第4节 机械能及其转化（高效培优讲义）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 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 动能 1 题型2 势能 5 题型3 机械能及其转化 7 题型4 水能、风能的利用 11 【能力培优练】 12 【链接中考】 18 【重难题型讲解】 题型1 动能 一、动能基本知识： 1.定义：物体由于运动而具有的能量。 2.影响动能大小的因素： 动能的大小只跟速度、质量有关。 （1）质量相同的物体，速度越大，动能越大。 （2）速度相同的物体，质量越大，动能也越大。 3.用动能来解释生活现象： （1）汽车为什么限速？ 因为在质量一定时，速度越大，动能越大，刹车距离越远，越容易出交通事故。 （2）不同车型，限速为什么不同？ 因为不同车型质量不同，在速度一定时，质量大的，动能大，刹车远。质量小的，动能小，刹车近。所以，不同车型限速就不同。 二、实验：探究影响动能大小的因素 1.实验器材及作用： （1）两个不同质量的钢球：研究对象。 （2）斜面：让钢球运动起来。 （3）木块。 （4）粗糙程度相同的水平面。 2.实验方法： （1）转换法：通过木块被撞击后移动的距离反映钢球动能大小。 （2）控制变量法： A.如图甲、乙，控制钢球质量不变，改变球的运动速度，研究动能与速度的关系。 甲、乙图中，改变钢球下落高度，目的是改变钢球到达水平面的速度。 B.如图乙、丙，控制钢球运动速度不变，改变钢球的质量，研究动能与质量的关系。 乙、丙图中，控制钢球下落高度相同，目的是使钢球到达水平面的速度相同。 3.实验结论： 动能的大小只跟速度、质量有关。 （1）质量相同的物体，速度越大，动能越大。 （2）速度相同的物体，质量越大，动能也越大。 【典例1-1】小明用如图所示的实验装置探究影响物体动能大小的因素。本实验运用木块被推动的 来表示小球动能的大小。实验中，将同一小球从斜面的不同高度处由静止滚下，是为了探究动能大小与 的关系。 【典例1-2】下列关于能的叙述中，都正确的一组是（　　） ①一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 ②一个物体没有做功，它一定不具有能量 ③一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 ④运动的物体具有能，静止的物体没有能 ⑤物体具有的能量越多，做的功越多 ⑥物体具有的能越多，它能做的功就越多 A．①⑥ B．①②⑤ C．④⑤⑥ D．①③⑥ 【典例1-3】小明为了探究动能的大小与哪些因素有关，他设计了如图所示的实验： （1）让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。 （2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与水平上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。 在上述甲、乙两组实验中： ①判断小球动能大小的依据是 ； ②要探究动能大小与物体运动速度的关系应选用 图； ③乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是 ； ④从甲组实验可以得出的结论是 。 跟踪训练1如图所示是某座大桥上的交通标志牌，之所以要对通过大桥的车辆限速与限重，是因为当车辆质量过大、速度过快时，车辆会有较大的 （   ） A．动能 B．重力势能 C．弹性势能 D．内能 跟踪训练2一个小车往斜坡向上运动时，它的s-t图，如下图所示。它在30s内通过的路程为 米，在此过程，小车的动能 （选填“变大”或“不变”或“变小”）的。若小车突然急刹车，则它的惯性 （选填“变大”或“不变”或“变小”）。 跟踪训练3 在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小车从斜面上由静止滑下，撞击放在水平面上的木块，小车推动木块滑行一段距离后停止，实验过程如图所示。下列说法正确的是（    ） A．实验中木块被推出距离的远近反映小车动能的大小 B．由甲、乙两图可知，小车动能的大小与质量有关 C．由乙、丙两图可知，小车动能的大小与速度有关 D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，机械能增大 题型2 势能 1.重力势能： （1）定义：物体由于被举高而具有的能量。 （2）影响重力势能大小的因素：质量和高度。 A.质量相同的物体，高度越高，重力势能越大。 B.高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。 2.弹性势能： （1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量。 （2）影响弹性势能大小的因素：物体的材料和弹性形变的大小。 同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。 【典例2-1】在“探究影响压力作用效果因素”与“探究影响重力势能大小因素”两个实验中，均可通过如图所示器材完成实验。以下关于两个实验的四个判断中错误的是（　　）    A．都选用大小不同的木块是为了改变相同的物理量 B．都需要观察小桌陷入沙中的深度 C．前者实验不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放 D．后者实验中小桌不需要倒放 【典例2-2】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 【典例2-3】如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，A、B、C三个小球的大小相同，质量关系为。现让三个小球同时由静止释放，小球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 (1)由图可知，小球 （选填“A”“B”或“C”）的重力势能最大； (2)比较小球 ，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，得出的结论是：物体质量一定时， ，重力势能越大； (3)小球在空中下落时减少的重力势能主要转化为 ； (4)某组同学在探究时为了显示重力势能的大小，甲同学用橡皮泥代替沙子，乙同学用海绵代替沙子，你认为更合适的方案是 （选填“甲”或“乙”）。 跟踪训练1建筑高楼大厦时首先要打好地基。原相同高度的同种地桩，经打击后某一瞬间时三个地桩所处的位置如图解示，由此可知，打桩时，三个重舞中 锤的做功本领最大，如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时， 锤的高度要低一些。如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则 锤的质量开始下落时，要大一些。 跟踪训练2如图小明玩弹弓的情景。经验表明，在一定范围内，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越 ，橡皮筋对“子弹”做的功越 ，由此说明橡皮筋的弹性势能与 有关。 跟踪训练3 小军和小民分别购买了两个不同品牌的排球，为了比较它们的弹性是否相同，以下方法最科学、可取的是（　　） A．在教学楼前把两球分别向墙掷去，比较反弹后距墙的远近 B．双手分别同时把两球按在地面上，感受哪一个球更费力些 C．在二楼窗口，让两球从等高度处自由坠下，比较反弹高度 D．把两球分别向上抛出，待它们下落再反弹时比较反弹高度 题型3 机械能及其转化 1.定义：动能和势能统称机械能。 2.物理意义：一个物体具有机械能可以表现为只有动能或只有势能或同时具有动能和势能。 3.单位： 焦耳（J）。 4.动能和势能可以相互转化： （1）动能和重力势能间的转化规律： A.同一物体，若加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能。（单摆下降） B.同一物体，若减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。（单摆上升） （2）物体发生弹性形变时，动能与弹性势能也可以相互转化。 5.机械能守恒： （1）定律：物体的动能和势能是可以相互转化的。在转化过程中，如果没有其它形式的能参与，机械能总量保持不变。 如图：A.卫星从近地点到远地点：动能转化势能。 B.卫星从远地点到近地点：势能转化动能。 C.人造卫星在太空不受空气阻力，所以在各处的机械能相等。 （2）机械能不守恒的情况： A.受阻力作用，机械能转化为内能（如摩擦生热）。 B.有其它外力对物体做功。 【典例3-1】小明从光滑的滑梯上下滑过程中，下列说法正确的是（不计空气阻力）（ A ） A. 重力势能减小，动能增加，机械能不变。 B. 重力势能增加，动能减小，机械能不变。 C. 重力势能增加，动能不变，机械能增加。 D. 重力势能减小，动能不变，机械能减小。 【典例3-2】在自由式滑雪比赛中小花运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，则从a点向b点运动过程中，动能____（选填“增大”、“减小”或“不变”）；她在a点处的机械能_______她在c点处的机械能；c点的机械能______d点的机械能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【典例3-3】2024年9月25日8点44分，东风41号洲际弹道导弹发射，震惊了世界，小明查阅了网上资料找到一幅图片，经过浏览发现洲际导弹采用的是钱学森弹道，已知第一阶段洲际导弹加速上升，动能 重力势能 ，第二阶段假设导弹消耗大量燃料沿着大气层的临界位置匀速飞行，动能 。（增大/减小/不变） 跟踪训练1如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将 （选填序号“A．质量较小的小泡沫块”或“B．质量较大的小金属块”）用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚下，观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动，直至停下来。当罐子在水平面上继续滚出去时，罐子的 能转化为橡皮筋的 能。 跟踪训练2如图所示，这是运动员撑竿跳高时的场景。运动员助跑时具有 ，在撑竿起跳时弯曲的撑竿具有 ，运动员越横杆时，在最高位置速度为0，此时运动员具有 （均选填“动能”、“重力势能”或“弹性势能”）。 跟踪训练3 图中甲、乙两个质量不同但体积相同的小球从相同高度静止释放到同一沙坑中（忽略空气阻力），乙球下落过程中经过P、Q两点，下列说法正确的是（　　） A．释放瞬间，两球的重力势能相等 B．落到沙坑中时，沙坑凹陷程度大的小球质量大 C．乙球在P点的机械能大于在Q的机械能 D．从释放到着地，两球所受重力做的功相等 题型4 水能、风能的利用 1.水能： （1）流水具有大量的动能和势能。 （2）水能优点：无污染、可再生。 （3）应用：水轮机、水力发电等。 2.风能： （1）风具有大量的动能。 （2）风能优点：无污染、可再生。 （3）应用：推动帆船航行、使风车转动、风力发电等。 【典例4-1】下列关于水能和风能的说法中，正确的是（ ） A. 流动的河水只有动能，没有重力势能 B. 风只具有动能，不具有重力势能 C. 利用水能和风能都可以做连续性的工作 D. 水能和风能都不会污染环境 跟踪训练1抽水蓄能电站全面投产发电，工作原理如图所示，用电低谷时（如深夜），电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电． （1）蓄能时，水被抽到上水库，此过程是将____能转化为水的机械能． （2）抽水蓄能电站选址衢江黄坛口，不仅因当地水资源丰富，同时还考虑到当地地势较陡，这样建成的电站上、下水库的高度差比较____，有利于蓄能与发电． 【能力培优练】 1．（25-26九年级上·陕西渭南·期末）如图所示，2026年1月6日，渭南市迎新年越野赛在渭河南大堤全民健身长廊开跑。当参赛选手在上坡路段匀速奔跑时，选手的动能 ，重力势能 ，机械能 。（均选填“增大”“不变”或“减小”） 2．唐诗中有“黄河远上白云间”“不尽长江滚滚来”的诗句。从物理学的角度看，前一句生动形象地表明黄河水存储着大量的 能，后一句表明长江水具有大量的 能。 3．（25-26九年级上·陕西宝鸡·期末）如图所示是挑战者进行蹦极运动的情景，弹性橡皮绳一端系住人的腰部，另一端系于跳台上，当人下落至图中Q点时，橡皮绳刚好被拉直，从Q点继续下落到最低点的过程中，弹性势能 ，重力势能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 4．（2025·河南驻马店·模拟预测）某科技小组制作的水火箭在某次飞行时其运动轨迹如图所示，水火箭到点后不再喷水，点为最高点，则在点时水火箭的动能 （填“为零”或“不为零”），水火箭起飞的原理是： 。 5．（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 6．（24-25九年级上·江苏常州·期末）正在飞行的、两架飞机具有相同的重力势能，且，则（　　） A．飞机飞得快 B．飞机飞得慢 C．飞机飞得高 D．飞机飞得低 7．（2026·广西柳州·一模）如图所示，在无人机匀速上升的过程中，对其分析正确的是（　　） A．动能不变，重力势能不变 B．动能不变，重力势能增大 C．动能增大，重力势能增大 D．动能增大，重力势能不变 8．（25-26九年级上·江西新余·月考）这个夏天，“赣超”火爆江西。如图甲所示是某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹，图乙是该足球落地后弹跳的过程。关于以上两过程下列说法正确的是（　　） A．图甲中足球从P点运动到Q点的过程中，球员对足球做了功 B．图甲中足球从P点运动至Q点的过程中，足球的重力势能转化为动能 C．图乙中A、C两点为同一高度，足球在A点的动能大于C点的动能 D．图乙中足球运动到B点时动能为零 9．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 10．（25-26九年级上·安徽淮南·月考）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． 11．（24-25九年级上·江苏徐州·月考）下列物体一定具有弹性势能的是（　　） A．弹簧 B．吊着猴子的树枝 C．被压扁的橡皮泥 D．橡皮筋 12．（24-25九年级上·江苏无锡·期末）小明用力斜向下将篮球掷向地面，篮球碰到地面后斜向上反弹，篮球在运动过程中经过、两点，如图所示，从到的过程中，下列数据可能正确的是（    ） 篮球位置 动能 重力势能 6 10 A．， B．， C．， D．， 13．（25-26九年级上·陕西渭南·月考）如图所示，摩天轮匀速转动过程中，小城乘坐的轿厢缓慢从最低点向最高点运动，下列有关小城的说法正确的是（    ） A．动能变大 B．重力势能变大 C．机械能保持不变 D．重力势能转化为动能 14．（25-26九年级上·江苏徐州·月考）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，不计空气阻力，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　　） A．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用 B．从B点下落到C点的过程中，小石块的动能先增大后减小 C．小石块过B点后，动能和重力势能都减少，橡皮筋的弹性势能增大 D．从A点下落到C点的过程中，小石块减少的重力势能全部转化为橡皮筋的弹性势能 15．（25-26九年级上·江苏南京·月考）如图所示是某小组“探究影响动能大小的因素”的实验装置图。木块的碰撞面上粘贴海绵片，木块上、下表面粗糙程度不同（上表面更粗糙）。钢球的质量mA=mB<mC，图示高度hA=hC>hB。让钢球从斜面上滑下，撞击水平木板上静止的木块。 (1)木块的碰撞面上粘贴海绵片的作用是可使钢球与木块碰撞后 。 (2)实验中，探究的动能是指_______。 A．钢球即将撞击木块前的动能 B．木块被钢球撞击时的动能 (3)由甲、乙两次实验，得出实验结论： 。 (4)甲、丙两次实验，让不同质量的钢球从同一斜面同一高度由静止开始滚下，目的是 。 (5)某同学在做丙实验时发现小木块被撞后滑出木板，如何改进呢？三位同学对丙实验展开了讨论： 小明建议换用表面粗糙程度相同但长度更长的木板重新做对比实验。 小华建议换用木块上表面作为与木板的接触面重新做对比实验。 小红建议换用质量比前两次较小的钢球重新做对比实验。 上述建议中有 个人的建议是可行的。 (6)甲、乙两次实验中木块克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1 W2。 16．（2025九年级·新疆·）小新在一条长度约为1m的不可伸长细绳的一端系一个质量为100g的小铁球，做成一个摆。当摆动角度很小时，小铁球摆动一个来回所用的时间（摆的周期T）是一定的。 (1)小铁球从高处向低处摆动过程中，重力势能 （填“减小”或“增大”）， 能增大； (2)如图所示，小新将小铁球拉开很小的角度α，然后由静止释放；从小铁球摆到最低点时开始计时并计数为0，当小铁球第100次到达最低点时，结束计时，记录总时间为100s。该摆的周期T为 s；将小铁球拉开角度β（β＜α）由静止释放，此时摆的周期 （填“大于”“小于”或“等于”）T； (3)小铁球摆动到最低点时，小铁球的重力 1N。细绳对小铁球的拉力 1N（均填“等于”或“不等于”）。 【链接中考】 1．（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 2．（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 3．（2025·山东济宁·中考真题）下图是一座高山的等高线图。小明从A处到达B处，下列分析错误的是（　　） A．小明在A处的重力势能比B处大 B．A处的大气压比B处小 C．水在A处的沸点比B处低 D．小明的质量为60kg，其重力所做的功为 4．（2025·山东滨州·中考真题）伽利略在进行落体运动实验时，发现在h高度处沿光滑斜面释放一个小球，它必将会运动到对面一个光滑斜面的同样高度上，无论路线有多长。随着对面斜面倾斜程度的减小，小球就会运动得越来越远。实验过程中，当小球运动到如图所示的A、B、C三个位置时，机械能最大的是（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．一样大 5．（2025·山东淄博·中考真题）如图所示，小红在家玩“套圈”游戏，套圈从a点运动到c点的过程中（不计空气阻力）（　　） A．在a点的重力势能最大 B．在c点的机械能大于在a点的机械能 C．由b点到c点的过程中，重力势能转化为动能 D．运动到b点时若所受的力全部消失，套圈将保持静止状态 6．（2025·四川攀枝花·中考真题）下列运动中的物体，动能减小的是（　　） A．加速升空的电动无人机 B．正在冲洗街道并匀速行驶的洒水车 C．下落过程中的跳水运动员 D．减速进站的“攀钢号”动车 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 机械能及其转化 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 动能 1 题型2 势能 7 题型3 机械能及其转化 11 题型4 水能、风能的利用 16 【能力培优练】 18 【链接中考】 28 【重难题型讲解】 题型1 动能 一、动能基本知识： 1.定义：物体由于运动而具有的能量。 2.影响动能大小的因素： 动能的大小只跟速度、质量有关。 （1）质量相同的物体，速度越大，动能越大。 （2）速度相同的物体，质量越大，动能也越大。 3.用动能来解释生活现象： （1）汽车为什么限速？ 因为在质量一定时，速度越大，动能越大，刹车距离越远，越容易出交通事故。 （2）不同车型，限速为什么不同？ 因为不同车型质量不同，在速度一定时，质量大的，动能大，刹车远。质量小的，动能小，刹车近。所以，不同车型限速就不同。 二、实验：探究影响动能大小的因素 1.实验器材及作用： （1）两个不同质量的钢球：研究对象。 （2）斜面：让钢球运动起来。 （3）木块。 （4）粗糙程度相同的水平面。 2.实验方法： （1）转换法：通过木块被撞击后移动的距离反映钢球动能大小。 （2）控制变量法： A.如图甲、乙，控制钢球质量不变，改变球的运动速度，研究动能与速度的关系。 甲、乙图中，改变钢球下落高度，目的是改变钢球到达水平面的速度。 B.如图乙、丙，控制钢球运动速度不变，改变钢球的质量，研究动能与质量的关系。 乙、丙图中，控制钢球下落高度相同，目的是使钢球到达水平面的速度相同。 3.实验结论： 动能的大小只跟速度、质量有关。 （1）质量相同的物体，速度越大，动能越大。 （2）速度相同的物体，质量越大，动能也越大。 【典例1-1】小明用如图所示的实验装置探究影响物体动能大小的因素。本实验运用木块被推动的 来表示小球动能的大小。实验中，将同一小球从斜面的不同高度处由静止滚下，是为了探究动能大小与 的关系。 【答案】 距离 速度 【详解】[1]本实验运用木块被推动的距离来表示小球动能的大小，木块被推动的距离越长，表明小球进入水平面时的动能越大，采用了转换法。 [2]小球从斜面上滚下时的高度越大，进入水平面时的速度越大，实验中，将同一小球从斜面的不同高度处由静止滚下，是为了探究动能大小与速度的关系。 【典例1-2】下列关于能的叙述中，都正确的一组是（　　） ①一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 ②一个物体没有做功，它一定不具有能量 ③一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 ④运动的物体具有能，静止的物体没有能 ⑤物体具有的能量越多，做的功越多 ⑥物体具有的能越多，它能做的功就越多 A．①⑥ B．①②⑤ C．④⑤⑥ D．①③⑥ 【答案】A 【详解】①一个物体能够做功，即具有对外对做的本领，我们就说这个物体具有能，故①正确； ②一个物体没有做功，但是它可能具有对外做功的本领，它不一定不具有能量，故②不正确； ③一个物体已做过的功越多，说明没做功之前具有的能多，这个物体做功后具有的能不一定多，故③不正确； ④运动的物体具有能，静止的物体可能有势能，故④不正确； ⑤物体具有的能量越多，对外做功的本领越大，做的功不一定越多，故⑤不正确； ⑥物体具有的能越多，对外做功的本领越大，它能做的功就越多，故⑥正确。 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【典例1-3】小明为了探究动能的大小与哪些因素有关，他设计了如图所示的实验： （1）让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。 （2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与水平上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。 在上述甲、乙两组实验中： ①判断小球动能大小的依据是 ； ②要探究动能大小与物体运动速度的关系应选用 图； ③乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是 ； ④从甲组实验可以得出的结论是 。 【答案】 纸盒移动的距离的大小 甲 使小球到达水平面时的速度相同 小球的质量相同时，速度越大，动能越大 【详解】[1]小球对纸盒做功，把纸盒推出的距离长，说明小球的动能大。可由纸盒移动的距离的大小，反应小球动能的大小，这里用了转换法。 [2]要研究动能与速度关系，需要控制质量相同，速度不同（小球下滑高度不同），甲图满足这两个条件。 [3]球起始点的高度越高，球到达水平面时的速度越大，让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是：使小球到达水平面时的速度相同。 [4]由甲图可知，小球质量相同，小球的高度越高，到水平面速度越快，纸盒在水平面上移动的距离越远，所以可得出结论：小球的质量相同时，速度越大，动能越大。 跟踪训练1如图所示是某座大桥上的交通标志牌，之所以要对通过大桥的车辆限速与限重，是因为当车辆质量过大、速度过快时，车辆会有较大的 （   ） A．动能 B．重力势能 C．弹性势能 D．内能 【答案】A 【详解】物体由于运动而具有动能，质量越大，速度越大，动能越大。之所以要对通过大桥的车辆限速与限重，是因为当车辆质量过大、速度过快时，车辆会有较大的动能，发生事故时破坏性较大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 跟踪训练2一个小车往斜坡向上运动时，它的s-t图，如下图所示。它在30s内通过的路程为 米，在此过程，小车的动能 （选填“变大”或“不变”或“变小”）的。若小车突然急刹车，则它的惯性 （选填“变大”或“不变”或“变小”）。 【答案】 90 不变 不变 【详解】[1]由图像可知，小车在30s内通过的路程为90m。 [2]由图像可知，小车的s-t图像是一条过原点的斜直线，小车做匀速直线运动，小车在运动过程中，质量和速度都不变，因此动能不变。 [3]惯性只与物体的质量有关，若小车突然急刹车，小车的质量不变，则它的惯性不变。 跟踪训练3 在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小车从斜面上由静止滑下，撞击放在水平面上的木块，小车推动木块滑行一段距离后停止，实验过程如图所示。下列说法正确的是（    ） A．实验中木块被推出距离的远近反映小车动能的大小 B．由甲、乙两图可知，小车动能的大小与质量有关 C．由乙、丙两图可知，小车动能的大小与速度有关 D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，机械能增大 【答案】A 【详解】A．在研究动能大小与什么因素有关时，我们是通过观察小车推动木块移动的距离来反映小球动能大小的，采用的是转换法的思想，故A正确； B．甲、乙两图中，小车的质量相同，释放的高度不同，则到达水平面的速度不同，木块被推出距离不同，说明小车动能的大小与速度有关，故B错误； C．乙、丙两图中，小车的质量不同，释放的高度相同，则到达水平面的速度相同，木块被推出距离不同，说明小车动能的大小与质量有关，故C错误； D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，因为要克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以机械能减小，故D错误。 故选A。 题型2 势能 1.重力势能： （1）定义：物体由于被举高而具有的能量。 （2）影响重力势能大小的因素：质量和高度。 A.质量相同的物体，高度越高，重力势能越大。 B.高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。 2.弹性势能： （1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量。 （2）影响弹性势能大小的因素：物体的材料和弹性形变的大小。 同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。 【典例2-1】在“探究影响压力作用效果因素”与“探究影响重力势能大小因素”两个实验中，均可通过如图所示器材完成实验。以下关于两个实验的四个判断中错误的是（　　）    A．都选用大小不同的木块是为了改变相同的物理量 B．都需要观察小桌陷入沙中的深度 C．前者实验不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放 D．后者实验中小桌不需要倒放 【答案】A 【详解】A．在“探究影响压力作用效果因素”实验中，选用大小不同的木块是为了改变压力大小；在“探究影响重力势能大小因素”实验中，选用大小不同的木块是为了改变质量大小，所以两个使用改变的物理量不同，故A错误，符合题意； B．两个实验都运用了转换法，前者实验通过观察小桌陷入沙中的深度，判断压强大小；后者实验通过观察小桌陷入沙中的深度，判断重力势能的大小，故B正确，不符合题意； C．前者实验探究压力大小对压力作用效果的影响，不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放，故C正确，不符合题意； D．后者实验探究质量大小对重力势能大小的影响，小桌不需要倒放，只需要观察，小桌陷入沙中的深度，故D正确，不符合题意。 故选A。 【典例2-2】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。 【典例2-3】如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，A、B、C三个小球的大小相同，质量关系为。现让三个小球同时由静止释放，小球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 (1)由图可知，小球 （选填“A”“B”或“C”）的重力势能最大； (2)比较小球 ，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，得出的结论是：物体质量一定时， ，重力势能越大； (3)小球在空中下落时减少的重力势能主要转化为 ； (4)某组同学在探究时为了显示重力势能的大小，甲同学用橡皮泥代替沙子，乙同学用海绵代替沙子，你认为更合适的方案是 （选填“甲”或“乙”）。 【答案】(1)A (2) A、B 高度越高 (3)动能 (4)甲 【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，则小球陷入沙中越深，图中小球A陷入沙中的深度最大，说明小球A的重力势能最大。 （2）[1][2]若要判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，根据控制变量法可知，控制小球的质量相同，小球所处的高度不同，所以，可比较小球A、B；由题意和题图可知，小球A、B质量相同，所处的高度不同，小球A所处的高度较大，小球A陷入沙中的深度较大，说明小球A的重力势能较大，由此可得：物体质量一定时，高度越高，重力势能越大。 （3）球在空中下落时，高度降低、速度变大，重力势能减少，动能增大，重力势能主要转化为动能。 （4）本实验是通过观察小球陷入沙中的深浅来判断影响小球的重力势能大小的因素，因重力势能的大小无法直接观察到，所以采用的是转换法，橡皮泥形变不能恢复，便于前后进行比较，而海绵会部分恢复原状不能保持最大形变，故更合适的是甲同学的方法。 跟踪训练1建筑高楼大厦时首先要打好地基。原相同高度的同种地桩，经打击后某一瞬间时三个地桩所处的位置如图解示，由此可知，打桩时，三个重舞中 锤的做功本领最大，如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时， 锤的高度要低一些。如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则 锤的质量开始下落时，要大一些。 【答案】 B A B 【详解】[1]重锤打桩，是重锤的重力势能转化为木柱下陷时克服摩擦力做功产生的内能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能就越大。木柱下陷的深度越深，表明重锤做功的本领越大，所以B锤的做功本领最大。 [2]A、B相比，A下陷的较浅，表明A锤的重力势能较小，如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时，A锤的高度要低一些。 [3]B、C相比，B下落的更深，表明B锤的重力势能更大，如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则B的质量要大一些。 跟踪训练2如图小明玩弹弓的情景。经验表明，在一定范围内，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越 ，橡皮筋对“子弹”做的功越 ，由此说明橡皮筋的弹性势能与 有关。 【答案】 远 多 弹性形变程度 【详解】[1][2]在一定范围内，橡皮筋拉得越长，橡皮筋的弹性形变量越大，将同样的“子弹”射得越远，橡皮筋对“子弹”做的功越多。 [3]由此可见，橡皮筋拉得越长，橡皮筋对“子弹”做的功越多，说明橡皮筋的弹性势能越大；进而可以说明橡皮筋的弹性势能与弹性形变程度有关。 跟踪训练3 小军和小民分别购买了两个不同品牌的排球，为了比较它们的弹性是否相同，以下方法最科学、可取的是（　　） A．在教学楼前把两球分别向墙掷去，比较反弹后距墙的远近 B．双手分别同时把两球按在地面上，感受哪一个球更费力些 C．在二楼窗口，让两球从等高度处自由坠下，比较反弹高度 D．把两球分别向上抛出，待它们下落再反弹时比较反弹高度 【答案】C 【详解】A．通过比较小球被反弹后的距离，注意影响小球反弹后距离的因素有：力的大小，方向，墙的材料；因此需要控制力的大小、方向以及墙的材料都相同，而该方法中没有控制这些因素，故方法不科学，故A不符合题意； B．因为两个球的弹性相差不很大，当用双手分别同时把两球按在地面上时，感受不出哪一个球更费力些，故方法不科学，故B不符合题意； C．在二楼窗口，让两球从等高度处自由落下，比较它们反弹的高度；使小球落下的高度和反弹面相同，通过小球反弹的高度比较弹性好坏，方法科学，故C符合题意； D．把两球分别向上抛出，不能控制小球上升的高度，所以落地后反弹的高度不能准确反映其弹性大小，故方法不科学，故D不符合题意。 故选C。 题型3 机械能及其转化 1.定义：动能和势能统称机械能。 2.物理意义：一个物体具有机械能可以表现为只有动能或只有势能或同时具有动能和势能。 3.单位： 焦耳（J）。 4.动能和势能可以相互转化： （1）动能和重力势能间的转化规律： A.同一物体，若加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能。（单摆下降） B.同一物体，若减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。（单摆上升） （2）物体发生弹性形变时，动能与弹性势能也可以相互转化。 5.机械能守恒： （1）定律：物体的动能和势能是可以相互转化的。在转化过程中，如果没有其它形式的能参与，机械能总量保持不变。 如图：A.卫星从近地点到远地点：动能转化势能。 B.卫星从远地点到近地点：势能转化动能。 C.人造卫星在太空不受空气阻力，所以在各处的机械能相等。 （2）机械能不守恒的情况： A.受阻力作用，机械能转化为内能（如摩擦生热）。 B.有其它外力对物体做功。 【典例3-1】小明从光滑的滑梯上下滑过程中，下列说法正确的是（不计空气阻力）（ A ） A. 重力势能减小，动能增加，机械能不变。 B. 重力势能增加，动能减小，机械能不变。 C. 重力势能增加，动能不变，机械能增加。 D. 重力势能减小，动能不变，机械能减小。 【解析】小明从光滑的滑梯上下滑过程中，不计空气阻力，机械能是守恒的。因为高度减小，速度增大，所以重力势能减小，动能增加。 选项A正确。 【典例3-2】在自由式滑雪比赛中小花运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，则从a点向b点运动过程中，动能____（选填“增大”、“减小”或“不变”）；她在a点处的机械能_______她在c点处的机械能；c点的机械能______d点的机械能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】增大，大于，等于。 【解析】从a点下滑到b点过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大；从a点运动到c点的过程中，由于要克服雪面摩擦力做功，会消耗一部分机械能，则在a点的机械能大于c点的机械能。 运动员从c点到d点运动时腾空运动，d点是落地点，运动过程中与雪面没有接触，忽略空气阻力，机械能不变，则c点的机械能与d点的机械能相等。 【典例3-3】2024年9月25日8点44分，东风41号洲际弹道导弹发射，震惊了世界，小明查阅了网上资料找到一幅图片，经过浏览发现洲际导弹采用的是钱学森弹道，已知第一阶段洲际导弹加速上升，动能 重力势能 ，第二阶段假设导弹消耗大量燃料沿着大气层的临界位置匀速飞行，动能 。（增大/减小/不变） 【答案】 增大 增大 减小 【详解】[1][2][3]第一阶段洲际导弹加速上升，质量不变，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大；第二阶段假设导弹消耗大量燃料沿着大气层的临界位置匀速飞行，质量减小，速度不变，动能减小。 跟踪训练1如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将 （选填序号“A．质量较小的小泡沫块”或“B．质量较大的小金属块”）用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚下，观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动，直至停下来。当罐子在水平面上继续滚出去时，罐子的 能转化为橡皮筋的 能。 【答案】 B 动 弹性势 【详解】[1]物体的动能与质量有关，质量越大，动能越大。所以，为使实验现象更明显，应将质量较大的小金属块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中。 [2][3]当罐子在水平面上继续滚出去时，速度减小，动能变小，同时橡皮筋的弹性势能变大，罐子的动能转化橡皮筋的弹性势能。 跟踪训练2如图所示，这是运动员撑竿跳高时的场景。运动员助跑时具有 ，在撑竿起跳时弯曲的撑竿具有 ，运动员越横杆时，在最高位置速度为0，此时运动员具有 （均选填“动能”、“重力势能”或“弹性势能”）。 【答案】 动能 弹性势能 重力势能 【详解】[1]运动员助跑时有一定的速度，具有动能。 [2]在撑竿起跳时弯曲的撑竿发生弹性形变，具有弹性势能。 [3]在最高位置速度为0，此时运动员没有动能，只具有重力势能。 跟踪训练3 图中甲、乙两个质量不同但体积相同的小球从相同高度静止释放到同一沙坑中（忽略空气阻力），乙球下落过程中经过P、Q两点，下列说法正确的是（　　） A．释放瞬间，两球的重力势能相等 B．落到沙坑中时，沙坑凹陷程度大的小球质量大 C．乙球在P点的机械能大于在Q的机械能 D．从释放到着地，两球所受重力做的功相等 【答案】B 【详解】A．重力势能的大小与质量和高度有关，释放瞬间，两球所处高度相同，但两球质量不同，所以两球的重力势能不相等，故A错误； B．在测量影响小球重力势能大小的因素时，沙坑的凹陷程度被用来反映小球重力势能的大小。不同质量的小球从同一高度落下，沙坑凹陷程度不同。质量越大的小球打在沙坑上，沙坑凹陷程度就越大，说明其重力势能越大。故B正确； C．忽略空气阻力，机械能守恒，故乙球在P点和Q点的机械能相等，故C错误； D．从释放到着地，两球下落的高度相同，但两球质量不同，重力不同，所以，根据可知，两球所受重力做的功不相等。故D错误。 故选B。 题型4 水能、风能的利用 1.水能： （1）流水具有大量的动能和势能。 （2）水能优点：无污染、可再生。 （3）应用：水轮机、水力发电等。 2.风能： （1）风具有大量的动能。 （2）风能优点：无污染、可再生。 （3）应用：推动帆船航行、使风车转动、风力发电等。 【典例4-1】下列关于水能和风能的说法中，正确的是（ ） A. 流动的河水只有动能，没有重力势能 B. 风只具有动能，不具有重力势能 C. 利用水能和风能都可以做连续性的工作 D. 水能和风能都不会污染环境 【解析】流动的河水、风都具有动能和重力势能；利用水能和风能（不稳定）不可以做连续性的工作；水能和风能都不会污染环境； 所以选项A、B、C均错误，D正确。 跟踪训练1抽水蓄能电站全面投产发电，工作原理如图所示，用电低谷时（如深夜），电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电． （1）蓄能时，水被抽到上水库，此过程是将____能转化为水的机械能． （2）抽水蓄能电站选址衢江黄坛口，不仅因当地水资源丰富，同时还考虑到当地地势较陡，这样建成的电站上、下水库的高度差比较____，有利于蓄能与发电． 【答案】（1）电；（2）大。 【详解】（1）蓄能时，水被抽到上水库中，电能转化为水的机械能；（2）抽水蓄能电站在发电时，从能量的角度看，是将水的机械能最终转化为电能，水的机械能越大转化获得的电能越多，所以建成的电站上、下水库的高度差应该比较大，最初水的重力势能较大，有利于蓄能与发电． 【能力培优练】 1．（25-26九年级上·陕西渭南·期末）如图所示，2026年1月6日，渭南市迎新年越野赛在渭河南大堤全民健身长廊开跑。当参赛选手在上坡路段匀速奔跑时，选手的动能 ，重力势能 ，机械能 。（均选填“增大”“不变”或“减小”） 【答案】 不变 增大 增大 【详解】[1]当参赛选手在上坡路段匀速奔跑时，选手的质量不变，速度不变，选手的动能不变。 [2]当参赛选手在上坡路段匀速奔跑时，选手的质量不变，高度增大，选手的重力势能增大。 [3]动能和势能统称为机械能，因动能不变，重力势能增大，所以选手的机械能增大。 2．唐诗中有“黄河远上白云间”“不尽长江滚滚来”的诗句。从物理学的角度看，前一句生动形象地表明黄河水存储着大量的 能，后一句表明长江水具有大量的 能。 【答案】 重力势 动 【详解】[1][2]从前一句诗可看出黄河之水高高在上，由于有一定的高度而具有重力势能；后一诗句可看出长江之水在流动，由于运动而具有动能。 3．（25-26九年级上·陕西宝鸡·期末）如图所示是挑战者进行蹦极运动的情景，弹性橡皮绳一端系住人的腰部，另一端系于跳台上，当人下落至图中Q点时，橡皮绳刚好被拉直，从Q点继续下落到最低点的过程中，弹性势能 ，重力势能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】 增大 减小 【详解】[1] 弹性绳的弹性势能与它的弹性形变程度有关，弹性形变程度越大，弹性势能越大。从Q点到最低点的过程中，弹性绳的伸长量逐渐变大，弹性形变程度增加，因此弹性势能增大。 [2] 人体的重力势能与人体的质量有关，与人体所处的高度有关。质量一定高度越大，重力势能越大。此过程中，人的高度不断降低，而质量不变，因此重力势能减小。 4．（2025·河南驻马店·模拟预测）某科技小组制作的水火箭在某次飞行时其运动轨迹如图所示，水火箭到点后不再喷水，点为最高点，则在点时水火箭的动能 （填“为零”或“不为零”），水火箭起飞的原理是： 。 【答案】 不为零 力的作用是相互的 【详解】[1]火箭在最高的B点时，在水平方向上有一定的速度，具有动能，即动能不为零。 [2]当水火箭内部的水被高速向后喷出时，由于力的作用是相互的，水对水火箭产生一个向前的反作用力，推动火箭向前飞行。 5．（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。 6．（24-25九年级上·江苏常州·期末）正在飞行的、两架飞机具有相同的重力势能，且，则（　　） A．飞机飞得快 B．飞机飞得慢 C．飞机飞得高 D．飞机飞得低 【答案】D 【详解】重力势能的大小与质量、高度有关。质量相同，高度越高，重力势能越大；高度相同，质量越大，重力势能越大。因此如果正在飞行的A、B两架飞机具有相同的重力势能，且，则，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 7．（2026·广西柳州·一模）如图所示，在无人机匀速上升的过程中，对其分析正确的是（　　） A．动能不变，重力势能不变 B．动能不变，重力势能增大 C．动能增大，重力势能增大 D．动能增大，重力势能不变 【答案】B 【详解】动能的大小与物体的质量和速度有关，无人机匀速上升，速度不变、质量不变，因此动能不变。重力势能的大小与物体的质量和高度有关，无人机上升过程中，质量不变、高度增加，因此重力势能增大。故ACD错误，B正确。 故选B。 8．（25-26九年级上·江西新余·月考）这个夏天，“赣超”火爆江西。如图甲所示是某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹，图乙是该足球落地后弹跳的过程。关于以上两过程下列说法正确的是（　　） A．图甲中足球从P点运动到Q点的过程中，球员对足球做了功 B．图甲中足球从P点运动至Q点的过程中，足球的重力势能转化为动能 C．图乙中A、C两点为同一高度，足球在A点的动能大于C点的动能 D．图乙中足球运动到B点时动能为零 【答案】C 【详解】A．图甲中足球从P点移动至Q点的过程中，球员没有对球施加力，所以对球不做功，故A错误； B．图甲中足球从P点运动至Q点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，故B错误； C．由图可知，足球跳起的高度逐渐变小，这说明足球的机械能是逐渐变小的，该足球在A点的机械能大于C点的机械能，A、C两点为同一高度，足球的重力势能相等，所以足球在A点的动能大于在C点的动能，故C正确； D．图乙中足球在从B点向后的过程中继续水平方向运动，说明B水平方向的速度不为0，故最高点B点的动能不为零，故D错误。 故选C。 9．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。 10．（25-26九年级上·安徽淮南·月考）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。 11．（24-25九年级上·江苏徐州·月考）下列物体一定具有弹性势能的是（　　） A．弹簧 B．吊着猴子的树枝 C．被压扁的橡皮泥 D．橡皮筋 【答案】B 【详解】物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。 A．弹簧发生弹性形变时具有弹性势能，没有发生弹性形变时不具有弹性势能，故A不符合题意； B．吊着猴子的树枝发生弹性形变，具有弹性势能，故B符合题意； C．被压扁的橡皮泥，发生了形变，但撤去外力后不会恢复原状，即不是弹性形变，不具有弹性势能，故C不符合题意； D．橡皮筋被拉长时，发生了弹性形变，具有弹性势能；没有被拉长时，不具有弹性势能，故D不符合题意。 故选B。 12．（24-25九年级上·江苏无锡·期末）小明用力斜向下将篮球掷向地面，篮球碰到地面后斜向上反弹，篮球在运动过程中经过、两点，如图所示，从到的过程中，下列数据可能正确的是（    ） 篮球位置 动能 重力势能 6 10 A．， B．， C．， D．， 【答案】C 【详解】篮球在从A点运动到B点的过程中，由于受到空气阻力的作用，一部分机械能会转化为内能，导致其总机械能减少。 物体的机械能等于其动能和重力势能之和。 设在A点的机械能为EA，在B点的机械能为EB。 根据题意： 在A点，动能为a，重力势能为6J，所以A点的机械能为 在B点，动能为b，重力势能为10J，所以B点的机械能为 因为存在空气阻力，机械能减少，所以A点的机械能应大于B点的机械能，即，即 整理得：，故ABD错误，C正确。 故选C。 13．（25-26九年级上·陕西渭南·月考）如图所示，摩天轮匀速转动过程中，小城乘坐的轿厢缓慢从最低点向最高点运动，下列有关小城的说法正确的是（    ） A．动能变大 B．重力势能变大 C．机械能保持不变 D．重力势能转化为动能 【答案】B 【详解】A．摩天轮匀速转动，小城的速度大小不变，质量不变，根据动能大小的影响因素可知，小城的动能不变。故A错误； B．小城从最低点向最高点运动，高度不断增加，质量不变，根据重力势能的影响因素可知，小城的重力势能变大。故B正确； C．小城的动能不变，重力势能变大。机械能是动能和势能的总和，所以小城的机械能变大。故C错误； D．小城从最低点向最高点运动的过程中，动能不变，重力势能增加，是其他形式的能转化为重力势能，不是重力势能转化为动能。故D错误。 故选B。 14．（25-26九年级上·江苏徐州·月考）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，不计空气阻力，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　　） A．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用 B．从B点下落到C点的过程中，小石块的动能先增大后减小 C．小石块过B点后，动能和重力势能都减少，橡皮筋的弹性势能增大 D．从A点下落到C点的过程中，小石块减少的重力势能全部转化为橡皮筋的弹性势能 【答案】B 【详解】A．从A点下落到B点的过程中，橡皮筋没有发生形变，小石块只受到重力的作用，故A错误； BC．B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，过B点后橡皮筋开始伸长，拉力（即橡皮筋的弹力）逐渐增大；当拉力小于重力时，小石块仍做加速运动；当拉力大于重力时，小石块减速下落；所以从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小，动能先增大后变小，橡皮筋的形变程度逐渐增大，弹性势能不断增大；小石块的高度减小，重力势能减少，故B正确，C错误； D．从A点下落到C点的过程中，小石块的重力势能减少，橡皮筋的弹性势能增大，同时小石块在B到C过程中动能先增后减，所以，小石块减少的重力势能不是全部转化为橡皮筋的弹性势能，还有一部分先转化为动能，最终动能也转化为弹性势能。故D错误。 故选B。 15．（25-26九年级上·江苏南京·月考）如图所示是某小组“探究影响动能大小的因素”的实验装置图。木块的碰撞面上粘贴海绵片，木块上、下表面粗糙程度不同（上表面更粗糙）。钢球的质量mA=mB<mC，图示高度hA=hC>hB。让钢球从斜面上滑下，撞击水平木板上静止的木块。 (1)木块的碰撞面上粘贴海绵片的作用是可使钢球与木块碰撞后 。 (2)实验中，探究的动能是指_______。 A．钢球即将撞击木块前的动能 B．木块被钢球撞击时的动能 (3)由甲、乙两次实验，得出实验结论： 。 (4)甲、丙两次实验，让不同质量的钢球从同一斜面同一高度由静止开始滚下，目的是 。 (5)某同学在做丙实验时发现小木块被撞后滑出木板，如何改进呢？三位同学对丙实验展开了讨论： 小明建议换用表面粗糙程度相同但长度更长的木板重新做对比实验。 小华建议换用木块上表面作为与木板的接触面重新做对比实验。 小红建议换用质量比前两次较小的钢球重新做对比实验。 上述建议中有 个人的建议是可行的。 (6)甲、乙两次实验中木块克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1 W2。 【答案】(1)一起运动 (2)A (3)当物体质量一定时，速度越大，物体动能越大 (4)控制钢球到达水平面的速度相同 (5)2 (6)＞ 【详解】（1）实验中在木块的碰撞面上粘贴海绵片，可使钢球与木块在碰撞后一起运动。因为海绵片有一定的缓冲、粘连作用，能让钢球和木块碰撞后结合在一起，减小能量的损失。 （2）实验中探究的是钢球即将撞击木块前的动能，通过木块移动的距离反映钢球的动能大小，故选 A。 （3）甲、乙中钢球质量相同（mA=mB），甲的高度更高（hA>hB），钢球到达水平面的速度更大，木块移动距离更远（），因此结论：当物体质量一定时，速度越大，物体动能越大。 （4）甲、丙中钢球从同一斜面同一高度滑下，目的是使钢球到达水平面时的速度相同，控制速度变量，探究动能与质量的关系。 （5）小明：换更长的木板，可避免木块滑出，可行； 小华：实验中，要使钢球推动相同的木块，比较木块移动的距离，才能比较出钢球动能的大小，这是控制变量的要求，故不可行； 小红：换质量更小的钢球，动能减小，木块移动距离减小，可避免滑出，可行。 因此2 个人的建议可行。 （6）甲中钢球动能更大，木块移动距离更远（），且接触面粗糙程度相同，摩擦力f相同；由可知，​。 16．（2025九年级·新疆·）小新在一条长度约为1m的不可伸长细绳的一端系一个质量为100g的小铁球，做成一个摆。当摆动角度很小时，小铁球摆动一个来回所用的时间（摆的周期T）是一定的。 (1)小铁球从高处向低处摆动过程中，重力势能 （填“减小”或“增大”）， 能增大； (2)如图所示，小新将小铁球拉开很小的角度α，然后由静止释放；从小铁球摆到最低点时开始计时并计数为0，当小铁球第100次到达最低点时，结束计时，记录总时间为100s。该摆的周期T为 s；将小铁球拉开角度β（β＜α）由静止释放，此时摆的周期 （填“大于”“小于”或“等于”）T； (3)小铁球摆动到最低点时，小铁球的重力 1N。细绳对小铁球的拉力 1N（均填“等于”或“不等于”）。 【答案】(1) 减小 动 (2) 2 等于 (3) 等于 不等于 【详解】（1）[1][2]铁球从最高处向下摆动过程中，质量不变，高度变小，重力势能减少；速度变大，动能增大，是将重力势能转化为动能。 （2）[1]当小铁球第100次到达最低点时，结束计时，记录总时间为100s，即小球1次到达最低点用时1s，根据小球在一个周期内有两次到达最低点可知小球周期为2s。 [2]根据题意，当摆动角度很小时，小铁球摆动一个来回所用的时间（摆的周期T）是一定的，因此将小铁球拉开角度β（β＜α）由静止释放，此时摆的周期等于T。 （3）[1]根据重力的公式可知，小铁球的质量不变为100g，重力不变，因此小铁球摆动到最低点时，小铁球的重力为 [2]小球在最低点不是平衡状态，因此绳子施加的拉力与重力不是一对平衡力，拉力不等于重力。 【链接中考】 1．（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。 2．（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。 3．（2025·山东济宁·中考真题）下图是一座高山的等高线图。小明从A处到达B处，下列分析错误的是（　　） A．小明在A处的重力势能比B处大 B．A处的大气压比B处小 C．水在A处的沸点比B处低 D．小明的质量为60kg，其重力所做的功为 【答案】D 【详解】A．由图可知，A处海拔约2000m，B处海拔约1000m，因为A处高度较大，小明在A处的重力势能较大，故A正确，不符合题意； B．大气压随高度的增加而减小，A处比B处海拔更高，因此A处的大气压比B处小，故B正确，不符合题意； C．海拔越高，大气压越低，水的沸点随大气压降低而降低，A处海拔更高，故A处的沸点比B处低，故C正确，不符合题意； D．小明从A处到B处，下降的高度Δh=2000m-1000m=1000m 重力所做的功W=GΔh=mgΔh=60kg×10N/kg×1000m=6×105J 故D错误，符合题意。 故选D。 4．（2025·山东滨州·中考真题）伽利略在进行落体运动实验时，发现在h高度处沿光滑斜面释放一个小球，它必将会运动到对面一个光滑斜面的同样高度上，无论路线有多长。随着对面斜面倾斜程度的减小，小球就会运动得越来越远。实验过程中，当小球运动到如图所示的A、B、C三个位置时，机械能最大的是（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．一样大 【答案】D 【详解】已知斜面均是光滑的，即小球不受阻力作用，小球在运动过程中只有动能和重力势能的相互转化，所以小球的机械能是守恒的，实验过程中，当小球运动到如图所示的A、B、C三个位置时，机械能一样大。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 5．（2025·山东淄博·中考真题）如图所示，小红在家玩“套圈”游戏，套圈从a点运动到c点的过程中（不计空气阻力）（　　） A．在a点的重力势能最大 B．在c点的机械能大于在a点的机械能 C．由b点到c点的过程中，重力势能转化为动能 D．运动到b点时若所受的力全部消失，套圈将保持静止状态 【答案】C 【详解】B．套圈从a点运动到c点的过程中，由题意可知，不计空气阻力，套圈在整个过程中机械能守恒，机械能保持不变，所以a、b、c三点的机械能相等，故B不符合题意； A．由于b点的位置最高，所以套圈在b点的重力势能最大，故A不符合题意； C．从b点运动到c点的过程中，套圈的质量不变，高度减小，速度增大，则套圈的重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，故C符合题意； D．运动到b点的套圈在水平方向仍然具有一定的速度，若此时所受的力全部消失，由牛顿第一定律可知，套圈将沿水平方向做匀速直线运动，故D不符合题意。 故选C。 6．（2025·四川攀枝花·中考真题）下列运动中的物体，动能减小的是（　　） A．加速升空的电动无人机 B．正在冲洗街道并匀速行驶的洒水车 C．下落过程中的跳水运动员 D．减速进站的“攀钢号”动车 【答案】BD 【详解】动能大小与物体的质量和速度有关。 AC．加速升空的电动无人机和下落过程中的跳水运动员，质量都不变，速度都变大，所以动能都增大，故AC不符合题意； B．正在冲洗街道并匀速行驶的洒水车，速度不变，质量变小，所以动能减小，故B符合题意； D．减速进站的“攀钢号”动车，质量不变，速度变小，所以动能减小，故D符合题意。 故选BD。 / 学科网（北京）股份有限公司 $