12.1 机械能（专题训练）【十大题型】-2025-2026学年九年级物理上册同步知识解读与专题训练（苏科版）

12.1 机械能（专题训练）【十大题型】 【考点1 动能的概念、影响动能的因素】 1 【考点2 探究影响动能因素的实验】 2 【考点3 重力势能的概念及影响因素】 4 【考点4 探究影响物体重力势能因素的实验】 5 【考点5 弹性势能的概念及影响因素】 7 【考点6 探究影响物体弹性势能因素的实验】 9 【考点7 辨析物体的机械能是否发生变化】 11 【考点8 物体运动过程中各种机械能的变化情况】 14 【考点9 人造卫星、天体运动、蹦极（蹦床）、单摆和滚摆运动时的能量变化情况】 16 【考点10 机械能守恒及其辨析】 17 【考点1 动能的概念、影响动能的因素】 1．如图所示，摆球下降的过程中，它的（　　） A．重力势能减小，动能减小 B．重力势能减小，动能增大 C．重力势能增大，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 2．科技赋能乡村振兴，某农场农业科技人员正在使用无人机给农作物施肥，如图所示，无人机在某一高度正沿水平方向匀速飞行，下列说法中正确的是（　　） A．动能与重力势能均不变 B．动能与重力势能均减小 C．动能不变，重力势能减小 D．动能减小，重力势能不变 3．下列物体中，具有动能的是（　　） A．放在桌上的玻璃杯 B．挂在树上的苹果 C．正在滑雪的人 D．停在机场上的飞机 4．如图所示是同学们垫排球的场景，排球离开胳膊后能继续上升，是由于排球具有 ；在排球减速上升过程中，其动能逐渐 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。 5．共建卫生城市，构建美好家园。2025年高考期间，银川市区动用如图所示是“雾炮车”喷洒水雾以消暑降温和减少扬尘的情景。某次喷洒完后，该车在4×104N的牵引力作用下，匀速通过200m的平直道路用时20s。此过程中的平均速度是 km/h，“雾炮车”所具有的动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 6．荡秋千是小朋友们喜欢的游戏，荡秋千的情景可抽象成如图所示的模型，若不计阻力，小球在 点时动能最大，从B点运动到C点的过程中，小球发生的能量转化是 。 【考点2 探究影响动能因素的实验】 7．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球m和M（M>m），分别从不同的高度h和H（H>h）由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。 (1)小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，若水平面绝对光滑，本实验将 （填“能”或“不能”）达到探究目的。 (2)由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与 有关。 (3)小明根据甲、丙两图可得出结论：物体的动能大小与质量有关，他的结论是否正确 （选填“正确”或“不正确”），理由是： 。 8．某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m的钢球、木块和斜面等。实验过程如图： (1)本实验是通过 来反映钢球动能大小的。 (2)为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 两图进行实验分析。 (3)实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面的 （选填“相同质量”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 。这个结论可用来解释汽车 （选填“超速”或“超载”）带来的危害。 (4)实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究内容？并说明理由： 。 9．小烨在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，撞击水平木板上的木块，如图所示。 (1)该实验中物体的速度是指钢球A从斜面上由静止滚下 （选填“到达水平面时”“即将碰撞B时”或“碰撞B后”的速度，它是可以通过改变 （选填“高度”或“质量”）来实现的； (2)钢球A对B做功越多，则B移动的距离越远，表明 （选填“A”或“B”）的动能越大，物理学中把这种研究方法叫做 ； (3)小烨发现，钢球A释放的高度过高，或者钢球A的质量过大都会使木块B滑出木板。当木块B到达边沿O位置时，若一切外力全部消失，则木块B会沿 （选填“a”、“b”或“c”）路线继续运动。 10．如图1所示是小明探究“物体动能与什么因素有关”的实验装置示意图； (1)该实验中所探究物体的动能是指物体 （选填“A”或“B”）的动能。 (2)实验表明，同一物体A从斜面不同高度滚下，高度越大，物体B被撞得越远，可得：当质量一定时，物体的 ，物体的动能越大。 (3)如图2所示，小明又利用斜面、木板、玻璃板、棉布和小车探究“阻力对物体运动的影响”。 ①每次都让小车从同一斜面的相同高度由静止开始下滑，目的是使小车滑到斜面底端时具有相同的 。 ②实验中，棉布铺设在图中bc对应部分。 ③小车从斜面上同一位置滑下，水平面越光滑，车受到阻力越小，运动得越 （填“远” 或“近”）。由此联想到在雨雪天驾驶汽车应适当 （选填“增大”或“减小”）汽车之间的距离。 (4)小明实验中，小车在不同水平面上克服摩擦力所做的功 （选填“相等”或“不等”）。 【考点3 重力势能的概念及影响因素】 11．高空抛物属于违法行为，将一枚50g的鸡蛋从不同高度抛下对人体造成的伤害程度如图所示。下列有关说法错误的是（　　） A．鸡蛋在下落时，重力势能减小，动能增大 B．考虑空气阻力，若鸡蛋在下落时所受合力方向向下，大小为0.4N，则鸡蛋所受的空气阻力约为0.1N C．由图可知，质量相同的鸡蛋，高度越高，重力势能越小 D．鸡蛋从8楼抛下到达地面时，重力做的功约为10J 12．2025年哈尔滨亚洲冬季运动会，如图所示是自由式滑雪项目，实线代表雪道，虚线是运动员轨迹，从A点起滑，最后停在D点，则运动员（　　） A．在B点重力势能最大 B．从B点到C点是受到惯性的作用 C．在D点机械能最小 D．从A点到D点速度一直在增大 13．下图是一座高山的等高线图。小明从A处到达B处，下列分析错误的是（　　） A．小明在A处的重力势能比B处大 B．A处的大气压比B处小 C．水在A处的沸点比B处低 D．小明的质量为60kg，其重力所做的功为 14．2025年2月20日，实践二十五号卫星与北斗G7卫星对接之后，实践二十五号卫星为北斗G7卫星注入142kg燃料。燃料加注过程中，两颗卫星结合在一起环绕地球做匀速转动且距地高度不变，加注过程中北斗G7卫星的动能 、重力势能 、机械能 。 15．2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，火箭受到巨大推力后，不断地加速上升，这主要由于力可以改变物体的 ，加速上升的过程中，飞船中宇航员的重力势能 ，惯性 。（最后两空选填“增大”“减小”或“不变”） 16．位于河北省张家口市的国家跳台滑雪中心，是我国第一个以跳台滑雪为主要用途的体育场馆，滑雪场内用索道设施将物资从山脚运往山顶。如图所示，封闭式轿厢随钢索向右上方匀速上升的过程中，物资的动能 ，重力势能 。 【考点4 探究影响物体重力势能因素的实验】 17．沈仔细同学在研究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想： 猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关； 猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关； 猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关。 他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m、3m的小球各一个；体积不同的小球3个，将它们分别从不同位置由静止释放，小球陷入花泥里的深度情况如图所示；请你完成下列内容。 (1)本实验中，小球的重力势能大小是通过观察 来反映的； (2)分析A、B、C球的实验现象，可得出结论： ； (3)为了验证猜想三，G、H球的质量分别为 。 18．在探究“物体的重力势能大小与物体质量和被举高高度的关系”实验时，所用器材有：若干个质量不同的重物、装有适量沙子的透明沙箱、小桌，实验装置如图所示。把小桌腿朝下放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度； (1)实验中探究的是 （选填“重物”、“小桌”或“沙子”）的重力势能； (2)将质量相同的重物从不同高度A、B、C三处由静止释放，且 这是要探究物体重力势能大小与物体 的关系；实验时，观察到桌腿陷入沙子的深度分别为hA'、hB'、hc'，且 ，由此可得出结论 ； (3)同学们在讨论重力势能与生活、生产的联系时，提出下列几种现象或应用，其中与本实验结论有关的是 。 A．禁止高空抛物 B．大货车限载限速 C．上车请系好安全带 D．机翼上部总是凸起下部平滑 19．小泉在研学时发现，强夯机（如图a所示）在打夯时，将地面砸出的深坑。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m甲= m乙，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)甲、乙、丙都由静止释放，目的是控制物体的初始动能为 J；木桩下端做得尖，是为了增大 ，方便打入沙中； (2)由图b可判断：物体 （选填“甲”“乙”或“丙”）释放前的重力势能最小，甲和丙质量的关系是m甲 m丙。 (3)通过图b中A、B两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：物体质量相同，下落的 越大，具有的重力势能越大；由图b中B、C两木桩被打入沙中的深度相同，物体乙、丙 能力相同。 20．小聪设计如图所示的实验探究“动能大小跟哪些因素有关”，将一个小铁球系在点，小球自然悬挂时刚好与水平台上的长方体木块的左面接触。 (1)水平台应选择 （选填“粗糙”或“光滑”）的水平面； (2)将小球分别拉到、位置后由静止释放，通过观察每次木块被撞击后的 ，从而判断小球动能的大小，这一操作研究运动物体动能大小跟 的关系； (3)若要探究动能大小与质量的关系，接下来的操作是： ； (4)小明认为根据 的转化，该实验也能够探究影响重力势能大小的因素。 【考点5 弹性势能的概念及影响因素】 21．如图为撑杆跳运动员跃过横杆前的一个情景。下列说法中正确的是（   ） A．杆的形状改变是因为受到力的作用 B．杆对人没有力的作用 C．杆所发生的形变为塑性形变 D．人在上升时，杆的弹性势能逐渐增大 22．“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”，如图所示，人将一根有弹性的绳子系在身上，另一端固定在跳台上。人从跳台跳下，落至图中A点时弹性绳刚好被拉直，下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等，图中C点是人能达到的最低点。不计空气阻力，下列说法正确的是（   ） A．从A点到B点，绳子弹性势能减小 B．从A点到C点，人的动能先增大后减小 C．从B点到C点，人的重力势能转化为动能 D．从A点到C点，人的机械能不变 23．在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．皮球下落过程中动能转化为重力势能 B．皮球落地发生形变的过程中只有重力势能转化为弹性势能 C．形成圆斑A时皮球是从更高处下落的 D．形成圆斑A时皮球接触地面后的形变程度更小 24．如图所示是小明用弹弓射出小石子的场景。橡皮筋被拉时发生的形变越大，小石子弹出时的速度越 ，该过程中橡皮筋的 能转化为小石子的 能。弹出的小石子能继续向前飞行，是因为小石子具有 。 25．如图所示，弹性板上压的重物越重，弹性板弯曲程度就越 （选填“大”或“小”），与重物所受重力相互平衡的是 （选填“支持力”、“压力”或“摩擦力”），弹性板弯曲时具有 能。 26．如图所示，射箭运动员用力将弓拉弯，此时的弓具有 能；松手后箭被射出向前运动，说明力的作用效果是 。 【考点6 探究影响物体弹性势能因素的实验】 27．【项目提出】小明在看完蹦床比赛后，想知道蹦床的弹性势能与哪些因素有关，他猜想可能与蹦床床面的绷紧度、蹦床床面的材质有关。 【项目实施】如图所示，他将两个除材质外其他完全相同的正方形蹦床床面样品A、B分别放在两个完全相同的不带盖的圆柱形塑料盒上，并在样品A、B的四角挂上相同数量的钩码（每个钩码的质量均为50g），将两个完全相同的10g小球分别放在样品A、B中间，用手向下轻压小球到同一适当位置后由静止释放，记录小球上升到最高点时离蹦床面的高度h；将样品A四角的钩码各取下一个，重复上述实验，数据记录如下表。 实验次数 蹦床床面样品 样品上每个角的小球钩码数量/个 小球上升到最高点时离蹦床面的高度h/cm 1 A 4 7 2 B 4 6 3 A 3 5 【项目交流】 (1)本实验是通过比较 来比较蹦床弹性势能的大小，改变样品A四角所挂的钩码数量是为了改变蹦床床面的 ； (2)由表格数据可得到的信息是 。 28．我校航模小组同学用橡皮筋制作的弹射器进行弹射模型飞机比赛，发现弹出的飞机水平飞行的距离不同。关于弹射飞机水平飞行的距离与哪些因素有关，他们提出以下猜想： 猜想1：与橡皮筋的伸长量有关； 猜想2：与橡皮筋的粗细有关； 猜想3：与橡皮筋的长度有关。 (1)根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是正确的，依据是 越大， 也越大。 (2)为了验证其它猜想，小组成员依次将橡皮筋固定在弹射器上，在弹性限度内，橡皮筋的伸长量相同，将同一模型飞机从同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离如表： 序号 橡皮筋的直径/cm 橡皮筋的长度/cm 弹射的水平距离/m 1 0.20 20.00 10.20 2 0.20 30.00 8.40 3 0.40 20.00 14.00 比较序号为1、3的两组数据，可得出的结论是： 。 (3)在橡皮筋的伸长量相同时，为了使飞机水平飞行的距离更远，宜选择 （选填“长而粗”、“短而粗”、“长而细”或“短而细”）的橡皮筋来制作弹射器。 (4)细心的同学发现家里的橡皮筋有的弹性大，有的弹性小，查阅资料得知，有的是用天然橡胶制作而成，有的是用合成橡胶制作而成，对此，请你提出一个可探究的物理问题： 。 29．同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧如图（a）所示。小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏。结果发现小军的笔弹得高一些，小文分析：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？小文猜想： ①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关； ②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。 (1)小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块，在同一水平面上进行了如图（b）所示的实验，此实验是为了验证猜想 ，实验中弹性势能的大小是通过 来体现的； (2)为验证另一个猜想小文进行了如下操作： a.将小球置于弹簧A的右端，使弹簧被压缩的长度为2cm，放手后小球被弹出，并与一木块相碰，木块被推动了一段距离； b.将弹簧 （选填“A”或“B”）压缩的程度稍大一些，把小球置于弹簧的右端，观察小球撞击木块后木块移动的距离； c.若，说明弹簧的弹性势能的大小与弹性形变的程度 （选填“有关”或“无关”）； 若，说明弹簧的弹性形变越大，弹性势能越 。 30．小刚通过查材料知道：弹簧在发生弹性形变时，弹簧的弹力F与弹簧的伸长量（或压缩量）x成。正比，其大小表示为：F=kx，其中k为劲度系数，其大小等于弹力与弹簧的伸长量（或压缩量）的比值。他马上对两根长度相同粗细不同的弹簧进行研究，将弹簧的一端固定，另一端悬挂钩码（图甲所示），记录弹簧受到的拉力大小F和弹簧的长度L，根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。 (1)当在A弹簧上悬挂重为5N的物体时，弹簧A的伸长量为 cm； (2)小刚同学发现图乙中图线不完全是一条直线，这是因为弹簧伸长量超过了弹簧的 ；由此可知，用弹簧 （选填“A”或“B”）制成的测力计量程更大。 (3)由实验测得的数据可得，在弹性限度以内，本实验中B弹簧的劲度系数k为 N/m。 【考点7 辨析物体的机械能是否发生变化】 31．如图所示，将一小球从A点竖直向上抛出（不计空气阻力），经过B点到达最高点C时速度为零。图中，下列判断正确的是（   ） A．小球在AB段克服重力所做的功大于在BC段克服重力所做的功 B．小球从A运动到B的时间等于它从B运动到C的时间 C．小球抛出后在B点和C点的机械能相等 D．小球运动到最高点C时速度为零，小球处于平衡状态 32．如图甲所示，密度计在水杯中漂浮，将其往上提起一段距离后放手，密度计就在水中上下振动。从放手到密度计最终静止在水中，密度计露出水面的长度L与时间t的关系如图乙所示。以下说法正确的是（ ） A．将密度计提起后，容器底部受到水的压强不变 B．在t1时刻，密度计所受到的浮力大小等于重力 C．t1时刻到t2时刻，此过程浮力对密度计不做功 D．密度计在t2时刻的机械能大于t3时刻的机械能 33．如图为蹦床运动照片及其简化示意图，O点是运动员由最高点开始自由落下的起始位置，A点是蹦床不发生形变时的原位置，B点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处，C点是运动员到达的最低点。若整个过程忽略空气阻力，则（　　） A．从O点到C点的过程中，运动员减小的重力势能全都转化为动能 B．从O点到C点的过程中，运动员机械能守恒 C．从A 点到C点的过程中，运动员的机械能减小 D．从A 点到C点的过程中，运动员动能减小 34．如图所示是高山滑雪极限运动的示意图，运动员从最高处A点下滑，经过起跳点B点后在空中飞行，再在着陆坡上C点着陆，经一段滑行后静止。则下列说法正确的是（　　） A．运动员在A点时重力势能最大 B．运动员在空中飞行过程中，动能不变 C．运动员从A点到B点的过程中，重力势能转化为动能 D．运动员从A点到C点的过程中机械能不变 35．中国女篮卫冕亚运冠军。如图甲是离手后的篮球在空中的运动轨迹；图乙为它在B和D两点的能量柱状图，则篮球在D点的速度 在B点的速度，整个过程中机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）。 36．如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的木箱，拉力大小为100N，绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为 m，木箱的机械能变 ，定滑轮的机械效率为 。 37．如图所示是一幅简单的过山车漫画，假如在以下的情形中过山车已经关闭动力系统，若在光滑轨道上滑行，从最高点A向B点滑行时，重力势能转化成 能，用能量的观点分析，实际上过山车最后会在最低点停下来的原因是： 。 38．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 （选填“变大”或“变小”）；BC段返回器的机械能 （选填“不变”或“改变”），CD段返回器C点的机械能 D点的机械能（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【考点8 物体运动过程中各种机械能的变化情况】 39．2025年2月8日，第九届亚冬会自由式滑雪U形场地技巧决赛中李方慧夺冠。如图2所示，她从起点A静止滑下，经最低点B腾空跃起，最终停在另一侧池壁C点（高度低于A点）。若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．从A到B，她的重力势能全部转化为动能，机械能守恒 B．运动员在下落过程中，速度增大，机械能增大 C．从B到C的过程中，动能转化为重力势能，机械能总量减少 D．到达C点时，她的动能为零，此时只受重力作用 40．如图所示是捕鱼者撒网捕鱼的情景，下列说法不正确的是（　　） A．离手后的渔网会继续向前运动是因为渔网受到惯性的作用 B．向前撒网而小船后退，这说明力的作用是相互的 C．渔网在空中下落的过程中，其重力势能转化为动能 D．向空中撒出的渔网最终会落入水中是因为渔网受到重力的作用 41．如图是实验室内的翻滚过山车模型，点为轨道最低点，点为轨道弧形部分的最高点。将小球从点静止释放，小球经过B、C两点后，在右侧轨道上能达到的最高点为。下列说法正确的是（　　） A．小球在点动能最大 B．如果BD段轨道水平，小球最终做匀速直线运动 C．整个过程中小球机械能不守恒 D．小球从点到点，重力势能只转化为动能 42．如图所示为云南某高原跳伞训练基地的一名跳伞运动员从空中匀速下降的过程，下列关于该运动员的说法正确的是（　　） A．该过程中跳伞运动员的机械能保持不变 B．该过程中跳伞运动员的重力势能转化为运动员的动能 C．该过程中跳伞运动员的机械能减小 D．跳伞运动员下落的过程中的动能不断增大 43．如图1所示，一小球从固定光滑轨道A处静止下滑，经过B处，再向上运动到轨道右端的最高点C处（图中并未画出，轨道足够长）整个过程只有动能和势能之间的转化。小球从A运动到B的过程中，动能和势能的总和 （选填“变大”“不变”或“变小”）；小球在C处的位置应该在图2中的（填写序号） 。 44．2021年5月17日，“天问一号”探测器成功着陆火星，这是中国航天事业发展的又一具有里程碑意义的进展，在火星上首次留下中国人的印迹。在距离火星表面的100m时，进入悬停阶段，然后着陆巡航器需在着陆缓冲机构保护下进行软着陆，在此过程中，探测器动能 ，机械能 。（均填“变大”或“变小”或“不变”） 45．小明在操场上投实心球，如图是实心球在空中运动轨迹的示意图。a、b两点在同一高度，空气阻力不可以忽略。则球在运动过程中机械能 （填“守恒”或“不守恒”），球在a点的动能 （填“大于”、“小于”或“等于”）b点的动能。 【考点9 人造卫星、天体运动、蹦极（蹦床）、单摆和滚摆运动时的能量变化情况】 46．中国空间站绕地运行轨道高度是：远地点346.9km，近地点319.6km。如图，空间站从远地点向近地点加速运动的过程中，其（　　） A．动能不变 B．重力势能变大 C．重力势能转化为动能 D．动能转化为重力势能 47．我国的第一颗人造地球卫星“东方红一号”是1970年4月24日发射的，开创了中国航天史的新纪元，使中国成为世界上第五个能够独立发射人造卫星的国家。如图，人造地球卫星在大气层外环绕地球运行。不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。许多人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，当卫星从远地点向近地点运动时，下列说法正确的是（    ） A．动能减小，重力势能增大 B．动能转化为重力势能 C．动能增大，重力势能减小 D．卫星的速度一直在减小 48．2021年是中国航天的丰收年，三名航天员在太空 “出差”三个月后重返家园，代表着我国航天事业迈入新篇章。如图甲所示的是卫星在随火箭加速上升的情景；如图乙所示的是人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的情景，离地球最近的点叫近地点，离地球最远的点叫远地点。下列说法中正确的是（    ） A．在卫星加速上升的过程中，动能全部转化为重力势能 B．人造地球卫星从远地点向近地点运行时，机械能减小 C．人造地球卫星从近地点向远地点运行时，势能增大，动能减小 D．在甲、乙两图中，卫星的机械能都不变 49．如图人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，不受空气阻力，机械能守恒，当卫星从近地点向远地点运动时，它的重力势能    （选填“减小 ”或“增大 ”），卫星在 （选填“远 ”或“近 ” )地点时动能最大。 50．我国首颗降水测量专用卫星风云三号G星已正式投入使用！ (1)风云三号G星在“低倾角椭圆轨道”运动时受 （选填“平衡”或“非平衡”）力的作用。该卫星能对世界各地降水量进行监测，在此过程中它相对地球是 （选填“运动”或“静止”）的。 (2)风云三号G星在距地表高度420km处利用 （选填“红外线”或“紫外线”）遥感技术拍摄的祖国全景图发送至地面控制中心至少需要 s。 (3)搭载“双频主动降水测量雷达”的风云三号G星，进入飞行轨道后惯性 ，卫星从近地点向远地点运动的过程中动能 （以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”）。 51．如题图所示，鹊桥二号中继卫星在环月大椭圆冻结轨道上从远月点向近月点运动时，机械能 ，势能 ，卫星的速度 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【考点10 机械能守恒及其辨析】 52．如图所示是撑竿跳高时的情景，运动员从助跑到越过横杆的过程中，用到了很多物理知识。从起跳到越过横杆过程中以下有关能量转换正确说法的是（　　） A．起跳时动能全部转换成重力势能 B．撑杆跳高比普通跳高跳的高的原因主要是撑杆跳高在空中还消耗了人自身的能量最终转化成了人体的机械能 C．人体在最高点时动能为0 D．若忽略空气的阻力，人在撑杆跳高的过程中人体的机械能是守恒的 53．运动员在自由式滑雪空中技巧比赛中的运动轨迹如图的虚线所示。若不计摩擦和空气阻力，下列说法中正确的是（　　） A．A到B运动的过程中，运动员的动能减小 B．从B到C，人和滑雪板的重力势能转化为动能 C．人和滑雪板在D点时的速度比在B点时更大些 D．若到达C点时外力消失，人和滑雪板将会悬停在空中 54．某次篮球落地后的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是（    ） A．篮球在整个过程中机械能守恒 B．篮球经过B、E两点时，动能可能相等 C．篮球第一次反弹后到达最高点D时，速度为0 D．篮球经过相同高度的B、C两点时，机械能相等 55．体育测试立定跳远项目中，小华同学从最高点到落地点，重心不断下降，轨迹如图所示。则此过程重力势能转化为 能。不考虑空气阻力，机械能大小 （选填“不变”“增大”或“减小”）。 56．篮球从A点抛出，飞过最高点C到达D点过程中，被频闪相机以每隔相等时间曝光一次的形式记录下来，如图甲所示。在不同位置，篮球的动能和重力势能的大小用柱状图表示，如图乙所示。 (1)从B点到C点，篮球的 能转化为 能。 (2)篮球在B点和D点的高度 （选填“相等”或“不等”）；从B点到C点，篮球的机械能 （选填“不变”“变小”或“变大”）。 57．如图所示，熟透了的苹果从树上落下，在加速下落过程中，苹果的动能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；若不计空气阻力，则该过程中苹果的机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 12.1 机械能（专题训练）【十大题型】 【考点1 动能的概念、影响动能的因素】 1 【考点2 探究影响动能因素的实验】 3 【考点3 重力势能的概念及影响因素】 7 【考点4 探究影响物体重力势能因素的实验】 9 【考点5 弹性势能的概念及影响因素】 13 【考点6 探究影响物体弹性势能因素的实验】 16 【考点7 辨析物体的机械能是否发生变化】 19 【考点8 物体运动过程中各种机械能的变化情况】 24 【考点9 人造卫星、天体运动、蹦极（蹦床）、单摆和滚摆运动时的能量变化情况】 27 【考点10 机械能守恒及其辨析】 30 【考点1 动能的概念、影响动能的因素】 1．如图所示，摆球下降的过程中，它的（　　） A．重力势能减小，动能减小 B．重力势能减小，动能增大 C．重力势能增大，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 【答案】B 【详解】摆球下降的过程中，小球的质量不变，高度变小，重力势能逐渐变小，速度变大，动能逐渐增大，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．科技赋能乡村振兴，某农场农业科技人员正在使用无人机给农作物施肥，如图所示，无人机在某一高度正沿水平方向匀速飞行，下列说法中正确的是（　　） A．动能与重力势能均不变 B．动能与重力势能均减小 C．动能不变，重力势能减小 D．动能减小，重力势能不变 【答案】B 【详解】无人机在某一高度正沿水平方向匀速飞行并施肥的过程中，无人机整体的质量减小，速度不变，动能减小；质量减小，高度不变，重力势能减小，故B正确，ACD错误。 故选B。 3．下列物体中，具有动能的是（　　） A．放在桌上的玻璃杯 B．挂在树上的苹果 C．正在滑雪的人 D．停在机场上的飞机 【答案】C 【详解】由于运动而具有的能量为动能。 A．放在桌上的玻璃杯，速度为0，没有动能，故A不符合题意；     B．挂在树上的苹果，速度为0，没有动能，故B不符合题意； C．正在滑雪的人，相对地面的位置发生改变，是运动的，具有动能，故C符合题意；     D．停在机场上的飞机，速度为0，没有动能，故D不符合题意。 故选C。 4．如图所示是同学们垫排球的场景，排球离开胳膊后能继续上升，是由于排球具有 ；在排球减速上升过程中，其动能逐渐 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。 【答案】 惯性 变小 【详解】[1]排球离开胳膊后能继续上升，是由于排球具有惯性，保持原来向上的运动状态。 [2]在排球减速上升过程中，质量不变，速度变小，其动能逐渐变小。 5．共建卫生城市，构建美好家园。2025年高考期间，银川市区动用如图所示是“雾炮车”喷洒水雾以消暑降温和减少扬尘的情景。某次喷洒完后，该车在4×104N的牵引力作用下，匀速通过200m的平直道路用时20s。此过程中的平均速度是 km/h，“雾炮车”所具有的动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 36 不变 【详解】[1]此过程中的平均速度是 [2]某次喷洒完后，“雾炮车”匀速通过200m的平直道路，速度和质量都不变，它的动能不变。 6．荡秋千是小朋友们喜欢的游戏，荡秋千的情景可抽象成如图所示的模型，若不计阻力，小球在 点时动能最大，从B点运动到C点的过程中，小球发生的能量转化是 。 【答案】 B 动能转化为重力势能 【详解】[1][2]小球从A点运动到B点的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，小球在B点，质量不变，速度最大，动能最大。小球从B点运动到C点的过程中，小球质量不变，所在的高度增加，速度减小，重力势能增大，动能减小，其动能转化为重力势能。 【考点2 探究影响动能因素的实验】 7．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球m和M（M>m），分别从不同的高度h和H（H>h）由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。 (1)小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，若水平面绝对光滑，本实验将 （填“能”或“不能”）达到探究目的。 (2)由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与 有关。 (3)小明根据甲、丙两图可得出结论：物体的动能大小与质量有关，他的结论是否正确 （选填“正确”或“不正确”），理由是： 。 【答案】(1)不能 (2)速度 (3) 不正确 没有控制小球速度相同 【详解】（1）若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律可知，小球撞击木块B后，将会一起做匀速直线运动一直运动下去，不能比较木块B移动距离的长短，不能达到实验目的。 （2）由甲、乙两图可知，小球的质量相同，从不同的高度由静止滚下时，小球运动到水平面顶端时的速度不同，木块B被撞击后移动的距离不同，即在质量相等时，小球的运动速度不同，小球的动能不同，可得出实验结论：物体的动能大小与物体运动速度有关。 （3）[1][2]要得出结论：物体的动能大小与质量有关，则进行的实验是“探究物体的动能与质量的关系”，根据控制变量法的使用方法可知，须要保持物体运动的速度相同，即须要小球从斜面同一高度由静止滚下，须要改变小球的质量，由甲、丙两图可知，不仅小球的质量不同，还从不同的高度释放，即小球运动到水平面顶端时的速度也不同，不符合控制变量法的使用方法，故实验不合理，不能得出正确结论，不合理之处是没有控制小球的速度相同。 8．某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m的钢球、木块和斜面等。实验过程如图： (1)本实验是通过 来反映钢球动能大小的。 (2)为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 两图进行实验分析。 (3)实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面的 （选填“相同质量”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 。这个结论可用来解释汽车 （选填“超速”或“超载”）带来的危害。 (4)实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究内容？并说明理由： 。 【答案】(1)木块移动的距离 (2)乙、丙 (3) 不同高度 大 超速 (4)不能，理由见解析 【详解】（1）动能是物体由于运动而具有的能量，其大小无法直接用仪器测量。在实验中，钢球从斜面滚下后会撞击木块，钢球的动能越大，对木块做的功越多，木块在水平面上被推动的距离就越远。这种将“钢球动能大小”转换为“木块移动的距离”来观察和比较的方法，符合初中物理常用的转换法思路，因此通过木块移动的距离来反映钢球动能大小。 （2）探究物体动能大小与质量的关系时，根据控制变量法，需保证钢球撞击木块时的速度相同，只改变钢球的质量。实验中，钢球从斜面同一高度由静止滚下时，到达水平面的速度相同（斜面高度决定钢球到达水平面的速度，高度相同则速度相同）。乙、丙两图中，钢球质量不同（乙图为质量m的钢球，丙图为质量2m的钢球），且从斜面同一高度滚下，满足“控制速度相同、改变质量”的实验条件，因此应选择乙、丙两图进行实验分析。 （3）[1]探究动能大小与速度的关系时，需根据控制变量法保证钢球质量相同，只改变钢球的速度。钢球从斜面不同高度由静止滚下时，高度越高，钢球到达水平面时的速度越大；高度越低，速度越小。因此应让质量相同的钢球，从同一斜面的不同高度由静止滚下，以改变钢球的速度。 [2]实验中，质量相同的钢球从斜面较高处滚下时，到达水平面速度大，撞击木块后木块移动距离远；从较低处滚下时，速度小，木块移动距离近。结合转换法（木块移动距离越远，钢球动能越大），可得出结论：当质量一定时，钢球速度越大，动能越大。 [3]汽车超速是指汽车质量不变，行驶速度超过规定速度，对应实验中“质量一定时，速度越大动能越大”的结论；汽车超载是指速度不变，质量超过规定质量，对应“速度一定时，质量越大动能越大”的结论。因此该结论可用来解释汽车超速带来的危害。 （4）如果水平面光滑，根据牛顿第一定律，物体在不受力或受平衡力时，将保持静止或匀速直线运动状态。木块被钢球撞击后，在光滑水平面上不受摩擦力作用，将不会减速，而是一直以被撞击后的速度做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来反映钢球动能的大小，实验无法得出结论。 9．小烨在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，撞击水平木板上的木块，如图所示。 (1)该实验中物体的速度是指钢球A从斜面上由静止滚下 （选填“到达水平面时”“即将碰撞B时”或“碰撞B后”的速度，它是可以通过改变 （选填“高度”或“质量”）来实现的； (2)钢球A对B做功越多，则B移动的距离越远，表明 （选填“A”或“B”）的动能越大，物理学中把这种研究方法叫做 ； (3)小烨发现，钢球A释放的高度过高，或者钢球A的质量过大都会使木块B滑出木板。当木块B到达边沿O位置时，若一切外力全部消失，则木块B会沿 （选填“a”、“b”或“c”）路线继续运动。 【答案】(1) 即将碰撞B时 高度 (2) A 转换法 (3)c 【详解】（1）[1][2]探究小球从斜面滑下来时，动能的大小与哪些因素有关，重在判断小球的动能的大小，而本实验中，通过小球撞击木块B移动的距离来判断动能的大小，将小球的动能转化为内能，故实验中的小球的动能指的是即将撞击木块时的动能；小球从斜面的不同高度滚下，高度越高，到达水平面时的速度越大，小球撞击B时的速度越大。 （2）[1][2]物体对另一物体做的功越多，物体的能量越大，钢球A对B做功越多，则B移动的距离越远，表明A的动能越大，物理学中把这种研究方法叫做转换法。 （3）运动物体不受力作用时将做匀速直线运动，则木块B到达边沿O位置时，若一切外力全部消失，由牛顿第一定律可知，木块B会沿c路线继续运动。 10．如图1所示是小明探究“物体动能与什么因素有关”的实验装置示意图； (1)该实验中所探究物体的动能是指物体 （选填“A”或“B”）的动能。 (2)实验表明，同一物体A从斜面不同高度滚下，高度越大，物体B被撞得越远，可得：当质量一定时，物体的 ，物体的动能越大。 (3)如图2所示，小明又利用斜面、木板、玻璃板、棉布和小车探究“阻力对物体运动的影响”。 ①每次都让小车从同一斜面的相同高度由静止开始下滑，目的是使小车滑到斜面底端时具有相同的 。 ②实验中，棉布铺设在图中bc对应部分。 ③小车从斜面上同一位置滑下，水平面越光滑，车受到阻力越小，运动得越 （填“远” 或“近”）。由此联想到在雨雪天驾驶汽车应适当 （选填“增大”或“减小”）汽车之间的距离。 (4)小明实验中，小车在不同水平面上克服摩擦力所做的功 （选填“相等”或“不等”）。 【答案】(1)A (2)速度越大 (3) 速度 远 增大 (4)相等 【详解】（1）该实验中，通过物体B被物体A撞击的距离的大小判断物体A的动能大小，所探究物体的动能是指物体A的动能。 （2）实验中，同一物体A从斜面不同高度滚下，保持物体的质量不变，高度越大，物体A到达底部的速度越大，物体B被撞得越远，说明物体A的动能越大，可得结论：质量一定时，物体的速度越大，物体的动能越大。 （3）[1]小车从斜面上由静止滑下时的初始高度越高，进入水平面时的初始速度就越大；探究“阻力对物体运动的影响”时，需控制小车的初速度相同，所以小车从斜面的同一高度由静止开始下滑，使小车到达水平面的速度相同。 [2][3]小车从斜面上同一位置滑下，初始速度相同，水平面越光滑，车受到阻力越小，根据牛顿第一定律，物体运动状态改变越慢，运动得越远。在雨雪天，路面湿滑，汽车受到的阻力变小，刹车后滑行的距离变长，所以驾驶汽车应适当增大汽车之间的距离。 （4）小车从斜面上同一位置滑下，到达水平面时的动能相同，最终都会静止，其动能全部用来克服摩擦力做功，所以小车在不同水平面上克服摩擦力所做的功相等。 【考点3 重力势能的概念及影响因素】 11．高空抛物属于违法行为，将一枚50g的鸡蛋从不同高度抛下对人体造成的伤害程度如图所示。下列有关说法错误的是（　　） A．鸡蛋在下落时，重力势能减小，动能增大 B．考虑空气阻力，若鸡蛋在下落时所受合力方向向下，大小为0.4N，则鸡蛋所受的空气阻力约为0.1N C．由图可知，质量相同的鸡蛋，高度越高，重力势能越小 D．鸡蛋从8楼抛下到达地面时，重力做的功约为10J 【答案】C 【详解】A．鸡蛋在下落时，质量不变，高度降低，速度增大，重力势能减小，动能增大，故A正确，不符合题意； B．考虑空气阻力，若鸡蛋在下落时所受合力方向向下，大小为0.4N，则鸡蛋所受的空气阻力约为 故B正确，不符合题意； C．由图可知，质量相同的鸡蛋，高度越高，对人体产生的伤害越大，即对人做的功越多，说明质量相同的鸡蛋，高度越高，重力势能越大，故C错误，符合题意； D．鸡蛋从8楼抛下到达地面时，重力做的功约为 接近10J，故D正确，不符合题意。 故选C。 12．2025年哈尔滨亚洲冬季运动会，如图所示是自由式滑雪项目，实线代表雪道，虚线是运动员轨迹，从A点起滑，最后停在D点，则运动员（　　） A．在B点重力势能最大 B．从B点到C点是受到惯性的作用 C．在D点机械能最小 D．从A点到D点速度一直在增大 【答案】C 【详解】A．由图示知，A点的高度最高，整个运动过程中，运动员的质量不变，所以A点时，运动员的重力势能最大，故A不符合题意； B．从B点运动到C点，运动员始终具有惯性，不能说受到惯性，故B不符合题意； C．在D点时，运动员停止，动能为零，所以此处动能最小，高度最低，所以重力势能最小，所以在D点时机械能最小，故C符合题意； D．从A点到B点，运动员的速度增大，从B点到C点，运动员的速度减小，从C点到D点运动员的速度增大，故D不符合题意。 故选C。 13．下图是一座高山的等高线图。小明从A处到达B处，下列分析错误的是（　　） A．小明在A处的重力势能比B处大 B．A处的大气压比B处小 C．水在A处的沸点比B处低 D．小明的质量为60kg，其重力所做的功为 【答案】D 【详解】A．由图可知，A处海拔约2000m，B处海拔约1000m，因为A处高度较大，小明在A处的重力势能较大，故A正确，不符合题意； B．大气压随高度的增加而减小，A处比B处海拔更高，因此A处的大气压比B处小，故B正确，不符合题意； C．海拔越高，大气压越低，水的沸点随大气压降低而降低，A处海拔更高，故A处的沸点比B处低，故C正确，不符合题意； D．小明从A处到B处，下降的高度Δh=2000m-1000m=1000m 重力所做的功W=GΔh=mgΔh=60kg×10N/kg×1000m=6×105J 故D错误，符合题意。 故选D。 14．2025年2月20日，实践二十五号卫星与北斗G7卫星对接之后，实践二十五号卫星为北斗G7卫星注入142kg燃料。燃料加注过程中，两颗卫星结合在一起环绕地球做匀速转动且距地高度不变，加注过程中北斗G7卫星的动能 、重力势能 、机械能 。 【答案】 变大 变大 变大 【详解】[1]动能的大小与物体的质量和速度有关，两颗卫星结合后环绕地球做匀速转动，速度不变，但北斗G7卫星注入了燃料，质量变大，所以其动能变大。 [2]重力势能的大小与物体的质量和高度有关，两颗卫星距地高度不变，北斗G7卫星质量变大，所以重力势能变大。 [3]机械能是动能与重力势能的总和，因为动能变大，重力势能也变大，所以机械能变大。 15．2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，火箭受到巨大推力后，不断地加速上升，这主要由于力可以改变物体的 ，加速上升的过程中，飞船中宇航员的重力势能 ，惯性 。（最后两空选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】 运动状态 增大 不变 【详解】[1]力可以改变物体的形状和运动状态，火箭受到巨大推力后，不断地加速上升，运动状态不断改变，说明力可以改变物体的运动状态。 [2]火箭加速上升过程中，飞船中宇航员的质量不变，高度越来越高，因此重力势能增大。 [3]质量是衡量惯性的唯一标准，因火箭加速上升过程中，飞船中宇航员的质量不变，因此惯性不变。 16．位于河北省张家口市的国家跳台滑雪中心，是我国第一个以跳台滑雪为主要用途的体育场馆，滑雪场内用索道设施将物资从山脚运往山顶。如图所示，封闭式轿厢随钢索向右上方匀速上升的过程中，物资的动能 ，重力势能 。 【答案】 不变 增大 【详解】[1][2]动能的大小与物体的质量和速度有关，在封闭式轿厢随钢索向右上方匀速上升的过程中，物资的质量不变，速度不变，物资的动能不变。重力势能的大小与物体的质量和高度有关，物资随轿厢上升，质量不变，高度增加，物资的重力势能增大。 【考点4 探究影响物体重力势能因素的实验】 17．沈仔细同学在研究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想： 猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关； 猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关； 猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关。 他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m、3m的小球各一个；体积不同的小球3个，将它们分别从不同位置由静止释放，小球陷入花泥里的深度情况如图所示；请你完成下列内容。 (1)本实验中，小球的重力势能大小是通过观察 来反映的； (2)分析A、B、C球的实验现象，可得出结论： ； (3)为了验证猜想三，G、H球的质量分别为 。 【答案】(1)小球陷入花泥的深度 (2)见解析 (3)2m，2m 【详解】（1）本实验中，小球的重力势能大小是通过小球陷入花泥的深度来反映的，这是转换法的应用。 （2）比较A、B、C三球，下落高度和运动路径相同，小球的质量越大，小球陷入花泥的深度越大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。 （3）研究物体重力势能与物体体积的关系时，需要保持物体质量和下落高度不变，所以F球、G球和H球的质量相同都应该为2m。 18．在探究“物体的重力势能大小与物体质量和被举高高度的关系”实验时，所用器材有：若干个质量不同的重物、装有适量沙子的透明沙箱、小桌，实验装置如图所示。把小桌腿朝下放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度； (1)实验中探究的是 （选填“重物”、“小桌”或“沙子”）的重力势能； (2)将质量相同的重物从不同高度A、B、C三处由静止释放，且 这是要探究物体重力势能大小与物体 的关系；实验时，观察到桌腿陷入沙子的深度分别为hA'、hB'、hc'，且 ，由此可得出结论 ； (3)同学们在讨论重力势能与生活、生产的联系时，提出下列几种现象或应用，其中与本实验结论有关的是 。 A．禁止高空抛物 B．大货车限载限速 C．上车请系好安全带 D．机翼上部总是凸起下部平滑 【答案】(1)重物 (2)所处高度 质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大。 (3)A 【详解】（1）重力势能是物体由于被举高而具有的能，实验中是重物从高处落下，通过观察桌脚陷入细沙的深度来判断重物的重力势能大小，所以探究的是重物的重力势能。 （2）[1]将质量相同的重物从不同高度释放，控制了质量相同，改变的是高度，所以这是要探究物体重力势能大小与物体所处的高度的关系。 [2]质量相同的重物，从越高的地方释放，桌腿陷入沙子的深度越深，说明重物的重力势能越大。由此可得出结论：质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大。 （3）A．禁止高空抛物，是因为同一物体高度越高，重力势能越大，下落时造成的危害越大，与实验结论（质量相同时，高度越高，重力势能越大）有关，故A符合题意； B．大货车限载限速，限载是控制质量，限速是控制速度（与动能有关），和重力势能因高度影响的结论关联不大，故B不符合题意； C．上车请系好安全带，是为了防止惯性带来的危害，与重力势能无关，故C不符合题意； D．机翼上部总是凸起下部平滑，是利用流体压强与流速的关系产生升力，与重力势能无关，故D不符合题意。 故选A。 19．小泉在研学时发现，强夯机（如图a所示）在打夯时，将地面砸出的深坑。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m甲= m乙，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)甲、乙、丙都由静止释放，目的是控制物体的初始动能为 J；木桩下端做得尖，是为了增大 ，方便打入沙中； (2)由图b可判断：物体 （选填“甲”“乙”或“丙”）释放前的重力势能最小，甲和丙质量的关系是m甲 m丙。 (3)通过图b中A、B两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：物体质量相同，下落的 越大，具有的重力势能越大；由图b中B、C两木桩被打入沙中的深度相同，物体乙、丙 能力相同。 【答案】(1) 0 压强 (2) 甲 < (3) 高度 做功 【详解】（1）[1]静止释放，是为了控制各个物体释放时的动能相同，都为0J。 [2]木桩的下端削成尖形，是为了在压力一定时，减小受力面积来增大压强的。 （2）[1]物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙坑越深，所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重力势能的大小；由图知，木桩A下陷深度最浅，物体甲释放前的重力势能最小。 [2]比较A、C两木桩可知，木桩C下陷深度较深，说明重力势能较大，两物体下落高度相同，说明丙物体的质量较大。 （3）[1][2]由木桩A、B可知，物体质量m甲=m乙，物体乙下落高度较高，木桩被打得越深，物体的重力势能越大，由此得出质量相同，落下的位置越高，重力势能越大；比较B、C两木桩可知，下陷深度相同，重力势能相同，物体乙、丙做功相同。 20．小聪设计如图所示的实验探究“动能大小跟哪些因素有关”，将一个小铁球系在点，小球自然悬挂时刚好与水平台上的长方体木块的左面接触。 (1)水平台应选择 （选填“粗糙”或“光滑”）的水平面； (2)将小球分别拉到、位置后由静止释放，通过观察每次木块被撞击后的 ，从而判断小球动能的大小，这一操作研究运动物体动能大小跟 的关系； (3)若要探究动能大小与质量的关系，接下来的操作是： ； (4)小明认为根据 的转化，该实验也能够探究影响重力势能大小的因素。 【答案】(1)粗糙 (2)移动距离 物体运动速度 (3)见解析 (4)重力势能和动能 【详解】（1）因为实验中需要木块在受到撞击后能因摩擦力而停下，从而通过木块移动的距离反映动能大小。所以水平台MN应选择粗糙的水平面。 （2）[1][2]将小球分别拉到B、C位置后由静止释放，小球的质量不变，C位置比B位置高，小球到达水平面时的速度不同，C位置释放的小球到达水平面时速度大。通过比较不同位置释放时木块移动的距离，可以研究运动物体的动能大小跟速度的关系。 （3）根据控制变量法，要探究动能大小与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同，改变小球的质量。所以接下来的操作是：将质量不同的小球拉到同一高度由静止释放，观察木块被撞击后移动的距离。 （4）小球从高处下落时，重力势能转化为动能，通过观察木块被撞击的距离可以间接反映重力势能的大小。所以根据重力势能和动能的转化，该实验也能够探究影响重力势能大小的因素。 【考点5 弹性势能的概念及影响因素】 21．如图为撑杆跳运动员跃过横杆前的一个情景。下列说法中正确的是（   ） A．杆的形状改变是因为受到力的作用 B．杆对人没有力的作用 C．杆所发生的形变为塑性形变 D．人在上升时，杆的弹性势能逐渐增大 【答案】A 【详解】A．力可以改变物体的运动状态和形状，人对杆的力改变了物体的形状，故A正确； B．物体间力的作用是相互的，故杆对人也有力的作用，故B错误； C．杆所发生的形变，撤去外力后能恢复原来的形状，故是弹性形变，故C错误； D．人在上升时，杆的弹性形变程度减小，弹性势能逐渐减小，故D错误。 故选A。 22．“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”，如图所示，人将一根有弹性的绳子系在身上，另一端固定在跳台上。人从跳台跳下，落至图中A点时弹性绳刚好被拉直，下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等，图中C点是人能达到的最低点。不计空气阻力，下列说法正确的是（   ） A．从A点到B点，绳子弹性势能减小 B．从A点到C点，人的动能先增大后减小 C．从B点到C点，人的重力势能转化为动能 D．从A点到C点，人的机械能不变 【答案】B 【详解】A．从A点到B点，弹性绳逐渐被拉长，弹性形变增大，弹性势能增大，故A错误； B．从A点到B点，人的质量不变，人的重力大于弹性绳拉力，加速下落，动能增大；从B点到C点，弹性绳拉力大于人的重力，减速下落，动能减小，所以从A点到C点，人的动能先增大后减小，故B正确； C．从B点到C点，人的质量不变，人的高度降低、重力势能减小，速度减小、动能减小，弹性绳弹性形变程度变大，弹性绳弹性势能变大，该过程是重力势能和动能转化为弹性绳的弹性势能，故C错误； D．从A点到C点，弹性绳的弹性势能增大，人的机械能转化为弹性绳的弹性势能，人的机械能减小，故D错误。 故选B。 23．在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．皮球下落过程中动能转化为重力势能 B．皮球落地发生形变的过程中只有重力势能转化为弹性势能 C．形成圆斑A时皮球是从更高处下落的 D．形成圆斑A时皮球接触地面后的形变程度更小 【答案】C 【详解】A．球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，所以是重力势能转化为动能，故A错误； B．当球落地接触地面时，球的运动速度减小，动能减小，球发生弹性形变，弹性势能增加，所以球的动能也转化为球的弹性势能，故B错误； CD．球的最初的重力势能越大，最终转化成的弹性势能越大，则小球的形变越大，在地面上形成的圆斑较大，故形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更大，即从更高处下落的，故C正确，D错误。 故选C。 24．如图所示是小明用弹弓射出小石子的场景。橡皮筋被拉时发生的形变越大，小石子弹出时的速度越 ，该过程中橡皮筋的 能转化为小石子的 能。弹出的小石子能继续向前飞行，是因为小石子具有 。 【答案】 大 弹性势 动 惯性 【详解】[1]橡皮筋被拉时发生的形变越大，橡皮筋具有的弹性势能越大，转化为小石子的动能就越大，小石子质量不变，动能越大，速度越大。 [2]橡皮筋发生弹性形变时具有弹性势能，所以该过程中橡皮筋的弹性势能转化为小石子的能量。 [3]小石子被弹出时，速度增大，动能增加，所以是橡皮筋的弹性势能转化为小石子的动能。 [4]弹出的小石子能继续向前飞行，是因为小石子具有惯性，惯性是物体保持原来运动状态的性质，小石子弹出后，由于惯性会继续保持向前的运动状态。 25．如图所示，弹性板上压的重物越重，弹性板弯曲程度就越 （选填“大”或“小”），与重物所受重力相互平衡的是 （选填“支持力”、“压力”或“摩擦力”），弹性板弯曲时具有 能。 【答案】 大 支持力 弹性势 【详解】[1]力可以使物体发生形变，其它条件一定时，受的力越大，形变程度越大，所以弹性板上压的重物越重，弹性板弯曲程度就越大。 [2]重物受到竖直向下的重力和弹性板对其向上的支持力，因为重物静止，受力平衡，所以与重物所受重力相互平衡的是支持力。 [3]弹性板弯曲时发生弹性形变，具有弹性势能。 26．如图所示，射箭运动员用力将弓拉弯，此时的弓具有 能；松手后箭被射出向前运动，说明力的作用效果是 。 【答案】 弹性势 改变物体的运动状态 【详解】[1]物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。当射箭运动员用力将弓拉弯时，弓的形状发生了改变，松手后弓会恢复形状，所以弓被拉弯时发生了弹性形变，此时的弓具有弹性势能。 [2]松手后箭被射出向前运动，箭由静止变为运动，其速度大小发生了变化，属于运动状态的改变，说明力的作用效果是改变物体的运动状态。 【考点6 探究影响物体弹性势能因素的实验】 27．【项目提出】小明在看完蹦床比赛后，想知道蹦床的弹性势能与哪些因素有关，他猜想可能与蹦床床面的绷紧度、蹦床床面的材质有关。 【项目实施】如图所示，他将两个除材质外其他完全相同的正方形蹦床床面样品A、B分别放在两个完全相同的不带盖的圆柱形塑料盒上，并在样品A、B的四角挂上相同数量的钩码（每个钩码的质量均为50g），将两个完全相同的10g小球分别放在样品A、B中间，用手向下轻压小球到同一适当位置后由静止释放，记录小球上升到最高点时离蹦床面的高度h；将样品A四角的钩码各取下一个，重复上述实验，数据记录如下表。 实验次数 蹦床床面样品 样品上每个角的小球钩码数量/个 小球上升到最高点时离蹦床面的高度h/cm 1 A 4 7 2 B 4 6 3 A 3 5 【项目交流】 (1)本实验是通过比较 来比较蹦床弹性势能的大小，改变样品A四角所挂的钩码数量是为了改变蹦床床面的 ； (2)由表格数据可得到的信息是 。 【答案】(1) 小球上升到最高点时离蹦床面的高度h 绷紧度 (2)见解析 【详解】（1）[1]弹性势能的大小无法直接测量，在本实验中，将小球放在蹦床床面中间，用手向下轻压小球到同一适当位置后由静止释放，蹦床的弹性势能转化为小球的重力势能，小球上升得越高，说明蹦床弹性势能转化为小球的重力势能越多，也就意味着蹦床原来具有的弹性势能越大。所以本实验是通过比较小球上升到最高点时离蹦床面的高度h来比较蹦床弹性势能的大小。 [2]在实验中，样品A、B除材质外其他完全相同，在样品A、B的四角挂上相同数量的钩码时，蹦床床面的绷紧度相同；当改变样品A四角所挂的钩码数量时，蹦床床面所受的拉力发生变化，从而改变了蹦床床面的绷紧度。所以改变样品A四角所挂的钩码数量是为了改变蹦床床面的绷紧度。 （2）比较实验次数1和2：样品A、B四角所挂的钩码数量都是4个，即蹦床床面的绷紧度相同，但材质不同，样品A上的小球上升到最高点时离蹦床面的高度h=7cm，样品B上的小球上升到最高点时离蹦床面的高度h=6cm，说明在蹦床床面绷紧度相同时，不同材质的蹦床弹性势能不同。 比较实验次数1和3：都是样品A，材质相同，但样品A四角所挂的钩码数量不同，实验次数1中每个角挂4个钩码，实验次数3中每个角挂3个钩码，即蹦床床面的绷紧度不同，实验次数1中小球上升到最高点时离蹦床面的高度h=7cm，实验次数3中小球上升到最高点时离蹦床面的高度h=5cm，说明在蹦床床面材质相同时，蹦床床面的绷紧度不同，弹性势能不同。 28．我校航模小组同学用橡皮筋制作的弹射器进行弹射模型飞机比赛，发现弹出的飞机水平飞行的距离不同。关于弹射飞机水平飞行的距离与哪些因素有关，他们提出以下猜想： 猜想1：与橡皮筋的伸长量有关； 猜想2：与橡皮筋的粗细有关； 猜想3：与橡皮筋的长度有关。 (1)根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是正确的，依据是 越大， 也越大。 (2)为了验证其它猜想，小组成员依次将橡皮筋固定在弹射器上，在弹性限度内，橡皮筋的伸长量相同，将同一模型飞机从同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离如表： 序号 橡皮筋的直径/cm 橡皮筋的长度/cm 弹射的水平距离/m 1 0.20 20.00 10.20 2 0.20 30.00 8.40 3 0.40 20.00 14.00 比较序号为1、3的两组数据，可得出的结论是： 。 (3)在橡皮筋的伸长量相同时，为了使飞机水平飞行的距离更远，宜选择 （选填“长而粗”、“短而粗”、“长而细”或“短而细”）的橡皮筋来制作弹射器。 (4)细心的同学发现家里的橡皮筋有的弹性大，有的弹性小，查阅资料得知，有的是用天然橡胶制作而成，有的是用合成橡胶制作而成，对此，请你提出一个可探究的物理问题： 。 【答案】(1) 弹性形变程度 弹性势能 (2)橡皮筋的长度和伸长量一定时，橡皮筋越粗，弹射的水平距离越远 (3)短而粗 (4)橡皮筋弹射的水平距离与橡皮筋的材质是否有关？ 【解析】【小题1】[1][2]根据所学的弹性势能的知识，橡皮筋的伸长量越大，弹性形变程度越大，具有的弹性势能就越大，在弹射飞机时转化为飞机的动能也就越大，飞机就可能飞得更远。所以判断猜想1是正确的依据是：橡皮筋伸长量越大，弹性势能越大。 【小题2】分析1、3两组数据，橡皮筋的长度都是，伸长量相同，橡皮筋的直径不同，1中直径为，3中直径为，且3中弹射的水平距离大于1中弹射的水平距离。所以可得出的结论是：在橡皮筋的长度和伸长量相同时，橡皮筋越粗，飞机飞行的距离越远。 【小题3】由第（2）问的结论可知，在橡皮筋伸长量相同时，越粗飞行距离越远；再结合 1、2 两组数据，橡皮筋粗细相同，伸长量相同，长度为时（1组）飞行距离大于长度为时（2组）的飞行距离，即越短飞行距离越远。所以在橡皮筋的伸长量相同时，为了使飞机水平飞行的距离更远，宜选择短而粗的橡皮筋来制作弹射器。 【小题4】已知橡皮筋有的用天然橡胶制作，有的用合成橡胶制作，且弹性不同。可以提出的可探究的物理问题是：橡皮筋的弹射的水平距离与橡皮筋的材质是否有关？ 29．同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧如图（a）所示。小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏。结果发现小军的笔弹得高一些，小文分析：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？小文猜想： ①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关； ②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。 (1)小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块，在同一水平面上进行了如图（b）所示的实验，此实验是为了验证猜想 ，实验中弹性势能的大小是通过 来体现的； (2)为验证另一个猜想小文进行了如下操作： a.将小球置于弹簧A的右端，使弹簧被压缩的长度为2cm，放手后小球被弹出，并与一木块相碰，木块被推动了一段距离； b.将弹簧 （选填“A”或“B”）压缩的程度稍大一些，把小球置于弹簧的右端，观察小球撞击木块后木块移动的距离； c.若，说明弹簧的弹性势能的大小与弹性形变的程度 （选填“有关”或“无关”）； 若，说明弹簧的弹性形变越大，弹性势能越 。 【答案】(1) ① 轻木块被小钢球撞击后移动的距离 (2) A 无关 大 【详解】（1）[1][2]把材料不同的弹簧A和B，分别压缩相同的程度释放弹出小钢球，比较轻木块被小钢球撞击后移动的距离，这就是为了验证猜想①，并通过小钢球对轻木块撞击后木块移动的距离反映弹簧的弹性势能大小；实验中把弹性势能的大小转换为观察木块被推动的距离，这种研究方法叫转换法。 （2）[1]设计实验探究猜想②，应选取同一根弹簧分别压缩不同的程度释放弹出小球，比较木块被小球撞击后移动的距离，故选A。 [2][3]弹簧弹性形变的程度越大，具有的弹性势能越大，撞击木块移动的距离越大，由转换法知，若，说明弹簧的弹性势能的大小与弹性形变的程度无关；若，说明弹簧弹性形变的程度越大，弹性势能的越小；若，说明弹簧弹性形变的程度越大，弹性势能的越大。 30．小刚通过查材料知道：弹簧在发生弹性形变时，弹簧的弹力F与弹簧的伸长量（或压缩量）x成。正比，其大小表示为：F=kx，其中k为劲度系数，其大小等于弹力与弹簧的伸长量（或压缩量）的比值。他马上对两根长度相同粗细不同的弹簧进行研究，将弹簧的一端固定，另一端悬挂钩码（图甲所示），记录弹簧受到的拉力大小F和弹簧的长度L，根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。 (1)当在A弹簧上悬挂重为5N的物体时，弹簧A的伸长量为 cm； (2)小刚同学发现图乙中图线不完全是一条直线，这是因为弹簧伸长量超过了弹簧的 ；由此可知，用弹簧 （选填“A”或“B”）制成的测力计量程更大。 (3)由实验测得的数据可得，在弹性限度以内，本实验中B弹簧的劲度系数k为 N/m。 【答案】(1)10 (2)弹性限度 B (3)100 【详解】（1）由图乙可知，在A弹簧上不挂重物时，弹簧的长度是5cm，当在A弹簧上悬挂重为5N的物体时，弹簧A伸长量∆x=15cm-5cm=10cm （2）[1]在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长量与弹簧受到的力成正比，若弹簧受到的力，超过弹簧的弹性限度，则弹簧的伸长量与弹簧受到的力不成正比，所以图乙中的图线不完全是一条直线。 [2]测力计是根据在测量范围内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比的原理制成的，由图乙知，A的量程为0~10N，B的量程为0~15N，则用弹簧B制成的测力计量程大。 （3）由F-L图像和F=kx分析知，图像的斜率为弹簧的劲度系数，当F=0时，即横坐标的截距为弹簧的原长，所以据图所知，横截距为5cm，即弹簧的原长为5cm； 图像的斜率 【考点7 辨析物体的机械能是否发生变化】 31．如图所示，将一小球从A点竖直向上抛出（不计空气阻力），经过B点到达最高点C时速度为零。图中，下列判断正确的是（   ） A．小球在AB段克服重力所做的功大于在BC段克服重力所做的功 B．小球从A运动到B的时间等于它从B运动到C的时间 C．小球抛出后在B点和C点的机械能相等 D．小球运动到最高点C时速度为零，小球处于平衡状态 【答案】C 【详解】A．由题意知，AB段和BC段的距离相同，而重力不变，所以小球在AB段和BC段克服重力所做的功相同，故A错误； B．小球抛出后向上运动过程中，不计空气阻力，仅受到重力作用，速度越来越小，路程相同，所以所用的时间越来越长，所以小球从A运动到B的时间小于它从B运动到C的时间，故B错误； C．竖直向上抛出一个小球，不计空气阻力，只有动能和势能之间进行转化，所以小球的机械能守恒，所以小球抛出后在B点和C点的机械能相等，故C正确； D．不计空气阻力，小球运动到最高点只受到重力的作用，所受的合力不为零，不是平衡状态，故D错误。 故选C。 32．如图甲所示，密度计在水杯中漂浮，将其往上提起一段距离后放手，密度计就在水中上下振动。从放手到密度计最终静止在水中，密度计露出水面的长度L与时间t的关系如图乙所示。以下说法正确的是（　　） A．将密度计提起后，容器底部受到水的压强不变 B．在t1时刻，密度计所受到的浮力大小等于重力 C．t1时刻到t2时刻，此过程浮力对密度计不做功 D．密度计在t2时刻的机械能大于t3时刻的机械能 【答案】D 【详解】A．将密度计提起后，密度计排开水的体积变小，水的深度变小，根据知道，容器底部受到水的压强变小，故A错误； B．在t1时刻，密度计排开水的体积较大，密度计所受浮力大于重力，密度计会向上加速运动，故B错误； C．t1时刻到t2时刻，密度计所受的浮力方向竖直向上，且竖直向上运动，浮力方向与运动方向相同，故浮力对密度计做功，故C错误； D．