专题11.3 动能和势能（举一反三）-2024-2025学年八年级物理下学期举一反三系列（人教版2024）

11.3 动能和势能 •知识点1 能量 •知识点2 动能 •知识点3 势能 •知识点4 探究影响动能大小的因素 •知识点5 探究影响势能大小的因素 •知识点6 动能和势能的应用 •作业 巩固训练 能量 知识点1 知识点一、能量 1．现象探究：能做功的物体具有能量 做功有快慢之分，那么，怎样比较做功的快慢呢？下面我们类比速度的定义进行说明。 现象 图示 分析 归纳 海啸将建筑物、汽车等一扫而空 流动的海水能将建筑物、汽车等一扫而空，流动的海水能对外做功，即流动的海水具有做功本领 像流动的海水、被拉弯的弓、被举高的重锤等物体能够对外做功，我们就说这些物体具有能量 被拉弯的弓将箭射出 被拉弯的弓能将箭射出，弓能对外做功，即被拉弯的弓具有做功本领 被举高的重锤下落敲击木桩而将木桩打入地里 被举高的重锤，当它下落时可以把地面上木桩打入地里，它可以对木桩做功，即被举高的重锤具有做功本领 2．能量的概念及单位 （1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 （2）能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中，能量的单位是焦耳（J）。 3．对能的理解 （1）能量是表示物体做功本领的物理量。 （2）物体做功过程实质上是能量转化或转移的过程，物体能够做功越多，表示这个物体所具有的能量越大。 4．能与功的区别与联系 区别 功是一个过程量，能是一个状态量 功是描述力对 物体作用过程中取得的成效的物理量，是相对于一个过程而言的；能是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量 具有能量的物体不一定做功，而正在做功的物体一定具有能量 联系 功是能量变化的量度 ★特别提醒 “能够做功”与“做了功”的区别 物体“能够做功”与“做了功”是两个不同的概念。“能够做功”表示物体具有做功本领，与做不做功没关系；“做了功”表示结果，是物体对另一个物体施力并经过一段距离后取得了成效。 【典例1-1】(2022甘肃兰州第四片区期末)关于能的概念,下列说法中正确的是 (　　) A.一个物体只有做了功,才能说明它具有能 B.一个物体被站立的人举在手中,物体不能做功,所以物体没有能 C.一个物体已经做的功越多,说明它具有的能越多 D.一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能 【典例1-2】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 【变式1-1】（24-25九年级上·浙江杭州·阶段练习）力和运动、功和能量是物理学的核心概念，它们之间存在着密切的联系。关于力和运动、功和能量之间的关系，下列说法错误的是（　　） A．运动的物体一定具有能量 B．物体受到力的作用，力一定对物体做功 C．做功的本质是能量的转化 D．功和能量的单位都是焦耳 【变式1-2】（2024·河北石家庄·一模）关于功和能，下列各种说法中正确的是（    ） A．高度大的物体势能一定大 B．速度大的物体动能一定大 C．物体具有做功的本领，就说它具有能 D．物体运动时的机械能一定比它静止时大 动能 知识点2 知识点二、动能 1．现象探究：运动的物体是否具有能 现象 图示 分析 归纳 风吹着帆船移动 空气在流动的过程中对帆做功 风、流动的河水和飞行的子弹都能做功，它们都具有能量，分析这些物体的共同特点可知，这些物体都是由于运动而具有能量 河水把砂石冲走 水在流动过程中对砂石做功 子弹射穿鸡蛋 子弹在运动过程中对鸡蛋做功 2．动能 物体由于运动而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有动能。例如，空中飞行的小鸟、行驶的汽车、流动的水等。 3．理解动能大小时应注意的问题 一切运动的物体都具有动能，物体的动能由物体质量和运动速度决定，在讨论物体动能大小时，必须同时分析两个因素。 例如，一颗子弹的速度大于火车的速度，但子弹的动能不一定比火车的动能大，因为子弹的质量比火车的质量小得多；也不能因为火车的质量比子弹的质量大得多，就认为火车的动能一定比子弹的动能大，例如当火车的速度为零时，其动能一定比飞行的子弹小。 ★特别提醒 叙述动能的定义时，只能说“物体由于运动而具有的能”，不能说“运动的物体具有的能”，因为运动的物体除了具有动能外，还可能具有其他形式的能，如高空飞行的飞机除了具有动能外，还具有重力势能和内能等。 【典例2-1】（2024·吉林·模拟预测）为争创文明、卫生县城，我县的环卫部门每天都要在县城的主要街道上洒水，在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业时，该洒水车的惯性大小 ，动能 （选填“增大”“减小”或“不变”） 【典例2-2】（2024·山东德州·二模）如图是某物体运动的s-t图像，由图像可知该物体在 动能最大（选填“0-t1”，“t1-t2”，或t2-t3”），0-t1时间内该物体速度 （选填“变大”，“不变”，或“变小”） 【变式2-1】（2022·山东济南·中考真题）爸爸开车带着小明行驶在高速公路上，小明看到图所示的限速标志，想起了学过的“动能”的知识，也产生了一系列有关的问题。其中最有探究价值且易于探究的是（　　） A．物体的动能与物体的形状是否有关？ B．物体的动能与它的速度有什么关系？ C．物体的动能与它的质量和速度有什么关系？ D．物体的动能与哪些因素有关？ 【变式2-2】（2022秋·陕西宝鸡·九年级统考期中）正在空中飞行的鸽子和麻雀，若它们具有相同的动能，则下列说法正确的是（　　） A．鸽子飞得快 B．麻雀飞得快 C．鸽子飞得高 D．麻雀飞得高 势能 知识点3 知识点三、势能 1．重力势能 （1）现象探究：位于高处的物体具有能量 现象 图示 分析 归纳 从高空落下的陨石把地面砸出一个大坑 陨石对地面做了功，说明从高空落下的陨石具有能量 位于高处的物体下落时可以做功，表明位于高处的物体具有能量 水一直从高处往下滴，时间长了能把石头滴穿 位于高处的水滴对石头做功，说明高处的水滴具有能量 从高处落下的铅球落在沙地中能砸出坑 铅球对沙地做了功，说明从高处落下的铅球具有能量 （2）重力势能：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能。 2．弹性势能 （1）现象探究 如图甲所示，弹弓上被拉长的橡皮筋存储了能量，能把“子弹”射出，且橡皮筋的弹性形变越大，“子弹”被射出的距离越远；如图乙所示，被压缩的弹簧存储了能量，能把小车弹开，且弹簧形变量越大，小车被弹开的距离越远。由此可知，发生弹簧形变的物体在恢复形变时可以对外做功，即发生弹性形变的物体具有能量。 甲 乙 （2）弹性势能的定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 （3）决定弹性势能大小的因素：物体弹性势能的大小与物体的弹性形变程度和物体本身的材料有关。对同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。 ★特别提醒 一个物体是否具有弹性势能，关键看该物体是否发生了弹性形变。若物体发生了弹性形变，则此物体具有弹性势能；若物体虽然发生了形变，但不是弹性形变，则没有弹性势能，如一捏就扁的的面团，就不具有弹性势能。 （4）弹性势能的应用 弹性势能的应用很广泛。如发条玩具，只要上紧玩具内的发条，松手后玩具就会再弹性势能的作用下动起来。 【典例3-1】（2024·广东汕尾·模拟预测）如图是小朋友玩蹦蹦床的情景，小孩在空中上升的过程中动能 （选填“增加”、“减少”或“不变”）。落到蹦蹦床后下降到最低点时小孩的重力势能 （选填“最大”、“最小”或“为零”），蹦蹦床的 能最大。 【典例3-2】（2024·广东广州·模拟预测）如图所示，轻质弹簧左端固定，它自由伸长时，右端恰好位于 O 点，将弹簧右端固定在物体上并压缩到 A 点静止释放，物体沿水平面运动，经过 O 点，到达 B 点，然后往回运动到 C 点静止。其中 AO>BO，则在上述运动过程中（　　） A．物体在 A 点时，弹簧弹性势能最大 B．物体在 O 点时，弹簧对物体弹力的方向向右 C．物体在 B 点时，弹簧产生的弹力最大 D．物体在 C 点静止时，受到弹簧的弹力为零 【变式3-1】（2022秋·陕西渭南·九年级统考期末）在2021年东京奥运会铅球比赛中，我国选手巩立姣勇夺冠军。如图是比赛时，巩立姣掷出的铅球运动的情景，则铅球在图中哪个位置时重力势能最小（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样 【变式3-2】（2024·江苏连云港·中考真题）2024年4月25日，我国长征运载火箭成功将神舟十八号载人飞船送往预定轨道。载人飞船离开地面加速上升的过程中（　　） A．动能增大，重力势能不变 B．动能增大，重力势能增大 C．动能不变，重力势能不变 D．动能不变，重力势能增大 探究影响动能大小的因素 知识点4 实验探究：物体的动能跟哪些因素有关 提出问题 物体的动能跟哪些因素有关？ 猜想与假设 （1）“十次车祸九次快”，猜想动能可能与物体运动的速度有关； （2）同样速度的自行车和汽车，碰到行人后造成的伤害不同，猜想动能可能与物体的质量有关 设计实验与制订计划 用如图所示的装置探究钢球的动能与速度及质量的关系。实验中，通过换用不同质量的钢球来改变质量，让同一钢球从不同高度处滚下来改变速度。钢球动能的大小由木块被推动的距离远近来反映（转换法），木块被推动的越远，说明钢球的动能越大。 进行实验 （1）让同一钢球从斜面的不同高度处由静止开始滚下，推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近，如图甲、乙所示。 甲 乙 （2）换用质量不同的钢球，让它们从斜面的同一高度处由静止开始释放，滚下后推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近，如图丙、丁所示。 丙 丁 分析与论证 （1）同一钢球从不同高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球碰撞木块时速度越大，木块被推得越远，说明物体的动能与物体的速度有关； （2）不同钢球从同一高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度相同。质量大的钢球将木块推得远，说明物体的动能与物体的质量有关。 实验结论 物体动能与物体的质量和运动的速度有关。质量相同的物体，运动速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。 【典例4-1】（2024·广东汕尾·模拟预测）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小智同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验，让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，铁球与木块在水平面上共同移动一段距离后静止。 (1)本实验探究的是 （选填“铁球”或“木块”）的动能大小影响因素；在探究动能大小与物体质量关系时，应选图中 两次实验进行探究，使铁球到达水平面时的 相同； (2)如图甲、乙所示，质量为m的大球与质量为的小球，从同一斜面的同一高度由静止释放，观察到大球将木块推出的距离较远，由此可得到的结论是：当速度相同时，质量越大， 越大；甲图中木块被推动时所受摩擦力大小 （选填“大于”、“小于”或“等于”）乙图中木块被推动时所受摩擦力大小； (3)如图两个交通标志中， 图运用到了（2）所述结论。 【典例4-2】（2024·广东东莞·一模）某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图所示。 (1)本实验是通过 来反映钢球动能大小的； (2)为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 两图进行实验分析； (3)实验为探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面 （选填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 ； (4)实验小组的同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离大小（如表），小车在三个表面克服摩擦力做功 （选填“相等”或“不相等”），若水平面绝对光滑，小车将做 运动； 表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 小车运动距离 最近 较远 最远 (5)小磊在探究“动能大小与速度的关系”时将实验装置改成如图丁所示，利用质量相同的铁球将弹簧压缩不同程度静止释放，撞击同一木块。该实验方案是否可行？答： 。理由是 。 A．铁球的质量相同，初速度不同 B．铁球的质量相同，初速度相同 C．铁球的质量不同，初速度不同 D．铁球的质量不同，初速度相同 【变式4-1】（2024·山东泰安·中考真题）在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小车从斜面上由静止滑下，撞击放在水平面上的木块，小车推动木块滑行一段距离后停止，实验过程如图所示。下列说法正确的是（    ） A．实验中木块被推出距离的远近反映小车动能的大小 B．由甲、乙两图可知，小车动能的大小与质量有关 C．由乙、丙两图可知，小车动能的大小与速度有关 D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，机械能增大 【变式4-2】(2023湖南祁东模拟)如图所示是“探究物体动能跟哪些因素有关”的装置示意图。 (1)原理:运动的钢球A碰上木块B后,能将B撞出一段距离s。在同样的水平面上,B被撞得越远,A对B做的功就越多,A的动能就越大,通过B被撞的远近来反映物体A动能大小的方法在物理学中属于　　　　(选填“控制变量法”或“转换法”)。  (2)步骤: ①让同一钢球A分别从不同高度由静止开始滚下,高度h越高,钢球运动到水平面时速度越　　　　(选填“大”或“小”),木块B被撞得越远;  ②改变钢球的质量,让不同的钢球从　　　　(选填“同一”或“不同”)高度由静止开始滚下,质量越大的钢球将木块B撞得　　　　。  (3)结论:通过多次实验表明,质量一定的物体,运动的速度越大,它的动能　　　　;运动速度一定的物体,质量越大,它的动能　　　　。  探究影响势能大小的因素 知识点5 实验探究：影响重力势能大小的因素 提出问题 重力势能的大小与哪些因素有关？ 猜想与假设 （1）生活中手机从几厘米高处跌落一般不会损坏，但从几米高处跌落，一般会造成较严重的损坏，由此猜想，重力势能的大小可能与高度有关； （2）下冰雹时，重冰雹比轻冰雹造成的危害大得多，由此猜想，重力势能的大小可能与物体的质量有关 设计实验与制订计划 将小方桌放置在沙箱中铺平的沙面上，让物体从某一高度自由下落撞击小方桌，小方桌下陷越深，说明下落的物体能够做的功越多（转换法），即物体具有的重力势能越大。改变同一物体下落的高度，或从同一高度释放不同质量的物体，比较物体对小方桌做功的多少。 进行实验 （1）让同一物体从不同高度处自由下落撞击小方桌，如图（b）、（c）所示。 （2）让不同物体从同一高度处自由下落撞击小方桌，如图（c）、（d）所示。 实验现象 （1）同一物体下落时的高度越高，小方桌下陷得越深。 （2）从同一高度下落时，质量大的物体比质量小的物体使小方桌下陷得更深。 分析与论证 （1）质量相等时，较高处物体使小方桌下陷的深度大，说明质量相等时，高度大的物体重力势能大； （2）高度相等时，质量大的物体使小方桌下陷的深度大，说明同一高度，质量大物体的重力势能大。 实验结论 同一高度，物体的质量越大，重力势能越大；同一质量物体，高度越大，物体的重力势能越大。 【典例5-1】（24-25九年级上·陕西渭南·期中）如图所示是“探究物体重力势能的大小与哪些因素有关”的实验装置，把小桌放在透明的沙箱中，让实心铁块从高处落下，撞击小桌。（实心铁块质量关系：） (1)实验探究的是 （选填“铁块”或“小桌”）的重力势能； (2)实验中通过 来反映物体重力势能的大小，这种物理研究方法叫做 法； (3)探究物体重力势能是否与质量有关，应比较图 两次的实验；比较图甲、乙两次实验可得出的结论是： 。 势能较大，因此可以得到结论：物体的质量相同时，所在高度越高，重力势能越大。 【典例5-2】（2022·广西河池·中考真题）如图所示是某实验小组探究动能的大小与什么因素有关的实验装置。实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。 （1）本实验是通过观察 来比较钢球动能的大小； （2）保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与 有关； （3）换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与 有关； （4）本实验中用到的研究方法是 （填其中一种即可）。 【变式5-1】（2020无锡）用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1＝m2＜m3，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越______，比较a、b可知：物体重力势能的大小与物体的______有关；比较______可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。 【变式5-2】（2022春·江西吉安·八年级统考期末）小雨在探究“物体的动能与质量的关系”的实验时，设计的方案如图所示：用质量不同的小球将同一弹簧压缩到相同程度由静止释放（铁球与地面间的摩擦力忽略不计），撞击水平地面上同一木块，使木块运动一段距离。该实验方案___________（选填“可行”或“不可行”），按此方案操作，会看到木块移动的距离___________（选填“相同”或“不相同”）。 动能和势能的应用 知识点6 【典例6-1】（2024·江苏连云港·中考真题）2024年4月25日，我国长征运载火箭成功将神舟十八号载人飞船送往预定轨道。载人飞船离开地面加速上升的过程中（　　） A．动能增大，重力势能不变 B．动能增大，重力势能增大 C．动能不变，重力势能不变 D．动能不变，重力势能增大 【典例6-2】（2024·海南海口·三模）诗句“儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢”，描绘的是儿童放风筝的画面。如图所示，下列说法正确的是（　　） A．越飞越高的风筝的重力势能在增大 B．越飞越高的风筝的重力势能在减小 C．越飞越快的风筝动能动能越来越小 D．越飞越快的风筝动能保持不变 【变式6-1】（2024·山东济南·二模）如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在三个时刻中具有的动能分别是、、，重力势能分别是、、，若不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则（    ）    A．， B．， C．， D．