2.1-3功和机械能-功与能 动能 势能-2026-2027学年九年级科学上册同步精讲精练（新教材，浙教版）

本讲义聚焦功与能的关系、动能及势能核心知识点，从功是能的转化量度切入，通过实验探究动能与质量和速度的关系，再延伸到重力势能（质量和高度）、弹性势能（弹性形变）的影响因素，构建完整的机械能知识框架。 资料以实验探究为核心，如动能影响因素实验运用控制变量法和转换法，培养科学思维与探究实践能力。对比表格清晰梳理动能和势能的概念及决定因素，结合洒水车、打桩机等生活实例强化科学观念。课中辅助教师实验教学，课后通过基础训练和易错点提示帮助学生巩固，查漏补缺。

第2章 能的转化与能量守恒 第1节 功和机械能 课时3 功与能 动能 势能 ◆网络构建 ◆课本导学 一、功与能 二、动能 三、势能 ◆解题突破 题型1 探究动能大小与哪些因素有关 题型2 复分解反应 ◆基础训练 考点1 功与能 考点2 动能 考点3 势能 易错点 分析动能和重力势能时忽略质量的变化 ◆强化训练 一、功与能 1.物体具有做功的本领，科学上就说这个物体具有能。 举高的书包和运动的物体都具有做功的本领。人们的生活离不开能，生活中的食、衣、住、行，以及各式各样用品的制作等，都和“能”有密切关系。 举例：流动的水能推动水车转动，流动的空气能推动风车转动，飞行的子弹能穿透钢板。 2.做功的实质(含教材第46页第一个思考与讨论) 实质 做功的过程实质就是能的转化的过程，力对物体做多少功，就有多少能发生了转化。因此，可以用做功的多少来量度能的转化的多少，能的单位与功的单位一样，也是焦耳 举例说明 举起重物时人做功100J，人体就有100J的能转化成了重物的能；人推车时对车做功500J，人体就有500J的能转化成了车的能和由于各种摩擦而产生的能 辨析：功与能的区别与联系 功 能 区别 功是一个过程量，能是一个状态量 功是描述力对物体作用过程中取得的成效的物理量，是相对于一个过程而言的；能是描述一个物体做功本领强弱的物理量，是一个状态量 具有能的物体不一定做功，而正在做功的物体一定具有能 联系 功是能的转化的量度 ◆教材<思考与讨论>见教材第46页下 起重机每秒所做的功是1.47kJ。 【例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 【例2】下关于功，下列说法正确的是（ ） A．力越大做功越多 B．物体在力的方向上移动的距离越大做功越多 C．做功所用的时间越长做功越多 D．对外做功越多，物体的能量就越大 二、动能 1.现象探究：运动的物体具有能 现象 湍急的流水能推动水车 风吹动帆船航行 飞行的子弹能把木板打穿 图示 分析 水在流动，促使水车转动 风在流动，促使帆船移动 子弹在运动，促使木板穿裂 归纳 运动的物体具有能 2.动能：物体由于做机械运动而具有的能叫作动能。一切做机械运动的物体都具有动能。 【特别提示】运动的物体具有的能动能，因为运动的物体除了具有动能外，还可能具有其他形式的能。 3.探究影响动能大小的因素（教材第47页探索活动） 提出 问题 物体的动能跟哪些因素有关？ 猜想与假设 (1)“十次车祸九次快”，猜想动能可能与物体的运动速度有关； (2)同样速度的自行车和汽车，碰到行人后造成的伤害不同，猜想动能可能与物体的质量有关 设计实验与制订计划 用如图所示装置探究小钢球的动能与速度及质量的关系。 实验中，通过换用不同质量的小钢球来改变质量，让同一小钢球从斜面上不同高度处由静止开始滚下来改变速度。小钢球动能的大小由木块被推出距离的远近来反映，木块被推出越远，说明小钢球的动能越大←转换法 进行实验 (1)让同一小钢球从斜面的不同高度处分别由静止开始滚下，推动木块，比较两次木块被推出距离的远近，如图1、图2所示；→控制变量法：质量相同，速度不同 (2)换用质量不同的小钢球，让它们从斜面的同一高度处分别由静止开始滚下，推动木块，比较两次木块被推出距离的远近，如图3、图4所示→控制变量法：质量不同，速度相同 分析与论证 (1)同一小钢球从斜面的不同高度处由静止滚下，小钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，小钢球碰撞木块时速度越大，木块被推得越远，说明物体的动能与物体的速度有关； (2)不同质量的小钢球从斜面的同一高度处由静止滚下，小钢球碰撞木块时的速度相同。质量大的小钢球将木块推得远，说明物体的动能与物体的质量有关 实验 结论 物体的动能与物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体，速度越大，它的动能越大；速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大 【名师讲解】一切运动的物体都具有动能，物体的动能由物体的质量和运动速度决定，在讨论物体动能大小时，必须同时分析这两个因素（即运用控制变量法来研究）。例如，一颗子弹的速度大于火车的速度，但子弹的动能不一定比火车的动能大，因为子弹的质量比火车的质量小得多；也不能因为火车的质量比子弹的质量大得多，就认为火车的动能一定比子弹的动能大，如当火车的速度为零时动能为零，其动能一定比飞行的子弹小。 水平路面上匀速行驶的洒水车在洒水过程中，因为________不变，_______变小，所以动能_________。 ◆教材<思考与讨论>见教材第47页 1.汽车与摩托车的运动速度相同，汽车的质量大于摩托车的质量，因此汽车的动能大于摩托车的动能。 2.运动速度相同的情况下，汽车的质量越大，动能也越大。汽车的动能越大，在短时间内越不容易刹车停下，所以大型客车的限制速度比小型客车更小。 【例3】如图，为了探究动能的大小与哪些因素有关，某同学设计了“小球撞物块”的实验，将静止的木质小球释放，观察物块被推动的距离，关于该实验的说法中，不正确的是（ ） A．该实验的设计思路是采用转换法，用物块移动的距离来表示动能的大小 B．小球在下落的过程中，重力势能减小，动能增大 C．将木球换成同样大小的铁球，重复实验，发现物块被推动距离增大，说明质量越大，动能越大 D．将木球从不同高度释放，比较物块被推动的距离，是为了探究动能与高度之间的关系 【例4】用如图所示的装置探究动能大小与哪些因素有关。让小车从斜面顶部由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块。 (1)实验时用木块被撞击后移动的___________来反映小车动能的大小，这种研究问题的方法叫做____________。 (2)让装有钩码的小车和未装钩码的小车分别从斜面顶部由静止开始下滑，小车运动到水平面上时的速度大小______(选填“相等”或“不等”)，装有钩码的小车将木块推得较远，这说明动能的大小与物体的_________________________________有关。 三、势能 1.现象探究：处于高处的物体具有能 现象 地球上的陨石坑 水滴石穿 铅球砸出沙坑 图示 分析 陨石落下前相对地面有一定高度 水滴落下前相对石头有一定高度 铅球落地前相对地面有一定高度 归纳 处于高处的物体具有能 2.重力势能：物体由于被举高而具有的能叫作重力势能。 在没有特别指明的情况下，“高度”一般是相对于水平地面而言的，在初中阶段通常认为地面上的物体具有的重力势能为零。 【名师讲解】判断一个物体是否具有重力势能，关键是看此物体相对于某一个平面有没有被举高，即相对于此平面有没有一定的高度。若有，则物体具有重力势能；若没有，则物体不具有重力势能。 ◆教材<思考与讨论>见教材第48页 有。不相同，右手的哑铃具有的重力势能大于左手的。 3.重力势能的影响因素 现象探究 打桩机打桩时，先把重锤高高举起，然后重锤下落，把桩打入地里 相同质量的重锤，所处的位置越高，它具有的重力势能就越大 处在相同高度的重锤，质量越大，它具有的重力势能就越大 归纳总结 重力势能的影响因素：①物体的质量；②物体被举高的高度 物体具有的重力势能就越大 【例5】为探究影响重力势能大小的因素，小刚用两种规格的四个铅球在平整的沙地上方从静止开始释放(如图所示)。请根据小刚设计的甲、乙、丙、丁四个实验，回答： (1)我们通过观察沙地中的什么现象，来判断实验中铅球的重力势能大小？___________。 (2)四个实验中能探究重力势能的大小与质量关系的是___________实验和___________实验。 (3)四个实验中能探究重力势能的大小与高度关系的是___________实验和___________实验。 4.弹性势能 现象探究 射箭运动员把弓拉弯的过程中，给弓储存了能，而且弓的形变越大，箭就射得越远 网球拍击打网球时，球网发生形变，储存了能，且网球拍击打网球越用力，球网形变就越大，网球就会飞得越远 定义 物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能 影响弹性势能大小的因素 弹性势能的大小与物体弹性形变的大小有关。物体的弹性形变越大，弹性势能就越大 判断物体是否具有弹性势能的方法 一个物体是否具有弹性势能，关键看该物体是否发生了弹性形变，若发生了，则该物体具有弹性势能；若没发生，则无弹性势能 【特别提示】(1)不是所有发生形变的物体都具有弹性势能：橡皮泥发生形变就不具有弹性势能，因为它发生形变后不能恢复原状，属于塑性形变。 (2)具有弹性的物体不一定具有弹性势能：若弹簧被自然放在水平桌面上，此时弹簧就不具有弹性势能。 【例6】下列物体一定具有弹性势能的是（ ） A.弹簧 B.收紧的钟表发条 C.被压扁的橡皮泥 D.橡皮筋 【归纳总结】动能和势能对比 概念 特点 决定因素 共同特点 动能 物体由于运动而具有的能 一切运动的物体都具有动能 质量、速度 具有能的物体都能够做功，三种形式的能单位都是焦耳（J） 势能 重力势能 物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能 一切受到重力且位于高处的物体都具有重力势能 质量、高度 弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能 一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能 弹性形变程度、材料 【例7】新冠病毒疫情防控期间，许多城市的环卫喷雾洒水车变身成消毒杀菌车，对道路喷洒消毒药水。在此过程中，消毒杀菌车在水平地面上匀速运动，则消毒杀菌车整体的（　　） A．动能不变，重力势能变小 B．动能变小，重力势能变小 C．动能不变，重力势能不变 D．动能变小，重力势能不变 解题突破 ◆题型1 探究动能大小与哪些因素有关 【例1】小科为了验证物体动能大小与物体质量有关，用如图所示的装置进行实验。实验器材：一个用长木板搭成的斜面、三个质量不同的实心铁球、一块挡板、三块足够厚的橡皮泥。 (1)实验时，将质量不同的铁球从同一斜面的同一高度处由静止释放，通过比较_________来判断铁球动能的大小。 (2)小宁认为小科用三个实心铁球不合理，应调整用_________相同、质量不相同的三个铁球做上述实验。 (3)改正后，预测观察到的实验现象是_____________________________________________________ __________________________________________________。 【实验突破】动能大小跟物体的质量和速度有关。在探究动能大小跟质量的关系时，要控制速度大小不变；在探究动能大小跟速度的关系时，要控制质量不变。实验中一定要注意控制变量法的运用，并据此得出结论。◆题型2 势能影响因素 【例2】如图是打网球时，挥拍击球的某一瞬间，网球和网球拍都是最大形变时刻。关于此时刻的下列说法不正确的是（ ） A.球拍的弹性势能最大 B.球的弹性势能最大 C.球受到的重力和弹力是一对平衡力 D.不管击球方向如何，网球拍对球的力和球对网球拍的力大小相等 考点1 功与能 1.（2026浙江绍兴质检）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 考点2 动能 2.（2026浙江杭州期中）物体由于做机械运动而具有的能叫动能，下列物体不具有动能的是（ ） A.在轨道上运动的过山车 B.飞翔的小鸟 C.坐在教室里上课的中学生 D.掷出的铅球 【知识归纳】动能是物体由于运动而具有的能量，其核心条件是物体处于运动状态。只要物体在运动，无论速度大小，都具有动能；若物体静止，则不具有动能。 3.（2024浙江杭州质检）为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。 (1)如甲、乙两图所示，让相同质量的钢球从同一斜面的不同高度由静止滚下，目的是使钢球运动到水平面时的速度____________。 (2)根据甲、丙两图的实验现象可得出结论：____________________________________________________________ _________________。 (3)为达到实验目的，斜面下方的水平面应____________(填“光滑”或“粗糙”)。 考点3 势能 4.（2026浙江温州模拟）在自由式滑雪比赛中，运动员的重心轨迹如图所示，图中各点中运动员的重力势能最大的是（ ） A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 【知识归纳】重力势能大小的影响因素：质量、被举高的高度；质量越大，高度越高，重力势能越大。 5.（2026浙江嘉兴期中）如图是一种常见的订书机，钉槽内的订书钉之所以不会松脱，是因为固定在槽内后部在使用过程中，随着订书钉数目的减少，弹簧的弹性势的弹簧给钉子一个向________(填“左”或“右”)的弹力。能将____________(填“增大”“不变”或“减小”)。 【知识归纳】影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度。同一物体，弹性形变程度越大，弹性势能就越大。 6.（2026浙江金华期中）小乐在“探究重力势能大小的影响因素”的实验中用到三个体积相同的小球，小球质量的大小关系为；让小球分别从一定高度由静止落入橡皮泥中，下落高度的大小关系为；实验情景如图所示。 (1)本实验主要运用的科学方法是控制变量法与________________。 (2)通过比较乙和丙的多次实验结果，可以得出结论：__________________________ __________________ _________________________________________。 易错点 分析动能和重力势能时忽略质量的变化 7.（2026浙江湖州调研）一架载有救灾物资的飞机从机场起飞，在其加速升空的(均填“变大”“变小”或“不变”)过程中(忽略燃料质量的变化)，它的重力势能__________。到达灾区上空后，飞机在某一高度上水平匀速飞行并投放救灾物资，则它的动能____________，重力势能_________。 【易错警示】在分析动能和重力势能的变化时，同学们往往能考虑到速度、高度的变化，但会忽略质量的变化，这是最容易出错的地方。 1.（2025浙江杭州期末）小金同学在水平地面上铺一张白纸，将一个皮球表面涂黑，使其先后从高度处由静止下落，分别在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列关于大小判断正确的是（ ） A.大于 B.等于 C.小于 D.无法判断 2.（2026浙江杭州调研）某同学在科技馆看到如图所示实验装置，在左低右高的支架上放有一锥体，支架A端连接在一起，B端向两侧分开，将锥体从A端由静止释放，锥体自动沿支架滚向较高的B端，不计摩擦，下列说法正确的是（ ） A.该过程锥体重力势能不变 B.该过程锥体动能不变 C.该过程锥体动能变大 D.该过程锥体重力势能变大 3.（2026浙江湖州期末）如图为羽毛球运动常见的基本球路，虚线表示羽毛球的运动轨迹，箭头表示运动的方向。请分析杀球、挑球、高远球和放小球的四种球路，羽毛球重力势能变化和其他三种球路不同的是（ ） A.杀球 B.挑球 C.高远球 D.放小球 4.（2025湖北武汉期中）如图是打网球时，挥拍击球的某一瞬间，网球和网球拍都是最大形变时刻。关于此时刻的下列说法不正确的是（ ） A.球拍的弹性势能最大 B.球的弹性势能最大 C.球受到的重力和弹力是一对平衡力 D.不管击球方向如何，网球拍对球的力和球对网球拍的力都是大小相等的 5.（2025浙江温州期末）小科为了验证物体动能大小与物体质量有关，用如图所示的装置进行实验。实验器材：一个用长木板搭成的斜面、三个质量不同的实心铁球、一块挡板、三块足够厚的橡皮泥。 (1)实验时，将质量不同的铁球从同一斜面的同一高度处由静止释放，通过比较__________________________________来判断铁球动能的大小。 (2)小宁认为小科用三个实心铁球不合理，应调整用__________相同、质量不相同的三个铁球做上述实验。 (3)改正后，预测观察到的实验现象：__________________________________________ ________________________________________________________________________________。 【实验突破】动能大小跟物体的质量和速度有关。在探究动能大小跟质量的关系时，要控制速度大小不变；在探究动能大小跟速度的关系时，要控制质量不变。实验中一定要注意控制变量法的运用，并据此得出结论。 6.（2025浙江温州期末）下图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槖(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槖张开吸气。下列说法错误的是（ ） A.绳对竹子的拉力改变了竹子的形状 B.送风时竹子的弹性势能增大 C.送风时杆对皮槖不做功 D.竹子恢复过程弹力减小 13 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2章 能的转化与能量守恒 第1节 功和机械能 课时3 功与能 动能 势能 ◆网络构建 ◆课本导学 一、功与能 二、动能 三、势能 ◆解题突破 题型1 探究动能大小与哪些因素有关 题型2 复分解反应 ◆基础训练 考点1 功与能 考点2 动能 考点3 势能 易错点 分析动能和重力势能时忽略质量的变化 ◆强化训练 一、功与能 1.物体具有做功的本领，科学上就说这个物体具有能。 举高的书包和运动的物体都具有做功的本领。人们的生活离不开能，生活中的食、衣、住、行，以及各式各样用品的制作等，都和“能”有密切关系。 举例：流动的水能推动水车转动，流动的空气能推动风车转动，飞行的子弹能穿透钢板。 2.做功的实质(含教材第46页第一个思考与讨论) 实质 做功的过程实质就是能的转化的过程，力对物体做多少功，就有多少能发生了转化。因此，可以用做功的多少来量度能的转化的多少，能的单位与功的单位一样，也是焦耳 举例说明 举起重物时人做功100J，人体就有100J的能转化成了重物的能；人推车时对车做功500J，人体就有500J的能转化成了车的能和由于各种摩擦而产生的能 辨析：功与能的区别与联系 功 能 区别 功是一个过程量，能是一个状态量 功是描述力对物体作用过程中取得的成效的物理量，是相对于一个过程而言的；能是描述一个物体做功本领强弱的物理量，是一个状态量 具有能的物体不一定做功，而正在做功的物体一定具有能 联系 功是能的转化的量度 ◆教材<思考与讨论>见教材第46页下 起重机每秒所做的功是1.47kJ。 【例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。此选项错误；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。此选项错误；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。此选项错误；D、一个物体能够做功，具有做功的本领，说明它一定具有能。此选项正确。 【例2】下关于功，下列说法正确的是（ ） A．力越大做功越多 B．物体在力的方向上移动的距离越大做功越多 C．做功所用的时间越长做功越多 D．对外做功越多，物体的能量就越大 【答案】D 【解析】A．力越大，物体在力的方向上移动的距离未知，由W＝Fs可知，不能判断做功的多少，故A错误；B．物体在力的方向上移动的距离越大，力的大小未知，由W＝Fs可知，不能判断做功的多少，故B错误；C．做功所用的时间越长，功率的大小未知，由W＝Pt可知，不能判断做功的多少，故C错误；D．一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。故选D。 二、动能 1.现象探究：运动的物体具有能 现象 湍急的流水能推动水车 风吹动帆船航行 飞行的子弹能把木板打穿 图示 分析 水在流动，促使水车转动 风在流动，促使帆船移动 子弹在运动，促使木板穿裂 归纳 运动的物体具有能 2.动能：物体由于做机械运动而具有的能叫作动能。一切做机械运动的物体都具有动能。 【特别提示】运动的物体具有的能动能，因为运动的物体除了具有动能外，还可能具有其他形式的能。 3.探究影响动能大小的因素（教材第47页探索活动） 提出 问题 物体的动能跟哪些因素有关？ 猜想与假设 (1)“十次车祸九次快”，猜想动能可能与物体的运动速度有关； (2)同样速度的自行车和汽车，碰到行人后造成的伤害不同，猜想动能可能与物体的质量有关 设计实验与制订计划 用如图所示装置探究小钢球的动能与速度及质量的关系。 实验中，通过换用不同质量的小钢球来改变质量，让同一小钢球从斜面上不同高度处由静止开始滚下来改变速度。小钢球动能的大小由木块被推出距离的远近来反映，木块被推出越远，说明小钢球的动能越大←转换法 进行实验 (1)让同一小钢球从斜面的不同高度处分别由静止开始滚下，推动木块，比较两次木块被推出距离的远近，如图1、图2所示；→控制变量法：质量相同，速度不同 (2)换用质量不同的小钢球，让它们从斜面的同一高度处分别由静止开始滚下，推动木块，比较两次木块被推出距离的远近，如图3、图4所示→控制变量法：质量不同，速度相同 分析与论证 (1)同一小钢球从斜面的不同高度处由静止滚下，小钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，小钢球碰撞木块时速度越大，木块被推得越远，说明物体的动能与物体的速度有关； (2)不同质量的小钢球从斜面的同一高度处由静止滚下，小钢球碰撞木块时的速度相同。质量大的小钢球将木块推得远，说明物体的动能与物体的质量有关 实验 结论 物体的动能与物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体，速度越大，它的动能越大；速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大 【名师讲解】一切运动的物体都具有动能，物体的动能由物体的质量和运动速度决定，在讨论物体动能大小时，必须同时分析这两个因素（即运用控制变量法来研究）。例如，一颗子弹的速度大于火车的速度，但子弹的动能不一定比火车的动能大，因为子弹的质量比火车的质量小得多；也不能因为火车的质量比子弹的质量大得多，就认为火车的动能一定比子弹的动能大，如当火车的速度为零时动能为零，其动能一定比飞行的子弹小。 水平路面上匀速行驶的洒水车在洒水过程中，因为________不变，_______变小，所以动能_________。 ◆教材<思考与讨论>见教材第47页 1.汽车与摩托车的运动速度相同，汽车的质量大于摩托车的质量，因此汽车的动能大于摩托车的动能。 2.运动速度相同的情况下，汽车的质量越大，动能也越大。汽车的动能越大，在短时间内越不容易刹车停下，所以大型客车的限制速度比小型客车更小。 【例3】如图，为了探究动能的大小与哪些因素有关，某同学设计了“小球撞物块”的实验，将静止的木质小球释放，观察物块被推动的距离，关于该实验的说法中，不正确的是（ ） A．该实验的设计思路是采用转换法，用物块移动的距离来表示动能的大小 B．小球在下落的过程中，重力势能减小，动能增大 C．将木球换成同样大小的铁球，重复实验，发现物块被推动距离增大，说明质量越大，动能越大 D．将木球从不同高度释放，比较物块被推动的距离，是为了探究动能与高度之间的关系 【答案】D 【解析】实验中通过物块被推动的距离来反映小球动能的大小；动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大。 A、C：实验中通过观察物块在同一水平面上被推动的距离来比较小球的动能大小，故A正确。将木球换成同样大小的铁球，重复实验，发现物块被推动距离增大，说明质量越大，动能越大，故C正确。B：小球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故B正确。D：动能大小的影响因素：质量、速度．与物体的高度无关，故D错误。 【例4】用如图所示的装置探究动能大小与哪些因素有关。让小车从斜面顶部由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块。 (1)实验时用木块被撞击后移动的___________来反映小车动能的大小，这种研究问题的方法叫做____________。 (2)让装有钩码的小车和未装钩码的小车分别从斜面顶部由静止开始下滑，小车运动到水平面上时的速度大小______(选填“相等”或“不等”)，装有钩码的小车将木块推得较远，这说明动能的大小与物体的_________________________________有关。 【答案】(1)距离 转换 (2)相等 质量 【解析】（1）实验中通过观察木块被推动的距离来比较动能大小的，这用到了转换法； （2）让装有钩码的小车和未装钩码的小车分别从斜面顶部由静止开始下滑，小车运动到水平面上时的速度大小相等，装有钩码的小车质量大，动能大，做功多，将木块推得较远，这说明动能的大小与物体的质量有关。 三、势能 1.现象探究：处于高处的物体具有能 现象 地球上的陨石坑 水滴石穿 铅球砸出沙坑 图示 分析 陨石落下前相对地面有一定高度 水滴落下前相对石头有一定高度 铅球落地前相对地面有一定高度 归纳 处于高处的物体具有能 2.重力势能：物体由于被举高而具有的能叫作重力势能。 在没有特别指明的情况下，“高度”一般是相对于水平地面而言的，在初中阶段通常认为地面上的物体具有的重力势能为零。 【名师讲解】判断一个物体是否具有重力势能，关键是看此物体相对于某一个平面有没有被举高，即相对于此平面有没有一定的高度。若有，则物体具有重力势能；若没有，则物体不具有重力势能。 ◆教材<思考与讨论>见教材第48页 有。不相同，右手的哑铃具有的重力势能大于左手的。 3.重力势能的影响因素 现象探究 打桩机打桩时，先把重锤高高举起，然后重锤下落，把桩打入地里 相同质量的重锤，所处的位置越高，它具有的重力势能就越大 处在相同高度的重锤，质量越大，它具有的重力势能就越大 归纳总结 重力势能的影响因素：①物体的质量；②物体被举高的高度 物体具有的重力势能就越大 【例5】为探究影响重力势能大小的因素，小刚用两种规格的四个铅球在平整的沙地上方从静止开始释放(如图所示)。请根据小刚设计的甲、乙、丙、丁四个实验，回答： (1)我们通过观察沙地中的什么现象，来判断实验中铅球的重力势能大小？___________。 (2)四个实验中能探究重力势能的大小与质量关系的是___________实验和___________实验。 (3)四个实验中能探究重力势能的大小与高度关系的是___________实验和___________实验。 【答案】(1)沙地的凹陷程度 (2)甲 丙 (3)甲 乙(或丙丁) 【解析】(1)重力势能的大小无法直接观察到，需要采用转换法，通过比较不同铅球使沙地凹陷的程度来判断铅球的重力势能大小。 (2)甲、丙两实验中，两铅球的高度相同，质量不相同，因此能探究重力势能的大小与质量的关系。 (3)甲、乙(或丙、丁)两实验中，两铅球的质量相同，高度不相同，因此能探究重力势能的大小与高度的关系。 4.弹性势能 现象探究 射箭运动员把弓拉弯的过程中，给弓储存了能，而且弓的形变越大，箭就射得越远 网球拍击打网球时，球网发生形变，储存了能，且网球拍击打网球越用力，球网形变就越大，网球就会飞得越远 定义 物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能 影响弹性势能大小的因素 弹性势能的大小与物体弹性形变的大小有关。物体的弹性形变越大，弹性势能就越大 判断物体是否具有弹性势能的方法 一个物体是否具有弹性势能，关键看该物体是否发生了弹性形变，若发生了，则该物体具有弹性势能；若没发生，则无弹性势能 【特别提示】(1)不是所有发生形变的物体都具有弹性势能：橡皮泥发生形变就不具有弹性势能，因为它发生形变后不能恢复原状，属于塑性形变。 (2)具有弹性的物体不一定具有弹性势能：若弹簧被自然放在水平桌面上，此时弹簧就不具有弹性势能。 【例6】下列物体一定具有弹性势能的是（ ） A.弹簧 B.收紧的钟表发条 C.被压扁的橡皮泥 D.橡皮筋 【答案】B 【解析】A(×)发生弹性形变的弹簧才具有弹性势能；B(√)收紧的钟表发条发生了弹性形变，所以具有弹性势能；C(×)被压扁的橡皮泥发生的是塑性形变，不具有弹性势能；D(×)橡皮筋在发生弹性形变时，才具有弹性势能。 【归纳总结】动能和势能对比 概念 特点 决定因素 共同特点 动能 物体由于运动而具有的能 一切运动的物体都具有动能 质量、速度 具有能的物体都能够做功，三种形式的能单位都是焦耳（J） 势能 重力势能 物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能 一切受到重力且位于高处的物体都具有重力势能 质量、高度 弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能 一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能 弹性形变程度、材料 【例7】新冠病毒疫情防控期间，许多城市的环卫喷雾洒水车变身成消毒杀菌车，对道路喷洒消毒药水。在此过程中，消毒杀菌车在水平地面上匀速运动，则消毒杀菌车整体的（　　） A．动能不变，重力势能变小 B．动能变小，重力势能变小 C．动能不变，重力势能不变 D．动能变小，重力势能不变 【答案】B 【解析】消毒杀菌车对主次干道喷洒消毒药水，车的质量减小，速度不变，动能减小；高度不变，质量变小，重力势能变小。 解题突破 ◆题型1 探究动能大小与哪些因素有关 【例1】小科为了验证物体动能大小与物体质量有关，用如图所示的装置进行实验。实验器材：一个用长木板搭成的斜面、三个质量不同的实心铁球、一块挡板、三块足够厚的橡皮泥。 (1)实验时，将质量不同的铁球从同一斜面的同一高度处由静止释放，通过比较_________来判断铁球动能的大小。 (2)小宁认为小科用三个实心铁球不合理，应调整用_________相同、质量不相同的三个铁球做上述实验。 (3)改正后，预测观察到的实验现象是_____________________________________________________ __________________________________________________。 【答案】（1）橡皮泥的凹陷程度（2）体积 （3）体积相同、质量不相同的铁球从同一斜面的同一高度由静止释放，质量越大的铁球撞击橡皮泥后，橡皮泥的凹陷程度越大 【解析】（1）从斜面上滚下来的铁球会撞击水平面上的橡皮泥，且铁球的动能越大，橡皮泥凹陷的程度越大，所以通过比较橡皮泥的凹陷程度来判断铁球动能的大小。 （2）铁球的体积大小对撞击后橡皮泥的凹陷程度有影响，由控制变量法可知需要控制铁球的体积相同而质量不同。 （3）速度相同时，质量越大，动能越大，所以预测观察到的现象为：体积相同、质量不相同的铁球从同一斜面的同一高度处由静止释放，质量越大的铁球撞击橡皮泥后，橡皮泥的凹陷程度越大。 【实验突破】动能大小跟物体的质量和速度有关。在探究动能大小跟质量的关系时，要控制速度大小不变；在探究动能大小跟速度的关系时，要控制质量不变。实验中一定要注意控制变量法的运用，并据此得出结论。 ◆题型2 势能影响因素 【例2】如图是打网球时，挥拍击球的某一瞬间，网球和网球拍都是最大形变时刻。关于此时刻的下列说法不正确的是（ ） A.球拍的弹性势能最大 B.球的弹性势能最大 C.球受到的重力和弹力是一对平衡力 D.不管击球方向如何，网球拍对球的力和球对网球拍的力大小相等 【答案】C 【解析】网球和网球拍都是最大形变时刻，此时球和球拍的弹性势能都最大，故A、B正确；球受到竖直向下的重力、网球拍对球的弹力，这两个力不在同一直线上，所以不是一对平衡力，故C错误；网球拍对球的力和球对网球拍的力是一对相互作用力，所以不管击球方向如何，网球拍对球的力和球对网球拍的力大小相等，故D正确。故选C。 考点1 功与能 1.（2026浙江绍兴质检）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 【解析】一个物体没有做功，但是它可能具有对外做功的本领，即它可能具有能量，具有能量的物体不一定正在做功，但正在做功的物体一定具有能量，故A错误；一个物体已做过的功越多，说明没做功之前该物体具有的能多，这个物体做功后具有的能不一定多，故B错误；静止在高处的物体具有重力势能，故C错误；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D正确。故选D。 考点2 动能 2.（2026浙江杭州期中）物体由于做机械运动而具有的能叫动能，下列物体不具有动能的是（ ） A.在轨道上运动的过山车 B.飞翔的小鸟 C.坐在教室里上课的中学生 D.掷出的铅球 【答案】C 【解析】动能是物体由于运动而具有的能量，其核心条件是物体处于运动状态，过山车在轨道上行驶，处于运动状态，因此具有动能，故A不符合题意；小鸟在空中飞行，处于运动状态，因此具有动能，故B不符合题意；中学生坐在座位上，处于静止状态，因此不具有动能，故C符合题意；铅球被掷出后在空中运动，处于运动状态，因此具有动能，故D不符合题意。故选C。 【知识归纳】动能是物体由于运动而具有的能量，其核心条件是物体处于运动状态。只要物体在运动，无论速度大小，都具有动能；若物体静止，则不具有动能。 3.（2024浙江杭州质检）为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。 (1)如甲、乙两图所示，让相同质量的钢球从同一斜面的不同高度由静止滚下，目的是使钢球运动到水平面时的速度____________。 (2)根据甲、丙两图的实验现象可得出结论：____________________________________________________________ _________________。 (3)为达到实验目的，斜面下方的水平面应____________(填“光滑”或“粗糙”)。 【答案】（1）不同 （2）物体的速度相同时，质量越大，动能越大 （3）粗糙 【解析】（1）钢球从斜面上由静止滚到水平面时的速度与它滚下前在斜面上的高度有关，高度越高，到水平面时的速度越大；高度越小，到水平面时的速度越小。因此让相同质量的钢球从同一斜面的不同高度由静止滚下，目的是使钢球运动到水平面时的速度不同。 （2）根据题图甲、丙中的实验现象可知，钢球滚下前在斜面上的高度相同，即钢球到达水平面时的速度相同，钢球的质量不同，质量大的钢球推动木块滑行的距离远，由此得到结论：物体的速度相同时，质量越大，动能越大。 （3）在实验中，要通过木块在水平面上移动的距离来反映钢球动能的大小，若水平面是光滑的，则木块被钢球撞击后会做匀速直线运动，不会停下来，这样就无法通过木块移动的距离来反映钢球动能的大小，因此斜面下方的水平面应粗糙。 考点3 势能 4.（2026浙江温州模拟）在自由式滑雪比赛中，运动员的重心轨迹如图所示，图中各点中运动员的重力势能最大的是（ ） A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 【答案】A 【解析】在自由式滑雪比赛中，运动员的质量不变，由图可知，a点高度最大，所以图中各点中运动员的重力势能最大的是a点。故选A。 【知识归纳】重力势能大小的影响因素：质量、被举高的高度；质量越大，高度越高，重力势能越大。 5.（2026浙江嘉兴期中）如图是一种常见的订书机，钉槽内的订书钉之所以不会松脱，是因为固定在槽内后部在使用过程中，随着订书钉数目的减少，弹簧的弹性势的弹簧给钉子一个向________(填“左”或“右”)的弹力。能将____________(填“增大”“不变”或“减小”)。 【答案】左 减小 【解析】由图可知，订书机钉槽内的订书钉之所以不会松脱，是因为固定在槽内后部的弹簧发生了形变，给了订书钉一个向左的弹力；在使用过程中，随着订书钉的减少，弹簧的形变变小，弹性势能减小。 【知识归纳】影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度。同一物体，弹性形变程度越大，弹性势能就越大。 6.（2026浙江金华期中）小乐在“探究重力势能大小的影响因素”的实验中用到三个体积相同的小球，小球质量的大小关系为；让小球分别从一定高度由静止落入橡皮泥中，下落高度的大小关系为；实验情景如图所示。 (1)本实验主要运用的科学方法是控制变量法与________________。 (2)通过比较乙和丙的多次实验结果，可以得出结论：__________________________ __________________ _________________________________________。 【答案】（1）转换法 （2）质量相等时，物体的高度越高，重力势能越大 【解析】（1）重力势能的大小与多个因素有关，所以探究重力势能的大小与哪些因素有关时需要用到控制变量法；物体重力势能的大小通过小球落入橡皮泥的深度来反映，这是转换法的应用。 （2）比较乙、丙两个实验可知，小球的质量相等，小球的下落高度不同，下落高度越高，小球落入橡皮泥的深度越大，故可得出结论：质量相等时，物体的高度越高，重力势能越大。 易错点 分析动能和重力势能时忽略质量的变化 7.（2026浙江湖州调研）一架载有救灾物资的飞机从机场起飞，在其加速升空的(均填“变大”“变小”或“不变”)过程中(忽略燃料质量的变化)，它的重力势能__________。到达灾区上空后，飞机在某一高度上水平匀速飞行并投放救灾物资，则它的动能____________，重力势能_________。 【答案】变大 变小 变小 【解析】飞机加速上升的过程中，飞机的质量不变，高度变大，重力势能变大；在某一高度水平匀速飞行并投放物资，速度和高度没有发生改变，但是在投放物资的过程中，飞机的质量在变小，在速度不变时，质量变小，则动能变小；在高度不变时，质量变小，则重力势能变小。 【易错警示】在分析动能和重力势能的变化时，同学们往往能考虑到速度、高度的变化，但会忽略质量的变化，这是最容易出错的地方。 1.（2025浙江杭州期末）小金同学在水平地面上铺一张白纸，将一个皮球表面涂黑，使其先后从高度处由静止下落，分别在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列关于大小判断正确的是（ ） A.大于 B.等于 C.小于 D.无法判断 【答案】C 【解析】重力势能的大小与物体的质量和所处高度有关，两次皮球的质量相同，皮球高度越大，重力势能越大，下落后转化成的动能越大，皮球撞击纸后发生的弹性形变越大。圆斑B大，说明大，所以小于。故选C。 2.（2026浙江杭州调研）某同学在科技馆看到如图所示实验装置，在左低右高的支架上放有一锥体，支架A端连接在一起，B端向两侧分开，将锥体从A端由静止释放，锥体自动沿支架滚向较高的B端，不计摩擦，下列说法正确的是（ ） A.该过程锥体重力势能不变 B.该过程锥体动能不变 C.该过程锥体动能变大 D.该过程锥体重力势能变大 【答案】C 【解析】将锥体从A端由静止释放，锥体自动沿支架滚向较高的B端，该过程中锥体的重心降低，高度变低，质量不变，其重力势能变小；同时速度变大，其动能变大，故C正确，A、B、D错误。故选C。 3.（2026浙江湖州期末）如图为羽毛球运动常见的基本球路，虚线表示羽毛球的运动轨迹，箭头表示运动的方向。请分析杀球、挑球、高远球和放小球的四种球路，羽毛球重力势能变化和其他三种球路不同的是（ ） A.杀球 B.挑球 C.高远球 D.放小球 【答案】A 【解析】羽毛球的质量不变，由图可知，杀球，羽毛球的高度一直变小，重力势能一直变小；挑球、高远球、放小球，羽毛球的高度先变大后变小，重力势能先变大后变小。所以羽毛球重力势能变化和其他三种球路不同的是杀球。故选A。 4.（2025湖北武汉期中）如图是打网球时，挥拍击球的某一瞬间，网球和网球拍都是最大形变时刻。关于此时刻的下列说法不正确的是（ ） A.球拍的弹性势能最大 B.球的弹性势能最大 C.球受到的重力和弹力是一对平衡力 D.不管击球方向如何，网球拍对球的力和球对网球拍的力都是大小相等的 【答案】C 【解析】网球和网球拍都是最大形变时刻，此时球和球拍的弹性势能都最大，故A、B正确；球受到的竖直向下的重力和网球拍对球的弹力不在同一直线上，所以不是一对平衡力，故C错误；网球拍对球的力和球对网球拍的力是一对相互作用力，所以不管击球方向如何，网球拍对球的力和球对网球拍的力都是大小相等的，故D正确。故选C。 5.（2025浙江温州期末）小科为了验证物体动能大小与物体质量有关，用如图所示的装置进行实验。实验器材：一个用长木板搭成的斜面、三个质量不同的实心铁球、一块挡板、三块足够厚的橡皮泥。 (1)实验时，将质量不同的铁球从同一斜面的同一高度处由静止释放，通过比较__________________________________来判断铁球动能的大小。 (2)小宁认为小科用三个实心铁球不合理，应调整用__________相同、质量不相同的三个铁球做上述实验。 (3)改正后，预测观察到的实验现象：__________________________________________ ________________________________________________________________________________。 【答案】（1）橡皮泥的凹陷程度 （2） 体积 （3）体积相同、质量不相同的铁球从同一斜面的同一高度处由静止释放，质量越大的铁球撞击橡皮泥后，橡皮泥的凹陷程度越大 【解析】（1）从斜面上滚下来的铁球会撞击水平面上的橡皮泥，且铁球的动能越大，橡皮泥凹陷的程度越大，所以通过比较橡皮泥的凹陷程度来判断铁球动能的大小。 （2）由控制变量法可知，需要控制铁球的体积相同而质量不同。 （3）速度相同时，质量越大，动能越大，所以预测观察到的现象为：体积相同、质量不相同的铁球从同一斜面的同一高度处由静止释放，质量越大的铁球撞击橡皮泥后，橡皮泥的凹陷程度越大。 【实验突破】动能大小跟物体的质量和速度有关。在探究动能大小跟质量的关系时，要控制速度大小不变；在探究动能大小跟速度的关系时，要控制质量不变。实验中一定要注意控制变量法的运用，并据此得出结论。 6.（2025浙江温州期末）下图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槖(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槖张开吸气。下列说法错误的是（ ） A.绳对竹子的拉力改变了竹子的形状 B.送风时竹子的弹性势能增大 C.送风时杆对皮槖不做功 D.竹子恢复过程弹力减小 【答案】C 【解析】在送风的过程中，绳拉弯竹子，绳子对竹子的拉力改变了竹子的形状，故A正确；送风时皮槖被压缩，带动绳子拉弯竹子，竹子弹性形变增大，所以竹子的弹性势能增大，故B正确；送风时杆对皮槖有水平方向的作用力，皮槖右端在该力的方向上移动了一段距离，所以杆对皮槖做了功，故C错误；竹子恢复过程中弹性形变程度变小，所以弹力也变小，故D正确。故选C。 11 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $