8.4 机械能及其转化（分层练习）-【上好课】2024-2025学年八年级物理下册同步精品课堂（沪科版（五四学制）2024)

8.4 机械能及其转化 目录 2 考点01 能量 功与能 概念辨析 2 考点02 判断动能和势能 2 考点03 动能和势能的相互转化 3 考点04 跳水、撑竿跳高 5 考点05 单摆模型及其应用 6 考点06 人造卫星轨道运行 7 考点07 （类）抛物线等曲线运动分析 8 考点08 等高线 10 考点09 弹簧有关的弹性势能难点分析 10 考点10 实验题 11 14 18 考点01 能量 功与能 概念辨析 1．关于能的概念，下列说法中正确的是（　　） A．一个物体能够做功，就说这个物体具有能 B．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 C．一个物体做了功，说明这个物体具有能 D．用线悬挂着的小球，没有做功，所以没有能 2．关于能的概念，下列说法正确的是（　　） A．悬在空中的打桩机重锤，没有做功，所以不具有能量 B．空中飞行的子弹能击穿靶子，所以一定具有能 C．两辆汽车速度相同，动能一定相等 D．一个物体具有机械能，这个物体一定既具有动能也具有势能 3．下列关于功和能说法中，正确的是（　　） A．物体能够对外做功，我们就说物体具有能量 B．具有能量的物体一定正在对外做功 C．机械能中的势能只包括重力势能 D．只要物体发生形变就一定具有弹性势能 考点02 判断动能和势能 4．下列物体具有动能的是（　　） A．悬挂在天花板上的吊灯 B．静止在山顶上的大石头 C．飞行的飞机 D．拉开的弹弓 5．下列物体中：①拧紧的钟表发条；②扔在空中的橡皮；③被拉伸的弹簧；④充满气的气球；具有弹性势能的是（　　） A．①②③④ B．①③④ C．只有① D．只有①③ 6．关于动能和势能，下列说法正确的是（    ） A．物体没有做功，它一定不具有能 B．位置高的物体，它的势能一定大 C．质量大、速度大的物体动能一定大 D．弹簧一定具有弹性势能 7．下列物体中，只具有动能的是 ；只具有重力势能的是 ；只具有弹性势能的是 ；既具有动能又具有势能的是 。（均选填序号） ①水平地面上行驶的汽车     ②被拉长的橡皮筋     ③空中飞翔的鸽子 ④水平草地上滚动的足球     ⑤从斜坡上滚下的石头     ⑥矗立在山上的巨石 考点03 动能和势能的相互转化 8．装满水的洒水车，在平直的马路上一边洒水，一边匀速前行。在它洒水的过程中，洒水车的动能将 。 9．如图是军军玩弹弓的情景。经验表明，在一定范围内，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，橡皮筋对“子弹”做的功越 ，橡皮筋具有的弹性势能越 ，说明橡皮筋的弹性势能与 有关。 10．下列过程中，由重力势能转化为动能的是（　　） A．苹果从树上下落 B．平直轨道上加速出站的列车 C．水平草地上越滚越慢的足球 D．向上垫起的排球 11．直升机在匀速下降过程中，能量变化情况是（　　） A．势能减少，动能增加 B．势能减少，动能不变 C．势能不变，动能减少 D．势能不变，动能不变 12．人骑电动自行车匀速上坡时，人的重力势能 ，机械能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 13．小明和小丽一同乘匀速上升的电梯上楼。在上升过程中，他俩的重力势能 ，动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 14．小明依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时，原有的重力势能就以 的形式储存在弹簧中；当弹簧恢复原长后，在上升过程中， 转化为重力势能。 15．如图所示是滑雪运动员从山顶加速下滑训练的情境。在下滑过程中运动员的动能 ，重力势能 （均选填“减小”、“增大”或“不变”）。 16．踢毽子是一种常见的健身运动。如图所示为一同学踢毽子的情景，毽子在向上运动的过程中，下列关于毽子的说法正确的是（    ） A．重力势能减小 B．动能转化为重力势能 C．动能增大 D．重力势能转化为动能 17．如图所示，长征五号B运载火箭加速升空过程中，它的（　　） A．重力势能增大，动能减小 B．重力势能增大，动能增大 C．重力势能减小，动能减小 D．重力势能减小，动能增大 18．一辆汽车匀速上坡，关于它的动能、重力势能和机械能，下列说法正确的是（　　） A．动能增加，重力势能增加，机械能增加 B．动能减少，重力势能不变，机械能不变 C．动能不变，重力势能增加，机械能增加 D．动能不变，重力势能减少，机械能减少 考点04 跳水、撑竿跳高 19．在巴黎奥运会女子双人3米跳板决赛中，中国选手昌雅妮和陈艺文成功夺冠。如图所示，两位运动员离开跳板后跃起的过程中，若忽略空气阻力，则她们的动能 ，重力势能 ，机械能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 20．如图是运动员在跳高比赛中的场景，下列说法正确的是（　　） A．加速助跑过程中，运动员的动能保持不变 B．加速助跑过程中，运动员的机械能保持不变 C．起跳后上升过程中，运动员的重力势能增大 D．越过横杆后下降过程中，运动员的机械能增大 21．撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持竿助跑、撑竿起跳上升、越竿下落。人起跳后到达最高点的过程中是   能和弹性势能转化为重力势能；下落过程中运动员的 转化为动能，这是通过 的方式实现能量转化的。 22．如图所示是撑杆跳高运动员的运动过程，以下说法不正确的是（　　） A．撑杆跳高运动员提杆加速助跑是为了增大自身的动能 B．压弯的撑杆发生了弹性形变，所以具有弹性势能 C．运动员越过横杆后，运动员的重力势能转化为动能 D．整个过程中运动员的机械能不变 考点05 单摆模型及其应用 23．如图所示，小明和同学一起荡秋千．下列说法正确的是（　　） A．通过最低点时的动能为零 B．下降过程中的动能转化为重力势能 C．到达最高点的重力势能最大 D．上升过程中的重力势能转化为动能 24．如图所示，将滚摆从顶端自由释放，若不计空气摩擦，则下降过程中滚摆的（　　） A．动能减少，重力势能增加 B．动能增加，重力势能减少 C．动能不变，重力势能减少 D．动能减少，重力势能减少 25．小明把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，铁锁来回摆动几次后，最终静止下来。下列说法中错误的是：（    ） A．铁锁来回摆动过程中，绳子的拉力对铁锁做功 B．铁锁上升过程中，在达到最高点瞬间速度为零，处于非平衡状态 C．铁锁下降过程中，重力势能的一部分转化为动能 D．铁锁在摆动过程中机械能不守恒 考点06 人造卫星轨道运行 26．人造卫星从近地点向远地点运动时，下列说法正确的是（    ） A．势能增大，动能不变 B．势能增大，动能减小 C．势能减小，动能增大 D．势能增大，动能增大 27．人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示），卫星在太空飞行过程中，不受到任何的阻力，卫星从远地点向近地点运行过程中（　　） A．机械能变小，动能不变，势能变小 B．机械能变大，动能变大，势能变大 C．机械能不变，动能变大，势能变小 D．机械能不变，动能变小，势能变大 考点07 （类）抛物线等曲线运动分析 28．在中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球受 个力的作用，球的机械能 （选填 “增大”、 “减小”或“不变”）；在最高点时，球的动能 （选填“大于”或“等于”）零；实心球下落时，越来越快是因为 能转化为 能。 29．如图所示，铅球从出手（a点）到将要落地（c点）的过程中，不计空气阻力。关于铅球离开手后的运动过程，下列说法中正确的是（    ） A．铅球上升（a→b）过程中，运动员对铅球做功 B．a、b、c三点中，出手时a点速度大于c点的速度 C．铅球运动到最高点（b点）时，其动能为零 D．铅球下落过程中，重力势能转化为动能 30．图是小球弹跳时的频闪照片，不计小球与地面碰撞时的能量损失，下列说法正确的是 A．小球在弹跳过程中，机械能保持不变 B．小球在下落过程中，重力势能全部转化为动能 C．小球运动到相同高度的P、Q两点时，重力势能相同 D．经过相同高度的P、Q两点时，小球的动能相同 31．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定在水平面上，钢球从 C 点由静止释放，经过 B 点到达最低点 O ，然后到达另一侧与 B 点等高的点 A 时刚好速度为零。由 O 到 A 点过程中， 能转化为重力势能， 点的动能最大，从 C 点到 B 点的过程中，机械能的总量 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 32．如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，则下列说法正确的是（　　） A．小球在A处的动能等于在D处的动能 B．小球在D处的机械能大于在A处的机械能 C．小球在B处的机械能小于在C处的机械能 D．小球在B处的机械能等于在C处的机械能 33．