10.1 机械能 同步练习----2025-2026学年九年级上册物理北师大版

10.1 机械能 一．选择题（共8小题） 1．（2025秋•大荔县期中）如图所示，是运油﹣20加油机给歼﹣16战斗机加油的情景，在加油过程中，加油机和战斗机均沿水平方向做匀速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．战斗机的动能减小 B．战斗机的重力势能不变 C．加油机的动能增大 D．加油机的重力势能减小 2．（2025秋•北湖区期中）随着“低空经济”的快速发展，“无人机外卖”已在多个城市实现了规模化应用。如图所示，某无人机携带外卖在竖直方向匀速上升送餐时，下列说法正确的是（　　） A．无人机上升时动能增大，重力势能不变 B．外卖包裹相对于无人机是运动的 C．无人机上升时机翼上方的空气流速小，压强小 D．无人机对包裹的拉力与包裹受到的重力是一对平衡力 3．（2025秋•北湖区期中）周末小华跟着爸爸一起去爬苏仙岭，为了保障爬山过程中的安全，爸爸要求小华做到以下操作，关于这些操作解释合理的是（　　） A．要穿一双鞋底有花纹的鞋子，可通过增大接触面粗糙程度增大摩擦 B．上山时，身体自然前倾，可通过增大重力，增加身体的稳定性 C．爬山速度不宜过快，尽量保持缓慢匀速上爬，将动能转化为重力势能 D．背着宽肩带书包，可通过增大受力面积，减小地面受到的压强 4．（2025•吴江区二模）如图所示在水平台面上，一弹簧左端固定，右端连接一金属球，O点是弹簧保持原长时金属球的位置。开始时用力推金属球压缩弹簧到A位置，释放金属球，B是金属球能到达的最右端，AO＞OB，金属球从A位置滑到B位置的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的个数是（　　） ①弹簧对金属球弹力最大的位置在A点 ②金属球速度最快的位置一定在AO之间 ③金属球在从A位置滑到B位置的过程中机械能不变 A．0个 B．1个 C．2个 D．3个 5．（2025秋•通州区期中）我国高速公路总里程位居世界前列，为探究高速公路上超速和超载的危害，小明设计了图示三次实验，实验中球体积均相同，同一弹簧的压缩量Δx1＞Δx2，木块被撞后静止时的位置如虚线木块所示。根据上述实验可探究（　　） A．超载的危害 B．超速的危害 C．超速和超载的危害 D．超速和超载都不可探究 6．（2024秋•滁州期末）如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　） A．小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中能量不守恒 B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 D．小球最终会静止，这说明小球具有的机械能凭空消失了 7．（2025•自贡）如图，“神舟十九号”返回舱打开降落伞后，在竖直匀速下落过程中，下列有关返回舱的说法正确的是（　　） A．重力势能减小 B．动能增大 C．重力势能转化为动能 D．机械能守恒 8．（2025春•景县期末）“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，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经上升到最高位置C点，最终静止在B点。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．人从A到C的过程中，动能减少，重力势能增加 C．人从B到C的过程中，动能减少，重力势能增加 D．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少 二．填空题（共5小题） 9．（2025秋•铁西区期中）如图所示，轻轻推倒第一块小木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒。有人认为，实验说明了用很少的能量可以产生较多的能量。原因是后面更大木块倒下时的动能有一部分是自身的重力势能转化来的，推倒最后一个大木块的能量是前面所有　 　 能的叠加，此过程遵循　 　 。 10．（2025秋•吴中区期中）如图所示，在同一高度以大小相同的初速度v0分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出，不计空气阻力，小球能到达的最高高度分别为h1和h2，则h1　 　 h2（＜/＝/＞）；小球落地时的速度大小分别为v3和v4，则v3　 　 v4（＜/＝/＞）。 11．（2025秋•无锡校级月考）如图所示为完全相同的甲、乙两个小球，分别用细线、橡皮筋系在同一高度的悬点，将两球移动到与悬点等高的位置，此时细线恰好拉直，橡皮筋达到原长，由静止开始释放，当两球摆至悬点正下方P点时，橡皮筋长度恰好与细线长度相等。若不计空气阻力，两球到达P点时，甲球的动能　 　 （选填“＞”“＝”或“＜”）乙球的动能；甲球到达P点时的机械能　 　 （选填“＞”“＝”或“＜”）乙球在初始位置时的机械能。 12．（2025秋•吴中区期中）站在电梯厢中的小明在匀速上升过程中，小明的动能　 　 （增大/减小/不变），小明的重力势能　 　 （增大/减小/不变），小明的机械能　 　 （增大/减小/不变）。 13．（2025秋•姑苏区校级期中）在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，金属小球落下后原来平整的沙盘经过打击后如图1所示。可知A、B、C三个金属小球中　 　 球释放前重力势能最大；如果A和B球质量相等，则刚开始落下时　 　 球的高度要低些；小球在下落过程中，重力对小球做功大小与时间关系图应图2中是　 　 （选填“A”、“B”或“C”）。 三．实验探究题（共2小题） 14．（2025秋•海淀区期中）如图所示，小明探究“影响重力势能大小的因素”，所用的实验器材有：3个实心铁块A、B和C（质量大小关系为mA＜mB＜mC），木质小桌，细沙，透明塑料盆。在塑料盆中装入足够多的细沙，将铁块举到图示高度后由静止释放。 （1）实验中，通过观察　 　 来比较各铁块重力势能的大小。 （2）分析　 　 两次实验可知，物体的重力势能与被举高的高度有关。 （3）为探究物体的重力势能与物体质量的关系，小明进行了乙、丙、丁三次实验，发现每次小桌的桌腿都全部陷入细沙中。在不更换器材的条件下，应采取的改进措施是　 　 。 （4）小明进行相应调整后，发现桌腿陷入细沙中的深度h乙＜h丙＜h丁，可得出的初步结论是：　 　 。 15．（2025秋•城关区校级期中）为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙、丙所示的实验装置来进行实验。 （1）实验中的研究对象是 　 　 ； （2）用质量不同的两个钢球从斜面上相同高度自由滚下，目的是使钢球撞击木块时的 　 　 相同； （3）用质量相同的钢球从斜面的不同高度自由滚下，目的是探究钢球动能与 　 　 的关系； （4）比较甲、丙两图进行的实验，得出的结论是 　 　 ； （5）小磊在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丁所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度由静止释放，撞击同一木块。该实验方案是否可行？ 答：　 　 。理由是：　 　 。 10.1 机械能 参考答案与试题解析 一．选择题（共8小题） 1．（2025秋•大荔县期中）如图所示，是运油﹣20加油机给歼﹣16战斗机加油的情景，在加油过程中，加油机和战斗机均沿水平方向做匀速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．战斗机的动能减小 B．战斗机的重力势能不变 C．加油机的动能增大 D．加油机的重力势能减小 【考点】重力势能大小与质量的关系；动能大小与质量的关系． 【专题】机械能及其转化；社会热点综合题；应用能力． 【答案】D 【分析】（1）物体由于运动所具有的能量叫动能，动能与质量和速度有关； （2）物体由于受到重力且处于一定的高度所具有的能量叫重力势能，重力势能与质量和高度有关；动能和势能统称为机械能。 【解答】解：在加油过程中，加油机和战斗机的飞行高度、速度和方向均不变，加油机的质量减小，动能减小，重力势能减小，机械能减小；战斗机的质量增大，动能增大，重力势能增大，机械能增加，故ABC错误，D正确。 故选：D。 【点评】题考查的是动能、势能和机械能；知道影响动能、势能、机械能的影响因素。 2．（2025秋•北湖区期中）随着“低空经济”的快速发展，“无人机外卖”已在多个城市实现了规模化应用。如图所示，某无人机携带外卖在竖直方向匀速上升送餐时，下列说法正确的是（　　） A．无人机上升时动能增大，重力势能不变 B．外卖包裹相对于无人机是运动的 C．无人机上升时机翼上方的空气流速小，压强小 D．无人机对包裹的拉力与包裹受到的重力是一对平衡力 【考点】重力势能大小与高度的关系；运动和静止的相对性；平衡力的判断；流体压强与流速的关系；动能大小与速度的关系． 【专题】应用题；其他综合题；分析、综合能力． 【答案】D 【分析】（1）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度。 （2）在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发生变化，则运动，不发生变化，则静止。 （3）流体流速越大的地方压强越小，流速越小的地方压强越大。 （4）二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上。 【解答】解：A、无人机携带外卖在竖直方向匀速上升送餐时，质量不变，速度不变，高度变大，所以动能不变，重力势能增大，故A错误。 B、无人机携带外卖在竖直方向匀速上升送餐时，外卖包裹相对于无人机的相对位置没有发生变化，所以是静止的，故B错误。 C、根据流体压强和流速的关系可知，无人机上升时机翼上方的空气流速大，压强小，故C错误。 D、无人机携带外卖在竖直方向匀速上升送餐时，包裹处于平衡状态，此时无人机对包裹的拉力与包裹受到的重力符合二力平衡条件，是一对平衡力，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了力学的多个知识点，具有较强的综合性，但都属于基础知识的考查，需要在平时学习中反复理解才能灵活应用。 3．（2025秋•北湖区期中）周末小华跟着爸爸一起去爬苏仙岭，为了保障爬山过程中的安全，爸爸要求小华做到以下操作，关于这些操作解释合理的是（　　） A．要穿一双鞋底有花纹的鞋子，可通过增大接触面粗糙程度增大摩擦 B．上山时，身体自然前倾，可通过增大重力，增加身体的稳定性 C．爬山速度不宜过快，尽量保持缓慢匀速上爬，将动能转化为重力势能 D．背着宽肩带书包，可通过增大受力面积，减小地面受到的压强 【考点】动能和重力势能的相互转化；增大有益摩擦的方法；减小压强． 【专题】重力、弹力、摩擦力；机械能及其转化；应用能力． 【答案】A 【分析】（1）摩擦力大小的影响因素：压力大小和接触面的粗糙程度； （2）根据G＝mg可知小花受到的重力变化； （3）动能大小的影响因素：质量和速度。质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量和高度。质量越大，高度越高，重力势能越大； （4）减小压强的方法：压力一定时增大受力面积；受力面积一定时减小压力。 【解答】解：A、运动鞋底有凹凸不平的花纹，在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故A正确； B、小华的质量不变，根据G＝mg可知小华受到的重力不变，故B错误； C、匀速往上爬时，其动能不变，重力势能变大，故不是动能和重力势能的转化，故C错误； D、书包的肩带宽是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对肩部的压强，而不是减小地面受到的压强，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了摩擦力的影响因素，重力，能量转换及减小压强的方法，属于基础题。 4．（2025•吴江区二模）如图所示在水平台面上，一弹簧左端固定，右端连接一金属球，O点是弹簧保持原长时金属球的位置。开始时用力推金属球压缩弹簧到A位置，释放金属球，B是金属球能到达的最右端，AO＞OB，金属球从A位置滑到B位置的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的个数是（　　） ①弹簧对金属球弹力最大的位置在A点 ②金属球速度最快的位置一定在AO之间 ③金属球在从A位置滑到B位置的过程中机械能不变 A．0个 B．1个 C．2个 D．3个 【考点】机械能的概念；弹力的概念． 【专题】机械能及其转化；理解能力． 【答案】C 【分析】弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关；动能的大小与质量、速度有关； 小球从A运动到O的过程中，弹簧由压缩到恢复原状，此时小球所受弹力方向向右，弹力大于摩擦力时，速度增大，弹力小于摩擦力时速度减小，故速度先增大后减小；小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉伸，小球所受弹力方向向左、速度不断减小；小球在运动过程中受弹力和摩擦力作用，当二者平衡时，小球可能静止。 【解答】解：从A到B，因为AO＞OB，说明此过程存在摩擦力； ①②③金属滑块从A运动到O的过程中，因弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力；开始时用力推滑块压缩弹簧到A位置，此时弹性形变最大，弹力最大；开始时，弹力大于摩擦力，滑块做加速运动；当弹力等于摩擦力时，滑块的速度最大；继续运动到O的过程中，弹力小于摩擦力，滑块做减速运动；滑块从O运动到B的过程中，因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力，则滑块的速度不断减小，所以速度最大点在AO之间，而由于摩擦力的存在，滑块和弹簧整个过程机械能逐渐减小，故①②正确，③错误； 综上所述，C符合题意，A、B、D不符合题意。 故选：C。 【点评】此题考查动能和势能的转化、弹力和摩擦力的大小关系，重点考查学生对于物体运动中受力的分析能力。 5．（2025秋•通州区期中）我国高速公路总里程位居世界前列，为探究高速公路上超速和超载的危害，小明设计了图示三次实验，实验中球体积均相同，同一弹簧的压缩量Δx1＞Δx2，木块被撞后静止时的位置如虚线木块所示。根据上述实验可探究（　　） A．超载的危害 B．超速的危害 C．超速和超载的危害 D．超速和超载都不可探究 【考点】动能大小与速度的关系． 【专题】机械能及其转化；分析、综合能力． 【答案】B 【分析】动能的大小与物体的质量和运动的速度有关：物体质量越大、速度越大，具有的动能越大。 【解答】解：实验中球体积均相同，同一弹簧的压缩量Δx1＞Δx2，形变程度越大，则弹簧的弹性势能越大，小球的动能越大，木块被撞后静止时的位置越远，探究了超速的危害。 故选：B。 【点评】此题考查了动能影响因素的应用。 6．（2024秋•滁州期末）如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　） A．小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中能量不守恒 B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 D．小球最终会静止，这说明小球具有的机械能凭空消失了 【考点】机械能的守恒；机械能与其他形式的能之间的转化． 【专题】应用题；机械能及其转化；应用能力． 【答案】C 【分析】（1）物体由于运动而具有的能叫做动能，影响动能大小的因素是质量和速度；物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，影响重力势能大小的因素是质量和高度，机械能包括动能和势能；在一定条件下，不同形式的能量之间可以相互转化，但总量保持不变； （2）小球克服摩擦做功，使部分机械能转化为内能，但在能的转化和转移过程中，能的总量保持不变， 【解答】解： AD、由图可知，小球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，同时速度越来越慢，也就是动能越来越小，所以小球的机械能减少；机械能减少的原因是克服与空气摩擦做功，与地面撞击做功，小球的机械能没有消失，而是将机械能转化成了部分内能，但能量的总量是守恒的，故AD错误； B、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，所以小球的机械能总量会减小，故B错误； C、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，故C正确。 故选：C。 【点评】本题掌握动能、重力势能的影响因素，以及机械能、内能的变化。 7．（2025•自贡）如图，“神舟十九号”返回舱打开降落伞后，在竖直匀速下落过程中，下列有关返回舱的说法正确的是（　　） A．重力势能减小 B．动能增大 C．重力势能转化为动能 D．机械能守恒 【考点】动能大小与速度的关系；重力势能大小与高度的关系；机械能的概念；动能和重力势能的相互转化． 【专题】应用题；机械能及其转化；应用能力． 【答案】A 【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；机械能等于动能和势能之和； （2）物体克服摩擦做功，机械能转化为内能。 【解答】解：A、重力势能大小的影响因素：质量和高度，返回舱在竖直匀速下落过程中，速度不变，高度减小，重力势能减小，故A正确； B、动能大小的影响因素：质量和速度，返回舱在竖直匀速下落过程中，质量和速度都不变，则动能不变，故B错误； C、返回舱穿越大气层时，返回舱克服空气的摩擦做功，重力势能转化为内能，故C错误； D、返回舱匀速下落的过程中，它的质量不变，速度不变，故动能不变；同时质量不变，高度减小，重力势能减小，所以机械能变小，机械能不守恒，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了动能、重力势能大小的影响因素、机械能的转化和守恒等，考查的较全面。 8．（2025春•景县期末）“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，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经上升到最高位置C点，最终静止在B点。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．人从A到C的过程中，动能减少，重力势能增加 C．人从B到C的过程中，动能减少，重力势能增加 D．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少 【考点】重力势能大小与高度的关系；弹性势能的影响因素；动能大小与速度的关系． 【专题】机械能及其转化；应用能力． 【答案】C 【分析】（1）影响动能的因素有：质量和速度，质量一定时，速度越大，动能越大； （2）影响重力势能的因素有：质量和高度，质量一定时，高度越高，重力势能越大； （3）影响弹性势能的因素是弹性形变的程度，物体弹性形变的程度越大，弹性势能越大。 【解答】解：A、弹性绳在A点时弹性形变最大，弹性势能最大，故A错误； B、人从A到C的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增加，速度先增大再减小，动能先增大再减小，故B错误； C、人从B到C的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增加，速度减小，动能减少，故C正确； D、从A到B的过程中，质量不变、高度增大，重力势能增加，速度逐渐变大，动能增加，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了重力势能与动能、弹性势能之间的相互转化，掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素是解题的关键。 二．填空题（共5小题） 9．（2025秋•铁西区期中）如图所示，轻轻推倒第一块小木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒。有人认为，实验说明了用很少的能量可以产生较多的能量。原因是后面更大木块倒下时的动能有一部分是自身的重力势能转化来的，推倒最后一个大木块的能量是前面所有　重力势　 能的叠加，此过程遵循　能量守恒定律　 。 【考点】动能和重力势能的相互转化． 【专题】机械能及其转化；分析、综合能力． 【答案】重力势；能量守恒定律。 【分析】能量守恒定律是指能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 【解答】解：在这个实验中，轻轻推倒第一块小木板时，人对小木板做了功，输入了能量；之后的连锁反应，是小木板的机械能依次传递、转化，使得最后一块大木板被推倒的能量是前面所有重力势能的叠加。整个过程中，所有参与的木板等物体的总能量（包括机械能等）是守恒的，并没有产生更多的能量，只是能量在不同木板之间进行了转移和转化，遵循能量守恒定律。 故答案为：重力势；能量守恒定律。 【点评】本题考查了机械能的转化、能量守恒定律，属于基础题。 10．（2025秋•吴中区期中）如图所示，在同一高度以大小相同的初速度v0分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出，不计空气阻力，小球能到达的最高高度分别为h1和h2，则h1　＞　 h2（＜/＝/＞）；小球落地时的速度大小分别为v3和v4，则v3　＝　 v4（＜/＝/＞）。 【考点】机械能的守恒． 【专题】机械能及其转化；分析、综合能力． 【答案】＞；＝。 【分析】不计空气阻力，小球在运动过程中，机械能守恒：竖直上抛小球到达最高点的速度为零，斜抛小球到达最高点时，有一定速度，由机械能守恒可知，竖直上抛小球到达最高点的重力势能等于斜抛小球到达最高点的重力势能与动能之和，由此判断小球的高度，小球初速度相同，小球落地时的速度也相同。 【解答】解：不计空气阻力，小球在运动过程中，机械能守恒：竖直上抛小球到达最高点的速度为零，斜抛小球到达最高点时，有一定速度，故v1＜v2；由机械能守恒可知，竖直上抛小球到达最高点的重力势能等于斜抛小球到达最高点的重力势能与动能之和，因为质量一定时，重力势能与高度有关，高度越高重力势能越大，所以h1＞h2，小球初速度相同，运动过程中小球的机械能守恒，小球落地时的重力势能相同，动能相同，故速度也相同。 故答案为：＞；＝。 【点评】本题考查了小球在运动过程中的机械能守恒，据此判断小球升高的高度和速度的关系。 11．（2025秋•无锡校级月考）如图所示为完全相同的甲、乙两个小球，分别用细线、橡皮筋系在同一高度的悬点，将两球移动到与悬点等高的位置，此时细线恰好拉直，橡皮筋达到原长，由静止开始释放，当两球摆至悬点正下方P点时，橡皮筋长度恰好与细线长度相等。若不计空气阻力，两球到达P点时，甲球的动能　＞　 （选填“＞”“＝”或“＜”）乙球的动能；甲球到达P点时的机械能　＝　 （选填“＞”“＝”或“＜”）乙球在初始位置时的机械能。 【考点】机械能的守恒；比较动能的大小． 【专题】机械能及其转化；应用能力． 【答案】＞，＝。 【分析】动能的大小与质量、速度有关，重力势能的大小与质量、高度有关，弹性势能的大小与物体的弹性形变程度的大小有关；机械能为动能和势能的和；不计空气阻力，机械能守恒。 【解答】解：两球到达P点时，甲小球的重力势能全部转化为动能，乙球的重力势能转化为动能和弹性势能，由于初始的重力势能相同，所以两球到达P点时，甲小球的动能比乙大。 由于甲乙小球初始机械能相等，且甲球在运动过程中机械能守恒，所以，甲球到达P点时的机械能等于乙球在初始位置时的机械能。 故答案为：＞，＝。 【点评】本题考查了学生对机械能的转化和守恒的掌握，掌握机械能守恒定律是解题的关键，有一定的难度。 12．（2025秋•吴中区期中）站在电梯厢中的小明在匀速上升过程中，小明的动能　不变　 （增大/减小/不变），小明的重力势能　增大　 （增大/减小/不变），小明的机械能　增大　 （增大/减小/不变）。 【考点】机械能的概念；动能大小与速度的关系；重力势能大小与高度的关系． 【专题】应用题；机械能及其转化；应用能力． 【答案】不变；增大；增大。 【分析】动能的大小与物体的质量和速度有关，重力势能的大小与物体的质量和高度有关。机械能＝动能+势能。 【解答】解：小明在匀速上升过程中，质量不变，速度不变，高度增大，所以动能不变，重力势能增大，机械能＝动能+势能，故机械能增大。 故答案为：不变；增大；增大。 【点评】此题考查动能和重力势能的大小变化，属于基础题目，难度不大。 13．（2025秋•姑苏区校级期中）在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，金属小球落下后原来平整的沙盘经过打击后如图1所示。可知A、B、C三个金属小球中　A　 球释放前重力势能最大；如果A和B球质量相等，则刚开始落下时　B　 球的高度要低些；小球在下落过程中，重力对小球做功大小与时间关系图应图2中是　C　 （选填“A”、“B”或“C”）。 【考点】探究影响物体重力势能大小的因素． 【专题】机械能及其转化；实验基本能力． 【答案】A；B；C。 【分析】（1）本实验中把小球的重力势能转化成小球陷进沙坑的深度来比较各小球重力势能的大小的，这种研究问题的方法叫转换法，沙坑的深度越深，金属小球的动能就越大； （2）重力势能的大小与物体的质量和被举的高度有关；比较A、C两球找出相同因素和不同因素，根据小球陷进沙坑的深度比较重力势能的大小，结合控制变量法的思想得出结论； （3）先根据小球下落速度的变化中得出单位时间内物体下落高度的变化，再根据W＝Gh即可判断小球重力做功与时间关系的图象。 【解答】解：小球释放前的重力势能越大，小球的能量就越多，做功本领越强，则小球陷入沙中越深，这种研究问题的方法叫转换法；图中铁球A陷入沙中的深度最大，说明铁球A的重力势能最大； 如果A和B球质量相等，两球所处的高度相同，铁球A陷入沙中的深度最大，所以A球的高度要高些； 小球在单位时间内下落的高度越来越大（即小球下落过程中速度逐渐增大），根据W＝Gh可知，单位时间内重力对该球做功也越来越多，故C正确。 故答案为：A；B；C。 【点评】该题考查了探究重力势能与质量和高度的关系的实验，考查了转换法和控制变量法在该实验中的应用。 三．实验探究题（共2小题） 14．（2025秋•海淀区期中）如图所示，小明探究“影响重力势能大小的因素”，所用的实验器材有：3个实心铁块A、B和C（质量大小关系为mA＜mB＜mC），木质小桌，细沙，透明塑料盆。在塑料盆中装入足够多的细沙，将铁块举到图示高度后由静止释放。 （1）实验中，通过观察　桌腿陷入细砂中的深度　 来比较各铁块重力势能的大小。 （2）分析　甲、乙　 两次实验可知，物体的重力势能与被举高的高度有关。 （3）为探究物体的重力势能与物体质量的关系，小明进行了乙、丙、丁三次实验，发现每次小桌的桌腿都全部陷入细沙中。在不更换器材的条件下，应采取的改进措施是　降低铁块每次实验时的高度　 。 （4）小明进行相应调整后，发现桌腿陷入细沙中的深度h乙＜h丙＜h丁，可得出的初步结论是：　高度相同，质量越大，重力势能越大　 。 【考点】探究影响物体重力势能大小的因素；探究影响物体重力势能大小的因素﹣重力势能大小的现象表现；探究影响物体重力势能大小的因素﹣重力势能与质量的关系；探究影响物体重力势能大小的因素﹣重力势能与高度的关系． 【专题】机械能及其转化；实验基本能力． 【答案】（1）桌腿陷入细砂中的深度； （2）甲、乙； （3）降低铁块每次实验时的高度； （4）高度相同，质量越大，重力势能越大。 【分析】（1）物体重力势能的大小不能直接观察出来，可以通过重物撞击木桩陷入沙中的深度来比较重力势能的大小，陷入的深度越深，表明重力势能越大； （2）重力势能与两个因素有关，一是物体质量，二是物体被举高度；桌腿陷入沙子中的深度越大，物体重力势能越大；根据控制变量法分析； （3）可以通过降低物体被举高度来减小物体的重力势能； （4）根据图中的相同点和不同点，利用控制变量法分析。 【解答】解：（1）实验中运用转换法通过观察桌腿陷入细砂中的深度来表示重力势能的大小； （2）探究物体的重力势能与物体被举高的高度是否有关时，需要控制物体的质量相同，高度不同，故需要对比甲、乙两次实验； （3）每次小桌的桌腿都全部陷入细沙中，说明铁块的重力势能过大。在不更换器材的条件下，应采取的改进措施是降低铁块每次实验时的高度； （4）比较乙、丙、丁三实验可知，铁块下落高度相同，铁块质量越大，陷入沙子深度越大，重力势能越大，故可得出结论：高度相同，质量越大，重力势能越大。 故答案为：（1）桌腿陷入细砂中的深度； （2）甲、乙； （3）降低铁块每次实验时的高度； （4）高度相同，质量越大，重力势能越大。 【点评】本题考查了探究影响物体势能大小的因素及初中物理涉及到的主要研究问题的方法控制变量法、转换法，难度不大。 15．（2025秋•城关区校级期中）为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙、丙所示的实验装置来进行实验。 （1）实验中的研究对象是 　钢球　 ； （2）用质量不同的两个钢球从斜面上相同高度自由滚下，目的是使钢球撞击木块时的 　移动的距离　 相同； （3）用质量相同的钢球从斜面的不同高度自由滚下，目的是探究钢球动能与 　速度　 的关系； （4）比较甲、丙两图进行的实验，得出的结论是 　速度相同时，质量越大，动能越大　 ； （5）小磊在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丁所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度由静止释放，撞击同一木块。该实验方案是否可行？ 答：　不可行　 。理由是：　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，木块最终移动的距离相同　 。 【考点】探究影响物体动能大小的因素． 【专题】机械能及其转化；实验基本能力． 【答案】（1）钢球；（2）移动的距离；（3）速度；（4）速度相同时，质量越大，动能越大；（5）不可行；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，木块最终移动的距离相同。 【分析】（1）（2）动能的影响因素有两个：质量和速度。根据控制变量法的思路，去分析解决，球把木块推出的距离长，说明球的动能大；这是一种转换的方法。 （3）实验目的是研究动能的大小与质量的关系，需要控制球的速度要相同。 （4）动能的影响因素有两个：质量和速度，根据控制变量法分析。 （5）结合控制变量法的要求，看是否合理的控制了相关变量，并改变了要研究的变量，这样才能知道是否符合实验要求。 【解答】解：（1）本实验的研究对象是钢球； （2）实验中通过观察木块被撞击后移动的距离的大小来间接判断物体动能的大小，此实验运用了转换法； （3）两个钢球从斜面上相同高度自由滚下，则钢球撞击木块时的速度是相同的； （4）如图甲、丙所示，用质量不同的钢球从斜面的相同高度自由滚下，高度相同，到达水平面的速度相同，动能不同，木块移动的距离不同，故可得出结论：速度相同时，质量越大，动能越大； （5）观察图戊的装置可知，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目的。 故答案为：（1）钢球；（2）移动的距离；（3）速度；（4）速度相同时，质量越大，动能越大；（5）不可行；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，木块最终移动的距离相同。 【点评】用控制变量法研究动能大小的影响因素，用转换法表示动能的大小；能通过数据分析得出动能跟质量和速度的关系是关键。 学科网（北京）股份有限公司 $