12.1 机械能（暑假培优·预习讲义）新九年级物理新教材苏科版

第06讲 机械能（培优讲义） 课标要点 1. 知道动能、重力势能和弹性势能的概念，理解它们的大小分别与哪些因素有关（动能：质量、速度；重力势能：质量、高度；弹性势能：弹性形变程度）。 2. 理解机械能是动能和势能（包括重力势能和弹性势能）的总和，知道动能和势能之间可以相互转化。 3.理解机械能守恒定律：如果只有动能和势能相互转化，则机械能的总和保持不变（不计摩擦和空气阻力）。 1. 通过观察生活中的实例（如滚摆、单摆、过山车、蹦床等），分析动能和势能之间的相互转化过程，能描述在转化过程中速度、高度、形变程度的变化。 2. 运用控制变量法探究影响动能大小的因素（让同一小球从不同高度滚下，研究速度对动能的影响；让不同质量的小球从同一高度滚下，研究质量对动能的影响），同理探究重力势能的影响因素。 3. 判断机械能是否守恒时，注意分析是否受到摩擦力、空气阻力等外力作用。若不计阻力且只有重力（或弹力）做功，则机械能守恒；若存在阻力，则部分机械能转化为内能，机械能总量减少。 方法指导 考点01 动能 1. 认识能量：一个物体能对另一个物体做功，就表明这个物体具有能量，简称能。 2. 能量的单位：与功的单位相同，国际单位焦耳，简称焦，符号是J。 3. 对能量的理解： （1）物体做功的过程实质就是能量转移或转化的过程，物体能做的功越多，就意味物体具有的能量越多。 （2）能够做功，不代表物体此时在做功，但正在做功的物体一定具有能量，能量是一种状态量，而做功是一种过程量。 4．动能：物体由于运动所具有的能量叫作动能，一切运动的物体都具有动能，物体的动能越大，意味着它能对其他物体做的功就越多。 考点02 探究影响动能大小的因素 1．实验目的 探究物体的动能大小与哪些因素有关，定性得出动能与质量和速度的关系。 2．实验器材 斜面、水平木板（或水平桌面）、质量不同的小球（如钢球、木球，或同一小球可改变质量，如加配重）、 木块（被撞击物体，放在水平面上）、刻度尺 3．实验原理与方法 （1）转换法（显示动能大小） 小球从斜面上滚下，撞击水平面上的木块。 木块被撞击后移动的距离越长，说明小球对木块做的功越多，即小球撞击木块时的动能越大。 通过木块移动的距离来间接比较动能的大小。 （2）控制变量法 探究动能与速度的关系：控制小球质量相同，改变小球到达水平面时的速度（改变小球在斜面上的释放高度）。 探究动能与质量的关系：控制小球到达水平面时的速度相同，改变小球的质量（换用质量不同的小球，或给同一小球加配重）。 4．实验步骤 （1）探究动能与速度的关系 ① 将同一小球从斜面的某一高度由静止释放，小球滚下后撞击水平面上的木块。 ② 用刻度尺测量木块被撞击后移动的距离S1。 ③ 将同一小球从斜面的另一更高位置由静止释放，再次撞击同一木块，测量木块移动的距离S2。 ④ 比较S1和S2的大小。 （2）探究动能与质量的关系 ① 取质量不同的两个小球（如钢球和木球，保证体积相近以减少阻力差异）。 ② 将它们分别从斜面的同一高度由静止释放（确保到达水平面时的速度相同）。 ③ 分别测量木块被撞击后移动的距离。 ④ 比较距离的大小。 （3）多次实验 为得到普遍规律，每个条件下应重复实验2~3次，取平均值（木块移动距离）。 5．实验结论。 物体的动能与物体的质量和速度有关，速度越大、质量越大，动能越大。 【深化点拨】 （1）实验中的误差分析 斜面不够光滑：小球滚下时机械能损失，速度偏小。 木块初始位置未对齐：导致移动距离测量不准。 释放时未静止：给小球初速度，影响速度的控制。 空气阻力对质量不同的小球影响不同：尽量选用体积相同、密度不同的球。 （2）动能的计算方法 动能的大小与物体的质量和速度的平方成正比，计算公式：（做初步认识即可，初中不涉及动能的具体运算）。 题型1：功与能的关系 1．关于功和能下列说法错误的是（　　） A．能量的单位是焦耳 B．物体能够对外做功，则物体具有能量 C．具有能的物体一定正在做功 D．物体能够做的功越多，它具有的能就越大 【答案】C 【详解】A．能量和功的单位都是焦耳，故A正确，不符合题意； B．物体能够对外做功，就说明物体具有能量，故B正确，不符合题意； C．具有能量只代表物体具备对外做功的本领，不一定正在做功，故C错误，符合题意； D．能量反映物体做功的本领，物体能做的功越多，它具有的能量就越大，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．下列关于功和能的叙述中，正确的是（　　） A．一个物体没有做功，它一定不具有能量 B．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 C．运动的物体具有能，静止的物体没有能 D．物体具有的能越多，它能做的功就越多 【答案】D 【详解】A．一个物体没有做功，但是它可能具有对外做功的本领，它可能具有能量，故A错误； B．一个物体已做过的功越多，说明没做功之前具有的能多，这个物体做功后具有的能不一定多，故B错误； C．运动的物体具有能，静止在高处的物体也具有能，静止在高处的物体具有重力势能，故C错误； D．物体具有的能量越多，对外做功的本领越大，它能做的功就越多，故D正确。 故选D。 3．关于能的概念，下面的叙述正确的是（　　） A．正在飞行的子弹，可以做功，所以具有能 B．树上挂着的苹果，因为没有做功，所以不具有能 C．运动的物体具有能，静止的物体不具有能 D．苹果下落过程中重力对它做了功，它的势能和动能都减小 【答案】A 【详解】A．物体能够对外做功就具有能。空中飞行的子弹具有动能和重力势能，能够做功，具有能，故A正确； B．树上挂着的苹果虽然没有做功，但有做功的本领，所以具有能，故B错误； C．运动的物体具有动能，静止的物体如果被举高具有重力势能，故C错误； D．苹果下落过程中（质量不变）重力对它做了功，它的高度变小，故重力势能变小；因速度变大，故动能变大，故D错误。 故选A。 题型2：影响动能大小的因素 4．以下物理实验都用到了斜面，则下列说法正确的是（     ）    ①图甲，利用斜面测平均速度，实验时斜面坡度越大越好 ②图乙，可以通过实验进行分析推理验证牛顿第一定律 ③图丙，可以探究动能的大小与哪些因素有关，运用了等效替代的实验方法 ④图丙，让小车A从斜面的不同高度由静止开始滑下，可探究动能与速度的关系 A．只有①③正确 B．只有②③正确 C．只有②④正确 D．只有①④正确 【答案】C 【详解】①利用斜面测平均速度时，斜面坡度越大，小车下滑速度越快，运动时间越短，不便于准确测量时间，因此实验中斜面坡度应较小，不是越大越好。 ②牛顿第一定律是理想定律，无法直接通过实验验证，图乙的阻力对运动影响实验，可在实验现象的基础上通过科学推理，推导得出牛顿第一定律，该方法符合研究逻辑。 ③探究动能大小的影响因素时，通过木块被推动的距离反映小车动能大小，用到的是转换法，不是等效替代法。 ④同一小车A质量相同，从斜面不同高度滑下，到达水平面的速度不同，控制了质量不变，改变速度，可探究动能与速度的关系。因此只有②④正确。 故选C。 5．如图，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)本实验探究的对象是小球在碰撞__________（选填“前”或“后”）瞬间的动能。 (2)小球滚下的过程中，获得__________，其大小是通过被撞木块移动距离来反映的。 (3)甲、乙两图是探究动能的大小与__________是否有关的。 (4)实验中，木块的质量过大或过小都不行，为什么？简述理由__________。 【答案】(1)前 (2)动能 (3)速度 (4)木块质量过大，移动距离太小，不易精确测量；木块质量过小，移动距离太大，不便测量 【详解】（1）本实验是通过小球撞击木块，观察木块移动的距离来探究小球动能的相关因素，所以探究的是小球在碰撞前瞬间的动能。 （2）小球滚下斜面的过程中，高度降低，速度增大，获得动能，采用转换法，其动能大小是通过被撞木块移动的距离来反映的，木块移动越远，说明小球动能越大。 （3）甲、乙两图中小球质量相同，从不同高度滚下，到达水平面时的速度不同，所以是探究动能的大小与速度是否有关。 （4）若木块质量过大，小球撞击后，木块移动距离过小，实验现象不明显，难以准确比较小球动能大小；若木块质量过小，小球撞击后，木块可能会被撞出很远甚至脱离水平面，不方便测量木块移动距离，也不利于准确比较小球动能大小。 6．汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。小东由此想要探究动能大小与质量、速度的关系。实验过程如下。 (1)图甲、乙、丙三次实验中应让小球由____________开始滚下。实验中，动能的大小是通过____________来反映的； (2)进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，与图乙实验进行比较，可以得出：____________相同时，质量越大，动能越大； (3)善于动脑的小东又设计了如图丁所示的方案：用同一个小球两次将同一弹簧压缩到不同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同，从而验证了动能与速度的关系。接着让质量不同的两个小球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做____________（选填“能”或“不能”）验证动能与质量的关系，理由是____________； (4)如图戊所示，AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点滑下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力）。则小球离开B点后的运动轨迹最不符合实际的是____________。 【答案】(1) 静止 木块被撞击后移动的距离 (2)速度 (3) 不能 控制小球的速度相同 (4)a 【详解】（1）[1][2]为了减少外力对实验的影响，三次实验要让小球由静止状态开始滚下，由于水平面的摩擦力是相同的，实验中通过木块被撞击后移动的距离来判断小球动能的大小。运用了转换法。 （2）图乙、丙实验进行对比，高度相同，都由静止释放，到达水平面的速度相同，进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，说明丙实验中小球的动能比较大，A小球的质量小于B小球，得出结论速度相同时，质量越大，动能越大。 （3）[1][2]让质量不同的两个小球两次将同一弹簧压缩到相同程度，弹性势能相同，相同的弹性势能转化的动能相同，由于两个小球质量不同，故两个小球的速度不同，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做无法控制小球的速度相同，故无法探究动能与质量的关系。 （4）根据题意，小球从A点由静止滑下，所以小球的机械能等于A点时的重力势能，小球向下运动过程中即有动能又有重力势能，整个过程中轨道光滑，不计空气阻力，机械能守恒。a的最高点超过了A点的高度，表明a在最高点时机械能超过了A点的机械能，故a最不符合实际。 题型3：动能的大小比较 7．如图所示，一个篮球不小心被水打湿，小明继续使用该篮球进行训练，球离手后，发现篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中，地面上留下了一个个“印迹”，以下判断正确的是（不考虑篮球质量的变化）（    ） A．A点时的动能等于B点时的动能 B．在A点的机械能等于B点的机械能 C．M、N两个“印迹”大小相同 D．在P点时篮球的动能不为0 【答案】D 【详解】A．篮球在运动过程中，受到空气阻力等作用，机械能逐渐减小。A、B两点高度相同，重力势能相同，但A点的机械能大于B点的机械能，根据机械能等于动能与重力势能之和，可知A点的动能大于B点的动能，故A错误； B．由于篮球运动时机械能有损失（克服空气阻力做功等），所以A点的机械能大于B点的机械能，故B错误； C．“印迹”大小反映篮球对地面的压力作用效果，与篮球的弹性形变程度有关，弹性形变程度又与篮球的机械能有关。因为篮球机械能逐渐减小，所以M点对应的机械能大于N点，篮球在M点的弹性形变程度更大，“印迹”更大，M、N两个“印迹”大小不同，故C错误； D．在P点时，篮球仍在运动，有一定的速度，所以动能不为0，故D正确。 故选D。 8．如图所示，农民赶着牛拉着犁铧在田里劳动，它们以相同速度向前行进，则其动能（　　） A．农民最大 B．铧犁最大 C．牛最大 D．一样大 【答案】C 【详解】动能的大小和物体的质量以及物体的速度有关，由于农民赶着牛拉着铧犁在田里劳动，它们以相同速度向前行进，即三者速度大小相等，但由于牛的质量最大，所以，牛的动能最大，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 9．如图所示是荡秋千的简化模型，摆球从点由静止释放，到达点后返回，两点等高，球在B点的动能______（选填“大于”“小于”或“等于”）球在点的动能，从到的过程中，动能在______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 大于 减小 【详解】B、C两点高度相同，小球质量不变，因此两点重力势能相等。小球摆动过程中需要克服空气阻力做功，机械能会不断损耗减少，B点在C点之前，机械能损耗更少，总机械能更大。机械能为动能何重力势能之和，重力势能相等时，B点动能大于C点动能；O是摆动的最低点，小球从O向D运动过程中，速度减小、高度增加，动能转化为重力势能，因此动能减小。 考点03 势能 1. 弹性势能：拉弯的弓能对箭做功，将箭射出，压弯的撑杆能对运动员做功，将运动员带到空中，这些现象表明发生弹性形变的物体具有能量，物理学中将物体发生弹性形变所具有的能量叫做弹性势能。 2. 影响弹性势能大小的因素：弓的形变越大，箭被射得越远；机械钟表的发条上得越紧，钟表工作的时间越长；弹簧的形变越大，小车被弹得越远。事实表明，弹性形变越大，物体的弹性势能就越大。 3. 重力势能：地球上的物体都受到重力作用，当物体在竖直方向运动时，重力对物体做功，意味着重力具有能量。在物理学中，我们将物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。 4. 探究影响重力势能大小的因素 （1）实验目的 探究重力势能大小与质量和被举高度的关系。 （2）实验器材 质量不同的重物（如砝码、沙袋）、沙盘（或海绵、橡皮泥）——显示重力势能大小的“转换”装置、刻度尺 （3）实验原理与方法 ①转换法（显示重力势能大小） 重物从一定高度自由下落，撞击沙盘（或海绵）。 沙盘（海绵）被砸出的凹陷深度（或撞击痕迹的深浅）越大，说明重物具有的重力势能越大。 ②控制变量法 探究重力势能与高度的关系：控制重物质量相同，改变下落高度。 探究重力势能与质量的关系：控制下落高度相同，改变重物质量。 （4）实验结论：物体的重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。 物理学中，将弹性势能和重力势能统称为势能。 考点04 动能和势能的相互转化 1. 机械能：在物理学中，将动能和势能统称为机械能。 2. 对机械能的理解： （1）一个物体可以只有动能或势能，也可以同时具有动能和势能，此时都可以称为物体具有机械能。 （2）机械能是动能和势能的总和，故影响动能和势能的因素都会影响机械能，既机械能的影响因素包括：物体的质量、速度、高度、弹性形变的程度。 3. 动能和重力势能的相互转化：在只有重力做功（如自由落体、竖直上抛等）的过程中，动能和重力势能可以相互转化。例如，单摆从最高点向下摆动时，高度减小、速度增大，重力势能转化为动能；从最低点向上摆动时，高度增大、速度减小，动能转化为重力势能。 4. 动能和弹性势能的相互转化：这种转化可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间。例如，水平放置的弹簧一端固定，另一端连接小球；压缩弹簧后释放，弹簧恢复形变的过程中，弹性势能转化为小球的动能；小球压缩弹簧的过程中，动能又转化为弹簧的弹性势能。 5. 机械能守恒：如果只有动能和势能之间相互转化，而没有其他形式能参与（如克服摩擦生热等），那么机械能的总和保持不变，即机械能守恒。 【深化点拨】 机械能是否守恒的判断方法 机械能是动能与势能的总和，当系统内只有重力做功时，重力势能与动能相互转化；系统内只有弹力做功时，弹性势能与动能相互转化。系统内只有动能与势能相互转化，系统机械能守恒。 实际解题时，多注意运动过程中是否有除重力和弹力之外的其它力做功，是否考虑摩擦，空气阻力等，这是判断机械能是否守恒的主要办法。 题型4：弹性势能 10．如图所示是我国古代水力鼓风机示意图。水轮驱动装置推动杆压缩皮橐（音tuó，口袋）送风，带动连接杆的绳拉弯竹子，随后竹子恢复原状带动皮橐张开吸气。下列说法正确的是（　　） A．绳拉弯竹子说明力可以改变物体的运动状态 B．送风时竹子的弹性势能增大 C．送风时杆对皮橐不做功 D．绳对竹子的力大于竹子对绳的力 【答案】B 【详解】A．竹子被拉弯，是形状的改变，说明力可以改变物体的形状，故A错误； B．送风时竹子的弹性形变逐渐增加，形变量变大，弹性势能增大，故B正确； C．水轮驱动装置推动杆压缩皮橐送风时，杆压缩皮橐，杆对皮橐有压力，并且沿力的方向运动了一段距离，所以杆对皮橐做功，故C错误； D．绳对竹子的拉力与竹子对绳的拉力是两个物体之间的作用力，是相互作用力，相互作用的两个力大小相等，故D错误。 故选B。 11．如图为蹦床运动照片及其简化示意图，点是运动员由最高点开始自由下落的起始位置，点是蹦床不发生形变时的位置，点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等的位置，点是运动员到达的最低位置。若忽略空气阻力，则（　　） A．在点时，运动员受力平衡 B．从点到点的过程中，运动员的重力势能一直减小 C．从点到点的过程中，蹦床的弹性势能一直减小 D．从点到点的过程中，在点处运动员的动能最大 【答案】B 【详解】 A．在O点时，运动员处于最高点，只受到重力作用，所受合力不为零，不是平衡状态，故A错误； B．重力势能的大小与物体的质量和高度有关，从A点到C点的过程中，运动员的质量不变，高度不断降低，因此其重力势能一直减小，故B正确； C．弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关，从A点到C点的过程中，蹦床的形变程度越来越大，因此其弹性势能一直增大，故C错误； D．运动员的动能大小与速度有关，从O点到B点的过程中，运动员的速度一直在增大；在B点时，运动员受到的重力与弹力相等，合力为零，此时速度达到最大，动能最大；从B点到C点的过程中，弹力大于重力，运动员做减速运动，速度减小，动能减小；到达C点时，速度为零，动能为零，因此运动员的动能在B点最大，在C点为零，故D错误。 故选B。 12．如图为一轻质弹簧的长度L和弹力F大小关系图像。由图像可知，弹簧的原长为________cm；当弹簧伸长0.04 m时，弹力的大小为________N，此时弹簧具有________能。 【答案】 10 8 弹性势 【详解】弹簧的弹力大小和弹簧形变量有关，当为原长时，没有发生形变时，弹力为0N，图中可以看到弹簧长度是10cm； 弹簧受到的弹力和伸长量成正比，由图可知，弹簧伸长5cm，弹力变化为10N，故弹簧每伸长1cm，弹力变化为2N，弹簧的伸长量为4cm时，受到的弹力 形变的弹簧具有弹性势能。 题型5：探究影响弹性势能大小的因素 13．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。 14．为了探究“弹性势能的大小与物体的弹性形变大小的关系”，小明用图示装置进行实验，处为弹簧的原长位置。在水平桌面上，压缩弹簧后由静止释放小球，使小球撞击同一纸盒，并与纸盒一起向右滑行。撞击前纸盒均位于点右侧同一位置； (1)小明每次应将弹簧压缩_______（选填“相同”或“不同”）的长度，再释放小球，通过比较各次实验中纸盒的_______，从而判断弹簧弹性势能的大小； (2)实验中，将小球自处由静止释放，最终小球和纸盒一起静止于处。此过程中小球动能最大的位置在_______（选填“AB之间”“点”或“BC之间”）。 (3)小明根据实验现象认为：小球推动木块移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消失了。你认为小明的观点是_______（选填“正确”或“错误”）的，理由是_______。 【答案】(1) 不同 移动距离 (2)AB之间 (3) 错误 木块克服摩擦做功，机械能转化为其他形式的能 【详解】（1）[1]探究弹性势能与弹性形变大小的关系，需要控制其他变量不变，改变弹簧的弹性形变大小，所以每次应将弹簧压缩不同的长度。 [2]弹性势能的大小无法直接测量，通过比较纸盒滑行的距离来间接判断，滑行距离越远，说明弹簧的弹性势能越大。 （2）小球在AB之间运动时，水平方向受弹簧弹力和摩擦力作用，开始时弹力大于摩擦力，小球加速；随着弹簧伸长，弹力减小，当弹力与摩擦力相等时，小球速度达到最大，此时动能最大，故动能最大位置在AB之间。 （3）[1][2]小明的观点是错误的，因为小球推动木块停下，是因为木块克服摩擦做功，机械能转化为内能，而不是机械能消失了，能量不会凭空消失，只是发生了形式的转化。 15．为了“探究弹性势能与哪些因素有关”，小明在水平桌面上设计了如图甲所示的实验装置进行探究。将弹簧左端固定，用小球（小球与弹簧不连接）将弹簧压缩不同的长度，由静止释放小球，小球离开弹簧后撞击静放在桌面上的木块．分别测量出木块在水平面上滑行的距离s0，分析实验数据得出结论。 （1）实验中，弹簧弹性势能大小是通过______来反映的，实验中探究了弹簧弹性势能大小跟______的关系。实验中，小明又发现在水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图乙所示。小球离开桌面在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？他们提出以下三个猜想： 猜想1：与小球离地的高度有关； 猜想2：与小球离开桌面时的速度有关； 猜想3：与小球的质量有关； （2）为了探究猜想1，小华取了质量为5g的小球，改变桌子的高度，将弹簧压缩到相同的长度释放小球，测得并记录数据如表： 离地高度H/cm 5 20 45 80 125 水平飞行距离s/cm 5 10 15 20 25 ①请根据表格中的数据，在图丙作s-H图像______； ②根据表中数据，可以得出结论：当该小球以实验中相同速度离开桌面时，小球离地面的高度H为______cm时，小球水平飞行的距离s为40cm； （3）为了验证猜想2是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同．这说明猜想2是______（正确/错误）的； （4）为探究猜想3，保持离地高度不变，小明用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系。你认为小明的方案存在的问题是：______。 【答案】 木块移动的距离 弹性形变大小 320 正确 没有控制小球飞出桌面时的速度一定 【详解】（1）[1][2]由步骤可知，本实验中，探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧形变大小的关系。由于弹性势能的大小不便于用仪器直接测量，本实验是通过比较木块移动的距离来判断弹簧的弹性势能大小。 （2）[3]①利用描点法画出图像，如下图： [4]②探究猜想2时保持小球质量为5g不变，将弹簧压缩到相同的长度释放小球即保持小球的开始速度相同，只改变桌子的高度； 根据表格数据知离地高度H由5cm→20cm，变成原来的4倍，水平飞行距离s由5cm→10cm，变成原来的2倍， 依此类推离地高度H由5cm→45cm，变成原来的9倍，水平飞行距离s由5cm→15cm，变成原来的3倍， 离地高度H由5cm→80cm，变成原来的16倍，水平飞行距离s由5cm→20cm，变成原来的4倍， 由此可以得出离地高度H变成原来的n2倍，水平飞行距离s变成原来的n倍， 所以当小球水平飞行的距离s为40cm时，是原来的倍，离地高度H变成原来的82＝64倍，即小球离地面的高度H为5cm×64＝320cm。 （3）[5]要验证猜想2是否正确，即小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，需要控制小球质量和离地高度不变，改变小球的速度，实验中弹簧被压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，获得的速度不同，发现小球水平飞行的距离不相同，说明小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，所以猜想2是正确的。 （4）[6]要探究猜想3，即小球在水平方向飞行的距离与小球的质量有关，需要控制小球的速度和离地高度不变，改变小球的质量，实验中用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，弹簧的弹性势能一定，静止释放后小球的动能相同，但由于质量不同，速度也不相同，所以存在的问题是没有控制小球飞出桌面时的速度一定，则不能比较小球水平飞行的距离与质量的关系。 题型6：重力势能 16．某小球由静止被水平抛出，其部分运动轨迹如图所示。小球在运动过程中先后经过M、N两点（图中未标出）时的动能和重力势能的参数如下表所示，M、N可能所处的位置判断正确的是（     ） 位置 重力势能J 动能J M点 100 200 N点 100 60 A．①是M，②是N B．①是M，③是N C．②是M，③是N D．③是M，①是N 【答案】B 【详解】重力势能与质量和高度有关，同一小球质量不变，由表格可知M、N两点重力势能相等，因此两点高度相同。由图可知只有①、③两点高度相同；小球运动过程中与地面碰撞会不断损失机械能，总机械能随运动进程逐渐减小。M、N重力势能相等，因此动能更大的M总机械能更大，对应位置更早、更靠左；动能更小的N总机械能更小，对应位置更晚、更靠右。因此左方的①是M，右方的③是N。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 17．桔槔是一种原始的提水工具，其工作原理如图所示：在竖立的架子上设一支点，将长杆横挂于上，长杆的一端用绳子绑着水桶，一端挂着石头。当人用力向下拉绳，将水桶放入井内打水，松手后在另一端的重石作用下水桶就可以被提上来。下列说法正确的是（　　） A．水桶在被提起的过程中，桔槔是一个费力杠杆 B．水桶在被匀速提起的过程中，动能减小，重力势能增大 C．水桶在被加速提起的过程中，其受到的重力和拉力是一对平衡力 D．水桶在向上运动过程中，如果所有的力都消失，则水桶会落向地面 【答案】A 【详解】A．水桶在被提起的过程中，挂石头这端是动力，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A正确； B．水桶在被匀速提起的过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，故B错误； C．水桶在被加速提起的过程中，处于非平衡状态，其受到的重力和拉力不是一对平衡力，故C错误； D．水桶在向上运动过程中，如果所有的力都消失，由牛顿第一定律可知，水桶将做匀速直线运动，故D错误。 故选A。 18．小白将篮球掷向地面，篮球碰到地面后斜向上反弹。篮球运动过程中经过两个位置A和B。A处的机械能为17J，重力势能为10J，B处的机械能为20J，重力势能为6J。在A位置时动能为______J，如图左侧篮球对应的是______（选填“A”或“B”）位置，篮球的运动路径是______（选填“由A到B”或“由B到A”）。 【答案】 7 B 由B到A 【详解】[1]机械能为动能和势能的总和，所以在A位置时动能为 [2]重力势能与质量和高度有关。左侧篮球的位置低，重力势能较小，所以左侧篮球对应的是B位置。 [3]篮球与地面碰撞和克服空气阻力时会损失机械能，运动过程中机械能是减小的。位置A的机械能小于位置B的机械能，所以篮球的运动路径是由B到A。 题型7：探究影响重力势能大小的因素 19．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，下落高度），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 【答案】C 【详解】A．实验中通过沙面的凹陷程度来反映重力势能的大小，沙面的凹陷程度越大，说明重力势能越大，用到转换法，故A正确，不符合题意； B．在探究重力势能大小与质量的关系时，应控制小球的高度相同，即可以让不同质量的小球从同一高度下落，对比A、B两次撞击，可知物体的质量越大，重力势能越大，故B正确，不符合题意； C．对比B、C可知，小球的质量和下落的高度都不同，无法探究重力势能的大小，故C错误，符合题意； D．对比A、C可知，小球的质量和下落的高度都不同，不符合控制变量的科学方法，故D正确，不符合题意。 故选C。 20．在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物A、B、C的质量关系为，木桩相同。木桩和重物位置如图甲所示。重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。 (1)重物自由下落打击木桩，通过观察木桩陷入沙中的深度判断______（选填“重物”或“木桩”）的重力势能大小。 (2)比较______（选填“AB”、“BC”或“AC”）两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，得出的结论是：当重物质量相同时，高度越高，重力势能越______（选填“大”或“小”）。 (3)结合（2）中的实验结论，通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度，我们______（选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与其质量有关的结论。 (4)如图丙所示，是某一重物从某高度处由静止下落的过程中，下落高度与时间的关系图。在下面的四个选项中，描述重力对该重物做功大小与下落时间关系最接近正确的图线是______。 A． B． C． D． (5)结合本实验和所学知识，分析图丁所示的水坝，水力发电机安装在______（选填“C”或“D”）位置较为合理。 【答案】(1)重物 (2) AB 大 (3)能 (4)C (5)D 【详解】（1）本实验利用转换法，通过木桩陷入沙坑的深度，间接反映重物的重力势能大小，陷入越深说明重物的重力势能越大。 （2）探究重力势能与下落高度的关系时，根据控制变量法，需要保持重物质量相同，改变下落高度。AB两个重物质量相同，下落高度不同，则应选择AB两个重物。 B重物下落高度更高，将木桩打入沙中的深度更深，说明B重力势能更大，则可得出结论：当重物质量相同时，高度越高，重力势能越大。 （3）已知B、C将木桩打入沙深度相同，说明二者重力势能大小相等；结合图甲可知，B的下落高度大于C，且B的质量小于C，而二者重力势能相等，则能得出重力势能与质量有关的结论。 （4）重力做功公式为，重物重力不变，因此和下落高度成正比。由丙图的关系可知：重物自由下落加速，速度越来越大，相同时间内下落高度越来越大，因此随增长越来越快，随的变化规律和完全一致，对应向上弯曲、斜率逐渐增大的曲线，故选C。 （5）水力发电利用水的重力势能转化为动能，位置越低，上下游的水位落差越大，水的重力势能越大，下落转化得到的动能越多，发电效率更高，因此发电机安装在更低的D位置更合理。 21．为探究影响动能大小的因素，老师设计了如图甲乙所示的实验方案。 （1）图甲探究的是动能与______的关系，实验中通过_______来比较小球动能的大小； （2）在完成甲实验的第二步操作时，木块被撞后滑出木板，为使木块不滑出木板，对甲实验的第二步操作应采取的方法是_______； A．适当降低钢球的高度    B．换用一个较重的木块     （3）实验结束后，各小组对实验提出各种改进方案： ①小明认为在“探究动能与速度关系”的实验中，可以撤走木块并使用足够长的木板，记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离。你认为小明的实验方案是否合理______（选填“合理”或“不合理”）； ②小虎利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验，通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片，通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。小华指出此装置不适合体积不同的小球做实验，原因是________； ③小刚设计了丁图所示的装置进行实验。 A．若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离，可以研究小球的动能大小与______（选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系； B．若用A．B两个质量不同的小球（mA>mB）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，同一木块受到撞击后相应移动距离sA___sB（选填“>”、“<”或“=”）； （4）小明认为还可以通过甲、乙两图探究物体重力势能的影响因素，他的设想是______（选填“可行”或“不可行”）的。 【答案】 速度 木块移动距离的远近 A 合理 体积大小不同的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力不同 速度 = 可行 【详解】（1）[1]图甲中，控制了小球质量相同，下降的高度不同，速度不同，探究的是动能与速度的关系。 [2]实验中小球动能大小无法直接反映，用小球撞击木块后，木块移动距离的远近来反映小球动能的大小。 （2）[3]当小球撞击木块时，小球的动能将部分或全部传递给木块，使木块移动。移动距离越远，说明小球传递给木块的动能越大。当木块被撞滑出木板，说明小球动能太大，或木块与木板之间克服摩擦力做的功较小，应减小小球的初动能或增大木块木板间的摩擦力。 A．适当降低钢球的高度，可以减小小球的速度，在质量不变下，小球的初动能减小，故A符合题意； B．换用一个较重的木块，增大了压力，从而增大了木块与木板之间摩擦力，但若更换与第一步操作所用木块不同，不符合控制变量法单一变量的原则，还需重新做第一步实验。故B不符合题意。 故选A。 （3）①[4]“探究动能与速度关系”把小球动能大小转换成滑块移动的距离，当撤走木块，小球的动能转化成小球在水平木板上克服摩擦力做功，小球质量相同，移动的距离越长，克服摩擦力做功越多，则小球初动能越大，所以小明的实验方案是合理的。 ②[5]体积大小不同的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力不同，无法“探究动能大小与质量关系”。 ③A[6]用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，小球射出后速度大小不同，所以可以研究小球的动能大小与速度大小的关系。 B[7]用A．B两个质量不同的小球（mA>mB）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，弹簧具有的弹性势能转化为小球的动能，弹簧压缩量相同，射出后小球的动能相同，所以推动木块距离相同。 （4）影响重力势能的因素为物体的质量和高度，甲图可以控制质量相同，高度不同，乙图可以控制高度相同，质量不同，都可以用推动木块距离表示重力势能的大小。故小明的设想是可行的。 题型8：动能和势能的相互转化 22．如图甲所示，压力传感器能够测量出其表面受到的压力大小，与电脑连接后，将其放置在水平地面上，将一质量为m的排球从正上方某一高度处由静止释放，落到传感器上后再竖直弹起上升，反复多次后静止在传感器上。传感器测得的弹力F的大小随时间t变化情况如图乙所示。A、B、C三点对应的时刻是t1、t2、t3，下列说法中正确的是（     ） A．t2时刻排球被弹到最高点 B．BC过程，排球弹性势能转化为重力势能和动能 C．排球t1时刻向上运动 D．整个过程中，排球的机械能守恒 【答案】B 【详解】首先明确图像含义：弹力为传感器受到的压力，是排球重力，说明排球离开传感器，越大说明排球形变程度越大。对选项逐一分析： A．时刻最大，说明排球形变最大，是排球被压缩到最低点，不是弹起的最高点（最高点排球离开传感器，），故A错误； B．过程，弹力从最大值减小到，排球弹性形变减小，弹性势能减小；排球从最低点向上弹起，速度增大、高度增加，动能和重力势能增加，因此弹性势能转化为重力势能和动能，故B正确； C．时刻，弹力从0开始增大，说明排球刚接触传感器，正在向下运动压缩传感器，不是向上运动，故C错误； D．排球最终静止在传感器上，所以排球的机械能不断损耗，则机械能不守恒，故D错误。 故选B。 23．如图所示，在一倾角为30°的固定斜面顶端固定一个滑轮，斜面的底部放一个质量为2kg的物体A，用细线把物体A和一个小桶相连。在小桶中慢慢加砂子，当物体A沿斜面刚好匀速上升时，停止加砂子。已知物体A在斜面上匀速移动时受到的摩擦力是物体A重力的0.1倍，若物体A沿斜面匀速移动的距离为0.5m（不计空气阻力、绳与滑轮间的摩擦和绳子自重），g取10N/kg。则下列分析正确的是（     ） A．