10.3 动能和势能 讲义--2025-2026学年沪科版物理八年级全一册

本讲义聚焦动能、重力势能、弹性势能的概念界定、影响因素及转化规律，以能的概念为起点，通过实验探究动能（质量、速度）、重力势能（质量、高度）、弹性势能（弹性形变程度）的影响因素，构建机械能认知框架，形成从概念理解到实验验证再到实际应用的学习支架。 该资料突出科学探究与物理观念培养，实验设计运用控制变量法（如动能实验中改变小球质量和高度）和转换法（通过木块移动距离判断动能大小），结合“夸父二号”“天宫课堂”等科技实例深化能量观念。课中实验活动提升学生观察与推理能力，课后分层作业（知识清单、强化训练）助力巩固知识，适合教师教学与学生查漏补缺。

2025-2026学年沪科版八年级物理 《第十章功与机械能第三节动能和势能》精品讲义 ( 一．学习 目标 1.理解动能、重力势能、弹性势能的概念，能准确区分生活中的不同势能类型。 2.掌握影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素，能运用控制变量法分析相关现象。 3.能结合实例解释动能和势能的转化，初步建立机械能的整体认知。 4.通过实验探究，提升观察能力、数据分析能力和归纳推理能力。 ) ( 二．重点难点 （一）重点 1.动能、重力势能、弹性势能的概念界定。 2.影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素探究过程与结论。 （二）难点 1.控制变量法在探究影响势能大小因素实验中的灵活运用。 2.结合具体情境分析动能与势能的转化规律。 ) 三．课前预习 1.物体由于________而具有的能，叫做动能。 【答案】：运动 2.影响动能大小的因素是物体的________和________，在速度相同时，物体的质量越大，动能越________；在质量相同时，物体的速度越大，动能越________。 【答案】：质量；速度；大；大 3.物体由于受到重力并处在一定________而具有的能，叫做重力势能。 【答案】：高度 4.影响重力势能大小的因素是物体的________和________，在质量相同时，物体的高度越高，重力势能越________；在高度相同时，物体的质量越大，重力势能越________。 【答案】：质量；高度；大；大 5.物体由于发生________而具有的能，叫做弹性势能。 【答案】：弹性形变 6.弹性势能的大小与物体发生弹性形变的________有关，形变程度越大，弹性势能越________。 【答案】：程度；大 四．课堂探秘 探究一：什么是能？ 流动的空气可推动帆船前进而做功，高处的桩锤下落可冲击桩头而做功，张开的弓可使箭射出而做功。 1.能的概念 （1）概念：物理学中，如果一个物体能够对其他物体做功，我们就说这个物体具有能量(energy)，简称能。 （2）能的单位是焦耳（J），与功的单位相同，这是因为能的大小可以用物体能够做功的多少来衡量。 2.对能的理解 （1）能的本质是“做功的本领”：能不是功，而是物体具有的一种属性。一个物体具有能，说明它有能力对外做功，不一定正在做功。 例：静止在高处的花盆，没有对外做功，但它具有重力势能，一旦下落就能对地面做功。 （2）能的大小判断依据：物体能够做的功越多，具有的能就越大。 例：速度更快的汽车，能推动障碍物移动更远的距离，说明它的动能更大。 （3）能的形式具有多样性：本节课学习的动能、重力势能、弹性势能属于机械能，除此之外，能还有内能、电能、化学能等多种形式，不同形式的能之间可以相互转化。 （4）能的普遍性：一切物体都具有能，只是形式和大小不同。运动的物体有动能，被举高的物体有重力势能，发生弹性形变的物体有弹性势能，静止在地面的物体也具有其他形式的能。 3.功与能的关系 （1）能：物体具有的做功本领，是状态量，描述物体的状态 ； （2）功：物体对外做功的过程，是过程量，描述能量转化的多少 。 简单来说：能是“拥有的本领”，功是“施展本领的过程”，做功的过程一定伴随着能量的转化或转移，能量转化的多少可以用功的大小来量度。外力对物体做功，物体的动能可能增加；物体对外做功，动能可能减小，做功的过程就是动能与其他形式能相互转化的过程。 探究二：动能的大小与哪些因素有关 物体由于运动而具有的能，叫做动能。动能的单位与能、功的单位一致，为焦耳（J），一切运动的物体都具有动能。 动能的存在条件：物体必须处于运动状态，速度为0的物体（静止），动能一定为0；只要物体有速度，就一定具有动能，与运动方向无关。 例：行驶的汽车、飞行的小鸟、流动的河水，都因运动具有动能；静止在路面的汽车，动能为0。 【实验】探究影响动能大小的因素 （1）实验目的：探究物体的动能大小因素 （2）实验器材：木板 长方形木块 质量不同的小球 （3）实验原理：观察木块在木板上移动的距离，如木块移动的越远，表示木块做的功越多，说明小车的动能越大； （4）实验方法：控制变量法、转换法 （5）实验步骤 ①将木板的一端垫高，组成一个斜面； ②让同一小球小球在斜面的不同高度滚下，推动木块在木板上前进，观察木块在木板上移动的距离。（做三次） ③换做不同小球在斜面的同一高度滚下，推动木块在木板上前进，观察木板在木板上移动的距离。（做三次） （6）实验现象 ①同一小球在斜面越高的地方滚下，木块被推的越远； ②质量不同的小球，在同一高度滚下，质量越大的小车，把木块被推的越远 （7）实验结论：动能与物体的质量和物体运动的速度有关 ①质量相同的物体，运动速度越大，动能越大； ②运动速度相同的物体，质量越大，动能越大； （8）理解 ①如何判断动能大小：观察木块被推动的距离； ②使质量不同的钢球从同一高度静止释放的目的：保证小球到达斜面底端具有相同的初速度； ③如何改变钢球速度：改变小球释放时的高度； ④分析归纳：保持钢球质量不变时结论：小球质量一定时，速度越快，则小球的动能越大；保持钢球速度不变时结论： 小球速度一定时，质量越大，则小球的动能越大； ⑤斜面的作用：使小球获得初速度。 ⑥木块最终停下来的原因：木块受到了斜面给它的摩擦阻力。 ⑦超载、超速问题判断：超载是因为质量越大，惯性越大，故不容易停下来；超速是因为速度越快，动能越大，所以不容易停下来。 探究三：什么是势能 势能是机械能的重要组成部分，并非单一形式，主要分为重力势能和弹性势能两类，二者都是物体因所处的特殊状态而具有的能，单位均为焦耳（J）。 （一）重力势能 1.定义：物体由于受到重力并被举高而具有的能，叫做重力势能。 2. 理解 （1）存在条件：一是物体受重力作用（地球上的物体均满足）；二是物体被举高（相对于选定的参考面，如地面），物体在参考面处的重力势能为0。 （2）相对性：重力势能的大小与参考面的选择有关，同一物体选不同参考面，高度不同，重力势能大小也不同，但重力势能的变化量与参考面无关。 （3）状态性：只要物体的质量和高度不变，重力势能就保持不变，与物体的运动状态（静止或运动）无关。 3.重力势能的大小与哪些因素有关 （1）提出问题：被举高的物体具有重力势能，重力势能的大小与什么因素有关？ （2）猜想与假设 猜想1：重力势能的大小可能与物体的质量有关； 猜想2：重力势能的大小可能与物体的高度有关。 （3）实验器材： 质量不同的两个铅球、沙坑、刻度尺。 （4）实验步骤 ①探究重力势能与高度的关 控制变量：使用同一小球（质量m相同）。 操作：将小球从不同高度（h1、h2，且h1 < h2）由静止释放，使其落入沙坑。 记录：用刻度尺测量每次小球陷入沙坑的深度d1、d2。 ②探究重力势能与质量的关系 控制变量：让小球从同一高度（h相同）由静止释放。 操作：换用质量不同的小球（mA、mB），分别从同一高度释放，使其落入沙坑。 记录：用刻度尺测量每次小球陷入沙坑的深度dA、dB。 （5）实验现象与数据记录 实验次数 小球质量 释放高度 沙坑陷入深度 1 小（mA） h1 d1 2 小（mA） h2（h1 < h2） d2（d1<d2） 3 大（mB） h1 dA（dA<dB） （6）实验结论 ①质量相同时，物体被举得越高，陷入沙坑的深度越大，说明重力势能越大。 ②高度相同时，物体的质量越大，陷入沙坑的深度越大，说明重力势能越大。 综上，物体的重力势能大小与质量和被举高的高度有关：质量越大、高度越高，物体的重力势能越大。 （7）反思 ①实验中沙坑的沙子需保持平整，以确保每次陷入深度的测量准确。 ②小球应从静止状态释放，避免初速度对实验结果产生影响。 ③本实验的结论仅在地球表面、忽略空气阻力的条件下成立。 （二）弹性势能 1.定义：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。 2.理解： （1）存在条件：物体必须发生弹性形变（形变后能恢复原状的形变），若发生塑性形变（形变后不能恢复原状），则不具有弹性势能。 （2）影响因素：主要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；此外，弹性势能还与物体的材料、弹性强弱有关（同一形变程度下，弹性越强的物体，弹性势能越大）。 （3）特殊性：弹性势能是发生弹性形变的物体自身具有的能，形变消失，弹性势能也随之消失。 （三）对势能的整体理解 1.势能的本质：势能是物体因“位置”（重力势能）或“形变状态”（弹性势能）而具有的做功本领，是一种状态量，物体具有势能，说明它有能力对外做功，不一定正在做功。 例：被压缩的弹簧具有弹性势能，释放后能推动小球运动，对小球做功；静止在高处的石块具有重力势能，下落时能对地面做功。 2.势能与动能的区别：动能由物体的运动状态（质量、速度）决定，势能由物体的位置或形变状态决定，二者共同构成物体的机械能。 【经典例题】 例1.2025年我国“夸父二号”太阳探测器进入预定轨道，在太空中匀速飞行的探测器具有的能，判断正确的是（ ） A. 只有动能，没有重力势能 B. 只有重力势能，没有动能 C. 既有动能，也有重力势能 D. 既没有动能，也没有重力势能 【答案】：C 【解析】：动能的条件是物体运动，探测器匀速飞行具有速度，故有动能；重力势能的条件是物体被举高，探测器在太空相对于地球有高度，故有重力势能。 例2.下列关于能的概念，说法正确的是（ ） A. 正在做功的物体一定具有能 B. 具有能的物体一定正在做功 C. 物体只要静止，就一定没有能 D. 物体的能越大，做的功一定越多 【答案】：A 【解析】：能是物体做功的本领，正在做功的物体必然具备这个本领，故一定具有能，A正确；具有能的物体只是有做功能力，不一定正在做功，B错误；静止在高处的物体有重力势能，C错误；能越大说明做功本领越大，不一定实际做的功多，D错误。 例3. 甲、乙两个相同的篮球，表面是湿的，从不高度自由落至同一地面上留下的印迹如图所示，则刚下落时篮球的重力势能较大的是（　　） A. 甲 B. 乙 C. 一样大 D. 无法比较 【答案】B 【解析】从高处下落的篮球具有重力势能，高度越高，重力势能越大，当篮球与地面接触时，篮球发生形变，具有弹性势能，这样篮球的重力势能转化为篮球的弹性势能，高度越高，重力势能越大，篮球的形变量越大，即痕迹面积越大，由图可知，乙图的篮球痕迹较大，所以乙球的起始重力势能较大，高度高，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 例4.如图所示，足球场上，运动员将球踢出，足球在空中划过一条漂亮的弧线，球的轨迹如图中虚线所示．从足球被踢出到落地的过程中，足球的重力势能（ ） A. 一直增大 B. 一直减小 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 【答案】D 【解析】从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的质量不变，高度先增大后减小，则其重力势能Ep=mgh先增大后减小，故D正确．故选D． 例5.如图所示，小球由静止开始沿光滑的斜面下滑，经过A、C两位置时具有相同的（　　） A. 速度 B. 重力势能 C. 动能 D. 机械能 【答案】D 【解析】A．由题意知，小球由静止开始沿光滑的斜面下滑，速度会增大，所以C点的速度大于A点的速度，故A不符合题意；B．重力势能与物体的质量及其所处的高度有关，质量越大，高度越高，重力势能就越大；由图可知，物体由A点运动到C点过程中，质量不变，但高度降低，所以C点的重力势能小于A点的重力势能，故B不符合题意；C．动能与物体的质量及其速度有关，质量越大，速度越大，动能就越大；由图可知，物体由A点运动到C点过程中，质量不变，但速度增大，所以C点的动能大于A点的动能，故C不符合题意；D．小球由静止开始沿光滑的斜面下滑时，重力势能减小（因高度降低），动能增加（因速度增大）；重力势能不断转化为动能，因斜面是光滑的，在势能转化为动能的过程中，没有能量的损失，即机械能不变，故A点和C点的机械能相同，故D符合题意。 故选D。 例6. 2025年我国“天宫课堂”第四课展示了太空弹力实验，在太空舱内，一根弹簧被压缩不同程度，关于其弹性势能，说法正确的是（ ） A. 压缩程度越小，弹性势能越大 B. 压缩程度越大，弹性势能越大 C. 弹性势能大小与压缩程度无关 D. 弹簧的弹性势能与所处位置（太空/地面）有关 【答案】：B 【解析】：在弹性限度内，弹簧的弹性形变程度越大，弹性势能越大，与所处位置无关，故B正确。 例7. 古诗词“危楼高百尺，手可摘星辰”描绘了高楼的高耸，站在该楼顶的人具有较大的重力势能，其原因是（ ） A. 人的质量大 B. 人的速度大 C. 人被举高的高度大 D. 人的体积大 【答案】：C 【解析】：重力势能由质量和被举高的高度决定，站在百尺高楼上的人，高度显著较大，故重力势能大。 例8.学生用钢尺做弹性形变实验，钢尺由于发生________而具有弹性势能，在弹性限度内，钢尺的________越大，弹性势能越大，弹性势能的单位与________的单位相同。 【答案】：弹性形变；形变程度；动能（重力势能/功） 【解析】：弹性势能的定义是物体由于发生弹性形变而具有的能，故第一空填“弹性形变”；弹性势能的影响因素是弹性形变的程度，故第二空填“形变程度”；弹性势能属于能，单位是焦耳，与动能、重力势能、功的单位相同，故第三空填“动能（重力势能/功）”。 例9.历史典故“后羿射日”中，被拉弯的弓箭具有________，弓箭的这种能与它的________有关，在弹性限度内，________越大，这种能就越大。 【答案】：弹性势能；形变程度；形变程度 【解析】：被拉弯的弓箭发生了弹性形变，具有弹性势能，故第一空填“弹性势能”；弹性势能的影响因素是弹性形变的程度，故后两空均填“形变程度”。 例10. 如图所示是研究动能的大小跟哪些因素有关的实验.让钢球从斜面上滚下，打到一个木块上，观察木块被推动的距离. （1）让同一钢球从不同的高度滚下时，原来的位置越高，滚到斜面下端时________越大，把木块推得越远.说明在钢球质量相同的情况下，钢球的________越大，动能越大. （2）让质量不同的钢球从同一高度滚下，滚到斜面下端时速度相同，钢球的质量越大，把木块推得越远.说明在钢球速度相同的情况下，钢球的________越大，动能越________. （3）从这个实验可以得出结论：运动物体的_________________________. 【答案】 （1）速度 速度 （2）质量 大 （3）速度越大，质量越大，动能越大 【解析】（1）由生活经验知道，同一钢球从不同的高度滚下，原来的位置越高，则滚到斜面底端的速度就越大，把木块推得就越远，做功越多，由此得出结论是：在质量一定时，钢球的速度越大，动能就越大；（2）根据题意知道，让质量不同的钢球从同一高度滚下，小球到达斜面底端时的速度就是一定的，质量大的把木块推的远，做功越多，说明在速度一定时，质量越大，动能也就越大；（3）综上所述，物体动能的大小与物体的质量和物体的运动速度有关，速度越大，质量越大，动能越大． 五．课堂检测 （一）．选择题 1.杭州亚运会场馆配套的智能代步车，同款代步车以不同速度行驶时，下列说法正确的是（ ） A. 速度越大，动能越大，因为动能只与速度有关 B. 速度越大，动能越大，因为质量相同时速度越大动能越大 C. 速度越小，动能越大，因为速度越小越安全 D. 动能大小与速度无关 【答案】：B 【解析】：动能由质量和速度共同决定，同款代步车质量相同，根据规律，质量相同时，速度越大，动能越大，B正确。 2.学生课间玩弹珠游戏，两个质量不同的弹珠，以相同的速度在水平桌面上滚动，关于它们的动能，说法正确的是（ ） A. 质量大的弹珠动能大 B. 质量小的弹珠动能大 C. 两个弹珠的动能一样大 D. 无法比较动能大小 【答案】：A 【解析】：动能的影响因素是质量和速度，速度相同时，质量越大，物体的动能越大，故质量大的弹珠动能更大。 3. 如图所示是小明在运动会上推铅球的场景，从铅球离手在空中运动到最后落到地面的过程中，动能Ek随时间t的变化关系是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】如图所示，铅球在整个飞行过程中，质量不变，铅球一直在运动(在最高点时仍然有水平向前的速度)，动能不为零；从出手到最高点过程中速度减小，此过程中铅球的动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程中铅球的动能增大；由于铅球在离开手时有一定的高度，具有重力势能，铅球落地时重力势能转化为动能，所以落地时的动能要大于出手时的动能，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 4.如图所示装置叫作滚摆．捻动滚摆的轴缠绕细线使它升高后由静止释放，观察滚摆的运动情况（不计任何阻力和摩擦）．对于滚摆的运动，下列说法中正确的是（ ） A. 在滚摆下降的过程中，动能减小，机械能增加 B. 在滚摆下降的过程中，动能增加，机械能不变 C. 在滚摆上升的过程中，重力势能减小，机械能减小 D. 在滚摆上升的过程中，重力势能增加，机械能增加 【答案】B 【解析】(1)滚摆下降时，越滚越快，质量不变、速度增大，动能增大，在不计任何阻力和摩擦时，机械能保持不变，故A错误、B正确；(2)滚摆上升时，越滚越慢，质量不变、动能转化为重力势能，重力势能增大，在不计任何阻力和摩擦时，机械能保持不变，故CD错误．故选B. 5. 如图所示，物块A在人的拉力作用下匀速竖直向上运动，下列关于物块A的判断正确的是（　　） A. 动能减小 B. 机械能不变 C. 重力势能增大 D. 重力和拉力是一对相互作用力 【答案】C 【解析】A．物块A在人的拉力作用下匀速竖直向上运动时，质量不变，速度不变，所以动能不变，故A错误；BC．高度增大，所以重力势能增大，机械能为动能与势能的和，所以机械能增大，故B错误，C正确；D．重力与拉力都是对物体A的力，且二力大小相等、方向相反、作用在一条直线上，符合平衡力的条件，是一对平衡力，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，将木块放在压缩了的弹簧旁，释放弹簧，木块沿水平地面向右运动，离开弹簧后，木块运动一段距离后停下来，下列说法中不正确的是（ ） A. 此装置可以用来探究弹性势能和弹簧形变大小的关系 B. 木块离开弹簧之前，弹簧的弹性势能一直在减小 C. 木块离开弹簧之后，木块动能逐渐减少 D. 木块运动时，木块所受的重力对木块做了功 【答案】D 【解析】A．弹簧弹性势能的大小可以通过木块移动的距离来体现，故此装置可以用来探究弹性势能和弹簧形变大小的关系，故A正确，不符合题意； B．木块离开弹簧之前，弹簧恢复原长，所以弹簧的弹性势能一直在减小，故B正确，不符合题意； C．木块离开弹簧之后，木块克服摩擦做功，所以木块的动能逐渐减少，故C正确，不符合题意；D．木块运动时，木块所受的重力向下，运动方向水平向前，所以木块的重力未做功，故D错误，符合题意。 故选D。 7. 2026年我国新型储能电站投入运行，其中的弹簧储能装置利用了弹性势能，下列物体中具有弹性势能的是（ ） A. 被捏扁的橡皮泥 B. 被拉弯的弓箭 C. 被折断的筷子 D. 变形的塑料尺（无法恢复原状） 【答案】：B 【解析】：弹性势能的条件是物体发生弹性形变（形变后能恢复原状）。被拉弯的弓箭能恢复原状，属于弹性形变，具有弹性势能；橡皮泥、折断的筷子、无法恢复的塑料尺均为塑性形变，无弹性势能。 8. 学生用橡皮筋制作简易弹弓，拉伸橡皮筋的程度越大，弹丸被射出的距离越远，这说明（ ） A. 弹性势能的大小与橡皮筋的长度有关 B. 弹性势能的大小与橡皮筋的质量有关 C. 弹性限度内，形变程度越大，弹性势能越大 D. 弹性势能的大小与弹丸的质量有关 【答案】：C 【解析】：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。拉伸橡皮筋的程度越大，弹性势能越大，转化为弹丸的动能就越大，弹丸飞得越远。 9. 下列关于弹性势能的说法，正确的是（ ） A. 任何发生形变的物体都具有弹性势能 B. 弹性势能的单位是瓦特 C. 弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能 D. 弹性势能的大小与物体的运动速度有关 【答案】：C 【解析】：只有发生弹性形变的物体才有弹性势能，A错误；弹性势能的单位是焦耳，瓦特是功率单位，B错误；弹性势能的影响因素是弹性形变程度，与运动速度无关，D错误；C是弹性势能的正确定义。 10. 为了探究运动与静止的鸡蛋撞击时谁更容易破，小明将甲鸡蛋分别从斜面上的A、B、C三处由静止释放，撞击静止在水平面上的乙鸡蛋，实验结果是：第一次两只鸡蛋都破；第二次甲鸡蛋完好乙鸡蛋破；第三次两只鸡蛋都不破．接下来的步骤是（ ） A. 得出“与鸡蛋动静无关”的结论 B. 得出“静止的鸡蛋更易破”的结论 C. 得出“运动的鸡蛋更易破”的结论 D. 在B处释放鸡蛋，重复做几次实验 【答案】D 【解析】经过三次实验不能得出规律性的结论，且三次结果不同；且而A处位置高，机械能较大，可能每次滚下两个鸡蛋都会破，比较不出正确结论，同理C处位置低，能量小，两个鸡蛋都不会破；B处有一个鸡蛋破，所以应接下来应在B处释放再重复多次实验，次数越多，结论越具有普遍性．故选D． 11. 掷实心球是我市的中考体育加试项目之一，掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处（不计空气阻力）．则实心球（ ） A. 在a处重力势能最小 B. 在b处动能为零 C. 在a、b、c三处机械能相等 D. 在d处动能为零 【答案】C 【解析】A．重力势能的大小与物体的质量，高度有关，由图可知，d、e两点高度最小，重力势能最小，故A错误；B．球在最高点b处时，在水平方向上仍有速度，所以此时的动能不是零，故B错误；C．不计空气阻力，则说明球在空中的机械能是守恒的，故在a、b、c三处的机械能相等，C正确；D．球达到d点后没有静止，仍然向前滚动，所以动能不是零，故D错误。故选C。 12. 如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景，跳板跳水运动有起跳、腾空、落水几个阶段，若不计空气阻力，从腾空到落水的过程中（　　） A. 动能增加，机械能增加 B. 重力势能减小，机械能减少 C. 动能先减小后增大，机械能不变 D. 重力势能先减少后增大，机械能不变 【答案】C 【解析】运动员上升过程中质量不变，速度减小，动能减小；质量不变，高度增大，重力势能增大；达到最高点动能为零，在下降的过程中，质量不变，速度增大，高度减小，动能增大，重力势能减小，在整个过程中，若不计空气阻力，机械能是守恒的，机械能不变。 故选C。 13. 如图所示，弹簧的上端固定一块木板，小虎同学从地面跳上木板后，向下压缩弹簧的过程中，他的重力势能、弹簧的弹性势能变化情况是（ ） A. 重力势能减小，弹性势能增大 B. 重力势能增大，弹性势能减小 C. 重力势能增大，弹性势能增大 D. 重力势能减小，弹性势能减小 【答案】A 【解析】在小虎将弹簧向下压缩的过程中，小虎的质量不变，高度减小，所以重力势能减小；在小虎将弹簧向下压缩的过程中，弹簧不变，弹簧的形变越来越大，所以弹簧的弹性势能越来越大。故A符合题意，B、C、D不符合题意。故选A。 （二）．填空题 14.古诗词“骏马奔腾踏平川”中，奔腾的骏马具有较大的动能，其动能大小与骏马的________和________有关，在质量相同时，骏马的________越大，动能越大。 【答案】：质量；速度；速度 【解析】：动能的影响因素是质量和速度，故前两空填“质量”“速度”；根据动能的规律，质量相同时，速度越大，动能越大，故第三空填“速度”。 15.2026年我国新型舰载机在航母上滑行起飞，同款舰载机空载和满载时，以相同速度滑行，________时动能更大，因为动能与________有关，速度相同时，________越大，动能越大。 【答案】：满载；质量；质量 【解析】：同款舰载机速度相同，满载时质量更大，动能更大，故第一空填“满载”；动能的影响因素是质量和速度，此处控制速度不变，研究质量的影响，故第二空填“质量”；速度相同时，质量越大，动能越大，故第三空填“质量”。 16. 篮球是中考体育测试的项目之一，如图所示，篮球被投出后球在上升过程中动能______，惯性______（均选填“变大”、“变小”或“不变”），碰到篮板后篮球会弹回说明力可以改变物体的______。 【答案】 变小 不变 运动状态 【解析】篮球被投出后在上升过程中，篮球的质量不变，速度减小，篮球的动能减少，其高度增加，重力势能增大。在此过程中篮球的质量不变，故惯性不变。碰到篮板后被弹回，是因为篮板作用在篮球上的力改变篮球的运动状态。 17. 甲站在0.5 m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7 m/s匀速下行的自动扶梯上．甲、乙两人质量相等，甲上行中动能_____（填“增加”“不变”或“减少”）．某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能____乙的重力势能，甲的机械能___乙的机械能（填“大于”“等于”或“小于”）． 【答案】不变 等于 小于 【解析】质量不变，且因为扶梯匀速上行，所以甲上行中动能不变； 甲、乙两人质量相等，且如图位置时，两人的高度相等，所以重力势能相等； 因为甲的上行速度小于乙的下午速度，所以甲的动能小于乙的动能，而机械能为动能与势能的和，所以甲的机械能小于乙的机械能． 18.2025年我国重型运载火箭芯级助推器吊装，被吊高的助推器具有重力势能，重力势能的大小由助推器的______和______共同决定，在高度相同时，________越大，重力势能越大。 【答案】：质量；高度；质量 【解析】：重力势能的影响因素是质量和高度，故前两空填“质量”“高度”；根据重力势能的规律，高度相同时，质量越大，重力势能越大，故第三空填“质量”。 19.军事科技中，坦克的履带碾压障碍物时具有较大动能，坦克的动能是由于其________产生的，影响其动能的两个因素是________和________。 【答案】：运动；质量；速度 【解析】：动能的定义是物体由于运动而具有的能，故第一空填“运动”；动能的两个核心影响因素是质量和速度，故后两空填“质量”“速度”。 20.古诗词“欲穷千里目，更上一层楼”中，人站得越高，具有的________越大，这种能与人和________的质量有关，也与被举高的________有关。 【答案】：重力势能；物体（携带的物品）；高度 【解析】：人站得越高，被举高的高度越大，重力势能越大，故第一空填“重力势能”；重力势能的影响因素是质量（人和携带物品的总质量）和高度，故后两空填“物体（携带的物品）”“高度”。 21.学生课间跳橡皮筋时，被拉伸的橡皮筋具有________，这种能的大小只与橡皮筋的________有关，若橡皮筋发生塑性形变，则会________这种能。 【答案】：弹性势能；形变程度；失去 【解析】：被拉伸的橡皮筋发生弹性形变，具有弹性势能，故第一空填“弹性势能”；弹性限度内，弹性势能只与形变程度有关，故第二空填“形变程度”；塑性形变无法恢复，物体会失去弹性势能，故第三空填“失去”。 22.2026年我国智能巡检机器人在高压电塔上工作，机器人悬停时，为0，具有的________由其质量和高度决定，能的单位是国际单位制中的。 【答案】：动能；重力势能；焦耳（J） 【解析】：机器人悬停时速度为0，动能为0，故第一空填“动能”；悬停时具有高度，重力势能由质量和高度决定，故第二空填“重力势能”；能的国际单位是焦耳，符号J，故第三空填“焦耳（J）”。 （三）．解答题 23. 在探究“动能大小与哪些因素有关”的实验中，让小球从斜面上由静止释放，下滑后撞击斜面底部的纸盒。 (1)本实验研究的是______的动能大小。 (2)比较图甲和图乙，可初步得出实验结论为_______。 (3)若要验证动能大小与另外一个因素的关系，需要添加一个器材是_____。 (4)若利用如图所示器材还准备探究“阻力对物体运动的影响”。为完成探究任务，某同学还选用了毛巾和棉布进行实验，其目的是______。 【答案】 （1）小球 （2）质量相同时，物体的速度越大，动能越大 （3）质量不同的小球 （4）改变物体所受阻力的大小 【解析】(1)实验中研究的对象是小球；(2)甲乙图中的小球质量相同，但高度不同，故探究的是动能与速度的关系，由图可知，高度越高，速度越大，纸盒被撞击的越远，故结论为：质量相同时，物体的速度越大，动能越大；(3)要探究动能大小与质量关系时，要控制小球的速度相同，改变小球的质量，因此要添加一个器材是不同质量的小球；(4)同学还选用了毛巾和棉布进行实验，则毛巾和棉布的接触面的粗糙程度不同，毛巾比棉布粗糙一些，小球收到的阻力就不同。 24. 在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如图所示。 (1)在此实验中，研究对象是______（选填“铁块”、“木桩”），我们是通过观察_______来比较各铁块重力势能的大小。 (2)若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是hA_____hB。 (3)若A、C两铁块下落的高度相同，则两铁块的质量关系是mA______mC。 【答案】（1）铁块 木桩陷入沙坑中的深度 （2） < （3） < 【解析】(1)在此实验中，铁块的重力势能转化为木桩的动能，故研究对象是铁块；铁块的重力势能就越大，说明木桩获得的能量就越多，木桩陷入沙坑越深；(2)根据观察图像可知B撞击木桩陷入沙坑的深度大，说明B重力势能大，若A、B两铁块质量相等，则A下落的高度小于B；(3)若A、C两铁块下落的高度相等，C撞击木桩陷入沙坑的深度大，则铁块A的质量小于C的质量。 25. 利用如图所装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”．将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，图中的摆长L都相同，θ1<θ2，球A、B的质量分别为mA 、mB，（mA<mB）． （1）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的_____________无关． （2）如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：_________________． （3）如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论： ______________． 【答案】 （1）质量 （2） 速度相同时，物体的质量越大，它具有的动能越大 （3） 质量相同时，物体的速度越大，它具有的动能越大 【解析】（1）球A、B的质量不同，但摆动过程中始终保持相对静止，即速度相同，说明小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量无关；（2）B球能将木块C撞得更远，说明B球动能大，此时，，所以可得结论：速度相同时，物体的质量越大，它具有的动能越大；（3）在丙图中，B球被拉开角度大，则它摆动到竖直位置时的速度大，同一小球质量一定，速度大时，把木块撞得更远，说明质量相同时，物体的速度越大，它具有的动能越大 26. 图是同学在体育课练习投掷铅球，学了“重力势能”的小东想用身边的器材来对影响重力势能大小的因素进行探究，探究程序如下： （1）猜想：影响重力势能大小因素可能有：a________；b．________． （2）实验提供的实心铅球有2kg、2kg、3kg各一个，细沙（足够多）、刻度尺、两个相同大纸盒．请你利用上述器材，就其中一个猜想，帮他设计实验方案，验证猜想，写出实验步骤： A、将适量的沙子放进大纸盒里拨平； B、取质量为________和________的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到相同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较； C、取质量为________和________的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到不同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较． （3）通过对该实验的探究： B．步骤得到的结论是：重力势能跟________有关； C．步骤得出的结论是：重力势能跟________有关． 【答案】 （1）物体的质量 物体的高度 （2） 2kg 3kg 2kg 2kg （3）物体的质量 物体的高度 【解析】（1）猜想：影响重力势能大小的因素可能有：a、物体的质量；b、物体的高度； （2）B．研究重力势能与质量的关系时，保证物体的高度不变，应该取质量不同的铅球在相同的高度自由落下．故取质量为2kg和3kg的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到相同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较；C．研究重力势能与高度的关系时，保证物体的质量不变，应该取质量相同的铅球在不同的高度自由落下．故取质量为2kg和2kg的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到不同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较；（3）B．步骤得到的结论是：重力势能跟物体的质量有关；C．步骤得出的结论是：重力势能跟物体的高度有关； 27.阅读短文，回答问题。 2026年天宫课堂第五课——太空机械能实验探秘 2026年“天宫课堂”第五课在我国空间站成功开讲，航天员为全国中小学生展示了一系列精彩的太空机械能实验，引发了同学们对动能和势能的深入思考。在微重力环境下，航天员首先演示了“动能影响因素实验”：将两个质量不同的特制小球，通过空间站的弹射装置以相同速度水平射出，观察到质量较大的小球推动轻质挡板的距离更远；随后调整弹射装置，将同一个小球以不同速度射出，速度越大的小球，挡板被推动的距离越明显。接着，航天员展示了“弹性势能实验”：用不同规格的弹簧制作成弹性摆，将弹簧拉伸不同程度后释放，发现拉伸程度越大，摆球摆动的幅度越大，而同一拉伸程度下，弹性更强的弹簧能让摆球摆动得更高。最后，航天员还对比了地面与太空的重力势能差异：在地面上，同一物体被举得越高，下落时的冲击力越大；而在空间站微重力环境中，物体的重力势能几乎可以忽略，这也让同学们深刻理解了重力势能的产生条件。此次太空实验不仅让大家直观感受了机械能的特点，更让同学们学会了用控制变量法和转换法研究物理问题，充分体现了物理知识在航天科技中的应用价值。 （1）本实验中，航天员通过观察“挡板被推动的距离”来判断小球动能的大小，这种研究方法叫做________法；判断弹簧弹性势能的大小，是通过观察“摆球摆动的幅度”，这也运用了相同的研究方法。（填空，2空） （2）航天员将两个质量不同的小球以相同速度射出，质量大的小球推动挡板更远，这说明（ ） A. 动能大小只与质量有关 B. 速度相同时，质量越大，动能越大 C. 质量相同时，速度越大，动能越大 D. 动能大小与质量无关 （3）下列关于本次实验中动能的说法，正确的是（ ） A. 静止在空间站的小球，动能不为0 B. 小球的动能大小与运动方向有关 C. 同一小球速度越大，动能越大 D. 动能的单位是瓦特 （4）航天员将弹簧拉伸不同程度后释放，拉伸程度越大，摆球摆动幅度越大，这说明弹性势能的大小与（ ）有关 A. 弹簧的质量 B. 弹簧的弹性形变程度 C. 摆球的质量 D. 空间站的环境 （5）关于重力势能，下列说法符合本次实验结论的是（ ） A. 重力势能的产生不需要物体被举高 B. 地面上的物体，高度越高，重力势能越大 C. 重力势能的大小与物体的质量无关 D. 太空环境中物体的重力势能与地面一样大 【答案】（1）转换 （2）B （3）C （4）B （5）B 【解析】（1）物理中对于一些看不见、摸不着的物理量，常通过观察其产生的可见效果来研究，这种方法叫做转换法。本题中动能、弹性势能的大小无法直接测量，通过“挡板被推动的距离”“摆球摆动的幅度”这些可见效果来反映，属于转换法的应用。（2）实验中控制了小球的速度相同，改变了质量，质量大的小球动能更大，推动挡板更远，符合“速度相同时，质量越大，动能越大”的规律，故选B；A、D忽略了速度对动能的影响，C描述的是质量相同时速度的影响，与实验条件不符。（3）静止的小球速度为0，动能为0，A错误；动能是标量，只有大小没有方向，与运动方向无关，B错误；动能的单位是焦耳，瓦特是功率单位，D错误；同一小球质量相同，速度越大，动能越大，符合动能的影响因素规律，故选C。（4）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。实验中拉伸弹簧的程度不同，属于改变弹性形变程度，摆球摆动幅度反映了弹性势能的大小，故选B；弹性势能与弹簧质量、摆球质量、空间站环境无关。（5）重力势能的产生条件是物体被举高，A错误；重力势能由质量和高度共同决定，地面上的物体，质量不变时，高度越高，重力势能越大，B正确；质量是影响重力势能的重要因素，C错误；太空是微重力环境，物体的重力几乎可以忽略，重力势能也几乎可以忽略，与地面不同，D错误。 六．课后作业 （一）完成知识清单 1.物体能够________，我们就说这个物体具有能（能量）。 2.能的单位是________，与功的单位相同。 3.能是物体具有的________，物体具有能，说明它有能力做功，但不一定正在做功。 4.物体由于________而具有的能，叫做动能。 5.一切________的物体都具有动能，静止的物体动能为0。 6.动能的大小与物体的________和________有关：质量相同时，速度越大，动能越________；速度相同时，质量越大，动能越________。 7.动能是________（选填“标量”或“矢量”），只有大小，没有方向。 8.物体由于受到重力并被________而具有的能，叫做重力势能。 9.重力势能的大小与物体的________和________有关：质量相同时，高度越高，重力势能越________；高度相同时，质量越大，重力势能越________。 10.重力势能具有________性，其大小与所选的________有关，但重力势能的变化量与参考面无关。 11.静止在高处的物体，动能为0，但具有________。 12.物体由于发生________而具有的能，叫做弹性势能。 13.只有发生________（形变后能恢复原状）的物体才具有弹性势能，发生塑性形变的物体不具有弹性势能。 14.弹性势能的大小与物体发生弹性形变的________有关，在弹性限度内，形变程度越大，弹性势能越________。 15.弹性势能的大小还与物体的________有关，同一形变程度下，弹性越强的物体，弹性势能越大。 【答案】1.对外做功2.焦耳（J）3.做功本领 4.运动5.运动6.质量；速度；大；大 7.标量 8.举高 9.质量；高度；大；大 10.相对；参考面 11.重力势能 12.弹性形变 13.弹性形变 14.程度；大 15.材料（弹性强弱） （二）强化训练 一．选择题 1.古诗词“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”描绘了瀑布的壮观景象，瀑布中的水流具有较大的动能，其主要原因是（ ） A. 水流的质量大 B. 水流的速度大 C. 水流的高度高 D. 水流的温度高 【答案】：B 【解析】：水流从高处下落，高度降低，速度大幅增大，动能的大小与速度的关系更显著，瀑布水流的大动能主要由大速度决定。 2.2025年我国自主研发的重型矿用卡车投入使用，该卡车空载和满载时以相同速度行驶，下列判断正确的是（ ） A. 空载时动能大 B. 满载时动能大 C. 两种情况动能一样大 D. 无法判断 【答案】：B 【解析】：速度相同时，物体的质量越大，动能越大。卡车满载时质量远大于空载时，故满载时动能更大。 3. 如图是一种游戏，叫做蹦极，游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下，图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，c点是游戏者所能达到的最低点，对于游戏者离开跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是( ) A. 游戏者的动能一直在增加 B. 游戏者减少的重力势能全部转化为动能 C. 游戏者到达c点时的动能最大 D. 游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能 【答案】D 【解析】因为a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，c点是游戏者所能达到的最低点，所以此过程中，游戏者开始重力大于弹力，合外力向下，故先做加速运动，然后重力小于弹力，合外力向上，故又做减速运动，所以物体的动能先增大后减小，故A错误；此过程中，游戏者减少的重力势能转化为动能和绳子的弹性势能，故B错误；游戏者到达最低点时，速度为零，则动能为零，故C错误；游戏者通过a点之后，绳子开始发生伸长形变，而具有弹性势能，故只有D正确，故选D． 4. 小明用图示装置探究“动能大小与速度关系”，下列说法正确的是（　　） A. 改变小车质量多次进行实验 B. 实验中要尽量保持水平面光滑 C. 让同一小车从同一高度由静止开始下滑 D. 用木块移动的距离来比较小车动能的大小 【答案】D 【解析】A．在探究“动能大小与速度的关系”实验中，根据控制变量法可知，应保持小车的质量一定，故A错误；B．实验主要是通过观察木块被小车推动的距离的大小，来反映小车动能的大小，所以没有必要尽量保持水平面光滑，故B错误；C．让同一小车从相同高度由静止开始下滑，到达斜面底部时会具有相同的速度，则无法探究动能大小与速度的关系，故C错误；D．在该实验中我们用到了转换法，即将小车动能的大小转化为小车对木块做功的多少来比较，若小车推动木块移动的距离越远，则小车对木块所做的功就越多，即小车具有的动能就越大，反之就越小，故D正确。故选D。 5. 为探究重力势能与质量关系，如图所示小龙选择了体积不同的实心铝球a、b，体积相同的实心铜球c和铝球d以及平整的橡皮泥进行实验。下列关于本实验说法不正确的是（　　） A. 实验时要让球从同一高度自由落下 B. 比较球落在橡皮泥中的凹陷程度来反应势能的大小 C. 研究a球和b球可以验证重力势能与质量的有关 D. 本实验器材还可以探究重力势能与高度的关系 【答案】C 【解析】A．由题可知，题中要探究重力势能与质量的关系，所以要控制两球下落的高度相同，质量不同，故A正确，不符合题意；B．利用转换法，通过比较球落在橡皮泥中的凹陷程度来反映势能的大小，故B正确，不符合题意；C．在探究重力势能与质量的关系时，要控制两球下落的高度相同，质量不同，因此在选取器材时应选质量不同的两个小球，同时为了避免球的体积大小对实验的影响，所选取的两个球的体积应相同，而a球和b球体积不同，故C错误，符合题意；D．本实验器材还可以选择同一个小球(质量一定)，分别从不同的高度自由落下，可以探究重力势能与高度的关系，故D正确，不符合题意。故选C。 6. 小明用图示装置“探究重力势能大小与质量的关系”，下列说法正确的是（　　） A. 实验研究对象是三脚小桌 B. 让同一木块从三个不同的高度由静止下落 C. 让质量不同的木块从不同的高度由静止下落 D. 用三脚小桌下陷的深度来表示木块重力势能的大小 【答案】D 【解析】A．实验研究的对象是木块，是通过小桌子陷入的深度判断木块重力势能的大小，故A错误；B．让同一木块从三个不同的高度由静止下落，是为了研究重力势能与高度的关系，故B错误；C．让质量不同的木块则需要从同一高度静止下落，而不是不同高度，故C错误；D．实验利用转换法，用三脚小桌下陷的深度来表示木块重力势能的大小，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，小球沿光滑的斜面由a滚到b，接着又在光滑水平面bc上滚动，比较小球在a、b、c三点时速度的大小（　　） A. va<vb>vc B. va<vb<vc C. va<vb=vc D. va<vb，vc=0 【答案】C 【解析】小球沿光滑的斜面由a滚到b，其质量不变，速度变快，动能变大；同时质量不变，重力势能变小，即一部分重力势能转化为动能；由于bc段是光滑的，即没有摩擦力，所以小球从b到c的过程中，其动能是不变的，故速度不变；故va<vb且vb=vc，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 8.下列物体中，动能为0的是（ ） A. 正在升空的热气球 B. 静止在站台的高铁列车 C. 正在绕地球转动的卫星 D. 正在滑行的滑冰运动员 【答案】：B 【解析】：动能是物体由于运动而具有的能，速度为0的物体动能为0。静止在站台的高铁列车速度为0，故动能为0。 9.关于动能的理解，下列说法错误的是（） A. 一切运动的物体都具有动能 B. 动能的大小与物体的运动方向无关 C. 质量和速度都相同的物体，动能一定相同 D. 速度大的物体，动能一定比速度小的物体大 【答案】：D 【解析】：动能由质量和速度共同决定，只比较速度大小，不考虑质量，无法判断动能大小，如高速飞行的子弹动能可能小于缓慢行驶的大货车，D错误。 10.为了探究重力势能大小与哪些因素有关，课本中设计了“重物撞小桌”的实验，如图所示让重物从高处落下，打击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，下列关于该实验的说法中，不正确的是（　　） A. 该实验的设计思路是采用转换法，用桌腿陷入的深度来表示重物重力势能的大小 B. 在实验器材的选择时，可以不考虑被撞小桌软硬程度和重物的初速度 C. 该实验探究基本方法是控制变量法，如分别控制重物落下的高度、质量等 D. 实验过程中，让同一重物从不同高度落下，目的是为了探究重力势能与高度的关系 【答案】B 【解析】A.实验中用桌腿陷入的深度来表示重物重力势能的大小，用到了转换法，故A正确，不符合题意；B.重力势能与物体的质量和高度有关，探究过程中，均需使物体从某一高度由静止落下，故B错误，符合题意；C.重力势能与质量和高度有关，所以实验中用到控制变量法，分别控制重物落下的高度和质量，通过比较桌腿陷入沙子的深度来来判断重力势能的大小，故C正确，不符合题意；D.要探究重力势能与高度的关系，需使高度不同，质量相同，故D正确，不符合题意。故选B。 11. 如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球（　　） A. 在 b、d两点动能相等 B. 在 a、d两点动能相等 C. 从b到c的过程机械能减少 D. 从c到d的过程重力势能减少 【答案】C 【解析】AC．足球在b点时，足球有一定的速度，足球具有一定的动能，动能不为零；足球在d点时，足球速度为零，足球动能为零，所以足球在b点的动能大于在d点的动能，又因为b到c的过程中需要克服摩擦力做功，所以机械能会减小，故A错误，C正确；B．足球在a点时，足球有一定的速度，足球具有一定的动能，动能不为零；足球在d点时，足球速度为零，足球动能为零，故B错误；D．足球从c到d的过程中，足球质量不变，高度增大，重力势能不断增大，故D错误。故选C。 12. 频闪照片是研究物体运动的重要手段．通常一只掉在水平面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低．如图所示，是小球弹跳过程的频闪照片，小球在 1、2 位置的高度一样．比较 1、2、3 位置正确的是（ ） A. 1 位置的机械能小于 3 位置的机械能 B. 1 位置的动能最大，3 位置的势能最大，2 位置的机械能最小 C. 由 1 到 3 的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变 D. 1 位置和 2 位置的势能相等，动能相等 【答案】B 【解析】A．因为小球弹跳的高度会越来越低，说明机械能逐渐减小。小球由1位置运动到3位置时机械能还要变小，所以1位置的机械能大于3位置的机械能，故A错误；B．小球在3位置，高度最大，所以3位置的势能最大；小球由1位置运动到3位置速度减小，所以1位置的动能大于3位置的动能，又因1、2位置的高度相同，所以重力势能相同，但机械能在1处的大，所以1位置的动能大于2位置的动能，故1位置的动能最大；因为小球由1到3再到2，机械能逐渐变小，所以2位置的机械能最小。故B正确。C．小球在由1到3的过程中，速度减小，高度增加，所以动能减少，势能增大，但是机械能不断变小，故C错误；D．小球在1位置比2位置机械能大，重力势能相等，故1位置比2位置动能大。故D错误。故选B。 13. 如图所示，“套圈”出手后，从a点到c点的过程中(不计空气阻力)，下列说法正确的是（　　） A. “套圈”由a到b过程中，动能逐渐增大 B. “套圈”在b点的机械能大于a点的机械能 C. “套圈”由b到c过程中，机械能逐渐变小 D. “套圈”由a到b再到c过程中，重力势能先变大后变小 【答案】D 【解析】A．“套圈”由a到b过程中，“套圈”所处的高度增加，但它的速度减小，所以它的重力势能增加，动能减小；“套圈”由b到c过程中，“套圈”所处的高度降低，但它的速度变大，所以它的重力势能减少，动能增加。故A错误，D正确；BC．因为在整个过程中不计空气阻力，所以“套圈”在任何一点的机械能守恒，故BC错误。故选D。 二．填空题 14.2025年我国“蛟龙三号”载人潜水器在深海匀速下潜，该潜水器由于________具有动能，由于________具有重力势能，动能的大小由其________和速度共同决定。 【答案】：运动；被举高（相对于海面）；质量 【解析】：动能的定义是物体由于运动而具有的能，故第一空填“运动”；重力势能的定义是物体由于被举高而具有的能，潜水器相对于海面有高度，故第二空填“被举高（相对于海面）”；动能的影响因素是质量和速度，故第三空填“质量”。 15.能的定义是物体________对外做功，我们就说这个物体具有能，能的单位是________，物体能够做的功越多，其具有的________就越大。 【答案】：能够；焦耳（J）；能（能量） 【解析】：能的核心概念是物体“能够”对外做功的本领，故第一空填“能够”；能和功的单位均为焦耳，符号J，故第二空填“焦耳（J）”；能的大小用物体能够做功的多少来衡量，做功本领越大，能越大，故第三空填“能（能量）”。 16. 如图所示是三个相同的木桩被从空中由静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况．若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是hA________hB； 若A、C两铁块下落的高度相等，则两铁块质量的关系是mA________mC （前两空选填“＞”、“=”或“＜”）．下落过程中，物体的重力势能减少，动能________． 【答案】 ＜ ＜ 增大 【解析】木桩陷入沙坑越深，说明铁块做功越多，即具有的重力势能越大；A. B两铁块质量相等，由图知，B使得木桩陷入沙坑的深度更大，说明A的重力势能小于B的重力势能，则A下落的高度小于B；A. C两铁块下落高度相同，由图知，C使得木桩陷入沙坑的深度更大，说明A的重力势能重力势能小于C的重力势能，则A的质量小于C的质量；下落过程中，物体的重力势能随高度减小而减小减少，动能随速度增加而增大． 17.能分为多种形式，运动的物体具有________，被举高的物体具有________，发生弹性形变的物体具有________。 【答案】：动能；重力势能；弹性势能 【解析】：本题考查机械能的分类，动能对应运动的物体，重力势能对应被举高的物体，弹性势能对应发生弹性形变的物体，依次填写即可。 18.历史典故“水滴石穿”中，下落的水滴具有动能，水滴的动能大小与水滴的________和________有关，在质量相同时，水滴下落的________越大，动能越大。 【答案】：质量；速度；速度 【解析】：动能的影响因素是质量和速度，故前两空填“质量”“速度”；水滴下落时，速度随下落距离增大而增大，质量相同时，速度越大，动能越大，故第三空填“速度”。 19.古诗词“黄河之水天上来”中，黄河水从高处流下，具有较大的________，这种能与水的________和速度有关，水的质量越大，这种能就________。 【答案】：动能；质量；越大 【解析】：流动的河水具有动能，故第一空填“动能”；动能的影响因素是质量和速度，故第二空填“质量”；速度不变时，质量越大，动能越大，故第三空填“越大”。 20.军事科技中，防空导弹发射前被举高放置，此时导弹具有________，这种能的大小与导弹的________和放置的________有关。 【答案】：重力势能；质量；高度 【解析】：导弹被举高，具有重力势能，故第一空填“重力势能”；重力势能的两个影响因素是质量和被举高的高度，故后两空填“质量”“高度”。 21.物体具有能，说明它________对外做功，不一定________对外做功，物体做的功越多，说明其转化的________越多。 【答案】：能够；正在；能（能量） 【解析】：能是做功的本领，具有能说明“能够”做功，故第一空填“能够”；有本领不一定正在施展，故第二空填“正在”；做功的过程是能量转化的过程，做功越多，能量转化越多，故第三空填“能（能量）”。 22.2025年我国“天舟七号”货运飞船与空间站对接，对接前飞船匀速飞行，其动能由________和________决定，重力势能由________和高度决定。 【答案】：质量；速度；质量 【解析】：动能的影响因素是质量和速度，故前两空填“质量”“速度”；重力势能的影响因素是质量和高度，故第三空填“质量”。 三．解答题 23. 为探究“动能大小的影响因素”，科学小组利用斜面、钢球、木块等器材开展了如图所示的活动． （1）实验中通过比较木块______来判断钢球动能的大小． （2）在图甲和图丙中，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）比较甲、乙两图，得到的结论是_______． 【答案】（1）被推动的距离 （2）速度 （3） 质量相同时，速度越大，动能越大 【解析】（1）球对木块做功的多少反映球的动能的多少，而做功的多少可由木块被推动距离的长短来确定；（2）球从同一高度滚下，是为了使球滚到水平面上时的速度相同，在甲、乙的两个实验中，控制了质量相同，速度不同，甲图中球速度越大，木块被球撞击后移动的距离越长，所得到的结论是：物体的质量相同时，速度越大，动能越大． 24. 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运动路径有关。 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，刻度尺一把，体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球一个，所用实验装置如图甲、乙所示： 为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落，测得A、B小球陷入花泥的深度为h1和h2，如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计），测得C、D小球陷入花泥的深度均为h3，且h1<h2<h3，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______来反映的； （2）分析图甲所示的实验现象，可得出结论：当物体的_______、_______相同时，_______越大，重力势能越大； （3）分析图乙所示的实验现象，发现两球运动的路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径_______（选填“有关”或“无关”）； （4）综合分析图甲、乙所示的实验现象，还可得出的结论是：____________。 【答案】 （1）小球陷入花泥中的深度 （2） 高度 运动路径 质量 （3）无关 （4）当物体的运动路径、质量都相同时，所在的高度越高，重力势能越大 【解析】（1）本实验中，小球的重力势能大小是通过小球陷入花泥中的深度来反映，用到了转换法。（2）图甲中，比较AB两球，下落高度和运动路径都相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入花泥深度更大，由此可得出结论：当物体的高度、运动路径相同时，物体的质量越大，重力势能越大。（3）图乙中，比较CD两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球陷入花泥深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。（4）甲乙两图中，AC两球的质量和运动路径相同，高度不同，高度越高，陷入花泥深度越深，故结论为：当物体的运动路径、质量都相同时，所在的高度越高，重力势能越大。 25. 在探究“物体的动能大小与哪些因素有关”时，如图所示。将甲乙两小球（m甲＜m乙）分别拉到与竖直方向成一定角度（θ1＜θ2）的位置，由静止释放，当小球与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，图中的摆长L都相等。 （1）如图（a）、（b）所示，观察到________可得出乙球具有的动能大；当同时释放甲、乙两球时，观察到它们的摆动始终相对静止，表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的________无关； （2）比较图（b）、（c）所示，可得出初步结论：________。 【答案】（1）木块被推动的距离 （2）质量 （3）当物体质量相等时，速度越大动能越大 【解析】（1）实验利用了转换法，即利用木块被推动的距离来表示小球动能的大小，所以如图（a）、（b）所示，观察到b图中木块被推动的距离远，可得出乙球具有的动能大。当同时释放甲、乙两球时，观察到它们的摆动始终相对静止，由于摆长相等，角度相等，不同的是小球的质量，所以表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量无关。 （2）比较图（b）、（c）所示，小球的质量相等，角度不同，即小球到达竖直位置时速度不同，且c图中木块移动的距离远，故可得出初步结论是：当物体质量相等时，速度越大动能越大。 26. 小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”．他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关． 他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙．将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止．请补充完成他们的探究过程： （1）弹簧弹性势能的大小是通过_______来衡量的． （2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用_______（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变_______之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录． （3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论．在上面的实验中，他们运用到了转换法和_______两种物理思想方法。 【答案】 （1）物体M被弹出的距离 （2）相同 AP （3）控制变量法 【解析】（1）实验中弹性势能的大小时通过物体M被弹出的距离来间接的反应，这用到了转换法；（2）探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系，根据控制变量的思想，必须使用相同的弹簧，改变弹簧长度变化量，即AP（OP）间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出OQ间的距离；为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即AP间的距离，多测几组数据；（3）通过以上分析可以看出，本实验通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小，用到了转换法；同时，探究与多个量的关系时，还用到了控制变量法． 27. 物体只在重力的作用下由静止开始下落，叫做自由落体运动．有一物体离地面的高度为h，如果物体在下落的过程中重力做的功全部转化为动能，物体的动能为。 （1）请你分析说明物体下落的速度与自身的质量大小是否有关； （2）如图，一小球从离地面高度h=45m的空中自由落下，不计一切阻力，则小球落地时速度是多大？ 【解析】（1）由题可知，物体所处的高度为h时，重力做功为，在下落过程中重力做功全部转化为动能，即可得，物体下落的速度为所以物体下落的速度与自身的质量无关。 （2）根据计算小球落地时速度为 28.阅读短文，回答问题。 传统文化与物理——弓箭中的动能和势能奥秘 “弓开如满月，箭去似流星”，这句古诗词生动描绘了古代弓箭发射的壮观景象，弓箭不仅是中国古代重要的军事武器，更是传统文化中蕴含物理知识的经典载体，其发射过程完美体现了动能和势能的相关规律。弓箭由弓身和箭支组成，弓身采用弹性极强的竹木制成，拉弓时，人手对弓施加力，使弓身发生明显的弹性形变，这个过程中人对弓做功，将自身的能量转化为弓的弹性势能。拉弓的程度越大，弓身的弹性形变越明显，储存的弹性势能就越多。当松手释放时，弓身恢复原状，弹性势能迅速转化为箭支的动能，使箭支获得巨大的速度向前飞出。在古代军事中，士兵们会根据目标的远近调整拉弓的程度，拉得越满，箭支的速度越快，飞行的距离越远，杀伤力也越大。此外，弓箭手在登高射箭时，箭支被举高，还具有一定的重力势能，下落过程中重力势能会进一步转化为动能，让箭支的速度更快。现代体育中的射箭运动，也依然遵循这一物理规律，运动员通过精准控制拉弓的力度和角度，利用弹性势能与动能的转化，让箭支准确命中靶心。弓箭从古代军事武器到现代体育项目，始终离不开动能和势能的物理原理，这也让我们看到了传统文化与物理知识的完美融合。 （1）拉弓时，弓身发生弹性形变，储存了________；松手时，这种能量转化为箭支的________，使箭支获得速度飞出。（填空，2空） （2）古诗词中“箭去似流星”描述了箭支的速度很大，箭支的动能也很大，其主要原因是（ ） A. 箭支的质量大 B. 弓的弹性势能转化而来的动能多 C. 箭支的高度高 D. 箭支的形状特殊 （3）若两名士兵使用同款弓箭，甲士兵拉弓更满，乙士兵拉弓程度较小，松手后射出的箭支（ ） A. 甲的箭支动能更大 B. 乙的箭支动能更大 C. 两人的箭支动能相同 D. 无法比较动能大小 （4）弓箭手登高射箭时，箭支被举高具有重力势能，下列关于该重力势能的说法，正确的是（ ） A. 箭支的重力势能与被举高的高度无关 B. 同一箭支，高度越高，重力势能越大 C. 重力势能的大小与箭支的速度有关 D. 箭支静止时，重力势能为0 （5）下列关于弹性势能的说法，符合弓箭原理的是（ ） A. 弓身发生塑性形变时，也具有弹性势能 B. 弹性势能是弓身由于运动而具有的能 C. 弓身的弹性形变程度越大，弹性势能越大 D. 弹性势能的大小与弓身的材料无关 【答案】（1）弹性势能；动能 （2）B （3）A （4）B （5）C 【解析】（1）拉弓时弓身发生弹性形变，根据弹性势能的定义，发生弹性形变的物体具有弹性势能，故弓身储存了弹性势能；松手后弓身恢复原状，弹性势能转化为箭支的动能，使箭支运动起来，这是弹性势能与动能的转化（本题仅考查概念，未要求分析转化过程，符合考点要求）。（2）箭支的动能由弓的弹性势能转化而来，“箭去似流星”说明箭支速度大、动能大，其根本原因是弓储存的弹性势能多，转化为箭支的动能就多，故选B；箭支的质量较小，A错误；高度高带来的是重力势能，不是箭支飞出时的主要动能来源，C错误；形状与动能大小无关，D错误。（3）同款弓箭的弓身弹性相同，拉弓越满，弓身的弹性形变程度越大，储存的弹性势能越多，转化为箭支的动能就越大，故甲士兵射出的箭支动能更大，选A。（4）重力势能由质量和被举高的高度决定，同一箭支质量相同，被举高的高度越高，重力势能越大，B正确；高度是影响重力势能的重要因素，A错误；重力势能与速度无关，速度影响的是动能，C错误；箭支被举高后，即使静止，也具有重力势能，D错误。（5）只有发生弹性形变的物体才具有弹性势能，塑性形变无法恢复原状，不具有弹性势能，A错误；弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能，动能才是由于运动而具有的能，B错误；弓身的材料决定了弹性强弱，同一形变程度下，不同材料的弓身弹性势能不同，D错误；在弹性限度内，物体的弹性形变程度越大，弹性势能越大，这是弹性势能的核心影响因素，C正确。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年沪科版八年级物理 《第十章功与机械能第三节动能和势能》精品讲义 ( 一．学习 目标 1.理解动能、重力势能、弹性势能的概念，能准确区分生活中的不同势能类型。 2.掌握影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素，能运用控制变量法分析相关现象。 3.能结合实例解释动能和势能的转化，初步建立机械能的整体认知。 4.通过实验探究，提升观察能力、数据分析能力和归纳推理能力。 ) ( 二．重点难点 （一）重点 1.动能、重力势能、弹性势能的概念界定。 2.影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素探究过程与结论。 （二）难点 1.控制变量法在探究影响势能大小因素实验中的灵活运用。 2.结合具体情境分析动能与势能的转化规律。 ) 三．课前预习 1.物体由于________而具有的能，叫做动能。 2.影响动能大小的因素是物体的________和________，在速度相同时，物体的质量越大，动能越________；在质量相同时，物体的速度越大，动能越________。 3.物体由于受到重力并处在一定________而具有的能，叫做重力势能。 4.影响重力势能大小的因素是物体的________和________，在质量相同时，物体的高度越高，重力势能越________；在高度相同时，物体的质量越大，重力势能越________。 5.物体由于发生________而具有的能，叫做弹性势能。 6.弹性势能的大小与物体发生弹性形变的________有关，形变程度越大，弹性势能越________。 四．课堂探秘 探究一：什么是能？ 流动的空气可推动帆船前进而做功，高处的桩锤下落可冲击桩头而做功，张开的弓可使箭射出而做功。 1.能的概念 （1）概念：物理学中，如果一个物体能够对其他物体做功，我们就说这个物体具有能量(energy)，简称能。 （2）能的单位是焦耳（J），与功的单位相同，这是因为能的大小可以用物体能够做功的多少来衡量。 2.对能的理解 （1）能的本质是“做功的本领”：能不是功，而是物体具有的一种属性。一个物体具有能，说明它有能力对外做功，不一定正在做功。 例：静止在高处的花盆，没有对外做功，但它具有重力势能，一旦下落就能对地面做功。 （2）能的大小判断依据：物体能够做的功越多，具有的能就越大。 例：速度更快的汽车，能推动障碍物移动更远的距离，说明它的动能更大。 （3）能的形式具有多样性：本节课学习的动能、重力势能、弹性势能属于机械能，除此之外，能还有内能、电能、化学能等多种形式，不同形式的能之间可以相互转化。 （4）能的普遍性：一切物体都具有能，只是形式和大小不同。运动的物体有动能，被举高的物体有重力势能，发生弹性形变的物体有弹性势能，静止在地面的物体也具有其他形式的能。 3.功与能的关系 （1）能：物体具有的做功本领，是状态量，描述物体的状态 ； （2）功：物体对外做功的过程，是过程量，描述能量转化的多少 。 简单来说：能是“拥有的本领”，功是“施展本领的过程”，做功的过程一定伴随着能量的转化或转移，能量转化的多少可以用功的大小来量度。外力对物体做功，物体的动能可能增加；物体对外做功，动能可能减小，做功的过程就是动能与其他形式能相互转化的过程。 探究二：动能的大小与哪些因素有关 物体由于运动而具有的能，叫做动能。动能的单位与能、功的单位一致，为焦耳（J），一切运动的物体都具有动能。 动能的存在条件：物体必须处于运动状态，速度为0的物体（静止），动能一定为0；只要物体有速度，就一定具有动能，与运动方向无关。 例：行驶的汽车、飞行的小鸟、流动的河水，都因运动具有动能；静止在路面的汽车，动能为0。 【实验】探究影响动能大小的因素 （1）实验目的：探究物体的动能大小因素 （2）实验器材：木板 长方形木块 质量不同的小球 （3）实验原理：观察木块在木板上移动的距离，如木块移动的越远，表示木块做的功越多，说明小车的动能越大； （4）实验方法：控制变量法、转换法 （5）实验步骤 ①将木板的一端垫高，组成一个斜面； ②让同一小球小球在斜面的不同高度滚下，推动木块在木板上前进，观察木块在木板上移动的距离。（做三次） ③换做不同小球在斜面的同一高度滚下，推动木块在木板上前进，观察木板在木板上移动的距离。（做三次） （6）实验现象 ①同一小球在斜面越高的地方滚下，木块被推的越远； ②质量不同的小球，在同一高度滚下，质量越大的小车，把木块被推的越远 （7）实验结论：动能与物体的质量和物体运动的速度有关 ①质量相同的物体，运动速度越大，动能越大； ②运动速度相同的物体，质量越大，动能越大； （8）理解 ①如何判断动能大小：观察木块被推动的距离； ②使质量不同的钢球从同一高度静止释放的目的：保证小球到达斜面底端具有相同的初速度； ③如何改变钢球速度：改变小球释放时的高度； ④分析归纳：保持钢球质量不变时结论：小球质量一定时，速度越快，则小球的动能越大；保持钢球速度不变时结论： 小球速度一定时，质量越大，则小球的动能越大； ⑤斜面的作用：使小球获得初速度。 ⑥木块最终停下来的原因：木块受到了斜面给它的摩擦阻力。 ⑦超载、超速问题判断：超载是因为质量越大，惯性越大，故不容易停下来；超速是因为速度越快，动能越大，所以不容易停下来。 探究三：什么是势能 势能是机械能的重要组成部分，并非单一形式，主要分为重力势能和弹性势能两类，二者都是物体因所处的特殊状态而具有的能，单位均为焦耳（J）。 （一）重力势能 1.定义：物体由于受到重力并被举高而具有的能，叫做重力势能。 2. 理解 （1）存在条件：一是物体受重力作用（地球上的物体均满足）；二是物体被举高（相对于选定的参考面，如地面），物体在参考面处的重力势能为0。 （2）相对性：重力势能的大小与参考面的选择有关，同一物体选不同参考面，高度不同，重力势能大小也不同，但重力势能的变化量与参考面无关。 （3）状态性：只要物体的质量和高度不变，重力势能就保持不变，与物体的运动状态（静止或运动）无关。 3.重力势能的大小与哪些因素有关 （1）提出问题：被举高的物体具有重力势能，重力势能的大小与什么因素有关？ （2）猜想与假设 猜想1：重力势能的大小可能与物体的质量有关； 猜想2：重力势能的大小可能与物体的高度有关。 （3）实验器材： 质量不同的两个铅球、沙坑、刻度尺。 （4）实验步骤 ①探究重力势能与高度的关 控制变量：使用同一小球（质量m相同）。 操作：将小球从不同高度（h1、h2，且h1 < h2）由静止释放，使其落入沙坑。 记录：用刻度尺测量每次小球陷入沙坑的深度d1、d2。 ②探究重力势能与质量的关系 控制变量：让小球从同一高度（h相同）由静止释放。 操作：换用质量不同的小球（mA、mB），分别从同一高度释放，使其落入沙坑。 记录：用刻度尺测量每次小球陷入沙坑的深度dA、dB。 （5）实验现象与数据记录 实验次数 小球质量 释放高度 沙坑陷入深度 1 小（mA） h1 d1 2 小（mA） h2（h1 < h2） d2（d1<d2） 3 大（mB） h1 dA（dA<dB） （6）实验结论 ①质量相同时，物体被举得越高，陷入沙坑的深度越大，说明重力势能越大。 ②高度相同时，物体的质量越大，陷入沙坑的深度越大，说明重力势能越大。 综上，物体的重力势能大小与质量和被举高的高度有关：质量越大、高度越高，物体的重力势能越大。 （7）反思 ①实验中沙坑的沙子需保持平整，以确保每次陷入深度的测量准确。 ②小球应从静止状态释放，避免初速度对实验结果产生影响。 ③本实验的结论仅在地球表面、忽略空气阻力的条件下成立。 （二）弹性势能 1.定义：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。 2.理解： （1）存在条件：物体必须发生弹性形变（形变后能恢复原状的形变），若发生塑性形变（形变后不能恢复原状），则不具有弹性势能。 （2）影响因素：主要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；此外，弹性势能还与物体的材料、弹性强弱有关（同一形变程度下，弹性越强的物体，弹性势能越大）。 （3）特殊性：弹性势能是发生弹性形变的物体自身具有的能，形变消失，弹性势能也随之消失。 （三）对势能的整体理解 1.势能的本质：势能是物体因“位置”（重力势能）或“形变状态”（弹性势能）而具有的做功本领，是一种状态量，物体具有势能，说明它有能力对外做功，不一定正在做功。 例：被压缩的弹簧具有弹性势能，释放后能推动小球运动，对小球做功；静止在高处的石块具有重力势能，下落时能对地面做功。 2.势能与动能的区别：动能由物体的运动状态（质量、速度）决定，势能由物体的位置或形变状态决定，二者共同构成物体的机械能。 【经典例题】 例1.2025年我国“夸父二号”太阳探测器进入预定轨道，在太空中匀速飞行的探测器具有的能，判断正确的是（ ） A. 只有动能，没有重力势能 B. 只有重力势能，没有动能 C. 既有动能，也有重力势能 D. 既没有动能，也没有重力势能 例2.下列关于能的概念，说法正确的是（ ） A. 正在做功的物体一定具有能 B. 具有能的物体一定正在做功 C. 物体只要静止，就一定没有能 D. 物体的能越大，做的功一定越多 例3. 甲、乙两个相同的篮球，表面是湿的，从不高度自由落至同一地面上留下的印迹如图所示，则刚下落时篮球的重力势能较大的是（　　） A. 甲 B. 乙 C. 一样大 D. 无法比较 例4.如图所示，足球场上，运动员将球踢出，足球在空中划过一条漂亮的弧线，球的轨迹如图中虚线所示．从足球被踢出到落地的过程中，足球的重力势能（ ） A. 一直增大 B. 一直减小 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 例5.如图所示，小球由静止开始沿光滑的斜面下滑，经过A、C两位置时具有相同的（　　） A. 速度 B. 重力势能 C. 动能 D. 机械能 例6. 2025年我国“天宫课堂”第四课展示了太空弹力实验，在太空舱内，一根弹簧被压缩不同程度，关于其弹性势能，说法正确的是（ ） A. 压缩程度越小，弹性势能越大 B. 压缩程度越大，弹性势能越大 C. 弹性势能大小与压缩程度无关 D. 弹簧的弹性势能与所处位置（太空/地面）有关 例7. 古诗词“危楼高百尺，手可摘星辰”描绘了高楼的高耸，站在该楼顶的人具有较大的重力势能，其原因是（ ） A. 人的质量大 B. 人的速度大 C. 人被举高的高度大 D. 人的体积大 例8.学生用钢尺做弹性形变实验，钢尺由于发生________而具有弹性势能，在弹性限度内，钢尺的________越大，弹性势能越大，弹性势能的单位与________的单位相同。 例9.历史典故“后羿射日”中，被拉弯的弓箭具有________，弓箭的这种能与它的________有关，在弹性限度内，________越大，这种能就越大。 例10. 如图所示是研究动能的大小跟哪些因素有关的实验.让钢球从斜面上滚下，打到一个木块上，观察木块被推动的距离. （1）让同一钢球从不同的高度滚下时，原来的位置越高，滚到斜面下端时________越大，把木块推得越远.说明在钢球质量相同的情况下，钢球的________越大，动能越大. （2）让质量不同的钢球从同一高度滚下，滚到斜面下端时速度相同，钢球的质量越大，把木块推得越远.说明在钢球速度相同的情况下，钢球的________越大，动能越________. （3）从这个实验可以得出结论：运动物体的_________________________. 五．课堂检测 （一）．选择题 1.杭州亚运会场馆配套的智能代步车，同款代步车以不同速度行驶时，下列说法正确的是（ ） A. 速度越大，动能越大，因为动能只与速度有关 B. 速度越大，动能越大，因为质量相同时速度越大动能越大 C. 速度越小，动能越大，因为速度越小越安全 D. 动能大小与速度无关 2.学生课间玩弹珠游戏，两个质量不同的弹珠，以相同的速度在水平桌面上滚动，关于它们的动能，说法正确的是（ ） A. 质量大的弹珠动能大 B. 质量小的弹珠动能大 C. 两个弹珠的动能一样大 D. 无法比较动能大小 3. 如图所示是小明在运动会上推铅球的场景，从铅球离手在空中运动到最后落到地面的过程中，动能Ek随时间t的变化关系是（　　） A. B. C. D. 4.如图所示装置叫作滚摆．捻动滚摆的轴缠绕细线使它升高后由静止释放，观察滚摆的运动情况（不计任何阻力和摩擦）．对于滚摆的运动，下列说法中正确的是（ ） A. 在滚摆下降的过程中，动能减小，机械能增加 B. 在滚摆下降的过程中，动能增加，机械能不变 C. 在滚摆上升的过程中，重力势能减小，机械能减小 D. 在滚摆上升的过程中，重力势能增加，机械能增加 5. 如图所示，物块A在人的拉力作用下匀速竖直向上运动，下列关于物块A的判断正确的是（　　） A. 动能减小 B. 机械能不变 C. 重力势能增大 D. 重力和拉力是一对相互作用力 6. 如图所示，将木块放在压缩了的弹簧旁，释放弹簧，木块沿水平地面向右运动，离开弹簧后，木块运动一段距离后停下来，下列说法中不正确的是（ ） A. 此装置可以用来探究弹性势能和弹簧形变大小的关系 B. 木块离开弹簧之前，弹簧的弹性势能一直在减小 C. 木块离开弹簧之后，木块动能逐渐减少 D. 木块运动时，木块所受的重力对木块做了功 7. 2026年我国新型储能电站投入运行，其中的弹簧储能装置利用了弹性势能，下列物体中具有弹性势能的是（ ） A. 被捏扁的橡皮泥 B. 被拉弯的弓箭 C. 被折断的筷子 D. 变形的塑料尺（无法恢复原状） 8. 学生用橡皮筋制作简易弹弓，拉伸橡皮筋的程度越大，弹丸被射出的距离越远，这说明（ ） A. 弹性势能的大小与橡皮筋的长度有关 B. 弹性势能的大小与橡皮筋的质量有关 C. 弹性限度内，形变程度越大，弹性势能越大 D. 弹性势能的大小与弹丸的质量有关 9. 下列关于弹性势能的说法，正确的是（ ） A. 任何发生形变的物体都具有弹性势能 B. 弹性势能的单位是瓦特 C. 弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能 D. 弹性势能的大小与物体的运动速度有关 10. 为了探究运动与静止的鸡蛋撞击时谁更容易破，小明将甲鸡蛋分别从斜面上的A、B、C三处由静止释放，撞击静止在水平面上的乙鸡蛋，实验结果是：第一次两只鸡蛋都破；第二次甲鸡蛋完好乙鸡蛋破；第三次两只鸡蛋都不破．接下来的步骤是（ ） A. 得出“与鸡蛋动静无关”的结论 B. 得出“静止的鸡蛋更易破”的结论 C. 得出“运动的鸡蛋更易破”的结论 D. 在B处释放鸡蛋，重复做几次实验 11. 掷实心球是我市的中考体育加试项目之一，掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处（不计空气阻力）．则实心球（ ） A. 在a处重力势能最小 B. 在b处动能为零 C. 在a、b、c三处机械能相等 D. 在d处动能为零 12. 如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景，跳板跳水运动有起跳、腾空、落水几个阶段，若不计空气阻力，从腾空到落水的过程中（　　） A. 动能增加，机械能增加 B. 重力势能减小，机械能减少 C. 动能先减小后增大，机械能不变 D. 重力势能先减少后增大，机械能不变 13. 如图所示，弹簧的上端固定一块木板，小虎同学从地面跳上木板后，向下压缩弹簧的过程中，他的重力势能、弹簧的弹性势能变化情况是（ ） A. 重力势能减小，弹性势能增大 B. 重力势能增大，弹性势能减小 C. 重力势能增大，弹性势能增大 D. 重力势能减小，弹性势能减小 （二）．填空题 14.古诗词“骏马奔腾踏平川”中，奔腾的骏马具有较大的动能，其动能大小与骏马的________和________有关，在质量相同时，骏马的________越大，动能越大。 15.2026年我国新型舰载机在航母上滑行起飞，同款舰载机空载和满载时，以相同速度滑行，________时动能更大，因为动能与________有关，速度相同时，________越大，动能越大。 16. 篮球是中考体育测试的项目之一，如图所示，篮球被投出后球在上升过程中动能______，惯性______（均选填“变大”、“变小”或“不变”），碰到篮板后篮球会弹回说明力可以改变物体的______。 17. 甲站在0.5 m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7 m/s匀速下行的自动扶梯上．甲、乙两人质量相等，甲上行中动能_____（填“增加”“不变”或“减少”）．某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能____乙的重力势能，甲的机械能___乙的机械能（填“大于”“等于”或“小于”）． 18.2025年我国重型运载火箭芯级助推器吊装，被吊高的助推器具有重力势能，重力势能的大小由助推器的______和______共同决定，在高度相同时，________越大，重力势能越大。 19.军事科技中，坦克的履带碾压障碍物时具有较大动能，坦克的动能是由于其________产生的，影响其动能的两个因素是________和________。 20.古诗词“欲穷千里目，更上一层楼”中，人站得越高，具有的________越大，这种能与人和________的质量有关，也与被举高的________有关。 21.学生课间跳橡皮筋时，被拉伸的橡皮筋具有________，这种能的大小只与橡皮筋的________有关，若橡皮筋发生塑性形变，则会________这种能。 22.2026年我国智能巡检机器人在高压电塔上工作，机器人悬停时，为0，具有的________由其质量和高度决定，能的单位是国际单位制中的。 （三）．解答题 23. 在探究“动能大小与哪些因素有关”的实验中，让小球从斜面上由静止释放，下滑后撞击斜面底部的纸盒。 (1)本实验研究的是______的动能大小。 (2)比较图甲和图乙，可初步得出实验结论为_______。 (3)若要验证动能大小与另外一个因素的关系，需要添加一个器材是_____。 (4)若利用如图所示器材还准备探究“阻力对物体运动的影响”。为完成探究任务，某同学还选用了毛巾和棉布进行实验，其目的是______。 24. 在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如图所示。 (1)在此实验中，研究对象是______（选填“铁块”、“木桩”），我们是通过观察_______来比较各铁块重力势能的大小。 (2)若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是hA_____hB。 (3)若A、C两铁块下落的高度相同，则两铁块的质量关系是mA______mC。 25. 利用如图所装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”．将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，图中的摆长L都相同，θ1<θ2，球A、B的质量分别为mA 、mB，（mA<mB）． （1）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的_____________无关． （2）如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：_________________． （3）如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论： ______________． 26. 图是同学在体育课练习投掷铅球，学了“重力势能”的小东想用身边的器材来对影响重力势能大小的因素进行探究，探究程序如下： （1）猜想：影响重力势能大小因素可能有：a________；b．________． （2）实验提供的实心铅球有2kg、2kg、3kg各一个，细沙（足够多）、刻度尺、两个相同大纸盒．请你利用上述器材，就其中一个猜想，帮他设计实验方案，验证猜想，写出实验步骤： A、将适量的沙子放进大纸盒里拨平； B、取质量为________和________的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到相同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较； C、取质量为________和________的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到不同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较． （3）通过对该实验的探究： B．步骤得到的结论是：重力势能跟________有关； C．步骤得出的结论是：重力势能跟________有关． 27.阅读短文，回答问题。 2026年天宫课堂第五课——太空机械能实验探秘 2026年“天宫课堂”第五课在我国空间站成功开讲，航天员为全国中小学生展示了一系列精彩的太空机械能实验，引发了同学们对动能和势能的深入思考。在微重力环境下，航天员首先演示了“动能影响因素实验”：将两个质量不同的特制小球，通过空间站的弹射装置以相同速度水平射出，观察到质量较大的小球推动轻质挡板的距离更远；随后调整弹射装置，将同一个小球以不同速度射出，速度越大的小球，挡板被推动的距离越明显。接着，航天员展示了“弹性势能实验”：用不同规格的弹簧制作成弹性摆，将弹簧拉伸不同程度后释放，发现拉伸程度越大，摆球摆动的幅度越大，而同一拉伸程度下，弹性更强的弹簧能让摆球摆动得更高。最后，航天员还对比了地面与太空的重力势能差异：在地面上，同一物体被举得越高，下落时的冲击力越大；而在空间站微重力环境中，物体的重力势能几乎可以忽略，这也让同学们深刻理解了重力势能的产生条件。此次太空实验不仅让大家直观感受了机械能的特点，更让同学们学会了用控制变量法和转换法研究物理问题，充分体现了物理知识在航天科技中的应用价值。 （1）本实验中，航天员通过观察“挡板被推动的距离”来判断小球动能的大小，这种研究方法叫做________法；判断弹簧弹性势能的大小，是通过观察“摆球摆动的幅度”，这也运用了相同的研究方法。（填空，2空） （2）航天员将两个质量不同的小球以相同速度射出，质量大的小球推动挡板更远，这说明（ ） A. 动能大小只与质量有关 B. 速度相同时，质量越大，动能越大 C. 质量相同时，速度越大，动能越大 D. 动能大小与质量无关 （3）下列关于本次实验中动能的说法，正确的是（ ） A. 静止在空间站的小球，动能不为0 B. 小球的动能大小与运动方向有关 C. 同一小球速度越大，动能越大 D. 动能的单位是瓦特 （4）航天员将弹簧拉伸不同程度后释放，拉伸程度越大，摆球摆动幅度越大，这说明弹性势能的大小与（ ）有关 A. 弹簧的质量 B. 弹簧的弹性形变程度 C. 摆球的质量 D. 空间站的环境 （5）关于重力势能，下列说法符合本次实验结论的是（ ） A. 重力势能的产生不需要物体被举高 B. 地面上的物体，高度越高，重力势能越大 C. 重力势能的大小与物体的质量无关 D. 太空环境中物体的重力势能与地面一样大 六．课后作业 （一）完成知识清单 1.物体能够________，我们就说这个物体具有能（能量）。 2.能的单位是________，与功的单位相同。 3.能是物体具有的________，物体具有能，说明它有能力做功，但不一定正在做功。 4.物体由于________而具有的能，叫做动能。 5.一切________的物体都具有动能，静止的物体动能为0。 6.动能的大小与物体的________和________有关：质量相同时，速度越大，动能越________；速度相同时，质量越大，动能越________。 7.动能是________（选填“标量”或“矢量”），只有大小，没有方向。 8.物体由于受到重力并被________而具有的能，叫做重力势能。 9.重力势能的大小与物体的________和________有关：质量相同时，高度越高，重力势能越________；高度相同时，质量越大，重力势能越________。 10.重力势能具有________性，其大小与所选的________有关，但重力势能的变化量与参考面无关。 11.静止在高处的物体，动能为0，但具有________。 12.物体由于发生________而具有的能，叫做弹性势能。 13.只有发生________（形变后能恢复原状）的物体才具有弹性势能，发生塑性形变的物体不具有弹性势能。 14.弹性势能的大小与物体发生弹性形变的________有关，在弹性限度内，形变程度越大，弹性势能越________。 15.弹性势能的大小还与物体的________有关，同一形变程度下，弹性越强的物体，弹性势能越大。 （二）强化训练 一．选择题 1.古诗词“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”描绘了瀑布的壮观景象，瀑布中的水流具有较大的动能，其主要原因是（ ） A. 水流的质量大 B. 水流的速度大 C. 水流的高度高 D. 水流的温度高 2.2025年我国自主研发的重型矿用卡车投入使用，该卡车空载和满载时以相同速度行驶，下列判断正确的是（ ） A. 空载时动能大 B. 满载时动能大 C. 两种情况动能一样大 D. 无法判断 3. 如图是一种游戏，叫做蹦极，游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下，图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，c点是游戏者所能达到的最低点，对于游戏者离开跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是( ) A. 游戏者的动能一直在增加 B. 游戏者减少的重力势能全部转化为动能 C. 游戏者到达c点时的动能最大 D. 游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能 4. 小明用图示装置探究“动能大小与速度关系”，下列说法正确的是（　　） A. 改变小车质量多次进行实验 B. 实验中要尽量保持水平面光滑 C. 让同一小车从同一高度由静止开始下滑 D. 用木块移动的距离来比较小车动能的大小 5. 为探究重力势能与质量关系，如图所示小龙选择了体积不同的实心铝球a、b，体积相同的实心铜球c和铝球d以及平整的橡皮泥进行实验。下列关于本实验说法不正确的是（　　） A. 实验时要让球从同一高度自由落下 B. 比较球落在橡皮泥中的凹陷程度来反应势能的大小 C. 研究a球和b球可以验证重力势能与质量的有关 D. 本实验器材还可以探究重力势能与高度的关系 6. 小明用图示装置“探究重力势能大小与质量的关系”，下列说法正确的是（　　） A. 实验研究对象是三脚小桌 B. 让同一木块从三个不同的高度由静止下落 C. 让质量不同的木块从不同的高度由静止下落 D. 用三脚小桌下陷的深度来表示木块重力势能的大小 7. 如图所示，小球沿光滑的斜面由a滚到b，接着又在光滑水平面bc上滚动，比较小球在a、b、c三点时速度的大小（　　） A. va<vb>vc B. va<vb<vc C. va<vb=vc D. va<vb，vc=0 8.下列物体中，动能为0的是（ ） A. 正在升空的热气球 B. 静止在站台的高铁列车 C. 正在绕地球转动的卫星 D. 正在滑行的滑冰运动员 9.关于动能的理解，下列说法错误的是（ ） A. 一切运动的物体都具有动能 B. 动能的大小与物体的运动方向无关 C. 质量和速度都相同的物体，动能一定相同 D. 速度大的物体，动能一定比速度小的物体大 10.为了探究重力势能大小与哪些因素有关，课本中设计了“重物撞小桌”的实验，如图所示让重物从高处落下，打击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，下列关于该实验的说法中，不正确的是（　　） A. 该实验的设计思路是采用转换法，用桌腿陷入的深度来表示重物重力势能的大小 B. 在实验器材的选择时，可以不考虑被撞小桌软硬程度和重物的初速度 C. 该实验探究基本方法是控制变量法，如分别控制重物落下的高度、质量等 D. 实验过程中，让同一重物从不同高度落下，目的是为了探究重力势能与高度的关系 11. 如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球（　　） A. 在 b、d两点动能相等 B. 在 a、d两点动能相等 C. 从b到c的过程机械能减少 D. 从c到d的过程重力势能减少 12. 频闪照片是研究物体运动的重要手段．通常一只掉在水平面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低．如图所示，是小球弹跳过程的频闪照片，小球在 1、2 位置的高度一样．比较 1、2、3 位置正确的是（ ） A. 1 位置的机械能小于 3 位置的机械能 B. 1 位置的动能最大，3 位置的势能最大，2 位置的机械能最小 C. 由 1 到 3 的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变 D. 1 位置和 2 位置的势能相等，动能相等 13. 如图所示，“套圈”出手后，从a点到c点的过程中(不计空气阻力)，下列说法正确的是（　　） A. “套圈”由a到b过程中，动能逐渐增大 B. “套圈”在b点的机械能大于a点的机械能 C. “套圈”由b到c过程中，机械能逐渐变小 D. “套圈”由a到b再到c过程中，重力势能先变大后变小 二．填空题 14.2025年我国“蛟龙三号”载人潜水器在深海匀速下潜，该潜水器由于________具有动能，由于________具有重力势能，动能的大小由其________和速度共同决定。 15.能的定义是物体________对外做功，我们就说这个物体具有能，能的单位是________，物体能够做的功越多，其具有的________就越大。 16. 如图所示是三个相同的木桩被从空中由静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况．若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是hA________hB； 若A、C两铁块下落的高度相等，则两铁块质量的关系是mA________mC （前两空选填“＞”、“=”或“＜”）．下落过程中，物体的重力势能减少，动能________． 17.能分为多种形式，运动的物体具有________，被举高的物体具有________，发生弹性形变的物体具有________。 18.历史典故“水滴石穿”中，下落的水滴具有动能，水滴的动能大小与水滴的________和________有关，在质量相同时，水滴下落的________越大，动能越大。 19.古诗词“黄河之水天上来”中，黄河水从高处流下，具有较大的________，这种能与水的________和速度有关，水的质量越大，这种能就________。 20.军事科技中，防空导弹发射前被举高放置，此时导弹具有________，这种能的大小与导弹的________和放置的________有关。 21.物体具有能，说明它________对外做功，不一定________对外做功，物体做的功越多，说明其转化的________越多。 22.2025年我国“天舟七号”货运飞船与空间站对接，对接前飞船匀速飞行，其动能由________和________决定，重力势能由________和高度决定。 三．解答题 23. 为探究“动能大小的影响因素”，科学小组利用斜面、钢球、木块等器材开展了如图所示的活动． （1）实验中通过比较木块______来判断钢球动能的大小． （2）在图甲和图丙中，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）比较甲、乙两图，得到的结论是_______． 24. 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运动路径有关。 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，刻度尺一把，体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球一个，所用实验装置如图甲、乙所示： 为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落，测得A、B小球陷入花泥的深度为h1和h2，如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计），测得C、D小球陷入花泥的深度均为h3，且h1<h2<h3，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______来反映的； （2）分析图甲所示的实验现象，可得出结论：当物体的_______、_______相同时，_______越大，重力势能越大； （3）分析图乙所示的实验现象，发现两球运动的路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径_______（选填“有关”或“无关”）； （4）综合分析图甲、乙所示的实验现象，还可得出的结论是：____________。 25. 在探究“物体的动能大小与哪些因素有关”时，如图所示。将甲乙两小球（m甲＜m乙）分别拉到与竖直方向成一定角度（θ1＜θ2）的位置，由静止释放，当小球与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，图中的摆长L都相等。 （1）如图（a）、（b）所示，观察到________可得出乙球具有的动能大；当同时释放甲、乙两球时，观察到它们的摆动始终相对静止，表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的________无关； （2）比较图（b）、（c）所示，可得出初步结论：________。 26. 小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”．他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关． 他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙．将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止．请补充完成他们的探究过程： （1）弹簧弹性势能的大小是通过_______来衡量的． （2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用_______（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变_______之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录． （3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论．在上面的实验中，他们运用到了转换法和_______两种物理思想方法。 27. 物体只在重力的作用下由静止开始下落，叫做自由落体运动．有一物体离地面的高度为h，如果物体在下落的过程中重力做的功全部转化为动能，物体的动能为。 （1）请你分析说明物体下落的速度与自身的质量大小是否有关； （2）如图，一小球从离地面高度h=45m的空中自由落下，不计一切阻力，则小球落地时速度是多大？ 28.阅读短文，回答问题。 传统文化与物理——弓箭中的动能和势能奥秘 “弓开如满月，箭去似流星”，这句古诗词生动描绘了古代弓箭发射的壮观景象，弓箭不仅是中国古代重要的军事武器，更是传统文化中蕴含物理知识的经典载体，其发射过程完美体现了动能和势能的相关规律。弓箭由弓身和箭支组成，弓身采用弹性极强的竹木制成，拉弓时，人手对弓施加力，使弓身发生明显的弹性形变，这个过程中人对弓做功，将自身的能量转化为弓的弹性势能。拉弓的程度越大，弓身的弹性形变越明显，储存的弹性势能就越多。当松手释放时，弓身恢复原状，弹性势能迅速转化为箭支的动能，使箭支获得巨大的速度向前飞出。在古代军事中，士兵们会根据目标的远近调整拉弓的程度，拉得越满，箭支的速度越快，飞行的距离越远，杀伤力也越大。此外，弓箭手在登高射箭时，箭支被举高，还具有一定的重力势能，下落过程中重力势能会进一步转化为动能，让箭支的速度更快。现代体育中的射箭运动，也依然遵循这一物理规律，运动员通过精准控制拉弓的力度和角度，利用弹性势能与动能的转化，让箭支准确命中靶心。弓箭从古代军事武器到现代体育项目，始终离不开动能和势能的物理原理，这也让我们看到了传统文化与物理知识的完美融合。 （1）拉弓时，弓身发生弹性形变，储存了________；松手时，这种能量转化为箭支的________，使箭支获得速度飞出。（填空，2空） （2）古诗词中“箭去似流星”描述了箭支的速度很大，箭支的动能也很大，其主要原因是（ ） A. 箭支的质量大 B. 弓的弹性势能转化而来的动能多 C. 箭支的高度高 D. 箭支的形状特殊 （3）若两名士兵使用同款弓箭，甲士兵拉弓更满，乙士兵拉弓程度较小，松手后射出的箭支（ ） A. 甲的箭支动能更大 B. 乙的箭支动能更大 C. 两人的箭支动能相同 D. 无法比较动能大小 （4）弓箭手登高射箭时，箭支被举高具有重力势能，下列关于该重力势能的说法，正确的是（ ） A. 箭支的重力势能与被举高的高度无关 B. 同一箭支，高度越高，重力势能越大 C. 重力势能的大小与箭支的速度有关 D. 箭支静止时，重力势能为0 （5）下列关于弹性势能的说法，符合弓箭原理的是（ ） A. 弓身发生塑性形变时，也具有弹性势能 B. 弹性势能是弓身由于运动而具有的能 C. 弓身的弹性形变程度越大，弹性势能越大 D. 弹性势能的大小与弓身的材料无关 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $