12.1机械能 易错题集-2025-2026学年物理（苏科版2024）九年级上册

12.1 机械能易错题集 易错题型分类 一．探究动能势能的影响因素 二．机械能守恒 三．动能和势能的相互转化 题型速通 【探究动能势能的影响因素】（共10题） 一．选择题（共1小题） 1．（2024•十堰二模）用如图所示的器材探究物体的动能跟哪些因素有关，实验时让钢球从斜面上由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块。关于该实验，下列说法中正确的是（　　） A．钢球从斜面下滑过程中动能转化为重力势能 B．该实验利用木块被撞击后移动的距离来反映钢球动能的大小 C．该实验探究的是木块的动能跟哪些因素有关 D．只利用图中器材，还能探究钢球动能跟质量的关系 二．多选题（共2小题） （多选）2．（2024春•港南区期末）用如图所示的器材可完成“探究影响压力作用效果因素”和“探究影响重力势能大小因素”两个实验，以下关于两个实验的判断，正确的是（　　） A．都需要把小桌倒放 B．都需要观察小桌陷入沙中的深度 C．都选用大小不同的木块是为了改变相同的物理量 D．前者实验不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放 （多选）3．（2025•贵州模拟）“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”的电视节目《中国诗词大会》深受观众的青睐，下列古诗词中涉及的物理知识的说法正确的是（　　） A．“锄禾日当午，汗滴禾下土”中“汗滴”是由于汗受到垂直向下的重力作用 B．“掬水月在手，弄花香满衣”中“香满衣”的原因是分子做无规则运动 C．“卧看满天云不动，不知云与我俱东”，云不动是以人为参照物的 D．“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”，弓被拉满时，其弹性势能最大 三．填空题（共2小题） 4．（2024秋•玄武区校级月考）如图甲是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块移动一定的距离，本实验的研究对象是 　 　 ；换用质量不同的小球，从斜面的相同高度由静止滚下到达水平面时它们的速度 　 　 。若小球在如图乙AOB所示光滑轨道从A点由静止滑下沿轨道AOB到达B点后离开轨道，不计空气阻力，离开B点后最符合实际的运动轨迹是 　 　 （选填“a”、“b”、“c”或“d”）。 5．（2022春•新都区期末）2022年冬奥会上我国运动健儿谷爱凌勇夺冠军，如图所示是她第三跳的轨迹图，其中D为落地点，A、B、C三点中，B为最高点，C为最低点。不计空气阻力，A、B、C三点中动能最大的是 　 　 点。若在B点时她受到的力全部消失，则她将保持 　 　 （选填“静止”或“匀速直线运动”）。 四．实验探究题（共5小题） 6．（2025春•海城市期末）小明为研究动能大小与哪些因素有关，设计了如图实验，让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和水平面平滑相接，请结合实验回答下列问题： （1）实验中通过　 　 反映小球动能的大小；实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度　 　 （选填“越大”或“越小”）时，观察到弹簧被压缩得越短，说明小球动能大小与速度有关。 （2）为了研究动能大小是否和物体质量有关，应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度滚下，这样做的目的是　 　 。 （3）实验中小明发现小球压缩弹簧后被弹簧弹回到斜面上，为了研究小球被弹回到斜面上的高度与哪些因素有关，小明分别将玻璃板、木板和毛巾铺在接触面（含斜面和平面）上，进行实验，而保证小球质量和高度　 　 （选填“相同”或“不同”），发现当小球在玻璃表面滚动时被弹回的高度最大，在毛巾表面滚动时被弹回的高度最小，因此小明认为小球被弹回的高度与接触面粗糙程度有关。 （4）小明在（3）实验所得结论基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回的越高，如果接触面光滑到没有摩擦，那么小球将　 　 A．沿着斜面匀速直线运动 B．不能上升到初始高度，最终静止在平面上 C．上升到初始高度后静止 　　D．能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动 （5）小明在（4）中用到一种科学方法，下面哪个定律或原理的得出用到了同一种方法　 　 A．阿基米德原理 B．杠杆原理 C．牛顿第一定律。 7．（2023春•顺庆区校级月考）同学们利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。 （1）如图1所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，探究重力势能的大小与哪些因素有关。 ①通过实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越 　 　 ，说明它的重力势能越 　 　 ； ②若要探究重力势能与质量的关系，应换用不同的重物，让它们从 　 　 高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度； （2）把重物按图2所示方式分别放在小桌上，观察小桌陷入沙子的深度，探究压力作用效果与什么因素有关。 ①在分析压力作用效果与压力大小的关系时，应选择 　 　 两次实验进行比较； ②在分析压力作用效果与受力面积大小的关系时，应选择 　 　 两次实验进行比较。 8．（2023秋•雁塔区校级月考）小明同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。 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的下落高度有关。 猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关。 为此小明设计了如图所示的实验，他的做法是： 用大小、形状相同的A、B、C、D四个金属小球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处由静止下落，C球从距沙表面高2H处由静止下落，D球从距沙表面高2H处的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下。（球在光滑管道中运动时的能量损失不计）实验中测得A、B两球陷入沙中深度分别为h1和h2，而C、D两球陷入沙中深度均为h3，且h1＜h2＜h3。 （1）本实验是通过观察 　 　 来判断重力势能大小的。 （2）实验中B球比A球陷入沙中的深度更大，由此可验证猜想 　 　 。 （3）为验证猜想二，应比较 　 　 （选ABCD）两球，可得出结论，当物体 　 　 相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大。 （4）由B、C两球不能探究重力势能的大小与质量的关系，理由是 　 　 。 （5）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙中深度相同，由此可得出结论，物体的重力势能与物体运动的路径 　 　 （填“有关”或“无关”）。 9．（2020秋•袁州区校级月考）某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口A和B，然后套上橡皮筋，做成了一个会跳的卡片（如图所示），为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关，该兴趣小组提出了如下猜想： A、与卡片的质量有关 B、与橡皮筋的形变量有关 C、与橡皮筋的条数有关 为了验证猜想，小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同的卡片进行实验。 （1）小明将图中的卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的现象是 　 　 ，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片 　 　 ，因此它具有弹性势能。 （2）探究跳起高度与质量是否有关，应选择质量不同的卡片，控制其它实验条件相同，操作中将卡片反过来，每次把它在桌面上用手压平的目的是 　 　 。发现质量大的卡片跳起的高度更 　 　 。这还能说明 　 　 能跟质量和高度有关。 （3）探究跳起高度与橡皮筋的形变量是否有关，保持其他条件不变，将卡片上的二个卡口之间的间隔变大，压平松手，则卡片跳起的高度变　 　 （选填“高”或“低”）。这还能说明弹性势能跟 　 　 有关。 10．（2024春•松江区期中）如图所示是研究重力势能的大小与哪些因素有关的实验装置。某小组同学每次都让重锤从高处由静止自由下落砸到铁钉上，他们观察到不同情况下，铁钉进入泡沫塑料的深度不同，深度越大，表明重锤对铁钉做的功越多，即重锤具有的重力势能越大。他们用m表示重锤的质量，h表示重锤升起的高度，D表示铁钉进入泡沫塑料的深度，并将实验数据详细记录在下面的表格中。 实验序号 重锤质量m（千克） 重锤升起高度h（米） 铁钉进入泡沫塑料深度D（米） 1 0.1 0.6 0.024 2 0.1 0.9 0.030 3 0.2 0.3 0.024 4 0.2 0.6 0.035 5 0.3 0.3 0.030 6 0.3 0.4 0.035 ①分析比较实验序号1与2（或3与4或5与6）的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：　 　 。 ②分析比较实验序号 　 　 的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当物体所处的高度相同时，物体的质量越大，具有的重力势能就越大。 ③进一步综合分析表中的数据并归纳得出结论： （a）分析比较实验序号1与3、2与5或4与6中的实验数据，可得出的结论是：　 　 。 （b）分析比较实验序号1与3、2与5和4与6中的实验数据，可得出的结论是：　 　 。 【机械能守恒】（共10题） 一．选择题（共5小题） 1．（2025•洪山区模拟）武汉一景区推出“窝囊版”蹦极，五一期间吸引很多游客纷纷打卡，其原理是通过绳索调速系统，使游客跳下后能平稳缓慢降落。如图，游客从O点自由下落较小的距离后，到达A点弹性绳自然伸直，A到B为第一缓冲区，通过B点之后以不超过5km/h的速度匀速下降到达最低点C。若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．游客从O点到A点过程中，人减小的重力势能全部转化为动能 B．到达A点时，弹性绳的弹性势能最小，人的动能最大 C．游客从O点运动到B点过程中，机械能守恒 D．游客从B点到C点过程中，人的重力势能转化为动能和弹性势能 2．（2025•安州区模拟）弹簧置于竖直光滑管内，下端固定在水平地面上，上端与管口平齐。如图所示，将一直径略小于管的小球放在弹簧上端，先后两次向下按压弹簧到不同位置后释放小球，小球沿竖直方向运动。第一次小球到达的最高点为a。第二次小球到达的最高点为b，c为小球运动路径上的一点，小球所受空气阻力忽略不计。则先后两次（　　） A．向下按压弹簧释放小球后小球的机械能守恒 B．小球由c到b过程，弹性势能转化为重力势能 C．小球上升过程，经过c点时的重力势能相等 D．小球上升过程，经过c点时的机械能相等 3．（2024秋•六安期中）如图所示，用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，若整个过程中不计能量损耗，下列说法正确的是（　　） A．从A位置到C位置铁球减小的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能 B．小球到达B点时，小球的重力大于弹簧的弹力，所以小球继续下落 C．铁球在C位置处于平衡状态 D．从A位置到C位置铁球的机械能守恒 4．（2024•庐阳区校级三模）中国天宫空间站在椭圆形的轨道绕地球飞行，它目前的近地点轨道高度是383.7公里，远地点高度393.7公里，轨道附近空气稀薄，阻力可忽略不计，飞行的速度平均在7.68km/s，在没有质量变化的情况下，下列说法正确的是（　　） A．空间站的机械能在不断减小 B．空间站的在近地点的速度高于7.68km/s C．从远地点到近地点，太空站的动能转化为重力势能 D．从近地点到远地点，太空站的重力势能在减小 5．（2024秋•邗江区校级期中）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．整个运动过程中，机械能是守恒 B．经过的N点就是“②”点 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 二．填空题（共4小题） 6．（2025•薛城区校级模拟）如图，甲乙完全相同的小球，以同样的速度v沿着与水平方向均成θ角斜向上抛出，甲球沿光滑斜面，乙球抛向空中，不计空气阻力，甲乙小球能到达的最高点分别为a点与b点，离地高度为h1和h2。在这个过程中，小球的机械能是 　 　 （选填“守恒”或“不守恒”）的，图中h1　 　 h2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 7．（2020秋•博望区校级期中）如图所示，将一小球与固定在竖直墙壁上的轻质弹簧相连，小球可以在光滑的水平面上滑动。当小球在O点时，弹簧处于自然伸长的状态，若将小球推至B点，松手后小球经过O点时的动能 　 　 （选填“最大”“最小”或“为零”），整个装置的机械能 　 　 （选填“守恒”或“不守恒”）。 8．（2024春•定陶区期末）新疆是个美丽的地方，新疆的天池更是以她高山湖泊的特点著称。某游客在天池的山底对着一个山崖喊话，经过0.4s后听到回声。该游客距离山崖 　 　 m（声速取340m/s）。现有两缆车从山底匀速向山顶运动，缆车甲相对于山的速度大于缆车乙相对于山的速度，以缆车甲为参照物，缆车乙向 　 　 运动；缆车乙在匀速上山的过程中机械能 　 　 （选填“守恒”或“不守恒”）。 9．（2025•蒙城县模拟）如图所示，当子弹开始水平射入被细绳悬挂的静止的木块，克服摩擦打入木块，随木块一起摆动至最高点过程中。不计空气阻力，该过程中子弹与木块所组成整体的机械能 　 　 （选填“增加”“不变”或“减少”）。 三．作图题（共1小题） 10．（2025•贵州二模）初速度为零，只受重力作用的物体所做的运动叫做自由落体运动。进一步研究发现，重力势能EP的大小与物体的质量m和相对高度h的关系为Ep＝mgh，图像如甲所示；乙图中是某物体自由落体运动过程中的动能与相对高度h的关系图像，请在乙图中用实线画出该物体机械能与高度的关系图像。 【动能和势能的相互转化】（共14题） 一．选择题（共9小题） 1．（2025•龙凤区校级模拟）针对如图三种现象， ①甲图是一个无摩擦的、不在同一平面上连续的轨道，小球从A点经B、C能滑到D； ②乙图是一个无摩擦的滚摆，将细绳绕轴转到A点，放手后，能在上下来回转动； ③丙图是一个单摆，从A点放手，能摆到B点，若在O点放一小棒，抵住细绳，小球能摆到C点； ④丁图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球由A点静止开始自由落下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是b； 其中不能成立的是（　　） A．①②③ B．②④ C．③④ D．③ 2．（2024•盐亭县模拟）某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动）。下列判断正确的是（　　） A．从A点到B点过程中运动员减速下落 B．从B点到C点过程中运动员动能增大 C．t0时刻运动员动能最大 D．运动员重力大小等于0.6F0 3．