一、机械能（高效培优讲义）物理苏科版2024九年级上册

一、机械能 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 动能 1 题型2 势能 9 题型3 动能和势能的相互转化 17 题型4 海洋中的机械能 22 【能力培优练】 25 【链接中考】 34 【重难题型讲解】 题型1 动能 1． 能量 一个物体能对另一个物体做功，就表明这个物体具有能量。 【注意】物体能对外做功代表物体具有对外做功的能力，但物体本身不一定在做功；能量是一个状态量，功是一个过程量，功是能量转化的量度，做多少功，就有多少能量转移到其他物体或转化为其他的形式，但能量的总量是恒定的，不会凭空产生，也不会凭空消失。 2．动能。 锤子将钉子钉入木板，锤子对钉子做功；子弹穿过鸡蛋，飞行的子弹对鸡蛋做功；风吹动帆船，流动的空气对船帆做功。这些现象说明运动的物体能对其他物体做功，具有能量。 物理学中，将物体由于运动而具有的能量叫做动能，一切运动的物体都具有动能。 3．探究影响动能大小的因素 提出问题 物体的动能大小与哪些因素有关 猜想 1.物体动能的大小可能和物体的速度有关； 2.物体动能的大小可能和物体的质量有关。 实验 1.将同一小车分别从不同高度由静止下滑，撞击水平面上相同位置的同一物体，比较物体运动的距离； 2.在小车上放一些钩码以改变小车的质量，让不同质量的小车从同一高度静止下滑撞击水平面上相同位置的同一物体，比较物体运动的距离。 实验结论 物体的动能与物体的质量和速度有关，速度越大、质量越大，动能越大。 【注意】实验中同一小车分别从不同高度由静止下滑是为了让小车到达平面时具有不同的速度，同一高度静止下滑是让小球到达平面是速度相等（控制变量法）；撞击水平面上相同位置的同一物体，物体运动越远意味着小车的动能越大（转化法）。 ▲拓展培优 动能的计算方法 动能的计算公式：（初中不涉及动能的直接计算，可通过公式进一步理解动能）。动能与物体的质量、速度的平方成正比。分析动能大小时，需要同时分析两个因素，质量很大的物体在静止时动能为零。 【归纳总结】 动能是物体因运动而具有的能量，由速度和质量共同决定。 【典例1-1】下列说法中正确的是（ ） A．静止的物体不具有能 B．没有做功的物体不具有能 C．具有能的物体一定在做功 D．能够做功的物体一定具有能 【答案】D 【详解】物体具有能量说明物体具有做功的本领，不一定正在做功，与物体运动与否无关，故A、B、C说法都不正确； 根据能量守恒的规律，能够做功的物体是一定具有能的，说法正确． 故选D． 点睛：重点是理解能和做功的关系，做功是能转化的过程，但具有能不一定做功，如高处的物体具有重力势能，但没有从高处落下时，是不做功的． 【跟踪训练1】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。 【跟踪训练2】关于能的概念，下列说法中正确的是（　　） A．一个物体只有做了功，才能说明它具有能 B．一个物体被站立的人举在手中，物体不能做功，所以物体没有能 C．一个物体已经做的功越多，说明它具有的能越多 D．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 【答案】D 【详解】A．一个物体具有做功的能力，就说这个物体具有能，故A选项错误； B．一个物体被站立的人举在手中，物体有做功的能力，故物体有能，故B选项错误； C．一个物体能够做功的本领越大，故具有的能就越多，故C选项错误； D．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能，故D选项正确。 故选D。 【典例1-2】用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动；如图是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图像，下列说法正确的是（　　） A．木块第一次受到的拉力较大 B．第一次木块的动能较大 C．第二次拉力对木块做功的功率大 D．相同时间内，第一次拉力做功小 【答案】B 【详解】A．由于木块对水平板的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以木块受到的摩擦力不变，而木块两次都是做匀速直线运动，做匀速直线运动的物体受平衡力作用，所以两次木块受到的拉力和摩擦力相等，大小不变，故A错误； B．从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，质量相同，由此可知，第一次木块的动能较大，故B正确； C．从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，而木块所受的拉力不变，根据公式P＝Fv可知，拉力第一次做功的功率大；故C错误； D．由可得，相同时间内，第一次拉力做功多，故D错误。 故选B。 【跟踪训练1】小明从家里去上学，如图所示是他上学过程中的路程—时间图象，请你判断小明在哪一段时间内动能最大（  ） A．在t1～t2时间内，小明的动能最大 B．在t2～t3时间内，小明的动能最大 C．在0～t1时间内，小明的动能最大 D．无法判断 【答案】C 【详解】A、在t1～t2时间内，小明的速度为零，故动能为零．故A错误． B、在t2～t3时间内，小明的速度为， C、在O～t1时间内，小明的速度为，因为s2-s1小于s1，而t3-t2又大于t1，所以小明在O～t1时间内的速度大于在t2～t3时间内速度．故答案B错误，C正确． D、在判定出C正确的基础上，故D错误． 故选C 【跟踪训练2】一个体重60kg的运动员从高空跳下，前20s的速度与时间的关系如图所示。第8s时运动员所受的空气阻力 自己的重力（请选填“大于”、“等于”或“小于”）；后10s时间内，运动员的动能会 ；后10s重力做功的功率大小为 。    【答案】 小于 不变 3×104W 【详解】[1]由图像可知，运动员在跳伞后0~10s时间内向下做加速运动，则合力的方向向下，所以运动员所受的空气阻力小于自己的重力，故第8s时运动员所受的空气阻力小于自己的重力。 [2]后10s时间内，运动员做匀速直线运动，速度为50m/s，质量不变，速度不变，则运动员的动能不变。 [3]运动员的重力 G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N 后10s重力做功的功率大小为 【典例1-3】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，推动放在水平桌面上的同一小木块向前移动一段距离后停下完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1＞h2＝h3，mA＝mB＜mC。 (1)小钢球的动能大小是通过 来反映的，这种研究问题的方法叫做 法； (2)分析比较甲和乙两组实验可知，物体质量相同时， ； (3)分析比较乙和丙两组实验，B、C两球从同一斜面同一高度静止下滑的目的是 ； (4)若桌面过于光滑，则 （选填“更利于”或“不利于”）探究得出结论； (5)若利用这个装置探究牛顿第一定律，让同一小球从斜面的同一高度由静止滑下，小球在木板上比在毛巾上运动的距离远，小球克服木板的摩擦力做的功为W1，小球克服毛巾的摩擦力做的功为W2，则W1 W2（选填“＞”“＝”或“＜”）。 【答案】(1) 小木块移动的距离 转换 (2)速度越大，动能越大 (3)使B、C两球到达水平面时的速度相同 (4)不利于 (5)＝ 【详解】（1）[1][2]在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，钢球动能的大小不容易直接观察比较，可以让钢球推动木块做功，通过比较木块移动的距离，来反应钢球动能的大小，这种研究问题的方法，叫做转换法。 （2）分析比较甲和乙两组实验可知，质量相同的A、B两个小球，从不同高度处滚下，A球开始滚下的高度更高，A球到达水平面时速度会更大，A球推动木块移动的距离更长，说明A球的动能更大，于是总结结论：物体质量相同时，速度越大，动能越大。 物体质量相同时， （3）分析比较乙和丙两组实验，质量不同的B、C两球从同一斜面同一高度静止下滑，可以探究动能与质量的关系，按照控制变量的要求，此时许控制两球速度相同，B、C两球从同一斜面同一高度静止下滑，目的就是：使B、C两球到达水平面时的速度相同。 （4）桌面过于光滑，木块会从桌面另一端滑落，无法通过木块移动距离判断小球具有动能大小。所以，桌面过于光滑，不便于探究得出结论。 （5）让同一小球从斜面的同一高度由静止滑下，小球到达斜面底端速度相同，动能相同，最终小球停止，速度变为0，动能变为0，小球在水面上滑动的过程要克服摩擦力做功，要消耗机械能，这两次消耗的机械能相等，这两次克服摩擦力做的功相等。所以，小球克服木板的摩擦力做的功为W1，克服毛巾的摩擦力做的功为W2，W1=W2。 【跟踪训练1】用小球和木块来做“探究动能大小与哪些因素有关”的实验。 (1)该实验研究对象是 （选填“小球”或“木块”），实验中是通过比较 来比较动能大小； (2)分析甲、乙两图，小球从不同的高度由静止滚下的目的是使小球 ，最终可得结论： ； (3)有同学选用一个轻质弹簧按照图丙装置来“探究物体动能大小与哪些因素有关”，设计了以下两个实验方案： 方案一：用同一小球将弹簧压缩至不同程度，静止释放，推动初位置相同的同一木块，比较木块被推动后移动的距离； 方案二：用质量不同的小球将弹簧压缩相同程度，静止释放，推动初位置相同的同一木块，比较木块移动的距离。 该同学的两个方案中，不计小球受到的阻力及碰撞中的能量损失，能完成动能影响因素探究的是方案 ；另一个方案无法完成的原因是： 该方案中木块移动的距离 （选填“不相等”、“相等”）。 【答案】(1) 小球 木块被撞击后移动的距离 (2) 在水平面上的初速度不同 质量一定时，物体运动速度越快，动能越大 (3) 方案一 小球的动能相同 相等 【详解】（1）[1][2]实验中是通过改变小球的质量或者速度，观察木块被撞击的距离来判断物体动能的大小的，故研究对象是小球，木块被撞击的越远，说明物体的动能越大。 （2）[1]小球在斜面上的高度越高，到水平面上的初速度越大，故使小球从不同的高度由静止滚下的目的是使小球在水平面上的初速度不同。 [2]通过实验可以得出，小球到水平面上的初速度越大，木块被撞击后移动的距离越远，故可得出结论，质量一定时，物体运动速度越快，动能越大。 （3）[1][2][3]方案一中，质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，弹簧被压缩的程度越大，小球的速度越快，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究铁球的动能大小与速度的关系；方案二中若用质量不同的铁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，故弹性势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验的。 【跟踪训练2】如下图所示是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中 (1)实验中，探究的动能是指___________（填选项序号）。 A．小球在斜面上的动能 B．小球到达水平面时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块被小球撞击的动能 (2)实验中通过观察 来判断小球的动能大小，这种研究问题的物理方法叫转换法。 (3)由甲、乙两图可知，使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与 的关系。 (4)甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为则f1 f2（选填“>”“=”或“<”），该过程中AB两球克服摩擦力做功分别为W₁和则W₁ W₂（选填“>”“=”或“<”）。 (5)实验后，同学们联想到在交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大，于是利用实验器材进行了测定，得到数据如表： 实验序号 钢球的质量m/g 钢球到达水平面的初速度v/（cm/s） 木块被撞后运动的距离s/cm 1 30 2 4 2 30 4 16 3 60 2 8 分析表中数据可知， 对物体的动能影响更大，即当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。 【答案】(1)B (2)木块滑动的距离 (3)速度 (4) = > (5)速度 【详解】（1）由题意可知，实验中通过木块被撞击的距离来反映小球的动能，因此探究的是小球到达水平面时的动能。 故选B。 （2）实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小，这是转换法的应用。 （3）由甲乙两图可知，使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，从而使两物体的速度不同来研究动能大小与物体速度的关系，从实验结果可得：物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 （4）[1]甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为f1、f2，因为在同种接触面上，接触面粗糙程度不变，压力不变时，摩擦力大小不变，故f1=f2。 [2]小球在运动过程中克服摩擦力做功，最终都停下，因此动能变化量等于克服摩擦力所做的功，由题意可知，A球到达水平面时的动能较大，因此A球克服摩擦做功较多，因此W1>W2。 （5）实验2与实验1相比，小球的质量相同，实验2的小球自由滚下的高度是实验的2倍，实验2的木块被撞后运动的距离是实验l的4倍；实验3与实验1相比，小球的自由滚下的高度相同，实验3的小球的质量是实验1的2倍，实验3的木块被撞后运动的距离为实验1的2倍。而动能的大小由小木块被撞滑行的距离来体现，由此可知，在同等条件下，速度对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。 题型2 势能 1． 弹性势能 发生弹性形变的物体在恢复形变的过程中可以对其他物体做功，意味着发生弹性形变的物体具有能量，这种由于物体发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。 影响弹性势能大小的因素：弹性形变越大，弹性势能越大；除此之外，弹性势能还与发生弹性形变的物体的材料有关。 ★特别提醒 弹性形变指的是在撤去外力后能够恢复原状的形变，一个物体是否具有弹性势能的关键在于物体是否发生了弹性形变，对同一个物体，发生的弹性形变越大，弹性势能越大；但如果物体发生的形变不是弹性形变，或超出了弹性限度，物体不具有弹性势能。 2． 重力势能 强夯机落下的重锤可以夯实地基，山上滚下的落石可以砸坏路面，事实表明，处在一定高度的物体具有做功的本领，具有能量。这种由于物体被举高而具有的能量叫做重力势能。 重力势能的影响因素：质量一定时，物体所处的位置越高，重力势能越大；位置一定时，物体的质量越大，重力势能越大。 ▲拓展培优 势能的理解 弹性势能和重力势能可以理解为物体具有弹力和重力后，物体在这些力的方向上移动距离时，力做功，即具有能量。弹性势能和重力势能可以理解为弹力和重力所具有的能量，力能做的功越多，能量就越大； 当物体沿着力的方向运动时，相当于消耗这种能量将势能转化为其他形式的能（物体下落时，重力势能变小）。沿着力的反方向运动时，其他外力做功，其他形式的能转化为势能（物体上升时，重力势能增大）。 【典例2-1】如图所示，在光滑的水平面上，一根弹簧的左端固定在墙壁上，右端与一小球连接，O点是弹簧原长时小球的位置。现对小球施加一个外力压缩弹簧使小球到达A点，然后释放小球，小球将在AB之间来回运动。下列说法正确的是（　　） A．小球运动到A点时，弹簧的弹性势能最小 B．小球运动到O点时，小球的动能最大 C．小球在O点左侧运动时，弹簧对小球的弹力是动力 D．小球在O点右侧运动时，弹簧对小球的弹力是阻力 【答案】B 【详解】A．弹簧的弹性势能与形变量有关，形变量越大，弹性势能越大，小球在A点时，弹簧被压缩到最大程度，形变量最大，所以弹簧的弹性势能最大，故A错误。 B．从A点释放小球后，弹簧的弹性势能逐渐转化为小球的动能，当小球运动到O点时，弹簧恢复原长，弹性势能全部转化为动能，此时小球的动能最大，故B正确。 CD．因为小球在AB之间来回运动，则小球在O点左、右侧运动时，弹簧处于压缩或拉伸状态，这个弹力与小球的运动方向无法确定相同，因此也无法确定是动力还是阻力，故CD错误。 故选B。 【跟踪训练1】高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将弹性长绳（质量忽略不计）的一端系在双脚上， 另一端固定在高处的跳台上，运动员无初速地从跳台上落下，若不计空气阻力（　　） A．整个下落过程中，运动员受到的重力不变，弹性绳的弹力逐渐变大 B．整个下落过程中运动员先加速后减速，弹性绳开始伸直时，其速度最大 C．下落到最低点时运动员受到的弹力和重力是一对平衡力 D．整个下落过程中弹性长绳弹性势能先变大后变小 【答案】A 【详解】A．整个下落过程中，运动员受到的重力不变；下落过程中，在弹性绳伸直之前，弹性绳没有受到弹力的作用，当弹性绳伸直且开始伸长时，由于弹性绳的形变程度变大，则弹力逐渐变大，即整个过程中，弹性绳的弹力逐渐变大，故A符合题意； B．整个下落过程中，因开始时只是受到重力的作用，运动员向下做加速运动，速度变大；当弹性绳开始伸直时，开始受到竖直向上的弹力的作用，弹力会小于重力，合力的方向竖直向下，所以运动员仍然做加速运动；随着运动员向下运动，弹力会逐渐变大，当弹力等于重力时，速度最大，故B不符合题意； C．下落到最低点时，弹性绳的弹性形变程度最大，受到的弹力最大，弹力大于重力，运动员受到的弹力和重力不是一对平衡力（运动员在弹力的作用下向上做加速运动），故C不符合题意； D、该弹性绳的弹性势能决定于其形变量，下落到最低点时，弹性绳的弹性形变程度最大，此时弹性绳的弹性势能最大，故D不符合题意。 故选A。 【跟踪训练2】如图甲所示，小球从某高度处由静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧.从小球刚接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，得到小球的速度和弹簧被压缩的长度△L之间的关系图像，如图乙所示，其中b为曲线最高点.不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球（  ） A．在a处弹簧的弹力最大 B．在b处弹簧的弹性势能最大 C．从a到c过程中，小球的速度逐渐减小 D．在b处小球受到的弹力与它所受的重力满足二力平衡的条件 【答案】D 【详解】A．在a处弹簧形变量为零，因此没有弹力； B．弹簧的弹性形变量越大，弹性势能就越大，c位置时形变量最大，因此c点的弹性势能最大； C．由图像乙可知从a到c过程中，小球的速度先变大后减小； D．小球从a到b的过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大．随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当小球到达b点时，弹力与重力相等，两力是一对平衡力，合力为零． 【典例2-2】如图所示，底端装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上，容器中装有适量的水，一木块漂浮在水面上，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相等，下列表示木块的重力势能Ep，木块所受浮力大小F、木块下表面处水的压强p1和容器对桌面的压强p2随时间变化的关系图线中，可能正确的是（ ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．当容器内的水流出后，木块的质量不变，高度减小，则木块的重力势能减小，当水不再流出时，木块的重力势能不变，即木块的重力势能先变小后不变，故A错误； B．根据图示可知，当水位在一定高度时，木块处于漂浮状态，即浮力等于重力；当水位下降到一定高度时，木块对容器底有压力，浮力小于重力；由于木块的重力不变，则木块受到浮力先不变后减小；故B正确； C．根据图示可知，在容器内水流出的过程中，并且当水位在一定高度时，木块下表面处水的深度不变，由p＝ρgh可知，木块下表面处的压强不变，即木块下表面受到水的压强不变；故C错误； D．因为液体压强随深度的增加而增大，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相等，因此相同时间内，容器对桌面减小的压力相同，由可得，容器对桌面的压强p2随时间均匀减小，故D错误． 【跟踪训练1】如图是竖直向上抛出的小球上升过程中每隔相等的时间曝光一次所得的照片。从图中可以判断：小球在a、b位置间的平均速度 （选填“大于”“小于”或“等于”）在c、d位置间的平均速度；在上升过程中，小球的重力势能 ，重力做功的功率 。（后两空均选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“不变”） 【答案】 大于 逐渐增大 逐渐减小 【详解】[1]如图所示，小球上升过程中间隔越来越小，即小球做减速运动，即小球在上升过程，速度越来越小，平均速度当然也越来越小，即小球在a、b位置间的平均速度小于在c、d位置间的平均速度。 [2]在上升过程中，高度增大，所以小球的重力势能逐渐增大。 [3]根据 即功率等于力乘以速度，因为小于上升过程中重力不变，速度减小，所以重力做功的功率也逐渐变小。 【跟踪训练2】建筑高楼大厦时首先要打好地基．原相同高度的同种地桩，经打击后某一瞬间时三个地桩所处的位置如图所示，由此可知，打桩时，三个重锤中 锤的做功本领最大，如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时， 锤的高度要低一些．如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则 锤的质量要大一些．    【答案】 B A B 【详解】木柱下陷的深度越深，表明重锤做功的本领越大，所以B锤的做功本领最大；A、B相比，A下陷的较浅，表明A锤的重力势能较小，如果A. B两锤的质量相同，则刚开始下落时，A锤的高度要低一些；B、C相比，B下落的更深，表明B锤的重力势能更大，如果B. C两锤刚下落时的高度相同，则B的质量要大一些． 点睛：解决此题要知道重锤打桩，是重锤的重力势能转化为木柱下陷时克服摩擦力做功产生的内能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能就越大． 【典例2-3】在进行篮球投篮比赛时，小明发现篮球落地后都会反弹，但反弹的高度却不同。为了“探究球反弹的高度与哪些因素有关”，小明和同学们提出如下猜想： 猜想1：与球下落的高度有关； 猜想2：与球的种类有关； 猜想3：与球内的气压有关； 猜想4：与地面的材料有关。    （1）为了验证上述猜想是否正确，小明用带气压计的充气泵分别给标准的篮球、排球和足球充相同气压值的气体，将三个球分别从同一高度自由下落到同一水泥地面，发现用尺测出三球反弹的高度都不相等。 ①球下落过程中，将重力势能转化为 能； ②上述实验说明猜想 （选填“1”、“2”、“3”或“4”）是 （“正确”或“错误”）的。 （2）小明将同一篮球充不同气压值的气体，从不同高度自由下落到木质或水泥地面，用尺测出球反弹的高度，进行多次实验。记录的部分数据如下表： 实验序号 球内气压/Pa 下落高度/cm 地面材料 反弹的高度/cm 1 5.5×104 120 木质 80 2 5.5×104 120 水泥 90 3 5.5×104 135 水泥 100 4 5.5×104 150 水泥 110 5 6.0×104 110 水泥 95 ①比较实验序号为2、3、4的数据，可得出的结论是： ； ②比较实验序号为 的数据，可得出的结论是：球反弹的高度与地面的材料有关； ③比较实验序号为2、5的数据， （选填“能”或“不能”）验证猜想3是否正确，理由是 。 【答案】 动 2 正确 气压、材料相同时，球下落的高度越高反弹的高度越大 1、2 能 球下落的高度小，球内气压大，球反弹的高度反而大，说明与球内的气压有关 【详解】（1）[1]球下落过程的，高度越来越低，重力势能越来越小，速度越来越大，动能越来越大，因此重力势能转化为动能。 [2][3]根据控制变量法，篮球、排球和足球充相同气压值的气体，将三个球分别从同一高度自由下落到同一水泥地面，发现用尺测出三球反弹的高度都不相等，说明球反弹的高度与球的种类有关，故猜想2正确。 （2）[4]根据控制变量法，比较实验序号为2、3、4的数据，球的种类、球内气压、地面的材料相同，球下落的高度不同，反弹的高度不同，说明气压、材料相同时，球下落的高度越高反弹的高度越大。 [5]根据控制变量法，要探究球反弹的高度与地面的材料，需要控制球的种类、球内气压、球下落的高度相同，地面的材料不同，因此选择实验1、2。 [6][7]有上述实验已知气压、材料相同时，球下落的高度越高反弹的高度越大。实验序号为2、5的数据，虽然球下落的高度不同，但是球下落的高度小，球内气压大，球反弹的高度反而大，可以说明与球内的气压有关，所以能验证猜想3正确。 【跟踪训练1】在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知木块A、B、C的质量关系为mA=mB<mC；三个完全相同的木桩和三个木块从高处释放时的位置如图甲所示；木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，木块B、C将木桩打入沙中的深度相同。 （1）比较木块A和B将木桩打入沙中的深度，可得：在质量一定时，物体高度 （选填“越高”或“越低”），重力势能 （选填“越大”或“越小”）； （2）比较木块B和C将木桩打入沙中的深度相同，小刚认为：物体重力势能的大小与质量无关，你认为小刚的观点是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 ； （3）实验时，我们可以通过观察木桩陷入沙中的 来判断重力势能的大小：下列实验与该步骤采用探究方法类似的是 （写字母）。 A．牛顿第一定律的得出 B．探究滑动摩擦力大小与什么因素有关 C．探究杠杆的平衡条件 D．将正在发声的音叉放入水中溅起水花来探究声音如何产生    【答案】 越高 越大 错误 实验时没有控制下落的高度相同 深度 D 【详解】（1）[1][2]由图可知：A、B的质量是相同的，物块B的高度大于A的高度，B撞击木桩的深度大于A撞击木桩的深度，所以结论为：物体的质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能就越大。 （2）[3][4]由图可知：B、C的下落的高度不同，质量也不同，打击的木桩的深度相同；要探究物体重力势能的大小与质量的关系，应控制物体下落的高度相同，故结论是错误的。 （3）[5][6]木块的重力势能转化为木桩的动能，木块的重力势能就越大，说明木桩获得的能量就越多，木桩陷入沙中越深，所以我们可以通过木桩陷入沙中的深度观察来判断重力势能的大小，这用到了转换法； A．牛顿第一定律的得出用到了实验推理法，故A不符合题意； B．探究滑动摩擦力大小与什么因素有关用到了控制变量法，故B不符合题意； C．探究杠杆的平衡条件多次实验找普遍规律，没有采用转换法，故C不符合题意； D．探究正在发声的音叉放入水中、溅起水花，探究声音如何产生，将音叉的振动转换为溅起的水花，用到了转换法，故D符合题意。 故选D。 【跟踪训练2】为了探究“弹性势能的大小与物体的弹性形变大小的关系”，小明用图示装置进行实验，B处为弹簧的原长位置。在水平桌面上，压缩弹簧后由静止释放小球，使小球撞击同一纸盒，并与纸盒一起向右滑行。撞击前纸盒均位于B点右侧同一位置； （1）小明每次应将弹簧压缩 （选填“相同”或“不同”）的长度，再释放小球，通过比较各次实验中纸盒移动的距离，从而判断弹簧弹性势能的大小； （2）每次实验中，小球和纸盒克服摩擦力做功 （选填“相同”或“不同”）； （3）图示实验中，将小球自A处由静止释放，最终小球和纸盒一起静止于C处。此过程中小球动能最大的位置在 （选 填“AB之间”“B点”或“BC之间）。 【答案】 不同 不同 B点 【详解】[1]要探究弹性势能的大小与物体的弹性形变大小的关系，应控制小球的质量相同，改变弹簧的弹性形变大小，故小明每次应将弹簧压缩不同的长度，再释放小球，通过比较各次实验中纸盒移动的距离，从而判断弹簧弹性势能的大小。 [2]每次实验中，小球和纸盒克服摩擦力做功W=Fs，由于纸盒移动的距离s不同，故克服摩擦力做功不同。 [3]小球在AB段，弹簧逐渐恢复原状，弹性势能转化为动能，小球速度逐渐增大，动能逐渐增大；在BC段，小球压缩纸盒，动能转化为纸盒的弹性势能，小球速度逐渐减小，动能逐渐减小，故小球在AB段动能逐渐增大，在BC段动能逐渐减小，故小球动能最大的位置在B点。 题型3 动能和势能的相互转化 1． 实验探究—观察摆球动能和重力势能的转化 实验步骤：如图甲用细绳将小球悬挂起来，拉至A点。释放小球，观察小球在A→B→C过程中的高度和速度的变化情况，并分析这一过程中动能和重力势能的变化情况。 现象分析：在不考虑空气阻力的情况下，小球在最高点A和C处速度为零，动能为零，高度最高，重力势能最大，最低点B时高度最低，重力势能最小，但速度最大，动能最大。重力势能和动能在相互转化，如图乙。 实验结论：物体的动能和势能是可以相互转化的，动能可以转化为重力势能，重力势能也可以转化为动能。 2． 机械能 物理学中，将动能和势能统称为机械能。一个物体可以同时具有动能和势能，动能与势能可以相互转化。 ▲拓展培优 机械能守恒 在只有动能和势能相互转化的情况下，动能和势能都在发生变化，但它们的总量不变，即机械能守恒。实质是系统内中有重力和弹力做功时，系统内只有动能和势能相互转化，动能和势能的总量不变，机械能守恒。 【归纳总结】动能与势能统称机械能，动能与速度和质量有关，势能与高度或形变有关，只有动能与势能转化时，机械能守恒。 【典例3-1】如图所示，小球以某速度从M点开始沿粗糙轨道MOP运动，经P点离开轨道，上升至最高点N，又下落经过Q点，N位于P、Q之间，O、P、Q处在同一水平高度。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球经过O、P两点时动能相等 B．小球到达最高点N时速度一定为零 C．小球到达的最高点N不可能高于M点 D．小球经过N点时的机械能等于经过Q点时的机械能 【答案】D 【详解】A．由于球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功，有部分机械能转化为内能，因此球到达P点的机械能一定小于在O点的机械能，O、P处在同一水平高度，球的重力势能相等，则球在P点的动能一定小于在O点的动能，故A错误； B．球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，球在M点既有动能又有重力势能，球上升至最高点N时，仍水平方向飞行，也既有动能又有重力势能，则在N点的速度不为0，故B错误； C．球在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功，有部分机械能转化为内能，球在N点的机械能一定小于在M点的机械能，但由于球在M、N点的动能大小不确定，因此球在M、N两点的重力势能大小也不确定，即N点重力势能有可能比M点重力势能大，则最高点N与M点对比，N点可能M高，故C错误； D．忽略空气阻力，球从N点到Q点机械能守恒，因此球在N点的机械能等于Q点的机械能，故D正确。 故选D。 【跟踪训练1】学校组织到游乐园秋游，小明玩了蹦极项目，如图所示，他从高处O点开始下落，OA等于弹性绳的自由长度，在B点小明所受弹力恰好等于重力（蹦极过程视为在竖直方向的运动），空气阻力忽略不计。下列判断正确的有（　　） A．从O点到A点再到B点过程中小明动能先增大后减少 B．从A点到B点再到C点过程中小明的机械能不变 C．从C点到B点再到A点过程中小明的动能先增大后减少 D．从C点到A点再到O点过程中弹性绳的弹性势能一直变小 【答案】C 【详解】A．从O点到A点再到B点过程中，重力一直大于弹力，所以小明一直做加速运动，动能一直增大，故A错误； B．从A点到B点再到C点的过程，OA等于弹性绳的自由长度，虽然空气阻力不计，但是绳子的弹性形变程度增大，其弹性势能增大，绳子的弹性势能是由小明的机械能转化来的，所以小明的机械能减小，故B错误； C．从C点到B点，向上的弹力大于重力，所以小明向上做加速运动，从B再到A点过程中向上的弹力小于向下的重力，所以动能先增大后减小，故C正确； D．OA等于弹性绳的自由长度，所以从C点到A点绳子的弹性势能一直减小，A点弹性势能已变为零，从A点到O点弹性势能一直为0，故D错误。 故选C。 【跟踪训练2】如图为北京冬奥会高速摄影机记录的苏端鸣在比赛中，从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程说法正确的（　　） ①他从起跳到最高点的过程中，动能减小，重力势能增大 ②他起跳后到达最高点时，机械能最大 ③他从空中下落过程中，重力做功越来越快 ④他从起跳到落地的整个过程中，机械能是守恒的 A．只有③④ B．只有①② C．只有②④ D．只有①③ 【答案】D 【详解】①他从起跳到最高点的过程中，他的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小，是动能逐渐转化成重力势能，故①正确； ②他起跳后到达最高点时，由于存在空气阻力，克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以在最高点时的机械能不是最大，故②错误； ③他从空中下落过程中，速度越来越大，重力不变，根据 可知，重力做功的功率越来越大，即重力做功越来越快，故③正确； ④他从起跳到落地的整个过程中，克服摩擦或空气阻力做功，机械能转化为内能，所以机械能是不守恒的，故④错误。 故选D。 【典例3-2】如图，弹簧没有形变时下端在a处，将重物挂在弹簧上，用手将物体拉到b处后松手，物体由静止一直向上运动至最高点c（不计空气阻力，弹簧的形变为弹性形变）。对于球向上运动时，下列判断正确的是（    ） A．物体的机械能守恒 B．物体受到的合力逐渐变小时，球的机械能先变大再变小 C．物体受到的合力逐渐变大时，球的机械能先变大后变小 D．物体受到的合力方向改变后，弹簧的弹性势能变大 【答案】C 【详解】A．不计空气阻力，物体向上运动过程中，除了受重力作用，还受弹力作用，则物体的机械能不守恒，故A错误； B．物体受到的合力逐渐变小时，球受到竖直向下的弹力作用，球的机械能不断变小，故B错误； C．物体受到的合力逐渐变大时，弹力方向先竖直向上，在竖直向下，则弹力先对球做正功，在对球做负功，球的机械能先变大后变小，故C正确； D．当物体受到竖直向上的弹力大于重力时，物体受到的合力竖直向上，当物体受到的竖直向下的弹力小于物体的重力时，物体的合力竖直向下，此后弹簧的伸长量减小到0后，弹簧变为收缩状态，则弹簧的弹性势能先变小后变大，故D错误。 故选C。 【跟踪训练1】如图所示是一位勇敢的“蹦极”爱好者纵身跳下时的情景，a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，b点是蹦极者速度最大的位置，c点是蹦极者下降的最低点（不计空气阻力），则下列说法正确的是（　　） A．蹦极者在a点的动能最大 B．从a点到b点，蹦极者的重力势能转化为绳的弹性势能和蹦极者的动能 C．在c点时，蹦极者的动能和重力势能为零，绳的弹性势能最大 D．从a点到c点的过程中，整个系统的机械能增大 【答案】B 【详解】A．蹦极者自跳下至a点时只受重力的作用，处于加速（v变大）下落过程，动能不断增大；从a至b点弹性绳逐渐变长，蹦极者受到竖直向上的弹力小于蹦极者的重力，蹦极者仍加速向下运动，b点速度达到最大，动能达到最大值，故A错误； B．从a点到b点（h减小），蹦极者的高度变小，重力势能逐渐减小，动能和弹性势能逐渐增大，所以蹦极者的重力势能转化为弹性绳的弹性势能和蹦极者的动能，故B正确； C．b点至c点弹性绳继续伸长，自b点开始蹦极者受到竖直向上的弹力大于蹦极者的重力，蹦极者做减速运动，弹性绳开始在c点时，蹦极者的速度为零，动能为零，弹性势能最大，但仍具有一定的重力势能，故C错误； D．从a点到c点的过程中，不计空气阻力，整个系统只有动能、重力势能、弹性势能的转化，故机械能总量不变，故D错误。 故选B。 【跟踪训练2】甲、乙是两个完全相同的网球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出，乙球竖直向上抛出，不计空气阻力。抛出时甲球的机械能 乙球的机械能；落地时甲球的机械能 乙球的机械能。（均选填“大于”、“等于”或“小于”） 【答案】 等于 等于 【详解】[1]抛出时甲乙两球质量相等，速度相等，故动能相等；又因高度相等，故重力势能相等，机械能包括动能和势能，所以抛出时甲球的机械能等于乙球的机械能。 [2] 甲、乙被抛出时的机械能相等，不计空气阻力，所以它们在运动的过程中机械能守恒，所以落地时所具有的机械能是相等的。 题型4 海洋中的机械能 海洋中有着丰富的机械能，通过不同的形式表现出来，如海浪、海流、潮汐等。 1． 海浪能 海浪能是利用海洋波浪的动能和势能发电的可再生能源，其能量来源于风力作用于海面形成的机械能。海浪能清洁无污染且分布广泛，但受波浪不稳定性、设备耐腐蚀性及高成本限制。科学家估测，1km2的海面上，海浪能的功率高达2×105kW，是能源可持续发展的重要研究方向 2． 海流能 海流能是指利用海洋中稳定流动的海水动能发电的可再生能源。海流主要由风力、潮汐和海水温差等因素驱动，具有能量稳定、可预测的特点。我国舟山群岛等海域正在试验相关技术，是未来海洋能源开发的重要方向之一。 3． 潮汐能 潮汐能是利用海水涨潮和落潮的势能和动能进行发电的可再生能源。潮汐由月球和太阳的引力作用形成，规律性强，能量稳定。优点：清洁、可预测；缺点：对生态环境可能产生影响，建设成本高。我国浙江江厦潮汐电站是全球第四大潮汐电站。 【典例4-1】2022年12月，全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组、引领世界水电的超级工程——白鹤滩水电站（如图）全部机组投产发电，成为仅次于三峡水电站的全球第二大水电站和清洁能源生产基地。所谓水电站，就是把水的机械能（简称“水能”）转化成 的工厂；水电站发电所用的能源——水的机械能属于 （选填“可再生能源”或“不可再生能源”）。    【答案】 电能 可再生能源 【详解】[1]发电机工作时将机械能转化成电能，水电站，就是把水的机械能（简称“水能”）转化成电能的工厂。 [2]水能可以源源不断地获得，水电站发电所用的能源——水的机械能属于可再生能源。 【跟踪训练1】三峡水电站是人类合理利用水能的成功经验，水能属于 次能源，拦河大坝使上游水位升高，提高了水的 能。水从大坝的上游流下时冲击水轮机发电，将水能转化为 能。 【答案】 一 重力势 电 【详解】[1]水能直接来自自然界，未经加工，属于一次能源。 [2]水的质量变大，高度变大，水的重力势能变大，水位升高使水的重力势能增大。 [3]水流冲击水轮机带动发电机，将叶轮上的机械能（重力势能和动能）转化为电能。 【跟踪训练2】物理实验探究： （1）探究一：晓丽在研究动能Ek与m、v关系的实验中，是用小球去撞击木块，并通过木块 来反映动能的大小，这种方法叫做 法（选填“控制变量法”“类比法”“转换法”）．她查阅资料得知：Ek与m、v的关系是Ek＝mv2． （2）探究二：如图所示，将两个相同的小车分别放在两个相同的管道中，然后让速度相等的风和水流分别通过这两个管道2s，小车分别被推动一段距离，实验记录如下： 流体 风 水流 小车被推动距离/cm 0.3 79 ①在相同的时间内，相同的面积上，小车从两种不同的能源上获得的能量 ．（选填“相同”或“不同”）在单位时间内、单位面积上从某种能源中所能得到的能量叫做能流密度．这是评价能源优劣的重要指标之一．一般地说，水能的能流密度比风能的能流密度 ． ②若水的流速为v，密度是ρ，请你推导出水能的能流密度A的表达式 ． 【答案】 被撞的距离的远近 转换 ①不同 大 A＝ρv3 【详解】（1）小球动能的大小，是通过木块被撞的距离的远近来反映动能的大小的；动能的大小不容易观察，可转化成木块被撞的距离的远近就容易观察多了，这种方法叫转换法． （2）①由表中数据可知，在相同的时间内，相同的面积上，水流把小车推动的距离远，可以判断小车从水流上获得的能量多，所以小车从两种不同的能源上获得的能量是不同的；由此可见水能的能流密度比风能的能流密度大． ②根据题意所提供的信息，水的流速为v，密度是ρ，设S为横截面积、L为水流流过的距离，则L＝vt，水流的体积V＝Svt，所以m＝ρV＝ρSvt，代入Ek＝mv2得：Ek＝ρSvtv2＝ρStv3，因为在单位时间内、单位面积上从某种能源中所能得到的能量叫做能流密度，则水能的能流密度A的表达式：A＝＝＝ρv3． 【能力培优练】 1．如图所示，蹦床运动员正在比赛，当运动员从离蹦床一定高度处下落，在人从与蹦床接触至下落到最低点过程中，下列说法正确的是（　　） A．蹦床运动员在比赛中从空中下落，运动员刚接触蹦床时的动能最大 B．在运动员与蹦床接触后，只有运动员的动能转化成蹦床的弹性势能 C．从与蹦床接触到向下运动至最低点的过程中，运动员的速度先减小后增大 D．从与蹦床接触到向下运动至最低点的过程中，运动员的机械能一直减小 【答案】D 【详解】AC．运动员的质量不变，在运动员与蹦床刚接触后，由于蹦床的弹性形变较小，则运动员受到的弹力较小，弹力小于重力，运动员依然做加速运动；当弹力等于重力时，速度达到最大，运动员具有的动能最大；此后弹力继续增大，弹力大于运动员的重力，运动员做减速运动，动能逐渐减小；由此可知，从与蹦床接触到向下运动至最低点的过程中，运动员的速度先增大后减小；当弹力等于重力时，运动员的速度最大，具有的动能最大，故AC错误； B．在运动员与蹦床接触后，运动员的质量不变，高度变小，重力势能减小，运动员的重力势能和动能转化成蹦床的弹性势能，故B错误； D．从与蹦床接触到向下运动至最低点的过程中运动员的机械能转化为蹦床的弹性势能，所以运动员的机械能一直减小，故D正确。 故选D。 2．“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连，打开扣环，人A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（　　） A．弹性绳的弹性势能在B点时最大 B．到达B点时，弹性绳处于原长位置 C．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能增加 D．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少 【答案】C 【详解】A．弹性绳在A点的弹性形变最大，故弹性绳的弹性势能在A点时最大，故A错误； B．到达B点时速度最大，此时弹力和重力相等，说明B点时弹性绳有形变，不是原长位置，故B错误； C．人从A到B的过程中，人的质量不变，速度由0变为最大，所以动能在增加；人的高度不断升高，所以重力势能也在增加，故C正确； D．人从A到C的过程中，人的质量不变，高度在升高，所以重力势能在增加；但速度在B点时最大，C点为最高点，速度为0，故速度是先变大，后变小，所以动能也是先变大，后变小，故D错误。 故选C。 3．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，铁锁向前摆动起来，如图所示，下列说法中正确的是（　　）    A．当铁锁摆回来时会打到鼻子 B．铁锁在摆动的过程中动能和重力势能在相互转化 C．铁锁由高处摆到低处的过程中动能转化为重力势能 D．铁锁上升的最大高度逐次降低，是由于受到空气阻力的作用，机械能不断减小 【答案】D 【详解】A．铁锁在摆动过程中，不断与空气摩擦，部分机械能转化为内能，机械能减小，所以铁锁摆回时不能达到原来的高度，不会打到鼻子，故A错误； B．铁锁在摆动过程中，上升时动能转化为重力势能和内能，下降时重力势能转化为动能和内能，不只有动能与重力势能的相互转化，故B错误； C．铁锁由高处摆到低处的过程中重力势能转化为动能和内能，故C错误； D．由于受空气阻力的作用，铁锁上升的最大高度逐次降低，部分机械能转化为内能，机械能不断减小，故D正确。 故选D。 4．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示；如图丙所示，弹簧左端固定，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后到返回经过N点再次到达P点；如图丁所示，OAB是杠杆，OA与BA垂直，在OA的中点挂一个12N的重物，加在B点的动力使杠杆OAB在水平位置保持静止（杠杆重力及摩擦均不计）。下列说法正确的是（　　）    A．图甲乙中，t2到t3内，小球的动能不断增加，小球增加的动能小于弹簧减小的弹性势能 B．图丙中，从P向N运动过程中，小物块的动能先增大再减小，机械能减小 C．图丁中，该杠杆可能是费力杠杆，且作用在B点的最小动力小于6N D．上述三种说法没有正确的 【答案】C 【详解】A．如图甲乙所示，t2到t3段时间内，弹力逐渐减小，是小球从最低点被弹起直到离开弹簧的过程，前段是弹力大于小球重力，小球速度增大动能增大，直到弹力等于重力时小球速度最大，动能最大；后段是弹力小于重力，小球速度逐渐减小，动能逐渐减小。所以在此过程中小球动能是先增大后减小，故A错误； B．如图丙所示，从P向N运动过程中，小物块质量不变，高度变小，速度变大，动能增大，过M点后，速度不变，动能不变；因为物块可以再次到达P点，说明没有能量损失，机械能守恒，保持不变。故B错误； C．因为无法确定动力臂大小，所以无法确定它是哪种杠杆，则该杠杆就可能是费力杠杆；若连接OB，当加在B点的动力垂直OB向上时，OB就是最长的动力臂，此时动力最小，因为C点是OA中点，所以，根据杠杆平衡条件可得 则作用在B点的最小动力为 故C正确； D．因为C正确，故D错误。 故选C。 5．将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图所示，位置①和③离地高度相等。小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图所示，且M、N两点分别为图中“①”、“②” 或“③”点中的某一点。则小球（　　）    A．经过的M点就是“③”点 B．整个运动过程中，机械能是守恒的 C．在M点的重力势能大于在N点的 D．在N点的机械能为1000J 【答案】A 【详解】B．根据小球水平抛出其部分运动轨迹可知，小球反弹起的最大高度越来越小，说明机械能越来越小， 整个运动过程中，机械能是不守恒的 ，故B不符合题意； C．在M点时，由图知，重力势能占机械能的比为动能的3倍，因重力势能为240J，故动能为80J，在M点时机械能为 WM=240J+80J=320J 在N点时，动能为200J，则重力势能为 故在M点的重力势能240J小于在N点的重力势能300J，故C不符合题意； D．在N点时的机械能为 WN=200J+300J=500J 故D不符合题意；　 A．因小球在M的重力势能小于N点的重力势能，根据影响重力势能大小的因素，故N点的高度要高，已知位置①和③离地高度相等，故N点在②，小球在M点的机械能320J小于在N点的机械能500J，因机械能越来越小，故可知M点在③处。故A符合题意。 故选A。 6．下落在水平地板上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低。如图所示是小球弹跳的频闪照片，位置1是释放点，位置3是小球与地板的第一次的碰地点。小球在4、5位置的高度一样。下面说法正确的是（　　） A．小球由位置1下落到位置2的过程中，重力势能减小，机械能不变 B．小球在位置3与地板撞击过程中会有机械能损失 C．小球在位置4和位置5时重力势能相同，机械能也相同 D．小球在位置4的动能等于小球在位置5的动能 【答案】B 【详解】A．小球由位置1下落到位置2的过程中，与空气摩擦做功，将部分机械能转化为内能，机械能减小，故A错误； B．由开始下落（位置1）到撞击地板（位置3），再反弹到最高点可知，后者高度较低，则小球在位置3与地板撞击过程中一定有机械能损失，故B正确； CD．小球在位置4和位置5时，到地板的高度相同，则重力势能相同，针对小球在位置4、5两点到各自的最高点不同，研究位置4、5两点的速度可认为均是从各自最高点运动到4、5两点的，由于在位置4时小球下落的高度大于在位置5时小球下落的高度，所以小球在位置4的速度大于在位置5的速度，即位置4的动能大于位置5的动能，所以它们的机械能不同，故CD错误。 故选B。 7．图甲为坐姿划船训练器械，图乙是其原理简化图。已知动滑轮质量为10kg，配重质量为50kg，不计绳重和摩擦。某次训练过程中，运动员两只手分别从A、B端同时施加拉力将配重匀速提起，每分钟提升配重15次，每次配重上升0.8m。配重匀速提升过程中，A端绳子的拉力为 N，该滑轮组的机械效率是 ，该运动员的平均功率为 W，配重匀速上升时的机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。（g取10N/Kg） 【答案】 300 83.3% 120 增大 【详解】[1]从图乙可知，该滑轮组由一个动滑轮和两个定滑轮组成，且动滑轮上有2段绳子承担物重。动滑轮和配重的总重力G总​=G动​+G配​=m动g+m配g=10kg×10N/kg+50kg×10N/kg=600N 不计绳重和摩擦，则A端绳子的拉力 [2]该滑轮组的机械效率 [3]提升一次配重，所做有用功W有=G配h=50kg×10N/kg×0.8m=400J 运动员1分钟做功15次，总共做的有用功W=15W有=15×400J=6000J 运动员做的总功 运动员做功的平均功率 [4]配重匀速上升时，速度不变，质量不变，所以动能不变；高度增加，质量不变，所以重力势能增大。因为机械能等于动能与势能之和，动能不变，重力势能增大，所以配重的机械能增大。 8．让系于橡皮筋一端的小球，从O点的正下方由静止释放，分别经过a、b、c三点，如图甲所示。整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示，则小球从a运动到c的过程中，在 点重力势能最大，当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为0，此时小球处于 状态（选填“平衡”或“非平衡”），b点时小球速度最大，则小球的重力为 N。（不计空气阻力） 【答案】 a 非平衡 3 【详解】[1]小球从a运动到c的过程中，a点的高度最高，所以在a点小球的重力势能最大。 [2]小球下落到最低点，橡皮筋的伸长量最大，产生的弹力最大，弹力大于重力，小球受到的合力方向竖直向上，将会向上运动，所以此时小球处于非平衡状态。 [3]小球在下落的过程中，橡皮筋逐渐发生弹簧形变，橡皮筋产生的弹力由小变大，当重力大于弹力时小球受合力向下，小球加速下落；当弹力等于重力时，小球受到合力为0，速度达到最大，根据图乙可知，b点时的弹力与小球的重力相同；F与h的图像是一条直线，橡皮筋发生的是弹性形变，当弹力增大9N时，橡皮筋伸长为 0.7m-0.4m＝0.3m 即橡皮筋每伸长0.1m，弹力就增大3N，所以在b点时，橡皮筋伸长量为0.1m，则弹力的大小为3N，即小球的重力为3N。 9．如图所示，轻质弹簧下端固定，另一端连接一个大小不计的重物。用手抓住重物向下压缩弹簧到点d，松手后弹簧推重物上升依次经过点c、b到最高点a，其中点b是弹簧不放重物静止时的位置，点c是重物放在弹簧上端静止时的位置，则重物从点d运动到点a过程中，动能 （选填“一直增大”“一直减小”或“先增大后减小”）。（不计空气阻力） 【答案】先增大后减小 【详解】重物从d运动到a的过程中，b是弹簧不放重物静止时的位置，即b是弹簧处于原长的位置；c是重物放在弹簧上端静止时的位置，此时重物受到的弹力和重力相等；从d运动到c的过程中，重物受到向下的重力和向上的弹力，弹力大于重力，合力竖直向上，重物向上做加速运动；c点时，弹力等于重力，合力为0，不再加速，速度达到最大，动能最大；从c运动到b的过程中，弹力小于重力，合力向下，此时重物做减速运动；由以上可知，重物的速度先变大后变小，质量不变，所以动能先增大后减小。 10．在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示，从最高点到落地点的过程中，球的重力势能转化为 能，若实心球运动到最高点时没有受到力的作用，它将保持 状态。 【答案】 动 匀速直线运动 【详解】[1]实心球从最高点到落地点的过程中，球的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，球的重力势能转化为动能。 [2]实心球到达最高点时具有水平方向的速度，若实心球运动到最高点时没有受到力的作用，它将保持匀速直线运动状态。 11．一些容易倾倒的广告牌成为城市的安全隐患，如图甲所示。这一问题引发了小明、小羽的思考：这类广告牌之所以容易倾倒，是否与它们的结构特点有关？通过观察，他们绘制了这类广告牌的结构图（如图乙所示），并猜想：在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒。 为验证猜想，他们制定了如下探究方案：制作两个展板相同、底座长度相同但宽度不同的模型，底座质量不计，如图丙所示。用悬挂于铁架台上的铁球撞击展板，模拟外界对展板的作用，记录观察到的现象并进行分析。 接下来请参与他们的探究并回答以下问题： (1)如图丁所示，他们让铁球静止时与展板接触但不挤压。拉起铁球，松手后铁球由静止向下摆动，铁球的重力势能转化为 能，使铁球具有撞击展板的能量。 (2)小明先后两次释放铁球，分别撞击两块展板最上端。为使两次的撞击作用相同，摆线被拉开的角度α应该 。撞击后发现：两块展板都未倾倒。由此，小明得出“广告牌是否容易倾倒与底座宽度无关”的结论。你认为他能否根据实验现象得到这一结论？ 。（无需说明理由） (3)小羽对小明的结论提出了质疑。她选用了一个质量更大的铁球，重复上述操作后发现：两块展板都被撞倒。这似乎证明了小明的结论是正确的。你认为当撞击作用相同时，需观察到什么现象，才可对比出哪块展板更容易倾倒？ 。 (4)在不改变实验装置的前提下，如何验证“在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒”，请写出你的操作方法。 【答案】(1)动能 (2) 相同 不能 (3)见详解 (4)见详解 【详解】（1）[1]铁球下落过程中，高度降低，速度增大，重力势能转化为动能。 （2）[1]要使两次撞击作用相同，必须保证铁球撞击展板时的速度相同，因此摆线被拉开的角度α应该相同。 [2]实验中两块展板都未倾倒，说明撞击力度未达到倾倒临界值，无法比较不同底座宽度的抗倾倒能力，故不能得出“与底座宽度无关”的结论。 （3）通过两次实验过程可以总结：当撞击作用相同时，需观察到两块展板都未倾倒时倾斜的最大角度的不同，或都倾倒时观察倾倒需要的时间的长短不同。 （4）最能得出正确实验结论的方法是能逐渐增大实验所用铁球的质量，直到观察到其中一块倾倒而另一块未倾倒。具体操作方法如下，方法一：保持摆线角度α相同，逐渐增加铁球质量进行多次撞击，记录使不同底座宽度的展板刚好倾倒时的最小铁球质量。比较发现使窄底座展板倾倒所需铁球质量更小，即可验证猜想。方法二：用同一个铁球，不断增大摆线角度α，但需要保证撞击两块展板时，摆线角度相同，直到观察到其中一块倾倒而另一块未倾倒，也可以验证猜想，那就是在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒。 12．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，于是他们进行了如下探究： 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ （1）【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 有关； （2）【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用铁球模拟汽车，让铁球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。该实验是通过观察 的大小，来说明铁球对木块做功的多少，这种探究问题的方法是 ；（填“控制变量法”或“转换法”或“归纳法”）    （3）【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是： ； （4）【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因； （5）【改进实验】研究动能大小与质量的关系，有同学将实验装置改成如图所示，利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，发现两次实验木块移动的距离相等，其原因是 。 【答案】 速度 质量 木块移动的距离 转换法 速度一定时，物体的质量越大，动能越大 超速 两次实验铁球的动能相等 【详解】(1)[1]十次车祸九次快，“快”，速度大。 [2]超载，指车装载的物体质量大。 (2)[3][4]动能的大小在初中是不能直接测量的，但可以通过具有动能的物体消耗动能去做的功的多少体现出来，这种方法是转换法。 (3)[5]甲乙两图中，两个小球处在斜面的同一高度，它们到达斜面底端时的速度是相同的。但两个小球的质量不同。所以，得出的结论是动能与质量的关系方面的：质量大的，木块被撞击的距离大，即球的动能大。 (4)[6]甲丙两图相比较，只是小球到达斜面底端的速度不同，造成木块被撞击的距离不同。所以可以解释汽车超速带来的危险。 (5)[7]在这个实验过程中，是弹簧的势能转化为铁球的动能，铁球对木块做功。两次将弹簧压缩到相同的程度，弹簧的弹性势能是相同的，所以两次将木块撞击的距离是相同的。 【链接中考】 1．（2025·江苏苏州·中考真题）如图所示，“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一，水车一端浸入水中，另一端固定于岸上，使用时，人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动，带动嵌满刮水板的链条匀速运动，槽内板片刮水上行，倾灌于地势较高的田中，下列说法正确的是（　　） A．长柄摇杆越长，踩动时越费力 B．踩得越快，提水做功越多 C．提水过程中，随板片上行的水重力势能减小 D．减小水车各部件间的摩擦，提水效率增大 【答案】D 【详解】A．长柄摇杆越长，动力臂越长，阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力越小，踩动时越省力，故A错误； B．踩得越快，单位时间内提水做功越多，即提水做功的功率越大，故B错误； C．提水过程中，随板片上行的水，其质量不变，高度增大，则重力势能增大，故C错误； D．减小水车各部件间的摩擦，可以减小额外功，有用功不变，由可知提水效率增大，故D正确。 故选D。 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.（2023·江苏宿迁·中考真题）如图甲所示，重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上，在水平向右风力的作用下，滑块P向右做匀速直线运动。将方管Q按图乙竖直放置后，滑块P竖直向下运动。假设滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变，其受到方管Q的摩擦力等于它们间压力大小的0.9倍，方管足够长且忽略空气阻力。关于图乙中的滑块P，下列说法正确的是（　　）    A．滑块P受到的摩擦力等于重力 B．滑块P先加速，然后匀速 C．滑块P先加速，后减速，最后静止 D．滑块P的动能一直增大 【答案】D 【详解】对图甲进行受力分析，滑块P竖直方向上受到重力G和方管Q对它向上的支持力是一对平衡力，滑块P对方管Q的压力与方管Q对它向上的支持力是相互作用力，所以滑块P对方管Q的压力等于滑块P的重力，即；其受到方管Q的摩擦力 又滑块P在水平向右风力的作用下向右做匀速直线运动，故风力等于摩擦力 对图乙竖直方向上进行受力分析，其竖直方向受到竖直向下的重力，竖直向上的摩擦力。 A．图乙中，滑块P受到方管Q的摩擦力 则f乙﹤G，故A错误； BC．由于竖直向上的摩擦力小于竖直向下的重力，故滑块P向下做加速运动，故BC错误； D．由于滑块P的速度一直增大，质量不变，所以动能一直增大，故D正确。 故选D。 4．（2023·江苏南通·模拟）如图，轻质弹簧顶端固定并连接一个大小不计的重物。用手托住重物向上挤压弹簧到点a，松手后重物下落依次经过点b、c到最低点d，b是弹簧原长的位置，c是重物连接在弹簧下端静止时的位置。则重物从a运动到d的过程中，在 点重力势能最大，在 点动能最大，在 点机械能最大。（不计空气阻力）      【答案】 a c b 【详解】[1]重物从a运动到d的过程中，质量不变，在a点时高度最大，重力势能最大。 [2]c是重物连接在弹簧下端静止时的位置，此时重物受到的拉力和重力相等，即点b是弹簧处于原长的位置。从a运动到b的过程中，重物受到向下的重力和向下的弹力，重物做加速运动。从b点到d的过程中，重物在c点之前向下的重力大于向上的弹力，仍加速；重物在c点之后，向下的重力小于向上的弹力，减速；所以，即在c点时速度最大，动能最大。 [3]在b点弹簧处于原长的位置，没有弹性势能，弹性势能全部转化成重物的机械能，故b点重物的机械能最大。 5. （2023·江苏南通·一模）为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。    （1）该实验中所探究物体的动能是指 的动能；（选填“钢球”或“木块”） （2）由1甲、乙两图可知，当物体质量相同时， 越大，动能越大； （3）如1甲、丙两图所示，让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，可得出结论： ； （4）小明通过实验探究货车超速与超载在追尾事故中的危害，用到的器材有：小车（模拟货车）、木块（模拟被追尾车辆）、砝码若干、坡度固定的斜面。将小车从如图2甲所示的A处自由释放，小车在水平面上运动一段距离s0后停止，s0可视为刹车后运动的距离。将木块静置于小车右侧所在的位置B处，表明符合核载量并在限速内的货车不会对前车追尾。 请回答下列问题： （a）探究货车超速的危害：如图2乙所示，木块置于B处，小车由斜面顶端释放，撞击木块并与木块共同运动一段距离s1，这表明货车超速 （选填“会”或“不会”）产生追尾的危害。本实验可用木块运动的 反映追尾的危害程度； （b）探究货车超载的危害：如图2丙所示，木块置于B处，将砝码固定在小车上，逐次增加砝码个数重复实验，仍从A处释放小车。观察木块运动的距离s，请你评价本次实验能否探究超载的危害 ；理由： 。 【答案】 钢球 速度 当物体速度相同时，质量越大，动能越大 会 距离 不能 甲、丙到达斜面底端的速度相同，由于丙图小车的重力大，小车与地面的摩擦力大，不符合控制变量法的要求，所以不能探究超载的危害 【详解】（1）[1]该实验中所探究物体的动能是指钢球的动能，通过钢球推动木块移动的距离来判断钢球动能的大小。 （2）[2]如图1甲、乙两图所示，钢球的质量相同，在斜面滑下时的高度不同，甲图钢球滑到斜面底端的速度大，木块移动的距离大，钢球的动能大，故可以得出：当物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （3）[3]如图1甲、丙两图所示，让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，两球滑到斜面底端的速度相同，由图知，丙球的质量大，木块移动的距离大，故可以得出：当物体速度相同时，质量越大，动能越大。 （4）（a）[4][5]小车撞击木块并与木块共同运动一段距离，是小车“追尾”木块的结果，因此这表明货车超速会产生追尾的危害，追尾的危害程度越大，木块被推动移动的距离越远，因此本实验可用木块运动的距离反映追尾的危害程度。 （b）[6][7]由图2的甲、丙两图知，丙图小车的质量大，甲、丙到达斜面底端的速度相同，由于丙图小车的重力大，小车与地面的摩擦力大，不符合控制变量法的要求，所以不能探究超载的危害。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 一、机械能 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 动能 1 题型2 势能 6 题型3 动能和势能的相互转化 11 题型4 海洋中的机械能 14 【能力培优练】 15 【链接中考】 21 【重难题型讲解】 题型1 动能 1． 能量 一个物体能对另一个物体做功，就表明这个物体具有能量。 【注意】物体能对外做功代表物体具有对外做功的能力，但物体本身不一定在做功；能量是一个状态量，功是一个过程量，功是能量转化的量度，做多少功，就有多少能量转移到其他物体或转化为其他的形式，但能量的总量是恒定的，不会凭空产生，也不会凭空消失。 2．动能。 锤子将钉子钉入木板，锤子对钉子做功；子弹穿过鸡蛋，飞行的子弹对鸡蛋做功；风吹动帆船，流动的空气对船帆做功。这些现象说明运动的物体能对其他物体做功，具有能量。 物理学中，将物体由于运动而具有的能量叫做动能，一切运动的物体都具有动能。 3．探究影响动能大小的因素 提出问题 物体的动能大小与哪些因素有关 猜想 1.物体动能的大小可能和物体的速度有关； 2.物体动能的大小可能和物体的质量有关。 实验 1.将同一小车分别从不同高度由静止下滑，撞击水平面上相同位置的同一物体，比较物体运动的距离； 2.在小车上放一些钩码以改变小车的质量，让不同质量的小车从同一高度静止下滑撞击水平面上相同位置的同一物体，比较物体运动的距离。 实验结论 物体的动能与物体的质量和速度有关，速度越大、质量越大，动能越大。 【注意】实验中同一小车分别从不同高度由静止下滑是为了让小车到达平面时具有不同的速度，同一高度静止下滑是让小球到达平面时速度相等（控制变量法）；撞击水平面上相同位置的同一物体，物体运动越远意味着小车的动能越大（转化法）。 ▲拓展培优 动能的计算方法 动能的计算公式：（初中不涉及动能的直接计算，可通过公式进一步理解动能）。动能与物体的质量、速度的平方成正比。分析动能大小时，需要同时分析两个因素，质量很大的物体在静止时动能为零。 【归纳总结】 动能是物体因运动而具有的能量，由速度和质量共同决定。 【典例1-1】下列说法中正确的是（ ） A．静止的物体不具有能 B．没有做功的物体不具有能 C．具有能的物体一定在做功 D．能够做功的物体一定具有能 【跟踪训练1】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 【跟踪训练2】关于能的概念，下列说法中正确的是（　　） A．一个物体只有做了功，才能说明它具有能 B．一个物体被站立的人举在手中，物体不能做功，所以物体没有能 C．一个物体已经做的功越多，说明它具有的能越多 D．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 【典例1-2】用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动；如图是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图像，下列说法正确的是（　　） A．木块第一次受到的拉力较大 B．第一次木块的动能较大 C．第二次拉力对木块做功的功率大 D．相同时间内，第一次拉力做功小 【跟踪训练1】小明从家里去上学，如图所示是他上学过程中的路程—时间图象，请你判断小明在哪一段时间内动能最大（  ） A．在t1～t2时间内，小明的动能最大 B．在t2～t3时间内，小明的动能最大 C．在0～t1时间内，小明的动能最大 D．无法判断 【跟踪训练2】一个体重60kg的运动员从高空跳下，前20s的速度与时间的关系如图所示。第8s时运动员所受的空气阻力 自己的重力（请选填“大于”、“等于”或“小于”）；后10s时间内，运动员的动能会 ；后10s重力做功的功率大小为 。    【典例1-3】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，推动放在水平桌面上的同一小木块向前移动一段距离后停下完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1＞h2＝h3，mA＝mB＜mC。 (1)小钢球的动能大小是通过 来反映的，这种研究问题的方法叫做 法； (2)分析比较甲和乙两组实验可知，物体质量相同时， ； (3)分析比较乙和丙两组实验，B、C两球从同一斜面同一高度静止下滑的目的是 ； (4)若桌面过于光滑，则 （选填“更利于”或“不利于”）探究得出结论； (5)若利用这个装置探究牛顿第一定律，让同一小球从斜面的同一高度由静止滑下，小球在木板上比在毛巾上运动的距离远，小球克服木板的摩擦力做的功为W1，小球克服毛巾的摩擦力做的功为W2，则W1 W2（选填“＞”“＝”或“＜”）。 【跟踪训练1】用小球和木块来做“探究动能大小与哪些因素有关”的实验。 (1)该实验研究对象是 （选填“小球”或“木块”），实验中是通过比较 来比较动能大小； (2)分析甲、乙两图，小球从不同的高度由静止滚下的目的是使小球 ，最终可得结论： ； (3)有同学选用一个轻质弹簧按照图丙装置来“探究物体动能大小与哪些因素有关”，设计了以下两个实验方案： 方案一：用同一小球将弹簧压缩至不同程度，静止释放，推动初位置相同的同一木块，比较木块被推动后移动的距离； 方案二：用质量不同的小球将弹簧压缩相同程度，静止释放，推动初位置相同的同一木块，比较木块移动的距离。 该同学的两个方案中，不计小球受到的阻力及碰撞中的能量损失，能完成动能影响因素探究的是方案 ；另一个方案无法完成的原因是： 该方案中木块移动的距离 （选填“不相等”、“相等”）。 【跟踪训练2】如下图所示是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中 (1)实验中，探究的动能是指___________（填选项序号）。 A．小球在斜面上的动能 B．小球到达水平面时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块被小球撞击的动能 (2)实验中通过观察 来判断小球的动能大小，这种研究问题的物理方法叫转换法。 (3)由甲、乙两图可知，使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与 的关系。 (4)甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为则f1 f2（选填“>”“=”或“<”），该过程中AB两球克服摩擦力做功分别为W₁和则W₁ W₂（选填“>”“=”或“<”）。 (5)实验后，同学们联想到在交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大，于是利用实验器材进行了测定，得到数据如表： 实验序号 钢球的质量m/g 钢球到达水平面的初速度v/（cm/s） 木块被撞后运动的距离s/cm 1 30 2 4 2 30 4 16 3 60 2 8 分析表中数据可知， 对物体的动能影响更大，即当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。 题型2 势能 1． 弹性势能 发生弹性形变的物体在恢复形变的过程中可以对其他物体做功，意味着发生弹性形变的物体具有能量，这种由于物体发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。 影响弹性势能大小的因素：弹性形变越大，弹性势能越大；除此之外，弹性势能还与发生弹性形变的物体的材料有关。 ★特别提醒 弹性形变指的是在撤去外力后能够恢复原状的形变，一个物体是否具有弹性势能的关键在于物体是否发生了弹性形变，对同一个物体，发生的弹性形变越大，弹性势能越大；但如果物体发生的形变不是弹性形变，或超出了弹性限度，物体不具有弹性势能。 2． 重力势能 强夯机落下的重锤可以夯实地基，山上滚下的落石可以砸坏路面，事实表明，处在一定高度的物体具有做功的本领，具有能量。这种由于物体被举高而具有的能量叫做重力势能。 重力势能的影响因素：质量一定时，物体所处的位置越高，重力势能越大；位置一定时，物体的质量越大，重力势能越大。 ▲拓展培优 势能的理解 弹性势能和重力势能可以理解为物体具有弹力和重力后，物体在这些力的方向上移动距离时，力做功，即具有能量。