12.1 动能与势能（举一反三讲义）物理教科版八年级下册

本初中物理讲义聚焦动能与势能核心知识点，系统梳理动能（概念、与质量和速度关系）、重力势能（概念、与质量和高度关系）、弹性势能（概念、与形变程度关系），通过概念定义、实验探究、典例变式构建从基础到应用的学习支架。 该资料以科学探究为特色，动能实验用控制变量法和转换法（木块移动距离反映动能大小），重力势能实验通过沙坑深度体现势能，培养科学思维与探究能力。含思维导图梳理知识，巩固训练结合动车启动、铅球比赛等实例，课中辅助实验教学，课后助力学生查漏补缺，强化能量观念。

第1节 动能与势能 目录 【思维导图】 1 【知识梳理】 1 知识点1：动能 1 知识点2：重力势能 4 知识点3：弹性势能 7 【巩固训练】 10 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：动能 1． 动能的概念 动能：物体由于运动而具有的能量 一切运动的物体都具有动能，例如，奔跑的小狗、飞驰的赛车、流动的水等。 2． 探究影响动能大小的因素 猜想与假设 1.铅球初速度越快，掷得越远，猜想动能可能与物体的运动速度有关 2.同样速度的小轿车和货车，货车刹停需要的时间更长、距离更远，猜想动能大小与物体的质量有关 设计实验 实验方法：控制变量法、转换法。 ①控制变量法：控制质量相同来探究动能与速度的关系；控制速度相同来探究动能与质量的关系 ②转换法：动能不能直接测量，我们根据被撞击木块运动距离的远近来反映钢球动能的大小。 木块被推得越远，说明钢球的动能越大。 实验步骤 ①让质量不同的钢球从斜面的同一高度处由静止开始滚下，滚下后推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近。 ②让同一钢球从斜面的不同的高度处由静止开始滚下，滚下后推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近。 实验结论 质量相同的物体，速度越大，动能越大 速度相同的物体，质量越大，动能也越大 【典例1】下列物体中不具有动能的是（    ） A．在水平公路上行驶的汽车 B．载人上升的电梯 C．拉着车前进的马 D．悬挂在天花板上的吊灯 【答案】D 【详解】A．在水平公路上行驶的汽车，由于运动，而具有动能，故A不符合题意； B．载人上升的电梯，由于运动，而具有动能，故B不符合题意； C．拉着车前进的马，由于运动，而具有动能，故C不符合题意； D．悬挂在天花板上的吊灯，由于没有运动，所以动能为0，故D符合题意。 故选D。 【变式1】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。 【变式2】如图所示，“和谐号”动车在水平站台上加速启动的过程中，它的（　　） A．质量变大 B．动能变大 C．摩擦力变大 D．惯性变大 【答案】B 【详解】A．“和谐号” 动车在水平站台上加速启动的过程中，其所含物质的多少不变，所以质量不变，故A不符合题意； B．动车加速启动，速度增大，质量不变，动能变大，故B符合题意； C．动车在水平站台上加速启动，对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，故C不符合题意； D．因为质量不变，而惯性大小只与质量有关，所以惯性不变，故D不符合题意。 故选B。 【变式3】如图所示是“研究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置。下列说法正确的是（　　） A．水平面越光滑越好 B．木块被撞的远近反映了钢球动能的大小 C．改变钢球在斜面上滚下时高度，是为了研究物体的动能跟高度的关系 D．用不同质量的小球进行实验得到的结论可以解释为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制 【答案】B 【详解】AB．本实验的研究对象是钢球，实验研究的是钢球的动能大小；根据转换法，通过比较物块在同一水平面上被撞击的距离来比较钢球到达水平面时动能的大小，若水平面越光滑，物块的距离越长，不易操作，故A错误，B正确； C．改变钢球在斜面上滚下时高度，钢球到达斜面底端的速度不同，钢球的质量不变，是为了探究动能与速度的关系，故C错误； D．用不同质量的钢球进行实验得到的结论可以解释为什么要对机动车的最高质量进行限制，而不是速度进行限制，故D错误。 故选B。 知识点2：重力势能 1. 重力势能的概念 受到重力的物体被举高而具有的能量叫做重力势能。 2. 影响重力势能大小的因素 猜想与假设 势能大小可能与质量和高度有关 设计进行实验 实验方法：控制变量法、转换法。 