第十章 功与机械能 讲义-2026-2027学年八年级物理沪科版全一册

本讲义聚焦初中物理“机械功”核心知识点，系统梳理功的定义（力与力方向上移动距离的乘积）、做功的两个必要因素（力和距离的同向性、同时性）及不做功的三种情况，构建从概念理解到定量计算（公式W=Fs及单位焦耳）的学习支架。 资料以生活实例（如搬石头未动、无人机水平飞行）和科技场景（机械狗、钻探船）为载体，通过分层练习题（填空、选择、计算）培养学生物理观念（能量、运动与相互作用）和科学思维（科学推理、模型建构）。课中辅助教师具象化教学，课后助力学生通过实例分析与计算练习查漏补缺，强化知识应用能力。

10.2功率 要点一、功率 物理学中，为了表示做功的快慢而建立起功率的概念。 要点诠释： 1、物理意义：表示物体做功的快慢。 2、定义：把做功与完成这些功所用的时间之比叫做功率。 要点二、功率的计算 1、定义式：。 2、国际单位：瓦特，简称瓦，符号W；常用单位还有千瓦（KW）、毫瓦（mW）等等。1KW=1000W，1W=1000mW，1W=1J/s。 3、推导公式：。 要点诠释： 功率与功是两个不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”则表示做功的“快慢”，“多少”与“快慢”的意义不一样，只有在做功时间相同时，做功多的功快；否则做功多不一定做功就快，即“功率”不一定就大，也就是说：功率与功和时间两个因素有关。 一、填空题 1．物理兴趣活动中，小明用弹簧测力计水平拉着木块在水平桌面上沿直线运动，木块运动的图像如图乙所示，弹簧测力计的示数F随时间t变化的图像如图甲所示。在0~2 s内，木块受到的摩擦力大小为_________N；在2~6 s内，拉力F做功的功率为_________W；小明从物理老师处了解到：速度图像与时间轴围成的面积对应物体运动的路程。此木块0~8 s的平均速度为_________。 2．如图中，放在水平地面上的物体，受到水平向右的拉力F的作用，F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示，由图像可知，当t=3s时，物体受到摩擦力为_______N；4-6s阶段，拉力F的功率是_______瓦。 3．如图所示为一种智能装卸叉车，它能够代替人工进行货物的运输与装卸。第一次工作时，叉车托着质量为100kg的货物一起沿水平方向匀速运动，在5s内行驶10m；第二次工作时，叉车在10s内把该货物沿竖直方向匀速提升1m。g取10N/kg。忽略空气阻力的影响。则第一次工作时，货物所受重力做的功为___________J，第二次工作时，叉车对货物做功的功率为___________W。 4．题图是2024年巴黎奥运会资格系列赛比赛时的情景，右边的中国选手率先登顶。若两位选手体重相同，从开始攀岩到登顶，中国选手和印度尼西亚选手的平均速度分别为v1和v2，克服重力做功分别为和，对应的功率分别为和，则________，________，________。（均选填“<”“>”或“=”） 5．新型太阳能汽车由太阳能提供能量，该汽车在平直路面上20 min匀速行驶了12 km，汽车此时的输出功率为30 kW，在此状态下，汽车的速度为___________km/h；汽车的牵引力是___________N。 6．如图甲所示，放在足够长的水平桌面上的木块，用弹簧测力计沿水平方向以不同速度分别拉木块使其做直线运动，木块两次运动的s-t图像为图乙所示。由图像可知，木块两次所受摩擦力的大小f1________f2（选填“＞”“＜”或“=”），图甲中的物体所受摩擦力的方向是水平向________，两次拉力的功率P1________P2（选填“>”“<”或“=”）。 7．某同学到养老中心参加志愿者活动时，用推车帮助老奶奶搬运生活用品。若他用30 N的水平推力推着推车水平移动20 m，用时30 s，则推力做的功为___________J，做功的功率为___________W。 8．当质量为150kg的大型无人机悬停在空中时，螺旋桨向上的升力为_______N；当大型无人机以10m/s匀速直线向上运动，升力的功率为________W；当无人机以10m/s竖直向下做匀速直线运动时，升力为______N。已知这台大型无人机10m/s匀速运动时，空气阻力为100N。（g取） 二、单选题 9．关于功和功率，下列说法正确的是（　　） A．作用在物体上的力越大，这个力做的功一定越多 B．一个力做的功越多，则这个力的功率一定越大 C．一个力做功时间越长，则这个力的功率一定越小 D．一个力做功越快，则这个力的功率一定越大 10．如图甲所示，同一水平地面上的物体在水平推力的作用下做直线运动。当水平推力为时，物体运动的路程与时间的关系如图乙所示；当水平推力为时，物体运动的速度与时间的关系如图丙所示。若，两次推力做的功分别为，两次推力做功的功率分别为，则（    ） A． B． C．当水平推力为时，物体受到的摩擦力 D．当水平推力为时，物体受到的摩擦力 11．小明参加社区志愿服务，用水平恒力将楼门口的箱子沿水平地面匀速推到电梯口处，已知小明对箱子的推力做功随时间变化的关系如图所示。若他完成推箱子的时间为20s，此过程中箱子所通过的路程为16m。则下列说法正确的是（　　） A．箱子所受合力方向与其运动方向相同 B．小明对箱子的推力做功的功率为10W C．小明推箱子的速度为3.2m/s D．箱子在运动过程中所受的滑动摩擦力的大小为50N 12．一辆汽车以恒定的功率在平直公路上做直线运动，其图像如图所示，它在内通过的路程为。汽车在行驶过程中所受的阻力不变，大小为。下列说法正确的是（　　） A．汽车一直在做匀速直线运动 B．汽车匀速行驶时的功率为 C．在内汽车发动机的牵引力所做的功 D．在内汽车发动机的牵引力所做的功 13．一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的s~t图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是（     ） A．物体10s时的速度大于4s时的速度 B．拉力对物体所做的功大于拉力对物体所做的功 C．拉力的功率保持不变 D．物体所受的拉力大于物体所受的拉力 14．“雪龙”号是我国最大的极地考察船，排水量约2.1×104t，吃水深度可达9m，动力系统中，主机功率13200kW。g取10N/kg，，如图所示，执行科考任务的“雪龙”号在海面破冰前行，关于雪龙号下列说法正确的是（　　） A．“雪龙”号满载时受到的浮力为2.1×107N B．水面下5m深处船壁受到海水的压强为5×104Pa C．“雪龙”号在海面破冰前行1h，“雪龙”号对冰所做的功为4.752×1010J D．假如船以36km/h的速度做匀速直线运动，主机能提供1.32×106N的动力 15．某电动汽车在水平路面上沿直线向前运动，行驶过程中所受到的阻力不变，当车速从v =10m/s逐渐增大至某速度值后，汽车保持匀速直线运动。此过程中，汽车所受牵引力F与速度的倒数（）的关系如图中实线所示。关于上述过程说法正确的是（　　） A．牵引力F做功的功率恒为1000W B．加速过程中，牵引力F越来越小 C．当v = 20 m/s，汽车所受阻力为5×103N D．加速过程中，牵引力F对汽车做功越来越快 16．风力发电时，当风速达到v1时，风车叶片开始旋转，当风速为v2时，发电输出功率达到最大值。但是，出于安全原因，叶片的旋转速度被限制在不超过风速为v2时的速度，当风速达到v3时，叶片停止旋转。下列图表中，最能体现发电输出功率和风速之间关系的是（　　） A． B． C． D． 三、计算题 17．如图所示，某农用无人机作业前，装满药剂的整机停在水平地面上，对水平地面的压强为，支架与水平地面的总接触面积为。作业时，该无人机先在3s内匀速直线上升3.6m，随后水平匀速飞行喷洒药剂（空气阻力忽略不计）。（g取10N/kg）求： (1)满载时无人机的总重力； (2)无人机匀速上升过程中，升力所做的功； (3)无人机上升过程中的功率。 18．如图，某同学在水平公路上匀速骑自行车，人和自行车的总重为900 N，车轮跟地面接触的总面积为0.01 m2，骑行时所受阻力是人和自行车总重的0.03倍，若骑行1000 m用时200 s，在此过程中，求： (1)自行车对地面的压强； (2)牵引力做的功； (3)牵引力做功的功率。 19．如图甲是太阳能驱动的无人驾驶物流车，整车质量为2 t，轮胎与地面的总接触面积为。物流车在平直公路上从静止开始启动，受到水平方向的牵引力随时间变化关系如图乙，运动速度随时间的变化关系如图丙（g取）。求： (1)结合乙、丙两图，车在行驶过程中受到的阻力是多少？ (2)车静止在水平地面上对地面的压强是多少？ (3)60-120 s内，物流车牵引力做的功及功率各是多少？ 20．2025年11月5日，我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射航母“福建舰”正式加入人民海军的行列，如图所示。资料显示，福建舰满载时排水量8万余吨（以8万吨计算），吃水深度达到（船舶满载时在水中浸入的最大深度）13m，中压直流综合电力系统电磁弹射器假设可以在2s内将歼-15T重型舰载机由的电磁推力弹射100m的距离而放飞，求：（海水的密度取，g取10N/kg） (1)福建舰满载时，舰底受到海水的压强； (2)福建舰满载时，排开海水的体积； (3)福建舰的电磁弹射器将一架歼-15T舰载机弹射过程中做功的功率。 第 1 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.2功率 要点一、功率 物理学中，为了表示做功的快慢而建立起功率的概念。 要点诠释： 1、物理意义：表示物体做功的快慢。 2、定义：把做功与完成这些功所用的时间之比叫做功率。 要点二、功率的计算 1、定义式：。 2、国际单位：瓦特，简称瓦，符号W；常用单位还有千瓦（KW）、毫瓦（mW）等等。1KW=1000W，1W=1000mW，1W=1J/s。 3、推导公式：。 要点诠释： 功率与功是两个不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”则表示做功的“快慢”，“多少”与“快慢”的意义不一样，只有在做功时间相同时，做功多的功快；否则做功多不一定做功就快，即“功率”不一定就大，也就是说：功率与功和时间两个因素有关。 一、填空题 1．物理兴趣活动中，小明用弹簧测力计水平拉着木块在水平桌面上沿直线运动，木块运动的图像如图乙所示，弹簧测力计的示数F随时间t变化的图像如图甲所示。在0~2 s内，木块受到的摩擦力大小为_________N；在2~6 s内，拉力F做功的功率为_________W；小明从物理老师处了解到：速度图像与时间轴围成的面积对应物体运动的路程。此木块0~8 s的平均速度为_________。 【答案】 3 0.09 2.25 【详解】由图乙可知，2~6s内木块做匀速直线运动，拉力和滑动摩擦力二力平衡，大小相等。结合图甲得2~6s拉力，因此滑动摩擦力，滑动摩擦力大小只和压力、接触面粗糙程度有关，和运动速度无关；0~2s内木块加速运动，压力和接触面粗糙程度不变，因此摩擦力大小不变，仍为。 2~6s内，拉力，木块匀速运动的速度，拉力F做功的功率 由速度图像与时间轴围成的面积对应物体运动的路程可得，此木块0～8s的总路程 因此平均速度 2．如图中，放在水平地面上的物体，受到水平向右的拉力F的作用，F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示，由图像可知，当t=3s时，物体受到摩擦力为_______N；4-6s阶段，拉力F的功率是_______瓦。 【答案】 4 8 【详解】由丙图可知，4-6s阶段物体做匀速直线运动，处于二力平衡状态，滑动摩擦力 时，物体做加速运动，物体受到的摩擦力为4N。 4-6s阶段，拉力，速度恒为，拉力F的功率 3．如图所示为一种智能装卸叉车，它能够代替人工进行货物的运输与装卸。第一次工作时，叉车托着质量为100kg的货物一起沿水平方向匀速运动，在5s内行驶10m；第二次工作时，叉车在10s内把该货物沿竖直方向匀速提升1m。g取10N/kg。忽略空气阻力的影响。则第一次工作时，货物所受重力做的功为___________J，第二次工作时，叉车对货物做功的功率为___________W。 【答案】 0 100 【详解】第一次工作时，货物沿水平方向运动，重力方向是竖直向下，货物在重力方向上没有移动距离，因此重力对货物做的功为。 货物的重力 叉车匀速提升货物时，对货物的力等于货物重力，叉车对货物做的功 根据功率公式计算功率 4．题图是2024年巴黎奥运会资格系列赛比赛时的情景，右边的中国选手率先登顶。若两位选手体重相同，从开始攀岩到登顶，中国选手和印度尼西亚选手的平均速度分别为v1和v2，克服重力做功分别为和，对应的功率分别为和，则________，________，________。（均选填“<”“>”或“=”） 【答案】 > = > 【详解】[1]两位选手从起点到登顶的攀岩高度（路程）s相同，中国选手率先登顶，说明所用时间，故 [2]克服重力做功的公式为，两位选手体重相同，因此重力G相同，登顶上升的高度h也相同，所以克服重力做功。 [3]两人克服重力做功W相同，中国选手用时更短，因此功率。 5．新型太阳能汽车由太阳能提供能量，该汽车在平直路面上20 min匀速行驶了12 km，汽车此时的输出功率为30 kW，在此状态下，汽车的速度为___________km/h；汽车的牵引力是___________N。 【答案】 36 3000 【详解】[1]汽车的速度 [2]汽车的牵引力 6．如图甲所示，放在足够长的水平桌面上的木块，用弹簧测力计沿水平方向以不同速度分别拉木块使其做直线运动，木块两次运动的s-t图像为图乙所示。由图像可知，木块两次所受摩擦力的大小f1________f2（选填“＞”“＜”或“=”），图甲中的物体所受摩擦力的方向是水平向________，两次拉力的功率P1________P2（选填“>”“<”或“=”）。 【答案】 = 左 > 【详解】滑动摩擦力的大小只和压力大小、接触面粗糙程度有关。两次拉动同一木块，木块对桌面的压力、接触面粗糙程度都不变，因此两次摩擦力大小相等，即。 弹簧测力计向右拉木块，木块相对桌面向右运动，滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，因此摩擦力方向水平向左。 木块匀速直线运动，拉力等于摩擦力，；从图像可知，第一次图像斜率更大，则；由可知，。 7．某同学到养老中心参加志愿者活动时，用推车帮助老奶奶搬运生活用品。若他用30 N的水平推力推着推车水平移动20 m，用时30 s，则推力做的功为___________J，做功的功率为___________W。 【答案】 600 20 【详解】[1]根据功的计算公式，可得推力做功 [2]根据功率的计算公式，可得做功的功率 8．当质量为150kg的大型无人机悬停在空中时，螺旋桨向上的升力为_______N；当大型无人机以10m/s匀速直线向上运动，升力的功率为________W；当无人机以10m/s竖直向下做匀速直线运动时，升力为______N。已知这台大型无人机10m/s匀速运动时，空气阻力为100N。（g取） 【答案】 【详解】无人机重力 无人机悬停时静止，受力平衡，升力与重力大小相等，因此升力为。向上匀速运动时，阻力与运动方向相反（向下），受力平衡得升力 升力的功率 向下匀速运动时，阻力与运动方向相反（向上），受力平衡得 因此升力 二、单选题 9．关于功和功率，下列说法正确的是（　　） A．作用在物体上的力越大，这个力做的功一定越多 B．一个力做的功越多，则这个力的功率一定越大 C．一个力做功时间越长，则这个力的功率一定越小 D．一个力做功越快，则这个力的功率一定越大 【答案】D 【详解】A．根据功的计算公式，力做的功不仅与力的大小有关，还与物体在力的方向上移动的距离有关。若物体没有在力的方向上移动距离，即使力很大，力做的功也为0，故A错误； B．根据功率公式，功率由功和做功时间共同决定。做功多但做功时间很长时，功率不一定大，故B错误； C．根据功率公式，功率由功和做功时间共同决定。做功时间长但做功的总量很多时，功率不一定小，故C错误； D．功率是描述力做功快慢的物理量，力做功越快，说明单位时间内做的功越多，功率一定越大，故D正确。 故选D。 10．如图甲所示，同一水平地面上的物体在水平推力的作用下做直线运动。当水平推力为时，物体运动的路程与时间的关系如图乙所示；当水平推力为时，物体运动的速度与时间的关系如图丙所示。若，两次推力做的功分别为，两次推力做功的功率分别为，则（    ） A． B． C．当水平推力为时，物体受到的摩擦力 D．当水平推力为时，物体受到的摩擦力 【答案】A 【详解】由图像可知，物体在水平推力和的作用下，都是做匀速直线运动，物体均处于平衡状态，摩擦力均等于推力，即，由于同一物体在同一个水平面上匀速运动，摩擦力不变，故；水平推力为时物体的速度为 物体运动的距离为 水平推力为时物体的速度为，物体运动的距离为 由，可知两次推力做的功关系为；由，可知两次推力做功的功率关系为，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 11．小明参加社区志愿服务，用水平恒力将楼门口的箱子沿水平地面匀速推到电梯口处，已知小明对箱子的推力做功随时间变化的关系如图所示。若他完成推箱子的时间为20s，此过程中箱子所通过的路程为16m。则下列说法正确的是（　　） A．箱子所受合力方向与其运动方向相同 B．小明对箱子的推力做功的功率为10W C．小明推箱子的速度为3.2m/s D．箱子在运动过程中所受的滑动摩擦力的大小为50N 【答案】D 【详解】A．箱子沿水平地面做匀速直线运动，箱子所受合力为0，故A错误； B．由图像可知，5s内小明对箱子的推力做了200J的功，小明对箱子的推力做功的功率为，故B错误； C．小明推箱子的速度为，故C错误； D．由可知，小明对箱子推力 箱子在运动过程中所受合力为0，滑动摩擦力的大小等于推力的大小，即滑动摩擦力的大小为50N，故D正确。 故选D。 12．一辆汽车以恒定的功率在平直公路上做直线运动，其图像如图所示，它在内通过的路程为。汽车在行驶过程中所受的阻力不变，大小为。下列说法正确的是（　　） A．汽车一直在做匀速直线运动 B．汽车匀速行驶时的功率为 C．在内汽车发动机的牵引力所做的功 D．在内汽车发动机的牵引力所做的功 【答案】C 【详解】A．根据题目给出的 图像，我们可以看到： 在0~10s时间段内，汽车的速度从0增加到20m/s，图像是一条曲线，表示汽车在做加速直线运动。 在后，汽车的速度保持在不变，表示汽车在做匀速直线运动，故A错误； B．汽车匀速行驶时的牵引力等于阻力，即 则功率为，故B错误； CD．汽车以恒定的功率在平直公路上做直线运动，根据，则在0~10s内汽车发动机的牵引力所做的功，故C正确，D错误。 故选C。 13．一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的s~t图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是（     ） A．物体10s时的速度大于4s时的速度 B．拉力对物体所做的功大于拉力对物体所做的功 C．拉力的功率保持不变 D．物体所受的拉力大于物体所受的拉力 【答案】B 【详解】A．由s~t图像可知，内物体运动的距离为3m，内运动的距离为1m，根据速度的公式可知，前半段时间内速度大于后半段的速度，即物体10s时的速度小于4s时的速度，故A错误； B．物体在和两个时间段均做匀速直线运动，受力平衡，所受拉力均等于恒定不变的滑动摩擦力，内的移动距离，内移动距离，根据做功公式可知，内做的功更多，故B正确； C．两段时间内物体所受的拉力大小保持相等，但的速度大于的速度，根据功率推导公式可知，的功率小于的功率，即拉力功率变小，故C错误； D．物体在两段过程内均保持匀速直线运动状态，处于平衡状态，水平方向上拉力始终等于接触面粗糙程度和压力均不变时的滑动摩擦力，因此拉力大小始终不变，故D错误。 故选B。 14．“雪龙”号是我国最大的极地考察船，排水量约2.1×104t，吃水深度可达9m，动力系统中，主机功率13200kW。g取10N/kg，，如图所示，执行科考任务的“雪龙”号在海面破冰前行，关于雪龙号下列说法正确的是（　　） A．“雪龙”号满载时受到的浮力为2.1×107N B．水面下5m深处船壁受到海水的压强为5×104Pa C．“雪龙”号在海面破冰前行1h，“雪龙”号对冰所做的功为4.752×1010J D．假如船以36km/h的速度做匀速直线运动，主机能提供1.32×106N的动力 【答案】D 【详解】A．“雪龙”号满载时受到的浮力为，故A错误； B．水面下5m深处船壁受到海水的压强为，故B错误； C．“雪龙”号所做的总功为 “雪龙”号对冰所做的功只是总功的一部分，小于，故C错误； D．假如船以36km/h的速度做匀速直线运动，主机能提供的动力为，故D正确。 故选D。 15．某电动汽车在水平路面上沿直线向前运动，行驶过程中所受到的阻力不变，当车速从v =10m/s逐渐增大至某速度值后，汽车保持匀速直线运动。此过程中，汽车所受牵引力F与速度的倒数（）的关系如图中实线所示。关于上述过程说法正确的是（　　） A．牵引力F做功的功率恒为1000W B．加速过程中，牵引力F越来越小 C．当v = 20 m/s，汽车所受阻力为5×103N D．加速过程中，牵引力F对汽车做功越来越快 【答案】B 【详解】根据功率公式 ，变形得 ，可知图中倾斜段与成正比，说明此段功率保持不变，结合图像计算分析各选项： A．取点 ，，计算功率 不是，故A错误； B．加速过程车速逐渐增大，因此逐渐减小，由图像可知：减小时，逐渐减小，因此牵引力越来越小，故B正确； C．汽车最终匀速时，牵引力等于阻力，最大速度对应，此时，阻力，阻力全程不变，因此时阻力仍为，故C错误； D．做功快慢就是功率，加速过程中功率保持不变，因此牵引力做功的快慢不变，故D错误。 故选B。 16．风力发电时，当风速达到v1时，风车叶片开始旋转，当风速为v2时，发电输出功率达到最大值。但是，出于安全原因，叶片的旋转速度被限制在不超过风速为v2时的速度，当风速达到v3时，叶片停止旋转。下列图表中，最能体现发电输出功率和风速之间关系的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】因为风速小于v1​时叶片不旋转，所以此区间发电输出功率为0。v1​到v2​区间的功率特征：因为风速在此区间时，风速越大，叶片获得的能量越多，输出功率随风速增大而升高，到v2​时达到最大值Pm​，所以此区间功率呈上升趋势。风速在v2​到v3​区间的功率特征：因为叶片转速被限制在v2​时的速度，所以输出功率保持最大值Pm​不变。风速达到v3​时叶片停止旋转，所以此区间功率降为0，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 三、计算题 17．如图所示，某农用无人机作业前，装满药剂的整机停在水平地面上，对水平地面的压强为，支架与水平地面的总接触面积为。作业时，该无人机先在3s内匀速直线上升3.6m，随后水平匀速飞行喷洒药剂（空气阻力忽略不计）。（g取10N/kg）求： (1)满载时无人机的总重力； (2)无人机匀速上升过程中，升力所做的功； (3)无人机上升过程中的功率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）满载时无人机对地面的压力 因为无人机停在水平地面上时，它的重力的大小等于它对地面的压力，所以满载时无人机的总重力 （2）无人机匀速上升过程中，升力等于它的重力，所以升力所做的功 （3）无人机上升过程中的功率 18．如图，某同学在水平公路上匀速骑自行车，人和自行车的总重为900 N，车轮跟地面接触的总面积为0.01 m2，骑行时所受阻力是人和自行车总重的0.03倍，若骑行1000 m用时200 s，在此过程中，求： (1)自行车对地面的压强； (2)牵引力做的功； (3)牵引力做功的功率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）水平地面上，自行车对地面的压力等于总重力，即。根据压强公式，自行车对地面的压强 （2）由题意得骑行阻力 自行车匀速骑行，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，因此牵引力 ，牵引力做功 （3） 根据功率公式，牵引力做功的功率 19．如图甲是太阳能驱动的无人驾驶物流车，整车质量为2 t，轮胎与地面的总接触面积为。物流车在平直公路上从静止开始启动，受到水平方向的牵引力随时间变化关系如图乙，运动速度随时间的变化关系如图丙（g取）。求： (1)结合乙、丙两图，车在行驶过程中受到的阻力是多少？ (2)车静止在水平地面上对地面的压强是多少？ (3)60-120 s内，物流车牵引力做的功及功率各是多少？ 【答案】(1) (2) (3)， 【详解】（1）根据二力平衡条件，匀速直线运动的物体，水平方向牵引力与阻力大小相等。由图丙可知，60~120s内物流车做匀速直线运动，处于平衡状态；由图乙可知，此过程牵引力大小。根据二力平衡可得，阻力 （2）水平地面上静止的物体，对地面的压力等于自身重力，已知整车质量 轮胎与地面总接触面积，物流车的重力 物流车对水平地面的压力 因此车静止在水平地面上对地面的压强 （3）60~120s内，运动时间 由图丙可知，匀速运动速度，牵引力，物流车运动的路程 牵引力做的功 牵引力的功率 20．2025年11月5日，我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射航母“福建舰”正式加入人民海军的行列，如图所示。资料显示，福建舰满载时排水量8万余吨（以8万吨计算），吃水深度达到（船舶满载时在水中浸入的最大深度）13m，中压直流综合电力系统电磁弹射器假设可以在2s内将歼-15T重型舰载机由的电磁推力弹射100m的距离而放飞，求：（海水的密度取，g取10N/kg） (1)福建舰满载时，舰底受到海水的压强； (2)福建舰满载时，排开海水的体积； (3)福建舰的电磁弹射器将一架歼-15T舰载机弹射过程中做功的功率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）福建舰满载时，舰底受到海水的压强 （2）福建舰满载时，排开海水的体积 （3）舰载机弹射过程中做功的功率 第 1 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.4 机械能转化及其应用 知识点一、机械能 动能和势能之间的相互转化 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 1、在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能后，后来又是重力势能转化为动能。 2、在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳板跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。 3、机械能守恒。如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变。这个规律叫做机械能守恒。 4、水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用水能发电，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。利用风能发电，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”联在一起供电。 例1：如左图所示，天花板上挂一个单摆，放手后摆球沿弧来回摆动。若在点钉一枚钉子，当摆球从点摆到点时，绳子被钉子挡住。则小球在左侧升高的高度将（ ） A、高于点 B、低于点 C、与点等高 D、无法判断 例2：如图所示，是演示动能和势能相互转化的实验装置。小球从轨道上的E点滚落下来，在圆形轨道上运动了一周，最后经过H点被抛出去，在整个过程中，小球的动能最大的位置是（　　） A．E点 B．F点 C．G点 D．H点 例3：:如图是将一个小球放到光滑的半圆形容器顶端放手后由A点经过B点到达C点的频闪照片。分析小球在不同位置时动能和重力势能的大小，下列说法不正确的是 A、小球从A到B的过程中速度越来越快，动能越来越大 B、小球从B到C的过程中速度越来越慢，重力势能越来越大 C、小球在A点和C点的高度相同，重力势能相同 D、小球到达C点后如果继续拍照，可以拍到小球高出C点的画面 例4：把篮球抛向空中，忽略空气阻力，哪一图象能正确反映球离手后至落回地面前机械能（E ）与篮球离地-高度（h ）的关系（　　） A． B． C． D． 一、填空题 1．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发射成功，三名航天员顺利进入太空。在加速升空过程中，航天员的重力势能___________，机械能___________（均填“变大”“变小”或“不变”）。 2．如图所示，一位运动员在练习滑雪，从点由静止开始下滑，直到下落至着陆坡的运动过程中经过了各个不同的位置。若不考虑滑雪板所受摩擦及空气阻力，则运动员在点和点的高度关系为__________（填“大于”“小于”或“等于”），请从能量转化的角度简述理由：__________。 3．小阳同学练习投掷铅球的情景如图所示。铅球被抛出后，沿抛物线斜向上运动到最高点的过程中，动能转化为_____。若忽略空气阻力，铅球在最高点所受的力的施力物体是_____。 4．一个质量为400g的足球，它受到的重力是________，足球由高处自由下落的过程中，是由足球的________（填“重力势能”或“弹性势能”）转化为足球的动能。 5．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，其机械能_________________，其动能大小随时间变化的曲线更接近图像_________（选填“①”“②”）。 6．在无人机表演的场景中，当无人机保持编队匀速升空时，其机械能将_________；表演结束，当无人机减速降落时，其所受重力_________旋翼产生的升力 （选填“大于”、“等于”或“小于”）；无人机相对于编队中其它无人机是_________（选填 “运动”或 “静止”） 的。 7．某地因战乱导致难民流离失所，物资紧缺。我国派出军用运输机空投军用物资，整个空投过程中，运输机始终保持水平匀速飞行。物资空投出舱后，运输机的动能___________，重力势能___________，机械能___________（均选填“变大”、“变小”或“不变”）。 8．如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的木箱，拉力大小为100N，绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为___________m，木箱的机械能___________（选填“变大”“变小”或“不变”），定滑轮的机械效率为___________。 9．如图是光滑的轨道，点的高度大于点的高度，小球从点由静止自由滑下，沿轨道到达点后离开（不计空气阻力），从点到点的过程中重力势能转化为__________，小球到达点后运动轨迹最符合实际的是__________（选填“”“”“”或“”）。 10．如图，甲乙完全相同的小球，以同样的速度v沿着与水平方向均成角斜向上抛出，甲球沿光滑斜面，乙球抛向空中，不计空气阻力，甲乙小球能到达的最高点分别为a点与b点，离地高度为和。在上升过程中，小球的动能转换为______能，小球的机械能是______（选填“变大”“不变”或“变小”）的，图中______（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 11．我国自主研制的战斗机歼在航展上飞行表演的画面如图所示。战斗机向后喷出高温气体，获得向前的推力，从而加速前进，这表明力可以改变物体的___________；此时它的机械能___________（选填“守恒”或“不守恒”）。 二、单选题 12．图甲是运动员在单板滑雪U形场地比赛的情景，图乙是用小球和轨道模拟运动员某段运动过程的示意图，小球从A点到B点加速运动，从B点到C点减速运动，从C点继续向上运动到D点。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球从A点到B点的过程中，重力势能增大 B．小球从B点到C点的过程中，动能增大 C．小球从C点到D点的过程中，机械能保持不变 D．小球从A点到C点的过程中，机械能增大 13．新情境：如图所示，全球首台适用于城市环境的兆瓦级S2000浮空风力发电系统，经过约30分钟爬升，顺利到达2000米高度，依靠固定于地面的高强度系留缆绳的牵拉，实现稳定悬停。该系统囊体内充满氦气，产生的浮力超过系统自身重力。下列有关说法正确的是（     ） A．该系统匀速上升过程中，动能不变、重力势能增大，机械能守恒 B．该系统匀速上升时，受到的浮力与重力是一对平衡力 C．该系统在高空稳定悬停时，处于平衡状态 D．该系统在浮力、重力和缆绳拉力的共同作用下实现爬升和悬停，说明力能使物体发生形变 14．2026年2月，长征十号运载火箭一级箭体完成海上溅落回收试验。如图所示，一级箭体不断消耗燃料从高空匀速下落至海面的过程中（     ） A．动能增大，重力势能增大，机械能不变 B．动能减小，重力势能减小，机械能减小 C．动能不变，重力势能增大，机械能增大 D．动能不变，重力势能减小，机械能减小 15．用如图所示装置“探究影响动能大小的因素”，让小车从斜面上不同高度由静止滑下。下列说法中不正确的是（     ） A．木块被撞击后滑行距离越远，小车的动能越大 B．将小车从斜面上不同高度由静止滑下，是探究动能大小与高度的关系 C．木块滑行过程中，机械能不守恒 D．再增加几个钩码可以探究动能大小与质量的关系 16．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所受重力和空气阻力的作用，忽略雨滴质量的变化，下列判断正确的是（     ） A．0∼t1时间内，雨滴所受空气阻力逐渐减小 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 17．如图所示，泰州欢乐岛摩天轮匀速缓慢旋转，坐在座舱内的小涵随摩天轮一起平稳运动，下列说法正确的是（     ） A．小涵相对其他座舱内的同学是静止的 B．座舱匀速旋转过程中受力平衡 C．小涵受到的重力与座位的支持力是一对相互作用力 D．小涵从最低点匀速转动到最高点的过程中，机械能变大 18．立定跳远是某地初中毕业体育考试项目之一，小强在立定跳远考试中蓄力、起跳、落地的几个阶段如图所示（不考虑空气阻力）。下列说法正确的是（     ） A．蹬地起跳时小强对地面没有摩擦力 B．小强在最高点受力平衡 C．小强在空中继续运动机械能不守恒 D．小强从最高点到落地的过程中，重力势能转化为动能 19．操场上，被小石同学垫起的排球竖直向上运动到最高点后又落回的过程中，排球先后经过点和点时，其动能和重力势能的大小关系如下图所示。结合图中所示，下列关于排球的判断正确的是（     ） A．点动能大于点动能 B．点比点离地面的高度大 C．在点时机械能等于在点的机械能 D．经过点继续运动过程中，重力做功越来越慢 20．如图，铁锁从左到右摆动一次的过程中（忽略空气阻力），下列说法正确的是（     ） A．铁锁的重力方向不断改变 B．绳子的拉力不是弹力 C．铁锁的重力势能与动能相互转化 D．铁锁的机械能增大 21．在2026年5月进行的世界乒乓球锦标赛女子团体决赛中，我国选手孙颖莎战胜两位日本选手。如图是孙颖莎一次扣杀球的运动轨迹，球在空中运动过程中（     ） A．受重力和推力 B．运动状态不断改变 C．重力势能增加 D．机械能守恒 22．如图所示，是小慧同学掷实心球的场景，图中虚线表示球的运动轨迹，球从点上升到最高点后下落到地面点，然后继续运动到点停止。下列说法正确的是（     ） A．球从点上升到点动能增加 B．球在点时速度为零 C．球从点下落到点，重力势能转化为动能 D．球从到的整个过程中机械能守恒 三、实验题 23．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_______。 24．某同学做了以下实验，来探究“阻力对物体运动的影响”的实验： (1)三次实验中，均保持小车从同一斜面同一位置由静止滑下。选用粗糙程度不同的毛巾、棉布和木板，是为了改变______； (2)实验中，可以通过比较______来反映阻力对小车运动的影响； (3)三次实验中小车在水平面上从运动到静止的过程中，机械能变化量______（选填“相等”或“不相等”）；若小车在木板、棉布表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，则P1______P2（选填“>”、“=”或“<”）； (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。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，能正确表示物资在空中的排列情况和着地位置的图示组合是______（填字母选项）。 A．①⑥ B．②⑤ C．③④ D．①④ 25．排球是贵州省中考体育测试自选项目之一。如图是某同学练习排球时的场景。她边练习边思考“排球被垫起的高度与哪些因素有关呢？”。她作出如下两个猜想： 猜想一：可能与球内的气压有关；猜想二：可能与垫球的力度有关。 实验器材：排球若干，打气筒，球类专用气压表、标有刻度的长杆等。 (1)为了探究猜想一，准备三个完全相同（球内气压可调节，球内气体质量变化忽略不计）的排球，分别标号①、②、③，如图甲所示。实验前应使三个排球的______不同；实验时用______（选填“相同”或“不同”）的力度竖直向上垫球，测得三个排球被垫起的高度h1、h2、h3不相等，则可得出的初步结论是________； (2)本实验中存在的不足之处是________； (3)小明同学在探究猜想二的实验过程中，自制了如图乙所示的器材。他每次都应该将同一排球下压弹簧至______（选填“相同”或“不同”）位置，然后由静止释放，再测量每次排球被弹起的高度并进行对比，从而得出结论； (4)如果让排球从某高度自由落下，排球从接触地面到形变最大的过程中，排球速度的变化是________，你判断的理由是________。 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.1机械功 要点一、机械功 物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功。 要点诠释： 1、做功的两个必要因素是：作用在物体上的力；在力的方向上通过的距离。 2、物体在力的方向上通过了一段距离是指距离与力具有同向性和同时性。 3、不做功的三种情况： （1）物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此情况叫“劳而无功”。 （2）物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动)，此情况叫“不劳无功”。 （3）物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动)，此情况叫“垂直无功”。 要点二、功的计算 物理学中规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 要点诠释： 1、 公式：W＝Fs， W：功；F：力；s:距离。 2、 单位 焦耳(J)， 物理意义：物体在1牛力的作用下沿着力的反向移动了1米做的功为1J 3、注意事项 （1）有力才有可能做功，没有力根本不做功。移动的距离是以地面上的起始点为参照物。 （2）F与s的方向应在同一直线上。 （3）做功的多少，由W＝Fs决定，而与物体的运动形式无关。 一、填空题 1．如图所示，一个人用力搬石头但没有把石头搬起来，则这个人对石头的力___________（选填“做功”或“没做功”）。 2．某兴趣小组使用无人机航拍采石矶公园，如图所示，当无人机水平飞行时，升力对无人机_______。（选填“做功”或“不做功”） 3．如图是台球比赛中的情景。比赛前台球静止在球台上，台球受到的重力和支持力是一对______（选填“平衡力”或“相互作用力”）；击球后，球离开球杆在桌面上滚动的过程中，球杆对台球______（选填“做功”或“不做功”）。 4．如图所示，叉车在10s内将重为3000N的货物竖直匀速提升3m，货物上升的速度是_________m/s，叉车对货物所做的功是_________J。 5．如图所示，在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动了0.5m，弹簧测力计的示数为。该过程中，木块所受的摩擦力为____N，拉力做功为____J。 6．如图甲所示，一块质量为0.4 kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，在竖直方向拉力的作用下向上运动，6 s内做功为7.2 J，铁块运动的速度与时间的关系图像如图乙所示．则拉力________N。 7．如图甲所示，物体M在拉力、的作用下以不同的速度被匀速拉动。它两次运动的路程-时间图像如图乙所示。请分析：______，在前4s拉力、做的功______（两空均选填“>”、“<”、“=”或“无法比较大小”）。 8．小明用15N水平拉力推动重50N木箱，沿水平地面匀速直线运动2m，拉力做功______J，重力做功______J。 二、单选题 9．下列情况中人对物体做了功的是（　　） A．费力推车但车不动 B．提着滑板水平前行 C．足球被踢后在草地滚动 D．搬起箱子 10．4月12日，2026 亚洲羽毛球锦标赛在宁波奥体中心圆满落幕，我国羽毛球队斩获2金2银2铜。如图是比赛时的情景，下列有关说法正确的是（　　） A．球拍击球过程中，羽毛球只是受力物体，不是施力物体 B．运动员将羽毛球打到对手场地，说明力可以改变物体的运动状态 C．离开球拍的羽毛球可以继续运动，是因为羽毛球受到惯性的作用 D．羽毛球在空中飞行时，球拍的弹力对羽毛球做功 11．小明和妈妈一起做家务，下列场景中小明对物体做了功的是（     ） A．小明用力推沉重的沙发，但沙发纹丝不动 B．小明将一袋大米从地面搬起，放到米桶里 C．小明端着水盆，在水平地面上匀速行走 D．小明将垃圾扔进垃圾桶中，垃圾袋在空中下落的过程 12．如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，以下说法正确的是（   ） A．0～2秒，物体没有推动，是因为推力小于摩擦力 B．2～4秒，物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力 C．2～4秒，物体受到的摩擦力是2N D．4～6秒，推力对物体做了24J的功 13．小明沿水平方向向右推箱子前行，推力为F，如图甲所示。推箱子过程中，其推力F随时间t变化的图像和速度v随时间t变化的图像分别如图乙、丙所示。则下列判断不正确的是（    ） A．0~3s，人对箱子不做功 B．第5s时，箱子受到的摩擦力大小为9N C．3~9s，箱子所受摩擦力的方向水平向左 D．9~12s，箱子受到合力为0 14．如图所示，在底面积为的柱形容器中装有水，将一质量为1.5kg的均匀实心正方体轻轻放入水中，使其静止在容器底部。此时水面高度为20cm，现用竖直向上的力将物体从水中匀速拉出水面，已知物体浸没在水中时拉力为5N，忽略水的阻力。（g取），下列说法正确的是（　　） A．此物体浸没时所受的浮力为15N B．此物体的边长为1cm C．物体刚好完全露出水面时，液面下降高度为5cm D．从开始拉动到物体刚刚开始露出水面，浮力做功为1.25J 三、计算题 15．河南某景区观光索道的轿厢质量为500kg，索道钢缆的拉力使轿厢沿水平方向匀速移动，轿厢与轨道的总接触面积为匀速移动时受到的阻力为总重力的0.05倍（g=10N/kg）。求： (1)轿厢静止在水平轨道上时，对轨道的压强； (2)轿厢匀速移动时的拉力大小； (3)轿厢以2m/s的速度匀速移动10s，拉力做的功。 16．如题图所示为我国宇树科技的一款机械狗，其质量为24kg，四足与地面接触的总面积为80cm2，匀速直线运动时，受到的阻力为80N（g取10N/kg），求该机械狗： (1)所受的重力； (2)静止站立时对地面的压强； (3)匀速直线运动900m，牵引力所做的功。 17．宇树人形机器人G1具有超越常人的灵活性，解锁无限运动潜力。可进行高难度的动态动作，如动态站起、坐下折叠、舞棍等。若G1人形机器人的质量为35 kg，两只脚与地面的接触总面积为。（g取10 N/kg）求： (1)G1人形机器人的重力； (2)G1人形机器人双脚站立在水平地面时，对地面产生的压强； (3)在机器人躺下的过程中，其重心降低0.5 m，此过程中机器人重力做的功。 18．图甲是我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号，它是目前世界上唯一一艘具备超深水钻探能力的钻探船，其满载时排水量为。某次钻探中，“梦想”号的吃水深度，科研人员通过绳索将一块地质岩样品竖直向上匀速提升了（忽略海水对石块的阻力），如图乙所示。经测量，样品的质量为，体积为。（海水的密度取，取）。求： (1)“梦想”号满载时受到海水的浮力为多少？ (2)本次钻探中船底受到海水的压强为多少？ (3)本次钻探中绳索对样品做的功为多少？ 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.3 动能和势能 知识点一：能 能量：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 1、物体具有做功的本领，即说明此物体具有能。但是有能不一定正在做功。物体能做多少功，就说它具有多少能。 2、功就是能转化多少的量度。功代表了能量从一种形式转化为一另种形式，因而功和能的单位也是相同的。功的单位是焦耳（J），能的单位也是焦耳（J）。 知识点二：动能 动能：物体由于运动而具有的能。 1、物体动能的大小与两个因素有关： 一是物体的质量。 二是物体运动的速度大小。 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。 2、动能是“由于运动”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。 知识点三：势能 重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。 弹性势能：物体由于发生弹性形变，而具有的能叫做弹性势能。 1、重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。 2、重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。 3、弹性势能的大小与弹性形变的程度有关。 例1：下列关于能量的说法，不正确的是（　　） A．正在做功的物体，才具有能量 B．被压缩的弹簧具有能 C．具有能的物体，可能在做功，也可能不在做功 D．同步卫星相对于地面静止不动，实际上它也具有能 例2：关于能的概念，下列说法中错误的是（　　） A．一个物体能够做功越多，这个物体具有的能量越多 B．动能、势能及机械能的单位都是焦耳 C．用线悬挂着的静止的小球没有做功，所以小球没有能 D．甲物体的速度比乙物体的速度大，但甲物体具有的动能不一定比乙物体多 例3：火箭点火后，载着神八加速上升过程中，神八的机械能变化情况是（　　） A．动能减小，重力势能增大 B．动能减小，重力势能减小 C．动能增大，重力势能减小 D．动能增大，重力势能增大 例4：滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，他的（　　） A、重力势能增加，动能增加 B、重力势能减少，动能减少 C、重力势能增加，动能减少 D、重力势能减少，动能增加 例5：（多选）下列物体中具有弹性势能的是： 　A.拧紧的钟表的发条。 　　　　　　B. 扔在空中的橡皮。 　C.在桌面上的弹簧。　　　　　　　 D.充满气的气球 一、填空题 1．2019年衢江抽水蓄能电站开建，其工作原理如图所示，用电低谷时（如深夜），电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电。用电高峰期发电时，需要开闸放水，水从高处流下，此时水的____________转化为水的____________。（均选填“动能”“弹性势能”或“重力势能”）。 2．游乐场的旋转飞椅如图所示。飞椅和游客的速度逐渐增大，同时他们会被“甩”得越来越高。旋转飞椅中游客的尖叫声通过________传到地面上的人耳中。在旋转飞椅逐渐上升的过程中游客的重力势能逐渐________。 3．跳远比赛中，小兰经过助跑，奋力蹬踏板后凌空而起，在空中向前运动一段弧线后落入沙坑。凌空而起时小兰的重力势能________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。小兰由于________会在空中继续向前运动一段距离。 4．出行安全尤为重要。公路上有汽车行驶速度限制，原因之一是车速越大，动能___________，肇事后危害越大。 5．图中是我国自主研制的第五代先进战机——歼-20在空中加油情景的示意图，此时以加油机为参照物，受油机是______的（选填“运动”或“静止”）；若此时受油机正在水平匀速飞行，则其动能______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 6．如图在跳水这一运动项目中，运动员向下压跳板时，跳板由于发生________（填“弹性”或“非弹性”）形变，从而产生________（填“向上”或“向下”）的弹力，将人弹起，说明跳板具有能量，叫做________。 7．如图是消毒车正在街道上消毒。消毒车在水平路面上匀速行驶并向外喷洒消毒液的过程中，它的重力势能______，动能______（均选填“增大”“减小”或“不变”）。 8．科技改变生活，“擦窗机器人”工作时，真空泵将吸盘内的空气抽出，在__________的作用下，擦窗机器人被“吸”在玻璃上；“扫地机器人”吸尘时，电机高速转动使机器内部的空气流速大，压强__________（选填“大”或“小”），产生负压将灰尘压入吸尘盒内；吸进灰尘后机器人匀速工作时的动能变__________（选填“大”或“小”）。 9．我国大力发展新质生产力。如图所示，机器人用150N的推力沿斜面向上将重为500N的小车从斜面（高1.2m，长5m）底端匀速推到顶端。此过程中小车的机械能___________（填变化），该机器人的推力做功为___________J。 10．蹦蹦杆是一种健身玩具，它能跳起的原因是其脚踏板连有一根弹簧（图甲）。如图乙所示，小李同学玩蹦蹦杆的过程可以分为：挤压弹簧到最低位置；弹簧恢复原状，人获得一个向上的速度；人向上运动到达最高位置。挤压弹簧到最低位置时，___________能最大。小李动能最大的位置是___________。 11．小明想研究汽车发生撞击时动能大小对事故结果的影响，做了如图所示的实验。甲、丙两图是为了研究动能与________（选填“高度”或“速度”）的关系；用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车________（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。 二、单选题 12．我国首款“空中应急救援平台”，全电力载人飞艇AS700于2026年1月完成首次载人商业飞行；飞艇采用锂电池供电，飞行时总质量不变。飞艇在竖直匀速升空过程中（     ） A．动能不变，重力势能不变 B．动能减小，重力势能增大 C．动能增大，重力势能不变 D．动能不变，重力势能增大 13．小明制止弟弟从32层高楼扔玩具，因为这种行为非常危险。当玩具从高楼自由下落时（　 　） A．动能增大，重力势能减小 B．动能增大，重力势能增大 C．动能不变，重力势能减小 D．动能减小，重力势能增大 14．如图所示是体育比赛的一些场景，运用学过的物理知识分析这些现象，下列说法正确的是（     ） A．甲图中，足球运动员踢球使球飞了出去，说明力可以改变足球的形状 B．乙图中，跳远运动员通过助跑加速后再起跳，可以增大运动员的惯性 C．丙图中，排球在上升过程中若一切外力消失，排球将做匀速直线运动 D．丁图中，运动员起跳后上升至最高点过程中动能增大，重力势能减小 15．哪吒与敖丙在踢毽子场景如图，忽略空气阻力，下列说法错误的是（     ） A．哪吒抬起一只脚站立时，他对地面的压强增大 B．毽子在空中飞行的过程中机械能不变 C．毽子上升过程，将动能转化为重力势能 D．敖丙将毽子踢出后，继续对毽子做功，所以毽子会继续在空中飞行 16．2026年澳门乒乓球世界杯已圆满收官，中国选手孙颖莎成为本赛事开创以来首位女单三连冠得主，如图是运动员比赛时的场景。下列说法正确的是（     ） A．打出的乒乓球受到惯性的作用在空中继续运动 B．乒乓球运动到最高点时，重力势能最大，动能为零 C．运动员用力将乒乓球发出，说明力可以改变物体的运动状态 D．击球时，球拍对乒乓球的力和乒乓球对球拍的力是一对平衡力 17．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 18．诗词是中华文化的瑰宝，许多优美的诗词既是对生活和自然的生动描述，也与物理知识紧密联系。下列对相关诗词中涉及的物理知识解释正确的是 （　　） A．“北风卷地白草折，胡天八月即飞雪。”——“白草折”说明力可以改变物体的形状 B．“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅。”——风卷起茅草是因为流体流速越大，压强越大 C．“无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来。”——树叶下落的过程中，没有力对它做功 D．“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼。”——张满的弓具有较大的动能 三、实验题 19．兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究： 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ (1)【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟________有关；由“安全驾驶莫超载”还可猜想：汽车的动能可能跟________有关。 (2)【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越________。实验中用到的研究方法是________。 (3)【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：质量相同时，汽车（物体）的速度越大，________。 (4)【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车________（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。 20．在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，小华让不同质量的钢球从斜槽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，如图所示。 (1)在钢球沿斜槽滚下的过程中，钢球的重力势能转化为________能。 (2)实验表明，钢球质量越大，将木块撞得越远，对木块做功越________，钢球的动能就越________。 (3)如果要研究物体的动能与速度是否有关，应该选取________相等的钢球进行实验。 (4)在水平面上，被撞出的木块由于受到________力的作用而停下。假如水平面光滑且足够长，木块将做________直线运动。 (5)在探究“动能的大小与质量的关系”时，小华又提出新的实验方案：在图中实验器材的基础上，取走木块，让质量不等的小球从斜面同一高度由静止开始下滑，最终小球静止在水平长木板上（木板足够长），测出小球在木板上通过的距离，然后分析数据即可得出结论。你认为这种方案是否可行？________（选填“可行”或“不可行”）。 21．小明了解到车辆超速和超载会造成严重交通撞击事故，于是他想探究物体动能的影响因素，利用斜面、小球、木块、刻度尺进行实验，如图所示，其中mA＝mB＜mC，hA＜hB＝hC。 (1)探究动能与速度的关系时，让小球从斜面________（选涂“A相同”或“B不同”）高度由静止滚下； (2)选择乙、丙两次实验，得出结论：_________； (3)小明又用上述方法做了3组实验记录在下表中，从动能的影响因素角度分析，车辆行驶时，________（选涂“A超载”或“B超速”）的违法行为引发的撞击伤害更严重。 实验序号 小球的质量m/g 小球自由滚下的高度h/cm 木块被撞后运动的距离s/cm 1 30 10 4 2 30 20 16 3 60 20 32 22．为了探究动能大小的影响因素，实验小组的同学利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图1所示的探究活动。 (1)实验中，通过观察木块移动的距离长短，来判断钢球动能的大小，这种研究方法是___________（选填“控制变量法”或“转换法”）；若水平面绝对光滑，本实验将___________（选填“能”或“不能”）达到探究目的。 (2)为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择图1中___________两图进行实验分析。 (3)实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面___________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，其动能越___________。 (4)某同学用如图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的钢球从不同高度（h2>h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断钢球动能的大小，这种方法是___________（选填“正确的”或“错误的”）。 23．某物理实验小组探究物体的动能大小跟哪些因素有关。用质量不同的两个小钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H＞h）静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程中如图甲、乙、丙所示。 (1)若水平面绝对光滑，本实验_______（选填“能”或“不能”）达到探究目的。 由甲、乙两图可得实验结论：________。 (2)小华同学根据甲、丙两图得出结论：物体动能的大小与质量有关，她的看法是否正确？______（选填“正确”或“错误”），理由是________。 (3)小明将实验进行了改装：用形状相同的塑料球和铁球（铁球质量大）将弹簧压缩到相同程度后放手，如图丁所示；两球离开弹簧时的速度_______（选填“相同”或“不相同”），纸盒被推开的距离_______（选填“相同”或“不相同”）。 24．根据图甲和图乙所示的实验回答下列问题。       (1)如图甲所示是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置示意图，让小球从斜槽上某点由静止滚下，撞击水平面上的木块，木块移动一段距离。该实验中探究的动能是指________（选填“小球”或“木块”）的动能，其大小是通过__________________来反映的。 (2)如图乙所示，手掌压在桌面上滑动的过程中，压桌面的力越大，受到的摩擦力越________；压力相同时，桌面越粗糙，受到的摩擦力越________。在自行车中，有的设计是为了增大摩擦，请写出其中一例：________________________。 25．实验小组在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，所用小球的质量，让小球分别从图中的位置由静止释放（）。 (1)实验中通过比较木块被小球撞击后______来判断小球具有动能的大小。 (2)分析比较图甲、乙两次实验可知，物体的质量一定时，物体的______越大，动能越大。分析比较图______两次实验可知，动能大小与物体的质量有关。 (3)小华提出：选择光滑的水平面进行本次实验效果更理想。请你判断小华的观点是否正确，并简要说明理由。______________________________ 26．“十次车祸九次快，还有一次是超载”，八年级物理兴趣小组的同学们提出：“高速路上汽车碰撞危害程度与汽车的动能大小有关”，他们结合生活实际提出了以下猜想： 猜想一：物体的动能可能跟速度有关。 猜想二：物体的动能可能跟质量有关。 为验证上述猜想，他们做了如图所示的实验：用钢球模拟汽车，让钢球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，其中。 (1)兴趣小组分别将同一钢球放在同一斜面的不同高度处由静止释放，如图甲、乙所示。通过观察木块的滑行距离，滑行距离越远，说明___________（选填“钢球”或“木块”）的动能较大，此次探究运用的物理方法是_________________________________； (2)为探究动能大小与质量的关系，应选择___________两图进行实验探究，初步得出的结论是：____________________________________________； (3)兴趣小组在探究过程中发现钢球撞击木块时，有很多次并不能沿直线轨迹推动木块，于是提出如图丁所示的方案改进，通过观察钢球撞击上端固定的相同塑料软片，比较撞击的软片数目来比较钢球的动能大小。老师指出此装置不适合体积不同的钢球做实验，原因是___________。 第 1 页 共 20 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.4 机械能转化及其应用 知识点一、机械能 动能和势能之间的相互转化 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 1、在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能后，后来又是重力势能转化为动能。 2、在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳板跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。 3、机械能守恒。如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变。这个规律叫做机械能守恒。 4、水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用水能发电，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。利用风能发电，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”联在一起供电。 例1：如左图所示，天花板上挂一个单摆，放手后摆球沿弧来回摆动。若在点钉一枚钉子，当摆球从点摆到点时，绳子被钉子挡住。则小球在左侧升高的高度将（ ） A、高于点 B、低于点 C、与点等高 D、无法判断 答案：C 例2：如图所示，是演示动能和势能相互转化的实验装置。小球从轨道上的E点滚落下来，在圆形轨道上运动了一周，最后经过H点被抛出去，在整个过程中，小球的动能最大的位置是（　　） A．E点 B．F点 C．G点 D．H点 答案：B 例3：:如图是将一个小球放到光滑的半圆形容器顶端放手后由A点经过B点到达C点的频闪照片。分析小球在不同位置时动能和重力势能的大小，下列说法不正确的是 A、小球从A到B的过程中速度越来越快，动能越来越大 B、小球从B到C的过程中速度越来越慢，重力势能越来越大 C、小球在A点和C点的高度相同，重力势能相同 D、小球到达C点后如果继续拍照，可以拍到小球高出C点的画面 答案：D 例4：把篮球抛向空中，忽略空气阻力，哪一图象能正确反映球离手后至落回地面前机械能（E ）与篮球离地-高度（h ）的关系（　　） A． B． C． D． 答案：A 一、填空题 1．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发射成功，三名航天员顺利进入太空。在加速升空过程中，航天员的重力势能___________，机械能___________（均填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 变大 变大 【详解】航天员在加速升空过程中，质量不变，高度不断增加，重力势能变大。 航天员加速升空时，速度增大，质量不变，动能变大；机械能是动能与重力势能的总和，因为动能和重力势能都变大，所以机械能变大。 2．如图所示，一位运动员在练习滑雪，从点由静止开始下滑，直到下落至着陆坡的运动过程中经过了各个不同的位置。若不考虑滑雪板所受摩擦及空气阻力，则运动员在点和点的高度关系为__________（填“大于”“小于”或“等于”），请从能量转化的角度简述理由：__________。 【答案】 大于 不考虑摩擦和空气阻力，运动员的机械能总量守恒。A点运动员由静止开始下滑，动能为0，A点的机械能等于A点的重力势能；运动员运动到C点时仍有动能，因此C点的重力势能小于A点的重力势能。质量不变时，重力势能越大对应高度越高，因此大于。 【详解】略 3．小阳同学练习投掷铅球的情景如图所示。铅球被抛出后，沿抛物线斜向上运动到最高点的过程中，动能转化为_____。若忽略空气阻力，铅球在最高点所受的力的施力物体是_____。 【答案】 重力势能 地球 【详解】铅球沿斜向上运动到最高点的过程中，质量不变，速度减小、则动能减小，高度增加、则重力势能增大，故动能转化为重力势能；若忽略空气阻力，在最高点只受重力作用，重力的施力物体是地球。 4．一个质量为400g的足球，它受到的重力是________，足球由高处自由下落的过程中，是由足球的________（填“重力势能”或“弹性势能”）转化为足球的动能。 【答案】 4N 重力势能 【详解】根据重力公式，将质量，可得足球受到的重力 足球自由下落时，高度降低，重力势能减小；速度增大，动能增大，因此是重力势能转化为动能。 5．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，其机械能_________________，其动能大小随时间变化的曲线更接近图像_________（选填“①”“②”）。 【答案】 守恒 ② 【详解】不计空气阻力时，实心球只有动能和重力势能相互转化，机械能总量不变，即实心球的机械能守恒。 实心球脱手后，质量不变，上升过程中速度减小，动能减小；到达最高点时，竖直方向速度为0，但水平方向仍有速度，所以动能不为0；下落过程中速度增大，动能增大，因此动能随时间变化的曲线是先减小后增大，且最低点动能不为0，故选②。 6．在无人机表演的场景中，当无人机保持编队匀速升空时，其机械能将_________；表演结束，当无人机减速降落时，其所受重力_________旋翼产生的升力 （选填“大于”、“等于”或“小于”）；无人机相对于编队中其它无人机是_________（选填 “运动”或 “静止”） 的。 【答案】 变大 小于 静止 【详解】[1]机械能由动能和重力势能组成。无人机匀速升空时，质量与速度不变，动能不变；高度升高，重力势能增大，机械能为动能与重力势能之和，因此机械能变大。 [2]无人机减速降落时，运动方向向下，速度减小，说明合力方向与运动方向相反（向上）。无人机受重力和升力作用，合力向上，则升力大于重力，因此重力小于升力。 [3]无人机与编队中其他无人机的相对位置始终不变，所以相对于其他无人机是静止的。 7．某地因战乱导致难民流离失所，物资紧缺。我国派出军用运输机空投军用物资，整个空投过程中，运输机始终保持水平匀速飞行。物资空投出舱后，运输机的动能___________，重力势能___________，机械能___________（均选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 变小 变小 变小 【详解】飞机在水平匀速空投过程中，速度、高度不变但质量减小，因此动能变小、重力势能变小；机械能为动能和势能的总和，因此机械能变小。 8．如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的木箱，拉力大小为100N，绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为___________m，木箱的机械能___________（选填“变大”“变小”或“不变”），定滑轮的机械效率为___________。 【答案】 2 变大 90% 【详解】定滑轮不能改变移动距离，因此物体上升高度等于绳端移动距离 木箱匀速上升，质量和速度不变，动能不变；高度增加，重力势能增大；机械能等于动能与势能之和，因此机械能变大。 有用功 总功 机械效率 9．如图是光滑的轨道，点的高度大于点的高度，小球从点由静止自由滑下，沿轨道到达点后离开（不计空气阻力），从点到点的过程中重力势能转化为__________，小球到达点后运动轨迹最符合实际的是__________（选填“”“”“”或“”）。 【答案】 动能 c 【详解】[1]从A点到O点的过程，小球的质量不变，小球的高度变小，重力势能减小，速度变大，动能变大，所以此过程是重力势能转化为动能。 [2] AOB是光滑的轨道，又不计空气阻力，整个运动过程中小球的机械能守恒。小球在A点时静止，只有重力势能，小球运动到右端最高点时，有向右的运动速度，即动能不为零，而机械能与A点时相同，故小球达到右端的最高点时重力势能略小于A点的重力势能，故高度略小于A点，由于小球有惯性，离开B点后会保持原来向斜向上运动，所以运动轨迹最符合实际的是c。 10．如图，甲乙完全相同的小球，以同样的速度v沿着与水平方向均成角斜向上抛出，甲球沿光滑斜面，乙球抛向空中，不计空气阻力，甲乙小球能到达的最高点分别为a点与b点，离地高度为和。在上升过程中，小球的动能转换为______能，小球的机械能是______（选填“变大”“不变”或“变小”）的，图中______（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】 重力势 不变 大于 【详解】小球上升过程中，速度减小、高度升高，动能减小、重力势能增大，因此动能转化为重力势能。 甲斜面光滑无摩擦，乙不计空气阻力，两个小球运动过程中都只有重力做功，总机械能守恒，因此机械能不变。 初始时两个小球质量、速度都相同，初始动能相同、重力势能相同，总机械能相等：甲沿斜面上滑到最高点时，速度减为0，动能全部转化为重力势能； 乙斜抛到最高点时，竖直方向速度为0，但仍保留水平方向的速度，最高点动能不为0，只有部分动能转化为重力势能； 因此甲获得的重力势能更大，高度更高，即大于。 11．我国自主研制的战斗机歼在航展上飞行表演的画面如图所示。战斗机向后喷出高温气体，获得向前的推力，从而加速前进，这表明力可以改变物体的___________；此时它的机械能___________（选填“守恒”或“不守恒”）。 【答案】 运动状态 不守恒 【详解】战斗机加速前进，速度发生变化，说明力可以改变物体的运动状态。 由题意知，战斗机加速前进，动能增大，推力对战斗机做功，燃料的化学能不断转化为机械能，战斗机的机械能总量增加，因此机械能不守恒。 二、单选题 12．图甲是运动员在单板滑雪U形场地比赛的情景，图乙是用小球和轨道模拟运动员某段运动过程的示意图，小球从A点到B点加速运动，从B点到C点减速运动，从C点继续向上运动到D点。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球从A点到B点的过程中，重力势能增大 B．小球从B点到C点的过程中，动能增大 C．小球从C点到D点的过程中，机械能保持不变 D．小球从A点到C点的过程中，机械能增大 【答案】C 【详解】A．小球从A点到B点，高度降低，质量不变，重力势能随高度降低而减小，故A错误。 B．小球从B点到C点做减速运动，质量不变，动能随速度减小而减小，故B错误。 C．小球从C点到D点，是离开轨道后的空中运动过程，题目明确不计空气阻力，只有重力做功，动能和重力势能相互转化，机械能总量保持不变，故C正确。 D．小球在轨道上从A到C运动的过程中，需要克服轨道摩擦力做功，机械能会减少，故D错误。 故选C。 13．新情境：如图所示，全球首台适用于城市环境的兆瓦级S2000浮空风力发电系统，经过约30分钟爬升，顺利到达2000米高度，依靠固定于地面的高强度系留缆绳的牵拉，实现稳定悬停。该系统囊体内充满氦气，产生的浮力超过系统自身重力。下列有关说法正确的是（     ） A．该系统匀速上升过程中，动能不变、重力势能增大，机械能守恒 B．该系统匀速上升时，受到的浮力与重力是一对平衡力 C．该系统在高空稳定悬停时，处于平衡状态 D．该系统在浮力、重力和缆绳拉力的共同作用下实现爬升和悬停，说明力能使物体发生形变 【答案】C 【详解】A．匀速上升过程中，系统质量不变、速度不变，因此动能不变；高度增加，因此重力势能增大；机械能等于动能与势能之和，因此机械能增大，机械能不守恒，故A错误； B．该系统匀速上升时，受到向上的浮力，以及向下的重力和缆绳拉力，浮力大小等于重力与拉力的大小之和，浮力大小不等于重力大小，不符合二力平衡条件，因此浮力与重力不是一对平衡力，故B错误； C．平衡状态指静止状态或匀速直线运动状态，该系统在高空稳定悬停时，处于静止状态，因此属于平衡状态，故C正确； D．该系统爬升时运动状态改变，悬停时保持静止，该现象说明力可以改变物体的运动状态，不能说明力能使物体发生形变，故D错误。   故选  C 14．2026年2月，长征十号运载火箭一级箭体完成海上溅落回收试验。如图所示，一级箭体不断消耗燃料从高空匀速下落至海面的过程中（     ） A．动能增大，重力势能增大，机械能不变 B．动能减小，重力势能减小，机械能减小 C．动能不变，重力势能增大，机械能增大 D．动能不变，重力势能减小，机械能减小 【答案】B 【详解】一级箭体不断消耗燃料从高空匀速下落至海面的过程中质量减小，速度不变，则动能减小，高度降低，则重力势能减小，所以机械能减小，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 15．用如图所示装置“探究影响动能大小的因素”，让小车从斜面上不同高度由静止滑下。下列说法中不正确的是（     ） A．木块被撞击后滑行距离越远，小车的动能越大 B．将小车从斜面上不同高度由静止滑下，是探究动能大小与高度的关系 C．木块滑行过程中，机械能不守恒 D．再增加几个钩码可以探究动能大小与质量的关系 【答案】B 【详解】A．动能的大小无法直接观察，实验中通过木块被撞击后滑行的距离来间接反映小车动能的大小。木块滑行越远，说明小车的动能越大，故A正确； B．让小车从斜面上不同高度由静止滑下，目的是让小车到达水平面时的速度不同，所以探究的是动能大小与速度的关系，而不是高度的关系，故B不正确； C．木块滑行过程中，会受到摩擦力的作用，需要克服摩擦做功，机械能转化为内能，因此机械能不守恒，故C正确； D．增加钩码可以改变小车的质量，让小车从斜面的同一高度滑下保证速度相同，就可以探究动能大小与质量的关系，故D正确。 本题选择说法不正确的，故选B。 16．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所受重力和空气阻力的作用，忽略雨滴质量的变化，下列判断正确的是（     ） A．0∼t1时间内，雨滴所受空气阻力逐渐减小 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】D 【详解】A．雨滴受竖直向下的重力和向上的空气阻力的作用，有 重力G恒定不变，由图知0~t1时间内，F合逐渐减小，则空气阻力f逐渐增大，故A错误； B．t1时刻合力为F2，则空气阻力，故B错误； C．0∼t1时间内，雨滴速度越来越快，所以动能越来越大，故C错误； D．0∼t1时间内，除重力做功外，还要克服空气阻力做功，机械能逐渐减小，故D正确。 故选D。 17．如图所示，泰州欢乐岛摩天轮匀速缓慢旋转，坐在座舱内的小涵随摩天轮一起平稳运动，下列说法正确的是（     ） A．小涵相对其他座舱内的同学是静止的 B．座舱匀速旋转过程中受力平衡 C．小涵受到的重力与座位的支持力是一对相互作用力 D．小涵从最低点匀速转动到最高点的过程中，机械能变大 【答案】D 【详解】A．小涵随摩天轮转动时，与其他座舱同学的相对位置不断变化，因此小涵相对其他座舱内的同学是运动的，故A错误； B．只有静止或匀速直线运动的物体受力平衡，座舱匀速旋转时运动方向不断改变，运动状态持续变化，因此受力不平衡，故B错误； C．小涵受到的重力和座位对小涵的支持力，都作用在小涵身上，二者大小相等、方向相反、作用在同一直线，属于一对平衡力，不是相互作用力，故C错误； D．小涵匀速转动时质量和速度都不变，因此动能不变；从最低点运动到最高点的过程中，小涵的高度增大，质量不变，因此重力势能增大，总机械能变大，故D正确。 故选 D。 18．立定跳远是某地初中毕业体育考试项目之一，小强在立定跳远考试中蓄力、起跳、落地的几个阶段如图所示（不考虑空气阻力）。下列说法正确的是（     ） A．蹬地起跳时小强对地面没有摩擦力 B．小强在最高点受力平衡 C．小强在空中继续运动机械能不守恒 D．小强从最高点到落地的过程中，重力势能转化为动能 【答案】D 【详解】A．蹬地起跳时，小强的脚向后蹬，相对于地面有向后的运动趋势，小强对地面存在摩擦力，同时地面也会给小强向前的摩擦力使人起跳，故A错误； B．不考虑空气阻力，小强在最高点只受重力作用，合力不为零，受力不平衡，故B错误； C．不考虑空气阻力，小强在空中运动时只有重力做功，机械能守恒，故C错误； D．小强从最高点到落地的过程中，质量不变，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，故D正确。 故选D。 19．操场上，被小石同学垫起的排球竖直向上运动到最高点后又落回的过程中，排球先后经过点和点时，其动能和重力势能的大小关系如下图所示。结合图中所示，下列关于排球的判断正确的是（     ） A．点动能大于点动能 B．点比点离地面的高度大 C．在点时机械能等于在点的机械能 D．经过点继续运动过程中，重力做功越来越慢 【答案】B 【详解】A．由图可知，P点动能和Q点动能相等，故A错误； B．重力势能的大小与物体的质量和高度有关，由图可知，P点重力势能大于Q点重力势能，因为排球质量不变，所以P点比Q点离地面的高度大，故B正确； C．机械能等于动能与重力势能之和，由图可知，P点机械能大于Q点机械能，故C错误； D．根据功率公式可知，排球下落时速度越来越大，因此重力做功的功率越来越快，故D 错误。 故选B。 20．如图，铁锁从左到右摆动一次的过程中（忽略空气阻力），下列说法正确的是（     ） A．铁锁的重力方向不断改变 B．绳子的拉力不是弹力 C．铁锁的重力势能与动能相互转化 D．铁锁的机械能增大 【答案】C 【详解】A．重力的方向总是竖直向下，不会随铁锁的位置摆动发生改变，故A错误； B．物体发生弹性形变后产生的力是弹力，绳子被拉伸时发生弹性形变，因此绳子的拉力属于弹力，故B错误； C．铁锁摆动时，下降过程中质量不变，高度减小、速度增大，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；上升过程中质量不变，高度增大、速度减小，重力势能增大，动能减小，动能转化为重力势能，因此铁锁的重力势能与动能相互转化，故C正确； D．忽略空气阻力，铁锁摆动过程中没有机械能损耗，机械能总量保持不变，故D错误。 故选 C。 21．在2026年5月进行的世界乒乓球锦标赛女子团体决赛中，我国选手孙颖莎战胜两位日本选手。如图是孙颖莎一次扣杀球的运动轨迹，球在空中运动过程中（     ） A．受重力和推力 B．运动状态不断改变 C．重力势能增加 D．机械能守恒 【答案】B 【详解】A．乒乓球离开球拍后在空中运动，不再受到球拍的推力，只受重力和空气阻力，故A不符合题意； B．运动状态改变包含速度大小改变或运动方向改变，乒乓球做曲线运动，运动方向不断变化，因此运动状态不断改变，故B符合题意； C．重力势能大小与质量和高度有关，乒乓球质量不变，运动过程中高度不断降低，因此重力势能减小，故C不符合题意； D．乒乓球运动过程中受空气阻力，乒乓球克服空气阻力做功，则机械能总量减小，机械能不守恒，故D不符合题意。 故选 B。 22．如图所示，是小慧同学掷实心球的场景，图中虚线表示球的运动轨迹，球从点上升到最高点后下落到地面点，然后继续运动到点停止。下列说法正确的是（     ） A．球从点上升到点动能增加 B．球在点时速度为零 C．球从点下落到点，重力势能转化为动能 D．球从到的整个过程中机械能守恒 【答案】C 【详解】A．球从点上升到点，速度减小，动能减小，高度升高，重力势能增大，动能转化为重力势能，故A错误； B．球抛出后，在最高点b时竖直方向速度为零，水平方向仍有速度，因此速度不为零，故B错误； C．球从点下落到点，质量不变，高度降低，速度增加，重力势能减少，动能增加，重力势能转化为动能，故C正确； D．到过程中，地面有摩擦，会导致速度减小，即机械能逐渐减小，故D错误。 故选C。 三、实验题 23．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。 24．某同学做了以下实验，来探究“阻力对物体运动的影响”的实验： (1)三次实验中，均保持小车从同一斜面同一位置由静止滑下。选用粗糙程度不同的毛巾、棉布和木板，是为了改变______； (2)实验中，可以通过比较______来反映阻力对小车运动的影响； (3)三次实验中小车在水平面上从运动到静止的过程中，机械能变化量______（选填“相等”或“不相等”）；若小车在木板、棉布表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，则P1______P2（选填“>”、“=”或“<”）； (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。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，能正确表示物资在空中的排列情况和着地位置的图示组合是______（填字母选项）。 A．①⑥ B．②⑤ C．③④ D．①④ 【答案】(1)小车受到的阻力 (2)小车在水平面上滑行的距离 (3) 相等 < (4)A 【详解】（1）实验中选用粗糙程度不同的毛巾、棉布和木板，是通过改变接触面的粗糙程度来改变小车受到的阻力。 （2）根据转换法，实验中，可以通过比较小车在水平面上滑行的距离来反映阻力对小车运动的影响。 （3）三次实验中，均保持小车从同一斜面同一位置由静止滑下，小车到达水平面的速度相同，则动能相同。小车在水平面上滑行，质量和高度不变，则重力势能不变，最终速度都变为零，动能都变为零，所以三次实验中小车在水平面上从运动到静止的过程中，动能变化量相同，重力势能不变，则机械能变化量相同； 三次实验中小车在水平面上从运动到静止的过程中，动能变化量相同，则小车在木板、棉布表面克服阻力做功相同，小车在木板上运动的时间较长，根据可知，小车在木板表面克服阻力做功的功率较小，即。 （4）不受阻力，物资水平方向不受力，物资由于惯性在水平方向上将保持的原来运动状态继续向右做匀速直线运动，所以在地面上看，物资在空中排列情况为在同一竖线上，即图中①所示情景。第一个抛出的物体先掉落在地面上，由于间隔时间相同，速度相同，所以物资间间隔相同，即图中⑥所示情景。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 25．排球是贵州省中考体育测试自选项目之一。如图是某同学练习排球时的场景。她边练习边思考“排球被垫起的高度与哪些因素有关呢？”。她作出如下两个猜想： 猜想一：可能与球内的气压有关；猜想二：可能与垫球的力度有关。 实验器材：排球若干，打气筒，球类专用气压表、标有刻度的长杆等。 (1)为了探究猜想一，准备三个完全相同（球内气压可调节，球内气体质量变化忽略不计）的排球，分别标号①、②、③，如图甲所示。实验前应使三个排球的______不同；实验时用______（选填“相同”或“不同”）的力度竖直向上垫球，测得三个排球被垫起的高度h1、h2、h3不相等，则可得出的初步结论是________； (2)本实验中存在的不足之处是________； (3)小明同学在探究猜想二的实验过程中，自制了如图乙所示的器材。他每次都应该将同一排球下压弹簧至______（选填“相同”或“不同”）位置，然后由静止释放，再测量每次排球被弹起的高度并进行对比，从而得出结论； (4)如果让排球从某高度自由落下，排球从接触地面到形变最大的过程中，排球速度的变化是________，你判断的理由是________。 【答案】(1) 气压 相同 垫球力度相同时，排球被垫起的高度与球内气压有关 (2)用手垫球无法保证每次垫球的力度相同 (3)不同 (4) 先变大，后减小为零 开始时排球重力大于地面对球的弹力，合力向下，速度增大；随着形变量增大，弹力大于重力，合力向上，速度减小，形变最大时速度减为零 【详解】（1）探究猜想一时，即探究排球被垫起高度与球内气压的关系，根据控制变量法，需要改变球内气压，控制垫球力度不变；如果不同气压下垫起高度不同，可得出结论：垫球力度相同时，排球被垫起的高度与球内气压有关。 （2）本实验依靠人手垫球，人手动很难控制每次垫球的力度完全相同，会给实验带来误差。 （3）探究猜想二时，即排球被垫起高度与垫球力度的关系，需要改变垫球力度，弹簧下压到不同位置时，压缩量不同，弹性势能不同，对排球的弹力不同，因此需下压至不同位置。 （4）排球从接触地面到形变最大过程中，向下运动：开始阶段弹力小于重力，合力方向与运动方向相同，速度增大；形变逐渐增大，弹力逐渐增大，当弹力大于重力后，合力方向与运动方向相反，速度减小，到形变最大时速度减为0，因此速度变化是先变大后减小到零。 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.1机械功 要点一、机械功 物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功。 要点诠释： 1、做功的两个必要因素是：作用在物体上的力；在力的方向上通过的距离。 2、物体在力的方向上通过了一段距离是指距离与力具有同向性和同时性。 3、不做功的三种情况： （1）物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此情况叫“劳而无功”。 （2）物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动)，此情况叫“不劳无功”。 （3）物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动)，此情况叫“垂直无功”。 要点二、功的计算 物理学中规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 要点诠释： 1、 公式：W＝Fs， W：功；F：力；s:距离。 2、 单位 焦耳(J)， 物理意义：物体在1牛力的作用下沿着力的反向移动了1米做的功为1J 3、注意事项 （1）有力才有可能做功，没有力根本不做功。移动的距离是以地面上的起始点为参照物。 （2）F与s的方向应在同一直线上。 （3）做功的多少，由W＝Fs决定，而与物体的运动形式无关。 一、填空题 1．如图所示，一个人用力搬石头但没有把石头搬起来，则这个人对石头的力___________（选填“做功”或“没做功”）。 【答案】没做功 【详解】搬石头时，人对石头施加了向上的力，但石头没有在力的方向上移动距离，人对石头的力没有做功。 2．某兴趣小组使用无人机航拍采石矶公园，如图所示，当无人机水平飞行时，升力对无人机_______。（选填“做功”或“不做功”） 【答案】不做功 【详解】升力的方向是竖直向上，当无人机水平飞行时，没有在升力的方向上通过距离，所以升力对无人机不做功。 3．如图是台球比赛中的情景。比赛前台球静止在球台上，台球受到的重力和支持力是一对______（选填“平衡力”或“相互作用力”）；击球后，球离开球杆在桌面上滚动的过程中，球杆对台球______（选填“做功”或“不做功”）。 【答案】 平衡力 不做功 【详解】[1]台球静止时，处于平衡状态，受平衡力，在竖直方向上，重力和支持力是一对平衡力。 [2]台球在桌面上滚动的过程中，球杆对台球不再有力的作用，所以球杆对台球不做功。 4．如图所示，叉车在10s内将重为3000N的货物竖直匀速提升3m，货物上升的速度是_________m/s，叉车对货物所做的功是_________J。 【答案】 0.3 9000 【详解】[1]货物上升的路程，时间，货物上升的速度 [2]因为货物竖直匀速提升，所以叉车对货物的拉力 叉车对货物所做的功 5．如图所示，在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动了0.5m，弹簧测力计的示数为。该过程中，木块所受的摩擦力为____N，拉力做功为____J。 【答案】 2 1 【详解】木块沿水平木板匀速滑动时，水平方向受力平衡，滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力，大小相等，因此木块受到的摩擦力大小为2N。 拉力做的功 6．如图甲所示，一块质量为0.4 kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，在竖直方向拉力的作用下向上运动，6 s内做功为7.2 J，铁块运动的速度与时间的关系图像如图乙所示．则拉力________N。 【答案】6 【详解】由v-t图像可知，铁块在0~6s内以的速度做匀速直线运动，因此在这段时间内，铁块运动的距离为 又因为拉力F在6s内做的功为，所以根据可得拉力F的大小为 7．如图甲所示，物体M在拉力、的作用下以不同的速度被匀速拉动。它两次运动的路程-时间图像如图乙所示。请分析：______，在前4s拉力、做的功______（两空均选填“>”、“<”、“=”或“无法比较大小”）。 【答案】 = > 【详解】据乙图可知，物体M在拉力、的作用下均做匀速直线运动，受到的拉力与其摩擦力是一对平衡力，大小相等，由于物体M两次运动过程中对水平面的压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，因此两次拉力大小相等，即 据乙图可知，物块在拉力的作用下运动的速度 前4s物块在拉力的作用下运动的距离 物块在拉力的作用下运动的距离是4m，两次拉力大小相等，由可知， 8．小明用15N水平拉力推动重50N木箱，沿水平地面匀速直线运动2m，拉力做功______J，重力做功______J。 【答案】 30 0 【详解】拉力做功 重力方向竖直向下，木箱沿水平方向运动，在重力方向上没有移动距离，因此重力做功为0。 二、单选题 9．下列情况中人对物体做了功的是（　　） A．费力推车但车不动 B．提着滑板水平前行 C．足球被踢后在草地滚动 D．搬起箱子 【答案】D 【详解】A．费力但汽车不动，人对汽车有力的作用，但汽车没有在该力的方向上通过距离，人对汽车不做功，故A不符合题意； B．提着滑板水平前行，人对滑板的力竖直向上，滑板运动的方向与力的方向垂直，人对滑板不做功，故B不符合题意； C．足球被踢之后在草地靠惯性滚动，不再受到人的踢力，人对足球不做功，故C不符合题意； D．搬起箱子，人对箱子有力的作用，箱子在该力的方向上通过了距离，人对箱子做功，故D符合题意。 故选D。 10．4月12日，2026 亚洲羽毛球锦标赛在宁波奥体中心圆满落幕，我国羽毛球队斩获2金2银2铜。如图是比赛时的情景，下列有关说法正确的是（　　） A．球拍击球过程中，羽毛球只是受力物体，不是施力物体 B．运动员将羽毛球打到对手场地，说明力可以改变物体的运动状态 C．离开球拍的羽毛球可以继续运动，是因为羽毛球受到惯性的作用 D．羽毛球在空中飞行时，球拍的弹力对羽毛球做功 【答案】B 【详解】A．力的作用是相互的，球拍击球时，羽毛球既是受力物体，也是施力物体，对球拍施加反作用力，故A错误； B．运动员击球后，羽毛球的运动速度和方向发生改变，说明力可以改变物体的运动状态，故B正确； C．惯性是物体本身的固有属性，不能说“受到惯性作用”，离开球拍的羽毛球继续运动是因为羽毛球具有惯性，故C错误； D．羽毛球在空中飞行时，已经离开球拍，不再受到球拍的弹力，因此球拍的弹力不对羽毛球做功，故D错误。 故选B。 11．小明和妈妈一起做家务，下列场景中小明对物体做了功的是（     ） A．小明用力推沉重的沙发，但沙发纹丝不动 B．小明将一袋大米从地面搬起，放到米桶里 C．小明端着水盆，在水平地面上匀速行走 D．小明将垃圾扔进垃圾桶中，垃圾袋在空中下落的过程 【答案】B 【详解】A．有力（推力），但沙发在力的方向上没有移动距离，不做功，故A不符合题意； B．小明对大米施加了向上的力，大米在力的方向（向上）上移动了距离，满足做功的两个条件，做了功，故B符合题意； C．小明对水盆的力是竖直向上的，而水盆的移动方向是水平的，力的方向与移动方向垂直，不做功，故C不符合题意； D．小明的手已经和垃圾袋分离，不再对垃圾袋施加力，只有重力对垃圾袋做功，小明没有对物体做功，故D不符合题意。 故选B。 12．如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，以下说法正确的是（   ） A．0～2秒，物体没有推动，是因为推力小于摩擦力 B．2～4秒，物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力 C．2～4秒，物体受到的摩擦力是2N D．4～6秒，推力对物体做了24J的功 【答案】C 【详解】A．0～2秒，物体没有推动，物体静止，处于平衡状态，此时推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，故A错误； B．2～4秒内，物体速度从0增加到4m/s，做加速直线运动，受力不平衡。 所以摩擦力与水平推力不是一对平衡力，故B错误； C．4～6秒内，物体做匀速直线运动，此时推力F=2N，根据二力平衡，滑动摩擦力f=2N。 在 2～4秒内，物体对地面的压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力大小不变，所以此时摩擦力也是2N，故C正确； D．4～6秒内，推力F=2N，物体速度v=4m/s，运动时间t=2s，运动距离 推力做功，不是24J，故D错误。 故选 C。 13．小明沿水平方向向右推箱子前行，推力为F，如图甲所示。推箱子过程中，其推力F随时间t变化的图像和速度v随时间t变化的图像分别如图乙、丙所示。则下列判断不正确的是（    ） A．0~3s，人对箱子不做功 B．第5s时，箱子受到的摩擦力大小为9N C．3~9s，箱子所受摩擦力的方向水平向左 D．9~12s，箱子受到合力为0 【答案】B 【详解】A．由图丙可知，0~3s内箱子速度为0，处于静止状态，虽然有力（推力），但没有移动距离，根据做功公式，人对箱子不做功，故A正确，A不符合题意； B．9~12s内，箱子做匀速直线运动，受力平衡，摩擦力大小等于推力大小，即 摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度有关，与运动速度无关。3~9s内箱子滑动时，摩擦力大小始终为6N，故B错误，B符合题意； C．3~9s内箱子向右运动，摩擦力方向与相对运动方向相反，因此摩擦力方向水平向左，故C正确，C不符合题意； D．由图丙可知，9~12s内箱子做匀速直线运动，处于平衡状态，根据牛顿第一定律，物体受力平衡，合力为0，故D正确，D不符合题意。 故选B。 14．如图所示，在底面积为的柱形容器中装有水，将一质量为1.5kg的均匀实心正方体轻轻放入水中，使其静止在容器底部。此时水面高度为20cm，现用竖直向上的力将物体从水中匀速拉出水面，已知物体浸没在水中时拉力为5N，忽略水的阻力。（g取），下列说法正确的是（　　） A．此物体浸没时所受的浮力为15N B．此物体的边长为1cm C．物体刚好完全露出水面时，液面下降高度为5cm D．从开始拉动到物体刚刚开始露出水面，浮力做功为1.25J 【答案】C 【详解】A．物体的重力 物体浸没在水中匀速运动时，受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力，根据平衡力的知识得，则浮力 故A错误； B．根据阿基米德原理，物体浸没时，则物体体积 正方体边长 故B错误； C．物体完全露出水面后，排开水的体积减少了，液面下降高度 故C正确； D．物体边长，初始水面高度，从开始拉动到物体刚刚开始露出水面，物体上升的高度 此过程中物体完全浸没，浮力不变，浮力做功 故D错误。 故选C。 三、计算题 15．河南某景区观光索道的轿厢质量为500kg，索道钢缆的拉力使轿厢沿水平方向匀速移动，轿厢与轨道的总接触面积为匀速移动时受到的阻力为总重力的0.05倍（g=10N/kg）。求： (1)轿厢静止在水平轨道上时，对轨道的压强； (2)轿厢匀速移动时的拉力大小； (3)轿厢以2m/s的速度匀速移动10s，拉力做的功。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）轿厢的重力 轿厢对轨道的压力等于重力，即 则对轨道的压强 （2）匀速移动时，拉力与阻力是一对平衡力，即 （3）轿厢移动的距离 拉力做的功 16．如题图所示为我国宇树科技的一款机械狗，其质量为24kg，四足与地面接触的总面积为80cm2，匀速直线运动时，受到的阻力为80N（g取10N/kg），求该机械狗： (1)所受的重力； (2)静止站立时对地面的压强； (3)匀速直线运动900m，牵引力所做的功。 【答案】(1)240N (2) (3) 【详解】（1）该机械狗所受的重力 （2）水平地面上，机械狗对地面的压力等于自身重力，即 根据压强公式可得，机械狗静止站立时对地面的压强 （3）机械狗匀速直线运动，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，则牵引力为 匀速直线运动900m，牵引力所做的功 17．宇树人形机器人G1具有超越常人的灵活性，解锁无限运动潜力。可进行高难度的动态动作，如动态站起、坐下折叠、舞棍等。若G1人形机器人的质量为35 kg，两只脚与地面的接触总面积为。（g取10 N/kg）求： (1)G1人形机器人的重力； (2)G1人形机器人双脚站立在水平地面时，对地面产生的压强； (3)在机器人躺下的过程中，其重心降低0.5 m，此过程中机器人重力做的功。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）G1人形机器人的重力 （2）机器人双脚站立在水平地面，对水平地面的压力等于自身重力，即 对地面产生的压强 （3）机器人重力做的功 18．图甲是我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号，它是目前世界上唯一一艘具备超深水钻探能力的钻探船，其满载时排水量为。某次钻探中，“梦想”号的吃水深度，科研人员通过绳索将一块地质岩样品竖直向上匀速提升了（忽略海水对石块的阻力），如图乙所示。经测量，样品的质量为，体积为。（海水的密度取，取）。求： (1)“梦想”号满载时受到海水的浮力为多少？ (2)本次钻探中船底受到海水的压强为多少？ (3)本次钻探中绳索对样品做的功为多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）满载时排水量 根据阿基米德原理，漂浮的轮船满载时受到的浮力 （2）船底受到的海水压强 （3）样品重力 样品受到的浮力为 样品竖直匀速提升，受力平衡，绳索拉力为 绳索对样品做的功 第 1 页 共 10 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.3 动能和势能 知识点一：能 能量：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 1、物体具有做功的本领，即说明此物体具有能。但是有能不一定正在做功。物体能做多少功，就说它具有多少能。 2、功就是能转化多少的量度。功代表了能量从一种形式转化为一另种形式，因而功和能的单位也是相同的。功的单位是焦耳（J），能的单位也是焦耳（J）。 知识点二：动能 动能：物体由于运动而具有的能。 1、物体动能的大小与两个因素有关： 一是物体的质量。 二是物体运动的速度大小。 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。 2、动能是“由于运动”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。 知识点三：势能 重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。 弹性势能：物体由于发生弹性形变，而具有的能叫做弹性势能。 1、重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。 2、重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。 3、弹性势能的大小与弹性形变的程度有关。 例1：下列关于能量的说法，不正确的是（　　） A．正在做功的物体，才具有能量 B．被压缩的弹簧具有能 C．具有能的物体，可能在做功，也可能不在做功 D．同步卫星相对于地面静止不动，实际上它也具有能 答案：A 例2：关于能的概念，下列说法中错误的是（　　） A．一个物体能够做功越多，这个物体具有的能量越多 B．动能、势能及机械能的单位都是焦耳 C．用线悬挂着的静止的小球没有做功，所以小球没有能 D．甲物体的速度比乙物体的速度大，但甲物体具有的动能不一定比乙物体多 答案：C 例3：火箭点火后，载着神八加速上升过程中，神八的机械能变化情况是（　　） A．动能减小，重力势能增大 B．动能减小，重力势能减小 C．动能增大，重力势能减小 D．动能增大，重力势能增大 答案：D 例4：滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，他的（　　） A、重力势能增加，动能增加 B、重力势能减少，动能减少 C、重力势能增加，动能减少 D、重力势能减少，动能增加 答案：D 例5：（多选）下列物体中具有弹性势能的是： 　A.拧紧的钟表的发条。 　　　　　　B. 扔在空中的橡皮。 　C.在桌面上的弹簧。　　　　　　　 D.充满气的气球 答案：A、D 一、填空题 1．2019年衢江抽水蓄能电站开建，其工作原理如图所示，用电低谷时（如深夜），电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电。用电高峰期发电时，需要开闸放水，水从高处流下，此时水的____________转化为水的____________。（均选填“动能”“弹性势能”或“重力势能”）。 【答案】 重力势能 动能 【详解】用电高峰期放水时，水在上水库位置高度高，具有较大的重力势能；水从高处流下，高度降低、速度增大，重力势能转化为动能，之后动能再推动发电机发电。 2．游乐场的旋转飞椅如图所示。飞椅和游客的速度逐渐增大，同时他们会被“甩”得越来越高。旋转飞椅中游客的尖叫声通过________传到地面上的人耳中。在旋转飞椅逐渐上升的过程中游客的重力势能逐渐________。 【答案】 空气 变大 【详解】声音的传播需要介质，游客的尖叫声是通过空气这种介质传到地面上的人耳中的。 重力势能的大小与物体的质量和高度有关。在旋转飞椅逐渐上升的过程中，游客的质量不变，高度逐渐增大，所以游客的重力势能逐渐变大。 3．跳远比赛中，小兰经过助跑，奋力蹬踏板后凌空而起，在空中向前运动一段弧线后落入沙坑。凌空而起时小兰的重力势能________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。小兰由于________会在空中继续向前运动一段距离。 【答案】 变大 惯性 【详解】小兰凌空而起时，自身质量不变，所处高度升高，因此重力势能变大。 小兰助跑后具有向前的运动状态，离开踏板后，由于惯性，会保持这一运动状态，从而在空中继续向前运动一段距离。 4．出行安全尤为重要。公路上有汽车行驶速度限制，原因之一是车速越大，动能___________，肇事后危害越大。 【答案】越大 【详解】汽车质量一定时，车速越大，动能越大，肇事后造成的危害也就越大。 5．图中是我国自主研制的第五代先进战机——歼-20在空中加油情景的示意图，此时以加油机为参照物，受油机是______的（选填“运动”或“静止”）；若此时受油机正在水平匀速飞行，则其动能______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 静止 变大 【详解】以加油机为参照物，受油机与加油机之间的位置没有发生变化，所以受油机是静止的。 受油机正在水平匀速飞行，速度不变，在加油过程中，受油机的质量不断增大，所以其动能变大。 6．如图在跳水这一运动项目中，运动员向下压跳板时，跳板由于发生________（填“弹性”或“非弹性”）形变，从而产生________（填“向上”或“向下”）的弹力，将人弹起，说明跳板具有能量，叫做________。 【答案】 弹性 向上 弹性势能 【详解】跳水运动员在向下压跳板的过程中，对跳板向下的压力使跳板发生弹性形变，跳板恢复原状过程中，产生向上的弹力，将运动员弹起；跳板弯曲时，发生弹性形变而具有弹性势能。 7．如图是消毒车正在街道上消毒。消毒车在水平路面上匀速行驶并向外喷洒消毒液的过程中，它的重力势能______，动能______（均选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 减小 减小 【详解】消毒车在水平路面上匀速行驶并向外喷洒消毒液的过程中，高度h不变，但总质量m不断减小，所以重力势能减小，消毒车匀速行驶，速度v不变，但总质量m不断减小，所以动能减小。 8．科技改变生活，“擦窗机器人”工作时，真空泵将吸盘内的空气抽出，在__________的作用下，擦窗机器人被“吸”在玻璃上；“扫地机器人”吸尘时，电机高速转动使机器内部的空气流速大，压强__________（选填“大”或“小”），产生负压将灰尘压入吸尘盒内；吸进灰尘后机器人匀速工作时的动能变__________（选填“大”或“小”）。 【答案】 大气压 小 大 【详解】真空泵将吸盘内空气抽出后，吸盘内气压小于外界大气压，在大气压的作用下，擦窗机器人被“吸”在玻璃上； 根据流体压强与流速的关系，空气流速越大的位置压强越小，扫地机器人内部空气流速大，压强小，形成内外气压差将灰尘压入吸尘盒； 机器人匀速工作时速度不变，吸进灰尘后自身质量增大，所以动能变大。 9．我国大力发展新质生产力。如图所示，机器人用150N的推力沿斜面向上将重为500N的小车从斜面（高1.2m，长5m）底端匀速推到顶端。此过程中小车的机械能___________（填变化），该机器人的推力做功为___________J。 【答案】 增大 750 【详解】机械能是动能与势能的总和。小车匀速上升时，质量、速度不变，因此动能不变；上升过程中高度增加，重力势能增大，所以小车总的机械能增大。 机器人的推力做功 10．蹦蹦杆是一种健身玩具，它能跳起的原因是其脚踏板连有一根弹簧（图甲）。如图乙所示，小李同学玩蹦蹦杆的过程可以分为：挤压弹簧到最低位置；弹簧恢复原状，人获得一个向上的速度；人向上运动到达最高位置。挤压弹簧到最低位置时，___________能最大。小李动能最大的位置是___________。 【答案】 弹性势能 弹力等于重力时 【详解】蹦蹦杆在挤压脚踏板下端的弹簧到最低位置时，速度为零，动能为零，同学的质量不变，所处的高度变小，所以重力势能减小，弹簧的形变量变大，弹性势能变大，即挤压弹簧到最低位置时，弹性势能最大； 人向上运动时当弹力大于重力，合力向上（与运动方向相同），向上加速，速度增大，当弹力等于重力时，合力为零，速度达到最大，即此时动能最大。 11．小明想研究汽车发生撞击时动能大小对事故结果的影响，做了如图所示的实验。甲、丙两图是为了研究动能与________（选填“高度”或“速度”）的关系；用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车________（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。 【答案】 速度 超载 【详解】[1]甲、丙两图，质量相同，高度不同，导致到水平面的速度不同，是为了研究动能与速度的关系。 [2]甲、乙两图，质量不同，速度相同，探究动能与质量的关系，用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。 二、单选题 12．我国首款“空中应急救援平台”，全电力载人飞艇AS700于2026年1月完成首次载人商业飞行；飞艇采用锂电池供电，飞行时总质量不变。飞艇在竖直匀速升空过程中（     ） A．动能不变，重力势能不变 B．动能减小，重力势能增大 C．动能增大，重力势能不变 D．动能不变，重力势能增大 【答案】D 【详解】飞艇总质量不变，竖直匀速升空时速度不变，因此动能不变，升空过程中飞艇的高度不断增加，质量不变，因此重力势能增大。 故选D。 13．小明制止弟弟从32层高楼扔玩具，因为这种行为非常危险。当玩具从高楼自由下落时（　 　） A．动能增大，重力势能减小 B．动能增大，重力势能增大 C．动能不变，重力势能减小 D．动能减小，重力势能增大 【答案】A 【详解】玩具从高楼自由下落时，质量不变，在重力的作用下，下落过程中速度越来越大，动能增大；离地面越来越近，高度不断降低，重力势能减小，因此玩具下落时动能增大，重力势能减小，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 14．如图所示是体育比赛的一些场景，运用学过的物理知识分析这些现象，下列说法正确的是（     ） A．甲图中，足球运动员踢球使球飞了出去，说明力可以改变足球的形状 B．乙图中，跳远运动员通过助跑加速后再起跳，可以增大运动员的惯性 C．丙图中，排球在上升过程中若一切外力消失，排球将做匀速直线运动 D．丁图中，运动员起跳后上升至最高点过程中动能增大，重力势能减小 【答案】C 【详解】A．足球运动员踢球，球受到力的作用飞了出去，球的运动状态发生了改变，说明力可以改变物体的运动状态，故A错误； B．跳远运动员加速一段时间后再起跳，是利用惯性，起跳前运动员的质量不变，惯性不变，故B错误； C．被击出的排球在上升过程中突然不受一切外力，排球将保持原来的运动状态不变，即做匀速直线运动，故C正确； D．运动员起跳后上升至最高点，速度逐渐减小，动能减小；高度逐渐增加，重力势能增大，故D错误。 故选C。 15．哪吒与敖丙在踢毽子场景如图，忽略空气阻力，下列说法错误的是（     ） A．哪吒抬起一只脚站立时，他对地面的压强增大 B．毽子在空中飞行的过程中机械能不变 C．毽子上升过程，将动能转化为重力势能 D．敖丙将毽子踢出后，继续对毽子做功，所以毽子会继续在空中飞行 【答案】D 【详解】A．哪吒抬起一只脚站立时，对地面的压力等于其重力不变，受力面积减小，根据可知，他对地面的压强增大，故A正确； B．忽略空气阻力，毽子在空中飞行的过程中只受重力作用，其机械能守恒，即机械能不变，故B正确； C．毽子在上升过程中，速度减小，动能减小，同时高度增加，重力势能增加，此过程是动能转化为重力势能，故C正确； D．敖丙将毽子踢出后，脚与毽子分离，不再对毽子施加力的作用，因此不再对毽子做功，毽子会继续在空中飞行是由于惯性，故D错误。 本题选择描述错误的，故选D。 16．2026年澳门乒乓球世界杯已圆满收官，中国选手孙颖莎成为本赛事开创以来首位女单三连冠得主，如图是运动员比赛时的场景。下列说法正确的是（     ） A．打出的乒乓球受到惯性的作用在空中继续运动 B．乒乓球运动到最高点时，重力势能最大，动能为零 C．运动员用力将乒乓球发出，说明力可以改变物体的运动状态 D．击球时，球拍对乒乓球的力和乒乓球对球拍的力是一对平衡力 【答案】C 【详解】A．惯性是物体本身的一种属性，不能说受到惯性的作用，只能说由于惯性，故A错误； B．乒乓球运动到最高点时，高度最高，重力势能最大，竖直方向的速度为零，但水平方向的速度不为零，所以动能不为零，故B错误； C．运动员用力将乒乓球发出，乒乓球由静止变为运动，说明力可以改变物体的运动状态，故C正确； D．击球时，球拍对乒乓球的力和乒乓球对球拍的力性质相同，同时产生，是一对相互作用力，故D错误。 故选C。 17．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。 18．诗词是中华文化的瑰宝，许多优美的诗词既是对生活和自然的生动描述，也与物理知识紧密联系。下列对相关诗词中涉及的物理知识解释正确的是 （　　） A．“北风卷地白草折，胡天八月即飞雪。”——“白草折”说明力可以改变物体的形状 B．“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅。”——风卷起茅草是因为流体流速越大，压强越大 C．“无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来。”——树叶下落的过程中，没有力对它做功 D．“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼。”——张满的弓具有较大的动能 【答案】A 【详解】A．白草折断，即草的形状发生变化，说明力可以改变物体的形状，故A正确； B．流体流速越大的位置，压强越小，故B错误； C．树叶下落的过程，受到竖直向下的重力和与运动方向相反的空气阻力作用，重力和阻力都会对树叶做功，故C错误； D．张满的弓由于发生较大的弹性形变，所以具有较大的弹性势能，故D错误。 故选A。 三、实验题 19．兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究： 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ (1)【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟________有关；由“安全驾驶莫超载”还可猜想：汽车的动能可能跟________有关。 (2)【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越________。实验中用到的研究方法是________。 (3)【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：质量相同时，汽车（物体）的速度越大，________。 (4)【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车________（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。 【答案】(1) 速度 质量 (2) 大 转换法 (3)动能越大 (4)超载 【详解】（1）[1]“十次车祸九次快”这句话强调了汽车行驶速度过快是导致车祸的重要原因。速度越快，汽车发生事故时的破坏力往往越大，这说明汽车的动能可能与它的速度有关。 [2]安全驾驶莫超载”这句话提醒驾驶员不要装载超过规定质量的货物或乘客。超载意味着汽车的总质量增加，质量大的汽车在行驶中更难控制，刹车距离更长，这说明汽车的动能可能与它的质量有关。 （2）[1]实验中，金属球从斜槽滚下后撞击水平面上的物块。金属球具有的动能越大，它对物块做的功就越多，物块在水平面上滑行的距离就会越远。因此，物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越大。 [2]动能是一个不易直接观察和测量的物理量，实验中通过观察物块被撞出的距离远近来间接判断动能的大小，这种将不可见、不易测的量转化为可见、易测的量的方法叫做转换法。同时，探究动能与速度和质量的关系时，需要分别控制其中一个变量不变，改变另一个变量，这用到了控制变量法。 （3）由图可知，甲、丙两图中金属球的质量相同，但释放的高度不同。甲图的高度更高，金属球到达水平面时的速度更大。同时甲图中物块被撞出的距离大于丙图中的距离。这说明在质量相同的情况下，速度越大的金属球，其动能越大。 （4）由图可知，甲、乙两图中金属球释放的高度相同，这意味着它们到达水平面时的速度相同。但甲图的质量大于乙图的质量。同时甲图中物块被撞出的距离大于乙图中的距离。这说明在速度相同的情况下，质量越大的物体，其动能越大。这一结论可以用来解释汽车超载行驶时危险性大的原因，因为超载会增加汽车的质量，在相同车速下动能更大，造成的危害更严重。 20．在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，小华让不同质量的钢球从斜槽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，如图所示。 (1)在钢球沿斜槽滚下的过程中，钢球的重力势能转化为________能。 (2)实验表明，钢球质量越大，将木块撞得越远，对木块做功越________，钢球的动能就越________。 (3)如果要研究物体的动能与速度是否有关，应该选取________相等的钢球进行实验。 (4)在水平面上，被撞出的木块由于受到________力的作用而停下。假如水平面光滑且足够长，木块将做________直线运动。 (5)在探究“动能的大小与质量的关系”时，小华又提出新的实验方案：在图中实验器材的基础上，取走木块，让质量不等的小球从斜面同一高度由静止开始下滑，最终小球静止在水平长木板上（木板足够长），测出小球在木板上通过的距离，然后分析数据即可得出结论。你认为这种方案是否可行？________（选填“可行”或“不可行”）。 【答案】(1)动 (2) 多 大 (3)质量 (4) 摩擦 匀速 (5)不可行 【详解】（1）钢球沿斜槽滚下时，高度降低、重力势能减小，速度变快、动能增大，因此重力势能转化为动能。 （2）根据功的规律，木块被撞得越远，钢球对木块的作用力移动的距离越大，做功越多； 本实验通过木块移动距离反映钢球动能大小，因此做功越多说明钢球动能越大。 （3）探究动能与速度的关系时，需要用控制变量法，保持钢球质量相同，改变到达水平面的速度，因此选取质量相等的钢球实验。 （4）木块在水平面上运动时，受到摩擦力（阻力）的阻碍作用，最终会停下；如果水平面光滑，木块不受阻力，根据牛顿第一定律，木块将保持匀速直线运动。 （5）新方案中，质量不同的小球在相同表面上，摩擦力不同，不能单纯通过滑行距离判断动能与质量关系，因此不可行。 21．小明了解到车辆超速和超载会造成严重交通撞击事故，于是他想探究物体动能的影响因素，利用斜面、小球、木块、刻度尺进行实验，如图所示，其中mA＝mB＜mC，hA＜hB＝hC。 (1)探究动能与速度的关系时，让小球从斜面________（选涂“A相同”或“B不同”）高度由静止滚下； (2)选择乙、丙两次实验，得出结论：_________； (3)小明又用上述方法做了3组实验记录在下表中，从动能的影响因素角度分析，车辆行驶时，________（选涂“A超载”或“B超速”）的违法行为引发的撞击伤害更严重。 实验序号 小球的质量m/g 小球自由滚下的高度h/cm 木块被撞后运动的距离s/cm 1 30 10 4 2 30 20 16 3 60 20 32 【答案】(1)B不同 (2)速度相同时，物体的质量越大，动能越大 (3)B超速 【详解】（1）探究动能与速度的关系时，需要控制小球的质量相同而改变其到达水平面的速度。小球从斜面滚下的高度决定了其到达底端时的速度大小，因此应让小球从不同高度由静止滚下 （2）乙、丙两次实验中，小球从同一高度滚下，到达水平面时的速度相同，但丙图中小球C的质量大于乙图中小球B的质量。实验结果显示丙图中木块被推得更远，说明在速度相同时，质量越大的物体动能越大。 （3）分析表格数据可知，当质量不变时，高度变为原来的2倍（速度增大），木块移动距离变为原来的4倍；而当高度不变时，质量变为原来的2倍，木块移动距离仅变为原来的2倍。这说明速度对动能的影响比质量更显著，因此超速引发的撞击伤害更严重。 22．为了探究动能大小的影响因素，实验小组的同学利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图1所示的探究活动。 (1)实验中，通过观察木块移动的距离长短，来判断钢球动能的大小，这种研究方法是___________（选填“控制变量法”或“转换法”）；若水平面绝对光滑，本实验将___________（选填“能”或“不能”）达到探究目的。 (2)为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择图1中___________两图进行实验分析。 (3)实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面___________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，其动能越___________。 (4)某同学用如图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的钢球从不同高度（h2>h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断钢球动能的大小，这种方法是___________（选填“正确的”或“错误的”）。 【答案】(1) 转换法 不能 (2)a、c (3) 不同 大 (4)错误的 【详解】（1）用比较容易观测的木块移动的距离来间接推断动能大小，这是转换法的运用； 若表面是光滑的，木块将永远运动下去，所以无法完成本实验。 （2）若探究动能大小与质量关系，应该让质量不等的小球分别在斜面同一高度开始滚下，故选a、c、 （3）相同情况下，小球开始滚下的位置越高，到达平面时的速度越大。要探究动能与速度的关系，要改变小球的速度，故要让小球从同一斜面的不同高度滚下； 读图a与b可知，速度越大的小球，将木块撞击得越远，即动能越大。故在其他情况相同时，速度越大，动能越大。 （4）木块在不同的物体表面上滑行，滑行距离不但与小球的能量有关，还与物体表面的粗糙程度有关。所以此设计是错误的。 23．某物理实验小组探究物体的动能大小跟哪些因素有关。用质量不同的两个小钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H＞h）静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程中如图甲、乙、丙所示。 (1)若水平面绝对光滑，本实验_______（选填“能”或“不能”）达到探究目的。 由甲、乙两图可得实验结论：________。 (2)小华同学根据甲、丙两图得出结论：物体动能的大小与质量有关，她的看法是否正确？______（选填“正确”或“错误”），理由是________。 (3)小明将实验进行了改装：用形状相同的塑料球和铁球（铁球质量大）将弹簧压缩到相同程度后放手，如图丁所示；两球离开弹簧时的速度_______（选填“相同”或“不相同”），纸盒被推开的距离_______（选填“相同”或“不相同”）。 【答案】(1) 不能 质量一定，物体速度越大，动能越大 (2) 错误 没有控制小球到达水平面速度相同 (3) 不相同 相同 【详解】（1）实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。 由甲、乙图可知，小球的质量相同，小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，到达斜面底部时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，说明小球的动能不同，所以得出的实验结论为：质量一定，物体速度越大，动能越大。 （2）要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同，即不同质量的小球从同一高度由静止滑下，而甲、丙两图没有让小球从同一高度滚下，即没有控制小球到达水平面速度相同，因此小明的看法是错误的，不能得出动能大小与质量的关系。 （3）弹簧压缩到相同程度，弹簧的弹性势能相同，转化得到的小球总动能相同。两个小球质量不同，动能相同时，速度一定不同，因此离开弹簧时速度不相同； 小球离开弹簧后的动能相同，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，转化出的动能相同，因此木块最终移动的距离相同，这样是不能通过木块移动的距离大小来确定小球动能的与哪个因素有关，不能达到实验目的，故实验不可行。 24．根据图甲和图乙所示的实验回答下列问题。       (1)如图甲所示是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置示意图，让小球从斜槽上某点由静止滚下，撞击水平面上的木块，木块移动一段距离。该实验中探究的动能是指________（选填“小球”或“木块”）的动能，其大小是通过__________________来反映的。 (2)如图乙所示，手掌压在桌面上滑动的过程中，压桌面的力越大，受到的摩擦力越________；压力相同时，桌面越粗糙，受到的摩擦力越________。在自行车中，有的设计是为了增大摩擦，请写出其中一例：________________________。 【答案】(1) 小球 木块移动的距离 (2) 大 大 轮胎表面刻有凹凸不平的花纹（如刹车时用力捏车闸、脚踏板刻花纹等，合理即可） 【详解】（1）本实验探究的是滚下的小球的动能与影响因素的关系，利用转换法，通过小球撞击木块后木块移动的距离来反映小球动能的大小：小球动能越大，木块被推动移动的距离越远。 （2）由实验结论可知，接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 自行车中增大摩擦的实例很多，例如轮胎刻花纹（增大接触面粗糙程度增大摩擦）、刹车时用力捏闸（增大压力增大摩擦）等，合理即可。 25．实验小组在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，所用小球的质量，让小球分别从图中的位置由静止释放（）。 (1)实验中通过比较木块被小球撞击后______来判断小球具有动能的大小。 (2)分析比较图甲、乙两次实验可知，物体的质量一定时，物体的______越大，动能越大。分析比较图______两次实验可知，动能大小与物体的质量有关。 (3)小华提出：选择光滑的水平面进行本次实验效果更理想。请你判断小华的观点是否正确，并简要说明理由。______________________________ 【答案】(1)移动的距离 (2) 速度 乙和丙 (3)不正确；因为该实验的原理是通过木块在水平面上移动的距离来反映小球动能的大小。木块之所以会停下来，是因为受到了水平面的摩擦力。如果水平面是光滑的，木块在被小球撞击后，将不会受到摩擦力，会以恒定的速度一直运动下去，不会停下来。这样就无法通过测量木块移动的距离来比较小球动能的大小了。 【详解】（1）小球的动能大小无法直接测量，但小球撞击木块时，会对木块做功，使其移动。小球的动能越大，对木块做的功就越多，木块被推动的距离就越远。因此，我们可以通过观察和比较木块被推动的距离来间接判断小球动能的大小。 （2）图甲和图乙的两个实验中使用的小球质量相同（都是m），但乙释放的高度更大（）。小球从更高处滚下时，到达水平面的速度更大。实验结果显示，图乙中木块被推得更远（），说明其动能更大。因此，在质量一定时，物体的速度越大，动能越大； 要探究动能大小与物体质量的关系，需要运用“控制变量法”，即保持小球的速度相同，改变小球的质量。小球的速度由释放高度决定，所以应选择从相同高度释放小球的实验。图乙和图丙中，小球都是从高度H处释放，到达水平面时速度相同。但它们的质量不同（）。通过比较这两个实验，可以得出动能与质量的关系。 （3）略。 26．“十次车祸九次快，还有一次是超载”，八年级物理兴趣小组的同学们提出：“高速路上汽车碰撞危害程度与汽车的动能大小有关”，他们结合生活实际提出了以下猜想： 猜想一：物体的动能可能跟速度有关。 猜想二：物体的动能可能跟质量有关。 为验证上述猜想，他们做了如图所示的实验：用钢球模拟汽车，让钢球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，其中。 (1)兴趣小组分别将同一钢球放在同一斜面的不同高度处由静止释放，如图甲、乙所示。通过观察木块的滑行距离，滑行距离越远，说明___________（选填“钢球”或“木块”）的动能较大，此次探究运用的物理方法是_________________________________； (2)为探究动能大小与质量的关系，应选择___________两图进行实验探究，初步得出的结论是：____________________________________________； (3)兴趣小组在探究过程中发现钢球撞击木块时，有很多次并不能沿直线轨迹推动木块，于是提出如图丁所示的方案改进，通过观察钢球撞击上端固定的相同塑料软片，比较撞击的软片数目来比较钢球的动能大小。老师指出此装置不适合体积不同的钢球做实验，原因是___________。 【答案】(1) 钢球 转换法 (2) 甲、丙 速度相同的物体，质量越大，物体的动能越大 (3)塑料软片对不同体积的钢球阻力不同 【详解】（1）钢球从斜面滚下来时具有动能，钢球推动木块对木块做功，推动木块的距离越远就对木块做功越多，体现钢球具有的动能越大，这是转换的物理方法。 （2）为了探究动能大小与质量的关系，需要控制速度相同，所以要将质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止滚下，所以选甲、丙两图，可以得出结论：速度相同的物体，质量越大，物体的动能越大。 （3）体积大小不同的钢球从塑料软片下面通过时受到的阻力不同，未控制单一变量，故不能通过比较撞击的软片数目来比较钢球的动能大小。 第 1 页 共 20 页 学科网（北京）股份有限公司 $