， 【变式6-2】（2024·湖南长沙·中考真题）2024年5月3日，长征五号遥八运载火箭搭载嫦娥六号探测器成功发射，开启了人类月背取样的旅程。嫦娥六号加速升空的过程中（    ） A．重力势能和动能都增大 B．重力势能和动能都减小 C．重力势能减小，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 一、单选题 1．新冠病毒疫情防控期间，许多城市的环卫喷雾洒水车变身成消毒杀菌车，对道路喷洒消毒药水。在此过程中，消毒杀菌车在水平地面上匀速运动，则消毒杀菌车整体的（ ）。 A．动能不变，重力势能变小 B．动能变小，重力势能变小 C．动能不变，重力势能不变 D．动能变小，重力势能不变 2．2014年8月南京成功举办了“青奥会”，如图四项运动包含了一些物理知识，下列描述错误的是（ ）。 A．跳水运动员在空中下落的过程中，既有动能也有重力势能； B．足球运动员脚对球的作用力和球对脚的作用力是一对相互作用力； C．举重运动员将杠铃举在空中静止时，他受到的重力和地面对他的支持力相互平衡； D．篮球运动员抛出的篮球在撞击篮板过程中，发生了弹性形变，具有弹性势能 3．如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。实验中，探究的动能是指（ ）。 A．小球在斜面上的动能； B．小球撞击木块时的动能； C．小球撞击木块后的动能； D．木块被小球撞击时的动能 4．竖直向上扔出的乒乓球，在上升到最高点的过程中，以下说法中正确的是（ ）。 A．动能增大，重力势能增大；B．动能减小，重力势能减小； C．动能减小，重力势能增大；D．动能增大，重力势能减小 5．如图所示，“和谐号”高铁满载旅客从十堰东站缓缓驶出前往武汉，下列说法正确的是（ ）。 A．列车由静止变为运动，列车的惯性增大了； B．列车加速前进时，列车的动能一直增加； C．列车受到的牵引力和铁轨对它的支持力是平衡力； D．“和谐号”高铁外形设计成流线型是为了增大对地面压力提高行驶稳定性 6．图甲是北京冬奥会会徽，它以汉字“冬”为灵感来源，运用中国书法的艺术形态，展现出滑冰、滑雪运动员的英姿。图乙是我国运动员苏翊鸣参赛的情景，他在空中下落过程中（ ）。 A．动能增加 B．重力势能增加 C．惯性变大 D．运动状态保持不变 7．如图所示为研究动能大小与质量、速度之间的关系，实验中需控制小球的速度相同或不变，具体方法是：让小球从同一斜面的某处由静止释放即可（不计斜面的摩擦及空气阻力）。下列关于控制小球的速度分析不正确的是（ ）。 A. 小球从斜面运动到水平面上速度增大，是因为小球在斜面上所受的合力不为0，故小球会被加速； B. 小球从斜面运动到水平面上速度增大是因为重力做功，将重力势能转化为动能； C. 同一小球从斜面的不同高度处释放，较高位置的小球会有更多的重力势能转化为动能，所以到达水平面获得的速度也越大； D. 质量不同的钢球与铜球从相同高度处释放，质量较大的铜球会有更多的重力势能转化为动能，所以获得的速度也会越大 二、填空题 8．如图所示，甲、乙两球在光滑水平面上以相同的速度向左运动，已知m甲＞m乙，则______球的动能大，______球的惯性小。（均选填“甲”或“乙”） 9．次仁同学参加足球比赛时，所穿鞋子的底部凹凸不平是为了______（选填“增大”或“减小”）摩擦；射箭时，弓能把箭射出去，是因为拉开的弓具有_______能。 10．如图是国产歼--15舰载机在“辽宁号”航空母舰上起飞时的情景，飞机起飞升空时，机翼上方空气的流速比机翼下方的大，则机翼上方的空气对机翼的压强______机翼下方的空气对机翼的压强（选填“大于”、“小于”或“等于”）；当飞机飞离航母后，匀速行驶的航母具有的动能将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 11．某场台球比赛如图所示，球杆打击停在桌面上的白色母球A，对它做功使其获得______能，由于______它便向前运动过去；当母球A与彩球B发生碰撞，使彩球B掉入中袋，同时母球A又向另一彩球C慢慢滚去，这一现象说明力可以______。 12.小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究（不考虑空气阻力）：让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），小球速度为5m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短（如图丙）的整个过程中，得到小球的速度v和弹簧缩短的长度△x之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点，已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短1cm，并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。则从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是 ______，实验中所用小球的重力为 ______N。  13.如图所示是“蹦极”的示意图，弹性绳自重忽略不计。弹性绳的上端固定在O点，A点是弹性绳自然下垂时绳末端的位置，B点是蹦极者下落过程中人的重力和弹性绳对人的弹力大小相等时的位置，C点是蹦极者下降的最低点。则蹦极者在下落过程中速度最大的位置 是______ 点（选填“A”、“B”或“C”）。 14.运动员从高空竖直向下跳伞，只考虑人（包括装备）受到的重力和空气阻力，下落时的速度、时间图线如图所示，第20到第30s间重力做功的功率为5.4×104W。 (1)求人在第20到第30s这段时间下落的距离______； (2)求第20s到第30s人（包括装备）所受的重力做的功______； (3)求人（包括装备）的质量______； (4)从第30s到第50这个过程中，人的动能是如何变化的______？ (5)人在第10s时所受的空气阻力______第30s时所受的空气阻力。（选填“大于”、“等于”、“小于”） 三、实验题 15.(2023云南楚雄一模,20,★★☆)如图所示,摆线的长度L相同,小球A、B的质量mA<mB,悬线与竖直方向之间的夹角θ1<θ2。(P8211005) 　 (1)图甲、乙中,同时由静止释放A、B两球,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置,这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的　　　　无关;  (2)小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止,本实验中通过比较木块移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小,这种研究方法叫　　　　法;  (3)根据乙、丙所示的探究过程,他观察到图丙中木块C被撞得更远,可得出结论:小球的动能大小与　　　　(选填“速度”“高度”或“质量”)有关;  (4)若水平面绝对光滑且足够长,木块C被撞击后,它将做　　　　(选填“减速”“匀速”或“加速”)直线运动;  (5)在探究小球动能与质量的关系时,有同学提议可以在水平桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度,分别弹出质量不同的小球去撞击木块,撞击木块时小球的动能　　　　(选填“相等”或“不相等”),该方案　　　　(选填“正确”或“错误”)。  16.在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，小明提出了如下猜想： 猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关； 猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关； 猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关； 猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。 （1）为验证猜想一，他设计了如图所示的实验，实验时将同一弹簧压缩 　 　（相同/不同）的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较 　 　，从而比较弹性势能的大小。 （2）为验证猜想二，需选用 　 　的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩 　 　（相同/不同）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若 　 　，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 （3）若水平面绝对光滑，本实验将 　 　（能/不能）达到探究目的，原因是 　 　。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 11.3 动能和势能 •知识点1 能量 •知识点2 动能 •知识点3 势能 •知识点4 探究影响动能大小的因素 •知识点5 探究影响势能大小的因素 •知识点6 动能和势能的应用 •作业 巩固训练 能量 知识点1 知识点一、能量 1．现象探究：能做功的物体具有能量 做功有快慢之分，那么，怎样比较做功的快慢呢？下面我们类比速度的定义进行说明。 现象 图示 分析 归纳 海啸将建筑物、汽车等一扫而空 流动的海水能将建筑物、汽车等一扫而空，流动的海水能对外做功，即流动的海水具有做功本领 像流动的海水、被拉弯的弓、被举高的重锤等物体能够对外做功，我们就说这些物体具有能量 被拉弯的弓将箭射出 被拉弯的弓能将箭射出，弓能对外做功，即被拉弯的弓具有做功本领 被举高的重锤下落敲击木桩而将木桩打入地里 被举高的重锤，当它下落时可以把地面上木桩打入地里，它可以对木桩做功，即被举高的重锤具有做功本领 2．能量的概念及单位 （1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 （2）能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中，能量的单位是焦耳（J）。 3．对能的理解 （1）能量是表示物体做功本领的物理量。 （2）物体做功过程实质上是能量转化或转移的过程，物体能够做功越多，表示这个物体所具有的能量越大。 4．能与功的区别与联系 区别 功是一个过程量，能是一个状态量 功是描述力对 物体作用过程中取得的成效的物理量，是相对于一个过程而言的；能是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量 具有能量的物体不一定做功，而正在做功的物体一定具有能量 联系 功是能量变化的量度 ★特别提醒 “能够做功”与“做了功”的区别 物体“能够做功”与“做了功”是两个不同的概念。“能够做功”表示物体具有做功本领，与做不做功没关系；“做了功”表示结果，是物体对另一个物体施力并经过一段距离后取得了成效。 【典例1-1】(2022甘肃兰州第四片区期末)关于能的概念,下列说法中正确的是 (　　) A.一个物体只有做了功,才能说明它具有能 B.一个物体被站立的人举在手中,物体不能做功,所以物体没有能 C.一个物体已经做的功越多,说明它具有的能越多 D.一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能 【答案】D。 【解析】一个物体具有做功的能力,就说这个物体具有能;一个物体能够做的功越多,具有的能就越多。 【典例1-2】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 【答案】D。 【解析】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。  【变式1-1】（24-25九年级上·浙江杭州·阶段练习）力和运动、功和能量是物理学的核心概念，它们之间存在着密切的联系。关于力和运动、功和能量之间的关系，下列说法错误的是（　　） A．运动的物体一定具有能量 B．物体受到力的作用，力一定对物体做功 C．做功的本质是能量的转化 D．功和能量的单位都是焦耳 【答案】B 【详解】A．物体由于运动而具有的能量叫做动能，因此运动的物体具有动能，故A正确，不符合题意； B．有力作用在物体上，如果物体没有在力的方向上通过一定的距离，则力没有对物体做功，故B错误，符合题意； C．做功是能量转化的重要途径，它不仅反映了力的空间累积效应，也是能量守恒和转化定律的具体体现，通过做功，各种能量形式之间得以相互转化，故C正确，不符合题意； D．为纪念焦耳在热学和能量研究领域取得的卓越成就，物理量以其名字命名功和各种能量的基本单位，故D正确，不符合题意。 故选B。 【变式1-2】（2024·河北石家庄·一模）关于功和能，下列各种说法中正确的是（    ） A．高度大的物体势能一定大 B．速度大的物体动能一定大 C．物体具有做功的本领，就说它具有能 D．物体运动时的机械能一定比它静止时大 【答案】C 【详解】A．影响重力势能的因素是质量和高度，不知道质量的情况下，高度大的物体势能不一定大，故A错误； B．影响动能的因素是质量和速度，不知道质量的情况下，速度大的物体动能不一定大，故B错误； C．根据能的定义，一个物体能够对外做功，我们就说它具有能，所以物体具有做功的本领，就说它具有能，故C正确； D．机械能包括动能和势能，所以物体运动时的机械能不一定比它静止时大，故D错误。 故选C。 动能 知识点2 知识点二、动能 1．现象探究：运动的物体是否具有能 现象 图示 分析 归纳 风吹着帆船移动 空气在流动的过程中对帆做功 风、流动的河水和飞行的子弹都能做功，它们都具有能量，分析这些物体的共同特点可知，这些物体都是由于运动而具有能量 河水把砂石冲走 水在流动过程中对砂石做功 子弹射穿鸡蛋 子弹在运动过程中对鸡蛋做功 2．动能 物体由于运动而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有动能。例如，空中飞行的小鸟、行驶的汽车、流动的水等。 3．理解动能大小时应注意的问题 一切运动的物体都具有动能，物体的动能由物体质量和运动速度决定，在讨论物体动能大小时，必须同时分析两个因素。 例如，一颗子弹的速度大于火车的速度，但子弹的动能不一定比火车的动能大，因为子弹的质量比火车的质量小得多；也不能因为火车的质量比子弹的质量大得多，就认为火车的动能一定比子弹的动能大，例如当火车的速度为零时，其动能一定比飞行的子弹小。 ★特别提醒 叙述动能的定义时，只能说“物体由于运动而具有的能”，不能说“运动的物体具有的能”，因为运动的物体除了具有动能外，还可能具有其他形式的能，如高空飞行的飞机除了具有动能外，还具有重力势能和内能等。 【典例2-1】（2024·吉林·模拟预测）为争创文明、卫生县城，我县的环卫部门每天都要在县城的主要街道上洒水，在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业时，该洒水车的惯性大小 ，动能 （选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】 减小 减小 【详解】[1][2]在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业时，洒水车的质量不断减小，该洒水车的惯性大小减小，速度不变，质量减小，动能也减小。 【典例2-2】（2024·山东德州·二模）如图是某物体运动的s-t图像，由图像可知该物体在 动能最大（选填“0-t1”，“t1-t2”，或t2-t3”），0-t1时间内该物体速度 （选填“变大”，“不变”，或“变小”） 【答案】 t2-t3 不变 【详解】[1][2]由图可知，0-t1时间内该物体做匀速直线运动，速度保持不变；t1-t2时，物体静止不动；t2-t3时，物体做匀速直线运动，t2-t3时图像倾斜程度较大，则t2-t3时间内物体的速度较大，物体的质量不变，所以，物体在t2-t3时间内动能最大。 【变式2-1】（2022·山东济南·中考真题）爸爸开车带着小明行驶在高速公路上，小明看到图所示的限速标志，想起了学过的“动能”的知识，也产生了一系列有关的问题。其中最有探究价值且易于探究的是（　　） A．物体的动能与物体的形状是否有关？ B．物体的动能与它的速度有什么关系？ C．物体的动能与它的质量和速度有什么关系？ D．物体的动能与哪些因素有关？ 【答案】C 【详解】ABC．由图可知，三种汽车的质量不同，限制的速度不同，从质量和速度两个方面进行探究动能，动能的大小与物体的形状无关，最有探究价值且易于探究的是物体的动能与它的质量和速度有什么关系，故C符合题意，AB不符合题意； D．“物体的动能与哪些因素有关？”这问题不具体，范围较广，故D不符合题意。 故选C。 【变式2-2】（2022秋·陕西宝鸡·九年级统考期中）正在空中飞行的鸽子和麻雀，若它们具有相同的动能，则下列说法正确的是（　　） A．鸽子飞得快 B．麻雀飞得快 C．鸽子飞得高 D．麻雀飞得高 【答案】B 【解析】麻雀的质量小于鸽子的质量，根据动能大小的影响因素可知，若它们具有相同的动能，则麻雀的速度快，即麻雀飞得快。故ACD错误，B正确。 故选B。 势能 知识点3 知识点三、势能 1．重力势能 （1）现象探究：位于高处的物体具有能量 现象 图示 分析 归纳 从高空落下的陨石把地面砸出一个大坑 陨石对地面做了功，说明从高空落下的陨石具有能量 位于高处的物体下落时可以做功，表明位于高处的物体具有能量 水一直从高处往下滴，时间长了能把石头滴穿 位于高处的水滴对石头做功，说明高处的水滴具有能量 从高处落下的铅球落在沙地中能砸出坑 铅球对沙地做了功，说明从高处落下的铅球具有能量 （2）重力势能：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能。 2．弹性势能 （1）现象探究 如图甲所示，弹弓上被拉长的橡皮筋存储了能量，能把“子弹”射出，且橡皮筋的弹性形变越大，“子弹”被射出的距离越远；如图乙所示，被压缩的弹簧存储了能量，能把小车弹开，且弹簧形变量越大，小车被弹开的距离越远。由此可知，发生弹簧形变的物体在恢复形变时可以对外做功，即发生弹性形变的物体具有能量。 甲 乙 （2）弹性势能的定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 （3）决定弹性势能大小的因素：物体弹性势能的大小与物体的弹性形变程度和物体本身的材料有关。对同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。 ★特别提醒 一个物体是否具有弹性势能，关键看该物体是否发生了弹性形变。若物体发生了弹性形变，则此物体具有弹性势能；若物体虽然发生了形变，但不是弹性形变，则没有弹性势能，如一捏就扁的的面团，就不具有弹性势能。 （4）弹性势能的应用 弹性势能的应用很广泛。如发条玩具，只要上紧玩具内的发条，松手后玩具就会再弹性势能的作用下动起来。 【典例3-1】（2024·广东汕尾·模拟预测）如图是小朋友玩蹦蹦床的情景，小孩在空中上升的过程中动能 （选填“增加”、“减少”或“不变”）。落到蹦蹦床后下降到最低点时小孩的重力势能 （选填“最大”、“最小”或“为零”），蹦蹦床的 能最大。 【答案】 减小 最小 弹性势 【详解】[1]小孩在空中上升的过程中，质量不变，速度减小，所以动能减小。 [2]落到蹦蹦床后下降到最低点时，小孩的质量不变，高度是最低的，所以重力势能最小，此时小孩与地面之间有一定的高度，所以重力势能不为零。 [3]由于小孩落到蹦蹦床后，下降到最低点时，此时蹦蹦床的弹性形变程度最大，所以蹦蹦床的弹性势能最大。 【典例3-2】（2024·广东广州·模拟预测）如图所示，轻质弹簧左端固定，它自由伸长时，右端恰好位于 O 点，将弹簧右端固定在物体上并压缩到 A 点静止释放，物体沿水平面运动，经过 O 点，到达 B 点，然后往回运动到 C 点静止。其中 AO>BO，则在上述运动过程中（　　） A．物体在 A 点时，弹簧弹性势能最大 B．物体在 O 点时，弹簧对物体弹力的方向向右 C．物体在 B 点时，弹簧产生的弹力最大 D．物体在 C 点静止时，受到弹簧的弹力为零 【答案】A 【详解】AC．物体在 A 点时，弹簧的形变量最大，弹性势能最大，故A符合题意，C不符合题意； B．物体在 O 点时，弹簧没有发生形变，对物体没有弹力作用，故B不符合题意； D．物体在 C 点静止时，弹簧处于伸长状态，弹簧有形变量，物体受到弹簧的弹力大于零，故D不符合题意。 故选A。 【变式3-1】（2022秋·陕西渭南·九年级统考期末）在2021年东京奥运会铅球比赛中，我国选手巩立姣勇夺冠军。如图是比赛时，巩立姣掷出的铅球运动的情景，则铅球在图中哪个位置时重力势能最小（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样 【答案】C 【解析】物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫重力势能，重力势能大小与质量和高度有关，由图中可知，c点的位置最低，所以c点的重力势能最小，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式3-2】（2024·江苏连云港·中考真题）2024年4月25日，我国长征运载火箭成功将神舟十八号载人飞船送往预定轨道。载人飞船离开地面加速上升的过程中（　　） A．动能增大，重力势能不变 B．动能增大，重力势能增大 C．动能不变，重力势能不变 D．动能不变，重力势能增大 【答案】B 【详解】火箭加速上升过程中，其携带神舟十三号飞船的质量不变、高度变大，重力势能变大；质量不变、速度变大，动能变大。 故选B。 探究影响动能大小的因素 知识点4 实验探究：物体的动能跟哪些因素有关 提出问题 物体的动能跟哪些因素有关？ 猜想与假设 （1）“十次车祸九次快”，猜想动能可能与物体运动的速度有关； （2）同样速度的自行车和汽车，碰到行人后造成的伤害不同，猜想动能可能与物体的质量有关 设计实验与制订计划 用如图所示的装置探究钢球的动能与速度及质量的关系。实验中，通过换用不同质量的钢球来改变质量，让同一钢球从不同高度处滚下来改变速度。钢球动能的大小由木块被推动的距离远近来反映（转换法），木块被推动的越远，说明钢球的动能越大。 进行实验 （1）让同一钢球从斜面的不同高度处由静止开始滚下，推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近，如图甲、乙所示。 甲 乙 （2）换用质量不同的钢球，让它们从斜面的同一高度处由静止开始释放，滚下后推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近，如图丙、丁所示。 丙 丁 分析与论证 （1）同一钢球从不同高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球碰撞木块时速度越大，木块被推得越远，说明物体的动能与物体的速度有关； （2）不同钢球从同一高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度相同。质量大的钢球将木块推得远，说明物体的动能与物体的质量有关。 实验结论 物体动能与物体的质量和运动的速度有关。质量相同的物体，运动速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。 【典例4-1】（2024·广东汕尾·模拟预测）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小智同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验，让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，铁球与木块在水平面上共同移动一段距离后静止。 (1)本实验探究的是 （选填“铁球”或“木块”）的动能大小影响因素；在探究动能大小与物体质量关系时，应选图中 两次实验进行探究，使铁球到达水平面时的 相同； (2)如图甲、乙所示，质量为m的大球与质量为的小球，从同一斜面的同一高度由静止释放，观察到大球将木块推出的距离较远，由此可得到的结论是：当速度相同时，质量越大， 越大；甲图中木块被推动时所受摩擦力大小 （选填“大于”、“小于”或“等于”）乙图中木块被推动时所受摩擦力大小； (3)如图两个交通标志中， 图运用到了（2）所述结论。 【答案】(1) 铁球 甲、乙 速度 (2) 动能 等于 (3)乙 【详解】（1）[1]实验中运用转换法，用容易观察的木块被撞后移动的距离，来判断不容易观察的铁球的动能大小，所以本实验探究的是铁球的动能大小的影响因素。 [2]在探究动能大小与物体质量关系时，运用控制变量法，控制铁球的速度相同，改变铁球的质量，由于铁球从斜面的相同高度滚下，到达水平面时速度相同，所以应选图中甲、乙两次实验进行探究。 [3]由图甲、乙所示实验可知，两球从同一斜面的同一高度由静止释放，则两球到达水平面时的速度相等，所以图甲、乙两次实验可以使铁球到达水平面时的速度相同。 （2）[1]由图甲、乙所示实验可知，两球从同一斜面的同一高度由静止释放，两球到达水平面时的速度相等，质量为m的大球比质量为的小球将木块推出的距离更远，即质量为m的大球比质量为的小球的动能大，所以可得到的结论是：当速度相同时，质量越大，动能越大。 [2]由于摩擦力受压力大小和接触面粗糙程度影响，图甲、乙所示实验中，木块对水平面的压力大小不变，接触面粗糙程度也不变，所以甲图中木块被推动时所受摩擦力大小等于乙图中木块被推动时所受摩擦力大小。 （3）图甲是限速标志，防止质量一定时，速度过大，动能过大，造成交通事故；图乙是限重标志，防止速度一定时，质量过大，动能过大，造成交通事故；（2）中结论是当速度相同时，质量越大，动能越大，所以乙图运用到了（2）所述结论。 【典例4-2】（2024·广东东莞·一模）某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图所示。 (1)本实验是通过 来反映钢球动能大小的； (2)为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 两图进行实验分析； (3)实验为探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面 （选填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 ； (4)实验小组的同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离大小（如表），小车在三个表面克服摩擦力做功 （选填“相等”或“不相等”），若水平面绝对光滑，小车将做 运动； 表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 小车运动距离 最近 较远 最远 (5)小磊在探究“动能大小与速度的关系”时将实验装置改成如图丁所示，利用质量相同的铁球将弹簧压缩不同程度静止释放，撞击同一木块。该实验方案是否可行？答： 。理由是 。 A．铁球的质量相同，初速度不同 B．铁球的质量相同，初速度相同 C．铁球的质量不同，初速度不同 D．铁球的质量不同，初速度相同 【答案】(1)木块移动距离 (2)乙、丙 (3) 不同高度 大 (4) 相等 匀速直线 (5) 可行 A 【详解】（1）实验中，钢球的动能不同，对木块做功不同，木块移动的距离不同，所以可通过木块移动的距离反映钢球动能的大小。 （2）要探究动能大小与质量的关系，应保持钢球的速度相同，改变其质量，为了保持速度相同，应让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度静止释放。所以应选择乙、丙两图进行实验。 （3）[1][2]要探究动能大小与速度的关系，应保持钢球的质量相同，改变其速度，所以应让质量相同的钢球从同一斜面的不同高度静止滚下，则到达水平面时的速度不同；实验时，选择图甲和乙进行探究。乙中，钢球的高度更高，静止滚下到水平面的速度更大，撞击木块移动的距离更远，钢球的动能更大，所以可得：当质量一定时，钢球速度越大，动能越大。 （4）[1]根据控制变量法，探究阻力对物体运动的影响，除了阻力改变，其它因素应保持不变，所以小车从斜面滚下到水平面时的速度相同，具有的动能相同，小车最后都停下在斜面上，克服阻力做功，将所有的动能转化为内能，所以小车在三个表面克服摩擦力做功相等。 [2]由表格信息可知，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动的距离越远，由此推理：若水平面绝对光滑，小车将做匀速直线运动。 （5）[1][2]将弹簧压缩到不同程度，弹簧所具有的弹性势能不同，弹簧恢复原状的过程中，弹性势能转化为动能，撞击同一木块时，铁球的动能不同，而铁球的质量相同，速度不同，所以该方案可行。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式4-1】（2024·山东泰安·中考真题）在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小车从斜面上由静止滑下，撞击放在水平面上的木块，小车推动木块滑行一段距离后停止，实验过程如图所示。下列说法正确的是（    ） A．实验中木块被推出距离的远近反映小车动能的大小 B．由甲、乙两图可知，小车动能的大小与质量有关 C．由乙、丙两图可知，小车动能的大小与速度有关 D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，机械能增大 【答案】A 【详解】A．在研究动能大小与什么因素有关时，我们是通过观察小车推动木块移动的距离来反映小球动能大小的，采用的是转换法的思想，故A正确； B．甲、乙两图中，小车的质量相同，释放的高度不同，则到达水平面的速度不同，木块被推出距离不同，说明小车动能的大小与速度有关，故B错误； C．乙、丙两图中，小车的质量不同，释放的高度相同，则到达水平面的速度相同，木块被推出距离不同，说明小车动能的大小与质量有关，故C错误； D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，因为要克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以机械能减小，故D错误。 故选A。 【变式4-2】(2023湖南祁东模拟)如图所示是“探究物体动能跟哪些因素有关”的装置示意图。 (1)原理:运动的钢球A碰上木块B后,能将B撞出一段距离s。在同样的水平面上,B被撞得越远,A对B做的功就越多,A的动能就越大,通过B被撞的远近来反映物体A动能大小的方法在物理学中属于　　　　(选填“控制变量法”或“转换法”)。  (2)步骤: ①让同一钢球A分别从不同高度由静止开始滚下,高度h越高,钢球运动到水平面时速度越　　　　(选填“大”或“小”),木块B被撞得越远;  ②改变钢球的质量,让不同的钢球从　　　　(选填“同一”或“不同”)高度由静止开始滚下,质量越大的钢球将木块B撞得　　　　。  (3)结论:通过多次实验表明,质量一定的物体,运动的速度越大,它的动能　　　　;运动速度一定的物体,质量越大,它的动能　　　　。  【答案】 (1)转换法　(2)①大　②同一　越远　(3)越大　越大 【详解】(1)该实验中钢球动能的大小是通过物体B移动的距离体现的,这里采用了转换法的思想;(2)①同一钢球分别从不同高度由静止开始滚下,高度越高,把木块推得越远,钢球运动到水平面时速度越大;②要保证不同质量的钢球运动到水平面时的速度相同,应该让不同质量的钢球从同一高度滚下,质量大的把木块推得远。(3)结论:通过多次实验表明,质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能越大。 探究影响势能大小的因素 知识点5 实验探究：影响重力势能大小的因素 提出问题 重力势能的大小与哪些因素有关？ 猜想与假设 （1）生活中手机从几厘米高处跌落一般不会损坏，但从几米高处跌落，一般会造成较严重的损坏，由此猜想，重力势能的大小可能与高度有关； （2）下冰雹时，重冰雹比轻冰雹造成的危害大得多，由此猜想，重力势能的大小可能与物体的质量有关 设计实验与制订计划 将小方桌放置在沙箱中铺平的沙面上，让物体从某一高度自由下落撞击小方桌，小方桌下陷越深，说明下落的物体能够做的功越多（转换法），即物体具有的重力势能越大。改变同一物体下落的高度，或从同一高度释放不同质量的物体，比较物体对小方桌做功的多少。 进行实验 （1）让同一物体从不同高度处自由下落撞击小方桌，如图（b）、（c）所示。 （2）让不同物体从同一高度处自由下落撞击小方桌，如图（c）、（d）所示。 实验现象 （1）同一物体下落时的高度越高，小方桌下陷得越深。 （2）从同一高度下落时，质量大的物体比质量小的物体使小方桌下陷得更深。 分析与论证 （1）质量相等时，较高处物体使小方桌下陷的深度大，说明质量相等时，高度大的物体重力势能大； （2）高度相等时，质量大的物体使小方桌下陷的深度大，说明同一高度，质量大物体的重力势能大。 实验结论 同一高度，物体的质量越大，重力势能越大；同一质量物体，高度越大，物体的重力势能越大。 【典例5-1】（24-25九年级上·陕西渭南·期中）如图所示是“探究物体重力势能的大小与哪些因素有关”的实验装置，把小桌放在透明的沙箱中，让实心铁块从高处落下，撞击小桌。（实心铁块质量关系：） (1)实验探究的是 （选填“铁块”或“小桌”）的重力势能； (2)实验中通过 来反映物体重力势能的大小，这种物理研究方法叫做 法； (3)探究物体重力势能是否与质量有关，应比较图 两次的实验；比较图甲、乙两次实验可得出的结论是： 。 【答案】(1)铁块 (2) 桌腿进入沙子的深浅 转换 (3) 甲、丙 物体的质量相同时，所在高度越高，重力势能越大 【详解】（1）被举高的物体有重力势能，让铁块从高处落下，撞击桌面的中心部位，桌腿陷入沙子，实验中探究的是铁块的重力势能。 （2）[1][2]实验中通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小，桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大，运用了转换法。 （3）[1]重力势能与两个因素有关，一是物体质量，二是物体被举高度，想要探究重力势能与质量的关系，根据控制变量法，应该保持高度相同，改变物体的质量。因此应该选择甲、丙两图进行实验。 [2]比较图甲、乙两次实验，物体的质量相同，乙图中物体的高度较大，桌腿进入沙子较深，说明它的重力势能较大，因此可以得到结论：物体的质量相同时，所在高度越高，重力势能越大。 【典例5-2】（2022·广西河池·中考真题）如图所示是某实验小组探究动能的大小与什么因素有关的实验装置。实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。 （1）本实验是通过观察 来比较钢球动能的大小； （2）保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与 有关； （3）换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与 有关； （4）本实验中用到的研究方法是 （填其中一种即可）。 【答案】 弹簧被压缩的程度 速度 质量 控制变量法（或转换法） 【解析】（1）[1]实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩，将动能转化为弹簧的弹性势能，钢球的动能越大，转化成的弹性势能越大，弹簧被压缩的程度就越大，所以本实验是通过观察弹簧被压缩的程度来比较钢球动能的大小，这是利用了转换法。 （2）[2]保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大，说明钢球的动能越大，可得结论：物体的动能大小与速度有关，物体的速度越大动能越大。 （3）[3]换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大，说明钢球的动能越大，可得结论：物体的动能大小与质量有关，物体的速度相同时，物体的质量越大，动能越大。 （4）[4]本实验中在探究动能大小与质量的关系时，控制小球的速度不变，用到的研究方法是控制变量法。 【变式5-1】（2020无锡）用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1＝m2＜m3，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越______，比较a、b可知：物体重力势能的大小与物体的______有关；比较______可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。 【答案】 (1). 多 (2). 高度 (3). a、c 【解析】（1）物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能就越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙坑越深，所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重力势能的大小，这用到了转换法； （2）由a、b两图可知，物体的质量m1＝m2，从不同高度落下，落下的位置越高，木桩被打得越深，物体的重力势能越大，说明重力势能与高度有关； 比较a、c两图可知，物体的质量m1＜m3，物体从同一高度落下，质量越大，木桩被打得越深，说明重力势能与质量有关。故答案为：多；高度；a、c。 【变式5-2】（2022春·江西吉安·八年级统考期末）小雨在探究“物体的动能与质量的关系”的实验时，设计的方案如图所示：用质量不同的小球将同一弹簧压缩到相同程度由静止释放（铁球与地面间的摩擦力忽略不计），撞击水平地面上同一木块，使木块运动一段距离。该实验方案___________（选填“可行”或“不可行”），按此方案操作，会看到木块移动的距离___________（选填“相同”或“不相同”）。 【答案】     不可行     相同 【解析】[1][2]用质量不同的小球将同一弹簧压缩到相同程度，弹簧的弹性势能相等，释放小球时，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，不计摩擦时，小球获得的动能相等，小球撞击水平地面上同一木块，小球的动能转化为木块的动能，木块的动能相等，所以木块运动距离相等，所以方案不可行。 动能和势能的应用 知识点6 【典例6-1】（2024·江苏连云港·中考真题）2024年4月25日，我国长征运载火箭成功将神舟十八号载人飞船送往预定轨道。载人飞船离开地面加速上升的过程中（　　） A．动能增大，重力势能不变 B．动能增大，重力势能增大 C．动能不变，重力势能不变 D．动能不变，重力势能增大 【答案】B 【详解】火箭加速上升过程中，其携带神舟十三号飞船的质量不变、高度变大，重力势能变大；质量不变、速度变大，动能变大。 故选B。 【典例6-2】（2024·海南海口·三模）诗句“儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢”，描绘的是儿童放风筝的画面。如图所示，下列说法正确的是（　　） A．越飞越高的风筝的重力势能在增大 B．越飞越高的风筝的重力势能在减小 C．越飞越快的风筝动能动能越来越小 D．越飞越快的风筝动能保持不变 【答案】A 【详解】AB．越飞越高的风筝，质量不变，高度增大时，使得重力势能在增大，故A正确，B错误； CD．越飞越快的风筝，质量不变，速度变大，动能变大，故CD错误。 故选A。 【变式6-1】（2024·山东济南·二模）如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在三个时刻中具有的动能分别是、、，重力势能分别是、、，若不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则（    ）    A．， B．， C．， D．， 【答案】D 【详解】雨滴质量不变，由图可知雨滴在三个时刻的速度关系为，所以动能关系为；高度不断下降，则重力势能不断减小，所以重力势能关系为。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【变式6-2】（2024·湖南长沙·中考真题）2024年5月3日，长征五号遥八运载火箭搭载嫦娥六号探测器成功发射，开启了人类月背取样的旅程。嫦娥六号加速升空的过程中（    ） A．重力势能和动能都增大 B．重力势能和动能都减小 C．重力势能减小，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 【答案】A 【详解】嫦娥六号加速升空过程中，质量不变，速度增大，高度变高，所以动能变大，重力势能变大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 一、单选题 1．新冠病毒疫情防控期间，许多城市的环卫喷雾洒水车变身成消毒杀菌车，对道路喷洒消毒药水。在此过程中，消毒杀菌车在水平地面上匀速运动，则消毒杀菌车整体的（ ）。 A．动能不变，重力势能变小 B．动能变小，重力势能变小 C．动能不变，重力势能不变 D．动能变小，重力势能不变 【答案】B。 【解析】消毒杀菌车对主次干道喷酒消毒药水，车的质量减小，速度不变，动能减小；高度不变，质量变小，重力势能变小。 故选B。 2．2014年8月南京成功举办了“青奥会”，如图四项运动包含了一些物理知识，下列描述错误的是（ ）。 A．跳水运动员在空中下落的过程中，既有动能也有重力势能； B．足球运动员脚对球的作用力和球对脚的作用力是一对相互作用力； C．举重运动员将杠铃举在空中静止时，他受到的重力和地面对他的支持力相互平衡； D．篮球运动员抛出的篮球在撞击篮板过程中，发生了弹性形变，具有弹性势能 【答案】C。 【解析】A．跳水运动员在空中下落的过程中，由于运动具有动能，由于在空中而具有重力势能，故A正确，不符合题意； B．足球运动员对球的作用力和球对运动员的力是一对相互作用力，故B正确，不符合题意； C．举重运动员将杠铃举在空中静止时，他受到的重力和地面对他的支持力不相互平衡，因为他受到的重力加上杠铃重力在大小上才等于地面对他的支持力，故C错误，符合题意； D．篮球运动员抛出的篮球在撞击篮板过程中，发生了弹性形变，具有弹性势能，故D正确，不符合题意。 故选C。 3．如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。实验中，探究的动能是指（ ）。 A．小球在斜面上的动能； B．小球撞击木块时的动能； C．小球撞击木块后的动能； D．木块被小球撞击时的动能 【答案】B。 【解析】据题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小，小球速度的大小是通过改变小球在斜面上的高度实现的，小球动能的大小是通过木块被推动移动的距离体现的。 故选B。 4．竖直向上扔出的乒乓球，在上升到最高点的过程中，以下说法中正确的是（ ）。 A．动能增大，重力势能增大；B．动能减小，重力势能减小； C．动能减小，重力势能增大；D．动能增大，重力势能减小 【答案】C。 【解析】竖直向上扔出的乒乓球，在上升到最高点的过程中，乒乓球的质量不变，但速度变小，其动能减小；同时高度变大，则重力势能增大。 故选C。 5．如图所示，“和谐号”高铁满载旅客从十堰东站缓缓驶出前往武汉，下列说法正确的是（ ）。 A．列车由静止变为运动，列车的惯性增大了； B．列车加速前进时，列车的动能一直增加； C．列车受到的牵引力和铁轨对它的支持力是平衡力； D．“和谐号”高铁外形设计成流线型是为了增大对地面压力提高行驶稳定性 【答案】B。 【解析】A．惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，惯性的大小只取决于物体的质量，质量越大，惯性越大，故A错误； B．列车加速前进，列车的质量不变，速度变大，动能变大，故B正确； C．牵引力沿水平方向，铁轨对它的支持力沿竖直方向，这两个力不在同一条直线上，不是一对平衡力，故C错误； D．“和谐号”高铁外形设计成流线型是为了减小运行时空气对它的阻力以提高车速，故D错误。 故选B。 6．图甲是北京冬奥会会徽，它以汉字“冬”为灵感来源，运用中国书法的艺术形态，展现出滑冰、滑雪运动员的英姿。图乙是我国运动员苏翊鸣参赛的情景，他在空中下落过程中（ ）。 A．动能增加 B．重力势能增加 C．惯性变大 D．运动状态保持不变 【答案】A。 【解析】苏翊鸣在空中下落过程中，重力势能转化为动能，所以重力势能减小，动能增加，惯性只与质量有关，质量不变，故惯性也不变，运动状态发生改变，故A符合题意，BCD不符合题意。 7．如图所示为研究动能大小与质量、速度之间的关系，实验中需控制小球的速度相同或不变，具体方法是：让小球从同一斜面的某处由静止释放即可（不计斜面的摩擦及空气阻力）。下列关于控制小球的速度分析不正确的是（ ）。 A. 小球从斜面运动到水平面上速度增大，是因为小球在斜面上所受的合力不为0，故小球会被加速； B. 小球从斜面运动到水平面上速度增大是因为重力做功，将重力势能转化为动能； C. 同一小球从斜面的不同高度处释放，较高位置的小球会有更多的重力势能转化为动能，所以到达水平面获得的速度也越大； D. 质量不同的钢球与铜球从相同高度处释放，质量较大的铜球会有更多的重力势能转化为动能，所以获得的速度也会越大 【答案】D。 【解析】A、不计斜面的摩擦及空气阻力，小球在斜面上受重力和斜面对它的支持了，合力沿斜面向下，不为0，故小球会被加速，故A正确；  B、小球从斜面运动到水平面上，在重力方向上移动了距离，重力对小球做功，将重力势能转化为动能，故B正确；  C、同一小球从斜面的不同高度处释放，较高位置的小球重力对小球做功多，有更多的重力势能转化为动能，所以到达水平面获得的速度也越大，故C正确；  D、质量不同的钢球与铜球从相同高度处释放，到水平面的速度相同，只是质量较大的铜球会有更多的重力势能转化为动能，动能较大，故D错误。  故选：D。  二、填空题 8．如图所示，甲、乙两球在光滑水平面上以相同的速度向左运动，已知m甲＞m乙，则______球的动能大，______球的惯性小。（均选填“甲”或“乙”） 【答案】甲；乙。 【解析】[1]动能与物体运动的速度和物体的质量有关，甲、乙两球在光滑水平面上以相同的速度向左运动，速度相同，由于m甲＞m乙，则甲球的动能大。 [2]惯性的大小与物体的质量有关，甲球的质量大，乙球的质量小，则乙球的惯性小。 9．次仁同学参加足球比赛时，所穿鞋子的底部凹凸不平是为了______（选填“增大”或“减小”）摩擦；射箭时，弓能把箭射出去，是因为拉开的弓具有_______能。 【答案】增大；弹性势。 【解析】[1]次仁同学参加足球比赛时，所穿鞋子的底部凹凸不平，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度，从而增大了鞋与地面的摩擦。 [2]射箭时，拉开的弓发生了弹性形变，具有弹性势能，松手时，将弹性势能转化为箭的动能，所以把箭射出去。 10．如图是国产歼--15舰载机在“辽宁号”航空母舰上起飞时的情景，飞机起飞升空时，机翼上方空气的流速比机翼下方的大，则机翼上方的空气对机翼的压强______机翼下方的空气对机翼的压强（选填“大于”、“小于”或“等于”）；当飞机飞离航母后，匀速行驶的航母具有的动能将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】小于；减小。 【解析】[1]舰载机起飞时，舰载机上方空气的流速大于下方空气流速，根据流体流速越大处压强越小可知，机翼上方的空气对机翼的压强小于机翼下方的空气对机翼的压强，飞机受到的升力大于自身重力。 [2]当飞机飞离航母后，匀速行驶的航母质量减小，速度不变，所以具有的动能将减小。 11．某场台球比赛如图所示，球杆打击停在桌面上的白色母球A，对它做功使其获得______能，由于______它便向前运动过去；当母球A与彩球B发生碰撞，使彩球B掉入中袋，同时母球A又向另一彩球C慢慢滚去，这一现象说明力可以______。 【答案】动；惯性；改变物体运动状态。 【解析】[1]运动的物体具有的能量叫做动能。球杆打击停在桌面上的白色母球A，对它做功使球运动，获得动能。 [2]物体都有保持原来运动状态的性质，这种性质叫做惯性。由于惯性，球被撞击后便向前运动过去。 [3]力可以改变物体的形状和运动状态。当母球A与彩球B发生碰撞，使彩球B掉入中袋，彩球B由静止变为运动；同时母球A又向另一彩球C慢慢滚去，母球A的运动方向发生改变，这一现象说明力可以改变物体的运动状态。 12.小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究（不考虑空气阻力）：让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），小球速度为5m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短（如图丙）的整个过程中，得到小球的速度v和弹簧缩短的长度△x之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点，已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短1cm，并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。则从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是 ______，实验中所用小球的重力为 ______N。  【答案】先增大后减小；1。 【解析】根据图丁可知，开始小球的速度增大，后来速度减小，整个过程中小球的质量不变，所以小球的动能先增大后减小；  小球在下落过程中，速度变大，接触弹簧后，弹力先小于重力，小球的速度变大，当弹力等于重力时，小球的速度最大；继续向下运动，弹力大于重力，小球做减速运动，所以小球速度最大时，重力等于弹力；由图可知，小球速度最大时，弹簧的形变量为0.1m，则小球的重力为：。  故答案为：先增大后减小；1。  13.如图所示是“蹦极”的示意图，弹性绳自重忽略不计。弹性绳的上端固定在O点，A点是弹性绳自然下垂时绳末端的位置，B点是蹦极者下落过程中人的重力和弹性绳对人的弹力大小相等时的位置，C点是蹦极者下降的最低点。则蹦极者在下落过程中速度最大的位置 是______ 点（选填“A”、“B”或“C”）。 【答案】B。 【解析】游戏者从跳台到A的过程中，高度减小、速度增大，重力势能减小，动能增大；  从A点到B点的过程中，人的重力大于弹性绳的拉力，蹦极者做加速运动，速度越来越快，动能越来越大； 从B点到C点的过程中，人的重力小于弹性绳的拉力，蹦极者做减速运动，速度越来越慢，动能越来越小，最低点时速度为零；整个过程中游戏者重力等于绳子弹力时速度最大，即在B点的速度最大。  故答案为：B。  14.运动员从高空竖直向下跳伞，只考虑人（包括装备）受到的重力和空气阻力，下落时的速度、时间图线如图所示，第20到第30s间重力做功的功率为5.4×104W。 (1)求人在第20到第30s这段时间下落的距离______； (2)求第20s到第30s人（包括装备）所受的重力做的功______； (3)求人（包括装备）的质量______； (4)从第30s到第50这个过程中，人的动能是如何变化的______？ (5)人在第10s时所受的空气阻力______第30s时所受的空气阻力。（选填“大于”、“等于”、“小于”） 【答案】600m；5.4×105J；90kg；先不变后变小再不变；小于。 【解析】(1)[1]由图可知，人在第20到第30s这段时间做匀速直线运动，速度为60m/s，这段时间下落的距离s=vt=60m/s×10s=600m [2]人在第20到第30s这段时间下落的距离为600m。 (2)[2]第20到第30s间重力做功的功率为5.4×104W，由P=得这段时间重力做的功 W=Pt=5.4×104W×10s=5.4×105J 20s到第30s人（包括装备）所受的重力做的功为5.4×105J。 (3)[3]人和装备的总重力G== ==900N 人和装备的总质量m===90kg 人（包括装备）的质量为90kg。 (4)[4]由图知30到50s人的速度先不变后减小再不变，动能也是先不变后变小再不变。 (5)[5]由图知，人在第10s时人做加速运动，阻力小于重力，人在第30s时，人做匀速运动，阻力等于重力，因此人在第10s时所受的空气阻力小于 第30s时所受的空气阻力。 答：(1)人在第20到第30s这段时间下落的距离为600m；(2)第20s到第30s人（包括装备）所受的重力做的功为5.4×105J；(3)人（包括装备）的质量为90kg；(4)从第30s到第50这个过程中，人的动能先不变后变小再不变；(5)人在第10s时所受的空气阻力小于第30s时所受的空气阻力。 三、实验题 15.(2023云南楚雄一模,20,★★☆)如图所示,摆线的长度L相同,小球A、B的质量mA<mB,悬线与竖直方向之间的夹角θ1<θ2。(P8211005) 　 (1)图甲、乙中,同时由静止释放A、B两球,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置,这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的　　　　无关;  (2)小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止,本实验中通过比较木块移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小,这种研究方法叫　　　　法;  (3)根据乙、丙所示的探究过程,他观察到图丙中木块C被撞得更远,可得出结论:小球的动能大小与　　　　(选填“速度”“高度”或“质量”)有关;  (4)若水平面绝对光滑且足够长,木块C被撞击后,它将做　　　　(选填“减速”“匀速”或“加速”)直线运动;  (5)在探究小球动能与质量的关系时,有同学提议可以在水平桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度,分别弹出质量不同的小球去撞击木块,撞击木块时小球的动能　　　　(选填“相等”或“不相等”),该方案　　　　(选填“正确”或“错误”)。  【答案】(1)质量　(2)转换　(3)速度　(4)匀速　(5)相等　错误 【解析】　(1)A、B两球并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置,这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量无关;(2)本实验通过木块移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小,这种研究方法叫转换法;(3)如图乙、丙所示,悬线与竖直方向的夹角越大,小球开始时的高度越高,小球撞击木块时的速度越大;观察到图丙中木块C被撞得更远,说明物体的动能大小与速度有关;(4)由牛顿第一定律知,如果木块不受阻力,将做匀速直线运动;(5)实验中,弹簧的弹性势能相同,小球的动能相同,但小球的质量不同,因此,小球的速度也不同,这个设计方案是错误的。 16.在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，小明提出了如下猜想： 猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关； 猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关； 猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关； 猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。 （1）为验证猜想一，他设计了如图所示的实验，实验时将同一弹簧压缩 　 　（相同/不同）的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较 　 　，从而比较弹性势能的大小。 （2）为验证猜想二，需选用 　 　的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩 　 　（相同/不同）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若 　 　，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 （3）若水平面绝对光滑，本实验将 　 　（能/不能）达到探究目的，原因是 　 　。 【答案】（1）不同、木块被推动距离的远近 （2）长度和粗细相同，材料不同 相同 木块被推动的距离不相等 （3）不能 水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近 【解析】解：（1）此题要改变弹簧的弹性形变大小，因此要将同一个弹簧压缩不同的长度；运用转换法，观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小； （2）为验证猜想二，需选用长度和粗细相同，材料不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩相同的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若木块被推动的距离不相等，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关； （3）若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的。 故答案为：（1）不同；木块被推动距离的远近；（2）长度和粗细相同，材料不同；相同；木块被推动的距离不相等；（3）不能；水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$