运动过程中，由于受到水的阻力等作用，密度计的机械能逐渐减小，故密度计在t2时刻的机械能大于在t3时刻的机械能，故D正确。 故选D。 33．如图为蹦床运动照片及其简化示意图，O点是运动员由最高点开始自由落下的起始位置，A点是蹦床不发生形变时的原位置，B点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处，C点是运动员到达的最低点。若整个过程忽略空气阻力，则（　　） A．从O点到C点的过程中，运动员减小的重力势能全都转化为动能 B．从O点到C点的过程中，运动员机械能守恒 C．从A 点到C点的过程中，运动员的机械能减小 D．从A 点到C点的过程中，运动员动能减小 【答案】C 【详解】A．从O点到C点的过程中，运动员的重力势能不仅转化为动能，还会有一部分转化为蹦床的弹性势能，所以不是所有重力势能都转化为动能，故A 不符合题意； B．从O点到A点，运动员只受重力，机械能守恒；但从A点到C点，蹦床对运动员有弹力作用，弹力对运动员做功，运动员的机械能会转化为蹦床的弹性势能，因此机械能不守恒，故B不符合题意； C．从A点到C点，蹦床对运动员有弹力作用，弹力对运动员做功，运动员的机械能会转化为蹦床的弹性势能，因此运动员的机械能减小，故C符合题意； D．从A点到C点，分为两个阶段：B点是重力与弹力相等处，从A到B，重力大于弹力，运动员做加速运动，动能增大；从B到C，弹力大于重力，运动员做减速运动，动能减小。 因此，A到C过程中动能先增大后减小，并非一直减小，故D不符合题意。 故选C。 34．如图所示是高山滑雪极限运动的示意图，运动员从最高处A点下滑，经过起跳点B点后在空中飞行，再在着陆坡上C点着陆，经一段滑行后静止。则下列说法正确的是（　　） A．运动员在A点时重力势能最大 B．运动员在空中飞行过程中，动能不变 C．运动员从A点到B点的过程中，重力势能转化为动能 D．运动员从A点到C点的过程中机械能不变 【答案】A 【详解】A．重力势能的大小与物体的质量和高度有关；运动员在A点时，高度最高，质量不变，此时重力势能最大，故A正确； B．动能的大小与物体的质量和速度有关；运动员在空中飞行过程中，速度不断变化，所以动能是变化的，故B错误； C．运动员从A点到B点的过程中，高度先变小后变大，速度先增大后减小，质量不变，所以是重力势能先转化为动能，动能再转化为重力势能，故C错误； D．运动员从A点到C点的过程中，由于存在摩擦等阻力，需要克服阻力做功，机械能会减小，故D错误。 故选A。 35．中国女篮卫冕亚运冠军。如图甲是离手后的篮球在空中的运动轨迹；图乙为它在B和D两点的能量柱状图，则篮球在D点的速度 在B点的速度，整个过程中机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）。 【答案】 等于 不守恒 【详解】[1]由乙图可知，篮球在B点和D点的动能相等，影响动能的因素有质量和速度，由于篮球的质量不变，所以篮球在D点的速度等于在B点的速度。 [2]由乙图可知，篮球在B点和D点的动能相等，篮球在B点的重力势能大于D点的重力势能，而物体机械能为动能和势能之和，所以篮球在B点的机械能大于在D点的机械能，故整个过程中机械能不守恒。 36．如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的木箱，拉力大小为100N，绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为 m，木箱的机械能变 ，定滑轮的机械效率为 。 【答案】 2 大 90% 【详解】[1]使用定滑轮时不省距离也不费距离，绳端移动的距离等于木箱上升的高度，所以绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为2m。 [2]木箱匀速上升，质量不变，速度不变，动能不变；同时高度升高，重力势能变大，则木箱的机械能变大。 [3]定滑轮的机械效率为 37．如图所示是一幅简单的过山车漫画，假如在以下的情形中过山车已经关闭动力系统，若在光滑轨道上滑行，从最高点A向B点滑行时，重力势能转化成 能，用能量的观点分析，实际上过山车最后会在最低点停下来的原因是： 。 【答案】 动 机械能减少 【详解】[1]由图中箭头方向知道过山车的运动轨迹，关闭动力系统后，过山车从A点运动到B点的过程中，质量不变，高度减小，所以重力势能减小，而速度增大，则动能增大，即重力势能转化为动能。 [2]由于已经关闭动力系统，且车轮和轨道发生摩擦，要克服摩擦力做功，会损失一部分机械能，导致机械能总量减小，而最后过山车会在最低点停下来。 38．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 （选填“变大”或“变小”）；BC段返回器的机械能 （选填“不变”或“改变”），CD段返回器C点的机械能 D点的机械能（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】 变小 不变 大于 【详解】[1]AB段，返回器的质量不变，高度变大，重力势能变大，返回器的动能转化为重力势能和内能，所以返回器的动能变小。 [2]BC段没有受到空气的阻力，机械能是守恒的，所以BC段返回器的机械能保持不变。 [3]CD段，质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能变大，在大气层中，从C到D，一部分机械能转化为内能，C点的机械能大于D点的机械能。 【考点8 物体运动过程中各种机械能的变化情况】 39．2025年2月8日，第九届亚冬会自由式滑雪U形场地技巧决赛中李方慧夺冠。如图2所示，她从起点A静止滑下，经最低点B腾空跃起，最终停在另一侧池壁C点（高度低于A点）。若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．从A到B，她的重力势能全部转化为动能，机械能守恒 B．运动员在下落过程中，速度增大，机械能增大 C．从B到C的过程中，动能转化为重力势能，机械能总量减少 D．到达C点时，她的动能为零，此时只受重力作用 【答案】C 【详解】A．从A到B的过程她要克服摩擦力做功，故减小的重力势能一部分转化为动能，一部分转化为内能，机械能不守恒，故A错误； B．运动员在下落的过程中，要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为其他形式的能，机械能变小，故B错误； C．从B到C的过程中，减小的动能一部分转化为重力势能，一部分转化为其他形式的能，故机械能总量减少，故C正确； D．到达C点时处于静止状态即平衡状态，她的速度为零，故动能为零，若此时她只受到重力作用，则合力不为零，不处于平衡状态，故D错误。 故选C。 40．如图所示是捕鱼者撒网捕鱼的情景，下列说法不正确的是（　　） A．离手后的渔网会继续向前运动是因为渔网受到惯性的作用 B．向前撒网而小船后退，这说明力的作用是相互的 C．渔网在空中下落的过程中，其重力势能转化为动能 D．向空中撒出的渔网最终会落入水中是因为渔网受到重力的作用 【答案】A 【详解】A．惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，而不是一种作用力。渔网离手后由于惯性继续向前运动，而不是“受到惯性的作用”。故A错误，符合题意； B．向前撒网时人对渔网有一个向前的作用力，由于力的作用是相互的，则渔网会对人和船施加一个方向相反的作用力，使船后退。故B正确，不符合题意； C．渔网在空中下落的过程中，质量不变，高度降低，重力势能减少，速度变大，动能增加。其重力势能转化为动能。故C正确，不符合题意； D．地球附近的物体都会受到重力的作用，重力的方向竖直向下。渔网最终会落入水中是因为渔网受到重力的作用。故D正确，不符合题意。 故选 A。 41．如图是实验室内的翻滚过山车模型，点为轨道最低点，点为轨道弧形部分的最高点。将小球从点静止释放，小球经过B、C两点后，在右侧轨道上能达到的最高点为。下列说法正确的是（　　） A．小球在点动能最大 B．如果BD段轨道水平，小球最终做匀速直线运动 C．整个过程中小球机械能不守恒 D．小球从点到点，重力势能只转化为动能 【答案】C 【详解】A．因为B点是最低点，翻滚过山车运动到B点时，重力势能最小，但速度最快，动能最大，而不是D点动能最大，故A错误； B．即使BD段轨道水平，小球也会因摩擦逐渐减速，不会做匀速直线运动，故B错误； CD．小球在右侧轨道上的最高点D比A点低，说明小球在整个运动过程中，需要克服摩擦做功，机械能不守恒，所以小球从A点到B点，重力势能不只转化为动能，还有其他形式的能，故C正确，D错误。 故选C。 42．如图所示为云南某高原跳伞训练基地的一名跳伞运动员从空中匀速下降的过程，下列关于该运动员的说法正确的是（　　） A．该过程中跳伞运动员的机械能保持不变 B．该过程中跳伞运动员的重力势能转化为运动员的动能 C．该过程中跳伞运动员的机械能减小 D．跳伞运动员下落的过程中的动能不断增大 【答案】C 【详解】跳伞运动员在空中匀速降落，质量不变，速度不变，运动员的动能不变，高度减小，重力势能减小，重力势能没有转化为运动员的动能，机械能等于动能和势能之和，下降过程中，动能不变，重力势能减小，机械能也不断减小，故C正确，ABD错误。 故选C。 43．如图1所示，一小球从固定光滑轨道A处静止下滑，经过B处，再向上运动到轨道右端的最高点C处（图中并未画出，轨道足够长）整个过程只有动能和势能之间的转化。小球从A运动到B的过程中，动能和势能的总和 （选填“变大”“不变”或“变小”）；小球在C处的位置应该在图2中的（填写序号） 。 【答案】 不变 ② 【详解】[1]因为整个过程只有动能和势能之间的转化，且轨道光滑，没有摩擦，不存在机械能的损耗，所以机械能守恒，即动能和势能的总和不变。 [2]由于整个过程机械能守恒，小球在 A 点有一定的重力势能，到 C 点时动能全部转化为重力势能，其重力势能应与在 A 点时相等，所以小球在 C 处的位置应该在图 2 中的②。 44．2021年5月17日，“天问一号”探测器成功着陆火星，这是中国航天事业发展的又一具有里程碑意义的进展，在火星上首次留下中国人的印迹。在距离火星表面的100m时，进入悬停阶段，然后着陆巡航器需在着陆缓冲机构保护下进行软着陆，在此过程中，探测器动能 ，机械能 。（均填“变大”或“变小”或“不变”） 【答案】 变小 变小 【详解】[1][2]着陆巡航器需在着陆缓冲机构保护下进行软着陆，在此过程中，探测器的质量不变，速度变小，动能变小；高度变小，重力势能变小，所以机械能变小。 45．小明在操场上投实心球，如图是实心球在空中运动轨迹的示意图。a、b两点在同一高度，空气阻力不可以忽略。则球在运动过程中机械能 （填“守恒”或“不守恒”），球在a点的动能 （填“大于”、“小于”或“等于”）b点的动能。 【答案】 不守恒 大于 【详解】[1]由于空气阻力不可以忽略，故球在运动过程中需要克服空气阻力做功，一部分机械能转化为其他形式的能，故机械能不守恒。 [2]若空气阻力不可忽略，实心球克服摩擦做功，实心球整个运动过程机械能减小，所以b点的机械能小于a点的机械能，a、b两点高度相同，则重力势能相同，机械能为动能和势能之和，所以a点的动能大于b点的动能。 【考点9 人造卫星、天体运动、蹦极（蹦床）、单摆和滚摆运动时的能量变化情况】 46．中国空间站绕地运行轨道高度是：远地点346.9km，近地点319.6km。如图，空间站从远地点向近地点加速运动的过程中，其（　　） A．动能不变 B．重力势能变大 C．重力势能转化为动能 D．动能转化为重力势能 【答案】C 【详解】空间站沿椭圆轨道由远地点向近地点加速运动的过程中，空间站的质量不变，速度变大，动能变大；空间站所处的高度变小、质量不变，重力势能变小，由远地点向近地点加速运动的过程中重力势能转化为动能。 故选C。 47．我国的第一颗人造地球卫星“东方红一号”是1970年4月24日发射的，开创了中国航天史的新纪元，使中国成为世界上第五个能够独立发射人造卫星的国家。如图，人造地球卫星在大气层外环绕地球运行。不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。许多人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，当卫星从远地点向近地点运动时，下列说法正确的是（    ） A．动能减小，重力势能增大 B．动能转化为重力势能 C．动能增大，重力势能减小 D．卫星的速度一直在减小 【答案】C 【详解】ABC．卫星从远地点向近地点运动时，离地面越来越近，重力势能减小，因不计空气阻力，机械能守恒，所以动能增大，重力势能转化为动能，故AB错误，C正确； D．卫星从远地点向近地点运动时，因为动能增大，所以卫星的速度增大，故D错误。 故选C。 48．2021年是中国航天的丰收年，三名航天员在太空 “出差”三个月后重返家园，代表着我国航天事业迈入新篇章。如图甲所示的是卫星在随火箭加速上升的情景；如图乙所示的是人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的情景，离地球最近的点叫近地点，离地球最远的点叫远地点。下列说法中正确的是（    ） A．在卫星加速上升的过程中，动能全部转化为重力势能 B．人造地球卫星从远地点向近地点运行时，机械能减小 C．人造地球卫星从近地点向远地点运行时，势能增大，动能减小 D．在甲、乙两图中，卫星的机械能都不变 【答案】C 【详解】A．卫星加速上升过程中，其质量不变，速度增大，则动能增大；同时高度增大，重力势能增大；因卫星的动能与重力势能都增大，所以不是动能转化为重力势能，且卫星的机械能增大，故A错误； BC．太空中是真空，卫星沿椭圆轨道绕地球运行过程中，不受空气阻力，机械能守恒，只有动能和势能的相互转化；从近地点向远地点运行时，质量不变，高度变大，重力势能增大，速度减小，动能减小，故C正确、B错误； D．图甲中卫星的机械能增加，图乙中卫星的机械能不变，故D错误。 故选C。 49．如图人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，不受空气阻力，机械能守恒，当卫星从近地点向远地点运动时，它的重力势能    （选填“减小 ”或“增大 ”），卫星在 （选填“远 ”或“近 ” )地点时动能最大。 【答案】 增大 近 【详解】[1] 当卫星从近地点向远地点运动时，其质量不变，高度增加。影响重力势能的因素只有质量和高度，在质量m不变时，高度h增大，重力势能增大。 [2] 因为不受空气阻力，卫星在运行过程中机械能守恒，机械能等于动能与重力势能之和。近地点高度最小，重力势能最小，根据机械能守恒可知，此时动能最大。 50．我国首颗降水测量专用卫星风云三号G星已正式投入使用！ (1)风云三号G星在“低倾角椭圆轨道”运动时受 （选填“平衡”或“非平衡”）力的作用。该卫星能对世界各地降水量进行监测，在此过程中它相对地球是 （选填“运动”或“静止”）的。 (2)风云三号G星在距地表高度420km处利用 （选填“红外线”或“紫外线”）遥感技术拍摄的祖国全景图发送至地面控制中心至少需要 s。 (3)搭载“双频主动降水测量雷达”的风云三号G星，进入飞行轨道后惯性 ，卫星从近地点向远地点运动的过程中动能 （以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1) 非平衡 运动 (2)红外线 1.4×10﹣3 (3)不变 变小 【详解】（1）[1]风云三号G星在“低倾角椭圆轨道”运动时，其运动方向和速度大小都在不断变化，根据牛顿第一定律，物体只有在受平衡力作用时才会保持静止或匀速直线运动状态，所以卫星受非平衡力的作用。 [2]该卫星能对世界各地降水量进行监测，该卫星在自己的轨道上围绕地球运动，与地球之间相对位置发生变化，所以在此过程中它相对地球是运动的。 （2）[1]因为红外线具有较强的穿透能力和热效应，适合用于遥感探测地球表面的情况，而紫外线主要用于杀菌消毒等方面，不适合用于卫星遥感。因此风云三号G星利用红外线遥感技术拍摄祖国全景图。 [2]已知距离 光的传播速度约 根据公式可得信号从卫星发送至地面控制中心至少需要的时间 （3）[1]惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，风云三号G星进入飞行轨道后，质量不变，所以其惯性不变。 [2]卫星从近地点向远地点运动的过程中，高度增加，重力势能增大，由于卫星在太空中运行时，机械能守恒，所以动能转化为重力势能，动能变小。 51．如题图所示，鹊桥二号中继卫星在环月大椭圆冻结轨道上从远月点向近月点运动时，机械能 ，势能 ，卫星的速度 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 不变 变小 变大 【详解】[1][2][3]鹊桥二号中继卫星在环月大椭圆轨道上从远月点向近月点运动时，卫星不受阻力作用，机械能没有损失，则卫星的机械能不变，卫星的质量不变，高度降低，则重力势能变小；重力势能转化为动能，卫星的动能变大，质量不变，所以卫星的速度变大。 【考点10 机械能守恒及其辨析】 52．如图所示是撑竿跳高时的情景，运动员从助跑到越过横杆的过程中，用到了很多物理知识。从起跳到越过横杆过程中以下有关能量转换正确说法的是（　　） A．起跳时动能全部转换成重力势能 B．撑杆跳高比普通跳高跳的高的原因主要是撑杆跳高在空中还消耗了人自身的能量最终转化成了人体的机械能 C．人体在最高点时动能为0 D．若忽略空气的阻力，人在撑杆跳高的过程中人体的机械能是守恒的 【答案】B 【详解】A．起跳时动能不仅转化为重力势能，还会使撑杆弯曲变形，一部分还会转化为撑杆的弹性势能，同时空气有阻力，通过摩擦生热消耗一部分动能，故A不符合题意； B．撑杆跳高能跳得更高，主要是因为运动员通过撑杆的弯曲将自身能量储存为弹性势能，随后撑杆反弹时将这部分能量转化为人体上升的机械能，故B符合题意； C．在最高点时，虽然竖直方向速度为零，但为完成过杆动作，人体仍需保持水平方向的速度，水平速度不为0，因此动能不为零，故C不符合题意； D．撑杆跳高过程中，人体的机械能会与撑杆的弹性势能相互转化（起跳时人体机械能转化为撑杆弹性势能，撑杆反弹时弹性势能又转化为人体机械能），因此单纯考虑人体的机械能是不守恒的，故D不符合题意。 故选B。 53．运动员在自由式滑雪空中技巧比赛中的运动轨迹如图的虚线所示。若不计摩擦和空气阻力，下列说法中正确的是（　　） A．A到B运动的过程中，运动员的动能减小 B．从B到C，人和滑雪板的重力势能转化为动能 C．人和滑雪板在D点时的速度比在B点时更大些 D．若到达C点时外力消失，人和滑雪板将会悬停在空中 【答案】C 【详解】A．机械能等于动能与势能之和，A到B运动的过程中，不计摩擦和空气阻力，机械能守恒，质量不变，高度降低，重力势能转化为动能，因此动能增大，故A错误； B．从B到C，人和滑雪板的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度减小，动能减小，因此是动能转化为重力势能，故B错误； C．人和滑雪板在D点时比在B点时的高度低，质量相同，重力势能更小；不计摩擦和空气阻力，机械能守恒，则D点和B点的机械能相等，机械能等于动能与势能之和，因此在D点的动能更大，速度更大，故C正确； D．在C点时，人和滑雪板竖直方向上速度为0，但有向前的速度，根据牛顿第一定律可知，若到达C点时外力消失，人和滑雪板将会做匀速直线运动，不会悬停在空中，故D错误。 故选C。 54．某次篮球落地后的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是（    ） A．篮球在整个过程中机械能守恒 B．篮球经过B、E两点时，动能可能相等 C．篮球第一次反弹后到达最高点D时，速度为0 D．篮球经过相同高度的B、C两点时，机械能相等 【答案】B 【详解】A．篮球在运动过程中会受到空气阻力，与地面碰撞时会有能量损失，因此机械能不守恒，故A错误； B．虽然篮球的机械能逐渐减小，但若B点的高度高于E点，篮球从B点到E点的重力势能转化的动能，所以B点可能与E点的动能相等，故B正确； C．由篮球的运动轨迹可知，篮球在篮球在竖直方向上运动，同时也在水平方向上运动，篮球第一次反弹后到达最高点D时，竖直方向的速度为0，但存在水平方向的速度不为0，因此速度不为0，故C错误； D．由于篮球的机械能不断减小，相同高度的B、C两点，C点的机械能一定小于B点，故D错误。 故选B。 55．体育测试立定跳远项目中，小华同学从最高点到落地点，重心不断下降，轨迹如图所示。则此过程重力势能转化为 能。不考虑空气阻力，机械能大小 （选填“不变”“增大”或“减小”）。 【答案】 动 不变 【详解】[1][2]小华同学从最高点到落地点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小；质量不变、速度增大，动能增大，是重力势能转化为动能；不计空气阻力，其机械能守恒，机械能大小不变。 56．篮球从A点抛出，飞过最高点C到达D点过程中，被频闪相机以每隔相等时间曝光一次的形式记录下来，如图甲所示。在不同位置，篮球的动能和重力势能的大小用柱状图表示，如图乙所示。 (1)从B点到C点，篮球的 能转化为 能。 (2)篮球在B点和D点的高度 （选填“相等”或“不等”）；从B点到C点，篮球的机械能 （选填“不变”“变小”或“变大”）。 【答案】(1) 动 重力势 (2) 相等 变小 【详解】（1）[1][2]从B点到C点的过程中，篮球的质量不变，速度逐渐变小，所以动能减小；同时高度逐渐增加，所以重力势能增大。 因此，从B点到C点，篮球的动能转化为重力势能。 （2）[1]由图乙可知，B点和D点的重力势能相等，又因球的质量一定，因此球在B点和D点的高度相等。 [2]由图乙可知，B、D两点重力势能相等，B点动能大于D点动能，所以B点机械能大于D点机械能，说明篮球运动过程中需要克服空气阻力做功，将部分机械能转化为其它形式的能。篮球从B点到C点过程中，克服空气阻力做功，一部分机械能转化成其他形式的能，故机械能变小。 57．如图所示，熟透了的苹果从树上落下，在加速下落过程中，苹果的动能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；若不计空气阻力，则该过程中苹果的机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）。 【答案】 增大 守恒 【详解】[1]在苹果加速下落过程中，苹果的质量不变，速度增大。因为动能与质量和速度有关，速度增大，质量不变，所以苹果的动能增大。 [2]若不计空气阻力，苹果在下落过程中，只有动能和重力势能相互转化。没有其他形式的能量参与转化，所以该过程中苹果的机械能守恒。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $