12.1 机械能 同步练-2026-2027学年苏科版九年级上册物理

**基本信息** 聚焦机械能核心概念，通过基础认知、综合应用、实验探究三层设计，构建从概念理解到实际分析再到科学探究的知识巩固路径，适配新授课分层教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|能的定义、动能与势能辨析|选择题1-5直接考查核心概念，如“能的定义”“重力势能影响因素”，强化物理观念| |综合应用|机械能转化、多过程能量分析|选择题6-10结合蹦极、单摆等情境，填空题融入过山车、等高线等实例，培养科学思维| |实验探究|动能影响因素探究|实验题通过汽车碰撞、荡秋千等探究，涵盖控制变量法与转换法，落实科学探究素养|

12.1 机械能 一．选择题 1．下列关于能的叙述中，正确的是（　　） A．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 B．挂在树枝上的苹果，没有做功，所以没有能 C．一个物体做的功的多少与这个物体具有的能有必然联系 D．运动的物体具有能，静止的物体没有能 2．下列关于功和能的说法正确的是（　　） A．被拉开的弹弓具有弹性势能 B．用力推车而车未动，因为用了力所以推力做了功 C．人造地球卫星从近地点向远地点运动时势能减小，动能增大 D．速度小的物体动能一定小 3．如图所示是一种游戏，叫蹦极。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。图中a点是弹性绳自然下垂时的位置，c点是游戏者所到达的最低点。对于游戏者由跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是（　　） A．游戏者的动能一直在增加 B．游戏者减少的重力势能全部转化为动能 C．游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能 D．游戏者到c点时，他的势能为零 4．电梯匀速上升过程中，电梯的（　　） A．动能保持不变 B．机械能保持不变 C．重力势能保持不变 D．动能转化为重力势能 5．高空抛物是极不文明的行为，会造成很大的危害。因为高处的物体具有较大的（　　） A．弹性势能 B．重力势能 C．体积 D．重力 6．如图所示是小球从高处下落到水平地面不断弹起的过程中，每隔相等时间曝光一次所得到的照片，小球在1、2位置的高度一样。下面说法正确的是（　　） A．小球运动时先后经过1、3、2三个位置 B．小球在1、2 位置的动能相同，且机械能大小相同 C．小球在1、2 位置的重力势能相同，且机械能大小也相同 D．小球在1位置的动能、机械能比2位置都小 7．如图所示，单摆中的小球在ABC间不停地往复运动，如果不考虑阻力的影响，以下说法错误的是（　　） A．小球在A、C处的势能最大 B．小球在B处只受重力作用 C．小球由A到B过程中，重力势能转化为动能 D．小球运动到C处时，如果受到的外力全部消失，将保持静止 8．下列物体机械能总量不发生改变的是（　　） A．从光滑斜面滑下来的木块 B．蹦床运动员从最高点落到蹦床最低点的过程中的运动员 C．水平路面上匀速行驶的正在洒水的洒水车 D．草地上自由滚动的足球 9．如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1﹣t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，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．E1＜E2＜E3 B．E1＞E2＞E3 C．E1＜E2＝E3 D．E1＝E2＜E3 10．如图，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO＝OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是（　　） A．小球的动能不断增加 B．弹簧的弹性势能不断减少 C．小球运动到O点时的动能与在O点时弹簧的弹性势能相等 D．在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变 二．填空题 1．如图，游乐园里的过山车先靠机械装置推到最高点A处，过山车从A处下行后，就没有装置再为它提供动力。