第4节 机械能及其转化（第2课时）（分层作业）物理新教材沪科版（五四学制）八年级下册

第4节 机械能及其转化（第2课时） （分层作业） 目录 【A夯基础】 1 一、动能和重力势能的相互转化 1 二、动能和弹性势能的相互转化 3 【B提能力】 4 【C链中考】 8 一、动能和重力势能的相互转化 1. 2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。关于神舟二十号飞船加速升空的过程，下列说法正确的是（　　） A．动能增加，重力势能不变，机械能增加 B．动能增加，重力势能增加，机械能增加 C．动能不变，重力势能减小，机械能减小 D．动能减小，重力势能增加，机械能不变 2. 如图所示，将小球拉到A点后松手，小球从A点下落到B点，又从B点上升到C点，之后来回摆动多次静止在B点。下列说法正确的是（    ） A．小球从A 点到B点过程中，动能转化为重力势能 B．小球从B点到C点过程中，重力势能转化为动能 C．小球从A点到C点过程中，重力势能先增大后减小 D．小球上升到C点时若绳子突然断了，小球会竖直下落 3. 如图所示，在滚摆实验中，滚摆不断地做上下往复运动，滚摆每次上升的高度总比上次要低一些。下列说法正确的是（    ） A．滚摆下降过程中，动能转化为重力势能 B．滚摆上升过程中，重力势能转化为动能 C．滚摆上下往复运动过程中，机械能总量不变 D．滚摆上下往复运动过程中，机械能总量减小 4. “踢毽子”是中国民间的一项传统运动项目。如图所示，在国产动漫电影《哪吒》中，哪吒也酷爱踢毽子。在考虑空气阻力的情况下，下列关于踢出的毽子在空中上升和下落过程中的说法正确的是（　　） A．上升过程中毽子的动能增加 B．上升过程中毽子的重力势能增大 C．整个过程中毽子受到的合力保持不变 D．下落过程中毽子的动能转化为重力势能 5. 如图所示，人造地球卫星在绕地球椭圆轨道运行的过程中，当卫星从近地点向远地点运行时，下列说法正确的是（　　） A．动能增大，势能增大 B．动能减小，势能增大 C．动能增大，势能减小 D．动能减小，势能减小 6. 在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，我国选手谷爱凌从50m高的跳台由静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得金牌。下列说法中正确的是（　　） A．她在空中受到重力和惯性力的作用 B．她离开轨道末端时速度越大，惯性越大 C．她的惯性越大，上升的高度越高 D．她运动到最高点时仍具有惯性 二、动能和弹性势能的相互转化 7．网球比赛中，高速飞行的网球撞击球拍使球拍发生形变，如图所示，则在球拍恢复原状的过程中，球拍的弹性势能转化为网球的 。 8．如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，被压缩后的弹簧将小车弹出，这一过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的 能。实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越 。小车在水平木板上运动时，所受重力对小车 （选填“做功”或“不做功”）。 9. 把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上用力按下后放手，它会弹起很高。把它拆开后发现，它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图甲所示。小强仔细观察后发现，圆珠笔弹起的过程可以分为“A：按下后放手”到“B：获得一个向上的速度”再到“C：向上运动到达最高点”，如图乙所示。圆珠笔在“A→B”阶段， 转化为动能；圆珠笔在“B→C”阶段，动能转化为 。 10．如图所示，拉弯的弓具有 能。弓拉得越弯，离弦后箭的 能就越大。箭在空中（不计空气阻力）只受 作用。由于具有惯性，箭最终能飞向目标。 11. 蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，是2023年杭州亚运会的比赛项目之一，也是深受广大青少年喜爱的健身运动。如图为蹦床运动照片及其简化示意图，O点是运动员由最高点开始自由落下的起始位置，A点是蹦床不发生形变时的原位置，B点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处，C点是运动员到达的最低点。若整个过程忽略空气阻力，则（　　） A．从O点到A点的过程中，运动员的机械能增大 B．从A点到C点的过程中，蹦床的弹性势能一直减小 C．从A点到C点的过程中，运动员的动能先增大后减小 D．从O点到C点的过程中，在C点处运动员的动能最大 12. 如图为一轻质弹簧，左端固定在竖直墙壁上，右端与一物块接触（不连接），物块在A处时弹簧处于原长，水平面不光滑。现缓慢推动物块将弹簧压缩至O点，松手后物块被向右弹出，最终停在B点。则下列说法正确的是（    ） A．物块速度最大的位置在A点左侧 B．刚松手瞬间弹簧对物块的力大于物块对弹簧的力 C．从O点运动到A点过程，物块的动能不断增加 D．物块向右运动过程中，弹簧减小的弹性势能完全转化为物块增加的动能 13．掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低。如图所示为小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法不正确的是（　　）    A．小球越跳越低，说明小球的机械能逐渐减少 B．从A点运动到B点，小球的重力势能转化为动能 C．经过相同高度的B、C两点时，小球的重力势能相同 D．经过相同高度的B、C两点时，小球的动能相同 14．如图所示，甲为篮球被投出后，先后经过A、B、C、D四个位置的运动轨迹，乙为小球的动能和重力势能在不同位置的大小情况，C位置为最高点。下列说法正确的是（   ） A．篮球在C的速度为0 B．篮球在B、D的机械能相等 C．篮球在空中运动的过程只有动能和重力势能之间的相互转化 D．篮球在A的重力势能最小 15. 第十四届全国冬季运动会于2024年2月17日至2月27日在内蒙古自治区呼伦贝尔市举办。如图所示是一位运动员在单板滑雪U 型场地上进行训练时，由A点运动到C点过程中频闪摄影的照片，下列说法正确的是（    ） A．运动员在C 点时的动能最大 B．运动员从A 点运动到B点的过程中，所受重力不做功 C．运动员从B点运动到C点的过程中，重力势能增加 D．运动员从A 点运动到B 点的过程中，动能转化为重力势能 16. 图（a）是北京冬奥会中运动员翻跃大跳台的情景，不借助滑雪杖，只踩着雪板从高处滑行而下。图（b）中的虚线是比赛过程中运动员的轨迹，不计空气阻力，a到b的过程中重力势能将 ，b到c的过程中动能 （均选填“变大”、“变小”或“不变”），运动员在c点时动能 （选填“为零”或“不为零”）。 17．小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表： 次数 橡皮条 橡皮条的 宽度/cm 橡皮条的 长度/cm 弹珠被弹射的 水平距离/m 1 a 0.50 20.00 10.10 2 b 0.50 30.00 8.20 3 c 1.00 20.00 14.00 （1）实验中，是通过比较 来间接反映橡皮条的弹性势能大小； （2）比较1、2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的 有关； （3）比较 次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度有关； （4）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是　 　； A．窄面长的 B．宽面长的 C．窄面短的 D．宽面短的 （5）根据以上实验，再提出一个可以探究的科学问题： 。 18. 阅读短文，回答问题。 避险车道是与公路主干道相连的一段距离很短的分岔专用车道，供失控车辆安全减速。一般设置在长陡坡的拐弯处，保证驾驶员能看到（如图一）。这种车道很特别，一般长度在50～100米，有一定的坡度，路面上铺着疏松的石子。沙土层，两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来（如图二、三）。避险车道很大程度上解决了汽车刹车失灵时的安全隐患，请你联系所学物理知识，解答下列问题，      （1）失控车辆驶入避险车道时，动能 ，重力势能 （填写“增大”、“减少”或“不变”）； （2）紧急刹车时，人由于 会向前倾，因此，为了安全起见，不能 行驶； （3）废旧轮胎和防撞桶起到缓冲的作用，车的动能转化为 能，使车减速。 19．排球由于具有易学易玩的特点，广受运动爱好者的欢迎。 （1）某次训练使用的排球重力大小为2.4N，小红将排球竖直向上垫起，排球在向上运动的过程中所受空气阻力的大小为0.1N，则排球所受的合力大小为 N、合力方向 。请在图中画出排球所受重力G的示意图 ； （2）排球到达最高点后开始下落，下落过程中排球的（　　） A．重力势能增大，动能增大 B．重力势能增大，动能减小 C．重力势能减小，动能增大 D．重力势能减小，动能减小 （3）（不定项选择）如图所示是排球从最高点A处下落，与地面发生碰撞后再次弹起回到新的最高点C的情景，图中虚线为排球的运动轨迹。下列说法中正确的是（　　） A．在A点排球只具有重力势能 B．在C点排球具有动能 C．排球从A点运动到B点的过程中，动能转化为重力势能 D．排球在B点从着地到弹起过程中，动能一直在变小 20．某物理兴趣小组研究物块从斜面由静止下滑至底端过程中势能变化量ΔEP与动能变化量ΔEk的大小关系。他们选取了倾角、长度相同但材料不同的斜面进行实验，已知玻璃表面最光滑，木板表面其次，石板表面较为粗糙。他们将物块放在斜面A位置由静止下滑，如图所示，用传感器测出物块在A、B、C、D、E五个位置时的势能EP、动能EK大小，并将数据记录在表格中。 物块位置 势能EP/焦 动能Ek/焦 （玻璃表面） 动能Ek/焦 （木板表面） 动能Ek/焦 （石板表面） A 1.00 0.00 0.00 B 0.75 0.17 0.15 0.12 C 0.50 0.34 0.30 0.24 D 0.25 0.51 0.45 0.36 E 0.00 0.68 0.60 0.48 （1）请填写表格中空缺的数据 ； （2）分析物块的势能、动能的大小变化情况可知：当物块从同一斜面由静止下滑至底端过程中， ； （3）分析表中数据及相关条件，物块从同一斜面由静止下滑至底端过程中ΔEP与ΔEk的大小关系是ΔEP ΔEk（选填“大于”、“等于”或“小于”）； （4）该小组成员在相关结论的基础上对ΔEP与ΔEk的大小关系进行合理推理：物块从同一光滑斜面由静止下滑至底端过程中，ΔEP ΔEk（选填“大于”、“等于”或“小于”）； 在下列实验中，与此处所用的科学研究方法一致的是 。（请将编号填入空格内） A．探究做功快慢与哪些因素有关 B．合力概念的引入 C．牛顿第一定律 21．（2025·宝山·二模）用图（a）所示的轻质滑轮匀速提升重20牛的物体，不计摩擦，所需拉力为 牛。物体上升过程中的s-t图像如图（b），则8秒内拉力做功 焦，物体的重力势能 （选填“增大”“不变”或“减小”）。 22．（2025·黄浦·二模）《中华人民共和国民法典》把“高空坠物”纳入了违法行为。小明猜想高空坠物的破坏力可能与物体的质量、所处的高度有关。他用质量不同的小球从同一高度自由下落到沙坑，通过小球落入沙坑的深度来反映高空坠物的破坏力，实验数据如表所示。 实验序号 1 2 3 4 质量m（克） 20 40 60 80 落入沙坑的深度d（厘米） 1.2 1.4 1.6 1.7 （1）分析上述实验数据及相关条件，可以得出的结论是： ； （2）小明查阅资料后得知：撞击时动能越大，破坏力越强。请从机械能及其转化的角度阐述重物从高处下落比从低处下落时造成破坏力更大的原因。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 机械能及其转化（第2课时） （分层作业） 目录 【A夯基础】 1 一、动能和重力势能的相互转化 1 二、动能和弹性势能的相互转化 4 【B提能力】 6 【C链中考】 13 一、动能和重力势能的相互转化 1. 2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。关于神舟二十号飞船加速升空的过程，下列说法正确的是（　　） A．动能增加，重力势能不变，机械能增加 B．动能增加，重力势能增加，机械能增加 C．动能不变，重力势能减小，机械能减小 D．动能减小，重力势能增加，机械能不变 【答案】B 【详解】飞船加速升空的过程中，质量不变，速度变快，故动能增加，高度变高，故重力势能增加，机械能是动能和势能的总和，故机械能也增加，故ACD错误，B正确。故选B。 2. 如图所示，将小球拉到A点后松手，小球从A点下落到B点，又从B点上升到C点，之后来回摆动多次静止在B点。下列说法正确的是（    ） A．小球从A 点到B点过程中，动能转化为重力势能 B．小球从B点到C点过程中，重力势能转化为动能 C．小球从A点到C点过程中，重力势能先增大后减小 D．小球上升到C点时若绳子突然断了，小球会竖直下落 【答案】D 【详解】A．小球从A点下落到B点的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，是重力势能转化为动能，故A错误； B．小球从B点上升到C点的过程中，质量不变，高度增大，速度减小，重力势能增大，动能减小，动能不断转化为重力势能，故B错误； C．小球从A到C的全过程先是下落(重力势能减小)，后是上升(重力势能增大)，故C错误； D．小球摆到C点时速度暂时为零，若此时绳子突然断开，小球没有任何水平速度，只有重力作用，因而将竖直下落，故D正确。故选D。 3. 如图所示，在滚摆实验中，滚摆不断地做上下往复运动，滚摆每次上升的高度总比上次要低一些。下列说法正确的是（    ） A．滚摆下降过程中，动能转化为重力势能 B．滚摆上升过程中，重力势能转化为动能 C．滚摆上下往复运动过程中，机械能总量不变 D．滚摆上下往复运动过程中，机械能总量减小 【答案】D 【详解】A．滚摆下降过程中，质量不变，它的高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故A错误； B．滚摆上升过程中，它的质量不变，高度增加，重力势能增加，速度减小，动能减小，上升过程中动能转化成重力势能，故B错误； CD．实验过程中滚摆会逐渐停下来，克服摩擦做功，机械能总量会减小，故C错误，D正确。 故选D。 4. “踢毽子”是中国民间的一项传统运动项目。如图所示，在国产动漫电影《哪吒》中，哪吒也酷爱踢毽子。在考虑空气阻力的情况下，下列关于踢出的毽子在空中上升和下落过程中的说法正确的是（　　） A．上升过程中毽子的动能增加 B．上升过程中毽子的重力势能增大 C．整个过程中毽子受到的合力保持不变 D．下落过程中毽子的动能转化为重力势能 【答案】B 【详解】A．上升过程中毽子的质量不变，速度减小，动能减小，故A错误； B．上升过程中毽子的质量不变，高度增大，重力势能增大，故B正确； C．上升过程中毽子受到的空气阻力向下，下降过程中毽子受到的空气阻力向上，而重力始终竖直向下，整个过程中毽子受到的合力发生了改变，故C错误； D．下落过程中毽子的质量不变，高度变小，速度变大，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，人造地球卫星在绕地球椭圆轨道运行的过程中，当卫星从近地点向远地点运行时，下列说法正确的是（　　） A．动能增大，势能增大 B．动能减小，势能增大 C．动能增大，势能减小 D．动能减小，势能减小 【答案】B 【详解】人造地球卫星在绕地球椭圆轨道运行的过程中，机械能守恒，近地点高度小于远地点，则近地点重力势能小于远地点，当卫星从近地点向远地点运行时，重力势能增大，动能转化为重力势能，动能减小，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 6. 在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，我国选手谷爱凌从50m高的跳台由静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得金牌。下列说法中正确的是（　　） A．她在空中受到重力和惯性力的作用 B．她离开轨道末端时速度越大，惯性越大 C．她的惯性越大，上升的高度越高 D．她运动到最高点时仍具有惯性 【答案】D 【详解】A．她在空中受到重力的作用，惯性不是力，故A错误； B．惯性大小只与质量有关，与速度无关，故B错误； C．惯性大小只与质量有关，她上升时动能转化为重力势能，故她滑出时速度越大，上升的高度越高，故C错误； D．任何物体在任何状态下都具有惯性，故她运动到最高点时仍具有惯性，故D正确。 故选D。 二、动能和弹性势能的相互转化 7．网球比赛中，高速飞行的网球撞击球拍使球拍发生形变，如图所示，则在球拍恢复原状的过程中，球拍的弹性势能转化为网球的 。 【答案】动能 【详解】在球拍恢复原状的过程中，球拍的形变程度减小，弹性势能减小，网球的速度增加，则动能变大，球拍的弹性势能转化为网球的动能。 8．如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，被压缩后的弹簧将小车弹出，这一过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的 能。实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越 。小车在水平木板上运动时，所受重力对小车 （选填“做功”或“不做功”）。 【答案】 动 大 不做功 【详解】[1]压缩弹簧松手后，被压缩后的弹簧将小车弹出，弹簧的弹性势能减少，小车的机械能增大，所以将弹簧的弹性势能转化为小车的动能。 [2]弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越大。 [3]小车在水平木板上运动，小车受到的重力向下，小车没有在重力的方向上移动距离，故重力没有对小车做功。 9. 把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上用力按下后放手，它会弹起很高。把它拆开后发现，它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图甲所示。小强仔细观察后发现，圆珠笔弹起的过程可以分为“A：按下后放手”到“B：获得一个向上的速度”再到“C：向上运动到达最高点”，如图乙所示。圆珠笔在“A→B”阶段， 转化为动能；圆珠笔在“B→C”阶段，动能转化为 。 【答案】 弹性势能 重力势能 【详解】A到B阶段，弹簧形变所具有的弹性势能转化为圆珠笔的动能。B到C阶段，圆珠笔的质量不变，速度变小，高度变大，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。 10．如图所示，拉弯的弓具有 能。弓拉得越弯，离弦后箭的 能就越大。箭在空中（不计空气阻力）只受 作用。由于具有惯性，箭最终能飞向目标。 【答案】 弹性势 动 重力 【详解】拉弯的弓发生弹性形变，则弓具有弹性势能，弓拉得越弯，弹性势能就越大，弹性势能转化成箭的动能，所以离弦后箭的动能就越大；射出去的箭不再受到弓的作用力，不计空气阻力，箭在空中只受到重力作用，由于惯性继续向前运动，飞向目标。 11. 蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，是2023年杭州亚运会的比赛项目之一，也是深受广大青少年喜爱的健身运动。如图为蹦床运动照片及其简化示意图，O点是运动员由最高点开始自由落下的起始位置，A点是蹦床不发生形变时的原位置，B点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处，C点是运动员到达的最低点。若整个过程忽略空气阻力，则（　　） A．从O点到A点的过程中，运动员的机械能增大 B．从A点到C点的过程中，蹦床的弹性势能一直减小 C．从A点到C点的过程中，运动员的动能先增大后减小 D．从O点到C点的过程中，在C点处运动员的动能最大 【答案】C 【详解】A．从O点下落到A点的过程中，运动员自由下落，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以运动员的机械能不变，故A不符合题意； BC．A点到B点的过程中，重力大于蹦床对运动员弹力，因此速度越来越大，动能越来越大；经过B点后，弹力大于重力，运动员做减速运动，动能减小，所以运动员的动能先增大后减小；从A到C，蹦床的弹性形变程度逐渐变大，弹性势能逐渐变大，故B不符合题意，C符合题意； D．在C点时，运动员的速度为零，所以从O点到C点的过程中，在C点处运动员的动能最小，故D不符合题意。 故选C。 12. 如图为一轻质弹簧，左端固定在竖直墙壁上，右端与一物块接触（不连接），物块在A处时弹簧处于原长，水平面不光滑。现缓慢推动物块将弹簧压缩至O点，松手后物块被向右弹出，最终停在B点。则下列说法正确的是（    ） A．物块速度最大的位置在A点左侧 B．刚松手瞬间弹簧对物块的力大于物块对弹簧的力 C．从O点运动到A点过程，物块的动能不断增加 D．物块向右运动过程中，弹簧减小的弹性势能完全转化为物块增加的动能 【答案】A 【详解】A．物块从O点松手后，刚开始受到向右的弹力大于向左的摩擦力，做加速运动，随 着物块的移动，弹簧的弹力逐渐减小，当向右的弹力等于向左的摩擦力时，速度达到最大， 此后弹力小于摩擦力，便开始减速，过了A点后物块离开了弹簧，不再受弹簧的作用力，由于 惯性继续运动，运动过程中受向左的摩擦力而不断减速，最终停在B点，所以速度最大的位置 在A点左侧。故A正确 B．根据牛顿第三定律，作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。在这里，弹簧对物块的力和物块对弹簧的力就是一对作用力和反作用力。所以，刚松手瞬间，弹簧对物块的力一定等于物块对弹簧的力，故B错误； C．从O点到A点物块的运动过程中，物块受到向右的弹力和向左的摩擦力，开始时弹簧的弹力大于摩擦力，物块加速运动，当弹簧的弹力小于摩擦力时物块开始减速，所以物块的动能是先增加后减小的，故C错误； D．物块向右运动过程中，弹簧的弹性势能逐渐减小，转化为物块的动能和由于摩擦产生的内能。所以，弹簧减小的弹性势能并没有完全转化为物块增加的动能，还有一部分转化为了内能，故D错误。 故选A。 13．掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低。如图所示为小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法不正确的是（　　）    A．小球越跳越低，说明小球的机械能逐渐减少 B．从A点运动到B点，小球的重力势能转化为动能 C．经过相同高度的B、C两点时，小球的重力势能相同 D．经过相同高度的B、C两点时，小球的动能相同 【答案】D 【详解】A．小球起跳时，由于与空气的摩擦，在弹跳的过程中部分机械能转化为内能，所以机械能逐渐减少，故A正确，不符合题意； B．从A点运动到B点，小球做加速运动，速度变大，动能增加，高度减小，重力势能减小，即小球的重力势能转化为动能，故B正确，不符合题意； C．B、C两点高度相同，小球的质量不变，所以B、C两点小球的重力势能相同，故C正确，不符合题意； D．小球从B点运动到C点时，由于与空气的摩擦，机械能逐渐减少，由于B、C两点高度相同，所以B、C两点小球的重力势能相同，而C点的机械能小于B点，所以C点的动能小于B点的动能，故D错误，符合题意。 故选D。 14．如图所示，甲为篮球被投出后，先后经过A、B、C、D四个位置的运动轨迹，乙为小球的动能和重力势能在不同位置的大小情况，C位置为最高点。下列说法正确的是（   ） A．篮球在C的速度为0 B．篮球在B、D的机械能相等 C．篮球在空中运动的过程只有动能和重力势能之间的相互转化 D．篮球在A的重力势能最小 【答案】D 【详解】A．篮球在斜向上运动过程，有竖直向上的速度和水平方向速度，竖直方向速度减小，动能转化为重力势能，水平方向速度几乎不变，如图乙所示，C的动能最小，但不为0，故在C的速度不为0，故A错误； BC．根据图乙可知，B、D两点动能相同，D点重力势能小于B，故篮球在B的机械能大于D，篮球在空中运动的过程与空气摩擦，部分机械能转化为了内能，故BC错误； D．重力势能与高度有关，篮球在A的高度最小，重力势能最小，故D正确。 故选D。 15. 第十四届全国冬季运动会于2024年2月17日至2月27日在内蒙古自治区呼伦贝尔市举办。如图所示是一位运动员在单板滑雪U 型场地上进行训练时，由A点运动到C点过程中频闪摄影的照片，下列说法正确的是（    ） A．运动员在C 点时的动能最大 B．运动员从A 点运动到B点的过程中，所受重力不做功 C．运动员从B点运动到C点的过程中，重力势能增加 D．运动员从A 点运动到B 点的过程中，动能转化为重力势能 【答案】C 【详解】A．在C点时，运动员速度为零，动能最小，故A错误； B．运动员从A 点运动到B点的过程中，运动员高度减小，重力势能减小，故B错误； C．运动员从B点运动到C点的过程中，运动员位置升高，重力势能增加，故C正确； D．运动员从A 点运动到B 点的过程中，重力势能转化为动能，故D错误。 故选C。 16. 图（a）是北京冬奥会中运动员翻跃大跳台的情景，不借助滑雪杖，只踩着雪板从高处滑行而下。图（b）中的虚线是比赛过程中运动员的轨迹，不计空气阻力，a到b的过程中重力势能将 ，b到c的过程中动能 （均选填“变大”、“变小”或“不变”），运动员在c点时动能 （选填“为零”或“不为零”）。 【答案】 变小 变小 不为零 【详解】不计空气阻力，a到b的过程中运动员的高度变小，重力势能将变小。 b到c的过程中，运动员的速度变小，动能变小，高度变大，重力势能变大，动能转化为重力势能。 运动员在c点时具有水平方向的速度，动能不为零。 17．小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表： 次数 橡皮条 橡皮条的 宽度/cm 橡皮条的 长度/cm 弹珠被弹射的 水平距离/m 1 a 0.50 20.00 10.10 2 b 0.50 30.00 8.20 3 c 1.00 20.00 14.00 （1）实验中，是通过比较 来间接反映橡皮条的弹性势能大小； （2）比较1、2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的 有关； （3）比较 次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度有关； （4）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是　 　； A．窄面长的 B．宽面长的 C．窄面短的 D．宽面短的 （5）根据以上实验，再提出一个可以探究的科学问题： 。 【答案】（1）弹珠被弹射的水平距离；（2）长度；（3）1、3；（4）D；（5）橡皮条的弹性势能与橡皮条的材料是否有关 【详解】（1）根据转化法，橡皮条的弹性势能的大小是通过弹珠被弹射的水平距离来反映的，弹珠射出的越远，说明橡皮条的弹性势能越大。 （2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条宽度相同，长度不同，弹珠射出的距离不同，故橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关。 （3）根据控制变量法，要想探究橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度的关系，应控制拉伸相同的伸长量，橡皮长度相同，橡皮条宽度不同，因此应比较第1次和第3次实验，此时拉伸相同的伸长量，橡皮长度相同，条宽不同，弹珠射出的距离不同，故橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度有关。 （4）由以上可知，弹性势能的大小与宽度、长度有关；根据表格数据还可知，在拉伸相同的伸长量时，宽度越宽，弹性势能越大，长度越短，弹性势能越大，故弹性势能最大的橡皮条是宽而短的。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 （5）制成橡皮条的材料有很多种，因此可以猜想橡皮条的弹性势能可能与橡皮条的材料有关。 18. 阅读短文，回答问题。 避险车道是与公路主干道相连的一段距离很短的分岔专用车道，供失控车辆安全减速。一般设置在长陡坡的拐弯处，保证驾驶员能看到（如图一）。这种车道很特别，一般长度在50～100米，有一定的坡度，路面上铺着疏松的石子。沙土层，两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来（如图二、三）。避险车道很大程度上解决了汽车刹车失灵时的安全隐患，请你联系所学物理知识，解答下列问题，      （1）失控车辆驶入避险车道时，动能 ，重力势能 （填写“增大”、“减少”或“不变”）； （2）紧急刹车时，人由于 会向前倾，因此，为了安全起见，不能 行驶； （3）废旧轮胎和防撞桶起到缓冲的作用，车的动能转化为 能，使车减速。 【答案】 减少 增大 惯性 高速 弹性势 【详解】（1）动能的大小与质量和速度有关，重力势能的大小与质量和高度有关。失控车辆驶入避险车道时，质量不变，速度变小，动能减少；高度增加，重力势能增大。 （2）汽车在紧急刹车时，汽车突然减速，人由于惯性会按照原来的速度向前运动，所以会前倾；因此，为了安全起见，不能高速行驶。 （3）废旧轮胎和防撞桶起到缓冲作用，车的动能转化为废旧轮胎或防撞桶的弹性势能，使车减速。 19．排球由于具有易学易玩的特点，广受运动爱好者的欢迎。 （1）某次训练使用的排球重力大小为2.4N，小红将排球竖直向上垫起，排球在向上运动的过程中所受空气阻力的大小为0.1N，则排球所受的合力大小为 N、合力方向 。请在图中画出排球所受重力G的示意图 ； （2）排球到达最高点后开始下落，下落过程中排球的（　　） A．重力势能增大，动能增大 B．重力势能增大，动能减小 C．重力势能减小，动能增大 D．重力势能减小，动能减小 （3）（不定项选择）如图所示是排球从最高点A处下落，与地面发生碰撞后再次弹起回到新的最高点C的情景，图中虚线为排球的运动轨迹。下列说法中正确的是（　　） A．在A点排球只具有重力势能 B．在C点排球具有动能 C．排球从A点运动到B点的过程中，动能转化为重力势能 D．排球在B点从着地到弹起过程中，动能一直在变小 【答案】（1）2.5，竖直向下，见下图；（2）C；（3）BD 【详解】（1）排球在向上运动的过程中受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力，则排球所受的合力大小为 合力方向与重力方向相同为竖直向下。 排球受到的重力方向竖直向下，作用点在排球的重心，排球所受重力G的示意图如图所示： （2）排球到达最高点后开始下落，下落过程中排球的质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 20．某物理兴趣小组研究物块从斜面由静止下滑至底端过程中势能变化量ΔEP与动能变化量ΔEk的大小关系。他们选取了倾角、长度相同但材料不同的斜面进行实验，已知玻璃表面最光滑，木板表面其次，石板表面较为粗糙。他们将物块放在斜面A位置由静止下滑，如图所示，用传感器测出物块在A、B、C、D、E五个位置时的势能EP、动能EK大小，并将数据记录在表格中。 物块位置 势能EP/焦 动能Ek/焦 （玻璃表面） 动能Ek/焦 （木板表面） 动能Ek/焦 （石板表面） A 1.00 0.00 0.00 B 0.75 0.17 0.15 0.12 C 0.50 0.34 0.30 0.24 D 0.25 0.51 0.45 0.36 E 0.00 0.68 0.60 0.48 （1）请填写表格中空缺的数据 ； （2）分析物块的势能、动能的大小变化情况可知：当物块从同一斜面由静止下滑至底端过程中， ； （3）分析表中数据及相关条件，物块从同一斜面由静止下滑至底端过程中ΔEP与ΔEk的大小关系是ΔEP ΔEk（选填“大于”、“等于”或“小于”）； （4）该小组成员在相关结论的基础上对ΔEP与ΔEk的大小关系进行合理推理：物块从同一光滑斜面由静止下滑至底端过程中，ΔEP ΔEk（选填“大于”、“等于”或“小于”）； 在下列实验中，与此处所用的科学研究方法一致的是 。（请将编号填入空格内） A．探究做功快慢与哪些因素有关 B．合力概念的引入 C．牛顿第一定律 【答案】0.00 重力势能减小，动能变大 大于 等于 A 【详解】（1）物块从斜面A位置由静止下滑，在石板表面A点的速度为0，则物体动能为0.00J。 （2）根据表格数据可知，在下滑的过程中，高度减小，质量不变，重力势能减小，速度变大，质量不变，动能变大。 （3）物块下滑过程中，重力势能转化为动能，同时由于斜面粗糙而存在摩擦力，其中部分重力势能转化为内能，斜面越粗糙，转化为内能的比例就越大，故ΔEP大于ΔEk。 （4）斜面若光滑，则物块从同一光滑斜面由静止下滑至底端过程中无摩擦，所以重力势能全部转化为动能，所以重力势能的变化量和动能的变化量相等。 该实验用到了控制变量法。 A．探究做功快慢与哪些因素有关用到了控制变量法，故A符合题意； B．合力概念的引入用到了等效替代法，故B不符合题意； C．牛顿第一定律用到了科学推理法，故C不符合题意。 故选A。 21．（2025·宝山·二模）用图（a）所示的轻质滑轮匀速提升重20牛的物体，不计摩擦，所需拉力为 牛。物体上升过程中的s-t图像如图（b），则8秒内拉力做功 焦，物体的重力势能 （选填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】 10 150 增大 【详解】由图（a）可知，承担重物的绳子股数n=2，所以用轻质滑轮匀速提升重20N的物体时，不计摩擦，所需拉力为F=20N/2=10N 由物体上升过程中s-t图像（b）可知，则8s时物体上升的距离为h=7.5m，拉力移动的距离s=2h=2×7.5m=l5m 8s内拉力做功为W=Fs=10N×15m=150J 物体的重力势能与物体的质量、高度有关，物体的质量、高度越大，重力势能越大。物体质量不变，高度变大，重力势能增大。 22．（2025·黄浦·二模）《中华人民共和国民法典》把“高空坠物”纳入了违法行为。小明猜想高空坠物的破坏力可能与物体的质量、所处的高度有关。他用质量不同的小球从同一高度自由下落到沙坑，通过小球落入沙坑的深度来反映高空坠物的破坏力，实验数据如表所示。 实验序号 1 2 3 4 质量m（克） 20 40 60 80 落入沙坑的深度d（厘米） 1.2 1.4 1.6 1.7 （1）分析上述实验数据及相关条件，可以得出的结论是： ； （2）小明查阅资料后得知：撞击时动能越大，破坏力越强。请从机械能及其转化的角度阐述重物从高处下落比从低处下落时造成破坏力更大的原因。 【答案】（1）质量越大、空坠物的破坏力越大；（2）物体在下落的过程中，重力势能转化为动能，质量相同的物体，高度越大，重力势能越大，则撞击时动能越大，即重物从高处下落比从低处下落撞击时动能大，则造成破坏力更大。 【详解】（1）由上述实验数据及相关条件可知，小球下落高度相同，质量越大，沙坑的深度越大，说明高空坠物的破坏力与物体的质量有关，质量越大、空坠物的破坏力越大。 （2）物体在下落的过程中，重力势能转化为动能，质量相同的物体，高度越大，重力势能越大，则撞击时动能越大，即重物从高处下落比从低处下落撞击时动能大，则造成破坏力更大。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 机械能及其转化（第2课时） （分层作业） 一、动能和重力势能的相互转化 1. B；2. D；3. D；4. B；5. B；6. D 二、动能和弹性势能的相互转化 7．动能；8．动，大，不做功；9. 弹性势能，重力势能；10．弹性势，动，重力；11. C。 12. A；13． D；14．D；15. C；16.变小，变小，不为零 17．（1）弹珠被弹射的水平距离；（2）长度；（3）1、3；（4）D；（5）橡皮条的弹性势能与橡皮条的材料是否有关 18. 减少，增大，惯性，高速，弹性势 19．（1）2.5，竖直向下，见下图；（2）C；（3）BD 20． 0.00 ；重力势能减小，动能变大；大于；等于；A 21． 10；50；增大 22．（1）质量越大、空坠物的破坏力越大；（2）物体在下落的过程中，重力势能转化为动能，质量相同的物体，高度越大，重力势能越大，则撞击时动能越大，即重物从高处下落比从低处下落撞击时动能大，则造成破坏力更大。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $