11.3 动能和势能（3个知识点＋2个方法技巧＋4大题型＋分层训练）-2024-2025学年八年级下册物理同步题型分类讲与练（人教版2024）

11.3 动能和势能 01导图速览 02必备知识 ►知识点1 能量 ►知识点2 动能 ►知识点3 势能 03方法技巧 ►方法技巧1 功能关系易错点 ►方法技巧2 分析动能、势能大小变化 04经典题型 题型1 功和能的关系 题型2 判断动能和势能的大小变化 题型3 探究动能大小的影响因素 题型4 探究重力势能大小的影响因素 05分层训练 基础练 提升练 知识点1 能量 1、什么情况下能够做功 从高处落下的西瓜皮可以砸坏车顶，压缩的弹簧能将小球弹起，湍急的流水能推动水车，处于高处的西瓜皮、压缩的弹簧、流水都能做功。 2、能量 （1）概念：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 （2）实质：物体做功的过程就是能的转化过程。物体做的功越多，说明某种能转化为别的形式的能就越多，就表示这个物体的能量越大。即能最是表示物体做功本领的物理量。 （3）单位：能的单位与功的单位相同，在国际单位制中功的单位是焦耳（J），能的单位也是焦耳（J）。 【注意】“能够对外做功”并不等同于正在做功。有能量的物体不一定做功，但能够做功的物体一定有能量。 3、能与功的区别与联系 （1）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强弱的物理量，是一个状态量。 （2）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。 知识点2 动能 1、动能 物体由于运动而具有的能叫作动能。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、流动的水等都具有动能。 【注意】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，还可能具有其他形式的能量。 2、实验：研究物体的动能跟哪些因素有关 （1）实验思路：利用如图所示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由静止滚下改变速度。钢球动能的大小由木块被撞的远近来反映，木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多，钢球的动能越大。 （2）实验方法 ①转换法：通过木块被撞击后移动的距离来反映钢球的动能大小。木块移动的距离越大，表明钢球的动能越大。 ②控制变量法：在探究动能与质量的关系时，需要保持钢球的速度不变，使用不同质量的钢球进行实验；在探究动能与速度的关系时，需要保持钢球的质量不变，仅改变钢球的速度进行实验。 （3）实验过程 ①让同一个钢球分别从斜面的不同高度处由静止开始滚下，碰撞木块，比较两次木块被撞的远近。 ②换用质最不同的钢球，让它们从斜面的同一高度处由静止开始滚下，滚下后碰撞木块，比较两次木块被撞的远近。（同一高度的目的是：控制钢球到达水平面时的初始速度相同） （4）实验结论 物体的动能与物体的质量和运动速度有关。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，它的动能也越大。 3、理解动能大小时应注意的问题 （1）一切运动的物体都具有动能物体的动能由物体的质量和速度的大小决定在讨论质量和速度对动能大小的影响时必须注意两个因素而不可忽略任何一个。 例如，一颗子弹的速度大于火车的速度，但子弹的质量小于火车的质量，故子弹与火车的动能无法确定是哪一个大。 （2）在分析有关物体动能大小的变化时要同时考虑物体的质量和物体的速度是否发生变化不能只考虑其中的一个方面。 例如，公路上匀速行驶的正在洒水的洒水车，尽管速度没有变化，但洒水车的总质量在不所减小，所以它的动能在不断减小。 知识点3 势能 1、重力势能 （1）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，叫作重力势能。 （2）实验：研究影响重力势能大小的因素 让贴款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。 实验利用转换法：通过木桩进入沙中的深度来反映重力势能的大小。 ①让同一铁块从不同的高度处自由下落撞击木桩，如图甲、乙所示，铁块高度越高，木桩进入沙中的深度越深。 ②让铁块A和更重的铁块B从同一高度处自由下落撞击木桩，如图甲、丙所示，B铁块使木桩进入沙中的深度更深。 【实验结论】在质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能越大；在高度一定时，物体的质量越大，具有的重力势能越大。 2、弹性势能 （1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能。 （2）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。对于同一物体，弹性形变越大，它具有的弹性势能越大。 （3）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，松手后玩具就会在弹性势能的作用下动起来。 方法技巧1 功能关系易错点 1、物体具有的能越多，能够做的功越多，但不代表已经做功或已经做很多功。 2、物体做过很多功，只能说明做功之前具有很多能，但不代表做功后还具有很多能。 3、运动的物体一定具有动能，还可能具有势能；静止的物体不具有动能，但可能具有势能。 方法技巧2 分析动能、势能大小变化 1、动能、势能影响因素 2、抓住关键词快速分析变化 分析物体动能和重力势能的变化时，要同时考虑质量、速度和高度是否发生变化。 （1）一般情况下，物体的质量不变，但若研究对象是洒水类物体，则质量变小，如“喷洒农药的飞机““正在洒水的洒水车”。 （2）“匀速”“加速”“减速”分别表示速度不变、变大、变小。 （3）“升高”“上升”等表示高度变高，“降低”“ 下降”“下滑”“下落"等表示高度变低。 题型1 功和能的关系 1．（24-25九年级上·浙江杭州·月考）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 2．关于能，下列说法正确的是（　　） A．运动的物体具有的能叫做动能 B．物体能够对外做功，表示它具有能 C．质量大的物体，具有的动能一定大 D．只有做功的物体才具有能量 3．（23-24八年级下·河北邯郸·期末）下列关于能的叙述中，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物体具有的能量越多，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 4．（22-23九年级上·湖北咸宁·月考）下列关于功和能的叙述中正确的是（　　） A．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 B．吊在天花板上的吊灯静止，所以没有能 C．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 D．没有做功的物体不具有能 题型2 判断动能和势能的大小变化 5．下列物体既有动能又有势能的是（　　） A．静止在路边的汽车 B．被压缩的弹簧 C．高山上静止的大石 D．C919飞机在飞行 6．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 7．（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 8．（23-24八年级下·安徽合肥·期末）如图所示，是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A点和B点，则物体在 点时重力势能大。 9．质量较大的老鹰和质量较小的燕子在天空中自由飞翔。如果它们的动能相同，则 飞行的速度较大；如果它们飞行的高度相同，则 的重力势能较大。 10．（2024·江苏镇江·二模）很多家庭中会用到一款清洁地面的扫地机器人，它工作时内部的电动风扇会转动，使尘盒内部空气流速变大，压强 ，（选填“变大”、“变小”或“不变，下同），垃圾在外部大气压作用下被“吸”入尘盒：当扫地机器人一边“吸入”垃圾一边匀速运动时，它的动能 ，牵引力的功率 。 11．（23-24八年级下·湖南长沙·月考）飞机在林场上空某一高度处喷洒农药时，水平匀速飞行，飞机的动能 ，重力势能 。 题型3 探究动能大小的影响因素 12．（2025·山东潍坊·二模）小明在查找相关资料时发现，大部分重大交通事故是因为汽车超载超速造成的。基于此小明猜想物体动能的大小可能与物体的质量和物体的速度有关，要进一步探究“物体动能的大小与物体质量和速度的关系”，实验装置如图所示。 实验次数 1 2 3 4 5 小球的质量 10 20 30 10 10 小球释放的高度 5 5 5 10 15 木块移动的距离 10 18 29 38 86 （1）实验时，发现木块被撞后总是滑出木板，为使木块不滑出木板，请你提出一条合理的改进方法： ； （2）改进后继续实验，所得数据如表所示，分析第1、2两次实验数据，可知第二次实验时小球的动能比第1次大，判断依据是 ； （3）实验分析第1、4、5三次实验数据，可以探究小球动能与________之间的关系（选填序号即可） A．小球的质量 B．小球释放的高度 C．小球运动的速度 D．木块移动距离 （4）进一步分析实验数据还可知， （选填“物体质量”或“物体速度”）对物体动能的影响更大，即当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。 13．（2025·山东临沂·一模）小明在放学的路上常看到如图1所示的交通警示牌，为了研究车辆超速、超载对交通安全的影响，他用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m）碰撞静止在同一水平长木板上的木块B，进行了“动能的大小与什么因素有关”的探究实验。将钢球m从斜面的不同高度（H＞h）由静止下滑，到水平长木板上撞击木块B，木块B移动的距离分别为s1和s2，且s1＞s2，实验过程如图2甲、乙所示。 （1）实验中探究的“动能”是指______  （选填字母）。 A．钢球在斜面上的动能 B．钢球撞击木块时的动能 C．木块被撞击后的动能 （2）在实验中，动能大小是通过木块 来判断的，由甲、乙两图可得的实验结论是 ；这说明了 现象的危害（选填“超速”或“超载”）。 （3）若在进行图乙、丙两图实验时，丙图中木块B被撞后滑出木板，为了使木块B不滑出木板，需要重新进行丙图的实验，下列方法可行的是_____ （选填字母）。 A．丙实验换用表面更粗糙的木板 B．丙实验换用相同材质的较长木板 C．丙实验换用质量小于m的钢球 D．丙实验降低钢球滚下的起始高度 （4）小红同学说她常常看到雨天路滑，请减速行驶的警示牌，她想利用实验探究其中的原理，除了原有的器材外，还应准备不同粗糙程度的长木板，这是探究 。 14．（2025·天津南开·三模）汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。同学们由此想要探究影响动能大小的因素。实验过程如下图，其中。 （1）三次实验应让小球由静止开始滚下，实验中，动能的大小是通过 来反映； （2）甲、乙两次实验探究的是动能与 的关系； （3）进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，由此可推断A、B两球的质量关系是：mA mB（选填“大于”“小于”或“等于”）。 15．（2025·江苏扬州·二模）为了探究物体的动能大小与哪些因素有关，小明设计了如下实验，用质量不同的两个小钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H>h）由静止开始滚下，分别测出木块B被撞击后移动的距离，结果是s3>s1>s2。 （1）该实验中是通过观察 来判断 （选填“钢球”或“木块”）的动能大小； （2）用来研究超载安全隐患时，我们应选择 两图所示实验来进行比较； （3）若将甲、乙两图中的木块均移走，并适当调节斜面倾角和钢球释放高度， （选填“能”或“不能”）研究物体的动能大小与速度的关系； （4）实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能 （选填“大于”“小于”或“等于”）木块克服摩擦力所做的功； （5）若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。 16．（24-25八年级下·吉林·期末）如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1=h3>h2，mA=mB<mC。 （1）小钢球在滚下斜面的过程中，它的动能大小是通过 （选填“高度h”或“距离s”）大小来反映的； （2）分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越 ； （3）分析比较 两组实验可得出物体的动能与质量的关系； （4）综合上述可知，如图丁所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高 。 题型4 探究重力势能大小的影响因素 17．（24-25九年级上·广西河池·期末）如图所示，是小明“探究重力势能大小跟哪些因素有关”的实验，图中物体质量的关系：mA=mB<mC，物体被举的高度关系hA=hC<hB，木桩开始时高度相同。 （1）实验过程中，小明通过观察 来比较物体重力势能的大小（选填“物体下降速度”或“木桩陷入沙中深度”）；本实验用到两种实验探究方法，分别是控制变量法和 ； （2）分析图中 （选填“甲”“乙”或“丙”）两次实验可以得到的实验结论是：质量相同时，物体被举的越高，重力势能越大； （3）物体B在下落过程中， 转化为 （选填“弹性势能”、“重力势能”或“动能”）。 18．（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”） 19．（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： 。 20．（24-25九年级上·陕西咸阳·期中）小明同学在探究重力势能的大小与哪些因素有关时，提出了如下猜想： 猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关； 猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关。 为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验，如图甲所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿陷入沙子的深度。 按上述方案进行实验，其实验数据如表所示。 序号 铁块质量（g） 铁块距桌面高度（cm） 桌腿陷入沙子的深度（cm） ① 20 20 1.9 ② 20 30 2.9 ③ 20 40 3.8 ④ 30 20 2.9 ⑤ 40 20 4.1 （1）实验探究的是 （选填“铁块”或“小桌”）的重力势能，实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小，这种研究方法叫做 法。 （2）为了验证猜想一，需选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析。 （3）分析表中①②③三组实验数据，可得出的结论是：质量相同的物体，所处高度越高， 。 （4）完成以上实验探究后，小明同学又进行了两次实验来探究动能大小与质量的关系，如图乙、丙所示，让质量不同的小球从同一高度由静止开始释放，撞击木板上放置的木块（木板固定在水平面上），并通过木块移动距离来反映小球动能的大小。该实验中小球的动能是由 能转化而来的，实验中错误的操作是 。 21．（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 。 基础练 1．（2025·吉林长春·一模）高空抛物存在巨大的安全隐患，因为同一物体在高处具有较大的（　　） A．重力 B．动能 C．重力势能 D．弹性势能 2．下列物体不具有弹性势能的是（　　） A．被拉开的弓 B．被压弯的竹竿 C．被推开的弹簧门中的弹簧 D．被举高的杠铃 3．人拉弓射箭时，下列说法中正确的是（   ） A．放在张紧了的弓上的箭，具有弹性势能 B．弓被拉得越弯，人的弹性势能越大 C．弓把箭射出去的过程中，箭的弹性势能增加 D．弓把箭射出去的过程中，弓的弹性势能减少 4．如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，则它的（　　） A．动能减小，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大 C．动能不变，重力势能减小 D．动能不变，重力势能不变 5．（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 6．（2025·四川乐山·一模）嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。AB段返回器的动能 ；CD段返回器的重力势能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 7．下图是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与 有关；若橡皮筋被拉的长度相同，所用“子弹”的质量不同，则发现射出时“子弹”的速度也不同。在此过程中，橡皮筋对“子弹”做的功 （选填“相同”或“不相同”）。 8．同一辆汽车，行驶的速度增大时，动能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。若小轿车和大货车均满载，且以相同的速度行驶，则动能较大的是 。 9．合理使用各种交通工具为我们生活带来便利，但如果超载和超速将带来安全隐患，小张同学设计了如图所示的实验模拟探究超载和超速的危害：将A、B、C三辆小车分别从同一斜面的三个位置由静止释放，已知mA=mB<mC，hA=hC>hB。 （1）实验中超载、超速带来的危害程度是通过木块 来体现的； （2）在甲、丙两图所示的实验中，A、C两车到达水平面时的速度vA vC； （3）研究超速带来的安全隐患时，应选用图甲和图 进行实验。 10．小明所在的实验小组在“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的两个钢球、木块和斜面等。实验过程如图甲、乙、丙所示。 （1）本实验是通过木块被撞距离的远近来反映 （选填“木块”或“钢球”）的动能，这种研究问题的方法叫做 法； （2）小明进行甲、乙实验时，得出的结论是 ； （3）实验过程中小明发现实验现象不明显，老师指出小明实验中木块被撞击后移动的距离差异较小，实验现象不明显，为确保实验有较明显的现象，可行的一种方案是 ； （4）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功 。（选填“相等”或“不相等”）若水平面绝对光滑且足够长，（忽略空气阻力）碰撞后木块将 （选填“保持静止”或“做匀速直线运动”）。 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 提升练 11．（2025·四川乐山·中考真题）为响应国家“每日体育锻炼时间不低于两小时”的要求，某校组织学生远足爬山，开展户外运动。爬山区域等高线如图所示，不考虑重力变化，队伍重力势能最大的位置是（　　） A．A处 B．B处 C．C处 D．D处 12．（2025·广东广州·二模）如图甲，大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上做直线运动。此过程M、N的动能随时间变化的关系如图乙所示。用mM和mN、fM和fN、vM和vN分别表示M、N的质量、所受的摩擦力和运动速度的大小，下列判断一定正确的是（　　） A． B． C．M所在的地面更粗糙 D．fM＝fN 13．（2025·河北唐山·二模）2025年4月30日，神舟十九号返回舱安全着陆，当返回舱距离地面10km左右时，先打开降落伞，使返回舱从200m/s减速到10m/s。为了最大限度保障航天员的安全，在返回舱快接近地面1~2m时，舱体反推发动机再启动，使返回舱着陆更安全，如图所示。返回舱在整个着陆过程中（　　） A．动能一直增大 B．重力势能先减小后增大 C．运动状态保持不变 D．相对地面是运动的 14．（24-25八年级下·江苏扬州·月考）下列选项能够表明被举高的物体具有能量的是（　　） A．打桩机能将桩打入地下 B．人被形变的撑杆弹起来 C．人被弯曲的跳板弹起来 D．箭被拉开的弓射出去 15．（2023·江苏南通·三模）如图所示，弹簧左端固定在挡板上，小车压紧弹簧，释放后被弹开最终静止，则小车从释放到静止的过程中，下列分析不正确的是（    ） A．能探究阻力对物体运动的影响 B．能探究动能大小与速度的关系 C．能探究动能大小与质量的关系 D．小车运动过程中动能是先变大后变小 16．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． 17．如图所示，货架上放着A、B、C、D四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球（）。则关于四个实心球的重力势能，下列说法不正确的是（　　） A．A实心球的重力势能最大 B．D实心球的重力势能最小 C．C实心球的重力势能比D实心球的大 D．B、C两实心球的重力势能相等 18．（23-24八年级下·贵州黔东南·月考）（多选）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F后，小球从静止开始向上运动，到达C位置时小球所受弹力等于重力，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。如果整个过程机械能守恒，下列说法中正确的是（　　） A．在A位置小球重力势能最大 B．在C位置小球动能最大 C．从D到B位置过程中小球不断加速 D．从D到B位置过程中小球受到的合力方向保持不变 19．（2025·江苏扬州·二模）如图是探究“动能的大小与什么因素有关”时的实验装置。该实验是通过观察比较 来判断钢球动能的大小；让同一钢球分别从不同高度自由释放，这是为了探究物体的动能与 的关系。如果本实验装置的水平面绝对光滑， （选填“能”或“不能”）完成实验并得出结论。 20．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效。如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，此过程中，喷药无人机的动能 （选填“减小”、“增大”或“不变”）。若喷药无人机停止喷药，飞行中牵引力F与速度倒数的关系如图所示，由图可得出此过程中发动机的功率为 W。 21．（24-25八年级下·四川宜宾·期末）小明在玩“水枪”玩具时，发现“水枪”水平放置，如果推动活塞的速度越快，水枪离地面的高度越高，水就会射得越远，据此，他提出了如下猜想：在空中水平抛出的物体，落地的水平距离与抛出的初速度及抛出点离地面的高度有关，为验证猜想，小明找来了如图所示装置进行实验。 （1）实验中，让小球从斜槽上自由滚下，是为了使小球到达水平槽时具有一定的 ；小球从斜槽滚下，重力势能将 ，动能将 ； （2）分别让 （选填“同一”或“不同”）小球从斜槽上A、B、C位置由静止自由滚下，测出小球落地的水平距离sA、sB、sC，发现。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与 有关；这种研究方法是 法； （3）逐步降低抛出点离地面的高度，分别为h1、h2、h3，每次都让 （选填“同一”或“不同”）小球从斜槽上A处由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离s1、s2、s3，发现。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与 有关； （4）若在水平槽铺上毛巾，使抛出点离地面的高度为h3，让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，测出小球落地的水平距离为s4，根据上述实验的结果，应该有s4 s3（选填“＞”、“＜”或“=”）。 22．（2025·江苏扬州·二模）如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块在木板上向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1=h3>h2，m1=m2<m3。 （1）做完如图甲所示的实验后，准备进行图乙的实验：将钢球放置B位置后，将 后，然后将钢球由静止释放。 （2）比较甲和乙两组实验可得结论是：质量相同时， 越大，物体的动能越大；甲和丙两组实验将钢球放置斜面同一高度的目的是确保钢球到达水平面的 相同。 （3）某学习小组同学做丙实验时小木块被撞后滑出木板，为了能利用前面的实验数据，提出几条建议，你认为不恰当的是　　。 A．换质量较大的木块 B．换表面相同但长度较长的木板 C．换质量比前两次实验小的钢球 （4）另有同学将实验装置改进成图丁所示，用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究小球的动能大小与 （选填“质量”或“速度”）的关系；该同学还想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，探究小球的动能大小与质量的关系。这个设计方案 （选填“可行”或“不可行”）。 23．（2025·黑龙江大庆·二模）为探究影响动能大小的因素，学习小组设计了如图所示的实验方案。 （1）图1中，甲实验探究的是动能与 的关系，实验中通过 来比较小球动能的大小； （2）在完成甲实验的第二步操作时，木块被撞后滑出木板，为使木块不滑出木板，对甲实验的第二步操作应采取的方法是______； A．适当降低钢球的高度 B．换用一个较重的木块 C．换用质量更小的钢球 （3）如图1乙，两次实验过程中，木块克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1 W2（选填“＞”“＝”或“＜”），从能量转化的角度也可以看出，乙图中的第二次实验中的小球的动能 （选填“较大”或“较小”）； （4）实验结束后，各小组对实验提出各种改进方案： ①小明认为在“探究动能与速度的关系”的实验中，可以撤走木块并使用铺有毛巾的足够长的木板，记录小球在相同表面上滚动直到静止的距离，你认为小明的实验方案是否合理 （选填“合理”或“不合理”）； ②小刚设计了图2所示的装置进行实验； A．若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离，可以研究小球的动能大小与 （选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系； B．若用A、B两个质量不同的小球（mA＞mB）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，同一木块受到撞击后相应移动距离sA sB（选填“＞”、“＜”或“＝”）。 24．（2025·河南平顶山·一模）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，那么汽车的动能大小跟什么因素有关?于是他们进行了如下探究（） （1）他们做了如图所示的三次实验，该实验是通过观察 来反映铁球动能大小的； （2）比较甲、丙两图，得到的结论是 ； （3）由 两图，可得当质量一定时，速度越大，动能越大； （4）小明由此实验联想到探究阻力对物体运动影响的实验，让同一小车沿同一斜面的同一个高度由静止开始向下运动，到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止，小车在水平面运动的整个过程中，克服阻力做的功 （选填“相等”或“不相等”）.小车在毛巾和玻璃表面克服阻力做功的功率分别是P₁、P₂,则P₁ （选填“>”“=”或“<”）P₂。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 11.3 动能和势能 01导图速览 02必备知识 ►知识点1 能量 ►知识点2 动能 ►知识点3 势能 03方法技巧 ►方法技巧1 功能关系易错点 ►方法技巧2 分析动能、势能大小变化 04经典题型 题型1 功和能的关系 题型2 判断动能和势能的大小变化 题型3 探究动能大小的影响因素 题型4 探究重力势能大小的影响因素 05分层训练 基础练 提升练 知识点1 能量 1、什么情况下能够做功 从高处落下的西瓜皮可以砸坏车顶，压缩的弹簧能将小球弹起，湍急的流水能推动水车，处于高处的西瓜皮、压缩的弹簧、流水都能做功。 2、能量 （1）概念：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 （2）实质：物体做功的过程就是能的转化过程。物体做的功越多，说明某种能转化为别的形式的能就越多，就表示这个物体的能量越大。即能最是表示物体做功本领的物理量。 （3）单位：能的单位与功的单位相同，在国际单位制中功的单位是焦耳（J），能的单位也是焦耳（J）。 【注意】“能够对外做功”并不等同于正在做功。有能量的物体不一定做功，但能够做功的物体一定有能量。 3、能与功的区别与联系 （1）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强弱的物理量，是一个状态量。 （2）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。 知识点2 动能 1、动能 物体由于运动而具有的能叫作动能。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、流动的水等都具有动能。 【注意】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，还可能具有其他形式的能量。 2、实验：研究物体的动能跟哪些因素有关 （1）实验思路：利用如图所示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由静止滚下改变速度。钢球动能的大小由木块被撞的远近来反映，木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多，钢球的动能越大。 （2）实验方法 ①转换法：通过木块被撞击后移动的距离来反映钢球的动能大小。木块移动的距离越大，表明钢球的动能越大。 ②控制变量法：在探究动能与质量的关系时，需要保持钢球的速度不变，使用不同质量的钢球进行实验；在探究动能与速度的关系时，需要保持钢球的质量不变，仅改变钢球的速度进行实验。 （3）实验过程 ①让同一个钢球分别从斜面的不同高度处由静止开始滚下，碰撞木块，比较两次木块被撞的远近。 ②换用质最不同的钢球，让它们从斜面的同一高度处由静止开始滚下，滚下后碰撞木块，比较两次木块被撞的远近。（同一高度的目的是：控制钢球到达水平面时的初始速度相同） （4）实验结论 物体的动能与物体的质量和运动速度有关。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，它的动能也越大。 3、理解动能大小时应注意的问题 （1）一切运动的物体都具有动能物体的动能由物体的质量和速度的大小决定在讨论质量和速度对动能大小的影响时必须注意两个因素而不可忽略任何一个。 例如，一颗子弹的速度大于火车的速度，但子弹的质量小于火车的质量，故子弹与火车的动能无法确定是哪一个大。 （2）在分析有关物体动能大小的变化时要同时考虑物体的质量和物体的速度是否发生变化不能只考虑其中的一个方面。 例如，公路上匀速行驶的正在洒水的洒水车，尽管速度没有变化，但洒水车的总质量在不所减小，所以它的动能在不断减小。 知识点3 势能 1、重力势能 （1）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，叫作重力势能。 （2）实验：研究影响重力势能大小的因素 让贴款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。 实验利用转换法：通过木桩进入沙中的深度来反映重力势能的大小。 ①让同一铁块从不同的高度处自由下落撞击木桩，如图甲、乙所示，铁块高度越高，木桩进入沙中的深度越深。 ②让铁块A和更重的铁块B从同一高度处自由下落撞击木桩，如图甲、丙所示，B铁块使木桩进入沙中的深度更深。 【实验结论】在质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能越大；在高度一定时，物体的质量越大，具有的重力势能越大。 2、弹性势能 （1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能。 （2）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。对于同一物体，弹性形变越大，它具有的弹性势能越大。 （3）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，松手后玩具就会在弹性势能的作用下动起来。 方法技巧1 功能关系易错点 1、物体具有的能越多，能够做的功越多，但不代表已经做功或已经做很多功。 2、物体做过很多功，只能说明做功之前具有很多能，但不代表做功后还具有很多能。 3、运动的物体一定具有动能，还可能具有势能；静止的物体不具有动能，但可能具有势能。 方法技巧2 分析动能、势能大小变化 1、动能、势能影响因素 2、抓住关键词快速分析变化 分析物体动能和重力势能的变化时，要同时考虑质量、速度和高度是否发生变化。 （1）一般情况下，物体的质量不变，但若研究对象是洒水类物体，则质量变小，如“喷洒农药的飞机““正在洒水的洒水车”。 （2）“匀速”“加速”“减速”分别表示速度不变、变大、变小。 （3）“升高”“上升”等表示高度变高，“降低”“ 下降”“下滑”“下落"等表示高度变低。 题型1 功和能的关系 1．（24-25九年级上·浙江杭州·月考）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 【解析】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。 2．关于能，下列说法正确的是（　　） A．运动的物体具有的能叫做动能 B．物体能够对外做功，表示它具有能 C．质量大的物体，具有的动能一定大 D．只有做功的物体才具有能量 【答案】B 【解析】A．动能是由于物体运动而具有的能量，运动的物体具有的能，可能有其他的能，故A错误； B．一个物体能够做功，我们说这个物体具有能量，故B正确； C．物体动能大小与物体的质量和速度有关，物体的质量越大，速度越大，动能越大，不过如果质量大的物体，速度很小，它具有的动能不一定大，故C错误； D．物体具有能量，但不一定做功，如举在高处静止的物体具有重力势能，但没有做功，故D错误。 故选B。 3．（23-24八年级下·河北邯郸·期末）下列关于能的叙述中，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物体具有的能量越多，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 【答案】A 【解析】①一个物体能够做功，即具有对外对做的本领，我们就说这个物体具有能，故①正确； ②一个物体没有做功，但是它可能具有对外做功的本领，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物体具有的能量越多，对外做功的本领越大，做的功不一定越多，故⑤不正确； ⑥物体具有的能越多，对外做功的本领越大，它能做的功就越多，故⑥正确。 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．（22-23九年级上·湖北咸宁·月考）下列关于功和能的叙述中正确的是（　　） A．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 B．吊在天花板上的吊灯静止，所以没有能 C．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 D．没有做功的物体不具有能 【答案】A 【解析】A.一个物体如果具有了对别的物体做功的本领，我们就说这个物体具有能量，或者说具有能，故A正确； B.吊在天花板上的吊灯静止，相对于地面具有重力势能，故B错误； C.物体的具有的能越大，它能够做的功越大；物体已经做的功越多，并不能说明它具有的能就越多，只有物体能够做的功越多，才能说明它做功的能力强，因此它具有的能就越大，故C错误； D.物体不论有没有做功，只要能够对外做功，这个物体就具有能量，故D错误。 故选A。 题型2 判断动能和势能的大小变化 5．下列物体既有动能又有势能的是（　　） A．静止在路边的汽车 B．被压缩的弹簧 C．高山上静止的大石 D．C919飞机在飞行 【答案】D 【解析】A．静止在路边的汽车，速度为0，没有动能，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，动能为0，故B不符合题意； C．高山上静止的大石，有一定的高度具有重力势能，动能为0，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。 6．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 【解析】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。 7．（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 【解析】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。 8．（23-24八年级下·安徽合肥·期末）如图所示，是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A点和B点，则物体在 点时重力势能大。 【答案】B 【解析】从等高线图标出的海拔高度可知，A点的海拔为995m，B点的海拔为1040m，同一物体质量一定，位置越高重力势能越大。所以把同一物体放在B点时的重力势能大。 9．质量较大的老鹰和质量较小的燕子在天空中自由飞翔。如果它们的动能相同，则 飞行的速度较大；如果它们飞行的高度相同，则 的重力势能较大。 【答案】燕子 老鹰 【解析】[1]动能与质量和速度有关，物体的速度越大，质量越大，则动能越大。老鹰与燕子动能相等，老鹰的质量大，燕子的质量小，所以燕子的速度较快。 [2]高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大。老鹰的质量大于燕子的质量，高度相同，则老鹰的重力势能较大。 10．（2024·江苏镇江·二模）很多家庭中会用到一款清洁地面的扫地机器人，它工作时内部的电动风扇会转动，使尘盒内部空气流速变大，压强 ，（选填“变大”、“变小”或“不变，下同），垃圾在外部大气压作用下被“吸”入尘盒：当扫地机器人一边“吸入”垃圾一边匀速运动时，它的动能 ，牵引力的功率 。 【答案】变小 变大 变大 【解析】[1]扫地机器人工作时内部的电动风扇会转动，使尘盒内部空气流速变大，压强变小，垃圾在外部大气压作用下被压入尘盒。 [2]扫地机器人一边“吸”入垃圾一边匀速运动时，质量变大，速度不变，动能变大。 [3]扫地机器人“吸”入垃圾后质量变大重力变大，对地面的压力增大，匀速运动时所受摩擦力增大，则牵引力变大，速度不变，由P=Fv可知，牵引力的功率变大。 11．（23-24八年级下·湖南长沙·月考）飞机在林场上空某一高度处喷洒农药时，水平匀速飞行，飞机的动能 ，重力势能 。 【答案】减小 减小 【解析】[1][2]飞机在林场上空某一高度处喷洒农药时，水平匀速飞行，飞机的质量减小，速度不变，高度不变，动能减小，重力势能减小。 题型3 探究动能大小的影响因素 12．（2025·山东潍坊·二模）小明在查找相关资料时发现，大部分重大交通事故是因为汽车超载超速造成的。基于此小明猜想物体动能的大小可能与物体的质量和物体的速度有关，要进一步探究“物体动能的大小与物体质量和速度的关系”，实验装置如图所示。 实验次数 1 2 3 4 5 小球的质量 10 20 30 10 10 小球释放的高度 5 5 5 10 15 木块移动的距离 10 18 29 38 86 （1）实验时，发现木块被撞后总是滑出木板，为使木块不滑出木板，请你提出一条合理的改进方法： ； （2）改进后继续实验，所得数据如表所示，分析第1、2两次实验数据，可知第二次实验时小球的动能比第1次大，判断依据是 ； （3）实验分析第1、4、5三次实验数据，可以探究小球动能与________之间的关系（选填序号即可） A．小球的质量 B．小球释放的高度 C．小球运动的速度 D．木块移动距离 （4）进一步分析实验数据还可知， （选填“物体质量”或“物体速度”）对物体动能的影响更大，即当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。 【答案】（1）见解析 （2）木块的移动距离长 （3）C （4）物体速度 【解析】（1）若在进行实验时，木块被撞后滑出木板，说明该小球具有较大的动能，为了使木块不滑出木板，在不改变木板长度的情况下，可以适当降低小球的高度，或减小小球的质量，或换用长度更长的木板。 （2）根据转换法可知，该实验中通过木块被推动的距离来比较小球动能的大小。分析第1、2两次实验数据，第二次实验时木块移动的距离较远，可知第二次实验时小球的动能比第1次大。 （3）动能的大小与质量和速度有关，分析第1、4、5三次实验数据可知，小球的质量相同，释放的高度不同。小球到达水平面的速度是由小球的高度决定的，故可以探究小球动能与速度的关系。 故选C。 （4）由表中1、2数据可知，质量增加一倍，木块移动的距离由10cm增加到18cm；由1、4数据可知，小球释放的高度增加一倍，木块移动的距离由10cm增加到38cm；综上分析可知，物体速度对物体动能的影响更大。 13．（2025·山东临沂·一模）小明在放学的路上常看到如图1所示的交通警示牌，为了研究车辆超速、超载对交通安全的影响，他用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m）碰撞静止在同一水平长木板上的木块B，进行了“动能的大小与什么因素有关”的探究实验。将钢球m从斜面的不同高度（H＞h）由静止下滑，到水平长木板上撞击木块B，木块B移动的距离分别为s1和s2，且s1＞s2，实验过程如图2甲、乙所示。 （1）实验中探究的“动能”是指______  （选填字母）。 A．钢球在斜面上的动能 B．钢球撞击木块时的动能 C．木块被撞击后的动能 （2）在实验中，动能大小是通过木块 来判断的，由甲、乙两图可得的实验结论是 ；这说明了 现象的危害（选填“超速”或“超载”）。 （3）若在进行图乙、丙两图实验时，丙图中木块B被撞后滑出木板，为了使木块B不滑出木板，需要重新进行丙图的实验，下列方法可行的是_____ （选填字母）。 A．丙实验换用表面更粗糙的木板 B．丙实验换用相同材质的较长木板 C．丙实验换用质量小于m的钢球 D．丙实验降低钢球滚下的起始高度 （4）小红同学说她常常看到雨天路滑，请减速行驶的警示牌，她想利用实验探究其中的原理，除了原有的器材外，还应准备不同粗糙程度的长木板，这是探究 。 【答案】（1）B （2）移动的距离 物体的质量一定时，速度越大，动能越大 超速 （3）BC （4）摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关 【解析】（1）实验中小球撞击木块做功，探究的“动能”是指钢球撞击木块时的动能。 故选B。 （2）[1]实验中通过观察木块被推动的距离来比较撞击木块前小球的动能大小。 [2][3]由甲、乙两图可知，质量相同，下滑高度不同，高度高的获得的速度大，推动木块远，说明动能大，可得的实验结论是：质量一定时，速度越大，动能越大；这说明了超速现象的危害。 （3）若在进行图乙、丙两图实验时，丙图中木块B被撞后滑出木板，为了使木块B不滑出木板，需要重新进行丙图的实验，不能改变木块的质量和木板的粗糙程度，否则不能与乙图对比，因而丙实验换用相同材质的较长木板，可以直接得出结论，或丙实验换用质量小于m的钢球，推动木块的距离减小。 故选BC。 （4）除了原有的器材外，还准备不同粗糙程度的长木板，根据控制变量法可知这是探究摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关。 14．（2025·天津南开·三模）汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。同学们由此想要探究影响动能大小的因素。实验过程如下图，其中。 （1）三次实验应让小球由静止开始滚下，实验中，动能的大小是通过 来反映； （2）甲、乙两次实验探究的是动能与 的关系； （3）进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，由此可推断A、B两球的质量关系是：mA mB（选填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】（1）木块移动的距离 （2）速度 （3）小于 【解析】（1）在探究影响动能大小的实验中，我们采用转换法。小球从斜面上滚下撞击木块，小球动能的大小无法直接观察，但是小球动能越大，对木块做功越多，木块在水平面上移动的距离就越远。所以实验中是通过木块移动的距离来反映动能大小的。 （2）观察中的甲、乙两次实验，我们看到小球的质量是相同的（都是 A 球），而乙图中小球所处的高度大于甲图中小球所处的高度。根据重力势能转化为动能的原理，小球在斜面上所处高度越高，下滑到水平面时的速度就越大。所以乙球下滑后到达水平面的速度比甲球大，这两次实验探究的是动能与速度的关系。 （3）在图丙实验中，与乙图相比，小球下滑高度相同，即到达水平面的速度相同。而木块被撞后滑出木板掉落，这表明丙图中小球撞击木块时的动能更大。因为速度相同的情况下，动能与质量有关，动能越大，质量越大，所以可推断出 。 15．（2025·江苏扬州·二模）为了探究物体的动能大小与哪些因素有关，小明设计了如下实验，用质量不同的两个小钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H>h）由静止开始滚下，分别测出木块B被撞击后移动的距离，结果是s3>s1>s2。 （1）该实验中是通过观察 来判断 （选填“钢球”或“木块”）的动能大小； （2）用来研究超载安全隐患时，我们应选择 两图所示实验来进行比较； （3）若将甲、乙两图中的木块均移走，并适当调节斜面倾角和钢球释放高度， （选填“能”或“不能”）研究物体的动能大小与速度的关系； （4）实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能 （选填“大于”“小于”或“等于”）木块克服摩擦力所做的功； （5）若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。 【答案】（1）木块运动距离的长短 钢球 （2）乙、丙 （3）能 （4）大于 （5）不能 【解析】（1）[1][2]根据转换法的思想，钢球对木块做功，钢球的动能越大，对木块做功越多，木块移动的距离越远，因此通过观察木块运动距离的长短来判断钢球的动能大小。 （2）用来研究超载安全隐患时，应该控制速度大小不变，改变钢球的质量，由图可知，应该选择乙、丙两图所示的实验。 （3）当斜面倾角足够小，钢球释放高度足够低，钢球可在水平面上停下，且两次实验，钢球在斜面上由静止滚下的高度不同，可通过钢球停下的距离来比较其动能的大小，所以能研究物体的动能大小与速度的关系。 （4）钢球滚下时，钢球的重力势能转化为钢球的动能，钢球碰撞后继续运动，钢球的一部分动能转化为木块的动能，水平面对钢球也有摩擦力，钢球的一部分机械能转化为内能，则开始时钢球的重力势能大于木块克服摩擦力所做的功。 （5）若水平面绝对光滑，小车以任何速度到达水平后，由牛顿第一定律可知，小车将以原来的速度做匀速直线运动，故本实验将不能达到探究目的。 16．（24-25八年级下·吉林·期末）如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1=h3>h2，mA=mB<mC。 （1）小钢球在滚下斜面的过程中，它的动能大小是通过 （选填“高度h”或“距离s”）大小来反映的； （2）分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越 ； （3）分析比较 两组实验可得出物体的动能与质量的关系； （4）综合上述可知，如图丁所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高 。 【答案】（1）距离 （2）大 （3）甲、丙 （4）车速 【解析】（1）小钢球从斜面滚下的过程中，其动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的，移动的距离越大，说明小钢球的动能越大。 （2）由甲、乙两组实验可知，高度h越大，小钢球到水平面时的初速度越大，小木块向前移动的距离s越远，说明小钢球的动能越大，故分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （3）根据控制变量法可知，若想分析物体的动能与质量的关系，应控制速度相同、质量不同，甲、丙两组实验中小钢球的质量不同，其高度相同，小球到水平面的初速度相同，故由甲、丙实验可得出物体的动能与质量的关系。 （4）速度相同时，质量越大物体的动能越大，故图中所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高车速。 题型4 探究重力势能大小的影响因素 17．（24-25九年级上·广西河池·期末）如图所示，是小明“探究重力势能大小跟哪些因素有关”的实验，图中物体质量的关系：mA=mB<mC，物体被举的高度关系hA=hC<hB，木桩开始时高度相同。 （1）实验过程中，小明通过观察 来比较物体重力势能的大小（选填“物体下降速度”或“木桩陷入沙中深度”）；本实验用到两种实验探究方法，分别是控制变量法和 ； （2）分析图中 （选填“甲”“乙”或“丙”）两次实验可以得到的实验结论是：质量相同时，物体被举的越高，重力势能越大； （3）物体B在下落过程中， 转化为 （选填“弹性势能”、“重力势能”或“动能”）。 【答案】（1）木桩陷入沙中深度 转换法 （2）甲、乙 （3）重力势能 动能 【解析】（1）[1]实验中我们通过观察木桩陷入沙坑的深度，来比较重力势能的大小，凹陷越深重力势能越大。 [2]“探究重力势能大小跟哪些因素有关”的实验中，运用转换法，通过观察木桩陷入沙中深度来比较物体重力势能的大小，因此该实验中运用了控制变量法和转换法。 （2）探究重力势能与高度的关系时，需要控制物体的质量相同，物体所处的高度不同，因此选用甲、乙两次实验。 （3）[1][2]物体B在下落过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增加，动能增加，该过程中将重力势能转化为动能。 18．（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 【解析】（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。 19．（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 【解析】（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。 20．（24-25九年级上·陕西咸阳·期中）小明同学在探究重力势能的大小与哪些因素有关时，提出了如下猜想： 猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关； 猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关。 为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验，如图甲所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿陷入沙子的深度。 按上述方案进行实验，其实验数据如表所示。 序号 铁块质量（g） 铁块距桌面高度（cm） 桌腿陷入沙子的深度（cm） ① 20 20 1.9 ② 20 30 2.9 ③ 20 40 3.8 ④ 30 20 2.9 ⑤ 40 20 4.1 （1）实验探究的是 （选填“铁块”或“小桌”）的重力势能，实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小，这种研究方法叫做 法。 （2）为了验证猜想一，需选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析。 （3）分析表中①②③三组实验数据，可得出的结论是：质量相同的物体，所处高度越高， 。 （4）完成以上实验探究后，小明同学又进行了两次实验来探究动能大小与质量的关系，如图乙、丙所示，让质量不同的小球从同一高度由静止开始释放，撞击木板上放置的木块（木板固定在水平面上），并通过木块移动距离来反映小球动能的大小。该实验中小球的动能是由 能转化而来的，实验中错误的操作是 。 【答案】（1）铁块 桌腿陷入沙子的深度 转换 （2）①④⑤ （3）重力势能越大 （4）小球的重力势 见解析 【解析】（1）[1][2][3]重力势能的大小无法直接观察到，所以采用转换法，通过观察桌腿陷入沙中的深浅来判断重力势能的大小，所以探究的是铁块的重力势能。 （2）要验证猜想一物体的重力势能与质量有关，根据控制变量法，应控制物体的高度不变，改变物体质量的大小，故①④⑤组符合题意。 （3）通过对①②③组数据分析可知，质量相同，高度依次增加，导致桌腿进入沙子的深度更深即重力势能越大。 （4）[1]小球下落过程中重力势能转化为动能。 [2]在探究动能大小与质量关系，需要控制其他影响变量相同，而运动物体的质量不同。因通过木块滑行距离大小来比较动能大小，故两次实验中木块初始位置应相同，图中错误的操作是两次实验中未保持木块初始位置相同。 21．（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 【解析】（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。 基础练 1．（2025·吉林长春·一模）高空抛物存在巨大的安全隐患，因为同一物体在高处具有较大的（　　） A．重力 B．动能 C．重力势能 D．弹性势能 【答案】C 【解析】物体被举高后具有了重力势能，并且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大，所以高空抛物存在巨大的安全隐患，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．下列物体不具有弹性势能的是（　　） A．被拉开的弓 B．被压弯的竹竿 C．被推开的弹簧门中的弹簧 D．被举高的杠铃 【答案】D 【解析】ABC．被拉开的弓、被压弯的竹竿、被推开的弹簧门中的弹簧都发生了弹性形变，所以都具有弹性势能，故ABC不符合题意； D．被举高的杠铃没有发生弹性形变，不具有弹性势能，故D符合题意。 故选D。 3．人拉弓射箭时，下列说法中正确的是（   ） A．放在张紧了的弓上的箭，具有弹性势能 B．弓被拉得越弯，人的弹性势能越大 C．弓把箭射出去的过程中，箭的弹性势能增加 D．弓把箭射出去的过程中，弓的弹性势能减少 【答案】D 【解析】AB．弹性势能是指发生弹性形变的物体自身具有的一种能量，这种能量跟其他物体无关。因为弓发生了弹性形变，所以弓具有弹性势能。弹性势能跟弹性形变的程度有关，弓拉得越弯，弓的弹性势能越大，与人和箭无关，故AB错误； CD．弓把箭射出去的过程中，弓的弹性形变程度变小，弹性势能减少，箭的速度变大，动能增加，将弓的弹性势能转化为箭的动能，故C错误，D正确。 故选D。 4．如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，则它的（　　） A．动能减小，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大 C．动能不变，重力势能减小 D．动能不变，重力势能不变 【答案】A 【解析】由题意可知，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，质量减小、速度不变，所以动能减小；高度不变、质量减小，所以重力势能减小，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．（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 【解析】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。 6．（2025·四川乐山·一模）嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。AB段返回器的动能 ；CD段返回器的重力势能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】变小 变小 【解析】[1] AB段，返回器的质量不变，高度变大，重力势能变大，是返回器的动能转化为重力势能，所以返回器的动能变小。 [2] CD段，质量不变，高度变小，重力势能减小。 7．下图是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与 有关；若橡皮筋被拉的长度相同，所用“子弹”的质量不同，则发现射出时“子弹”的速度也不同。在此过程中，橡皮筋对“子弹”做的功 （选填“相同”或“不相同”）。 【答案】弹性形变程度 相同 【解析】[1]弹弓弹性势能的大小是通过子弹射出的距离来表示；橡皮筋拉得越长，子弹射出的越远，弹弓的弹性势能越大；即说明橡皮筋的弹性势能与弹性形变程度有关。 [2]橡皮筋被拉的长度相同，所具有的弹性势能相同，对子弹做的功相同。 8．同一辆汽车，行驶的速度增大时，动能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。若小轿车和大货车均满载，且以相同的速度行驶，则动能较大的是 。 【答案】增大 大货车 【解析】[1]物体的动能与质量和速度有关，同一辆汽车，故质量不变，行驶的速度增大时，汽车的动能增大。 [2]小轿车和大货车均满载，大货车质量大，以相同的速度行驶时，质量大的动能大，所以大货车动能较大。 9．合理使用各种交通工具为我们生活带来便利，但如果超载和超速将带来安全隐患，小张同学设计了如图所示的实验模拟探究超载和超速的危害：将A、B、C三辆小车分别从同一斜面的三个位置由静止释放，已知mA=mB<mC，hA=hC>hB。 （1）实验中超载、超速带来的危害程度是通过木块 来体现的； （2）在甲、丙两图所示的实验中，A、C两车到达水平面时的速度vA vC； （3）研究超速带来的安全隐患时，应选用图甲和图 进行实验。 【答案】（1）移动的距离 （2）= （3）乙 【解析】（1）实验中超载、超速带来的危害程度是通过木块移动的距离来体现的，这是转换法，木块移动的距离越大，动能越大，行驶的危险就越大。 （2）小车到达水平面的速度由小车滑下的高度决定，因为hA=hC，所以在甲、丙两图所示的实验中，A、C两车到达水平面时的速度vA=vC。 （3）超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，根据控制变量法可知选择质量相等到达水平面速度不同的AB小车，所以应选择甲、乙两图。 10．小明所在的实验小组在“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的两个钢球、木块和斜面等。实验过程如图甲、乙、丙所示。 （1）本实验是通过木块被撞距离的远近来反映 （选填“木块”或“钢球”）的动能，这种研究问题的方法叫做 法； （2）小明进行甲、乙实验时，得出的结论是 ； （3）实验过程中小明发现实验现象不明显，老师指出小明实验中木块被撞击后移动的距离差异较小，实验现象不明显，为确保实验有较明显的现象，可行的一种方案是 ； （4）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功 。（选填“相等”或“不相等”）若水平面绝对光滑且足够长，（忽略空气阻力）碰撞后木块将 （选填“保持静止”或“做匀速直线运动”）。 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 【答案】（1）钢球 转换 （2）质量相同时，速度越大的物体，动能越大 （3）增加钢球质量或高度，或减小水平面的粗糙程度，或减少木块的质量 （4）相等 做匀速直线运动 【解析】（1）[1][2]钢球从斜面下落，重力势能转化为钢球的动能；钢球推动木块做的功越多，表明动能越大，故通过观察木块移动距离反映钢球的动能大小，这种研究方法为转换法。 （2）由图甲乙可知，钢球质量相同，从斜面开始下落的高度不同，乙从斜面开始下落的高度高，所以乙到达水平面上的速度大，乙图中木块移动距离更远，说明乙图钢球动能更大，由此可得出结论：质量相同时，速度越大的物体，动能越大。 （3）实验现象不明显原因可能是钢球动能太小或水平面阻力太大，所以可以通过增大动能或减小摩擦方式改进。 （4）[1][2]钢球同一高度静止时每次具有的重力势能相同，到达水平面转化的动能相同，最终都停了下来，不考虑能量损失，钢球和木块在水平面上克服摩擦做功等于动能改变量，所以克服摩擦做功相等。若水平面绝对光滑，木块受合力为0，它将以碰撞后速度做匀速直线运动。 提升练 11．（2025·四川乐山·中考真题）为响应国家“每日体育锻炼时间不低于两小时”的要求，某校组织学生远足爬山，开展户外运动。爬山区域等高线如图所示，不考虑重力变化，队伍重力势能最大的位置是（　　） A．A处 B．B处 C．C处 D．D处 【答案】D 【解析】重力势能与物体的质量和所处高度有关，学生远足爬山过程中，质量不变，高度越高，重力势能越大，由图可知，D位置高度为800m，高度最高，因此队伍重力势能最大的位置是D处。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 12．（2025·广东广州·二模）如图甲，大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上做直线运动。此过程M、N的动能随时间变化的关系如图乙所示。用mM和mN、fM和fN、vM和vN分别表示M、N的质量、所受的摩擦力和运动速度的大小，下列判断一定正确的是（　　） A． B． C．M所在的地面更粗糙 D．fM＝fN 【答案】D 【解析】由图乙可知，M和N的动能随时间大小不变，运动过程中，M和N的质量不变，所以速度不变，即大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上做匀速直线运动，则物体在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以两个物体受到的摩擦力是相同的，即fM＝fN 由图乙可知，M的动能大于N的动能，由于不知道两个物体运动速度的大小，所以无法判定两个物体的质量大小关系，滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关，因两个物体受到的摩擦力是相同的，且两个物体的质量关系未知，因此无法比较M、N所在地面的粗糙程度，故D正确，ABC错误。 故选D。 13．（2025·河北唐山·二模）2025年4月30日，神舟十九号返回舱安全着陆，当返回舱距离地面10km左右时，先打开降落伞，使返回舱从200m/s减速到10m/s。为了最大限度保障航天员的安全，在返回舱快接近地面1~2m时，舱体反推发动机再启动，使返回舱着陆更安全，如图所示。返回舱在整个着陆过程中（　　） A．动能一直增大 B．重力势能先减小后增大 C．运动状态保持不变 D．相对地面是运动的 【答案】D 【解析】A．返回舱从200m/s减速到10m/s，质量不变，速度减小，所以动能减小，并非一直增大，故A不符合题意； B．返回舱在着陆过程中，质量不变，高度一直降低，所以重力势能一直减小，不是先减小后增大，故B不符合题意； C．运动状态包括速度大小和运动方向，返回舱从200m/s减速到10m/s，速度大小发生了变化，所以运动状态发生改变，不是保持不变，故C不符合题意； D．判断物体的运动和静止，要选参照物，以地面为参照物，返回舱相对于地面的位置在不断变化，所以返回舱相对地面是运动的，故D符合题意。 故选D。 14．（24-25八年级下·江苏扬州·月考）下列选项能够表明被举高的物体具有能量的是（　　） A．打桩机能将桩打入地下 B．人被形变的撑杆弹起来 C．人被弯曲的跳板弹起来 D．箭被拉开的弓射出去 【答案】A 【解析】A．打桩机使用时，先高高举起，打桩机能将桩打入地下，对桩做功，说明被举高的打桩机具有能量，故A符合题意； B．人被形变的撑杆弹起来，此时的撑杆发生弹性形变，说明发生弹性形变的物体具有能量，故B不符合题意； C．人被弯曲的跳板弹起来，此时的跳板发生弹性形变，说明发生弹性形变的物体具有能量，故C不符合题意； D．箭被拉开的弓射出去，此时的弓发生弹性形变，说明发生弹性形变的物体具有能量，故D不符合题意。 故选A。 15．（2023·江苏南通·三模）如图所示，弹簧左端固定在挡板上，小车压紧弹簧，释放后被弹开最终静止，则小车从释放到静止的过程中，下列分析不正确的是（    ） A．能探究阻力对物体运动的影响 B．能探究动能大小与速度的关系 C．能探究动能大小与质量的关系 D．小车运动过程中动能是先变大后变小 【答案】C 【解析】A．在弹簧的压缩程度相同时将同一小车由静止释放，改变水平面的粗糙程度，可以探究阻力对物体运动的影响，故A正确，不符合题意； B．将弹簧压缩到不同的程度后将同一小车由静止释放，小车获得的动能不同，质量相同，则速度不同，可以探究动能大小与速度的关系，故B正确，不符合题意； C．无法在控制小车速度相同时改变小车的质量，所以不能探究动能大小与质量的关系，故C错误，符合题意； D．小车刚释放时，受到弹簧的弹力大于阻力，做加速运动，随着弹簧形变程度减小，受到弹簧的弹力变小，当弹力小于阻力时，做减速运动，则小车运动过程中动能是先变大后变小，故D正确，不符合题意。 故选C。 16．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 【解析】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。 17．如图所示，货架上放着A、B、C、D四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球（）。则关于四个实心球的重力势能，下列说法不正确的是（　　） A．A实心球的重力势能最大 B．D实心球的重力势能最小 C．C实心球的重力势能比D实心球的大 D．B、C两实心球的重力势能相等 【答案】D 【解析】四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球（），由可知，A和B的质量相同，C和D的质量相同，但A、B质量大于C、D，物体质量越大，所处高度越高重力势能越大，图中AB的质量相同，A所处高度大于B，所以A的重力势能大于B， BC所处高度相同，但B的质量大于C，所以B的重力势能大于C，CD质量相同，C所处高度大于D，所以C的重力势能大于D。综上所述，A实心球的重力势能最大，D实心球的重力势能最小，故ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。 故选D。 18．（23-24八年级下·贵州黔东南·月考）（多选）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F后，小球从静止开始向上运动，到达C位置时小球所受弹力等于重力，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。如果整个过程机械能守恒，下列说法中正确的是（　　） A．在A位置小球重力势能最大 B．在C位置小球动能最大 C．从D到B位置过程中小球不断加速 D．从D到B位置过程中小球受到的合力方向保持不变 【答案】AB 【解析】A．在A位置小球到达最高点，速度为零，此时小球重力势能最大，故A正确； B．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BC段弹力小于重力，合力向下，小球做减速运动，此时速度最大，即在C位置小球动能最大，故B正确； CD．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BC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CD错误。 故选AB。 19．（2025·江苏扬州·二模）如图是探究“动能的大小与什么因素有关”时的实验装置。该实验是通过观察比较 来判断钢球动能的大小；让同一钢球分别从不同高度自由释放，这是为了探究物体的动能与 的关系。如果本实验装置的水平面绝对光滑， （选填“能”或“不能”）完成实验并得出结论。 【答案】物块滑行的距离 速度大小 不能 【解析】[1]动能的大小不易直接观察，木块与水平面摩擦力不变，钢球将木块推的越远，表明钢球所做的功越多，动能越大，故实验中是比较物块滑行的距离来判断钢球动能的大小，运用了转换法。 [2]让同一钢球分别从不同高度自由释放，达到竖直位置时的速度不同，质量相同，根据控制变量法，这是为了探究物体的动能与速度大小的关系。 [3]实验中是比较物块滑行的距离来判断钢球动能的大小，如果实验装置的水平面绝对光滑，即摩擦力为0，物块将做匀速直线运动，永远运动下去，故不能完成实验并得出结论。 20．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效。如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，此过程中，喷药无人机的动能 （选填“减小”、“增大”或“不变”）。若喷药无人机停止喷药，飞行中牵引力F与速度倒数的关系如图所示，由图可得出此过程中发动机的功率为 W。 【答案】减小 【解析】[1]无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，此过程中，无人机的速度不变，但质量变小，所以无人机的动能减小。 [2]由图乙可知，牵引力F为12000N时，速度的倒数为0.2 （m/s）-1，则速度为 此过程中发动机的功率为 21．（24-25八年级下·四川宜宾·期末）小明在玩“水枪”玩具时，发现“水枪”水平放置，如果推动活塞的速度越快，水枪离地面的高度越高，水就会射得越远，据此，他提出了如下猜想：在空中水平抛出的物体，落地的水平距离与抛出的初速度及抛出点离地面的高度有关，为验证猜想，小明找来了如图所示装置进行实验。 （1）实验中，让小球从斜槽上自由滚下，是为了使小球到达水平槽时具有一定的 ；小球从斜槽滚下，重力势能将 ，动能将 ； （2）分别让 （选填“同一”或“不同”）小球从斜槽上A、B、C位置由静止自由滚下，测出小球落地的水平距离sA、sB、sC，发现。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与 有关；这种研究方法是 法； （3）逐步降低抛出点离地面的高度，分别为h1、h2、h3，每次都让 （选填“同一”或“不同”）小球从斜槽上A处由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离s1、s2、s3，发现。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与 有关； （4）若在水平槽铺上毛巾，使抛出点离地面的高度为h3，让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，测出小球落地的水平距离为s4，根据上述实验的结果，应该有s4 s3（选填“＞”、“＜”或“=”）。 【答案】（1）速度 减小 增大 （2）同一 抛出的初速度 控制变量 （3）同一 抛出点离地面的高度 （4）＜ 【解析】（1）[1]小明猜想在空中水平抛出的物体，落地的水平距离与抛出的初速度及抛出点离地面的高度有关，因此让小球从斜槽上自由滚下，是为了使小球到达水平槽时具有一定的速度。 [2][3]小球从斜槽滚下，质量不变，高低降低，重力势能减小，速度增大，动能增大。 （2）[1][2][3]让小球从斜槽上A、B、C位置由静止自由滚下，达到水平槽时的速度不同，因此实验是要探究空中水平抛出的物体，落地的水平距离与抛出的初速度的关系，根据控制变量法的要求，应使用同一小球，测出小球落地的水平距离sA、sB、sC，发现，说明空中水平抛出的物体，落地的水平距离与抛出的初速度有关。 （3）[1][2]逐渐降低抛出点离地面的高度，分别为h1、h2、h3，根据控制变量法，让同一小球每次都从斜槽上A处由静止自由滚下，则小球达到水平槽时的速度相同，别测出小球落地的水平距离s1、s2、s3，发现。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与抛出点离地面的高度有关。 （4）若在水平槽铺上毛巾，由于毛巾的表面较粗糙，摩擦力大，小球的速度减小，则小球的动能减小，因此，根据上述实验的结果，小球落地的水平距离变小，即。 22．（2025·江苏扬州·二模）如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块在木板上向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1=h3>h2，m1=m2<m3。 （1）做完如图甲所示的实验后，准备进行图乙的实验：将钢球放置B位置后，将 后，然后将钢球由静止释放。 （2）比较甲和乙两组实验可得结论是：质量相同时， 越大，物体的动能越大；甲和丙两组实验将钢球放置斜面同一高度的目的是确保钢球到达水平面的 相同。 （3）某学习小组同学做丙实验时小木块被撞后滑出木板，为了能利用前面的实验数据，提出几条建议，你认为不恰当的是　　。 A．换质量较大的木块 B．换表面相同但长度较长的木板 C．换质量比前两次实验小的钢球 （4）另有同学将实验装置改进成图丁所示，用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究小球的动能大小与 （选填“质量”或“速度”）的关系；该同学还想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，探究小球的动能大小与质量的关系。这个设计方案 （选填“可行”或“不可行”）。 【答案】（1）木块放回原来位置 （2）速度 速度 （3）A （4）速度 不可行 【解析】（1）根据转换法，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小；做完如图甲所示的实验后，准备进行图乙的实验，由控制变量法可知将钢球放置B位置后，要将木块放回原来位置后，然后将钢球由静止释放。 （2）[1][2]物体的动能大小与物体的质量和速度有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变，比较甲和乙两组实验知， m1=m2；甲中小球下滑的高度大，运动到水平面的速度大，推动木块通过的距离长，可得结论是质量相同时，速度越大，物体的动能越大，甲和丙两组实验将钢球放置斜面同一高度的目的是确保钢球到达水平面的速度相同。 （3）某学习小组同学做丙实验时小木块被撞后滑出木板，可知小球的动能过大，为了能利用前面的实验数据。 A．换质量较大的木块，没有控制小木块的质量相同，则前面的实验数据不能使用，故A符合题意； B．换表面相同但长度较长的木板，则小木块被撞后不会滑出木板，故B不符合题意； C．换质量比前两次实验小的钢球，小球在同一高度下滑时的动能变小，则小木块被撞后不会滑出木板，故C不符合题意。 故选A。 （4）[1]另有同学将实验装置改进成图丁所示，用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后（弹性势能不同）静止释放，小球的初速度不同，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究小球的动能大小与速度的关系。 [2]该同学还想用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止放，因球的质量不同，故球的初速度不同，故不能探究小球的动能大小与质量的关系，所以这个设计方案不可行。 23．（2025·黑龙江大庆·二模）为探究影响动能大小的因素，学习小组设计了如图所示的实验方案。 （1）图1中，甲实验探究的是动能与 的关系，实验中通过 来比较小球动能的大小； （2）在完成甲实验的第二步操作时，木块被撞后滑出木板，为使木块不滑出木板，对甲实验的第二步操作应采取的方法是______； A．适当降低钢球的高度 B．换用一个较重的木块 C．换用质量更小的钢球 （3）如图1乙，两次实验过程中，木块克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1 W2（选填“＞”“＝”或“＜”），从能量转化的角度也可以看出，乙图中的第二次实验中的小球的动能 （选填“较大”或“较小”）； （4）实验结束后，各小组对实验提出各种改进方案： ①小明认为在“探究动能与速度的关系”的实验中，可以撤走木块并使用铺有毛巾的足够长的木板，记录小球在相同表面上滚动直到静止的距离，你认为小明的实验方案是否合理 （选填“合理”或“不合理”）； ②小刚设计了图2所示的装置进行实验； A．若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离，可以研究小球的动能大小与 （选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系； B．若用A、B两个质量不同的小球（mA＞mB）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，同一木块受到撞击后相应移动距离sA sB（选填“＞”、“＜”或“＝”）。 【答案】（1）速度 木块被推动的距离 （2）A （3）＜ 较大 （4）合理 速度 ＝ 【解析】（1）[1]动能的大小与质量和速度有关，图1甲中小球的质量相同，小球滚下的高度不同，则小球到达水平面的速度不同，所以图甲探究的是动能与速度的关系。 [2]根据转换法知道，该实验中通过木块被推动的距离来比较小球动能的大小。 （2）若在进行图甲实验时，甲中下图木块被撞后滑出木板，说明该小球具有较大的动能，图甲探究的是动能与速度的关系，所以不能改变小球的质量，为了使木块不滑出木板，在不改变木板长度的情况下，可以适当降低钢球的高度，故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 （3）[1]图1乙，两次实验过程中，s1＜s2，木块受到的摩擦力相同，根据W=fs知道，木块克服摩擦力做功W1＜W2。 [2]图1乙中，两小球的高度相同，第二次实验中的小球的质量较大，具有的重力势能较大，小球滚下的过程重力势能转化为动能，从能量转化的角度也可以看出，乙图中的第二次实验中的小球的动能较大。 （4）①[1]可以撤走木块并使用铺有毛巾的足够长的木板，记录小球在相同表面上滚动直到静止的距离，此时压力和接触面的粗糙程度相同，摩擦力相同，通过滑行距离显示动能大小是合理的。 ②[2] A．用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，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，故弹簧的弹性势能不相同，小球与弹簧分开后获得的初速度不同，而小球的质量相同，故可以研究小球的动能大小与速度的关系。 [3] B．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，故弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，克服摩擦力做功相同，物块受到的摩擦力相同，根据W=fs知道，木块最终移动的距离相同。 24．（2025·河南平顶山·一模）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，那么汽车的动能大小跟什么因素有关?于是他们进行了如下探究（） （1）他们做了如图所示的三次实验，该实验是通过观察 来反映铁球动能大小的； （2）比较甲、丙两图，得到的结论是 ； （3）由 两图，可得当质量一定时，速度越大，动能越大； （4）小明由此实验联想到探究阻力对物体运动影响的实验，让同一小车沿同一斜面的同一个高度由静止开始向下运动，到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止，小车在水平面运动的整个过程中，克服阻力做的功 （选填“相等”或“不相等”）.小车在毛巾和玻璃表面克服阻力做功的功率分别是P₁、P₂,则P₁ （选填“>”“=”或“<”）P₂。 【答案】（1）木块被撞击后移动的距离 （2）当速度一定时，质量越大，动能越大 （3）甲、乙 （4）相等 > 【解析】（1）实验通过观察木块被铁球撞击后移动的距离来判断铁球动能的大小。木块被推得越远，表明铁球的动能越大。这种方法采用了转换法的思想，将不易直接测量的动能转化为容易观察的木块移动距离。 （2）分析甲、丙两图实验可知，当铁球从相同高度滚下（即速度相同）时，质量较大的铁球能使木块移动更远的距离。这说明在速度相同的情况下，物体的质量越大，其具有的动能就越大。 （3）通过对比甲、乙两图的实验现象可以发现，质量相同的铁球从不同高度滚下时，从较高处滚下的铁球（具有较大速度）能使木块移动更远的距离。这证明在质量一定时，物体的速度越大，其动能就越大。 （4）[1]在探究阻力对物体运动影响的实验中，小车从同一斜面的同一高度滑下，具有相同的初始动能。在不同材料表面上，小车克服摩擦力做功直到停止，所做的功都等于初始动能，因此做功相等，克服阻力做的功相等。 [2]由于在毛巾表面摩擦力较大，小车运动时间较短，根据功率公式可知，在毛巾表面克服阻力做功的功率P₁大于在玻璃表面的功率P₂ 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$