请结合物理知识完成下面小题： （1）过山车运行中，在轨道A处的重力势能最　 　 ，过山车沿轨道下滑过程中重力势能转化为　 　 能。 （2）轨道B处设计　 　 （选填“能”或“不能”）和A处一样高，是因为过山车在滑行过程中，机械能　 　 （选填“增大”“不变”或“减小”）。 2．如图是景区的等高线图，图中的数值表示海拔。小明从B地走到A地的过程中，他戴的遮阳帽质量　 　 ，重力势能　 　 。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 3．据报道，一个鸡蛋从二十几层楼落下时会危及行人的生命。由此可知，重力势能与物体的　 　 有关，鸡蛋下落过程中，重力势能转化为　 　 能，因此“严禁高空抛物”不仅是一句口号，而应是一个行为准则。 4．在探究“汽车的速度”的实验中，甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的s﹣t图象如图所示。由图可知，甲车的动能　 　 （选填“大于”、“小于”或“等于”）乙车的动能；经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做的功之比为　 　 。（空气阻力忽略不计） 5．如图所示，在同一高度以大小相同的初速度v0分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出，不计空气阻力。小球上升时，小球的　 　 能转化为重力势能；小球竖直向上、斜向上到达最高点时到水平地面的高度分别为h1和h2，小球又下落到与抛出点等高度时的速度大小分别为v1和v2，则h1　 　 h2，v1　 　 v2（大于/等于/小于）。 三．实验探究题 1．某同学认为车祸的危害程度与汽车动能的大小有关，于是，他对“汽车动能的大小跟什么因素有关”进行了如下探究。 （1）依据生活现象他提出以下猜想： ①依据高速行驶的汽车比低速行驶的汽车更具破坏性，猜想动能的大小可能与速度有关； ②依据满载货物的汽车比空车更具破坏性，猜想动能的大小可能与　 　 有关； 为了验证自己的猜想，他利用如下实验装置进行探究。用金属球模拟汽车，让金属球从光滑斜槽的某一高度由静止滚下，推动水平木板上的木块。 （2）小球动能的大小不能直接观察到，而是通过观察　 　 来间接得出，这种物理研究方法是　 　 ； （3）比较图甲、乙所示的实验，得出的结论：当质量相同时，金属球的　 　 越大，动能越大； （4）分析比较乙、丙两次实验，可探究出的结论是：当速度相同时，物体的质量越大，动能　 　 。利用这个结论，可以解释汽车　 　 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因； （5）该同学在做图丙实验时发现小木块被撞后滑出木板，请提出一条合理的改进建议：　 　 ； （6）生活中会在高速公路上看到限速标志牌，若标志牌上标有“120”和“100”字样，由实验结论可知，限速为100km/h的是　 　 （选填“大货车”或“小轿车”）。 3．荡秋千深受小朋友喜爱，但是容易引发安全事故。为了探究荡秋千时产生的动能与哪些因素有关，小南设计如下实验进行探究：细线的长l相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向的夹角θ1＜θ2。 实验思路：小球由如图所示位置静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块会在水平面上滑行一定距离后停止，通过比较木块C移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小。 实验过程及结论： （1）甲、乙两图所示的实验中，控制角度θ1相同的目的是让A、B两小球摆到最低点时的　 　 相同。撞击后，图乙中木块C移动的距离更远，可得出初步结论：小球的动能大小与　 　 有关。 （2）比较　 　 两图的实验现象，可得出初步结论：当质量相同时，物体运动的速度越大，动能越　 　 。 （3）根据以上实验结论，小南建议小区物业在游乐区张贴告示，告诫小朋友荡秋千时，不要荡得过　 　 （选填“低”或“高”），以防不小心甩出时，受到更大的伤害。 参考答案 一．选择题 1．【解答】解：A、一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能，说法正确； B、挂在树枝上的苹果，虽然没有做功，但具有做功的本领，所以具有能，故B错误； C、一个物体做的功的多少与这个物体具有的能没有必然联系，故C错误； D、运动的物体具有动能，静止的物体可能具有势能，故D错误。 故选：A。 2．【解答】解：A、被拉开的弹弓发生了弹性形变，所以具有弹性势能，故A正确； B、用力推车而车未动，虽然有力，但沿力的方向没有距离，所以没有做功，故B错误； C、人造地球卫星由近地点向远地点运动时，质量不变，高度增大，重力势能增大；速度变小，动能变小，所以是将动能转化为重力势能的过程，故C错误； D、影响动能大小的因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大，故只知道速度，不能确定动能的大小，故D错误； 故选：A。 3．【解答】解：A、在到达a点之间，游戏者的重力势能转化为动能，动能逐渐增加；在到达a，c点之间的某一点，重力等于弹力之后，动能才会减小，故整个过程中，动能是先增加后减小，故A说法错误； B、从跳台至a点的过程中，减小的重力势能全部转化为动能；从a点至c点的过程，弹力逐渐增大，当重力与弹力相等以后减少的重力势能全部转化为弹性势能；故B错误； C、游戏者通过a点后，绳子逐渐被拉长，具有弹性势能，故C说法正确； D、游戏者到达C点时由于还具有一定的高度，所以势能不为零，故D说法错误。 故选：C。 4．【解答】解：电梯匀速上升的过程中，速度不变，动能不变，高度增大，重力势能增大；机械能等于动能和势能的和，故机械能变大。 故选：A。 5．【解答】解：由题意可知，高空抛物现象只所以会造成危害，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大。因此，高空抛物会造成很大的危害。 故选：B。 6．【解答】解： A、由生活经验可知，小球弹跳的高度会越来越低，则根据小球运动的轨迹，小球运动时先后经过2、3、1 三个位置，故A错误； BCD、小球在1、2 位置的高度相同，所以重力势能相同； 小球在运动过程中，由于受空气阻力的作用、与地面的碰撞，所以会消耗一部分机械能，所以小球的机械能逐渐减小，则小球在1 位置的机械能比 2 位置小； 由于机械能等于动能与势能之和，所以，小球在1 位置的动能也比 2 位置小； 由此可知，小球在1 位置的动能、机械能比2 位置都小，故D正确，BC错误。 故选：D。 7．【解答】解： A、小球的质量不变，在A、C处的高度最高，重力势能最大，故A正确； B、小球在B处受到重力和绳子的拉力的共同作用，故B错误； C、小球由A到B过程中，不计阻力，机械能守恒，高度减小，速度增加，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能，故C正确； D、小球运动到C处时，速度为0，如果受到的外力全部消失，小球仍然会静止，故D正确。 故选：B。 8．【解答】解： A、从光滑斜面滑下来的木块，由于没有摩擦力，所以木块的机械能是守恒的，故A正确； B、蹦床运动员从最高点落到蹦床最低点的过程中，由于要克服空气阻力做功，人接触蹦床后要克服蹦床的弹力做功，所以运动员的机械能会减小，故B错误； C、匀速行驶的洒水车在洒水时，其质量减小，速度不变，动能减小，其机械能减小，故C错误； D、草地上自由滚动的足球，由于受到草地的摩擦力的作用，动能逐渐减小，其机械能减小，故D错误。 故选：A。 9．【解答】解：根据图像可知，雨滴在t1﹣t2时刻中，速度逐渐变大，质量不变，动能变大，所以E1＜E2，雨滴在t2﹣t3时刻中，速度保持不变，质量不变，动能不变，所以E2＝E3，故动能的大小关系是：E1＜E2＝E3。 故选：C。 10．【解答】解： 由题知，O点是弹簧保持原长时小球的位置，则AO段弹簧处于压缩状态，OB段弹簧处于拉伸状态； 小球从A运动到O的过程中，弹簧逐渐恢复原状，形变程度变小，弹性势能变小， 小球所受弹力方向向右、速度不断增大，动能变大，此过程中弹性势能转化为动能； 到达O点时，弹簧恢复原长，弹性势能为零，小球所受弹力为零，此时速度最大，动能最大； 小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉长，形变程度变大，弹性势能变大， 此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小，动能变小，此过程中动能转化为弹性势能； 则小球从A位置运动到B位置的过程中： A、小球的动能先增加后减少，故A错误； B、弹簧的弹性势能先减少后增大，故B错误； C、小球运动到O点时的动能（最大）与此时弹簧的弹性势能（为零）不相等，故C错误； D、水平台面光滑，且AO＝OB，说明没有机械能转化为内能，小球和弹簧组成的整体机械能守恒，所以在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变，故D正确。 