1．在一个铝盘中放入约2 厘米厚的细沙； 2．取出大小不同的金属小球。 3．将一根米尺竖直立在细沙上，把金属小球拿到某一高度自由释放，如右图所示, 记录这一高度。 4．把金属小球从沙中拿出，观察被金属小球所撞出的沙坑深度和大小，并将结果记录下来。 5．抹平盘中的沙，分别从不同的高度自由释放同一个金属小球，观察被金属小球所撞出的沙坑深度和大小，并将结果记录下来。 6．抹平盘中的沙，分别从相同的高度自由释放不同质量的金属小球观察被金属小球所撞出的沙坑深度和大小，并将结果记录下来。 7．比较观察结果，被金属小球所撞出的沙坑深度和大小跟金属小球的质量和下落的高度有什么关系？ 实验步骤 实验 物体 物体质量 高度 凹陷深度 势能 1 重球 大 相同 深 大 轻球 小 浅 小 2 重球 相同 高 深 大 重球 低 浅 小 实验结论 实验结论：质量相同的物体，高度越大，重力势能越大 高度相同的物体，质量越大，重力势能也越大 【典例1】如图所示，屹立在仙游菜溪岩上的“心动石”，让人感觉很危险，原因是它具有较大的（　　） A．质量 B．重力势能 C．动能 D．体积 【答案】B 【详解】由于静止的“心动石”处于一定的高度，具有较大的重力势能，容易落下来对外界做功从而造成危害，所以会给人以危险的感觉，A、C、D选项均不符合题意，故B正确。 故选B。 【变式1】高程指某点沿竖直方向到基面的距离。第7段的高程信息如图所示，则徒步者重力势能最大时，位于（　　） A．紫涧园 B．极目阁观景点 C．红花岭观景点 D．梅林水库绿道涂鸦墙 【答案】B 【详解】由图可知，极目阁观景点的高度最大，徒步者的质量不变，所以徒步者在极目阁观景点时，重力势能最大，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式2】在2021年东京奥运会铅球比赛中，我国选手巩立姣勇夺冠军。如图是比赛时，巩立姣掷出的铅球运动的情景，则铅球在图中哪个位置时重力势能最小（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样 【答案】C 【详解】物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫重力势能，重力势能大小与质量和高度有关，由图中可知，c点的位置最低，所以c点的重力势能最小，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式3】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所示。可知A、B、C三个金属小球中 球释放前重力势能最小；若A和B球质量相等，则刚开始落下时 球的高度要低些（选填“A”、“B”或“C”）。 【答案】 B B 【详解】[1]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，则小球陷入沙盘中越深，反之小球陷入沙盘中越浅。图中金属小球B陷入沙盘中的深度最小，说明金属小球B的重力势能最小。 [2]重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越小，重力势能越大。若A和B球质量相等，陷入沙盘中越浅，说明小球下落的高度越低，图中金属小球B陷入沙盘中的深度最小，所以金属小球B球的高度要低些。 知识点3：弹性势能 1. 弹性势能概念 物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 物体受到外力作用而发生的形状变化，叫做形变，如果外力撤消，物体能恢复原状，这种形变叫做弹性形变。 如：拉长的弹簧，弯曲的钢锯条等。 2. 弹性势能大小与哪些因素有关 射箭运动员把弓拉弯的过程中，给弓储存了能量。当这些物体恢复原状时也会释放出能量。 张开的弓具有弹性势能，弓发生的形变越大箭射的越远，它具有的弹性势能就越大。 球拍击打网球时，网球拍发生变形，具有弹性势能，从而储存了能量。当这些物体恢复原状时会释放出能量。 越用力，网球拍发生形变就越大，网球就会飞得越远，它具有的弹性势能就越大。 【典例1】下列物体具有弹性势能的是（　　） A．放在桌面上实验用的一根弹簧 B．水平公路上行驶的汽车 C．钟表（机械钟）内卷紧的发条 D．上实验课用的橡皮泥 【答案】C 【详解】A．放在桌面上实验用的一根弹簧，没有说明弹簧是否发生弹性形变，不能确定其有弹性势能，故A不符合题意； B．在水平公路上行驶的汽车并没有发生弹性形变，不具有弹性势能，故B不符合题意； C．机械钟表内的发条被卷紧后，其发生了弹性形变，其具有弹性势能，故C符合题意； D．上实验课用的橡皮泥所发生的形变是非弹性形变，其不具有弹性势能，故D不符合题意。 故选C。 【变式1】下列物体中，一定具有弹性势能的是（　　） A．空中飞行的篮球 B．跳高用的撑竿 C．射箭用的弓 D．压扁变形的气球 【答案】D 【详解】物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。 A．空中飞行的篮球没有发生弹性形变，所以不具有弹性势能，故A不符合题意； B．撑杆跳高的撑杆在没有发生弹性形变时，不具有弹性势能，故B不符合题意； C．射箭用的弓在没有发生弹性形变时，不具有弹性势能，故C不符合题意； D．被压扁的气球发生了弹性形变，根据弹性势能的定义，所以该物体具有弹性势能，故D符合题意。 故选D。 【变式2】下列情境没有利用弹性势能的是（　　） A．跳板跳水 B．撑杆跳高 C．雨滴下落 D．拉弓射箭 【答案】C 【详解】A．跳板跳水时，跳板发生了弹性形变，则跳板具有弹性势能，该情境中利用了弹性势能，故A不符合题意； B．撑杆跳高时，撑杆发生了弹性形变，则撑杆具有弹性势能，该情境中利用了弹性势能，故B不符合题意； C．雨滴下落时，雨滴没有发生弹性形变，不具有弹性势能，故C符合题意； D．拉弓射箭时，弓发生了弹性形变，则弓具有弹性势能，该情境中利用了弹性势能，故D不符合题意。 故选C。 【变式3】射箭运动中，弓被拉弯时具有 能。拉弓时，弓的形变程度越 （选填“大”或“小”），箭射出时的 能越大。 【答案】 弹性势 大 动 【详解】[1]物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。弓被拉弯时，弓的形状发生了弹性形变（撤去外力后能恢复原状），因此具有弹性势能。 [2]弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关：在弹性限度内，形变程度越大，弹性势能越大。拉弓时，弓的形变程度越大，储存的弹性势能就越多。 [3]箭射出时，弓的弹性形变逐渐恢复，储存的弹性势能会转化为箭的动能（物体由于运动而具有的能量）。由于形变程度大时弹性势能更多，转化出的动能也更大，箭的运动速度会更快。 【巩固训练】 1. 发生汽车碰撞事故时，事故的严重程度与下列哪个因素无关（  ） A．载重大小 B．车速大小 C．是否系安全带 D．是否安装行车记录仪 【答案】D 【详解】AB．事故的严重程度和汽车的动能有关，动能的大小受到汽车质量和行驶的速度的影响，故载重大小和速度大小都会影响事故的严重程度，故AB不符合题意； C．安全带可以在发生碰撞时防止人由于惯性继续向前运动而撞到车身造成伤害，可以减轻事故的严重程度，故C不符合题意； D．行车记录仪无法减轻事故的严重程度，只能起到记录事故现象的作用，故D符合题意。 故选D。 2．人们修筑拦河坝来提高上游的水位，提高了水的（　　） A．动能 B．重力势能 C．弹性势能 D．以上都有 【答案】B 【详解】当在上游拦河筑坝提高水位时，相同体积的水的质量相同，水的流速变小，所以水的动能变小；水的形变程度不变，所以水的弹性势能不变；而水被举高了，其高度增加，所以水的重力势能增加，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选 B。 3．篮球被小明投出去后的运动轨迹如图所示，篮球在最高点处（   ） A．速度为零 B．动能为零 C．处于平衡状态 D．重力势能最大 【答案】D 【详解】AB．在最高点时，竖直方向的速度减为零，篮球还存在水平方向的速度，故速度和动能均不为零，故AB错误； C．在最高点对篮球受力分析可知，篮球还受到竖直向下的重力作用，不能保持静止状态或匀速直线运动状态，故篮球不处于平衡状态，故C错误； D．物体的重力势能与物体的质量和被举高的高度有关，在整个过程中篮球的质量不变，最高点处被举高的高度最高，故篮球的重力势能最大，故D正确。 故选D。 4．如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（　　） A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小 C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小 【答案】C 【详解】舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中，质量不变，速度和高度都变大，所以其动能和重力势能都增大，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 5．将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压，放手后笔会向上弹起一定高度。下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（　　） A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小 B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大 C．笔向上弹起的过程中，笔的动能一直增大 D．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大 【答案】D 【详解】A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性形变程度变大，故其具有的弹性势能变大，故A错误； B．由于重力势能与质量、高度有关，所以向下按笔的过程中，笔的高度减小，故其重力势能减小，故B错误； C．笔向上弹起的过程中，笔的质量不变，速度先增大后减小，故笔的动能先增大后减小，故C错误； D．笔向上弹起的过程中，笔的质量不变，高度增加，故笔的重力势能增大，故D正确。 故选D。 6．如图所示，在“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中（m1=m2<m3），下列说法错误的是（　　） A．实验中木桩下陷的深度越深，则物体的重力势能越大 B．本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法 C．选择b、c两图可比较物体的重力势能大小与质量的关系 D．比较a、b两图可知：质量一定时，物体被举的越高，重力势能越大 【答案】C 【详解】A．木桩下陷的深度可以视作物体重力势能对木桩所做功的直接反映。在同一次释放中，若下陷越深，说明重力势能越大，故A正确，不符合题意； B．本实验先“只改变质量、控制高度不变”或“只改变高度、控制质量不变”来比较木桩下陷的深度，这体现了控制变量法；再利用“重力势能转化为对木桩做功的效果”来间接测量重力势能大小，这属于转换法，故B正确，不符合题意； C．由图可知，b、c两图中物体的高度并不相同，无法仅比较“质量不同”对重力势能的影响；若要比较质量对重力势能的影响，应保证高度相同，故C错误，符合题意； D．比较a、b两图时，质量相同，高度不同，高度越高，木桩下陷的越深，说明：在质量一定时，物体被举得越高，重力势能越大，故D正确，不符合题意。 故选C。 7．科技的发展使农业机械化水平越来越高，如图所示，这是一架飞机在水平方向匀速直线飞行给小麦喷洒农药时的情景。喷洒农药的过程中，飞机的动能 （增大/减小/不变），重力势能 （增大/减小/不变）。 【答案】 减小 减小 【详解】[1][2]匀速飞行的飞机喷洒农药的过程中，其速度不变，但质量变小，所以其动能变小；同时其高度不变，质量减小，故其重力势能变小。 8．2024年4月25日，中国长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心载人航天发射场点火起飞，将神舟十八号载人飞船发射升空。飞船在加速上升的时间内，它的动能 （选填“增加”，“减少”或“不变”），重力势能 （选填“增加”，“减少”或“不变”） 【答案】 增加 增加 【详解】[1]动能的大小与物体的质量和速度有关，在火箭推动飞船加速升空的过程中，飞船的质量不变，速度增大，飞船的动能增加。 [2]重力势能的大小与物体的质量和高度有关，在火箭推动飞船加速升空的过程中，飞船的质量不变，高度增加，飞船的重力势能增加。 9．以下过程忽略空气作用力。如图1物体从A点水平飞出，先碰B点，再至C点，后沿水平面滑到F点。图2是物体从离开A点到碰到B点前后能量数据，碰撞B点过程损失的机械能为 J。 【答案】80 【详解】由图2知，碰撞前的机械能为 碰撞后的机械能为 碰撞B点过程损失的机械能为 10．我国最先进的运20空中加油机（图）正在给匀速水平飞行的战斗机加油。加油机同时以大小相同的速度保持匀速水平飞行的目的是保持 ，在加油的过程中，战斗机的动能 ，加油机重力势能 。（以上两空选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】 相对静止 增大 减小 【详解】[1]加油过程中加油机、受油的战斗机沿同一方向以相同的速度水平飞行，若以受油的战斗机为参照物，加油机的位置没有改变，所以加油机与受油的战斗机是相对静止的。 [2][3]在相对静止的加油过程中，接受油的战斗机的速度不变，质量增大，所以战斗机的动能增大；加油机的质量减小，高度不变，重力势能减小。 11．“为了您和他人的生命安全，请谨慎驾驶”，如图所示，虽然汽车B采取了紧急刹车措施，但是从能的角度看，由于汽车B的速度大， 大，汽车B由于 向前运动了较长一段距离，撞到汽车A，致使两车都发生严重的变形。 【答案】 动能 惯性 【详解】[1]从能的角度看，由于物体的动能与物体的质量和速度有关，且在质量一定的情况下，速度越快，动能越大，汽车B的速度快，其动能大。 [2]由于汽车B具有惯性，要保持原来的运动状态，即使司机踩了刹车，汽车B仍然会向前移动一段距离。 12．如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。 (1)该实验中所探究物体的动能是指小球A在 （选填“斜面上时”、“即将撞击木块时”、“撞击木块后”）的动能；该实验通过小球推动木块移动的 体现动能的大小； (2)实验过程中，发现同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被A推得越远，可以得出结论物体质量一定， 越大，动能越大；若要研究物体动能与质量的关系，则需不同质量的物体从斜面 （选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下； (3)有同学用图乙装置来探究物体动能大小与哪些因素有关的实验，设计了以下二个实验方案： 方案一：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度，静止释放，推动相同位置的同一木块，此过程探究了动能与物体的速度有关； 方案二：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度，静止释放，推动相同位置的同一木块， （选填“能”、“不能”）探究动能与质量的关系，原因是该过程 。 【答案】(1) 即将撞击木块时 距离 (2) 速度 相同 (3) 不能 见解析 【详解】（1）[1]实验中让小球A从斜面自由滑下撞击在水平面上的木块，所探究物体的动能是指小球A在即将撞击木块时的动能。 [2]根据转换法，该实验通过小球推动木块移动的距离体现动能的大小，木块移动的距离越远，说明小球动能越大。 （2）[1]实验过程中，发现同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，到达水平面的速度越大，物体B被A推得越远，可以得出结论物体质量一定，速度越大，动能越大。 [2]若要研究物体动能与质量的关系，根据控制变量法，应控制物体的速度相同，改变质量，则需不同质量的物体从斜面相同高度由静止滚下。 （3）[1][2]若用质量不同的钢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，转化成的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验的。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 动能与势能 目录 【思维导图】 1 【知识梳理】 1 知识点1：动能 1 知识点2：重力势能 3 知识点3：弹性势能 5 【巩固训练】 7 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：动能 1． 动能的概念 动能：物体由于运动而具有的能量 一切运动的物体都具有动能，例如，奔跑的小狗、飞驰的赛车、流动的水等。 2． 探究影响动能大小的因素 猜想与假设 1.铅球初速度越快，掷得越远，猜想动能可能与物体的运动速度有关 2.同样速度的小轿车和货车，货车刹停需要的时间更长、距离更远，猜想动能大小与物体的质量有关 设计实验 实验方法：控制变量法、转换法。 ①控制变量法：控制质量相同来探究动能与速度的关系；控制速度相同来探究动能与质量的关系 ②转换法：动能不能直接测量，我们根据被撞击木块运动距离的远近来反映钢球动能的大小。 木块被推得越远，说明钢球的动能越大。 实验步骤 ①让质量不同的钢球从斜面的同一高度处由静止开始滚下，滚下后推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近。 ②让同一钢球从斜面的不同的高度处由静止开始滚下，滚下后推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近。 实验结论 质量相同的物体，速度越大，动能越大 速度相同的物体，质量越大，动能也越大 【典例1】下列物体中不具有动能的是（    ） A．