11.4动能和势能（举一反三·讲义）物理新教材沪粤版九年级上册

本讲义聚焦初中物理“动能和势能”核心知识点，从能量定义切入，系统梳理动能（与质量、速度关系）、势能（重力势能与质量、高度关系，弹性势能与形变程度关系）及机械能转化与守恒，构建完整知识框架。 资料通过实验探究（如动能影响因素实验用控制变量法、转换法）、生活实例题型（洒水车、跳远等）培养科学思维与探究能力，课后作业覆盖选择、填空、实验题，课中辅助教学，课后助力学生巩固查漏。

11.4动能和势能（举一反三·讲义）解析版 【新教材沪粤版】 【知识框架+知识精讲（4个知识归纳+4个题型+方法技巧）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 如图 11-4-1 所示，被拉开的弓、发生形变的跳板、从高处下落的重锤、流动的水都能对其他物体做功。物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量（energy），能量简称能。一个物体能够做的功越多，表示它具有的能量就越大。在国际单位制中，能量的单位与功的单位一样，也是焦耳（J）。 知识归纳 【知识点1 能量】 1. 定义：物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量，能量简称能。 注意:一个物体具有能量,并不是说这个物体一定正在做功。 2. 能量和功的关系：能量大小可以通过做功多少来体现。一个物体能够做的功越多，表明它具有的能量越大。 3. 单位：能的单位就是功的单位，国际单位是焦耳(J)。 4.实质：物体做功的过程，就是能的转化过程；能量是表示物体做功本领的物理量 题型例题一 功和能的关系 【例1】物体能 ，我们就说这个物体具有能量，简称能。物体 越多，它具有的能就越多。能的单位是 。 【答案】 对外做功 能够对外做功 焦耳（J） 【知识点】能量的概念及单位 【详解】[1]一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。 [2]物体能够对外做的功越多，表示它具有的能量就越多，能量的大小用能够做的功的多少来衡量。 [3]能量的国际单位与功的单位相同，都是焦耳，简称焦，符号为J。 【变式1-1】关于力和运动、功和能量之间的关系，下列说法错误的是（　　） A．运动的物体一定具有能量 B．物体受到力的作用，力一定对物体做功 C．做功的本质是能量的转化 D．功和能量的单位都是焦耳 【变式1-2】（24-25八年级下·山东烟台·期末）关于功、能、功率和机械效率，下列说法正确的是（　　） A．越省力的机械，机械效率越高 B．做功越多的机械，做功一定越快 C．功率越大的机械，做功一定越多 D．能够对外做功的物体一定具有能量 【知识点2 动能 】 1.定义：物体由于运动而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有动能。 2.实验探究动能的大小与哪些因素有关 (1)实验探究动能大小与速度大小的关系 实验设计：如图所示，让同一小球分别从斜面的不同高度由静止开始滚下，撞击置于水平面上的木块，观察木块移动距离的长短。 实验现象：由较高位置释放的小球，推动木块移动的距离长。 分析论证：同一小球分别从斜面的不同高度由静止开始滚下，位置越高，小球到达水平面的速度越大，小球推动木块移动的距离越长，表明小球的动能越大。 实验结论：质量相同时，速度大的物体能做的功多，它具有的动能更大。 (2)探究动能大小与质量大小的关系 实验设计：如图所示，先让不同质量的小球先后从斜面上同一高度处由静止开始滚下，比较它们在水平面上运动速度的大小；然后让这两个小球从斜面上同一高度处由静止开始滚下后撞击置于水平面上的木块，观察木块移动距离的长短。 实验现象：斜面上同一高度由静止开始滚下的小球到达水平面的速度相同。质量较大的小球，推动木块移动的距离长。 分析论证：速度相同时，质量越大的小球推动木块移动的距离越长，表明质量越大的小球的动能越大。 实验结论：速度相同时, 质量大的物体能做的功多，它具有的动能更大。 总结：物体的动能与速度和质量有关，速度越大, 质量越大，它具有的动能越大。 科学方法: 1.控制变量法：让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，从而控制小球撞击木块的速度不同，即质量相同时，改变速度进行对比实验。 2.转换法：通过木块移动的距离来反映小球动能的大小。 题型例题二 动能的概念、影响动能的因素 【例2】（多选题）下列运动中的物体，动能减小的是（　　） A．加速升空的电动无人机 B．正在冲洗街道并匀速行驶的洒水车 C．下落过程中的跳水运动员 D．减速进站的“攀钢号”动车 【答案】BD 【详解】动能大小与物体的质量和速度有关。 AC．加速升空的电动无人机和下落过程中的跳水运动员，质量都不变，速度都变大，所以动能都增大，故AC不符合题意； B．正在冲洗街道并匀速行驶的洒水车，速度不变，质量变小，所以动能减小，故B符合题意； D．减速进站的“攀钢号”动车，质量不变，速度变小，所以动能减小，故D符合题意。 故选BD 【例2-1】（24-25八年级下·广东惠州·期末）探究“物体的动能与哪些因素有关”时，实验过程如图所示。 (1)图中实验是在探究物体的动能与 的关系； 实验中，“物体的动能”指的是 （选填“小球”或“木块”）的动能； (2)由甲、乙两图得出实验结论 ； (3)假设实验装置的水平面的可选对象有①粗糙的木板、②平滑的玻璃、③绝对光滑的平面，则一定不能选择的是 （填序号），原因是 ； 若要继续探究“物体的动能与质量的关系”，则应补充的实验器材是 。 【答案】(1) 速度 小球 (2)当物体的质量相同时，速度越大，物体的动能越大 (3) ③ 木块被撞后以恒定不变的速度一直运动下去，无法比较木块运动距离 质量不同的小球 【难度】0.65 【知识点】探究影响动能因素的实验装置及作用、探究动能大小与速度的关系、探究动能大小与质量的关系 【详解】（1）[1]实验中用的是同一小球从同一斜面的不同高度自由滚下，小球的质量相同，小球到达斜面底端的速度不同，撞击木块移动的距离不同，因此实验探究的是物体的动能与速度的关系。 [2]探究物体动能大小与哪些因素有关时，物体动能的大小无法直接体现，所以通过小球对木块做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小球对木块做功的多少，从而判断出小球具有的动能的大小，运用转换法，所以实验对象是小球， 因此“物体的动能”中“物体”指的是小球。 （2）甲、乙两实验中，小球的质量相同，甲实验中小球到达水平面初始速度大，将木块推动的距离远，对木块做的功多，说明甲实验中小球的动能大， 因此可得结论为：当物体的质量相同时，速度越大，它的动能越大。 （3）[1][2]水平面如果绝对光滑，没有摩擦，木块被撞后将以恒定不变的速度一直运动下去，无法比较木块运动距离，所以不能选择绝对光滑的平面，即不能选择③。 [3]若要继续探究“物体的动能与质量的关系”，需要控制速度相同，小球的质量不同，因此应补充的实验器材是质量不同的小球。 【变式2-1】（24-25八年级下·四川达州·期末）我市在努力创建全国文明城市，市容市貌越来越好。如图是环卫工人驾驶洒水车匀速前进洒水时的情景。下列说法正确的是（　　） A．洒水时，洒水车动能一直保持不变 B．洒水时，洒水车对地面的压力一直在变小 C．洒水时，洒水车受到地面的摩擦力始终保持不变 D．洒水车刹车减速，说明力是维持物体运动状态的原因 【变式2-2】（2025·安徽宿州·三模）“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：速度相同的物体，质量越大，动能越大； (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 。 【知识点3 势能】 1. 势能：重力势能和弹性势能统称为势能。 (1) 重力势能：物理学中，把高处的物体由于受重力作用而具有的能叫做重力势能。 一切被举高的物体都具有重力势能。 (2) 弹性势能：物体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。 2. 探究重力势能的大小与哪些因素有关 实验设计：(1)如图所示，先让同一个重物在不同高度处从静止开始下落, 打击小木桩, 观察和比较小木桩被打入沙中的深度。 (2)让质量不同的重物分别在同一高度处，从静止开始下落，打击小木桩, 观察和比较小木桩被打入沙中的深度。 实验现象： (1)质量相同的重物，从较高位置静止下落时，小木桩被打入沙中深度大。 (2)从相同高度静止下落，质量较大的重物打击小木桩陷入沙中深度大。 实验结论： (1)质量相同时，高度越高，物体的重力势能越大。 (2)高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大。 总结：物体的重力势能大小与物体的质量和高度有关, 物体的位置越高，质量越大，具有的重力势能就越大。 3. 弹性势能大小的影响因素 如图所示，运动员用力拉弹力带，弹力带变长，该现象说明力能改变物体的______；地面对运动员的支持力是由于______发生弹性形变而产生的；在弹性限度内，弹力带的______越大，它具有的弹性势能越大。 【答案】 形状 地面 形变程度 实验结论：在弹性限度内，弹性物体的弹性越强，形变越大，它具有的弹性势能就越大。 题型例题三 势能及影响因素 【例3】（25-26八年级下·重庆·阶段检测）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 【难度】0.65 【知识点】比较重力势能的大小、平衡状态的判断、惯性的概念、重力大小质量的关系：G=mg 【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。 【变式3-1】（24-25九年级上·江苏无锡·阶段检测）如图所示，在“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中（m1=m2<m3），下列说法错误的是（　　） A．实验中木桩下陷的深度越深，则物体的重力势能越大 B．本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法 C．选择b、c两图可比较物体的重力势能大小与质量的关系 D．比较a、b两图可知：质量一定时，物体被举的越高，重力势能越大 【变式3-2】（24-25九年级下·福建福州·期中）小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系。”他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表： 次数 橡皮条 橡皮条的宽度/cm 橡皮条的长度/cm 弹珠被弹射的水平距离/m 1 a 0.50 20.00 10.10 2 b 0.50 30.00 8.20 3 c 1.00 20.00 14.00 (1)实验中，是通过比较 来间接反映橡皮条的弹性势能大小； (2)比较1、2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的 有关； (3)比较 次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度有关； (4)用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 　 　 ； A．窄面长的 B．宽面长的 C．窄面短的 D．宽面短的 (5)根据以上实验，再提出一个可以探究的科学问题： 。 【变式3-3】探究篮球反弹性能的强弱与哪些因素有关？ 【猜想与假设】 猜想一：可能与篮球的材质有关； 猜想二：可能与篮球的充气情况有关； 【制定计划与设计实验】 在探究猜想一时，我们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球，设计了以下实验方案。 方案一：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，观察比较它们反弹后的高度； 方案二：其他条件都相同，将不同的篮球从同一高度自由下落。观察比较它们反弹后的高度 方案三：其他条件都相同，使不同的篮球反弹到相同的高度。观察比较它们所需自由下落高度。 【评估与交流】 (1)按照方案一探究，其不足之处是___________； (2)按照方案二探究。篮球反弹后的高度越高，反弹性能就___________；像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上，我们把这种研究方法称之为___________。 (3)按照方案三探究，篮球所需自由下落的高度越高，反弹性能就越___________。 类比于机械效率，我们可以用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的___________来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则反弹性能就越___________。 【变式3-4】【实验名称】探究影响重力势能大小的因素。 【猜想】在探究影响重力势能大小的因素时，某同学提出了如下猜想： 猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关。 猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关。 猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。 【证据】他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，刻度尺一把，体积相同、质量为m的小球三个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示： 为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落，测得A、B小球陷入花泥的深度分别为和，如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端由静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计），测得C、D小球陷入花泥的深度均为，且。 【解释】 (1)本实验是通过观察 来判断重力势能大小的； (2)分析图甲所示的实验现象，可得出结论：当物体的运动路径、 相同时， 越大，重力势能越大； (3)分析图乙所示的实验现象，发现两个球运动的路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径 （选填“有关”或“无关”）； (4)比较 两个球，可得出结论：当物体质量相同时，高度越高，物体具有的重力势能越大； 【交流】 (5)本实验中主要采用的实验方法有转换法和 法； (6)由B、C两个球不能探究重力势能的大小与质量的关系，理由是没有控制 。 【知识点4 机械能的转化】 1. 机械能 物体的动能和势能统称为机械能。一个物体可以同时具有动能和势能。例如，空中飞行的客机具有动能和重力势能；瀑布的水具有重力势能和动能。 2. 研究动能与重力势能的转化 (1) 如图所示，摆球左右摆动过程中，位置和速度不断发生变化。 高度 重力势能 速度 动能 能的转化 A→B 降低 减小 变大 增大 重力势能转化为动能 B→C 升高 增大 变小 减小 动能转化为重力势能 C→B 降低 减小 变大 增大 重力势能转化为动能 B→A 升高 增大 变小 减小  动能转化为重力势能 实验现象：单摆在摆动过程中，动能和重力势能可以相互转化 实验归纳：在一定条件下，动能和势能可以相互转化。 3. 动能与势能转化的应用 ①过山车运动 —— 高处重力势能大，下滑时重力势能转化为动能；上升时动能转化为重力势能。 ②小孩玩蹦床 —— 下落时重力势能转动能，接触蹦床后动能转弹性势能，弹起时弹性势能转动能、重力势能。 摩擦等阻力会使机械能在转化过程中逐渐减少，这是实际现象与理想情况（无阻力时机械能守恒）的差异所在。有摩擦等阻力时，动能与势能转化中机械能减少；机械能也可与其他形式能转化（如水力发电：水的机械能转电能；电动机：电能转机械能 ） 4. 机械能守恒 (1)大量研究表明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。 (2)机械能守恒的条件：只有动能和势能的相互转化，即动能的增减量等于势能的减增量；或者说，没有机械能转化为其他形式的能，也没有其他形式的能转化为机械能。 5. 机械能与其他形式的能之间的转化 机械能与其他形式的能之间也可以相互转化。水力发电是水的机械能转化为电能；电动机工作时，是电能转化为机械能。 题型四机械能的转化及守恒 【典例4】2025年10月31日，我国发射载人飞船运载火箭在酒泉卫星发射中心成功将张陆、武飞、张洪章三名航天员送入太空。在火箭腾空而起的过程中，载人飞船的动能______（增大/减小/不变，下同），其重力势能______，机械能______。 【答案】 增大 增大 增大 【详解】在火箭腾空而起的过程中，载人飞船的质量不变，速度增大，高度增加，故它的动能和重力势能都会增大；机械能是物体动能和势能的总和，动能和重力势能都增大，故机械能增大。 【变式4-1】某次体育课学生训练跳远，如图是某学生起跳后的运动轨迹，b为最高点，a、c两点高度相同，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．b点时速度不为零 B．a、c两点的动能相等 C．a点机械能和d点机械能大小相等 D．落地后运动员失去惯性 【答案】ABC 【详解】A．运动到最高点b点时，学生在水平方向上具有速度，故A正确； BC．由于不计空气阻力，则跳起后运动过程中机械能守恒，则a点机械能与c点、d点机械能大小相等，a、c两点高度相同，则在a、c两点的重力势能相同，由于机械能等于动能和势能之和，所以这两点的动能相同，故BC正确； D．惯性只与物体的质量有关，物体在任何时候都具有惯性，所以落地后的运动员仍有惯性，故D错误。 故选ABC。 【变式4-2】人造卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行。它从近地点向远地点运动过程中（　　） A．势能变小，动能变大 B．势能变大，动能变大 C．势能变大，动能变小 D．势能变小，动能变小 【答案】C 【详解】人造卫星在大气层外运行，不受空气阻力，机械能总量守恒。 卫星从近地点向远地点运动时，卫星质量不变，它和地球的距离增大，高度增加，因此重力势能变大；由于机械能总量不变，动能会转化为重力势能，因此动能变小，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 方法技巧 一、正确判断动能和势能的变化 1. 物体的动能由物体的质量和其速度的大小共同决定，不可忽略任何一个。 2. 影响重力势能大小的因素 决定因素：物体的质量和高度。在高度一定时，物体的质量越大，它具有的重力势能越大；在物体的质量一定时，高度越大，它具有的重力势能越大。 3. 弹性势能的大小与弾性物体材料本身及发生弹性形变的程度有关。弾性物体的弾性越强，弹性形变程度越大，它具有的弹性势能就越大。 二、控制变量法和转换法的应用 1. 探究影响动能大小的因素 （1）控制变量法：要探究动能与质量的关系，就需要控制小球的速度不变，只改变小球的质量进行实验；要探究动能与速度的关系，就需要控制小球的质量不变，只改变小球的速度进行实验。 （2）转换法：通过木块被碰撞后的滑动距离来反映小球的动能大小。 2. 探究影响势能大小的因素 （1）采用同一重物，控制质量不变的目的是排除质量因素对实验结果的影响，此处采用的是控制变量法。 （2）小方桌陷入沙中越深，说明重物原来具有的重力势能越大，记录并比较小方桌下陷的深度，是为了比较重物具有的重力势能的大小，此处采用的是转换法。 模块三 课后作业 一、单选题(共14题) 1．（25-26八年级下·河南信阳·期末）关于能的概念，下列说法正确的是（     ） A．一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量 B．物体具有的能量越多，做的功就越多 C．物体做了功，它具有的能量就减少了 D．能量不是一个物体本身具有的，与它是否做功有关 2．关于功和能的关系，下列几种说法中，正确的是（    ） A．具有能的物体一定正在做功 B．物体具有的能越大，它做的功就越多 C．物体做的功越多，它具有的能越大 D．物体能够做的功越多，它具有的能就越大 3．（24-25八年级下·福建三明·期末）下列实验所运用的研究方法，与曹冲称象故事中所运用的等效替代法相同的是（　　） A．探究压力的作用效果 B．探究牛顿第一定律 C．探究同一直线的二力合成 D．探究重力势能大小的影响因素 4．（25-26八年级下·河南周口·期末）下列物体具有弹性势能的是（　　） A．飞行的小鸟 B．被拉开的弹弓 C．水平行驶的汽车 D．举高的杠铃 5．（25-26八年级下·湖北恩施·期末）自制“魔罐”水平滚动后自动返回，来回滚动几次后停下，下列说法正确的是（     ） A．魔罐滚出去时，弹性势能转化为动能 B．魔罐滚回来时，动能转化为弹性势能 C．魔罐第一次滚至最远时，橡皮筋弹性势能最大 D．整个过程中魔罐机械能保持不变 6．（25-26八年级下·吉林·期末）我国传统文化中古诗词不仅词句优美，而且蕴含了丰富的物理知识。下列说法中不正确的是（　　） A．花气袭人知昼暖，鹊声穿树喜新晴”，“鹊声”经空气传播到人耳 B．两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”，“轻舟”的运动是以船上乘客为参照物 C．会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”，“拉弯的弓”具有弹性势能 D．黄河远上白云间，一片孤城万仞山”，“黄河水”具有重力势能 7．（25-26八年级下·山东东营·期末）关于物体的动能，下列说法正确的是（     ） A．质量相同的石块被举得越高，动能越大 B．汽车的动能一定比自行车动能大 C．陨石从空中下落，部分重力势能转化为动能 D．空中下落的小球将弹簧压缩，弹性势能转化为动能 8.（25-26九年级上·江苏盐城·期末）如图所示，小红在家玩“套圈”游戏，套圈从a点运动到c点的过程中（不计空气阻力）（    ） A．在a点的重力势能最大 B．在b点时的动能为0 C．在c点的机械能大于在a点的机械能 D．由b点到c点的过程中，重力势能转化为动能 9．（25-26八年级下·山东枣庄·期末）物理研究中常常用到“控制变量法”、“等效替代法”、“转换法”、“科学推理法”、“类比法”、“理想模型法”等科学方法，在本学期课题有关内容中，下列研究实例对应的研究方法正确的是（     ） ①用海绵的凹陷程度来表示压力的作用效果——转换法 ②探究二力合成时合力大小与两个力之间的关系——科学推理法 ③探究浮力的大小与排开液体体积的关系——控制变量法 ④探究影响物体动能大小的因素时，用木块被推动的距离反映物体动能的大小——等效替代法 ⑤探究阻力对物体运动的影响时，在实验基础上，分析推理得出物体不受阻力时的情况——类比法 ⑥一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是一个杠杆——理想模型法 A．①③⑥ B．①③④⑥ C．①③④ D．①②③⑤⑥ 10.如图所示是小玮同学在学校手工制作比赛上制作的一个过山车模型，他把铁球放在点，然后让它沿光滑轨道滚下，铁球先后经过、两点，最后到达水平点飞出。若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．铁球到达点时惯性消失 B．铁球到达点的瞬间，其动能为零 C．铁球从点下滑到点时，其机械能减小 D．铁球运动到点时受到的重力和支持力是一对平衡力 11.如图所示，小球从A点静止释放后，往复摆动，最终停在B点。在此过程中，能量转化描述正确的是（　　） A．从A到B，小球动能减小 B．从B到C，小球重力势能减小 C．整个过程中小球机械能不变 D．小球第一次到B点时动能最大 12.如图所示，小明把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到鼻子附近的N点，稳定后释放铁锁自由来回摆动，O点是摆动的最低点，M点是摆动到左侧的最高点，若小明静止在地面上，考虑到空气阻力和绳子悬挂处的摩擦，则下列说法不正确的是（　　） A．铁锁摆回到右侧时不会打到小明的鼻子 B．铁锁摆到M点时的重力势能和N点的重力势能一样大 C．铁锁由O点摆到M点的过程中，重力势能增大 D．在摆动过程中，铁锁每次经过O点，其动能都比上一次小 13.如图所示，一个小球系在细线上在竖直平面摆动（不计空气阻力）。小球运动的最低点是点，左右两侧最高点是点和点，下列说法中正确的是（　　） A．在点时小球处于平衡状态 B．过程中，若在点剪断细线同时所有力都消失，小球的运动轨迹是1 C．过程中，小球的动能转化为重力势能 D．在点，小球的机械能最大 14.如图所示，运动员迎着飞来的足球奔跑，腾空跃起将足球顶出。考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　） A．运动员在跑步阶段运动状态不变，在腾空阶段运动状态改变 B．足球与运动员相互作用的过程中，足球的弹性势能逐渐增大 C．足球被顶出说明运动员对足球的弹力大于足球对运动员的弹力 D．足球从被顶出至刚落地的过程中，足球减小的重力势能大于足球增加的动能 二、多选题（3道题） 15.如下图所示的是某同学掷出的实心球的运动轨迹，O点是实心球刚离开手的位置，A点是实心球运动到最高点的位置，B点是实心球落地前瞬间的位置，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．实心球在最高点A时，动能为零 B．实心球从O点运动到A点时，动能转化为重力势能 C．实心球从O点运动到B点的过程中，动能先增大后减小 D．实心球在O点的机械能等于在B点的机械能 16.如图所示，将小球压入水中，在a处静止释放，小球始终沿直线向上运动，跃出水面后最高到达空中c处，小球在b处受到的合力为零且速度最大。请分析小球由a到c的运动过程（水和空气的阻力不可忽略），下列说法正确的是（　　） A．小球在c处受力平衡 B．小球在a处释放瞬间受力不平衡 C．由a运动到b，小球的机械能增加 D．由b运动到c，小球的机械能守恒 17.如图，弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球从a点经最低点b运动至c点。下列分析正确的是（　　） A．小球不能回到原来的高度，说明小球在此过程中能量不守恒 B．经过b点时，小球动能最大 C．从a到c的过程中，小球机械能守恒 D．从b到c的过程中，一部分机械能转化为内能 三、填空题（共10道题） 1．（25-26八年级下·全国·课后作业）如图所示，流水推动水车转动，对水车_______（选填“做了功”或“没做功”），流水_______（选填“具有”或“不具有”）能量。 2．（2026·天津和平·三模）如图所示，蹦床运动员从高处落下，在与蹦床床面接触后，床面发生________，运动员的动能转化成蹦床的________能。 3．（25-26八年级下·广东惠州·期末）如图所示，滚摆下降时，重力势能________，动能_______。随着时间流逝，滚摆逐渐停止，整个过程中其机械能________ （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。 4．（25-26八年级下·山东枣庄·期末）把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到你的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，离你而去，到达左侧最高点后，铁锁又向你运动，铁锁____________（选填“会”或“不会”）打到你的鼻子。原因是铁锁在运动过程中动能和重力势能相互转化，在忽略阻力时，机械能的总和____________，即机械能守恒，所以铁锁在摆回时，不会打到鼻子。 5．（25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·期末）小聪将小球P拴在细线下，使其在竖直平面内间来回摆动如图。不计阻力，在小球由最高点摆到最低点的过程中，小球的动能逐渐__________；小球刚好摆动到点时，假如所有力突然消失，小球将__________。 6.（2026·吉林四平·二模）如图，我国自主研发的“九天”无人机在长春航展上精彩亮相，其最大飞行速度为200m/s。 (1）“九天”的最大飞行时间为10h，它同时还配有一个任务舱，可以携带大量小型无人机。“九天”的最大飞行路程是__________km。以任务舱为参照物，飞行中的“九天”是__________（选填“运动”或“静止”）的。 (2）“九天”在匀速飞行过程中，小型无人机飞离任务舱后，“九天”的动能__________、惯性__________。（选填“变大”“变小”或“不变”） 7.（25-26九年级下·山东泰安·期中）如图所示，扫地机器人扫地时将灰尘和地面杂物吸入自身的垃圾收纳盒。当扫地机器人在水平地面上匀速前进清理散落在地面的杂物时，扫地机器人的动能______（选填“增大”“不变”或“减小”）。 8.（25-26九年级上·甘肃·期末）如图所示，某气象卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行，当它从近地点向远地点运动时，____增大，____减小；______转化为_____。（均选填“重力势能”或“动能”），总机械能_____（变大、不变、变小） 9.2026年3月30日，力箭二号遥一运载火箭在东风商业航天创新试验区成功首飞，将多颗卫星送入预定轨道。火箭升空时，燃料燃烧产生的高温高压燃气向后高速喷出，推动火箭加速上升，这说明物体间力的作用是_______ 的；在火箭加速上升的过程中，其机械能_______ （选填“增大”“减小”或“不变”）；以地面为参照物，火箭是_______ （选填“运动”或“静止”）的。 10.踢毽子是一项有益的体育活动，毽子被踢出后在空中上升过程中、空气阻力不可忽略；毽子的动能___________，机械能___________。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 四、实验题（共6道题） 1.小美同学结合课本上“探究影响动能大小因素”的实验设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球先后从同一装置高度分别为hA、hB、hC(ma=mb<mc，hA=hC>hB)的位置由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，推动小木块运动一段距离后静止。请你根据生活经验和所学的物理探究方法回答以下问题： (1)通过观察比较              就可以反映小球“撞击前”动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法； (2)某段道路的标志牌如图2所示，为了研究超速产生的安全隐患时，我们应选择         两图所示实验来进行比较； (3)比较图1中的甲、丙两图，能得出的是           ； (4)若水平面绝对光滑，则本实验        (选填“能”或“不能”)达到实验目的。利用该装置也可以探究阻力对物体运动的影响，将同一钢球从同一斜面的同一高度由静止释放，在毛巾、木板、玻璃等水平表面上运动不同的距离后停止，克服摩擦做功为W1、W2、W3，它们的大小关系是              。 2.小梦家的摆钟最近走快了，只见爸爸将摆锤下的螺母拧了几下，摆钟走时就准了。小梦好奇地看完这个过程，想探究摆动周期与哪些因素有关？他在一条长细线的一端系了一个螺帽，让螺帽来回摆动，测量螺帽摆动一个来回所用时间（周期），实验装置如图所示。小梦多次改变细线的长度，每次保持摆动幅度d相同，测量摆动周期，实验数据记录如下表： 　　　　　　　　　 （1）本实验中使螺帽获得动能的操作方法是　　； （2）分析实验1、2，3的数据，可得出结论　　； （3）通过上述实验结论可知，小梦家的摆钟走快，爸爸拧摆锤下的螺母，相当于将摆锤的摆长　　（选填“增大”或“减小”）； （4）请你对影响物体摆动周期的因素提出新的猜想：　　。 3.用如图所示装置探究影响重力势能大小的因素。、为实心铁块让铁块从图中所示高度由静止下落，砸在小桌上，桌腿陷入沙子中。 实验中，铁块的重力势能是通过          来反映的； 图甲所示实验探究的问题是“铁块的重力势能与          是否有关”，此实验需要控制          不变； 小力利用图乙所示的实验探究“铁块的重力势能与质量是否有关”，他的操作过程中存在的问题是          ，合理的操作是          。 4.（2025·湖南衡阳·二模）在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，小明让质量不同的小球从同一斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，木块被撞出一段距离，如图甲所示（忽略小球与接触面的滚动摩擦以及撞击过程中的能量损失） (1)小明将质量不同的小球从同一高度由静止释放的目的是 ； (2)该实验是通过观察 来判断小球的动能大小； (3)小华同学将实验装置改进成图乙（图乙中小球撞击木块前接触面光滑，撞击后接触面粗糙）用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，球离开弹簧撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究小球的动能大小与 的关系； (4)小华觉得利用图乙的装置，也能探究小球的动能大小与质量的关系。只需利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块即可。小华的设计方案 （选填“可行”或“不可行”），如果用该方案，你将观察到的现象是 。 5.（25-26九年级上·江苏苏州·期末）小明在探究“影响重力势能大小的因素”实验中，选择三个大小相同的实心球A、B、C，且。如图甲，A、C两球离沙地高度相同，将三个球由静止释放，落到松软程度相同的沙地上时的状态如虚线所示，忽略空气阻力影响。 (1)选择A、B两球进行实验，是为了探究重力势能大小与________的关系； (2)比较A、C两球可得出结论：________； (3)释放前，B、C两球中，重力势能较大的是________球； (4)如图乙，小红也使A、C两球从同一高度下落到松软程度相同的沙地上，结果如虚线所示，原因可能是________。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 11.4动能和势能（举一反三·讲义）解析版 【新教材沪粤版】 【知识框架+知识精讲（4个知识归纳+4个题型+方法技巧）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 如图 11-4-1 所示，被拉开的弓、发生形变的跳板、从高处下落的重锤、流动的水都能对其他物体做功。物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量（energy），能量简称能。一个物体能够做的功越多，表示它具有的能量就越大。在国际单位制中，能量的单位与功的单位一样，也是焦耳（J）。 知识归纳 【知识点1 能量】 1. 定义：物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量，能量简称能。 注意:一个物体具有能量,并不是说这个物体一定正在做功。 2. 能量和功的关系：能量大小可以通过做功多少来体现。一个物体能够做的功越多，表明它具有的能量越大。 3. 单位：能的单位就是功的单位，国际单位是焦耳(J)。 4.实质：物体做功的过程，就是能的转化过程；能量是表示物体做功本领的物理量 题型例题一 功和能的关系 【例1】物体能 ，我们就说这个物体具有能量，简称能。物体 越多，它具有的能就越多。能的单位是 。 【答案】 对外做功 能够对外做功 焦耳（J） 【知识点】能量的概念及单位 【详解】[1]一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。 [2]物体能够对外做的功越多，表示它具有的能量就越多，能量的大小用能够做的功的多少来衡量。 [3]能量的国际单位与功的单位相同，都是焦耳，简称焦，符号为J。 【变式1-1】关于力和运动、功和能量之间的关系，下列说法错误的是（　　） A．运动的物体一定具有能量 B．物体受到力的作用，力一定对物体做功 C．做功的本质是能量的转化 D．功和能量的单位都是焦耳 【答案】B 【详解】A．物体由于运动而具有的能量叫做动能，因此运动的物体具有能量，故A正确，不符合题意； B．有力作用在物体上，如果物体没有在力的方向上通过一定的距离，则力没有对物体做功，故B错误，符合题意； C．能量的转化需要通过做功来实现，所以做功的本质是能量的转化，故C正确，不符合题意； D．为纪念焦耳在热学和能量研究领域取得的卓越成就，物理量以其名字命名功和各种能量的基本单位，故D正确，不符合题意。 故选B。 【变式1-2】（24-25八年级下·山东烟台·期末）关于功、能、功率和机械效率，下列说法正确的是（　　） A．越省力的机械，机械效率越高 B．做功越多的机械，做功一定越快 C．功率越大的机械，做功一定越多 D．能够对外做功的物体一定具有能量 【答案】D 【难度】0.85 【知识点】功率的定义及意义、机械效率的定义、功和能的关系 【详解】A．机械效率是指有用功与总功的比值，机械省力与否与机械效率高低没有必然联系，故A错误； B．做功快慢是由功率决定的，功率，做功多但时间不确定时，无法确定做功快慢，故B错误； C．功率反映做功快慢，功率大但做功时间不确定时，做功不一定多，故C错误； D．一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量，能够对外做功的物体一定具有能量，故D正确。 故选D。 【知识点2 动能 】 1.定义：物体由于运动而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有动能。 2.实验探究动能的大小与哪些因素有关 (1)实验探究动能大小与速度大小的关系 实验设计：如图所示，让同一小球分别从斜面的不同高度由静止开始滚下，撞击置于水平面上的木块，观察木块移动距离的长短。 实验现象：由较高位置释放的小球，推动木块移动的距离长。 分析论证：同一小球分别从斜面的不同高度由静止开始滚下，位置越高，小球到达水平面的速度越大，小球推动木块移动的距离越长，表明小球的动能越大。 实验结论：质量相同时，速度大的物体能做的功多，它具有的动能更大。 (2)探究动能大小与质量大小的关系 实验设计：如图所示，先让不同质量的小球先后从斜面上同一高度处由静止开始滚下，比较它们在水平面上运动速度的大小；然后让这两个小球从斜面上同一高度处由静止开始滚下后撞击置于水平面上的木块，观察木块移动距离的长短。 实验现象：斜面上同一高度由静止开始滚下的小球到达水平面的速度相同。质量较大的小球，推动木块移动的距离长。 分析论证：速度相同时，质量越大的小球推动木块移动的距离越长，表明质量越大的小球的动能越大。 实验结论：速度相同时, 质量大的物体能做的功多，它具有的动能更大。 总结：物体的动能与速度和质量有关，速度越大, 质量越大，它具有的动能越大。 科学方法: 1.控制变量法：让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，从而控制小球撞击木块的速度不同，即质量相同时，改变速度进行对比实验。 2.转换法：通过木块移动的距离来反映小球动能的大小。 题型例题二 动能的概念、影响动能的因素 【例2】（多选题）下列运动中的物体，动能减小的是（　　） A．加速升空的电动无人机 B．正在冲洗街道并匀速行驶的洒水车 C．下落过程中的跳水运动员 D．减速进站的“攀钢号”动车 【答案】BD 【详解】动能大小与物体的质量和速度有关。 AC．加速升空的电动无人机和下落过程中的跳水运动员，质量都不变，速度都变大，所以动能都增大，故AC不符合题意； B．正在冲洗街道并匀速行驶的洒水车，速度不变，质量变小，所以动能减小，故B符合题意； D．减速进站的“攀钢号”动车，质量不变，速度变小，所以动能减小，故D符合题意。 故选BD。 【例2-1】（24-25八年级下·广东惠州·期末）探究“物体的动能与哪些因素有关”时，实验过程如图所示。 (1)图中实验是在探究物体的动能与 的关系； 实验中，“物体的动能”指的是 （选填“小球”或“木块”）的动能； (2)由甲、乙两图得出实验结论 ； (3)假设实验装置的水平面的可选对象有①粗糙的木板、②平滑的玻璃、③绝对光滑的平面，则一定不能选择的是 （填序号），原因是 ； 若要继续探究“物体的动能与质量的关系”，则应补充的实验器材是 。 【答案】(1) 速度 小球 (2)当物体的质量相同时，速度越大，物体的动能越大 (3) ③ 木块被撞后以恒定不变的速度一直运动下去，无法比较木块运动距离 质量不同的小球 【难度】0.65 【知识点】探究影响动能因素的实验装置及作用、探究动能大小与速度的关系、探究动能大小与质量的关系 【详解】（1）[1]实验中用的是同一小球从同一斜面的不同高度自由滚下，小球的质量相同，小球到达斜面底端的速度不同，撞击木块移动的距离不同，因此实验探究的是物体的动能与速度的关系。 [2]探究物体动能大小与哪些因素有关时，物体动能的大小无法直接体现，所以通过小球对木块做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小球对木块做功的多少，从而判断出小球具有的动能的大小，运用转换法，所以实验对象是小球， 因此“物体的动能”中“物体”指的是小球。 （2）甲、乙两实验中，小球的质量相同，甲实验中小球到达水平面初始速度大，将木块推动的距离远，对木块做的功多，说明甲实验中小球的动能大， 因此可得结论为：当物体的质量相同时，速度越大，它的动能越大。 （3）[1][2]水平面如果绝对光滑，没有摩擦，木块被撞后将以恒定不变的速度一直运动下去，无法比较木块运动距离，所以不能选择绝对光滑的平面，即不能选择③。 [3]若要继续探究“物体的动能与质量的关系”，需要控制速度相同，小球的质量不同，因此应补充的实验器材是质量不同的小球。 【变式2-1】（24-25八年级下·四川达州·期末）我市在努力创建全国文明城市，市容市貌越来越好。如图是环卫工人驾驶洒水车匀速前进洒水时的情景。下列说法正确的是（　　） A．洒水时，洒水车动能一直保持不变 B．洒水时，洒水车对地面的压力一直在变小 C．洒水时，洒水车受到地面的摩擦力始终保持不变 D．洒水车刹车减速，说明力是维持物体运动状态的原因 【答案】B 【难度】0.65 【知识点】影响滑动摩擦力大小的因素、牛顿第一定律的内容及理解、动能的概念、影响动能的因素、压力的概念 【详解】A．动能大小与质量和速度有关。洒水车匀速前进，速度不变，但洒水过程中总质量不断减小，因此动能减小，故A错误； B．水平地面上，物体对地面的压力等于自身总重力。洒水时洒水车总质量减小，总重力减小，因此对地面的压力一直在变小，故B正确； C．摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关。接触面粗糙程度不变，洒水时压力不断减小，故摩擦力也会减小，故C错误； D．力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因。洒水车刹车减速，是力改变了它的运动状态，故D错误。 故选B。 【变式2-2】（2025·安徽宿州·三模）“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：速度相同的物体，质量越大，动能越大； (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 (3)塑料软片对不同体积的钢球阻力不同 【难度】0.65 【知识点】探究影响动能因素的实验装置及作用、探究动能大小与质量的关系、控制变量法、转换法 【详解】（1）[1][2]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。 （3）体积越大的物体与塑料软片的压力越大，压力越大，阻力越大，所以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，故不能通过比较撞击的软片数目来比较钢球的动能大小。 【知识点3 势能】 1. 势能：重力势能和弹性势能统称为势能。 (1) 重力势能：物理学中，把高处的物体由于受重力作用而具有的能叫做重力势能。 一切被举高的物体都具有重力势能。 (2) 弹性势能：物体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。 2. 探究重力势能的大小与哪些因素有关 实验设计：(1)如图所示，先让同一个重物在不同高度处从静止开始下落, 打击小木桩, 观察和比较小木桩被打入沙中的深度。 (2)让质量不同的重物分别在同一高度处，从静止开始下落，打击小木桩, 观察和比较小木桩被打入沙中的深度。 实验现象： (1)质量相同的重物，从较高位置静止下落时，小木桩被打入沙中深度大。 (2)从相同高度静止下落，质量较大的重物打击小木桩陷入沙中深度大。 实验结论： (1)质量相同时，高度越高，物体的重力势能越大。 (2)高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大。 总结：物体的重力势能大小与物体的质量和高度有关, 物体的位置越高，质量越大，具有的重力势能就越大。 3. 弹性势能大小的影响因素 如图所示，运动员用力拉弹力带，弹力带变长，该现象说明力能改变物体的______；地面对运动员的支持力是由于______发生弹性形变而产生的；在弹性限度内，弹力带的______越大，它具有的弹性势能越大。 【答案】 形状 地面 形变程度 实验结论：在弹性限度内，弹性物体的弹性越强，形变越大，它具有的弹性势能就越大。 题型例题三 势能及影响因素 【例3】（25-26八年级下·重庆·阶段检测）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 【难度】0.65 【知识点】比较重力势能的大小、平衡状态的判断、惯性的概念、重力大小质量的关系：G=mg 【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。 【变式3-1】（24-25九年级上·江苏无锡·阶段检测）如图所示，在“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中（m1=m2<m3），下列说法错误的是（　　） A．实验中木桩下陷的深度越深，则物体的重力势能越大 B．本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法 C．选择b、c两图可比较物体的重力势能大小与质量的关系 D．比较a、b两图可知：质量一定时，物体被举的越高，重力势能越大 【答案】C 【难度】0.65 【知识点】探究重力势能大小与质量的关系、探究影响物体重力势能因素的实验装置及作用 【详解】A．木桩下陷的深度可以视作物体重力势能对木桩所做功的直接反映。在同一次释放中，若下陷越深，说明重力势能越大，故A正确，不符合题意； B．本实验先“只改变质量、控制高度不变”或“只改变高度、控制质量不变”来比较木桩下陷的深度，这体现了控制变量法；再利用“重力势能转化为对木桩做功的效果”来间接测量重力势能大小，这属于转换法，故B正确，不符合题意； C．由图可知，b、c两图中物体的高度并不相同，无法仅比较“质量不同”对重力势能的影响；若要比较质量对重力势能的影响，应保证高度相同，故C错误，符合题意； D．比较a、b两图时，质量相同，高度不同，高度越高，木桩下陷的越深，说明：在质量一定时，物体被举得越高，重力势能越大，故D正确，不符合题意。 故选C。 【变式3-2】（24-25九年级下·福建福州·期中）小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系。”他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表： 次数 橡皮条 橡皮条的宽度/cm 橡皮条的长度/cm 弹珠被弹射的水平距离/m 1 a 0.50 20.00 10.10 2 b 0.50 30.00 8.20 3 c 1.00 20.00 14.00 (1)实验中，是通过比较 来间接反映橡皮条的弹性势能大小； (2)比较1、2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的 有关； (3)比较 次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度有关； (4)用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 　 　 ； A．窄面长的 B．宽面长的 C．窄面短的 D．宽面短的 (5)根据以上实验，再提出一个可以探究的科学问题： 。 【答案】(1)弹珠被弹射的水平距离 (2)长度 (3)1、3 (4)D (5)橡皮条的弹性势能与橡皮条的材料是否有关 【难度】0.65 【知识点】弹性势能的概念及影响因素 【详解】（1）根据转化法，橡皮条的弹性势能的大小是通过弹珠被弹射的水平距离来反映的，弹珠射出的越远，说明橡皮条的弹性势能越大。 （2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条宽度相同，长度不同，弹珠射出的距离不同，故橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关。 （3）根据控制变量法，要想探究橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度的关系，应控制拉伸相同的伸长量，橡皮长度相同，橡皮条宽度不同，因此应比较第1次和第3次实验，此时拉伸相同的伸长量，橡皮长度相同，条宽不同，弹珠射出的距离不同，故橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度有关。 （4）由以上可知，弹性势能的大小与宽度、长度有关；根据表格数据还可知，在拉伸相同的伸长量时，宽度越宽，弹性势能越大，长度越短，弹性势能越大，故弹性势能最大的橡皮条是宽而短的。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （5）制成橡皮条的材料有很多种，因此可以猜想橡皮条的弹性势能可能与橡皮条的材料有关。 【变式3-3】探究篮球反弹性能的强弱与哪些因素有关？ 【猜想与假设】 猜想一：可能与篮球的材质有关； 猜想二：可能与篮球的充气情况有关； 【制定计划与设计实验】 在探究猜想一时，我们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球，设计了以下实验方案。 方案一：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，观察比较它们反弹后的高度； 方案二：其他条件都相同，将不同的篮球从同一高度自由下落。观察比较它们反弹后的高度 方案三：其他条件都相同，使不同的篮球反弹到相同的高度。观察比较它们所需自由下落高度。 【评估与交流】 (1)按照方案一探究，其不足之处是___________； (2)按照方案二探究。篮球反弹后的高度越高，反弹性能就___________；像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上，我们把这种研究方法称之为___________。 (3)按照方案三探究，篮球所需自由下落的高度越高，反弹性能就越___________。 类比于机械效率，我们可以用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的___________来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则反弹性能就越___________。 【答案】(1)无法控制用相同的力拍打篮球 (2) 强 转换法 (3) 弱 比值 强 【详解】（1）方案一：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，在用力向下拍球时，无法控制用相同的力拍打篮球。 （2）[1][2]人无法直接用肉眼观察篮球的反弹性能，但是如果篮球能够反弹的高度越高，说明其弹性越好，反弹性能就越强；用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上称为转换法。 （3）[1]要反弹到相同的高度，篮球所需自由下落的高度越高，说明篮球的反弹性能越弱。 机械效率是有用功与总功的比值，其值越大，效率越高；与其类似，用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的比值来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则相同情况弹跳高度越大，说明反弹性能就越强。 【变式3-4】【实验名称】探究影响重力势能大小的因素。 【猜想】在探究影响重力势能大小的因素时，某同学提出了如下猜想： 猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关。 猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关。 猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。 【证据】他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，刻度尺一把，体积相同、质量为m的小球三个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示： 为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落，测得A、B小球陷入花泥的深度分别为和，如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端由静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计），测得C、D小球陷入花泥的深度均为，且。 【解释】 (1)本实验是通过观察 来判断重力势能大小的； (2)分析图甲所示的实验现象，可得出结论：当物体的运动路径、 相同时， 越大，重力势能越大； (3)分析图乙所示的实验现象，发现两个球运动的路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径 （选填“有关”或“无关”）； (4)比较 两个球，可得出结论：当物体质量相同时，高度越高，物体具有的重力势能越大； 【交流】 (5)本实验中主要采用的实验方法有转换法和 法； (6)由B、C两个球不能探究重力势能的大小与质量的关系，理由是没有控制 。 【答案】(1)小球陷入花泥中的深度 (2) 高度 质量 (3)无关 (4)A、C (5)控制变量 (6)下落高度相同 【难度】0.65 【知识点】探究影响物体重力势能因素的实验装置及作用、探究重力势能大小与质量的关系、探究重力势能大小与高度的关系 【详解】（1）小球的重力势能难以直接观察，可以观察小球陷入花泥中深度来间接反映，利用了转换法。 （2）[1][2]分析图甲所示的实验现象，两球高度相同，质量不同，质量大的陷入花泥中更深，根据控制变量法，可得出结论：当物体的运动路径、高度相同时，质量越大，重力势能越大。 （3）分析图乙所示的实验现象，质量和高度相同，两个球运动的路径不同，陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径无关。 （4）根据控制变量法，探究重力势能大小与高度的关系时，应保持质量相同，高度不同，故应选择A、C两球进行实验。 （5）小球的重力势能难以直接观察，可以观察小球陷入花泥中深度来间接反映，利用了转换法，重力势能的大小与质量和高度有关，每次只探究其中一个，另一个保持相同，应用了控制变量法，故本实验中主要采用的实验方法有转换法和控制变量法。 （6）探究重力势能的大小与质量的关系，根据控制变量法，应保持高度相同，质量不同，B、C两个球质量不同，下落高度也不相同，故不能完成探究重力势能的大小与质量的关系实验。 【知识点4 机械能的转化】 1. 机械能 物体的动能和势能统称为机械能。一个物体可以同时具有动能和势能。例如，空中飞行的客机具有动能和重力势能；瀑布的水具有重力势能和动能。 2. 研究动能与重力势能的转化 (1) 如图所示，摆球左右摆动过程中，位置和速度不断发生变化。 高度 重力势能 速度 动能 能的转化 A→B 降低 减小 变大 增大 重力势能转化为动能 B→C 升高 增大 变小 减小 动能转化为重力势能 C→B 降低 减小 变大 增大 重力势能转化为动能 B→A 升高 增大 变小 减小  动能转化为重力势能 实验现象：单摆在摆动过程中，动能和重力势能可以相互转化 实验归纳：在一定条件下，动能和势能可以相互转化。 3. 动能与势能转化的应用 ①过山车运动 —— 高处重力势能大，下滑时重力势能转化为动能；上升时动能转化为重力势能。 ②小孩玩蹦床 —— 下落时重力势能转动能，接触蹦床后动能转弹性势能，弹起时弹性势能转动能、重力势能。 摩擦等阻力会使机械能在转化过程中逐渐减少，这是实际现象与理想情况（无阻力时机械能守恒）的差异所在。有摩擦等阻力时，动能与势能转化中机械能减少；机械能也可与其他形式能转化（如水力发电：水的机械能转电能；电动机：电能转机械能 ） 4. 机械能守恒 (1)大量研究表明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。 (2)机械能守恒的条件：只有动能和势能的相互转化，即动能的增减量等于势能的减增量；或者说，没有机械能转化为其他形式的能，也没有其他形式的能转化为机械能。 5. 机械能与其他形式的能之间的转化 机械能与其他形式的能之间也可以相互转化。水力发电是水的机械能转化为电能；电动机工作时，是电能转化为机械能。 题型四机械能的转化及守恒 【典例4】2025年10月31日，我国发射载人飞船运载火箭在酒泉卫星发射中心成功将张陆、武飞、张洪章三名航天员送入太空。在火箭腾空而起的过程中，载人飞船的动能______（增大/减小/不变，下同），其重力势能______，机械能______。 【答案】 增大 增大 增大 【详解】在火箭腾空而起的过程中，载人飞船的质量不变，速度增大，高度增加，故它的动能和重力势能都会增大；机械能是物体动能和势能的总和，动能和重力势能都增大，故机械能增大。 【变式4-1】某次体育课学生训练跳远，如图是某学生起跳后的运动轨迹，b为最高点，a、c两点高度相同，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．b点时速度不为零 B．a、c两点的动能相等 C．a点机械能和d点机械能大小相等 D．落地后运动员失去惯性 【答案】ABC 【详解】A．运动到最高点b点时，学生在水平方向上具有速度，故A正确； BC．由于不计空气阻力，则跳起后运动过程中机械能守恒，则a点机械能与c点、d点机械能大小相等，a、c两点高度相同，则在a、c两点的重力势能相同，由于机械能等于动能和势能之和，所以这两点的动能相同，故BC正确； D．惯性只与物体的质量有关，物体在任何时候都具有惯性，所以落地后的运动员仍有惯性，故D错误。 故选ABC。 【变式4-2】人造卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行。它从近地点向远地点运动过程中（　　） A．势能变小，动能变大 B．势能变大，动能变大 C．势能变大，动能变小 D．势能变小，动能变小 【答案】C 【详解】人造卫星在大气层外运行，不受空气阻力，机械能总量守恒。 卫星从近地点向远地点运动时，卫星质量不变，它和地球的距离增大，高度增加，因此重力势能变大；由于机械能总量不变，动能会转化为重力势能，因此动能变小，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 方法技巧 一、正确判断动能和势能的变化 1. 物体的动能由物体的质量和其速度的大小共同决定，不可忽略任何一个。 2. 影响重力势能大小的因素 决定因素：物体的质量和高度。在高度一定时，物体的质量越大，它具有的重力势能越大；在物体的质量一定时，高度越大，它具有的重力势能越大。 3. 弹性势能的大小与弾性物体材料本身及发生弹性形变的程度有关。弾性物体的弾性越强，弹性形变程度越大，它具有的弹性势能就越大。 二、控制变量法和转换法的应用 1. 探究影响动能大小的因素 （1）控制变量法：要探究动能与质量的关系，就需要控制小球的速度不变，只改变小球的质量进行实验；要探究动能与速度的关系，就需要控制小球的质量不变，只改变小球的速度进行实验。 （2）转换法：通过木块被碰撞后的滑动距离来反映小球的动能大小。 2. 探究影响势能大小的因素 （1）采用同一重物，控制质量不变的目的是排除质量因素对实验结果的影响，此处采用的是控制变量法。 （2）小方桌陷入沙中越深，说明重物原来具有的重力势能越大，记录并比较小方桌下陷的深度，是为了比较重物具有的重力势能的大小，此处采用的是转换法。 模块三 课后作业 一、单选题(共17题) 1．（25-26八年级下·河南信阳·期末）关于能的概念，下列说法正确的是（     ） A．一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量 B．物体具有的能量越多，做的功就越多 C．物体做了功，它具有的能量就减少了 D．能量不是一个物体本身具有的，与它是否做功有关 【答案】A 【难度】0.85 【知识点】功和能的关系 【详解】A．物体能够做功，说明它具有能量，故A正确； B．物体能量越多，代表它能够对外做的功越多，不代表它实际已经做了更多功，故B错误； C．只有物体对外做功时，自身能量才会减少，故C错误； D．能量是物体本身具有的属性，只和物体的状态有关，和物体是否做功无关，故D错误。 故选A。 2．关于功和能的关系，下列几种说法中，正确的是（    ） A．具有能的物体一定正在做功 B．物体具有的能越大，它做的功就越多 C．物体做的功越多，它具有的能越大 D．物体能够做的功越多，它具有的能就越大 【答案】D 【难度】0.65 【知识点】能量的概念及单位、功和能的关系 【详解】A．物体有了能就有了做功本领，但不一定正在做功，故A错误； B．物体具有的能越多，它做功的本领越大，但有可能不做功，故B错误； C．做功的过程是能量转化的过程，物体做功的多说明转化的能量多，但不能说它具有的能量多，故C错误； D．能量反映了物体做功的本领，它能够做的功越多，那它具有的能就越大，故D正确。 故选D。 3．（24-25八年级下·福建三明·期末）下列实验所运用的研究方法，与曹冲称象故事中所运用的等效替代法相同的是（　　） A．探究压力的作用效果 B．探究牛顿第一定律 C．探究同一直线的二力合成 D．探究重力势能大小的影响因素 【答案】C 【难度】0.65 【知识点】同一直线上二力的合成、探究阻力对物体运动影响的实验装置和实验步骤、探究影响压力效果因素的实验装置和实验过程、探究影响物体重力势能因素的实验装置及作用 【详解】AD．探究压力的作用效果、探究重力势能大小的影响因素实验运用了控制变量法、转换法，故AD不符合题意； B．探究牛顿第一定律实验运用了科学推理法 ，故B不符合题意； C．探究同一直线的二力合成实验运用了等效替代法，多个力共同作用的效果与合力的作用效果相同，故C符合题意。 故选C。 4．（25-26八年级下·河南周口·期末）下列物体具有弹性势能的是（　　） A．飞行的小鸟 B．被拉开的弹弓 C．水平行驶的汽车 D．举高的杠铃 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】弹性势能的概念及影响因素 【详解】A．飞行的小鸟具有重力势能和动能，但没有发生弹性形变，故不具有弹性势能，故A不符合题意； B．被拉开的弹弓发生了弹性形变，具有弹性势能，故B符合题意； C．水平行驶的汽车具有动能，但没有发生弹性形变，不具有弹性势能，故C不符合题意； D．举高的杠铃具有重力势能，但没有发生弹性形变，不具有弹性势能，故D不符合题意。 故选B。 5．（25-26八年级下·湖北恩施·期末）自制“魔罐”水平滚动后自动返回，来回滚动几次后停下，下列说法正确的是（     ） A．魔罐滚出去时，弹性势能转化为动能 B．魔罐滚回来时，动能转化为弹性势能 C．魔罐第一次滚至最远时，橡皮筋弹性势能最大 D．整个过程中魔罐机械能保持不变 【答案】C 【难度】0.65 【知识点】弹性势能的概念及影响因素、物体运动过程中各种机械能的变化情况 【详解】A．魔罐滚出去时，速度减小，橡皮筋被逐渐拧紧，弹性形变增大，是动能转化为弹性势能，故A错误； B．魔罐滚回来时，橡皮筋逐渐松开，弹性形变减小，弹性势能释放带动罐子运动，是弹性势能转化为动能，故B错误； C．魔罐第一次滚至最远时，速度减为0，此时橡皮筋弹性形变程度最大，因此弹性势能最大，故C正确； D．整个过程中魔罐克服摩擦力做功，机械能不断转化为其他形式的能，机械能逐渐减小，最终停了下来，故D错误。 故选 C。 6．（25-26八年级下·吉林·期末）我国传统文化中古诗词不仅词句优美，而且蕴含了丰富的物理知识。下列说法中不正确的是（　　） A．花气袭人知昼暖，鹊声穿树喜新晴”，“鹊声”经空气传播到人耳 B．两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”，“轻舟”的运动是以船上乘客为参照物 C．会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”，“拉弯的弓”具有弹性势能 D．黄河远上白云间，一片孤城万仞山”，“黄河水”具有重力势能 【答案】B 【难度】0.65 【知识点】重力势能的概念及影响因素、声音是怎么传播的、弹性势能的概念及影响因素、不同参照物下描述运动 【详解】A．声音的传播需要介质，“鹊声”是以空气作为介质传播到人耳，故A正确； B．以船上乘客为参照物，“轻舟”的位置没有改变，所以轻舟是静止的，故B错误； C．“拉弯的弓”发生弹性形变，具有弹性势能，故C正确； D．“黄河远上白云间，一片孤城万仞山”，“黄河水”具有质量和一定的高度，因此它具有重力势能，故D正确。 本题选择不正确的，故选B。 7．（25-26八年级下·山东东营·期末）关于物体的动能，下列说法正确的是（     ） A．质量相同的石块被举得越高，动能越大 B．汽车的动能一定比自行车动能大 C．陨石从空中下落，部分重力势能转化为动能 D．空中下落的小球将弹簧压缩，弹性势能转化为动能 【答案】C 【难度】0.65 【知识点】动能的概念、影响动能的因素、弹性势能的概念及影响因素、物体运动过程中各种机械能的变化情况 【详解】A．举高的高度影响重力势能，不直接决定动能，若石块静止，动能为0，质量相同的石块举得越高，重力势能越大而非动能越大，故A错误； B．动能由质量和速度共同决定，静止的汽车动能为0，比运动的自行车动能小，因此汽车动能不一定比自行车大，故B错误； C．陨石下落时，高度降低（重力势能减小），速度增大（动能增大），同时下落过程需要克服空气阻力消耗部分能量，因此是部分重力势能转化为动能，故C正确； D．小球压缩弹簧时，小球动能减小，弹簧弹性形变增大（弹性势能增大），是动能转化为弹性势能，故D错误。 故选C。 8.（25-26九年级上·江苏盐城·期末）如图所示，小红在家玩“套圈”游戏，套圈从a点运动到c点的过程中（不计空气阻力）（    ） A．在a点的重力势能最大 B．在b点时的动能为0 C．在c点的机械能大于在a点的机械能 D．由b点到c点的过程中，重力势能转化为动能 【答案】D 【难度】0.79 【知识点】常见的机械能守恒及其辨析、比较重力势能的大小、比较动能大小、判断实际生活及应用中的能量转化或转移 【详解】A．重力势能的大小与物体的质量和高度有关，套圈的质量不变，由图可知，套圈在b点时的高度最高，故此时套圈的重力势能最大，故A不符合题意； B．由于套圈在b点时在水平方向仍有一定的速度，此时套圈的动能不为零，故B不符合题意； C．由于不计空气阻力，在整个过程中，套圈的机械能不变，故套圈在c点的机械能等于在a点的机械能，故C不符合题意； D．由b点到c点的过程中，套圈的质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，此过程中将重力势能转化为动能，故D符合题意。 故选D。 9．（25-26八年级下·山东枣庄·期末）物理研究中常常用到“控制变量法”、“等效替代法”、“转换法”、“科学推理法”、“类比法”、“理想模型法”等科学方法，在本学期课题有关内容中，下列研究实例对应的研究方法正确的是（     ） ①用海绵的凹陷程度来表示压力的作用效果——转换法 ②探究二力合成时合力大小与两个力之间的关系——科学推理法 ③探究浮力的大小与排开液体体积的关系——控制变量法 ④探究影响物体动能大小的因素时，用木块被推动的距离反映物体动能的大小——等效替代法 ⑤探究阻力对物体运动的影响时，在实验基础上，分析推理得出物体不受阻力时的情况——类比法 ⑥一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是一个杠杆——理想模型法 A．①③⑥ B．①③④⑥ C．①③④ D．①②③⑤⑥ 【答案】A 【难度】0.65 【知识点】合力及力的合成、探究阿基米德原理实验装置和操作步骤、杠杆的定义、探究动能大小与速度的关系 【详解】①用海绵的凹陷程度来表示压力的作用效果，采用转换法 ②探究二力合成时合力大小与两个力之间的关系，采用等效替代法 ③探究浮力的大小与排开液体体积的关系，采用控制变量法 ④探究影响物体动能大小的因素时，用木块被推动的距离反映物体动能的大小，采用转换法⑤探究阻力对物体运动的影响时，在实验基础上，分析推理得出物体不受阻力时的情况，采用实验加推理法 ⑥一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是一个杠杆，采用理想模型法，故A正确，BCD错误。 故选A。 10.如图所示是小玮同学在学校手工制作比赛上制作的一个过山车模型，他把铁球放在点，然后让它沿光滑轨道滚下，铁球先后经过、两点，最后到达水平点飞出。若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．铁球到达点时惯性消失 B．铁球到达点的瞬间，其动能为零 C．铁球从点下滑到点时，其机械能减小 D．铁球运动到点时受到的重力和支持力是一对平衡力 【答案】D 【详解】A．惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，任何物体在任何情况下都有惯性，所以到达点后仍然具有惯性，选项A错误； B．铁球到达点后将继续向左运动，所以其速度不为0，动能不为0，选项B错误； C．铁球从点下滑时，不计空气阻力，重力势能减小，动能增加，机械能不变，选项C错误； D．由于轨道光滑，铁球在点只受到竖直方向上的重力和支持力的作用，这两个力大小相等，方向相反，并且在一条直线上，是一对平衡力，选项D正确。 故选D。 11.如图所示，小球从A点静止释放后，往复摆动，最终停在B点。在此过程中，能量转化描述正确的是（　　） A．从A到B，小球动能减小 B．从B到C，小球重力势能减小 C．整个过程中小球机械能不变 D．小球第一次到B点时动能最大 【答案】D 【详解】A．小球从A点运动到B点的过程中，由于质量不变，高度减小，则重力势能减小，同时速度增大，则动能增大，即重力势能转化为了动能，故A错误； B．小球从B点运动到C点的过程中，小球质量不变，高度增大，故重力势能增大，故B错误； C．在小球运动过程中，小球需要克服阻力做功，存在能量损失，机械能在减小，故C错误； D．由于小球整个运动过程中机械能逐渐减小，因此小球第一次到最低点B点时，重力势能转化为动能最多，小球的动能最大，故D正确。 故选D。 12.如图所示，小明把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到鼻子附近的N点，稳定后释放铁锁自由来回摆动，O点是摆动的最低点，M点是摆动到左侧的最高点，若小明静止在地面上，考虑到空气阻力和绳子悬挂处的摩擦，则下列说法不正确的是（　　） A．铁锁摆回到右侧时不会打到小明的鼻子 B．铁锁摆到M点时的重力势能和N点的重力势能一样大 C．铁锁由O点摆到M点的过程中，重力势能增大 D．在摆动过程中，铁锁每次经过O点，其动能都比上一次小 【答案】B 【详解】A．由于考虑空气阻力和摩擦，摆动的过程中，铁锁的机械能会不断损失，每次摆动的高度都会降低，所以铁锁摆回到右侧时不会打到小明的鼻子，故A正确，不符合题意； B．铁锁摆动到M点和N点，此时动能均为0，铁锁的机械能均等于重力势能，但由于摆动过程中机械能存在损失，M点的机械能比N点小，所以M点时的重力势能比N点的重力势能小，故B错误，符合题意； C．铁锁由O点摆到M点的过程中，速度减小，动能减小，高度升高，重力势能增大，故C正确，不符合题意； D．在摆动过程中，机械能不断损失，O点是最低点，动能最大，但每次经过时，机械能都比上次小，重力势能相同，则铁锁每次经过O点其动能都比上一次小，故D正确，不符合题意。 故选B。 13.如图所示，一个小球系在细线上在竖直平面摆动（不计空气阻力）。小球运动的最低点是点，左右两侧最高点是点和点，下列说法中正确的是（　　） A．在点时小球处于平衡状态 B．过程中，若在点剪断细线同时所有力都消失，小球的运动轨迹是1 C．过程中，小球的动能转化为重力势能 D．在点，小球的机械能最大 【答案】B 【详解】A．当小球到达A点时，不计空气阻力，小球受沿绳向上的拉力和竖直向下的重力，这两个力不在同一直线上，小球受力不平衡，处于非平衡状态，故A错误； B．A→B过程中，小球在B点时速度方向是水平向右的，根据牛顿第一定律，若此时所有力都消失，小球会沿水平方向做匀速直线运动，运动轨迹是1，故B正确； C．A→B过程中，小球的高度降低、速度增大，是重力势能转化为动能，而不是动能转化为重力势能，故C错误； D．题目中说明不计空气阻力，所以小球在整个摆动过程中机械能守恒，在A、B、C三点的机械能大小相等，故D错误。 故选B。 14.如图所示，运动员迎着飞来的足球奔跑，腾空跃起将足球顶出。考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　） A．运动员在跑步阶段运动状态不变，在腾空阶段运动状态改变 B．足球与运动员相互作用的过程中，足球的弹性势能逐渐增大 C．足球被顶出说明运动员对足球的弹力大于足球对运动员的弹力 D．足球从被顶出至刚落地的过程中，足球减小的重力势能大于足球增加的动能 【答案】D 【详解】A．运动员在跑步阶段，无论是加速、减速还是转弯，其速度的大小或方向都在发生变化，因此运动状态是改变的。在腾空阶段，运动员受到重力和空气阻力的作用，做曲线运动，速度的大小和方向都在不断改变，运动状态也是改变的，故A错误； B．足球与运动员相互作用（即顶球）的过程中，足球先发生弹性形变，形变程度逐渐增大，此时弹性势能逐渐增大；随后足球恢复形变被顶出，形变程度逐渐减小，弹性势能又逐渐减小。因此，足球的弹性势能是先增大后减小，故B错误； C．运动员对足球的弹力和足球对运动员的弹力是一对相互作用力（作用力与反作用力），这两个力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。足球被顶出是因为运动员对足球施加的力改变了足球的运动状态，故C错误； D．足球从被顶出至刚落地的过程中，高度降低，重力势能减小；同时速度发生变化，动能可能增加，另外足球在运动过程中需要克服空气阻力做功，导致一部分机械能转化为内能。即足球减小的重力势能一部分转化为增加的动能，另一部分用于克服空气阻力做功转化为内能。因此，足球减小的重力势能大于足球增加的动能，故D正确。 故选 D。 二、多选题（3道题） 15.如下图所示的是某同学掷出的实心球的运动轨迹，O点是实心球刚离开手的位置，A点是实心球运动到最高点的位置，B点是实心球落地前瞬间的位置，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．实心球在最高点A时，动能为零 B．实心球从O点运动到A点时，动能转化为重力势能 C．实心球从O点运动到B点的过程中，动能先增大后减小 D．实心球在O点的机械能等于在B点的机械能 【答案】BD 【详解】A．实心球在最高点A时，速度不为零，所以动能不为零，故A错误； B．实心球从O点运动到A点时，质量不变，速度减小，动能减小，高度增加，重力势能增加，所以动能转化为重力势能，故B正确； C．实心球从O点运动到A点时，动能减小，从A点运动到B点时，质量不变，速度增加，动能增加，所以实心球从O点运动到B点的过程中，动能先减小后增大，故C错误；                                                         D．不计空气阻力，实心球在O点的机械能等于在B点的机械能，故D正确。 故选BD。 16.如图所示，将小球压入水中，在a处静止释放，小球始终沿直线向上运动，跃出水面后最高到达空中c处，小球在b处受到的合力为零且速度最大。请分析小球由a到c的运动过程（水和空气的阻力不可忽略），下列说法正确的是（　　） A．小球在c处受力平衡 B．小球在a处释放瞬间受力不平衡 C．由a运动到b，小球的机械能增加 D．由b运动到c，小球的机械能守恒 【答案】BC 【详解】A．小球在c处只受重力作用，受力不平衡，故A错误； B．小球在a处释放瞬间受到竖直向上的浮力大于竖直向下的重力，故受力不平衡，故B正确； C．由a运动到b，小球的质量不变，速度变大，高度变大，小球的动能和重力势能都变大，所以小球的机械能增加，故C正确； D．由b运动到c，除重力外，浮力对小球做了功，小球的机械能不守恒，故D错误。 故选BC。 17.如图，弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球从a点经最低点b运动至c点。下列分析正确的是（　　） A．小球不能回到原来的高度，说明小球在此过程中能量不守恒 B．经过b点时，小球动能最大 C．从a到c的过程中，小球机械能守恒 D．从b到c的过程中，一部分机械能转化为内能 【答案】ABD 【详解】A．小球不能回到原来的高度，是由于小球在bc段受到摩擦力，部分机械能转化为小球和bc段的内能，所以小球在此过程能量不守恒，A正确； B．小球从a运动到b动能增大，从b运动到c动能减小，则在b点处小球动能最大，B正确； C．从a到c的过程中，小球部分机械能转化为内能，机械能不守恒，C错误； D．从b到c的过程中，小球与轨道存在摩擦，一部分机械能转化为内能，D正确。 故选ABD。 三、填空题（共10道题） 1．（25-26八年级下·全国·课后作业）如图所示，流水推动水车转动，对水车_______（选填“做了功”或“没做功”），流水_______（选填“具有”或“不具有”）能量。 【答案】 做了功 具有 【难度】0.95 【知识点】力做功的必要因素、能量的概念及单位 【详解】[1]流水推动水车转动，流水给水车的力使水车叶轮沿力方向移动距离，所以流水对水车做了功。 [2]流水能够对水车做功，所以具有能量。 2．（2026·天津和平·三模）如图所示，蹦床运动员从高处落下，在与蹦床床面接触后，床面发生________，运动员的动能转化成蹦床的________能。 【答案】 弹性形变 弹性势 【难度】0.85 【知识点】弹性形变、蹦极（蹦床）运动中的能量变化情况 【详解】运动员从高处落下与蹦床床面接触后，床面受力发生弹性形变；该过程中运动员速度减小、动能减小，蹦床的弹性形变程度逐渐增大，因此运动员的动能转化为蹦床的弹性势能。 3．（25-26八年级下·广东惠州·期末）如图所示，滚摆下降时，重力势能________，动能_______。随着时间流逝，滚摆逐渐停止，整个过程中其机械能________ （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】 减小 增大 减小 【难度】0.85 【知识点】单摆和滚摆运动时的能量变化情况 【详解】滚摆下降时，质量不变，速度变快，所以动能增大，高度变低，所以重力势能减小；滚摆每次上升的高度逐渐减小，重力势能逐渐减小，则整个过程机械能有损耗，说明机械能逐渐减小。 4．（25-26八年级下·山东枣庄·期末）把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到你的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，离你而去，到达左侧最高点后，铁锁又向你运动，铁锁____________（选填“会”或“不会”）打到你的鼻子。原因是铁锁在运动过程中动能和重力势能相互转化，在忽略阻力时，机械能的总和____________，即机械能守恒，所以铁锁在摆回时，不会打到鼻子。 【答案】 不会 不变 【难度】0.85 【知识点】单摆和滚摆运动时的能量变化情况、机械能守恒的条件、辨析物体的机械能是否发生变化 【详解】铁锁从鼻子附近由静止松手，初始动能为零。忽略阻力时，铁锁摆动过程中只有动能和重力势能相互转化，机械能的总量保持不变，摆回最高点时重力势能和初始相等，高度最多和初始位置相同，不会超过初始位置打到鼻子。 5．（25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·期末）小聪将小球P拴在细线下，使其在竖直平面内间来回摆动如图。不计阻力，在小球由最高点摆到最低点的过程中，小球的动能逐渐__________；小球刚好摆动到点时，假如所有力突然消失，小球将__________。 【答案】 增大 保持静止状态 【难度】0.85 【知识点】单摆和滚摆运动时的能量变化情况、根据牛顿第一定律判断物体的运动状态 【详解】动能的大小与质量和速度有关，小球从最高点A摆到最低点B的过程中，质量不变，速度逐渐变大，因此动能逐渐增大。 小球摆动到最高点C时，速度为0，此时若所有力突然消失，根据牛顿第一定律：不受力的物体，原来静止会保持静止状态，因此小球将保持静止。 6.（2026·吉林四平·二模）如图，我国自主研发的“九天”无人机在长春航展上精彩亮相，其最大飞行速度为200m/s。 (1）“九天”的最大飞行时间为10h，它同时还配有一个任务舱，可以携带大量小型无人机。“九天”的最大飞行路程是__________km。以任务舱为参照物，飞行中的“九天”是__________（选填“运动”或“静止”）的。 (2）“九天”在匀速飞行过程中，小型无人机飞离任务舱后，“九天”的动能__________、惯性__________。（选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】(1) 7200 静止 (2) 变小 变小 【详解】（1）根据速度单位换算可得最大飞行速度 根据可知，无人机最大飞行路程是 以任务舱为参照物，无人机与任务舱的位置没有发生变化，是相对静止的。 （2）动能的大小与物体的质量、速度有关，“九天”匀速飞行速度不变，小型无人机飞离后，“九天”总质量减小，因此动能变小。 惯性大小只和物体质量有关，质量越小惯性越小，“九天”总质量减小，因此惯性变小。 7.（25-26九年级下·山东泰安·期中）如图所示，扫地机器人扫地时将灰尘和地面杂物吸入自身的垃圾收纳盒。当扫地机器人在水平地面上匀速前进清理散落在地面的杂物时，扫地机器人的动能______（选填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】增大 【详解】扫地机器人在匀速前进清理杂物时，其运动速度保持不变，但由于不断将灰尘和杂物吸入收纳盒，其总质量不断增加，因此动能增大。 8.（25-26九年级上·甘肃·期末）如图所示，某气象卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行，当它从近地点向远地点运动时，____增大，____减小；______转化为_____。（均选填“重力势能”或“动能”），总机械能_____（变大、不变、变小） 【答案】 重力势能 动能 动能 重力势能 不变 【难度】0.65 【知识点】人造卫星、天体运动等的能量转化、物体运动过程中各种机械能的变化情况、辨析物体的机械能是否发生变化 【详解】[1][2][3][4]当卫星从近地点向远地点运动时，卫星的质量不变，距离地面的高度越来越大，速度越来越慢，重力势能增大，动能减小，动能转化为重力势能。 [5]当卫星在大气层外运动，不受空气阻力作用，只有动能和势能的相互转化，因此卫星的机械能守恒，即机械能不变。 9.2026年3月30日，力箭二号遥一运载火箭在东风商业航天创新试验区成功首飞，将多颗卫星送入预定轨道。火箭升空时，燃料燃烧产生的高温高压燃气向后高速喷出，推动火箭加速上升，这说明物体间力的作用是_______ 的；在火箭加速上升的过程中，其机械能_______ （选填“增大”“减小”或“不变”）；以地面为参照物，火箭是_______ （选填“运动”或“静止”）的。 【答案】 相互 增大 运动 【详解】火箭向后喷出燃气，燃气对火箭产生一个向前的反作用力，推动火箭前进，这体现了物体间力的作用是相互的，即一个物体对另一个物体施加力的同时，也会受到另一个物体的反作用力。 火箭加速上升时，速度增大，动能增大；高度升高，重力势能增大，因为机械能等于动能与重力势能之和，所以机械能增大。此外，燃料燃烧释放的内能也会转化为火箭的机械能，进一步使机械能增加。 以地面为参照物，火箭的位置相对于地面不断升高，发生了变化，所以火箭是运动的。 10.踢毽子是一项有益的体育活动，毽子被踢出后在空中上升过程中、空气阻力不可忽略；毽子的动能___________，机械能___________。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】 减小 减小 【详解】动能的大小与物体的质量和速度有关，毽子上升过程中质量不变，速度逐渐减小，因此动能减小；由于空气阻力不可忽略，毽子上升时需要克服空气阻力做功，部分机械能会转化为内能，所以机械能减小 四、实验题（共6道题） 1.小美同学结合课本上“探究影响动能大小因素”的实验设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球先后从同一装置高度分别为hA、hB、hC(ma=mb<mc，hA=hC>hB)的位置由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，推动小木块运动一段距离后静止。请你根据生活经验和所学的物理探究方法回答以下问题： (1)通过观察比较              就可以反映小球“撞击前”动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法； (2)某段道路的标志牌如图2所示，为了研究超速产生的安全隐患时，我们应选择         两图所示实验来进行比较； (3)比较图1中的甲、丙两图，能得出的是           ； (4)若水平面绝对光滑，则本实验        (选填“能”或“不能”)达到实验目的。利用该装置也可以探究阻力对物体运动的影响，将同一钢球从同一斜面的同一高度由静止释放，在毛巾、木板、玻璃等水平表面上运动不同的距离后停止，克服摩擦做功为W1、W2、W3，它们的大小关系是              。 【答案】(1)木块被推动的距离　　　(2)甲、乙　　　(3)在速度一定时，质量越大，动能也就越大　　　 (4)不能　　　W1=W2=W3 【解析】(1)探究物体动能大小与哪些因素有关时，物体动能的大小无法直接体现，所以通过小球对木块外做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小球动能的大小，所用方法为转换法。 (2)超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，需要控制的变量是质量，选择质量相等，到达水平面速度不同的A、B小球，即甲、乙两图符合题意。 (3)甲、丙两图中小球的速度相同，质量不同，且小球的质量越大，木块被推动的距离越远，说明小球具有的动能越大，因此可得结论为：当速度一定时，小球的质量越大，动能越大。 (4)若水平面绝对光滑，木块将在水平面上做匀速直线运动，因此无法通过木块被推动的距离来比较小球动能的大小。 同一钢球从同一斜面的同一高度由静止释放，钢球到达水平面初始速度相同，即小球具有的动能相同，小钢球在毛巾、木板、玻璃等水平表面上运动不同的距离后停止，将动能转化为克服摩擦做功，因此。 2.小梦家的摆钟最近走快了，只见爸爸将摆锤下的螺母拧了几下，摆钟走时就准了。小梦好奇地看完这个过程，想探究摆动周期与哪些因素有关？他在一条长细线的一端系了一个螺帽，让螺帽来回摆动，测量螺帽摆动一个来回所用时间（周期），实验装置如图所示。小梦多次改变细线的长度，每次保持摆动幅度d相同，测量摆动周期，实验数据记录如下表： 　　　　　　　　　 （1）本实验中使螺帽获得动能的操作方法是　　； （2）分析实验1、2，3的数据，可得出结论　　； （3）通过上述实验结论可知，小梦家的摆钟走快，爸爸拧摆锤下的螺母，相当于将摆锤的摆长　　（选填“增大”或“减小”）； （4）请你对影响物体摆动周期的因素提出新的猜想：　　。 【答案】将螺帽拉到偏离竖直方向一定角度由静止释放　摆动幅度d相同时，细线长度越长，摆动周期越大　增大　物体的质量（或摆线偏离竖直方向的角度） 【解析】（1）将螺帽拉到偏离竖直方向一定角度由静止释放，螺帽由高处向低处运动，重力势能转化为动能。 （2）由表格测量数据可知：在摆动幅度相同时，摆线长度越长，摆动周期越大。 （3）摆钟走快，说明摆动周期变短了，结合实验结论可知，拧摆锤下的螺母，相当于将摆锤的摆长，即增大了摆长，使摆动周期变长，达到调准的目的。 （4）影响物体摆动周期的因素还可能与物体的质量或摆线偏离竖直方向的角度在关。 3.用如图所示装置探究影响重力势能大小的因素。、为实心铁块让铁块从图中所示高度由静止下落，砸在小桌上，桌腿陷入沙子中。 实验中，铁块的重力势能是通过          来反映的； 图甲所示实验探究的问题是“铁块的重力势能与          是否有关”，此实验需要控制          不变； 小力利用图乙所示的实验探究“铁块的重力势能与质量是否有关”，他的操作过程中存在的问题是          ，合理的操作是          。 【答案】桌腿陷入沙子的深度 高度 质量 没有控制高度相同 让、铁块从同一高度由静止下落 【解析】铁块的重力势能越大，对桌子做功越多，桌腿陷入细沙中的深度越大，因此是通过看得见的桌腿陷入沙子的深度来反映重力势能的大小。 图甲实验中，是同一个铁块，高度不同，因此是探究物体重力势能与物体高度是否有关。根据控制变量法，此实验需要控制物体的质量不变。 根据控制变量法，探究“物体重力势能的大小与质量的关系”时，需要控制高度相同，而小力利用图乙所示的实验存在的问题是没有控制高度相同，合理的操作应是让、铁块从同一高度由静止下落。 4.（2025·湖南衡阳·二模）在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，小明让质量不同的小球从同一斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，木块被撞出一段距离，如图甲所示（忽略小球与接触面的滚动摩擦以及撞击过程中的能量损失） (1)小明将质量不同的小球从同一高度由静止释放的目的是 ； (2)该实验是通过观察 来判断小球的动能大小； (3)小华同学将实验装置改进成图乙（图乙中小球撞击木块前接触面光滑，撞击后接触面粗糙）用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，球离开弹簧撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究小球的动能大小与 的关系； (4)小华觉得利用图乙的装置，也能探究小球的动能大小与质量的关系。只需利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块即可。小华的设计方案 （选填“可行”或“不可行”），如果用该方案，你将观察到的现象是 。 【答案】(1)控制小球到达水平面时初速度相同 (2)木块移动的距离的大小 (3)速度 (4) 不可行 木块最终移动的距离相同 【难度】0.65 【知识点】探究影响动能因素的实验装置及作用、探究动能大小与速度的关系、探究动能大小与质量的关系 【详解】（1）小球在斜面上加速运动，小球从同一斜面上由静止滑下时的高度越大，进入水平面时的速度就越大，故小明将质量不同的小球从同一高度由静止释放的目的是控制小球到达水平面时初速度相同。 （2）本实验的研究对象为小球，该实验中物体的动能指小球的动能，根据转换法，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小。 （3）用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧的弹性势能不相同，小球与弹簧分开后获得的初速度不同，而小球的质量相同，故可以研究小球的动能大小与速度的关系。 （4）[1][2]利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，小球获得的动能相同，小球的质量不同，小球撞击同一木块时的速度不同，实验中没有控制速度相同，故小华的设计方案不可行；如果用该方案，小球对木块做的功相同，故可看到木块移动的距离相同。 5.（24-25八年级下·广东惠州·期末）探究“物体的动能与哪些因素有关”时，实验过程如图所示。 (1)图中实验是在探究物体的动能与 的关系； 实验中，“物体的动能”指的是 （选填“小球”或“木块”）的动能； (2)由甲、乙两图得出实验结论 ； (3)假设实验装置的水平面的可选对象有①粗糙的木板、②平滑的玻璃、③绝对光滑的平面，则一定不能选择的是 （填序号），原因是 ； 若要继续探究“物体的动能与质量的关系”，则应补充的实验器材是 。 【答案】(1) 速度 小球 (2)当物体的质量相同时，速度越大，物体的动能越大 (3) ③ 木块被撞后以恒定不变的速度一直运动下去，无法比较木块运动距离 质量不同的小球 【难度】0.65 【知识点】探究影响动能因素的实验装置及作用、探究动能大小与速度的关系、探究动能大小与质量的关系 【详解】（1）[1]实验中用的是同一小球从同一斜面的不同高度自由滚下，小球的质量相同，小球到达斜面底端的速度不同，撞击木块移动的距离不同，因此实验探究的是物体的动能与速度的关系。 [2]探究物体动能大小与哪些因素有关时，物体动能的大小无法直接体现，所以通过小球对木块做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小球对木块做功的多少，从而判断出小球具有的动能的大小，运用转换法，所以实验对象是小球， 因此“物体的动能”中“物体”指的是小球。 （2）甲、乙两实验中，小球的质量相同，甲实验中小球到达水平面初始速度大，将木块推动的距离远，对木块做的功多，说明甲实验中小球的动能大， 因此可得结论为：当物体的质量相同时，速度越大，它的动能越大。 （3）[1][2]水平面如果绝对光滑，没有摩擦，木块被撞后将以恒定不变的速度一直运动下去，无法比较木块运动距离，所以不能选择绝对光滑的平面，即不能选择③。 [3]若要继续探究“物体的动能与质量的关系”，需要控制速度相同，小球的质量不同，因此应补充的实验器材是质量不同的小球。 6.（25-26九年级上·江苏苏州·期末）小明在探究“影响重力势能大小的因素”实验中，选择三个大小相同的实心球A、B、C，且。如图甲，A、C两球离沙地高度相同，将三个球由静止释放，落到松软程度相同的沙地上时的状态如虚线所示，忽略空气阻力影响。 (1)选择A、B两球进行实验，是为了探究重力势能大小与________的关系； (2)比较A、C两球可得出结论：________； (3)释放前，B、C两球中，重力势能较大的是________球； (4)如图乙，小红也使A、C两球从同一高度下落到松软程度相同的沙地上，结果如虚线所示，原因可能是________。 【答案】(1)高度 (2)当高度相同时，质量越大，重力势能越大 (3)B (4)C球下落前具有向下的初速度 【难度】0.7 【知识点】重力势能的概念及影响因素、控制变量法、探究重力势能大小与高度的关系、转换法 【详解】（1）由题意可得，A、B两球的质量相同，下落高度不同，所以选择A、B两球进行实验，是为了探究重力势能大小与高度的关系。 （2）由题意得，A球质量大于C球且A、C两球下落高度相同，由图甲可得，A球在沙地中的凹陷程度比C球深，说明A球的重力势能更大，故结论为：当高度相同时，质量越大，重力势能越大。 （3）本实验通过小球落在沙地中的凹陷程度来反映小球重力势能的大小，用到了转换法，由图甲得，B球在沙地中的凹陷程度比C球深，所以释放前，B、C两球中，重力势能较大的是B球。 （4）如图乙，小红也使A、C两球从同一高度下落到松软程度相同的沙地上，且A球的质量大于C球，但A球在沙地中的凹陷程度比C球浅，可能是C球下落前具有向下的初速度。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $