11.3 动能和势能 同步讲义(知识梳理+题型精析+强化巩固专练+新课预习)--2025-2026学年人教版八年级物理下册

本讲义聚焦动能和势能核心知识点，系统梳理能量概念及单位、功和能的关系，深入剖析动能（质量、速度）、重力势能（质量、高度）、弹性势能（弹性形变）的定义与影响因素，通过实验探究构建知识脉络，为学生提供完整学习支架。 资料设计12类题型含典例与跟踪专练，实验探究环节运用控制变量法和转换法（如动能与速度关系实验），培养科学思维与探究能力。结合超速危害、高空抛物等生活实例，渗透科学态度与责任，课中辅助教师高效教学，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

专题14动能和势能同步讲义 【题型01 能量的概念及单位】.....................................2 【题型02 功和能的关系】.........................................2 【题型03 影响动能的概念的因素】.................................3 【题型04 比较动能大小】.........................................4 【题型05 探究影响动能因素的实验装置及作用】.....................5 【题型06 探究动能大小与速度的关系】.............................6 【题型07 探究动能大小与质量的关系】.............................7 【题型08 重力势能的概念及影响因素】.............................9 【题型09 比较重力势能的大小】...................................9 【题型10 探究重力势能大小与质量关系】..........................10 【题型11 弹性势能的概念及影响因素】............................12 【题型12 动能和势能的应用】....................................13 【综合题6题】..................................................14 ★知识梳理★ 知识点01:能量 物体能够对外做功，就说它具有能量（能）。 能量的单位：焦耳（J）。 知识点02:动能 定义：物体由于运动而具有的能。 决定因素： 质量：质量越大，动能越大 速度：速度越大，动能越大 一切运动的物体都具有动能。 知识点03:势能 势能分为重力势能和弹性势能。 1. 重力势能 定义：物体由于被举高而具有的能。 决定因素： 质量：质量越大，重力势能越大 高度：被举得越高，重力势能越大 2. 弹性势能 定义：物体由于发生弹性形变而具有的能。 决定因素：弹性形变越大，弹性势能越大。 【题型1.能量的概念及单位】 【典例】社会的进步离不开物理学家的杰出贡献。为了纪念这些伟大的物理学家，人们常用他们的名字作为计量单位，在国际单位制中，能量的基本单位是______。 【跟踪专练1】在国际单位制中，功与能量的单位是相同的，它们的单位是（    ） A．焦耳 B．焦耳/千克 C．牛顿/千克 D．帕斯卡 【跟踪专练2】能量 (1)定义：物体能够________，我们就说这个物体具有能量，简称能。 (2)单位：________，符号是________。 【跟踪专练3】下列单位中，能量的单位是（　　） A．瓦特 B．牛顿 C．焦耳 D．帕斯卡 【题型2.功和能的关系】 【典例】一个物体能________，我们就说它具有能量。一个物体________越多，表示这个物体的能量越大。能的单位是________。 【跟踪专练1】下列关于能量的说法正确的是（    ） A．做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量 B．做功多的物体能量就多 C．能够做功的物体具有能量 D．能量多的物体所做的功一定就多 【跟踪专练2】关于力和运动、功和能量之间的关系，下列说法错误的是（　　） A．运动的物体一定具有能量 B．物体受到力的作用，力一定对物体做功 C．做功的本质是能量的转化 D．功和能量的单位都是焦耳 【跟踪专练3】将扁平的石子向水面快速抛出，在一定条件的情况下，石子会在水面上一跳一跳地飞向远方，俗称“打水漂”。图中虚线是某次打水漂过程。下列说法正确的是（    ） A．打水漂，是利用石子受到惯性的作用 B．据图可知，石子在水面上从右向左运动 C．石子能在水面打水漂是受到平衡力的作用 D．打水漂，石子在经过最高点A点时，若一切外力忽然消失，石子将做匀速直线运动 【题型3.动能的概念.影响动能的因素】 【典例】如图所示，将小球从斜面上某点由静止释放，到达水平面后小球由于______会继续运动，撞击水平面上的木块。小球在斜面上的位置越高，释放后木块被撞击得越远，小球所具有的能量就越大，该现象可以用来说明公路上汽车______（选填“超速”或“超载”）带来的安全隐患。 【跟踪专练1】如图是某大桥上的交通标志牌。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 【跟踪专练2】2025年4月24日17时，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭，在酒泉卫星发射中心准时点火发射，约十分钟后，飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。如图甲所示的是长征二号F遥二十运载火箭发射时的情景。火箭点火后，加速向上运动，在这个过程中，飞船的动能 _______ ，重力势能 _______ 。（均选填“减小”“不变”或“增大”） 【跟踪专练3】如图所示是小益练习排球的一个场景，不考虑空气的阻力，排球离开手在空中飞行的过程中，下列说法正确的是（　　） A．排球受到重力和推力的作用 B．排球的运动状态改变了 C．排球到达最高点时，所有的力都消失，排球将静止 D．排球在最高点时，动能为零 【题型4.比较动能大小】 【典例】甲、乙两颗相同的子弹，飞向同一块木板，结果甲子弹穿透木板，乙子弹嵌在木板里，则甲子弹的动能______乙子弹的动能，甲子弹的速度______（均选填“大于”、“小于”或“等于”）乙子弹的速度，判断的依据是甲子弹能够______较多。 【跟踪专练1】如图（甲）所示，水平面上有一木块，小明两次水平向右拉动该木块，已知两次拉力F大小相同，两次木块沿拉力方向滑动的距离也相同，图（乙）是他两次拉动该木块得到的路程随时间变化的图像。对比两次情况下列说法正确的是（　　） A．第一次木块的动能较大 B．第二次木块的重力势能较大 C．第二次拉力对木块做的功较大 D．第一次拉力对木块做功的功率较小 【跟踪专练2】甲、乙两颗相同的子弹，飞向同一块木板，结果甲子弹穿透木板，乙子弹嵌在木板里，则甲子弹的动能_______乙子弹的动能。判断的依据是_______。 【跟踪专练3】如图甲所示，小明用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使其在水平木板上沿拉力方向匀速滑动一段距离，如图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像，下列说法正确的是（     ） A．木块两次具有的动能一样大 B．两次拉力对木块做功一样多 C．木块第一次受到的拉力较大 D．两次拉力做功的功率一样大 【题型5.探究影响动能因素的实验装置及作用】 【典例】如图在探究动能大小与________的关系。 【跟踪专练1】在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让同一钢球A从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．实验中研究的是木块的动能 B．此实验主要体现应用控制变量法和转换法研究问题 C．钢球在斜面上自由释放时位置越高，到达水平面时初速度越小 D．该实验的目的是探究钢球在水平面上的动能大小与质量的关系 【跟踪专练2】如图是探究动能影响因素的部分装置，通过比较木块被推动距离的远近来反映小球动能大小，这一步用到的物理研究方法是______，通过甲、乙实验可知：质量一定时，小球的______越大，动能越大。 【跟踪专练3】探究物体的动能跟哪些因素有关的实验装置如图所示。关于该实验说法不正确的是（　　） A．实验通过木块儿被推动距离的远近，反映小球动能大小 B．实验研究的是木块的动能大小 C．小球由斜面滚下，重力势能转化为动能 D．相同条件下，小球质量越大动能越大 【题型6.探究动能大小与速度的关系】 【典例】在高速公路上快速行驶的汽车，遇到紧急情况刹车后不能立即停下来，是因为汽车具有______；交通规则要求汽车不能超速行驶，是因为汽车质量一定时，其行驶速度越大，______（选填“动能”或“势能”）越大，发生交通事故时，造成的伤害越严重。 【跟踪专练1】小明用图示装置探究动能大小与速度的关系。下列说法正确的是 A．要改变小车质量 B．实验中要尽量保持水平面光滑 C．让同一小车从同一高处由静止开始下滑 D．用木块移动的距离来比较小车动能的大小 【跟踪专练2】如图所示为研究物体动能与速度的关系实验装置，实验中应让质量相同的小球从斜面__________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，观察比较木块被撞后移动的距离。对比图甲和图乙，可以得出结论：质量相同的物体，速度越__________，动能就越大。由此，可以解释汽车__________（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。 【跟踪专练3】我国高速公路总里程位居世界前列，为探究高速公路上超速和超载的危害，小明设计了图示三次实验，实验中球体积均相同，同一弹簧的压缩量，木块被撞后静止时的位置如虚线木块所示。根据上述实验可探究（　　） A．超载的危害 B．超速的危害 C．超速和超载的危害 D．超速和超载都不可探究 【题型7.探究动能大小与质量关系】 【典例】同一辆汽车，行驶的速度增大时，动能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。若小轿车和大货车均满载，且以相同的速度行驶，则动能较大的是______。 【跟踪专练1】在“研究物体动能跟哪些因素有关”的实验中，让质量不同的钢球从同一高度由静止开始滚下，目的是（　　） A．控制速度不变，探究动能与质量的关系 B．控制重力势能不变 C．控制速度不变，探究动能与高度的关系 D．控制质量不变，探究动能与速度的关系 【跟踪专练2】小梦在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，如图所示，他用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示： （1）小梦通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是______（选填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本实验将______（选填“能”或“不能”）达到探究目的； （2）由图（1）甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与______有关； （3）小丽认为根据图1甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关她的想法是否正确？______（选填“正确”或“错误”），理由是：______。若想探究“物体的动能大小与质量的关系”应该选择______两图； （4）某同学用图（2）所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（）由静止开始释放，通过观察木块在木板和毛中上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法的不足之处是______。 【跟踪专练3】小明利用斜面分别进行了“探究阻力对物体运动的影响”（如图甲）和“探究动能大小与质量的关系”（如图乙）两个实验，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两个实验中。都需要使水平面的粗糙程度不同 B．甲、乙两个实验中，小车和小球到达水平面能继续运动是因为它们都受到惯性力的作用 C．甲实验中小车滑行的距离不同，但小车刚开始下滑时具有的机械能不相等 D．乙实验中小球的质量应该不同，但小球到达水平面时初始速度需要相同 【题型8.重力势能的概念及影响因素】 【典例】如图所示是《天工开物》中记载的拔车，又称翻车，利用链轮传动原理，将水从低处运往高处，水的重力势能会______（选填“增大”或“减小”）。 【跟踪专练1】《中华人民共和国民法典》中规定：“禁止从建筑物中抛掷物品”。生活中我们要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大是因为高处的物体具有很大的（　　） A．动能 B．重力势能 C．热量 D．弹性势能 【跟踪专练2】下列图片是某同学扔实心球的四个分解动作，分解动作④完成后，球下落过程中（忽略空气阻力），重力势能_____，重力做功的功率______。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 【跟踪专练3】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 【题型9.比较重力势能的大小】 【典例】北京时间2025年4月24日17时17分，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，成功将载人飞船送往预定轨道。载人飞船离开地面加速上升的过程中（　　） A．动能增大，重力势能不变 B．动能增大，重力势能增大 C．动能不变，重力势能不变 D．动能不变，重力势能增大 【跟踪专练1】如图所示，若选山脚地面为零势能面，山顶石头具有的重力势能为；若选择山腰平台为零势能面，同一石头具有的重力势能为；则_______（选填“>”、“=”或“<”），这说明重力势能的大小与________的选取有关。与描述物体运动时需要选定参照物类似，重力势能具有________性。 【跟踪专练2】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 【跟踪专练3】如图所示，是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A点和点，则物体在_______点时重力势能小。 【题型10.探究重力势能大小与质量关系】 【典例】三根完全相同的地桩，原来露出地面的高度相同，分别经重锤A、B、C从某高度自由下落对它们进行一次打击后所处的位置如图所示，则打桩过程中，三个重锤中______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，______锤的高度要高一些；如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则______锤的质量要小一些。 【跟踪专练1】如图所示是“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，下列说法正确的是（　　） A．图中是探究木块被小球撞击时的动能 B．图中两次实验可以模拟汽车超速带来的危害 C．木块滑行时克服摩擦做的功不同，但所受摩擦力相同 D．两次实验钢球具有的重力势能大小相同 【跟踪专练2】用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1=m2<m3，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越______；比较______两次实验可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。 【跟踪专练3】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 【题型11.弹性势能的概念及影响因素】 【典例】如图所示，运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，它的______能就越大，箭就射得越远。    【跟踪专练1】下列物体不具有弹性势能的是（　　） A．被拉开的弓 B．被压弯的竹竿 C．被推开的弹簧门中的弹簧 D．被举高的杠铃 【跟踪专练2】如图所示，将一张卡片对折，在开口的一边剪两刀，然后将橡皮筋套在开口边，就做成了一个会“跳”的卡片，将卡片反过来，用手压平在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松开手，会看到卡片______，这一现象说明：发生弹性形变的橡皮筋具有______能，对卡片做功。卡片在上升过程中，重力势能将______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【跟踪专练3】如图为撑杆跳运动员跃过横杆前的一个情景。下列说法中正确的是（   ） A．杆的形状改变是因为受到力的作用 B．杆对人没有力的作用 C．杆所发生的形变为塑性形变 D．人在上升时，杆的弹性势能逐渐增大 【题型12.动能和势能的应用】 【典例】为了提高环境质量，经常有如图所示的喷雾车在街道上喷雾作业。喷雾车作业时保持匀速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．喷雾的目的是为了清洁地面 B．喷出的水雾是水蒸气液化形成的 C．喷雾车的动能不变 D．喷雾车的动能变小 【跟踪专练1】新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有________。从物理的角度来讲，因为风和水都能够________或者被举高，所以风能和水能都属于________。 【跟踪专练2】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。 【跟踪专练3】如图所示是“推断物体不受力时的运动”的实验，下列有关叙述正确的是（　　） A．实验时小车可以从斜面上的不同位置开始下滑 B．实验中运动的小车会停下来，说明物体的运动需要力来维持 C．小车在木板上运动的距离最长，所以它消耗的动能最多 D．小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同，但每次小车克服阻力所做的功相同 【实验题】 1．兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究. 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ (1)【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟__________有关； (2)【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由__________开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离．物块被撞击得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越__________； (3)【分析论证】为了研究汽车超速的问题，应选择甲、丙两图的实验现象分析，让同一小球从__________高度由静止开始沿斜槽下滑，可以初步得到的结论是：质量相同的物体，运动__________越大，它的动能越大； (4)【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车__________（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因； (5)实验甲和乙中木块克服阻力做的功分别为和，则__________（选填“>”“<”或“=”） 【计算题】 2．为控制疫情，我市市政管理部门配备了如图所示的消毒车按时对人流密集的主干道路进行消毒。消毒车罐体容积为4500L，空载质量约5000kg，轮胎与地面的总接触面积是1000cm2，发动机的额定功率约为95kW。（ρ药水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） (1)消毒车在水平地面上匀速行驶消毒时，具有的动能__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (2)装满药水时，消毒车对水平地面的压强是多少？( ) (3)当该车装满药水，在水平公路上以额定功率匀速行驶时，测得速度为10m/s，则发动机在2min内所做的功是多少？受到的阻力是多少？ ( ) 【作图题】 3．高速公路的连续长下坡路段，容易使车辆特别是重载汽车失控，从而引发事故。为此，在连续长下坡路段的适当位置，设置紧急避险车道（如图甲）以使失控车辆能够驶离主车道，安全减速直至停止，避免事故的发生。当一辆卡车下坡时，发现刹车突然失灵，为了避免事故，经过时间后，进入避险车道，直至汽车停止，在图乙中画出此过程中该车的动能随时间变化的大致图像。（设卡车的质量保持不变） 【简答题】 4．拦河大坝使上游的水位升高（如图），提高水的重力势能。水从大坝的上游流下时冲击水轮发电，水的势能最终转化为电能。瑞士的大笛克桑斯大坝高，我国葛洲坝水电站的拦河坝高。有人说前者水的重力势能比后者的大，能够这样简单地得出结论吗？为什么？ 5．某杂技团演员表演“飞牌切西瓜”，如图所示，一张张相同的扑克牌被表演者从手中甩出后，高速向前飞行，最后不断嵌入西瓜中。请你用所学的物理知识回答下列两个问题。 (1)扑克牌离开手后为什么会继续向前飞行？ (2)扑克牌甩出的速度越大，嵌入西瓜中的深度为什么会越深？ 【综合题】 6．阅读下面短文，回答有关问题。 会“游”的飞机、会“飞”的船 “鲲龙”AG600是我国自主研制的首款大型灭火、水上救援水陆两栖飞机，实现了水陆两栖全能。该机设计、制造等核心技术拥有完全自主知识产权，全机主要系统国产化率达到100%，是创新型国家建设的标志性工程之一；其最大起飞质量为53.5吨，机体总长36.9米，翼展38.8米，最大巡航速度460km/h，其有两大核心优势： 一是“灭火能手”。AG600具有出动迅速、到达灭火区域速度快、小时投水量大、灭火效率高、覆盖范围广等诸多优点，可快速到达火灾地点，及早扑灭火源，是一种十分理想的灭火工具。其最大载水量为12吨，20秒内可一次汲水12吨，飞行最低高度为300m，单次投水救火面积可达4000余平方米，可单次齐投12吨水，也可以分批次投水；并可为被困人员和其他灭火人员及灭火机械开辟进出火区的安全通道； 二是远海“救护高手”。AG600飞机能够像船一样在水面滑行、起飞降落，在2米高海浪的复杂气象条件下实施水面救援行动，水上应急救援一次可救护50名遇险人员，是开展中远海距离水上救援工作的重要设备； (1)飞机起飞时机翼下表面的空气流速比上表面的空气流速_____ （选填“快”或“慢”），从而形成向上的升力； (2)AG600在水平匀速飞行过程中，其牵引力和空气阻力是一对________ （选填“平衡力”或“相互作用力”）；AG600降落漂浮在水面施救时，受到的浮力_______ 飞机的重力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；AG600降落在淡水湖面实施汲水时，机身排开的水的体积_______ （选填“增大”、“不变”或“减小”）； (3)在AG600飞机执行森林灭火的投水任务中，飞机应该在到达着火点__________ 投水，才能使投放的水落在着火点上（选填“正上方”、“正上方之前”或“正上方之后”）； (4)若AG600在某次任务中汲水10t，并把这些水提升到500m的飞行高度需要对水做功__________J，这一过程水的重力势能_______ （选填“增大”、“减小”或“不变”），取g＝10N/kg。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题14动能和势能同步讲义 【题型01 能量的概念及单位】.....................................2 【题型02 功和能的关系】.........................................3 【题型03 影响动能的概念的因素】.................................4 【题型04 比较动能大小】.........................................6 【题型05 探究影响动能因素的实验装置及作用】.....................8 【题型06 探究动能大小与速度的关系】............................10 【题型07 探究动能大小与质量的关系】............................12 【题型08 重力势能的概念及影响因素】............................15 【题型09 比较重力势能的大小】..................................16 【题型10 探究重力势能大小与质量关系】..........................18 【题型11 弹性势能的概念及影响因素】............................20 【题型12 动能和势能的应用】....................................22 【综合题6题】..................................................24 ★知识梳理★ 知识点01:能量 物体能够对外做功，就说它具有能量（能）。 能量的单位：焦耳（J）。 知识点02:动能 定义：物体由于运动而具有的能。 决定因素： 质量：质量越大，动能越大 速度：速度越大，动能越大 一切运动的物体都具有动能。 知识点03:势能 势能分为重力势能和弹性势能。 1. 重力势能 定义：物体由于被举高而具有的能。 决定因素： 质量：质量越大，重力势能越大 高度：被举得越高，重力势能越大 2. 弹性势能 定义：物体由于发生弹性形变而具有的能。 决定因素：弹性形变越大，弹性势能越大。 【题型1.能量的概念及单位】 【典例】社会的进步离不开物理学家的杰出贡献。为了纪念这些伟大的物理学家，人们常用他们的名字作为计量单位，在国际单位制中，能量的基本单位是______。 【答案】焦耳 【详解】在国际单位制中，能量的基本单位是焦耳，用符号J表示。 【跟踪专练1】在国际单位制中，功与能量的单位是相同的，它们的单位是（    ） A．焦耳 B．焦耳/千克 C．牛顿/千克 D．帕斯卡 【答案】A 【详解】A．焦耳是功和能量的基本单位，故A符合题意； B．焦耳是功和能量的基本单位，千克是质量的单位，故B不符合题意； C．牛顿是力的基本单位，千克是质量的单位，故C不符合题意； D．帕斯卡是压强的基本单位，故D不符合题意。 故选A。 【跟踪专练2】能量 (1)定义：物体能够________，我们就说这个物体具有能量，简称能。 (2)单位：________，符号是________。 【答案】(1)对外做功 (2) 焦耳 J 【详解】（1）物体具有对外做功的本领，即这个物体具有能量，简称能。 （2）[1][2]能量的国际单位是焦耳，符号是J。 【跟踪专练3】下列单位中，能量的单位是（　　） A．瓦特 B．牛顿 C．焦耳 D．帕斯卡 【答案】C 【详解】A．瓦特是功率的单位，故A不符合题意； B．牛顿是力的单位，故B不符合题意； C．焦耳是能量的单位，故C符合题意； D．帕斯卡是压强的单位，故D不符合题意。 故选 C。 【题型2.功和能的关系】 【典例】一个物体能________，我们就说它具有能量。一个物体________越多，表示这个物体的能量越大。能的单位是________。 【答案】 做功 能做的功 焦耳 【详解】由能量的定义可知，一个物体能做功，我们就说它具有能量，简称能。一个物体能做的功越多，表示这个物体的能量越大，能的单位是焦耳，简称焦。 【跟踪专练1】下列关于能量的说法正确的是（    ） A．做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量 B．做功多的物体能量就多 C．能够做功的物体具有能量 D．能量多的物体所做的功一定就多 【答案】C 【详解】A.能量是物体 “能够做功” 的本领，不做功的物体也可能具有能量（如静止在高处的物体具有重力势能，只是未做功），故A错误； B.做功多的物体，可能是能量转化得多，但不能直接说明其本身能量多（例如一个能量少的物体持续做功，也可能累计做功较多），故B错误； C.能量的定义是 “物体能够做功的本领”，因此能够做功的物体具有能量，故C正确； D.能量多的物体不一定做功多（例如具有大量能量的物体未对外做功），做功多少还与能量转化的情况有关，故D错误。 故选C。 【跟踪专练2】关于力和运动、功和能量之间的关系，下列说法错误的是（　　） A．运动的物体一定具有能量 B．物体受到力的作用，力一定对物体做功 C．做功的本质是能量的转化 D．功和能量的单位都是焦耳 【答案】B 【详解】A．物体由于运动而具有的能量叫做动能，因此运动的物体具有能量，故A正确，不符合题意； B．有力作用在物体上，如果物体没有在力的方向上通过一定的距离，则力没有对物体做功，故B错误，符合题意； C．能量的转化需要通过做功来实现，所以做功的本质是能量的转化，故C正确，不符合题意； D．为纪念焦耳在热学和能量研究领域取得的卓越成就，物理量以其名字命名功和各种能量的基本单位，故D正确，不符合题意。 故选B。 【跟踪专练3】将扁平的石子向水面快速抛出，在一定条件的情况下，石子会在水面上一跳一跳地飞向远方，俗称“打水漂”。图中虚线是某次打水漂过程。下列说法正确的是（    ） A．打水漂，是利用石子受到惯性的作用 B．据图可知，石子在水面上从右向左运动 C．石子能在水面打水漂是受到平衡力的作用 D．打水漂，石子在经过最高点A点时，若一切外力忽然消失，石子将做匀速直线运动 【答案】D 【详解】A．打水漂，是利用石子的惯性，惯性不是力，不能说受到惯性作用，故A错误； B．由于石子克服摩擦做功，石子的机械能会逐渐减小，石子的高度将逐渐降低，可判断石子在水面上从左向右运动，故B错误； C．由图可知，石子在水面打水漂时，运动方向不断在发生改变，可判断石子受到非平衡力的作用，故C错误； D．打水漂，石子在经过最高点A点时速度不为零，石子是运动的，根据牛顿第一定律可知，若运动的石子受到的一切外力忽然消失，石子将做匀速直线运动，故D正确。 故选D。 【题型3.动能的概念.影响动能的因素】 【典例】如图所示，将小球从斜面上某点由静止释放，到达水平面后小球由于______会继续运动，撞击水平面上的木块。小球在斜面上的位置越高，释放后木块被撞击得越远，小球所具有的能量就越大，该现象可以用来说明公路上汽车______（选填“超速”或“超载”）带来的安全隐患。 【答案】 惯性 超速 【详解】[1]小球运动到水平面时有一个向右的速度，由于小球具有惯性，将会保持向右的速度继续运动，由于受到摩擦等阻力的作用，运动速度会变慢。 [2]小球在斜面的位置越高，释放后到达水平面的速度越大，木块被撞的越远，说明质量不变时，物体速度越大，动能越大，故可以说明公路上汽车超速带来的危害。 【跟踪专练1】如图是某大桥上的交通标志牌。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的能叫动能，动能大小与物体的质量和速度有关。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，所以对通过大桥的车辆限速与限重。 故选A。 【跟踪专练2】2025年4月24日17时，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭，在酒泉卫星发射中心准时点火发射，约十分钟后，飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。如图甲所示的是长征二号F遥二十运载火箭发射时的情景。火箭点火后，加速向上运动，在这个过程中，飞船的动能 _______ ，重力势能 _______ 。（均选填“减小”“不变”或“增大”） 【答案】 增大 增大 【详解】[1][2]火箭点火后，加速向上运动的过程中，飞船的质量不变，速度变大，所以其动能增大，同时其质量不变，高度变大，所以其重力势能增大。 【跟踪专练3】如图所示是小益练习排球的一个场景，不考虑空气的阻力，排球离开手在空中飞行的过程中，下列说法正确的是（　　） A．排球受到重力和推力的作用 B．排球的运动状态改变了 C．排球到达最高点时，所有的力都消失，排球将静止 D．排球在最高点时，动能为零 【答案】B 【详解】A．排球在空气中运动时，与手脱离，手对排球没有推力作用，不考虑空气的阻力，排球只受重力，故A错误； B．排球在空中先上升后下落，运动方向不断发生变化。在上升过程中，运动速度变小，在下落过程中，运动速度变大，所以排球的运动状态改变了，故B正确； CD．排球到达最高点时，在水平方向仍有速度，因此速度不为0，所以动能不为零，此时如果所有的力都消失，根据牛顿第一定律可知，排球将做匀速直线运动，故CD错误。 故选B。 【题型4.比较动能大小】 【典例】甲、乙两颗相同的子弹，飞向同一块木板，结果甲子弹穿透木板，乙子弹嵌在木板里，则甲子弹的动能______乙子弹的动能，甲子弹的速度______（均选填“大于”、“小于”或“等于”）乙子弹的速度，判断的依据是甲子弹能够______较多。 【答案】 大于 大于 做的功 【详解】[1]运动的子弹具有动能，穿过木板时，要克服摩擦做功，其动能转化为内能，穿透的子弹比嵌在木板的子弹运动距离长，做功多，所以甲子弹的动能大。 [2]因为质量相同，甲动能大，所以甲速度大。 [3]运动的子弹具有动能，穿过木板时，要克服摩擦做功，甲子弹穿透木板，乙子弹嵌在木板里，甲运动距离长，做功多。 【跟踪专练1】如图（甲）所示，水平面上有一木块，小明两次水平向右拉动该木块，已知两次拉力F大小相同，两次木块沿拉力方向滑动的距离也相同，图（乙）是他两次拉动该木块得到的路程随时间变化的图像。对比两次情况下列说法正确的是（　　） A．第一次木块的动能较大 B．第二次木块的重力势能较大 C．第二次拉力对木块做的功较大 D．第一次拉力对木块做功的功率较小 【答案】D 【详解】A．由乙图可知，第一次的速度小于第二次的速度，物体动能的大小与质量和速度有关，第二次物体的动能较大，故A错误； B．物体的重力势能与质量和高度有关，两次物体质量和高度都相同，所以两次的重力势能相等，故B错误； C．已知两次拉力F大小相同，两次木块沿拉力方向滑动的距离s也相同，根据公式W=Fs可知，两次对木块做功相等，故C错误； D．由乙图可知，第一次的速度小于第二次的速度，两次拉力F大小相同，根据公式P=Fv可知，第一次拉力对木块做功的功率较小，故D正确。 故选D。 【跟踪专练2】甲、乙两颗相同的子弹，飞向同一块木板，结果甲子弹穿透木板，乙子弹嵌在木板里，则甲子弹的动能_______乙子弹的动能。判断的依据是_______。 【答案】 大于 甲子弹能够做的功较多 【详解】[1][2]运动的子弹具有动能，穿过木板时，要克服摩擦做功，穿透的子弹比嵌在木板的子弹运动距离长，由于甲子弹穿透木板，乙子弹嵌在木板里，则甲子弹比乙子弹做功多，所以甲子弹的动能大。 【跟踪专练3】如图甲所示，小明用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使其在水平木板上沿拉力方向匀速滑动一段距离，如图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像，下列说法正确的是（     ） A．木块两次具有的动能一样大 B．两次拉力对木块做功一样多 C．木块第一次受到的拉力较大 D．两次拉力做功的功率一样大 【答案】B 【详解】A．由图乙知，两次物体都做匀速直线运动，第一次物体的速度较大，所以第一次物体的动能较 大，故A错误； BC．两次匀速拉动过程中，接触面粗糙程度、受到的压力不变，摩擦力不变，根据二力平衡，木块两次受到的拉力相等，图乙中可以看出，木块两次运动的距离相等，所以木块两次所做的功相等，故B正确，C错误； D．从图乙中可以看出第一次木块运动的速度较大，由功率的变形公式可知力F相同时第一 次速度v大，则功率大，故D错误。 故选B。 【题型5.探究影响动能因素的实验装置及作用】 【典例】如图在探究动能大小与________的关系。 【答案】速度 【详解】比较图甲和图乙可知，小球质量相同，从斜面开始滚下时的高度不同，则小球即将撞击物块B时的速度是不同的，然后根据物块B移动的距离可以判断小球动能的大小，所以实验探究的是动能的大小与速度的关系。 【跟踪专练1】在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让同一钢球A从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．实验中研究的是木块的动能 B．此实验主要体现应用控制变量法和转换法研究问题 C．钢球在斜面上自由释放时位置越高，到达水平面时初速度越小 D．该实验的目的是探究钢球在水平面上的动能大小与质量的关系 【答案】B 【详解】AD．实验中，同一个钢球，控制了质量相同，从不同高度滚下，使钢球到达水平面时的速度不同，由控制变量法的研究方法可知，实验目的是研究钢球的动能与速度的关系，故AD错误； B．实验中，影响动能的因素有多个，所以应用控制变量法探究；实验中通过木块被撞距离，来判断钢球撞击木块前动能大小，所以应用转换法探究，故B正确； C．钢球从斜面上下滑时，重力势能转化为动能，位置越高，重力势能越大，到达水平面时动能越大，在质量一定时，到达水平面的初速度越大，故C错误。 故选B。 【跟踪专练2】如图是探究动能影响因素的部分装置，通过比较木块被推动距离的远近来反映小球动能大小，这一步用到的物理研究方法是______，通过甲、乙实验可知：质量一定时，小球的______越大，动能越大。 【答案】 转换法 速度 【详解】[1]小球的动能不便于观察和测量，利用小球推动木块做功，通过比较木块被推动距离的远近来反映小球动能大小，把不便于测量的动能转换为便于测量的距离，这一步用到的物理研究方法是转换法。 [2]小球从斜面上由静止滚下时的高度越大，进入水平面时的速度越大，乙图中小球进入水平面时的速度较大，木块被推得较远，则乙图中小球进入水平面时的动能较大，两图中小球质量相同，通过甲、乙实验可知：质量一定时，小球的速度越大，动能越大。 【跟踪专练3】探究物体的动能跟哪些因素有关的实验装置如图所示。关于该实验说法不正确的是（　　） A．实验通过木块儿被推动距离的远近，反映小球动能大小 B．实验研究的是木块的动能大小 C．小球由斜面滚下，重力势能转化为动能 D．相同条件下，小球质量越大动能越大 【答案】B 【详解】A．探究物体的动能跟哪些因素有关的实验，通过木块儿被推动距离的远近反映小球动能大小，利用了转换法，故A正确，不符合题意； B．本实验探究的是影响小球的动能大小的因素，故B错误，符合题意； C．小球由斜面滚下，高度降低，速度变大，故小球的重力势能转化为动能，故C正确，不符合题意； D．速度一定时，小球的质量越大，撞击木块后移动的距离越远，说明相同条件下，小球质量越大动能越大，故D正确，不符合题意。 故选B。 【题型6.探究动能大小与速度的关系】 【典例】在高速公路上快速行驶的汽车，遇到紧急情况刹车后不能立即停下来，是因为汽车具有______；交通规则要求汽车不能超速行驶，是因为汽车质量一定时，其行驶速度越大，______（选填“动能”或“势能”）越大，发生交通事故时，造成的伤害越严重。 【答案】 惯性 动能 【详解】[1]在高速公路上快速行驶的汽车，遇到紧急情况刹车后不能立即停下来，是因为汽车具有保持原来运动状态的性质，即惯性，一切物体都有惯性。 [2]动能的大小与物体的质量和速度有关，质量、速度越大，动能越大；汽车质量一定时，其行驶速度越大，动能越大，发生交通事故时，造成的伤害越严重，因此交通规则要求汽车不能超速行驶。 【跟踪专练1】小明用图示装置探究动能大小与速度的关系。下列说法正确的是 A．要改变小车质量 B．实验中要尽量保持水平面光滑 C．让同一小车从同一高处由静止开始下滑 D．用木块移动的距离来比较小车动能的大小 【答案】D 【详解】探究动能大小与速度的关系，小车质量固定不变，让同一小车从不同高度由静止开始下滑，用木块移动的距离来比较小车动能的大小，水平面粗糙光滑不影响判断动能大小，故选D。 【跟踪专练2】如图所示为研究物体动能与速度的关系实验装置，实验中应让质量相同的小球从斜面__________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，观察比较木块被撞后移动的距离。对比图甲和图乙，可以得出结论：质量相同的物体，速度越__________，动能就越大。由此，可以解释汽车__________（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。 【答案】 不同 大 超速 【详解】[1]为了研究物体动能与速度的关系，根据控制变量法可知，应使小球的质量相同，速度不同，因此应让相同质量的小球从斜面不同高度由静止滚下。 [2][3]实验中使用小球推动木块移动的距离来反映小球动能的大小，使用了转换法。由图甲、乙可知，小球质量相同，速度不同，速度越大，推动木块移动的距离越远，故可得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能就越大，由此可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因。 【跟踪专练3】我国高速公路总里程位居世界前列，为探究高速公路上超速和超载的危害，小明设计了图示三次实验，实验中球体积均相同，同一弹簧的压缩量，木块被撞后静止时的位置如虚线木块所示。根据上述实验可探究（　　） A．超载的危害 B．超速的危害 C．超速和超载的危害 D．超速和超载都不可探究 【答案】B 【详解】乙、丙两次实验中，乙实验弹簧的压缩量较大，具有弹性势能较大，转化为小球的动能也较大；两次实验中均为铁球，质量相同，所以乙实验中铁球的速度较大，推动木块的距离也较大，可以探究超速的危害；要反映超载的危害，应使小球的速度相同而质量不同；由题可知，塑料球和铁球质量不同，但是甲、乙或甲、丙两组实验都不能控制两小球的速度相同，所以，不能探究超载的危害。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【题型7.探究动能大小与质量关系】 【典例】同一辆汽车，行驶的速度增大时，动能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。若小轿车和大货车均满载，且以相同的速度行驶，则动能较大的是______。 【答案】 增大 大货车 【详解】[1]物体的动能与质量和速度有关，同一辆汽车，故质量不变，行驶的速度增大时，汽车的动能增大。 [2]小轿车和大货车均满载，大货车质量大，以相同的速度行驶时，质量大的动能大，所以大货车动能较大。 【跟踪专练1】在“研究物体动能跟哪些因素有关”的实验中，让质量不同的钢球从同一高度由静止开始滚下，目的是（　　） A．控制速度不变，探究动能与质量的关系 B．控制重力势能不变 C．控制速度不变，探究动能与高度的关系 D．控制质量不变，探究动能与速度的关系 【答案】A 【详解】实验中让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，所以钢球撞击木块前的速度相同，通过比较木块被撞后移动的距离来比较钢球动能的大小，由于钢球质量不同，因此控制速度不变，探究动能与质量的关系，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【跟踪专练2】小梦在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，如图所示，他用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示： （1）小梦通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是______（选填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本实验将______（选填“能”或“不能”）达到探究目的； （2）由图（1）甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与______有关； （3）小丽认为根据图1甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关她的想法是否正确？______（选填“正确”或“错误”），理由是：______。若想探究“物体的动能大小与质量的关系”应该选择______两图； （4）某同学用图（2）所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（）由静止开始释放，通过观察木块在木板和毛中上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法的不足之处是______。 【答案】 转换法 不能 速度 错误 没有控制速度一定 乙、丙 实验中没有控制水平面的粗糙程度相同 【详解】（1）[1]物体动能的大小是看不见的，可以通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是转换法。 [2]若水平面绝对光滑，钢球到达斜面底端后会在水平面上做匀速直线运动，不会停止，无法比较木块B移动的距离长短，所以本实验将不能达到探究目的。 （2）[3]由图可知，钢球质量相同，下落高度不同，到达斜面底端的速度不同，木块滑行距离不同，所以可得出实验结论：物体的动能大小与速度有关。 （3）[4][5][6]探究动能的大小与质量的关系时，需要控制小球的速度相同，质量不同，即需要使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滑下。选用甲、丙两图进行实验，实验中没有控制小球滚下的高度相同，所以想法是错误的。所以若想探究“物体的动能大小与质量的关系”应该选择乙、丙两图。 （4）[7]用图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系，应改变小球撞击木块前的速度，即让相同质量的小球从不同高度由静止开始释放，观察木块在相同的接触面上滑行距离的远近，而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，所以不足之处是没有控制水平面的粗糙程度相同。 【跟踪专练3】小明利用斜面分别进行了“探究阻力对物体运动的影响”（如图甲）和“探究动能大小与质量的关系”（如图乙）两个实验，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两个实验中。都需要使水平面的粗糙程度不同 B．甲、乙两个实验中，小车和小球到达水平面能继续运动是因为它们都受到惯性力的作用 C．甲实验中小车滑行的距离不同，但小车刚开始下滑时具有的机械能不相等 D．乙实验中小球的质量应该不同，但小球到达水平面时初始速度需要相同 【答案】D 【详解】A．“探究阻力对物体运动的影响”时，要改变水平面的粗糙程度，探究出阻力逐渐减小时物体的运动情况；“探究影响动能大小的因素”实验中水平面的粗糙程度要相同，观察木块被推动距离的远近来体现动能的大小，故A错误； B．甲、乙两个实验中，小车和小球到达水平面能继续向前运动是因为小球具有惯性，而不能说“受惯性作用”，故B错误； C．甲实验中要使同一小车从斜面的同一高度由静止滑下，小车的质量不变，高度相同，速度相同，所以动能和重力势能相同，机械能相同，故C错误； D．探究动能的大小与质量关系时，根据控制变量法，控制小球的速度相同，故D正确。 故选D。 【题型8.重力势能的概念及影响因素】 【典例】如图所示是《天工开物》中记载的拔车，又称翻车，利用链轮传动原理，将水从低处运往高处，水的重力势能会______（选填“增大”或“减小”）。 【答案】增大 【详解】将水从低处运往高处，水的质量不变，高度增大，水的重力势能增大。 【跟踪专练1】《中华人民共和国民法典》中规定：“禁止从建筑物中抛掷物品”。生活中我们要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大是因为高处的物体具有很大的（　　） A．动能 B．重力势能 C．热量 D．弹性势能 【答案】B 【详解】物体由于被举高而具有的能叫重力势能，重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越高重力势能越大，物体从高处落下，转变成的动能越大，危害越大。所以“高空抛物”危害性大是因为高处的物体具有很大的重力势能。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【跟踪专练2】下列图片是某同学扔实心球的四个分解动作，分解动作④完成后，球下落过程中（忽略空气阻力），重力势能_____，重力做功的功率______。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】 减小 增大 【详解】[1]球下落过程中质量不变，高度变小，重力势能减小。 [2]球下落过程中，速度变大，由可知，重力做功功率变大。 【跟踪专练3】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。 【题型9.比较重力势能的大小】 【典例】北京时间2025年4月24日17时17分，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，成功将载人飞船送往预定轨道。载人飞船离开地面加速上升的过程中（　　） A．动能增大，重力势能不变 B．动能增大，重力势能增大 C．动能不变，重力势能不变 D．动能不变，重力势能增大 【答案】B 【详解】火箭加速上升过程中，火箭上载人飞船的质量不变，速度变大，位置变高，故载人飞船的动能增大，重力势能增大，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【跟踪专练1】如图所示，若选山脚地面为零势能面，山顶石头具有的重力势能为；若选择山腰平台为零势能面，同一石头具有的重力势能为；则_______（选填“>”、“=”或“<”），这说明重力势能的大小与________的选取有关。与描述物体运动时需要选定参照物类似，重力势能具有________性。 【答案】 > 零势能面 相对 【详解】[1][2][3]重力势能的大小与质量和高度有关，同一石头，质量相等，若选山脚地面为零势能面时，石头的相对高度较大，重力势能较大，即山顶石头具有的重力势能；由此可知，同一石头，其重力势能的大小与选取的零势能面有关；选取的零势能面不同，重力势能就不同，这说明重力势能具有相对性。 【跟踪专练2】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。 【跟踪专练3】如图所示，是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A点和点，则物体在_______点时重力势能小。 【答案】A 【详解】由图可看出，A点所在的海拔为995m，B点所在的海拔为1040m，同一个物体质量不变，位置越低，重力势能越小，故A点的重力势能小。 【题型10.探究重力势能大小与质量关系】 【典例】三根完全相同的地桩，原来露出地面的高度相同，分别经重锤A、B、C从某高度自由下落对它们进行一次打击后所处的位置如图所示，则打桩过程中，三个重锤中______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，______锤的高度要高一些；如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则______锤的质量要小一些。 【答案】 B B C 【详解】[1]木柱下陷的深度越深，表明重锤做功的本领越大，B下陷的最深，所以B锤的做功本领最大。 [2] A、B相比，B下陷的较深，表明B锤的重力势能较大，如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时，B锤的高度要高一些。 [3]B、C相比，C下落的更浅，表明C锤的重力势能更小，如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则C的质量小一些，B的质量要大一些。 【跟踪专练1】如图所示是“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，下列说法正确的是（　　） A．图中是探究木块被小球撞击时的动能 B．图中两次实验可以模拟汽车超速带来的危害 C．木块滑行时克服摩擦做的功不同，但所受摩擦力相同 D．两次实验钢球具有的重力势能大小相同 【答案】C 【详解】A．图中是探究小球的动能大小与哪些因素有关，而不是木块被撞击时的动能，故A错误； B．图中两次实验小球质量不同，高度相同，到达水平面的速度相同，是探究动能与质量的关系，不能模拟汽车超速带来的危害，汽车超速是速度变化，故B错误； C．木块对水平面的压力和接触面粗糙程度不变，所以所受摩擦力相同，木块滑行的距离不同，根据公式W=Fs，则克服摩擦做的功不同，故C正确； D．，根据重力势能公式Ep=mgh，质量不同，高度相同，所以两次实验钢球具有的重力势能大小不同，故D错误。 故选C。 【跟踪专练2】用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1=m2<m3，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越______；比较______两次实验可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。 【答案】 多 a、c 【详解】[1]木桩陷入沙子的过程中，木桩会对沙子做功，所以木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越多，说明木桩在起始位置的重力势能越大。 [2]图a、c两组实验中，木桩的高度相同，c组中木桩的质量大，其陷入沙坑中的深度深，说明物体重力势能的大小与物体的质量有关，结论是高度一定时，质量越大，重力势能越大。 【跟踪专练3】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。 【题型11.弹性势能的概念及影响因素】 【典例】如图所示，运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，它的______能就越大，箭就射得越远。    【答案】弹性势 【详解】运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，它的弹性形越大，具有的弹性势能就越大，转化为箭的动能越大，箭就射得越远。 【跟踪专练1】下列物体不具有弹性势能的是（　　） A．被拉开的弓 B．被压弯的竹竿 C．被推开的弹簧门中的弹簧 D．被举高的杠铃 【答案】D 【详解】ABC．被拉开的弓、被压弯的竹竿、被推开的弹簧门中的弹簧都发生了弹性形变，所以都具有弹性势能，故ABC不符合题意； D．被举高的杠铃没有发生弹性形变，不具有弹性势能，故D符合题意。 故选D。 【跟踪专练2】如图所示，将一张卡片对折，在开口的一边剪两刀，然后将橡皮筋套在开口边，就做成了一个会“跳”的卡片，将卡片反过来，用手压平在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松开手，会看到卡片______，这一现象说明：发生弹性形变的橡皮筋具有______能，对卡片做功。卡片在上升过程中，重力势能将______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 跳起 弹性势 增大 【详解】[1][2][3]“橡皮筋伸长”说明橡皮筋发生弹性形变，发生弹性形变的物体要恢复原状，就会对使它发生形变的物体施加力的作用，所以橡皮筋对硬卡片施力，使它跳起；橡皮筋发生了弹性形变，所以它具有了弹性势能；卡片在上升过程中，质量不变，高度升高，所以重力势能将增大。 【跟踪专练3】如图为撑杆跳运动员跃过横杆前的一个情景。下列说法中正确的是（   ） A．杆的形状改变是因为受到力的作用 B．杆对人没有力的作用 C．杆所发生的形变为塑性形变 D．人在上升时，杆的弹性势能逐渐增大 【答案】A 【详解】A．力可以改变物体的运动状态和形状，人对杆的力改变了物体的形状，故A正确； B．物体间力的作用是相互的，故杆对人也有力的作用，故B错误； C．杆所发生的形变，撤去外力后能恢复原来的形状，故是弹性形变，故C错误； D．人在上升时，杆的弹性形变程度减小，弹性势能逐渐减小，故D错误。 故选A。 【题型12.动能和势能的应用】 【典例】为了提高环境质量，经常有如图所示的喷雾车在街道上喷雾作业。喷雾车作业时保持匀速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．喷雾的目的是为了清洁地面 B．喷出的水雾是水蒸气液化形成的 C．喷雾车的动能不变 D．喷雾车的动能变小 【答案】D 【详解】A．喷雾的目的是为了降尘，故A错误； B．喷雾车喷出的水雾，状态没有发生变化，所以水雾的形成过程中没有发生物态变化，故B错误； CD．动能跟物体的质量和速度有关，喷雾车作业时保持匀速直线运动，速度不变，质量减小，所以动能变小，故C错误，D正确。 故选D。 【跟踪专练1】新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有________。从物理的角度来讲，因为风和水都能够________或者被举高，所以风能和水能都属于________。 【答案】 动能 运动 机械能 【详解】[1]风是流动的空气，空气具有质量和速度，则风具有动能。 [2][3]风和水都能够运动或者被举高，风和水具有动能和势能，机械能包括动能和势能，所以风能和水能都属于机械能。 【跟踪专练2】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。 【跟踪专练3】如图所示是“推断物体不受力时的运动”的实验，下列有关叙述正确的是（　　） A．实验时小车可以从斜面上的不同位置开始下滑 B．实验中运动的小车会停下来，说明物体的运动需要力来维持 C．小车在木板上运动的距离最长，所以它消耗的动能最多 D．小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同，但每次小车克服阻力所做的功相同 【答案】D 【详解】A．为了让小车每次到达水平面时的速度相同，实验时应让小车从同一斜面的同一高度由静止自由下滑，故A错误； B．实验中运动的小车会停下来，是因为受到阻力的作用，其运动状态发生了改变，说明力能改变物体的运动状态，而不是维持物体运动的原因，故B错误； C．小车到达水平面时的速度相同，说明一开始的动能相同，最后静止时动能都为零，因此，消耗的动能是相同的，与小车运动的距离无关，故C错误； D．小车从同一斜面的统一高度自由下落，到达水平面时速度相等，而小车的质量不变，因此小车的动能相等，机械能是指物体动能和重力势能的总和，因此小车一开始到达水平面时的机械能是相同的，其最终克服阻力做功，动能变为零，重力势能不变，因此机械能减少的量相同，每次小车克服阻力所做的功相同，故D正确。 故选D。 【实验题】 1．兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究. 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ (1)【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟__________有关； (2)【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由__________开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离．物块被撞击得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越__________； (3)【分析论证】为了研究汽车超速的问题，应选择甲、丙两图的实验现象分析，让同一小球从__________高度由静止开始沿斜槽下滑，可以初步得到的结论是：质量相同的物体，运动__________越大，它的动能越大； (4)【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车__________（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因； (5)实验甲和乙中木块克服阻力做的功分别为和，则__________（选填“>”“<”或“=”） 【答案】(1)质量 (2) 静止 大 (3) 不同 速度 (4)超载 (5)> 【详解】（1）“安全驾驶莫超载”强调的是汽车的质量不能过大，因此可猜想汽车的动能可能跟质量有关。 （2）[1]为了让金属球到达水平面时有确定的初始速度，应让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下。 [2]物块被撞击得越远，说明金属球对物块做的功越多，表明金属球到达水平面时的动能就越大。 （3）[1]甲、丙两图中，小球的质量相同，从不同高度由静止开始下滑，到达水平面时的速度不同。 [2]实验现象显示，丙图中物块被撞击得更远，说明小球的动能更大。由此可初步得到结论：质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大。 （4）甲、乙两图中，小球从同一高度由静止开始下滑，到达水平面时的速度相同，但乙图中小球的质量更大，物块被撞击得更远，说明速度相同时，质量越大，动能越大。这可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。 （5）实验甲和乙中，木块克服阻力做的功等于木块的动能变化。由于甲图中金属球的动能更大，传递给木块的动能也更大，因此木块克服阻力做的功 W1 大于W2，即 W1>W2。 【计算题】 2．为控制疫情，我市市政管理部门配备了如图所示的消毒车按时对人流密集的主干道路进行消毒。消毒车罐体容积为4500L，空载质量约5000kg，轮胎与地面的总接触面积是1000cm2，发动机的额定功率约为95kW。（ρ药水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） (1)消毒车在水平地面上匀速行驶消毒时，具有的动能__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (2)装满药水时，消毒车对水平地面的压强是多少？( ) (3)当该车装满药水，在水平公路上以额定功率匀速行驶时，测得速度为10m/s，则发动机在2min内所做的功是多少？受到的阻力是多少？ ( ) 【答案】 变小 1.14×107J， 【详解】解：(1)消毒车在水平地面上匀速行驶消毒时，质量减小，速度不变，故其动能变小。 (2)空车受到的重力为 G1=m空g=5000kg×10N/kg=50000N 装满药水时，药水受到的重力为 G药水=m药水g=ρ药水Vg=1.0×103kg/m3×4500×10-3m3×10N/kg=45000N 消毒车总重为 G=G1+G药水=50000N+45000N=95000N   消毒车对水平地面的压强为 (3)发动机的额定功率约为95kW，则发动机在2min内共做功 W=Pt=95000W×2×60s=1.14×107J 该车匀速行驶时所受阻力等于牵引力，即 答：(1)消毒车在水平地面上匀速行驶消毒时，具有的动能变小； (2)装满药水时，消毒车对水平地面的压强是9.5×105Pa； (3)发动机在2min内所做的功是1.14×107J ，受到的阻力是9500N。 【作图题】 3．高速公路的连续长下坡路段，容易使车辆特别是重载汽车失控，从而引发事故。为此，在连续长下坡路段的适当位置，设置紧急避险车道（如图甲）以使失控车辆能够驶离主车道，安全减速直至停止，避免事故的发生。当一辆卡车下坡时，发现刹车突然失灵，为了避免事故，经过时间后，进入避险车道，直至汽车停止，在图乙中画出此过程中该车的动能随时间变化的大致图像。（设卡车的质量保持不变） 【答案】 【详解】卡车下坡时，将重力势能转化为动能，则卡车的动能增大；经过t0时间后，进入避险车道，直至汽车停止，说明汽车进入避险车道后，速度逐渐减小，最后为0，则进入避险车道后汽车动能逐渐减小，直至为0，则此过程中该车的动能随时间变化的大致图像如图所示： 【简答题】 4．拦河大坝使上游的水位升高（如图），提高水的重力势能。水从大坝的上游流下时冲击水轮发电，水的势能最终转化为电能。瑞士的大笛克桑斯大坝高，我国葛洲坝水电站的拦河坝高。有人说前者水的重力势能比后者的大，能够这样简单地得出结论吗？为什么？ 【答案】不能，理由见解析 【详解】不能。 理由：重力势能的大小由物体的质量和高度共同决定。虽然大笛克桑斯大坝的高度更高，但重力势能还与水的质量（蓄水量）有关。若葛洲坝的蓄水量远大于前者，其重力势能可能更大，因此仅通过坝高比较是不全面的。 5．某杂技团演员表演“飞牌切西瓜”，如图所示，一张张相同的扑克牌被表演者从手中甩出后，高速向前飞行，最后不断嵌入西瓜中。请你用所学的物理知识回答下列两个问题。 (1)扑克牌离开手后为什么会继续向前飞行？ (2)扑克牌甩出的速度越大，嵌入西瓜中的深度为什么会越深？ 【答案】(1)见解析 (2)见解析 【详解】（1）扑克牌离开手前，在向前运动，当扑克牌离开手后，由于扑克具有惯性，它会保持原来的运动状态，继续向前运动。 （2）扑克牌质量相同时，扑克牌甩出的速度越大，扑克牌的动能越大，对西瓜做功越多，所以切入西瓜中的深度会越深。 【综合题】 6．阅读下面短文，回答有关问题。 会“游”的飞机、会“飞”的船 “鲲龙”AG600是我国自主研制的首款大型灭火、水上救援水陆两栖飞机，实现了水陆两栖全能。该机设计、制造等核心技术拥有完全自主知识产权，全机主要系统国产化率达到100%，是创新型国家建设的标志性工程之一；其最大起飞质量为53.5吨，机体总长36.9米，翼展38.8米，最大巡航速度460km/h，其有两大核心优势： 一是“灭火能手”。AG600具有出动迅速、到达灭火区域速度快、小时投水量大、灭火效率高、覆盖范围广等诸多优点，可快速到达火灾地点，及早扑灭火源，是一种十分理想的灭火工具。其最大载水量为12吨，20秒内可一次汲水12吨，飞行最低高度为300m，单次投水救火面积可达4000余平方米，可单次齐投12吨水，也可以分批次投水；并可为被困人员和其他灭火人员及灭火机械开辟进出火区的安全通道； 二是远海“救护高手”。AG600飞机能够像船一样在水面滑行、起飞降落，在2米高海浪的复杂气象条件下实施水面救援行动，水上应急救援一次可救护50名遇险人员，是开展中远海距离水上救援工作的重要设备； (1)飞机起飞时机翼下表面的空气流速比上表面的空气流速_____ （选填“快”或“慢”），从而形成向上的升力； (2)AG600在水平匀速飞行过程中，其牵引力和空气阻力是一对________ （选填“平衡力”或“相互作用力”）；AG600降落漂浮在水面施救时，受到的浮力_______ 飞机的重力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；AG600降落在淡水湖面实施汲水时，机身排开的水的体积_______ （选填“增大”、“不变”或“减小”）； (3)在AG600飞机执行森林灭火的投水任务中，飞机应该在到达着火点__________ 投水，才能使投放的水落在着火点上（选填“正上方”、“正上方之前”或“正上方之后”）； (4)若AG600在某次任务中汲水10t，并把这些水提升到500m的飞行高度需要对水做功__________J，这一过程水的重力势能_______ （选填“增大”、“减小”或“不变”），取g＝10N/kg。 【答案】(1)慢 (2) 平衡力 等于 增大 (3)正上方之前 (4) 5×107 增大 【详解】（1）飞机机翼上凸下平，相同的时间内，机翼上方空气流动的路程大于下方空气流动路程，故机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速，流体在流速大的位置压强小，飞机起飞时机翼下表面的空气流速比上表面的空气流速慢，机翼下表面受到的压强大于上表面受到的压强，下表面受到的压力大于上表面受到的压力，从而形成向上的升力。 （2）[1] AG600在水平匀速飞行过程中，处于平衡状态，其牵引力和空气阻力是一对平衡力。 [2]由浮沉条件可知，AG600降落漂浮在水面施救时，受到的浮力等于飞机的重力。 [3] AG600降落在淡水湖面实施汲水时，此时仍处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，重力增大，所以浮力增大，由可知，机身排开的水的体积增大。 （3）飞机和水一起向前运动，当飞机投水后，水由于惯性保持原来的运动状态继续向前运动，所以飞机应该在到达着火点正上方之前投水。 （4）[1] AG600载水质量 水的重力为 将这些水提升到飞行最低高度500m需要对水做功 [2]这一过程水的质量不变，高度增大，重力势能增大。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $