11.3 动能和势能 基础提升 讲义 -2025-2026学年人教版物理八年级下学期

本讲义聚焦初中物理“动能和势能”核心知识点，以能量的概念及单位为基础，系统梳理动能（与质量、速度有关）、重力势能（与质量、高度有关）、弹性势能（与弹性形变程度有关）的定义及影响因素，构建从基础概念到综合应用的学习支架。 该资料亮点在于考点分层明确，典例融合实验探究（如“动能大小与哪些因素有关”的实验设计）与生活实例（神舟飞船升空、滑沙运动等），助力学生形成能量观念，培养科学探究中的证据意识与科学思维。课中辅助教师开展实验教学，课后学生可通过典例强化知识应用，有效查漏补缺。

11.3 动能和势能（参考答案） 考点一：能量的概念及单位 典例 1 答案：对外做功；能够做的功；焦耳（J） 分析：能量的定义是物体能对外做功；能量大小由做功多少决定，做功越多能量越大；能量和功的单位都是焦耳（J）。 典例 2 答案：具有 分析：风（流动空气）能吹动发电机转动，即能对外做功，符合能量定义，因此具有能量。 典例 3 答案：焦耳；能量 分析：功和能量的单位均以物理学家焦耳命名；物体能对外做功，就说它具有能量。 典例 4 答案：D 分析： · A 错：有能量的物体不一定正在做功（如静止的高山巨石有重力势能，没做功）； · B 错：能量多不代表做功多，做功需有能量且有做功过程； · C 错：做功多不代表能量大，能量是 “做功本领”，不是已做功多少； · D 对：能量定义，能做的功越多，能量越大。 考点二：动能的概念及应用 典例 5 答案： (1) 速度；质量 (2) 速度 (3) 木块被推动的距离 (4) 没有控制小球质量相同 (5) 甲、乙 分析： (1) “快” 对应速度，“超载” 对应质量； (2) 同一高度静止滚下，重力势能转化为动能，到达水平面速度相同； (3) 转换法：小球动能越大，推动木块越远，用木块移动距离反映动能； (4) 乙、丙中小球质量不同、高度不同，变量不唯一，无法探究速度影响； (5) 探究质量影响需控制速度相同（同一高度），选甲、乙（质量不同、高度相同）。 典例 6 答案：A 分析： · 摩擦力方向：阻碍相对运动，滑板沿滑道下滑，摩擦力沿滑道向上； · 动能变化：加速下滑，速度增大、质量不变，动能增大。 典例 7 答案：D 分析： · A 错：重力势能与高度、质量有关，宇航员在空间站高度远大于地面，重力势能远大于地面 90%； · B 错：绕地球飞行，运动方向不断变，运动状态改变； · C 错：惯性只与质量有关，质量不变，惯性不变； · D 对：加速运动，速度增大、质量不变，动能增大。 典例 8 答案：D 分析： · A、B 错：同一小球（质量不变），不同高度（速度不同），探究动能与速度关系； · C 错：水平面光滑，木块不受阻力，会一直运动，无法比较移动距离； · D 对：速度越大动能越大，机动车限速可减小动能，降低事故危害。 典例 9 答案：A 分析： · A 错：惯性只与质量有关，速度大动能大，惯性不变； · B 对：速度一定，质量越大动能越大，超载动能大，危险高； · C 对：流体流速大压强小，列车附近流速大压强小，人易被压向列车； · D 对：系安全带可防止刹车时惯性带来的伤害。 考点三：重力势能的概念及应用 典例 10 答案： (1) 桌腿陷入细砂的深度 (2) > (3) 甲、乙 (4) 高度相同时，物体质量越大，重力势能越大 (5) 没有控制物体被举高的高度相同 分析： (1) 转换法：重力势能越大，桌腿陷入砂中越深，用陷入深度反映势能； (2) 乙物体质量大于丁，下落高度相同，乙重力势能更大，故E 乙 > E 丁； (3) 探究高度影响需控制质量相同，选甲、乙（质量相同、高度不同）； (4) 甲、丙、丁高度相同，质量越大，陷入越深，结论：高度相同时，质量越大，重力势能越大； (5) 乙、丁质量不同、高度不同，变量不唯一，无法探究质量影响。 典例 11 答案：C 分析：舰载机加速上升：速度增大→动能增大；高度升高→重力势能增大。 典例 12 答案：C 分析： · A 对：转换法，沙面凹陷程度反映重力势能； · B 对：A、B 高度相同，mA>mB，A 凹陷深，质量大势能大； · C 错：B、C 质量不同、高度不同，变量不唯一，无法探究高度影响； · D 对：A、C 质量、高度均不同，变量不唯一，无法探究。 典例 13 答案：A 分析： · A 对：甲是铁球（质量大）、高度高，重力势能最大； · B 错：陷入越深，做功越多，重力势能越大； · C 错：乙、丙质量、高度均不同，变量不唯一； · D 错：重力势能与质量、高度都有关，质量小高度高，势能可能更大。 考点四：弹性势能的概念及应用 典例 14 答案：弹性；弹性形变；弹性形变 分析：弓是弹性物体，拉弓发生弹性形变，具有弹性势能；同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。 典例 15 答案： (1) 木块移动的距离；钢球；① (2) 甲、丙 (3) = (4) = (5) > 分析： (1) 转换法：用木块移动距离反映钢球动能；①用溅水花反映音叉振动，也是转换法； (2) 探究超速（速度）影响，控制质量相同，选甲、丙（同一钢球、不同高度）； (3) 同一小车同一高度，重力势能相同，下滑后克服摩擦力做功，能量守恒，做功相等； (4) 弹簧压缩相同长度，弹性势能相同，释放后全部转化为木块动能，移动距离相等； (5) A 球先减速后加速（平均速度小），B 球先加速后减速（平均速度大），路程相同，t1>t2。 典例 16 答案：D 分析： · A 错：手和撑竿形变后能恢复，都是弹性形变； · B 错：弹力是相互作用力，同时产生； · C 错：使运动员上升的力是撑竿的弹力，施力物体是撑竿； · D 对：撑竿发生弹性形变，具有弹性势能。 典例 17 答案：C 分析：解锁后小球向上运动： · 弹簧弹力大于重力时，合力向上、速度增大、动能增大； · 弹簧弹力小于重力后，合力向下、速度减小、动能减小； · 弹簧弹性形变逐渐减小，弹性势能减小； 综上：动能先增大后减小。 考点五：动能和势能的综合应用 典例 18 答案：A 分析：无人机匀速上升：速度不变→动能不变；高度升高→重力势能增大。 典例 19 答案：D 分析：喷雾车匀速作业：速度不变、质量减小（喷水）→动能减小；喷出的水雾是小水滴，不是水蒸气液化。 典例 20 答案：D 分析：直升机加速升空：速度增大→动能增大；高度升高→重力势能增大。 典例 21 答案：A 分析：飞船随火箭加速升空：速度增大→动能增大；高度升高→重力势能增大。 学科网（北京）股份有限公司 $ 11.3动能和势能 目录 11.3动能和势能 1 考点一：能量的概念及单位 1 考点二:动能的概念及应用 2 考点三：重力势能的概念及应用 3 考点四：弹性势能的概念及应用 4 考点五:动能和势能的综合应用 5 考点一：能量的概念及单位 （1）定义：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 （2）单位：焦耳，符号是 J 。 （3）大小：物体能够做的功越多，它具有的能就越大。 （4）理解：具有能量才具有对外做功的本领，但是不一定做了功。 典例1、物体能___________，我们就说这个物体具有能量，简称能。物体___________越多，它具有的能就越多。能的单位是___________。 典例2、风是流动的空气,风可以吹动风力发电机转动，则风_______（选填“具有”或“不具有”）能量。 典例3、物理学中常常以科学家的名字来命名相关物理量的单位。如：功的单位是以科学家______的名字来 命名的，而物体能够对外做功，就说这个物体具有______。 典例4、关于功和能的关系，下列几种说法中，正确的是（　　） A.具有能的物体一定正在做功 B.物体具有的能量越多，做的功越多 C.物体做的功越多，它具有的能越大 D.物体能够做的功越多，它具有的能就越大 考点二:动能的概念及应用 （1）定义：物体由于运动而具有的能叫做动能。 （2）影响因素：动能跟物体的质量和物体运动的速度有关。 （3）大小：质量相同的物体，速度越大，动能越大；速度相同，质量越大，动能越大。 典例5、如图所示是某学习小组探究“动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（有一木块静止放在水平面上，甲、乙、丙中小球质量分别为）； (1)由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能与___________有关，由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能与___________有关； (2)让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的___________。 (3)实验中通过比较___________来判断小球具有动能的大小； (4)A同学认为由步骤乙和步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，他的观点是错误的，理由是___________； (5)通过比较___________两个步骤可以判断动能大小与物体质量的关系。 典例6、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 典例7、2025年4月24日，神舟二十号载人飞船成功将三名航天员送入中国空间站。进入空间站后，宇航员与空间站围绕地球高速飞行，此时宇航员受到的重力大约是地球上的90%，那么（　　） A．宇航员的重力势能也是地球上的90% B．在空间站飞行过程中，宇航员的运动状态没有变化 C．宇航员的惯性也只有在地球上的90% D．若宇航员随空间站加速运动时，宇航员的动能增大 典例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 典例9、交通安全不容忽视，下列对安全措施进行分析所涉及的物理知识不正确的是（　　） A．严禁超速：速度越大，惯性越大 B．严禁超载：速度一定时，质量越大，动能越大 C．等候列车不越安全线：流体流速越大的位置，压强越小 D．驾乘车时要系好安全带：防范惯性危害 考点三：重力势能的概念及应用 （1）定义：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。 （2）影响因素：重力势能跟物体质量和被举的高度有关。 （3）大小：质量相同的物体，高度越高，重力势能越大；高度相同，质量越大，重力势能越大。 典例10、小明利用实验小桌、装有细砂的容器、质量不同的物体、和，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图20所示，将物体从高处（图中水平虚线处）由静止释放，物体自由下落撞击小桌后，立即与小桌一起向下运动。已知甲、乙、丙、丁四次实验中，初始时桌腿陷入细砂中的深度相同，图中所画出的状态是桌腿最终静止在细砂中的位置。已知实验中三个物体的质量关系为：，物体下落的距离远大于物体的厚度和桌腿陷入细砂中的深度。请回答下列问题： （1）实验中通过___________来反映物体重力势能的大小； （2）设乙实验中物体释放前的重力势能为，丁实验中物体释放前的重力势能为，则___________（选填“>”、“<”或“=”）； （3）比较___________（填实验序号）两次的实验结果可知，物体的重力势能与物体被举高的高度有关； （4）比较甲、丙、丁三次的实验结果可得到的结论是：___________； （5）小明同组的小亮利用乙、丁两次实验，探究“物体重力势能的大小与质量是否有关”，他的探究中存在的问题是___________。 典例11、如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（　　） A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小 C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小 典例12、探究重力势能与哪些因素有关时，小明将A、B、C三个钢球从不同高度自由释放（小球质量mA>mB>mC，下落高度hA=hB<hC），都落在同样的水平细沙面上。如图，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，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、C两次撞击，无法探究重力势能的影响因素 典例13、如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有体积相同的实心铁球甲、丙和塑料球乙，球甲、乙离沙地的高度相同。关于该探究，下列说法正确的是（　　） A．该实验中，球甲的重力势能最大 B．球陷入沙中的深度越深，说明球对沙子做功越少 C．比较乙和丙，可知物体质量越大，其具有的重力势能越大 D．通过甲和乙可推断，质量小的物体具有的重力势能一定小 考点四：弹性势能的概念及应用 （1）定义：物体由于发生弹性形变具有的能量叫弹性势能。 （2）影响因素：与弹性形变的程度有关。 （3）大小：弹性形变越大，弹性势能越大。 典例14、如图所示，射箭运动员拉弓的时候，弓发生了形变，当他放箭的时候，箭被射出。这表明具有________的物体发生________后也具有能，同一弹性物体的________越大，具有的弹性势能就越多。 典例15、为探究物体动能的大小与哪些因素有关，实验小组利用斜面、质量不同的钢球、木块等器材进行了如图所示的实验。 (1)实验中是通过观察_________________来判断____________（填“木块”或“钢球”）的动能大小；下列实验中也用到此种方法的是____________（填序号）； ①探究声音的产生——发声的音叉插入水中激起水花；②探究杠杆平衡的条件； (2)为了研究超速的安全隐患，我们应选择____________两图所示实验来进行比较； (3)小亮又把小车从斜面同一高度由静止释放，让其分别滑到铺有毛巾和玻璃的木板表面直到静止，两次在水平面上克服摩擦力做的功分别记为W毛巾、W玻璃，则W毛巾____________W玻璃；（选填“>”、“=”或“<”） (4)继续用图丁的实验装置来探究“动能与质量的关系”，先后把质量为m1、m2（m1>m2）的两个钢球将弹簧压缩相同的长度，由静止释放分别撞击静止在同一位置一木块（忽略钢球撞击木块前的能量损失且碰撞后钢球的能量全部传递给木块），木块移动的距离为s1和s2，则s1____________s2（选填“>”，“<”或“=”）； (5)小亮还利用图戊来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，两个相同的钢球A、B进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，则A球和B球通过弧形槽的时间为t1和t2，则t1____________t2（选填“>”、“=”或“<”）。 典例16、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 典例17、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 考点五:动能和势能的综合应用 结合生活实际应用，考虑质量、速度和高度的变化对动能和势能的影响。 典例18、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 典例19、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 典例20、某县在县医院举行航空医疗救援开通仪式暨直升机医疗应急转运演练。如图所示，工作人员将“伤员”送上直升机，直升机载着“伤员”加速升空的过程中，下列有关“伤员”的说法正确的是（ ） A．动能增大，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大 C．动能和重力势能都减小 D．动能和重力势能都增大 典例21、2025年10月31日，神舟二十一号载人飞船在长征二号F遥二十一运载火箭的托举下奔赴“天宫”。如图，载人飞船在随火箭加速直线升空过程中（　　） A．动能增大，势能增大 B．动能增大，势能减小 C．动能减小，势能减小 D．动能减小，势能增大 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $