专项08 机械能及其转化（重难点训练）物理新教材人教版八年级下册

专项08 机械能及其转化 一．动能的概念、影响动能的因素（共6小题） 二．探究影响动能因素的实验（共8小题） 三．重力势能的概念及影响因素（共6小题） 四．探究影响物体重力势能因素的实验（共5小题） 五．弹性势能的概念及影响因素（共6小题） 六．探究影响物体弹性势能因素的实验（共4小题） 七．动能和势能的应用（共5小题） 八．辨析物体的机械能是否发生变化（共8小题） 九．比较机械能的大小（共8小题） 十．物体运动过程中各种机械能的变化情况（共8小题） 十一．单摆和滚摆运动时的能量变化情况（共5小题） 十二．蹦极（蹦床）运动中的能量变化情况（共4小题） 十三．人造卫星、天体运动等的能量转化（共5小题） 十四．机械能守恒的条件 及常见的机械能守恒辨析（共5小题） 十五．机械能与其他形式能的转化（共5小题） 一．动能的概念、影响动能的因素（共6小题） 1．鄯善县库木塔格沙漠景区新增滑沙项目。小顾同学乘坐滑板沿倾斜滑道加速下滑，关于此过程中滑板受到滑道的摩擦力方向和滑板的动能变化，下列说法正确的是（　　） A．摩擦力方向沿滑道向上，动能增大 B．摩擦力方向沿滑道向下，动能增大 C．摩擦力方向沿滑道向上，动能减小 D．摩擦力方向沿滑道向下，动能减小 2．如图是某同学加速助跑、起跳和落地的跳远过程简图。该同学（    ） A．加速助跑过程中相对沙地静止 B．加速助跑过程中动能不变 C．起跳后利用惯性在空中继续前进 D．起跳后至落地前重力势能保持不变 3．如图，是投掷实心球的场景。若不计空气阻力，实心球自脱手至落地的过程中，下列关于其动能、重力势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，正确的是（    ） A．①④ B．③④ C．①③ D．②③④ 4．2026年米兰奥运会，中国选手谷爱凌不负众望，成为冬奥会历史上自由式滑雪项目获得金牌和奖牌最多的运动员。运动员腾空后，仍能向前运动，是由于_______。运动员在空中加速下降时，重力势能_______，动能_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 5．为了加快推进西部农业示范区建设高效发展，当控制无人机，在一定高度匀速水平前行并喷洒农药的过程中，无人机的动能________，重力势能________（均选填“增大、减小、不变”）。 6．我国高铁技术处于世界领先水平，高铁线路总长居世界第一。西宁到格尔木的路程约为800km，复兴号动车的平均速度约为160km/h，小西乘坐动车从西宁到格尔木大约需要________h，看到路边的景物飞速向后移动是以________为参照物，当动车减速进站时动能________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 二．探究影响动能因素的实验（共8小题） 7．小明利用斜面分别进行了“探究阻力对物体运动的影响”（图甲）和“探究影响动能大小的因素”（图乙）两个实验，下列说法正确的是（   ） A．甲、乙两个实验中，利用斜面都是为了使小球到达水平面时的速度相同 B．甲、乙两个实验中，小球到达水平面能继续向前运动是因为它受到惯性的作用 C．为了实验效果明显，甲实验中水平面要尽量粗糙，乙实验中水平面要尽量光滑 D．甲实验中，小球在水平表面上克服阻力做功相等，乙实验中木块被撞得越远，说明小球对木块做的功越多 8．如图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。实验中，让同一小球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，下列说法正确的是（　　） A．该实验探究物体动能大小与质量的关系 B．该实验探究物体动能大小与高度的关系 C．如果水平面光滑，本实验能达到探究目的 D．该实验结论可以解释为什么对机动车限速 9．在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，小明让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，让钢球从同一高度由静止释放，是为了让钢球_____相同。小明将实验装置改成如图乙所示，用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究钢球的动能大小与质量的关系，这个实验方案是_________（选填“可行”或“不可行”）的。 10．在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，小明让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，如图甲所示，本实验中研究对象是______（选填“钢球”或“木块”）；让钢球从同一高度由静止释放，是为了让钢球______相同。小华将实验装置改成如图乙所示，用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究钢球的动能大小与质量的关系，这个实验方案是______（选填“可行”或“不可行”）的。 11．如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中，。 (1)小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过__________（选填“高度h”或“距离s”）大小来反映的； (2)小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有__________，小木块最终会停下来是因为受到________的作用； (3)分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越__________； (4)分析比较__________两组实验可得出物体的动能与质量的关系。 12．小闵同学在做“探究物体的动能与什么因素有关”的实验中，设计了如图所示的实验方案，并进行了以下三步实验操作： 步骤一：让铁球甲从斜面F点滚下撞到一个小木块上，铁球推动木块使木块从位置A移动到位置B。 步骤二：让铁球甲从斜面E点滚下撞到相同的小木块上，铁球甲推动木块使木块从位置A移动到位置C。 步骤三：换一铁球乙（）从斜面上E点滚下撞到相同的小木块上，铁球乙推动木块使木块从位置A移动到位置D。 (1)本实验中小球动能的大小通过______来显示。 (2)小闵同学设计的实验步骤一和步骤二，是想探究动能大小与______的关系；在步骤二和步骤三中，小明让甲、乙两球都从E点滚下，目的是控制两球的______相同，探究动能大小与______的关系。 (3)本实验在探究过程中用到了控制变量法和______法。 13．在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小欣同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验，让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。 (1)要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球到达水平面的___________相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球从斜面的___________； (2)该实验用到的实验方法是___________和___________，选用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时，___________越大，动能越大； (3)三次实验中，碰撞前动能最小的是图___________（选填“甲”“乙”或“丙”）中的小球，原因是___________。 14．某实验小组的同学在探究动能大小与哪些因素有关的实验中，进行了如下操作： (1)如图甲所示，他在探究动能大小与质量关系的实验中，应该让质量不同的小车从斜面的_________（选填“相同”或“不同”）高度自由滑下，其目的是_________。通过比较________，可以比较小车具有的动能大小。 (2)另一位同学认为去掉木块，利用粗糙且足够长的木板，通过比较小车在木板上运动的距离也能比较小车动能的大小，即运动的距离越远说明小车的动能越大。于是他通过在小车上加砝码来改变质量，得到如图乙所示的实验情形，据此他得出在速度相同的条件下，物体的动能大小与质量无关。该结论是_______（选填“正确”或“错误”）的，理由是 _________。 (3)在探究“动能大小与质量的关系”时，有同学将实验装置改进成如图丙所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块。该实验方案是否可行？答：_________，理由是：__________。若按此方案操作，他们会看到的现象是：__________。 三．重力势能的概念及影响因素（共6小题） 15．篮球是一项全民喜爱的运动。投篮时球在空中的运动轨迹如图所示，若不计空气阻力的影响，下列说法中正确的是（　　） A．投篮时球离开手的速度越大，篮球的惯性就越大 B．投篮时篮球上升过程，篮球的重力势能转化成为动能 C．篮球在上升过程中，只受重力和推力作用 D．篮球在下落过程中，篮球的势能减少，动能增加 16．2026年央视春晚舞台上，在武术节目《武BOT》中，数十台人形机器人同时完成复杂又精准的武术动作，将中国武术与科技完美融合，下列说法正确的是（　　） A．机器人肢体方向不断变化，说明力可以改变物体的形状 B．机器人静止站立时，所受重力与舞台对其的支持力是一对相互作用力 C．机器人向上跳跃的过程中，其重力势能变大 D．机器人跳跃离开舞台后仍能向上运动，是因为受到了向上的推力 17．跳台滑雪是冬奥会的项目之一。如图，运动员从助滑开始，经各个不同的位置，最终落至着陆坡。不考虑摩擦和空气阻力，则运动员（    ） A．从A到B，动能减小 B．从B到C，重力势能减小 C．从C到D，重力势能减小 D．从C到D，动能减小 18．如图所示为判断重力方向的装置，在缓慢增大底板与地面夹角的过程中，发现悬线的方向是______（填“OB”或“OC”），这是因为重力的方向始终是______的；小球静止时具有______势能。 19．如图所示，飞机要在飞行中向目标处空投救灾物品，空投位置会在_______（选填“A”“B”或“C”）点处。救灾物品在空中下落的过程中，其重力势能将_______。（选填“变大”“变小”或“不变”）。 20．如图所示为我国自主研制的运20空中加油机，若该机在2 min内前进了24 km，这段时间的平均速度是___________m/s。运20加油机A正在对战机B进行空中加油，此时，加油机A相对于战机B是___________（选填“运动”或“静止”）的，在高度不变的情况下，加油机A重力势能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 四．探究影响物体重力势能因素的实验（共5小题） 21．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 22．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C。球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线所示。 （1）观察球陷入沙中的深度可以判断出球释放前的重力势能大小，该实验方法是________；由图可以判断出_________球释放前的重力势能最大； （2）比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是_________。 23．请完成下列填空。 (1)如图1所示，长方体木块的长度为_________cm。 (2)如图2所示是某物质的凝固图像，可知在BC段，该物质处于_________（选填“固”“液”或“固液共存”）态。 (3)为探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有三个铁钉的小圆桌、沙子、质量不同的重物设计并进行了如图3所示的实验。实验中通过观察 _________来判断物体重力势能的大小。要探究重力势能的大小与高度的关系，应选择图中_________（填序号）两次实验进行分析比较。 24．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球的质量为2m，让A、B两球从距沙坑表面高H处由静止下落，C球从距沙坑表面高2H处由静止下落，D球从距沙坑表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙坑的深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙坑的深度均为h3，且h1＜h2＜h3。 (1)本实验中，铅球的重力势能大小是通过___________来反映的。 (2)比较____两球，可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。 (3)比较A、C两球，发现C球陷入沙坑的深度更深，由此可得出的结论是____。 (4)比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙坑的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径_______（选填“有关”或“无关”）。 25．某课外兴趣小组利用玉米面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。 问题一：压力作用效果跟哪些因素有关。 问题二：重力势能大小跟哪些因素有关。 (1)做实验①②③是为了探究________ （选填“问题一”或“问题二”）； (2)为了探究压力作用效果和压力大小的关系，应通过_______ （填序号）两次实验进行比较； (3)利用实验④⑤可探究重力势能大小与_______ 是否有关； (4)《中华人民共和国民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释，请你写出该结论：________ 。 五．弹性势能的概念及影响因素（共6小题） 26．下列物体具有弹性势能的是（　　） A．拉开的弹弓 B．飞行的飞机 C．静止的电灯 D．行驶的汽车 27．撑竿跳高是一项运动员经过持竿助跑，借助撑竿的支撑腾空，在完成一系列复杂的动作后越过横杆的运动。如图是撑竿跳高运动员起跳上升时的情形，下列的说法正确的是（　　） A．撑竿的形变是弹性形变，手的形变是塑性形变 B．先产生手对撑竿的弹力，再产生撑竿对手的弹力 C．使运动员上升的力的施力物体是运动员自身 D．撑竿发生弹性形变，因此其具有弹性势能 28．如图甲所示，水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒，筒底固定一根弹簧。将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点（如图乙）。现将小球下压至B点，并用此处的装置锁定（如图丙），解锁后，小球向上弹出筒口。图丙中小球从开始运动到脱离弹簧的过程中，说法正确的是（    ） A．小球所受合力方向一直向上、速度逐渐增大 B．小球所受合力方向一直向下、速度逐渐减小 C．小球的动能先增大后减小 D．弹簧的弹性势能一直增大 29．如图所示，根据生活经验，用手提水壶把手的______（A/B）处更容易将水倒出，说明力的______影响力的作用效果；此时水壶底部______（具有/不具有）弹性势能。 30．如图所示，弹簧一端固定在木板上，用小车将弹簧压缩后松手释放，小车被弹开。小车被弹开的过程中，弹簧的弹性势能_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 31．在如图所示的四幅图中,甲、乙、丙为某运动员进行跳板跳水比赛的漫画图，丁为另一体重较大的运动员从同一跳板跳水的情形。 (1)观察图甲，人对跳板施加力的作用效果是______，此时的跳板具有______能； (2)观察图甲和丙，发现跳板形变程度不同，说明力的作用效果与______有关； (3)比较图丙和丁的跳板形变程度，说明力的作用效果与______有关。 六．探究影响物体弹性势能因素的实验（共4小题） 32．如图所示，将木块放在压缩了的弹簧旁，释放弹簧，木块沿水平地面向右运动，离开弹簧后，木块运动一段距离后停下来，下列说法中不正确的是（       ） A．此装置可以用来探究弹性势能和弹簧形变大小的关系 B．木块离开弹簧之前，弹簧的弹性势能一直在减小 C．木块离开弹簧之后，木块的动能逐渐减少 D．木块运动时，木块所受的重力对木块做了功 33．如图所示是小球刚接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程，这个过程中弹簧的弹性势能的变化情况是____________，要探究小球下落压缩弹簧时弹簧的最大压缩量与小球的质量的关系，需分别让质量不同的小球从____________自由下落，压缩同一弹簧，并分别测出压缩量通过比较，从而得出结论。 34．小明发现不同的弹簧玩具枪，射出子弹的速度不同，他想将弹簧压缩后的弹性势能转化为动能，改变物体的速度，于是设计了如图所示的实验。 (1)他用一个小球压缩弹簧，记录弹簧的形变量，然后放手，观察并记录小球离开弹簧后在水平地面上滚动的距离，不更换小球，多次改变，并记录对应的。这里他采用的研究方法是______。 (2)请你帮他设计一个记录实验数据的表格。 (3)接下来，他换用不同质量的小球，保持弹簧的形变量一定，多次记录s，发现小球的质量越大，小球滚动的距离就越小。根据这个实验现象，你认为______（选填“能”或“不能”）采用该装置来探究物体动能与物体质量的关系。 35．（一）在探究物体的动能大小与哪些因素有关实验中，将木块放在水平面上的同一位置，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h由静止开始滚下，如图所示。 (1)该实验的研究对象是______；实验时通过______判断钢球动能的大小，所用的探究方法为______； (2)分析甲、乙两图，可以得到的结论是______； (3)分析乙、丙两图，该探究的结论可用来解释汽车______（选填“超载”或“超速”）的安全隐患； (4)（二）如图戊，在探究“弹性势能的大小与物体弹性形变的关系”的实验中，应将同一个弹簧压缩______（选填“相同”或“不同”）的长度；小明觉得利用该装置，也能探究小球的动能大小与质量的关系。如图丁所示，只需利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块（忽略小球撞击前的能量损失），你认为小明的设计方案是______（选填“可行”或“不可行”）的。 七．动能和势能的应用（共5小题） 36．无人机已被应用于诸多领域，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，重力势能增大 B．动能减小，重力势能增大 C．动能增大，重力势能增大 D．动能增大，重力势能减小 37．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 38．如图所示是小明踢足球的过程，下列说法正确的是（　　） A．足球在飞行过程中动能一直增大 B．足球离开脚后速度越大，惯性越大，飞得更远 C．足球在最高点时，若一切外力同时消失，足球将静止 D．脚踢球时，脚对球的力和球对脚的力是一对相互作用力 39．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机械能。 40．如图是某轻轨站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小斜坡，列车靠惯性进站时，列车的______能转化为重力势能，出站时，列车的重力势能转化为______能，这样设计主要是为了______（选填“安全”、“节能”或“美观”）。    八．辨析物体的机械能是否发生变化（共8小题） 41．如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上（小球与地面不接触且不计空气阻力），a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置，则小球从a运动到c的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球在a点的弹性势能最大 B．小球在b点时的机械能最大 C．小球的速度一直发生变化，因为没有力维持小球的运动 D．小球在c点受到平衡力的作用 42．图中所示为我国运动员参加米兰冬奥会滑雪比赛时的情境。运动员起跳后，先上升到达最高点，然后再加速下落。下列说法正确的是（    ） A．运动员在空中能够持续上升，是由于他受到惯性的作用 B．运动员在空中上升到达最高点时，所受的合力为零 C．运动员在空中加速下落的过程中，重力做功越来越快 D．运动员在空中加速下落的过程中，运动员的机械能不变 43．米兰冬奥会单板滑雪男子坡面障碍技巧决赛中，苏翊鸣斩获金牌。比赛中，苏翊鸣的运动轨迹经过了图中的A、B、C、D四个位置。空气阻力不可忽略。下列说法正确的是（　　） A．从A到D，苏翊鸣的机械能逐渐减小 B．在最高点C，若一切外力消失，苏翊鸣将保持静止状态 C．从A到B，苏翊鸣的重力势能增大 D．从B到C，苏翊鸣的速度减小，惯性减小 44．如图所示，我国自主研制的“鲲龙”AG600M大型水陆两栖飞机，在水面高速滑行后，腾空而起，沿水平方向匀速飞行一段时间后减速下降，下列说法正确的是（　　） A．飞机在水面高速滑行时，动能增大，重力势能增大 B．飞机腾空而起的过程中，其重力势能转化为动能 C．飞机减速下降的过程中，其机械能一定减小 D．飞机沿水平方向匀速飞行时，其机械能增大 45．我国航天技术已经进入世界领先水平。运载火箭将卫星平地托起，直冲云天，火箭在加速上升过程中，机械能_______（选填 “增大”“减小”或“不变”）；与火箭成功分离前，卫星相对运载火箭是_______（选填“静止”或“运动”）的。 46．“创新小组”利用刻度尺、秒表探究“影响纸锥下落速度大小因素”的实验。实验表格的“路程”栏、“______”栏用来记录测量数据。他们让纸锥从不同高度由静止开始下落，测得多组数据，其目的是______（选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）。纸锥下落过程中机械能______（选填“变大”、“不变”或“变小”），若以下落纸锥为参照物，地面______（选填“向上”或“向下”）运动。 47．从2022年北京冬奥会到2025年哈尔滨亚冬会，中国冰雪热传遍了大江南北。 (1)小聪在滑雪场用双板滑雪时，他向后撑雪杖就会向前加速滑动，这是利用了物体间力的作用是___的。 (2)如图所示，小明用单板滑雪，从C点由静止自由滑下，经过B点到达最低点O，然后到达另一侧与B点等高的A点时速度刚好为零。则由C点到B点的过程中，___能转化为___能；从C点到A点的过程中，其机械能的总量___（选填“变大”“变小”或“不变”）。 48．如图（a）所示，过山车从点出发，先后经过、、、点，运动过程中空气阻力忽略不计。图（b）是过山车在、、、点的动能和重力势能大小的示意图。 (1)过山车先后经过、、、点时，其在_______点时重力势能最大； (2)判断过山车经过点和点时速度的大小：_______（选“A 大于”“B 等于”或“C 小于”）； (3)写出过山车经过点和点时的机械能大小关系及判断理由，并推测造成其机械能变化的可能原因：___________。 九．比较机械能的大小（共8小题） 49．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 50．小明先后两次将同一弹簧压缩至不同长度和，放手前将小球置于弹簧右端，如图甲所示。放手后小球被弹开，经光滑轨道到达最高点的高度分别为和，小球两次最高点的重力势能如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 51．如图所示，某人用大小相同的力作用在同样的弹簧上，观察比较图a、图b可知，此时弹簧a、b的弹性势能是哪个大？（　　） A．a大 B．b大 C．一样大 D．无法确定 52．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 53．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。 54．如图所示，一根轻质弹簧的一端系一小球置于水平面上，弹簧处于原长时小球静止在O点。现将弹簧向左压缩至A点，然后放手，小球向右运动的最远点为B。小明认为距离，小聪认为距离。你认为______的观点正确，理由是____________________。 55．如图所示，货架上放着ABCD四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球。则A与B相比，___ 的重力势能大，B与C相比，__ 的重力势能大，四个球中，重力势能最小的是____。 56．水碓是我国古代劳动人民的伟大发明之一，它巧妙地利用水力及杠杆原理，进行精妙的能量转换设计，是古人智慧的生动体现。题甲图为古代水碓通过水力驱动木槌舂米的实物图。当水流推动水轮转动时，水轮横轴上的突起会依次与碓梢末端接触并施加作用力，从而带动杠杆使木槌抬起再落下实现舂米。 当水流从高处下落冲击水轮时，水轮的动能变______（选填“大”或“小”）；当木槌被举至最高点时，木槌的______能最大。 十．物体运动过程中各种机械能的变化情况（共8小题） 57．关于2026年冬奥会相关物理知识，下列说法错误的是（　　） A．运动员滑雪时，滑雪板宽大是为了减小压强 B．冰壶比赛中，冰壶滑行时不受摩擦力作用 C．运动员起跳后，上升过程中动能转化为重力势能 D．冰面光滑，是为了减小运动员与冰面的摩擦 58．如图所示，若在距离水平地面的同一高度处以大小相同的初速度分别沿竖直向上和斜向右上方将同一个小球抛出，忽略空气阻力。小球竖直向上、斜向右上到达最高点时距水平地面的高度分别为和，小球又下落到水平地面时的速度大小分别为和。下列说法中正确的是（　　） A．， B．， C．， D．， 59．“反向蹦极”是把蹦极倒过来玩的一项运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，在点时人受到的重力与弹性绳对人的拉力大小相等，此时速度达到最大，上升的最高位置为点。若不计空气阻力，关于人从静止释放到运动到最高点的整个过程，下列描述正确的是（　　） A．人的动能和重力势能都是先增大后不变 B．绳的弹性势能始终不变，人的动能一直增大 C．人的动能先增大后减小，人的重力势能一直增大 D．绳的弹性势能先减小后增大，人的重力势能先增大后减小 60．如图甲为蹦床运动员比赛时的场景，图乙为其在比赛中的示意图，某时刻他从A点自由下落，与水平床面接触点为B，能到达的最低点为C点。下列说法正确的是（　　） A．A点到B点过程中，运动员的惯性逐渐变大 B．在B点时，运动员的重力势能最小 C．最终，运动员会停在BC间某处 D．B点到C点过程中，运动员动能逐渐变小 61．学校积极开展阳光体育运动，如图所示是学生在操场上进行各种项目的训练。 (1)甲图为小明在单杠上做引体向上训练的情境，若已知小明的体重为G，每次上升的高度为h，某次测试时总共做n个所用的时间为t，则在测试中小明做功的功率为_______（用题中已知字母表示）。 (2)乙图为小华在操场上投实心球时整个抛球运动过程的示意图，轨迹上a、b两点在同一高度，则实心球在a点时的速度_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）实心球在b点时的速度。 62．如图所示，将弹簧、小车置于水平木板上，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，小车在水平木板上运动时，重力对小车___________（选填“做功”或“不做功”）。某同学想利用该装置探究“物体动能大小与质量的关系”，他用质量不同的小球将弹簧压缩相同程度，然后由静止释放，撞击水平面上在相同位置放置的同一木块，比较木块滑行距离。该实验方案___________（可行/不可行），理由是___________。 63．如图是皮球落地后弹起过程中每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。由图可知，皮球离开地面上升的过程中，重力势能 _____ ，机械能 ____ （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。如图等高A、B两点处的速度A点 ____ B点（填“＞”、“＜”、“＝”）。 64．2025年9月3日，东风-17导弹亮相纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会。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，在洲际导弹加速上升阶段，导弹的动能________，机械能________。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 十一．单摆和滚摆运动时的能量变化情况（共5小题） 65．如图，把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去。下列说法正确的是（　　） A．铁锁刚开始在鼻子附近松手时，重力势能最大 B．铁锁由最低点向上摆动时重力势能转化为动能 C．铁锁在摆动的过程中机械能是守恒的 D．铁锁在摆动到最高点时受力平衡 66．如图是摆球从A点静止释放，经过B、O、C三点，到达最高点D的示意图，其中B、C两点等高。下列说法正确的是（　　） A．摆球在O点时动能等于零 B．摆球在A、D两点的重力势能相等 C．摆球从A点到O点的过程中机械能减少 D．摆球在B、C两点的动能相等 67．如图所示，将摆球从点静止释放，摆球在、两点间来回摆动，为最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．从点到点，摆球动能减小，重力势能增大 B．从点到点，摆球动能减小，重力势能减小 C．摆球在摆动过程中所经各点的机械能均相等 D．摆球在点的机械能最大，在，两点的机械能最小 68．如图所示的装置叫作滚摆。捻动滚摆的轴缠绕细线使它升高后由静止释放，观察滚摆的运动情况。滚摆沿着细线上下运动时，它的速度不断地变化。当滚摆从最高点向最低点运动时，它的高度降低，速度______，说明它的____能减少而_____能增加；当滚摆从最低点向最高点运动时，速度变小，位置升高，说明滚摆的______能转化为______能。 69．如图甲所示，将摆球悬挂在拉力传感器上后，再固定在O点，时刻摆球静止于点，将摆球拉至位置后，于时刻由静止释放，摆球在、间来回摆动，不计空气阻力。图乙是拉力传感器示数随时间的变化图像。分析图像可知：在时刻，小球运动到________（选填“点”、“AC之间”或“点”）；时刻，小球动能________（选填“增大”、“减小”或“先减小后增大”）；小球在点受到的合力为________N。 十二．蹦极（蹦床）运动中的能量变化情况（共4小题） 70．如图所示为某学员在蹦床上练习抱腿跳运动，在学员接触蹦床从最低点向上运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．学员受到的弹力是由学员发生形变引起的 B．学员受到的重力与弹力是一对平衡力 C．学员向上运动过程中动能一直减小，重力势能一直增大 D．学员向上运动至脱离蹦床时，蹦床的弹性势能一直减小 71．如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验：用一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力，关于小球从A点到C点运动过程的说法正确的是（　　） A．小球从A点下落到C点的过程中，其机械能保持不变 B．小球在B点时受到平衡力的作用 C．小球从B点下落到C点的过程中，机械能逐渐减小 D．小球从B点下落到C点的过程中，速度一直减小 72．如图所示，蹦床运动员参与蹦床运动。在运动员从高处下落的过程中，______能转化为______能。运动员接触床面后，运动员的速度慢慢变小、床面的弹性形变程度慢慢变大，______的______能转化为______的______能。 73．如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点，运动员由静止开始下落。A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点时运动员受到的弹力等于重力，C点是运动员所能到达的最低点。从O点到A点，运动员的机械能______选填“增大”“减小”或“不变”；运动员在______选填“A”“B”或“C”点时的动能最大；运动员在A点的机械能______C点的机械能选填“大于”“等于”或“小于”。整个过程中忽略空气阻力，弹性绳自重不计 十三．人造卫星、天体运动等的能量转化（共5小题） 74．如图所示，已知人造地球卫星在大气层外环绕地球运行（不受空气阻力），则人造地球卫星（　　） A．运行过程中运动状态不变，受力平衡 B．从远地点向近地点运行过程中，重力势能增加 C．从远地点向近地点运行过程中，机械能不变 D．在太空中处于失重状态，不具有惯性 75．人造地球卫星在大气层外绕地球运转，它的速度很快，一天可以绕地球飞行几圈到十几圈，能够迅速获取大量的信息。它运行的轨道为椭圆形，如图所示，它的轨道上有一点离地球最近，这个点叫近地点；有一点离地球最远，这个点叫远地点。卫星在运转的过程中（　　） A．从近地点向远地点运动，速度增大 B．从远地点向近地点运动，动能减小 C．卫星从近地点向远地点运动的过程中，机械能保持不变 D．卫星在远地点重力势能最大，机械能最大 76．人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。下列说法正确的是（　　） A．人造卫星在运行过程中具有的能量是动能 B．由于人造地球卫星受力不平衡，因此机械能不守恒 C．卫星从远地点向近地点运行的过程中在做减速运动 D．卫星从近地点向远地点运行的过程中，减少的动能全部转化为重力势能 77．如图为某火星探测器在轨运动的轨迹图。在远火点运动向近火点的过程中，探测器的重力势能______（选填“增大”或“减小”），所以近火点的速度______（选填“大于”“小于”或“等于”）远火点的速度。 78．2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射北斗系统第五十五颗全球组网导航卫星。火箭加速上升过程中，装载在火箭上的卫星机械能_______：卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行，从远地点到近地点的过程中，卫星的动能_______，机械能_______。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 十四．机械能守恒的条件 及常见的机械能守恒辨析（共5小题） 79．如图所示是撑竿跳高时的情景，运动员从助跑到越过横杆的过程中，用到了很多物理知识。从起跳到越过横杆过程中以下有关能量转换正确说法的是（　　） A．起跳时动能全部转换成重力势能 B．撑杆跳高比普通跳高跳的高的原因主要是撑杆跳高在空中还消耗了人自身的能量最终转化成了人体的机械能 C．人体在最高点时动能为0 D．若忽略空气的阻力，人在撑杆跳高的过程中人体的机械能是守恒的 80．如图所示，蹦床是一项运动员利用蹦床反弹来表现杂技技巧的竞技运动。属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。下列关于运动员在蹦床运动中包含的物理知识（忽略空气阻力），说法正确的是（     ） A．运动员离开蹦床上升过程中，弹性势能转化为重力势能 B．运动员从最高点下落到达蹦床前，重力势能转化为动能 C．运动员从离开蹦床到最高点，机械能不守恒 D．运动员从最低点到离开蹦床，只有弹性势能和动能的转化 81．图甲是小球从某一高度水平抛出后的部分运动轨迹示意图，其中位置①和③的高度相同。将小球在运动过程中经过①、②、③三个位置中的某两个位置记为、，其动能和重力势能的数据如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．小球在整个运动过程中，机械能保持不变 B．小球在①位置的动能可能小于②位置的动能 C．小球在②位置的动能可能小于③位置的动能 D．位置对应轨迹中的③位置 82．如图所示，在同一高度以大小相同的初速度分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出，不计空气阻力，小球落地时的速度大小分别为和，则________（选填“<”、“=”或“>”）。 83．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，如图中A和B位置。随着对面斜面倾斜程度的减小，小球就会运动得越来越远，如图中的C和D位置。分析比较小球在图中的C和D两个位置时，小球在C位置的动能________（选填“>”“=”或“<”）小球在D位置时的动能。 十五．机械能与其他形式能的转化（共5小题） 84．如图所示，运动员迎着飞来的足球奔跑，腾空跃起将足球顶出。考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　） A．运动员在跑步阶段运动状态不变，在腾空阶段运动状态改变 B．足球与运动员相互作用的过程中，足球的弹性势能逐渐增大 C．足球被顶出说明运动员对足球的弹力大于足球对运动员的弹力 D．足球从被顶出至刚落地的过程中，足球减小的重力势能大于足球增加的动能 85．运动员郑钦文在巴黎奥运会上为我国赢得了首枚奥运网球单打项目金牌。某次发球，她在O点将球击出，击球后网球运动的频闪照片如图所示，球触地弹起后运动的最高点为P，A点与B点等高，则（　　） A．网球在O点的动能为零 B．网球在B点的机械能等于在A点的机械能 C．网球在B点的动能小于在A点的动能 D．网球由O点运动到P点，减小的重力势能全部转化为动能 86．2025年5月9日，国际女子网球协会（WTA）罗马站展开上半区女单第二轮的较量，郑钦文直落两盘击败达尼洛维奇，赢得2025年红土首胜。如图所示是用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中飞行过程的照片，下列说法正确的是（　　） A．网球离开球拍后，球拍网面的弹性势能增大 B．球从位置A运动到位置B的过程中重力势能在减小 C．球在最高点B处时动能不为零 D．球从位置B运动到位置C的过程中机械能在增大 87．水平地面上有一凹槽，小球从A点静止释放，沿凹槽第一次经过Q点，滚到最高点B点后往回滚动，第二次经过Q点，则小球第二次经过Q点时的动能__________第一次经过Q点时动能。（选填“大于”、“小于”或“等于”） 88．如图，这是杂技演员演出时的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在翘翘板的左端，能把站在右端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，男演员离开跳台时的机械能一定___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）女演员站在右边高台上时的重力势能。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专项08 机械能及其转化 一．动能的概念、影响动能的因素（共6小题） 二．探究影响动能因素的实验（共8小题） 三．重力势能的概念及影响因素（共6小题） 四．探究影响物体重力势能因素的实验（共5小题） 五．弹性势能的概念及影响因素（共6小题） 六．探究影响物体弹性势能因素的实验（共4小题） 七．动能和势能的应用（共5小题） 八．辨析物体的机械能是否发生变化（共8小题） 九．比较机械能的大小（共8小题） 十．物体运动过程中各种机械能的变化情况（共8小题） 十一．单摆和滚摆运动时的能量变化情况（共5小题） 十二．蹦极（蹦床）运动中的能量变化情况（共4小题） 十三．人造卫星、天体运动等的能量转化（共5小题） 十四．机械能守恒的条件 及常见的机械能守恒辨析（共5小题） 十五．机械能与其他形式能的转化（共5小题） 一．动能的概念、影响动能的因素（共6小题） 1．鄯善县库木塔格沙漠景区新增滑沙项目。小顾同学乘坐滑板沿倾斜滑道加速下滑，关于此过程中滑板受到滑道的摩擦力方向和滑板的动能变化，下列说法正确的是（　　） A．摩擦力方向沿滑道向上，动能增大 B．摩擦力方向沿滑道向下，动能增大 C．摩擦力方向沿滑道向上，动能减小 D．摩擦力方向沿滑道向下，动能减小 【答案】A 【详解】小顾同学乘坐滑板沿倾斜滑道加速下滑，摩擦力方向与滑板相对运动的方向相反，沿滑道向上；滑板质量不变，速度变大，动能增大。 故选A。 2．如图是某同学加速助跑、起跳和落地的跳远过程简图。该同学（    ） A．加速助跑过程中相对沙地静止 B．加速助跑过程中动能不变 C．起跳后利用惯性在空中继续前进 D．起跳后至落地前重力势能保持不变 【答案】C 【详解】A．某同学加速助跑过程中相对沙地的位置是变化的，是运动的，故A不符合题意； B．某同学加速助跑过程中，质量不变，速度变大，动能变大，故B不符合题意； C．起跳后，不再受到向前的动力，由于自身具有惯性，要保持原来的运动状态，所以能在空中继续向前运动。即利用惯性在空中继续前进，故C符合题意； D．起跳后上升阶段，质量不变，高度增加，重力势能增加；下落阶段，质量不变，高度降低，重力势能减小；故起跳后至落地前重力势能先增大后减小，故D不符合题意。 故选C。 3．如图，是投掷实心球的场景。若不计空气阻力，实心球自脱手至落地的过程中，下列关于其动能、重力势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，正确的是（    ） A．①④ B．③④ C．①③ D．②③④ 【答案】D 【详解】①②小球上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小，当上升到最高点时，速度最小，动能最小且不为0，下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大。所以动能是先减小，上升到最高点速度最小，动能最小，后又增大，故图①错误，图②正确； ③小球上升的过程中，高度越来越大，重力势能越来越大，当上升到最高点时，高度最高，重力势能最大，下落的过程中，高度越来越小，最后落地，重力势能越来越小，直到为零。所以重力势能是先增大，上升到最高点重力势能最大，后又减小，最后为零，故图③正确； ④由于此时不计空气阻力，所以机械能是守恒的，故机械能不变，故图④正确； 综上所述，正确的有②③④，故ABC错误，D正确。 故选D。 4．2026年米兰奥运会，中国选手谷爱凌不负众望，成为冬奥会历史上自由式滑雪项目获得金牌和奖牌最多的运动员。运动员腾空后，仍能向前运动，是由于_______。运动员在空中加速下降时，重力势能_______，动能_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】 惯性 减小 增大 【详解】物体具有保持原来运动状态不变的性质叫惯性，运动员腾空后，由于惯性会保持原来向前的运动状态，因此仍能继续向前运动； 重力势能大小与质量、高度有关：运动员加速下降时，质量不变，高度降低，因此重力势能减小； 动能大小与质量、速度有关：运动员加速下降时，质量不变，速度增大，因此动能增大。 5．为了加快推进西部农业示范区建设高效发展，当控制无人机，在一定高度匀速水平前行并喷洒农药的过程中，无人机的动能________，重力势能________（均选填“增大、减小、不变”）。 【答案】 减小 减小 【详解】[1]动能的大小由物体的质量和速度决定，无人机匀速水平前行时速度保持不变，但其在喷洒农药过程中质量不断减小，因此动能减小。 [2]重力势能的大小由物体的质量和高度决定，无人机飞行高度不变，喷洒农药时质量逐渐减小，因此重力势能减小。 6．我国高铁技术处于世界领先水平，高铁线路总长居世界第一。西宁到格尔木的路程约为800km，复兴号动车的平均速度约为160km/h，小西乘坐动车从西宁到格尔木大约需要________h，看到路边的景物飞速向后移动是以________为参照物，当动车减速进站时动能________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】 5 动车 变小 【详解】根据可得，小西乘坐动车从西宁到格尔木大约需要的时间为 判断物体运动状态需选定参照物，路边景物飞速向后移动，说明景物相对于所选参照物的位置向后变化，因此以动车（或自己、车厢）为参照物时，景物是向后运动的； 动能的影响因素是质量和速度，动车减速进站时，质量不变，速度减小，所以动能变小。 二．探究影响动能因素的实验（共8小题） 7．小明利用斜面分别进行了“探究阻力对物体运动的影响”（图甲）和“探究影响动能大小的因素”（图乙）两个实验，下列说法正确的是（   ） A．甲、乙两个实验中，利用斜面都是为了使小球到达水平面时的速度相同 B．甲、乙两个实验中，小球到达水平面能继续向前运动是因为它受到惯性的作用 C．为了实验效果明显，甲实验中水平面要尽量粗糙，乙实验中水平面要尽量光滑 D．甲实验中，小球在水平表面上克服阻力做功相等，乙实验中木块被撞得越远，说明小球对木块做的功越多 【答案】D 【详解】A．甲实验中，让小球从斜面的同一位置滑下，是为了使小球到达水平面时的速度相同，而在图乙a、c实验中，让同一小球从斜面的不同位置滑下，是为了改变小球运动到水平面的速度，探究动能大小与速度的关系，故A错误； B．惯性是物体固有的一种属性，不是力，不能说“受到惯性的作用”，故B错误； C．甲实验是通过改变水平面的粗糙程度来观察阻力对物体运动的影响；乙实验，需要通过木块被推动的距离来反映小球动能的大小，若水平面太光滑，木块会运动的很远，不利于比较，故C错误； D．甲实验，小球从同一斜面同一高度滑下，到达水平面时动能相同，克服阻力做功的大小等于初始动能，故小球在水平面上克服阻力做功相等；乙实验，木块被推得越远，说明小球对木块做的功越多，即小球的动能越大，故D正确。 故选D。 8．如图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。实验中，让同一小球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，下列说法正确的是（　　） A．该实验探究物体动能大小与质量的关系 B．该实验探究物体动能大小与高度的关系 C．如果水平面光滑，本实验能达到探究目的 D．该实验结论可以解释为什么对机动车限速 【答案】D 【详解】A．探究动能与质量的关系需要改变物体质量，本实验小球质量不变，故A错误； B．改变斜面高度是为了改变小球到达水平面的速度，实验探究的是动能和速度的关系，不是动能和高度的关系，故B错误； C．如果水平面光滑，木块被撞击后会一直做匀速直线运动，无法通过木块移动距离比较动能大小，不能达到实验目的，故C错误； D．实验结论为：质量相同时，物体速度越大，动能越大。机动车质量不变，限速就是因为速度越大动能越大，刹车后越难停下，更容易引发事故，该结论可以解释这个现象，故D正确。 故选 D。 9．在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，小明让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，让钢球从同一高度由静止释放，是为了让钢球_____相同。小明将实验装置改成如图乙所示，用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究钢球的动能大小与质量的关系，这个实验方案是_________（选填“可行”或“不可行”）的。 【答案】 到达水平面的速度 不可行 【详解】[1]钢球从斜面同一高度由静止释放，下滑过程中重力势能转化为动能，可保证钢球到达水平面的速度相同，以此控制速度变量，探究动能与质量的关系。 [2]用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，弹簧的弹性势能由形变量决定，压缩程度相同则弹性势能相同，转化为钢球的动能相同，因此钢球撞击木块时的动能相同，木块移动距离相同，无法控制钢球的初速度不同，不能探究动能与质量的关系，故该方案不可行。 10．在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，小明让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，如图甲所示，本实验中研究对象是______（选填“钢球”或“木块”）；让钢球从同一高度由静止释放，是为了让钢球______相同。小华将实验装置改成如图乙所示，用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究钢球的动能大小与质量的关系，这个实验方案是______（选填“可行”或“不可行”）的。 【答案】 钢球 到达水平面的速度 不可行 【详解】[1]实验中通过木块被钢球撞击后移动的距离来反映钢球的动能大小，研究对象是钢球。 [2]钢球在斜面下滑时做加速运动，让钢球从同一高度由静止释放，是为了让钢球到达水平面的速度相同。 [3]观察图乙的装置可知，若用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的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，故弹簧弹性势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，不能控制初速度相等，这样是不能完成实验的。 11．如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中，。 (1)小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过__________（选填“高度h”或“距离s”）大小来反映的； (2)小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有__________，小木块最终会停下来是因为受到________的作用； (3)分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越__________； (4)分析比较__________两组实验可得出物体的动能与质量的关系。 【答案】(1)距离s (2) 惯性 阻力 (3)大 (4)甲、丙 【详解】（1）小钢球从斜面滚下过程中，其动能大小是通过小木块移动距离s的大小来反映的。 （2）[1]物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性；小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有惯性。 [2]力是改变物体运动状态的原因，小木块最终会停下来是因为受到阻力的作用。 （3）分析比较甲和乙两组实验可知，小球的质量相同，而小球在斜面上释放时的高度不同，甲图中小球释放时的高度大，到达水平面时的速度大，推动木块滑行的距离远，故可得出结论：物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （4）研究物体的动能与质量的关系，要控制速度大小相同（即小球在斜面上释放时的高度相同），而小球的质量不同，故分析比较甲、丙两组实验可得出物体的动能与质量的关系。 12．小闵同学在做“探究物体的动能与什么因素有关”的实验中，设计了如图所示的实验方案，并进行了以下三步实验操作： 步骤一：让铁球甲从斜面F点滚下撞到一个小木块上，铁球推动木块使木块从位置A移动到位置B。 步骤二：让铁球甲从斜面E点滚下撞到相同的小木块上，铁球甲推动木块使木块从位置A移动到位置C。 步骤三：换一铁球乙（）从斜面上E点滚下撞到相同的小木块上，铁球乙推动木块使木块从位置A移动到位置D。 (1)本实验中小球动能的大小通过______来显示。 (2)小闵同学设计的实验步骤一和步骤二，是想探究动能大小与______的关系；在步骤二和步骤三中，小明让甲、乙两球都从E点滚下，目的是控制两球的______相同，探究动能大小与______的关系。 (3)本实验在探究过程中用到了控制变量法和______法。 【答案】(1)木块移动的距离 (2) 速度 速度 质量 (3)转换 【详解】（1）通过木块被小球撞击后移动的距离来间接反映小球动能的大小，木块移动越远，说明小球动能越大。 （2）步骤一和步骤二使用同一个铁球，从斜面不同高度滚下，到达水平面时的速度不同，因此目的是探究动能大小与速度的关系。 步骤二和步骤三中，让不同质量的小球从斜面同一E点滚下，目的是控制小球到达水平面时的初速度相同，改变小球质量，因此探究动能大小与质量的关系。 （3）本实验将不易直接观测的动能大小，转换为容易观测的木块移动距离，这种方法是转换法。 13．在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小欣同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验，让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。 (1)要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球到达水平面的___________相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球从斜面的___________； (2)该实验用到的实验方法是___________和___________，选用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时，___________越大，动能越大； (3)三次实验中，碰撞前动能最小的是图___________（选填“甲”“乙”或“丙”）中的小球，原因是___________。 【答案】(1) 速度 同一高度由静止滚下 (2) 控制变量法 转换法 速度 (3) 丙 纸盒被推动的距离最小 【详解】（1）[1][2]要探究动能大小与物体质量的关系，应用了控制变量法，需要保持小球的速度相同，质量不同，即应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下，保证铁球达到水平面的速度相同。 （2）[1][2]实验中根据转换法，通过观察纸盒被撞击后向前移动距离的远近比较两种情况下铁球动能的大小；为了探究动能与质量和速度有关，应用控制变量法。 [3]由图示实验可知，甲、丙两次实验，铁球的质量相同，甲中铁球下滑的高度大于丙中铁球下滑的高度，甲中铁球到达斜面底端时的速度较大，甲中铁球将纸盒推动得更远，说明甲中铁球的动能更大，由此可得：质量相同的物体，运动速度越大，它具有的动能就越大。 （3）[1][2]三次实验中，是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的，这种方法是转换法，丙图中纸盒被推动的距离最小，故碰撞前动能最小。 14．某实验小组的同学在探究动能大小与哪些因素有关的实验中，进行了如下操作： (1)如图甲所示，他在探究动能大小与质量关系的实验中，应该让质量不同的小车从斜面的_________（选填“相同”或“不同”）高度自由滑下，其目的是_________。通过比较________，可以比较小车具有的动能大小。 (2)另一位同学认为去掉木块，利用粗糙且足够长的木板，通过比较小车在木板上运动的距离也能比较小车动能的大小，即运动的距离越远说明小车的动能越大。于是他通过在小车上加砝码来改变质量，得到如图乙所示的实验情形，据此他得出在速度相同的条件下，物体的动能大小与质量无关。该结论是_______（选填“正确”或“错误”）的，理由是 _________。 (3)在探究“动能大小与质量的关系”时，有同学将实验装置改进成如图丙所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块。该实验方案是否可行？答：_________，理由是：__________。若按此方案操作，他们会看到的现象是：__________。 【答案】(1) 相同 控制小车到达水平面时的速度相同 木块移动的距离远近 (2) 错误 没有控制小车在水平木板上所受摩擦力大小相同 (3) 不可行 没有控制小球的速度相同 木块移动的距离相同 【详解】（1）[1][2]探究动能大小与质量的关系，需控制小车的速度不变，可让小车从斜面的相同高度下滑，其目的是控制小车到达水平面时的速度相同。 [3]小车的动能越大，木块被推的越远，所以可通过比较木块移动的距离远近，来比较小车具有的动能。 （2）该结论是错误的，因为在小车上加砝码后，小车对木板的压力增大，摩擦力也增大，没有控制小车在水平木板上所受摩擦力大小相同，因此无法根据小车通过路程比较小车动能大小。 （3）弹簧压缩相同程度，释放后对不同质量的铁球做的功相同，铁球获得的动能相同，质量大的铁球的速度小，质量小的铁球的速度大，所以没有控制小球的速度相同，无法探究动能与质量的关系，该方案不可行。 根据能量守恒可知，木块克服摩擦力做的功等于木块从铁球获得的动能，木块在水平方向受到的摩擦力相同，所以会看到木块移动的距离相同。 三．重力势能的概念及影响因素（共6小题） 15．篮球是一项全民喜爱的运动。投篮时球在空中的运动轨迹如图所示，若不计空气阻力的影响，下列说法中正确的是（　　） A．投篮时球离开手的速度越大，篮球的惯性就越大 B．投篮时篮球上升过程，篮球的重力势能转化成为动能 C．篮球在上升过程中，只受重力和推力作用 D．篮球在下落过程中，篮球的势能减少，动能增加 【答案】D 【详解】A．惯性的大小只与质量有关，与速度无关，故A错误； B．篮球在离开手上升过程中，高度增加，速度减小，是动能转化为重力势能，故B错误； C．篮球在上升过程中，不受推力的作用，只受重力的作用，故C错误； D．篮球在下落过程中，篮球的高度减少，速度增大，篮球的重力势能减少，动能增加，故D正确。 故选D。 16．2026年央视春晚舞台上，在武术节目《武BOT》中，数十台人形机器人同时完成复杂又精准的武术动作，将中国武术与科技完美融合，下列说法正确的是（　　） A．机器人肢体方向不断变化，说明力可以改变物体的形状 B．机器人静止站立时，所受重力与舞台对其的支持力是一对相互作用力 C．机器人向上跳跃的过程中，其重力势能变大 D．机器人跳跃离开舞台后仍能向上运动，是因为受到了向上的推力 【答案】C 【详解】A．机器人肢体方向不断变化，运动状态发生变化，说明力可以改变物体的运动状态，故A错误； B．机器人静止站立时，所受重力竖直向下，所受支持力竖直向上，大小相等，方向相反，是一对平衡力，故B错误； C．机器人向上跳跃，高度变大，质量不变，重力势能变大，故C正确； D．机器人跳跃离开舞台后仍能向上运动，是因为机器人具有惯性，此时机器人没有受到向上的推力，故D错误。 故选C。 17．跳台滑雪是冬奥会的项目之一。如图，运动员从助滑开始，经各个不同的位置，最终落至着陆坡。不考虑摩擦和空气阻力，则运动员（    ） A．从A到B，动能减小 B．从B到C，重力势能减小 C．从C到D，重力势能减小 D．从C到D，动能减小 【答案】C 【详解】A．运动员从A到B，质量不变，速度增大，动能增大，故A不符合题意； B．运动员从B到C，质量不变，高度增大，重力势能增大，故B不符合题意； C．运动员从C到D，质量不变，高度减小，重力势能减小，故C符合题意； D．运动员从C到D，质量不变，速度增大，动能增大，故D不符合题意。 故选C。 18．如图所示为判断重力方向的装置，在缓慢增大底板与地面夹角的过程中，发现悬线的方向是______（填“OB”或“OC”），这是因为重力的方向始终是______的；小球静止时具有______势能。 【答案】 OC 竖直向下 重力 【详解】因为重力的方向始终是竖直向下，在缓慢增大底板与地面夹角的过程中，悬线的方向是OC。 以地面为参考面，小球离地面有一定高度，所以小球静止时具有重力势能。 19．如图所示，飞机要在飞行中向目标处空投救灾物品，空投位置会在_______（选填“A”“B”或“C”）点处。救灾物品在空中下落的过程中，其重力势能将_______。（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 A 变小 【详解】救灾物品脱离飞机后具有惯性，仍会保持原来的运动状态继续向前飞行，因此必须提前在A点投掷才能命中目标。 救灾物品在空中下落时，其质量保持不变，但所处高度不断降低，重力势能变小。 20．如图所示为我国自主研制的运20空中加油机，若该机在2 min内前进了24 km，这段时间的平均速度是___________m/s。运20加油机A正在对战机B进行空中加油，此时，加油机A相对于战机B是___________（选填“运动”或“静止”）的，在高度不变的情况下，加油机A重力势能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】 200 静止 减小 【详解】[1]这段时间的平均速度是 [2]空中加油时，加油机A和战机B保持同速同向飞行，相对位置没有发生变化，因此加油机A相对于战机B是静止的。 [3] 重力势能的大小与质量和高度有关，高度不变时，加油机A输出燃油后总质量减小，因此重力势能减小。 四．探究影响物体重力势能因素的实验（共5小题） 21．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。 22．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C。球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线所示。 （1）观察球陷入沙中的深度可以判断出球释放前的重力势能大小，该实验方法是________；由图可以判断出_________球释放前的重力势能最大； （2）比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是_________。 【答案】 转换法 A 质量 【详解】（1）[1]在实验中，由于球的重力势能大小无法用肉眼观察，因此可通过观察球陷入沙中的深度来判断出球释放前的重力势能大小，所用的研究方法是转换法。 [2]根据转换法，由图可知，A球释放后沙地的凹陷程度更明显，可以判断出A球释放前的重力势能最大。 （2）[3]铁的密度大于塑料的密度，根据可知，A、B的质量相同，且大于C的质量，比较A、C两球可知，两球所处的高度相同，A是铁球，C是塑料球，铁球A的质量大，A球陷入沙的深度大，所以比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是质量。 23．请完成下列填空。 (1)如图1所示，长方体木块的长度为_________cm。 (2)如图2所示是某物质的凝固图像，可知在BC段，该物质处于_________（选填“固”“液”或“固液共存”）态。 (3)为探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有三个铁钉的小圆桌、沙子、质量不同的重物设计并进行了如图3所示的实验。实验中通过观察 _________来判断物体重力势能的大小。要探究重力势能的大小与高度的关系，应选择图中_________（填序号）两次实验进行分析比较。 【答案】(1)2.23 (2)固液共存 (3) 小圆桌的铁钉陷入沙子中的深度 ①② 【详解】（1）该刻度尺的分度值为1mm，读数需要估读到分度值的下一位，木块左端对齐3.00cm，右端对齐5.23cm，因此长度为 （2）该物质是晶体，BC段是晶体的凝固过程，凝固过程中晶体既有未凝固的液态，也有已凝固的固态，因此处于固液共存态。 （3）实验利用转换法，通过观察小圆桌的铁钉陷入沙子中的深度来间接判断重力势能的大小；探究重力势能与高度的关系时，需要控制重物质量相同，改变下落高度，①和②的重物质量相同、下落高度不同，符合控制变量的要求，因此选择①②两次实验。 24．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球的质量为2m，让A、B两球从距沙坑表面高H处由静止下落，C球从距沙坑表面高2H处由静止下落，D球从距沙坑表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙坑的深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙坑的深度均为h3，且h1＜h2＜h3。 (1)本实验中，铅球的重力势能大小是通过___________来反映的。 (2)比较____两球，可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。 (3)比较A、C两球，发现C球陷入沙坑的深度更深，由此可得出的结论是____。 (4)比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙坑的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径_______（选填“有关”或“无关”）。 【答案】(1)铅球陷入沙坑的深度 (2)A和B (3)物体的质量相同时，所处的高度越高，物体的重力势能越大 (4)无关 【详解】（1）根据转换法，铅球的重力势能越大，落地时对沙坑做功越多，陷入沙坑的深度就越深。因此，用铅球陷入沙坑的深度来反映重力势能的大小。 （2）要探究 “高度一定时，质量对重力势能的影响”，需控制下落高度、运动路径相同，只改变质量。A、B两球高度、路径相同，质量不同，符合控制变量要求。 （3）A、C 两球的质量、路径相同，仅下落高度不同：A球高度H，C球高度2H。C球高度更高，陷入沙坑更深，说明重力势能更大。因此结论为：当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大。 （4）C、D两球的质量、高度相同，仅运动路径不同，两球陷入沙坑的深度相同​，说明重力势能大小相同，因此重力势能与运动路径无关。 25．某课外兴趣小组利用玉米面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。 问题一：压力作用效果跟哪些因素有关。 问题二：重力势能大小跟哪些因素有关。 (1)做实验①②③是为了探究________ （选填“问题一”或“问题二”）； (2)为了探究压力作用效果和压力大小的关系，应通过_______ （填序号）两次实验进行比较； (3)利用实验④⑤可探究重力势能大小与_______ 是否有关； (4)《中华人民共和国民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释，请你写出该结论：________ 。 【答案】(1)问题一 (2)①② (3)质量 (4)物体在质量一定时，高度越高，重力势能越大 【详解】（1）实验①②受力面积相同，压力不同，所以探究的是压力的作用效果与压力大小的关系；②③的压力相同，受力面积不同，探究的是压力的作用效果与受力面积的关系；所以①②③探究的是问题一。 （2）探究压力作用效果与压力的关系时，应该控制受力面积相同，只改变压力大小应选①②。 （3）实验④⑤中，物体落下的高度相同，物体的质量不同，质量越大，下陷的深度越深，具有的重力势能越大，所以实验④⑤探究重力势能大小与质量是否有关。 （4）实验⑤⑥中，物体的质量相同，物体落下的高度不同，高度越高，物体下陷的深度越深，具有的重力势能越大，故结论为：物体在质量一定时，高度越高，重力势能越大。 五．弹性势能的概念及影响因素（共6小题） 26．下列物体具有弹性势能的是（　　） A．拉开的弹弓 B．飞行的飞机 C．静止的电灯 D．行驶的汽车 【答案】A 【详解】A．被拉开的弹弓，因为发生了弹性形变，所以具有弹性势能，故A符合题意； B．空中飞行的飞机，因为运动，所以具有动能，因为有高度所以具有重力势能，没有发生弹性形变，所以不具有弹性势能，故B不符合题意； C．静止的电灯，因为有高度，所以具有重力势能，不具有弹性势能，故C不符合题意； D．行驶的汽车，因为运动，所以有动能，行驶的汽车主要具有动能，其发生的弹性形变在此类问题中通常忽略不计，故D不符合题意。 故选A。 27．撑竿跳高是一项运动员经过持竿助跑，借助撑竿的支撑腾空，在完成一系列复杂的动作后越过横杆的运动。如图是撑竿跳高运动员起跳上升时的情形，下列的说法正确的是（　　） A．撑竿的形变是弹性形变，手的形变是塑性形变 B．先产生手对撑竿的弹力，再产生撑竿对手的弹力 C．使运动员上升的力的施力物体是运动员自身 D．撑竿发生弹性形变，因此其具有弹性势能 【答案】D 【详解】A．撑竿的形变是弹性形变，手的形变在撤去外力后会恢复原状，也是弹性形变，故A错误； B．手对撑竿的力和撑竿对手的力是一对相互作用力，它们是同时产生、同时消失的，没有先后顺序。故B错误； C．使运动员上升的力是撑竿对运动员的弹力，施力物体是撑竿，不是运动员自身。故C错误； D．发生弹性形变的物体具有弹性势能，撑竿发生了弹性形变，所以它具有弹性势能。故D正确。 故选D。 28．如图甲所示，水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒，筒底固定一根弹簧。将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点（如图乙）。现将小球下压至B点，并用此处的装置锁定（如图丙），解锁后，小球向上弹出筒口。图丙中小球从开始运动到脱离弹簧的过程中，说法正确的是（    ） A．小球所受合力方向一直向上、速度逐渐增大 B．小球所受合力方向一直向下、速度逐渐减小 C．小球的动能先增大后减小 D．弹簧的弹性势能一直增大 【答案】C 【详解】AB．在B点时，弹簧的弹力大于小球的重力，合力方向向上，小球向上加速；当小球运动到A点时，弹簧的弹力等于小球的重力，合力为0，此时速度达到最大；从A点到脱离弹簧的过程中，弹簧的弹力小于小球的重力，合力方向向下，小球向上减速。故合力方向先向上后向下，不是一直向上，速度先增大后减小，故AB错误； C．小球的速度先增大后减小，动能与速度有关，速度越大动能越大，所以小球的动能先增大后减小，故C正确； D．弹簧的形变量逐渐减小，弹性势能随形变量减小而减小，故D错误。 故选C。 29．如图所示，根据生活经验，用手提水壶把手的______（A/B）处更容易将水倒出，说明力的______影响力的作用效果；此时水壶底部______（具有/不具有）弹性势能。 【答案】 A 作用点 具有 【详解】倒水时，我们需要让水壶绕着壶嘴转动。提A处时，力的作用点离壶嘴更远，也更容易将水倒出。 两次倒水，力的大小和方向基本相同，只是作用点不同，效果不同。这说明力的作用点影响力的作用效果。 弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能。水壶放在桌面上时，壶底与桌面接触，桌面会因受到水壶的压力而发生微小的弹性形变，从而对水壶产生支持力。同时，水壶底部在压力作用下，也会发生极其微小的弹性形变（肉眼不可见），因此水壶底部也具有弹性势能。 30．如图所示，弹簧一端固定在木板上，用小车将弹簧压缩后松手释放，小车被弹开。小车被弹开的过程中，弹簧的弹性势能_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】变小 【详解】小车被弹开的过程中，弹簧的弹性形变变小，所以弹簧具有的弹性势能变小。 31．在如图所示的四幅图中,甲、乙、丙为某运动员进行跳板跳水比赛的漫画图，丁为另一体重较大的运动员从同一跳板跳水的情形。 (1)观察图甲，人对跳板施加力的作用效果是______，此时的跳板具有______能； (2)观察图甲和丙，发现跳板形变程度不同，说明力的作用效果与______有关； (3)比较图丙和丁的跳板形变程度，说明力的作用效果与______有关。 【答案】(1) 使跳板发生形变 弹性势 (2)力的作用点 (3)力的大小 【详解】（1）力的作用效果分为改变物体运动状态、改变物体形状两种，甲图中人对跳板的压力使跳板弯曲，说明力改变了跳板的形状；发生弹性形变的跳板具有弹性势能。 （2）甲和丙是同一个运动员，对跳板的力的大小、方向都相同，只有力作用在跳板上的位置（作用点）不同，跳板形变程度不同，因此说明力的作用效果与力的作用点有关。 （3）丙和丁中运动员站在跳板的相同位置，作用点相同，但丁运动员体重更大，对跳板的压力更大，跳板形变程度更大，因此说明力的作用效果与力的大小有关。 六．探究影响物体弹性势能因素的实验（共4小题） 32．如图所示，将木块放在压缩了的弹簧旁，释放弹簧，木块沿水平地面向右运动，离开弹簧后，木块运动一段距离后停下来，下列说法中不正确的是（       ） A．此装置可以用来探究弹性势能和弹簧形变大小的关系 B．木块离开弹簧之前，弹簧的弹性势能一直在减小 C．木块离开弹簧之后，木块的动能逐渐减少 D．木块运动时，木块所受的重力对木块做了功 【答案】D 【详解】A．弹簧弹性势能的大小可以通过木块移动的距离来体现，故此装置可以用来探究弹性势能和弹簧形变大小的关系，故A正确，不符合题意； B．木块离开弹簧之前，弹簧恢复原长，所以弹簧的弹性势能一直在减小，故B正确，不符合题意； C．木块离开弹簧之后，木块克服摩擦做功，所以木块的动能逐渐减少，故C正确，不符合题意； D．木块运动时，木块所受的重力向下，运动方向水平向前，所以木块的重力未做功，故D错误，符合题意。 故选D。 33．如图所示是小球刚接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程，这个过程中弹簧的弹性势能的变化情况是____________，要探究小球下落压缩弹簧时弹簧的最大压缩量与小球的质量的关系，需分别让质量不同的小球从____________自由下落，压缩同一弹簧，并分别测出压缩量通过比较，从而得出结论。 【答案】 变大 同一高度 【详解】[1]由题意知，小球刚接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，弹簧的形变程度变大，弹簧的弹性势能变大。 [2]要探究弹簧的最大压缩量与小球的质量的关系，采用控制变量法进行实验，即使用质量不同的小球，控制它们从同一高度自由下落，压缩同一弹簧，分别测出弹簧的最大压缩量进行比较。若最大压缩量不同，则说明最大压缩量与小球的质量有关，并得出最大压缩量与小球的质量的关系。 34．小明发现不同的弹簧玩具枪，射出子弹的速度不同，他想将弹簧压缩后的弹性势能转化为动能，改变物体的速度，于是设计了如图所示的实验。 (1)他用一个小球压缩弹簧，记录弹簧的形变量，然后放手，观察并记录小球离开弹簧后在水平地面上滚动的距离，不更换小球，多次改变，并记录对应的。这里他采用的研究方法是______。 (2)请你帮他设计一个记录实验数据的表格。 (3)接下来，他换用不同质量的小球，保持弹簧的形变量一定，多次记录s，发现小球的质量越大，小球滚动的距离就越小。根据这个实验现象，你认为______（选填“能”或“不能”）采用该装置来探究物体动能与物体质量的关系。 【答案】(1)控制变量法/转换法 (2) 实验次数 小球的质量m/kg 弹簧的形变量L/cm 小球滚动的距离s/cm 1 2 3 (3)不能 【详解】（1）实验中不更换小球，控制质量不变，只改变弹簧形变量L，探究弹性势能与形变量的关系，采用的是控制变量法；用小球在水平地面上滚动的距离大小反映弹簧弹性势能的大小，采用了转换法的研究方法。 （2）实验中需要控制小球质量不变，因此需要记录每次实验小球的质量，其次主动改变的量是弹簧形变量L（自变量），需要观察并记录的量是小球滚动的距离s（因变量），表格中设置这两列，能直接对应实验中需要测量和记录的物理量，让数据与变量一一对应；实验还需要“多次改变L，并记录对应的s”，设置“实验次数”可以有序记录多次实验的数据，避免数据混乱，同时也能通过多次实验得出普遍规律，排除偶然因素的影响。 实验次数 小球的质量m/kg 弹簧的形变量L/cm 小球滚动的距离s/cm 1 2 3 （3）不能。不能采用该装置来探究物体动能与物体质量的关系，因为根据单一变量原则，想要进行实验，需要保证小球开始位置的速度相同，但实验中只能保证弹簧的弹性势能相同，即小球初始时刻的动能相同，弹簧恢复原长后，无法保证小球初始时刻的速度相同，故不能采用该装置来探究物体动能与物体质量的关系。 35．（一）在探究物体的动能大小与哪些因素有关实验中，将木块放在水平面上的同一位置，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h由静止开始滚下，如图所示。 (1)该实验的研究对象是______；实验时通过______判断钢球动能的大小，所用的探究方法为______； (2)分析甲、乙两图，可以得到的结论是______； (3)分析乙、丙两图，该探究的结论可用来解释汽车______（选填“超载”或“超速”）的安全隐患； (4)（二）如图戊，在探究“弹性势能的大小与物体弹性形变的关系”的实验中，应将同一个弹簧压缩______（选填“相同”或“不同”）的长度；小明觉得利用该装置，也能探究小球的动能大小与质量的关系。如图丁所示，只需利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块（忽略小球撞击前的能量损失），你认为小明的设计方案是______（选填“可行”或“不可行”）的。 【答案】(1) 钢球 木块移动的距离 转换法 (2)当质量一定时，速度越大，物体动能越大 (3)超载 (4) 不同 不可行 【详解】（1）[1]探究物体的动能大小与哪些因素有关的实验中，钢球从斜面滚落撞击木块，通过木块移动的距离反映钢球撞击木块时的动能大小，因此该实验的研究对象是钢球。 [2][3]由于钢球动能大小不容易直接测量，这里采用转换法。钢球动能越大，对木块做功越多，木块移动的距离就越远。所以通过观察木块移动的距离来判断钢球的动能大小。 （2）甲、乙两图中钢球的质量相同，在斜面上下滑的高度不同，即到达斜面底端的速度相同，且钢球的速度越大，撞击木块移动的距离越远，说明钢球具有的动能越大，因此可得结论为：当质量一定时，速度越大，物体动能越大。 （3）乙、丙两图中钢球在斜面上下滑的高度相同，即速度相同，钢球的质量不同，速度相同的钢球，质量越大，撞击木块移动的距离越远，说明钢球具有的动能越大，因此可得结论为：速度相同时，质量越大，物体动能越大，该结论可用来解释汽车超载的安全隐患。 （4）[1]在探究“弹性势能的大小与物体弹性形变的关系”的实验中，应改变物体弹性形变程度，即应将同一个弹簧压缩不同的长度。 [2]利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，弹簧的弹性势能相同，转化为小球的动能相同，那么小球撞击木块时的动能相同，木块被推动的距离相同，无法探究小球的动能大小与质量的关系，所以小明的设计方案是不可行的。 七．动能和势能的应用（共5小题） 36．无人机已被应用于诸多领域，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，重力势能增大 B．动能减小，重力势能增大 C．动能增大，重力势能增大 D．动能增大，重力势能减小 【答案】A 【详解】无人机匀速上升的过程中，速度不变，质量不变，动能不变；高度升高，质量不变，重力势能变大，故A正确，BCD错误。 故选A。 37．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。 38．如图所示是小明踢足球的过程，下列说法正确的是（　　） A．足球在飞行过程中动能一直增大 B．足球离开脚后速度越大，惯性越大，飞得更远 C．足球在最高点时，若一切外力同时消失，足球将静止 D．脚踢球时，脚对球的力和球对脚的力是一对相互作用力 【答案】D 【详解】A．足球在飞行过程中，上升时，速度变小，动能变小，足球下降时，速度变大，动能变大，故A错误； B．足球离开脚后速度越大，飞得更远，但足球的惯性只与质量有关，其质量不变、惯性不变，故B错误； C．足球在最高点时仍有向前的速度，此时若一切外力同时消失，足球将做匀速直线运动，故C错误； D．脚踢球时，脚对球的力和球对脚的力作用在两个相互作用的物体上，是一对相互作用力，故D正确。 故选D。 39．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机械能。 【答案】 动能 运动 【详解】[1][2]风是流动的空气，空气具有质量和速度，则风具有动能；风和水都能够运动或者被举高，所以风能和水能具有动能和重力势能，风能和水能都属于机械能。 40．如图是某轻轨站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小斜坡，列车靠惯性进站时，列车的______能转化为重力势能，出站时，列车的重力势能转化为______能，这样设计主要是为了______（选填“安全”、“节能”或“美观”）。    【答案】 动 动 节能 【详解】[1]列车进站时爬坡，质量不变，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，通过爬坡将动能转化为重力势能储存起来。 [2][3]出站时下坡，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，再将储存的重力势能转化为动能，从而实现了节能。 八．辨析物体的机械能是否发生变化（共8小题） 41．如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上（小球与地面不接触且不计空气阻力），a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置，则小球从a运动到c的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球在a点的弹性势能最大 B．小球在b点时的机械能最大 C．小球的速度一直发生变化，因为没有力维持小球的运动 D．小球在c点受到平衡力的作用 【答案】B 【详解】A．小球在a点，弹簧被压缩，弹簧具有弹性势能，而不是小球具有弹性势能，故A错误； B．小球从a点到b点，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，故在b点小球的动能最大，重力势能不变，即机械能最大，故B正确； C．小球从a点到c点，速度先变大后变小，一直发生变化，因为小球始终受到力，故C错误； D．小球在c点水平方向受到弹簧的拉力，受非平衡力作用，故D错误。 故选B。 42．图中所示为我国运动员参加米兰冬奥会滑雪比赛时的情境。运动员起跳后，先上升到达最高点，然后再加速下落。下列说法正确的是（    ） A．运动员在空中能够持续上升，是由于他受到惯性的作用 B．运动员在空中上升到达最高点时，所受的合力为零 C．运动员在空中加速下落的过程中，重力做功越来越快 D．运动员在空中加速下落的过程中，运动员的机械能不变 【答案】C 【详解】A．惯性是物体保持原有运动状态不变的属性，不是力，不能表述为“受到惯性的作用”，故A错误； B．运动员到达最高点时不能保持静止，在重力作用下会改变运动状态，合力不为零。故B错误； C．重力做功的功率为。运动员加速下落时，v 越来越大，G 不变，功率 P 越来越大，即重力做功越来越快。故C正确； D．运动员加速下落时，克服空气阻力做功，会消耗一部分机械能，运动员的机械能减少，故D错误。 故选C。 43．米兰冬奥会单板滑雪男子坡面障碍技巧决赛中，苏翊鸣斩获金牌。比赛中，苏翊鸣的运动轨迹经过了图中的A、B、C、D四个位置。空气阻力不可忽略。下列说法正确的是（　　） A．从A到D，苏翊鸣的机械能逐渐减小 B．在最高点C，若一切外力消失，苏翊鸣将保持静止状态 C．从A到B，苏翊鸣的重力势能增大 D．从B到C，苏翊鸣的速度减小，惯性减小 【答案】A 【详解】A．空气阻力不可忽略，苏翊鸣运动过程中始终需要克服空气阻力做功，机械能不断转化为内能，因此从A到D机械能逐渐减小，故A正确； B．最高点C处苏翊鸣仍具有水平方向的速度，并非速度为零；根据牛顿第一定律，若此时一切外力消失，苏翊鸣会保持匀速直线运动，故B错误； C．重力势能大小与质量、高度有关，从A到B高度降低，质量不变时，重力势能减小；故C错误； D．惯性大小只和物体质量有关，从B到C苏翊鸣质量不变，因此惯性大小不变，故D错误。 故选A。 44．如图所示，我国自主研制的“鲲龙”AG600M大型水陆两栖飞机，在水面高速滑行后，腾空而起，沿水平方向匀速飞行一段时间后减速下降，下列说法正确的是（　　） A．飞机在水面高速滑行时，动能增大，重力势能增大 B．飞机腾空而起的过程中，其重力势能转化为动能 C．飞机减速下降的过程中，其机械能一定减小 D．飞机沿水平方向匀速飞行时，其机械能增大 【答案】C 【详解】A．飞机在水面高速滑行时，质量不变，速度增大，动能增大；但高度不变，重力势能不变，故A不符合题意； B．飞机腾空而起时，速度增大、高度增大，动能和重力势能都增大，是燃料的内能转化为机械能，故B不符合题意； C．飞机减速下降时，质量不变，速度减小，动能减小，高度降低，重力势能减小，动能与重力势能之和（机械能）一定减小，故C符合题意； D．飞机水平匀速飞行时，质量不变，速度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，因此机械能不变，故D不符合题意。 故选 C。 45．我国航天技术已经进入世界领先水平。运载火箭将卫星平地托起，直冲云天，火箭在加速上升过程中，机械能_______（选填 “增大”“减小”或“不变”）；与火箭成功分离前，卫星相对运载火箭是_______（选填“静止”或“运动”）的。 【答案】 增大 静止 【详解】火箭加速上升时，速度增大、高度升高，动能和重力势能均增大。机械能增大；分离前，卫星与火箭的相对位置不变，二者相对静止。 46．“创新小组”利用刻度尺、秒表探究“影响纸锥下落速度大小因素”的实验。实验表格的“路程”栏、“______”栏用来记录测量数据。他们让纸锥从不同高度由静止开始下落，测得多组数据，其目的是______（选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）。纸锥下落过程中机械能______（选填“变大”、“不变”或“变小”），若以下落纸锥为参照物，地面______（选填“向上”或“向下”）运动。 【答案】 时间t/s 寻找普遍规律 变小 向上 【详解】测量速度的原理是，已知需要测量路程，因此还需要测量纸锥下落的时间，对应表格栏应为时间。 本实验是探究规律的探究性实验，测多组数据的目的是避免偶然性，寻找普遍规律。 纸锥下落过程受空气阻力，克服阻力做功，部分机械能转化为其他形式的能量，因此机械能变小。 纸锥向下运动，以下落的纸锥为参照物，地面相对纸锥的位置向上变化，因此地面是向上运动的。 47．从2022年北京冬奥会到2025年哈尔滨亚冬会，中国冰雪热传遍了大江南北。 (1)小聪在滑雪场用双板滑雪时，他向后撑雪杖就会向前加速滑动，这是利用了物体间力的作用是___的。 (2)如图所示，小明用单板滑雪，从C点由静止自由滑下，经过B点到达最低点O，然后到达另一侧与B点等高的A点时速度刚好为零。则由C点到B点的过程中，___能转化为___能；从C点到A点的过程中，其机械能的总量___（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1)相互 (2) 重力势 动 变小 【详解】（1）向后撑雪杖时，人对雪施加向后的力，根据物体间力的作用的规律，雪同时给人向前的反作用力，使人向前运动，因此这里利用了力的作用是相互的。 （2）从C点到B点的过程中，人所在高度降低、重力势能减小，运动速度变大、动能增大，因此是重力势能转化为动能； 从C点到A点的过程中，人滑行时需要克服摩擦阻力做功，一部分机械能转化为内能，因此机械能的总量变小。 48．如图（a）所示，过山车从点出发，先后经过、、、点，运动过程中空气阻力忽略不计。图（b）是过山车在、、、点的动能和重力势能大小的示意图。 (1)过山车先后经过、、、点时，其在_______点时重力势能最大； (2)判断过山车经过点和点时速度的大小：_______（选“A 大于”“B 等于”或“C 小于”）； (3)写出过山车经过点和点时的机械能大小关系及判断理由，并推测造成其机械能变化的可能原因：___________。 【答案】(1)B (2)A (3)B点机械能大于点机械能；理由：机械能等于动能与重力势能之和，由图(b)可知点动能和重力势能的总和大于点动能和重力势能的总和；变化原因：过山车运动过程中克服轨道摩擦做功，部分机械能转化为内能，机械能逐渐减小 【详解】（1）图(b)直接给出了各点重力势能的大小，重力势能的柱状图在点最高，因此点重力势能最大。 （2）质量不变时，动能越大，物体速度越大。、都位于水平轨道，重力势能相同；由图(b)可知点动能大于点动能，因此大于，故选A。 （3）略 九．比较机械能的大小（共8小题） 49．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。 50．小明先后两次将同一弹簧压缩至不同长度和，放手前将小球置于弹簧右端，如图甲所示。放手后小球被弹开，经光滑轨道到达最高点的高度分别为和，小球两次最高点的重力势能如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】AB．物体的重力势能跟质量与高度有关，由图乙可知，同一小球第1次的具有的重力势能大于第2次的具有的重力势能，可知小球第1次达到的最高点大于第2次达到的最高点，即，故AB错误； CD．由于是同一轨道，同一小球，在实验中，是动能转化为重力势能，由于小球第1次的具有的重力势能大于第2次的具有的重力势能，所以小球离开弹簧后第1次具有的动能大于第2次具有的动能；而小球开始运动到刚好脱离弹簧的过程中，是弹簧的弹性势能转化为小球的动能，由此可得，第1次弹簧具有的弹性势能大于第2次具有的弹性势能，而同一弹簧的弹性势能与弹簧的压缩量（或伸长量）有关，压缩量越大，弹簧具有的弹性势能越大，由此可得，弹簧第1次的压缩量大于第2次的压缩量，可知，先后两次将同一弹簧压缩至不同长度关系为 故C错误，D正确。 故选D。 51．如图所示，某人用大小相同的力作用在同样的弹簧上，观察比较图a、图b可知，此时弹簧a、b的弹性势能是哪个大？（　　） A．a大 B．b大 C．一样大 D．无法确定 【答案】C 【详解】如图所示，某人用大小相同的力作用在弹簧上，观察比较图a、b，可知人手作用在弹簧上，可以使弹簧发生弹性形变；同时由于两个力的大小相同，虽然方向不同，但它们形变的程度是相同的，所以所具有的弹性势能相同。 故选C。 52．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。 53．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。 54．如图所示，一根轻质弹簧的一端系一小球置于水平面上，弹簧处于原长时小球静止在O点。现将弹簧向左压缩至A点，然后放手，小球向右运动的最远点为B。小明认为距离，小聪认为距离。你认为______的观点正确，理由是____________________。 【答案】 小聪 水平面的摩擦力和空气阻力会损耗一部分机械能，弹簧的弹性势能减小，弹簧伸长量小于压缩量 【详解】[1][2]小球向右运动到最远点B的过程中，小球需要克服摩擦力、空气阻力做功，机械能会有损失，即弹性势能减小，所以弹簧伸长量小于压缩量，即，故小聪的观点正确。 55．如图所示，货架上放着ABCD四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球。则A与B相比，___ 的重力势能大，B与C相比，__ 的重力势能大，四个球中，重力势能最小的是____。 【答案】 A B D 【详解】[1][2][3]四个球的体积相同，A和B为铅球，C和D为铁球，铅的密度大于铁的密度，由得，A、B的质量大于C、D的质量。A与B质量相同，A的高度更高，所以A的重力势能大；B与C高度相同，B的质量更大，所以B的重力势能大。四个球中，D的高度最低，且质量与C相等，小于A、B，故重力势能最小的是D。 56．水碓是我国古代劳动人民的伟大发明之一，它巧妙地利用水力及杠杆原理，进行精妙的能量转换设计，是古人智慧的生动体现。题甲图为古代水碓通过水力驱动木槌舂米的实物图。当水流推动水轮转动时，水轮横轴上的突起会依次与碓梢末端接触并施加作用力，从而带动杠杆使木槌抬起再落下实现舂米。 当水流从高处下落冲击水轮时，水轮的动能变______（选填“大”或“小”）；当木槌被举至最高点时，木槌的______能最大。 【答案】 大 重力势 【详解】[1]当水流从高处下落冲击水轮时，水流的机械能转移给水轮，水轮转动，水轮的动能变大。 [2]重力势能的大小与质量和高度有关，当木槌被举至最高点时，高度最高，木槌的重力势能最大。 十．物体运动过程中各种机械能的变化情况（共8小题） 57．关于2026年冬奥会相关物理知识，下列说法错误的是（　　） A．运动员滑雪时，滑雪板宽大是为了减小压强 B．冰壶比赛中，冰壶滑行时不受摩擦力作用 C．运动员起跳后，上升过程中动能转化为重力势能 D．冰面光滑，是为了减小运动员与冰面的摩擦 【答案】B 【详解】A．滑雪板宽大是为了增大受力面积，从而减小压强，故A正确，不符合题意； B．在冰壶比赛中，冰壶滑行时，相对于冰面运动，受到冰面给它的摩擦力，故B错误，符合题意； C．运动员起跳后，在上升过程中，速度减小动能减小，高度变大重力势能增大，将动能转化为重力势能，故C正确，不符合题意； D．冰面光滑是为了减小接触面的粗糙程度，从而减小摩擦，故D正确，不符合题意。 故选B。 58．如图所示，若在距离水平地面的同一高度处以大小相同的初速度分别沿竖直向上和斜向右上方将同一个小球抛出，忽略空气阻力。小球竖直向上、斜向右上到达最高点时距水平地面的高度分别为和，小球又下落到水平地面时的速度大小分别为和。下列说法中正确的是（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】D 【详解】小球上升时，速度变小，高度变大，动能变小，重力势能变大，动能转化为重力势能；两个完全相同的小球，在同一高度处以相同大小的初速度抛出，它们的动能和重力势能相同，故两球抛出时的机械能相同，忽略空气阻力，两球机械能守恒，两球抛出后上升到最高点时，竖直向上的小球在最高点时速度为0，动能全部转化为重力势能，斜向上的小球运动到最高点时，速度不为0，动能没有全部转化为重力势能，因此两球抛出后上升到最高点时竖直向上的小球的重力势能大于斜向上的小球的重力势能，则最高点到地面的高度；小球又下落到水平地面时，重力势能相同，不计空气阻力，机械能不变，则动能相同，所以速度也相同，即。故选D。 59．“反向蹦极”是把蹦极倒过来玩的一项运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，在点时人受到的重力与弹性绳对人的拉力大小相等，此时速度达到最大，上升的最高位置为点。若不计空气阻力，关于人从静止释放到运动到最高点的整个过程，下列描述正确的是（　　） A．人的动能和重力势能都是先增大后不变 B．绳的弹性势能始终不变，人的动能一直增大 C．人的动能先增大后减小，人的重力势能一直增大 D．绳的弹性势能先减小后增大，人的重力势能先增大后减小 【答案】C 【详解】从A到B，开始时弹性绳的拉力大于人的重力，人加速上升，速度增大，动能增大，高度升高，重力势能增大；当弹性绳的拉力等于人的重力时，速度达到最大；从B到C，弹性绳的拉力小于人的重力，人做减速运动，速度减小，动能减小，高度继续升高，重力势能增大；所以人从A到C的过程中，动能先增大后减小，重力势能一直增大。弹性绳从A到C的过程中，形变程度逐渐减小，弹性势能逐渐减小，在A点时弹性绳形变量最大，弹性势能最大。故C正确，ABD错误。 故选C。 60．如图甲为蹦床运动员比赛时的场景，图乙为其在比赛中的示意图，某时刻他从A点自由下落，与水平床面接触点为B，能到达的最低点为C点。下列说法正确的是（　　） A．A点到B点过程中，运动员的惯性逐渐变大 B．在B点时，运动员的重力势能最小 C．最终，运动员会停在BC间某处 D．B点到C点过程中，运动员动能逐渐变小 【答案】C 【详解】A．惯性大小只与质量有关，A点到B点过程中，运动员质量不变，惯性不变，故A错误； B．在B点时，运动员重力大于弹力，还会继续向下运动，运动员重力势能不是最小，故B错误； C．运动员从A下落到C，再被弹起，但由于空气阻力和蹦床的能量损耗，每次弹跳高度逐渐降低。 最终会静止在平衡位置，即蹦床的形变刚好等于重力产生的拉力时的位置。 因为B是刚接触点，无形变，C是最大形变点，平衡位置在两者之间，此时弹力等于重力，所以，最终会停在BC间的某一点（平衡位置），故C正确； D．运动员从接触蹦床到最低点过程中，一开始重力大于弹力，速度还会继续增大，当重力等于弹力时，速度达到最大，此时动能最大，当重力小于弹力时，动能主要转化为蹦床弹性势能，速度减小，动能减小。从B点到C点过程中，动能先增大后减小，故D错误。 故选C。 61．学校积极开展阳光体育运动，如图所示是学生在操场上进行各种项目的训练。 (1)甲图为小明在单杠上做引体向上训练的情境，若已知小明的体重为G，每次上升的高度为h，某次测试时总共做n个所用的时间为t，则在测试中小明做功的功率为_______（用题中已知字母表示）。 (2)乙图为小华在操场上投实心球时整个抛球运动过程的示意图，轨迹上a、b两点在同一高度，则实心球在a点时的速度_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）实心球在b点时的速度。 【答案】(1) (2)大于 【详解】（1）引体向上过程中，小明克服自身重力做功；完成1次引体向上做功为 做次的总功 根据功率公式，可得测试中做功的功率 （2）实心球在空中运动时，会克服空气阻力损耗机械能，因此从到运动过程中，机械能逐渐减小。、两点高度相同，实心球的重力势能相等（重力势能，、都相同）；机械能等于动能与重力势能之和，因此点的动能大于点动能，质量相同的情况下，动能越大速度越大，所以大于。 62．如图所示，将弹簧、小车置于水平木板上，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，小车在水平木板上运动时，重力对小车___________（选填“做功”或“不做功”）。某同学想利用该装置探究“物体动能大小与质量的关系”，他用质量不同的小球将弹簧压缩相同程度，然后由静止释放，撞击水平面上在相同位置放置的同一木块，比较木块滑行距离。该实验方案___________（可行/不可行），理由是___________。 【答案】 动 不做功 不可行 没有控制小球的速度相同，不符合控制变量法要求 【详解】压缩的弹簧弹开小车时，弹簧弹性势能减小，小车获得运动的动能，因此弹性势能转化为小车的动能；做功需要满足：物体受力、且在力的方向上移动距离，重力方向竖直向下，小车沿水平方向运动，没有在重力方向移动距离，因此重力对小车不做功；探究动能与质量的关系时，根据控制变量法，需要保持小球速度相同，只改变质量，本方案中，弹簧压缩相同程度时，弹簧弹性势能相同，转化给小球的动能相同，质量不同的小球获得的速度不同，没有控制速度这个变量，因此方案不可行。 63．如图是皮球落地后弹起过程中每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。由图可知，皮球离开地面上升的过程中，重力势能 _____ ，机械能 ____ （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。如图等高A、B两点处的速度A点 ____ B点（填“＞”、“＜”、“＝”）。 【答案】 增大 减小 ＞ 【详解】[1]皮球离开地面上升的过程中，质量不变，高度上升，重力势能增大。 [2]由图可知，皮球离开地面上升的过程中，皮球弹起后高度逐渐降低，说明球在落地、弹起的过程中克服阻力做功消耗了一部分机械能，所以机械能逐渐减小。 [3]A点和B点的高度相等，重力势能相同，A点的机械能大于B点的机械能，所以A点的动能大于B点的动能，A点的速度大于B点的速度。 64．2025年9月3日，东风-17导弹亮相纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会。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，在洲际导弹加速上升阶段，导弹的动能________，机械能________。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】 增大 增大 【详解】在导弹加速上升阶段，导弹的质量不变，速度增大，所以动能增大。 重力势能的大小与质量和高度有关，导弹上升时，质量不变，高度增加，重力势能增大。 动能和重力势能都增大，所以机械能的总量增大。 十一．单摆和滚摆运动时的能量变化情况（共5小题） 65．如图，把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去。下列说法正确的是（　　） A．铁锁刚开始在鼻子附近松手时，重力势能最大 B．铁锁由最低点向上摆动时重力势能转化为动能 C．铁锁在摆动的过程中机械能是守恒的 D．铁锁在摆动到最高点时受力平衡 【答案】A 【详解】AC．重力势能的大小和质量、高度有关，铁锁质量不变，摆动过程中受空气阻力作用，部分机械能转化为其他形式的能，机械能不断减小（即机械能不守恒），后续摆动的最高点高度始终低于初始在鼻子附近的高度，因此刚开始松手时铁锁高度最大，重力势能最大，故A正确，C错误； B．铁锁由最低点向上摆动时，质量不变，速度减小，动能减小；高度增加，重力势能增大，因此该过程是动能转化为重力势能，故B错误； D．受力平衡的物体合力为零，铁锁摆动到最高点时，重力竖直向下，拉力沿绳子方向，两个力不在同一直线上，合力不为零，因此受力不平衡，故D错误。 故选A。 66．如图是摆球从A点静止释放，经过B、O、C三点，到达最高点D的示意图，其中B、C两点等高。下列说法正确的是（　　） A．摆球在O点时动能等于零 B．摆球在A、D两点的重力势能相等 C．摆球从A点到O点的过程中机械能减少 D．摆球在B、C两点的动能相等 【答案】C 【详解】A．O点是摆球摆动的最低点，摆球从A到O的过程中，高度减小，速度增大，重力势能转化为动能，在O点时速度最大，因此动能最大，不为零，故A错误； B．重力势能与质量和高度有关，由图可知， A点的高度高于D点的高度，摆球质量不变，因此A点的重力势能大于D点的重力势能，故B错误； C．摆球摆动过程中，会受到空气阻力的作用，需要克服空气阻力做功，因此整个摆动过程中机械能不断减少，从A到O的过程中机械能也会减少，故C正确； D．B、C两点等高，因此摆球在B、C两点的重力势能相等；但摆球从B到C的过程中，机械能不断减少，因此C点的机械能小于B点的机械能。根据机械能=动能+重力势能，重力势能相等时，C点的动能小于B点的动能，故D错误。 故选C。 67．如图所示，将摆球从点静止释放，摆球在、两点间来回摆动，为最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．从点到点，摆球动能减小，重力势能增大 B．从点到点，摆球动能减小，重力势能减小 C．摆球在摆动过程中所经各点的机械能均相等 D．摆球在点的机械能最大，在，两点的机械能最小 【答案】C 【详解】A．从点到点的过程中，金属小球的质量不变、高度减小、速度增大，所以重力势能减小，动能增大，故A错误； B．从点到点的过程中，金属小球的质量不变、高度增大、速度减小，所以重力势能增大，动能减小，故B错误； CD．不计空气阻力，这意味着在摆动过程中没有能量因摩擦而损失，只有动能和重力势能之间的相互转化，总的机械能是守恒的，因此，摆球在摆动过程中所经过的各点的机械能都相等，故C正确，D错误。 故选C。 68．如图所示的装置叫作滚摆。捻动滚摆的轴缠绕细线使它升高后由静止释放，观察滚摆的运动情况。滚摆沿着细线上下运动时，它的速度不断地变化。当滚摆从最高点向最低点运动时，它的高度降低，速度______，说明它的____能减少而_____能增加；当滚摆从最低点向最高点运动时，速度变小，位置升高，说明滚摆的______能转化为______能。 【答案】 变大 重力势 动 动 重力势 【详解】[1][2][3]当滚摆从最高点向最低点运动时，质量不变，速度变大，高度减小，即动能变大，重力势能减小，将重力势能转化为动能。 [4][5]滚摆上升时，质量不变，速度变小，高度增加，即动能变小，重力势能增大，将动能转化为重力势能。 69．如图甲所示，将摆球悬挂在拉力传感器上后，再固定在O点，时刻摆球静止于点，将摆球拉至位置后，于时刻由静止释放，摆球在、间来回摆动，不计空气阻力。图乙是拉力传感器示数随时间的变化图像。分析图像可知：在时刻，小球运动到________（选填“点”、“AC之间”或“点”）；时刻，小球动能________（选填“增大”、“减小”或“先减小后增大”）；小球在点受到的合力为________N。 【答案】 AC之间 增大 0.4 【详解】[1]在摆球摆动过程中，在A、B两点时速度为0，拉力最小；在C点时速度最大，拉力最大。t2时刻拉力处于较小值且在增大过程中，说明小球从A点向C点运动，所以小球运动到AC之间。 [2] t2~t3时刻，拉力在增大，说明小球在从A点向C点运动，速度在增大，质量不变，可知小球动能增大。 [3]0~t0时刻摆球静止于C点，此时摆球受到的重力与拉力为平衡力，大小相等，由图乙得，此时摆球受到的拉力为0.6N，则小球重力为0.6N。摆动过程中，小球在C点受到竖直向下的重力，竖直向上的拉力，所以此时合力为 十二．蹦极（蹦床）运动中的能量变化情况（共4小题） 70．如图所示为某学员在蹦床上练习抱腿跳运动，在学员接触蹦床从最低点向上运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．学员受到的弹力是由学员发生形变引起的 B．学员受到的重力与弹力是一对平衡力 C．学员向上运动过程中动能一直减小，重力势能一直增大 D．学员向上运动至脱离蹦床时，蹦床的弹性势能一直减小 【答案】D 【详解】A．弹力是由施力物体发生弹性形变产生的。学员受到的弹力，施力物体是蹦床，所以弹力是由蹦床的形变引起的，故A错误； B．学员从最低点向上运动时，先加速（弹力大于重力），后减速（弹力小于重力），并非匀速，所以重力与弹力不是一对平衡力，故B错误； C．学员向上运动的过程，初始阶段，弹力大于重力，合力向上，加速上升；弹力等于重力时，速度达到最大；后期弹力小于重力，合力向下，减速上升。到脱离蹦床前，动能先增大后减小，高度一直增大，重力势能持续增大，故C错误； D．学员从最低点向上运动到脱离蹦床的过程中，蹦床的形变程度一直减小，所以蹦床的弹性势能也一直减小，故D正确。 故选D。 71．如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验：用一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力，关于小球从A点到C点运动过程的说法正确的是（　　） A．小球从A点下落到C点的过程中，其机械能保持不变 B．小球在B点时受到平衡力的作用 C．小球从B点下落到C点的过程中，机械能逐渐减小 D．小球从B点下落到C点的过程中，速度一直减小 【答案】C 【详解】AC．小球从A到B的过程中，橡皮筋未发生弹性形变，小球机械能不变；但从B到C过程中，橡皮筋被逐渐拉长，小球的机械能不断转化为橡皮筋的弹性势能，机械能减小，故A错误，故C正确； B．B点是橡皮筋自然下垂的位置，此时橡皮筋对小球的弹力为0，小球只受重力，合力不为零，不满足平衡力的条件，故B错误； D．小球从B到C的过程中，初始阶段橡皮筋弹力小于重力，合力向下，小球速度增大；当弹力增大到大于重力后，合力向上，小球速度减小，因此速度是先增大后减小，故D错误。 故选C。 72．如图所示，蹦床运动员参与蹦床运动。在运动员从高处下落的过程中，______能转化为______能。运动员接触床面后，运动员的速度慢慢变小、床面的弹性形变程度慢慢变大，______的______能转化为______的______能。 【答案】 重力势 动 运动员 动 床面 弹性势 【详解】[1]运动员下落的过程中，质量不变、高度变小、速度变大，重力势能变小、动能变大，运动员的重力势能转化为动能。 [2]运动员接触床面的过程中，运动员的质量不变、速度变小、动能变小，床面的弹性形变程度变大、弹性势能变大，所以运动员的动能转化为床面的弹性势能。 73．如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点，运动员由静止开始下落。A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点时运动员受到的弹力等于重力，C点是运动员所能到达的最低点。从O点到A点，运动员的机械能______选填“增大”“减小”或“不变”；运动员在______选填“A”“B”或“C”点时的动能最大；运动员在A点的机械能______C点的机械能选填“大于”“等于”或“小于”。整个过程中忽略空气阻力，弹性绳自重不计 【答案】 不变 B 大于 【详解】[1]从O点到A点，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。 [2]运动员从A点到B点的过程中，弹性绳开始发生形变，但重力大于弹性绳对运动员拉力，运动员受到合力的方向竖直向下，因此运动员的速度增大，动能增大；到达B点时，重力等于拉力，速度达到最大，所以运动员在B点时动能最大。 [3]运动员从A点运动到C点的过程中，运动员的速度先增大后减小，直到下落到最低点C点时，速度为零，动能为零，此时运动员的重力势能最小，弹性绳伸长到最长，弹性势能最大，运动员的机械能转化为弹性绳的弹性势能，故运动员在A点的机械能大于C点的机械能。 十三．人造卫星、天体运动等的能量转化（共5小题） 74．如图所示，已知人造地球卫星在大气层外环绕地球运行（不受空气阻力），则人造地球卫星（　　） A．运行过程中运动状态不变，受力平衡 B．从远地点向近地点运行过程中，重力势能增加 C．从远地点向近地点运行过程中，机械能不变 D．在太空中处于失重状态，不具有惯性 【答案】C 【详解】A．人造地球卫星在大气层外环绕地球运行不受空气阻力，运动方向不断变化，所以运动状态改变，受力不平衡，故A不符合题意； B．卫星在远地点时势能最大，当它从远地点向近地点运动时，势能转化为动能，所以势能减小、动能增大，故B不符合题意； C．卫星在大气层外运动，不受空气阻力作用，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒，故C符合题意； D．一切物体都具有惯性，人造地球卫星在太空中也具有惯性，故D不符合题意。 故选C。 75．人造地球卫星在大气层外绕地球运转，它的速度很快，一天可以绕地球飞行几圈到十几圈，能够迅速获取大量的信息。它运行的轨道为椭圆形，如图所示，它的轨道上有一点离地球最近，这个点叫近地点；有一点离地球最远，这个点叫远地点。卫星在运转的过程中（　　） A．从近地点向远地点运动，速度增大 B．从远地点向近地点运动，动能减小 C．卫星从近地点向远地点运动的过程中，机械能保持不变 D．卫星在远地点重力势能最大，机械能最大 【答案】C 【详解】A．人造地球卫星在大气层外运动时机械能守恒。卫星从近地点向远地点运动时，高度增大，根据重力势能的影响因素（质量不变，高度越高，重力势能越大），重力势能增大；同时速度减小，依据动能的影响因素（质量不变，速度越小，动能越小），动能减小，是动能转化为重力势能，并非速度增大，故A不符合题意； B．卫星从远地点向近地点运动时，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，是重力势能转化为动能，并非动能减小，故B不符合题意； C．因为卫星在大气层外运动，不受空气阻力，只有动能和重力势能相互转化，根据机械能守恒的条件（只有重力或弹力做功时，机械能守恒），所以机械能保持不变，故C符合题意； D．卫星在远地点时，高度最高，根据重力势能的影响因素，重力势能最大；但由于机械能守恒，其机械能大小不变，并非机械能最大，故D不符合题意。 故选C。 76．人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。下列说法正确的是（　　） A．人造卫星在运行过程中具有的能量是动能 B．由于人造地球卫星受力不平衡，因此机械能不守恒 C．卫星从远地点向近地点运行的过程中在做减速运动 D．卫星从近地点向远地点运行的过程中，减少的动能全部转化为重力势能 【答案】D 【详解】A．人造卫星在运行过程中，具有运动速度，还具有高度，所以具有动能和重力势能，故A错误； B．人造地球卫星在运行过程中，机械能没有损失，所以机械能守恒，故B错误； C．卫星从远地点向近地点运行的过程中，质量不变，高度降低，将重力势能转化为动能，则速度增大，故做加速运动，故C错误； D．卫星从近地点向远地点运行的过程中，机械能没有损失，则机械能守恒，所以减少的动能全部转化为重力势能，故D正确。 故选D。 77．如图为某火星探测器在轨运动的轨迹图。在远火点运动向近火点的过程中，探测器的重力势能______（选填“增大”或“减小”），所以近火点的速度______（选填“大于”“小于”或“等于”）远火点的速度。 【答案】 减小 大于 【详解】[1][2]火星探测器在从远火点向近火点运动的过程中，质量不变，高度降低，则重力势能减小，火星探测器运动过程中机械能守恒，所以动能增大，则速度增大，所以近火点的速度大于远火点的速度。 78．2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射北斗系统第五十五颗全球组网导航卫星。火箭加速上升过程中，装载在火箭上的卫星机械能_______：卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行，从远地点到近地点的过程中，卫星的动能_______，机械能_______。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】 增大 增大 不变 【详解】[1]火箭加速上升过程中，装载在火箭上的卫星的质量不变，速度变大，高度变大，动能和重力势能都变大，所以机械能增大。 [2][3] 卫星在椭圆轨道上运行时，不受空气阻力，只有重力做功，其机械能（即动能与重力势能之和）是守恒的，动能与重力势能相互转化。当卫星从远地点向近地点运动时，高度降低，重力势能减少，动能增加，机械能不变。 十四．机械能守恒的条件 及常见的机械能守恒辨析（共5小题） 79．如图所示是撑竿跳高时的情景，运动员从助跑到越过横杆的过程中，用到了很多物理知识。从起跳到越过横杆过程中以下有关能量转换正确说法的是（　　） A．起跳时动能全部转换成重力势能 B．撑杆跳高比普通跳高跳的高的原因主要是撑杆跳高在空中还消耗了人自身的能量最终转化成了人体的机械能 C．人体在最高点时动能为0 D．若忽略空气的阻力，人在撑杆跳高的过程中人体的机械能是守恒的 【答案】B 【详解】A．起跳时动能不仅转化为重力势能，还会使撑杆弯曲变形，一部分还会转化为撑杆的弹性势能，同时空气有阻力，通过摩擦生热消耗一部分动能，故A不符合题意； B．撑杆跳高能跳得更高，主要是因为运动员通过撑杆的弯曲将自身能量储存为弹性势能，随后撑杆反弹时将这部分能量转化为人体上升的机械能，故B符合题意； C．在最高点时，虽然竖直方向速度为零，但为完成过杆动作，人体仍需保持水平方向的速度，水平速度不为0，因此动能不为零，故C不符合题意； D．撑杆跳高过程中，人体的机械能会与撑杆的弹性势能相互转化（起跳时人体机械能转化为撑杆弹性势能，撑杆反弹时弹性势能又转化为人体机械能），因此单纯考虑人体的机械能是不守恒的，故D不符合题意。 故选B。 80．如图所示，蹦床是一项运动员利用蹦床反弹来表现杂技技巧的竞技运动。属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。下列关于运动员在蹦床运动中包含的物理知识（忽略空气阻力），说法正确的是（     ） A．运动员离开蹦床上升过程中，弹性势能转化为重力势能 B．运动员从最高点下落到达蹦床前，重力势能转化为动能 C．运动员从离开蹦床到最高点，机械能不守恒 D．运动员从最低点到离开蹦床，只有弹性势能和动能的转化 【答案】B 【详解】A．运动员离开蹦床后，蹦床的弹性形变已经恢复，不再有弹性势能转化，上升过程是运动员的动能转化为重力势能，故A错误； B．运动员从最高点下落到达蹦床前，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B正确； C．忽略空气阻力，运动员离开蹦床到最高点的过程中，运动员的动能转化为重力势能，机械能守恒，故C错误； D．运动员从最低点到离开蹦床的过程中，运动员高度不断升高，蹦床的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能，不只有弹性势能和动能的转化，故D错误。 故选B。 81．图甲是小球从某一高度水平抛出后的部分运动轨迹示意图，其中位置①和③的高度相同。将小球在运动过程中经过①、②、③三个位置中的某两个位置记为、，其动能和重力势能的数据如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．小球在整个运动过程中，机械能保持不变 B．小球在①位置的动能可能小于②位置的动能 C．小球在②位置的动能可能小于③位置的动能 D．位置对应轨迹中的③位置 【答案】D 【详解】A．小球弹跳过程中，克服空气阻力和碰撞地面做功，机械能不断减小，故A错误； B．小球在①位置的机械能大于②位置机械能，①位置的重力势能比②位置的重力势能小，所以①位置的动能比②位置的动能大，故B错误； C．M位置的重力势能240J占总机械能的75%，因此总机械能 动能 N位置的动能200J占总机械能的40%，因此总机械能 重力势能 可得 ，机械能越大越靠前，说明N在M之前；由，说明N高度更高，因此N是重力势能更大的②位置；M的机械能更小，是③位置 。 由于，即小球在②位置的动能大于③位置的动能，故C错误； D．由C选项分析可知，M位置对应轨迹中的③位置，故D正确。 故选D。 82．如图所示，在同一高度以大小相同的初速度分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出，不计空气阻力，小球落地时的速度大小分别为和，则________（选填“<”、“=”或“>”）。 【答案】= 【详解】小球初速度相同，不计空气阻力，运动过程中小球的机械能守恒，小球落地时的重力势能相同，动能相同，故速度也相同，即。 83．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，如图中A和B位置。随着对面斜面倾斜程度的减小，小球就会运动得越来越远，如图中的C和D位置。分析比较小球在图中的C和D两个位置时，小球在C位置的动能________（选填“>”“=”或“<”）小球在D位置时的动能。 【答案】< 【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C、D两个位置时，机械能一样大，动能与势能之和等于机械能总量，但由于C点的重力势能大于D点的重力势能，所以C点的动能小于D点的动能。 十五．机械能与其他形式能的转化（共5小题） 84．如图所示，运动员迎着飞来的足球奔跑，腾空跃起将足球顶出。考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　） A．运动员在跑步阶段运动状态不变，在腾空阶段运动状态改变 B．足球与运动员相互作用的过程中，足球的弹性势能逐渐增大 C．足球被顶出说明运动员对足球的弹力大于足球对运动员的弹力 D．足球从被顶出至刚落地的过程中，足球减小的重力势能大于足球增加的动能 【答案】D 【详解】A．运动员在跑步阶段，无论是加速、减速还是转弯，其速度的大小或方向都在发生变化，因此运动状态是改变的。在腾空阶段，运动员受到重力和空气阻力的作用，做曲线运动，速度的大小和方向都在不断改变，运动状态也是改变的，故A错误； B．足球与运动员相互作用（即顶球）的过程中，足球先发生弹性形变，形变程度逐渐增大，此时弹性势能逐渐增大；随后足球恢复形变被顶出，形变程度逐渐减小，弹性势能又逐渐减小。因此，足球的弹性势能是先增大后减小，故B错误； C．运动员对足球的弹力和足球对运动员的弹力是一对相互作用力（作用力与反作用力），这两个力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。足球被顶出是因为运动员对足球施加的力改变了足球的运动状态，故C错误； D．足球从被顶出至刚落地的过程中，高度降低，重力势能减小；同时速度发生变化，动能可能增加，另外足球在运动过程中需要克服空气阻力做功，导致一部分机械能转化为内能。即足球减小的重力势能一部分转化为增加的动能，另一部分用于克服空气阻力做功转化为内能。因此，足球减小的重力势能大于足球增加的动能，故D正确。 故选 D。 85．运动员郑钦文在巴黎奥运会上为我国赢得了首枚奥运网球单打项目金牌。某次发球，她在O点将球击出，击球后网球运动的频闪照片如图所示，球触地弹起后运动的最高点为P，A点与B点等高，则（　　） A．网球在O点的动能为零 B．网球在B点的机械能等于在A点的机械能 C．网球在B点的动能小于在A点的动能 D．网球由O点运动到P点，减小的重力势能全部转化为动能 【答案】C 【详解】A．网球在O点被击出时，处于运动状态，因此动能不为零，故A不符合题意； B．网球运动过程中受到空气阻力的作用，要克服空气阻力做功，有一部分机械能转化为内能，机械能会逐渐减小，因为B点在A点之后，所以B点的机械能小于A点的机械能，故B不符合题意； C．因为A点与B点等高，则网球在A点与B点处的重力势能相同，因为B点的机械能小于A点的机械能，且机械能等于动能与势能之和，所以网球在B点的动能小于在A点的动能，故C符合题意； D．网球由O到P的过程中，需克服空气阻力做功，减小的重力势能会转化为内能，机械能不守恒，故D不符合题意。 故选C。 86．2025年5月9日，国际女子网球协会（WTA）罗马站展开上半区女单第二轮的较量，郑钦文直落两盘击败达尼洛维奇，赢得2025年红土首胜。如图所示是用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中飞行过程的照片，下列说法正确的是（　　） A．网球离开球拍后，球拍网面的弹性势能增大 B．球从位置A运动到位置B的过程中重力势能在减小 C．球在最高点B处时动能不为零 D．球从位置B运动到位置C的过程中机械能在增大 【答案】C 【详解】A．网球离开球拍后，球拍网面形变变小，球拍网面的弹性势能减小，故A错误； B．球从位置A运动到位置B的过程中质量不变，高度增加，重力势能在增大，故B错误； C．球在空中做曲线运动，球在最高点B处时有向前的速度，速度不为零，动能不为零，故C正确； D．球从位置B运动到位置C的过程中克服空气阻力做功，机械能转化为其他形式能，机械能在减小，故D错误。 故选C。 87．水平地面上有一凹槽，小球从A点静止释放，沿凹槽第一次经过Q点，滚到最高点B点后往回滚动，第二次经过Q点，则小球第二次经过Q点时的动能__________第一次经过Q点时动能。（选填“大于”、“小于”或“等于”） 【答案】小于 【详解】小球沿凹槽滚到最高点B点后往回滚动的过程中，需要克服空气和摩擦阻力做功，一部分机械能会转化为内能，机械能减少，小球两次经过Q点的重力势能不变，小球第二次经过Q点时的动能小于第一次经过Q点时动能。 88．如图，这是杂技演员演出时的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在翘翘板的左端，能把站在右端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，男演员离开跳台时的机械能一定___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）女演员站在右边高台上时的重力势能。 【答案】大于 【详解】由于存在阻力，克服阻力做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，所以男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的重力势能。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $