第3节 动能和势能（大单元分层作业）物理人教版2024八年级下册

【八年级物理大单元设计】 11.3 动能和势能 目录 【基础达标练】 1 题型1：功和能的关系 1 题型2：动能和势能的大小比较 1 题型3：探究动能大小的影响因素 2 题型4：探究重力势能大小的影响因素 2 题型5：探究弹性势能大小的影响因素 6 【能力提升练】 9 【中考真题练】 14 【基础达标练】 题型1：功和能的关系 1．下列说法正确的是（　　） A．具有能的物体一定在做功 B．具有能的物体一定做了功 C．具有能的物体一定能够做功 D．以上说法都正确 2．流动着的水、风、张开的弓都可以对别的物体做功，说明它们都具有能。那么关于功和能下列说法不正确的是（　　） A．物体已经做的功越多，具有的能越多 B．物体做功的过程就是能量转化的过程 C．能的单位与功的单位相同，都是焦耳 D．物体有时既具有动能也具有重力势能 3．叙述功和能的关系时有以下几种说法，哪一种是正确的（  ） A．物体具有的能量越大，做的功越多 B．具有能量的物体一定做功 C．做功的物体一定具有能量 D．物体不做功就没有能 4．（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 题型2：动能和势能的大小比较 5．一位跳伞运动员在空中匀速下降的过程中，关于他的动能和重力势能，下列说法正确的是（　　） A．动能变大，重力势能变小 B．动能变小，重力势能变大 C．动能不变，重力势能变小 D．动能变小，重力势能不变 6．如图所示，载重卡车、电瓶车与自行车，若三种车辆速度相等，则动能最小的是（　　） A．载重卡车 B．电瓶车 C．自行车 D．一样大 7．小红按照如图所示情景做了一个有趣的实验：她把一个悬挂起来的铁锁拉到自己的面前并接触鼻子，然后将铁锁由静止释放，保持头的位置不变，铁锁摆回时不会撞击她的鼻子。铁锁由接触鼻子的位置a开始，沿弧线abc向另一侧的最高点c运动的过程中，关于它的动能大小，下列说法中正确的是（　　） A．铁锁在位置a有最大的动能 B．铁锁在位置b有最大的动能 C．铁锁在位置c有最大的动能 D．铁锁在a、b、c三处的动能相同 8．甲、乙两颗相同的子弹，飞向同一块木板，结果甲子弹穿透木板，乙子弹嵌在木板里，则甲子弹的动能 乙子弹的动能，甲子弹的速度 （均选填“大于”、“小于”或“等于”）乙子弹的速度，判断的依据是甲子弹能够 较多。 题型3：探究动能大小的影响因素 9．在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，让铁球从斜面上由静止释放，撞击静止在水平面上的木块，使木块移动一段距离，如图甲和图乙所示。 （1）实验中可以根据 来判断铁球的动能大小； （2）实验中让不同小球从斜面同一高度处由静止滑下，目的是 ； （3）由图甲和图乙所示的实验现象得到的结论是 ；   （4）如图丙所示的是高速公路上的限速牌，对不同车型限速不一样。限速实质上是限制车辆行驶时的动能，因为动能越大，汽车做功的本领越 ，潜在的危害就越大。 10．在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，让小车从斜面的同一高度由静止下滑，观察小车在不同材料（木板、毛巾、棉布）的水平面上滑行的距离。 (1)实验中每次均让小车从斜面的同一高度由静止下滑，这样能够使小车每次到达水平面上时 相等。 (2)实验中是通过改变 来改变小车所受阻力大小的。 (3)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最小、在棉布表面滑行的距离较大、在木板表面滑行的距离最大，说明水平面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越 （选填“快”或“慢”）。 (4)推理：如果水平面绝对光滑，小车受到的阻力为零，它将保持 状态。 (5)实验中没有用到的研究方法是__________。 A．控制变量法 B．转换法 C．等效代替法 D．推理法 (6)小车到达水平面后会继续向前运动是因为小车具有 ，最终停下来是因为受到了 的作用。 (7)假设小车在毛巾、棉布、木板表面克服阻力做的功分别为、、，则 。（均选填“＞”“＝”或“＜”） 11．如图所示为探究物体动能大小与哪些因素有关的实验装置。 (1)如图甲、丙两次实验，让质量不同的小钢球从斜面的同一高度处由静止滚下，目的是使两球到达水平面时具有相同的 ； (2)实验中所探究物体的动能是指 （选填“小钢球”或“木块”）的动能； (3)分析比较甲、乙两次实验，可得出结论：质量相同的物体， 越大，动能越大；分析比较 两次实验，可探究动能大小与质量的关系； (4)若水平面绝对光滑， （选填“能”或“不能”）达到探究目的； (5)实验中，通过观察木块移动的距离来判断小钢球的动能大小，这种研究方法叫 。 12．（24-25八年级上·江苏宿迁·期中）小王用图甲所示的器材探究“物体动能大小与哪些因素有关”。他让小球从斜面上由静止释放，然后撞击静止在水平面上的木块。 (1)本实验研究的是小球在 （选填“在斜面上”、“撞击木块时”或“撞击木块后”）的动能大小； (2)实验中通过观察 来反映小球的动能大小； (3)让不同质量的小球从同一高度由静止释放，可以使小球到达斜面底端的 相同，从而探究小球的动能大小与 （选填“质量”或“速度”）的关系； (4)小亮另外设计了图乙所示的装置，来探究小球的动能大小与质量的关系，他用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，发现木块移动的距离相同。这个设计方案 （选填“可行”或“不可行”），原因是相同的弹簧压缩相同距离后，由静止释放转化的动能 （选填“相同”或“不同”）。 题型4：探究重力势能大小的影响因素 13．小球从高处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），速度为5m /s。将弹簧压缩到最短（如图丙）的整个过程中，小球的速度 v 和弹簧缩短的长度∆L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 0.2 牛的压力就缩短 1 厘米， 并且轻弹簧在受到撞击到压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变。 （1）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 ，小球机械能的变化情况是 ； （2）全过程中，弹簧中弹力的最大值为 N； （3）实验中所用小球的质量为 ； （4）如图，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为 0，此时，小球处于 态填（“平衡”或“非平衡”）。 14．（24-25九年级上·江苏镇江·期末）如图所示是“探究物体重力势能与哪些因素有关”的实验，其中m甲=m乙<m丙，木桩起始位置高度相同。 (1)甲、乙、丙都由静止释放，目的是控制物体的初始动能为 J； (2)实验通过 来反映物体重力势能的大小，这种方法在初中物理学习中经常用到，请再举一例： ； (3)比较A、C两次实验，可以初步得出结论： ； (4)小明认为比较A、B两次实验，也可得出“质量相同时物体速度越大动能越大”，你认为这个观点是 的；（选填“正确”或“错误”） (5)比较B、C两次实验，可知乙的重力势能 丙的重力势能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；小明认为比较B、C两次实验，也可得出“物体重力势能与高度有关”，你认为这个观点是 的。（选填“正确”或“错误”） 15．（23-24八年级下·河南漯河·期末）小明在家和妈妈一起做饭，一个饮料瓶不小心落到了面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。 瓶子放在面团上瓶子从高处落入面团中 问题一：压力作用效果跟哪些因素有关 问题二：重力势能大小跟哪些因素有关 (1)做实验①②③是为了探究 （选填“问题一”或“问题二”），实验中是利用 反映压力的作用效果； (2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关； (3)要研究重力势能的大小是否与物体所处的高度有关，应对比实验 （填实验序号）； (4)《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为，“高空抛物”危害性大的原因是 。 16．在某次综合实践活动中，小明所在的物理兴趣小组对物体从高空自由落到地面的撞击力进行研究。在无风环境下，将质量相等的鸡蛋分别从不同高度由静止释放，砸中铺在草坪上1cm厚的石膏板，实验现象如下表所示： 实验次序 高度/m 实验现象 ① 10 鸡蛋破碎，石膏板凹陷且出现裂纹 ② 20 鸡蛋破碎，石膏板被砸中的地方破裂 ③ 30 鸡蛋破碎，石膏板被击穿 (1)根据实验现象，可以得出：同一物体从高空落到地面的撞击力可以通过 反映出来； (2)根据实验现象，可以得出：同一物体从高空落到地面的撞击力与 有关； (3)实验后，小明想探究“高空下落的物体所受空气阻力和速度的关系”，他选取了三个外形相同的锥形物体，其质量之比为1∶4∶9，让它们从相同高度同时自由落下，并以竖直砖墙为背景，用数码相机的连拍功能每隔相等时间曝光一次的方法记录它们的运动过程，如图所示，由此得出空气阻力和速度的关系是 。 题型5：探究弹性势能大小的影响因素 17．如图所示，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，他设计了如图所示实验，实验时将同一弹簧压缩 不同（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，需选用长度和粗细相同， 不同的两根弹簧，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 ，则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 不能（能/不能）达到探究目的。 18．小明在探究“弹簧弹性势能的大小跟哪些因素有关”的实验时，提出了如下猜想： 猜想一：弹簧弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关； 猜想二：弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 为了验证上述猜想，小明选用材料不同的三根弹簧A、B和C（长度和粗细均相同），一把长刻度尺，小球、木块各一个，设计了如图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同，实验数据如下表所示。 实验次数 所使用的弹簧 弹簧被压缩后的长度/cm 木块移动的距离/cm 1 弹簧A 8 3.5 2 弹簧A 5 6.2 3 弹簧A 2 10.6 4 弹簧B 5 8.7 5 弹簧C 6 11.5 6 弹簧C 5 13.1 (1)弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的 能。实验中通过比较 来判断弹簧弹性势能的大小。 (2)为了验证猜想一，应选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析；由此得出的结论是： 相同时， 越大，弹簧的弹性势能越 。 (3)为了验证猜想二，应选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析。 19．小李同学利用一个弹珠、三根材料和厚度均相同、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，在弹性形变范围内，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： 序号 橡皮条宽（厘米） 橡皮条长（厘米） 弹射的水平距离（米） 1 0.50 20.00 10.10 2 0.50 30.00 8.20 3 1.00 20.00 14.00 （1）本实验中，是通过比较 来间接反映橡皮条的弹性势能大小； （2）比较实验序号1和2是为了探究橡皮条的弹性势能与橡皮条 的关系； （3）比较实验序号1和3可得出结论：橡皮条材料、厚度、长度相同， ，橡皮条的弹性势能越大； （4）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 。 A．宽而短　　B．宽而长　　C．窄而短　　D．窄而长 20．小明在探究“弹簧弹性势能的大小跟哪些因素有关”的实验时，提出了如下猜想： 猜想一：弹簧弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关； 猜想二：弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 为了验证上述猜想，小明选用材料不同的三根弹簧A、B和C（长度和粗细均相同），一把长刻度尺，小球、木块各一个，设计了如图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同，实验数据如下表所示。 实验次数 所使用的弹簧 弹簧被压缩后的长度/cm 木块移动的距离/cm 1 弹簧A 8 3.5 2 弹簧A 5 6.2 3 弹簧A 2 10.6 4 弹簧B 5 8.7 5 弹簧C 6 11.5 6 弹簧C 5 13.1 （1）弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的 能。 （2）实验中通过比较 来判断弹簧弹性势能的大小。 （3）为了验证猜想一，应选择表中1，2，3三组数据进行分析；由此得出的结论是：弹簧材料相同时， 越大，弹簧的弹性势能越大。 （4）为了验证猜想二，应选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析。 【能力提升练】 一、单选题 1．（2022·湖北襄阳·一模）2022年4月16日，我国神舟十三号载人飞船成功返回，如图是其打开降落伞减速降落过程的画面，返回舱在此过程中（　　） A．动能减小，重力势能减小 B．动能增大，重力势能增大 C．动能不变，重力势能减小 D．动能减小，重力势能不变 2．（23-24八年级下·重庆沙坪坝·期末）2024年4月30日17时46分，“神舟十七号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱距离地面约1m时，四个反推发动机点火，进入反推过程，返回舱继续下落，下降速度急剧减小，如图所示。在返回舱的反推过程中，下列说法正确的是（    ） A．动能减小，机械能不变 B．重力势能和动能都在减小 C．重力势能全部转化为动能 D．重力势能减小，动能增大 3．（24-25八年级下·全国·课后作业）如图所示，光滑斜面与光滑水平面在M点通过小圆弧相连，轻弹簧左端固定，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点，下列说法正确的是（　　） A．小物块从P向M运动的过程中，机械能减小 B．小物块从P向M运动的过程中，动能不变 C．小物块在MN段运动时动能减小 D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大 4．（24-25八年级下·上海·期中）下列物体中。既具有动能又具有势能的是（　　） A．停在空中的热气球 B．被拦河大坝拦住的河水 C．正在操场上进行800m赛跑的运动员 D．从空中匀速下落的羽毛 5．（24-25八年级下·吉林·课后作业）在农业领域，人们用普通无人机代替人工喷洒农药，可以大大地提高喷洒的效率。假定无人机在喷洒农药的过程中是在同一高度匀速飞行，下列说法正确的是（　　） A．喷洒农药的过程中，无人机重力势能不变 B．喷洒农药的过程中，无人机动能不变 C．喷洒农药的过程中，无人机重力势能增大 D．喷洒农药的过程中，无人机动能减小 6．（24-25八年级下·河南·课后作业）铅球是一种田径运动项目，它利用人体全身的力量将一定重量的铅球从肩上用手臂推出。如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能随时间变化的曲线最接近的是（　　） A．B．C． D． 7．（21-22九年级下·重庆·阶段练习）如图所示，用力F将小球压至D点（弹簧始终处于弹性限度内）、撤去力F后，小球从静止开始向上运动。C位置时小球所受弹力大小等于重力，B位置是弹簧自身长度的位置，A位置是小球到达的最高点，整个过程不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　） A．在B位置小球的动能最大 B．在A位置，小球速度为零，小球处于平衡状态 C．从D到B位置小球的动能一直在变大 D．从D到A位置过程中小球受到的合力先减小再增大后不变 二、填空题 8．（24-25八年级下·安徽·课后作业）A、B、C分别代表不同形式的能：A代表动能，B代表重力势能，C代表弹性势能。依题意选择适当的字母填入下列横线上。 (1)推出去的铅球，落地时具有 ； (2)正在上坡的自行车，具有 ； (3)被拦河坝拦住的河水，具有 ； (4)在跳台上准备跳水的运动员，具有 ； (5)钟表里卷紧的发条，具有 ； (6)从枪膛里射出的子弹，具有 。 9．（24-25八年级下·河南·期末）为了有效阻断病毒的传播，多地用洒水车在水平路面上喷洒消毒液，消毒车匀速前进喷洒过程中，消毒车的动能 （选填“变大”“变小”或“不变”）；若以2m/s匀速直线行驶的消毒车受到的牵引力为1500N，则消毒车牵引力的功率为 W。 10．（24-25八年级下·江苏徐州·阶段练习）如图所示，手用力拉弓，弓被拉弯，弓被拉弯的施力物体是 。拉弓射箭时，弓弦发生 （选填“弹性”或“塑性”）形变后会对箭产生弹力。箭能被射出去，说明拉开的弓具有能量，这种能量叫作 。 11．（24-25八年级下·江苏常州·期中）下列几种实例中，①空中飞行的无人机②拉弯的弓③形变的蹦床④被举高的打桩机的重锤，物体具有弹性势能的是 ，物体具有重力势能的是 。 12．（24-25八年级下·吉林·课后作业）如图所示，小浪底水利枢纽利用拦河大坝，使大坝上游水位 （选填“升高”或“降低”），提高水的重力势能；小浪底设计最大坝高154m，葛洲坝水电站的最大坝高47m且海拔比小浪底低，则 （选填“能”或“不能”）确定蓄满水时前者水的重力势能大于后者水的重力势能。 三、实验题 13．（24-25八年级下·吉林·单元测试）如图所示，某实验小组在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，将同一小车从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。 (1)本实验所探究物体的动能是指 （选填“小车”或“木块”）的动能； (2)分析比较甲、乙两次实验，可探究出的结论是质量相同的物体，速度越大，动能 ； (3)分析比较 两次实验，可探究出的结论是速度相同的物体，质量越大，动能越大； (4)小组的小亮设计了图丁、戊所示的装置探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2>h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小。请你判断小亮的做法 （选填“合理”或“不合理”），理由是 。 14．（24-25八年级下·全国·单元测试）小龙在研学时发现，强夯机（如图a所示）在打夯时，夯锤的质量越大，被提升得越高，地面被砸出的坑就越深。由此，小龙猜想，物体的重力势能可能与物体的质量和高度有关。为了验证自己的猜想是否正确，小龙和科技小组的同学们设计了图b所示的“模拟打桩”实验，探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。已知物体质量，实验时，让物体从木桩正上方某一高度自由下落，将木桩打入沙中。 (1)物体下落过程中，重力势能转化为 能，可以通过比较 来判断物体重力势能的大小，由图b可判断：物体 （选填“甲”“乙”或“丙”）释放前的重力势能最小； (2)通过图b中、两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论： ； (3)通过图b中 两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：物体下落的高度一定时，质量越大，具有的重力势能越大； (4)由图b中B、C两木桩被打入沙中的深度相同， （选填“能”或“不能”）说明物体乙、丙释放前的重力势能相同，你的理由是 。 四、计算题 15．为控制疫情，我市市政管理部门配备了如图所示的消毒车按时对人流密集的主干道路进行消毒。消毒车罐体容积为4500L，空载质量约5000kg，轮胎与地面的总接触面积是1000cm2，发动机的额定功率约为95kW。（ρ药水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） (1)消毒车在水平地面上匀速行驶消毒时，具有的动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (2)装满药水时，消毒车对水平地面的压强是多少？( ) (3)当该车装满药水，在水平公路上以额定功率匀速行驶时，测得速度为10m/s，则发动机在2min内所做的功是多少？受到的阻力是多少？ ( ) 16．（23-24八年级下·贵州贵阳·阶段练习）近年来，房车自驾游渐渐成为旅游的新趋势。这种旅游方式能让游客真正地回归自然、亲近自然,在旅途中享受自由。某房车（如图所示）的总质量为3×103kg，在一段平直公路上匀速行驶了56km，用时0.5h，且受到的阻力为车重的。（g取10N/kg）求： (1)该房车牵引力所做的功。 (2)若将该房车改装成并联混合动力型,由汽油发动机与电动机同时提供动力，其功率分别为40kW和60kW，该房车以72km/h的速度匀速行驶，求此时该房车的牵引力。 (3)请从能的角度解释禁止车辆超速、超载的原因。 【中考真题练】 1．（2024·青海西宁·中考真题）我国自主研制的智能乒乓球机器人，能通过图像传感装置综合分析运动员的各项技术，并针对性地变换发球、回球等操作，以提高运动员的技术水平。下列说法正确的是（   ） A．乒乓球被击出后，运动轨迹发生改变，说明力是改变物体运动状态的原因 B．球拍对乒乓球的作用力和乒乓球对球拍的作用力是一对平衡力 C．乒乓球被击出后，从高处下落的过程中动能不变，重力势能增大 D．乒乓球被击出后，若所受的力全部消失，它一定保持静止状态 2．（2024·江苏镇江·中考真题）如图所示，某种可重复使用火箭在降落过程中，通过控制推力，沿竖直方向先从A点减速运动到B点，再从B点匀速运动到C点，且，不计运动过程中的空气阻力，忽略火箭质量的变化。则（    ） A．火箭受到推力的施力物体是空气 B．AB段的推力小于BC段的推力 C．AB段重力做功的功率大于BC段 D．AB段火箭的重力势能转化为动能 3．（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 4．（2024·海南·中考真题）火箭搭载探测器加速升空过程中，探测器的动能 ，重力势能 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 5．（2024·山东威海·中考真题）小明和爸爸在体验轮胎滑雪项目时，平躺在相同规格的轮胎上先后从同一滑道的最高处由静止滑下，小明的质量比爸爸小。当两人都刚滑到水平面时，小明的动能 爸爸的动能（下滑过程不计空气阻力及轮胎与滑道之间的摩擦）：在水平减速带滑行时，小明、爸爸乘坐的轮胎受到的摩擦力分别为、，则 。（两空均选填“小于”“等于”“大于”） 6．（2024·贵州·中考真题）小明观察到如图甲所示的组合式滑梯，各个滑梯的高度都有所不同，小朋友从不同的滑梯滑至底端时的快慢也有所不同，速度快的甚至会冲出滑梯摔在地上。这一现象引起了小明的思考：人沿滑梯滑至底端时速度的大小与什么因素有关呢？ 他猜想：与人开始下滑的起点高度有关。 小明用木块、硬纸板、垫块进行模拟实验，如图乙所示。纸板一端置于垫块上，另一端置于水平桌面上模拟滑梯，用纸板上从静止开始下滑的木块模拟人，通过观察木块在水平桌面上运动的距离来反映木块滑至底端O点时速度的大小，距离越长表明速度越大。 请你回答下列问题： （1）若释放后木块保持静止，是因为木块受到沿纸板向 的摩擦力，若要让木块下滑，写出一种操作方法： ； （2）解决上述问题后继续探究。如图丙①所示，从纸板顶端释放木块，木块运动至桌面上的M点；如图丙②所示，从纸板中部释放木块，木块运动至桌面上的N点。比较木块两次在桌面上的运动距离，可以得出结论：木块沿纸板下滑的起点越高， ； （3）根据上述探究，小明认为，要保证人不因速度过大冲出滑梯，设计时可以考虑在滑梯底端再连接一段 方向放置的滑梯，结合上述实验现象和所学物理知识说明这样设计的必要性；( ) （4）结合你坐滑梯的经历，谈谈还有哪些因素可能会影响人沿滑梯下滑的快慢？（写出两个因素即可）( ) / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【八年级物理大单元设计】 11.3 动能和势能 目录 【基础达标练】 1 题型1：功和能的关系 1 题型2：动能和势能的大小比较 1 题型3：探究动能大小的影响因素 2 题型4：探究重力势能大小的影响因素 4 题型5：探究弹性势能大小的影响因素 11 【能力提升练】 14 【中考真题练】 23 【基础达标练】 题型1：功和能的关系 1．下列说法正确的是（　　） A．具有能的物体一定在做功 B．具有能的物体一定做了功 C．具有能的物体一定能够做功 D．以上说法都正确 【答案】C 【详解】ABD．具有能的物体不一定正在做功，具有能的物体不一定做了功，比如：天花板上静止不动的吊灯具有重力势能，没有正在做功，也没有做了功，故ABD错误； C．一个物体能够对另一个物体做功，这个物体就具有能量，具有能的物体一定能够做功，故C正确。 故选C。 2．流动着的水、风、张开的弓都可以对别的物体做功，说明它们都具有能。那么关于功和能下列说法不正确的是（　　） A．物体已经做的功越多，具有的能越多 B．物体做功的过程就是能量转化的过程 C．能的单位与功的单位相同，都是焦耳 D．物体有时既具有动能也具有重力势能 【答案】A 【详解】A．一个物体已经做的功越多，它具有的能量不一定越大，因为物体有能量不一定必须全部用来做功，故A错误，符合题意； B．做功的过程是能量转化的过程，功是能量转化的量度．故B正确，不符合题意； C．功的单位与能的单位相同，在国际单位制中都是焦耳，故C正确，不符合题意； D．一个物体具有机械能，可能它只具有动能或只具有势能或既具有动能又具有势能，故D正确，不符合题意。 故选A。 3．叙述功和能的关系时有以下几种说法，哪一种是正确的（  ） A．物体具有的能量越大，做的功越多 B．具有能量的物体一定做功 C．做功的物体一定具有能量 D．物体不做功就没有能 【答案】C 【详解】A．物体具有的能量越大，做的功不一定越多，如让大力士去推火车，没有推动，他同样不做功，故A错误； B．具有能量的物体不一定做功，如山坡上的巨石具有重力势能，但没有落下前并未做功，故B错误； C．一个物体如果能对外做功，我们就说它具有能量，故做功的物体一定具有能量，故C正确； D．物体不做功不一定没有能，如山坡上的巨石具有重力势能，但没有落下前并未做功，故D错误。 故选C。 4．（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。 题型2：动能和势能的大小比较 5．一位跳伞运动员在空中匀速下降的过程中，关于他的动能和重力势能，下列说法正确的是（　　） A．动能变大，重力势能变小 B．动能变小，重力势能变大 C．动能不变，重力势能变小 D．动能变小，重力势能不变 【答案】C 【详解】跳伞运动员在空中匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，故动能不变；由于高度下降，所以重力势能变小，故ABD错误，C正确。 故选C。 6．如图所示，载重卡车、电瓶车与自行车，若三种车辆速度相等，则动能最小的是（　　） A．载重卡车 B．电瓶车 C．自行车 D．一样大 【答案】C 【详解】若三种车辆速度相等，质量小的，动能小，自行车的质量最小，故自行车的动能最小，故C正确。 故选C。 7．小红按照如图所示情景做了一个有趣的实验：她把一个悬挂起来的铁锁拉到自己的面前并接触鼻子，然后将铁锁由静止释放，保持头的位置不变，铁锁摆回时不会撞击她的鼻子。铁锁由接触鼻子的位置a开始，沿弧线abc向另一侧的最高点c运动的过程中，关于它的动能大小，下列说法中正确的是（　　） A．铁锁在位置a有最大的动能 B．铁锁在位置b有最大的动能 C．铁锁在位置c有最大的动能 D．铁锁在a、b、c三处的动能相同 【答案】B 【详解】从a→b的过程中，铁锁的质量不变，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，在b点动能最大；从b→c的过程中，铁锁的质量不变，高度增大，速度减小，重力势能增大，动能减小，在c点动能为0；铁锁从a点由静止下落，速度为0，动能为0。 故选B。 8．甲、乙两颗相同的子弹，飞向同一块木板，结果甲子弹穿透木板，乙子弹嵌在木板里，则甲子弹的动能 乙子弹的动能，甲子弹的速度 （均选填“大于”、“小于”或“等于”）乙子弹的速度，判断的依据是甲子弹能够 较多。 【答案】 大于 大于 做的功 【详解】[1]运动的子弹具有动能，穿过木板时，要克服摩擦做功，其动能转化为内能，穿透的子弹比嵌在木板的子弹运动距离长，做功多，所以甲子弹的动能大。 [2]因为质量相同，甲动能大，所以甲速度大。 [3]运动的子弹具有动能，穿过木板时，要克服摩擦做功，甲子弹穿透木板，乙子弹嵌在木板里，甲运动距离长，做功多。 题型3：探究动能大小的影响因素 9．在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，让铁球从斜面上由静止释放，撞击静止在水平面上的木块，使木块移动一段距离，如图甲和图乙所示。 （1）实验中可以根据 来判断铁球的动能大小； （2）实验中让不同小球从斜面同一高度处由静止滑下，目的是 ； （3）由图甲和图乙所示的实验现象得到的结论是 ；   （4）如图丙所示的是高速公路上的限速牌，对不同车型限速不一样。限速实质上是限制车辆行驶时的动能，因为动能越大，汽车做功的本领越 ，潜在的危害就越大。 【答案】 木块被推动距离的远近 使它们到达水平面的速度相同 速度相同时，质量越大，动能越大 大 【详解】（1）[1]实验中通过观察木块被撞击后木块被推动距离的远近来判断铁球动能的大小。 （2）[2]实验中让不同小球从斜面同一高度处由静止滑下的目的就是为了使小球到达水平面的初速度相同，以达到控制一个变量，研究另一个变量的目的。 （3）[3]比较甲乙两图可以看出，小球质量不同，下落高度相同，质量大的小球推动木块的距离较远，故可得出结论：速度相同的不同物体，质量越大，动能越大。 （4）[4]车辆限速行驶就是为了降低速度，减小动能，因为动能越大，汽车做功的本领越大，当发生碰撞时，速度越大的产生的破坏越大。 10．在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，让小车从斜面的同一高度由静止下滑，观察小车在不同材料（木板、毛巾、棉布）的水平面上滑行的距离。 (1)实验中每次均让小车从斜面的同一高度由静止下滑，这样能够使小车每次到达水平面上时 相等。 (2)实验中是通过改变 来改变小车所受阻力大小的。 (3)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最小、在棉布表面滑行的距离较大、在木板表面滑行的距离最大，说明水平面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越 （选填“快”或“慢”）。 (4)推理：如果水平面绝对光滑，小车受到的阻力为零，它将保持 状态。 (5)实验中没有用到的研究方法是__________。 A．控制变量法 B．转换法 C．等效代替法 D．推理法 (6)小车到达水平面后会继续向前运动是因为小车具有 ，最终停下来是因为受到了 的作用。 (7)假设小车在毛巾、棉布、木板表面克服阻力做的功分别为、、，则 。（均选填“＞”“＝”或“＜”） 【答案】(1)初速度 (2)水平面的粗糙程度 (3)慢 (4)匀速直线运动 (5)C (6) 惯性 阻力 (7) ＝ ＝ 【详解】（1）根据控制变量法，让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目地是使小车到达水平面时的初速度相同，从而探究阻力对物体运动的影响。 （2）在水平木板上分别铺上毛巾和棉布，水平面的粗糙程度不同，小车运动到水平面时受到的阻力就不同，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，所以实验中通过改变水平面的粗糙程度来改变小车受到的阻力的大小。 （3）木板表面最光滑，小车在木板表面受到的阻力最小，在木板表面滑行的距离最远，说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。 （4）推理：如果水平面绝对光滑，小车受到的阻力为零，小车的速度将不会减小，它将保持匀速直线运动状态。 （5）实验中每次均让小车从斜面的同一高度由静止下滑，使小车每次到达平面时的初速度相同，用到了控制变量法；利用小车在平面上运动距离的远近来反映阻力对物体运动状态的影响，用到了转换法；得出小车不受力时将做匀速直线运动的结论用到了推理法。故实验中没有用到等效代替法，故选C。 （6）[1][2]小车到达水平面时有一定的速度，由于惯性小车要保持原来的运动状态继续向前运动；小车最终会停下来，是因为小车在水平面上受到了阻力的作用，阻力改变了小车的运动状态，使其速度变小，最后停止。 （7）[1][2]小车在不同平面的初速度相等，同一小车质量不变，则小车动能相等，小车在毛巾、棉布、木板表面克服阻力做的功最终均会停下来，动能变为0，此过程中减小的动能用于克服摩擦力做功，由于减小的动能相行，所以克服摩擦力做的功相等。故有。 11．如图所示为探究物体动能大小与哪些因素有关的实验装置。 (1)如图甲、丙两次实验，让质量不同的小钢球从斜面的同一高度处由静止滚下，目的是使两球到达水平面时具有相同的 ； (2)实验中所探究物体的动能是指 （选填“小钢球”或“木块”）的动能； (3)分析比较甲、乙两次实验，可得出结论：质量相同的物体， 越大，动能越大；分析比较 两次实验，可探究动能大小与质量的关系； (4)若水平面绝对光滑， （选填“能”或“不能”）达到探究目的； (5)实验中，通过观察木块移动的距离来判断小钢球的动能大小，这种研究方法叫 。 【答案】(1)速度 (2)小钢球 (3) 速度 甲、丙 (4)不能 (5)转换法 【详解】（1）甲丙实验中，让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，是为了使两球到达水平面时速度相等，两个小球的质量不同，因此可以探究物体动能与物体质量的关系。 （2）该实验探究的是碰撞前钢球的动能，碰撞时，钢球的动能越大，钢球对木块做的功就越多，木块移动的距离就越远。 （3）[1]根据甲、乙两次实验可知，小球的质量相同，滚下的高度不同，到达水平面时的速度不同，高度越高，速度越大，推动木块移动的距离越大，动能越大，故结论为：质量相同的物体，速度越大，动能越大。 [2]探究动能大小与质量的关系，保持速度相同，质量不同，选择甲和丙实验。 （4）如果水平面绝对光滑，由牛顿第一定律可知，木块做匀速直线运动，不能达到探究目的。 （5）实验中通过观察木块移动的距离来判断小球动能的大小，木块移动的距离越大，说明小球的动能越大，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。 12．（24-25八年级上·江苏宿迁·期中）小王用图甲所示的器材探究“物体动能大小与哪些因素有关”。他让小球从斜面上由静止释放，然后撞击静止在水平面上的木块。 (1)本实验研究的是小球在 （选填“在斜面上”、“撞击木块时”或“撞击木块后”）的动能大小； (2)实验中通过观察 来反映小球的动能大小； (3)让不同质量的小球从同一高度由静止释放，可以使小球到达斜面底端的 相同，从而探究小球的动能大小与 （选填“质量”或“速度”）的关系； (4)小亮另外设计了图乙所示的装置，来探究小球的动能大小与质量的关系，他用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，发现木块移动的距离相同。这个设计方案 （选填“可行”或“不可行”），原因是相同的弹簧压缩相同距离后，由静止释放转化的动能 （选填“相同”或“不同”）。 【答案】(1)撞击木块时 (2)木块移动的距离 (3) 速度 质量 (4) 不可行 相同 【详解】（1）实验探究物体动能大小与哪些因素有关，研究对象是小球的动能，即小球撞击木块时的动能的大小。 （2）实验中通过观察木块被推动的距离的远近来判断物体所具有动能大小的，木块被推动的距离越远，说明小球所具有的动能越大。 （3）[1][2]让不同质量的小球从同一高度由静止释放，质量不同，高度相同，小球到达斜面底端的速度相同，从而探究小球的动能大小与质量的关系。 （4）[1][2]若用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧弹性势能相同，转化出的动能相同，如果按此方案操作，可以观察到的现象是木块最终移动的距离相同，故此方案不可行。 题型4：探究重力势能大小的影响因素 13．小球从高处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），速度为5m /s。将弹簧压缩到最短（如图丙）的整个过程中，小球的速度 v 和弹簧缩短的长度∆L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 0.2 牛的压力就缩短 1 厘米， 并且轻弹簧在受到撞击到压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变。 （1）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 ，小球机械能的变化情况是 ； （2）全过程中，弹簧中弹力的最大值为 N； （3）实验中所用小球的质量为 ； （4）如图，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为 0，此时，小球处于 态填（“平衡”或“非平衡”）。 【答案】 先变大后变小 减小 8.14 0.1kg 非平衡 【详解】（1）[1]小于接触弹簧向下压的过程中，受到弹簧向上的弹力及竖直向下的重力的作用，且随着压缩量变大，弹力也增大。当弹力小于重力时，小球所受的合力向下，其速度越来越大，质量在整个过程保持不变，所以此阶段，动能增大；当弹力等于重力时，速度最大，动能也最大。当弹力小于重力时，小球所受合力向上，其速度越来越小直到为0，动能也越来越小，所以小球动能的变化情况是：先变大后变小。 [2]整个过程中，小球对弹簧做功，将自身的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球机械能减小。 （2）[3]由图丁知，弹簧被压缩的最大长度为40.7cm，而弹簧每受到0.2N的压力就缩短1cm，且整个过程始终发生弹性形变，所以弹簧中弹力的最大值 （3）[4]由图丁知，小球的最大速度为5.05m/s，此时弹簧缩短了5cm，则此时小球所受的重力与弹力相等。所以小球的重力 小球的质量 （4）[5]当弹簧的压缩量最大时，小球受到向上弹力及竖直向下重力的作用，且重力小球弹力，所受的两个力不是平衡力，处于非平衡状态。 14．（24-25九年级上·江苏镇江·期末）如图所示是“探究物体重力势能与哪些因素有关”的实验，其中m甲=m乙<m丙，木桩起始位置高度相同。 (1)甲、乙、丙都由静止释放，目的是控制物体的初始动能为 J； (2)实验通过 来反映物体重力势能的大小，这种方法在初中物理学习中经常用到，请再举一例： ； (3)比较A、C两次实验，可以初步得出结论： ； (4)小明认为比较A、B两次实验，也可得出“质量相同时物体速度越大动能越大”，你认为这个观点是 的；（选填“正确”或“错误”） (5)比较B、C两次实验，可知乙的重力势能 丙的重力势能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；小明认为比较B、C两次实验，也可得出“物体重力势能与高度有关”，你认为这个观点是 的。（选填“正确”或“错误”） 【答案】(1)0 (2) 木桩下陷程度 见解析 (3)见解析 (4)正确 (5) 等于 正确 【详解】（1）动能的大小与质量和速度有关，甲、乙、丙开始处于静止状态，开始的动能为零。 （2）[1]铁块的重力势能就越大，撞击木桩陷入沙坑越深，通过木桩下陷的深度来反映物体重力势能的大小，用到转换法。 [2]在探究声音产生的条件时，通过乒乓球的振动反映音叉的振动；在探究动能的影响因素时，通过推动木块移动的距离来反映动能的大小等也都用到了转换法。 （3）比较A、C两次实验，开始的高度相同，丙的质量较大，木桩下陷的深度较大，说明丙的重力势能较大。可以得到：高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大。 （4）比较A、B两次实验，甲乙的质量相同，乙的高度较大，撞击木桩时的速度较大，木桩下陷的深度较大，说明乙的重力势能较大。物体下落过程中，重力势能转化为动能，乙下落过程中重力势能转化的动能较大，所以也可以得到质量相同时物体速度越大动能越大，小明的观点是正确的。 （5）[1]比较B、C两次实验，木桩下陷的深度相同，说明乙和丙的重力势能相等。 [2]比较B、C两次实验，丙的质量大，高度小，乙的质量小，高度大，但乙和丙都能使木桩下陷的深度相同，则乙和丙的重力势能相等，在已得出重力势能与质量的关系情况下，可以说明重力势能与高度有关，小明的观点正确。 15．（23-24八年级下·河南漯河·期末）小明在家和妈妈一起做饭，一个饮料瓶不小心落到了面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。 瓶子放在面团上瓶子从高处落入面团中 问题一：压力作用效果跟哪些因素有关 问题二：重力势能大小跟哪些因素有关 (1)做实验①②③是为了探究 （选填“问题一”或“问题二”），实验中是利用 反映压力的作用效果； (2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关； (3)要研究重力势能的大小是否与物体所处的高度有关，应对比实验 （填实验序号）； (4)《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为，“高空抛物”危害性大的原因是 。 【答案】(1) 问题一 面团的凹陷程度 (2)物体的质量 (3)⑤⑥ (4)见解析 【详解】（1）[1][2]实验①②③，瓶子始终放在面团上，没有从一定高度释放，所以做实验①②③是为了探究问题一，即探究压力作用效果跟哪些因素有关；根据转换法，实验中是利用面团的凹陷程度反映压力的作用效果。 （2）实验④⑤瓶子下落的高度相同，质量不同，所以利用实验④⑤可探究重力势能大小与物体的质量是否有关。 （3）要研究重力势能的大小是否与物体所处的高度有关，应控制质量相同，下落的高度不同，所以应对比实验⑤⑥。 （4）对比实验⑤⑥中面团的凹陷程度可知，在物体质量一定时，所处的高度越高，重力势能越大，下落到地面能做的功就越多，所以“高空抛物”危害性大。 16．在某次综合实践活动中，小明所在的物理兴趣小组对物体从高空自由落到地面的撞击力进行研究。在无风环境下，将质量相等的鸡蛋分别从不同高度由静止释放，砸中铺在草坪上1cm厚的石膏板，实验现象如下表所示： 实验次序 高度/m 实验现象 ① 10 鸡蛋破碎，石膏板凹陷且出现裂纹 ② 20 鸡蛋破碎，石膏板被砸中的地方破裂 ③ 30 鸡蛋破碎，石膏板被击穿 (1)根据实验现象，可以得出：同一物体从高空落到地面的撞击力可以通过 反映出来； (2)根据实验现象，可以得出：同一物体从高空落到地面的撞击力与 有关； (3)实验后，小明想探究“高空下落的物体所受空气阻力和速度的关系”，他选取了三个外形相同的锥形物体，其质量之比为1∶4∶9，让它们从相同高度同时自由落下，并以竖直砖墙为背景，用数码相机的连拍功能每隔相等时间曝光一次的方法记录它们的运动过程，如图所示，由此得出空气阻力和速度的关系是 。 【答案】(1)石膏板的破裂程度 (2)释放高度 (3)空气阻力与速度的平方成正比 【详解】（1）根据转换法，实验中，鸡蛋的撞击力可以通过石膏板的破裂程度反映出来，石膏板的破裂程度越大，说明鸡蛋的撞击力越大。 （2）由表可知，鸡蛋的质量相等，下落的高度不同，石膏板的破裂程度不同，即撞击力不同，得出结论：同一物体从高空落到地面的撞击力与释放高度有关。 （3）图中相同时间，锥形物体下落的路程之比为1∶2∶3，根据，则锥形物体下落的速度之比为1∶2∶3，物体匀速下落，重力与阻力二力平衡，质量之比为1∶4∶9，重力之比为1∶4∶9，则阻力之比为1∶4∶9。所以，空气阻力与速度的平方成正比，即。 题型5：探究弹性势能大小的影响因素 17．如图所示，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，他设计了如图所示实验，实验时将同一弹簧压缩 不同（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，需选用长度和粗细相同， 不同的两根弹簧，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 ，则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 不能（能/不能）达到探究目的。 【答案】(1) 不同 木块移动的距离 (2) 材料 相同 木块移动的距离不等 (3)不能 【详解】（1）[1][2]为验证猜想一，即弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；应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；弹性势能的大小无法直接测量，所以运用转换法，通过观察木块移动距离的远近来比较弹性势能的大小。 （2）[1][2][3]探究弹性势能的大小与弹簧的材料有关，根据控制变量法，需选用长度和粗细相同，材料不同的弹簧，将两根弹簧压缩相同的长度，观察前后两次木块移动的距离；若前后两次木块移动的距离不同，则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，木块就会在水平面上做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，则不能比较弹性势能的大小，所以不能达到探究目的。 18．小明在探究“弹簧弹性势能的大小跟哪些因素有关”的实验时，提出了如下猜想： 猜想一：弹簧弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关； 猜想二：弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 为了验证上述猜想，小明选用材料不同的三根弹簧A、B和C（长度和粗细均相同），一把长刻度尺，小球、木块各一个，设计了如图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同，实验数据如下表所示。 实验次数 所使用的弹簧 弹簧被压缩后的长度/cm 木块移动的距离/cm 1 弹簧A 8 3.5 2 弹簧A 5 6.2 3 弹簧A 2 10.6 4 弹簧B 5 8.7 5 弹簧C 6 11.5 6 弹簧C 5 13.1 (1)弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的 能。实验中通过比较 来判断弹簧弹性势能的大小。 (2)为了验证猜想一，应选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析；由此得出的结论是： 相同时， 越大，弹簧的弹性势能越 。 (3)为了验证猜想二，应选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析。 【答案】 动 木块移动的距离 1、2、3 弹簧的材料 弹簧被压缩的程度 大 2、4、6 【详解】(1)[1]弹簧将小球弹开的过程中，弹簧弹性势能减小，小球获得了机械能这个过程把弹性势能转化为小球的机械能。 [2]实验中是通过木块被小球撞出的距离来确定小球动能的大小。 (2)[3]弹簧弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关，要改变弹簧被压缩的程度并保证其它因素不变，故选择1、2、3。 [4][5][6]根据表格可看出，当弹簧的材料相同时，弹簧被压缩的程度越大，弹簧的弹性势能越大。 (3)[7]为了研究弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关，应该改变弹簧的材料并保证其它因素相同，故选2、4、6。 19．小李同学利用一个弹珠、三根材料和厚度均相同、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，在弹性形变范围内，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： 序号 橡皮条宽（厘米） 橡皮条长（厘米） 弹射的水平距离（米） 1 0.50 20.00 10.10 2 0.50 30.00 8.20 3 1.00 20.00 14.00 （1）本实验中，是通过比较 来间接反映橡皮条的弹性势能大小； （2）比较实验序号1和2是为了探究橡皮条的弹性势能与橡皮条 的关系； （3）比较实验序号1和3可得出结论：橡皮条材料、厚度、长度相同， ，橡皮条的弹性势能越大； （4）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 。 A．宽而短　　B．宽而长　　C．窄而短　　D．窄而长 【答案】 弹射的水平距离 长度 橡皮条越宽 A 【详解】(1)[1]弹性势能越大，弹珠弹射的水平距离越远，故可以通过比较弹射的水平距离来间接反映橡皮条的弹性势能大小。 (2)[2]比较实验序号1和2，橡皮条宽相同，长度不同，故探究的是橡皮条的弹性势能与橡皮条长度的关系。 (3)[3]比较实验序号1和3，橡皮筋的长度相同，宽度宽的橡皮条能将弹珠弹射的距离远，故可以得出结论当橡皮条材料、厚度、长度相同，橡皮条越宽，橡皮条的弹性势能越大。 (4)[4]根据实验序号1和2、3，用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，橡皮条长度短的、宽的弹性势能大，故选A。 20．小明在探究“弹簧弹性势能的大小跟哪些因素有关”的实验时，提出了如下猜想： 猜想一：弹簧弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关； 猜想二：弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 为了验证上述猜想，小明选用材料不同的三根弹簧A、B和C（长度和粗细均相同），一把长刻度尺，小球、木块各一个，设计了如图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同，实验数据如下表所示。 实验次数 所使用的弹簧 弹簧被压缩后的长度/cm 木块移动的距离/cm 1 弹簧A 8 3.5 2 弹簧A 5 6.2 3 弹簧A 2 10.6 4 弹簧B 5 8.7 5 弹簧C 6 11.5 6 弹簧C 5 13.1 （1）弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的 能。 （2）实验中通过比较 来判断弹簧弹性势能的大小。 （3）为了验证猜想一，应选择表中1，2，3三组数据进行分析；由此得出的结论是：弹簧材料相同时， 越大，弹簧的弹性势能越大。 （4）为了验证猜想二，应选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析。 【答案】 动 木块移动的距离 弹簧被压缩的程度 2、4、6 【详解】（1）[1]弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹簧形变减小，弹簧的弹性势能减小，小球的速度增大，小球的动能增大，弹簧的弹性势能转化为小球的动能。 （2）[2]弹簧的弹性势能不便于直接比较，实验中通过比较木块移动的距离来判断弹簧弹性势能的大小，这里用了转换法。 （3）[3]选择表中1，2，3三组数据进行分析，弹簧的材料相同，弹性被压缩的程度不同，木块移动的距离不同，表明弹簧的弹性势能不同，从第1次到第3次，弹簧被压缩的程度越来越大，木块移动的距离越来越大，表明弹簧的弹性势能越来越大，由此得出的结论是：弹簧材料相同时，弹簧被压缩的程度越大，弹簧的弹性势能越大。 （4）[4]为了验证猜想二，应控制弹簧被压缩程度相同，改变弹簧的材料，应选择表中2、4、6三组数据进行分析。 【能力提升练】 一、单选题 1．（2022·湖北襄阳·一模）2022年4月16日，我国神舟十三号载人飞船成功返回，如图是其打开降落伞减速降落过程的画面，返回舱在此过程中（　　） A．动能减小，重力势能减小 B．动能增大，重力势能增大 C．动能不变，重力势能减小 D．动能减小，重力势能不变 【答案】A 【详解】打开降落伞返回舱减速降落过程中，质量不变，速度减小，动能减小，高度减小，重力势能减小，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．（23-24八年级下·重庆沙坪坝·期末）2024年4月30日17时46分，“神舟十七号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱距离地面约1m时，四个反推发动机点火，进入反推过程，返回舱继续下落，下降速度急剧减小，如图所示。在返回舱的反推过程中，下列说法正确的是（    ） A．动能减小，机械能不变 B．重力势能和动能都在减小 C．重力势能全部转化为动能 D．重力势能减小，动能增大 【答案】B 【详解】返回舱距离地面约1m时，四个反推发动机点火，进入反推过程，返回舱继续下落，高度降低，则重力势能变下；下降速度急剧减小，速度变小，则动能变小，机械能变小，故B正确，ACD错误。 故选B。 3．（24-25八年级下·全国·课后作业）如图所示，光滑斜面与光滑水平面在M点通过小圆弧相连，轻弹簧左端固定，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点，下列说法正确的是（　　） A．小物块从P向M运动的过程中，机械能减小 B．小物块从P向M运动的过程中，动能不变 C．小物块在MN段运动时动能减小 D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大 【答案】D 【详解】AB．小物块从P向M运动过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小，同时速度变化，即动能变大，由于斜面光滑，所以机械能不变，故AB错误； C．由于平面光滑，即没有能量损失，所以物块在MN段做匀速运动，即动能不变，故C错误； D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的形变程度最大，所以弹簧的弹性势能最大，故D正确。 故选D。 4．（24-25八年级下·上海·期中）下列物体中。既具有动能又具有势能的是（　　） A．停在空中的热气球 B．被拦河大坝拦住的河水 C．正在操场上进行800m赛跑的运动员 D．从空中匀速下落的羽毛 【答案】D 【详解】运动的物体具有动能，高处的物体具有重力势能，发生弹性形变的物体具有弹性势能。 A．停在空中的热气球只有重力势能，没有动能，故A不符合题意； B．被拦河大坝拦住的河水，没有动能，也没有重力势能，故B不符合题意； C．正在操场上进行800m赛跑的运动员没有重力势能，只有动能，故C不符合题意； D．从空中匀速下落的羽毛既具有动能又具有重力势能，故D符合题意。 故选D。 5．（24-25八年级下·吉林·课后作业）在农业领域，人们用普通无人机代替人工喷洒农药，可以大大地提高喷洒的效率。假定无人机在喷洒农药的过程中是在同一高度匀速飞行，下列说法正确的是（　　） A．喷洒农药的过程中，无人机重力势能不变 B．喷洒农药的过程中，无人机动能不变 C．喷洒农药的过程中，无人机重力势能增大 D．喷洒农药的过程中，无人机动能减小 【答案】D 【详解】无人机代替人工喷洒农药，虽高度不变和速度不变，但因喷洒农药导致质量减少，故重力势能和动能均减小，故ABC错误，D正确。 故选D。 6．（24-25八年级下·河南·课后作业）铅球是一种田径运动项目，它利用人体全身的力量将一定重量的铅球从肩上用手臂推出。如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能随时间变化的曲线最接近的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】铅球在整个飞行过程中，质量不变，铅球一直在运动，动能不为零。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。由于刚出手时球的高度比最终球的高度要高，球下落到最低点时将会有更多的重力势能转化为动能，因此最终的动能要大于开始的动能，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．（21-22九年级下·重庆·阶段练习）如图所示，用力F将小球压至D点（弹簧始终处于弹性限度内）、撤去力F后，小球从静止开始向上运动。C位置时小球所受弹力大小等于重力，B位置是弹簧自身长度的位置，A位置是小球到达的最高点，整个过程不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　） A．在B位置小球的动能最大 B．在A位置，小球速度为零，小球处于平衡状态 C．从D到B位置小球的动能一直在变大 D．从D到A位置过程中小球受到的合力先减小再增大后不变 【答案】D 【详解】A．在D位置时，弹簧弹性形变最大，弹力最大，弹力大于重力，合力向上，小球加速上升，到达C位置时小球所受弹力大小等于重力，合力为零，之后CB段弹力小于重力，合力向下，小球做减速运动，BA段只受重力，合力向下，小球继续做减速运动，所以小球在C位置的速度最大，动能最大，故A错误； B．在A位置小球到达最高点，速度为零，只受重力作用，受力不平衡，故B错误； C．由选项A可知，从D到B位置小球的速度先变大后变小，小球的动能先变大后变小，故C错误； D．D点弹力最大，弹力大于重力，合力等于弹力减去重力，随后弹力减小，合力减小，当到C点时，弹力大小等于重力，合力为零，之后弹力小于重力，合力向下，合力等于重力减去弹力，随着弹力的减小，合力逐渐增大，到B点，弹力消失，只受重力，合力就等于重力，合力达到最大后不变，故从D到A位置过程中小球受到的合力先减小再增大后不变，故D正确。 故选D。 二、填空题 8．（24-25八年级下·安徽·课后作业）A、B、C分别代表不同形式的能：A代表动能，B代表重力势能，C代表弹性势能。依题意选择适当的字母填入下列横线上。 (1)推出去的铅球，落地时具有 ； (2)正在上坡的自行车，具有 ； (3)被拦河坝拦住的河水，具有 ； (4)在跳台上准备跳水的运动员，具有 ； (5)钟表里卷紧的发条，具有 ； (6)从枪膛里射出的子弹，具有 。 【答案】(1)A (2)AB (3)B (4)B (5)C (6)AB 【详解】（1）推出去的铅球，落地时具有一定的速度，所以具有动能。 （2）正在上坡的自行车在运动，有速度，也具有高度，具有动能和重力势能。 （3）被拦河坝拦住的河水具有一定的高度，具有重力势能。 （4）在跳台上准备跳水的运动员具有一定的高度，具有重力势能。 （5）钟表里卷紧的发条发生了弹性形变，具有弹性势能。 （6）从枪膛里射出的子弹在运动，具有速度，也具有高度，所以具有动能和重力势能。 9．（24-25八年级下·河南·期末）为了有效阻断病毒的传播，多地用洒水车在水平路面上喷洒消毒液，消毒车匀速前进喷洒过程中，消毒车的动能 （选填“变大”“变小”或“不变”）；若以2m/s匀速直线行驶的消毒车受到的牵引力为1500N，则消毒车牵引力的功率为 W。 【答案】 变小 3000 【详解】[1]动能的影响因素有质量和速度，消毒车匀速前进喷洒过程中，速度不变，质量减小，所以消毒车的动能减小。 [2]若以2m/s匀速直线行驶的消毒车受到的牵引力为1500N，则消毒车牵引力的功率为 10．（24-25八年级下·江苏徐州·阶段练习）如图所示，手用力拉弓，弓被拉弯，弓被拉弯的施力物体是 。拉弓射箭时，弓弦发生 （选填“弹性”或“塑性”）形变后会对箭产生弹力。箭能被射出去，说明拉开的弓具有能量，这种能量叫作 。 【答案】 手 弹性 弹性势能 【详解】[1]拉弓的过程中，弓受到手的拉力作用而发生形变，因此弓被拉弯的施力物体是手。 [2]弓被拉弯，当作用在弓弦上的力撤销后，弓弦可以恢复原状，故弓发弦生了弹性形变。 [3]物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，箭能被射出去，说明拉开的弓具有能量，这种能量叫作弹性势能。 11．（24-25八年级下·江苏常州·期中）下列几种实例中，①空中飞行的无人机②拉弯的弓③形变的蹦床④被举高的打桩机的重锤，物体具有弹性势能的是 ，物体具有重力势能的是 。 【答案】 ②③ ①④ 【详解】[1][2]物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能；物体由于被举高而具的能叫重力势能。拉弯的弓和形变的蹦床都发生了形变，具有弹性势能；空中飞行的无人机和被举高的打桩机的重锤都具有一定的高度，具有重力势能，因此物体具有弹性势能的是②③，物体具有重力势能的是①④。 12．（24-25八年级下·吉林·课后作业）如图所示，小浪底水利枢纽利用拦河大坝，使大坝上游水位 （选填“升高”或“降低”），提高水的重力势能；小浪底设计最大坝高154m，葛洲坝水电站的最大坝高47m且海拔比小浪底低，则 （选填“能”或“不能”）确定蓄满水时前者水的重力势能大于后者水的重力势能。 【答案】 升高 不能 【详解】[1]重力势能大小的影响因素是质量和高度。质量越大，高度越高，重力势能越大，小浪底水利枢纽利用拦河大坝，使大坝上游水位升高，从而提高水的重力势能。 [2]重力势能大小的影响因素是质量和高度。小浪底设计最大坝高154m，葛洲坝水电站的最大坝高47m且海拔比小浪底低，但并不知道两水库中水量的多少，所以无法比较它们重力势能的大小。 三、实验题 13．（24-25八年级下·吉林·单元测试）如图所示，某实验小组在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，将同一小车从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。 (1)本实验所探究物体的动能是指 （选填“小车”或“木块”）的动能； (2)分析比较甲、乙两次实验，可探究出的结论是质量相同的物体，速度越大，动能 ； (3)分析比较 两次实验，可探究出的结论是速度相同的物体，质量越大，动能越大； (4)小组的小亮设计了图丁、戊所示的装置探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2>h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小。请你判断小亮的做法 （选填“合理”或“不合理”），理由是 。 【答案】(1)小车 (2)越大 (3)甲、丙 (4) 不合理 没有控制水平面的粗糙程度相同 【详解】（1）根据题意可知，实验中探究小车的动能，即小车撞击木块时的动能的大小。 （2）分析比较甲、乙两次实验，小车的质量不变，到达水平面的速度不同，甲图中小车到达水平面的速度较大，木块被撞击时运动的距离较大，动能较大，可以得到质量相同的物体，速度越大，动能越大。 （3）探究动能与质量的关系时，需要控制速度相同，质量不同，故需要对比甲、丙两次实验；根据实验数据可知，速度相同的物体，质量越大，动能越大。 （4）[1][2]用图丁、戊所示的装置探究动能的大小与速度的关系，应改变小球撞击木块前的速度，控制其它因素相同，而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，不能保证运动的距离越远，做功越多，动能越大，故这种方法是不合理的。 14．（24-25八年级下·全国·单元测试）小龙在研学时发现，强夯机（如图a所示）在打夯时，夯锤的质量越大，被提升得越高，地面被砸出的坑就越深。由此，小龙猜想，物体的重力势能可能与物体的质量和高度有关。为了验证自己的猜想是否正确，小龙和科技小组的同学们设计了图b所示的“模拟打桩”实验，探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。已知物体质量，实验时，让物体从木桩正上方某一高度自由下落，将木桩打入沙中。 (1)物体下落过程中，重力势能转化为 能，可以通过比较 来判断物体重力势能的大小，由图b可判断：物体 （选填“甲”“乙”或“丙”）释放前的重力势能最小； (2)通过图b中、两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论： ； (3)通过图b中 两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：物体下落的高度一定时，质量越大，具有的重力势能越大； (4)由图b中B、C两木桩被打入沙中的深度相同， （选填“能”或“不能”）说明物体乙、丙释放前的重力势能相同，你的理由是 。 【答案】(1) 动 木桩被打入沙中的深度 甲 (2)当物体的质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能越大 (3)A、C (4) 能 物体乙、丙对木桩做的功相同 【详解】（1）[1]物体下落过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增加，动能增加，因此是将重力势能转化为动能。 [2]根据转换法，本实验是通过木桩进入沙中的深度来反应物体的重力势能大小的。 [3]图b中，甲物体将木桩下压的深度最小，说明甲释放前的重力势能最小。 （2）图b中A木桩被打入的深度小，B木桩被打入的深度大，说明乙物体的重力势能大于甲物体的重力势能，由于甲乙两物体的质量相同，乙物体的高度高，因此可得结论为：当物体的质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能越大。 （3）探究物体的重力势能与质量的关系，需要控制高度相同，质量不同，因此选择A、C两木桩。 （4）B、C两木桩被打入沙中的深度相同，说明物体乙、丙对木桩做的功相同，因此能够说明物体乙、丙释放前的重力势能相同。 四、计算题 15．（20-21九年级下·陕西西安·开学考试）为控制疫情，我市市政管理部门配备了如图所示的消毒车按时对人流密集的主干道路进行消毒。消毒车罐体容积为4500L，空载质量约5000kg，轮胎与地面的总接触面积是1000cm2，发动机的额定功率约为95kW。（ρ药水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） (1)消毒车在水平地面上匀速行驶消毒时，具有的动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (2)装满药水时，消毒车对水平地面的压强是多少？( ) (3)当该车装满药水，在水平公路上以额定功率匀速行驶时，测得速度为10m/s，则发动机在2min内所做的功是多少？受到的阻力是多少？ ( ) 【答案】 变小 1.14×107J， 【详解】解：(1)消毒车在水平地面上匀速行驶消毒时，质量减小，速度不变，故其动能变小。 (2)空车受到的重力为G1=m空g=5000kg×10N/kg=50000N 装满药水时，药水受到的重力为G药水=m药水g=ρ药水Vg=1.0×103kg/m3×4500×10-3m3×10N/kg=45000N 消毒车总重为G=G1+G药水=50000N+45000N=95000N   消毒车对水平地面的压强为 (3)发动机的额定功率约为95kW，则发动机在2min内共做功W=Pt=95000W×2×60s=1.14×107J 该车匀速行驶时所受阻力等于牵引力，即 答：(1)消毒车在水平地面上匀速行驶消毒时，具有的动能变小； (2)装满药水时，消毒车对水平地面的压强是9.5×105Pa； (3)发动机在2min内所做的功是1.14×107J ，受到的阻力是9500N。 16．（23-24八年级下·贵州贵阳·阶段练习）近年来，房车自驾游渐渐成为旅游的新趋势。这种旅游方式能让游客真正地回归自然、亲近自然,在旅途中享受自由。某房车（如图所示）的总质量为3×103kg，在一段平直公路上匀速行驶了56km，用时0.5h，且受到的阻力为车重的。（g取10N/kg）求： (1)该房车牵引力所做的功。 (2)若将该房车改装成并联混合动力型,由汽油发动机与电动机同时提供动力，其功率分别为40kW和60kW，该房车以72km/h的速度匀速行驶，求此时该房车的牵引力。 (3)请从能的角度解释禁止车辆超速、超载的原因。 【答案】(1)1.68×108J；(2)5000N；(3)见解析 【详解】【小问1】 该房车受到的重力G=mg=3×103kg×10 N/kg=3×104N 在一段平直公路上匀速行驶时，牵引力等于阻力，为 F牵=f=0.1G=0.1×3×104N=3×103N 该房车牵引力所做的功W=F牵s=3×103N×56×103m=1.68×108 J 【小问2】 此时的总功率P总=40kW+60kW=100kW=1×105W 此时的速度v′=72km/h=20m/s 由可知，此时该房车的牵引力 【小问3】 影响动能的因素是质量和速度，质量越大，速度越大，则车辆的动能就越大，行驶就越危险。 【中考真题练】 1．（2024·青海西宁·中考真题）我国自主研制的智能乒乓球机器人，能通过图像传感装置综合分析运动员的各项技术，并针对性地变换发球、回球等操作，以提高运动员的技术水平。下列说法正确的是（   ） A．乒乓球被击出后，运动轨迹发生改变，说明力是改变物体运动状态的原因 B．球拍对乒乓球的作用力和乒乓球对球拍的作用力是一对平衡力 C．乒乓球被击出后，从高处下落的过程中动能不变，重力势能增大 D．乒乓球被击出后，若所受的力全部消失，它一定保持静止状态 【答案】A 【详解】A．乒乓球被击出后，在重力作用下，运动轨迹发生改变，说明力是改变物体运动状态的原因，故A正确； B．球拍对乒乓球的作用力和乒乓球对球拍的作用力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故B错误； C．乒乓球被击出后，从高处下落的过程中质量不变，速度增大，高度降低，所以动能变大，重力势能减小，故C错误； D．根据牛顿第一定律，乒乓球被击出后，若所受的力全部消失，它将做匀速直线运动，故D错误。 故选A。 2．（2024·江苏镇江·中考真题）如图所示，某种可重复使用火箭在降落过程中，通过控制推力，沿竖直方向先从A点减速运动到B点，再从B点匀速运动到C点，且，不计运动过程中的空气阻力，忽略火箭质量的变化。则（    ） A．火箭受到推力的施力物体是空气 B．AB段的推力小于BC段的推力 C．AB段重力做功的功率大于BC段 D．AB段火箭的重力势能转化为动能 【答案】C 【详解】A．火箭的运动方向是向下，火箭受到竖直向下的重力，推力的方向是向上，火箭受到推力的施力物体是火箭发动机向下喷出的气体，故A不符合题意； B．火箭的运动方向是向下，忽略火箭质量的变化，则火箭的重力不变，AB段做减速运动，推力大于重力；BC段匀速运动，推力等于重力，所以AB段的推力大于BC段的推力，故B不符合题意； C．AB段，火箭的质量不变，重力不变，高度变低且，重力做功相同，但AB段所用的时间小于BC段，根据可知，AB段重力做功的功率大于BC段，故C符合题意； D．AB段，火箭的质量不变，高度变低，速度变低，重力势能变小、动能也变小，因此重力势能没有转化为动能。故D不符合题意。 故选C。 3．（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。 4．（2024·海南·中考真题）火箭搭载探测器加速升空过程中，探测器的动能 ，重力势能 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】 变大 变大 【详解】[1]探测器的质量不变，速度变大，动能变大。 [2]探测器的质量不变，高度变大，重力势能变大。 5．（2024·山东威海·中考真题）小明和爸爸在体验轮胎滑雪项目时，平躺在相同规格的轮胎上先后从同一滑道的最高处由静止滑下，小明的质量比爸爸小。当两人都刚滑到水平面时，小明的动能 爸爸的动能（下滑过程不计空气阻力及轮胎与滑道之间的摩擦）：在水平减速带滑行时，小明、爸爸乘坐的轮胎受到的摩擦力分别为、，则 。（两空均选填“小于”“等于”“大于”） 【答案】 小于 小于 【详解】[1]动能与质量和速度有关，根据题意在，小明和爸爸平躺在相同规格的轮胎上先后从同一滑道的最高处由静止滑下，所以，当两人都刚滑到水平面时具有相同的速度，由于小明的质量比爸爸小，所以，此时小明的动能小于爸爸的动能。 [2]滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，小明和爸爸在相同规格的轮胎上沿同一滑道滑行，接触面的粗糙程度相同，由于小明的质量比爸爸小，所以，对接触面的压力小，故受到的摩擦力小。 6．（2024·贵州·中考真题）小明观察到如图甲所示的组合式滑梯，各个滑梯的高度都有所不同，小朋友从不同的滑梯滑至底端时的快慢也有所不同，速度快的甚至会冲出滑梯摔在地上。这一现象引起了小明的思考：人沿滑梯滑至底端时速度的大小与什么因素有关呢？ 他猜想：与人开始下滑的起点高度有关。 小明用木块、硬纸板、垫块进行模拟实验，如图乙所示。纸板一端置于垫块上，另一端置于水平桌面上模拟滑梯，用纸板上从静止开始下滑的木块模拟人，通过观察木块在水平桌面上运动的距离来反映木块滑至底端O点时速度的大小，距离越长表明速度越大。 请你回答下列问题： （1）若释放后木块保持静止，是因为木块受到沿纸板向 的摩擦力，若要让木块下滑，写出一种操作方法： ； （2）解决上述问题后继续探究。如图丙①所示，从纸板顶端释放木块，木块运动至桌面上的M点；如图丙②所示，从纸板中部释放木块，木块运动至桌面上的N点。比较木块两次在桌面上的运动距离，可以得出结论：木块沿纸板下滑的起点越高， ； （3）根据上述探究，小明认为，要保证人不因速度过大冲出滑梯，设计时可以考虑在滑梯底端再连接一段 方向放置的滑梯，结合上述实验现象和所学物理知识说明这样设计的必要性；( ) （4）结合你坐滑梯的经历，谈谈还有哪些因素可能会影响人沿滑梯下滑的快慢？（写出两个因素即可）( ) 【答案】 上 增大斜面的坡度 滑至底端时速度越大 斜向上 见解析 滑梯较为光滑、滑梯较陡 【详解】（1）[1][2]若释放后木块保持静止，说明木块处于平衡状态，受力平衡，因此其受到的重力，斜面对其的支持力和沿斜面向上的摩擦力平衡，因此木块保持静止的原因是其受到沿纸板向上的摩擦力。为此我们可以增大斜面的坡度，从而减小木块受到的摩擦力。 （2）[3]由实验可知，从纸板顶端释放木块，木块运动至桌面上的M点；从纸板中部释放木块，木块运动至桌面上的N点，由图丙可知，木块由顶端滑下后在桌面上移动的距离更远，说明其速度较大，因此可得出结论：木块沿纸板下滑的起点越高，滑至底端时速度越大。 （3）[4][5]由于人的速度较大容易冲出滑梯，即人此时的动能较大，因此可以将人的动能转化为重力势能，以防止人冲出滑梯，所以可以在滑梯底端再连接一段斜向上方向放置的滑梯。 （4）[6]根据生活经验和物理知识可知，当滑梯较为光滑时，人从滑梯滑下时，克服摩擦做功产生的内能较小，则重力势能转化为动能更大，则速度更大；滑梯较陡时，人从滑梯滑下时，受到的摩擦力较小，克服摩擦做功产生的内能较小，则重力势能转化为动能更大，则速度更大。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$