在水平公路上行驶的汽车 B．载人上升的电梯 C．拉着车前进的马 D．悬挂在天花板上的吊灯 【变式1】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 【变式2】如图所示，“和谐号”动车在水平站台上加速启动的过程中，它的（　　） A．质量变大 B．动能变大 C．摩擦力变大 D．惯性变大 【变式3】如图所示是“研究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置。下列说法正确的是（　　） A．水平面越光滑越好 B．木块被撞的远近反映了钢球动能的大小 C．改变钢球在斜面上滚下时高度，是为了研究物体的动能跟高度的关系 D．用不同质量的小球进行实验得到的结论可以解释为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制 知识点2：重力势能 1. 重力势能的概念 受到重力的物体被举高而具有的能量叫做重力势能。 2. 影响重力势能大小的因素 猜想与假设 势能大小可能与质量和高度有关 设计进行实验 实验方法：控制变量法、转换法。 1．在一个铝盘中放入约2 厘米厚的细沙； 2．取出大小不同的金属小球。 3．将一根米尺竖直立在细沙上，把金属小球拿到某一高度自由释放，如右图所示, 记录这一高度。 4．把金属小球从沙中拿出，观察被金属小球所撞出的沙坑深度和大小，并将结果记录下来。 5．抹平盘中的沙，分别从不同的高度自由释放同一个金属小球，观察被金属小球所撞出的沙坑深度和大小，并将结果记录下来。 6．抹平盘中的沙，分别从相同的高度自由释放不同质量的金属小球观察被金属小球所撞出的沙坑深度和大小，并将结果记录下来。 7．比较观察结果，被金属小球所撞出的沙坑深度和大小跟金属小球的质量和下落的高度有什么关系？ 实验步骤 实验 物体 物体质量 高度 凹陷深度 势能 1 重球 大 相同 深 大 轻球 小 浅 小 2 重球 相同 高 深 大 重球 低 浅 小 实验结论 实验结论：质量相同的物体，高度越大，重力势能越大 高度相同的物体，质量越大，重力势能也越大 【典例1】如图所示，屹立在仙游菜溪岩上的“心动石”，让人感觉很危险，原因是它具有较大的（　　） A．质量 B．重力势能 C．动能 D．体积 【变式1】高程指某点沿竖直方向到基面的距离。第7段的高程信息如图所示，则徒步者重力势能最大时，位于（　　） A．紫涧园 B．极目阁观景点 C．红花岭观景点 D．梅林水库绿道涂鸦墙 【变式2】在2021年东京奥运会铅球比赛中，我国选手巩立姣勇夺冠军。如图是比赛时，巩立姣掷出的铅球运动的情景，则铅球在图中哪个位置时重力势能最小（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样 【变式3】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所示。可知A、B、C三个金属小球中 球释放前重力势能最小；若A和B球质量相等，则刚开始落下时 球的高度要低些（选填“A”、“B”或“C”）。 知识点3：弹性势能 1. 弹性势能概念 物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 物体受到外力作用而发生的形状变化，叫做形变，如果外力撤消，物体能恢复原状，这种形变叫做弹性形变。 如：拉长的弹簧，弯曲的钢锯条等。 2. 弹性势能大小与哪些因素有关 射箭运动员把弓拉弯的过程中，给弓储存了能量。当这些物体恢复原状时也会释放出能量。 张开的弓具有弹性势能，弓发生的形变越大箭射的越远，它具有的弹性势能就越大。 球拍击打网球时，网球拍发生变形，具有弹性势能，从而储存了能量。当这些物体恢复原状时会释放出能量。 越用力，网球拍发生形变就越大，网球就会飞得越远，它具有的弹性势能就越大。 【典例1】下列物体具有弹性势能的是（　　） A．放在桌面上实验用的一根弹簧 B．水平公路上行驶的汽车 C．钟表（机械钟）内卷紧的发条 D．上实验课用的橡皮泥 【变式1】下列物体中，一定具有弹性势能的是（　　） A．空中飞行的篮球 B．跳高用的撑竿 C．射箭用的弓 D．压扁变形的气球 【变式2】下列情境没有利用弹性势能的是（　　） A．跳板跳水 B．撑杆跳高 C．雨滴下落 D．拉弓射箭 【变式3】射箭运动中，弓被拉弯时具有 能。拉弓时，弓的形变程度越 （选填“大”或“小”），箭射出时的 能越大。 【巩固训练】 1. 发生汽车碰撞事故时，事故的严重程度与下列哪个因素无关（  ） A．载重大小 B．车速大小 C．是否系安全带 D．是否安装行车记录仪 2．人们修筑拦河坝来提高上游的水位，提高了水的（　　） A．动能 B．重力势能 C．弹性势能 D．以上都有 3．篮球被小明投出去后的运动轨迹如图所示，篮球在最高点处（   ） A．速度为零 B．动能为零 C．处于平衡状态 D．重力势能最大 4．如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（　　） A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小 C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小 5．将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压，放手后笔会向上弹起一定高度。下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（　　） A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小 B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大 C．笔向上弹起的过程中，笔的动能一直增大 D．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大 6．如图所示，在“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中（m1=m2<m3），下列说法错误的是（　　） A．实验中木桩下陷的深度越深，则物体的重力势能越大 B．本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法 C．选择b、c两图可比较物体的重力势能大小与质量的关系 D．比较a、b两图可知：质量一定时，物体被举的越高，重力势能越大 7．科技的发展使农业机械化水平越来越高，如图所示，这是一架飞机在水平方向匀速直线飞行给小麦喷洒农药时的情景。喷洒农药的过程中，飞机的动能 （增大/减小/不变），重力势能 （增大/减小/不变）。 8．2024年4月25日，中国长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心载人航天发射场点火起飞，将神舟十八号载人飞船发射升空。飞船在加速上升的时间内，它的动能 （选填“增加”，“减少”或“不变”），重力势能 （选填“增加”，“减少”或“不变”） 9．以下过程忽略空气作用力。如图1物体从A点水平飞出，先碰B点，再至C点，后沿水平面滑到F点。图2是物体从离开A点到碰到B点前后能量数据，碰撞B点过程损失的机械能为 J。 10．我国最先进的运20空中加油机（图）正在给匀速水平飞行的战斗机加油。加油机同时以大小相同的速度保持匀速水平飞行的目的是保持 ，在加油的过程中，战斗机的动能 ，加油机重力势能 。（以上两空选填“增大”“减小”或“不变”） 11．“为了您和他人的生命安全，请谨慎驾驶”，如图所示，虽然汽车B采取了紧急刹车措施，但是从能的角度看，由于汽车B的速度大， 大，汽车B由于 向前运动了较长一段距离，撞到汽车A，致使两车都发生严重的变形。 12．如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。 (1)该实验中所探究物体的动能是指小球A在 （选填“斜面上时”、“即将撞击木块时”、“撞击木块后”）的动能；该实验通过小球推动木块移动的 体现动能的大小； (2)实验过程中，发现同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被A推得越远，可以得出结论物体质量一定， 越大，动能越大；若要研究物体动能与质量的关系，则需不同质量的物体从斜面 （选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下； (3)有同学用图乙装置来探究物体动能大小与哪些因素有关的实验，设计了以下二个实验方案： 方案一：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度，静止释放，推动相同位置的同一木块，此过程探究了动能与物体的速度有关； 方案二：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度，静止释放，推动相同位置的同一木块， （选填“能”、“不能”）探究动能与质量的关系，原因是该过程 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $