11.3 动能和势能 知识解读-2025-2026学年人教版物理八年级下学期
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摘要:
本讲义聚焦初中物理“动能和势能”核心知识点,以能量概念为基础,系统梳理动能(运动的能,影响因素为质量和速度)、势能(含重力势能:被举高的能,影响因素为质量和高度;弹性势能:弹性形变的能,影响因素为形变程度)的内涵及规律,构建递进式学习支架。
该资料通过探究动能、重力势能影响因素的实验(如钢球撞击木块、木块撞击木桩),运用控制变量法和转换法培养科学探究与科学思维能力,典例结合火箭升空、清洁车清扫等实际情境强化能量观念。课中辅助教师实验教学,课后随堂检测助力学生巩固知识,查漏补缺。
内容正文:
11.3 (知识解读)(解析版)
•知识点1 能量的概念
•知识点2 动能及其影响因素
•知识点3 势能及其影响因素
•作业 随堂检测
知识点1 能量的概念
1、的概念
(1)能量:一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能。
(2)单位:焦耳,符号J。
2、功与能的关系
(1)功是一个过程量,能量是一个状态量。功是描述一个力对物体作用过程中所取得成效的物理量,它是相对于一个过程而言能量是指一个物体具有能够对外做工的本领。
(2)具有能量的物体不一定在做功,但正在做功的物体一定具有能量。
(3)一个物体能够对外做的功越多,它具有的能量就越大。
注意:(1)能量表示物体做功本领大小的物理量;能量可以用能够做功的多少来衡量。
(2)一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”。如:山上静止的石头具有能量,但它没有做功。也不一定要做功。
【典例1】能量
(1)定义:物体能够________,我们就说这个物体具有能量,简称能。
(2)单位:________,符号是________。
【答案】(1)对外做功
(2) 焦耳 J
【详解】(1)物体具有对外做功的本领,即这个物体具有能量,简称能。
(2)[1][2]能量的国际单位是焦耳,符号是J。
【变式1-1】在国际单位制中,功与能量的单位是相同的,它们的单位是( )
A.焦耳 B.焦耳/千克 C.牛顿/千克 D.帕斯卡
【答案】A
【详解】A.焦耳是功和能量的基本单位,故A符合题意;
B.焦耳是功和能量的基本单位,千克是质量的单位,故B不符合题意;
C.牛顿是力的基本单位,千克是质量的单位,故C不符合题意;
D.帕斯卡是压强的基本单位,故D不符合题意。
故选A。
【变式1-2】下列说法正确的是( )
A.运动的物体具有的能量叫做动能
B.甲乙二人同时登山,甲先到达山顶,则甲的功率大
C.功就是能,因为它们的单位相同
D.用 50N 的水平力拉着重 100N 的小车沿着水平地面前进 5m,则拉力做功 250J
【答案】D
【详解】A.物体由于运动而具有的能量叫做动能;运动的物体除具有动能外,还具有内能,可能还具有重力势能,故A错误;
B.甲乙二人同时登山,甲先到达山顶,表明甲用的时间少,虽然上升的高度相同,但不能确定甲乙二人的重力大小,也就无法比较做功的大小,所以无法判定功率的大小,故B错误;
C.功和能是两个不同的物理量,功是过程量,能是状态量,所以不能说功就是能,虽然单位相同,但物理意义不同;故C错误;
D.用50N的水平力拉着重100N的小车沿着水平地面前进5m,拉力做的功为
W=Fs=50N×5m=250J
故D正确。
故选D。
【变式1-3】社会的进步离不开物理学家的杰出贡献。为了纪念这些伟大的物理学家,人们常用他们的名字作为计量单位,在国际单位制中,能量的基本单位是______。
【答案】焦耳
【详解】在国际单位制中,能量的基本单位是焦耳,用符号J表示。
知识点2 动能及其影响因素
1、动能
(1)动能概念:物体由于运动而具有的能,叫做动能。一切物体都具有动能。
(2)影响动能大小的因素:物体的质量和速度。物体的质量越大,速度越大,物体具有的动能就越大。
(3)单位:焦耳(J)。
2、影响动能大小的因素:物体的质量和速度。物体的质量越大,速度越大,物体具有的动能就越大。当物体的质量一定时,物体运动的速度越大其动能越大,物体的速度越小其动能越小,具有相同运动速度的物体,质量越大动能越大,质量越小动能越小。
3、探究动能的大小与哪些因素有关?
(1)实验方法:控制变量法和转换法
(2)实验结论:
①物体动能的大小与物体的运动速度有关,物体运动速度越大,物体的动能越大;
②物体动能的大小与物体的质量有关,物体的质量越大,物体的动能越大。
(3)归纳总结:动能的大小与物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。
注意:分析物体动能大小的变化时,要同时考虑物体的质量和物体运动速度两个因素的变化情况,不能只考虑其中的一个方面,特别是忽略物体质量的变化。例如:公路上匀速行驶的洒水车在洒水的过程中,虽然速度大小没有变化,但是洒水车的动能在减小,这是因为洒水车的质量在不断减小。
【典例2】小明通过如图甲、乙所示的实验探究“影响物体动能大小的因素”。将钢球从斜面上由静止释放,撞击静止在同一水平面上相同位置的木块。
(1)本实验是探究影响______(填“钢球”或“木块”)动能大小的因素;
(2)将同一钢球分别从甲、乙两图所示的位置由静止释放,则图乙中木块被撞出的距离比图甲中木块被撞出的距离______(填“短”或“长”)。由上述实验现象可以得出结论:当物体质量一定时,______,动能越大;
(3)为了研究物体动能和质量的关系,需要将质量不相等的钢球分别从斜面上______(填“相同”或“不同”)高度由静止释放;
(4)如图丙所示,将钢球从一个光滑斜槽轨道(OAB)O点自由滚下,依次经过A、B、C、D四点(忽略空气阻力),设钢球在C、D两点的机械能分别为和,则______(填“>”“=”或“<”)。钢球从B点做斜抛运动到达最高点D后,钢球的运动情况为______(填字母)。
A.沿a轨迹运动 B.沿b轨迹运动 C.沿c轨迹运动 D.保持静止
【答案】(1)钢球
(2) 短 速度越大
(3)相同
(4) = B
【详解】(1)将钢球从斜面上由静止释放,钢球的重力势能转化为动能,钢球到达水平面后撞击静止在同一水平面上相同位置的木块,将钢球的动能转化为木块被撞出的距离,采用了转换法,所以本实验是研究影响钢球动能大小的因素。
(2)[1][2]比较甲、乙两图,只有钢球释放的高度不同,乙中钢球释放的高度较小,则钢球到达水平面的速度较小,由图可知,图乙中木块被撞出的距离比图甲中木块被撞出的距离短,可得:当物体质量一定时,速度越大,动能越大。
(3)为了研究物体动能和质量的关系,根据控制变量法,应控制钢球到达水平面的速度相同,则需要将质量不相等的钢球分别从斜面上相同高度由静止释放。
(4)[1]如图丙所示,将钢球从一个光滑斜槽轨道(OAB)O点自由滚下,依次经过A、B、C、D四点(忽略空气阻力),钢球不受阻力,机械能守恒,所以钢球在C、D两点的机械能。
[2]钢球从B点做斜抛运动到达最高点D后,钢球仍具有水平向右的速度,受惯性影响且在重力作用下,钢球将沿b轨迹运动。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式2-1】2026年2月11日,我国成功实施了长征十号运载火箭系统低空演示验证与梦舟载人飞船系统最大动压逃逸飞行试验,标志着我国载人月球探测工程迈出了关键一步。由长征十号运载火箭搭载的梦舟载人飞船加速升空时( )
A.动能不变,势能变大 B.动能变小,势能变大
C.动能变大,势能变小 D.动能变大,势能变大
【答案】D
【详解】飞船加速升空时,质量不变,速度增大,因此动能变大;同时高度升高,因此重力势能变大,故选D。
【变式2-2】司机开车上坡前,往往加大油门,以提高车速,这是为了增大汽车的_____(选填“动能”或“重力势能”)。清扫路面垃圾的清洁车,能通过吸尘器将路面上的垃圾吸入车内容器中。清洁车沿街道匀速行驶,在清扫垃圾过程中,车的动能将_____(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 动能 变大
【详解】动能的大小与物体的质量和速度有关,重力势能与物体的质量和高度有关,上坡前加大油门提高车速,汽车质量不变、速度增大,因此增大汽车的动能。
清洁车匀速行驶时速度不变,清扫垃圾时不断吸入垃圾,车的总质量增加,在速度不变的前提下,车的动能会变大。
【变式2-3】如图是“探究物体动能与哪些因素有关”的实验。同一小车先后从同一斜面由静止开始下滑,撞击置于同一水平面上的木块。
(1)实验研究的是______(选填“小车”或“木块”)的动能,通过______来判断动能的大小;
(2)对比甲、乙两次实验,可以研究物体的动能与______的关系;比较乙、丙两图,可以得出结论:______;
(3)图甲和图乙实验中木块克服桌面的摩擦力做的功分别是,则______(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1) 小车 木块在水平面上滑行的距离
(2) 速度 当速度一定时,物体的质量越大,动能越大
(3)<
【详解】(1)[1][2]实验中,同一小车先后从同一斜面由静止开始下滑,重力势能转化为动能,撞击置于同一水平面上的木块,根据转换法,可通过木块在水平面上滑行的距离来判断小车动能的大小,所以实验研究的是小车的动能。
(2)[1]对比甲、乙两次实验,小车的质量相同,下滑的高度不同,到达水平面时的速度不同,所以可以研究物体的动能与速度的关系。
[2]比较乙、丙两图,小车下滑的高度相同,到达水平面时的速度相同,小车的质量不同,丙图中小车质量较大,木块在水平面上滑行的距离较远,故可以得出结论:当速度一定时,物体的质量越大,动能越大。
(3)图甲和图乙实验中木块的质量相同,在水平面上滑行时受到的摩擦力相同,图甲中木块移动的距离较小,根据可知图甲和图乙实验中木块克服桌面的摩擦力做的功。
知识点3 势能及其影响因素
势能:弹性势能和重力势能统称为势能。
1、重力势能
(1)重力势能概念:物体由于被举高而具有的能量,叫做重力势能。
(2)影响重力势能大小的因素:物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大,所处的高度越高,物体的重力势能就越大。当物体的质量一定时,物体距零势能面的高度越大,其重力势能越大,物体距零势能面的高度越小,其重力势能越小;当物体距零势能面的高度一定时,物体质量越大其重力势能越大,物体质量越小其重力势能越小,物体的质量越大,举得越高,其重力势能就越大。
(3)单位:焦耳(J),重为1N的物体(质量约为0.1kg),被举高1m时所获得的能量,就是1J。
3、探究重力势能的大小与哪些因素有关?
(1)实验方法:控制变量法和转换法
(2)实验结论:物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大,所处的高度越高,物体的重力势能就越大。
4、弹性势能
(1)弹性势能概念:物体由于发生弹性形变而具有的能,叫做弹性势能。
(2)影响弹性势能大小的因素:弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大,弹性势能就越大。当弹簧本身的性质相同时,形变越大,它具有的弹性势能就越大,形变越小,具有的弹性势能就越小;当弹簧形变相同时,性质不同的弹簧弹性势能不同。
(3)单位:焦耳(J)。
5、探究弹性势能的大小与哪些因素有关?
(1)实验方法:控制变量法和转换法
(2)实验结论:同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大,弹性势能就越大。
注意:(1)物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大,所处的高度越高,物体的重力势能就越大。当物体的质量一定时,物体距零势能面的高度越大,其重力势能越大,物体距零势能面的高度越小,其重力势能越小;当物体距零势能面的高度一定时,物体质量越大其重力势能越大,物体质量越小其重力势能越小,物体的质量越大,举得越高,其重力势能就越大。
(2)重力势能与物体的质量和高度有关,不能仅凭单一的质量或高度判断其大小,要综合2个因素进行判断。
注意:(1)同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大,弹性势能就越大。当弹簧本身的性质相同时,形变越大,它具有的弹性势能就越大,形变越小,具有的弹性势能就越小;当弹簧形变相同时,性质不同的弹簧弹性势能不同。
(2)分析物体弹性势能大小变化时,要考虑形变的程度。
【典例3】在探究影响重力势能大小的因素的实验中,三个完全相同的木桩和三个木块从高处释放时的位置如图甲所示,已知木块A、B、C的质量关系为,木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示。
(1)实验时,是通过观察木桩陷入沙中深度来比较______(选填“木桩”或“木块”)的重力势能大小;
(2)比较______两个木块对木桩撞击的情形,可得出结论:当物体的质量相同时,高度越______(选填“低”或“高”),物体的重力势能越大;
(3)比较B和C两个木块对木桩撞击的情形,______(选填“能”或“不能”)得出物体的重力势能与质量有关的初步结论,理由是______;
(4)某组同学在探究时为了显示重力势能的大小,用海绵代替沙子,你认为这种做法是______(选填“可行”或“不可行”)的。
【答案】(1)木块
(2) A、B 高
(3) 不能 没有控制木块释放的高度相同
(4)不可行
【详解】(1)木块下落时,重力势能转化为动能,最终击打木桩,根据转换法,实验时,是通过观察木桩陷入沙中深度来比较木块的重力势能大小。
(2)[1][2]比较A、B两个木块对木桩撞击的情形,A、B两个木块质量相同,B木块释放的高度较大,被B木块击打的木桩陷入沙中深度较大,可得:当物体的质量相同时,高度越高,物体的重力势能越大。
(3)[1][2]比较B和C两个木块对木桩撞击的情形,B和C两个木块的质量和释放的高度均不同,没有控制变量,所以不能得出物体的重力势能与质量有关的初步结论。
(4)本实验时,是通过观察木桩陷入沙中深度来比较木块的重力势能大小,沙子形变后不能恢复,便于前后进行比较。而海绵形变后会部分恢复原状,不能保持最大形变,所以用海绵代替沙子的做法是不可行的。
【变式3-1】4月15日,我国自主研发的HH-200航空商用无人运输系统在陕西蒲城顺利完成首次飞行试验,如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.为了减小质量,飞机机翼应采用密度较小的材料制造
B.飞机在向上飞行的过程中,受到的大气压强逐渐增大
C.飞机在空中水平加速飞行时,其重力势能增大
D.飞机在跑道上加速滑行时,速度越快,惯性越大
【答案】A
【详解】A.为了减小质量,根据可知,当体积相同时,飞机机翼应采用密度较小的材料制造,故A正确;
B.大气压强随高度增加而减小,飞机在向上飞行的过程中,受到的大气压强逐渐减小,故B错误;
C.飞机在空中水平加速飞行时,其高度不变,质量不变,重力势能不变,故C错误;
D.飞机在跑道上加速滑行时,质量不变,惯性不变,故D错误。
故选A。
【变式3-2】如图所示,运动员把弓弦拉弯时,弓弦具有_______能,可以把弓箭射出。在弹性限度内,弓弦被拉得越弯,它具有的弹性势能越_______。
【答案】 弹性势 大
【详解】[1][2]弓弦被拉弯后可以恢复形变,则弓弦发生的是弹性形变,所以弓弦具有弹性势能;在弹性限度内,弓弦被拉得越弯,它的弹性形变程度越大,所以它具有的弹性势能越大。
【变式3-3】同学们所用的笔,有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧如图(a)所示。小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏。结果发现小军的笔弹得高一些,小文分析:笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关,那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢?小文猜想:
①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关;
②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。
(1)小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块,在同一水平面上进行了如图(b)所示的实验,此实验是为了验证猜想______,实验中弹性势能的大小是通过______来体现的;
(2)为验证另一个猜想小文进行了如下操作:
a.将小球置于弹簧A的右端,使弹簧被压缩的长度为2cm,放手后小球被弹出,并与一木块相碰,木块被推动了一段距离;
b.将弹簧______(选填“A”或“B”)压缩的程度稍大一些,把小球置于弹簧的右端,观察小球撞击木块后木块移动的距离;
c.若,说明弹簧的弹性势能的大小与弹性形变的程度______(选填“有关”或“无关”);
若,说明弹簧的弹性形变越大,弹性势能越______。
【答案】(1) ① 轻木块被小钢球撞击后移动的距离
(2) A 无关 大
【详解】(1)[1][2]把材料不同的弹簧A和B,分别压缩相同的程度释放弹出小钢球,比较轻木块被小钢球撞击后移动的距离,这就是为了验证猜想①,并通过小钢球对轻木块撞击后木块移动的距离反映弹簧的弹性势能大小;实验中把弹性势能的大小转换为观察木块被推动的距离,这种研究方法叫转换法。
(2)[1]设计实验探究猜想②,应选取同一根弹簧分别压缩不同的程度释放弹出小球,比较木块被小球撞击后移动的距离,故选A。
[2][3]弹簧弹性形变的程度越大,具有的弹性势能越大,撞击木块移动的距离越大,由转换法知,若,说明弹簧的弹性势能的大小与弹性形变的程度无关;若,说明弹簧弹性形变的程度越大,弹性势能的越小;若,说明弹簧弹性形变的程度越大,弹性势能的越大。
1.如图为击出的羽毛球在相同时间间隔的位置的频闪照片,①②过程羽毛球( )
A.重力变小,动能变大
B.重力变小,动能变小
C.重力不变,动能变大
D.重力不变,动能变小
【答案】C
【详解】由图可知,①②过程中,羽毛球的质量不变,所以重力大小不变;高度降低,速度变大,所以动能变大,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.古诗“马作的卢飞快,弓如霹雳弦惊”描绘了激烈的战斗场景。下列相关物理分析正确的是( )
A.弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能
B.制造弓臂的材料需要具备良好的弹性
C.箭在空中飞行时所受重力的方向时刻变化
D.箭在空中飞行的时候,箭的机械能守恒
【答案】B
【详解】A.弯弓射箭,弓的弹性势能转化为箭的动能,故A错误;
B.弓拉得越弯,发生弹性形变越大,箭被射出得越远,所以射箭运动中的弓,要具有良好的弹性,故B正确;
C.重力的方向是竖直向下的,箭在空中飞行时所受重力的方向不变,故C错误;
D.箭在空中飞行的时候,需要克服空气阻力做功,机械能不守恒,故D错误。
故选B。
3.2026年2月18日,在米兰冬奥会上我国自由式滑雪名将徐梦桃成功卫冕女子空中技巧冠军,成为冬奥会历史上首位在该项目上实现卫冕的运动员。如图是她在比赛过程中的情景,当她在空中下落过程中,她的( )
A.重力势能增加,动能不变 B.重力势能不变,动能增加
C.重力势能减小,动能增加 D.重力势能减小,动能减小
【答案】C
【详解】运动员在空中下落过程中,其高度降低,重力势能减小;其速度增大,动能增加;故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.如图所示是冰壶场地的示意图,水平冰面粗糙程度相同。运动员用水平推力使冰壶从A点向前加速运动,到B点时松手,冰壶减速滑行到C点时停止运动。下列说法正确的是( )
A.冰壶由A点运动到C点的过程中动能保持不变
B.冰壶由A点运动到C点的过程中受到的摩擦力保持不变
C.冰壶在加速运动时有惯性,在减速运动时没有惯性
D.撤去推力后冰壶仍能继续向前运动,是因为冰壶不再受到力的作用
【答案】B
【详解】A.动能大小与质量和速度有关,冰壶从A到B加速时速度增大,动能增大;从B到C减速时速度减小,动能减小,全程动能不是保持不变,故A错误;
B.滑动摩擦力的大小由压力大小和接触面粗糙程度决定,冰壶运动全程中,对冰面的压力等于自身重力,大小不变,且题干明确冰面粗糙程度相同,因此冰壶受到的摩擦力保持不变,故B正确;
C.惯性是一切物体的固有属性,任何物体在任何运动状态下都具有惯性,冰壶加速、减速时都有惯性,故C错误;
D.撤去推力后冰壶继续运动,是因为冰壶具有惯性;撤去推力后冰壶仍然受重力、支持力和摩擦力,并非不受力,故D错误。
故选B。
5.如图,单摆中的小球在ABC间不停地往复运动。如果不考虑阻力的影响,有关小球说法正确的是( )
A.小球所受的拉力对小球不做功
B.运动到C处时小球没有受拉力作用
C.由A到B过程中,小球重力做功,小球重力势能增大
D.在A处受到的重力和绳子拉力是一对平衡力
【答案】A
【详解】A.小球所受绳子的拉力方向与小球运动方向垂直,绳子拉力对小球没有做功,故A正确;
B.小球运动到C处时,对绳子仍有拉力作用,绳子发生形变,所以小球受到拉力作用,故B错误;
C.由A到B过程中,小球在重力的方向上移动了距离,小球重力做功,但小球高度减小,重力势能变小,故C错误;
D.小球运动到A处时,细绳对它拉力斜向上,而重力方向竖直向下,两个力没有作用在同一条直线上,所以重力和绳子拉力不是一对平衡力,故D错误。
故选A。
6.“双减”政策的出台让济南市的中小学生的课外生活更加丰富多彩。关于下列活动的说法正确的是( )
A.若外力全部消失,在空中飞行的羽毛球将做匀速直线运动
B.运动员在跑步时,人对地面的压力与地面对人的支持力是平衡力
C.从能量转化的角度看,蹦床时只有动能和重力势能间的相互转化
D.足球脱离脚后能继续上升,是由于惯性大于球的重力
【答案】A
【详解】A.由牛顿第一定律可知,若外力全部消失,在空中飞行的羽毛球将做匀速直线运动,故A正确;
B.运动员在跑步时,人对地面的压力与地面对人的支持力,作用在两个物体上,不是平衡力,故B错误;
C.蹦床时蹦床发生弹性形变,产生了弹性势能,从能量转化的角度看,蹦床时,是动能、重力势能、弹性势能之间的相互转化,故C错误;
D.足球脱离脚后能继续上升,是由于足球具有惯性,惯性不是力,不能与重力比较,故D错误。
故选A。
7.举重比赛中,运动员将杠铃举起的过程中,杠铃的重力势能___________;运动员双臂竖直举着杠铃静止时,运动员对杠铃___________(选填“做功”或“不做功”)。
【答案】
增大
不做功
【详解】重力势能的大小与物体的质量和高度有关,杠铃质量不变,举起过程中高度升高,因此重力势能增大。
做功的两个必要条件是物体受到力的作用,且物体在力的方向上移动距离。运动员举着杠铃静止时,杠铃在力的方向上没有移动距离,不满足做功条件,所以运动员对杠铃不做功。
8.练习排球垫球时,排球离开胳膊后能够继续竖直向上运动,是由于排球具有_______;在竖直上升的过程中,排球的重力势能_______,若排球重力为2.7N,某时刻所受空气阻力大小为0.5N,此时排球所受合力大小为_______N。
【答案】 惯性 增大 3.2
【详解】物体具有惯性,惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,排球离开胳膊后,凭借惯性继续保持向上的运动状态,因此能继续竖直向上运动。
重力势能的影响因素是物体的质量和高度,排球竖直上升过程中,质量不变,高度逐渐升高,所以重力势能增大。
排球竖直上升时,重力与空气阻力的方向均为竖直向下,二力方向相同,合力大小为二力大小之和,计算得
9.如图是神舟十三号载人飞船成功返回地球,主伞成功打开后返回舱减速下降的过程中,动能______、重力势能减小。在返回舱即将着陆的最后几米反推发动机点火,使返回舱平稳着陆,说明物体间力的作用是______。
【答案】 减小 相互的
【详解】动能的大小与物体的质量和速度有关,返回舱减速下降过程中,质量不变,速度减小,因此动能减小;反推发动机向下喷出燃气,燃气会给返回舱一个向上的反作用力,使返回舱减速平稳着陆,这说明物体间力的作用是相互的。
10.小明同学用50N的水平推力推着重为100N的箱子在水平地面上匀速前进了10m,前进的过程中箱子的动能______,推力对箱子做的功是______J。
【答案】 不变 500
【详解】动能的大小与物体的质量和速度有关,箱子匀速前进时,质量和速度均未改变,因此动能不变。
已知推力,箱子在推力方向上移动的距离,推力对箱子做的功
11.玩“竹蜻蜓”是儿时乐趣,当旋转“竹蜻蜓”时(如图),使空气对叶片下表面的压强______空气对叶片上表面的压强,形成压力差推动“竹蜻蜓”飞行;“竹蜻蜓”斜向飞行的过程中,重力势能______。
【答案】 大于 增大
【解析】【小题1】[1]由图可知,“竹蜻蜓”的叶片,其上表面是弯曲的,下表面相对平直。当叶片旋转时,空气同时流过上下表面。在相同时间内,空气流过上表面的路程更长,因此上表面的空气流速比下表面的空气流速要大。流体(如空气)的流速越大的地方,压强越小,反之则越大,因此,空气对叶片下表面的压强大于空气对叶片上表面的压强。这个压强差产生了向上的升力,推动“竹蜻蜓”飞行。
[2]物体的重力势能大小取决于它的质量和它所处的高度,“竹蜻蜓”斜向飞行的过程中,质量不变,高度增大,重力势能增大。
12.如图是某兴趣小组“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验中是通过观察___________来比较小车动能大小的。
(2)模拟超载带来的危害时,可选择___________(选填“甲图”“乙图”)的实验装置进行探究。
【答案】(1)木块被撞击后移动的距离
(2)乙图
【详解】(1)在该实验中,小车动能越大,对木块做功越多,木块被撞击后移动的距离就越远,所以可以通过观察木块被撞击后移动的距离来比较小车动能的大小。
(2)要模拟超载带来的危害,即探究的是“动能与质量之间的关系”,根据控制变量法可知,需要控制速度相同,改变质量,则在实验中应保持小车从相同高度由静止滑下,保持小车速度相同,同时改变小车的质量,如图所示,乙图满足要求。
13.利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置,然后都由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,将与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同,,球A、B的质量分别为mA、mB(mA<mB)。
(1)如图甲、乙,同时释放A、B,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的_______无关。
(2)如图甲、乙所示,观察到B球能将木块C撞得更远,由此可得出结论:_______。
(3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度_______(选填“大于”“小于”或“等于”)图丙中小球B到达竖直位置时的速度。由此可以得出物体“质量一定时,速度越大动能越大。
(4)有同学在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丁所示,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_______(选填“可行”或“不可行”)。
【答案】(1)质量
(2)速度相同时,物体质量越大,动能越大
(3)小于
(4)不可行
【详解】(1)甲、乙两图中,小球的质量不同,由题意知,摆角相同,小球同时到达竖直位置,说明小球的速度大小与小球的质量无关;
(2),两球的速度相同,B球能将木块C撞得更远,说明B球的动能更大,因此可得速度相同时,物体质量越大,动能越大;
(3)乙、丙两图,小球的质量相同,,所以丙图小球的速度更大;图丙中木块C滑行得更远些,说明质量相同时,物体的速度越大,动能越大;
(4)图丁中,将弹簧压缩相同程度,弹簧的弹性势能相同,释放后弹性势能转化为铁球的动能,因此不同质量的铁球获得的动能大小是相等的无法比较动能与质量的关系,因此该方案不可行。
14.古希腊学者亚里士多德认为:要使一个物体持续运动,必须对它施加力的作用。而伽利略则认为:物体的运动并不需要力来维持。到底谁说得对呢?为了探究这个问题,小明和同学们设计了如图甲所示实验。
(1)如图甲,分别让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,其目的是使小车到达平面时的______相同,实验中让小车在粗糙程度不同的水平面上滑行目的是为了探究______对物体运动的影响;
(2)小车三次滑行的距离如甲所示,可以得出的结论是:小车受到的阻力越小,速度减小得______,进一步推理可知,如果运动的物体不受力,将做______运动;
(3)完成上述实验后,小明认为利用斜面小车还可以模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,于是设计了如图乙①②③所示的探究实验,将A、B、C三个小车先后从同一装置,高度分别为、、的位置由静止开始滑下(,),推动小木块运动一段距离后静止,请你根据生活经验和所学的物理探究方法,对以下问题进行解答:用来研究超速带来的安全隐患时,应选择图乙中的______两个图所示实验进行比较;选择①③两图用来模拟研究时,得出的结论是其他条件相同时,______越大,安全隐患越大。
(4)在大量类似实验基础上,牛顿概括出了著名的牛顿第一定律。它是人们公认的物理学基本定律之一,在实际生活中有着广泛的应用,一架运输机参加某次抗震救灾时,在沿水平向右做匀速直线运动的过程中,间隔相同时间先后从飞机上静止释放三个相同的物资,若不计空气阻力,且地面水平,那么,在地面上看,下图中能正确表示物资在空中排列情况和着地位置的组合是______;
A.①⑥ B.②⑤ C.③④ D.①④
【答案】(1) 速度 阻力
(2) 越慢 匀速直线
(3) ①② 质量
(4)A
【详解】(1)如图甲,分别让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,其目的是使小车到达水平面时的速度相同,实验中让小车在粗糙程度不同的水平面上滑行目的是为了探究阻力对物体运动的影响。
(2)小车三次滑行的距离如甲所示,可以得出的结论是:小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,进一步推理可知,如果运动的物体不受力,将做匀速直线运动。
(3)用来研究超速带来的安全隐患时,应控制质量相同,改变速度,所以应选择图乙中的 ①② 两个图进行比较。
选择①③两图时,小车的速度相同,质量不同,质量大的小车推动木块更远,说明在其他条件相同时,质量越大,动能越大,安全隐患越大。
(4)运输机沿水平向右做匀速直线运动,释放的物资由于惯性,在水平方向上会保持与飞机相同的速度向前运动,因此物资在水平方向上的运动是同步的,在空中排列时会在同一竖直线上(对应图①);同时,由于投放间隔时间相同,水平方向速度相同,所以落地位置会沿运动方向依次排列且距离相同,对应图⑥。故选A。
15.如图是某同学参加学校组织的体育模拟测试中的一些场景。
(1)甲图是立定跳远分解图,同学在最高点时________(选填“有”或“没有”)动能;
(2)在练习实心球时,投出的实心球在空中划出的弧线如图乙所示。以下过程中,同学对实心球做功的是( )
A.用力将实心球抛出 B.实心球在空中飞行
C.实心球在地上滚动 D.实心球停在地上
(3)如图丙所示,同学1分钟内完成40个仰卧起坐,假设她的质量为40kg,每次身体的重心抬升45cm,则她在1分钟内仰卧起坐过程中的功率为________W。(g取10N/kg)
【答案】(1)有
(2)A
(3)120
【详解】(1)在立定跳远的最高点,同学水平方向仍有速度,故具有动能。
(2)A.用力将实心球抛出,在抛出过程中,手对实心球施加了力,并且实心球在力的方向上移动了一段距离。因此,同学对实心球做了功,故A符合题意;
B.实心球在空中飞行时实心球已经离开手,手不再对球施加力,因此同学没有对球做功,故B不符合题意;
C.球在地面上滚动时,同学没有对球施加力,因此没有做功,故C不符合题意;
D.实心球停在地上时,球静止不动,同学没有对球施加力,也没有做功,故D不符合题意。
故选A。
(3)该同学的重力
每次仰卧起坐克服重力做的功为
她1分钟内总共做的功为
她在1分钟内仰卧起坐过程中的功率
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11.3 (知识解读)(解析版)
•知识点1 能量的概念
•知识点2 动能及其影响因素
•知识点3 势能及其影响因素
•作业 随堂检测
知识点1 能量的概念
1、的概念
(1)能量:一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能。
(2)单位:焦耳,符号J。
2、功与能的关系
(1)功是一个过程量,能量是一个状态量。功是描述一个力对物体作用过程中所取得成效的物理量,它是相对于一个过程而言能量是指一个物体具有能够对外做工的本领。
(2)具有能量的物体不一定在做功,但正在做功的物体一定具有能量。
(3)一个物体能够对外做的功越多,它具有的能量就越大。
注意:(1)能量表示物体做功本领大小的物理量;能量可以用能够做功的多少来衡量。
(2)一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”。如:山上静止的石头具有能量,但它没有做功。也不一定要做功。
【典例1】能量
(1)定义:物体能够________,我们就说这个物体具有能量,简称能。
(2)单位:________,符号是________。
【变式1-1】在国际单位制中,功与能量的单位是相同的,它们的单位是( )
A.焦耳 B.焦耳/千克 C.牛顿/千克 D.帕斯卡
【变式1-2】下列说法正确的是( )
A.运动的物体具有的能量叫做动能
B.甲乙二人同时登山,甲先到达山顶,则甲的功率大
C.功就是能,因为它们的单位相同
D.用 50N 的水平力拉着重 100N 的小车沿着水平地面前进 5m,则拉力做功 250J
【变式1-3】社会的进步离不开物理学家的杰出贡献。为了纪念这些伟大的物理学家,人们常用他们的名字作为计量单位,在国际单位制中,能量的基本单位是______。
知识点2 动能及其影响因素
1、动能
(1)动能概念:物体由于运动而具有的能,叫做动能。一切物体都具有动能。
(2)影响动能大小的因素:物体的质量和速度。物体的质量越大,速度越大,物体具有的动能就越大。
(3)单位:焦耳(J)。
2、影响动能大小的因素:物体的质量和速度。物体的质量越大,速度越大,物体具有的动能就越大。当物体的质量一定时,物体运动的速度越大其动能越大,物体的速度越小其动能越小,具有相同运动速度的物体,质量越大动能越大,质量越小动能越小。
3、探究动能的大小与哪些因素有关?
(1)实验方法:控制变量法和转换法
(2)实验结论:
①物体动能的大小与物体的运动速度有关,物体运动速度越大,物体的动能越大;
②物体动能的大小与物体的质量有关,物体的质量越大,物体的动能越大。
(3)归纳总结:动能的大小与物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。
注意:分析物体动能大小的变化时,要同时考虑物体的质量和物体运动速度两个因素的变化情况,不能只考虑其中的一个方面,特别是忽略物体质量的变化。例如:公路上匀速行驶的洒水车在洒水的过程中,虽然速度大小没有变化,但是洒水车的动能在减小,这是因为洒水车的质量在不断减小。
【典例2】小明通过如图甲、乙所示的实验探究“影响物体动能大小的因素”。将钢球从斜面上由静止释放,撞击静止在同一水平面上相同位置的木块。
(1)本实验是探究影响______(填“钢球”或“木块”)动能大小的因素;
(2)将同一钢球分别从甲、乙两图所示的位置由静止释放,则图乙中木块被撞出的距离比图甲中木块被撞出的距离______(填“短”或“长”)。由上述实验现象可以得出结论:当物体质量一定时,______,动能越大;
(3)为了研究物体动能和质量的关系,需要将质量不相等的钢球分别从斜面上______(填“相同”或“不同”)高度由静止释放;
(4)如图丙所示,将钢球从一个光滑斜槽轨道(OAB)O点自由滚下,依次经过A、B、C、D四点(忽略空气阻力),设钢球在C、D两点的机械能分别为和,则______(填“>”“=”或“<”)。钢球从B点做斜抛运动到达最高点D后,钢球的运动情况为______(填字母)。
A.沿a轨迹运动 B.沿b轨迹运动 C.沿c轨迹运动 D.保持静止
【变式2-1】2026年2月11日,我国成功实施了长征十号运载火箭系统低空演示验证与梦舟载人飞船系统最大动压逃逸飞行试验,标志着我国载人月球探测工程迈出了关键一步。由长征十号运载火箭搭载的梦舟载人飞船加速升空时( )
A.动能不变,势能变大 B.动能变小,势能变大 C.动能变大,势能变小 D.动能变大,势能变大
【变式2-2】司机开车上坡前,往往加大油门,以提高车速,这是为了增大汽车的_____(选填“动能”或“重力势能”)。清扫路面垃圾的清洁车,能通过吸尘器将路面上的垃圾吸入车内容器中。清洁车沿街道匀速行驶,在清扫垃圾过程中,车的动能将_____(填“变大”“变小”或“不变”)。
【变式2-3】如图是“探究物体动能与哪些因素有关”的实验。同一小车先后从同一斜面由静止开始下滑,撞击置于同一水平面上的木块。
(1)实验研究的是______(选填“小车”或“木块”)的动能,通过______来判断动能的大小;
(2)对比甲、乙两次实验,可以研究物体的动能与______的关系;比较乙、丙两图,可以得出结论:______;
(3)图甲和图乙实验中木块克服桌面的摩擦力做的功分别是,则______(选填“>”“<”或“=”)。
知识点3 势能及其影响因素
势能:弹性势能和重力势能统称为势能。
1、重力势能
(1)重力势能概念:物体由于被举高而具有的能量,叫做重力势能。
(2)影响重力势能大小的因素:物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大,所处的高度越高,物体的重力势能就越大。当物体的质量一定时,物体距零势能面的高度越大,其重力势能越大,物体距零势能面的高度越小,其重力势能越小;当物体距零势能面的高度一定时,物体质量越大其重力势能越大,物体质量越小其重力势能越小,物体的质量越大,举得越高,其重力势能就越大。
(3)单位:焦耳(J),重为1N的物体(质量约为0.1kg),被举高1m时所获得的能量,就是1J。
3、探究重力势能的大小与哪些因素有关?
(1)实验方法:控制变量法和转换法
(2)实验结论:物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大,所处的高度越高,物体的重力势能就越大。
4、弹性势能
(1)弹性势能概念:物体由于发生弹性形变而具有的能,叫做弹性势能。
(2)影响弹性势能大小的因素:弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大,弹性势能就越大。当弹簧本身的性质相同时,形变越大,它具有的弹性势能就越大,形变越小,具有的弹性势能就越小;当弹簧形变相同时,性质不同的弹簧弹性势能不同。
(3)单位:焦耳(J)。
5、探究弹性势能的大小与哪些因素有关?
(1)实验方法:控制变量法和转换法
(2)实验结论:同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大,弹性势能就越大。
注意:(1)物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大,所处的高度越高,物体的重力势能就越大。当物体的质量一定时,物体距零势能面的高度越大,其重力势能越大,物体距零势能面的高度越小,其重力势能越小;当物体距零势能面的高度一定时,物体质量越大其重力势能越大,物体质量越小其重力势能越小,物体的质量越大,举得越高,其重力势能就越大。
(2)重力势能与物体的质量和高度有关,不能仅凭单一的质量或高度判断其大小,要综合2个因素进行判断。
注意:(1)同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大,弹性势能就越大。当弹簧本身的性质相同时,形变越大,它具有的弹性势能就越大,形变越小,具有的弹性势能就越小;当弹簧形变相同时,性质不同的弹簧弹性势能不同。
(2)分析物体弹性势能大小变化时,要考虑形变的程度。
【典例3】在探究影响重力势能大小的因素的实验中,三个完全相同的木桩和三个木块从高处释放时的位置如图甲所示,已知木块A、B、C的质量关系为,木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示。
(1)实验时,是通过观察木桩陷入沙中深度来比较______(选填“木桩”或“木块”)的重力势能大小;
(2)比较______两个木块对木桩撞击的情形,可得出结论:当物体的质量相同时,高度越______(选填“低”或“高”),物体的重力势能越大;
(3)比较B和C两个木块对木桩撞击的情形,______(选填“能”或“不能”)得出物体的重力势能与质量有关的初步结论,理由是______;
(4)某组同学在探究时为了显示重力势能的大小,用海绵代替沙子,你认为这种做法是______(选填“可行”或“不可行”)的。
【变式3-1】4月15日,我国自主研发的HH-200航空商用无人运输系统在陕西蒲城顺利完成首次飞行试验,如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.为了减小质量,飞机机翼应采用密度较小的材料制造
B.飞机在向上飞行的过程中,受到的大气压强逐渐增大
C.飞机在空中水平加速飞行时,其重力势能增大
D.飞机在跑道上加速滑行时,速度越快,惯性越大
【变式3-2】如图所示,运动员把弓弦拉弯时,弓弦具有_______能,可以把弓箭射出。在弹性限度内,弓弦被拉得越弯,它具有的弹性势能越_______。
【变式3-3】同学们所用的笔,有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧如图(a)所示。小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏。结果发现小军的笔弹得高一些,小文分析:笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关,那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢?小文猜想:
①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关;
②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。
(1)小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块,在同一水平面上进行了如图(b)所示的实验,此实验是为了验证猜想______,实验中弹性势能的大小是通过______来体现的;
(2)为验证另一个猜想小文进行了如下操作:
a.将小球置于弹簧A的右端,使弹簧被压缩的长度为2cm,放手后小球被弹出,并与一木块相碰,木块被推动了一段距离;
b.将弹簧______(选填“A”或“B”)压缩的程度稍大一些,把小球置于弹簧的右端,观察小球撞击木块后木块移动的距离;
c.若,说明弹簧的弹性势能的大小与弹性形变的程度______(选填“有关”或“无关”);
若,说明弹簧的弹性形变越大,弹性势能越______。
1.如图为击出的羽毛球在相同时间间隔的位置的频闪照片,①②过程羽毛球( )
A.重力变小,动能变大 B.重力变小,动能变小
C.重力不变,动能变大 D.重力不变,动能变小
2.古诗“马作的卢飞快,弓如霹雳弦惊”描绘了激烈的战斗场景。下列相关物理分析正确的是( )
A.弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能
B.制造弓臂的材料需要具备良好的弹性
C.箭在空中飞行时所受重力的方向时刻变化
D.箭在空中飞行的时候,箭的机械能守恒
3.2026年2月18日,在米兰冬奥会上我国自由式滑雪名将徐梦桃成功卫冕女子空中技巧冠军,成为冬奥会历史上首位在该项目上实现卫冕的运动员。如图是她在比赛过程中的情景,当她在空中下落过程中,她的( )
A.重力势能增加,动能不变 B.重力势能不变,动能增加
C.重力势能减小,动能增加 D.重力势能减小,动能减小
4.如图所示是冰壶场地的示意图,水平冰面粗糙程度相同。运动员用水平推力使冰壶从A点向前加速运动,到B点时松手,冰壶减速滑行到C点时停止运动。下列说法正确的是( )
A.冰壶由A点运动到C点的过程中动能保持不变
B.冰壶由A点运动到C点的过程中受到的摩擦力保持不变
C.冰壶在加速运动时有惯性,在减速运动时没有惯性
D.撤去推力后冰壶仍能继续向前运动,是因为冰壶不再受到力的作用
5.如图,单摆中的小球在ABC间不停地往复运动。如果不考虑阻力的影响,有关小球说法正确的是( )
A.小球所受的拉力对小球不做功
B.运动到C处时小球没有受拉力作用
C.由A到B过程中,小球重力做功,小球重力势能增大
D.在A处受到的重力和绳子拉力是一对平衡力
6.“双减”政策的出台让济南市的中小学生的课外生活更加丰富多彩。关于下列活动的说法正确的是( )
A.若外力全部消失,在空中飞行的羽毛球将做匀速直线运动
B.运动员在跑步时,人对地面的压力与地面对人的支持力是平衡力
C.从能量转化的角度看,蹦床时只有动能和重力势能间的相互转化
D.足球脱离脚后能继续上升,是由于惯性大于球的重力
7.举重比赛中,运动员将杠铃举起的过程中,杠铃的重力势能___________;运动员双臂竖直举着杠铃静止时,运动员对杠铃___________(选填“做功”或“不做功”)。
8.练习排球垫球时,排球离开胳膊后能够继续竖直向上运动,是由于排球具有_______;在竖直上升的过程中,排球的重力势能_______,若排球重力为2.7N,某时刻所受空气阻力大小为0.5N,此时排球所受合力大小为_______N。
9.如图是神舟十三号载人飞船成功返回地球,主伞成功打开后返回舱减速下降的过程中,动能______、重力势能减小。在返回舱即将着陆的最后几米反推发动机点火,使返回舱平稳着陆,说明物体间力的作用是______。
10.小明同学用50N的水平推力推着重为100N的箱子在水平地面上匀速前进了10m,前进的过程中箱子的动能______,推力对箱子做的功是______J。
11.玩“竹蜻蜓”是儿时乐趣,当旋转“竹蜻蜓”时(如图),使空气对叶片下表面的压强______空气对叶片上表面的压强,形成压力差推动“竹蜻蜓”飞行;“竹蜻蜓”斜向飞行的过程中,重力势能______。
12.如图是某兴趣小组“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验中是通过观察___________来比较小车动能大小的。
(2)模拟超载带来的危害时,可选择___________(选填“甲图”“乙图”)的实验装置进行探究。
13.利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置,然后都由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,将与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同,,球A、B的质量分别为mA、mB(mA<mB)。
(1)如图甲、乙,同时释放A、B,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的_______无关。
(2)如图甲、乙所示,观察到B球能将木块C撞得更远,由此可得出结论:_______。
(3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度_______(选填“大于”“小于”或“等于”)图丙中小球B到达竖直位置时的速度。由此可以得出物体“质量一定时,速度越大动能越大。
(4)有同学在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丁所示,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_______(选填“可行”或“不可行”)。
14.古希腊学者亚里士多德认为:要使一个物体持续运动,必须对它施加力的作用。而伽利略则认为:物体的运动并不需要力来维持。到底谁说得对呢?为了探究这个问题,小明和同学们设计了如图甲所示实验。
(1)如图甲,分别让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,其目的是使小车到达平面时的______相同,实验中让小车在粗糙程度不同的水平面上滑行目的是为了探究______对物体运动的影响;
(2)小车三次滑行的距离如甲所示,可以得出的结论是:小车受到的阻力越小,速度减小得______,进一步推理可知,如果运动的物体不受力,将做______运动;
(3)完成上述实验后,小明认为利用斜面小车还可以模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,于是设计了如图乙①②③所示的探究实验,将A、B、C三个小车先后从同一装置,高度分别为、、的位置由静止开始滑下(,),推动小木块运动一段距离后静止,请你根据生活经验和所学的物理探究方法,对以下问题进行解答:用来研究超速带来的安全隐患时,应选择图乙中的______两个图所示实验进行比较;选择①③两图用来模拟研究时,得出的结论是其他条件相同时,______越大,安全隐患越大。
(4)在大量类似实验基础上,牛顿概括出了著名的牛顿第一定律。它是人们公认的物理学基本定律之一,在实际生活中有着广泛的应用,一架运输机参加某次抗震救灾时,在沿水平向右做匀速直线运动的过程中,间隔相同时间先后从飞机上静止释放三个相同的物资,若不计空气阻力,且地面水平,那么,在地面上看,下图中能正确表示物资在空中排列情况和着地位置的组合是______;
A.①⑥ B.②⑤ C.③④ D.①④
15.如图是某同学参加学校组织的体育模拟测试中的一些场景。
(1)甲图是立定跳远分解图,同学在最高点时________(选填“有”或“没有”)动能;
(2)在练习实心球时,投出的实心球在空中划出的弧线如图乙所示。以下过程中,同学对实心球做功的是( )
A.用力将实心球抛出 B.实心球在空中飞行
C.实心球在地上滚动 D.实心球停在地上
(3)如图丙所示,同学1分钟内完成40个仰卧起坐,假设她的质量为40kg,每次身体的重心抬升45cm,则她在1分钟内仰卧起坐过程中的功率为________W。(g取10N/kg)
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