第3节 动能和势能（培优考点练）物理新教材人教版八年级下册

第3节 动能和势能 目录 题型分组练 2 题型01 能量 2 题型02 动能 2 题型03 势能 5 创新拓展练 8 链接中考 12 新题速递 14 题型分组练 题型01 能量 1．下列关于能量的说法正确的是（    ） A．做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量 B．做功多的物体能量就多 C．能够做功的物体具有能量 D．能量多的物体所做的功一定就多 【答案】C 【详解】A.能量是物体 “能够做功” 的本领，不做功的物体也可能具有能量（如静止在高处的物体具有重力势能，只是未做功），故A错误； B.做功多的物体，可能是能量转化得多，但不能直接说明其本身能量多（例如一个能量少的物体持续做功，也可能累计做功较多），故B错误； C.能量的定义是 “物体能够做功的本领”，因此能够做功的物体具有能量，故C正确； D.能量多的物体不一定做功多（例如具有大量能量的物体未对外做功），做功多少还与能量转化的情况有关，故D错误。 故选C。 2．（多选）关于功和能的关系，下列说法正确的是（  ） A．具有能的物体一定正在做功 B．物体做功的过程就是能量转化的过程 C．物体做的功越多，它具有的能就越大 D．物体具有的能越大，它能够做的功就越多 【答案】BD 【详解】A．具有能的物体不一定正在做功，例如拉长的弹簧、吊灯等，故A错误； B．物体做功的过程就是能量转化的过程，比如电流通过灯泡做功，电能转化为光能和内能，故B正确； C．一些物体能够做功，说明这个物体具有能量，物体做的功越多，转化的能量越大，但不一定蕴藏的能量很大，故C错误； D．物体具有的能越大，说明它能够做的功越多，因为能是物体做功的本领，故D正确。 故选 BD。 题型02动能 3．国产大型客机C919质量较大，五代战机歼-20质量较小，如果它们同时在空中飞行，且动能相等，那么（    ） A．战机比客机飞得快 B．客机比战机飞得快 C．战机与客机飞得一样快 D．两者速度大小无法比较 【答案】A 【详解】动能的大小与物体的质量和速度有关，由题意可知，客机C919和战机歼-20的动能相等，由于战机歼-20的质量小于客机C919，则战机歼-20的速度大于客机C919。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．在篮球比赛中，小戴站在罚球线上将篮球向上抛出投进一球，篮球在运动过程中动能Ek随时间t变化的关系图像最接近图中的（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】 篮球被抛出后，其运动过程可以分为上升和下降两个阶段。上升阶段：篮球在重力作用下向上运动，质量不变，速度逐渐减小，动能减小。 篮球运动到最高点时，竖直方向的速度为零，但仍然有水平方向的速度，所以总速度不为零，此时速度最小，动能也最小，但不为零。 下降阶段：篮球从最高点下落，在重力作用下速度逐渐增大，所以动能增大。 因此其动能时间图像应该是先下降，后上升，且最小时不为零，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 5．如图所示，小陈同学利用斜面、钢球、木块等器材探究“物体动能大小的影响因素”。 (1)本实验探究的是 （选填“钢球”或“木块”）的动能； (2)让质量不同的钢球从 高度落下，是为了保持 ，比较 两图可以模拟汽车超载带来的危害； (3)甲乙两图实验中，钢球动能大小是通过 来反映的，由上述实验现象，可以得出结论 ； (4)甲、丙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为、，该过程中木块克服摩擦力做功分别为和，则 （选填“>”“=”或“<”）。 【答案】(1)钢球 (2) 相同 小球到达水平面速度相同 甲丙 (3) 木块移动距离 质量相同，速度越大动能越大 (4)< 【详解】（1）实验中通过钢球撞击木块的效果来研究钢球的动能，故探究的是钢球的动能。 （2）[1][2]让质量不同的钢球从相同高度落下，是为了保持小球到达水平面的速度相同； [3]汽车超载对应“质量大、速度相同”的情况，甲丙两图的质量不同、速度相同，可模拟该危害。 （3）[1]钢球动能大小通过木块移动的距离来反映，木块移动越远，钢球动能越大； [2]甲乙实验中，钢球质量相同、速度不同，甲的速度更大，甲中木块移动更远，可得结论质量相同时，速度越大，动能越大。 （4）木块滑行时，木块对地面的压力和粗糙程度相同，故；由图可得木块移动距离，由可知，。 6．在"探究动能大小跟哪些因素有关"实验中，小明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）由静止开始滚下撞击木块，实验过程如图所示。 (1)本实验探究 （选填“钢球”或“木块”）的动能大小跟哪些因素有关，其动能的大小是通过观察 判断的，此研究方法是 （选填“转换法”或“控制变量法”）； (2)由甲图可得实验结论： ； (3)实验中，让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，目的是 ；若在乙图中，木块被撞后滑出木板，在不更改实验器材的前提下，你认为应该怎样优化该实验： ； (4)小华用图丙所示的方法探究动能的大小与速度的关系，她将相同质量的小球从不同高度（h2>h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是 （选填“正确”或“错误”），理由是 。 【答案】(1) 钢球 木块被撞击后移动的距离 转换法 (2)质量相同的物体，速度越大，动能越大 (3) 使钢球到达水平面时的速度相同 换用质量更小的钢球（或在木板上铺一层毛巾增大摩擦） (4) 错误 没有控制接触面的粗糙程度相同 【详解】（1）[1][2][3]该实验探究的是钢球的动能大小跟哪些因素有关，钢球撞击木块时的动能大小，可通过观察木块被撞击后移动的距离来判断钢球动能的大小，这是转换法。 （2）分析甲图可知钢球的质量相同，滚下高度越高，速度越大，木块移动的距离越远，动能越大，故得到的结论是质量一定时，物体的速度越大，动能越大。 （3）[1]实验中，让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，目的是使钢球到达水平面时的速度相同。 [2]若在乙图中，木块被撞后滑出木板，说明钢球的动能太大，故在不更改实验器材的前提下，可以换用质量更小的钢球或在木板上铺一层毛巾增大摩擦。 （4）[1][2]木块在水平面上运动的过程中，克服摩擦力做功，木块在铁板和毛巾上滑行时接触面的粗糙程度不同，摩擦力大小不同，不能通过木块移动的距离来比较小球动能的大小，所以该方案是错误的，理由是没有控制接触面的粗糙程度相同。 题型03势能 7．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。 8．在学校达标运动会上，运动员在进行实心球比赛。如图所示，若忽略空气阻力，实心球从离开手到落回地面前，实心球的重力势能（）与运动时间（t）的关系图像是（   ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】重力势能的大小与物体的质量和高度有关。由图可知，实心球的运动轨迹为一抛物线，其高度随时间的变化是先增大，后减小。整个运动过程中，实心球的质量不变，故实心球的重力势能随时间的变化会先增大，后减小，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9．两边用弹簧和拴住的滑块M静止在O点处，向右拨动滑块M，它就可以在光滑的水平面上来回运动，当滑块从O点向右运动时，下列说法正确的是（弹簧在弹性限度内）（　　） A．弹簧k1的势能增大，弹簧k2的势能减小 B．弹簧k1的势能减小，弹簧k2的势能增大 C．弹簧k1和k2的势能同时增大 D．滑块M经过O点时的速度等于0 【答案】C 【详解】ABC．当滑块从O点向右运动时，弹簧k1被拉伸，弹簧k2被压缩，两者的弹性形变都增大，所以弹簧k1和k2的势能同时增大，故AB错误，C正确； D．当滑块从O点向右运动时，速度逐渐减小，所以滑块M经过O点时速度最大，不等于0，故D错误。 故选C。 10．如图所示为跳水运动员进行跳板跳水时的情景，被压弯的跳板将运动员弹起来，是因为发生弹性形变的跳板具有 能；运动员从最高点落下的过程中（未接触水面），运动员的动能 （选填“增大”“不变”或“减小”，下同），重力势能 。 【答案】 弹性势 增大 减小 【详解】[1]跳板被压弯，发生了弹性形变，具有弹性势能。 [2][3]由最高点下落时，质量不变，速度变大，动能变大。在此过程中，质量不变，高度减小，所以重力势能减小。 11．小亮在探究“物体的重力势能与哪些因素有关”时，选用下列实验器材：一块厚泡沫，三个相同的铁钉；三个质量分别为、、的铝块，且。他做了如下实验：首先控制铁钉插入泡沫的深度相同，分别将三个金属块由空中静止释放撞击铁钉，撞击后铁钉进入泡沫的深度如图所示。 (1)比较 两次实验的情况，说明高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大； (2)由于实验室器材数量有限，有一小组同学没有领到质量为的金属块，他们是否可以完成对（1）中结论的探究？ （选填“能”或“不能”）；若能，请说明操作；若不能，请说明理由： ； (3)本实验中，的质量比小，但初始高度比高，小亮认为没有做到控制变量，所以无法比较和的重力势能大小，你是否同意？ （选填“是”或“否”），请写出你的依据 。 【答案】(1)甲、丙 (2) 不能 不能控制高度相同时，质量不同 (3) 否 见解析 【详解】（1）由题可知，甲、丙中铝块的质量不同，高度相同，铁钉进入泡沫深度不同，因此比较甲、丙两次实验的情况，说明铝块高度相同时，质量越大，铝块的重力势能越大。 （2）[1][2]由于甲、乙中金属块的质量相同，高度不同，铁钉进入泡沫深度不同，故能得到的结论：在质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大。由于实验室器材数量有限，有一小组同学没有领到质量为的金属块，可知领到的金属块的质量相同，由于不能控制高度相同时，质量不同，所以不能完成（1）中结论的探究。 （3）[1][2]由图可知，甲、乙中金属块的质量相同，高度不同，铁钉进入泡沫的深度不同，故可探究重力势能的大小与高度的关系，得到的结论为：在质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大；所以，我们是通过观察比较铁钉进入泡沫的深度来间接比较金属块重力势能的大小，比较乙、丙实验，的质量比小，初始高度比高，对应的铁钉进入泡沫的深度较大，则的重力势能较大，可比较和的重力势能大小。 12．如图甲是小朋友在玩跳跳杆，当用力下压后，人随着杆一起向上运动；向下压力越大，人和杆反弹得越高，小明发现跳跳杆是利用弹簧的反弹上升的。他决定“探究弹簧的弹性势能与什么因素有关”，他找来三根完全相同的弹簧，光滑程度相同的长木板（一端都有可固定挡板），三块完全相同的方形木块、刻度尺等，按照图乙所示组装进行实验。 (1)由图乙可知，该实验中是通过 来比较弹簧弹性势能的大小； (2)通过比较三次实验中、、的大小，可以得出：弹簧弹性相同时，弹簧的弹性势能与 有关。 【答案】(1)木块移动的距离 (2)弹簧形变量 【详解】（1）弹性势能的大小无法直接测量，实验中采用 “转换法”，通过观察弹簧将木块弹开的距离远近来间接反映弹簧弹性势能的大小，木块被弹开得越远，说明弹簧的弹性势能越大。 （2）三次实验使用的是完全相同的弹簧，弹性相同，但弹簧被压缩的程度不同，形变量不同，通过比较木块被弹开的距离s1、s2、s3可得出：弹簧弹性相同时，形变量越大，弹性势能越大，即弹性势能与弹簧的形变量有关。 创新拓展练 13．如图为蹦床运动照片及其简化示意图，点是运动员由最高点开始自由下落的起始位置，点是蹦床不发生形变时的位置，点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等的位置，点是运动员到达的最低位置。若忽略空气阻力，则（　　） A．在点时，运动员受力平衡 B．从点到点的过程中，运动员的重力势能一直减小 C．从点到点的过程中，蹦床的弹性势能一直减小 D．从点到点的过程中，在点处运动员的动能最大 【答案】B 【详解】 A．在O点时，运动员处于最高点，只受到重力作用，所受合力不为零，不是平衡状态，故A错误； B．重力势能的大小与物体的质量和高度有关，从A点到C点的过程中，运动员的质量不变，高度不断降低，因此其重力势能一直减小，故B正确； C．弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关，从A点到C点的过程中，蹦床的形变程度越来越大，因此其弹性势能一直增大，故C错误； D．运动员的动能大小与速度有关，从O点到B点的过程中，运动员的速度一直在增大；在B点时，运动员受到的重力与弹力相等，合力为零，此时速度达到最大，动能最大；从B点到C点的过程中，弹力大于重力，运动员做减速运动，速度减小，动能减小；到达C点时，速度为零，动能为零，因此运动员的动能在B点最大，在C点为零，故D错误。 故选B。 14．如图所示， 甲、乙两个形状相同的容器都盛有部分水， 将两块完全相同的木块放入两容器， 这时两容器中的水面恰好相平，现在将两木块由图示位置匀速向下压到容器底部， 则对木块做功多的是（　　） A．乙 B．甲 C．一样多 D．无法确定 【答案】A 【详解】将两木块由图示位置匀速向下压到容器底部，因两木块的重力相同（由两块完全相同的木块可知）、下降的高度相同，则木块重力势能的减少量相同；在匀速下压的过程中木块的动能不变，其动能的变化量为零；木块从漂浮到浸没的过程中，水面会升高，水的重力势能增大；木块浸没后水面不再上升，则水的重力势能不变；木块从漂浮到浸没时，木块多排开水的体积相同，则多排开水的质量相同（重力也相同）；根据能量守恒可知，外力对木块做的功等于水的重力势能增加量；因乙容器的上部横截面积较小，则木块从漂浮到浸没时水面上升的高度较大，水的重力势能增加得较多，所以对木块做功多的是乙，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 15．如图所示，原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧，当其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J。则木块最终静止的位置一定不可能位于 （选填“B”、“C”、“D”）点，整个过程中木块速度最大时其左端可能位于 （选填“B”、“C”、“D”）点。 【答案】 C B 【详解】[1]木块静止时，弹簧具有1J的弹性势能，这意味着弹簧不是原长状态。因为如果弹簧处于原长，弹性势能应为0J，所以木块最终静止的位置一定不可能位于C点。 [2]木块向右运动时，弹簧的弹力向右，阻力向左。开始运动时，弹力大于阻力，木块做加速运动。在运动过程中，弹簧的弹力逐渐减小，而阻力不变。当弹力等于阻力时，木块的速度达到最大。此时弹簧未恢复原长，木块由于惯性仍会向右运动，之后弹力小于阻力，木块做减速运动。由图可知，整个过程中木块速度最大时其左端可能位于B点。 16．如图甲是蹦极运动过程示意图，小文同学从O点开始下落，OA长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，C点是下落到达的最低点。小文画出了蹦极过程中自己的动能和弹性绳的弹性势能变化情况如图乙（不计空气阻力）。 (1)AB阶段小文受到弹性绳的拉力F和自身重力G的大小关系是F （填“大于”“等于”或“小于”）G； (2)图像中a曲线表示 能的变化情况； 【答案】(1)小于 (2)动 【详解】（1）小文同学从O点开始下落，OA长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，AB阶段弹性绳的形变小于B点，故弹力小于B点的弹力，因而AB段小江受到弹性绳的拉力F和自身重力G的大小关系是F小于G，做加速运动。 （2）刚开始下落的OA阶段，弹性绳子没有形变，不具有弹性势能，说明b是弹性势能的曲线，而刚开始下落就做加速运动，具有动能，则a是动能的曲线。 17．一个物体在一个恒定的拉力F的作用下会做匀加速直线运动，从静止开始做匀加速直线运动的物体，经过一段时间t后，在其他条件一定时，速度v与时间t的关系图象如下图，探究速度v与拉力F、时间m的关系，得到表格中的数据 拉力F/N 0.2 0.2 0.6 质量m/kg 1 2 3 速度v/m/s 2 1 2 (1)速度v与拉力F、质量m、时间t之间的关系的表达式为：v＝k ，其中k＝ 。 (2)运动的物体具有动能，动能用字母Ek表示，动能大小与物体的质量和物体的速度的关系可以用公式Ek＝mv2表示，一个质量为m的物体，在一个恒定的拉力F的作用下，在一定时间内增大的动能等于拉力在这段时间内对物体做的功。 请推导：一个质量为m的物体，在一个恒定的拉力F的作用下，从静止开始运动，当通过的路程为s时，所用的时间 。 【答案】(1) t (2)见解析 【详解】（1）[1][2]匀加速运动中，由图象可知，速度跟时间成正比，可以得到，分析表格数据可知，速度跟拉力和质量的比值成正比，可以得到 （2）推导：一个质量为m的物体，在一个恒定的拉力F的作用下，从静止开始运动，当通过的路程为s时，拉力做的功为① 由可得，从静止开始运动，动能的增加量为② 由题意可知，在一定时间内增加的动能等于拉力在这段时间内对物体做的功，由①②得，解得 链接中考 18．（2025·江苏盐城·中考真题）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。 19．（2025·广西·中考真题）如图所示，驮着货物匀速上山过程中的智能机器狗（　　） A．动能增大 B．动能减小 C．重力势能增大 D．重力势能减小 【答案】C 【详解】智能机器狗驮着货物匀速上山过程中，质量不变，速度不变，则动能不变；高度升高，则重力势能增大，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 20．（2025·四川乐山·中考真题）为响应国家“每日体育锻炼时间不低于两小时”的要求，某校组织学生远足爬山，开展户外运动。爬山区域等高线如图所示，不考虑重力变化，队伍重力势能最大的位置是（　　） A．A处 B．B处 C．C处 D．D处 【答案】D 【详解】重力势能与物体的质量和所处高度有关，学生远足爬山过程中，质量不变，高度越高，重力势能越大，由图可知，D位置高度为800m，高度最高，因此队伍重力势能最大的位置是D处。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 21．（2025·江苏南通·中考真题）飞行的子弹因为速度大而具有较大的动能。下列四次实验中，对比哪两次实验能说明其道理（　　） A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 【答案】A 【详解】四次实验中，均通过观察小车推动小木块运动距离的远近来体现小车具有动能的大小。要说明同一物体速度越大，具有的动能越大的道理，应控制其他条件相同，只改变小车的速度进行比较。 A．实验①和②中，因同一小车从斜面上由静止下落的高度不同，到达水平面的速度不同，即质量不变，速度改变，因此可以说明动能与速度的关系，故A符合题意； B．实验②和③中，改变小车的质量，下落的高度不变即到达水平面的速度相同，能说明动能与质量的关系，但不能说明动能与速度的关系，故B不符合题意； CD．实验②和④、③和④中，小车的质量和到达水平面的速度均不同，没有控制变量，无法得出结论，故CD不符合题意。 故选A。 22．（2025·江苏南京·中考真题）在“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”的两个实验中，都出现如图所示的情景。在提供图中器材的基础上，有以下判断： ①添加一条棉布和一块玻璃板，可完成“探究阻力对物体运动的影响”实验 ②添加一个木块和若干砝码，可完成“探究动能大小与哪些因素有关”实验 ③要完成上述两个实验，每次小车都需要从同一斜面同一位置由静止释放 ④两个实验都需要在实验基础上通过科学推理得出结论 其中正确的是（　　） A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【答案】A 【详解】①在“探究阻力对物体运动的影响”实验中，通过在水平面上先后铺毛巾（阻力大）、棉布（阻力较小）、木板（阻力小），改变小车受到的阻力，从而探究阻力对物体运动的影响，所以①正确。 ②“探究动能大小与哪些因素有关”实验，需要让小车撞击木块，通过木块被推动的距离反映动能大小。添加一个木块和若干砝码，可改变小车质量等因素，从而探究动能大小与质量等因素的关系，所以②正确。 ③“探究阻力对物体运动的影响”实验，让小车从同一斜面同一位置由静止滑下，是为了使小车到达水平面时初速度相同；但“探究动能大小与哪些因素有关”实验，若探究动能与速度的关系，需让同一小车从不同高度滑下，并非每次都从同一位置滑下，所以③错误。 ④“探究阻力对物体运动的影响”实验，是在实验基础上科学推理（若阻力为零，小车匀速直线运动）；“探究动能大小与哪些因素有关”实验，是通过实验现象（木块被推动的距离）直接归纳结论，并非都用科学推理，所以④错误。 综上，①②正确。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 新题快递 23．（2025·湖北武汉·模拟预测）我国某科技企业发布了一款运载无人机，适用于山地、岸基、乡村运输场景及各类应急场景下的物资运输，如图为正在运输货物的运载无人机，下列说法正确的是（    ） A．无人机在某一高度悬停时，无人机所受的重力和浮力大小相等 B．无人机水平匀速飞行时，货物所受的合力为零 C．无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小 D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大 【答案】B 【详解】A．无人机悬停时，主要是依靠四个旋翼旋转产生的升力与重力平衡，而不是浮力，一般情况下，空气浮力相对较小，在分析无人机悬停受力时通常忽略不计，故A错误； B．无人机水平匀速飞行时，货物随无人机水平匀速飞行，处于平衡状态，货物所受的合力为零，故B正确； C．无人机上升过程中，货物随无人机上升，质量不变，高度增加，货物的重力势能增加，故C错误； D．无人机下降过程中，货物随无人机下降，质量不变，如果速度减小，则货物的动能减小，故D错误。 故选B。 24．（2025·河南周口·三模）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。 25．（2025·广东广州·二模）如图甲，大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上做直线运动。此过程M、N的动能随时间变化的关系如图乙所示。用mM和mN、fM和fN、vM和vN分别表示M、N的质量、所受的摩擦力和运动速度的大小，下列判断一定正确的是（　　） A． B． C．M所在的地面更粗糙 D．fM＝fN 【答案】D 【详解】由图乙可知，M和N的动能随时间大小不变，运动过程中，M和N的质量不变，所以速度不变，即大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上做匀速直线运动，则物体在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以两个物体受到的摩擦力是相同的，即fM＝fN 由图乙可知，M的动能大于N的动能，由于不知道两个物体运动速度的大小，所以无法判定两个物体的质量大小关系，滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关，因两个物体受到的摩擦力是相同的，且两个物体的质量关系未知，因此无法比较M、N所在地面的粗糙程度，故D正确，ABC错误。 故选D。 26．（2025·广东佛山·模拟预测）跳水运动员站在跳板上静止时，跳板具有 （选填“动能”或“弹性势能”）；运动员离开跳板后上升的过程中，重力势能 （选填“变大”“变小”或“不变”），当运动员上升到最高点时，处于 状态（选填“平衡”或“非平衡”）。 【答案】 弹性势能 变大 非平衡 【详解】[1]物体发生弹性形变时具有的能量叫弹性势能。被跳水运动员压弯的跳板，发生了弹性形变，所以具有弹性势能。 [2]重力势能的大小与质量和高度有关。运动员的质量不变，高度在增大，重力势能变大。 [3]当运动员上升到最高点时，只受到竖直向下的重力作用，物体处于平衡状态时，要么静止且不受力，要么受到平衡力的作用，而此时运动员只受一个力，受力不平衡，所以处于非平衡状态。 27．（2025·贵州遵义·三模）某兴趣组在观看交通安全宣传视频时，看到一辆高速行驶的卡车与前方一辆急停的轿车相撞，两车还粘在一起向前运动了一段距离，造成多车追尾事故。一动一静的两车相撞后粘在一起运动的距离长短与哪些因素有关呢？关于这个问题，他提出了以下猜想： Ⅰ．可能与运动车辆的速度大小有关； Ⅱ．可能与静止车辆的质量大小有关。 他们利用斜面、足够长的粗糙平面、橡皮泥、小车（代替运动车辆）和砝码若干，按照如图装置进行实验。实验中始终保持乙车起始位置不变，请回答下列问题： (1)在探究猜想Ⅰ时，可以通过 方式改变甲车到达水平面时的速度； (2)多次实验后，水平面上留下了多个滑行距离的标记，无法区分哪次实验与哪个标记对应。为了避免这个问题，实验时可以采取的方法是 ； (3)通过实验发现，静止车辆质量一定时，运动车辆速度越大，两车滑行距离越远。通过实验，发现甲车滑行距离越远，更容易再次和前车相撞。请你针对高速路上的行车安全提一条交通警示语： ； (4)在探究猜想Ⅱ时，小明保持甲小车撞击时速度不变，逐渐减小平面小车质量来多次实验，此时发现两车一起滑行的距离越来越远。于是他进一步推理得出：当运动车辆速度一定时，若静止车辆质量为0，运动车辆滑行距离将无限远。你认为他的结论正确吗？ ，理由是 。 【答案】(1)改变甲车下落的高度 (2)用不同颜色的笔将轨迹进行标记 (3)保持车距，安全行驶 (4) 不正确 见解析 【详解】（1）小车在斜面上的高度越高，小车到达水平面时的速度越大。在探究猜想I时，小明可以通过改变甲车下落的高度方式改变甲车到达水平面时的速度。 （2）如果实验时使用相同的标记，则多次实验后，水平面上留下了多个滑行距离的标记，无法区分哪次实验与哪个标记对应，因此为了避免这个问题，实验时可以采取的方法是每次实验结束后用不同颜色的笔将轨迹进行标记或者使用不同的符号对每次实验进行标记。 （3）通过实验发现，静止车辆质量一定时，运动车速度越大，两车滑行距离越远。通过实验，小明想到两车滑行距离越远，更容易再次和前车相撞，说明前后车的车距对于行车安全非常重要，因此针对高速路上的行车安全交通警示语：保持车距，安全行驶。 （4）[1][2]结论不正确，理由是道路不是光滑的，运动车会受到摩擦阻力的作用而减速最终停下来。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 动能和势能 目录 题型分组练 2 题型01 能量 2 题型02 动能 2 题型03 势能 3 创新拓展练 5 链接中考 7 新题速递 8 题型分组练 题型01 能量 1．下列关于能量的说法正确的是（    ） A．做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量 B．做功多的物体能量就多 C．能够做功的物体具有能量 D．能量多的物体所做的功一定就多 2．（多选）关于功和能的关系，下列说法正确的是（  ） A．具有能的物体一定正在做功 B．物体做功的过程就是能量转化的过程 C．物体做的功越多，它具有的能就越大 D．物体具有的能越大，它能够做的功就越多 题型02动能 3．国产大型客机C919质量较大，五代战机歼-20质量较小，如果它们同时在空中飞行，且动能相等，那么（    ） A．战机比客机飞得快 B．客机比战机飞得快 C．战机与客机飞得一样快 D．两者速度大小无法比较 4．在篮球比赛中，小戴站在罚球线上将篮球向上抛出投进一球，篮球在运动过程中动能Ek随时间t变化的关系图像最接近图中的（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，小陈同学利用斜面、钢球、木块等器材探究“物体动能大小的影响因素”。 (1)本实验探究的是 （选填“钢球”或“木块”）的动能； (2)让质量不同的钢球从 高度落下，是为了保持 ，比较 两图可以模拟汽车超载带来的危害； (3)甲乙两图实验中，钢球动能大小是通过 来反映的，由上述实验现象，可以得出结论 ； (4)甲、丙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为、，该过程中木块克服摩擦力做功分别为和，则 （选填“>”“=”或“<”）。 6．在"探究动能大小跟哪些因素有关"实验中，小明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）由静止开始滚下撞击木块，实验过程如图所示。 (1)本实验探究 （选填“钢球”或“木块”）的动能大小跟哪些因素有关，其动能的大小是通过观察 判断的，此研究方法是 （选填“转换法”或“控制变量法”）； (2)由甲图可得实验结论： ； (3)实验中，让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，目的是 ；若在乙图中，木块被撞后滑出木板，在不更改实验器材的前提下，你认为应该怎样优化该实验： ； (4)小华用图丙所示的方法探究动能的大小与速度的关系，她将相同质量的小球从不同高度（h2>h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是 （选填“正确”或“错误”），理由是 。 题型03势能 7．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 8．在学校达标运动会上，运动员在进行实心球比赛。如图所示，若忽略空气阻力，实心球从离开手到落回地面前，实心球的重力势能（）与运动时间（t）的关系图像是（   ） A． B． C． D． 9．两边用弹簧和拴住的滑块M静止在O点处，向右拨动滑块M，它就可以在光滑的水平面上来回运动，当滑块从O点向右运动时，下列说法正确的是（弹簧在弹性限度内）（　　） A．弹簧k1的势能增大，弹簧k2的势能减小 B．弹簧k1的势能减小，弹簧k2的势能增大 C．弹簧k1和k2的势能同时增大 D．滑块M经过O点时的速度等于0 10．如图所示为跳水运动员进行跳板跳水时的情景，被压弯的跳板将运动员弹起来，是因为发生弹性形变的跳板具有 能；运动员从最高点落下的过程中（未接触水面），运动员的动能 （选填“增大”“不变”或“减小”，下同），重力势能 。 11．小亮在探究“物体的重力势能与哪些因素有关”时，选用下列实验器材：一块厚泡沫，三个相同的铁钉；三个质量分别为、、的铝块，且。他做了如下实验：首先控制铁钉插入泡沫的深度相同，分别将三个金属块由空中静止释放撞击铁钉，撞击后铁钉进入泡沫的深度如图所示。 (1)比较 两次实验的情况，说明高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大； (2)由于实验室器材数量有限，有一小组同学没有领到质量为的金属块，他们是否可以完成对（1）中结论的探究？ （选填“能”或“不能”）；若能，请说明操作；若不能，请说明理由： ； (3)本实验中，的质量比小，但初始高度比高，小亮认为没有做到控制变量，所以无法比较和的重力势能大小，你是否同意？ （选填“是”或“否”），请写出你的依据 。 12．如图甲是小朋友在玩跳跳杆，当用力下压后，人随着杆一起向上运动；向下压力越大，人和杆反弹得越高，小明发现跳跳杆是利用弹簧的反弹上升的。他决定“探究弹簧的弹性势能与什么因素有关”，他找来三根完全相同的弹簧，光滑程度相同的长木板（一端都有可固定挡板），三块完全相同的方形木块、刻度尺等，按照图乙所示组装进行实验。 (1)由图乙可知，该实验中是通过 来比较弹簧弹性势能的大小； (2)通过比较三次实验中、、的大小，可以得出：弹簧弹性相同时，弹簧的弹性势能与 有关。 创新拓展练 13．如图为蹦床运动照片及其简化示意图，点是运动员由最高点开始自由下落的起始位置，点是蹦床不发生形变时的位置，点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等的位置，点是运动员到达的最低位置。若忽略空气阻力，则（　　） A．在点时，运动员受力平衡 B．从点到点的过程中，运动员的重力势能一直减小 C．从点到点的过程中，蹦床的弹性势能一直减小 D．从点到点的过程中，在点处运动员的动能最大 14．如图所示， 甲、乙两个形状相同的容器都盛有部分水， 将两块完全相同的木块放入两容器， 这时两容器中的水面恰好相平，现在将两木块由图示位置匀速向下压到容器底部， 则对木块做功多的是（　　） A．乙 B．甲 C．一样多 D．无法确定 15．如图所示，原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧，当其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J。则木块最终静止的位置一定不可能位于 （选填“B”、“C”、“D”）点，整个过程中木块速度最大时其左端可能位于 （选填“B”、“C”、“D”）点。 16．如图甲是蹦极运动过程示意图，小文同学从O点开始下落，OA长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，C点是下落到达的最低点。小文画出了蹦极过程中自己的动能和弹性绳的弹性势能变化情况如图乙（不计空气阻力）。 (1)AB阶段小文受到弹性绳的拉力F和自身重力G的大小关系是F （填“大于”“等于”或“小于”）G； (2)图像中a曲线表示 能的变化情况； 17．一个物体在一个恒定的拉力F的作用下会做匀加速直线运动，从静止开始做匀加速直线运动的物体，经过一段时间t后，在其他条件一定时，速度v与时间t的关系图象如下图，探究速度v与拉力F、时间m的关系，得到表格中的数据 拉力F/N 0.2 0.2 0.6 质量m/kg 1 2 3 速度v/m/s 2 1 2 (1)速度v与拉力F、质量m、时间t之间的关系的表达式为：v＝k ，其中k＝ 。 (2)运动的物体具有动能，动能用字母Ek表示，动能大小与物体的质量和物体的速度的关系可以用公式Ek＝mv2表示，一个质量为m的物体，在一个恒定的拉力F的作用下，在一定时间内增大的动能等于拉力在这段时间内对物体做的功。 请推导：一个质量为m的物体，在一个恒定的拉力F的作用下，从静止开始运动，当通过的路程为s时，所用的时间 。 链接中考 18．（2025·江苏盐城·中考真题）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 19．（2025·广西·中考真题）如图所示，驮着货物匀速上山过程中的智能机器狗（　　） A．动能增大 B．动能减小 C．重力势能增大 D．重力势能减小 20．（2025·四川乐山·中考真题）为响应国家“每日体育锻炼时间不低于两小时”的要求，某校组织学生远足爬山，开展户外运动。爬山区域等高线如图所示，不考虑重力变化，队伍重力势能最大的位置是（　　） A．A处 B．B处 C．C处 D．D处 21．（2025·江苏南通·中考真题）飞行的子弹因为速度大而具有较大的动能。下列四次实验中，对比哪两次实验能说明其道理（　　） A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 22．（2025·江苏南京·中考真题）在“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”的两个实验中，都出现如图所示的情景。在提供图中器材的基础上，有以下判断： ①添加一条棉布和一块玻璃板，可完成“探究阻力对物体运动的影响”实验 ②添加一个木块和若干砝码，可完成“探究动能大小与哪些因素有关”实验 ③要完成上述两个实验，每次小车都需要从同一斜面同一位置由静止释放 ④两个实验都需要在实验基础上通过科学推理得出结论 其中正确的是（　　） A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 新题快递 23．（2025·湖北武汉·模拟预测）我国某科技企业发布了一款运载无人机，适用于山地、岸基、乡村运输场景及各类应急场景下的物资运输，如图为正在运输货物的运载无人机，下列说法正确的是（    ） A．无人机在某一高度悬停时，无人机所受的重力和浮力大小相等 B．无人机水平匀速飞行时，货物所受的合力为零 C．无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小 D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大 24．（2025·河南周口·三模）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 25．（2025·广东广州·二模）如图甲，大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上做直线运动。此过程M、N的动能随时间变化的关系如图乙所示。用mM和mN、fM和fN、vM和vN分别表示M、N的质量、所受的摩擦力和运动速度的大小，下列判断一定正确的是（　　） A． B． C．M所在的地面更粗糙 D．fM＝fN 26．（2025·广东佛山·模拟预测）跳水运动员站在跳板上静止时，跳板具有 （选填“动能”或“弹性势能”）；运动员离开跳板后上升的过程中，重力势能 （选填“变大”“变小”或“不变”），当运动员上升到最高点时，处于 状态（选填“平衡”或“非平衡”）。 27．（2025·贵州遵义·三模）某兴趣组在观看交通安全宣传视频时，看到一辆高速行驶的卡车与前方一辆急停的轿车相撞，两车还粘在一起向前运动了一段距离，造成多车追尾事故。一动一静的两车相撞后粘在一起运动的距离长短与哪些因素有关呢？关于这个问题，他提出了以下猜想： Ⅰ．可能与运动车辆的速度大小有关； Ⅱ．可能与静止车辆的质量大小有关。 他们利用斜面、足够长的粗糙平面、橡皮泥、小车（代替运动车辆）和砝码若干，按照如图装置进行实验。实验中始终保持乙车起始位置不变，请回答下列问题： (1)在探究猜想Ⅰ时，可以通过 方式改变甲车到达水平面时的速度； (2)多次实验后，水平面上留下了多个滑行距离的标记，无法区分哪次实验与哪个标记对应。为了避免这个问题，实验时可以采取的方法是 ； (3)通过实验发现，静止车辆质量一定时，运动车辆速度越大，两车滑行距离越远。通过实验，发现甲车滑行距离越远，更容易再次和前车相撞。请你针对高速路上的行车安全提一条交通警示语： ； (4)在探究猜想Ⅱ时，小明保持甲小车撞击时速度不变，逐渐减小平面小车质量来多次实验，此时发现两车一起滑行的距离越来越远。于是他进一步推理得出：当运动车辆速度一定时，若静止车辆质量为0，运动车辆滑行距离将无限远。你认为他的结论正确吗？ ，理由是 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $