10.1 机械能（讲义）物理新教材北师大版九年级全一册

本初中物理讲义聚焦“机械能”核心知识点，从能量的概念及单位切入，系统梳理动能（定义、影响因素及实验探究）、势能（重力势能和弹性势能的定义、影响因素及实验探究），进而阐述机械能的概念、转化及守恒条件，构建从基础概念到综合应用的完整学习支架。 资料以科学探究为核心，通过控制变量法、转换法设计动能和势能影响因素实验，培养科学思维与探究能力。随学随练与分层题型（基础、素养、迁移）结合，助力学生深化物理观念，课中辅助教师高效授课，课后帮助学生查漏补缺，强化知识应用。

第十章 机械能、内能及其转化 第1节 机械能 课标要点 1.从做功的角度描述能量，能说出能量与做功的关系，记住能量的单位。 2.知道动能、势能和机械能，以及影响动能和势能的因素。 3.知道物体的动能和势能可以相互转化，知道机械能守恒的条件。 学习重难点 重点：理解动能和势能的概念；探究影响动能和势能大小的因素。 难点：分析动能和势能相互转化及守恒条件。 知识点 动能 1. 能量： （1）定义：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。任何物体只要能够对外做功，则它就具有能量。 （2）单位：焦耳（J）。 （3）能量的实质： 物体做功的过程就是能的转化过程。 物体做的功越多，说明某种能转化为别的形式的能就越多，就表示这个物体的能量越大。即能量是表示物体做功本领大小的物理量。 2. 动能： （1）概念：物体由于运动而具有的能 （2）影响因素： 质量、速度。 质量相同的物体，速度越大，动能越大；速度相同的物体，质量越大，动能也越大。 3.实验：探究影响动能大小的因素 （1）实验器材及作用： 两个不同质量的钢球、斜面、木块、粗糙程度相同的水平面。 （2）实验方法： 转换法：通过木块被撞击后移动的距离反映钢球动能大小。 控制变量法： ①如下图控制钢球质量不变，改变钢球的运动速度，研究动能与速度的关系。 ②控制钢球运动速度不变，改变钢球的质量，研究动能与质量的关系。 （3）实验结论： 动能的大小只跟速度、质量有关。 ①质量相同的物体，速度越大，动能越大。②速度相同的物体，质量越大，动能也越大。 实验常考点提醒 1.使钢球获得动能的方法：将钢球由斜面某一高度静止释放。 2.改变钢球在斜面上下落高度的目的：改变钢球达到斜面底端时的速度（钢球的下落速度与钢球的质量无关）。 3.如果木块被撞后滑出木板，应该怎么办？可以换用质量更大的木块、换质量较小的钢球或者换用长度较长的同样木板。 随学随练 1．下列关于能的叙述中，都正确的一组是（　　） ①一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 ②一个物体没有做功，它一定不具有能量 ③一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 ④运动的物体具有能，静止的物体没有能 ⑤物体具有的能量越多，做的功越多 ⑥物体具有的能越多，它能做的功就越多 A．①⑥ B．①②⑤ C．④⑤⑥ D．①③⑥ 【答案】A 【详解】①一个物体能够做功，具有对外做功的本领，我们就说这个物体具有能，故①正确； ②一个物体没有做功，但是它可能具有对外做功的本领，它不一定不具有能量，故②不正确； ③一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③不正确； ④运动的物体具有能，静止的物体可能有势能，故④不正确； ⑤物体具有的能量越多，对外做功的本领越大，做的功不一定越多，故⑤不正确； ⑥物体具有的能越多，对外做功的本领越大，它能做的功就越多，故⑥正确。 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）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。 3．如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置。下列有关叙述正确的是（　　） A．使用甲、丙两图，是为了研究动能大小与高度的关系 B．通过乙、丙两图，可以探究动能大小与物体质量的关系 C．如图丁，若将质量相同的小球压缩同一弹簧到不同程度后由静止释放，撞击同一木块可探究小球的动能大小与速度的关系 D．如图丁，若将质量不同的小球压缩同一弹簧相同程度后由静止释放，撞击同一木块可探究小球的动能大小与质量的关系 【答案】C 【详解】A．甲、丙两图，小球质量相同，释放的高度不同，使得到达水平面的初始速度不同，所以研究的是动能大小与物体速度的关系，故A错误； B．乙、丙两图，小球的质量不同，释放的高度不同，使得到达水平面的初始速度也不同，没有控制变量，无法探究动能大小与物体质量的关系。故B错误； C．如图丁，若将质量相同的小球压缩同一弹簧到不同程度后由静止释放，则小球刚离开弹簧时具有的动能不相同，撞击同一木块移动的距离也不相同，可探究小球的动能大小与速度的关系，故C正确； D．如图丁，若将质量不同的小球压缩同一弹簧相同程度后由静止释放，则小球刚离开弹簧时具有的动能相同，撞击同一木块移动的距离也相同，不可探究小球的动能大小与质量的关系，故D错误。 故选C。 4．在如图甲所示实验中，让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，撞到同一木块上：在如图乙所示的实验中，让同一小车从斜面的同一高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动。请回答下列问题： （1）设计甲实验的目的是探究动能的大小与哪些因素有关的关系；设计乙实验的目的是探究 对物体运动的影响； （2）甲实验是通过比较 ，判断钢球动能的大小；乙实验让小车在粗糙程度不同的平面上运动，此时小车所受摩擦阻力 （选填“相同”或“不同”）。推理得出：在理想情况下，运动的物体如果 ，将永远做匀速直线运动； （3）乙实验小车在粗糙程度不同的平面上运动的远近不同，在这一过程中小车克服摩擦做功 （选填“相同”或“不同”）。 【答案】 摩擦力 木块被撞击后移动的距离 不同 不受外力作用 相同 【解析】（1）[1]乙实验中小车在同一高度滑下，则到达底端的速度相同，在粗糙程度不同的平面上运动时所受的摩擦力不同，所以可以探究小车的运动与所受摩擦力的关系。 （2）[2]甲实验中通过观察木块被撞击后移动的距离的大小来间接判断物体动能的大小。 [3]影响摩擦力大小的因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，小车质量一定时，接触面粗糙程度越大，摩擦力越大，小车运动的距离越短。 [4]表面越光滑，阻力就越小，小车运动的距离就越远，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；所以如果物体不受外力作用，则运动的物体将一直处于匀速直线运动状态。 （3）[5]小车在到达水平面后，其初速度相同，所以动能相同，克服阻力做功，使小车最终的动能变为零，因此，其能量变化的总量相等，即克服摩擦做的功相等。 知识点 势能 1.重力势能： （1）定义：物体由于处于一定的高度所具有的能叫做重力势能。 （2）影响重力势能大小的因素：质量和高度。 2.实验：探究影响重力势能大小的因素： （1）实验器材： 不同质量的物体、小方桌、细沙等。 （2）实验方法： 转换法：通过小方桌被撞击后下陷的深度反映物体重力势能大小。 控制变量法：在研究重力势能与质量的关系时，控制物体高度不变；在研究重力势能与高度的关系时，控制物体质量不变。 ①探究重力势能的大小与高度的关系时，控制物体质量不变。 如图甲、乙，让同一物体分别从不同的高度由静止开始下落，观察桌腿在沙坑下陷的深度。 ②探究重力势能大小与质量的关系，控制物体被举高度不变。 如图甲、丙所示，让质量不同的物体分别从同一高度由静止开始下落，观察桌腿在沙坑下陷的深度。 （3）实验结论： 物体的重力势能与物体的质量和它所在位置的高度有关。 质量相同时，越高的物体具有的重力势能越大。高度相同时，质量越大的物体具有的重力势能越大。 3. 弹性势能： 张开的弓可以使箭射出而对箭做功，表明张开的弓具有能量。网球拍击打网球时对其做功，将网球弹出，表明发生形变的网球拍也具有能量。 （1）概念：物体因发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 （2）影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度和物体材料。 物体的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大；另外弹性势能大小还与物体的材料有关。 技巧与方法指导 注意与物体的质量、高度、速度有关的关键词，如：匀速、加速、减速；上升、下降等；注意物体总质量m的变化。如：“洒水车”、“投放救灾物资的飞机”、“喷撒农药的飞机质量变小。 随学随练 1．建筑高楼大厦时首先要打好地基。原相同高度的同种地桩，经打击后某一瞬间时三个地桩所处的位置如图所示，由此可知，打桩时，三个重锤中 锤的做功本领最大，如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时， 锤的高度要低一些。如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则 锤的质量开始下落时，要大一些。 【答案】 B A B 【详解】[1]重锤打桩，是重锤的重力势能转化为木柱下陷时克服摩擦力做功产生的内能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能就越大。木柱下陷的深度越深，表明重锤做功的本领越大，所以B锤的做功本领最大。 [2]A、B相比，A下陷的较浅，表明A锤的重力势能较小，如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时，A锤的高度要低一些。 [3]B、C相比，B下落的更深，表明B锤的重力势能更大，如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则B的质量要大一些。 2．如图小明玩弹弓的情景。经验表明，在一定范围内，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越 ，橡皮筋对“子弹”做的功越 ，由此说明橡皮筋的弹性势能与 有关。 【答案】 远 多 弹性形变程度 【详解】[1][2]在一定范围内，橡皮筋拉得越长，橡皮筋的弹性形变量越大，将同样的“子弹”射得越远，橡皮筋对“子弹”做的功越多。 [3]由此可见，橡皮筋拉得越长，橡皮筋对“子弹”做的功越多，说明橡皮筋的弹性势能越大；进而可以说明橡皮筋的弹性势能与弹性形变程度有关。 3．在“探究影响压力作用效果因素”与“探究影响重力势能大小因素”两个实验中，均可通过如图所示器材完成实验。以下关于两个实验的四个判断中错误的是（　　）    A．都选用大小不同的木块是为了改变相同的物理量 B．都需要观察小桌陷入沙中的深度 C．前者实验不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放 D．后者实验中小桌不需要倒放 【答案】A 【详解】A．在“探究影响压力作用效果因素”实验中，选用大小不同的木块是为了改变压力大小；在“探究影响重力势能大小因素”实验中，选用大小不同的木块是为了改变质量大小，所以两个使用改变的物理量不同，故A错误，符合题意； B．两个实验都运用了转换法，前者实验通过观察小桌陷入沙中的深度，判断压强大小；后者实验通过观察小桌陷入沙中的深度，判断重力势能的大小，故B正确，不符合题意； C．前者实验探究压力大小对压力作用效果的影响，不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放，故C正确，不符合题意； D．后者实验探究质量大小对重力势能大小的影响，小桌不需要倒放，只需要观察，小桌陷入沙中的深度，故D正确，不符合题意。 故选A。 知识点 机械能及其转化 1.机械能： （1）概念：动能和势能统称为机械能。 （2）单位：焦耳（J）。 （3）大小：机械能等于动能、势能之和。 例如：一个空中飞行的物体具有100J的动能，若它的重力势能为50J，则它的机械能就为150J。 2.动能和势能的转化： （1）动能和重力势能的相互转化： 如图所示，将偏离了一定角度的摆球由静止释放，观察摆球速度随高度的变化情况，你可得出什么结论？ 实验结论： 摆球下降的过程中，重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化为动能。 摆球上升的过程中，动能越来越小，重力势能越来越大，动能转化为重力势能。 也就是，单摆在摆动过程中，动能和重力势能可以相互转化。 （2）动能和弹性势能的相互转化： 如图，撑杆跳高时，能量的转化过程：动能→弹性势能（跳杆）→重力势能→动能。 3.机械能守恒： （1）机械能守恒内容： 物体的动能和势能是可以相互转化的。在转化过程中，如果没有其它形式的能参与，机械能总量保持不变。 如图：A.卫星从近地点到远地点：动能转化为势能。 B.卫星从远地点到近地点：势能转化为动能。 C.人造卫星在太空不受空气阻力，所以在各处的机械能相等。 （2）机械能不守恒的情况： A.受阻力作用，机械能转化为内能（如摩擦生热）。B.有其它外力对物体做功。 难点突破：机械能守恒的条件 只有动能和势能的相互转化，而没有机械能与其他形式的能的相互转化。（即忽略摩擦力造成的能量损失，机械能守恒也是一种理想化的物理模型） 在物理学中常常出现“光滑的表面”、“不计空气阻力”、“不计摩擦”等文字描述，表示没有摩擦阻力，机械能是守恒的。 随学随练 1．2026年夏初，受其他地区的降雨及强对流天气的影响，我国西南部地区局地出现冰雹。当冰雹匀速下落时（　　） A．冰雹的机械能减小 B．冰雹的重力势能增加 C．重力对冰雹不做功 D．重力势能全部转化为动能 【答案】A 【详解】AB．当冰雹匀速下落时，冰雹的质量不变，速度不变，高度减小，所以冰雹的动能不变，重力势能减小，机械能减小，故A符合题意，B不符合题意； C．当冰雹匀速下落时，冰雹在重力的方向上移动了距离，重力对冰雹做功，故C不符合题意； D．冰雹下落过程中，克服阻力做功，且动能不变，重力势能减小，重力势能全部转化为内能，故D不符合题意。 故选A。 2．蹦极是一项刺激的极限运动，如图所示是蹦极过程示意图，其中O点为起跳点，A点为弹性绳下端没有人的时候自然下垂的位置，B点为弹性绳对人的拉力和人的重力相等时的位置，C点是下落的最低点，若空气阻力和弹性绳重力忽略不计，在从O到C的过程中下列判断正确的是（　　） A．从O到A的过程中，相同时间内人的重力做功大小相同 B．从O到A的过程中，人的机械能守恒 C．从A到C的过程中，人的机械能守恒 D．从A到C的过程中，人的动能一直变大 【答案】B 【详解】A．从O到A的过程中，人做加速运动，所以相同时间内人通过的路程越来越大，则重力做功也越来越多，故A错误； B．不考虑空气阻力，从O到A的过程中，只有人的重力做功，故人的机械能守恒，故B正确； C．从A到C的过程中，人的机械能转化为弹性绳的弹性势能，且弹性绳的形变量一直变大，所以弹性绳的弹性势能一直变大，故人的机械能一直变小，故C错误； D．A到B的过程中，绳的弹力小于人的重力，合力向下，人的动能逐渐增大，B到C的过程中，绳的弹力大于人的重力，合力向上，人的动能逐渐减小，故D错误。 故选B。 3. 如图，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（ 　） A．小球从A点运动到B点的过程中机械能不断减少 B．小球反弹经过D点时动能为零 C．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑 D．小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能 【答案】D 【详解】A．机械能等于动能与重力势能之和，因为桌面光滑，因此从A点到B点小球速度不变，动能不变，因桌面高度不变，因此小球重力势能不变，故机械能不变，故A错误； B．当小球在D点时，在竖直方向上速度为0，但在水平方向上速度不是0，因此动能不是0，故B错误； C．小球在地面上的黑斑大小取决于小球的形变程度，即此时小球的弹性势能大小。而B点的重力势能大于D点的重力势能，B点的重力势能转化为C点的弹性势能，D点的重力势能转化为F点的弹性势能，因此C点弹性势能大于F点的弹性势能，即C点黑斑大，故C错误； D．在运动过程中，小球要克服空气阻力而消耗机械能，机械能越来越小，E点在G点之前，因此E点机械能大于G点机械能，故D正确。 故选D。 4.下列关于水能和风能的说法中，正确的是（ ） A. 流动的河水只有动能，没有重力势能 B. 风只具有动能，不具有重力势能 C. 利用水能和风能都可以做连续性的工作 D. 水能和风能都不会污染环境 【解析】流动的河水、风都具有动能和重力势能；利用水能和风能（不稳定）不可以做连续性的工作；水能和风能都不会污染环境； 所以选项A、B、C均错误，D正确。 题型 能量 对能量的理解： 1.能量是表示物体做功本领大小的物理量；能量的大小可以用能够做功的多少来量度。 2.一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”，是说它具有做功的本领。如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。 活学活用 1．下列关于功和能的关系的说法中，正确的是（　　） A．一个物体没有做功，它一定不具有能量 B．一个物体能够做的功越多，其动能一定越大 C．一个物体具有能量，说明它正在做功 D．一个物体能够做功，说明它具有能量 【答案】D 【解析】A．一个物体没有做功，可能具有能量，例如：静止在高处的苹果具有重力势能，故A错误； B．物体能够做功，表示这个物体具有能量，能够做功越多，说明该物体具有的能量就越大，并不一定是动能越大，也有可能是重力势能，或其他形式的能，故B错误；   C．一个物体具有能量，说明它具有做功本领，但物体不一定做功，故C错误；   D．一个物体能够做功，具有做功的本领，说明它一定具有能，故D正确。   故选D。 2．（2026九年级上·陕西汉中·阶段检测）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。 题型 动能、势能大小的影响因素 1.判断动能大小是否改变的关键是：看物体的质量和速度是否改变。 2.交通运输中与动能： （1）汽车限速：因为在质量一定时，汽车速度越大，动能越大，出事故时更严重。 （2）汽车严禁超速行驶：因为在速度一定时，汽车质量越大，动能越大，出事故时更严重。 3.判断重力势能大小是否改变的关键是：看物体的质量和高度是否改变。 4.判断弹性势能大小是否改变的关键是：看物体的弹性形变程度是否改变。 活学活用 1．如图所示是某座大桥上的交通标志牌，之所以要对通过大桥的车辆限速与限重，是因为当车辆质量过大、速度过快时，车辆会有较大的 （   ） A．动能 B．重力势能 C．弹性势能 D．内能 【答案】A 【详解】物体由于运动而具有动能，质量越大，速度越大，动能越大。之所以要对通过大桥的车辆限速与限重，是因为当车辆质量过大、速度过快时，车辆会有较大的动能，发生事故时破坏性较大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．如图所示，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，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。 3．小军和小民分别购买了两个不同品牌的排球，为了比较它们的弹性是否相同，以下方法最科学、可取的是（　　） A．在教学楼前把两球分别向墙掷去，比较反弹后距墙的远近 B．双手分别同时把两球按在地面上，感受哪一个球更费力些 C．在二楼窗口，让两球从等高度处自由坠下，比较反弹高度 D．把两球分别向上抛出，待它们下落再反弹时比较反弹高度 【答案】C 【详解】A．通过比较小球被反弹后的距离，注意影响小球反弹后距离的因素有：力的大小，方向，墙的材料；因此需要控制力的大小、方向以及墙的材料都相同，而该方法中没有控制这些因素，故方法不科学，故A不符合题意； B．因为两个球的弹性相差不很大，当用双手分别同时把两球按在地面上时，感受不出哪一个球更费力些，故方法不科学，故B不符合题意； C．在二楼窗口，让两球从等高度处自由落下，比较它们反弹的高度；使小球落下的高度和反弹面相同，通过小球反弹的高度比较弹性好坏，方法科学，故C符合题意； D．把两球分别向上抛出，不能控制小球上升的高度，所以落地后反弹的高度不能准确反映其弹性大小，故方法不科学，故D不符合题意。 故选C。 4．（2025·青海·中考真题）如图所示，下列措施中有利于顿钻碎石的是（    ） ①增大加重杆的重量②减小加重杆的重量 ③增加钻头的锋利程度④尽量让钻从低的地方下落 A．①② B．②③ C．③④ D．①③ 【答案】D 【详解】顿钻碎石需要增大对碎石的压强或者使杆具有更大的能量。所以可以通过增大压力减小受力面积的方式去增大压强。①增大加重杆的重量可以增大压力，③增加钻头的锋利程度可以减小受力面积增大压强。除此之外也可以通过将杆从高的地方下落去增大钻的重力势能，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 题型 机械能转化及守恒条件 判断分析机械能是否守恒的方法有两种： 1.看题中有无机械能守恒的条件，如光滑、不计摩擦、不计空气阻力等。 2.分别分析物体的动能和势能如何变化，再将动能和势能相加，看其总和是否变化。 活学活用 1．如图是足球落地后又弹的示意图。ABCD四点相比较，B点位置最高，D点位置最低，AC位置等高，分析可知，足球（      ） A．在B点时动能为零 B．在A、C两点动能相等 C．A点的重力势能大于D点的重力势能 D．C点的动能大于D点的动能 【答案】C 【详解】A．足球在B点的速度大于0，受到动能大于零，故A不符合题意； B．足球运动过程中质量不变，A、C两点等高，重力势能相等，足球运动过程中不断克服空气阻力做功，机械能逐渐减小，机械能等于重力势能与动能的总和，则足球在A、C两点的动能不相等，故B不符合题意； C．足球在A点的高度高于D点的高度，则A点的重力势能大于D点的重力势能，故C符合题意； D．足球在C点的速度小于D点的速度，则足球在C点的动能大于D点的动能，故D不符合题意。 故选C。 2．如图所示，人造卫星在太空中绕地球沿椭圆轨道运行，近地点为离地球中心最近的点，远地点为离地球中心最远的点。下列说法正确的是（　　） A．在近地点时，卫星的重力势能最大 B．在远地点时，卫星的动能最大 C．卫星从远地点向近地点运动，机械能减少 D．卫星从近地点向远地点运动，动能转化为重力势能 【答案】D 【详解】A．卫星在运行过程，质量保持不变，在近地点时，卫星的高度最小，重力势能最小，故A错误； BC．在远地点时，卫星的高度最高，重力势能最大，而整个运行过程，不受到阻力作用，机械能守恒，所以此时的动能最小，故BC错误； D．卫星从近地点向远地点运动，动能减小，重力势能增大，是动能转化为重力势能，故D正确。 故选D。 3．图中甲、乙两个质量不同但体积相同的小球从相同高度静止释放到同一沙坑中（忽略空气阻力），乙球下落过程中经过P、Q两点，下列说法正确的是（　　） A．释放瞬间，两球的重力势能相等 B．落到沙坑中时，沙坑凹陷程度大的小球质量大 C．乙球在P点的机械能大于在Q的机械能 D．从释放到着地，两球所受重力做的功相等 【答案】B 【详解】A．重力势能的大小与质量和高度有关，释放瞬间，两球所处高度相同，但两球质量不同，所以两球的重力势能不相等，故A错误； B．在测量影响小球重力势能大小的因素时，沙坑的凹陷程度被用来反映小球重力势能的大小。不同质量的小球从同一高度落下，沙坑凹陷程度不同。质量越大的小球打在沙坑上，沙坑凹陷程度就越大，说明其重力势能越大。故B正确； C．忽略空气阻力，机械能守恒，故乙球在P点和Q点的机械能相等，故C错误； D．从释放到着地，两球下落的高度相同，但两球质量不同，重力不同，所以，根据可知，两球所受重力做的功不相等。故D错误。 故选B。 基础通关 1．下列关于能量的说法正确的是（    ） A．做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量 B．做功多的物体能量就多 C．能够做功的物体具有能量 D．能量多的物体所做的功一定就多 【答案】C 【详解】A.能量是物体 “能够做功” 的本领，不做功的物体也可能具有能量（如静止在高处的物体具有重力势能，只是未做功），故A错误； B.做功多的物体，可能是能量转化得多，但不能直接说明其本身能量多（例如一个能量少的物体持续做功，也可能累计做功较多），故B错误； C.能量的定义是 “物体能够做功的本领”，因此能够做功的物体具有能量，故C正确； D.能量多的物体不一定做功多（例如具有大量能量的物体未对外做功），做功多少还与能量转化的情况有关，故D错误。 故选C。 2．（25-26八年级下·吉林松原·期末）高速公路上的限速标志，实质是限制了机动车的（     ） A．惯性 B．重力 C．动能 D．重力势能 【答案】C 【详解】动能的大小与物体的质量和速度有关。在高速公路上，机动车的质量是相对固定的，限速标志限制了机动车的行驶速度。速度减小，机动车的动能就会减小。 重力与物体的质量和当地的重力加速度有关，与速度无关，所以限速不会限制重力。 重力势能大小和物体的质量、高度有关，在高速公路上行驶时，机动车高度变化一般较小，限速不直接影响重力势能。 惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，质量不变，惯性大小就不变，限速不能改变惯性。 综上，高速公路上的限速标志实质是限制了机动车的动能。 故选C。 3．下列几种情况中，物体的势能发生变化的一组是（　　） ①跳伞运动员匀速降落；②钢锯条逐渐弯曲；③吊扇匀速转动；④汽车在水平路面上加速行驶 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 【答案】A 【详解】根据影响势能大小的因素解答： ①跳伞运动员匀速降落，高度变小，重力势能变小。 ②钢锯条逐渐弯曲，弹性形变程度变大，弹性势能变大。 ③吊扇匀速转动，高度没有变，重力势能不变。 ④汽车在水平路面上加速行驶，高度不变，重力势能不变。 故选A。 4．（福建龙岩市2025-2026学年八年级下学期6月期末物理试题）如图是雨滴在空中下落过程的速度与时间的关系图。雨滴在、、三个时刻具有的动能分别是、、，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】动能大小与物体的质量和速度有关，质量不变时，速度越大，动能越大；结合图像可知，、、三个时刻的速度关系，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系为。 故选C。 5．（25-26八年级下·重庆渝北·期末）图中从高度为处静止释放的重物下落撞击沙箱中小桌子，关于这一过程描述正确的是（     ） A．下落过程中重物的动能保持不变 B．下落过程中重物的动能转化为重力势能 C．小桌子打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小 D．将小桌子倒置成桌面朝下，与图中相比同样的撞击会使其陷入沙中更深 【答案】C 【详解】A．重物从静止开始下落，质量不变，下落过程中速度逐渐增大，动能与质量和速度有关，质量不变、速度增大，因此动能逐渐增大，故A错误； B．下落过程中，重物高度减小，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，故B错误； C．本实验利用转换法探究重力势能的大小，重物重力势能越大，撞击小桌子时做功越多，小桌子打入沙中的深度越深，因此小桌子打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小，故C正确； D．小桌子倒置成桌面朝下后，受力面积变大，相同压力下对沙子的压强更小，因此相同撞击下，小桌子陷入沙中的深度更浅，故D错误。 故选C。 6．（25-26九年级下·陕西西安·自主招生）水平桌面上放一物块，物块上方固定一轻质弹簧，将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点，如图甲所示。将小球下压至B点，用轻质细线把物块和小球锁定，如图乙所示。烧断细线解锁后，小球向上弹起、不计空气阻力，下列说法正确的是（    ） A．图甲和图乙中物块对桌面的压力相等 B．图甲中弹簧的弹性势能为零 C．图乙中小球从B点运动到最高点过程中速度一直增大 D．图乙中小球从B点运动到最高点过程中机械能守恒 【答案】A 【详解】A．将物块、小球看作一个整体，两种情况中整体的总重力相等，水平桌面上，物块对桌面的压力等于整体总重力，因此图甲和图乙中物块对桌面的压力相等，故A正确； B．图甲中弹簧被小球压缩，发生了弹性形变，因此弹簧的弹性势能不为零，故B错误； C．小球从B点向上运动过程中，开始时弹簧弹力大于小球重力，速度增大；运动到A点后，弹力小于重力，速度开始减小；离开弹簧后只受重力，速度继续减小，因此速度是先增大后减小，故C错误； D．小球从B点到最高点过程中，弹簧的弹性势能会转化为小球的机械能，弹簧对小球做功，小球的机械能不断增加，故D错误。 故选A。 7．（新疆吐鲁番市2025一2026学年第二学期期末质量检测试卷八年级物理）国内一些快递公司已经启用无人机配送快递上门的业务。如图为装载着货物、正在匀速直线飞上天空的无人机。关于该无人机的机械能的变化，下列说法正确的是（     ） A．动能不变 B．重力势能减小 C．机械能不变 D．机械能减小 【答案】A 【详解】A．动能的影响因素是质量和速度：无人机匀速上升，质量不变、速度不变，因此动能不变，故A正确； B．重力势能的影响因素是质量和高度：无人机上升时高度增加、质量不变，因此重力势能增大，故B错误； CD．机械能是动能和重力势能的统称：动能不变、重力势能增大，因此总机械能增大，故C、D错误。 故选A。 8．（2026·山东临沂·二模）2026年1月12日，我国在酒泉卫星发射中心成功完成了“力鸿一号”飞行器的亚轨道飞行试验，其搭载的返回式载荷舱通过伞降回收系统减速并顺利着陆完成回收。该载荷舱在减速下落的过程中，下列说法正确的是（     ） A．动能变小，重力势能变小 B．动能变大，重力势能变小 C．动能变小，重力势能变大 D．动能不变，机械能变小 【答案】A 【详解】载荷舱在减速下落，即速度变小，而载荷舱的质量不变，动能变小；高度不断降低，重力势能变小；机械能是动能与势能的总和，因此机械能变小。故选A。 9．（2026八年级下·山东·专题练习）如图所示，运动员撑杆跳全过程可分为四个阶段：A→B阶段，助跑加速；B→C阶段，杆弯曲程度增大、人上升；C→D阶段，杆弯曲程度减小、人上升；D→E阶段，人越过横杆后下落，整个过程中空气阻力忽略不计。下列相关说法不正确的是（     ） A．在A→B阶段人的动能逐渐增大 B．在B→C阶段杆的弹性势能增大 C．在C→D阶段人的重力势能增大 D．整个过程中人的机械能守恒 【答案】D 【详解】A．A→B阶段，运动员助跑加速，质量不变，速度增大，动能增大，故A正确； B．B→C阶段，杆弯曲程度增大，杆的弹性势能增大，故B正确； C．C→D阶段，杆弯曲程度减小、人上升，人的质量不变，高度增加，重力势能增加，故C正确； D．整个过程空气阻力忽略不计，人的机械能在整个过程中与杆的弹性势能发生相互转化，杆对人做功，因此人的机械能不守恒，故D错误。 本题选择说法不正确的，故选D。 10．（25-26八年级下·山东济南·期末）利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，θ1<θ2，球A、B的质量分别为mA、mB（mA<mB）。 (1)如图甲、乙，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的__________无关。 (2)如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：__________________________________________________。 (3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度__________（选填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度。由此可以得出物体质量一定时，速度越大动能越大。 (4)有同学在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丁所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块，小球所受地面阻力和空气阻力忽略不计，该实验方案__________（选填“是”“否”）可行，理由是：_________________________________________________________。 【答案】(1)质量 (2)速度相同时，物体质量越大，动能越大 (3)小于 (4) 否 弹簧压缩程度相同，弹性势能相同，转化为小球的动能相同，不同质量的小球获得的速度不同，存在质量和速度两个变量，不能探究动能大小与质量的关系 【详解】（1）甲、乙两图中，小球A、B同时释放、始终相对静止、同时到达竖直位置，说明它们在任一时刻的速度大小相同，而两球质量不同，这表：明小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量无关。 （2）甲、乙两图中，摆角相同，所以小球到达竖直位置时的速度相同，又已知，且B球能将木块C推得更远，说明B球的动能更大，由此可得出结论:当速度相同时，物体的质量越大，动能越大。 （3）丙图的摆角，摆长L相同，所以丙图中小球B释放的位置更高，到达竖直位置时的速度大于图乙中小球B到达竖直位置时的速度，这也验证了“物体质量一定时，速度越大动能越大”。 （4）该实验方案不可行；理由是：用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，弹簧的弹性势能相同，转化为铁球的动能也相同，而铁球质量不同，因此铁球的速度不同，这样实验中存在质量和速度两个变量，无法单独探究动能与质量的关系。 素养提升 11．（25-26九年级上·江苏南京·期末）如图是一位运动员在蹦床比赛中的示意图，某时刻他从A点自由下落，与水平床面在B点接触，他能到达的最低点为C。下列说法正确的是（　　） A．运动员在C点时的动能最大 B．运动员在B点时的机械能最大 C．从A到B的过程，运动员的重力势能全部转化为动能 D．从A到C的过程，运动员减小的机械能大于蹦床增加的弹性势能 【答案】D 【详解】A．运动员从B到C的过程中，一开始重力大于蹦床的弹力，速度还在增大，当重力等于弹力时速度达到最大，之后弹力大于重力，速度减小，到C点时速度为0，动能为0，所以C点动能不是最大，故A错误； B．从A到B的过程中，克服阻力做功，机械能转化为内能，在A点的机械能最大，故B错误； C．从A到B的过程中，运动员下落时会受到空气阻力的作用，重力势能除了转化为动能，还有一小部分会因为克服空气阻力做功转化为其它形式的能，不是全部转化为动能，故C错误； D．从A到C的过程中，运动员减小的机械能一部分转化为蹦床的弹性势能，另一部分因为克服空气阻力做功转化为其它形式的能，所以运动员减小的机械能等于蹦床增加的弹性势能加上转化的其它形式的能，也就是运动员减小的机械能大于蹦床增加的弹性势能，故D正确。 故选D。 12．（25-26九年级上·江苏扬州·阶段检测）如图所示，弹簧左端固定于竖直墙壁，右端与物块M连接，置于粗糙水平面上，当物块M位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将物块M拉至A处由静止释放，物块M向左最远可运动至B点。则物块M的动能（　　） A．从A到O一直增大 B．从A到O先增大后减小 C．从O到B先增大后减小 D．从O到B先不变后减小 【答案】B 【详解】AB．从A到O过程：物块向左运动，弹簧弹力向左，摩擦力向右。初始时弹力大于摩擦力，合力向左，物块向左加速运动，动能增大；随着弹簧缩短，弹力逐渐减小，当弹力减小到小于摩擦力后，合力向右，物块向左减速运动，动能减小。因此动能从A到O先增大后减小，故A不符合题意，B符合题意； CD．从O到B过程：物块继续向左运动，弹簧被压缩，弹力向右，摩擦力也向右，合力始终与运动方向相反，物块一直减速，动能一直减小，故CD不符合题意。 故选B。 13．（25-26九年级上·江苏泰州·期末）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验：用一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力，关于小球从A点到C点运动过程的说法正确的是（　　） A．小球从A点下落到C点的过程中，其机械能保持不变 B．小球在B点时受到平衡力的作用 C．小球在A点时的重力势能大于小球到达C点时的动能 D．小球从B点下落到C点的过程中，速度一直减小 【答案】C 【详解】A．小球从A到B的过程中，只受重力，小球机械能守恒；但从B到C时，橡皮筋被拉长，小球的机械能会转化为橡皮筋的弹性势能，因此小球的机械能减小，故A 错误； B．B点是橡皮筋自然下垂的位置，此时橡皮筋的弹力为零，小球只受重力作用，合力不为零，因此不受平衡力。故B错误； C．从A到C，小球的重力势能转化为橡皮筋的弹性势能和小球的动能。在C点时，小球速度为零，动能为零，而A点的重力势能全部转化为了橡皮筋的弹性势能。因此，小球在A点时的重力势能大于小球到达C点时的动能，故C正确； D．从B到C的过程中，小球的受力情况分为两个阶段：从B到某一位置（弹力等于重力的位置）：重力大于弹力，合力向下，小球加速。从该位置到C：弹力大于重力，合力向上，小球减速。因此，小球的速度是先增大后减小，故D错误。 故选C。 14．（25-26九年级上·江苏镇江·期中）如图所示，有一小球沿粗糙的曲面轨道ABCD从A点静止滑下，从D点抛出，虚线DEF为小球在空中的运动轨迹。其中C为轨道最低点，B、D、F三点等高，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．在C点的动能最大，E点的动能为零 B．从E点运动到F点的过程，小球的动能转化为重力势能 C．小球在E点的机械能小于在A点的机械能 D．小球从B运动到C和从C运动到D的过程中动能变化量相等 【答案】C 【详解】A．小球从A点运动到最低点C点的过程中，需要克服摩擦力做功，将重力势能转化为动能和内能，小球运动至最低点C点时，速度最大；小球从D点抛出后，小球运动到E点时，是空中运动轨迹的最高点，此时竖直方向的速度为零，但仍有水平方向的速度，所以动能并不为零，故A错误； B．从E点到F点是下降过程，小球高度降低重力势能减小、速度增大动能增大，将重力势能转化为动能，故B错误； C．小球从A点到D点在粗糙轨道运动，机械能因克服摩擦不断减少；从D点到E点在空中运动，只有重力做功，机械能守恒，因此E点机械能小于A点机械能，故C正确； D．B点、D点等高，二者重力势能相等，B点到C点的过程中，动能的增加量等于重力势能减少量与克服摩擦做功的差值；C点到D点过程中，动能减少量等于重力势能增加量与克服摩擦做功的和，因此两个过程动能变化量并不相等，故D错误。 故选C。 迁移创新 15．某小球被水平抛出后，其部分运动轨迹如图甲所示，其中位置①和③离地高度相等，小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图乙所示，且M、N两点分别为图中“①”、“②”或“③”点中的两点。则小球（     ） A．经过的M点就是③点 B．小球在点③的速度比在点②的大 C．小球在点①的重力势能等于240J D．整个过程中机械能是守恒的 【答案】AC 【详解】A．根据图乙可知，小球在M点时的机械能为320J，重力势能为，小球在N点的机械能为500J，此时的重力势能为，所以小球在M点时的重力势能小于小球在N点时的重力势能；小球运动过程中受空气阻力作用，机械能逐渐减小，N点的机械能大于M点，N点在前面，由图可知，M点只可能是③，N点是②，故A符合题意； B．③（M点）的动能为，②（N点）的动能为，由质量不变时，动能越小，速度越小，故小球在点③（M）的速度比在点②（N）小，故B不符合题意； C．①和③（M点）离地高度相等，由质量相同时，高度也相同，重力势能也相同，故①和③（M点）的重力势能相等，③（M点）的重力势能为240J，则小球在点①的重力势能等于240J，故C符合题意； D．小球运动过程中受空气阻力，克服阻力做功，机械能不断转化为内能，机械能逐渐减小，因此机械能不守恒，故D不符合题意。 故选AC。 16．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 17．如图所示，有一木块在粗糙程度相同的水平地面上水平向右运动，当木块经过A点时具有的动能为60J，木块最后恰好停在B点处。小明设想自己仅提供60J的能量，按照以下两种方案推木块从B点移动到A点（不计空气阻力的影响）。 方案一：小明从B点推木块加速到某一速度后保持该速度匀速推木块到A点。 方案二：小明从B点推木块加速到某一速度后撤去推力，让木块自己滑行到A点。 请你分析以上两种方案哪种可行，并说出理由。 【答案】方案二可行。理由：木块从A 到B克服阻力做功为60J。方案一中推动木块做功需大于60J，不可行；方案二中克服阻力做功仍为60J，提供60J能量可行。 【详解】木块在水平桌面上沿直线从A点滑行至B点刚好停止，已知木块在A点时的动能为60J，则木块在A、B两点间运动需要克服阻力做功60J。方案一中，用水平推力从B点推动木块，使其达到某一速度后，保持这一速度推动至A点，则到达A点时木块速度不为零，动能不为零，则推动木块做功需要大于60J，所以方案一不可行；方案二中，用水平推力从B点推动木块，使其运动一段距离后，撤去推力，木块能滑行至A点，克服阻力做功不变，仍为60J，所以推动木块做功60J，所以方案二可行。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十章 机械能、内能及其转化 第1节 机械能 课标要点 1.从做功的角度描述能量，能说出能量与做功的关系，记住能量的单位。 2.知道动能、势能和机械能，以及影响动能和势能的因素。 3.知道物体的动能和势能可以相互转化，知道机械能守恒的条件。 学习重难点 重点：理解动能和势能的概念；探究影响动能和势能大小的因素。 难点：分析动能和势能相互转化及守恒条件。 知识点 动能 1. 能量： （1）定义：一个物体 做功，我们就说这个物体具有能。任何物体只要能够对外做功，则它就具有能量。 （2）单位： 。 （3）能量的实质： 物体做功的过程就是能的转化过程。 物体做的功越多，说明某种能转化为别的形式的能就越多，就表示这个物体的能量越大。即能量是表示物体 本领大小的物理量。 2. 动能： （1）概念：物体由于 而具有的能 （2）影响因素： 。 质量相同的物体，速度越大，动能越大；速度相同的物体，质量越大，动能也越大。 3.实验：探究影响动能大小的因素 （1）实验器材及作用： 两个不同质量的钢球、斜面、木块、粗糙程度相同的水平面。 （2）实验方法： 转换法：通过 反映钢球动能大小。 控制变量法： ①如下图控制钢球质量不变，改变钢球的运动速度，研究动能与 的关系。 ②控制钢球运动速度不变，改变钢球的质量，研究动能与 的关系。 （3）实验结论： 动能的大小只跟速度、质量有关。 ①质量相同的物体，速度越大，动能 。②速度相同的物体，质量越大，动能也 。 实验常考点提醒 1.使钢球获得动能的方法：将钢球由斜面某一高度静止释放。 2.改变钢球在斜面上下落高度的目的：改变钢球达到斜面底端时的速度（钢球的下落速度与钢球的质量无关）。 3.如果木块被撞后滑出木板，应该怎么办？可以换用质量更大的木块、换质量较小的钢球或者换用长度较长的同样木板。 随学随练 1．下列关于能的叙述中，都正确的一组是（　　） ①一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 ②一个物体没有做功，它一定不具有能量 ③一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 ④运动的物体具有能，静止的物体没有能 ⑤物体具有的能量越多，做的功越多 ⑥物体具有的能越多，它能做的功就越多 A．①⑥ B．①②⑤ C．④⑤⑥ D．①③⑥ 2．（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）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”）。 3．如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置。下列有关叙述正确的是（　　） A．使用甲、丙两图，是为了研究动能大小与高度的关系 B．通过乙、丙两图，可以探究动能大小与物体质量的关系 C．如图丁，若将质量相同的小球压缩同一弹簧到不同程度后由静止释放，撞击同一木块可探究小球的动能大小与速度的关系 D．如图丁，若将质量不同的小球压缩同一弹簧相同程度后由静止释放，撞击同一木块可探究小球的动能大小与质量的关系 4．在如图甲所示实验中，让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，撞到同一木块上：在如图乙所示的实验中，让同一小车从斜面的同一高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动。请回答下列问题： （1）设计甲实验的目的是探究动能的大小与哪些因素有关的关系；设计乙实验的目的是探究 对物体运动的影响； （2）甲实验是通过比较 ，判断钢球动能的大小；乙实验让小车在粗糙程度不同的平面上运动，此时小车所受摩擦阻力 （选填“相同”或“不同”）。推理得出：在理想情况下，运动的物体如果 ，将永远做匀速直线运动； （3）乙实验小车在粗糙程度不同的平面上运动的远近不同，在这一过程中小车克服摩擦做功 （选填“相同”或“不同”）。 知识点 势能 1.重力势能： （1）定义：物体由于处于一定的 所具有的能叫做重力势能。 （2）影响重力势能大小的因素： 。 2.实验：探究影响重力势能大小的因素： （1）实验器材： 不同质量的物体、小方桌、细沙等。 （2）实验方法： 转换法：通过小方桌被撞击后 反映物体重力势能大小。 控制变量法：在研究重力势能与质量的关系时，控制物体高度不变；在研究重力势能与高度的关系时，控制物体质量不变。 ①探究重力势能的大小与高度的关系时，控制物体质量不变。 如图甲、乙，让同一物体分别从不同的高度由静止开始下落，观察桌腿在沙坑下陷的深度。 ②探究重力势能大小与质量的关系，控制物体被举高度不变。 如图甲、丙所示，让质量不同的物体分别从同一高度由静止开始下落，观察桌腿在沙坑下陷的深度。 （3）实验结论： 物体的重力势能与物体的 和它所在位置的 有关。 质量相同时，越高的物体具有的重力势能 。高度相同时，质量越大的物体具有的重力势能 。 3. 弹性势能： 张开的弓可以使箭射出而对箭做功，表明张开的弓具有能量。网球拍击打网球时对其做功，将网球弹出，表明发生形变的网球拍也具有能量。 （1）概念：物体因发生 而具有的能叫做弹性势能。 （2）影响弹性势能大小的因素： 和物体 。 物体的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大；另外弹性势能大小还与物体的材料有关。 技巧与方法指导 注意与物体的质量、高度、速度有关的关键词，如：匀速、加速、减速；上升、下降等；注意物体总质量m的变化。如：“洒水车”、“投放救灾物资的飞机”、“喷撒农药的飞机质量变小。 随学随练 1．建筑高楼大厦时首先要打好地基。原相同高度的同种地桩，经打击后某一瞬间时三个地桩所处的位置如图所示，由此可知，打桩时，三个重锤中 锤的做功本领最大，如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时， 锤的高度要低一些。如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则 锤的质量开始下落时，要大一些。 2．如图小明玩弹弓的情景。经验表明，在一定范围内，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越 ，橡皮筋对“子弹”做的功越 ，由此说明橡皮筋的弹性势能与 有关。 3．在“探究影响压力作用效果因素”与“探究影响重力势能大小因素”两个实验中，均可通过如图所示器材完成实验。以下关于两个实验的四个判断中错误的是（　　）    A．都选用大小不同的木块是为了改变相同的物理量 B．都需要观察小桌陷入沙中的深度 C．前者实验不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放 D．后者实验中小桌不需要倒放 知识点 机械能及其转化 1.机械能： （1）概念： 能统称为机械能。 （2）单位：焦耳（J）。 （3）大小：机械能等于动能、势能之 。 例如：一个空中飞行的物体具有100J的动能，若它的重力势能为50J，则它的机械能就为 。 2.动能和势能的转化： （1）动能和重力势能的相互转化： 如图所示，将偏离了一定角度的摆球由静止释放，观察摆球速度随高度的变化情况，你可得出什么结论？ 实验结论： 摆球下降的过程中，重力势能越来越小，动能越来越大， 转化为 。 摆球上升的过程中，动能越来越小，重力势能越来越大， 转化为 。 也就是，单摆在摆动过程中，动能和重力势能可以相互转化。 （2）动能和弹性势能的相互转化： 如图，撑杆跳高时，能量的转化过程：动能→弹性势能（跳杆）→重力势能→动能。 3.机械能守恒： （1）机械能守恒内容： 物体的动能和势能是可以相互转化的。在转化过程中，如果没有 参与，机械能总量保持 。 如图：A.卫星从近地点到远地点：动能转化为势能。 B.卫星从远地点到近地点：势能转化为动能。 C.人造卫星在太空不受空气阻力，所以在各处的机械能相等。 （2）机械能不守恒的情况： A.受阻力作用，机械能转化为内能（如摩擦生热）。B.有其它外力对物体做功。 难点突破：机械能守恒的条件 只有动能和势能的相互转化，而没有机械能与其他形式的能的相互转化。（即忽略摩擦力造成的能量损失，机械能守恒也是一种理想化的物理模型） 在物理学中常常出现“光滑的表面”、“不计空气阻力”、“不计摩擦”等文字描述，表示没有摩擦阻力，机械能是守恒的。 随学随练 1．2026年夏初，受其他地区的降雨及强对流天气的影响，我国西南部地区局地出现冰雹。当冰雹匀速下落时（　　） A．冰雹的机械能减小 B．冰雹的重力势能增加 C．重力对冰雹不做功 D．重力势能全部转化为动能 2．蹦极是一项刺激的极限运动，如图所示是蹦极过程示意图，其中O点为起跳点，A点为弹性绳下端没有人的时候自然下垂的位置，B点为弹性绳对人的拉力和人的重力相等时的位置，C点是下落的最低点，若空气阻力和弹性绳重力忽略不计，在从O到C的过程中下列判断正确的是（　　） A．从O到A的过程中，相同时间内人的重力做功大小相同 B．从O到A的过程中，人的机械能守恒 C．从A到C的过程中，人的机械能守恒 D．从A到C的过程中，人的动能一直变大 3. 如图，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（ 　） A．小球从A点运动到B点的过程中机械能不断减少 B．小球反弹经过D点时动能为零 C．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑 D．小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能 4.下列关于水能和风能的说法中，正确的是（ ） A. 流动的河水只有动能，没有重力势能 B. 风只具有动能，不具有重力势能 C. 利用水能和风能都可以做连续性的工作 D. 水能和风能都不会污染环境 题型 能量 对能量的理解： 1.能量是表示物体做功本领大小的物理量；能量的大小可以用能够做功的多少来量度。 2.一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”，是说它具有做功的本领。如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。 活学活用 1．下列关于功和能的关系的说法中，正确的是（　　） A．一个物体没有做功，它一定不具有能量 B．一个物体能够做的功越多，其动能一定越大 C．一个物体具有能量，说明它正在做功 D．一个物体能够做功，说明它具有能量 2．（2026九年级上·陕西汉中·阶段检测）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 题型 动能、势能大小的影响因素 1.判断动能大小是否改变的关键是：看物体的质量和速度是否改变。 2.交通运输中与动能： （1）汽车限速：因为在质量一定时，汽车速度越大，动能越大，出事故时更严重。 （2）汽车严禁超速行驶：因为在速度一定时，汽车质量越大，动能越大，出事故时更严重。 3.判断重力势能大小是否改变的关键是：看物体的质量和高度是否改变。 4.判断弹性势能大小是否改变的关键是：看物体的弹性形变程度是否改变。 活学活用 1．如图所示是某座大桥上的交通标志牌，之所以要对通过大桥的车辆限速与限重，是因为当车辆质量过大、速度过快时，车辆会有较大的 （   ） A．动能 B．重力势能 C．弹性势能 D．内能 2．如图所示，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，则其动能（　　） A．农民最大 B．铧犁最大 C．牛最大 D．一样大 3．小军和小民分别购买了两个不同品牌的排球，为了比较它们的弹性是否相同，以下方法最科学、可取的是（　　） A．在教学楼前把两球分别向墙掷去，比较反弹后距墙的远近 B．双手分别同时把两球按在地面上，感受哪一个球更费力些 C．在二楼窗口，让两球从等高度处自由坠下，比较反弹高度 D．把两球分别向上抛出，待它们下落再反弹时比较反弹高度 4．（2025·青海·中考真题）如图所示，下列措施中有利于顿钻碎石的是（    ） ①增大加重杆的重量②减小加重杆的重量 ③增加钻头的锋利程度④尽量让钻从低的地方下落 A．①② B．②③ C．③④ D．①③ 题型 机械能转化及守恒条件 判断分析机械能是否守恒的方法有两种： 1.看题中有无机械能守恒的条件，如光滑、不计摩擦、不计空气阻力等。 2.分别分析物体的动能和势能如何变化，再将动能和势能相加，看其总和是否变化。 活学活用 1．如图是足球落地后又弹的示意图。ABCD四点相比较，B点位置最高，D点位置最低，AC位置等高，分析可知，足球（      ） A．在B点时动能为零 B．在A、C两点动能相等 C．A点的重力势能大于D点的重力势能 D．C点的动能大于D点的动能 2．如图所示，人造卫星在太空中绕地球沿椭圆轨道运行，近地点为离地球中心最近的点，远地点为离地球中心最远的点。下列说法正确的是（　　） A．在近地点时，卫星的重力势能最大 B．在远地点时，卫星的动能最大 C．卫星从远地点向近地点运动，机械能减少 D．卫星从近地点向远地点运动，动能转化为重力势能 3．图中甲、乙两个质量不同但体积相同的小球从相同高度静止释放到同一沙坑中（忽略空气阻力），乙球下落过程中经过P、Q两点，下列说法正确的是（　　） A．释放瞬间，两球的重力势能相等 B．落到沙坑中时，沙坑凹陷程度大的小球质量大 C．乙球在P点的机械能大于在Q的机械能 D．从释放到着地，两球所受重力做的功相等 基础通关 1．下列关于能量的说法正确的是（    ） A．做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量 B．做功多的物体能量就多 C．能够做功的物体具有能量 D．能量多的物体所做的功一定就多 2．（25-26八年级下·吉林松原·期末）高速公路上的限速标志，实质是限制了机动车的（     ） A．惯性 B．重力 C．动能 D．重力势能 3．下列几种情况中，物体的势能发生变化的一组是（　　） ①跳伞运动员匀速降落；②钢锯条逐渐弯曲；③吊扇匀速转动；④汽车在水平路面上加速行驶 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 4．（福建龙岩市2025-2026学年八年级下学期6月期末物理试题）如图是雨滴在空中下落过程的速度与时间的关系图。雨滴在、、三个时刻具有的动能分别是、、，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（     ） A． B． C． D． 5．（25-26八年级下·重庆渝北·期末）图中从高度为处静止释放的重物下落撞击沙箱中小桌子，关于这一过程描述正确的是（     ） A．下落过程中重物的动能保持不变 B．下落过程中重物的动能转化为重力势能 C．小桌子打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小 D．将小桌子倒置成桌面朝下，与图中相比同样的撞击会使其陷入沙中更深 6．（25-26九年级下·陕西西安·自主招生）水平桌面上放一物块，物块上方固定一轻质弹簧，将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点，如图甲所示。将小球下压至B点，用轻质细线把物块和小球锁定，如图乙所示。烧断细线解锁后，小球向上弹起、不计空气阻力，下列说法正确的是（    ） A．图甲和图乙中物块对桌面的压力相等 B．图甲中弹簧的弹性势能为零 C．图乙中小球从B点运动到最高点过程中速度一直增大 D．图乙中小球从B点运动到最高点过程中机械能守恒 7．（新疆吐鲁番市2025一2026学年第二学期期末质量检测试卷八年级物理）国内一些快递公司已经启用无人机配送快递上门的业务。如图为装载着货物、正在匀速直线飞上天空的无人机。关于该无人机的机械能的变化，下列说法正确的是（     ） A．动能不变 B．重力势能减小 C．机械能不变 D．机械能减小 8．（2026·山东临沂·二模）2026年1月12日，我国在酒泉卫星发射中心成功完成了“力鸿一号”飞行器的亚轨道飞行试验，其搭载的返回式载荷舱通过伞降回收系统减速并顺利着陆完成回收。该载荷舱在减速下落的过程中，下列说法正确的是（     ） A．动能变小，重力势能变小 B．动能变大，重力势能变小 C．动能变小，重力势能变大 D．动能不变，机械能变小 9．（2026八年级下·山东·专题练习）如图所示，运动员撑杆跳全过程可分为四个阶段：A→B阶段，助跑加速；B→C阶段，杆弯曲程度增大、人上升；C→D阶段，杆弯曲程度减小、人上升；D→E阶段，人越过横杆后下落，整个过程中空气阻力忽略不计。下列相关说法不正确的是（     ） A．在A→B阶段人的动能逐渐增大 B．在B→C阶段杆的弹性势能增大 C．在C→D阶段人的重力势能增大 D．整个过程中人的机械能守恒 10．（25-26八年级下·山东济南·期末）利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，θ1<θ2，球A、B的质量分别为mA、mB（mA<mB）。 (1)如图甲、乙，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的__________无关。 (2)如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：__________________________________________________。 (3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度__________（选填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度。由此可以得出物体质量一定时，速度越大动能越大。 (4)有同学在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丁所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块，小球所受地面阻力和空气阻力忽略不计，该实验方案__________（选填“是”“否”）可行，理由是：_________________________________________________________。 素养提升 11．（25-26九年级上·江苏南京·期末）如图是一位运动员在蹦床比赛中的示意图，某时刻他从A点自由下落，与水平床面在B点接触，他能到达的最低点为C。下列说法正确的是（　　） A．运动员在C点时的动能最大 B．运动员在B点时的机械能最大 C．从A到B的过程，运动员的重力势能全部转化为动能 D．从A到C的过程，运动员减小的机械能大于蹦床增加的弹性势能 12．（25-26九年级上·江苏扬州·阶段检测）如图所示，弹簧左端固定于竖直墙壁，右端与物块M连接，置于粗糙水平面上，当物块M位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将物块M拉至A处由静止释放，物块M向左最远可运动至B点。则物块M的动能（　　） A．从A到O一直增大 B．从A到O先增大后减小 C．从O到B先增大后减小 D．从O到B先不变后减小 13．（25-26九年级上·江苏泰州·期末）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验：用一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力，关于小球从A点到C点运动过程的说法正确的是（　　） A．小球从A点下落到C点的过程中，其机械能保持不变 B．小球在B点时受到平衡力的作用 C．小球在A点时的重力势能大于小球到达C点时的动能 D．小球从B点下落到C点的过程中，速度一直减小 14．（25-26九年级上·江苏镇江·期中）如图所示，有一小球沿粗糙的曲面轨道ABCD从A点静止滑下，从D点抛出，虚线DEF为小球在空中的运动轨迹。其中C为轨道最低点，B、D、F三点等高，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．在C点的动能最大，E点的动能为零 B．从E点运动到F点的过程，小球的动能转化为重力势能 C．小球在E点的机械能小于在A点的机械能 D．小球从B运动到C和从C运动到D的过程中动能变化量相等 迁移创新 15．某小球被水平抛出后，其部分运动轨迹如图甲所示，其中位置①和③离地高度相等，小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图乙所示，且M、N两点分别为图中“①”、“②”或“③”点中的两点。则小球（     ） A．经过的M点就是③点 B．小球在点③的速度比在点②的大 C．小球在点①的重力势能等于240J D．整个过程中机械能是守恒的 16．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。 17．如图所示，有一木块在粗糙程度相同的水平地面上水平向右运动，当木块经过A点时具有的动能为60J，木块最后恰好停在B点处。小明设想自己仅提供60J的能量，按照以下两种方案推木块从B点移动到A点（不计空气阻力的影响）。 方案一：小明从B点推木块加速到某一速度后保持该速度匀速推木块到A点。 方案二：小明从B点推木块加速到某一速度后撤去推力，让木块自己滑行到A点。 请你分析以上两种方案哪种可行，并说出理由。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $