第十一章 功和机械能【压轴题题型讲练】导图+19个题型讲练+能力提升练 共48题-2025-2026学年人教版物理八年级下册同步培优精讲精练

该初中物理单元复习讲义通过思维导图系统梳理“功和机械能”知识体系，将力做功的必要因素、功率、动能、势能等核心概念按逻辑递进组织，并用表格呈现19个题型序列，清晰呈现重难点内在联系。 讲义亮点在于“题型讲练+能力提升”设计，如探究动能影响因素实验题培养科学探究素养，典型例题结合足球头球、冰壶运动等生活情境，变式题巩固基础，48道提升题分层训练，助力学生构建能量观念，教师可实施精准化教学。

2025-2026学年人教版（新教材）物理八年级下册专项复习培优讲义【题型讲练】 第十一章 功和机械能【压轴题题型讲练】 【导图+19个题型讲练+能力提升 共48题】 题型序列 题型讲练 题型讲练一 力做功的必要因素 题型讲练二 功的计算和估算 题型讲练三 比较功的大小 题型讲练四 功率的定义及意义 题型讲练五 比较功率的大小 题型讲练六 功率的测量 题型讲练七 功和能的关系 题型讲练八 动能的概念、影响动能的因素 题型讲练九 比较动能大小 题型讲练十 探究影响动能因素的实验装置及作用 题型讲练十一 弹性势能的概念及影响因素 题型讲练十二 探究影响物体弹性势能因素的实验装置及作用 题型讲练十三 辨析物体的机械能是否发生变化 题型讲练十四 比较机械能的大小 题型讲练十五 物体运动过程中各种机械能的变化情况 题型讲练十六 人造卫星、天体运动等的能量转化 题型讲练十七 机械能守恒的条件 题型讲练十八 常见的机械能守恒及其辨析 题型讲练十九 机械能与其他形式能的转化 题型讲练一 力做功的必要因素 【典型例题】在苏超足球联赛泰州队对阵徐州队的比赛中，泰州队9号球员樊超在下半场第63分钟头球攻门，将比分扳平，为球队最终通过点球大战晋级四强奠定了基础。下列说法正确的是（   ） A．足球飞行时头对足球做功 B．头只有在击球瞬间对足球做功 C．足球飞行时惯性对足球做功 D．足球飞行时重力对足球不做功 【变式】下列现象中，人对物体没有做功的是（　　） A．掷出的铅球在空中飞行 B．将掉在地上的树叶捡起来 C．用力推动课桌移动一段距离 D．拉着行李箱在水平地面上匀速前进 题型讲练二 功的计算和估算 【典型例题】体育课上小亮练习投篮，篮球（重约为6N）进入篮筐后落至地面。由图可估算篮球从篮筐处落至地面的过程中，篮球所受重力做的功约为（　　） A．0.8J B．1.8J C．18J D．180J 【变式】如图所示，在某次冰壶运动中，运动员用30N的水平力将19kg的冰壶从A点推至B点后放手，随后离手后的冰壶沿水平方向继续滑行至O点停止。A点到O点的距离是30m，A点到B点的距离是4m。运动员对冰壶做的功是（　　） A．120J B．780J C．900J D．5700J 题型讲练三 比较功的大小 【典型例题】小荣用弹簧测力计两次沿水平方向拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s-t图像如图所示，其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，相等时间内所做的功分别为W1、W2，则它们的关系正确的是（　　） A．F1=F2、W1<W2 B．F1<F2、W1>W2 C．F1=F2、W1>W2 D．F1<F2、W1<W2 【变式】如图，大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A．小孩对砖做功更多 B．小孩对砖做功更快 C．大人对砖做功更多 D．大人对砖做功更快 题型讲练四 功率的定义及意义 【典型例题】有两台不同的发动机，甲的功率为，乙的功率为，则关于这两台发动机，以下说法正确的是（　　） A．甲做功一定比乙快 B．甲做的功一定比乙的多 C．甲做功不一定比乙快 D．比较做功所用时间，甲一定比乙少 【变式】下列说法正确的是（　　） A．功率跟时间成反比，所以只要时间短，功率就大 B．甲每小时做的功比乙多，甲的功率就比乙大 C．功率大的机器比功率小的机器做的功多 D．由可知，功率跟功成正比，所以只要做的功多，功率就大 题型讲练五 比较功率的大小 【典型例题】如图甲，物体在水平地面上做直线运动。当物体运动的路程和时间图像如图乙时，受到的水平推力为；当物体运动的速度和时间图像如图丙时，受到的水平推力为。两次推力的功率______（选填“>”、“=”或“<”） 【变式】如图老人的体重比女孩大，都从一楼爬到三楼，下列说法错误的是（　　） A．因为女孩体重小，所以做的功一定少 B．因为老人体重大，所以做的功一定多 C．若女孩比老人先到达，则女孩的功率一定大 D．若老人比女孩先到达，则老人的功率一定大 题型讲练六 功率的测量 【典型例题】男生引体向上是我市中考体育考试必选项目。如果要测某同学引体向上的功率，需要的测量工具有体重计、_______和________。若某同学在1min内做了10个引体向上，每次向上移动50cm，他的质量为60kg，则该同学每做一次引体向上所做的功为________J，整个过程中的平均功率为_______W。(g取10N/kg) 【变式】小明和同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动，下列说法不正确的是（　　） 质量m/kg 楼梯高度h/m 爬楼时间t/s ① A．表格①处应该填的项目是功率P/W B．同一个同学可以通过比较前后两次爬到五楼所用的时间来比较功率大小 C．小明和小李都爬到5楼，可以通过比较两个同学体重的大小来比较谁的功率大 D．爬楼功率越大，做功越快 题型讲练七 功和能的关系 【典型例题】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 【变式】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 题型讲练八 动能的概念、影响动能的因素 【典型例题】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 【变式】小希在超市购物时，用8N的水平力推着一辆小车在水平地面上做匀速直线运动。突然她发现前面有个小女孩，她马上用12N的力向后拉小车，使小车减速，则小车的中间放置的商品会_________（选填“向前滑行”、“保持不动”或“向后滑行”）；在减速过程中，小车所受的合力_________N；在减速的过程中，小车的_________（选填“惯性”或“动能”）大小发生改变。 题型讲练九 比较动能大小 【典型例题】如图是皮球落地后弹跳过程中的轨迹。从图中现象可以判断皮球的机械能是不断___________（选填“增加”“减少”或“不变”）。A、B是同一高度的两点，则球在A点时的动能___________（选填“大于”“小于”或“等于”）在B点时的动能。皮球处于C点时___________（选填“有”或“没有”）机械能。 【变式】小强行走时被石块绊了一下，身体向前倾倒。对此情景合理的解释是小强原来相对于地面是运动的，当他的_______的运动状态突然改变时，他的 ______（前两空均选填“脚”或“上身”）由于惯性仍保持原来的运动状态。从行驶的汽车内向外抛洒杂物，不但污染环境，哪怕质量较少还可能由于物体的速度较快而具有较大的_______，可能砸伤人，是十分危险的。 题型讲练十 探究影响动能因素的实验装置及作用 【典型例题】【探究名称】探究动能的大小跟哪些因素有关。 【实验器材】质量不同的小球、斜面、木块、刻度尺等。 【证据】 （1）实验装置如图甲所示，实验中，将质量不同的小球放在斜面上同一高度处由静止开始释放，是为了控制小球到达斜面底端的________相同。 （2）部分实验数据如下表所示。 实验次序 1 2 3 4 5 小球的质量m/g 10 20 30 10 10 小球释放的高度h/cm 5 5 5 10 15 木块移动的距离s/cm 10 18 29 38 86 【解释】 （3）①分析________三次实验数据，可以得出探究结论：小球的质量一定时，速度越大，动能________。 ②分析1、2、3三次实验数据，可以得出探究结论：当速度一定时，小球的________越大，动能越大。 ③由结论可知，高速公路上小汽车限制的最高速度比大卡车限制的最高速度________（选填“大”或“小”）。 【交流】 （4）某同学对该实验方案进行改进：不用木块，在水平桌面上固定一个面积较大的挡板，在挡板前面贴上足够厚的长方体橡皮泥，如图乙所示。每次实验后都要换上另一块________（选填“相同”或“不同”）的橡皮泥。此实验中小球动能的大小是通过________来间接反映的。 【变式】如图，小明用a、b两球探究“物体动能大小与哪些因素有关”，让小球从同一斜面由静止释放，撞击水平面上的木块，其中小球质量ma＜mb。 (1)该实验中物体的动能指________（选填“小球”或“木块”）的动能，其动能大小是通过_________来反映的，若水平面绝对光滑，本实验________（选填“能”或“不能”）达到探究目的。 (2)对比甲图和乙图可以得出的结论是：__________。由图________得出的结论，能用于解释汽车“超载”带来的危害；木块在水平面上滑动时，克服摩擦力做功的功率________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (3)对比乙图和丙图，两种情况下木块克服摩擦力所做的功的大小关系，W乙_____W丙（选填“＞”、“＝”或“＜”）。 题型讲练十一 弹性势能的概念及影响因素 【典型例题】弹力带是一种易于携带且高效实用的小型体能训练工具。如图所示，运动员用力拉弹力带，弹力带变长，该现象说明力能改变物体的______；地面对运动员的支持力是由于______发生弹性形变而产生的；在弹性限度内，弹力带的______越大，它具有的弹性势能越大。 【变式】下列物体具有弹性势能的是（　　） A．放在桌面上实验用的一根弹簧 B．水平公路上行驶的汽车 C．钟表（机械钟）内卷紧的发条 D．上实验课用的橡皮泥 题型讲练十二 探究影响物体弹性势能因素的实验装置及作用 【典型例题】在探究弹簧弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想： 猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。 猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和粗细相同）、小球、木块和长刻度尺，设计了下图所示的实验装置，用来进行探究。实验中，木块起始位置相同。最后得出的实验记录如下表： 实验次序 使用的弹簧 被弹簧压缩后弹簧的长度/cm 木块移动的距离 1 弹簧A 4 s1 2 弹簧A 7 s2 3 弹簧B 4 s3 4 弹簧B 7 s4 (1)请将探究猜想一的方案补充完整。 a。将弹簧A、小球、木块按上图所示方式安装好。 b。压缩弹簧，使其长度为4cm，放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离。 c。压缩弹簧，使其长度为____________，放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离____________。 d。比较分析实验数据__________________，得出结论。 (2)为了探究猜想二，可选用实验次序为2和____________的数据进行比较分析。若____________，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 (3)有同学利用该装置来探究物体动能大小与哪些因素有关，设计了以下两个实验方案： 方案一：用同一个小球将同一个弹簧压缩至不同程度，由静止释放，撞击相同位置的同一个木块，比较木块被撞击后移动的距离。 方案二：用质量不同的小球将同一个弹簧压缩相同程度，由静止释放，撞击相同位置的同一个木块，比较木块被撞击后移动的距离。 该同学的两个方案中，能完成动能影响因素探究的是方案______________（选填“一”或“二”）。另一个方案无法完成的原因是：________________________________________。 【变式】探究篮球反弹性能的强弱与哪些因素有关？ 【猜想与假设】 猜想一：可能与篮球的材质有关； 猜想二：可能与篮球的充气情况有关； 【制定计划与设计实验】 在探究猜想一时，我们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球，设计了以下实验方案。 方案一：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，观察比较它们反弹后的高度； 方案二：其他条件都相同，将不同的篮球从同一高度自由下落。观察比较它们反弹后的高度 方案三：其他条件都相同，使不同的篮球反弹到相同的高度。观察比较它们所需自由下落高度。 【评估与交流】 (1)按照方案一探究，其不足之处是___________； (2)按照方案二探究。篮球反弹后的高度越高，反弹性能就___________；像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上，我们把这种研究方法称之为___________。 (3)按照方案三探究，篮球所需自由下落的高度越高，反弹性能就越___________。 类比于机械效率，我们可以用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的___________来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则反弹性能就越___________。 题型讲练十三 辨析物体的机械能是否发生变化 【典型例题】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．， 【变式】甲、乙是两个完全相同的小球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度v，将甲球竖直向下抛出，乙球竖直向上抛出。若不考虑空气阻力，乙球在上升过程中动能转化为________________；甲球落地瞬间的速度________________（选填“大于”“小于”或“等于”）乙球落地瞬间的速度。 题型讲练十四 比较机械能的大小 【典型例题】如图所示，忽略空气阻力，小球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，到达P点时离开轨道，继续上升至最高点N后再下落经过Q点，O、P、Q三点在同一水平高度。 (1)小球在O、P两点的速度分别为和，则___________（>/=/<）； (2)小球在P点的机械能___________（大于/等于/小于）Q点的机械能。 【变式】如图所示，金属小球从光滑轨道中的A处由静止滑下，经过B点，到达最低点C后，再沿轨道向上运动，若不计空气阻力，则下列说法中正确的是（    ） A．小球能沿轨道向上运动到E点处 B．小球到达C点时，它的动能最大，重力势能最小 C．小球到达D点时的机械能大于它到达B点时的机械能 D．小球从A 点加速下滑到 C 点时，重力没有对小球做功 题型讲练十五 物体运动过程中各种机械能的变化情况 【典型例题】如图所示，是《清明上河图》中荡秋千的场景。秋千从下向上荡的过程中（空气阻力不可忽略），下列说法正确的是（　　） A．人的机械能减小 B．人的重力势能不变 C．人的动能增大 D．人的重力势能主要转化为动能 【变式】在学校科技社团活动中，小赵同学所在的团队利用3D打印机制作了如图所示的飞机模型。试飞时，飞机模型缓慢下降过程中，则重力势能_________；着地后，能够沿水平地面继续向前滑行一段距离，这是由于飞机模型具有_______。当飞机模型在地面上静止时，其所受的重力与地面对飞机模型的支持力是一对________。 题型讲练十六 人造卫星、天体运动等的能量转化 【典型例题】如图所示，是人造地球卫星绕地球运动的轨道示意图，当人造地球卫星从近地点向远地点运行的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．动能增加 B．重力势能减少 C．重力势能转化为动能 D．动能转化为重力势能 【变式】中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。若某颗卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示，椭圆线为人造卫星绕地球运行的轨迹，则： (1)卫星从远地点向近地点运行的过程中，重力势能转化为______能； (2)人造卫星绕地球运行过程中______（选填“有”或“没有”）受到力的作用，判断的依据是______。 题型讲练十七 机械能守恒的条件 【典型例题】动能和势能可以相互______。如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但动能和势能的______不变，或者说，机械能是______的。 【变式】如图所示，光滑斜面与光滑水平面在M点通过小圆弧相连，轻弹簧左端固定，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点，下列说法正确的是（　　） A．小物块从P向M运动的过程中，机械能减小 B．小物块从P向M运动的过程中，动能不变 C．小物块在MN段运动时动能减小 D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大 题型讲练十八 常见的机械能守恒及其辨析 【典型例题】如图所示，跳台滑雪运动中，运动员在A点速度为零开始助滑，直到下落至D点即将着陆的运动过程中，经过了各个不同的位置，若滑雪运动员全程不使用雪杖，不考虑摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（    ） A．运动员在C点速度可能为零 B．A点与C点可能在同一高度上 C．运动员在D点的动能一定大于在B点的动能 D．从B点到C点，运动员机械能不变，重力势能转化为动能 【变式】将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示，小球在运动过程中经过A、B两点，在这两点的动能和重力势能的关系如图乙所示，若A、B两点为图甲中“①、②、③”点中的某两点，则B点可能是其中的_______（选填“①”、“②”或“③”）点；整个过程中，小球的机械能_______（选填“守恒”或“不守恒”）。 题型讲练十九 机械能与其他形式能的转化 【典型例题】如图所示的小球从A点由静止释放，在球向下摆动的过程中，它的速度越来越大，此过程中，小球的___________能转化为动能。当小球运动到最高点C时，它受到的力是___________（平衡/非平衡）的，如果不计空气阻力，A点和C点___________（等高/不等高）。 【变式】如图所示，与传送带等高的光滑水平台上有一物块以v0速度滑上传送带，传送带的接触面粗糙程度均匀，不计空气阻力。当传送带静止时，物块离开传送带后落在地面上P点。若传送带逆时针匀速转动，物块以同样的速度v0滑上传送带，并最终落到地面上，物块将落在（    ） A．P点 B．P点的右侧 C．P点的左侧 D．P点或P点的左侧 1．在水平桌面上滑行的木块，运动得越来越慢，最后静止。在此过程中（     ） A．木块的动能转化为重力势能 B．木块的惯性逐渐变小直至为零 C．木块受到的摩擦力逐渐增大 D．木块克服阻力做功动能减小 2．如图，在2025年哈尔滨亚冬会比赛中，运动员用10N水平推力推着冰壶从A 点运动6m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若冰壶运动中受到水平方向的阻力大小恒定为2N，从A点到O点冰壶沿直线运动，以下说法正确的是（　　） A．冰壶离开手后继续向前运动是因为受到惯性作用 B．冰壶离开手后逐渐停下来说明运动需要力来维持 C．推力对冰壶做功为360J D．冰壶克服阻力做功为72J 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 4．如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动作。某健身人士用平均大小为500N的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动6厘米碰触到计数按钮，1分钟内完成了30个握力动作。则他的功率为______W。 5．汽车在平直公路上以速度 v0匀速行驶，发动机功率为P0，快进入闹市区时，司机在 t1时刻减小了油门，使汽车的功率保持一个较小的恒定功率P 继续行驶，设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，汽车的牵引力F随时间t变化的图像如图所示。则减小了油门后，汽车所受阻力大小为 ___________（选填“F0”或“0.5F0”）；汽车再次匀速运动时的速度大小为 ___________（选填“2v0”或“0.5v0” ） ； 6．如图为游乐园过山车的轨道，小明坐过山车从高处滑下的过程中，依次经过A、B、C、D四处位置，轨道对车的支持力_________（选填“做”或“不做”）功，小明在_________（选填“A”“B”“C”或“D”）处动能最大。从A到D的过程中，机械能变化情况是_________，这是由于_________做功改变的。 7．怀化国际陆港冷链班列发展迅猛，某公司使用45R1集装箱（质量为5t）从东南亚装载8个集装箱的水果，每个集装箱装载水果的质量相同，水果的总质量为168t。若龙门吊将1个集装箱竖直向上吊起6m，用时30s，集装箱做匀速运动，求：（g取） (1)装了水果的1个集装箱的总重力。 (2)向上吊起该集装箱的拉力。 (3)拉力的功率。 8．一辆汽车的总质量为2t，在平直公路上以恒定功率80kW从静止开始运动，其图像如图所示，（g取10N/kg）求： (1)汽车所受的总重力G； (2)汽车匀速行驶时的牵引力做的功W。 9．如图所示是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，。 (1)实验中通过观察木块被钢球撞击后_______来判断钢球的动能大小，这种研究问题的物理方法叫_______； (2)由甲、丙两图可知，让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时有相同的_______；同时也可以研究动能大小与_______的关系； (3)甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为f1、f2，则f1________f2（选填“>”；“=”或“<”），该过程中A、B两球克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1________W2（选填“>”；“=”或“<”）； (4)在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图丁所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球_______（选填“运动”或“静止”），就可以说明任意时刻两球的速度大小相等。 10．如图是小明探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为 的位置滚下（mA=mB<mC，hA=hC>hB）。 (1)实验中，探究的动能是指 ___________ （填字母）； A．木块的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 (2)本次实验方法，除了控制变量法，还有___________； (3)小球从斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木块后继续向前运动，木块在水平木板上滑行一段距离后停下，如图甲所示，设碰撞后木块获得的动能为 E0，木块克服摩擦力所做的功为W， 则E0___________ W（选填“>”、  “<”或“=”）； (4)如甲、丙两图所示，是为了研究动能大小与 ___________的关系，得到的结论是___________； (5)实验结束后，小明拿走木块，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小球在相同表面上滑行到静止的距离，根据此现象，小明得出了动能与速度有关的结论。你认为小明实验方案是否合理。___________ （选填“合理”或“不合理”）； (6)实验交流环节，有同学提出用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，如图丁所示，观察到木块被撞击后移动的情况是 _________ （铁球滚动时所受摩擦力忽略不计）； A．质量大的铁球将木块推动的距离较远 B．质量小的铁球将木块推动的距离较远 C．质量不同的铁球将木块推动的距离相同 (7)若利用图戊器材还准备探究“阻力对物体运动的影响”。为完成探究任务，小明需要从下面提供器材中选择的器材有 ___________（填序号）。 提供器材：①砝码、②毛巾、③弹簧测力计、④棉布 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $2025-2026学年人教版（新教材）物理八年级下册专项复习培优讲义【题型讲练】 第十一章 功和机械能【压轴题题型讲练】 【导图+19个题型讲练+能力提升 共48题】 题型序列 题型讲练 题型讲练一 力做功的必要因素 题型讲练二 功的计算和估算 题型讲练三 比较功的大小 题型讲练四 功率的定义及意义 题型讲练五 比较功率的大小 题型讲练六 功率的测量 题型讲练七 功和能的关系 题型讲练八 动能的概念、影响动能的因素 题型讲练九 比较动能大小 题型讲练十 探究影响动能因素的实验装置及作用 题型讲练十一 弹性势能的概念及影响因素 题型讲练十二 探究影响物体弹性势能因素的实验装置及作用 题型讲练十三 辨析物体的机械能是否发生变化 题型讲练十四 比较机械能的大小 题型讲练十五 物体运动过程中各种机械能的变化情况 题型讲练十六 人造卫星、天体运动等的能量转化 题型讲练十七 机械能守恒的条件 题型讲练十八 常见的机械能守恒及其辨析 题型讲练十九 机械能与其他形式能的转化 题型讲练一 力做功的必要因素 【典型例题】在苏超足球联赛泰州队对阵徐州队的比赛中，泰州队9号球员樊超在下半场第63分钟头球攻门，将比分扳平，为球队最终通过点球大战晋级四强奠定了基础。下列说法正确的是（   ） A．足球飞行时头对足球做功 B．头只有在击球瞬间对足球做功 C．足球飞行时惯性对足球做功 D．足球飞行时重力对足球不做功 【答案】B 【详解】做功的两个必要条件：一是物体要受到力的作用，二是在力的方向通过一定的距离。 A．足球飞行时，头对足球没有力的作用，所以头对足球不做功，故A错误； B．击球瞬间，头对球有力的作用，足球在力的方向上通过了距离，所以击球瞬间头对足球做功，故B正确； C．惯性是物体的一种属性，不是作用力，所以足球飞行时惯性不可能对足球做功，故C错误； D．足球飞行时受到重力的作用，同时在重力方向上通过了一定距离，所以足球飞行时重力对足球做功，故D错误。 故选B。 【变式】下列现象中，人对物体没有做功的是（　　） A．掷出的铅球在空中飞行 B．将掉在地上的树叶捡起来 C．用力推动课桌移动一段距离 D．拉着行李箱在水平地面上匀速前进 【答案】A 【详解】A．掷出的铅球依靠惯性在空中飞行，不再受推力的作用，所以人对铅球不做功，故A符合题意； B．将掉在地上的树叶捡起来，人给树叶一个向上的力，树叶向上移动了距离，所以人对树叶做功，故B不符合题意； C．用力推动课桌移动一段距离，有力作用在桌子上，桌子在该力的方向上通过距离，所以人对课桌做功，故C不符合题意； D．拉着行李箱在水平地面上匀速前进，人对行李箱有拉力，行李箱在拉力的方向上通过了距离，人对行李箱做功，故D不符合题意。 故选A。 题型讲练二 功的计算和估算 【典型例题】体育课上小亮练习投篮，篮球（重约为6N）进入篮筐后落至地面。由图可估算篮球从篮筐处落至地面的过程中，篮球所受重力做的功约为（　　） A．0.8J B．1.8J C．18J D．180J 【答案】C 【详解】一般篮筐高度约为3m，篮球重力约为6N，则篮球从篮筐处落至地面的过程中，重力做功约为 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【变式】如图所示，在某次冰壶运动中，运动员用30N的水平力将19kg的冰壶从A点推至B点后放手，随后离手后的冰壶沿水平方向继续滑行至O点停止。A点到O点的距离是30m，A点到B点的距离是4m。运动员对冰壶做的功是（　　） A．120J B．780J C．900J D．5700J 【答案】A 【详解】A点到B点的过程中运动员对冰壶施加力，且沿力的方向移动距离，因此运动员对冰壶做功，而B点到O点的过程中运动员未对冰施加力，未对冰壶做功，则运动员对冰壶做的功是 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 题型讲练三 比较功的大小 【典型例题】小荣用弹簧测力计两次沿水平方向拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s-t图像如图所示，其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，相等时间内所做的功分别为W1、W2，则它们的关系正确的是（　　） A．F1=F2、W1<W2 B．F1<F2、W1>W2 C．F1=F2、W1>W2 D．F1<F2、W1<W2 【答案】C 【详解】根据图象可知，物体两次都做匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，由于压力和接触面的粗糙程度相同，因此滑动摩擦力相等，拉力也相等，即F1=F2； 从图象中可以判断出相同时间内第2次通过的距离小，根据公式W=Fs，当拉力相等时，通过的距离越大，拉力做的功就越大，即W1＞W2。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式】如图，大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A．小孩对砖做功更多 B．小孩对砖做功更快 C．大人对砖做功更多 D．大人对砖做功更快 【答案】D 【详解】AC．大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，根据 W=Fs=Gh 可知，做功一样多，故AC错误； BD．两人做功一样多，大人用时较短，根据可知，大人对砖做功更快，故B错误，D正确。 故选D。 题型讲练四 功率的定义及意义 【典型例题】有两台不同的发动机，甲的功率为，乙的功率为，则关于这两台发动机，以下说法正确的是（　　） A．甲做功一定比乙快 B．甲做的功一定比乙的多 C．甲做功不一定比乙快 D．比较做功所用时间，甲一定比乙少 【答案】A 【详解】AC.功率是表示物体做功快慢的物理量，功率大就表示物体做功快。故A正确，C错误； B.根据公式可知，做功的多少不仅跟功率的大小有关，还与做功的时间有关，甲的功率大，不说时间长短，甲做的功不一定多，故B错误； D.甲的功率大，就是甲做功快，也可以说“做相同的功，甲用的时间少”，不说做多少功，无法比较时间的长短，故D错误。 故选A。 【变式】下列说法正确的是（　　） A．功率跟时间成反比，所以只要时间短，功率就大 B．甲每小时做的功比乙多，甲的功率就比乙大 C．功率大的机器比功率小的机器做的功多 D．由可知，功率跟功成正比，所以只要做的功多，功率就大 【答案】B 【详解】AD．由 知道，功率的大小与做功的多少和做功的时间有关，故AD错误； B．已知甲做的功多，乙做的功少，做功的时间相同，根据功率计算公式可知甲的功率比乙的功率大，故B正确； C．功率是表示物体做功快慢的物理量，不是表示做功的多少，故C错误。 故选B。 题型讲练五 比较功率的大小 【典型例题】如图甲，物体在水平地面上做直线运动。当物体运动的路程和时间图像如图乙时，受到的水平推力为；当物体运动的速度和时间图像如图丙时，受到的水平推力为。两次推力的功率______（选填“>”、“=”或“<”） 【答案】< 【详解】由图乙可知，物体做匀速直线运动。根据二力平衡条件，此时物体受到的水平推力和摩擦力f 大小相等，即，物体的速度 由图丙可知，物体的速度不随时间变化，做匀速直线运动。根据二力平衡条件，水平推力和摩擦力 f 大小相等，即，此时物体的速度 ，因为物体在两种情况下受到的摩擦力 f 相同（同一物体在同一水平地面，压力和接触面粗糙程度不变），所以，，根据功率公式 则有，，故。 【变式】如图老人的体重比女孩大，都从一楼爬到三楼，下列说法错误的是（　　） A．因为女孩体重小，所以做的功一定少 B．因为老人体重大，所以做的功一定多 C．若女孩比老人先到达，则女孩的功率一定大 D．若老人比女孩先到达，则老人的功率一定大 【答案】C 【详解】AB．爬相同的楼梯，高度相同，老人体重比女孩的大，根据可知，老人比女孩做功多，故AB正确，不符合题意； C．若女孩比老人先到达，女孩所用时间少，但女孩做的功也少，由可知，女孩的功率比老人大还是小无法确定，故C错误，符合题意； D．若老人比女孩先到达，老人所用时间少，老人做的功多，由可知，老人的功率一定大，故D正确，不符合题意。 故选C。 题型讲练六 功率的测量 【典型例题】男生引体向上是我市中考体育考试必选项目。如果要测某同学引体向上的功率，需要的测量工具有体重计、_______和________。若某同学在1min内做了10个引体向上，每次向上移动50cm，他的质量为60kg，则该同学每做一次引体向上所做的功为________J，整个过程中的平均功率为_______W。(g取10N/kg) 【答案】 刻度尺 秒表 300 50 【详解】[1][2]由可知，实验中需要测量同学的质量，上升高度和引体向上的时间，所以实验中需要的测量工具有体重计、刻度尺、秒表。 [3]该同学每做一次引体向上所做的功为 [4]整个过程中的平均功率为 【变式】小明和同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动，下列说法不正确的是（　　） 质量m/kg 楼梯高度h/m 爬楼时间t/s ① A．表格①处应该填的项目是功率P/W B．同一个同学可以通过比较前后两次爬到五楼所用的时间来比较功率大小 C．小明和小李都爬到5楼，可以通过比较两个同学体重的大小来比较谁的功率大 D．爬楼功率越大，做功越快 【答案】C 【详解】A．题目中需要比较功率的大小，因此表格中需要记录功率。表格中已列出质量、楼梯高度、爬楼时间，需计算功率因此空格处应填功率P/W，故A正确，不符合题意； B．同一同学体重和高度相同，根据可知，功率与时间成反比，比较时间即可判断功率大小，故B正确，不符合题意； C．小明和小李爬到5楼（高度相同），根据可知，功率由体重和时间共同决定，仅比较体重无法确定功率大小，故C错误，符合题意； D．功率的物理意义是做功快慢，功率越大，做功越快，故D正确，不符合题意。 故选C。 题型讲练七 功和能的关系 【典型例题】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。 【变式】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。 题型讲练八 动能的概念、影响动能的因素 【典型例题】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。 【变式】小希在超市购物时，用8N的水平力推着一辆小车在水平地面上做匀速直线运动。突然她发现前面有个小女孩，她马上用12N的力向后拉小车，使小车减速，则小车的中间放置的商品会_________（选填“向前滑行”、“保持不动”或“向后滑行”）；在减速过程中，小车所受的合力_________N；在减速的过程中，小车的_________（选填“惯性”或“动能”）大小发生改变。 【答案】 向前滑行 20 动能 【详解】[1]小车做匀速直线运动时，商品和小车一起运动，当小车减速时，商品由于惯性要保持原来的运动状态，所以商品会向前滑行。 [2]当小车做匀速直线运动时，推力F=8N，此时摩擦力与推力平衡，大小为f=8N，方向与运动方向相反。当用12N的力向后拉小车时，接触面的粗糙程度、压力以及材料均不变，小车所受的摩擦力大小不变，摩擦力方向不变（由阻碍小车相对运动可知），与拉力的方向相同，则此时合力 [3]惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，小车质量不变，惯性不变。在减速过程中，小车的速度减小，质量不变，所以动能大小发生改变。 题型讲练九 比较动能大小 【典型例题】如图是皮球落地后弹跳过程中的轨迹。从图中现象可以判断皮球的机械能是不断___________（选填“增加”“减少”或“不变”）。A、B是同一高度的两点，则球在A点时的动能___________（选填“大于”“小于”或“等于”）在B点时的动能。皮球处于C点时___________（选填“有”或“没有”）机械能。 【答案】 减少 大于 有 【详解】[1]由图可知，皮球落地后弹起的高度越来越低，说明受到阻力的作用，将机械能转化为内能，故皮球的机械能不断减少。 [2]皮球的质量不变，在A、B两点的高度相同，则皮球在A、B两点的重力势能相等；由题意可知，皮球在A点的机械能大于在B点的机械能，因为机械能等于动能和势能的总和，所以皮球在A点时的动能大于在B点时的动能。 [3]受到地面的挤压，皮球处于C点时会发生弹性形变，具有弹性势能，故皮球在C点仍具有机械能。 【变式】小强行走时被石块绊了一下，身体向前倾倒。对此情景合理的解释是小强原来相对于地面是运动的，当他的_______的运动状态突然改变时，他的 ______（前两空均选填“脚”或“上身”）由于惯性仍保持原来的运动状态。从行驶的汽车内向外抛洒杂物，不但污染环境，哪怕质量较少还可能由于物体的速度较快而具有较大的_______，可能砸伤人，是十分危险的。 【答案】 脚 上身 动能 【详解】[1][2]小强的上身和脚原来相对于地面都是运动的，小强行走时被石块绊了一下，他的脚受石块的阻力停止了运动（即脚的运动状态突然改变），而他的上身由于惯性仍保持原来的运动状态，所以身体向前倾倒。 [3]从行驶的汽车内向外抛洒杂物，由于惯性，杂物仍保持原来较大速度而具有较大的动能，可能砸伤人，是十分危险的。 题型讲练十 探究影响动能因素的实验装置及作用 【典型例题】【探究名称】探究动能的大小跟哪些因素有关。 【实验器材】质量不同的小球、斜面、木块、刻度尺等。 【证据】 （1）实验装置如图甲所示，实验中，将质量不同的小球放在斜面上同一高度处由静止开始释放，是为了控制小球到达斜面底端的________相同。 （2）部分实验数据如下表所示。 实验次序 1 2 3 4 5 小球的质量m/g 10 20 30 10 10 小球释放的高度h/cm 5 5 5 10 15 木块移动的距离s/cm 10 18 29 38 86 【解释】 （3）①分析________三次实验数据，可以得出探究结论：小球的质量一定时，速度越大，动能________。 ②分析1、2、3三次实验数据，可以得出探究结论：当速度一定时，小球的________越大，动能越大。 ③由结论可知，高速公路上小汽车限制的最高速度比大卡车限制的最高速度________（选填“大”或“小”）。 【交流】 （4）某同学对该实验方案进行改进：不用木块，在水平桌面上固定一个面积较大的挡板，在挡板前面贴上足够厚的长方体橡皮泥，如图乙所示。每次实验后都要换上另一块________（选填“相同”或“不同”）的橡皮泥。此实验中小球动能的大小是通过________来间接反映的。 【答案】 速度 1、4、5 越大 质量 大 相同 橡皮泥的形变程度 【详解】（1）[1]动能的大小与质量和速度有关，实验中，把质量不同的小球放在斜面同一高度处由静止开始释放，是为了控制小球到达斜面底端的速度相同。 （3）①[2][3]分析表中1、4、5三次实验数据可知，小球的质量相同，小球释放的高度不同，也就是小球到达水平面时的速度不同，第1次速度最小，第5次速度最大，实验现象是第1次木块移动的距离最小，说明动能最小，第5次木块移动的距离最大，说明动能最大；由此可以得出探究结论：小球的质量一定时，速度越大，动能越大。 ②[4]分析表中1、2、3三次实验数据可知，小球释放的高度相同，说明小球到达水平面的速度相同，第1次小球质量最小，第3次小球质量最大，实验现象是第1次木块移动的距离最小，说明动能最小，第3次木块移动的距离最大，说明动能最大；由此可以得出探究结论：当速度一定时，小球的质量越大，动能越大。 ③[5]因为速度一定时，物体质量越大动能越大，所以高速公路上质量较小的小汽车限制的最高速度比质量较大的大卡车限制的最高速度要大。 （4）[6][7]本实验用探究方法的是控制变量法和转换法，因此每次实验后都要换上另一块相同的橡皮泥，通过比较小球撞击橡皮泥的形变程度来判断小球的动能大小。 【变式】如图，小明用a、b两球探究“物体动能大小与哪些因素有关”，让小球从同一斜面由静止释放，撞击水平面上的木块，其中小球质量ma＜mb。 (1)该实验中物体的动能指________（选填“小球”或“木块”）的动能，其动能大小是通过_________来反映的，若水平面绝对光滑，本实验________（选填“能”或“不能”）达到探究目的。 (2)对比甲图和乙图可以得出的结论是：__________。由图________得出的结论，能用于解释汽车“超载”带来的危害；木块在水平面上滑动时，克服摩擦力做功的功率________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (3)对比乙图和丙图，两种情况下木块克服摩擦力所做的功的大小关系，W乙_____W丙（选填“＞”、“＝”或“＜”）。 【答案】(1) 小球 木块被撞击后移动的距离 不能 (2) 质量相同时，物体的速度越大，动能越大 乙、丙 变小 (3)< 【详解】（1）[1]该实验中物体的动能指小球的动能，因为小球在运动，故小球具有动能。 [2]小球的动能越大，能够对木块做功越多，木块移动的距离越远，故可以通过观察木块被撞后移动距离远近来判断动能的大小。 [3]若水平面绝对光滑，木块将以到达水平面的速度一直匀速直线运动下去，不会停止，因此无法通过木块被撞后移动距离远近来判断动能的大小，故本实验不能达到实验目的。 （2）[1]对比甲图和乙图，同一个小球，质量相同，高度不同，到达水平面的速度不同，故可得结论质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 [2]要解释超载的危害，需要探究动能的大小与物体质量之间的关系，故要控制物体到达水平面的速度相同，改变物体的质量，因此应选乙、丙两实验。 [3]木块在水平面滑动，其速度越来越慢，但是受到的摩擦力大小不变，故根据可知，功率逐渐减小。 （3）对比乙图和丙图，两种情况下木块受到的摩擦力大小相等，而木块在水平面上移动的距离是丙图更大，故根据可知，克服摩擦力所做的功的大小关系为。 题型讲练十一 弹性势能的概念及影响因素 【典型例题】弹力带是一种易于携带且高效实用的小型体能训练工具。如图所示，运动员用力拉弹力带，弹力带变长，该现象说明力能改变物体的______；地面对运动员的支持力是由于______发生弹性形变而产生的；在弹性限度内，弹力带的______越大，它具有的弹性势能越大。 【答案】 形状 地面 形变程度 【详解】[1]力可以改变物体的形状和运动状态，运动员用力拉弹力带，弹力带变长，该现象说明力能改变物体的形状。 [2]弹力是由于施力物体的形变产生的，所以地面对运动员的支持力是因地面发生弹性形变而产生的。 [3]弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关，在弹性限度内，弹力带的形变程度越大，它具有的弹性势能越大。 【变式】下列物体具有弹性势能的是（　　） A．放在桌面上实验用的一根弹簧 B．水平公路上行驶的汽车 C．钟表（机械钟）内卷紧的发条 D．上实验课用的橡皮泥 【答案】C 【详解】A．放在桌面上实验用的一根弹簧，没有说明弹簧是否发生弹性形变，不能确定其有弹性势能，故A不符合题意； B．在水平公路上行驶的汽车并没有发生弹性形变，不具有弹性势能，故B不符合题意； C．机械钟表内的发条被卷紧后，其发生了弹性形变，其具有弹性势能，故C符合题意； D．上实验课用的橡皮泥所发生的形变是非弹性形变，其不具有弹性势能，故D不符合题意。 故选C。 题型讲练十二 探究影响物体弹性势能因素的实验装置及作用 【典型例题】在探究弹簧弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想： 猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。 猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和粗细相同）、小球、木块和长刻度尺，设计了下图所示的实验装置，用来进行探究。实验中，木块起始位置相同。最后得出的实验记录如下表： 实验次序 使用的弹簧 被弹簧压缩后弹簧的长度/cm 木块移动的距离 1 弹簧A 4 s1 2 弹簧A 7 s2 3 弹簧B 4 s3 4 弹簧B 7 s4 (1)请将探究猜想一的方案补充完整。 a。将弹簧A、小球、木块按上图所示方式安装好。 b。压缩弹簧，使其长度为4cm，放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离。 c。压缩弹簧，使其长度为____________，放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离____________。 d。比较分析实验数据__________________，得出结论。 (2)为了探究猜想二，可选用实验次序为2和____________的数据进行比较分析。若____________，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 (3)有同学利用该装置来探究物体动能大小与哪些因素有关，设计了以下两个实验方案： 方案一：用同一个小球将同一个弹簧压缩至不同程度，由静止释放，撞击相同位置的同一个木块，比较木块被撞击后移动的距离。 方案二：用质量不同的小球将同一个弹簧压缩相同程度，由静止释放，撞击相同位置的同一个木块，比较木块被撞击后移动的距离。 该同学的两个方案中，能完成动能影响因素探究的是方案______________（选填“一”或“二”）。另一个方案无法完成的原因是：________________________________________。 【答案】(1) 7cm 和 (2) 4 (3) 一 弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，木块最终移动的距离相同，无法比较动能大小 【详解】（1）[1][2][3]探究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度是否有关时，应选择相同的弹簧，改变压缩的程度，比较小球被弹出后推动木块移动的距离，根据实验数据和得出结论。 （2）[1][2]为了探究猜想二，必须控制压缩程度相同，改变材料，可选用实验次序为2和4的实验数据。若，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 （3）[1][2]方案一可以研究小球的动能大小与速度的关系。方案二中，动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，将同一弹簧压缩相同程度，则弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，因此木块最终移动的距离相同，则方案二是不能完成实验探究的。 【变式】探究篮球反弹性能的强弱与哪些因素有关？ 【猜想与假设】 猜想一：可能与篮球的材质有关； 猜想二：可能与篮球的充气情况有关； 【制定计划与设计实验】 在探究猜想一时，我们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球，设计了以下实验方案。 方案一：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，观察比较它们反弹后的高度； 方案二：其他条件都相同，将不同的篮球从同一高度自由下落。观察比较它们反弹后的高度 方案三：其他条件都相同，使不同的篮球反弹到相同的高度。观察比较它们所需自由下落高度。 【评估与交流】 (1)按照方案一探究，其不足之处是___________； (2)按照方案二探究。篮球反弹后的高度越高，反弹性能就___________；像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上，我们把这种研究方法称之为___________。 (3)按照方案三探究，篮球所需自由下落的高度越高，反弹性能就越___________。 类比于机械效率，我们可以用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的___________来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则反弹性能就越___________。 【答案】(1)无法控制用相同的力拍打篮球 (2) 强 转换法 (3) 弱 比值 强 【详解】（1）方案一：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，在用力向下拍球时，无法控制用相同的力拍打篮球。 （2）[1][2]人无法直接用肉眼观察篮球的反弹性能，但是如果篮球能够反弹的高度越高，说明其弹性越好，反弹性能就越强；用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上称为转换法。 （3）[1]要反弹到相同的高度，篮球所需自由下落的高度越高，说明篮球的反弹性能越弱。 [2][3]机械效率是有用功与总功的比值，其值越大，效率越高；与其类似，用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的比值来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则相同情况弹跳高度越大，说明反弹性能就越强。 题型讲练十三 辨析物体的机械能是否发生变化 【典型例题】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。 【变式】甲、乙是两个完全相同的小球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度v，将甲球竖直向下抛出，乙球竖直向上抛出。若不考虑空气阻力，乙球在上升过程中动能转化为________________；甲球落地瞬间的速度________________（选填“大于”“小于”或“等于”）乙球落地瞬间的速度。 【答案】 重力势能 等于 【详解】[1]乙球在上升过程中，质量不变，速度减小，则动能减小，高度增大，则重力势能增大，所以乙球在上升过程中动能转化为重力势能。 [2]由题可知，甲、乙两球的质量相等，抛出时两球的速度相等，高度相等，所以两球的动能相等，重力势能相等，即机械能相等；由于不计空气阻力，则小球的机械能是守恒的，落地时两球的机械能相同；因为两球落地瞬间的高度相同，则重力势能相同，两球落地瞬间的动能也相同；根据动能大小的影响因素可知，两球落地瞬间的速度相同。 题型讲练十四 比较机械能的大小 【典型例题】如图所示，忽略空气阻力，小球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，到达P点时离开轨道，继续上升至最高点N后再下落经过Q点，O、P、Q三点在同一水平高度。 (1)小球在O、P两点的速度分别为和，则___________（>/=/<）； (2)小球在P点的机械能___________（大于/等于/小于）Q点的机械能。 【答案】(1)> (2)等于 【详解】（1）由于球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，在轨道上运动过程中要克服摩擦力做功，存在能量损失，因此球到达P点的机械能一定小于在O点的机械能，O、P处在同一水平高度，球的重力势能相等，则球在P点的动能一定小于在O点动能，因此球在O、P两点的速度>。 （2）忽略空气阻力，小球从P点到Q点机械能守恒，因此小球在P点的机械能等于Q点的机械能。 【变式】如图所示，金属小球从光滑轨道中的A处由静止滑下，经过B点，到达最低点C后，再沿轨道向上运动，若不计空气阻力，则下列说法中正确的是（    ） A．小球能沿轨道向上运动到E点处 B．小球到达C点时，它的动能最大，重力势能最小 C．小球到达D点时的机械能大于它到达B点时的机械能 D．小球从A 点加速下滑到 C 点时，重力没有对小球做功 【答案】B 【详解】AC．因为是光滑的轨道，不计空气阻力，小球在轨道上运动没有机械能的损耗，则小球的机械能守恒，所以小球能到达的最高点应与A点在同一水平直线上，不能沿轨道向上运动到E点；因小球的机械能守恒，所以小球到达D点时的机械能等于它到达B点时的机械能，故AC错误； B．小球到达C点时，质量不变，高度最低，则重力势能最小，因小球的机械能守恒，所以此时它的动能最大，故B正确； D．小球从A点加速下滑到C点时，小球受竖直向下的重力，小球向下移动了距离，所以重力对小球做了功，故D错误。 故选B。 题型讲练十五 物体运动过程中各种机械能的变化情况 【典型例题】如图所示，是《清明上河图》中荡秋千的场景。秋千从下向上荡的过程中（空气阻力不可忽略），下列说法正确的是（　　） A．人的机械能减小 B．人的重力势能不变 C．人的动能增大 D．人的重力势能主要转化为动能 【答案】A 【详解】A．秋千从下向上荡的过程中，由于空气阻力不可忽略，人需要克服空气阻力做功，这会消耗一部分机械能，使其转化为内能，因此人的总机械能会减小，故A正确； B．秋千从下向上荡的过程中，人的高度在增加。重力势能与质量和高度有关，质量不变，高度增加，所以人的重力势能增大，故B错误； C．秋千从下向上荡的过程中，速度在减小，到达最高点时速度为零。物体的动能与它的质量和速度有关，质量不变，速度减小，所以人的动能减小，故C错误； D．秋千从下向上荡的过程中，是动能转化为重力势能。因为速度减小，动能减小，高度增加，重力势能增加。而重力势能主要转化为动能是秋千从上向下荡摆的过程，故D错误。 故选A。 【变式】在学校科技社团活动中，小赵同学所在的团队利用3D打印机制作了如图所示的飞机模型。试飞时，飞机模型缓慢下降过程中，则重力势能_________；着地后，能够沿水平地面继续向前滑行一段距离，这是由于飞机模型具有_______。当飞机模型在地面上静止时，其所受的重力与地面对飞机模型的支持力是一对________。 【答案】 减小 惯性 平衡力 【详解】[1]飞机模型缓慢下降过程中，质量不变，高度降低，所以重力势能减小。 [2]飞机模型着地后，由于飞机模型具有惯性要保持原来的运动状态，所以能够沿水平地面继续向前滑行一段距离。 [3]当飞机模型在地面上静止时，其所受的重力与地面对飞机模型的支持力，是同一个受力物体，两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力。 题型讲练十六 人造卫星、天体运动等的能量转化 【典型例题】如图所示，是人造地球卫星绕地球运动的轨道示意图，当人造地球卫星从近地点向远地点运行的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．动能增加 B．重力势能减少 C．重力势能转化为动能 D．动能转化为重力势能 【答案】D 【详解】卫星从近地点向远地点运行时，质量不变，高度增大，重力势能增大；速度减小，动能减小，是动能转化为重力势能，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式】中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。若某颗卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示，椭圆线为人造卫星绕地球运行的轨迹，则： (1)卫星从远地点向近地点运行的过程中，重力势能转化为______能； (2)人造卫星绕地球运行过程中______（选填“有”或“没有”）受到力的作用，判断的依据是______。 【答案】(1)动 (2) 有 卫星的运动状态改变 【详解】（1）卫星从远地点向近地点运行的过程中，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能。 （2）[1][2]人造卫星围绕地球做圆周运动，速度、方向一直都在改变，运动状态始终发生改变，因为力是改变物体运动状态的原因，因此受到了力的作用。 题型讲练十七 机械能守恒的条件 【典型例题】动能和势能可以相互______。如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但动能和势能的______不变，或者说，机械能是______的。 【答案】 转化 总和 守恒 【详解】[1]动能和势能之间的转化是机械能守恒定律的一个重要体现。当物体在运动过程中，其动能和势能会随着速度的变化和物体的位置而相互转化。 [2][3]如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但它们的某种总量是不变的。这个总量就是机械能。机械能是动能和势能的总和，当只有动能和势能相互转化时，机械能的总量保持不变。或者说，机械能是守恒的。 【变式】如图所示，光滑斜面与光滑水平面在M点通过小圆弧相连，轻弹簧左端固定，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点，下列说法正确的是（　　） A．小物块从P向M运动的过程中，机械能减小 B．小物块从P向M运动的过程中，动能不变 C．小物块在MN段运动时动能减小 D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大 【答案】D 【详解】AB．小物块从P向M运动过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小，同时速度变化，即动能变大，由于斜面光滑，所以机械能不变，故AB错误； C．由于平面光滑，即没有能量损失，所以物块在MN段做匀速运动，即动能不变，故C错误； D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的形变程度最大，所以弹簧的弹性势能最大，故D正确。 故选D。 题型讲练十八 常见的机械能守恒及其辨析 【典型例题】如图所示，跳台滑雪运动中，运动员在A点速度为零开始助滑，直到下落至D点即将着陆的运动过程中，经过了各个不同的位置，若滑雪运动员全程不使用雪杖，不考虑摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（    ） A．运动员在C点速度可能为零 B．A点与C点可能在同一高度上 C．运动员在D点的动能一定大于在B点的动能 D．从B点到C点，运动员机械能不变，重力势能转化为动能 【答案】C 【详解】A．运动员在A点时，速度为0，即动能为0，但具有一定的重力势能，因此A点的机械能等于其重力势能。由于不考虑摩擦和空气阻力，机械能守恒，C点的机械能与A点相等，即动能+重力势能。若C点速度为0，则C点的机械能只有重力势能，但C点的重力势能必然小于A点，因此C点速度不可能为0，故A错误； B．A点的机械能是重力势能，C点的机械能是重力势能+动能。根据机械能守恒，C点的重力势能=总机械能-动能，因此C点的重力势能一定小于A点的重力势能，对应的高度也一定低于A点，故B错误； C．机械能守恒，总机械能不变，动能的表达式为：动能=总机械能-重力势能。D点的高度低于B点，因此D点的重力势能小于B点的重力势能；结合动能的表达式，D点的动能=总机械能-D点重力势能，B点的动能=总机械能-B点重力势能，因此D点的动能必然大于B点的动能，故C正确； D．从B点到C点，C点的高度高于B点，因此运动员的重力势能增加，根据机械能守恒，动能会相应减少，动能转化为重力势能，并非“重力势能转化为动能”。故D错误。 故选C。 【变式】将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示，小球在运动过程中经过A、B两点，在这两点的动能和重力势能的关系如图乙所示，若A、B两点为图甲中“①、②、③”点中的某两点，则B点可能是其中的_______（选填“①”、“②”或“③”）点；整个过程中，小球的机械能_______（选填“守恒”或“不守恒”）。 【答案】 ① 不守恒 【详解】[1]根据图乙可知，小球在A点时的机械能为 重力势能为200J。小球在B点时的机械能为 重力势能为500J×40%＝200J 可知A、B两点的重力势能相等，所以高度相同，对应①③位置。而小球在B点时的机械能大于在A点的机械能，因而B点是①位置。 [2]由图可知，小球弹起的最高高度越来越低，所以机械能是逐渐减小的，故小球的机械能不守恒。 题型讲练十九 机械能与其他形式能的转化 【典型例题】如图所示的小球从A点由静止释放，在球向下摆动的过程中，它的速度越来越大，此过程中，小球的___________能转化为动能。当小球运动到最高点C时，它受到的力是___________（平衡/非平衡）的，如果不计空气阻力，A点和C点___________（等高/不等高）。 【答案】 重力势 非平衡 等高 【详解】[1]在球向下摆动的过程中，质量不变，它的速度越来越大，此过程中，小球的高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能。 [2][3]当小球运动到最高点C时，由于受到的重力和绳子对其的拉力不在同一条直线上，它受到的力是非平衡的，如果不计空气阻力，则机械能守恒，A点和C点的重力势能相同，故A点和C点等高。 【变式】如图所示，与传送带等高的光滑水平台上有一物块以v0速度滑上传送带，传送带的接触面粗糙程度均匀，不计空气阻力。当传送带静止时，物块离开传送带后落在地面上P点。若传送带逆时针匀速转动，物块以同样的速度v0滑上传送带，并最终落到地面上，物块将落在（    ） A．P点 B．P点的右侧 C．P点的左侧 D．P点或P点的左侧 【答案】A 【详解】当传送带静止时，物块离开传送带后落在地面上P点，此时物块经过传送带减速，克服摩擦力做功，动能减小；若传送带逆时针匀速转动，物块以同样的速度v0滑上传送带，并最终落到地面上，物块对传送带的压力与接触面粗糙度不变，相对地面经过的水平距离也不变，克服摩擦力做功不变，则离开传送带时的动能也不变，则物块仍将落在P点。 故选A。 1．在水平桌面上滑行的木块，运动得越来越慢，最后静止。在此过程中（     ） A．木块的动能转化为重力势能 B．木块的惯性逐渐变小直至为零 C．木块受到的摩擦力逐渐增大 D．木块克服阻力做功动能减小 【答案】D 【详解】A．在水平桌面上滑行的木块，质量不变，运动得越来越慢，动能减小，但其高度没有变化，则重力势能不变，所以木块的动能没有转化为重力势能，故A不符合题意； B．惯性大小只跟物体的质量大小有关，在水平桌面上滑行的木块，质量不变，惯性大小不变，故B不符合题意； C．在水平桌面上滑行的木块，对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力大小不变，故C不符合题意； D．在水平桌面上滑行的木块，是因为受到摩擦阻力的作用，才运动得越来越慢，最后静止，所以此过程中木块克服阻力做功动能减小，故D符合题意。 故选D。 2．如图，在2025年哈尔滨亚冬会比赛中，运动员用10N水平推力推着冰壶从A 点运动6m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若冰壶运动中受到水平方向的阻力大小恒定为2N，从A点到O点冰壶沿直线运动，以下说法正确的是（　　） A．冰壶离开手后继续向前运动是因为受到惯性作用 B．冰壶离开手后逐渐停下来说明运动需要力来维持 C．推力对冰壶做功为360J D．冰壶克服阻力做功为72J 【答案】D 【详解】A．冰壶离开手后由于惯性继续向前运动，惯性是物体的固有属性，选项“受到惯性作用”表述有误，故A错误； B．冰壶离开手后逐渐停下来是因为受到阻力，说明力可以改变物体的运动状态，故B错误； C．运动员用10N水平推力推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手，则推力，冰壶在推力方向上运动的距离，因此推力对冰壶做功 故C错误； D．由题意可知，冰壶运动的总距离 冰壶运动中受到水平方向的阻力大小恒定为2N，冰壶克服阻力做功 故D正确。 故选D。 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。 4．如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动作。某健身人士用平均大小为500N的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动6厘米碰触到计数按钮，1分钟内完成了30个握力动作。则他的功率为______W。 【答案】15 【详解】1分钟内做功为 则功率为 5．汽车在平直公路上以速度 v0匀速行驶，发动机功率为P0，快进入闹市区时，司机在 t1时刻减小了油门，使汽车的功率保持一个较小的恒定功率P 继续行驶，设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，汽车的牵引力F随时间t变化的图像如图所示。则减小了油门后，汽车所受阻力大小为 ___________（选填“F0”或“0.5F0”）；汽车再次匀速运动时的速度大小为 ___________（选填“2v0”或“0.5v0” ） ； 【答案】 F0 0.5v0 【详解】[1]汽车以速度匀速行驶时，处于平衡状态，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等。由图像可知，匀速行驶时牵引力为，所以此时阻力 又因为汽车行驶过程中所受阻力大小不变，所以减小油门后，汽车所受阻力大小仍为。 [2]汽车原来以速度匀速行驶，发动机功率为，根据 可得 减小油门后，功率保持较小的恒定功率，由图像可知，减小油门瞬间牵引力变为，减速瞬间速度不变，此时功率 汽车再次匀速运动时，牵引力，功率，，可得此时速度 6．如图为游乐园过山车的轨道，小明坐过山车从高处滑下的过程中，依次经过A、B、C、D四处位置，轨道对车的支持力_________（选填“做”或“不做”）功，小明在_________（选填“A”“B”“C”或“D”）处动能最大。从A到D的过程中，机械能变化情况是_________，这是由于_________做功改变的。 【答案】 不做 B 减小 克服摩擦力做功 【详解】[1]过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车有支持力作用，但支持力方向与物体运动方向垂直，即车没有在支持力的方向上移动距离，所以轨道对车的支持力不做功。 [2]从A到B的过程中，重力势能转化为动能，由于B点最低，所以此时速度最大，根据动能大小影响因素可知，此时动能最大。 [3][4]从A到D的过程中，由于过山车与轨道之间存在摩擦，滑动过程中过山车克服摩擦力做功，所以有一部分机械能转化为内能，所以过山车的机械能减小。 7．怀化国际陆港冷链班列发展迅猛，某公司使用45R1集装箱（质量为5t）从东南亚装载8个集装箱的水果，每个集装箱装载水果的质量相同，水果的总质量为168t。若龙门吊将1个集装箱竖直向上吊起6m，用时30s，集装箱做匀速运动，求：（g取） (1)装了水果的1个集装箱的总重力。 (2)向上吊起该集装箱的拉力。 (3)拉力的功率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）设水果总质量为 ，集装箱数量为 8 个，每个集装箱装载水果质量相同，则每个集装箱的水果质量 。集装箱自身质量 ，故一个集装箱的总质量 。转换为千克：。 总重力 。 （2）集装箱做匀速竖直上升运动，根据二力平衡条件，拉力 与总重力大小相等，故。 （3）拉力做功 。 拉力的功率 。 8．一辆汽车的总质量为2t，在平直公路上以恒定功率80kW从静止开始运动，其图像如图所示，（g取10N/kg）求： (1)汽车所受的总重力G； (2)汽车匀速行驶时的牵引力做的功W。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）汽车所受的总重力 （2）由题干可知，汽车的恒定功率 从图像可知，汽车在15s到40s的时间段内做匀速直线运动，该过程所用时间为 汽车在匀速行驶时牵引力做的功 9．如图所示是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，。 (1)实验中通过观察木块被钢球撞击后_______来判断钢球的动能大小，这种研究问题的物理方法叫_______； (2)由甲、丙两图可知，让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时有相同的_______；同时也可以研究动能大小与_______的关系； (3)甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为f1、f2，则f1________f2（选填“>”；“=”或“<”），该过程中A、B两球克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1________W2（选填“>”；“=”或“<”）； (4)在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图丁所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球_______（选填“运动”或“静止”），就可以说明任意时刻两球的速度大小相等。 【答案】(1) 在水平面上移动的距离 转换法 (2) 速度 质量 (3) = > (4)静止 【详解】（1）[1][2]实验中通过观察木块被钢球撞击后移动的距离来判断钢球的动能大小，因为动能的大小无法直接测量，通过木块移动距离的远近来间接反映动能大小，这种研究问题的物理方法叫转换法。 （2）[1][2]由图甲、丙可知，让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时有相同的速度；此时钢球质量不同，速度相同，所以同时也可以研究动能大小与质量的关系。 （3）[1]甲、乙两次实验中，木块对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度也不变，根据摩擦力的影响因素可知，木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力。 [2]由图可知，甲中木块被撞击后移动的距离​大于乙中木块移动的距离，根据可知，f相同，s越大，W越大，所以。 （4）让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，若任意时刻两球的速度大小相等，那么以其中一个球为参照物，另一个球的位置不会发生变化，即C球相对于A球静止。 10．如图是小明探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为 的位置滚下（mA=mB<mC，hA=hC>hB）。 (1)实验中，探究的动能是指 ___________ （填字母）； A．木块的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 (2)本次实验方法，除了控制变量法，还有___________； (3)小球从斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木块后继续向前运动，木块在水平木板上滑行一段距离后停下，如图甲所示，设碰撞后木块获得的动能为 E0，木块克服摩擦力所做的功为W， 则E0___________ W（选填“>”、  “<”或“=”）； (4)如甲、丙两图所示，是为了研究动能大小与 ___________的关系，得到的结论是___________； (5)实验结束后，小明拿走木块，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小球在相同表面上滑行到静止的距离，根据此现象，小明得出了动能与速度有关的结论。你认为小明实验方案是否合理。___________ （选填“合理”或“不合理”）； (6)实验交流环节，有同学提出用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，如图丁所示，观察到木块被撞击后移动的情况是 _________ （铁球滚动时所受摩擦力忽略不计）； A．质量大的铁球将木块推动的距离较远 B．质量小的铁球将木块推动的距离较远 C．质量不同的铁球将木块推动的距离相同 (7)若利用图戊器材还准备探究“阻力对物体运动的影响”。为完成探究任务，小明需要从下面提供器材中选择的器材有 ___________（填序号）。 提供器材：①砝码、②毛巾、③弹簧测力计、④棉布 【答案】(1)B (2)转换法 (3)= (4) 质量 速度相同时， 质量越大， 动能越大 (5)合理 (6)C (7)②④ 【详解】（1）让A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为 的位置滚下，是为了让小球到达水平面时获得动能，因此实验中，探究的动能是指小球撞击木块时的动能。 （2）本次实验中小球的动能不是直接测量出来的，而是通过小球撞击木块后，木块在水平面移动的距离远近来判断，此处用到了转换法。 （3）木块在水平木板上滑行时，只用克服摩擦力做功，根据能量守恒可知，减少的动能全部转化为克服摩擦力做的功，因此。 （4）[1][2]由题意可知，mA <mC，hA=hC，甲、丙两图中小球到达水平面的速度相等，只改变了质量的大小。根据控制变量法可知，是为了研究动能大小与质量的关系。木块被撞后，丙图中的木块在水平面滑行的距离更远，说明小球C的动能更大，因此得到的结论是：速度相同时， 质量越大， 动能越大。 （5）实验结束后，小明拿走木块，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小球在相同表面上滑行到静止的距离。实验中确保了小球的质量不变，通过改变小球的高度从而改变了小球到达水平面的速度，控制了唯一变量，故小明实验方案合理。 （6）用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，此时弹簧的压缩程度相同，具有的弹性势能相同，弹簧在恢复原长的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为铁球的动能，因而质量不同的铁球具有的动能相等，那么撞击同一木块后，质量不同的铁球将木块推动的距离相同。 （7）要探究“阻力对物体运动的影响”，就需要通过改变接触面的粗糙程度来改变物体受到阻力的大小，因此还需要的实验器材为毛巾和棉布，通过分别将毛巾和棉布铺在水平面可改变水平面的粗糙程度，故选②④。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $