专项练习：机械能及其转化-2025-2026学年人教版物理八年级下册

**基本信息** 聚焦机械能概念辨析与转化规律，通过基础应用到综合探究的层级设计，培养能量观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |素养基础|13题|概念辨析、简单实例分析|动能/势能概念→基本转化判断→生活现象解释| |素养提升|19题|综合过程分析、实验探究|复杂转化过程（如蹦极/卫星）→机械能守恒与损耗→实验验证影响因素（控制变量法）|

专项练习：机械能及其转化 素养基础 1.跳伞运动员在空中匀速下落的过程中 (　　) A. 重力势能减小 B.动能增加 C.机械能增加 D.机械能不变 2.下列有关机械能及其转化的说法正确的是 (　　) A. 弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能 B.拦河大坝使上游的水位升高,提高了水的重力势能 C.蹦床运动员从高处落下,其动能转化为重力势能 D.人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小,动能增大 3.某汽车在平直公路上由于行驶速度过快,　　　　能大,危害性就大,为防止意外,汽车不能超速行驶。乘客必须使用安全带,一旦发生碰撞,车身就停止运动,而乘客身体由于　　　　会继续向前运动造成伤害。  4.扬州城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的（） A.弹性势能 B.重力势能 C.体积 D.阻力 5.我国自主研制的“神舟十号”试验飞船在返回地面通过大气层的飞行过程中，下列说法中正确的是（） A.飞船的机械能保持不变 B.飞船的一部分机械能转化为内能 C.飞船的势能越来越小 D.飞船的外表温度会降低 6.(多选)如图所示是一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手,c点是铅球运动的最高点,不计空气阻力。在a到d的整个过程中,下列说法不正确的是 (　　) A.只有在a到b的过程中,运动员对铅球做了功 B.在b到d的过程中,铅球的机械能先增加后减少 C.在c到d的过程中,铅球的重力势能减少 D.在a到d的过程中,铅球的运动状态在不断地变化 7.用轻绳将小球系好后,固定在天花板上,做成一个摆,如图所示,小球在a、c之间往返运动,不计空气阻力,对小球从a点向右摆动到c点的过程,下列说法中正确的是 (　　) A.小球的运动状态没有发生变化 B.小球所受重力的方向总是竖直向下的 C.小球的动能先减小后增大 D.小球的机械能不守恒 8.如图是水上乐园飞行表演，表演者双脚站在向下喷水的踏板上，水柱将人向上顶起，人在空中时而加速上升，时而急速翻滚，时而加速下降，还能在空中竖直悬停。下列说法错误的是（　）。 A．踏板向下喷水，人向上升起，利用了物体间力的作用是相互的原理； B．加速上升过程中，人的重力势能增大，机械能不变； C．人急速翻滚，说明力可以改变物体的运动状态； D．人在空中竖直悬停时，人受到的重力和踏板对人的支持力是一对平衡力 9.如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是（ ） A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大； B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大； C．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变； D．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变 10.无人机已被应用于诸多领域，如图K11-10所示是一款四翼无人机。在无人机匀速上升的过程中，对其分析正确的是 (　　) 图K11-10 A. 质量增加 B. 动能增加 C. 重力势能增加 D. 机械能不变 11.（多选题）为了更好的推进习总书记提出的“一带一路”发展战略，我国计划发射十八颗通信卫星，为沿线国家提供服务。下列关于人造卫星说法中，正确的是（　）。 A．卫星运动到近地点时，动能最大，重力势能最小； B．卫星运动到远地点时，动能最大，重力势能最小； C．卫星由近地点向远地点运动，重力势能转化为动能； D．卫星由远地点向近地点运动，重力势能转化为动能 12.如图所示，弯曲的跳板把人弹至高处，这个过程中人的动能和重力势能的变化情况是（　　）。 A．动能减小，重力势能增大； B．动能增大，重力势能减小； C．动能先增大后减小，重力势能增大； D．动能先减小后增大，重力势能减小 13.人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，如图所示。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的相互转化。关于运行的卫星，下列说法中正确的是（　　） A．卫星绕地球运行的过程中，不受力的作用 B．卫星从近地点向远地点运动的过程中，动能增加 C．卫星从远地点向近地点运动的过程中，势能转化为动能 D．卫星在远地点和近地点的机械能不相等 素养提升 14.如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力），下列说法正确的是（）。 A．从O点到C点运动员速度一直减小； B．从O点到C点运动员的机械能一直在增大； C．从O点到C点运动员的机械能一直在减小 ； D．从O点到A点运动员的机械能不变 15.掉在水平地面上的乒乓球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低。如图所示是乒乓球弹跳的频闪照片，乒乓球在1、2位置的高度一样。下面说法正确的是（　　） A．乒乓球在减速上升过程中，重力势能减小，动能增加 B．乒乓球在1、2位置的重力势能相同，2位置的机械能较小 C．乒乓球在加速下降过程中，具有的惯性越来越大 D．乒乓球运动到2位置时，若所有力都消失，乒乓球将静止不动 16.如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（ ）。 A．小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能； B．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变； C．小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功； D．小球通过M、N两点时的速度大小相等 17.如图为我国海上原油加工平台“海葵一号”甲板配备的救生艇。在紧急状况下，人员可搭载救生艇从轨道上由静止释放滑入大海脱困。则救生艇（　　） A. 静止时不受支持力 B. 下滑过程机械能增大 C. 下滑过程重力势能减小 D. 离开轨道后沿轨道方向做匀速直线运动 18.（多选）设一雨滴从高空由静止竖直下落，从开始下落计时，一段时间内雨滴所受合力随时间变化的关系如图所示。整个过程仅考虑雨滴受重力和空气阻力作用，忽略雨滴质量变化，下列判断正确的是（　　） A. 0~t1时间内，雨滴所受空气阻力逐渐增大 B. t1时刻雨滴所受空气阻力大小为F2 C. 0~t1时间内，雨滴的动能保持不变 D. 0~t1时间内，雨滴的机械能逐渐减小 19.球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在M点的（　　） A．速度比在S点的大 B．机械能大于在S点的 C．机械能等于在S点的 D．离地高度比在S点的低 20.落到地上又弹跳起来的皮球，先被压缩，后恢复原状，关于它的能量变化，以下说法中正确的是（   ） A．压缩过程，动能增加，弹性势能增加 B．恢复过程，动能减小，弹性势能增加 C．压缩过程，动能减小，弹性势能减小 D．恢复过程，动能增加，弹性势能减小 21.在探究重力势能与哪些因素有关时，小乐将A、B、C三个钢球从不同高度自由释放小球质量，下落高度；都落在同样的水平细沙面上．如图所示，实验发现A、B、C都使沙面凹陷，其中A使沙面凹陷最深，B最浅，则下列说法错误的是（ ） A. 该实验采用了转换法，用沙面凹陷程度来反映重力势能大小 B. 对比A、B两次撞击，可知物体的质量越大，重力势能越大 C. 对比B、C两次撞击，可知物体被举得越高，重力势能越大 D. 对比A、B两次撞击，可知重力势能与物体的质量有关 22.在某次演习中，解放军在海拔6000米的高空空投重达8吨的新型履带式伞兵战车，如图。空投下来的战车在后阶段可认为与降落伞一起匀速竖直掉向地面。下列观点正确的是（ ） A．伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动，这是由于战车受到惯性的作用 B．后阶段匀速下降的过程中机械能守恒 C．空投战车后，若飞机仍在原高度水平飞行，则飞机的势能比空投前减小 D．伞兵战车从出机舱到地面的整个过程中，重力做功4.8×107焦 23.落到地上又弹跳起来的皮球，先被压缩，后恢复原状，关于它的能量变化，以下说法中正确的是（   ） A．压缩过程，动能增加，弹性势能增加 B．恢复过程，动能减小，弹性势能增加 C．压缩过程，动能减小，弹性势能减小 D．恢复过程，动能增加，弹性势能减小 素养提升 24.橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，就做成了图示的能自动回头的“魔罐”。当将“魔罐”在水平地面上滚出后，它在水平面上滚动的速度会________（填“不变”，“越滚越快”或“越滚越慢”）。稍后，它又能自动滚回来，此过程中的能量转化形式为：________能转化为________能. 25.如图所示,在“探究影响重力势能大小的因素”实验中,有三个实心且大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C。A、C离沙地高度相同。现让三个小球同时由静止释放,球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 (1)根据　　　　　　　　　　　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　　　　。  (3)球在空中下落时减少的重力势能主要转化为　　　 　。  26.如图所示，将一乒乓球压入盛有水的烧杯底部，松手后，乒乓球先上升最终漂浮。在球露出水面前的过程中，动能　　　(选填“变大”“不变”或“变小”)，重力势能　　　　(选填“变大”“不变”或“变小”)，烧杯中水的　　　　转化为乒乓球的机械能。   27.滚摆从图的位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点3，这三个位置：滚摆重力势能最大的是______、动能为零的是______、机械能最大的是______．（填写位置序号） 28.小明用如图1所示的实验装置探究物体的动能大小与哪些因素有关。 一些物体的功能 行走的牛 约60J 跑百米的运动员 约 飞行的步枪子弹 约 （1）本实验运用了物理研究方法中转换法，用______ 来表示小球动能的大小。 （2）小明通过实验探究。发现质量和速度都是影响动能大小的因素，得出实验结论后，又提出了新的问题：物体的质量和速度对物体动能的影响一样大吗？小明查阅了相关资料收集了一些物体的动能如表所示，结合生活经验分析表中数据，你认为在“质量”和“速度”这两个因素中，对物体动能影响较大的是______ 。 （3） 如图2为某段道路的标志牌，请你用所学知识解释：对机动车限定最高速度的原因是______ ；对不同车型限定不一样的最高速度的原因是______ 29.阅读短文，回答问题： 过山车 当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越岭”呢？ 过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能。过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值，当它开始下行时，它的势能不断减小，动能不断增大；由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低如图所示。像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。 （1）过山车通过A点向上运动过程中，动能______，重力势能______。均选填“变大”“变小”或“不变” （2）后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，是由于过山车运动过程中，机械能______选填“变大”“变小”或“不变”。 （3）过山车旅行过程中，遇到紧急情况能够准确停下来，是由于______。 （4）过山车第一次下行后，是利用______作为“发动机”的。 30.如图所示，单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动。 （1）这两个实验可以说明同一个物理问题：______ 。 （2）在单摆和滚摆的运动过程中，它们上升的高度总是逐渐降低，产生此现象的原因是什么______ ？ （3）单摆的摆球从最低点向上摆动时，摆球的______ 能转化为______ 能，滚摆从最高点向下运动时，滚摆的______ 能转化为______ 能。 31.小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想： 猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关 猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关 为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。 按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。 实验序号 铁块质量m/g 铁块距桌面高度H/cm 桌腿进入沙子的深度h/cm ① 20 20 1.9 ② 20 30 2.9 ③ 20 40 3.8 ④ 30 20 2.9 ⑤ 40 20 4.1 （1）实验中通过比较______来判断物体重力势能的大小； （2）为了验证猜想一，需选择表中______（填实验序号）三组数据进行分析； （3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：______。 32.如图所示，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。 (1)小球滚下斜面的过程中，它的　　　　能转化为动能，其动能大小是通过木块移动的距离大小来反映的。  (2)分析比较　　　　两次实验，可探究出的结论是：质量相同的物体，速度越大，动能越大。  (3)甲实验中若木块的重力为1 N，水平移动的距离是30 cm，则重力对木块做功　　　　J。  (4)如果水平面光滑，则　　　　(选填“能”或“不能”)完成本实验。  专项练习：机械能及其转化 素养基础 1. 跳伞运动员在空中匀速下落的过程中 (　　) A. 重力势能减小 B.动能增加 C.机械能增加 D.机械能不变 【答案】A 2. 下列有关机械能及其转化的说法正确的是 (　　) A. 弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能 B.拦河大坝使上游的水位升高,提高了水的重力势能 C.蹦床运动员从高处落下,其动能转化为重力势能 D.人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小,动能增大 【答案】B　 【解析】将弓拉弯时,人对弓做功,弓形状发生改变,产生了弹性势能;松手后,弓恢复原状时对箭做功,使箭的速度变大,即增加了箭的动能,故A错误。蹦床运动员从高处落下,运动员的质量不变,速度增大,动能增大,同时高度减小,所以重力势能减小,故是将重力势能转化为动能,故C错误。人造卫星由近地点向远地点运动时,质量不变,高度增大,势能增大;速度变小,动能变小,故D错误。 3. 某汽车在平直公路上由于行驶速度过快,　　　　能大,危害性就大,为防止意外,汽车不能超速行驶。乘客必须使用安全带,一旦发生碰撞,车身就停止运动,而乘客身体由于　　　　会继续向前运动造成伤害。  【答案】动　惯性 4. 扬州城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的（） A.弹性势能 B.重力势能 C.体积 D.阻力 【答案】B 【解析】由题意可知，高空抛物现象只所以会造成危害，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大．因此高空抛物会造成很大的危害． 故选B． 5. 我国自主研制的“神舟十号”试验飞船在返回地面通过大气层的飞行过程中，下列说法中正确的是（） A.飞船的机械能保持不变 B.飞船的一部分机械能转化为内能 C.飞船的势能越来越小 D.飞船的外表温度会降低 【答案】B,C 【解析】飞船进入大气层到着陆的过程中，飞船的高度减小，所以重力势能减小，在返回过程中，需要克服摩擦做功，消耗机械能，将一部分机械能转化为内能，所以飞船的机械能减小，同时，摩擦使飞船的外表内能增大，温度升高．对照选项可知，BC的说法正确． 故选BC． 6. (多选)如图所示是一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手,c点是铅球运动的最高点,不计空气阻力。在a到d的整个过程中,下列说法不正确的是 (　　) A.只有在a到b的过程中,运动员对铅球做了功 B.在b到d的过程中,铅球的机械能先增加后减少 C.在c到d的过程中,铅球的重力势能减少 D.在a到d的过程中,铅球的运动状态在不断地变化 【答案】B 7. 用轻绳将小球系好后,固定在天花板上,做成一个摆,如图所示,小球在a、c之间往返运动,不计空气阻力,对小球从a点向右摆动到c点的过程,下列说法中正确的是 (　　) A.小球的运动状态没有发生变化 B.小球所受重力的方向总是竖直向下的 C.小球的动能先减小后增大 D.小球的机械能不守恒 【答案】B 8. 如图是水上乐园飞行表演，表演者双脚站在向下喷水的踏板上，水柱将人向上顶起，人在空中时而加速上升，时而急速翻滚，时而加速下降，还能在空中竖直悬停。下列说法错误的是（　）。 A．踏板向下喷水，人向上升起，利用了物体间力的作用是相互的原理； B．加速上升过程中，人的重力势能增大，机械能不变； C．人急速翻滚，说明力可以改变物体的运动状态； D．人在空中竖直悬停时，人受到的重力和踏板对人的支持力是一对平衡力 【答案】B。 【解析】踏板向下喷水，踏板对水有向下的作用力，同时水对踏板产生向上的作用力，支撑人在空中，这是利用作用力反作用力的原理，故A正确。 加速上升过程中，人的质量不变，速度增大；高度增大，人的重力势能增大，机械能增大，故B错误。 人急速翻滚时，人运动的速度和方向都发生变化，说明力可以改变物体的运动状态，故C正确。 人在空中竖直悬停时，处于平衡状态，人受到重力和踏板对人的支持力是一对平衡力，故D正确。此题答案是B。 9. 如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是（ ） A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大； B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大； C．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变； D．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变 【答案】C。 【解析】卫星在近地点时，速度最大，动能最大，距离地球最近，势能最小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒；故A错误。 卫星在远地点时，速度最小，动能最小，距离地球最远，势能最大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒；故B错误。 卫星从近地点向远地点运行时，速度越来越小，动能逐渐减小，距离地球越来越远，势能逐渐增大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒；故C正确。 卫星从远地点向近地点运行时，速度越来越大，动能逐渐增大，距离地球越来越近，势能逐渐减小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒；故D错误。故应选C。 10. 无人机已被应用于诸多领域，如图K11-10所示是一款四翼无人机。在无人机匀速上升的过程中，对其分析正确的是 (　　) 图K11-10 A. 质量增加 B. 动能增加 C. 重力势能增加 D. 机械能不变 【答案】C 11. （多选题）为了更好的推进习总书记提出的“一带一路”发展战略，我国计划发射十八颗通信卫星，为沿线国家提供服务。下列关于人造卫星说法中，正确的是（　）。 A．卫星运动到近地点时，动能最大，重力势能最小； B．卫星运动到远地点时，动能最大，重力势能最小； C．卫星由近地点向远地点运动，重力势能转化为动能； D．卫星由远地点向近地点运动，重力势能转化为动能 【答案】AD 【解析】卫星运动到近地点时，速度最大，距离最近，所以动能最大，重力势能最小，故A正确。 卫星运动到远地点时，速度最小，距离最远，所以动能最小，重力势能最大，故B错误。 卫星由近地点向远地点运动，速度越来越小，动能越来越小，同时距离地球越来越远，重力势能越来越大，动能转化为重力势能，故C错误。 卫星由远地点向近地点运动，速度越来越大，动能越来越大，同时距离地球越来越近，重力势能越来越小，重力势能转化为动能，故D正确。 12. 如图所示，弯曲的跳板把人弹至高处，这个过程中人的动能和重力势能的变化情况是（　　）。 A．动能减小，重力势能增大； B．动能增大，重力势能减小； C．动能先增大后减小，重力势能增大； D．动能先减小后增大，重力势能减小 【答案】C 【解析】弯曲的跳板把人向上弹起，弹性势能转化为动能，动能变大，运动员离开跳板弹向空中至最高点的这一过程中，人的质量不变，速度变小，高度升高，故动能减小，重力势能增大。故选C。 13. 人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，如图所示。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的相互转化。关于运行的卫星，下列说法中正确的是（　　） A．卫星绕地球运行的过程中，不受力的作用 B．卫星从近地点向远地点运动的过程中，动能增加 C．卫星从远地点向近地点运动的过程中，势能转化为动能 D．卫星在远地点和近地点的机械能不相等 【答案】C 【解析】A、人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，运动状态不断改变，受非平衡力作用，故A错误； B、卫星从近地点向远地点运动时，质量不变，高度增大，重力势能增大，增大的重力势能是由其动能转化而来的，所动能减小，故B错误； CD、由于不受空气阻力，所以卫星在运行过程中只有动能和势能的转化，其机械能是守恒的，卫星在远地点和近地点的机械能相等；卫星从远地点向近地点运动时，质量不变，高度减小，重力势能减小，而机械能守恒，所以减小的势能转化动能，故C正确，D错误。 素养提升 14. 如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力），下列说法正确的是（）。 A．从O点到C点运动员速度一直减小； B．从O点到C点运动员的机械能一直在增大； C．从O点到C点运动员的机械能一直在减小 ； D．从O点到A点运动员的机械能不变 【答案】D。 【解析】蹦极运动员在整个运动过程中，从O点到A点，只受重力作用，其速度逐渐增大，动能增大，重力势能减小，但此过程机械能不变；在从A点到C点过程中，运动员受到重力和绳子的拉力作用，机械能不再守恒。所以，正确选项是D。 15. 掉在水平地面上的乒乓球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低。如图所示是乒乓球弹跳的频闪照片，乒乓球在1、2位置的高度一样。下面说法正确的是（　　） A．乒乓球在减速上升过程中，重力势能减小，动能增加 B．乒乓球在1、2位置的重力势能相同，2位置的机械能较小 C．乒乓球在加速下降过程中，具有的惯性越来越大 D．乒乓球运动到2位置时，若所有力都消失，乒乓球将静止不动 【答案】B 【解析】A、乒乓球在减速上升过程中，质量一定，高度变大，重力势能变大；速度变小，动能变小，故A错误； B、小球在1、2位置的高度相同，所以重力势能相同；由于与空气摩擦等，小球机械能逐渐减小，所以在1处的机械能大，2处的机械能小，故B正确； C、惯性是任何物体都具有的一种性质，其大小与质量有关，与速度无关，故C错误； D、乒乓球运动到2位置时，若所有力都消失，由牛顿第一定律可知，乒乓球将做匀速直线运动，故D错误。 16. 如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（ ）。 A．小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能； B．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变； C．小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功； D．小球通过M、N两点时的速度大小相等 【答案】C。 【解析】A．由于最高点P和Q不等高，故机械能不守恒，存在摩擦力，故小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能一部分转化为动能和内能，故A错误； B．小球从P点向Q点运动的过程中，存在阻力，机械能减小，故B错误； C．小球从P点向Q点运动的过程中，支持力与运动的距离是垂直的，故所受支持力不做功是正确的，故C正确； D．由于机械能减小，M、N两点时重力势能相同，故小球通过M、N两点时的速度大小不相等，故D错误。故选C。 17. 如图为我国海上原油加工平台“海葵一号”甲板配备的救生艇。在紧急状况下，人员可搭载救生艇从轨道上由静止释放滑入大海脱困。则救生艇（　　） A. 静止时不受支持力 B. 下滑过程机械能增大 C. 下滑过程重力势能减小 D. 离开轨道后沿轨道方向做匀速直线运动 【答案】C 【解析】A．救生艇静止时受重力和支持力，这两个力是一对平衡力，故A不符合题意； B．救生艇下滑过程重力势能转化为动能，因为有摩擦力，所以有一部分机械能转化为内能，所以机械能减小，故B不符合题意； C．救生艇下滑过程重力势能转化为动能，所以重力势能减小，动能增加，故C符合题意； D．救生艇从轨道上由静止释放滑入大海后，由于摩擦力的存在，所以离开轨道后的救生艇在水面上做减速速直线运动，故D不符合题意。 故选C。 18. （多选）设一雨滴从高空由静止竖直下落，从开始下落计时，一段时间内雨滴所受合力随时间变化的关系如图所示。整个过程仅考虑雨滴受重力和空气阻力作用，忽略雨滴质量变化，下列判断正确的是（　　） A. 0~t1时间内，雨滴所受空气阻力逐渐增大 B. t1时刻雨滴所受空气阻力大小为F2 C. 0~t1时间内，雨滴的动能保持不变 D. 0~t1时间内，雨滴的机械能逐渐减小 【答案】AD 【解析】A．整个过程仅考虑雨滴受重力和空气阻力作用，重力竖直向下，阻力竖直向上，合力为，根据图像可知0~t1时间内合力逐渐减小，因为雨滴质量变化忽略不计，即雨滴重力不变，所以造成合力变小的原因是0~t1时间内雨滴所受空气阻力逐渐增大，故A正确； B．t1时刻雨滴所受合力大小为F2，受到的空气阻力大小为，故B错误； C．0~t1时间内，雨滴受到的空气阻力发生变化，速度也发生变化，所以雨滴的动能改变，故C错误； D．空气阻力也做功，力的方向与运动方向相反，做负功，会消耗机械能，因此0~t1时间内，雨滴的机械能逐渐减小，故D正确。 故选AD 19. 球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在M点的（　　） A．速度比在S点的大 B．机械能大于在S点的 C．机械能等于在S点的 D．离地高度比在S点的低 【答案】B 【解析】A．由图可知，M点的动能小于S点的动能，所以球在M点的速度比在S点的小，故A不符合题意； BC．由图可知，M点的动能和重力势能之和大于S点的动能和重力势能之和，故M点的机械能大于在S点的机械能，故B符合题意，C不符合题意； D．由图可知，M点的重力势能大于S点的重力势能，所以M点的离地高度比在S点的高，故D不符合题意。 故选B。 20. 落到地上又弹跳起来的皮球，先被压缩，后恢复原状，关于它的能量变化，以下说法中正确的是（   ） A．压缩过程，动能增加，弹性势能增加 B．恢复过程，动能减小，弹性势能增加 C．压缩过程，动能减小，弹性势能减小 D．恢复过程，动能增加，弹性势能减小 【答案】D 【解析】 根据动能与弹性势能的转化分析。 球被压缩时，是动能转化为弹性势能，恢复原状时，是弹性势能转化为动能。 故选D。 21. 在探究重力势能与哪些因素有关时，小乐将A、B、C三个钢球从不同高度自由释放小球质量，下落高度；都落在同样的水平细沙面上．如图所示，实验发现A、B、C都使沙面凹陷，其中A使沙面凹陷最深，B最浅，则下列说法错误的是（ ） A. 该实验采用了转换法，用沙面凹陷程度来反映重力势能大小 B. 对比A、B两次撞击，可知物体的质量越大，重力势能越大 C. 对比B、C两次撞击，可知物体被举得越高，重力势能越大 D. 对比A、B两次撞击，可知重力势能与物体的质量有关 【答案】C 22. 在某次演习中，解放军在海拔6000米的高空空投重达8吨的新型履带式伞兵战车，如图。空投下来的战车在后阶段可认为与降落伞一起匀速竖直掉向地面。下列观点正确的是（ ） A．伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动，这是由于战车受到惯性的作用 B．后阶段匀速下降的过程中机械能守恒 C．空投战车后，若飞机仍在原高度水平飞行，则飞机的势能比空投前减小 D．伞兵战车从出机舱到地面的整个过程中，重力做功4.8×107焦 【答案 】C 23. 落到地上又弹跳起来的皮球，先被压缩，后恢复原状，关于它的能量变化，以下说法中正确的是（   ） A．压缩过程，动能增加，弹性势能增加 B．恢复过程，动能减小，弹性势能增加 C．压缩过程，动能减小，弹性势能减小 D．恢复过程，动能增加，弹性势能减小 【答案】D 【解析】 根据动能与弹性势能的转化分析。 球被压缩时，是动能转化为弹性势能，恢复原状时，是弹性势能转化为动能。 故选D。 素养提升 24. 橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，就做成了图示的能自动回头的“魔罐”。当将“魔罐”在水平地面上滚出后，它在水平面上滚动的速度会________（填“不变”，“越滚越快”或“越滚越慢”）。稍后，它又能自动滚回来，此过程中的能量转化形式为：________能转化为________能. 【答案】越滚越慢；弹性势能；动能 【解析】当将“魔罐”在水平地面上滚出后，由于受到地面摩擦力的作用，它在水平面上滚动的速度会越滚越慢；由于此时橡皮筋已发产生形变，具有了弹性势能，稍后，它又能自动滚回来，此过程中弹性势能转化为动能。 25. 如图所示,在“探究影响重力势能大小的因素”实验中,有三个实心且大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C。A、C离沙地高度相同。现让三个小球同时由静止释放,球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 (1)根据　　　　　　　　　　　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　　　　。  (3)球在空中下落时减少的重力势能主要转化为　　　 　。  【答案】(1)球陷入沙中的深度　A　(2)质量　(3)动能 26. 如图所示，将一乒乓球压入盛有水的烧杯底部，松手后，乒乓球先上升最终漂浮。在球露出水面前的过程中，动能　　　(选填“变大”“不变”或“变小”)，重力势能　　　　(选填“变大”“不变”或“变小”)，烧杯中水的　　　　转化为乒乓球的机械能。   【答案】变大　变大　重力势能 【解析】乒乓球先上升最终漂浮，球露出水面前，所受的浮力大于重力，乒乓球将加速上升，其速度变大，故动能变大。乒乓球上升，其高度变大，故重力势能变大。乒乓球上升，烧杯中水的重心会下降，水的重力势能变小，水的重力势能转化为乒乓球的机械能。 27. 滚摆从图的位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点3，这三个位置：滚摆重力势能最大的是______、动能为零的是______、机械能最大的是______．（填写位置序号） 【答案】1     1、3     1 【解析】 滚摆在下降的过程中重力势能转化为动能，上升的过程中动能转化为重力势能．因为存在空气阻力，滚摆在上升和下降的过程中有一小部分机械能转化为内能，故每次滚摆上升的高度会比前一次低．重力势能的大小与物体的质量和高度有关，滚摆的质量是不变的，故滚摆在位置最高时重力势能最大，即位置1，滚摆在位置1是静止的，在最高点位置3时也是静止的，速度都为零，而动能的大小与物体的质量和速度有关，速度为零，动能也为零．因为滚摆在运动的过程中机械能不守恒，而是一直在减小，故在位置1时机械能最大． 28. 小明用如图1所示的实验装置探究物体的动能大小与哪些因素有关。 一些物体的功能 行走的牛 约60J 跑百米的运动员 约 飞行的步枪子弹 约 （1）本实验运用了物理研究方法中转换法，用______ 来表示小球动能的大小。 （2）小明通过实验探究。发现质量和速度都是影响动能大小的因素，得出实验结论后，又提出了新的问题：物体的质量和速度对物体动能的影响一样大吗？小明查阅了相关资料收集了一些物体的动能如表所示，结合生活经验分析表中数据，你认为在“质量”和“速度”这两个因素中，对物体动能影响较大的是______ 。 （3） 如图2为某段道路的标志牌，请你用所学知识解释：对机动车限定最高速度的原因是______ ；对不同车型限定不一样的最高速度的原因是______ 【答案】木块被推动的距离  速度  质量一定，速度越快，动能越大  速度相同时，质量越大，动能越大 29. 阅读短文，回答问题： 过山车 当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越岭”呢？ 过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能。过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值，当它开始下行时，它的势能不断减小，动能不断增大；由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低如图所示。像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。 （1）过山车通过A点向上运动过程中，动能______，重力势能______。均选填“变大”“变小”或“不变” （2）后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，是由于过山车运动过程中，机械能______选填“变大”“变小”或“不变”。 （3）过山车旅行过程中，遇到紧急情况能够准确停下来，是由于______。 （4）过山车第一次下行后，是利用______作为“发动机”的。 【答案】变小  变大  变小  力能改变物体的运动状态  重力势能 30. 如图所示，单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动。 （1）这两个实验可以说明同一个物理问题：______ 。 （2）在单摆和滚摆的运动过程中，它们上升的高度总是逐渐降低，产生此现象的原因是什么______ ？ （3）单摆的摆球从最低点向上摆动时，摆球的______ 能转化为______ 能，滚摆从最高点向下运动时，滚摆的______ 能转化为______ 能。 【答案】动能和重力势能是相互转化的  都受到空气阻力的作用  动  重力势  重力势  动 31. 小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想： 猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关 猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关 为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。 按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。 实验序号 铁块质量m/g 铁块距桌面高度H/cm 桌腿进入沙子的深度h/cm ① 20 20 1.9 ② 20 30 2.9 ③ 20 40 3.8 ④ 30 20 2.9 ⑤ 40 20 4.1 （1）实验中通过比较______来判断物体重力势能的大小； （2）为了验证猜想一，需选择表中______（填实验序号）三组数据进行分析； （3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：______。 【答案】桌腿进入沙子的深度；①④⑤；质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。 【解析】（1）通过小明设计的实验可以知道，他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的。桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大； （2）根据控制变量法，要验证物体的重力势能与物体的质量有关，应控制物体的高度相同，改变物体质量的大小，故小明要完成探究，需要找数个质量不同的物体进行实验； 故①④⑤三组数据符合，所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论。 （3）比较表中①②③的实验数据，可以发现，高度相同，③中桌腿进入沙子的深度更深，所以，③中的物体具有重力势能大，即可以得出的初步结论是：质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。 32. 如图所示，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。 (1)小球滚下斜面的过程中，它的　　　　能转化为动能，其动能大小是通过木块移动的距离大小来反映的。  (2)分析比较　　　　两次实验，可探究出的结论是：质量相同的物体，速度越大，动能越大。  (3)甲实验中若木块的重力为1 N，水平移动的距离是30 cm，则重力对木块做功　　　　J。  (4)如果水平面光滑，则　　　　(选填“能”或“不能”)完成本实验。  【答案】(1)重力势　 (2)甲、乙　 (3)0(4)不能 学科网（北京）股份有限公司 $