故选：D。 二．填空题 1．【解答】解：（1）A处是过山车的最高点，因此A处重力势能最大；过山车下滑过程中，高度降低、速度增大，重力势能减小，动能增大，因此重力势能转化为动能。 （2）过山车滑行过程中，需要克服摩擦、空气阻力做功，一部分机械能会转化为内能，因此总机械能不断减小；初始A处的机械能是最大的，因此B处的机械能小于A处，不可能达到和A处相同的高度，因此B处设计不能和A处一样高。 故答案为：（1）大；动； （2）不能；减小。 2．【解答】解：质量是物体本身的固有属性，不随物体位置改变而发生变化，因此遮阳帽的质量不变。 从B走到A的过程中，遮阳帽所处海拔升高，因此重力势能变大。 故答案为：不变；变大。 3．【解答】解：本题中鸡蛋质量不变，从高层落下时因高度大具有较大重力势能，说明重力势能与物体的高度有关。 鸡蛋下落过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，同时其速度增大，动能增大，因此重力势能转化为动能。 故答案为：高度；动。 4．【解答】解： （1）由图象知，甲的速度为v甲m/s，乙的速度为v乙； 已知两车完全相同，所以质量相同；因为甲的速度较小，所以甲的动能较小； （2）在匀速直线行驶过程中，F甲＝F乙＝f， 因为W＝Fs，v， 所以，相同时间牵引力做的功之比为。 故答案为：小于；1：4。 5．【解答】解：小球上升时，速度变小，高度变大，动能变小，重力势能变大，动能转化为重力势能； 两个完全相同的小球，在同一高度处以相同大小的初速度，他们的动能和重力势能相同，故两球抛出时的机械能相同，忽略空气阻力，两球抛出后上升到最高点时斜向上的小球运动到最高点时，动能没有全部转化为重力势能，其重力势能较小、高度较小，因此两球抛出后上升到最高点时到地面的高度h1＞h2； 小球又下落到与抛出点等高度时，重力势能相同，不计空气阻力，机械能不变，则动能相同，所以速度也相同。 故答案为：动；大于；等于。 三．实验探究题 1．【解答】解：（1）依据满载货物的汽车比空车更具破坏性，可以猜想动能的大小可能与质量有关； （2）小球动能的大小不能直接观察到，而是通过观察木块被推动的距离大小来间接得出，这种物理研究方法是转换法； （3）比较图甲、乙所示的实验，小球质量相同，但乙图中小球释放的高度更高，到达水平面时速度更大，木块被推得更远，说明动能更大。因此得出的结论是：当质量相同时，金属球的速度越大，动能越大； （4）分析比较乙、丙两次实验，小球释放高度相同，速度相同，但丙图中小球质量更大，木块被推得更远，说明动能更大。可探究出的结论是：当速度相同时，物体的质量越大，动能越大。利用这个结论，可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因； （5）该同学在做图丙实验时发现小木块被撞后滑出木板，说明小球的动能太大，木块移动距离过长。合理的改进建议是：换用表面粗糙程度相同但长度更长的木板重新做对比实验； （6）生活中会在高速公路上看到限速标志牌，若标志牌上标有“120”和“100”字样，由实验结论可知，在速度相同时，质量越大的物体动能越大，越危险。大货车的质量远大于小轿车，所以限速为100km/h的是大货车。 故答案为： （1）质量； （2）木块被推动的距离大小，转换法； （3）速度； （4）越大，超载； （5）换用表面粗糙程度相同但长度更长的木板重新做对比实验； （6）大货车。 2．【解答】解：（1）如图甲、乙所示，小球A、B的质量mA＜mB，两球的速度相同，B球能将木块C撞得更远，说明B球的动能更大，因此可得当物体的速度一定时，质量越大，动能越大； （2）乙、丙两图，小球的质量相同，θ1＜θ2，所以丙图小球的速度更大，图丙中木块C滑行得更远些，说明当物体的质量一定时，速度越大，动能越大； （3）秋千荡得越高，到达最低点的速度越大，动能也越大，甩出去时造成的伤害更大，因此告示中应提醒不要荡得过高。 故答案为：（1）速度；质量； （2）乙、丙；大； （3）高。 学科网（北京）股份有限公司 $