（2024•庆阳模拟）如图所示，先用绳子把一个铁锁悬挂起来，然后把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不动，铁锁向前摆去又摆回来，下列说法正确的是（　　） A．铁锁摆回后能碰到鼻子 B．铁锁的机械能始终不变 C．铁锁摆动到最低点时，动能最小 D．铁锁下降过程中，重力势能转化为动能 4．（2024秋•兴化市期中）如图是足球落地后又弹起的示意图，分析可知，足球（　　） A．在B点时受力平衡 B．在A、D两点动能不可能相等 C．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化 D．D点的动能大于E点 5．（2024•沂水县一模）跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（　　） A．助跑过程中机械能不变 B．经过最高点时动能为零 C．经过最高点时重力势能最小 D．起跳后升空的过程中，动能转化为重力势能 6．（2025•瑶海区模拟）如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙壁上，另一端连接一个小球。小球在A点时弹簧处于原长，向左推动小球将弹簧压缩至B点后松手，小球在水平光滑地面BC间来回运动。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球在A点时的动能大小等于小球在C点时弹簧的弹性势能大小 B．小球从B点运动至A点的过程，小球的动能与弹簧的弹性势能都增加 C．小球从A点运动至C点的过程，弹簧的弹性势能转化为小球的动能 D．小球从C点运动至B点的过程，弹簧的弹性势能转化为小球的动能 7．（2025春•包河区期末）如图所示为人拉弓射箭的示意图，下列说法正确的是（　　） A．在弹性限度内，弓弦拉得越弯，弓弦的弹性势能越大 B．弓弦张紧时，放在弓弦上的箭具有弹性势能 C．箭离弦的过程中，弓弦的弹性势能转化为弓弦的重力势能 D．箭离弦后下落过程中，箭的动能转化为它的重力势能 8．（2024春•江岸区期末）如图运动员正在做蹦床运动比赛，她从最高点落下、接触蹦床、直至最低点的过程中（不计空气阻力和碰撞时的能量损失）。下列说法正确的是（　　） A．从最高点下落到最低点的过程中，运动员的机械能先不变后减小 B．接触蹦床后，运动员动能不断减小 C．下落到最低点时，蹦床的弹性势能最小 D．运动员从接触蹦床到最低点的过程中，蹦床增加的弹性势能等于运动员减小的动能 9．（2023•南充）“第31届世界大学生夏季运动会”将于7月28日至8月8日在成都举行，关于比赛项目下列说法正确的是（　　） A．拍打乒乓球时，球拍对乒乓球的力大于乒乓球对球拍的力 B．箭射出的过程中，弦的弹性势能转化为箭的动能 C．托垫排球时，竖直上升到最高点的排球，若所受力全部消失，球将竖直下落 D．赛艇冲过终点不能立即停下来，是由于赛艇受到惯性力的作用 二．多选题（共2小题） （多选）10．（2025•历下区二模） 2025年3月，济南首条无人机外卖配送航线试飞成功。如图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是（　　） A．无人机上升时，以地面为参照物无人机是运动的 B．无人机水平匀速飞行时，货物的质量保持不变 C．无人机以更大速度匀速竖直上升时，对货物做功会变快 D．无人机匀速下降过程中，重力势能转化为动能 （多选）11．（2025春•普兰店区期末）苏轼在《江城子•密州出猎》中写到“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”，表达了作者强国抗敌的心愿。对词中提到的弯弓射箭现象，下列分析正确的是（　　） A．射箭时弓的形变越大，箭的弹性势能就越大 B．离弦的箭在空中水平飞行的过程中，重力不做功 C．斜向上射出的箭在空中飞行的过程中，其机械能不变 D．箭在离弦之前被水平射出的过程中，是弹性势能转化为动能 三．填空题（共2小题） 12．（2025•盱眙县一模）中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球的机械能　 　 （选填“增大”、“减小”或“不变”），在最高点时，球的动能　 　 （选填“大于”或“等于”）零。 13．（2024秋•虎丘区校级月考）如图是小明制作的“会跳的卡片”，用手把它平压在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松手后，卡片就会弹跳起来，图中A为外表面，B为内表面，实验时应把 　 　 （选填“A”或“B”）面紧贴桌面。小明还利用相同的橡皮筋做了图甲、乙中的两张卡片，实验时 　 　 （选填“甲”或“乙”）图中卡片可以弹跳得更高一些。 四．作图题（共1小题） 14．（2025春•观山湖区校级月考）“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。人从跳台上O点由静止跳下，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，请在图乙中作出人从O点运动至C点的速度﹣位置图像。 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 12.1 机械能易错题集 易错题型分类 一．探究动能势能的影响因素 二．机械能守恒 三．动能和势能的相互转化 题型速通 【探究动能势能的影响因素】（共10题） 一．选择题（共1小题） 1．（2024•十堰二模）用如图所示的器材探究物体的动能跟哪些因素有关，实验时让钢球从斜面上由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块。关于该实验，下列说法中正确的是（　　） A．钢球从斜面下滑过程中动能转化为重力势能 B．该实验利用木块被撞击后移动的距离来反映钢球动能的大小 C．该实验探究的是木块的动能跟哪些因素有关 D．只利用图中器材，还能探究钢球动能跟质量的关系 【解答】解：A、钢球下滑过程中重力势能转化为动能，故A错误； B、木块被撞击后移动的距离越大，说明钢球的动能越大，移动的距离越小，说明钢球的动能越小，用到了转换法，故B正确； C、该实验探究的是钢球的动能跟哪些因素有关，通过木被撞击后移动的距离来反映钢球的动能大小，故C错误； D、要探究钢球动能跟质量的关系，应控制速度相同，质量不同，而图中器材只有一个钢球，无法改变钢球的质量，不能探究钢球动能跟质量的关系，故D错误。 故选：B。 二．多选题（共2小题） （多选）2．（2024春•港南区期末）用如图所示的器材可完成“探究影响压力作用效果因素”和“探究影响重力势能大小因素”两个实验，以下关于两个实验的判断，正确的是（　　） A．都需要把小桌倒放 B．都需要观察小桌陷入沙中的深度 C．都选用大小不同的木块是为了改变相同的物理量 D．前者实验不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放 【解答】解：A、“探究影响压力作用效果因素”中探究压力作用效果与受力面积大小关系时，要改变受力面积，则应通过桌子正放与倒放改变桌子的受力面积；“探究影响重力势能大小因素”，是通过桌子的凹陷程度，得出重力势能的大小，因此不用把小桌倒放，故A错误； B、两实验都是采用转换法，都是通过小桌陷入沙中的深度分别得出压力作用效果因素、重力势能大小，因此都需要观察小桌陷入沙中的深度，故B正确； C、“探究影响压力作用效果因素”，选用大小不同的木块是为了改变压力大小；“探究影响重力势能大小因素”，选用大小不同的木块是为了改变质量大小，故C错误； D、在“探究影响压力作用效果因素”实验中，应将木块直接放在桌子上方，不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放；而在“探究影响重力势能大小因素”实验中，为了让木块具有一定的重力势能，需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放，故D正确。 故选：BD。 （多选）3．（2025•贵州模拟）“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”的电视节目《中国诗词大会》深受观众的青睐，下列古诗词中涉及的物理知识的说法正确的是（　　） A．“锄禾日当午，汗滴禾下土”中“汗滴”是由于汗受到垂直向下的重力作用 B．“掬水月在手，弄花香满衣”中“香满衣”的原因是分子做无规则运动 C．“卧看满天云不动，不知云与我俱东”，云不动是以人为参照物的 D．“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”，弓被拉满时，其弹性势能最大 【解答】解：A、“汗滴”是由于汗受到竖直向下的重力作用，故A错误； B、“香满衣”的原因是分子做无规则运动，故B正确； C、我与云的相对位置没有发生变化，故以我为参照物，云是静止的，故C正确； D、弓被拉满时，其形变程度最大，所以弓的弹性势能最大，故D正确。 故选：BCD。 三．填空题（共2小题） 4．（2024秋•玄武区校级月考）如图甲是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块移动一定的距离，本实验的研究对象是 　小球　 ；换用质量不同的小球，从斜面的相同高度由静止滚下到达水平面时它们的速度 　相同　 。若小球在如图乙AOB所示光滑轨道从A点由静止滑下沿轨道AOB到达B点后离开轨道，不计空气阻力，离开B点后最符合实际的运动轨迹是 　c　 （选填“a”、“b”、“c”或“d”）。 【解答】解：实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关；若探究速度对动能的影响，应使小球的质量相同，速度不同，所以需使同一小球的小车从斜面的不同高度由静止滑下；从斜面的相同高度由静止滚下是为力控制到达水平面的速度相同； 由题知，AOB为完全光滑轨道，所以，小球运动时其机械能守恒； 小球从A点由静止滑下，则小球的机械能等于A点时的重力势能；整个过程中，机械能守恒，a虚线的最高点超过了A点的高度，这是不可能的； b虚线的最高点与A点的高度相同，而在b虚线的最高点时，小球仍具有向右运动的速度，所以b虚线表示小球的机械能大于A点的机械能，也是不可能的； c虚线的最高点低于A点，由于在最高点时小球仍运动，其总机械能可能与开始时的机械能相等，符合实际； d虚线中小球离开轨道时，由于惯性，应具有沿轨道方向向上运动的速度，则d虚线不可能。 所以符合实际的是c； 故答案为：小球；相同；c。 5．（2022春•新都区期末）2022年冬奥会上我国运动健儿谷爱凌勇夺冠军，如图所示是她第三跳的轨迹图，其中D为落地点，A、B、C三点中，B为最高点，C为最低点。不计空气阻力，A、B、C三点中动能最大的是 　C　 点。若在B点时她受到的力全部消失，则她将保持 　匀速直线运动　 （选填“静止”或“匀速直线运动”）。 【解答】解：D为落地点，A、B、C三点中，B为最高点，C为最低点。不计空气阻力，A、B、C三点中动能最大的是C点，因为从B点到C点，重力势能转化为动能。若在B点时她受到的力全部消失，则她将保持匀速直线运动状态。 故答案为：C；匀速直线运动。 四．实验探究题（共5小题） 6．（2025春•海城市期末）小明为研究动能大小与哪些因素有关，设计了如图实验，让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和水平面平滑相接，请结合实验回答下列问题： （1）实验中通过　弹簧被压缩的程度　 反映小球动能的大小；实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度　越大　 （选填“越大”或“越小”）时，观察到弹簧被压缩得越短，说明小球动能大小与速度有关。 （2）为了研究动能大小是否和物体质量有关，应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度滚下，这样做的目的是　使小球达到水平时速度相同　 。 （3）实验中小明发现小球压缩弹簧后被弹簧弹回到斜面上，为了研究小球被弹回到斜面上的高度与哪些因素有关，小明分别将玻璃板、木板和毛巾铺在接触面（含斜面和平面）上，进行实验，而保证小球质量和高度　相同　 （选填“相同”或“不同”），发现当小球在玻璃表面滚动时被弹回的高度最大，在毛巾表面滚动时被弹回的高度最小，因此小明认为小球被弹回的高度与接触面粗糙程度有关。 （4）小明在（3）实验所得结论基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回的越高，如果接触面光滑到没有摩擦，那么小球将　D　 A．沿着斜面匀速直线运动 B．不能上升到初始高度，最终静止在平面上 C．上升到初始高度后静止 　　D．能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动 （5）小明在（4）中用到一种科学方法，下面哪个定律或原理的得出用到了同一种方法　C　 A．阿基米德原理 B．杠杆原理 C．牛顿第一定律。 【解答】解： （1）小球压缩弹簧，对弹簧做功，做功的多少反映了小球动能的多少，弹簧被压缩的程度越大，说明小球的动能越大。所以，可以通过弹簧被压缩的程度来反映小球动能的多少；实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度越小时，小球达到水平面上的速度越小，弹簧被压缩得越短，说明小球动能大小与速度有关； （2）要研究动能大小与质量的关系，由控制变量法的应用可知：就要控制速度不变，让质量变化；速度是通过起始点的高度来控制的，所以要控制两球从同一高度滚下； （3）斜面实验中，小球从同一斜面的同一高度滚下，可以让小球到达水平面上时保持相同的初速度； （4）接触面越光滑小球被弹回的越高，由此推理，如果接触面光滑到没有摩擦，只有动能和势能相互转化，机械能保持不变，那么小球将能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动； （5）牛顿第一定律：水平面越光滑，对小车的阻力越小，小车运动得越远，小车的速度减小得越慢；由此推理，当水平面绝对光滑时，运动的小车受到的阻力为0，即小车在水平方向上不受力的作用时，小车将匀速直线运动下去；牛顿第一定律也是在实验和科学推理相结合的基础上得出的。 故答案为：（1）弹簧被压缩的程度；越大；（2）使小球达到水平时速度相同；（3）相同；（4）D；（5）C。 7．（2023春•顺庆区校级月考）同学们利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。 （1）如图1所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，探究重力势能的大小与哪些因素有关。 ①通过实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越 　多　 ，说明它的重力势能越 　大　 ； ②若要探究重力势能与质量的关系，应换用不同的重物，让它们从 　相同　 高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度； （2）把重物按图2所示方式分别放在小桌上，观察小桌陷入沙子的深度，探究压力作用效果与什么因素有关。 ①在分析压力作用效果与压力大小的关系时，应选择 　甲、乙　 两次实验进行比较； ②在分析压力作用效果与受力面积大小的关系时，应选择 　乙、丙　 两次实验进行比较。 【解答】解：（1）①同一个重物的质量不变，从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越多，小桌下陷的深度越大，说明它的重力势能越大； ②若要探究重力势能与质量的关系，应换用不同的重物，控制相同的高度，所以让它们从相同高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度； （2）①在分析压力作用效果与压力大小的关系时，应控制受力面积大小相同，改变压力的大小，故应选择甲、乙两次实验进行比较； ②在分析压力作用效果与受力面积大小的关系时，应控制压力大小相同，改变受力面积大小，故应选择乙、丙两次实验进行比较。 故答案为：（1）①多；大；②相同；（2）①甲、乙；②乙、丙。 8．（2023秋•雁塔区校级月考）小明同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。 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的下落高度有关。 猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关。 为此小明设计了如图所示的实验，他的做法是： 用大小、形状相同的A、B、C、D四个金属小球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处由静止下落，C球从距沙表面高2H处由静止下落，D球从距沙表面高2H处的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下。（球在光滑管道中运动时的能量损失不计）实验中测得A、B两球陷入沙中深度分别为h1和h2，而C、D两球陷入沙中深度均为h3，且h1＜h2＜h3。 （1）本实验是通过观察 　小球陷入沙中的深度　 来判断重力势能大小的。 （2）实验中B球比A球陷入沙中的深度更大，由此可验证猜想 　一　 。 （3）为验证猜想二，应比较 　A、C　 （选ABCD）两球，可得出结论，当物体 　质量　 相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大。 （4）由B、C两球不能探究重力势能的大小与质量的关系，理由是 　没有控制下落高度相同　 。 （5）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙中深度相同，由此可得出结论，物体的重力势能与物体运动的路径 　无关　 （填“有关”或“无关”）。 【解答】解：（1）本实验中，根据转换法，小球重力势能的大小是通过小球陷入沙中的深度来反映的； （2）比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙中的深度更大，说明当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大，由此可验证猜想一； （3）为验证猜想二，即研究重力势能与下落高度的关系，需要保持小球的质量和运动路径相同，改变下落的高度，由图可知应比较A、C两球； 由图可知，C球比A球陷入沙中的深度更大，说明当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大； （4）研究物体重力势能与质量的关系时，需要保持物体下落高度和运动路径相同，改变物体的质量；而B、C两球下落的高度不同（即没有控制下落高度相同），所以不能研究物体重力势能与质量的关系； （5）比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，而两球的运动路径不同，发现两球陷入沙中的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 故答案为：（1）小球陷入沙中的深度；（2）一；（3）A、C；质量；（4）没有控制下落高度相同；（5）无关。 9．（2020秋•袁州区校级月考）某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口A和B，然后套上橡皮筋，做成了一个会跳的卡片（如图所示），为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关，该兴趣小组提出了如下猜想： A、与卡片的质量有关 B、与橡皮筋的形变量有关 C、与橡皮筋的条数有关 为了验证猜想，小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同的卡片进行实验。 （1）小明将图中的卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的现象是 　卡片被弹起　 ，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片 　做功　 ，因此它具有弹性势能。 （2）探究跳起高度与质量是否有关，应选择质量不同的卡片，控制其它实验条件相同，操作中将卡片反过来，每次把它在桌面上用手压平的目的是 　为了控制橡皮筋每次的形变量相同　 。发现质量大的卡片跳起的高度更 　低　 。这还能说明 　重力势　 能跟质量和高度有关。 （3）探究跳起高度与橡皮筋的形变量是否有关，保持其他条件不变，将卡片上的二个卡口之间的间隔变大，压平松手，则卡片跳起的高度变　高　 （选填“高”或“低”）。这还能说明弹性势能跟 　橡皮筋的形变量　 有关。 【解答】解：（1）“橡皮筋伸长”说明橡皮筋发生了弹性形变，发生弹性形变的物体要恢复原状，就会对使它发生形变的物体施加力的作用，所以橡皮筋对硬卡片施力，使它弹起；这个现象说明发生弹性形变的橡皮筋能对卡片做功，因此它具有弹性势能； （2）探究跳起高度与质量是否有关，应选择质量不同的卡片，控制其它实验条件相同。操作中将卡片反过来，根据控制变量法，每次把它在桌面上用手压平的目的是控制橡皮筋的形变量相同；发现质量大的卡片跳起的高度更低； 实验中每次橡皮筋的形变量相同，则弹性势能相等，转化成的重力势能相等，则质量大的卡片跳起的高度更低；这还能说明重力势能跟质量和高度有关； （3）探究跳起高度与橡皮筋的形变量是否有关，保持其他条件不变，将卡片上的二个卡口之间的间隔变大，压平松手，则橡皮筋的形变量增大，弹性势能增大，转化成的重力势能增大，故卡片跳起的高度变高；这说明弹性势能跟橡皮筋的形变量有关。 故答案为：（1）卡片被弹起；做功；（2）为了控制橡皮筋每次的形变量相同；低；重力势；（3）高；橡皮筋的形变量。 10．（2024春•松江区期中）如图所示是研究重力势能的大小与哪些因素有关的实验装置。某小组同学每次都让重锤从高处由静止自由下落砸到铁钉上，他们观察到不同情况下，铁钉进入泡沫塑料的深度不同，深度越大，表明重锤对铁钉做的功越多，即重锤具有的重力势能越大。他们用m表示重锤的质量，h表示重锤升起的高度，D表示铁钉进入泡沫塑料的深度，并将实验数据详细记录在下面的表格中。 实验序号 重锤质量m（千克） 重锤升起高度h（米） 铁钉进入泡沫塑料深度D（米） 1 0.1 0.6 0.024 2 0.1 0.9 0.030 3 0.2 0.3 0.024 4 0.2 0.6 0.035 5 0.3 0.3 0.030 6 0.3 0.4 0.035 ①分析比较实验序号1与2（或3与4或5与6）的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：　在质量相同的情况下，举得越高的物体，具有的重力势能就越大　 。 ②分析比较实验序号 　1与4（或3与5）　 的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当物体所处的高度相同时，物体的质量越大，具有的重力势能就越大。 ③进一步综合分析表中的数据并归纳得出结论： （a）分析比较实验序号1与3、2与5或4与6中的实验数据，可得出的结论是：　物体的质量与举起的高度的乘积相等时，物体具有相同的重力势能，对铁钉做的功也相同　 。 （b）分析比较实验序号1与3、2与5和4与6中的实验数据，可得出的结论是：　物体的质量与高度的乘积越大，具有的重力势能越大，做的功也越大　 。 【解答】解：①实验序号1与2（或3与4或5与6）的数据可知，重锤质量均相同，重锤举得越高，铁钉进入泡沫塑料深度越大，故可得出的结论：在质量相同的情况下，举得越高的物体，具有的重力势能就越大； ②从表中找出高度相同，质量不同的数据，可以看出实验序号1与4（或3与5）符合探究的要求； ③（a）综合分析比较实验序号1与3，或2与5，或3与6中第二列、第三列及第四列中的数据，依次计算表中质量与高度的乘积，再观察乘积相等时铁钉进入泡沫塑料深度的大小，可以得出：物体的质量与举起的高度的乘积相等时，物体具有相同的重力势能，对铁钉做的功也相同； （b）综合分析比较实验序号1与3和2与5和3与6中第二列、第三列及第四列中的数据，比较乘积不同的数据还可以看出，物体的质量与高度的乘积越大，具有的重力势能越大，做的功也越大。 故答案为：①在质量相同的情况下，举得越高的物体，具有的重力势能就越大；②1与4（或3与5）；③（a）物体的质量与举起的高度的乘积相等时，物体具有相同的重力势能，对铁钉做的功也相同；（b）物体的质量与高度的乘积越大，具有的重力势能越大，做的功也越大。 【机械能守恒】（共10题） 一．选择题（共5小题） 1．（2025•洪山区模拟）武汉一景区推出“窝囊版”蹦极，五一期间吸引很多游客纷纷打卡，其原理是通过绳索调速系统，使游客跳下后能平稳缓慢降落。如图，游客从O点自由下落较小的距离后，到达A点弹性绳自然伸直，A到B为第一缓冲区，通过B点之后以不超过5km/h的速度匀速下降到达最低点C。若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．游客从O点到A点过程中，人减小的重力势能全部转化为动能 B．到达A点时，弹性绳的弹性势能最小，人的动能最大 C．游客从O点运动到B点过程中，机械能守恒 D．游客从B点到C点过程中，人的重力势能转化为动能和弹性势能 【解答】解：A、分析图可知：游客在O点具有重力势能，游客从O点到A点过程中，若不计空气阻力，此过程中重力势能转化为动能，则人减小的重力势能全部转化为动能，A说法正确； B、到达A点时，此时绳自然伸直，弹性绳的弹性势能为0，人具有重力势能和动能，此时的动能不是最大，B说法错误； C、A到B为第一缓冲区，过A点后绳开始发生弹性形变，具有弹性势能，人的重力势能转化为人的动能和绳的弹性势能，故游客从O点运动到B点时，机械能减小，C说法错误； D、游客通过B点之后，以不超过5km/h的速度匀速下降到达最低点C，此时游客的动能不变，则游客从B点到C点过程中，人的重力势能转化为绳的弹性势能，D说法错误。 故选：A。 2．（2025•安州区模拟）弹簧置于竖直光滑管内，下端固定在水平地面上，上端与管口平齐。如图所示，将一直径略小于管的小球放在弹簧上端，先后两次向下按压弹簧到不同位置后释放小球，小球沿竖直方向运动。第一次小球到达的最高点为a。第二次小球到达的最高点为b，c为小球运动路径上的一点，小球所受空气阻力忽略不计。则先后两次（　　） A．向下按压弹簧释放小球后小球的机械能守恒 B．小球由c到b过程，弹性势能转化为重力势能 C．小球上升过程，经过c点时的重力势能相等 D．小球上升过程，经过c点时的机械能相等 【解答】解：A.按压弹簧到不同位置后释放小球，小球沿竖直方向运动，直到运动到最高点的过程中，空气阻力忽略不计，小球与弹簧未分离之前，弹簧的弹性势能转化成小球的机械能，所以小球的机械能变大；小球与弹簧未分离之后，小球的动能转化成小球的重力势能，小球的机械能不变，故A错误； B.小球由c到b过程，质量不变，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，动能转化为重力势能，故B错误； C.小球上升过程，经过c点时，高度相等，质量相等，小球的重力势能相等，故C正确； D.第一次释放小球时弹簧的弹性势能大，由机械能守恒可知，第一次释放小球后，上升经过c点时的机械能较大，故D错误。 故选：C。 3．（2024秋•六安期中）如图所示，用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，若整个过程中不计能量损耗，下列说法正确的是（　　） A．从A位置到C位置铁球减小的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能 B．小球到达B点时，小球的重力大于弹簧的弹力，所以小球继续下落 C．铁球在C位置处于平衡状态 D．从A位置到C位置铁球的机械能守恒 【解答】解：AD、由题意知，铁球在A点和C点的速度都为零，说明铁球在这两点的动能都为零；铁球从A到C过程中高度降低，不计能量损耗，铁球减小的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能，铁球的机械能减小，故A正确，D错误； B、由题意知，铁球到达B点时速度最大，说明此时铁球受到的重力等于弹簧对它的弹力，铁球能继续下落是因为铁球具有惯性，故B错误； C、铁球在C点时速度为零，但是此时弹簧的形变量最大，铁球所受的弹力大于所受的重力，受力不平衡，因此铁球处于非平衡状态，故C错误。 故选：A。 4．（2024•庐阳区校级三模）中国天宫空间站在椭圆形的轨道绕地球飞行，它目前的近地点轨道高度是383.7公里，远地点高度393.7公里，轨道附近空气稀薄，阻力可忽略不计，飞行的速度平均在7.68km/s，在没有质量变化的情况下，下列说法正确的是（　　） A．空间站的机械能在不断减小 B．空间站的在近地点的速度高于7.68km/s C．从远地点到近地点，太空站的动能转化为重力势能 D．从近地点到远地点，太空站的重力势能在减小 【解答】解：A．空间站沿椭圆轨道绕地球运行时，没有克服摩擦做功，机械能守恒，故A错误； B．空间站沿椭圆轨道绕地球运行时，总机械能守恒，在远地点时，空间站离地球最远，所以势能最大，从远地点向近地点运动时，高度越来越小，重力势能越来越小，重力势能转化为动能，所以速度越来越快，到近地点的速度最大，动能最大，故近地点的速度大于7.68km/s，故B正确； C．从远地点到近地点，太空站的高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故C错误； D．空间站绕地飞行时，当空间站从近地点向远地点运动时，空间站质量不变，所处高度增加，重力势能增加；但运动的速度减小，动能减小。故D错误。 故选：B。 5．（2024秋•邗江区校级期中）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．整个运动过程中，机械能是守恒 B．经过的N点就是“②”点 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 【解答】解：A．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，一部分机械能转化为内能，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A不正确； BC．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，由此可得动能为80J，在M点时机械能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，M点的高度小于N点，则经过的N点就是“②”点，故B正确，C不正确； D．在N点时的机械能为WN＝200J+300J＝500J，故D不正确。 故选：B。 二．填空题（共4小题） 6．（2025•薛城区校级模拟）如图，甲乙完全相同的小球，以同样的速度v沿着与水平方向均成θ角斜向上抛出，甲球沿光滑斜面，乙球抛向空中，不计空气阻力，甲乙小球能到达的最高点分别为a点与b点，离地高度为h1和h2。在这个过程中，小球的机械能是 　守恒　 （选填“守恒”或“不守恒”）的，图中h1　大于　 h2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【解答】解：（1）光滑的斜面无摩擦，不计空气摩擦，甲、乙小球在运动到最高点的过程中机械能守恒； （2）甲中小球运动到最高点a时，小球的速度为零，由于斜面光滑小球机械能守恒，小球在a点的重力势能等于小球最初的动能； 乙中小球运动到最高点b时，小球的速度不为零，由于不计空气阻力小球机械能守恒，故小球在最高点b的重力势能和动能之和等于小球最初的动能； 可见小球在最高点a的重力势能大于最高点b的重力势能，二球质量相等，故h1大于h2。 故答案为：守恒；大于。 7．（2020秋•博望区校级期中）如图所示，将一小球与固定在竖直墙壁上的轻质弹簧相连，小球可以在光滑的水平面上滑动。当小球在O点时，弹簧处于自然伸长的状态，若将小球推至B点，松手后小球经过O点时的动能 　最大　 （选填“最大”“最小”或“为零”），整个装置的机械能 　守恒　 （选填“守恒”或“不守恒”）。 【解答】解： 由图知，当小球在O点时，弹簧处于自然伸长的状态，若将小球推至B点，弹簧发生弹性形变，弹簧具有弹性势能；松手后，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，在O点时，弹簧恢复原状，弹性势能全部转化为小球的动能；经过O点后，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，所以在O点时的动能是最大的； 由于水平面是光滑的，所以整个装置的机械能守恒。 故答案为：最大；守恒。 8．（2024春•定陶区期末）新疆是个美丽的地方，新疆的天池更是以她高山湖泊的特点著称。某游客在天池的山底对着一个山崖喊话，经过0.4s后听到回声。该游客距离山崖 　68　 m（声速取340m/s）。现有两缆车从山底匀速向山顶运动，缆车甲相对于山的速度大于缆车乙相对于山的速度，以缆车甲为参照物，缆车乙向 　下　 运动；缆车乙在匀速上山的过程中机械能 　不守恒　 （选填“守恒”或“不守恒”）。 【解答】解：山底的游客到山崖的距离为：s＝vt＝340m/s×0.4s×＝68m； 因为缆车甲的大于缆车乙的速度，所以以缆车甲为参照物，即把甲车看作是静止的，其缆车乙相对于甲车是向下运动的； 在缆车乙的上升过程中，其动能不变，而重力势能变大，即机械能变大，所以乙车上升过程是其它形式能转化为机械能的过程，即该过程机械能不守恒。 故答案为：68；下；不守恒。 9．（2025•蒙城县模拟）如图所示，当子弹开始水平射入被细绳悬挂的静止的木块，克服摩擦打入木块，随木块一起摆动至最高点过程中。不计空气阻力，该过程中子弹与木块所组成整体的机械能 　减小　 （选填“增加”“不变”或“减少”）。 【解答】解：子弹倒入木块过程中，需克服摩擦力做功，部分动能转化为内能，导致系统机械能减小。随后子弹与木块组成的系统摆动到最高点时，不计空气阻力，摆动过程中机械能守恒。但整体的机械能是减小的。 故答案为：减小。 三．作图题（共1小题） 10．（2025•贵州二模）初速度为零，只受重力作用的物体所做的运动叫做自由落体运动。进一步研究发现，重力势能EP的大小与物体的质量m和相对高度h的关系为Ep＝mgh，图像如甲所示；乙图中是某物体自由落体运动过程中的动能与相对高度h的关系图像，请在乙图中用实线画出该物体机械能与高度的关系图像。 【解答】解：该物体自由下落过程中，重力势能转化为动能，总的机械能保持不变，即该物体机械能不随高度的变化而变化，如下图所示： 。 【动能和势能的相互转化】（共14题） 一．选择题（共9小题） 1．（2025•龙凤区校级模拟）针对如图三种现象， ①甲图是一个无摩擦的、不在同一平面上连续的轨道，小球从A点经B、C能滑到D； ②乙图是一个无摩擦的滚摆，将细绳绕轴转到A点，放手后，能在上下来回转动； ③丙图是一个单摆，从A点放手，能摆到B点，若在O点放一小棒，抵住细绳，小球能摆到C点； ④丁图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球由A点静止开始自由落下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是b； 其中不能成立的是（　　） A．①②③ B．②④ C．③④ D．③ 【解答】解：①甲图中无摩擦，机械能是守恒的，因此，小球从A点经B、C能滑到D；故正确； ②乙图中无摩擦，将细绳绕轴转到A点，放手后，滚摆能在上下来回转动，故正确； ③丙图中，将单摆从A点放手，能摆到B点，若在0点放一小棒，抵住细绳，小球仍只能摆到B点，而不可能上升到更高的C点。故错误。 ④由题知，AOB为完全光滑轨道，所以，小球运动时其机械能守恒； 小球从A点由静止滑下，则小球的机械能等于A点时的重力势能；整个过程中，机械能守恒，a虚线的最高点超过了A点的高度，这是不可能的； b虚线的最高点与A点的高度相同，而在b虚线的最高点时，小球仍具有向右运动的速度，所以b虚线表示小球的机械能大于A点的机械能，也是不可能的； c虚线的最高点低于A点，由于在最高点时小球仍运动，其总机械能可能与开始时的机械能相等，符合实际； d虚线中小球离开轨道时，由于惯性，应具有沿轨道方向向上运动的速度，则d虚线不可能。所以符合实际的是c；故错误； 故正确的是①②，错误的是③④； 故选：C。 2．（2024•盐亭县模拟）某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动）。下列判断正确的是（　　） A．从A点到B点过程中运动员减速下落 B．从B点到C点过程中运动员动能增大 C．t0时刻运动员动能最大 D．运动员重力大小等于0.6F0 【解答】解： A、B点弹力等于重力，A到B点过程中，重力大于弹力，运动员做加速运动，A错误； B、从B点到C点过程中，由于弹力大于重力，所以物体的运动速度减小，故动能减小，B错误； C、由图知，t0时刻，绳的弹性势能最大，应达到了最低点，此时动能为零，C错误； D、由图知，最后绳的弹性势能几乎不变，说明此时运动员已经静止下来，此时拉力与重力平衡，由图象知，重力等于0.6F0，D正确。 故选：D。 3．（2024•庆阳模拟）如图所示，先用绳子把一个铁锁悬挂起来，然后把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不动，铁锁向前摆去又摆回来，下列说法正确的是（　　） A．铁锁摆回后能碰到鼻子 B．铁锁的机械能始终不变 C．铁锁摆动到最低点时，动能最小 D．铁锁下降过程中，重力势能转化为动能 【解答】解：A、铁锁回摆后不能碰到鼻子，因为铁锁和空气摩擦，机械能转化为内能，机械能减小。不符合题意。 B、铁锁在来回摆动时，与空气摩擦，所以机械能减小，故不符合题意。 C、铁锁在下降过程中，重力势能减小，动能增加，铁锁摆动到最低点时，动能最大；故不符合题意。 D、铁锁在下降过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，故是将重力势能转化为动能的过程，故符合题意。 故选：D。 4．（2024秋•兴化市期中）如图是足球落地后又弹起的示意图，分析可知，足球（　　） A．在B点时受力平衡 B．在A、D两点动能不可能相等 C．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化 D．D点的动能大于E点 【解答】解：A、在B点时，小球受到竖直向下的重力、空气的阻力的共同作用，这两个力不在同一直线上，不是一对平衡力，所以在B点时受力不平衡，故A错误； B、图中小球的高度越来越小，说明有机械能的损失，则D点的机械能一定小于A点的机械能；机械能等于动能与势能之和；D点比A点低，所以D点的重力势能小于A点的重力势能，则其动能有可能与A点的动能相等，故B错误； C、在运动过程中，足球克服空气阻力做功，机械能转化为内能，机械能变小；足球运动过程中，向下运动时，重力势能转化为动能，向上运动时，动能转化为重力势能，存在动能和势能的相互转化，还存在机械能与内能的转化，故C错误； D、D点的重力势能小于E点的重力势能，D点的机械能一定大于E点的机械能，所以D点的动能大于E点的动能，故D正确。 故选：D。 5．（2024•沂水县一模）跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（　　） A．助跑过程中机械能不变 B．经过最高点时动能为零 C．经过最高点时重力势能最小 D．起跳后升空的过程中，动能转化为重力势能 【解答】解： A、助跑阶段运动员的质量不变，速度增大，动能增大；高度不变，重力势能不变；没有弹性形变；机械能＝动能+重力势能，机械能变大，A选项错误； B、经过最高点时动能最小，故B选项错误； C、最高点时，高度达到最大值，因此重力势能也达到最大值，故C选项错误； D、起跳后升空的过程中，动能转化为重力势能，故D选项正确。 故选：D。 6．（2025•瑶海区模拟）如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙壁上，另一端连接一个小球。小球在A点时弹簧处于原长，向左推动小球将弹簧压缩至B点后松手，小球在水平光滑地面BC间来回运动。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球在A点时的动能大小等于小球在C点时弹簧的弹性势能大小 B．小球从B点运动至A点的过程，小球的动能与弹簧的弹性势能都增加 C．小球从A点运动至C点的过程，弹簧的弹性势能转化为小球的动能 D．小球从C点运动至B点的过程，弹簧的弹性势能转化为小球的动能 【解答】解：A．因为小球在水平光滑地面上滑动，小球在A点时弹簧处于原长，在C点时速度为零，根据能量守恒定律可知，小球在A点时的动能大小等于小球在C点时弹簧的弹性势能大小，故A正确； B．小球从B点运动至A点的过程，弹簧伸长，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，因此小球的动能增大，弹簧的弹性势能减小，故B错误； C．小球从A点运动至C点的过程，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，故C错误； D．小球从B到A时弹簧的弹性势能转化为小球的动能，A到C时小球的动能转化为弹簧的弹性势能，故D错误。 故选：A。 7．（2025春•包河区期末）如图所示为人拉弓射箭的示意图，下列说法正确的是（　　） A．在弹性限度内，弓弦拉得越弯，弓弦的弹性势能越大 B．弓弦张紧时，放在弓弦上的箭具有弹性势能 C．箭离弦的过程中，弓弦的弹性势能转化为弓弦的重力势能 D．箭离弦后下落过程中，箭的动能转化为它的重力势能 【解答】解：A、弓的弹性势能与弓的形变有关，形变量越大，弹性势能越大，故弓拉得越弯，弓的弹性势能越大，故A正确； B、张紧了的弓具有弹性势能，弓上的箭没有弹性势能，故B错误；C、箭离弦时，弓的弹性势能转化为箭的动能，故C错误；D、箭在下落过程中，箭的高度变小，所以重力势能也变小，是重力势能转化为动能，故D错误。故选：A。 8．（2024春•江岸区期末）如图运动员正在做蹦床运动比赛，她从最高点落下、接触蹦床、直至最低点的过程中（不计空气阻力和碰撞时的能量损失）。下列说法正确的是（　　） A．从最高点下落到最低点的过程中，运动员的机械能先不变后减小 B．接触蹦床后，运动员动能不断减小 C．下落到最低点时，蹦床的弹性势能最小 D．运动员从接触蹦床到最低点的过程中，蹦床增加的弹性势能等于运动员减小的动能 【解答】解：A、不计空气阻力，运动员在接触蹦床前，机械能是守恒的，接触蹦床后，运动员的机械能会转化为蹦床的弹性势能，机械能会减小，故A正确； B、运动员刚要接触蹦床后，由于弹力小于重力，所以运动员的速度会变大，当弹力等于重力时，速度最大，然后弹力大于重力，速度会减小，故动能先变大后变小，故B错误； C、下落到最低点时，运动员速度为零，此时蹦床的形变最大，弹性势能最大，故C错误； D、接触蹦床后，运动员的机械能会转化为蹦床的弹性势能，运动员的机械能包括重力势能和动能，故D错误； 故选：A。 9．（2023•南充）“第31届世界大学生夏季运动会”将于7月28日至8月8日在成都举行，关于比赛项目下列说法正确的是（　　） A．拍打乒乓球时，球拍对乒乓球的力大于乒乓球对球拍的力 B．箭射出的过程中，弦的弹性势能转化为箭的动能 C．托垫排球时，竖直上升到最高点的排球，若所受力全部消失，球将竖直下落 D．赛艇冲过终点不能立即停下来，是由于赛艇受到惯性力的作用 【解答】解：A、拍打乒乓球时，球拍对乒乓球的力和乒乓球对球拍的力是一对相互作用力，球拍对乒乓球的力等于乒乓球对球拍的力，故A错误； B、箭射出的过程中，弦的弹性势能转化为箭的动能，故B正确。 C、托垫排球时，竖直上升到最高点的排球，若所受力全部消失，球将静止，故C错误； D、赛艇冲过终点不能立即停下来，是由于赛艇具有惯性，故D错误。 故选：B。 二．多选题（共2小题） （多选）10．（2025•历下区二模） 2025年3月，济南首条无人机外卖配送航线试飞成功。如图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是（　　） A．无人机上升时，以地面为参照物无人机是运动的 B．无人机水平匀速飞行时，货物的质量保持不变 C．无人机以更大速度匀速竖直上升时，对货物做功会变快 D．无人机匀速下降过程中，重力势能转化为动能 【解答】解： A、无人机上升时，以地面为参照物，无人机的位置发生变化，则无人机是运动的，故A正确； B、无人机水平匀速飞行时，货物的质量保持不变，故B正确； C、无人机以更大速度匀速竖直上升时，对货物的拉力F不变，速度v变大，由P＝Fv可知，对货物做功的功率变大，故C正确； D、无人机匀速下降过程中，由于无人机的质量不变，高度变小，则重力势能减小，速度不变，则动能不变，说明重力势能没有转化为动能，故D错误。 故选：ABC。 （多选）11．（2025春•普兰店区期末）苏轼在《江城子•密州出猎》中写到“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”，表达了作者强国抗敌的心愿。对词中提到的弯弓射箭现象，下列分析正确的是（　　） A．射箭时弓的形变越大，箭的弹性势能就越大 B．离弦的箭在空中水平飞行的过程中，重力不做功 C．斜向上射出的箭在空中飞行的过程中，其机械能不变 D．箭在离弦之前被水平射出的过程中，是弹性势能转化为动能 【解答】解：A、射箭时弓的形变越大，弓的弹性势能就越大，故A错误； B、离弦的箭在空中水平飞行的过程中，在重力方向上没有通过距离，所以重力不做功，故B正确； C、斜向上射出的箭在空中飞行的过程中，克服空气的阻力做功，一部分机械能转化为内能，使得机械能减小，故C错误； D、箭被射出的过程中，弓的弹性势能转化为箭的动能，故D正确。 故选：BD。 三．填空题（共2小题） 12．（2025•盱眙县一模）中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球的机械能　不变　 （选填“增大”、“减小”或“不变”），在最高点时，球的动能　大于　 （选填“大于”或“等于”）零。 【解答】解：实心球从离开手后到达最高点的过程中，不考虑空气阻力，只有动能转化为重力势能，实心球的机械能守恒，即球的机械能不变； 实心球在最高点时，仍有向前的速度，所以其动能大于零。 故答案为：不变；大于。 13．（2024秋•虎丘区校级月考）如图是小明制作的“会跳的卡片”，用手把它平压在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松手后，卡片就会弹跳起来，图中A为外表面，B为内表面，实验时应把 　B　 （选填“A”或“B”）面紧贴桌面。小明还利用相同的橡皮筋做了图甲、乙中的两张卡片，实验时 　甲　 （选填“甲”或“乙”）图中卡片可以弹跳得更高一些。 【解答】解：由图可知，只有把橡皮筋拉开才会有弹性势能，所以要把卡片B面按平后放在水平面上然后松开，松开后，橡皮筋的弹性势能转化为卡片的动能，所以卡片能跳起来； 弹性势能的大小与物体的弹性和物体发生弹性形变的程度有关，甲、乙中橡皮筋的材料相同，而甲图中B像皮筋的弹性形变程度要比乙图中B像皮筋的弹性形变程度更大一些，所以甲能够转化的动能更多，跳的更高。 故答案为：B；甲。 四．作图题（共1小题） 14．（2025春•观山湖区校级月考）“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。人从跳台上O点由静止跳下，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，请在图乙中作出人从O点运动至C点的速度﹣位置图像。 【解答】解：蹦极者从最高点到A时，只受重力，做匀加速直线运动；从A点到C点的过程中，人受到弹力和重力作用，分成两段：上段受到向下的合力做加速运动，速度越来越快，到达B点时，速度达到最大；过了B点，受到向上的合力做减速运动，速度越来越慢，到最低点速度为零，则人从O点运动至C点的速度﹣位置图像如下图所示： 。 2 学科网（北京）股份有限公司 $