海城市期末）唐诗中有“黄河远上白云间”“不尽长江滚滚来”的诗句，前一句生动形象地表明黄河储藏着大量的 　 　能，后一句表明长江具有大量的 　 　能。 【巩固训练一】（2024秋•广西期中）下列物体既具有动能又具有重力势能的是（　　） A．在空中飞行的子弹 B．被压缩的弹簧 C．水平地面上行驶的汽车 D．高山上的石头 1．（2024秋•洪雅县期末）以科学家的名字命名为能量单位的是（　　） A．焦耳 B．帕斯卡 C．欧姆 D．瓦特 2．（2023秋•无锡期末）用如图所示的装置探究动能大小与哪些因素有关。改变小车在斜面上的高度h，由静止释放，撞击水平面上的木块，观察木块被撞击后移动的距离。下列说法中正确的是（　　） A．木块被撞击后移动的距离越远，小车动能越大 B．木块被撞击后滑行过程中受到水平面的摩擦力逐渐增大 C．实验中，斜面和水平面必须是同种材料 D．此装置是探究动能大小与质量的关系 3．（2024秋•大丰区期中）小明用图示装置“探究重力势能大小与质量的关系”，下列说法正确的是（　　） A．实验中研究的是三脚小桌的重力势能 B．应让同一木块从不同高度由静止下落 C．让质量不同的木块从不同高度由静止下落 D．用小桌下陷的深度反映木块重力势能大小 4．（2024秋•东台市期中）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物的质量关系为mA＝mB≠mC，木桩相同，木桩和重物位置如图甲所示，重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法错误的是（　　） A．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则mB＜mC B．比较A、C可知，重力势能与重物被举高度的关系 C．木桩打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小 D．本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法 5．（2024秋•靖江市期末）如图，轻质弹簧顶端固定，下端连接一个大小不计的重物。用手托住重物向上挤压弹簧到点a，松手后重物下落依次经过点b、c到最低点d，其中点b是弹簧不挂重物静止时下端的位置，c是重物连接在弹簧下端静止时的位置。则重物从a运动到d的过程中，在 　 　点重力势能最大，在 　 　点动能最大，弹簧的弹性势能 　 　（填“增大”或“减小”或“不变”或“先增大后减小”或“先减小后增大”）。（不计空气阻力） 6．（2024秋•苏州期中）图甲是扔实心球的分解动作，其中人对实心球做功的是动作 　 　（选填序号）；从实心球出手到落地的过程中，能正确反映实心球的动能E动与时间t的关系是图乙中 　 　图线。 7．（2024秋•宿迁期中）图甲是投掷实心球的场景（不计空气阻力）。小明分析了实心球自脱手至落地过程的能量转化，画出了其重力势能的大小随时间变化的曲线如图乙所示。请回答下列问题： （1）在A到B的过程中，人对球 　 　（填“有”或“没有”）做功。 （2）班中其他同学也模仿着画出此过程中实心球动能的大小随时间变化的大致曲线如图①②③，请选出其中正确的曲线是图 　 　（填“①”或“②”或“③”）。 8．（2024•陕西）体育运动中蕴含着丰富的物理知识。划龙舟时，运动员用桨向后划水，龙舟向前运动，说明力的作用是 　 　的。射箭时，拉开的弓能将箭射出，说明拉开的弓具有能量，这种能量叫做 　 　。拔河比赛时，参赛同学穿上鞋底更粗糙的鞋，是为了增大 　 　力。 9．（2024秋•海淀区期末）小明在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，提出了2个猜想。猜想1：物体动能的大小与物体的质量有关；猜想2：物体动能的大小与物体的速度有关。 为了验证猜想，小明设计了如图所示的实验。光滑斜轨道与水平直轨道平滑连接，将体积相同、质量为m和2m的两个小球分别从斜轨道上高度为2h、h处由静止释放。3次实验中，小球进入水平直轨道推动纸盒一起在水平面上运动了一段距离后停下，分别测出小球与纸盒一起运动的最大距离，由此判断出小球撞击纸盒时的动能大小。 （1）该实验中，“物体的动能”中“物体”指的是 　 　（选填“小球”或“纸盒”）； （2）图甲、乙所示的2次实验中，小球都从相同高度处由静止释放，是为了使2次实验中小球运动到斜轨道底端时的 　 　相同； （3）对比图 　 　和图丙所示的2次实验，可以验证小明的猜想 　 　（选填“1”或“2”）是正确的。 10．（2024秋•中宁县期中）李华同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他和张铭进行了如下探究：动能大小跟什么因素有关？ [猜想假设]由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 　 　有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 　 　有关。 [进行实验]他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就 　 　。 [分析论证]分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是 　 　。 [实践应用]用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 　 　（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性更大的原因。 [评估交流]如果水平面光滑，则 　 　（选填“能”或“不能”）完成本实验。原 因 　 　。 11．（2024秋•金台区校级期中）同学们利用各种器材研究动能和重力势能的影响因素。 （1）如图甲所示，十里铺中学的赵思怡同学做研究动能的小实验。本实验研究　 　（选填“乒乓球”或“物块”）的动能，其动能的大小是通过观察物块　 　来判断的。 （2）如图乙所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，打击小桌，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。通过实验，将同一个重物从不同高度落下，是为了探究重力势能与　 　的关系。发现高度越高，能够对外做功越　 　，说明它的重力势能越　 　，要进一步探究重力势能与质量的关系，应换用　 　不同的重物，让它们从同一高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度。 12．（2024秋•滨湖区期中）小明为了“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”时，将质量相同的小球从不同高度h1、h2处由静止释放，撞击水平面上的木块，h1≤h2。 （1）比较甲、乙两次实验，可初步得到的结论是 　 　； （2）若在乙图实验过程中，在木板上铺毛巾，则无法通过比较木块在水平面滑动的距离s1和s2的大小来比较动能，请简述其原因 　 　。 （3）甲、乙两个实验中，克服水平面摩擦力f所做的功分别为W1、W2，则W1　 　W2。 13．（2024•贵州模拟）如图所示，质量相同的金属线框A和塑料框B处于同一高度由静止开始自由落下，途中经过某一磁场区域（“×”表示磁场方向垂直纸面向里），金属线框A和塑料框B落地时的动能大小分别为EA和EB。不计空气阻力，则EA　 　（选填“＞”“＜”或“＝”）EB，请说明理由。 14．（2023春•盐池县期末）如图所示，万众期待的公共自行车“小黄人”终于和市民见面啦！小健同学骑着“小黄人”，在一段平直的公路上匀速行驶了300m，用时1min，若自行车的质量为20kg，受到的阻力为20N，与地面的总接触面积为3×10﹣3m2，小健的质量为55kg（g＝10N/kg）。求： （1）骑行时地面受到的压强； （2）小健骑行时的功率； （3）从动能的角度分析，骑车时为什么不能超速？ 15．（2023•封开县一模）如图是探究“物体动能大小跟哪些因素有关”的实验，实验步骤如下： Ⅰ．让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。 Ⅱ．让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。 回答下列问题： （1）步骤I是为了研究动能大小与　 　的关系。 （2）步骤Ⅱ是为了研究动能大小与　 　的关系。 （3）实验中要探究的是　 　（选填“钢球”或“木块”）的动能，物体动能的大小是通过　 　（选填“h”或“s”）大小。 （4）钢球从A点静止释放，小球经过B点时的机械能　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）其在A点的机械能。 第 1 页 共 20 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年人教版物理八年级下册同步学习精讲练（新教材）第十一章 功和机械能 11.3 动能和势能 目录 学习目标 1 知识导学 2 知识点01：能量 2 知识点02：动能和势能 2 知识点03：探究物体的动能跟哪些因素有关 2 考点讲练 3 考点01：探究影响物体动能大小的因素 3 考点02：比较动能的大小 5 考点03：探究影响物体重力势能大小的因素 6 考点04：重力势能的影响因素 8 考点05：比较重力势能的大小 9 考点06：弹性势能的概念 10 考点07：弹性势能的影响因素 11 考点08：探究影响物体弹性势能大小的因素 12 考点09：动能和势能的应用 14 考点10：能量的概念 15 考点11：功与能的关系 16 考点12：动能的概念 17 考点13：动能大小与质量的关系 18 考点14：动能大小与速度的关系 20 考点15：重力势能的概念 21 优选真题培优练 22 1.掌握动能和势能的基本定义，理解它们分别代表的物理意义。 2.能够区分动能和势能，并知道它们是如何与物体的运动状态和位置相关的。 3.掌握动能和势能之间可以相互转化的原理，理解它们是如何在物理过程中相互转换的。 4.能够举例说明动能和势能之间的转化过程，如物体从高处落下时重力势能转化为动能。 5.能够应用所学知识解决与动能和势能相关的实际问题，如分析物体在不同位置时的动能和势能变化。 6.通过实验、观察和数据分析，培养学生的科学探究能力，加深对动能和势能概念的理解。 知识点01：能量 （1）一个物体 能够做功 ，我们就说这个物体具有能量。 （2）理解 ① 能量表示物体 做功本领 大小的物理量；能量的大小可以用能够做功的多少来量度，一个物体能够做的功越多，它具有的能量就 越大 。 ② 一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”，是说它具有做功的本领。如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。 知识点02：动能和势能 （1）动能 ①概念：物体由于 运动 而具有的能 ②影响因素： 质量 、 速度 。 （2）势能 ①重力势能 a.概念：物体由于受到 重力 并处在一定高度时所具有的能 B.影响因素： 质量 、 高度 。 ②弹性势能 a.概念：物体由于 发生弹性形变 而具有的能； B.影响因素： 弹性形变程度 。 （3）联系：动能和是能在一定条件下可以相互转化 知识点03：探究物体的动能跟哪些因素有关 ① 研究对象：小钢球 ② 研究方法： 控制变量法 。 如何判断钢球的动能大小：看 木块在水平面移动距离的远近 （ 转换法 ）。 ③ 研究过程 如何控制速度不变：不同钢球从 同一斜面 的 同一高度 由 静止 滚下，使到达斜面底端时 速度大小 相同。 如何改变钢球速度：使钢球从 不同高度 滚下。 ④ 分析归纳： 保持钢球质量不变时结论： 质量相同的物体，运动速度越大，动能越大 ； 保持钢球速度不变时结论： 运动速度相同的物体，质量越大，动能越大 。 ⑤得出结论： 物体动能与 质量 和 速度 有关；速度越大，质量越大，动能也越大。 考点01：探究影响物体动能大小的因素 【例题精讲】（2024秋•宝应县期末）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 　速度　。 （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 　转换法　（控制变量法/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 　错误　（正确/错误），理由是 　没有控制小球质量相同　。 （4）实验中，物体的动能最终都转化为 　内　能，这是因为 　物体克服阻力做功　。 【思路点拨】（1）当研究动能大小与质量的关系时，要让小球沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同； （2）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，这是一种转换法的思想； （3）找出实验步骤乙和实验步骤丙的相同量和不同量，根据控制变量法分析解答； （4）通过能量之间的相互转化进行分析。 【规范解答】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）在“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从同一斜面顶端由静止滑下，比较在不同水平表面滑行的距离。这两个实验中，物体的动能最终克服摩擦阻力做功，故物体的动能最终都转化为内能。 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）内；物体克服阻力做功。 【考点评析】本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，反映动能多少时运用了转换法。从图中现象发现质量、速度的不同是此题的关键。 【巩固训练一】（2024•泰州）用如图所示的装置探究动能大小与速度的关系，下列说法正确的是（　　） A．将不同质量的小球从斜面的同一高度由静止开始释放 B．木块在滑行过程中受到的摩擦力逐渐减小 C．木块静止时所受弹力是由木块下表面形变产生的 D．若水平面绝对光滑，实验不能达到探究目的 【思路点拨】影响物体动能大小的因素有质量和速度，根据控制变量法结合转换法分析回答。 让同一个钢球从斜面的不同高度自由滚下，推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近； 同一钢球从不同高度滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球滚到平面上时的速度越大，木块被推得越远； 物体动能的大小与物体的运动速度有关，物体运动速度越大，物体的动能越大。 【规范解答】解：A.将不同质量的小球从斜面的同一高度由静止开始释放，探究动能大小与质量的关系，故A错误； B.木块在滑行过程中受到的摩擦力不变，故B错误； C.木块静止时所受弹力是由接触面形变产生的，故C错误； D.若水平面绝对光滑，小球会永远运动下去，实验不能达到探究目的，故D正确； 故选：D。 【考点评析】本题考查探究动能大小的决定因素。 考点02：比较动能的大小 【例题精讲】（2023秋•连州市期末）如图所示，将小球拉到点A处然后释放，小球经过A、B、C和D四个点，在这四个点处，小球具有的动能最大的是在（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 【思路点拨】小球从A点到C点的过程中，重力势能转化为动能，从C点到D点的过程中，重力势能转化为动能。据此结合动能和重力势能的影响因素分析解答。 【规范解答】解：小球从A点经过B点到C点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大；从C点到D点的过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小。所以小球经过A、B、C和D四个点，在这四个点处，小球具有的动能最大的是在C点。 故选：C。 【考点评析】此题考查动能的大小比较，难度不大，掌握动能和重力势能的影响因素是关键。 【巩固训练一】（2024秋•金安区校级期中）甲、乙是两个完全相同的小球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出，不计空气阻力。落地前的瞬间两球动能 　相等　（选填“相等”或“不相等”）。 【思路点拨】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。 （2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。 （3）不考虑空气阻力时，机械能守恒。 【规范解答】解：甲、乙是两个完全相同的小球，则质量相等，抛出时两球的速度相等，则动能相等，最初的高度相同，则重力势能相同，故抛出时两球的机械能相等。由于不计空气阻力，则两球的机械能守恒，落地前瞬间两球的机械能也相等，两球落地时高度相同，则重力势能相等，故两球落地时的动能也相等。 故答案为：相等。 【考点评析】掌握动能、重力势能的影响因素，理解重力势能和动能的转化可从高度和速度来理解，可以帮助我们更好的理解能量的转化。 考点03：探究影响物体重力势能大小的因素 【例题精讲】（2024秋•亭湖区校级期中）在探究“物体的动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量相同的铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．上述操作的目的是探究木块动能的大小与高度的关系 B．用小车代替木块更便于得到实验结论 C．木块被撞击后滑行距离不同，但滑行时所受摩擦力大小相同 D．该实验中木块和“探究重力势能大小的影响因素”实验中的木块作用相同 【思路点拨】实验过程要采用控制变量法，当研究动能大小与质量的关系时，要让铁球沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同；当研究动能大小与速度的关系时，应选择同一铁球，这样可以保证铁球的质量相同； 实验中通过木块移动的距离来反映动能的大小；滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关； 重力势能的大小与质量、高度有关。 【规范解答】A．实验中，铁球的质量相同，从斜面的不同高度由静止释放，到达斜面底端的速度不同，是探究铁球在水平面上滚动时动能的大小与速度的关系，故A错误； B．用小车代替木块，小车与水平面之间的摩擦是滚动摩擦，由于滚动摩擦力相对较小，小车被撞击后运动的路程较远，不易探究，故B错误； C．木块滑行过程中，木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度都不变，故木块所受摩擦力不变，故C正确； D．“探究重力势能大小的影响因素”实验中没有使用木块，故D错误。 故选：C。 【考点评析】本题考查了控制变量法和转换法的应用以及影响摩擦力的因素等知识，是一道难题。 【巩固训练一】（2024秋•江宁区期中）在做“探究物体的重力势能与哪些因素有关”的实验时，三个完全相同的木桩被从正上方由静止释放的铁块撞击后，陷入沙坑中的情况如图所示。不计空气阻力，铁块在下落过程撞击木桩之前，将重力势能转化为 　动　能。若B、C两个铁块被释放时的重力势能分别为EB和EC，则EB　＞　EC（选填“＞”“＜”或“＝”，下同）。若A、B两个铁块质量相同，则两个铁块下落的高度hA　＜　hB。 【思路点拨】（1）下落过程中，高度减小，重力势能减少，动能增大； （2）重力势能的大小与物体的质量，物体被举起的高度有关，当高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；当质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大，结合图象进行分析判断。 【规范解答】解：不计空气阻力，铁块下落的过程，质量不变，高度减小，速度增大，重力势能转化为它的动能； 由图可知，B木桩陷入沙子更深，所以重力势能EB＞EC； 根据观察图象可知B撞击木桩陷入沙坑的深度大，说明B重力势能大，若A、B两铁块质量相等，则A下落的高度小于B。 故答案为：动；＞；＜。 【考点评析】（1）用控制变量法和转换法研究动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素；（2）掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。 考点04：重力势能的影响因素 【例题精讲】（2024秋•灌南县月考）建高楼时首先要打好地基，原来相同高度的相同地桩，经打击后某一瞬间时三个地桩所处的位置如图所示，如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则 　C　锤的质量要小一些；若打桩时，B锤把地打得最深，则B锤具有的重力势能 　一定　（选填“一定”或“不一定”）大。 【思路点拨】重锤打桩，是重锤的重力势能转化为木柱下陷时克服摩擦力做功产生的内能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能就越大。 【规范解答】解：地桩下陷的深度越深，表明重锤做功的本领越大，也说明了重锤具有的重力势能越大； B、C相比，C下陷的较浅，表明C锤的重力势能更小，如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则C的质量要小一些； 打桩时，B锤把地桩打的最深，B锤具有的重力势能一定大。 故答案为：C；一定。 【考点评析】解决此类问题要结合能量的转化和影响重力势能大小的因素分析解答。 【巩固训练一】（2024•兰陵县三模）已入刑法的高空抛物再入治安管理处罚法。2023年8月28日，治安管理处罚法修订草案提请十四届全国人大常委会第五次会议审议。“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 【思路点拨】物体由于被举高而具有的能叫重力势能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关。 【规范解答】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。物体由于运动而具有的能叫动能，动能的大小与质量和速度有关，质量越大，速度越大，则物体的动能越大；物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能；内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子间相互作用的势能的总和。 故选：A。 【考点评析】本题主要考查我们对重力势能的掌握，了解其概念和影响因素，可顺利做出判断，难度不大。 考点05：比较重力势能的大小 【例题精讲】（2024•突泉县二模）中国科技馆中有一件叫做“最速降线”的展品，如图是它的示意图。其中有甲、乙两条轨道，甲为直轨，乙为弯轨，两轨道的起点高度相同，终点高度也相同。若将两个相同的小球A和B分别放在甲、乙两轨道的起点，同时释放，发现在乙轨道上的小球B先到达终点。则下列说法中正确的是（　　） A．若不计阻力，两小球到达终点时B球的动能比A球的大 B．在起点处小球B的重力势能大于小球A的重力势能 C．小球B全程的平均速度大于小球A全程的平均速度 D．全程中重力对小球B做的功大于重力对小球A做的功 【思路点拨】（1）不计空气阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒。 （2）动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大； 重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度；质量越大，高度越高，重力势能越大。 （3）根据v比较小球B和A全程的平均速度大小。 （4）根据W＝Gh比较全程中重力对小球B和A做功的大小。 【规范解答】解：AB．若不计阻力，A和B两小球到达终点时动能都是由重力势能转化而来，而在起点处两个小球质量相同，高度相同，重力势能相同，因此最终动能也相同，即两小球到达终点时的动能相等，故AB错误； C．小球B通过的路程长，并且所用时间短，因此小球B全程的平均速度大于小球A全程的平均速度，故C正确； D．两球的重力相同，最终下降的高度也相同，由W＝Gh可知全程中重力对小球B做的功等于重力对小球A做的功，故D错误。 故选：C。 【考点评析】此题借助于“最速降线”展品，考查重力势能、平均速度和功的大小比较，属于综合性较强的题目，难度中等。 【巩固训练一】（2024秋•京口区校级月考）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l1＝l2，则甲、乙离开弹簧时的动能E甲　＝　E乙，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ΔE甲　＝　ΔE乙（以上均选填“＞”、“＜”或“＝”）。 【思路点拨】（1）在该实验中弹簧的弹性势能先转化为物块的动能，然后物块的动能由转化为滑块的重力势能； （2）同一物体的弹性势能与弹性形变的程度有关；重力势能与物体的质量和高度有关；动能与物体的质量和速度有关。 【规范解答】解：两个相同的弹簧，弹簧的压缩量l1＝l2，所以弹簧的弹性势能相等，松手后弹性势能全部转化为两个木块的动能，所以甲、乙离开弹簧时的动能E甲＝E乙； 水平轨道光滑，所以机械能守恒，弹簧弹性势能转化为木块的动能，木块的动能又转化为木块的重力势能。木块能到达斜面的最大高度h甲＞h乙，所以甲的速度大于乙的速度，则甲、乙离开弹簧时甲的速度大于乙的速度，即v甲＞v乙； 由于甲、乙离开弹簧时的动能相等，甲的速度大于乙的速度，所以甲的质量小于乙的质量，即m甲＜m乙； 因为离开弹簧时木块甲的动能等于木块乙的动能，冲上斜面，甲、乙的动能都全部转化各自的重力势能，所以各自增加的重力势能等于各自的动能，动能相等，则增加的重力势能也相等，即ΔE甲＝ΔE乙。 故答案为：＝；＜；＞；＝。 【考点评析】本实验探究了影响弹簧弹性势能的因素，对学生来说难度较大；知道实验过程中能量的转化方式、通过不同实验对比是正确解题的关键。 考点06：弹性势能的概念 【例题精讲】（2024春•昌邑区校级期末）在撑竿跳高比赛中，变弯的撑竿具有 　弹性势　能；运动员跃过横杆后，在 　重　力的作用下落向地面。 【思路点拨】（1）物体由于发生弹性形变所具有的势能叫弹性势能。 （2）由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。 【规范解答】解：弯曲的撑竿具有弹性势能；运动员最终落回地面是由于受到了重力的作用。 故答案为：弹性势；重。 【考点评析】本题主要考查了重力、弹性势能等基本概念，属于基础性题目。 【巩固训练一】（2024•西乡塘区校级模拟）下列物体既有动能又有势能的是（　　） A．在平直公路上行驶的汽车 B．被压缩的弹簧 C．高山上静止的大石 D．C919飞机在飞行 【思路点拨】物体由于运动所具有的能量叫动能； 物体由于被举高或者发生弹性形变具有的能量叫势能。 【规范解答】解：A、在平直公路上行驶的汽车，由于运动具有动能，故A不符合题意； B、被压缩的弹簧，由于发生弹性形变具有弹性势能，故B不符合题意； C、高山上静止的大石，由于山脚有一定的高度具有重力势能，故C不符合题意； D、C919飞机在飞行，具有动能，由于距地面有一定的高度，具有重力势能，故D符合题意。 故选：D。 【考点评析】本题考查的是动能和势能的基本概念；知道动能、重力势能、弹性势能的影响因素。 考点07：弹性势能的影响因素 【例题精讲】（2024•龙凤区校级二模）苏轼在《江城子•密州出猎》中写到“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”，表达了作者强国抗敌的爱国情怀。对词中提到的“弯弓射箭”现象，下列分析正确的是（　　） A．用力将弓拉弯，说明力可以改变物体的运动状态 B．弓被拉得越弯，弓所具有的弹性势能越大 C．飞出去的箭速度越大，其惯性越大 D．离弦的箭在空中受到重力、弓的弹力和空气的阻力作用 【思路点拨】（1）力可以改变物体的运动状态和形状； （2）弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关； （3）惯性的大小只与物体的质量有关； （4）箭飞出后不再受到弹力的作用。 【规范解答】解：A、用力将弓拉弯，说明力可以改变物体的形状，故A错误； B、弓被拉得越弯，弓所具有的弹性势能越大，故B正确； C、惯性的大小只与物体的质量有关，飞出去的箭速度大，但惯性不变，故C错误； D、离弦的箭在空中受到重力和空气的阻力作用，不再受到弓的弹力，故D错误。 故选：B。 【考点评析】本题以古诗词为背景，考查了对力的作用效果、弹性势能、惯性、受力分析等的掌握，有一定综合性。 【巩固训练一】（2024秋•淮南期中）在体操比赛的“鞍马”项目中，运动员上“马”前要踩踏板。如图所示，当运动员的脚接触跳板M直至弹簧K被压缩至最短的过程中，　弹簧的弹性势能　（填“运动员的重力势能”、“运动员的动能”或“弹簧的弹性势能”）逐渐增大。 【思路点拨】弹性势能与物体的弹性形变程度有关。 【规范解答】解：当运动员的脚接触跳板M直至弹簧K被压缩至最短的过程中，弹簧的形变越来不断变大，所以弹簧的弹性势能逐渐增大。 故答案为：弹簧的弹性势能。 【考点评析】理解动能、重力势能和弹性势能的影响因素，能根据所研究过程中能量的变化情况进行分析是解答的关键。在能量转化过程中一种能量增加一种能量就会减小，总量是不变的。 考点08：探究影响物体弹性势能大小的因素 【例题精讲】（2023秋•丹徒区期中）在探究“影响弹性势能大小与形变程度的关系”的实验中，将同一根弹簧压缩不同程度，弹开贴近弹簧的静止小车，最终实验情景如图A、B所示，那么 　B　（选填“C”或“B”）图中的弹簧形变程度大，当弹簧将小车弹开时，将弹簧的弹性势能转化为小车的 　动能　。弹性势能的大小无法直接观察，我们是通过观察小车被弹开的距离来比较弹簧弹性势能大小的，下列研究实例中，同样用到此研究方法的是 　②　（填写序号）。 ①认识声波时、用水波进行类比； ②在探究影响物体重力势能大小因素的实验中，通过桩陷入沙子的深度来反映重力势能的大小； ③用光线表示光的传播路径和方向。 【思路点拨】弹簧形变量越大，弹性势能越大，弹性势能转化为小车动能，小车被撞后移动距离越远。 通过观察小车被弹开的距离来判断物体弹性势能的大小，该实验方法采用的是转换法。 【规范解答】解：由图知，B中小车被弹开的距离远一些，说明B中弹簧被压缩时的弹性势能大，弹簧的弹性形变程度大，小车被弹开的距离就远一些； 当弹簧将小车弹开时，将弹簧的弹性势能转化为小车的动能； 通过观察小车被弹开的距离来判断物体弹性势能的大小，该实验方法采用的是转换法； ①认识声波时、用水波进行类比，运用了类比法； ②在探究影响物体重力势能大小因素的实验中，通过桩陷入沙子的深度来反映重力势能的大小，体现了转换法； ③用光线表示光的传播路径和方向，运用了模型法。 故答案为：B；动能；②。 【考点评析】本题探究影响弹性势能大小与形变程度的关系，考查转换法、模型法及类比法的运用。 【巩固训练一】（2024秋•东莞市校级月考）小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系。”他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表所示。请回答下列问题： 次数 橡皮条 橡皮条宽/cm 橡皮条长/cm 弹射的水平距离/m 1 a 0.50 20.00 10.10 2 b 0.50 30.00 8.20 3 c 1.00 20.00 14.00 （1）实验中通过比较 　弹珠被弹射的水平距离　来比较橡皮筋弹性势能的大小。 （2）比较1、2两次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的 　长度　有关。 比较1、3两次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的 　宽度　有关。 （3）用同种材料相同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 　D　。 A．窄而长的 B．宽而长的 C．窄而短的 D．宽而短的 【思路点拨】（1）橡皮条弹性势能的大小是通过弹珠被弹射的水平距离来间接反映的，利用了转换法； （2）（3）根据表格中的数据，利用控制变量法进行分析。 【规范解答】解：（1）实验中，橡皮条弹性势能的大小是通过弹珠被弹射的水平距离来间接反映的，弹珠射出的越远，橡皮条的弹性势能越大； （2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条宽度相同，橡皮条的长度不同，弹珠射出的水平距离不同，故橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关，其他条件相同时，橡皮条的长度越短，弹珠被弹射的水平距离越大； 比较第1次和第3次实验可知，橡皮条长度相同，橡皮条越宽，弹珠射出的水平距离月长，得出探究橡皮条的弹性势能还与橡皮条的宽度有关； （3）由表格数据可知，橡皮条弹性势能的大小与橡皮条的宽度、长度都有关：在拉伸相同的伸长量时，橡皮条的宽度越宽，长度越短，其弹性势能越大；所以，弹性势能最大的橡皮条是宽而短的，故选：D。 故答案为：（1）弹珠被弹射的水平距离；（2）长度；宽度；（3）D。 【考点评析】能用控制变量法研究具有弹性的物体弹性势能大小的影响因素；掌握弹性势能大小跟物体的弹性形变大小有关，弹性形变越大，具有的弹性势能越大。 考点09：动能和势能的应用 【例题精讲】（2023•广东一模）跳远运动员助跑一段距离才起跳，是为了（　　） A．增大惯性 B．增大动能 C．减小阻力 D．减小重力势能 【思路点拨】要解答本题需掌握： （1）惯性是物体本身的性质，惯性的大小只与质量有关。 （2）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。 【规范解答】解：跳远运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，改变的只是速度，而没有改变运动员的质量，所以运动员的惯性没变，此过程中运动员速度变大，动能增大，可以增大跳远的距离，故B正确。 故选：B。 【考点评析】此题通过跳远运动考查了学生对惯性和动能大小影响因素的理解，会用所学知识解释我们身边一些现象，从中体会物理与生活的密切关系。 【巩固训练一】（2023春•文昌校级期末）下列的物品中，不是利用弹性势能工作的是（　　） A．撑杆跳高 B．跳板跳水 C．弓把箭射出 D．正在下落的雨滴 【思路点拨】利用弹性势能的定义，分析出物体具有弹性势能的特征，从而可判定出选择项中的物体是否具有弹性势能。 【规范解答】解：A、撑竿跳高是将弹性势能转化为了动能和重力势能；不符合题意。 B、跳板跳水是将弹性势能转化为了动能；不符合题意。 C、弓把箭射出是将弹性势能转化为了动能；不符合题意。 D、正在下落的雨滴是将重力势能转化为了动能；符合题意。 故选：D。 【考点评析】此题考查学生对基础知识的掌握能力，灵活运用物理知识解释生活中的实际问题的能力。 考点10：能量的概念 【例题精讲】（2024秋•扶沟县期中）以下关于能量的说法中错误的选项是（　　） A．我们使用各种家用电器，就是把其他各种形式的能量转化成电能 B．做机械运动的物体具有能量 C．利用能量的过程，就是能量转移和转化的过程 D．电池具有化学能 【思路点拨】（1）用电器是将电能转化为其它形式的能量的设备； （2）做机械运动的物体具有动能； （3）能量可以相互转化和转移； （4）电池具有化学能。 【规范解答】解：A、我们使用各种家用电器，就是把其他各种形式的能量转化成电能，故A错误； B、做机械运动的物体具有能量，故B正确； C、利用能量的过程，就是能量转移和转化的过程，故C正确； D、电池中储存着化学能，故D正确。 故选：A。 【考点评析】本题主要考查我们对能量的存在形式、能量的转化和利用的了解，属基础知识的考查。 【巩固训练一】（2024春•历下区期末）风能是一种清洁能源，风力发电将助力我国实现碳中和目标。如图所示，当风正面垂直吹向静止的风力发电机的叶片时，从正面看，叶片A会 　向下　（选填“向下”或“向上”）转动。自然界中，流动着的水、风，张开的弓都可以对别的物体 　做功　，说明他们都具有能量。 【思路点拨】在流体中，流速越大的位置，压强越小。 一个物体能够做功，这个物体就具有能量。 【规范解答】解：在流体中，流速越大的位置，压强越小。A处的叶片下凸上平，从正面看，空气流过叶片A下面的流速大，压强小，流过上面的空气流速慢，压强大，这样会产生向下的压力差，叶片A会向下转动。 自然界中，流动着的水、风，张开的弓都可以对别的物体做功，说明他们都具有能量。 故答案为：向下；做功。 【考点评析】本题考查的是流体的压强与流速的关系；知道功和能的关系。 考点11：功与能的关系 【例题精讲】（2024春•凉州区期末）下列关于功和能的关系的说法中，正确的是（　　） A．一个物体没有做功，它一定不具有能量 B．一个物体能够做的功越多，其动能一定越大 C．一个物体具有能量，说明它正在做功 D．一个物体能够做功，说明它具有能量 【思路点拨】①一个物体能够对另一个物体做功，这个物体就具有能量，能量反映了物体做功的本领，不同的物体做功的本领也不同，一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大； ②机械能包括动能和势能。 【规范解答】解： A、一个物体没有做功，可能具有能量。例如：静止在高处的苹果具有重力势能。此选项错误； B、物体能够做功，表示这个物体具有能量，能够做功越多，说明该物体具有的能量就越大，并不一定是动能越大，也有可能是重力势能，或其他形式的能。此选项错误； C、一个物体具有能量，说明它具有做功本领，但物体不一定做功。此选项错误； D、一个物体能够做功，具有做功的本领，说明它一定具有能。此选项正确。 故选：D。 【考点评析】功是能量转化的量度：即做了多少功必然伴随多少能量发生了转化，反之转化了多少能量必定同时做了多少功。 【巩固训练一】（2024春•成安县期末）下列关于能的叙述，都正确的一组是（　　） ①一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 ②一个物体没有做功，它一定不具有能量 ③一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 ④运动的物体具有能，静止的物体没有能 ⑤物体具有的能越多，做的功越多 ⑥物体具有的能越多，它能做的功就越多 A．①⑥ B．①②⑤ C．④⑤⑥ D．①③⑥ 【思路点拨】一个物体能够对另一个物体做功，这个物体就具有能量，能量反映了物体做功的本领。 【规范解答】解：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。物体具有能，不一定在做功。 ①一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能，故①正确； ②一个物体没有做功，它不一定不具有能量，故②不正确； ③一个物体已做过的功越多，说明没做功之前具有的能多，这个物体做功后具有的能不一定多，故③不正确； ④运动的物体具有能，静止的物体可能有势能，故④不正确； ⑤物体具有能，不一定在做功，物体具有的能量越多，做的功不一定越多，故⑤不正确； ⑥物体具有的能越多，它能做的功就越多，故⑥正确。 故选：A。 【考点评析】功是能量转化的量度：即做了多少功必然伴随多少能量发生了转化，反之转化了多少能量必定同时做了多少功。 考点12：动能的概念 【例题精讲】（2023秋•苏州期末）据报道，一辆横穿铁路的拖拉机，因故障而停在铁道上，此时从远处驶来一列火车，尽管司机及时采取紧急制动措施，但缓缓驶近的列车还是将拖拉机撞“飞”了。这是因为火车的（　　） A．功率很大 B．速度很大 C．势能很大 D．动能很大 【思路点拨】一个物体能对外做功，我们就说这个物体具有能量。机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能就越大；重力势能大小与质量和高度有关。 【规范解答】解：缓慢行驶的列车还是将拖拉机撞“飞”了。说明列车具有的能量很大，这里的能量主要指动能；动能的大小与质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能就越大；因列车是缓慢行驶，故速度并不大，但由于列车的质量太大，导致其动能很大；动能越大对外做功的本领就越大，故将拖拉机撞飞。 故D正确、ABC错误。 故选：D。 【考点评析】抓住题目中的关键要素：缓慢行驶、列车质量很大，然后结合动能的影响因素即可解答。 【巩固训练一】（2024春•文登区校级期末）新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有 　动能　。从物理的角度来讲，因为风和水都能够 　运动　或者被举高，所以风能和水能都属于机械能。 【思路点拨】物体由于运动而具有的能量叫做动能；举高的物体具有重力势能；动能和势能的之和叫做机械能。 【规范解答】解：风是流动的空气，空气具有质量和速度，则风具有动能；从物理的角度来讲，因为风和水都能够运动或者被举高，所以风能和水能都属于机械能。 故答案为：动能；运动。 【考点评析】本题考查了动能和机械能的概念，属于基础题。 考点13：动能大小与质量的关系 【例题精讲】（2024•沛县校级模拟）如图所示，某次演习任务中，一架飞机要对地面上某一指定目标进行定点轰炸，则飞行员应在飞机到达目标 　之前　（之前/正上方/之后）投弹才能击中，投弹后匀速飞行的飞机的动能 　变小　（变小/变大/不变），炸弹离开飞机后运动状态 　改变　（不变/改变）。 【思路点拨】（1）一切物体都有惯性，即都能保持原来的运动状态不变的性质； （2）动能大小跟质量、速度有关。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大； （3）运动速度和方向的变化都属于运动状态的改变；。 【规范解答】解：（1）由于惯性，炸弹在离开飞机后会保持原来的运动状态继续向前飞行，因此，为了击中地面上的指定目标，飞行员需要在飞机到达目标之前投弹，这样炸弹在惯性的作用下才能继续飞行并击中目标。 （2）动能是物体由于运动而具有的能量，它的大小与物体的质量和速度有关，飞机是匀速飞行的，即速度保持不变，同时，投弹后飞机的质量会减小（因为炸弹已经离开飞机），当速度不变而质量减小时，动能会变小。 （3）炸弹离开飞机后，运动的方向和速度都会发生改变，运动状态改变。 故答案为：之前；变小；改变。 【考点评析】本题考查了惯性、影响动能的因素、物体运动状态的判断，属于基础题。 【巩固训练一】（2023秋•仪征市期末）如图是物体离手后，在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线，运动的物体可能是（　　） A．斜向上投掷出去的铅球 B．一松手由静止下落的乒乓球 C．竖直向上垫起的排球 D．离开脚后在地上滚动的足球 【思路点拨】动能大小的影响因素：质量和速度。质量一定时，速度增大，动能增大；速度一定时，质量增大，动能增大。 【规范解答】解： A、斜向上投掷出去的铅球在整个飞行过程中，质量不变，一直在运动，动能不为零（处于最高点时竖直方向速度为0，但水平方向仍然有速度，因此动能不为0）。 从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大。 B、一松手由静止下落的乒乓球的动能始终在增大，故B错误； C、竖直向上垫起的排球，排球到达最高点时的动能为零，故C错误； D、离开脚后在地上滚动的足球，足球滚动的越来越慢，动能越来越小，故D错误； 故选：A。 【考点评析】掌握动能大小的影响因素，能通过图象判断动能的大小变化。 考点14：动能大小与速度的关系 【例题精讲】（2024•淄博）避险车道被称为高速公路上的“救命道”。避险车道的陡坡上铺有厚厚的碎石（如图），失控车辆冲入陡坡会快速停下，保护驾乘人员和车辆的安全。下列说法正确的是（　　） A．铺有厚厚的碎石是为了减小摩擦 B．车辆冲入陡坡后由于惯性快速停下 C．车辆在陡坡上停下时受平衡力作用 D．失控车辆冲入陡坡后动能不变 【思路点拨】A、在压力相同时，增大接触面的粗糙程度可增大摩擦力； B、惯性是物体保持运动状态不变的性质； C、车辆在陡坡上停下时保持静止，处于平衡状态，受平衡力作用； D、动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。 【规范解答】解：A、铺有厚厚的碎石是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故A错误； B、惯性是物体保持运动状态不变的性质，车辆冲入陡坡后由于受到重力、摩擦力、空气阻力的作用而快速停下，故B错误； C、车辆在陡坡上停下时保持静止，处于平衡状态，受平衡力作用，故C正确； D、失控车辆冲入陡坡后质量不变、速度减小，则动能减小，故D错误。 故选：C。 【考点评析】本题考查摩擦力、动能和惯性等知识，是一道综合题。 【巩固训练一】（2024秋•霍山县月考） 2024年4月30日，神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，如图是返回舱打开减速伞后匀速下落的过程，此时返回舱的动能 　不变　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【思路点拨】动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大； 重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。 【规范解答】解：返回舱在匀速下落，质量和速度都不变，所以动能不变。 故答案为：不变。 【考点评析】本题考查了动能和重力势能的影响因素，属于基础题。 考点15：重力势能的概念 【例题精讲】（2024秋•海城市期末）唐诗中有“黄河远上白云间”“不尽长江滚滚来”的诗句，前一句生动形象地表明黄河储藏着大量的 　重力势　能，后一句表明长江具有大量的 　动　能。 【思路点拨】物体由于运动而具有的能叫做动能，由于被举高而具有的能叫做重力势能。 【规范解答】解：从前一句中诗可看出黄河之水高高在上，由于有一定的高度而具有重力势能； 后一诗句可看出长江之水在流动，由于运动而具有动能。 故答案为：重力势；动。 【考点评析】本题结合唐诗考查学生对动能和势能概念的掌握，属于基本概念的考查，比较简单。 【巩固训练一】（2024秋•广西期中）下列物体既具有动能又具有重力势能的是（　　） A．在空中飞行的子弹 B．被压缩的弹簧 C．水平地面上行驶的汽车 D．高山上的石头 【思路点拨】动能是指物体运动而具有的能，势能是指物体被举高而具有的能，本题要根据动能和势能的定义对每个选项进行分析，选出既符合动能定义又符合势能定义的选项。 【规范解答】解：A．在空中飞行的子弹，有速度也有高度，所以具有重力势能和动能，故A符合题意； B．弹簧被压缩，弹簧发生弹性形变，具有弹性势能，故B不符合题意； C．在水平地面上行驶的汽车，有速度无高度，所以只具有动能，故C不符合题意； D．高山上的石头，有高度无速度，所以只具有重力势能，故D不符合题意。 故选：A。 【考点评析】本题考查动能和势能定义，解题时要紧扣定义，只有同时符合两个定义的选项才是正确的。 1．（2024秋•洪雅县期末）以科学家的名字命名为能量单位的是（　　） A．焦耳 B．帕斯卡 C．欧姆 D．瓦特 【思路点拨】能量单位的是焦耳，用J表示。 【规范解答】解：A、焦耳是能量的单位，故A符合题意； B、帕斯卡是压强的单位，故B不符合题意； C、欧姆是电阻的单位，故C不符合题意； D、瓦特是功率的单位，故D不符合题意； 故选：A。 【考点评析】本题考查了物理学的单位，属于基础题。 2．（2023秋•无锡期末）用如图所示的装置探究动能大小与哪些因素有关。改变小车在斜面上的高度h，由静止释放，撞击水平面上的木块，观察木块被撞击后移动的距离。下列说法中正确的是（　　） A．木块被撞击后移动的距离越远，小车动能越大 B．木块被撞击后滑行过程中受到水平面的摩擦力逐渐增大 C．实验中，斜面和水平面必须是同种材料 D．此装置是探究动能大小与质量的关系 【思路点拨】（1）（3）在该实验中我们用到了转换的方法，小车推动木块在水平面运动的距离越远，小车具有的动能就越大； （2）滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关； （4）动能的大小与物体的质量和速度有关；实验过程要采用控制变量法，当研究动能大小与速度的关系时，应选择同一小车从不同的高度释放。 【规范解答】解：AC、在该实验中我们用到了转换的方法，即将小车动能的大小转化为其对木块做功的多少来比较，即小车推动木块在水平面运动的距离越远，小车具有的动能就越大，所以斜面和水平面材料可以不同，故A正确，C错误； B、滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，压力不变，接触面的粗糙程度不变，木块在滑行过程中受到的摩擦力不变，故B错误； D、动能的大小与物体的质量和速度有关，要探究动能大小与质量的关系，必须控制物体的速度相同，也就是保持小车的质量不同，让小车从同一斜面相同高度静止释放，而实验中是小车质量不变，故D错误。 故选：A。 【考点评析】动能的决定因素有两个：质量和速度，在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”时，应该利用控制变量法的思路，去分析解决；小车把木块推出的距离长，说明小车的动能大这是一种转换的方法。 3．（2024秋•大丰区期中）小明用图示装置“探究重力势能大小与质量的关系”，下列说法正确的是（　　） A．实验中研究的是三脚小桌的重力势能 B．应让同一木块从不同高度由静止下落 C．让质量不同的木块从不同高度由静止下落 D．用小桌下陷的深度反映木块重力势能大小 【思路点拨】（1）物体由于被举高具有的能叫做重力势能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关； （2）实验过程要采用控制变量法，当研究重力势能大小与质量的关系时，要让质量不同的木块从同一高度下落，这样实验才更为科学严密。 【规范解答】解：A、实验中让质量不同的木块从相同的高度落下，通过观察三脚小桌下陷的深度来探究木块的重力势能大小与质量的关系，所以实验研究对象是木块，故A错误； BC、探究重力势能大小与质量的关系，要控制木块所处的高度相同，质量不同，即让不同质量的木块从同一高度静止落下，故BC错误； D、实验运用了转换法，通过观察三脚小桌下陷的深度来探究木块的重力势能大小与质量的关系，故D正确。 故选：D。 【考点评析】本题考查控制变量法和转换法在实验中的运用。 4．（2024秋•东台市期中）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物的质量关系为mA＝mB≠mC，木桩相同，木桩和重物位置如图甲所示，重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法错误的是（　　） A．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则mB＜mC B．比较A、C可知，重力势能与重物被举高度的关系 C．木桩打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小 D．本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法 【思路点拨】（1）根据图象分析B、C的相同点和不同点，利用控制变量法分析； （2）重力势能的大小与物体的高度和质量有关，观察图象中的相同点和不同点，根据控制变量法得出结论； （3）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究物体的方法叫转换法。物体重力势能的大小不能直接观察出来，可以通过重物撞击木桩陷入沙中的深度来比较重力势能的大小，陷入的深度越深，表明重力势能越大； 【规范解答】解：A．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则B、C的重力势能相同，C下落的高度小，因此质量大，所以m B＜m C，故A正确； B．根据控制变量法的思想，A、C的重力不同，下落的高度也不同，因此比较A、C不能得出重力势能与重物被举高的关系，故B错误； C．根据转换法的思想，可以用木桩打入沙中的深度反映重物重力势能的大小，故C正确； D．由BC可知此实验用到了控制变量法和转换法，故D正确。 故选：B。 【考点评析】会观察实验现象，用控制变量法研究重力势能大小的影响因素，用转换法表示重力势能的大小，即可归纳得出结论。 5．（2024秋•靖江市期末）如图，轻质弹簧顶端固定，下端连接一个大小不计的重物。用手托住重物向上挤压弹簧到点a，松手后重物下落依次经过点b、c到最低点d，其中点b是弹簧不挂重物静止时下端的位置，c是重物连接在弹簧下端静止时的位置。则重物从a运动到d的过程中，在 　a　点重力势能最大，在 　c　点动能最大，弹簧的弹性势能 　增大　（填“增大”或“减小”或“不变”或“先增大后减小”或“先减小后增大”）。（不计空气阻力） 【思路点拨】动能的影响因素是物体的质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大，位置越高，重力势能越大。 分析重物从a运动到d的过程中，质量、速度、高度的变化，确定哪点的重力势能最大、动能最大。 弹性势能的大小与弹簧的形变程度有关。 【规范解答】解： ①重物从a运动到d的过程中，质量不变，在a点时高度最大，重力势能最大； ②c是重物连接在弹簧下端静止时的位置，此时重物受到的拉力和重力相等；点b是弹簧不挂重物静止时下端的位置，即点b是弹簧处于原长的位置； 从a运动到b的过程中，重物受到向下的重力和向下的弹力，合力向下，重物做加速运动； 从b点到d的过程中，重物在c点之前，重物受到的向上拉力小于重力；重物在c点之后，重物受到的向上拉力大于重力；所以，重物从c点以后做减速运动，即在c点时速度最大，动能最大； 重物从a运动到d的过程中，弹簧的形变程度不断变大，所以其弹性势能增大。 故答案为：a；c；增大。 【考点评析】本题考查了物体动能、重力势能的变化分析，确定重物在c点前后的速度变化是本题的关键。 6．（2024秋•苏州期中）图甲是扔实心球的分解动作，其中人对实心球做功的是动作 　①③　（选填序号）；从实心球出手到落地的过程中，能正确反映实心球的动能E动与时间t的关系是图乙中 　D　图线。 【思路点拨】（1）做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离； （2）动能是由于物体运动而具有的能，其大小与物体的质量和速度有关，据此分析实心球出手到落地的过程中的动能变化，然后结合图像作出判断。 【规范解答】解：（1）①中把球捡起来，力的方向是向上的，在力的方向上通过了距离，所以做了功； ②停在空中时，虽然有力，但没有通过距离，不做功； ③挥动球时，球在力的方向上通过了距离，做了功； ④球飞出去是因为球具有惯性，人对球没有力的作用，所以不做功； 故选①③； （2）实心球在上升过程中，因为质量不变，速度减小、实心球的动能减小；到达最高点时，因实心球在水平方向上具有一定的速度，动能不为零；下降过程中，实心球质量不变，速度增大，动能增大。所以只有乙图中的D图符合要求。所以D正确。 故答案为：①③；D。 【考点评析】掌握做功的两个必要条件、知道动能大小的影响因素，并能分析动能的大小变化是关键。 7．（2024秋•宿迁期中）图甲是投掷实心球的场景（不计空气阻力）。小明分析了实心球自脱手至落地过程的能量转化，画出了其重力势能的大小随时间变化的曲线如图乙所示。请回答下列问题： （1）在A到B的过程中，人对球 　没有　（填“有”或“没有”）做功。 （2）班中其他同学也模仿着画出此过程中实心球动能的大小随时间变化的大致曲线如图①②③，请选出其中正确的曲线是图 　②　（填“①”或“②”或“③”）。 【思路点拨】（1）影响动能的因素是物体的质量和速度，质量越大、速度越大，动能越大； 影响重力势能的因素是物体的质量和高度，质量越大、高度越大，重力势能越大； 不计空气阻力，动能和重力势能的相互转化过程中，机械能守恒。 （2）做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动一段距离，二者缺一不可。 【规范解答】解：（1）根据图片可知，从A到B的过程中，实心球虽然通过了一定距离，但由于不受推力，所以人对球不做功； （2）根据图片可知，从A到B的过程中，动能转化为重力势能，即重力势能逐渐增大，动能逐渐减小。到达最高点时，实心球在水平方向上的速度不为零，即动能的最小值不为零。从B到C的过程中，重力势能转化为动能，即重力势能不断减少，动能不断增大，故②正确。 故选②。 故答案为：（ 1 ）没有；（2）②。 【考点评析】本题考查力是否做功的判断、根据动能和势能的变化来判断图象，理解影响能量大小的因素和运动的过程是解题的关键。 8．（2024•陕西）体育运动中蕴含着丰富的物理知识。划龙舟时，运动员用桨向后划水，龙舟向前运动，说明力的作用是 　相互　的。射箭时，拉开的弓能将箭射出，说明拉开的弓具有能量，这种能量叫做 　弹性势能　。拔河比赛时，参赛同学穿上鞋底更粗糙的鞋，是为了增大 　摩擦　力。 【思路点拨】力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的。 物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能． 增大有益摩擦的方法： （1）增大接触面的粗糙程度，如汽车轮胎做上花纹； （2）增大压力，如骑自行车捏闸的力越大，摩擦力越大； （3）变滚动为滑动，如汽车急刹车时车只滑不滚； （4）变湿摩擦为干摩擦． 【规范解答】解：体育运动中蕴含着丰富的物理知识。划龙舟时，运动员用桨向后划水，龙舟向前运动，说明力的作用是相互的。射箭时，拉开的弓能将箭射出，说明拉开的弓具有能量，这种能量叫做弹性势能。拔河比赛时，参赛同学穿上鞋底更粗糙的鞋，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度，从而来增大摩擦力。 故答案为：相互；弹性势能；摩擦。 【考点评析】本题考查了力的相互性、弹性势能的概念、增大摩擦力的方法等知识点。 9．（2024秋•海淀区期末）小明在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，提出了2个猜想。猜想1：物体动能的大小与物体的质量有关；猜想2：物体动能的大小与物体的速度有关。 为了验证猜想，小明设计了如图所示的实验。光滑斜轨道与水平直轨道平滑连接，将体积相同、质量为m和2m的两个小球分别从斜轨道上高度为2h、h处由静止释放。3次实验中，小球进入水平直轨道推动纸盒一起在水平面上运动了一段距离后停下，分别测出小球与纸盒一起运动的最大距离，由此判断出小球撞击纸盒时的动能大小。 （1）该实验中，“物体的动能”中“物体”指的是 　小球　（选填“小球”或“纸盒”）； （2）图甲、乙所示的2次实验中，小球都从相同高度处由静止释放，是为了使2次实验中小球运动到斜轨道底端时的 　速度　相同； （3）对比图 　甲　和图丙所示的2次实验，可以验证小明的猜想 　2　（选填“1”或“2”）是正确的。 【思路点拨】（1）“物体的动能”中“物体”指的是小球； （2）（3）物体的动能与质量和速度有关，利用控制变量法进行分析。 【规范解答】解：（1）该实验中，探究的是小球撞击木块时的动能，故“物体的动能”中“物体”指的是小球； （2）图甲、乙所示情景，小球的质量不同，从同一高度下落，撞击木块时的速度相同； （3）探究物体的动能大小与物体的运动速度有关时，应控制小球的质量相同，速度不同，所以应使质量相同的小球从斜面的不同高度由静止滚下，图甲、丙中控制了物体的质量相同，故探究的是动能大小与速度的关系，故可以验证小明的猜想2是正确的。 故答案为：（1）小球；（2）速度；（3）甲；2。 【考点评析】本题考查了探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验，实验应用了转换法和控制变量法，掌握转换法与控制变量法的应用、分析图示实验即可正确解题。 10．（2024秋•中宁县期中）李华同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他和张铭进行了如下探究：动能大小跟什么因素有关？ [猜想假设]由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 　速度　有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 　质量　有关。 [进行实验]他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就 　大　。 [分析论证]分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是 　物体的质量相同时，速度越大，动能越大　。 [实践应用]用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 　超载　（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性更大的原因。 [评估交流]如果水平面光滑，则 　不能　（选填“能”或“不能”）完成本实验。原因 　水平面绝对光滑，则木块将做匀速直线运动，无法判断小球动能大小　。 【思路点拨】物体的动能跟物体的速度和质量有关。 利用控制变量法，探究动能与质量的关系时需要控制金属球的速度相同，探究动能与速度的关系时需要控制质量相同；金属球撞击物块时，金属球的动能传递给物块，物块移动的距离反映了金属球动能的大小，采用的是转换法。 【规范解答】解：【猜想假设】速度表示物体运动的快慢，所以由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟速度有关。 超载时汽车的质量大，由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟质量有关。 【进行实验】本实验运用转换法，将金属球在斜面底端的动能转化为物块被撞的距离；物块被撞击得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越大。 【分析论证】甲、丙两图金属球的质量相同，但到达斜面底端的速度不同，甲的速度大，结果甲将木块撞击的距离更远，说明甲的动能更大；由此可得出结论：物体的质量相同时，速度越大，动能越大。 【实践应用】甲、乙两图中小球到底斜面底端的速度相同，而质量不同，甲的质量大，将木块撞击的距离更远，则动能更大；所以其结论可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。 【交流评估】若水平面绝对光滑，则木块将做匀速直线运动，无法判断小球动能大小，故不能得出正确的结论。 故答案为：速度；质量；大；物体的质量相同时，速度越大，动能越大；超载；不能；水平面绝对光滑，则木块将做匀速直线运动，无法判断小球动能大小。 【考点评析】本题是探究影响动能大小的因素实验，主要考查了控制变量法和转换法在实验中的应用，并要掌握实验中控制速度和改变速度的方法。 11．（2024秋•金台区校级期中）同学们利用各种器材研究动能和重力势能的影响因素。 （1）如图甲所示，十里铺中学的赵思怡同学做研究动能的小实验。本实验研究　乒乓球　（选填“乒乓球”或“物块”）的动能，其动能的大小是通过观察物块　被推动的距离　来判断的。 （2）如图乙所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，打击小桌，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。通过实验，将同一个重物从不同高度落下，是为了探究重力势能与　高度　的关系。发现高度越高，能够对外做功越　多　，说明它的重力势能越　大　，要进一步探究重力势能与质量的关系，应换用　质量　不同的重物，让它们从同一高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度。 【思路点拨】（1）此实验把动能的大小转换为物块被撞击后运动的距离，距离越远表明乒乓球的动能越大； （2）探究重力势能的影响因素，应掌握影响重力势能的因素，利用控制变量法分析应改变的量和控制的量。 【规范解答】解：（1）实验中是通过物块被推动距离的大小，说明乒乓球对木块做功的多少，从而判断乒乓球动能的大小，这种方法是转换法。 （2）实验中，将同一个重物从不同高度落下，根据控制变量法可知，探究重力势能与高度的关系。 实验中用桌腿陷入的深度来表示重物重力势能的大小，陷入的深度越深，对外做功越多，重力势能越大，用到了转换法。 本题实验中想探究重力势能与质量的关系，采用的是控制变量法，所以应改变重物的质量，控制其他变量来探究。 故答案为：（1）乒乓球；被推动的距离；（2）高度；多；大；质量。 【考点评析】本题考查影响物体动能大小的因素及影响物体势能大小的因素，体现了对过程和方法的考查，有一定的综合性。 12．（2024秋•滨湖区期中）小明为了“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”时，将质量相同的小球从不同高度h1、h2处由静止释放，撞击水平面上的木块，h1≤h2。 （1）比较甲、乙两次实验，可初步得到的结论是 　质量相同的物体，速度越大，动能越大　； （2）若在乙图实验过程中，在木板上铺毛巾，则无法通过比较木块在水平面滑动的距离s1和s2的大小来比较动能，请简述其原因 　没有控制接触面的粗糙程度相同　。 （3）甲、乙两个实验中，克服水平面摩擦力f所做的功分别为W1、W2，则W1　小于　W2。 【思路点拨】（1）影响物体动能大小的因素有质量和速度，找出相同的量和变化的量，分析得出动能大小与变化量的关系； （2）根据控制变量法进行分析； （3）影响滑动摩擦力大小的因素是压力和物体接触面的粗糙程度，压力越大，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；根据W＝fs判断克服摩擦力做功的多少。 【规范解答】解：（1）由甲、乙两次实验可知，小球的质量相同，下滑的高度不同，到达水平面时的速度不同，下滑的高度越高，到达水平面时的速度越大，推动木块移动的距离越远，故可探究出的结论是：质量相同的物体，速度越大，动能越大； （2）在乙图实验中的水平木板上铺毛巾，给乙图水平木板铺上毛巾，不能与甲控制相同的接触面，故此方案不可行； （3）两次实验中木块被推动时，木块对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以滑动摩擦力大小不变，即f1等于f2； 木块被推动的距离s2＞s1，由W＝fs可知，克服摩擦力做的功W1小于W2。 故答案为：（1）质量相同的物体，速度越大，动能越大；（2）没有控制接触面的粗糙程度相同；（3）小于。 【考点评析】本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，反映动能多少时运用了转换法。 13．（2024•贵州模拟）如图所示，质量相同的金属线框A和塑料框B处于同一高度由静止开始自由落下，途中经过某一磁场区域（“×”表示磁场方向垂直纸面向里），金属线框A和塑料框B落地时的动能大小分别为EA和EB。不计空气阻力，则EA　＜　（选填“＞”“＜”或“＝”）EB，请说明理由。 【思路点拨】从能量转化的角度分析，金属框和塑料框质量相等，在最高点时，重力势能相等，分析金属框和塑料框的区别，根据电磁感应的知识进行分析。 【规范解答】解：金属框A由静止自由下落到地面的过程中，金属框A通过磁场会产生感应电流，有一部分能量转化为电能，所以在此过程中金属框A的重力势能转化为动能和电能； 塑料框B由静止自由下落到地面的过程中，塑料框B通过磁场不会产生感应电流，所以重力势能全部转化为动能； 所以下落过程中，塑料框B的动能更大， 又因为金属框和塑料框质量相等，在最高点时，重力势能相等，所以两线框落地的动能大小分别为EA＜EB。 答：＜；金属线框A通过磁场区域时，金属线框A内会产生感应电流，重力势能转化为电能和动能；塑料线框B通过磁场区域时，不会产生感应电流，重力势能全部转化为动能。 【考点评析】本题的关键有两点：（1）不计空气阻力，能量转化的过程中，能量守恒；（2）金属框和塑料框由静止自由下落到地面的过程中，能量转化是不一样的。 14．（2023春•盐池县期末）如图所示，万众期待的公共自行车“小黄人”终于和市民见面啦！小健同学骑着“小黄人”，在一段平直的公路上匀速行驶了300m，用时1min，若自行车的质量为20kg，受到的阻力为20N，与地面的总接触面积为3×10﹣3m2，小健的质量为55kg（g＝10N/kg）。求： （1）骑行时地面受到的压强； （2）小健骑行时的功率； （3）从动能的角度分析，骑车时为什么不能超速？ 【思路点拨】（1）知道人和车的总质量，利用重力公式求人和车的总重力；因为自行车在平直公路上，对地面的压力等于重力，又知道受力面积，利用压强公式求骑自行车行驶时对地面的压强。 （2）已知阻力大小，根据二力平衡可知动力大小，利用W＝Fs求出小健骑行时所做的功，然后利用P计算功率。 （3）动能大小与质量和速度有关，在质量一定时，速度越大，动能越大。 【规范解答】解：（1）车对地面的压力：F＝G＝（m1+m2）g＝（55kg+20kg）×10N/kg＝750N， 骑行时地面受到的压强： p2.5×105Pa。 （2）小健同学骑着“小黄人”，在一段平直的公路上匀速行驶，则动力F＝f＝20N， 小健骑行时所做的功：W＝Fs＝20N×300m＝6000J， 小健骑行时的功率： P100W。 （3）在自行车质量一定时，自行车的速度越大，动能越大，发生交通事故时造成的危害越大。 答：（1）骑行时地面受到的压强为2.5×105Pa； （2）小健骑行时的功率为100W； （3）在自行车质量一定时，自行车的速度越大，动能越大，发生交通事故时造成的危害越大。 【考点评析】本题考查了学生对压强公式、动能大小的影响因素的掌握和运用，同时考查功和功率的计算、二力平衡条件及其应用，用所学知识分析解决身边的问题，有意义！ 15．（2023•封开县一模）如图是探究“物体动能大小跟哪些因素有关”的实验，实验步骤如下： Ⅰ．让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。 Ⅱ．让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。 回答下列问题： （1）步骤I是为了研究动能大小与　速度　的关系。 （2）步骤Ⅱ是为了研究动能大小与　质量　的关系。 （3）实验中要探究的是　钢球　（选填“钢球”或“木块”）的动能，物体动能的大小是通过　s　（选填“h”或“s”）大小。 （4）钢球从A点静止释放，小球经过B点时的机械能　小于　（选填“大于”、“小于”或“等于”）其在A点的机械能。 【思路点拨】（1）（2）掌握控制变量法的应用：动能的大小与物体的速度和质量有关，要探究动能和速度的关系，需保持质量相同，要探究动能和质量的关系，需保持速度相等； （3）根据控制变量法可知：研究动能和运动速度的关系时，控制质量不变，故探究的对象是钢球；实验中采用转换法，通过木块被推动距离的大小，比较钢球对木块做功的多少，判断钢球动能的大小。 （4）机械能等于动能和势能的和。 【规范解答】解：（1）步骤A让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，小球的质量相同，撞击木块时的速度不同，是为了研究动能大小与速度的关系； （2）步骤B让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，小球撞击木块前的速度相同，质量不同，可以研究动能大小与质量的关系； （3）探究钢球动能的大小与运动速度的关系；实验中采用转换法，通过木块被推动距离s的大小，比较钢球对木块做功的多少，判断钢球动能的大小； （4）钢球从A点静止释放比在B点释放时的动能大，小球经过B点时的机械能小于其在A点的机械能。 故答案为：（1）速度；（2）质量；（3）钢球；s；（4）小于。 【考点评析】本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，反映动能大小时运用了转换法，要掌握这两种方法的应用。 第 1 页 共 20 页 学科网（北京）股份有限公司 $$