弹性势能和重力势能可以理解为弹力和重力所具有的能量，力能做的功越多，能量就越大； 当物体沿着力的方向运动时，相当于消耗这种能量将势能转化为其他形式的能（物体下落时，重力势能变小）。沿着力的反方向运动时，其他外力做功，其他形式的能转化为势能（物体上升时，重力势能增大）。 【典例2-1】如图所示，在光滑的水平面上，一根弹簧的左端固定在墙壁上，右端与一小球连接，O点是弹簧原长时小球的位置。现对小球施加一个外力压缩弹簧使小球到达A点，然后释放小球，小球将在AB之间来回运动。下列说法正确的是（　　） A．小球运动到A点时，弹簧的弹性势能最小 B．小球运动到O点时，小球的动能最大 C．小球在O点左侧运动时，弹簧对小球的弹力是动力 D．小球在O点右侧运动时，弹簧对小球的弹力是阻力 【跟踪训练1】高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将弹性长绳（质量忽略不计）的一端系在双脚上， 另一端固定在高处的跳台上，运动员无初速地从跳台上落下，若不计空气阻力（　　） A．整个下落过程中，运动员受到的重力不变，弹性绳的弹力逐渐变大 B．整个下落过程中运动员先加速后减速，弹性绳开始伸直时，其速度最大 C．下落到最低点时运动员受到的弹力和重力是一对平衡力 D．整个下落过程中弹性长绳弹性势能先变大后变小 【跟踪训练2】如图甲所示，小球从某高度处由静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧.从小球刚接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，得到小球的速度和弹簧被压缩的长度△L之间的关系图像，如图乙所示，其中b为曲线最高点.不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球（  ） A．在a处弹簧的弹力最大 B．在b处弹簧的弹性势能最大 C．从a到c过程中，小球的速度逐渐减小 D．在b处小球受到的弹力与它所受的重力满足二力平衡的条件 【典例2-2】如图所示，底端装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上，容器中装有适量的水，一木块漂浮在水面上，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相等，下列表示木块的重力势能Ep，木块所受浮力大小F、木块下表面处水的压强p1和容器对桌面的压强p2随时间变化的关系图线中，可能正确的是（ ） A． B． C． D． 【跟踪训练1】如图是竖直向上抛出的小球上升过程中每隔相等的时间曝光一次所得的照片。从图中可以判断：小球在a、b位置间的平均速度 （选填“大于”“小于”或“等于”）在c、d位置间的平均速度；在上升过程中，小球的重力势能 ，重力做功的功率 。（后两空均选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“不变”） 【跟踪训练2】建筑高楼大厦时首先要打好地基．原相同高度的同种地桩，经打击后某一瞬间时三个地桩所处的位置如图所示，由此可知，打桩时，三个重锤中 锤的做功本领最大，如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时， 锤的高度要低一些．如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则 锤的质量要大一些．    【典例2-3】在进行篮球投篮比赛时，小明发现篮球落地后都会反弹，但反弹的高度却不同。为了“探究球反弹的高度与哪些因素有关”，小明和同学们提出如下猜想： 猜想1：与球下落的高度有关； 猜想2：与球的种类有关； 猜想3：与球内的气压有关； 猜想4：与地面的材料有关。    （1）为了验证上述猜想是否正确，小明用带气压计的充气泵分别给标准的篮球、排球和足球充相同气压值的气体，将三个球分别从同一高度自由下落到同一水泥地面，发现用尺测出三球反弹的高度都不相等。 ①球下落过程中，将重力势能转化为 能； ②上述实验说明猜想 （选填“1”、“2”、“3”或“4”）是 （“正确”或“错误”）的。 （2）小明将同一篮球充不同气压值的气体，从不同高度自由下落到木质或水泥地面，用尺测出球反弹的高度，进行多次实验。记录的部分数据如下表： 实验序号 球内气压/Pa 下落高度/cm 地面材料 反弹的高度/cm 1 5.5×104 120 木质 80 2 5.5×104 120 水泥 90 3 5.5×104 135 水泥 100 4 5.5×104 150 水泥 110 5 6.0×104 110 水泥 95 ①比较实验序号为2、3、4的数据，可得出的结论是： ； ②比较实验序号为 的数据，可得出的结论是：球反弹的高度与地面的材料有关； ③比较实验序号为2、5的数据， （选填“能”或“不能”）验证猜想3是否正确，理由是 。 【跟踪训练1】在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知木块A、B、C的质量关系为mA=mB<mC；三个完全相同的木桩和三个木块从高处释放时的位置如图甲所示；木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，木块B、C将木桩打入沙中的深度相同。 （1）比较木块A和B将木桩打入沙中的深度，可得：在质量一定时，物体高度 （选填“越高”或“越低”），重力势能 （选填“越大”或“越小”）； （2）比较木块B和C将木桩打入沙中的深度相同，小刚认为：物体重力势能的大小与质量无关，你认为小刚的观点是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 ； （3）实验时，我们可以通过观察木桩陷入沙中的 来判断重力势能的大小：下列实验与该步骤采用探究方法类似的是 （写字母）。 A．牛顿第一定律的得出 B．探究滑动摩擦力大小与什么因素有关 C．探究杠杆的平衡条件 D．将正在发声的音叉放入水中溅起水花来探究声音如何产生    【跟踪训练2】为了探究“弹性势能的大小与物体的弹性形变大小的关系”，小明用图示装置进行实验，B处为弹簧的原长位置。在水平桌面上，压缩弹簧后由静止释放小球，使小球撞击同一纸盒，并与纸盒一起向右滑行。撞击前纸盒均位于B点右侧同一位置； （1）小明每次应将弹簧压缩 （选填“相同”或“不同”）的长度，再释放小球，通过比较各次实验中纸盒移动的距离，从而判断弹簧弹性势能的大小； （2）每次实验中，小球和纸盒克服摩擦力做功 （选填“相同”或“不同”）； （3）图示实验中，将小球自A处由静止释放，最终小球和纸盒一起静止于C处。此过程中小球动能最大的位置在 （选 填“AB之间”“B点”或“BC之间）。 题型3 动能和势能的相互转化 1． 实验探究—观察摆球动能和重力势能的转化 实验步骤：如图甲用细绳将小球悬挂起来，拉至A点。释放小球，观察小球在A→B→C过程中的高度和速度的变化情况，并分析这一过程中动能和重力势能的变化情况。 现象分析：在不考虑空气阻力的情况下，小球在最高点A和C处速度为零，动能为零，高度最高，重力势能最大，最低点B时高度最低，重力势能最小，但速度最大，动能最大。重力势能和动能在相互转化，如图乙。 实验结论：物体的动能和势能是可以相互转化的，动能可以转化为重力势能，重力势能也可以转化为动能。 2． 机械能 物理学中，将动能和势能统称为机械能。一个物体可以同时具有动能和势能，动能与势能可以相互转化。 ▲拓展培优 机械能守恒 在只有动能和势能相互转化的情况下，动能和势能都在发生变化，但它们的总量不变，即机械能守恒。实质是系统内中有重力和弹力做功时，系统内只有动能和势能相互转化，动能和势能的总量不变，机械能守恒。 【归纳总结】动能与势能统称机械能，动能与速度和质量有关，势能与高度或形变有关，只有动能与势能转化时，机械能守恒。 【典例3-1】如图所示，小球以某速度从M点开始沿粗糙轨道MOP运动，经P点离开轨道，上升至最高点N，又下落经过Q点，N位于P、Q之间，O、P、Q处在同一水平高度。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球经过O、P两点时动能相等 B．小球到达最高点N时速度一定为零 C．小球到达的最高点N不可能高于M点 D．小球经过N点时的机械能等于经过Q点时的机械能 【跟踪训练1】学校组织到游乐园秋游，小明玩了蹦极项目，如图所示，他从高处O点开始下落，OA等于弹性绳的自由长度，在B点小明所受弹力恰好等于重力（蹦极过程视为在竖直方向的运动），空气阻力忽略不计。下列判断正确的有（　　） A．从O点到A点再到B点过程中小明动能先增大后减少 B．从A点到B点再到C点过程中小明的机械能不变 C．从C点到B点再到A点过程中小明的动能先增大后减少 D．从C点到A点再到O点过程中弹性绳的弹性势能一直变小 【跟踪训练2】如图为北京冬奥会高速摄影机记录的苏端鸣在比赛中，从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程说法正确的（　　） ①他从起跳到最高点的过程中，动能减小，重力势能增大 ②他起跳后到达最高点时，机械能最大 ③他从空中下落过程中，重力做功越来越快 ④他从起跳到落地的整个过程中，机械能是守恒的 A．只有③④ B．只有①② C．只有②④ D．只有①③ 【典例3-2】如图，弹簧没有形变时下端在a处，将重物挂在弹簧上，用手将物体拉到b处后松手，物体由静止一直向上运动至最高点c（不计空气阻力，弹簧的形变为弹性形变）。对于球向上运动时，下列判断正确的是（    ） A．物体的机械能守恒 B．物体受到的合力逐渐变小时，球的机械能先变大再变小 C．物体受到的合力逐渐变大时，球的机械能先变大后变小 D．物体受到的合力方向改变后，弹簧的弹性势能变大 【跟踪训练1】如图所示是一位勇敢的“蹦极”爱好者纵身跳下时的情景，a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，b点是蹦极者速度最大的位置，c点是蹦极者下降的最低点（不计空气阻力），则下列说法正确的是（　　） A．蹦极者在a点的动能最大 B．从a点到b点，蹦极者的重力势能转化为绳的弹性势能和蹦极者的动能 C．在c点时，蹦极者的动能和重力势能为零，绳的弹性势能最大 D．从a点到c点的过程中，整个系统的机械能增大 【跟踪训练2】甲、乙是两个完全相同的网球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出，乙球竖直向上抛出，不计空气阻力。抛出时甲球的机械能 乙球的机械能；落地时甲球的机械能 乙球的机械能。（均选填“大于”、“等于”或“小于”） 题型4 海洋中的机械能 海洋中有着丰富的机械能，通过不同的形式表现出来，如海浪、海流、潮汐等。 1． 海浪能 海浪能是利用海洋波浪的动能和势能发电的可再生能源，其能量来源于风力作用于海面形成的机械能。海浪能清洁无污染且分布广泛，但受波浪不稳定性、设备耐腐蚀性及高成本限制。科学家估测，1km2的海面上，海浪能的功率高达2×105kW，是能源可持续发展的重要研究方向 2． 海流能 海流能是指利用海洋中稳定流动的海水动能发电的可再生能源。海流主要由风力、潮汐和海水温差等因素驱动，具有能量稳定、可预测的特点。我国舟山群岛等海域正在试验相关技术，是未来海洋能源开发的重要方向之一。 3． 潮汐能 潮汐能是利用海水涨潮和落潮的势能和动能进行发电的可再生能源。潮汐由月球和太阳的引力作用形成，规律性强，能量稳定。优点：清洁、可预测；缺点：对生态环境可能产生影响，建设成本高。我国浙江江厦潮汐电站是全球第四大潮汐电站。 【典例4-1】2022年12月，全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组、引领世界水电的超级工程——白鹤滩水电站（如图）全部机组投产发电，成为仅次于三峡水电站的全球第二大水电站和清洁能源生产基地。所谓水电站，就是把水的机械能（简称“水能”）转化成 的工厂；水电站发电所用的能源——水的机械能属于 （选填“可再生能源”或“不可再生能源”）。    【跟踪训练1】三峡水电站是人类合理利用水能的成功经验，水能属于 次能源，拦河大坝使上游水位升高，提高了水的 能。水从大坝的上游流下时冲击水轮机发电，将水能转化为 能。 【跟踪训练2】物理实验探究： （1）探究一：晓丽在研究动能Ek与m、v关系的实验中，是用小球去撞击木块，并通过木块 来反映动能的大小，这种方法叫做 法（选填“控制变量法”“类比法”“转换法”）．她查阅资料得知：Ek与m、v的关系是Ek＝mv2． （2）探究二：如图所示，将两个相同的小车分别放在两个相同的管道中，然后让速度相等的风和水流分别通过这两个管道2s，小车分别被推动一段距离，实验记录如下： 流体 风 水流 小车被推动距离/cm 0.3 79 ①在相同的时间内，相同的面积上，小车从两种不同的能源上获得的能量 ．（选填“相同”或“不同”）在单位时间内、单位面积上从某种能源中所能得到的能量叫做能流密度．这是评价能源优劣的重要指标之一．一般地说，水能的能流密度比风能的能流密度 ． ②若水的流速为v，密度是ρ，请你推导出水能的能流密度A的表达式 ． 【能力培优练】 1．如图所示，蹦床运动员正在比赛，当运动员从离蹦床一定高度处下落，在人从与蹦床接触至下落到最低点过程中，下列说法正确的是（　　） A．蹦床运动员在比赛中从空中下落，运动员刚接触蹦床时的动能最大 B．在运动员与蹦床接触后，只有运动员的动能转化成蹦床的弹性势能 C．从与蹦床接触到向下运动至最低点的过程中，运动员的速度先减小后增大 D．从与蹦床接触到向下运动至最低点的过程中，运动员的机械能一直减小 2． “反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连，打开扣环，人A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（　　） A．弹性绳的弹性势能在B点时最大 B．到达B点时，弹性绳处于原长位置 C．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能增加 D．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少 3．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，铁锁向前摆动起来，如图所示，下列说法中正确的是（　　）    A．当铁锁摆回来时会打到鼻子 B．铁锁在摆动的过程中动能和重力势能在相互转化 C．铁锁由高处摆到低处的过程中动能转化为重力势能 D．铁锁上升的最大高度逐次降低，是由于受到空气阻力的作用，机械能不断减小 4．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示；如图丙所示，弹簧左端固定，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后到返回经过N点再次到达P点；如图丁所示，OAB是杠杆，OA与BA垂直，在OA的中点挂一个12N的重物，加在B点的动力使杠杆OAB在水平位置保持静止（杠杆重力及摩擦均不计）。下列说法正确的是（　　）    A．图甲乙中，t2到t3内，小球的动能不断增加，小球增加的动能小于弹簧减小的弹性势能 B．图丙中，从P向N运动过程中，小物块的动能先增大再减小，机械能减小 C．图丁中，该杠杆可能是费力杠杆，且作用在B点的最小动力小于6N D．上述三种说法没有正确的 5．将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图所示，位置①和③离地高度相等。小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图所示，且M、N两点分别为图中“①”、“②” 或“③”点中的某一点。则小球（　　）    A．经过的M点就是“③”点 B．整个运动过程中，机械能是守恒的 C．在M点的重力势能大于在N点的 D．在N点的机械能为1000J 6．下落在水平地板上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低。如图所示是小球弹跳的频闪照片，位置1是释放点，位置3是小球与地板的第一次的碰地点。小球在4、5位置的高度一样。下面说法正确的是（　　） A．小球由位置1下落到位置2的过程中，重力势能减小，机械能不变 B．小球在位置3与地板撞击过程中会有机械能损失 C．小球在位置4和位置5时重力势能相同，机械能也相同 D．小球在位置4的动能等于小球在位置5的动能 7．图甲为坐姿划船训练器械，图乙是其原理简化图。已知动滑轮质量为10kg，配重质量为50kg，不计绳重和摩擦。某次训练过程中，运动员两只手分别从A、B端同时施加拉力将配重匀速提起，每分钟提升配重15次，每次配重上升0.8m。配重匀速提升过程中，A端绳子的拉力为 N，该滑轮组的机械效率是 ，该运动员的平均功率为 W，配重匀速上升时的机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。（g取10N/Kg） 8．让系于橡皮筋一端的小球，从O点的正下方由静止释放，分别经过a、b、c三点，如图甲所示。整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示，则小球从a运动到c的过程中，在 点重力势能最大，当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为0，此时小球处于 状态（选填“平衡”或“非平衡”），b点时小球速度最大，则小球的重力为 N。（不计空气阻力） 9．如图所示，轻质弹簧下端固定，另一端连接一个大小不计的重物。用手抓住重物向下压缩弹簧到点d，松手后弹簧推重物上升依次经过点c、b到最高点a，其中点b是弹簧不放重物静止时的位置，点c是重物放在弹簧上端静止时的位置，则重物从点d运动到点a过程中，动能 （选填“一直增大”“一直减小”或“先增大后减小”）。（不计空气阻力） 10．在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示，从最高点到落地点的过程中，球的重力势能转化为 能，若实心球运动到最高点时没有受到力的作用，它将保持 状态。 11．一些容易倾倒的广告牌成为城市的安全隐患，如图甲所示。这一问题引发了小明、小羽的思考：这类广告牌之所以容易倾倒，是否与它们的结构特点有关？通过观察，他们绘制了这类广告牌的结构图（如图乙所示），并猜想：在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒。 为验证猜想，他们制定了如下探究方案：制作两个展板相同、底座长度相同但宽度不同的模型，底座质量不计，如图丙所示。用悬挂于铁架台上的铁球撞击展板，模拟外界对展板的作用，记录观察到的现象并进行分析。 接下来请参与他们的探究并回答以下问题： (1)如图丁所示，他们让铁球静止时与展板接触但不挤压。拉起铁球，松手后铁球由静止向下摆动，铁球的重力势能转化为 能，使铁球具有撞击展板的能量。 (2)小明先后两次释放铁球，分别撞击两块展板最上端。为使两次的撞击作用相同，摆线被拉开的角度α应该 。撞击后发现：两块展板都未倾倒。由此，小明得出“广告牌是否容易倾倒与底座宽度无关”的结论。你认为他能否根据实验现象得到这一结论？ 。（无需说明理由） (3)小羽对小明的结论提出了质疑。她选用了一个质量更大的铁球，重复上述操作后发现：两块展板都被撞倒。这似乎证明了小明的结论是正确的。你认为当撞击作用相同时，需观察到什么现象，才可对比出哪块展板更容易倾倒？ 。 (4)在不改变实验装置的前提下，如何验证“在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒”，请写出你的操作方法。 12．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，于是他们进行了如下探究： 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ （1）【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 有关； （2）【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用铁球模拟汽车，让铁球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。该实验是通过观察 的大小，来说明铁球对木块做功的多少，这种探究问题的方法是 ；（填“控制变量法”或“转换法”或“归纳法”）    （3）【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是： ； （4）【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因； （5）【改进实验】研究动能大小与质量的关系，有同学将实验装置改成如图所示，利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，发现两次实验木块移动的距离相等，其原因是 。 【链接中考】 1．（2025·江苏苏州·中考真题）如图所示，“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一，水车一端浸入水中，另一端固定于岸上，使用时，人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动，带动嵌满刮水板的链条匀速运动，槽内板片刮水上行，倾灌于地势较高的田中，下列说法正确的是（　　） A．长柄摇杆越长，踩动时越费力 B．踩得越快，提水做功越多 C．提水过程中，随板片上行的水重力势能减小 D．减小水车各部件间的摩擦，提水效率增大 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.（2023·江苏宿迁·中考真题）如图甲所示，重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上，在水平向右风力的作用下，滑块P向右做匀速直线运动。将方管Q按图乙竖直放置后，滑块P竖直向下运动。假设滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变，其受到方管Q的摩擦力等于它们间压力大小的0.9倍，方管足够长且忽略空气阻力。关于图乙中的滑块P，下列说法正确的是（　　）    A．滑块P受到的摩擦力等于重力 B．滑块P先加速，然后匀速 C．滑块P先加速，后减速，最后静止 D．滑块P的动能一直增大 4．（2023·江苏南通·模拟）如图，轻质弹簧顶端固定并连接一个大小不计的重物。用手托住重物向上挤压弹簧到点a，松手后重物下落依次经过点b、c到最低点d，b是弹簧原长的位置，c是重物连接在弹簧下端静止时的位置。则重物从a运动到d的过程中，在 点重力势能最大，在 点动能最大，在 点机械能最大。（不计空气阻力）      5. （2023·江苏南通·一模）为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。    （1）该实验中所探究物体的动能是指 的动能；（选填“钢球”或“木块”） （2）由1甲、乙两图可知，当物体质量相同时， 越大，动能越大； （3）如1甲、丙两图所示，让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，可得出结论： ； （4）小明通过实验探究货车超速与超载在追尾事故中的危害，用到的器材有：小车（模拟货车）、木块（模拟被追尾车辆）、砝码若干、坡度固定的斜面。将小车从如图2甲所示的A处自由释放，小车在水平面上运动一段距离s0后停止，s0可视为刹车后运动的距离。将木块静置于小车右侧所在的位置B处，表明符合核载量并在限速内的货车不会对前车追尾。 请回答下列问题： （a）探究货车超速的危害：如图2乙所示，木块置于B处，小车由斜面顶端释放，撞击木块并与木块共同运动一段距离s1，这表明货车超速 （选填“会”或“不会”）产生追尾的危害。本实验可用木块运动的 反映追尾的危害程度； （b）探究货车超载的危害：如图2丙所示，木块置于B处，将砝码固定在小车上，逐次增加砝码个数重复实验，仍从A处释放小车。观察木块运动的距离s，请你评价本次实验能否探究超载的危害 ；理由： 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$