中国运动员谷爱凌在冬奥会自由式滑雪大跳台项目中夺冠，如图是该项目示意图，实线代表雪道，虚线是运动员运动的轨迹。运动员从A点起滑，最后停在D点，则运动员（　　） A．在B点时重力势能最大 B．从A滑到B点的过程，惯性逐渐变大 C．从B滑到C点过程重力势能转化为动能 D．在D点时机械能最小 34．如图甲所示，小车从A点出发，先后经过B、C、D、E点，图乙是小车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图。小车经过C点时的速度 （选填“大于”、“小于”或“等于”）经过E点时的速度，它从C点向D点运动时，其增大的重力势能是由 转化而来的。该过程中，过山车的机械能是 的。（选填“变化”或“不变”） 考点08 等高线 35．某地的等高线如图所示，数值表示海拔。若把同一物体分别放在A、B、C三点，则相对于海平面，物体的重力势能（　　） A．在A点时最大 B．在B点时最大 C．在C点时最大 D．在A、B、C三点一样大 36．如图所示是一座高山的等高线图（即同一等高线上每点高度均相同），登山运动员在B点的重力势能 在A点的重力势能（选填“大于”、“小于”、“等于”）；“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”中“弓”因为发生了 而具有能，这种能让箭向天空飞射而出，转化为箭矢的重力势能与 。 考点09 弹簧有关的弹性势能难点分析 37．如图所示，小球从竖直放置的弹簧正上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短，小球在b处时受到的弹力恰好等于重力。若不计空气阻力，则从a至c的过程中，弹簧的弹性势能 （填具体变化情况，下同），小球的动能 ，小球的机械能 。 38．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小木块，O点为弹簧在原长时物块的位置。木块由A点静止释放沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点。在从A到B的过程中，弹簧的弹性势能 ，弹簧和木块的机械能 （填变化情况）。 39．如图所示在水平台面上，一根弹簧左端固定，右端连接一金属滑块，点是弹簧保持原长时滑块的位置；开始时用力推滑块压缩弹簧到A位置，释放滑块，B是滑块能到达的最右端，AO>OB，滑块从A位置滑到B位置的过程中（滑块到达某一位置是指滑块中心到达该位置上方，不计空气阻力），下列说法正确的是（    ） ①速度最快的位置在AO之间 ②弹簧对滑块弹力最大的位置在A点 ③滑块从A位置滑到B位置的过程中机械能不变 ④滑块最终可能停在O点的右侧 A．①② B．②④ C．①②④ D．①②③④ 考点10 实验题 40．某同学为了“探究决定重力势能大小的因素”，他利用质量不同的实心铜块A和B、刻度尺、相同的小桌和沙面进行实验，并通过观察小桌陷入沙面的深度来比较重力势能的大小。如图（a）、（b）、（c）所示： (1)本实验是通过观察 比较重力势能的大小； (2)比较图（a）与（b）实验过程及相关条件可知： ； (3)比较图（b）与（c）实验过程及相关条件可知： 。 41．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小芳同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让同一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纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。    （1）该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小，从而得出结论的； （2）要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图；实验中应保证小球到达水平面时 相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是 ； （3）选用甲、丙两次实验可以得出的结论 。 42．在探究物体的重力势能与其质量是否有关时，实验台上有大小相同、质量不同的实心铁块和实心木块各一个，小桌、装有细沙的玻璃容器、记号笔各一个，小敏利用上述器材，设计了自己的实验方案，如图甲、乙所示： （1）本实验方案中通过 反映物体重力势能的大小，这是物理实验中常用到的“转换法”，即物理量不能直接测量时，把它们转换成其他可测量的物理量，从而进行研究比较。下列实验中也利用了转换法的是 （填字母）； A．用海绵凹陷的深度来表示压力产生效果的强弱 B．测量出100张纸的厚度后除以张数得出一张纸的厚度 C．探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系时要保持液体密度不变 （2）小敏所画的实验设计方案存在的问题是 ； （3）铁块在下落过程中减少的重力势能主要转化为 ； （4）本实验可得出的结论是：当高度相同时， ，物体的重力势能越大。 43．小梦在课外活动时，偶然将两个弹性球叠放在一起同时自由下落，发现上面小球反弹的高度大于下落的高度，于是，他想探究同一个上面小球反弹的高度与哪些因素有关，他提出三个猜想： 猜想一：与两个弹性球下落的高度有关； 猜想二：与下面弹性球的质量有关； 猜想三：与下面弹性球的材料有关。 实验 序号 下面弹 性球 质量/kg 下落高 度/m A球反弹 高度/m 1 B 0.5 0.9 1.6 2 1.1 1.9 3 1.3 2.1 4 C 0.5 0.9 1.7 5 1.1 2.0 6 1.3 2.5 7 D 0.8 0.9 2.2 8 1.1 2.3 9 1.3 2.8 为了进一步验证猜想，小梦选取了A球作为上面的反弹小球，用体积相同的B、C、D三个球分别作为下面的弹性球进行实验。其中B、C两球材料不同，C、D两球材料相同。小梦在同一水平地面上做了多次实验，实验数据如表： （1）比较 三次实验序号，可以验证猜想一，根据表中数据，得出的结论是 ； （2）比较实验序号4、7（或5、8或6、9），可以初步得出的结论是：在下面弹性球的材料、下落高度等条件一定时， ，上面弹性球反弹的高度越高； （3）实验表明，每次所测A球反弹的高度总比下落高度要高，原因是 。 一、单选题 1．用弹簧测力计拉着甲、乙两物体沿竖直方向运动，两次运动的s−t图象如图所示．若甲的重力比乙小，则下列说法中正确的是 A．它们的惯性一定相等 B．它们的重力势能一定都变大 C．它们的动能可能相等 D．它们所受的合力可能不相等 2．如图是某山地的等高线图，数字表示海拔高度，其单位是米。质量是60kg的小凯早上8：00从A点出发，8：50到达B点的观景台；质量是50kg的小旋早上7：40从C点出发，8：50到达D点的半山亭。下列说法中正确的是（　　） A．他们对自己做的功一样多 B．小凯的平均功率较小 C．8：50分时，小旋的动能一定小于小凯的动能 D．8：50分时，小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能 二、实验题 3．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小芳同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让同一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纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。    （1）该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小，从而得出结论的； （2）要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图；实验中应保证小球到达水平面时 相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是 ； （3）选用甲、丙两次实验可以得出的结论 。 4．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，让A、B两球从距沙表明高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3。    （1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 来反映的； （2）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径 （选填“有关”或“无关”）： （3）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论： ； （4）比较A、C两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论： 。 5．利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将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。图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量分别为mA、mB，（mA＜mB）。 (1)图甲、乙所示，同时释放A、B，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的任一时刻的速度大小与 无关； (2)要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图；实验中应保证 相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是 ； (3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度 （选填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度。如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论： 。 6．小明在“探究动能大小与哪些因素有关”时，将不同质量的小球分别从同一斜面相同高度由静止释放，小球到达斜面底部时速度相同，水平面上静止的木块被小球推动一段距离后停止，实验情景如图甲、乙所示。 （1）实验中通过观察 来反映小球动能的大小； （2）上述实验可以探究动能大小与 的关系，你的判断依据是： ； （3）若要探究动能大小与速度的关系，则需要进行的操作是 ； （4）为进一步探究质量和速度哪个因素对物体动能大小的影响更大，小明补充了相应的器材后再次进行了实验，小球的质量用m表示、下落的高度h示，木块被推动的距离用s表示，得的数据如表所示： 表一 表二 序号 m（克） h（厘米） s（厘米） 序号 m（克） h（厘米） s（厘米） 1 10 5 10 4 10 5 10 2 20 5 20 5 10 10 38 3 30 5 30 6 10 15 86 （5）分析实验序号1，2和3的实验数据及相关条件，可得的初步结论是： ； （6）分析上述两表格中的实验数据可知： 对物体动能影响更大，当发生交通事故时造成的危害更严重。 7．如图所示是“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。 ①实验中通过观察发现，铜球A推动木块移动的距离较大，所以我们认为铜球A所具有的动能较大，依据是 ； ②实验中为了研究动能大小与质量的关系，需要控制铜球撞击木块时的速度相同，具体的操作方法是 ； ③质量和速度，谁对动能的影响较大呢？某物理兴趣小组借助速度传感器和其它仪器测出了如表一和表二的数据。 表一（铜球撞击时的速度为8厘米/秒）    序号 铜球质量（克） 木块移动距离（厘米） 1 100 10 2 200 20 3 300 30 表二（铜球质量为100克） 序号 铜球撞击速度（厘米/秒） 木块移动距离（厘米） 4 8 10 5 16 40 6 24 90 （a）分析比较实验序号 中的数据及相关条件，可以初步得出：当物体运动速度相同时，物体质量越大，物体所具有的动能越大； （b）分析比较实验序号4与5与6的数据及相关条件，可以初步得出： ； （c）综合分析比较表一和表二可知， 对物体的动能影响较大。 一、填空题 1．小明在央视科技频道看到：如图，柔软的水经过多级增压后喷射出来的水流竟然能切割各种材料，甚至是金刚石、不锈钢等坚硬的材料，觉得不可思议。为了进一步了解，小明查阅资料后得知： （a）超高压水切割又称“水刀”，其应用的原理是基于高速水流具有极大的切割能量； （b）切割能量越大，对切割面产生的压强越大，切割能力越强； （c）在水中加砂使之成为加砂“水刀”（ρ砂>ρ水），其具有更大的切割能量，可以切割硬度更大的材料。下表是某高压水切割机的部分技术参数：    压强 (Pa) 喷嘴横截面积 (㎡) 排量 (L/min) 3×108 5×10-8 2.7 （1）若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化，此水切割机喷射出的高压水流对切割面产生的压力为 牛； （2）高速水流能切割坚硬材料的物体，是因为高速水流具有很大的 ；（选填“动能”或“重力势能”） （3）结合所学的知识及上述信息，从能量角度解释“加砂水刀可以切割硬度更大的材料”的原因是： 。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 8.4 机械能及其转化 目录 2 考点01 能量 功与能 概念辨析 2 考点02 判断动能和势能 3 考点03 动能和势能的相互转化 4 考点04 跳水、撑竿跳高 8 考点05 单摆模型及其应用 10 考点06 人造卫星轨道运行 12 考点07 （类）抛物线等曲线运动分析 13 考点08 等高线 17 考点09 弹簧有关的弹性势能难点分析 18 考点10 实验题 20 24 31 考点01 能量 功与能 概念辨析 1．关于能的概念，下列说法中正确的是（　　） A．一个物体能够做功，就说这个物体具有能 B．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 C．一个物体做了功，说明这个物体具有能 D．用线悬挂着的小球，没有做功，所以没有能 【答案】A 【详解】A．由能量的概念可知，一个物体能够做功，就说明这个物体具有能量，简称能，故A正确； B． 物体能量我可以做更多的功，但一个物体已做的功越多，不能说明这个物体具有的能越多，故B错误； C．一个物体做了功，说明原来具有能量，但做功后不一定还具有能，故C错误； D．一用线悬挂着的小球，没有做功，但它有一定的高度，所以具有重力势能，故D错误。 故选A。 2．关于能的概念，下列说法正确的是（　　） A．悬在空中的打桩机重锤，没有做功，所以不具有能量 B．空中飞行的子弹能击穿靶子，所以一定具有能 C．两辆汽车速度相同，动能一定相等 D．一个物体具有机械能，这个物体一定既具有动能也具有势能 【答案】B 【详解】A．悬在空中的打桩机重锤，距离地面一定的高度，具有重力势能，故A错误； B．空中飞行的子弹能击穿靶子，能够做功，所以一定具有能量，故B正确； C．动能大小与质量和速度有关，两车速度相同，但质量如果不同，其动能不同，故C错误； D．动能和势能统称为机械能，一个物体具有机械能，可能只有动能、也可能只有势能、还可能既具有动能也具有势能，故D错误。 故选B。 3．下列关于功和能说法中，正确的是（　　） A．物体能够对外做功，我们就说物体具有能量 B．具有能量的物体一定正在对外做功 C．机械能中的势能只包括重力势能 D．只要物体发生形变就一定具有弹性势能 【答案】A 【详解】A．根据能和功的定义可知，物体能够对外做功，这时物体就具有能量，简称能，故A正确； B．物体具有能，它不一定在做功，如具有重力势能的物体不一定正在做功，则具有能量的物体不一定正在对外做功，故B错误； C．根据机械能的定义可知，机械能中的势能包括重力势能和弹性势能，故C错误； D．根据弹性势能的产生条件可知，只要物体发生弹性形变就一定具有弹性势能，故D错误。 故选A。 考点02 判断动能和势能 4．下列物体具有动能的是（　　） A．悬挂在天花板上的吊灯 B．静止在山顶上的大石头 C．飞行的飞机 D．拉开的弹弓 【答案】C 【详解】A．悬挂在天花板上的吊灯处于静止状态，不具有动能，故A不符合题意； B．静止在山顶上的大石头处于静止状态，不具有动能，故B不符合题意； C．飞行的飞机处于运动状态，具有动能，故C符合题意； D．拉开的弹弓具有弹性势能，不具有动能，故D不符合题意。 故选C。 5．下列物体中：①拧紧的钟表发条；②扔在空中的橡皮；③被拉伸的弹簧；④充满气的气球；具有弹性势能的是（　　） A．①②③④ B．①③④ C．只有① D．只有①③ 【答案】B 【详解】①拧紧的钟表发条发生了弹性形变，故具有弹性势能； ②扔在空中的橡皮，有速度和高度，所以具有动能和势能； ③被拉伸的弹簧发生了弹性形变，故具有弹性势能； ④充满气的气球发生了弹性形变，故具有弹性势能； 故选B。 6．关于动能和势能，下列说法正确的是（    ） A．物体没有做功，它一定不具有能 B．位置高的物体，它的势能一定大 C．质量大、速度大的物体动能一定大 D．弹簧一定具有弹性势能 【答案】C 【详解】A．物体只要能够做功，它就具有能量，并不一定正在做功，故A错误； B．重力势能的大小不但和物体的高度有关，还与物体的质量有关，故B错误； C．物体的质量大、速度大，它的动能一定大，故C正确； D．弹簧只有发生弹性形变时才具有弹性势能，故D错误． 7．下列物体中，只具有动能的是 ；只具有重力势能的是 ；只具有弹性势能的是 ；既具有动能又具有势能的是 。（均选填序号） ①水平地面上行驶的汽车     ②被拉长的橡皮筋     ③空中飞翔的鸽子 ④水平草地上滚动的足球     ⑤从斜坡上滚下的石头     ⑥矗立在山上的巨石 【答案】 ①④ ⑥ ② ③⑤ 【详解】[1]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。①水平地面上行驶的汽车具有速度，即具有动能；④水平草地上滚动的足球，具有速度，即具有动能，因此只具有动能的是①④。 [2]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。⑥矗立在山上的巨石具有一定高度，即具有重力势能，因此只具有重力势能的是⑥。 [3]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。②被拉长的橡皮筋发生了弹性形变，即具有弹性势能，因此只具有弹性势能的是②。 [4]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。③空中飞翔的鸽子具有速度又具有一定高度，所以具有动能和重力势能；⑤从斜坡上滚下的石头具有速度又具有一定高度，所以具有动能和重力势能，因此既具有动能又具有势能的是③⑤。 考点03 动能和势能的相互转化 8．装满水的洒水车，在平直的马路上一边洒水，一边匀速前行。在它洒水的过程中，洒水车的动能将 。 【答案】减小 【详解】洒水车在平直的马路上边洒水边匀速前进时，速度不变，而质量不断减小，所以动能不断减小。 9．如图是军军玩弹弓的情景。经验表明，在一定范围内，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，橡皮筋对“子弹”做的功越 ，橡皮筋具有的弹性势能越 ，说明橡皮筋的弹性势能与 有关。 【答案】 多 大 弹性形变的程度 【详解】[1][2][3] 在一定范围内，橡皮筋拉得越长，橡皮筋的弹性形变量越大，具有的弹性势能越大，将同样的“子弹”射得越远，橡皮筋对“子弹”做的功越多。 10．下列过程中，由重力势能转化为动能的是（　　） A．苹果从树上下落 B．平直轨道上加速出站的列车 C．水平草地上越滚越慢的足球 D．向上垫起的排球 【答案】A 【详解】A．苹果从树上下落，质量不变，高度下降，速度增大，苹果的重力势能减小，动能增大，将重力势能转化为动能，故A符合题意；     B．平直轨道上加速出站的列车，质量不变，高度不变，速度增大，重力势能不变，动能增大，故B不符合题意； C．水平草地上越滚越慢的足球，质量不变，高度不变，速度减小，重力势能不变，动能减小，故C不符合题意； D．向上垫起的排球，质量不变，速度减小，高度上升，动能减小，重力势能增大，将动能转化为重力势能，故D不符合题意。 故选A。 11．直升机在匀速下降过程中，能量变化情况是（　　） A．势能减少，动能增加 B．势能减少，动能不变 C．势能不变，动能减少 D．势能不变，动能不变 【答案】B 【详解】直升机在空中匀速下降的过程中，质量不变，直升机的高度越来越小，则重力势能越来越小；直升机在空中匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变。 故选B。 12．人骑电动自行车匀速上坡时，人的重力势能 ，机械能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】 增大 增大 【详解】[1][2]动能的大小和物体的质量以及速度有关，质量一定，速度越大，动能越大，人骑电动自行车匀速上坡时，质量和速度都不变，所以动能不变；重力势能的大小和物体的质量以及高度有关，质量一定，高度越大，重力势能越大，匀速上坡时,质量不变，高度增大，人的重力势能增大；机械能等于动能与势能之和，动能不变，重力势能增大，机械能增大。 13．小明和小丽一同乘匀速上升的电梯上楼。在上升过程中，他俩的重力势能 ，动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 变大 不变 【详解】[1]在上升过程中，他俩的质量不变，高度变大，重力势能变大。 [2]在上升过程中，他俩的质量不变，速度不变，动能不变。 14．小明依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时，原有的重力势能就以 的形式储存在弹簧中；当弹簧恢复原长后，在上升过程中， 转化为重力势能。 【答案】 弹性势能 弹性势能 【详解】[1][2]重力势能与物体的质量和高度有关；弹性势能与物体的弹性形变程度有关。小明依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时，小明的质量不变，所处的高度变小，所以重力势能减小，弹簧的形变量变大，弹性势能变大，所以原有的重力势能就以弹性势能的形式储存在弹簧中；当弹簧恢复原长后，弹簧的形变量变小，弹性势能变小，在上升过程中，小明的质量不变，所处的高度变大，重力势能变大，此时弹性势能转化为重力势能。 15．如图所示是滑雪运动员从山顶加速下滑训练的情境。在下滑过程中运动员的动能 ，重力势能 （均选填“减小”、“增大”或“不变”）。 【答案】 增大 减小 【详解】[1]滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，运动员的质量不变，速度增大，故动能增大。 [2]滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，运动员的质量不变，所处的高度减小，故重力势能减小。 16．踢毽子是一种常见的健身运动。如图所示为一同学踢毽子的情景，毽子在向上运动的过程中，下列关于毽子的说法正确的是（    ） A．重力势能减小 B．动能转化为重力势能 C．动能增大 D．重力势能转化为动能 【答案】B 【详解】A．毽子向上运动，质量不变，高度增加，所以毽子的重力势能增加，毽子在向上运动的过程中，毽子的速度变小，高度增加，动能减小，逐渐转化为重力势能，故B正确，ACD错误。 故选B。 17．如图所示，长征五号B运载火箭加速升空过程中，它的（　　） A．重力势能增大，动能减小 B．重力势能增大，动能增大 C．重力势能减小，动能减小 D．重力势能减小，动能增大 【答案】B 【详解】根据题意知道，长征五号B运载火箭加速向上运动的过程中，其质量不变，速度增大，则动能增大；同时高度增加，其重力势能增大，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 18．一辆汽车匀速上坡，关于它的动能、重力势能和机械能，下列说法正确的是（　　） A．动能增加，重力势能增加，机械能增加 B．动能减少，重力势能不变，机械能不变 C．动能不变，重力势能增加，机械能增加 D．动能不变，重力势能减少，机械能减少 【答案】C 【详解】汽车匀速爬坡的过程中，汽车的质量不变，速度不变，所以动能不变；高度增加，重力势能增加；由于机械能等于动能与势能之和，机械能也增加。故ABD错误，C正确。 故选C。 考点04 跳水、撑竿跳高 19．在巴黎奥运会女子双人3米跳板决赛中，中国选手昌雅妮和陈艺文成功夺冠。如图所示，两位运动员离开跳板后跃起的过程中，若忽略空气阻力，则她们的动能 ，重力势能 ，机械能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】 减小 增大 不变 【详解】[1]动能的大小与物体的质量和速度有关。两位运动员离开跳板后跃起的过程中，因为在上升过程中受到重力作用，重力方向竖直向下，与运动方向相反，做减速运动，速度减小，而质量不变，所以动能减小。 [2]重力势能的大小与物体的质量和高度有关。运动员在跃起过程中，质量不变，高度不断增大，所以重力势能增大。 [3]机械能是动能与势能（包括重力势能和弹性势能等，本题中只有重力势能）的总和。由于忽略空气阻力，在整个过程中只有动能和重力势能之间的相互转化，没有机械能与其他形式能量的转化，机械能不变。 20．如图是运动员在跳高比赛中的场景，下列说法正确的是（　　） A．加速助跑过程中，运动员的动能保持不变 B．加速助跑过程中，运动员的机械能保持不变 C．起跳后上升过程中，运动员的重力势能增大 D．越过横杆后下降过程中，运动员的机械能增大 【答案】C 【详解】A．加速助跑过程中，运动员的质量不变，速度变大，动能变大，故A错误； B．加速助跑过程中，运动员的质量不变，速度变大，动能变大，高度不变，重力势能不变，机械能变大，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．越过横杆后下降过程中，与空气摩擦，克服摩擦力做功，机械能减小，故D错误。 故选 C。 21．撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持竿助跑、撑竿起跳上升、越竿下落。人起跳后到达最高点的过程中是   能和弹性势能转化为重力势能；下落过程中运动员的 转化为动能，这是通过 的方式实现能量转化的。 【答案】 动 重力势 做功 【详解】[1]动能与速度有关，起跳前的加速助跑是为了获得较大的动能，竿由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，人上升的过程中高度变大，重力势能变大，所以人起跳后到达最高点的过程中是动能和弹性势能转化为重力势能。 [2][3]下落过程中运动员的高度变小，重力势能减小，速度增加，是重力势能转化为动能；运动员在重力的作用下向下运动，重力对运动员做功，所以重力势能转化为动能是通过做功的方式实现能量转化的。 22．如图所示是撑杆跳高运动员的运动过程，以下说法不正确的是（　　） A．撑杆跳高运动员提杆加速助跑是为了增大自身的动能 B．压弯的撑杆发生了弹性形变，所以具有弹性势能 C．运动员越过横杆后，运动员的重力势能转化为动能 D．整个过程中运动员的机械能不变 【答案】D 【详解】A．撑杆跳高运动员提杆加速助跑过程中，质量不变，速度增大，是为了增大自身的动能，故A正确，不符合题意； B．物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，压弯的撑杆发生了弹性形变，所以具有弹性势能，故B正确，不符合题意； C．运动员越过横杆后下落，质量不变，速度变大，动能变大，高度变小，重力势能变小，是重力势能转化为动能，故C正确，不符合题意； D．整个过程中会发生撑杆的弹性势能与运动员的机械能之间的转化，所以运动员的机械能是变化的，故D错误，符合题意。 故选 D。 考点05 单摆模型及其应用 23．如图所示，小明和同学一起荡秋千．下列说法正确的是（　　） A．通过最低点时的动能为零 B．下降过程中的动能转化为重力势能 C．到达最高点的重力势能最大 D．上升过程中的重力势能转化为动能 【答案】C 【详解】A．人的质量一定，通过最低点时速度最大，动能最大，故A错误； B．下降过程中高度逐渐减小，速度逐渐增大，重力势能转化为动能，故B错误; C．到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故C正确； D．上升过程中，高度增大，速度减小，动能转化为重力势能，故D错误。 故选C。 24．如图所示，将滚摆从顶端自由释放，若不计空气摩擦，则下降过程中滚摆的（　　） A．动能减少，重力势能增加 B．动能增加，重力势能减少 C．动能不变，重力势能减少 D．动能减少，重力势能减少 【答案】B 【详解】滚摆下降过程中，质量不变，高度减小，则重力势能减小，而滚摆的速度增大，即动能增加，故B正确。 故选B。 25．小明把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，铁锁来回摆动几次后，最终静止下来。下列说法中错误的是：（    ） A．铁锁来回摆动过程中，绳子的拉力对铁锁做功 B．铁锁上升过程中，在达到最高点瞬间速度为零，处于非平衡状态 C．铁锁下降过程中，重力势能的一部分转化为动能 D．铁锁在摆动过程中机械能不守恒 【答案】A 【详解】A．铁锁来回摆动的过程中，没有在拉力的方向上通过距离，绳子的拉力没有做功，故A错误，符合题意； B．铁锁上升程中，在达到最高点瞬间速度为零，拉力和重力不在同一直线上，因而不是平衡力，不是处于平衡状态，故B正确，不符合题意； C．铁锁从高处向低处摆动过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，所以是重力势能转化为动能，故C正确，不符合题意； D．铁锁来回摆动几次后，最终静止下来，说明在摆动过程中，机械能在减少，机械能不守恒，故D正确，不符合题意。 故选A。 考点06 人造卫星轨道运行 26．人造卫星从近地点向远地点运动时，下列说法正确的是（    ） A．势能增大，动能不变 B．势能增大，动能减小 C．势能减小，动能增大 D．势能增大，动能增大 【答案】B 【详解】在远地点，卫星距地面的高度最高，重力势能最大，飞行最慢，动能最小；在近地点，卫星距地面的高度最低，重力势能最小，飞行最快，动能最大；因此在卫星从近地点向远地点运动过程中，卫星的高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小。故B正确，ACD错误。 故选B。 27．人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示），卫星在太空飞行过程中，不受到任何的阻力，卫星从远地点向近地点运行过程中（　　） A．机械能变小，动能不变，势能变小 B．机械能变大，动能变大，势能变大 C．机械能不变，动能变大，势能变小 D．机械能不变，动能变小，势能变大 【答案】C 【详解】AB．不受空气阻力，只有重力势能和动能相互转换，故机械能守恒，故AB不符合题意； CD．从远地点向近地点运行过程中，高度降低，重力势能减小，减小的重力势能转化为动能，故动能变大，势能变小，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 考点07 （类）抛物线等曲线运动分析 28．在中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球受 个力的作用，球的机械能 （选填 “增大”、 “减小”或“不变”）；在最高点时，球的动能 （选填“大于”或“等于”）零；实心球下落时，越来越快是因为 能转化为 能。 【答案】 1 不变 大于 重力势 动 【详解】[1]不考虑空气阻力，实心球离开手后，手的作用力消失，实心球靠惯性向前飞行，此过程中只受到竖直向下的重力。 [2]离开手后的实心球斜向上方运动过程中动能转化为重力势能；从最高点向下运动的过程中重力势能转化为动能，如果不考虑空气阻力，球的机械能总量保持不变。 [3]球在最高点时，仍有向前的速度，所以动能大于零。 [4][5]实心球下落时，不考虑空气阻力，只受到重力作用，机械能守恒，其质量不变，高度减小，即重力势能减小；同时质量不变，其运动速度越来越快，所以动能变大，故他的重力势能转化为动能。 29．如图所示，铅球从出手（a点）到将要落地（c点）的过程中，不计空气阻力。关于铅球离开手后的运动过程，下列说法中正确的是（    ） A．铅球上升（a→b）过程中，运动员对铅球做功 B．a、b、c三点中，出手时a点速度大于c点的速度 C．铅球运动到最高点（b点）时，其动能为零 D．铅球下落过程中，重力势能转化为动能 【答案】D 【详解】A．做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离，铅球离开手后，运动员不再对铅球施加力，所以铅球上升（a→b）过程中，运动员对铅球不做功，故A错误； B．铅球从出手（a点）到将要落地（c点）的过程中，不计空气阻力，所以此过程中铅球的机械能守恒，a点位置高于c点，c点的重力势能小，所以c点的动能大，故出手时a点速度小于c点的速度，故B错误； C．铅球在b点时，在水平方向上有一定的速度，动能不为零，故C错误； D．铅球下落过程中，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故D正确。 故选D。 30．图是小球弹跳时的频闪照片，不计小球与地面碰撞时的能量损失，下列说法正确的是 A．小球在弹跳过程中，机械能保持不变 B．小球在下落过程中，重力势能全部转化为动能 C．小球运动到相同高度的P、Q两点时，重力势能相同 D．经过相同高度的P、Q两点时，小球的动能相同 【答案】C 【详解】A．小球起跳时，由于与空气的摩擦，在弹跳的过程中部分机械能转化为内能，所以机械能逐渐减小，故A错误； B．小球在下落过程中，，小球做加速运动，速度变大，动能增加，高度减小，重力势能减小，同时由于与空气的摩擦，在弹跳的过程中部分重力势能转化为内能，可知小球在下落过程中，重力势能没有全部转化为动能，故B错误； C．小球运动到相同高度的P、Q两点时，小球的质量不变，所以重力势能相同，故C错误； D．小球从P点运动到Q点时，由于与空气的摩擦，机械能逐渐减少，由于P、Q两点高度相同，所以P、Q两点小球的重力势能相同，而Q点的机械能小于P点的机械能，所以P点的动能大于Q点的动能，故D错误。 故选C。 31．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定在水平面上，钢球从 C 点由静止释放，经过 B 点到达最低点 O ，然后到达另一侧与 B 点等高的点 A 时刚好速度为零。由 O 到 A 点过程中， 能转化为重力势能， 点的动能最大，从 C 点到 B 点的过程中，机械能的总量 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 动 O 变小 【详解】[1]钢球由O点到A点的过程中，高度增大，重力势能增大，而动能减小，到A点刚好为0，所以是动能转化为重力势能的过程。 [2]钢球由C点静止释放，向下运动的过程中，高度减小，重力势能减小，转化为动能，O点时的重力势能最小，则动能最大。 [3]轨道是粗糙的，则钢球由C点到B点的过程中，需要克服摩擦做功，将部分机械能转化为内能，所以机械能的总量变小。 32．如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，则下列说法正确的是（　　） A．小球在A处的动能等于在D处的动能 B．小球在D处的机械能大于在A处的机械能 C．小球在B处的机械能小于在C处的机械能 D．小球在B处的机械能等于在C处的机械能 【答案】D 【详解】A．忽略空气阻力和摩擦力，A点和D点的机械能相等，A点的重力势能更大，所以动能更小，即A点的动能小于D点的动能，故A错误； BCD．忽略空气阻力和摩擦力，说明整个过程中机械能守恒，即各点的机械能相等，故BC错误，D正确。 故选D。 33．中国运动员谷爱凌在冬奥会自由式滑雪大跳台项目中夺冠，如图是该项目示意图，实线代表雪道，虚线是运动员运动的轨迹。运动员从A点起滑，最后停在D点，则运动员（　　） A．在B点时重力势能最大 B．从A滑到B点的过程，惯性逐渐变大 C．从B滑到C点过程重力势能转化为动能 D．在D点时机械能最小 【答案】D 【详解】A．在B点时的高度不是最高的，所以重力势能不是最大，故A不符合题意； B．惯性大小只与质量有关，从A滑到B点的过程，运动员的质量不变，惯性不变，故B不符合题意； C．从B滑到C点过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小，是动能转化为重力势能，故C不符合题意； D．整个运动过程中，运动员克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能会变小，所以在D点时机械能最小，故D符合题意。 故选D。 34．如图甲所示，小车从A点出发，先后经过B、C、D、E点，图乙是小车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图。小车经过C点时的速度 （选填“大于”、“小于”或“等于”）经过E点时的速度，它从C点向D点运动时，其增大的重力势能是由 转化而来的。该过程中，过山车的机械能是 的。（选填“变化”或“不变”） 【答案】 大于 动能 变化 【详解】[1]小车在运动过程中，质量不变，由图乙可知，小车在C点的动能大于在E点的动能，所以小车经过C点时的速度大于经过E点时的速度。 [2]从C点向D点运动时，动能减小，重力势能增大，所以增大的重力势能是由动能转化而来的。 [3]由图乙可知，在C点和E点时，重力势能均为零，小车在C点的动能大于在E点的动能，说明在运动的过程中，小车的机械能减小，所以机械能是变化的。 考点08 等高线 35．某地的等高线如图所示，数值表示海拔。若把同一物体分别放在A、B、C三点，则相对于海平面，物体的重力势能（　　） A．在A点时最大 B．在B点时最大 C．在C点时最大 D．在A、B、C三点一样大 【答案】A 【详解】由图可看出，C点的海拔高度为200米，A点的海拔高度为800米，B点的海拔高度为400米；物体的质量不变，高度越高，重力势能越大，所以物体的重力势能在A点时最大。 故选A。 36．如图所示是一座高山的等高线图（即同一等高线上每点高度均相同），登山运动员在B点的重力势能 在A点的重力势能（选填“大于”、“小于”、“等于”）；“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”中“弓”因为发生了 而具有能，这种能让箭向天空飞射而出，转化为箭矢的重力势能与 。 【答案】 等于 弹性形变 动能 【详解】[1]物体重力势能的影响因素是质量和高度，运动员B点到A点质量不变，而B点的高度等于A点的高度，所以B点的重力势能等于A点的重力势能。 [2][3]“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”，“弓”被拉弯，因发生了弹性形变而具有弹性势能，弹性势能让箭向天空飞射而出，转化为箭矢的重力势能与动能。 考点09 弹簧有关的弹性势能难点分析 37．如图所示，小球从竖直放置的弹簧正上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短，小球在b处时受到的弹力恰好等于重力。若不计空气阻力，则从a至c的过程中，弹簧的弹性势能 （填具体变化情况，下同），小球的动能 ，小球的机械能 。 【答案】 增大 先增大后减小 减小 【详解】[1]从小球接触弹簧到弹簧被压缩至最短这一过程中，弹簧的弹性形变程度变大，其弹性势能增大。 [2]小球从a点接触弹簧后，此时的弹力小于重力，小球继续做加速运动，到达b处时，弹力等于重力，此时小球的速度最大；继续向下运动，弹力大于重力，小球做减速运动；所以从a至c的过程中，小球的速度先变大后变小，所以小球的动能先增大后减小。 [3]在下落过程中，小球压缩弹簧对弹簧做功，一部分机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能减小。 38．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小木块，O点为弹簧在原长时物块的位置。木块由A点静止释放沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点。在从A到B的过程中，弹簧的弹性势能 ，弹簧和木块的机械能 （填变化情况）。 【答案】 先减小后增大 减小 【详解】[1]木块由A点静止释放沿粗糙程度相同的水平面被弹簧推着向右运动，到达O点时，弹簧的弹性势能转化成木块的动能，弹簧的弹性势能减小，O点是弹簧原长时木块的位置，此时弹簧的弹性势能为0；木块到达O点后由于惯性继续向右运动，所以弹簧逐渐被拉伸，弹性势能逐渐变大，所以弹簧的弹性势能先减小后增大。 [2]木块在从A到B的过程中，物块克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，所以弹簧和木块的机械能减小。 39．如图所示在水平台面上，一根弹簧左端固定，右端连接一金属滑块，点是弹簧保持原长时滑块的位置；开始时用力推滑块压缩弹簧到A位置，释放滑块，B是滑块能到达的最右端，AO>OB，滑块从A位置滑到B位置的过程中（滑块到达某一位置是指滑块中心到达该位置上方，不计空气阻力），下列说法正确的是（    ） ①速度最快的位置在AO之间 ②弹簧对滑块弹力最大的位置在A点 ③滑块从A位置滑到B位置的过程中机械能不变 ④滑块最终可能停在O点的右侧 A．①② B．②④ C．①②④ D．①②③④ 【答案】C 【详解】①②③从A到B，因为 AO>OB 说明此过程存在摩擦力；金属滑块从A运动到O的过程中，因弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力；开始时用力推滑块压缩弹簧到A位置，此时弹性形变最大，弹力最大；开始时，弹力大于摩擦力，滑块做加速运动；当弹力等于摩擦力时，滑块的速度最大；继续运动到O的过程中，弹力小于摩擦力，滑块做减速运动；滑块从O运动到B的过程中，因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力，则滑块的速度不断减小，所以速度最大点在AO之间，而由于摩擦力的存在，滑块和弹簧整个过程机械能逐渐减小，因而滑块的机械能不守恒，故①②正确，③错误； ④金属滑块运动到B点，速度为零，停止运动，但是由于弹簧要恢复原来的形状，受到水平向左的弹力作用，所以金属滑块可能不会保持静止，有可能向左运动，直到在水平方向上受到的弹力和摩擦力相等，故物体最终可能停在O的右侧，故④正确。 故选C。 考点10 实验题 40．某同学为了“探究决定重力势能大小的因素”，他利用质量不同的实心铜块A和B、刻度尺、相同的小桌和沙面进行实验，并通过观察小桌陷入沙面的深度来比较重力势能的大小。如图（a）、（b）、（c）所示： (1)本实验是通过观察 比较重力势能的大小； (2)比较图（a）与（b）实验过程及相关条件可知： ； (3)比较图（b）与（c）实验过程及相关条件可知： 。 【答案】 小桌陷入沙面的深度 质量相同，高度越高，重力势能越大 高度相同，质量越大，重力势能越大 【详解】(1)[1]铜块下落后撞击小桌，当铜块具有的重力势能越大时，小桌陷入沙面的深度越深，则由题意可知本实验是通过观察小桌陷入沙面的深度比较重力势能的大小。 (2)[2]比较图（a）与（b），铜块质量相同，高度不同，且（b）中铜块高度更大，对比小桌陷入沙面的深度可知，（b）图中铜块重力势能更大，故可知：质量相同，高度越高，重力势能越大。 (3)[3]比较图（b）与（c），高度相同，铜块质量不同，且（c）中铜块质量更大，对比小桌陷入沙面的深度可知，（c）图中铜块重力势能更大，故可知：高度相同，质量越大，重力势能越大。 41．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小芳同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让同一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纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。    （1）该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小，从而得出结论的； （2）要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图；实验中应保证小球到达水平面时 相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是 ； （3）选用甲、丙两次实验可以得出的结论 。 【答案】 纸盒在水平面上被推动的距离 甲和乙 速度 控制小球在斜面上的高度相同 质量相同的小球，运动速度越大，动能越大 【详解】（1）[1] 在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，是通过观察纸盒在水平面上被推动的距离来比较铁球动能的大小的。 （2）[2] 要探究动能大小与物体质量的关系，就要选择不同质量的小球，在斜面的相同高度由静止开始向下运动，所以应该选择甲和乙两图。 [3] [4]根据控制变量法可知，实验探究动能与质量的关系，就应保证小球到达水平面时的速度相同。采取的方法是：控制小球在斜面上的高度相同，到达水平面的速度就相同。 （3）[5]如甲、丙两图所示，小球的质量相同，但在斜面上的高度不同，甲图中小球放的位置较高，纸盒移动的距离较远；所以可以得出结论：质量相同的小球，运动速度越大，动能越大。 42．在探究物体的重力势能与其质量是否有关时，实验台上有大小相同、质量不同的实心铁块和实心木块各一个，小桌、装有细沙的玻璃容器、记号笔各一个，小敏利用上述器材，设计了自己的实验方案，如图甲、乙所示： （1）本实验方案中通过 反映物体重力势能的大小，这是物理实验中常用到的“转换法”，即物理量不能直接测量时，把它们转换成其他可测量的物理量，从而进行研究比较。下列实验中也利用了转换法的是 （填字母）； A．用海绵凹陷的深度来表示压力产生效果的强弱 B．测量出100张纸的厚度后除以张数得出一张纸的厚度 C．探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系时要保持液体密度不变 （2）小敏所画的实验设计方案存在的问题是 ； （3）铁块在下落过程中减少的重力势能主要转化为 ； （4）本实验可得出的结论是：当高度相同时， ，物体的重力势能越大。 【答案】 小桌陷入细沙中的深度 A 物体下落的高度不同 动能 质量越大 【详解】（1）[1]实验中用到了转换法，把无法测量的物体重力势能的大小转换为可以测量的小桌陷入细沙中的深度。 [2]A．用海绵凹陷的深度来表示压力产生效果的强弱，运用了转换法，故A符合题意； B．测量出100张纸的厚度后除以张数得出一张纸的厚度，运用了积累法，积少成多取平均值，故B不符合题意； C．探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系时要保持液体密度不变，运用了控制变量法，故C不符合题意。 故选A。 （2）[3]小敏所画的实验设计方案中，研究重力势能与质量的关系时，没有控制物体下落的高度相同。 （3）[4]铁块在下落过程中，高度降低，速度增大，所以减少的重力势能主要转化为动能。 （4）[5]当物体下落的高度相同，物体质量不同时，可得出的结论是：当高度相同时，物体质量越大，物体的重力势能越大。 43．小梦在课外活动时，偶然将两个弹性球叠放在一起同时自由下落，发现上面小球反弹的高度大于下落的高度，于是，他想探究同一个上面小球反弹的高度与哪些因素有关，他提出三个猜想： 猜想一：与两个弹性球下落的高度有关； 猜想二：与下面弹性球的质量有关； 猜想三：与下面弹性球的材料有关。 实验 序号 下面弹 性球 质量/kg 下落高 度/m A球反弹 高度/m 1 B 0.5 0.9 1.6 2 1.1 1.9 3 1.3 2.1 4 C 0.5 0.9 1.7 5 1.1 2.0 6 1.3 2.5 7 D 0.8 0.9 2.2 8 1.1 2.3 9 1.3 2.8 为了进一步验证猜想，小梦选取了A球作为上面的反弹小球，用体积相同的B、C、D三个球分别作为下面的弹性球进行实验。其中B、C两球材料不同，C、D两球材料相同。小梦在同一水平地面上做了多次实验，实验数据如表： （1）比较 三次实验序号，可以验证猜想一，根据表中数据，得出的结论是 ； （2）比较实验序号4、7（或5、8或6、9），可以初步得出的结论是：在下面弹性球的材料、下落高度等条件一定时， ，上面弹性球反弹的高度越高； （3）实验表明，每次所测A球反弹的高度总比下落高度要高，原因是 。 【答案】 1、2、3（或4、5、6或7、8、9） 完全相同的弹性球，下落高度越高，上面弹性球反弹的高度越高 下面弹性球的质量越大 因为在两球碰撞时下面弹性球对上面A球做功，下面弹性球的机械能减小，转化为A的机械能，使得A球机械能增大 【详解】(1)[1][2]根据控制变量法知，要探究同一个上面小球反弹的高度与两个弹性球下落的高度有关，需要控制小球的质量和材料相同，即同一小球，下落的高度不同，由表格中的信息可知，实验序号1、2、3（或4、5、6或7、8、9）符合题意，可以得出：相同的弹性球，下落高度越高，上面弹性球反弹的高度越高； (2)[3]比较实验序号4、7（5、8或6、9）可知，弹性球的材料相同，下落相同高度时，质量越大的，上面弹性球反弹的高度越高，故结论为：在下面弹性球的材料、下落高度等条件一定时，下面弹性球的质量越大，上面弹性球反弹的高度越高； (3)[4]每次所测A球反弹的高度总比下落高度要高，是因为在两球碰撞时下面弹性球对上面A球做功，下面弹性球的机械能减小，转化为A的机械能，使得A球机械能增大。 一、单选题 1．用弹簧测力计拉着甲、乙两物体沿竖直方向运动，两次运动的s−t图象如图所示．若甲的重力比乙小，则下列说法中正确的是 A．它们的惯性一定相等 B．它们的重力势能一定都变大 C．它们的动能可能相等 D．它们所受的合力可能不相等 【答案】C 【详解】由两次运动的s−t图象可知，甲乙都是在竖直方向上运动：且两次都做匀速直线运动，都处于平衡状态，且甲的速度大于乙的速度，但具体向上运动还是向下运动不能确定，故 A． 甲的重力比乙小，即其质量是不等的，所以惯性一定不相等，故错误； B． 由于甲乙都是在竖直方向上运动，但具体向上运动还是向下运动不能确定，故不能判断重力势能的大小变化，故错误； C．由于甲的重力小于乙的重力，即甲的质量小于乙的质量，但甲的速度大于乙的速度，所以据动能大小的影响因素可知，它们的动能可能相等，故正确； D． 因为物体受到的重力和拉力为一对平衡力，所以所受合力一定都为零，故错误； 2．如图是某山地的等高线图，数字表示海拔高度，其单位是米。质量是60kg的小凯早上8：00从A点出发，8：50到达B点的观景台；质量是50kg的小旋早上7：40从C点出发，8：50到达D点的半山亭。下列说法中正确的是（　　） A．他们对自己做的功一样多 B．小凯的平均功率较小 C．8：50分时，小旋的动能一定小于小凯的动能 D．8：50分时，小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能 【答案】D 【详解】A．60kg的小凯从A点到达B点做的功为 ； 质量是50kg的小旋从C点到达D点做的功为 ； 小凯做的功多，故A错误； B．小凯的运动时间为 ； 平均功率为 ， 小旋的运动时间为 ， 平均功率为 ， 小凯的平均功率较大，故B错误； C．动能的大小与质量和速度有关，由于不知道8：50分时的他们的速度，所以无法比较动能的大小，故C错误； D．重力势能的大小与质量和所处的高度有关，小凯的质量和所处的高度都比小旋的大，所以小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能，故D正确。 二、实验题 3．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小芳同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让同一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纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。    （1）该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小，从而得出结论的； （2）要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图；实验中应保证小球到达水平面时 相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是 ； （3）选用甲、丙两次实验可以得出的结论 。 【答案】 纸盒在水平面上被推动的距离 甲和乙 速度 控制小球在斜面上的高度相同 质量相同的小球，运动速度越大，动能越大 【详解】（1）[1] 在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，是通过观察纸盒在水平面上被推动的距离来比较铁球动能的大小的。 （2）[2] 要探究动能大小与物体质量的关系，就要选择不同质量的小球，在斜面的相同高度由静止开始向下运动，所以应该选择甲和乙两图。 [3] [4]根据控制变量法可知，实验探究动能与质量的关系，就应保证小球到达水平面时的速度相同。采取的方法是：控制小球在斜面上的高度相同，到达水平面的速度就相同。 （3）[5]如甲、丙两图所示，小球的质量相同，但在斜面上的高度不同，甲图中小球放的位置较高，纸盒移动的距离较远；所以可以得出结论：质量相同的小球，运动速度越大，动能越大。 4．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，让A、B两球从距沙表明高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3。    （1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 来反映的； （2）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径 （选填“有关”或“无关”）： （3）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论： ； （4）比较A、C两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论： 。 【答案】 球陷入沙面的深度 无关 当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大 当物体的质量一定时，下落高度越大，重力势能越大 【详解】（1）[1]本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映。 （2）[2]比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 （3）[3]比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。 （4）[4]比较A、C两球，两球质量相同，下落路径也相同，C球的下落高度大于A球的下落高度，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当物体的质量一定时，下落高度越大，重力势能越大。 5．利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将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。图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量分别为mA、mB，（mA＜mB）。 (1)图甲、乙所示，同时释放A、B，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的任一时刻的速度大小与 无关； (2)要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图；实验中应保证 相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是 ； (3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度 （选填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度。如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论： 。 【答案】(1)质量 (2) 甲、乙 小球下滑高度 同一位置 (3) 小于 在物体质量一定时，速度越大，动能越大 【详解】（1）甲、乙两图中，小球的质量不同，由题意知，摆角相同，小球同时到达竖直位置，说明小球的速度大小与小球的质量无关。 （2）[1][2]要探究动能大小与物体质量的关系应该控制小球下滑高度相同，改变小球的质量，所以应选用甲、乙两图。 [3]实验中应保证小球下滑高度相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是：让小球从斜面的同一位置静止释放。 （3）[1][2]乙、丙两图，小球的质量相同，θ1＜θ2，所以丙图小球的速度更大；图丙中木块C滑行得更远些，说明在物体质量一定时，速度越大，动能越大 6．小明在“探究动能大小与哪些因素有关”时，将不同质量的小球分别从同一斜面相同高度由静止释放，小球到达斜面底部时速度相同，水平面上静止的木块被小球推动一段距离后停止，实验情景如图甲、乙所示。 （1）实验中通过观察 来反映小球动能的大小； （2）上述实验可以探究动能大小与 的关系，你的判断依据是： ； （3）若要探究动能大小与速度的关系，则需要进行的操作是 ； （4）为进一步探究质量和速度哪个因素对物体动能大小的影响更大，小明补充了相应的器材后再次进行了实验，小球的质量用m表示、下落的高度h示，木块被推动的距离用s表示，得的数据如表所示： 表一 表二 序号 m（克） h（厘米） s（厘米） 序号 m（克） h（厘米） s（厘米） 1 10 5 10 4 10 5 10 2 20 5 20 5 10 10 38 3 30 5 30 6 10 15 86 （5）分析实验序号1，2和3的实验数据及相关条件，可得的初步结论是： ； （6）分析上述两表格中的实验数据可知： 对物体动能影响更大，当发生交通事故时造成的危害更严重。 【答案】 木块被撞距离 质量 见解析 见解析 速度一定时，物体的动能与质量成正比 速度 【详解】（1）[1] 实验中运用转换法，将小球动能的大小转换为木块被撞的距离大小，所以可以通过观察木块被撞距离来反映小球动能的大小。 （2）[2][3] 观察甲、乙两图发现，实验中用的小球的质量不同，从同一斜面相同高度由静止释放，所以小球到达水平面时速度相同，故可以探究动能大小与质量的关系。 （3）[4] 要探究动能大小与速度的关系，需要运用控制变量法，控制小球的质量相同，改变小球到达水平面时的速度，故可以用相同质量的小球从同一斜面的不同高度由静止释放，观察木块被撞的距离大小。 （4）[5] 分析实验序号1，2和3的实验数据可知，小球释放的高度相同，即小球到达水平面时速度相同，质量扩大几倍，木块被撞距离就扩大几倍，所以可得：速度一定时，物体的动能与质量成正比。 （5）[6] 观察表格中1、2、3组数据发现，小球从相同高度由静止释放，小球的质量增大，木块被撞的距离变化不大；观察表格中4、5、6组数据发现，小球的质量相同，小球从高度逐渐增大的斜面由静止释放，木块被撞的距离变化较大，所以速度对物体动能影响更大。 7．如图所示是“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。 ①实验中通过观察发现，铜球A推动木块移动的距离较大，所以我们认为铜球A所具有的动能较大，依据是 ； ②实验中为了研究动能大小与质量的关系，需要控制铜球撞击木块时的速度相同，具体的操作方法是 ； ③质量和速度，谁对动能的影响较大呢？某物理兴趣小组借助速度传感器和其它仪器测出了如表一和表二的数据。 表一（铜球撞击时的速度为8厘米/秒）    序号 铜球质量（克） 木块移动距离（厘米） 1 100 10 2 200 20 3 300 30 表二（铜球质量为100克） 序号 铜球撞击速度（厘米/秒） 木块移动距离（厘米） 4 8 10 5 16 40 6 24 90 （a）分析比较实验序号 中的数据及相关条件，可以初步得出：当物体运动速度相同时，物体质量越大，物体所具有的动能越大； （b）分析比较实验序号4与5与6的数据及相关条件，可以初步得出： ； （c）综合分析比较表一和表二可知， 对物体的动能影响较大。 【答案】 木块被推动的距离越大，小球对木块做的功越多，小球对外做功的本领越大，小球具有的动能越大。 让质量不同的小球从同一斜面的同一高度由静止自由滚下，比较木块被推动的距离大小。 1、2、3 小球的速度增大为原来的几倍，木块被撞击后滑行的距离便为原来的几的平方倍 速度 【详解】① [1]小球动能的大小是通过木块被推动的距离大小来比较出来的，木块被推动的距离越大，小球对木块做的功越多，小球对外做功的本领越大，小球具有的动能越大。 ②[2]要研究动能与质量的关系，则应控制小球到达水平面的速度相同，小球的质量不同，所以应该让质量不同的小球从同一斜面的同一高度由静止自由滚下，比较木块被推动的距离大小。 ③（a）[3]分析比较实验序号1、2、3组数据可知，小球的速度相同，小球的质量增大为原来的几倍，木块被撞击后滑行的距离也为原来的几倍，可以初步得出：当物体运动速度相同时，物体质量越大，物体所具有的动能越大。 （b）[4]由表二4、5、6组数据可知，小球的质量相同，初速度不同时，小球的速度增大为原来的几倍，木块被撞击后滑行的距离便为原来的几的平方倍。 （c）[5]综合分析比较表一和表二可知，小球的质量相同，速度增大为原来的几倍，动能便增大为原来几的平方倍；速度相同，质量增大为原来的几倍，动能便增大为原来的几倍，速度变化时，木块移动的距离的变化量较大，因此速度对物体的动能影响较大。 一、填空题 1．小明在央视科技频道看到：如图，柔软的水经过多级增压后喷射出来的水流竟然能切割各种材料，甚至是金刚石、不锈钢等坚硬的材料，觉得不可思议。为了进一步了解，小明查阅资料后得知： （a）超高压水切割又称“水刀”，其应用的原理是基于高速水流具有极大的切割能量； （b）切割能量越大，对切割面产生的压强越大，切割能力越强； （c）在水中加砂使之成为加砂“水刀”（ρ砂>ρ水），其具有更大的切割能量，可以切割硬度更大的材料。下表是某高压水切割机的部分技术参数：    压强 (Pa) 喷嘴横截面积 (㎡) 排量 (L/min) 3×108 5×10-8 2.7 （1）若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化，此水切割机喷射出的高压水流对切割面产生的压力为 牛； （2）高速水流能切割坚硬材料的物体，是因为高速水流具有很大的 ；（选填“动能”或“重力势能”） （3）结合所学的知识及上述信息，从能量角度解释“加砂水刀可以切割硬度更大的材料”的原因是： 。 【答案】 15 动能 加砂水刀具有更大的动能 【详解】（1）[1]若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化，此水切割机喷射出的高压水流对切割面产生的压力 F =pS=3×108×5×10-8=15N （2）[2]由于高速水流速度很大，因此排量一定的情况下，水刀具有的动能很大。 （3）[3]由于加砂水的密度大于水的密度，同体积的加砂水的质量更大，则同体积的加砂水刀的动能大于不加砂水刀，因此可以切割硬度更大的材料。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$