物体A沿斜面匀速上升时动能转化为重力势能 B．物体A沿斜面匀速上升时沙和桶的总重力12N C．物体A沿斜面匀速上升时克服摩擦力做功5J D．物体A沿斜面匀速上升的机械效率50% 【答案】B 【分析】本题关键是能通过题中“不计空气阻力、绳与滑轮间的摩擦和绳子自重”得出拉力做的功等于克服重力做的功和克服摩擦力做的功之和，然后再计算其他相关的物理量。 【详解】A．物体A匀速上升时，质量和速度都不变，动能大小不变，不是动能转化为重力势能，故A错误； BCD．物体A的重力 物体A受到的摩擦力 物体A匀速上升时克服摩擦力做的功 物体A匀速上升时上升的高度 物体A匀速上升时克服重力做的功 此过程中拉力做的功 物体A匀速上升时受到的拉力的大小 定滑轮不改变拉力大小，则沙和桶的总重力 物体A沿斜面匀速上升的机械效率 故B正确，CD错误。 故选B。 24．[航天科技模型——按阶段] (1)『火箭发射升空』搭载飞船的火箭在加速上升的过程中，飞船的动能_______（选填“增大”“减小”或“不变”），机械能_______（选填“守恒”或“不守恒”）。 (2)『在轨运行』卫星是通过_______传递信息的，它从如图所示位置向近地点运动时势能_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 (3)『返回舱返回』返回舱在加速穿越稠密的大气层时，与空气剧烈摩擦，温度能达到几千摄氏度，此时返回舱机械能的总量将_______，内能_______。如图所示，打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速直线运动，则返回舱在这段时间内重力势能_______，机械能_______。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】(1) 增大 不守恒 (2) 电磁波 减小 (3) 减小 增大 减小 减小 【详解】（1）搭载飞船的火箭在加速上升的过程中，飞船的质量不变，速度增大，所以飞船的动能增大；由于火箭加速上升，高度增加，重力势能增大，同时动能也增大，机械能等于动能与势能之和，所以机械能不守恒。 （2）卫星在太空中是通过电磁波传递信息的；卫星从图示位置向近地点运动时，质量不变，高度减小，重力势能减小，所以势能减小。 （3）返回舱在加速穿越稠密的大气层时，与空气剧烈摩擦，一部分机械能转化为内能，所以机械能的总量将减小，内能增大；打开降落伞后，返回舱在一段时间内做竖直向下的匀速直线运动，质量不变，速度不变，动能不变，高度降低，重力势能减小；机械能等于动能与势能之和，所以机械能减小。 题型9：机械能守恒的条件与判定 25．如图所示，将小球拉到点后松手，小球从点下落到点，又从点上升到点，之后来回摆动多次后静止在点。下列说法正确的是（     ） A．小球摆到点时速度最大 B．小球在点只受重力的作用 C．小球从点摆动到点过程中，机械能守恒 D．小球从点下落到点过程中，重力势能转化为动能 【答案】D 【详解】A．C点是小球摆动的最高点，速度为0，最低点B的速度最大，故A错误； B．小球在B点同时受到重力和细线的拉力，不是只受重力，故B错误； C．小球摆动多次后最终静止在B点，说明摆动过程中克服空气阻力做功，机械能不断减少，因此从A到C的过程机械能不守恒，故C错误； D．小球从A下落到B的过程中，高度降低，重力势能减小；速度增大，动能增大，这个过程是重力势能转化为动能，故D正确。 故选 D。 26．将弹性球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起，其部分运动轨迹如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．球在A点时重力势能比B点时小 B．球第一次到达最高点P时动能为零 C．球在D点时的机械能比在C点时小 D．球在M、N两点速度减为0时势能相等 【答案】C 【详解】A．重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量不变时，高度越高，重力势能越大。 球在A、B两点高度相同，质量也不变，所以球在A点时重力势能和B点时重力势能相等，故A错误； B．球第一次到达最高点P时，具有水平方向速度，动能不为零，故B错误； C．每次小球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小。C点在D点之前，故在D点的机械能小于在C点的机械能，故C正确； D．球在运动过程中机械能逐渐变小，故M点的机械能大于N点的机械能，M、N两点速度减为0时动能为0，机械能等于动能和势能之和，球在M、N两点速度减为0时M点的势能较大，故D错误。 故选C。 27．一个小球被水平抛出后，其部分运动轨迹如图甲所示，图中位置①和位置③距离地面的高度相等。乙图中的、两点对应图甲中“①”“②”或“③”中的两个位置，其动能和重力势能的参数如图乙所示。则小球在点的机械能为_____；小球在点的高度比在点_____（选填“高”、“低”、“无法确定”）；点可能在位置_____（选填“①”“②”“③”或“①、③”）。 【答案】 320 低 ③ 【详解】【小题1】[1]由图乙可知，物体在M点时，重力势能占总能量的75%，为240J，动能占 25%，所以M点的总机械能为 [2]由图乙，物体在N点时，重力势能占总能量的60%，动能占40%，为200J，所以N点的机械能为 所以N点的重力势能为 大于物体在M点的重力势能，同一个小球，所以小球在点的高度比在点低。 [3]小球从抛出运动到位置③的过程中，一直与空气摩擦，以及与地面发生碰撞，所以机械能会越来越少，即①处机械能最大，③处最小，又因为，且小球在点的高度比在点低，所以点可能在位置③。 1．（2025·江苏南京·中考真题）在“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”的两个实验中，都出现如图所示的情景。在提供图中器材的基础上，有以下判断： ①添加一条棉布和一块玻璃板，可完成“探究阻力对物体运动的影响”实验 ②添加一个木块和若干砝码，可完成“探究动能大小与哪些因素有关”实验 ③要完成上述两个实验，每次小车都需要从同一斜面同一位置由静止释放 ④两个实验都需要在实验基础上通过科学推理得出结论 其中正确的是（　　） A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【答案】A 【详解】①在“探究阻力对物体运动的影响”实验中，通过在水平面上先后铺毛巾（阻力大）、棉布（阻力较小）、木板（阻力小），改变小车受到的阻力，从而探究阻力对物体运动的影响，所以①正确。 ②“探究动能大小与哪些因素有关”实验，需要让小车撞击木块，通过木块被推动的距离反映动能大小。添加一个木块和若干砝码，可改变小车质量等因素，从而探究动能大小与质量等因素的关系，所以②正确。 ③“探究阻力对物体运动的影响”实验，让小车从同一斜面同一位置由静止滑下，是为了使小车到达水平面时初速度相同；但“探究动能大小与哪些因素有关”实验，若探究动能与速度的关系，需让同一小车从不同高度滑下，并非每次都从同一位置滑下，所以③错误。 ④“探究阻力对物体运动的影响”实验，是在实验基础上科学推理（若阻力为零，小车匀速直线运动）；“探究动能大小与哪些因素有关”实验，是通过实验现象（木块被推动的距离）直接归纳结论，并非都用科学推理，所以④错误。 综上，①②正确。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 2．（2025·江苏盐城·中考真题）如图所示，摆球下降的过程中，它的（　　） A．重力势能减小，动能减小 B．重力势能减小，动能增大 C．重力势能增大，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 【答案】B 【详解】摆球下降的过程中，小球的质量不变，高度变小，重力势能逐渐变小，速度变大，动能逐渐增大，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．（2025·江苏徐州·中考真题）如图所示，有两个相同的钢质小球A和B，分别用细线悬挂起来。将A拉起后释放，A向下摆动撞击B，A静止下来，B开始摆动。B回摆后撞击A，B静止下来，A开始摆动。几位同学观察这个过程，进行了以下归纳，其中正确的是（　　） A．原来静止的小球被撞击而运动，说明力是物体运动的原因 B．原来运动的小球被阻挡而静止，说明力是物体静止的原因 C．碰撞使运动的小球静止，使静止的小球运动，说明力是改变物体运动状态的原因 D．两个小球循环往复摆动，说明物体具有惯性，可以一直这样运动下去 【答案】C 【详解】A．力不是物体运动的原因，原来静止的小球被撞击而运动，说明力是改变物体运动状态的原因，故A错误； B．力不是物体静止的原因，原来运动的小球被阻挡而静止，运动状态改变，说明力是改变物体运动状态的原因，故B错误； C．碰撞使运动的小球静止，使静止的小球运动，小球受撞击力后运动状态改变，说明力是改变物体运动状态的原因，故C正确； D．两个小球循环往复摆动中因为要克服阻力做功，机械能减小，所以会逐渐停止往复摆动，故D错误。 故选C。 4．（2025·江苏连云港·中考真题）2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。关于神舟二十号飞船加速升空的过程，下列说法正确的是（　　） A．动能增加，重力势能不变，机械能增加 B．动能增加，重力势能增加，机械能增加 C．动能不变，重力势能减小，机械能减小 D．动能减小，重力势能增加，机械能不变 【答案】B 【详解】飞船加速升空的过程中，质量不变，速度变快，故动能增加，高度变高，故重力势能增加，机械能是动能和势能的总和，故机械能也增加，故ACD错误，B正确。 故选B。 5．（2025·江苏无锡·中考真题）用如图所示的装置探究物体的动能大小与速度的关系时，应让同一辆小车从斜面___________高度处由静止滑下，撞击置于水平面上___________（选填“相同”或“不同”）位置的同一木块。通过比较木块___________来比较小车动能的大小。 【答案】 不同 相同 被推动的距离 【详解】[1]在探究物体的动能大小与速度的关系时，要控制小车的质量不变，改变小车的速度。让同一辆小车（质量相同）从斜面的不同高度处由静止滑下，小车到达水平面时的速度不同，所以为了让小车到达水平面时速度不同，应让同一辆小车从斜面不同高度处由静止滑下。 [2]为了比较小车动能的大小与速度的关系，根据控制变量法可知，只能改变小车的速度，其他条件保持不变，故小车应撞击置于水平面上相同位置的同一木块。 [3]实验中，因为木块对水平面的压力相同、水平面的粗糙程度也相同，故木块受到的滑动摩擦力不变，若小车动能越大，则小车撞击木块时对木块做的功越多，木块滑行时克服滑动摩擦力做的功也越多，根据可知，木块被推动的距离就越远，故可以通过比较木块被推动的距离来比较小车动能的大小。 6．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，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。实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越___________。小车在水平木板上运动时，所受重力对小车___________（选填“做功”或“不做功”）。 【答案】 动 大 不做功 【详解】[1]压缩弹簧松手后，被压缩后的弹簧将小车弹出，弹簧的弹性势能减少，小车的机械能增大，所以将弹簧的弹性势能转化为小车的动能。 [2]弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越大。 [3]小车在水平木板上运动，小车受到的重力向下，小车没有在重力的方向上移动距离，故重力没有对小车做功。 7．（2025·江苏淮安·中考真题）如图所示是小明用弹弓射出小石子的场景。橡皮筋被拉时发生的形变越大，小石子弹出时的速度越___________，该过程中橡皮筋的___________能转化为小石子的___________能。弹出的小石子能继续向前飞行，是因为小石子具有___________。 【答案】 大 弹性势 动 惯性 【详解】[1]橡皮筋被拉时发生的形变越大，橡皮筋具有的弹性势能越大，转化为小石子的动能就越大，小石子质量不变，动能越大，速度越大。 [2]橡皮筋发生弹性形变时具有弹性势能，所以该过程中橡皮筋的弹性势能转化为小石子的能量。 [3]小石子被弹出时，速度增大，动能增加，所以是橡皮筋的弹性势能转化为小石子的动能。 [4]弹出的小石子能继续向前飞行，是因为小石子具有惯性，惯性是物体保持原来运动状态的性质，小石子弹出后，由于惯性会继续保持向前的运动状态。 8．（2024·江苏常州·中考真题）2024年3月26日，美国“弗朗西斯·斯科特·基”大桥被“达利”号集装箱船撞毁，如图所示，撞击前，船突发故障失去动力，但并没有立即停下，这是因为___________，当船以10.8km/h、合___________m/s的速度撞击大桥时，虽然船速较慢，但由于船的___________很大导致其___________能很大，使得船将大桥撞毁。 【答案】 船具有惯性 3 质量 动 【详解】[1]撞击前，船突发故障失去动力，由于船具有惯性，所以不会立即停下。 [2]船的速度 10.8km/h=3m/s [3]动能与质量和速度有关，船速较慢，船的质量很大，船的动能很大，使得船将大桥撞毁。 9．（2024·江苏盐城·中考真题）用橡皮筋来做几个小实验：①手拉橡皮筋，橡皮筋伸长，说明力可以使物体发生______；②用手拨动拉紧的橡皮筋，橡皮筋会发出声音，说明声音是由物体______产生的；③用橡皮筋做成“弹弓”，能将物体弹射，说明拉长的橡皮筋具有______能。 【答案】 形变 振动 弹性势 【详解】[1][2]用手拉橡皮筋，橡皮筋被伸长，橡皮筋的形状发生了变化，表明力能使物体发生形变；因为声音是由物体的振动产生的，所以拨动橡皮筋，橡皮筋会振动而发出声音。 [3]物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，橡皮筋被拉长后，发生弹性形变，此时橡皮筋具有弹性势能。 10．（2026·江苏·三模）在“探究阻力对物体运动影响”的活动中，实验小组做了如下实验： A．如图甲，将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离； B．如图乙，取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，重复A中后续实验操作； C．如图丙，取下棉布，再次重复A中后续实验操作； (1)以上操作中错误的一次是_____ （选填“A”“B”或“C”）； (2)如图丁所示的是小车在不同水平面上运动时速度与时间的关系图像，其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线_____（选填“a”“b”或“c”）； (3)进一步分析可知，三次实验中小车在水平面上速度减小量____（选填“相同”或“不同”），小车所受阻力越小，小车速度减小得越_____（选填“快”或“慢”）； (4)请在图丁中画出小车在光滑水平面上滑行的v﹣t图像；____ (5)接着小丽同学利用图丙增加木块继续“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，让不同质量的小车从斜面的同一高度由静止开始滚下，将静止在水平面上的木块撞出一段距离，小车从斜面顶端滚下的过程中，小车的______能转化动能，此实验设计是探究动能与___的关系。 【答案】(1)B (2)c (3) 相同 慢 (4) (5) 重力势 质量 【详解】（1）本实验需要控制小车到达水平面的初速度相同，因此只改变水平面的粗糙程度，不能改变斜面的粗糙程度。步骤B将棉布铺在斜面上，改变了斜面粗糙程度，导致小车到达水平面的初速度不同，因此操作错误。 （2）毛巾表面最粗糙，小车受到的阻力最大，速度减小最快，运动时间最短，最早减速到0，对应图线。 （3）三次实验中小车到达水平面时初速度相同，最终都静止，末速度都为0，因此速度减小量相同。 由图甲、乙、丙可知，木板表面最光滑，受到的阻力最小，小车运动距离最远，因此实验结论为小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。 （4）光滑水平面阻力为零，小车速度不会减小，将保持匀速直线运动，因此图像是平行于轴的水平直线。 （5）小车从斜面滑下时，高度降低、重力势能减小，速度增大、动能增大，因此重力势能转化为动能；实验控制小车到达水平面的速度相同，改变小车质量，因此探究动能与质量的关系。 1．如图是小香踢毽子的情景，毽子踢出后竖直上升又竖直下落的过程中，均受到空气阻力的作用。以下说法正确的是（     ） A．毽子踢出后向上运动，是由于受到惯性力的作用 B．毽子上升过程中所受力的合力等于下降过程中所受的合力 C．毽子上升过程中，动能转化为重力势能和内能 D．毽子运动到最高点时，若所受的力都消失，将保持匀速直线运动状态 【答案】C 【详解】A．惯性是物体本身的一种属性，不是力，不能说受到惯性力。毽子踢出后向上运动是因为毽子具有惯性，要保持原来的运动状态，故A错误； B．空气阻力方向与运动方向相反，上升时，合力为，下降时，合力为，两者不相等，故B错误； C．毽子上升时，速度减小（动能减小），高度增加（重力势能增大），同时克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，因此是动能转化为重力势能和内能，故C正确； D．毽子运动到最高点时，瞬时速度为0；若此时所有力消失，根据牛顿第一定律，物体将保持静止状态，而非匀速直线运动，故D错误。 故选C。 2．如图所示是某同学在练习立定跳远项目时的场景，不计空气阻力，下列说法正确的是（     ） A．起跳时，人向后蹬地，人受到的重力增大 B．起跳时，用力向前摆臂，是为了增大人的惯性 C．当人腾空到最高点，人受到平衡力 D．下落时，人的重力势能减小 【答案】D 【详解】A．由可知，起跳时人的质量不变，所以重力大小不变，故A错误； B．起跳时人的质量不变，惯性不变，故B错误； C．人腾空到最高点时只受到重力，不满足平衡力的条件，所以不受平衡力，故C错误； D．下落时人的质量不变，高度降低，因此重力势能减小，故D正确。 故选D。 3．如图是技术人员正在操控无人机可以在同一高度匀速飞行的同时喷洒农药。下列关于无人机的说法正确的是（     ） A．无人机的功率越大，它的机械效率越高 B．喷洒农药的过程中无人机的重力势能保持不变 C．此时螺旋桨产生向上的升力等于它的重力 D．喷洒结束后无人机匀速降落，它的机械能不变 【答案】C 【详解】A．功率是机械做功的快慢，机械效率是有用功与做功的比值，机械效率与功率之间没有必然的联系，故A错误； B．无人机喷洒农药的过程中，高度不变，质量减小，所以重力势能减小，故B错误； C．无人机可以在同一高度匀速飞行，处于平衡状态，此时螺旋桨产生向上的升力和它的重力是一对平衡力，大小相等，故C正确； D．喷洒结束后无人机匀速降落，质量不变，高度减小，重力势能减小；速度不变，动能不变，机械能是动能和势能的总和，机械能减小，故D错误。 故选C。 4．为了缓解同学们的学习压力，元旦举办了三人篮球比赛，如图所示是篮球被抛出后在空中运动的一段轨迹，在这运动过程中，下列说法正确的是（     ） A．从a到b的过程中，篮球受到了推力 B．重力改变篮球的运动状态 C．篮球到达b点时，处于静止状态 D．从b到c过程中，篮球速度增大，惯性增大 【答案】B 【详解】A．球从a到b的过程中，手与球之间没有相互作用，球没有受到推力，故A错误； B．篮球在空中运动时，重力的作用使篮球速度的大小和方向不断变化，即重力改变了篮球的运动状态，故B正确； C．篮球到达b点时还具有向前的速度，不是静止状态，故C错误； D．从b到c过程中，篮球高度降低，重力势能转化为动能，速度增大，但惯性只与物体的质量有关，与速度无关，篮球质量不变，惯性不变，故D错误。 故选B。 5．如图甲所示，压力传感器置于水平桌面上，其上固定有质量不计的竖直弹簧。时刻，将金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，该过程中，通过压力传感器得到弹簧弹力随时间变化的图像如图乙所示，通过速度探测仪得到小球速度随时间变化的图像如图丙所示。忽略空气阻力，下列分析正确的是（　　） A．小球下落到最低点时动能最大 B．时刻小球受力平衡 C．时间段内，小球所受合力向上 D．时刻小球受到的合力为30 N 【答案】D 【详解】首先结合图像梳理核心信息：由丙图可知，​时刻小球速度最大，此时小球受力平衡、合力为0，弹力等于重力；结合乙图得此时弹力，即小球重力；时刻小球速度减为0，到达最低点，此时弹簧弹力为。 对选项逐一分析： A．小球下落到最低点时速度为0，动能最小，动能最大出现在速度最大的时刻，故A错误； B．时刻小球速度仍在增大，说明合力不为零，受力不平衡，故B错误； C．时间段内，小球向下运动、速度持续增大，因此合力方向向下，故C错误。 D．时刻，向上的弹力为80N，向下的重力为50N，合力大小为，故D正确。 故选D。 6．图甲为小球从某高度水平抛出后的部分运动轨迹示意图，位置①和③高度相同。将小球经过的①、②、③中某两个位置记为M、N，其动能和重力势能数据如图乙所示。下列说法正确的是（　 　） A．小球在①位置的动能可能小于在②位置的动能 B．小球在②位置的动能可能小于在③位置的动能 C．M位置对应轨迹中的①位置 D．小球在整个运动过程中，机械能不断减小 【答案】D 【详解】A．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A错误； B．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B错误； C．由B选项分析可知，M位置对应轨迹中的③位置，故C错误； D．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D正确。 故选D。 7．如图所示，水平推力将质量为的物块压在不光滑的竖直墙面上，物块由静止开始沿足够高的墙面下落。已知与物块下落速度之间的关系如图乙所示，、、是物块下落过程中经过的三个位置，且。不计空气阻力。在物块下落高度为的过程中，推力做功的大小为________J，物块动能和势能的总和________；物块在竖直方向上所受合力大小的变化情况是________，重力在两段做功的功率________（选填“一定”、“可能”或“不可能”）等于。 【答案】 0 减小 先减小后不变 可能 【详解】推力是水平方向，物块下落位移是竖直方向，推力方向上没有位移，根据做功的条件，推力做功为； 动能与势能的总和就是机械能，墙面不光滑，物块下落过程中克服摩擦力做功，机械能转化为内能，因此动能和势能的总和减小； 由图乙得和速度成正比，由滑动摩擦力的影响因素可知，随增大而增大，因此随增大而增大， 初始时，，竖直方向合力大小等于重力； 下落过程滑动摩擦力向上，增大，增大，合力不断减小；当时，合力减小到0，竖直方向受力平衡，速度不再变化， 压力不变，不变，合力保持为0，因此竖直方向合力大小变化为先减小后不变； 重力做功的功率，物块运动过程是，先做加速运动，速度达到最大值后，做匀速运动，如果恰好是做匀速运动，那么段和段的速度相等，重力不变，因此就等于，因此二者可能相等。 8．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 9．让系于橡皮筋一端重为3N的小球，从O点的正下方由静止释放，分别经过a、b、c三点，如图甲所示。整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示，则小球从a运动到c的过程中，在____点重力势能最大，在____点小球的机械能最小。小球到达b点时速度最大，此时小球下落的高度 h为____cm。（不计空气阻力） 【答案】 a c 0.5 【详解】[1]小球从a运动到c的过程中，质量不变，a点的高度最高，所以在a点小球的重力势能最大。 [2]不计空气阻力，小球从a运动到c的过程中，小球的机械能转化为橡皮筋的弹性势能。小球下落到最低点c时，橡皮筋的弹性势能最大，小球的机械能最小。 [3]小球在下落的过程中，橡皮筋逐渐发生弹性形变，橡皮筋产生的弹力由小变大，当重力大于弹力时小球受合力向下，小球加速下落；当弹力等于重力时，小球受到合力为0，速度达到最大，根据图乙可知，b点时的弹力与小球的重力相同，即b点的弹力为3N；F与h关系图像是一条直线，橡皮筋发生的是弹性形变，当弹力为9N时，橡皮筋伸长 即橡皮筋每伸长0.1cm，弹力就增大3N，所以在b点时，橡皮筋伸长量为0.1cm，所以小球到达b点时，下落的高度h为 10．(1)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离。如图所示。请回答问题： ①铁球从同一高度由静止释放的目的是______，该实验是为了研究铁球的动能大小与______的关系。该实验铁球的速度是指铁球从斜面由静止滚下到水平面与木块碰撞______（选填“前”、“后”或“前、后均可”）的速度，它是通过______（高度或质量）来改变的。该实验是通过观察木块被撞后移动的距离，来判断出______（“铁球”或“木块”）具有的动能的大小。 ②图乙是高速公路的限速牌，但是不同车型的车限速却不一样，限制车速实际上是限制车的______。 ③斜面在生活生产中常见，在物理实验中也常有，以下物理实验都用到了斜面。 A如图甲所示利用斜面测平均速度，为了提高实验测量的准确度，可以______（填“增大”或“减小”）斜面坡度，让小车从斜面顶端由静止开始滑下。 B如图乙所示利用斜面研究阻力对物体运动的影响，小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在毛巾、木板、平板玻璃等表面上运动不同的距离后停止，此过程中小车克服阻力做功的大小分别为W1、W2、W3，它们的关系是______。 C如图丙所示利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关，该实验水平面不能光滑的原因是______。 (2)探究物体的重力势能，（木桩起始位置高度相同） ①比较图中A、B两木桩扎入沙坑的深度，可以得出的结论是：______； ②若图中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同，______（选填“能”、“不能”）说明乙、丙的重力势能相同，你的理由是______。 【答案】(1) 控制小球到达水平面时的速度相同 质量 前 高度 铁球 动能 减小 见解析 (2) 当质量相同时，高度越高，重力势能越大 能 见解析 【详解】（1）[1][2]根据控制变量法，将铁球从同一高度由静止释放其目的是为了控制小球到达水平面时的速度相同，该实验控制小球速度相同，质量不同，故目的是探究铁球动能大小与质量的关系。 [3][4][5]铁球的速度是指铁球与木块碰撞前的速度，因为探究的是碰撞前铁球动能大小关系，是通过改变铁球的不同高度来改变的，铁球具有的动能越大，木块被撞击后移动的距离越大，故该实验是通过观察木块被撞后移动的距离，来判断出铁球具有的动能大小。 [6]动能的大小与物体的质量和速度有关。由于不同车辆质量不同，为避免行驶过程中动能过大，则有不同的限速，故限制车速实际上是限制动能大小。 [7]在测平均速度的实验中，为了准确的测量运动的时间，应让斜面的坡度小一些，使小车运动的时间长一些。 [8]利用斜面研究阻力对物体运动的影响，小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，到达水平面时的速度相同，则小车到达水平面时的动能相同，小车克服阻力做功，最终静止，动能为零，因此在毛巾、木板、平板玻璃等表面上运动时克服阻力做功的大小相同，即 [9]探究动能的大小与哪些因素有关时，通过比较木块被撞击后移动的距离来判断铁球的动能大小，如果水平面是光滑的，木块将不受阻力，会一直运动下去，则无法通过木块被撞击后移动的距离比较动能的大小。 （2）[1]由图可知，甲、乙物体质量相等，从不同高度落下打在木桩上，乙物体下落的高度较大，木桩扎入沙坑的深度更深，故可以得出的结论为：当质量相同时，高度越高，重力势能越大。 [2][3]若B、C两木桩扎入沙坑的深度相同，则说明乙、丙对木桩做功相等，做功过程就是能量的转换过程，故能说明乙、丙的重力势能相同。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第06讲 机械能（培优讲义） 课标要点 1. 知道动能、重力势能和弹性势能的概念，理解它们的大小分别与哪些因素有关（动能：质量、速度；重力势能：质量、高度；弹性势能：弹性形变程度）。 2. 理解机械能是动能和势能（包括重力势能和弹性势能）的总和，知道动能和势能之间可以相互转化。 3.理解机械能守恒定律：如果只有动能和势能相互转化，则机械能的总和保持不变（不计摩擦和空气阻力）。 1. 通过观察生活中的实例（如滚摆、单摆、过山车、蹦床等），分析动能和势能之间的相互转化过程，能描述在转化过程中速度、高度、形变程度的变化。 2. 运用控制变量法探究影响动能大小的因素（让同一小球从不同高度滚下，研究速度对动能的影响；让不同质量的小球从同一高度滚下，研究质量对动能的影响），同理探究重力势能的影响因素。 3. 判断机械能是否守恒时，注意分析是否受到摩擦力、空气阻力等外力作用。若不计阻力且只有重力（或弹力）做功，则机械能守恒；若存在阻力，则部分机械能转化为内能，机械能总量减少。 方法指导 考点01 动能 1. 认识能量：一个物体能对另一个物体做功，就表明这个物体具有能量，简称能。 2. 能量的单位：与功的单位相同，国际单位焦耳，简称焦，符号是J。 3. 对能量的理解： （1）物体做功的过程实质就是能量转移或转化的过程，物体能做的功越多，就意味物体具有的能量越多。 （2）能够做功，不代表物体此时在做功，但正在做功的物体一定具有能量，能量是一种状态量，而做功是一种过程量。 4．动能：物体由于运动所具有的能量叫作动能，一切运动的物体都具有动能，物体的动能越大，意味着它能对其他物体做的功就越多。 考点02 探究影响动能大小的因素 1．实验目的 探究物体的动能大小与哪些因素有关，定性得出动能与质量和速度的关系。 2．实验器材 斜面、水平木板（或水平桌面）、质量不同的小球（如钢球、木球，或同一小球可改变质量，如加配重）、 木块（被撞击物体，放在水平面上）、刻度尺 3．实验原理与方法 （1）转换法（显示动能大小） 小球从斜面上滚下，撞击水平面上的木块。 木块被撞击后移动的距离越长，说明小球对木块做的功越多，即小球撞击木块时的动能越大。 通过木块移动的距离来间接比较动能的大小。 （2）控制变量法 探究动能与速度的关系：控制小球质量相同，改变小球到达水平面时的速度（改变小球在斜面上的释放高度）。 探究动能与质量的关系：控制小球到达水平面时的速度相同，改变小球的质量（换用质量不同的小球，或给同一小球加配重）。 4．实验步骤 （1）探究动能与速度的关系 ① 将同一小球从斜面的某一高度由静止释放，小球滚下后撞击水平面上的木块。 ② 用刻度尺测量木块被撞击后移动的距离S1。 ③ 将同一小球从斜面的另一更高位置由静止释放，再次撞击同一木块，测量木块移动的距离S2。 ④ 比较S1和S2的大小。 （2）探究动能与质量的关系 ① 取质量不同的两个小球（如钢球和木球，保证体积相近以减少阻力差异）。 ② 将它们分别从斜面的同一高度由静止释放（确保到达水平面时的速度相同）。 ③ 分别测量木块被撞击后移动的距离。 ④ 比较距离的大小。 （3）多次实验 为得到普遍规律，每个条件下应重复实验2~3次，取平均值（木块移动距离）。 5．实验结论。 物体的动能与物体的质量和速度有关，速度越大、质量越大，动能越大。 【深化点拨】 （1）实验中的误差分析 斜面不够光滑：小球滚下时机械能损失，速度偏小。 木块初始位置未对齐：导致移动距离测量不准。 释放时未静止：给小球初速度，影响速度的控制。 空气阻力对质量不同的小球影响不同：尽量选用体积相同、密度不同的球。 （2）动能的计算方法 动能的大小与物体的质量和速度的平方成正比，计算公式：（做初步认识即可，初中不涉及动能的具体运算）。 题型1：功与能的关系 1．关于功和能下列说法错误的是（　　） A．能量的单位是焦耳 B．物体能够对外做功，则物体具有能量 C．具有能的物体一定正在做功 D．物体能够做的功越多，它具有的能就越大 2．下列关于功和能的叙述中，正确的是（　　） A．一个物体没有做功，它一定不具有能量 B．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 C．运动的物体具有能，静止的物体没有能 D．物体具有的能越多，它能做的功就越多 3．关于能的概念，下面的叙述正确的是（　　） A．正在飞行的子弹，可以做功，所以具有能 B．树上挂着的苹果，因为没有做功，所以不具有能 C．运动的物体具有能，静止的物体不具有能 D．苹果下落过程中重力对它做了功，它的势能和动能都减小 题型2：影响动能大小的因素 4．以下物理实验都用到了斜面，则下列说法正确的是（     ）    ①图甲，利用斜面测平均速度，实验时斜面坡度越大越好 ②图乙，可以通过实验进行分析推理验证牛顿第一定律 ③图丙，可以探究动能的大小与哪些因素有关，运用了等效替代的实验方法 ④图丙，让小车A从斜面的不同高度由静止开始滑下，可探究动能与速度的关系 A．只有①③正确 B．只有②③正确 C．只有②④正确 D．只有①④正确 5．如图，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)本实验探究的对象是小球在碰撞__________（选填“前”或“后”）瞬间的动能。 (2)小球滚下的过程中，获得__________，其大小是通过被撞木块移动距离来反映的。 (3)甲、乙两图是探究动能的大小与__________是否有关的。 (4)实验中，木块的质量过大或过小都不行，为什么？简述理由__________。 6．汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。小东由此想要探究动能大小与质量、速度的关系。实验过程如下。 (1)图甲、乙、丙三次实验中应让小球由____________开始滚下。实验中，动能的大小是通过____________来反映的； (2)进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，与图乙实验进行比较，可以得出：____________相同时，质量越大，动能越大； (3)善于动脑的小东又设计了如图丁所示的方案：用同一个小球两次将同一弹簧压缩到不同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同，从而验证了动能与速度的关系。接着让质量不同的两个小球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做____________（选填“能”或“不能”）验证动能与质量的关系，理由是____________； (4)如图戊所示，AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点滑下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力）。则小球离开B点后的运动轨迹最不符合实际的是____________。 题型3：动能的大小比较 7．如图所示，一个篮球不小心被水打湿，小明继续使用该篮球进行训练，球离手后，发现篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中，地面上留下了一个个“印迹”，以下判断正确的是（不考虑篮球质量的变化）（    ） A．A点时的动能等于B点时的动能 B．在A点的机械能等于B点的机械能 C．M、N两个“印迹”大小相同 D．在P点时篮球的动能不为0 8．如图所示，农民赶着牛拉着犁铧在田里劳动，它们以相同速度向前行进，则其动能（　　） A．农民最大 B．铧犁最大 C．牛最大 D．一样大 9．如图所示是荡秋千的简化模型，摆球从点由静止释放，到达点后返回，两点等高，球在B点的动能______（选填“大于”“小于”或“等于”）球在点的动能，从到的过程中，动能在______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 考点03 势能 1. 弹性势能：拉弯的弓能对箭做功，将箭射出，压弯的撑杆能对运动员做功，将运动员带到空中，这些现象表明发生弹性形变的物体具有能量，物理学中将物体发生弹性形变所具有的能量叫做弹性势能。 2. 影响弹性势能大小的因素：弓的形变越大，箭被射得越远；机械钟表的发条上得越紧，钟表工作的时间越长；弹簧的形变越大，小车被弹得越远。事实表明，弹性形变越大，物体的弹性势能就越大。 3. 重力势能：地球上的物体都受到重力作用，当物体在竖直方向运动时，重力对物体做功，意味着重力具有能量。在物理学中，我们将物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。 4. 探究影响重力势能大小的因素 （1）实验目的 探究重力势能大小与质量和被举高度的关系。 （2）实验器材 质量不同的重物（如砝码、沙袋）、沙盘（或海绵、橡皮泥）——显示重力势能大小的“转换”装置、刻度尺 （3）实验原理与方法 ①转换法（显示重力势能大小） 重物从一定高度自由下落，撞击沙盘（或海绵）。 沙盘（海绵）被砸出的凹陷深度（或撞击痕迹的深浅）越大，说明重物具有的重力势能越大。 ②控制变量法 探究重力势能与高度的关系：控制重物质量相同，改变下落高度。 探究重力势能与质量的关系：控制下落高度相同，改变重物质量。 （4）实验结论：物体的重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。 物理学中，将弹性势能和重力势能统称为势能。 考点04 动能和势能的相互转化 1. 机械能：在物理学中，将动能和势能统称为机械能。 2. 对机械能的理解： （1）一个物体可以只有动能或势能，也可以同时具有动能和势能，此时都可以称为物体具有机械能。 （2）机械能是动能和势能的总和，故影响动能和势能的因素都会影响机械能，既机械能的影响因素包括：物体的质量、速度、高度、弹性形变的程度。 3. 动能和重力势能的相互转化：在只有重力做功（如自由落体、竖直上抛等）的过程中，动能和重力势能可以相互转化。例如，单摆从最高点向下摆动时，高度减小、速度增大，重力势能转化为动能；从最低点向上摆动时，高度增大、速度减小，动能转化为重力势能。 4. 动能和弹性势能的相互转化：这种转化可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间。例如，水平放置的弹簧一端固定，另一端连接小球；压缩弹簧后释放，弹簧恢复形变的过程中，弹性势能转化为小球的动能；小球压缩弹簧的过程中，动能又转化为弹簧的弹性势能。 5. 机械能守恒：如果只有动能和势能之间相互转化，而没有其他形式能参与（如克服摩擦生热等），那么机械能的总和保持不变，即机械能守恒。 【深化点拨】 机械能是否守恒的判断方法 机械能是动能与势能的总和，当系统内只有重力做功时，重力势能与动能相互转化；系统内只有弹力做功时，弹性势能与动能相互转化。系统内只有动能与势能相互转化，系统机械能守恒。 实际解题时，多注意运动过程中是否有除重力和弹力之外的其它力做功，是否考虑摩擦，空气阻力等，这是判断机械能是否守恒的主要办法。 题型4：弹性势能 10．如图所示是我国古代水力鼓风机示意图。水轮驱动装置推动杆压缩皮橐（音tuó，口袋）送风，带动连接杆的绳拉弯竹子，随后竹子恢复原状带动皮橐张开吸气。下列说法正确的是（　　） A．绳拉弯竹子说明力可以改变物体的运动状态 B．送风时竹子的弹性势能增大 C．送风时杆对皮橐不做功 D．绳对竹子的力大于竹子对绳的力 11．如图为蹦床运动照片及其简化示意图，点是运动员由最高点开始自由下落的起始位置，点是蹦床不发生形变时的位置，点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等的位置，点是运动员到达的最低位置。若忽略空气阻力，则（　　） A．在点时，运动员受力平衡 B．从点到点的过程中，运动员的重力势能一直减小 C．从点到点的过程中，蹦床的弹性势能一直减小 D．从点到点的过程中，在点处运动员的动能最大 12．如图为一轻质弹簧的长度L和弹力F大小关系图像。由图像可知，弹簧的原长为________cm；当弹簧伸长0.04 m时，弹力的大小为________N，此时弹簧具有________能。 题型5：探究影响弹性势能大小的因素 13．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 14．为了探究“弹性势能的大小与物体的弹性形变大小的关系”，小明用图示装置进行实验，处为弹簧的原长位置。在水平桌面上，压缩弹簧后由静止释放小球，使小球撞击同一纸盒，并与纸盒一起向右滑行。撞击前纸盒均位于点右侧同一位置； (1)小明每次应将弹簧压缩_______（选填“相同”或“不同”）的长度，再释放小球，通过比较各次实验中纸盒的_______，从而判断弹簧弹性势能的大小； (2)实验中，将小球自处由静止释放，最终小球和纸盒一起静止于处。此过程中小球动能最大的位置在_______（选填“AB之间”“点”或“BC之间”）。 (3)小明根据实验现象认为：小球推动木块移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消失了。你认为小明的观点是_______（选填“正确”或“错误”）的，理由是_______。 15．为了“探究弹性势能与哪些因素有关”，小明在水平桌面上设计了如图甲所示的实验装置进行探究。将弹簧左端固定，用小球（小球与弹簧不连接）将弹簧压缩不同的长度，由静止释放小球，小球离开弹簧后撞击静放在桌面上的木块．分别测量出木块在水平面上滑行的距离s0，分析实验数据得出结论。 （1）实验中，弹簧弹性势能大小是通过______来反映的，实验中探究了弹簧弹性势能大小跟______的关系。实验中，小明又发现在水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图乙所示。小球离开桌面在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？他们提出以下三个猜想： 猜想1：与小球离地的高度有关； 猜想2：与小球离开桌面时的速度有关； 猜想3：与小球的质量有关； （2）为了探究猜想1，小华取了质量为5g的小球，改变桌子的高度，将弹簧压缩到相同的长度释放小球，测得并记录数据如表： 离地高度H/cm 5 20 45 80 125 水平飞行距离s/cm 5 10 15 20 25 ①请根据表格中的数据，在图丙作s-H图像______； ②根据表中数据，可以得出结论：当该小球以实验中相同速度离开桌面时，小球离地面的高度H为______cm时，小球水平飞行的距离s为40cm； （3）为了验证猜想2是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同．这说明猜想2是______（正确/错误）的； （4）为探究猜想3，保持离地高度不变，小明用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系。你认为小明的方案存在的问题是：______。 题型6：重力势能 16．某小球由静止被水平抛出，其部分运动轨迹如图所示。小球在运动过程中先后经过M、N两点（图中未标出）时的动能和重力势能的参数如下表所示，M、N可能所处的位置判断正确的是（     ） 位置 重力势能J 动能J M点 100 200 N点 100 60 A．①是M，②是N B．①是M，③是N C．②是M，③是N D．③是M，①是N 17．桔槔是一种原始的提水工具，其工作原理如图所示：在竖立的架子上设一支点，将长杆横挂于上，长杆的一端用绳子绑着水桶，一端挂着石头。当人用力向下拉绳，将水桶放入井内打水，松手后在另一端的重石作用下水桶就可以被提上来。下列说法正确的是（　　） A．水桶在被提起的过程中，桔槔是一个费力杠杆 B．水桶在被匀速提起的过程中，动能减小，重力势能增大 C．水桶在被加速提起的过程中，其受到的重力和拉力是一对平衡力 D．水桶在向上运动过程中，如果所有的力都消失，则水桶会落向地面 18．小白将篮球掷向地面，篮球碰到地面后斜向上反弹。篮球运动过程中经过两个位置A和B。A处的机械能为17J，重力势能为10J，B处的机械能为20J，重力势能为6J。在A位置时动能为______J，如图左侧篮球对应的是______（选填“A”或“B”）位置，篮球的运动路径是______（选填“由A到B”或“由B到A”）。 题型7：探究影响重力势能大小的因素 19．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，下落高度），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 20．在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物A、B、C的质量关系为，木桩相同。木桩和重物位置如图甲所示。重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。 (1)重物自由下落打击木桩，通过观察木桩陷入沙中的深度判断______（选填“重物”或“木桩”）的重力势能大小。 (2)比较______（选填“AB”、“BC”或“AC”）两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，得出的结论是：当重物质量相同时，高度越高，重力势能越______（选填“大”或“小”）。 (3)结合（2）中的实验结论，通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度，我们______（选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与其质量有关的结论。 (4)如图丙所示，是某一重物从某高度处由静止下落的过程中，下落高度与时间的关系图。在下面的四个选项中，描述重力对该重物做功大小与下落时间关系最接近正确的图线是______。 A． B． C． D． (5)结合本实验和所学知识，分析图丁所示的水坝，水力发电机安装在______（选填“C”或“D”）位置较为合理。 21．为探究影响动能大小的因素，老师设计了如图甲乙所示的实验方案。 （1）图甲探究的是动能与______的关系，实验中通过_______来比较小球动能的大小； （2）在完成甲实验的第二步操作时，木块被撞后滑出木板，为使木块不滑出木板，对甲实验的第二步操作应采取的方法是_______； A．适当降低钢球的高度    B．换用一个较重的木块     （3）实验结束后，各小组对实验提出各种改进方案： ①小明认为在“探究动能与速度关系”的实验中，可以撤走木块并使用足够长的木板，记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离。你认为小明的实验方案是否合理______（选填“合理”或“不合理”）； ②小虎利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验，通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片，通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。小华指出此装置不适合体积不同的小球做实验，原因是________； ③小刚设计了丁图所示的装置进行实验。 A．若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离，可以研究小球的动能大小与______（选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系； B．若用A．B两个质量不同的小球（mA>mB）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，同一木块受到撞击后相应移动距离sA___sB（选填“>”、“<”或“=”）； （4）小明认为还可以通过甲、乙两图探究物体重力势能的影响因素，他的设想是______（选填“可行”或“不可行”）的。 题型8：动能和势能的相互转化 22．如图甲所示，压力传感器能够测量出其表面受到的压力大小，与电脑连接后，将其放置在水平地面上，将一质量为m的排球从正上方某一高度处由静止释放，落到传感器上后再竖直弹起上升，反复多次后静止在传感器上。传感器测得的弹力F的大小随时间t变化情况如图乙所示。A、B、C三点对应的时刻是t1、t2、t3，下列说法中正确的是（     ） A．t2时刻排球被弹到最高点 B．BC过程，排球弹性势能转化为重力势能和动能 C．排球t1时刻向上运动 D．整个过程中，排球的机械能守恒 23．如图所示，在一倾角为30°的固定斜面顶端固定一个滑轮，斜面的底部放一个质量为2kg的物体A，用细线把物体A和一个小桶相连。在小桶中慢慢加砂子，当物体A沿斜面刚好匀速上升时，停止加砂子。已知物体A在斜面上匀速移动时受到的摩擦力是物体A重力的0.1倍，若物体A沿斜面匀速移动的距离为0.5m（不计空气阻力、绳与滑轮间的摩擦和绳子自重），g取10N/kg。则下列分析正确的是（     ） A．物体A沿斜面匀速上升时动能转化为重力势能 B．物体A沿斜面匀速上升时沙和桶的总重力12N C．物体A沿斜面匀速上升时克服摩擦力做功5J D．物体A沿斜面匀速上升的机械效率50% 24．[航天科技模型——按阶段] (1)『火箭发射升空』搭载飞船的火箭在加速上升的过程中，飞船的动能_______（选填“增大”“减小”或“不变”），机械能_______（选填“守恒”或“不守恒”）。 (2)『在轨运行』卫星是通过_______传递信息的，它从如图所示位置向近地点运动时势能_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 (3)『返回舱返回』返回舱在加速穿越稠密的大气层时，与空气剧烈摩擦，温度能达到几千摄氏度，此时返回舱机械能的总量将_______，内能_______。如图所示，打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速直线运动，则返回舱在这段时间内重力势能_______，机械能_______。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 题型9：机械能守恒的条件与判定 25．如图所示，将小球拉到点后松手，小球从点下落到点，又从点上升到点，之后来回摆动多次后静止在点。下列说法正确的是（     ） A．小球摆到点时速度最大 B．小球在点只受重力的作用 C．小球从点摆动到点过程中，机械能守恒 D．小球从点下落到点过程中，重力势能转化为动能 26．将弹性球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起，其部分运动轨迹如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．球在A点时重力势能比B点时小 B．球第一次到达最高点P时动能为零 C．球在D点时的机械能比在C点时小 D．球在M、N两点速度减为0时势能相等 27．一个小球被水平抛出后，其部分运动轨迹如图甲所示，图中位置①和位置③距离地面的高度相等。乙图中的、两点对应图甲中“①”“②”或“③”中的两个位置，其动能和重力势能的参数如图乙所示。则小球在点的机械能为_____；小球在点的高度比在点_____（选填“高”、“低”、“无法确定”）；点可能在位置_____（选填“①”“②”“③”或“①、③”）。 1．（2025·江苏南京·中考真题）在“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”的两个实验中，都出现如图所示的情景。在提供图中器材的基础上，有以下判断： ①添加一条棉布和一块玻璃板，可完成“探究阻力对物体运动的影响”实验 ②添加一个木块和若干砝码，可完成“探究动能大小与哪些因素有关”实验 ③要完成上述两个实验，每次小车都需要从同一斜面同一位置由静止释放 ④两个实验都需要在实验基础上通过科学推理得出结论 其中正确的是（　　） A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 2．（2025·江苏盐城·中考真题）如图所示，摆球下降的过程中，它的（　　） A．重力势能减小，动能减小 B．重力势能减小，动能增大 C．重力势能增大，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 3．（2025·江苏徐州·中考真题）如图所示，有两个相同的钢质小球A和B，分别用细线悬挂起来。将A拉起后释放，A向下摆动撞击B，A静止下来，B开始摆动。B回摆后撞击A，B静止下来，A开始摆动。几位同学观察这个过程，进行了以下归纳，其中正确的是（　　） A．原来静止的小球被撞击而运动，说明力是物体运动的原因 B．原来运动的小球被阻挡而静止，说明力是物体静止的原因 C．碰撞使运动的小球静止，使静止的小球运动，说明力是改变物体运动状态的原因 D．两个小球循环往复摆动，说明物体具有惯性，可以一直这样运动下去 4．（2025·江苏连云港·中考真题）2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。关于神舟二十号飞船加速升空的过程，下列说法正确的是（　　） A．动能增加，重力势能不变，机械能增加 B．动能增加，重力势能增加，机械能增加 C．动能不变，重力势能减小，机械能减小 D．动能减小，重力势能增加，机械能不变 5．（2025·江苏无锡·中考真题）用如图所示的装置探究物体的动能大小与速度的关系时，应让同一辆小车从斜面___________高度处由静止滑下，撞击置于水平面上___________（选填“相同”或“不同”）位置的同一木块。通过比较木块___________来比较小车动能的大小。 6．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，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。实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越___________。小车在水平木板上运动时，所受重力对小车___________（选填“做功”或“不做功”）。 7．（2025·江苏淮安·中考真题）如图所示是小明用弹弓射出小石子的场景。橡皮筋被拉时发生的形变越大，小石子弹出时的速度越___________，该过程中橡皮筋的___________能转化为小石子的___________能。弹出的小石子能继续向前飞行，是因为小石子具有___________。 8．（2024·江苏常州·中考真题）2024年3月26日，美国“弗朗西斯·斯科特·基”大桥被“达利”号集装箱船撞毁，如图所示，撞击前，船突发故障失去动力，但并没有立即停下，这是因为___________，当船以10.8km/h、合___________m/s的速度撞击大桥时，虽然船速较慢，但由于船的___________很大导致其___________能很大，使得船将大桥撞毁。 9．（2024·江苏盐城·中考真题）用橡皮筋来做几个小实验：①手拉橡皮筋，橡皮筋伸长，说明力可以使物体发生______；②用手拨动拉紧的橡皮筋，橡皮筋会发出声音，说明声音是由物体______产生的；③用橡皮筋做成“弹弓”，能将物体弹射，说明拉长的橡皮筋具有______能。 10．（2026·江苏·三模）在“探究阻力对物体运动影响”的活动中，实验小组做了如下实验： A．如图甲，将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离； B．如图乙，取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，重复A中后续实验操作； C．如图丙，取下棉布，再次重复A中后续实验操作； (1)以上操作中错误的一次是_____ （选填“A”“B”或“C”）； (2)如图丁所示的是小车在不同水平面上运动时速度与时间的关系图像，其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线_____（选填“a”“b”或“c”）； (3)进一步分析可知，三次实验中小车在水平面上速度减小量____（选填“相同”或“不同”），小车所受阻力越小，小车速度减小得越_____（选填“快”或“慢”）； (4)请在图丁中画出小车在光滑水平面上滑行的v﹣t图像；____ (5)接着小丽同学利用图丙增加木块继续“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，让不同质量的小车从斜面的同一高度由静止开始滚下，将静止在水平面上的木块撞出一段距离，小车从斜面顶端滚下的过程中，小车的______能转化动能，此实验设计是探究动能与___的关系。 1．如图是小香踢毽子的情景，毽子踢出后竖直上升又竖直下落的过程中，均受到空气阻力的作用。以下说法正确的是（     ） A．毽子踢出后向上运动，是由于受到惯性力的作用 B．毽子上升过程中所受力的合力等于下降过程中所受的合力 C．毽子上升过程中，动能转化为重力势能和内能 D．毽子运动到最高点时，若所受的力都消失，将保持匀速直线运动状态 2．如图所示是某同学在练习立定跳远项目时的场景，不计空气阻力，下列说法正确的是（     ） A．起跳时，人向后蹬地，人受到的重力增大 B．起跳时，用力向前摆臂，是为了增大人的惯性 C．当人腾空到最高点，人受到平衡力 D．下落时，人的重力势能减小 3．如图是技术人员正在操控无人机可以在同一高度匀速飞行的同时喷洒农药。下列关于无人机的说法正确的是（     ） A．无人机的功率越大，它的机械效率越高 B．喷洒农药的过程中无人机的重力势能保持不变 C．此时螺旋桨产生向上的升力等于它的重力 D．喷洒结束后无人机匀速降落，它的机械能不变 4．为了缓解同学们的学习压力，元旦举办了三人篮球比赛，如图所示是篮球被抛出后在空中运动的一段轨迹，在这运动过程中，下列说法正确的是（     ） A．从a到b的过程中，篮球受到了推力 B．重力改变篮球的运动状态 C．篮球到达b点时，处于静止状态 D．从b到c过程中，篮球速度增大，惯性增大 5．如图甲所示，压力传感器置于水平桌面上，其上固定有质量不计的竖直弹簧。时刻，将金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，该过程中，通过压力传感器得到弹簧弹力随时间变化的图像如图乙所示，通过速度探测仪得到小球速度随时间变化的图像如图丙所示。忽略空气阻力，下列分析正确的是（　　） A．小球下落到最低点时动能最大 B．时刻小球受力平衡 C．时间段内，小球所受合力向上 D．时刻小球受到的合力为30 N 6．图甲为小球从某高度水平抛出后的部分运动轨迹示意图，位置①和③高度相同。将小球经过的①、②、③中某两个位置记为M、N，其动能和重力势能数据如图乙所示。下列说法正确的是（　 　） A．小球在①位置的动能可能小于在②位置的动能 B．小球在②位置的动能可能小于在③位置的动能 C．M位置对应轨迹中的①位置 D．小球在整个运动过程中，机械能不断减小 7．如图所示，水平推力将质量为的物块压在不光滑的竖直墙面上，物块由静止开始沿足够高的墙面下落。已知与物块下落速度之间的关系如图乙所示，、、是物块下落过程中经过的三个位置，且。不计空气阻力。在物块下落高度为的过程中，推力做功的大小为________J，物块动能和势能的总和________；物块在竖直方向上所受合力大小的变化情况是________，重力在两段做功的功率________（选填“一定”、“可能”或“不可能”）等于。 8．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。 9．让系于橡皮筋一端重为3N的小球，从O点的正下方由静止释放，分别经过a、b、c三点，如图甲所示。整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示，则小球从a运动到c的过程中，在____点重力势能最大，在____点小球的机械能最小。小球到达b点时速度最大，此时小球下落的高度 h为____cm。（不计空气阻力） 10．(1)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离。如图所示。请回答问题： ①铁球从同一高度由静止释放的目的是______，该实验是为了研究铁球的动能大小与______的关系。该实验铁球的速度是指铁球从斜面由静止滚下到水平面与木块碰撞______（选填“前”、“后”或“前、后均可”）的速度，它是通过______（高度或质量）来改变的。该实验是通过观察木块被撞后移动的距离，来判断出______（“铁球”或“木块”）具有的动能的大小。 ②图乙是高速公路的限速牌，但是不同车型的车限速却不一样，限制车速实际上是限制车的______。 ③斜面在生活生产中常见，在物理实验中也常有，以下物理实验都用到了斜面。 A如图甲所示利用斜面测平均速度，为了提高实验测量的准确度，可以______（填“增大”或“减小”）斜面坡度，让小车从斜面顶端由静止开始滑下。 B如图乙所示利用斜面研究阻力对物体运动的影响，小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在毛巾、木板、平板玻璃等表面上运动不同的距离后停止，此过程中小车克服阻力做功的大小分别为W1、W2、W3，它们的关系是______。 C如图丙所示利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关，该实验水平面不能光滑的原因是______。 (2)探究物体的重力势能，（木桩起始位置高度相同） ①比较图中A、B两木桩扎入沙坑的深度，可以得出的结论是：______； ②若图中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同，______（选填“能”、“不能”）说明乙、丙的重力势能相同，你的理由是______。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $