11.4 动能和势能（高效培优·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，从能量的基本概念切入，系统梳理动能（质量、速度影响因素）、势能（重力势能：质量与高度；弹性势能：弹性形变）的定义及规律，构建机械能转化的完整知识支架，衔接能量概念与实际应用。 该资料以实验探究为核心，通过动能影响因素实验（控制变量法、转换法）、重力势能探究等培养科学思维与探究能力，结合汽车限速、高空抛物等生活案例强化能量观念与社会责任。课中辅助教师实验教学，课后分阶练习与真题演练助力学生查漏补缺，提升知识应用能力。

11.4 动能和势能 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 能量的基本概念 考点02 动能及其影响因素 考点03 势能及其影响因素 考点04 机械能及其转化 03 避坑指南·解题通法 角度01 生活应用简答题 角度02 动能与势能相互转化辨析 角度03 动能影响因素实验题 角度04 重力势能探究实验题 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1. 理解能量的定义，分清能够做功和已经做了功两个概念； 2. 掌握动能、重力势能、弹性势能的定义，熟记各自的影响因素； 3. 掌握动能、重力势能探究实验：控制变量法、转换法的实验设计思路； 4. 理解机械能概念，能判断动能、势能之间的相互转化，知道机械能守恒条件。 1. 会使用控制变量法设计对比实验，分析实验变量与实验结论； 2. 依靠转换法判断无法直接测量的动能、势能大小； 3. 结合速度、高度、形变、质量，判断运动过程中能量如何转化； 4. 用动能、惯性知识解释汽车不能超速、超载的生活安全问题。 考点01 能量的基本概念 1． 定义：一个物体能够对别的物体做功，就说这个物体具有能量，简称能。 2． 任何物体都具有能量，如：弯曲跳板、拉开的弓、举高的重锤、湍急流水都具有能量。常见的能量分为机械能、内能、化学能、电能、光能、核能等。 3． 能量是表示物体做功本领的物理量，物体能够做的功越多，表示物体具有的能量越大；反之，物体能够做的功越少，表示物体具有的能量越小。但物体有能量不一定正在做功。 4． 单位：焦耳（J），和功的单位一致。 【深化点拨】 1．具有能量的物体，不一定正在做功；正在做功的物体，一定具有能量。 2．能量是表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用做功多少来衡量。 3．一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 关键辨析 能够做功：具备做功的本领，和有没有做功无关； 做了功：能量发生转移的过程结果。 1. 判断题：具有很多能量的物体，一定正在对外做功。（　　） 考点02 动能及其影响因素 1. 定义：物体由于运动而具有的能，一切运动的物体都有动能。 2. 影响因素：质量m、运动速度v。 3. 规律：质量相同，速度越大，动能越大；速度相同，质量越大，动能越大。 4. 探究动能的大小与哪些因素有关 【实验方法】 控制变量法； 转换法：用木块被推动的距离远近反映铁球动能大小 【实验步骤】 (1)如图所示，让铁球甲从斜面F点滚下，撞击一个小木块，推动木块使其从位置A移动到位置B (2)让铁球甲从斜面E点滚下，撞击相同的小木块，推动木块使其从位置A移动到位置C。 (3)换一个铁球乙(m乙>m甲),使其从斜面E点滚下，撞击相同的小木块，推动木块使其从位置A移动到位置D。 【实验结论】 物体的动能与速度和质量有关，速度越大，质量越大，它具有的动能就越大。 【交流评估】 本实验的研究对象是——铁球。 让同一小球从不同高度由静止滚下，控制了小球的质量相同，探究动能大小和速度的关系。 让不同质量的小球从同一斜面的相同高度处由静止滚下，目的是控制小球到达斜面底端时的速度相同，探究动能大小和质量的关系。以上均采用了控制变量法。 本实验通过木块被推动的距离远近来反映动能的大小，从而得出结论，这种研究问题的方法称为转换法。 【深化点拨】 判断和比较动能大小时应注意的问题 物体动能的大小与质量和速度有关，在分析物体的质量和速度对动能大小的影响时，必须同时考虑这两个因素，不能单凭其中一个因素就得出结论。 速度对动能的影响效果大于质量，所以机动车优先限速，再限制载重。 1.同一辆汽车，高速行驶和低速行驶，哪个动能更大？ 2.如图所示，为高速公路上的限速标志牌，请用物理知识解释∶为什么在同一道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？ 3.如图，让小钢球从高度为h 的同一斜面上由静止开始自由滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s 后停下。 （1）小球从斜面滚下的过程中，它的　 　能转化为动能，小球动能的大小是通过　 　(选填“高度h”或“距离s”)的大小来判断的。 （2）该小组同学记录的部分实验数据如表所示： 实验次数 1 2 3 4 5 小球质量m/g 10 20 30 10 10 释放高度 h/cm 5 5 5 10 15 移动距离s/cm 10 18 29 38 86 ①分析　 　三次实验数据，可以得出的探究结论是：物体的质量一定时，速度越大，动能越大； ②分析第1、2、3三次实验数据，可以得出的探究结论是：　 　； ③依数据分析：汽车超载10%与超速10%相比，潜在危害较大的是　 　(选填“超载”或“超速”)。 考点03 势能及其影响因素 3.1 重力势能 1. 定义：物体由于被举高、受到重力作用而具有的能称之为重力势能。在无特殊说明的情况下，被举高的高度一般是以地面为参考平面。在地球附近，一切被举高的物体都具有重力势能 2. 影响因素：质量m、所处高度h。 3. 规律：质量越大、位置越高，重力势能越大。 4. 探究重力势能的大小与哪些因素有关？ 【实验方法】 控制变量法； 转换法——实验中通过观察木桩陷入沙坑中的深度来比较重力势能的大小，陷得越深，表明物体对木桩做功越多，具有的重力势能越大。 【实验步骤】 (1)如图所示，木桩甲、乙、丙相同，让重物A分别从位置1和位置2处落下，记下木桩甲、乙被打入沙中的深度。 (2)让重物B(mB>mA)从位置2处落下，记下木桩丙被打入沙中的深度。 【实验结论】 物体的重力势能与被举高度和质量有关；物体的位置越高，质量越大，它具有的重力势能就越大。 3.2 弹性势能 1. 定义：物体发生弹性形变而具有的能。 2. 影响因素：弹性强弱、弹性形变大小（必须在弹性限度内）。物体的弹性越强、形变越大，具有的弹性势能就越大。 【深化点拨】 1. 弹性势能不仅存在于弹簧中，一切发生了弹性形变的物体都具有弹性势能。 2. 弹性形变和非弹性形变的区别在于外力撤销后物体是否能恢复原状。 3. 弹性形变是指物体在外力作用下发生形变，当外力撤消后，物体能够恢复到原来的形状和尺寸。这种形变具有可逆性。例如，弹簧在拉伸或压缩后，能够恢复到原来的长度；气球被压变形后可以恢复原状；弓弦、皮筋拉伸会变形，松开后会恢复原状。 4. 非弹性形变则是指物体在外力作用下发生形变，当外力撤去后，物体不能完全恢复到原来的形状和尺寸。这种形变不具有可逆性。比如橡皮泥在受到挤压后，形状发生了改变，且不会自动恢复原状；杯子摔破后不可复原。 5. 动能、重力势能、弹性势能对比 项目 动能 重力势能 弹性势能 产生原因 物体运动 被举高、受重力 发生弹性形变 影响因素 质量、速度 质量、高度 弹性强弱、形变大小 共同点 共同点都属于机械能，单位均为焦耳 (J) 1.（2026·武威）2025年底，我国最大的高空风力发电捕风伞成功开伞。在捕风伞从低处向高处加速上升过程中，它的重力势能　 　，机械能　 　。(选填“增大”“减小”或“不变”) 2.（2025·无锡）如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，被压缩后的弹簧将小车弹出，这一过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的　 　能.实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越　 　.小车在水平木板上运动时，所受重力对小车　 　(选填“做功”或“不做功”)。 3.（2026·贵州模拟）为了保证车辆失控时的安全，交通部门在公路主干道相连地方修了一段分岔专用避险车道供速度失控的车辆安全减速。如图所示是某避险车道，路面上铺有疏松的石子、沙土层，车道侧面和尽头用废旧轮胎围起来，车辆速度失控时，动能较大，存在较大的安全隐患，可以驶入避险车道，通过较短的距离使车停下来，保障人员的安全．从能量角度分析，车辆驶入避险车道，通过较短的距离就可以停下来的原因。 考点04 机械能及其转化 1.机械能概念 物体的动能和势能统称为机械能。 2. 动能和势能的转化 如图所示，将小球拉到A点处释放。小球从A点下降到C点：动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；小球从C点上升到B点：动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。 3.机械能的转化 在不计空气阻力、摩擦时，只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变。有摩擦等阻力时，在动能与势能的相互转化中，机械能会减少 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，电能转化为机械能。 【深化点拨】 1. 一个物体的动能和势能可能同时为零。 2. 人造卫星轨道：近地点动能最大、势能最小；远地点势能最大、动能最小，太空无阻力，机械能总量不变。 3. 机械能转化过程中总量减少的原因——克服摩擦等阻力做了功。 1.（2025·盐城）如图所示，摆球下降的过程中，它的（　　） A．重力势能减小，动能减小 B．重力势能减小，动能增大 C．重力势能增大，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 2.（2026·自贡）关于“天舟十号”运载火箭在加速升空过程中的说法，不正确的是（　　） A．动能增加 B．机械能增加 C．运动状态发生改变 D．化学能全部转化为机械能 3.（2026·河北）2026年3月，在中国游泳公开赛上，河北运动员获5金1银1铜的优异成绩。运动员入水前在空中下落的阶段，其（　　） A．动能变大 B．重力势能不变 C．重力势能变大 D．动能转化为重力势能 能量守恒的综合应用及解题步骤 1．判断能量变化通用解题步骤 确定研究对象； 锁定运动过程，分析质量、速度、高度、弹性形变四个物理量如何改变； 速度变化→判断动能变化，高度 / 形变→判断势能变化； 分析是否存在阻力，判断机械能是否守恒。 2. 高频易错误区 ❌ 静止的物体机械能一定为 0 ✅ 纠正：静止在高处的物体速度为 0、动能为 0，但重力势能不为 0； ❌ 物体在最高点速度为 0 ✅ 纠正：斜抛、跳远最高点水平方向仍有速度，动能不为零； ❌ 形变就一定有弹性势能 ✅ 纠正：只有弹性形变可以，塑性形变没有弹性势能； ❌ 超载只因为惯性大 ✅ 纠正：同时质量大动能大，刹车制动距离变长，双重危险。 角度01 生活应用简答题 1.如图为古人发明的水碓，它一般安装在水流较急的地方，请从能量的角度分析其安装在水流较急地方的原因。 2.超载是指交通运输工具的实际装载量超过核定的最大容许限度。货运超载通常是指货运机动车装载的货物超过最大容许的荷载总重。 （1）请从能量和做功的角度解释，超载的货运机动车在运输过程中为什么有潜在的危害； （2）货运机动车超载还会严重破坏公路设施，请解释为什么超载的货运机动车会损坏路面。 3.如图所示，把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去。想想看，铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？为什么？ 角度02 动能与势能相互转化辨析 1.神舟十四号载人飞船（如图）返回舱在黑夜、低温的条件下成功着陆东风着陆场。当飞船返回舱降至距离地面1米高度时，“指挥”飞船返回舱上的4台反推发动机点火，给返回舱一个向上的力，使返回舱的落地速度进一步减小，航天员便可安全着陆。为方便夜间寻找返回舱，飞船返回舱的“肩部”位置装有多个闪光灯。请回答： （1）返回舱穿越大气层的过程中机械能和内能是如何转化的？ 2.（2026·广安）我国新一代商用可回收运载火箭顺利完成海上试验试飞，火箭重复使用可大幅降低航天发射成本、节约资源。火箭完成任务后减速降落至回收场地的过程中 A．动能增大，重力势能增大，机械能增大 B．动能增大，重力势能减小，机械能守恒 C．动能不变，重力势能减小，机械能减小 D．动能减小，重力势能减小，机械能减小 3.（2025·齐齐哈尔） 如图所示，人造地球卫星在绕地球椭圆轨道运行的过程中，当卫星从近地点向远地点运行时，下列说法正确的是（　　） A．动能增大，势能增大 B．动能减小，势能增大 C．动能增大，势能减小 D．动能减小，势能减小 角度03 动能影响因素实验题 1.（2025·南通）飞行的子弹因为速度大而具有较大的动能。下列四次实验中，对比哪两次实验能说明其道理（　　） A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 2.（2025·南京）在“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”的两个实验中，都出现如图所示的情景．在提供图中器材的基础上，有以下判断： ①添加一条棉布和一块玻璃板，可完成“探究阻力对物体运动的影响”实验 ②添加一个木块和若干砝码，可完成“探究动能大小与哪些因素有关”实验 ③要完成上述两个实验，每次小车都需要从同一斜面同一位置由静止释放 ④两个实验都需要在实验基础上通过科学推理得出结论 其中正确的是 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 3.（2025·黑龙江） 如图1，这是小明同学做“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。 （1）实验前，小明同学用大小相同的力将手分别压在毛巾和木板表面上，并向前滑动，在此过程中小明感到 　 　 （填“毛巾”或“木板”）对手的运动的阻碍作用较大些。 （2）小明打算实验时将同一辆小车从同一个斜面上的同一高度处，由静止开始滑下，他这样操作的目的是为了使小车运动到水平面时具有相同的 　 　 。 （3）实验时，让小车从斜面上由静止滑下，观察小车在毛巾和木板表面上滑行的距离。小明同学发现：当小车受到的阻力越小，则小车运动的距离就越 　 　 。由此可进一步推理得出：若运动的小车不受阻力，它将会一直做 　 　 运动。 （4）小明还想探究物体的动能大小与物体速度的关系，他进行了如图2甲、乙所示的实验。他将一个小钢球分别放在同一斜面上的 　 　 （填“相同”或“不同”）高度处，由静止滑下，撞击放在水平桌面上的木块，比较木块移动的距离。当他将小钢球放在斜面上较高处实验时，发现小球撞击木块后，木块直接冲出水平桌面，为避免这种现象发生，请你为小明同学提出一条较合理的改进建议：　 　 。 角度04 重力势能探究实验题 1.为了检验佛山新研发的ASF材料的反弹效果，如图所示，从高处释放铅球，在铅球下落至碰到ASF材料前，铅球的动能　 　。从铅球碰到ASF材料至到达最低点的过程中，ASF材料的弹性势能　 　。铅球的反弹高度小于释放高度，整个过程中，能量的总量　 　（均选填“变大”“变小”或“不变”） 2.某实验小组在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”，利用实验小桌、箱体透明的沙箱、质量不同的重物A和B（），让重物从高处落下，撞击小桌，实验现象如图甲、乙、丙所示。 （1）本实验是通过观察　 　来比较重物重力势能的大小。 （2）比较甲、乙可知，物体的重力势能与物体所处的　 　有关。比较　 　可知，物体的重力势能与物体的质量有关。相同条件下，物体的质量越大，重力势能越　 　。 （3）高空抛物是非常危险的违法行为，请从本实验探究及能量转化的角度分析，为什么一枚质量较小的鸡蛋，从十几层楼的高空落下，也会造成严重的伤害？　 　 【例1】（2026·江西）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　 　。 2.（2026·新疆中考）小赵同学荡秋千时，从高处摆向低处的过程中，他的 A．重力势能增大、动能增大 B．重力势能减小、动能减小 C．重力势能减小、动能增大 D．重力势能增大、动能减小 3.（2026·广州）某同学用甲球和乙球进行颠球训练。当两球离地高度相同时，两球的重力势能和动能大小比较如图，可知(　　) A．甲球质量更小 B．两球质量相等 C．甲球速度更小 D．两球速度相等 4.（2026·广西）拜狮是中华民族传统民俗活动，如图，狮子由低处向高处跳跃，此过程中狮子 A．没有惯性 B．动能不变 C．重力势能增大 D．重力势能减小 5.（2026·山西）吊挂式灭火弹是一种航空投掷式森林消防设备，利用无人机挂载灭火弹灭火为传统救援模式注入新战法。如图所示，在为模拟灭火做准备的过程中，无人机挂载灭火弹匀速上升时，灭火弹的（　　） A．重力势能越来越小 B．动能大小保持不变 C．机械能先变大后变小 D．重力势能转化为动能 6.（2026·湖北）我国空间环境地面模拟装置又名“地面空间站”。可在其月尘舱内模拟月球表面尘土下降的环境中，研究月尘浓度对信号传输的影响，还可在其特种材料屏蔽环境内模拟月球的无磁场环境。下列说法正确的是 A．月尘下降过程中重力势能增大 B．月尘在地球的质量比在月球大 C．月尘影响的是声波在月球表面传输 D．利用屏蔽材料是为了消除地磁场影响 7.（2026·泸州）综合实践课上，同学们测试用塑料瓶等材料制作的水火箭。向瓶中加适量的水，塞紧带气门芯的瓶塞，将其置于固定在地面的发射架上，连接打气筒，打气到合适的气压，如图所示。控制人员拔出发射栓，水火箭升空。下列说法正确的是 A．水火箭受力向上加速运动，说明物体的运动需要力来维持 B．水火箭受力加速上升，说明力可以改变物体的运动状态 C．以正在上升的水火箭为参照物，地面上的发射架是静止的 D．整个上升过程中，水火箭的箭体(塑料瓶)动能一直增大 8.（2026·内江）如图所示是某同学在水平路面上骑自行车的情景，下列说法正确的是 A．该同学在骑行的过程中将机械能转化为电能 B．自行车在水平路面上匀速行驶的过程中，动能不变 C．刹车时，握紧自行车手闸减速是为了减小摩擦 D．自行车把手有凹凸不平的花纹，这是为了减小摩擦 9.（2026·湖南）2025年11月25日，“长征”2号F遥22运载火箭托举“神舟”22号飞船在酒泉卫星发射中心顺利升空。火箭在上升过程中短暂遮挡部分太阳圆面，形成如图所示的“神箭凌日”画面。关于此过程，说法正确的是 A．飞船重力势能变小 B．火箭的热机效率为100% C．飞船相对于火箭始终是运动的 D．“神箭凌日”现象是由光的直线传播形成的 10.（2026·扬州）2026年5月，中欧联合研制的“太阳风——磁层相互作用全景成像卫星”(简称“微笑”卫星)成功发射.成像卫星利用电磁波进行拍摄，用来研究太阳风对地球磁场的影响.卫星在轨运行如图，下列分析正确的是 A．火箭点火升空的过程中，只受重力 B．卫星从近地点运动到远地点过程中，势能增大 C．卫星和地球之间通过超声波传递信息 D．拍摄时发射的电磁波在真空中速度为340 m/s 11.（2026·凉山）如图所示是“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验，让小球从同一斜面由静止开始滚下，推动同一木块在水平面向前移动一段距离后停下。 （1）实验通过　 　来反映小球动能的大小； （2）由甲、乙两图可知：当质量相同时，速度越大，物体的动能　 　； （3）要探究质量对动能大小的影响应选择　 　两组实验； （4）若水平面光滑，则　 　(选填“能”或“不能”)完成实验探究； （5）若仅选用甲装置，让同一小球从同一位置静止滑下，在水平面分别铺上棉布和毛巾，可探究____。 A．阻力对物体运动的影响 B．研究同一条直线上二力的合成 C．探究二力平衡的条件 12.（2026·武威）在“探究阻力对物体运动的影响”和“探究物体的动能跟哪些因素有关”的两个实验中，都会用到如图甲所示的器材。 （1）两个实验中，“让小车(或小球)每次从同一高度由静止释放”的目的是确保小车(或小球)到达水平面时的　 　相同； （2）如图乙所示，在“探究阻力对物体运动的影响”实验中，将棉布铺在水平木板上的作用是　 　小车在水平面上运动时所受阻力的大小。取掉棉布后小车在木板表面上滑行的更远，由此可以推知，小车所受阻力越小，运动的距离越　 　； （3）如图丙所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，木块被撞的远近反映了小球　 　的大小。在探究动能大小与质量的关系时，小刚选用了两个质量和体积都不同的小球。小艺认为，最好选用体积相同、质量不同的小球。你认为小艺的说法有没有道理，请说明原因：　 　。 ⚡基础速刷 1．在中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后至到达最高点的过程中，球受到　 　个力的作用，球的机械能　 　(选填“增大”“减小”或“不变”)，在最高点时，球的动能　 　(选填“大于”或“等于”)零。 2.（2025·无锡）用如图所示的装置探究物体的动能大小与速度的关系时，应让同一辆小车从斜面　 　(选填“相同”或“不同”)高度处由静止滑下，撞击置于水平面上　 　(选填“相同”或“不同”)位置的同一木块。通过比较木块　 　米比较小车动能的大小。 3.（2025·常州）2025年2月20日，实践二十五号卫星与北斗G7星对接之后，实践二十五号卫星为北斗G7星注入142kg燃料。燃料加注过程中，两颗卫星结合在一起环绕地球做匀速转动且距地高度不变，加注过程中北斗G7星的动能　 　、重力势能　 　、机械能　 　。 4.（2025·宿迁）2025年4月 30 日13 时08分，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在进入大气层一段时间后，由于受空气阻力作用会匀速下降，此过程中，动能　 　 ，势能　 　 ，机械能　 　(选填“增大”“减小”或“不变”)。 5.如图所示，捻动滚摆的轴使它升高后释放，可以观察到滚摆沿着悬线向下运动，此过程中，它的动能　 　，重力势能　 　。滚摆到最低点后又上升，每次上升的高度逐渐减小，这说明滚摆具有的机械能　 　(均选填“减小”“增大”或“不变”) 6.如图是某球员传球时足球的一段运动轨迹，其中A 点的重力势能　 　(选填“大于”“小于”或“等于”)B点的重力势能。若不计空气阻力，足球在上升的过程中，动能转化为　 　能，机械能的总量　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。 7.如图所示，用细线系住小球悬挂在O点，将小球拉至 A 点释放，从A 点经过B点运动到C点的过程中，小球的重力势能先变小后　 　，动能先　 　后　 　。(均选填“变大”“变小”或“不变”) 8.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点火发射，如图所示。当火箭加速升空时，神舟二十号的动能　 　，重力势能　 　（两空均选填“增大”“减小”或“不变”）。 9.运动员用力将篮球抛出，篮球抛出后，由于篮球具有　 　将在空中继续向前运动，在下落过程中篮球受到重力的施力物体是　 　，篮球的动能将　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 10.（2026·成都）神舟二十二号载人飞船返回舱，于2026年5月29 日在东风着陆场成功着陆。图是返回舱着陆前的场景，在返回舱减速下降的过程中，关于返回舱能量变化，说法正确的是(　　) A．机械能增大 B．动能不断减小 C．机械能保持不变 D．重力势能转化为动能 11.人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。关于运行的卫星，下列说法错误的是(　　) A．由于不受空气阻力，只有动能和势能的转化 B．从远地点向近地点运动时，动能增大 C．从近地点向远地点运动时，速度减小 D．在远地点和近地点的机械能不相等 12.《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图所示）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（　　） A．该装置不需要消耗人力便可不断做功，属于永动机 B．流水驱动轮子转动时将内能转化为机械能 C．水被匀速输送到高处的过程中重力势能增加，机械能增大 D．该机械不符合能量守恒定律 13.（2025·泰安）2025年4月24 日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭成功发射。在火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（　　） A．燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能 B．载人飞船的重力势能转化为动能 C．载人飞船的机械能不变 D．火箭发动机的热机效率可达100% 14.（2025·眉山） 推铅球时，铅球的运动过程如图所示，下列说法正确的是（　　） A．推出去的铅球能在空中继续运动，是因为它受到了惯性的作用 B．若铅球运动到最高点所受力全部消失，它将保持静止 C．铅球在运动过程中受到平衡力作用 D．铅球落地后静止时，铅球的动能为零 15.跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员(　　) A．助跑过程中机械能不变 B．起跳后升空的过程中，动能转化为重力势能 C．经过最高点时动能为零 D．经过最高点时重力势能最小 16.首届世界无人机运动会决赛将于2026年4月正式开赛，包含无人机举重、击剑、马术、篮球四大创新赛项。图是无人机击剑训练画面，下列说法正确的是（　　） A．无人机匀速直线飞行时，不受力的作用 B．无人机加速升空时，动能增大，机械能不变 C．无人机在空中悬停时，重力势能增大 D．无人机降落时速度逐渐减小，机械能减小 17.（2026八下·福田期末）小明使用小车、斜面、长木板以及其他器材进行以下两个探究实验。 探究一：阻力对物体运动的影响 让小车从斜面同一高度由静止释放，分别在毛巾、棉布和木板表面上沿水平方向滑行。 （1）让小车从同一高度由静止释放的目的是使小车到达水平面时的　 　相同； （2）实验中发现小车在毛巾、棉布和木板表面上滑行的距离依次增大，说明小车在　 　表面上滑行时受到的阻力最小(选填“毛巾”、“棉布”或“木板”)； （3）进一步推测：如果小车在光滑水平面上滑行，它将做　 　运动；可见，物体的运动 　 　力来维持(选填“需要”或“不需要”)。 （4）探究二：动能大小的影响因素 让小车从斜面上由静止释放，在水平木板上同一位置撞击木块，记录木块在水平木板上被撞出的距离。 实验中通过　 　反映小车的动能大小，该物理研究方法叫做　 　； （5）对比甲图中两次实验：同一小车，从斜面更高处由静止释放，木块被撞出的距离更远。得出实验结论：　 　； （6）乙图中的两次实验，是在探究动能与　 　的关系； （7）进一步推测：若水平木板表面光滑，　 　完成实验(选填“能”或“不能”)，原因是　 　。 18.（2025八下·奉贤期末）小红看到“严禁高空抛物”的警示牌，于是探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，她将三个相同的木桩置于等高的位置，让物体甲、乙、丙从木桩正上方某一高度由静止自由下落，将木桩打入沙中．已知：物体甲、乙、丙质量关系。 （1）由图可判断物体___________释放前具有的重力势能最大。 A．甲 B．乙 C．丙 （2）比较图（a）和（b），可探究重力势能的大小与　 　的关系； （3）比较图（a）和（c），可得出初步结论：处于同一高度的物体，　 　。小红得出：处于高处的重物具有较大的　 　能，下落过程中转化为　 　能，一旦砸中行人或物品会造成严重后果。 🚀能力跃升 1.如图甲所示为一个“魔罐”，图乙为其截面图。如图丙所示，小明将该罐子从斜面A 点由静止释放，罐子滚到水平面 D 点停止，然后自动返回，再滚上斜面的 B 点，停止后又滚下斜面⋯⋯如此往返，最后停在水平面上，下列说法正确的是(　　) A．罐子从A 点滚动到C点的过程中，机械能保持不变 B．罐子在 A 点的重力势能最大，橡皮筋在D 点的弹性势能最大 C．若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子也能自动返回滚上斜面 D．向上滚动的过程中，罐子整体在C 点时的机械能小于在B 点时的机械能 2.如图所示，一小球从桌面A 点水平运动到B 点，然后落到地面弹起，图中虚线为小球的运动轨迹，其中 D、E是同一高度的两点。 （1）从A 点到B 点，小球的重力势能　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。 （2）从B 点到C 点，小球的动能　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。 （3）小球在 D 点的机械能　 　(选填“大于”“小于”或“等于”)E点的机械能。 3.（2025·巴中）图甲是小朋友荡秋千的情景，其过程可简化为图乙所示，下列描述正确的是 A．a到b的过程小朋友重力势能变大 B．b到c的过程小朋友动能变大 C．b点处小朋友的机械能最大 D．整个过程小朋友机械能一直在减小 4.将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图所示，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所示，且M、N两点分别为图中“①”“②”或“③”点中的某一点。则小球(　　) A．整个运动过程中，机械能是守恒 B．经过的 N 点就是“②”点 C．在M 点的重力势能大于在 N 点的 D．在 N 点的机械能为1000 J 5.如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A 点处弹性绳自然伸直，B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力)，下列说法正确的是(　　) A．从O 点到C 点运动员的速度一直减小 B．从O 点到A 点运动员的机械能不变 C．从O点到C 点运动员的机械能一直在减小 D．从O点到C 点运动员的机械能一直在增大 6.如图是运动员进行跳水比赛时的情景，下列判断正确的是（　　） A．起跳时，运动员对跳台施加了力，跳台对运动员没有力的作用 B．起跳后，运动员能向上继续运动，是因为运动员受到的向上的力大于自身的重力 C．运动员在空中下落过程中，重力做功越来越快 D．运动员在空中下落过程中，重力势能逐渐增大 7.（2026·天津）避险车道是在公路行车道外侧增设的、供制动失效车辆减速停车的专用车道，如图所示。同学们想知道车辆在避险车道向上滑行的距离与什么因素有关，提出如下两个猜想： 猜想一：汽车滑行距离与上坡初始速度有关 猜想二：汽车滑行距离与汽车的质量有关 为了验证猜想，他们设计了图所示的实验。用小车模拟汽车，让小车从斜槽的某一高度h由静止滑下，然后以某一初始速度滑上斜面，测出小车向上滑行的最大距离s。下表是他们记录的实验数据。 序号 1 2 3 4 5 小车质量m/g 100 100 100 200 300 释放的高度h/cm 20.0 30.0 40.0 20.0 20.0 向上滑行的最大距离s/cm 36.0 53.7 71.6 36.0 36.0 （1）实验过程中，小车沿斜面向上滑行时，　 　能转化为重力势能。 （2）分析1、2、3三组数据，可初步得出猜想一是　 　(选填“正确”或“错误”)的；若要验证猜想二，需选用表中　 　(填序号)三组数据进行分析。 （3）为使制动失效的车辆在避险车道上尽快减速停车，请你对避险车道的设计提出一条建议：　 　。 8.游乐场中有许多有趣的游戏（如图），有些还很惊险刺激。请结合所学知识完成下列题目。 （1）“蹦床”不仅是奥运会的正式比赛项目，也是小朋友非常喜欢的游戏项目。 ①小朋友通过对蹦床施力，使蹦床发生弹性形变，因而蹦床具有了　 　能；同时，由于力的作用是相互的，蹦床对小朋友也施加力，把小朋友弹到高处，小朋友的　 　能增加。 ②在蹦床游戏中，哪一阶段是动能转化为弹性势能　 　。 A．从高处下落，到刚接触蹦床 B．从接触蹦床，到蹦床形变最大 C．从离开蹦床，到上升到最高处 （2）过山车是一项非常惊险刺激的娱乐活动。 ①过山车通过A点向上运动过程中，动能　 　，重力势能　 　。（均选填“变大”、“变小”或“不变”） ②后面的“小山丘”设计得比开始时的“小山丘”低，是因为　 　力的存在，使机械能变少。 🌟思维挑战 1.（2025·潍坊）运动员郑钦文在巴黎奥运会上为我国赢得了首枚奥运网球单打项目金牌.某次发球，她在。点将球击出，击球后网球运动的频闪照片如图所示，球触地弹起后运动的最高点为c，触地过程中有一部分机械能转化成了内能，6点与c点等高，则 A．网球在b点的动能为零 B．网球在b点的机械能等于在c点的机械能 C．网球在b点的动能大于在c点的动能 D．网球由b点运动到c点，减小的重力势能全部转化为动能 2.（2025·济南）科技赋能正深刻改变者传统农业的生产方式，大大减轻了农民的负担，提商了生产效率。如图所示，一架无人机正在进行农药喷洒作业，随者农药的减少，下列情形中无人机（包括水箱和箱中农药）的机械能可能保持不变的是 A．水平向前匀速飞行 B．竖直向下匀速飞行 C．斜向上匀速飞行 D．斜向下匀速飞行 3.（2026·北川模拟）蹦极是一种具有刺激性的运动项目；如图所示，某次蹦极时，人从蹦极台跳下，到A点时弹性绳刚好绷直，人继续下落到最低点B；若不考虑空气阻力，下列关于人在下降过程中能量分析的说法中正确的是（　　） A．到达A点前，人减小的重力势能全部转化为动能 B．到达A点时，弹性绳的弹性势能最小，人的动能最大 C．从A点运动到B点过程中，人的机械能守恒 D．从A点运动到B点过程中，人的重力势能全部转化为弹性势能 4.如图所示，一小球从固定轨道A处静止下滑，经过B处，再向上运动到轨道右端的最高点C处（图中并没画出，轨道足够长），整个过程只有动能和势能之间的转化。下列说法正确的是（　　） 【答案】A 【解析】AB．该运动过程中只有动能与重力势能相互转化，因此小球的机械能总量守恒，小球在A处的机械能等于在C处的机械能。由于小球在A点和C点时速度都为零，因此两处的动能都为零，那么两处的重力势能相等，所以C处的离地高度等于A处的离地高度，因此A正确，B错误； C．整个过程机械能守恒，任意位置的机械能都相等，因此小球在B处的机械能等于在C处的机械能，故C错误； D．小球从A运动到B的过程中，所处高度不断减小，重力势能逐渐减小，同时运动速度不断变大，动能逐渐增大，这个过程是重力势能转化为动能，故D错误。 5.（2026·汉台模拟）小西进行篮球训练时发现，篮球落在水泥地面、塑胶地面和草坪上反弹的高度各不相同。篮球反弹高度与哪些因素有关？小西做了如下猜想： 猜想1：与篮球内气压大小有关； 猜想2：与下落的高度有关； 猜想3：与地面的材料有关。 （1）如图甲所示，小西将相同的篮球充入不同气压的气体后于同一高度由静止释放，第一次反弹高度分别如图甲中虚线所示，通过实验现象可知，猜想1是(　　)（选填“正确”或“错误”）的。 （2）为了探究猜想2和猜想3，小西选用家中三种不同材质的接触面（瓷砖、实木、毛毯），用同一篮球从不同高度处由静止释放，进行多次实验，并记录数据如下表： 实验序号 地面材料 篮球被举起的高度／m 篮球反弹的高度／m 1 瓷砖 0.5 0.4 2 瓷砖 1 0.75 3 瓷砖 1.5 1.2 4 实木 1 0.5 5 毛毯 1 0.15 ①通过分析1、2、3三组实验数据可知，其他条件相同时，篮球下落时的高度越大，反弹的高度越　 　。 ②通过分析　 　三组实验数据可知，篮球反弹的高度与地面材质有关。 （3）篮球从高处下落过程中，将重力势能主要转化为　 　能。实验中发现篮球都无法反弹到原有的高度，且最终停在地上，小西猜想篮球的能量消失了，小西的猜想违背了　 　定律。 （4）如图乙，小西在给篮球打气时，发现打气筒的筒壁变得很热。为了确定筒壁变热是因为活塞摩擦生热还是打气筒压缩空气做功使空气变热，他用手分别摸了筒底的处和筒口的处，发现处温度比处高，则发热的主要原因是　 　。 （5）在工业生产中，常使用一定质量的物体冲击被检测物体表面来检测物体硬度，测量物体在距被测物表面1mm处的冲击前、后的速度大小，从而测出被测物体的硬度。冲击前后速度大小变化越小，被测物体硬度越　 　（选填“大”或“小”）。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 11.4 动能和势能 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 能量的基本概念 考点02 动能及其影响因素 考点03 势能及其影响因素 考点04 机械能及其转化 03 避坑指南·解题通法 角度01 生活应用简答题 角度02 动能与势能相互转化辨析 角度03 动能影响因素实验题 角度04 重力势能探究实验题 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1. 理解能量的定义，分清能够做功和已经做了功两个概念； 2. 掌握动能、重力势能、弹性势能的定义，熟记各自的影响因素； 3. 掌握动能、重力势能探究实验：控制变量法、转换法的实验设计思路； 4. 理解机械能概念，能判断动能、势能之间的相互转化，知道机械能守恒条件。 1. 会使用控制变量法设计对比实验，分析实验变量与实验结论； 2. 依靠转换法判断无法直接测量的动能、势能大小； 3. 结合速度、高度、形变、质量，判断运动过程中能量如何转化； 4. 用动能、惯性知识解释汽车不能超速、超载的生活安全问题。 考点01 能量的基本概念 1． 定义：一个物体能够对别的物体做功，就说这个物体具有能量，简称能。 2． 任何物体都具有能量，如：弯曲跳板、拉开的弓、举高的重锤、湍急流水都具有能量。常见的能量分为机械能、内能、化学能、电能、光能、核能等。 3． 能量是表示物体做功本领的物理量，物体能够做的功越多，表示物体具有的能量越大；反之，物体能够做的功越少，表示物体具有的能量越小。但物体有能量不一定正在做功。 4． 单位：焦耳（J），和功的单位一致。 【深化点拨】 1．具有能量的物体，不一定正在做功；正在做功的物体，一定具有能量。 2．能量是表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用做功多少来衡量。 3．一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 关键辨析 能够做功：具备做功的本领，和有没有做功无关； 做了功：能量发生转移的过程结果。 1. 判断题：具有很多能量的物体，一定正在对外做功。（　　） 【答案】× 【解析】能够做功” 只是一种本领，不一定随时做功。 考点02 动能及其影响因素 1. 定义：物体由于运动而具有的能，一切运动的物体都有动能。 2. 影响因素：质量m、运动速度v。 3. 规律：质量相同，速度越大，动能越大；速度相同，质量越大，动能越大。 4. 探究动能的大小与哪些因素有关 【实验方法】 控制变量法； 转换法：用木块被推动的距离远近反映铁球动能大小 【实验步骤】 (1)如图所示，让铁球甲从斜面F点滚下，撞击一个小木块，推动木块使其从位置A移动到位置B (2)让铁球甲从斜面E点滚下，撞击相同的小木块，推动木块使其从位置A移动到位置C。 (3)换一个铁球乙(m乙>m甲),使其从斜面E点滚下，撞击相同的小木块，推动木块使其从位置A移动到位置D。 【实验结论】 物体的动能与速度和质量有关，速度越大，质量越大，它具有的动能就越大。 【交流评估】 本实验的研究对象是——铁球。 让同一小球从不同高度由静止滚下，控制了小球的质量相同，探究动能大小和速度的关系。 让不同质量的小球从同一斜面的相同高度处由静止滚下，目的是控制小球到达斜面底端时的速度相同，探究动能大小和质量的关系。以上均采用了控制变量法。 本实验通过木块被推动的距离远近来反映动能的大小，从而得出结论，这种研究问题的方法称为转换法。 【深化点拨】 判断和比较动能大小时应注意的问题 物体动能的大小与质量和速度有关，在分析物体的质量和速度对动能大小的影响时，必须同时考虑这两个因素，不能单凭其中一个因素就得出结论。 速度对动能的影响效果大于质量，所以机动车优先限速，再限制载重。 1.同一辆汽车，高速行驶和低速行驶，哪个动能更大？ 【解析】质量不变，速度越大动能越大，高速行驶动能更大。 2.如图所示，为高速公路上的限速标志牌，请用物理知识解释∶为什么在同一道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？ 【答案】机动车质量一定，速度越大，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶；在相同的道路上，不同车型的机动车辆质量不同，速度相同时，质量越大的动能越大，制动距离越大，质量小的车辆动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。 【解析】动能的大小与质量和速度有关，质量相同时，速度越大动能越大；速度相同时，质量越大，动能越大，所以，机动车质量一定，速度越大，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶；在相同的道路上，不同车型的机动车辆质量不同，速度相同时，质量越大的动能越大，制动距离越大，质量小的车辆动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。 3.如图，让小钢球从高度为h 的同一斜面上由静止开始自由滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s 后停下。 （1）小球从斜面滚下的过程中，它的　 　能转化为动能，小球动能的大小是通过　 　(选填“高度h”或“距离s”)的大小来判断的。 （2）该小组同学记录的部分实验数据如表所示： 实验次数 1 2 3 4 5 小球质量m/g 10 20 30 10 10 释放高度 h/cm 5 5 5 10 15 移动距离s/cm 10 18 29 38 86 ①分析　 　三次实验数据，可以得出的探究结论是：物体的质量一定时，速度越大，动能越大； ②分析第1、2、3三次实验数据，可以得出的探究结论是：　 　； ③依数据分析：汽车超载10%与超速10%相比，潜在危害较大的是　 　(选填“超载”或“超速”)。 【答案】（1）重力势；距离s （2）1、4、5；物体速度一定时，质量越大，动能越大；超速 【解析】(1) 小球从斜面高处下滑，高度降低、速度变大，重力势能减小，动能增大，能量转化形式为重力势能转化为动能。动能无法直接观测，小球滑到水平面后受阻力减速，动能越大，克服阻力滑行的距离越远，利用滑行距离s反映动能大小，采用转换法。 故答案为：重力势；距离s； (2) ①控制变量法，保持小球质量不变，改变斜面高度从而改变底端速度，表格 1、4、5 组小球质量相同、下落高度不同，符合实验条件；三组滑行距离逐渐变长，说明速度越大动能越大。 ②控制斜面高度不变，小球底端速度一致，只改变小球质量，1、2、3 组下落高度相同、质量不同，满足单一变量；滑行距离随质量增大变长，得出对应结论。 ③对比表格数据，质量、速度增幅相同时，改变速度带来的滑行距离增幅更大，说明速度对动能影响更显著，因此超速 10% 比超载 10% 危害更大。 考点03 势能及其影响因素 3.1 重力势能 1. 定义：物体由于被举高、受到重力作用而具有的能称之为重力势能。在无特殊说明的情况下，被举高的高度一般是以地面为参考平面。在地球附近，一切被举高的物体都具有重力势能 2. 影响因素：质量m、所处高度h。 3. 规律：质量越大、位置越高，重力势能越大。 4. 探究重力势能的大小与哪些因素有关？ 【实验方法】 控制变量法； 转换法——实验中通过观察木桩陷入沙坑中的深度来比较重力势能的大小，陷得越深，表明物体对木桩做功越多，具有的重力势能越大。 【实验步骤】 (1)如图所示，木桩甲、乙、丙相同，让重物A分别从位置1和位置2处落下，记下木桩甲、乙被打入沙中的深度。 (2)让重物B(mB>mA)从位置2处落下，记下木桩丙被打入沙中的深度。 【实验结论】 物体的重力势能与被举高度和质量有关；物体的位置越高，质量越大，它具有的重力势能就越大。 3.2 弹性势能 1. 定义：物体发生弹性形变而具有的能。 2. 影响因素：弹性强弱、弹性形变大小（必须在弹性限度内）。物体的弹性越强、形变越大，具有的弹性势能就越大。 【深化点拨】 1. 弹性势能不仅存在于弹簧中，一切发生了弹性形变的物体都具有弹性势能。 2. 弹性形变和非弹性形变的区别在于外力撤销后物体是否能恢复原状。 3. 弹性形变是指物体在外力作用下发生形变，当外力撤消后，物体能够恢复到原来的形状和尺寸。这种形变具有可逆性。例如，弹簧在拉伸或压缩后，能够恢复到原来的长度；气球被压变形后可以恢复原状；弓弦、皮筋拉伸会变形，松开后会恢复原状。 4. 非弹性形变则是指物体在外力作用下发生形变，当外力撤去后，物体不能完全恢复到原来的形状和尺寸。这种形变不具有可逆性。比如橡皮泥在受到挤压后，形状发生了改变，且不会自动恢复原状；杯子摔破后不可复原。 5. 动能、重力势能、弹性势能对比 项目 动能 重力势能 弹性势能 产生原因 物体运动 被举高、受重力 发生弹性形变 影响因素 质量、速度 质量、高度 弹性强弱、形变大小 共同点 共同点都属于机械能，单位均为焦耳 (J) 1.（2026·武威）2025年底，我国最大的高空风力发电捕风伞成功开伞。在捕风伞从低处向高处加速上升过程中，它的重力势能　 　，机械能　 　。(选填“增大”“减小”或“不变”) 【答案】增大；增大 【解析】捕风伞上升过程中自身质量恒定，离地高度持续增加，重力势能大小由质量与高度共同决定，因此捕风伞的重力势能增大。 捕风伞做加速向上运动，质量不变、运动速度不断变大，动能随之增大；同时重力势能也同步变大，机械能为动能、重力势能之和，因此整体机械能增大。 2.（2025·无锡）如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，被压缩后的弹簧将小车弹出，这一过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的　 　能.实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越　 　.小车在水平木板上运动时，所受重力对小车　 　(选填“做功”或“不做功”)。 【答案】动；大；不做功 【解析】弹簧压缩后，产生形变，积聚弹性势能，小车接触弹簧，弹性势能转化为小车的动能， 弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远 ，说明弹性势能越大，小车在水平运动时，重力和小车运动方向相互垂直，所以重力不做功。 3.（2026·贵州模拟）为了保证车辆失控时的安全，交通部门在公路主干道相连地方修了一段分岔专用避险车道供速度失控的车辆安全减速。如图所示是某避险车道，路面上铺有疏松的石子、沙土层，车道侧面和尽头用废旧轮胎围起来，车辆速度失控时，动能较大，存在较大的安全隐患，可以驶入避险车道，通过较短的距离使车停下来，保障人员的安全．从能量角度分析，车辆驶入避险车道，通过较短的距离就可以停下来的原因。 【答案】避险车道为上坡路段，失控车辆驶入，动能会快速转化为重力势能；避险车道上的疏松石子、沙土层等会增大阻力，车辆前进过程中克服阻力做功，动能快速减小，由W=Fs，摩擦越大时，车辆可以在较短距离内停下。 【解析】避险车道设置在上坡路段，当失控车辆驶入后，车辆的动能会迅速转化为重力势能；同时避险车道铺设的疏松石子、沙土层能够增大车辆受到的阻力，车辆向前行驶过程中需要克服阻力做功，动能会快速减小，结合公式W=Fs可知，摩擦力越大时，车辆就可以在更短的距离内停下。 考点04 机械能及其转化 1.机械能概念 物体的动能和势能统称为机械能。 2. 动能和势能的转化 如图所示，将小球拉到A点处释放。小球从A点下降到C点：动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；小球从C点上升到B点：动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。 3.机械能的转化 在不计空气阻力、摩擦时，只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变。有摩擦等阻力时，在动能与势能的相互转化中，机械能会减少 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，电能转化为机械能。 【深化点拨】 1. 一个物体的动能和势能可能同时为零。 2. 人造卫星轨道：近地点动能最大、势能最小；远地点势能最大、动能最小，太空无阻力，机械能总量不变。 3. 机械能转化过程中总量减少的原因——克服摩擦等阻力做了功。 1.（2025·盐城）如图所示，摆球下降的过程中，它的（　　） A．重力势能减小，动能减小 B．重力势能减小，动能增大 C．重力势能增大，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 【答案】B 【解析】摆球下降过程中，高度减小，速度增加，质量不变，所以重力势能减小，动能增加，故B正确，ACD错误； 2.（2026·自贡）关于“天舟十号”运载火箭在加速升空过程中的说法，不正确的是（　　） A．动能增加 B．机械能增加 C．运动状态发生改变 D．化学能全部转化为机械能 【答案】D 【解析】A、火箭加速升空，质量不变、速度增大，动能增加，故 A 正确； B、动能与重力势能统称为机械能，动能增大、高度升高重力势能增大，因此机械能增加，故 B 正确； C、火箭加速升空，速度大小发生变化，运动状态发生改变，故 C 正确； D、火箭燃料燃烧释放的化学能，一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能散失，不可能全部转化为机械能，故 D 错误。 3.（2026·河北）2026年3月，在中国游泳公开赛上，河北运动员获5金1银1铜的优异成绩。运动员入水前在空中下落的阶段，其（　　） A．动能变大 B．重力势能不变 C．重力势能变大 D．动能转化为重力势能 【答案】A 【解析】A、运动员下落，速度增大，动能变大，故A正确； B、高度降低，重力势能减小，故B错误； C、高度降低，重力势能变小，故C错误； D、下落过程是重力势能转化为动能，故D错误。 能量守恒的综合应用及解题步骤 1．判断能量变化通用解题步骤 确定研究对象； 锁定运动过程，分析质量、速度、高度、弹性形变四个物理量如何改变； 速度变化→判断动能变化，高度 / 形变→判断势能变化； 分析是否存在阻力，判断机械能是否守恒。 2. 高频易错误区 ❌ 静止的物体机械能一定为 0 ✅ 纠正：静止在高处的物体速度为 0、动能为 0，但重力势能不为 0； ❌ 物体在最高点速度为 0 ✅ 纠正：斜抛、跳远最高点水平方向仍有速度，动能不为零； ❌ 形变就一定有弹性势能 ✅ 纠正：只有弹性形变可以，塑性形变没有弹性势能； ❌ 超载只因为惯性大 ✅ 纠正：同时质量大动能大，刹车制动距离变长，双重危险。 角度01 生活应用简答题 1.如图为古人发明的水碓，它一般安装在水流较急的地方，请从能量的角度分析其安装在水流较急地方的原因。 【答案】物体动能的大小由物体的质量和运动速度共同决定。当质量保持不变时，水流的速度越大，水具有的动能就越大，能够对外做的功也就越多，因此这种发电装置需要安装在水流较急的位置。 【解析】物体动能的大小由物体的质量和运动速度共同决定。当质量保持不变时，水流的速度越大，水具有的动能就越大，能够对外做的功也就越多，因此这种发电装置需要安装在水流较急的位置。 2.超载是指交通运输工具的实际装载量超过核定的最大容许限度。货运超载通常是指货运机动车装载的货物超过最大容许的荷载总重。 （1）请从能量和做功的角度解释，超载的货运机动车在运输过程中为什么有潜在的危害； （2）货运机动车超载还会严重破坏公路设施，请解释为什么超载的货运机动车会损坏路面。 【答案】（1）车的速度一定时，超载的货运机动车的质量大，动能大，发生车祸时对外做功就越多，损坏就越严重 （2）受力面积一定时，货运机动车超载时对路面的压力大，对路面的压强大，会损坏路面 【解析】（1）车的速度一定时，超载的货运机动车的质量大，动能大，发生车祸时对外做功就越多，损坏就越严重。 （2）受力面积一定时，货运机动车超载时对路面的压力大，对路面的压强大，会损坏路面。 3.如图所示，把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去。想想看，铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？为什么？ 【答案】不会；铁锁摆动过程中，动能与重力势能相互转化。但由于摆动过程中铁锁会受到空气阻力作用，需要克服阻力做功，一部分机械能会转化为内能，导致机械能的总量不断减少，所以铁锁摆回时无法达到初始释放时的高度，因此不会打到人的鼻子。 【解析】不会；铁锁摆动过程中，动能与重力势能相互转化。但由于摆动过程中铁锁会受到空气阻力作用，需要克服阻力做功，一部分机械能会转化为内能，导致机械能的总量不断减少，所以铁锁摆回时无法达到初始释放时的高度，因此不会打到人的鼻子。 角度02 动能与势能相互转化辨析 1.神舟十四号载人飞船（如图）返回舱在黑夜、低温的条件下成功着陆东风着陆场。当飞船返回舱降至距离地面1米高度时，“指挥”飞船返回舱上的4台反推发动机点火，给返回舱一个向上的力，使返回舱的落地速度进一步减小，航天员便可安全着陆。为方便夜间寻找返回舱，飞船返回舱的“肩部”位置装有多个闪光灯。请回答： （1）返回舱穿越大气层的过程中机械能和内能是如何转化的？ 【答案】【解析】（1）返回舱穿越大气层时与大气摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能。 2.（2026·广安）我国新一代商用可回收运载火箭顺利完成海上试验试飞，火箭重复使用可大幅降低航天发射成本、节约资源。火箭完成任务后减速降落至回收场地的过程中 A．动能增大，重力势能增大，机械能增大 B．动能增大，重力势能减小，机械能守恒 C．动能不变，重力势能减小，机械能减小 D．动能减小，重力势能减小，机械能减小 【答案】D 【解析】火箭减速降落过程中，速度减小，动能减小；高度降低，重力势能减小。由于存在空气阻力等外力做功，机械能不守恒，且减小。故正确选项为D。 3.（2025·齐齐哈尔） 如图所示，人造地球卫星在绕地球椭圆轨道运行的过程中，当卫星从近地点向远地点运行时，下列说法正确的是（　　） A．动能增大，势能增大 B．动能减小，势能增大 C．动能增大，势能减小 D．动能减小，势能减小 【答案】B 【解析】当卫星从近地点向远地点运行时，机械能守恒；卫星的质量不变，高度增大，重力势能逐渐增大。机械能不变，则动能减小，速度减小，动能转化为重力势能。 角度03 动能影响因素实验题 1.（2025·南通）飞行的子弹因为速度大而具有较大的动能。下列四次实验中，对比哪两次实验能说明其道理（　　） A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 【答案】A 【解析】探究动能和速度的关系，需要控制速度不同，则小车在斜面的位置不同，对比 ①② 可以得出相关结论， ②③的变量为质量 ， ②④ 的变量有2个， ③④ 有2个，所以BCD错误，A正确。 2.（2025·南京）在“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”的两个实验中，都出现如图所示的情景．在提供图中器材的基础上，有以下判断： ①添加一条棉布和一块玻璃板，可完成“探究阻力对物体运动的影响”实验 ②添加一个木块和若干砝码，可完成“探究动能大小与哪些因素有关”实验 ③要完成上述两个实验，每次小车都需要从同一斜面同一位置由静止释放 ④两个实验都需要在实验基础上通过科学推理得出结论 其中正确的是 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【答案】A 【解析】① “探究阻力对物体运动的影响”实验，变量为阻力，所以添加 棉布和一块玻璃板 ，使得接触面粗糙程度，改变了小车受到的阻力， ① 正确； ② “探究动能大小与哪些因素有关”实验，添加木块和若干砝码，改变砝码的数量可以改变小车的质量，所以可以完成“探究动能大小与哪些因素有关”实验，②正确； ③ “探究动能大小与哪些因素有关”实验中，如果探究动能和速度的关系时，需要将小车在不同位置释放，故 ③ 错误； ④“探究阻力对物体运动的影响”实验是在实验基础上通过科学推理（阻力为零，物体做匀速直线运动）得出结论。 “探究动能大小与哪些因素有关”实验是直接根据实验现象（木块被推动距离）得出结论，不需要科学推理，所以④错误 。 综上 ①② 正确，A正确。 3.（2025·黑龙江） 如图1，这是小明同学做“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。 （1）实验前，小明同学用大小相同的力将手分别压在毛巾和木板表面上，并向前滑动，在此过程中小明感到 　 　 （填“毛巾”或“木板”）对手的运动的阻碍作用较大些。 （2）小明打算实验时将同一辆小车从同一个斜面上的同一高度处，由静止开始滑下，他这样操作的目的是为了使小车运动到水平面时具有相同的 　 　 。 （3）实验时，让小车从斜面上由静止滑下，观察小车在毛巾和木板表面上滑行的距离。小明同学发现：当小车受到的阻力越小，则小车运动的距离就越 　 　 。由此可进一步推理得出：若运动的小车不受阻力，它将会一直做 　 　 运动。 （4）小明还想探究物体的动能大小与物体速度的关系，他进行了如图2甲、乙所示的实验。他将一个小钢球分别放在同一斜面上的 　 　 （填“相同”或“不同”）高度处，由静止滑下，撞击放在水平桌面上的木块，比较木块移动的距离。当他将小钢球放在斜面上较高处实验时，发现小球撞击木块后，木块直接冲出水平桌面，为避免这种现象发生，请你为小明同学提出一条较合理的改进建议：　 　 。 【答案】（1）毛巾（2）初速度（3）远；匀速直线（4）不同；减小小球在斜面上的高度 【解析】（1）实验前，小明同学用大小相同的力将手分别压在毛巾和木板表面上，并向前滑动，由于压力相同，毛巾更粗糙，所以在此过程中小明感到毛巾对手的运动的阻碍作用较大些。 （2）实验时将同一辆小车从同一个斜面上的同一高度处，由静止开始滑下，他这样操作的目的是为了使小车运动到水平面时具有相同的初速度。 （3）当小车受到的阻力越小，则小车运动的距离就越远。由此可进一步推理得出：若运动的小车不受阻力，它的速度就不会减小，将会一直做匀速直线运动。 （4）小明还想探究物体的动能大小与物体速度的关系，需要控制质量相同，改变速度大小，将一个小钢球分别放在同一斜面上的不同高度处，由静止滑下，撞击放在水平桌面上的木块，比较木块移动的距离。当他将小钢球放在斜面上较高处实验时，发现小球撞击木块后，木块直接冲出水平桌面，由此可知小球的动能过大，为避免这种现象发生，应减小小球的动能大小，在质量不变时，减小小球的速度，故较合理的改进建议：减小小球在斜面上的高度。 角度04 重力势能探究实验题 1.为了检验佛山新研发的ASF材料的反弹效果，如图所示，从高处释放铅球，在铅球下落至碰到ASF材料前，铅球的动能　 　。从铅球碰到ASF材料至到达最低点的过程中，ASF材料的弹性势能　 　。铅球的反弹高度小于释放高度，整个过程中，能量的总量　 　（均选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】变大；变大；不变 【解析】铅球从开始下落到接触ASF材料之前，铅球质量保持不变，下落过程中速度不断增大，因此动能逐渐增大。 当铅球接触ASF材料后到下降至最低点的过程中，ASF材料受到铅球的挤压，弹性形变的程度不断增大，因此ASF材料的弹性势能逐渐增大。 根据能量守恒定律可知，能量只会发生转移或者转化，总量保持不变；铅球最终反弹后的高度低于最初的释放高度，是因为部分机械能转化为了其他形式的能，但整个过程中总能量依然是守恒的，能量总量保持不变。 2.某实验小组在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”，利用实验小桌、箱体透明的沙箱、质量不同的重物A和B（），让重物从高处落下，撞击小桌，实验现象如图甲、乙、丙所示。 （1）本实验是通过观察　 　来比较重物重力势能的大小。 （2）比较甲、乙可知，物体的重力势能与物体所处的　 　有关。比较　 　可知，物体的重力势能与物体的质量有关。相同条件下，物体的质量越大，重力势能越　 　。 （3）高空抛物是非常危险的违法行为，请从本实验探究及能量转化的角度分析，为什么一枚质量较小的鸡蛋，从十几层楼的高空落下，也会造成严重的伤害？　 　 【答案】（1）桌腿陷入沙子的深度（2）高度；甲、丙；大 （3）从十几层楼的高空落下的鸡蛋，质量不变，高度降低，速度增大，重力势能转化为动能，到达地面时动能很大，所以即使鸡蛋质量较小，也会造成严重的伤害。 【解析】（1）本实验是通过观察桌腿陷入沙子的深度来比较重物重力势能的大小，桌腿陷入沙子越深，说明重物的重力势能越大。 （2）比较甲、乙两图可知，物体的质量相同，图乙中物体所处的高度较高，桌腿陷入沙子的深度不同，说明物体的重力势能与物体所处的高度有关； 比较甲、丙两图可知，重物的高度相同，图丙中的B物体质量较大，桌腿陷入沙子的深度不同，说明物体的重力势能与物体的质量有关，由实验现象可知，相同条件下，物体的质量越大，重力势能越大。 （3）从十几层楼的高空落下的鸡蛋，质量不变，高度降低，速度增大，重力势能转化为动能，到达地面时动能很大，所以即使鸡蛋质量较小，也会造成严重的伤害。 【例1】（2026·江西）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 【解析】铅球被抛出后，斜向上运动到最高点的过程中，速度减小，高度增大，动能减小，重力势能增大，因此动能转化为重力势能。忽略空气阻力，铅球在最高点只受重力作用，重力的施力物体是地球。 2.（2026·新疆中考）小赵同学荡秋千时，从高处摆向低处的过程中，他的 A．重力势能增大、动能增大 B．重力势能减小、动能减小 C．重力势能减小、动能增大 D．重力势能增大、动能减小 【答案】C 【解析】A、从高处摆向低处，高度降低，重力势能减小，速度变大，动能增大，故 A 错误。 B、高度降低重力势能减小，速度变大动能增大，故 B 错误。 C、高度降低，重力势能减小；速度增大，动能增大，故 C 正确。 D、高度降低重力势能减小，速度变大动能增大，故 D 错误。 3.（2026·广州）某同学用甲球和乙球进行颠球训练。当两球离地高度相同时，两球的重力势能和动能大小比较如图，可知(　　) A．甲球质量更小 B．两球质量相等 C．甲球速度更小 D．两球速度相等 【答案】C 【解析】两球离地高度相同，甲重力势能更大，可知甲质量更大；甲乙动能相等，动能与质量和速度有关，甲质量更大，因此甲速度更小，故C正确，ABD错误。 4.（2026·广西）拜狮是中华民族传统民俗活动，如图，狮子由低处向高处跳跃，此过程中狮子 A．没有惯性 B．动能不变 C．重力势能增大 D．重力势能减小 【答案】C 【解析】【解答】A、一切有质量的物体都具有惯性，狮子有质量，因此一定具有惯性，故 A 错误。 B、狮子向上跳跃时，速度不断减小，质量不变，动能减小，故 B 错误。 C、狮子质量不变，高度升高，重力势能随高度增大而增大，故 C 正确。 D、物体高度越高重力势能越大，狮子高度上升，重力势能不会减小，故 D 错误； 5.（2026·山西）吊挂式灭火弹是一种航空投掷式森林消防设备，利用无人机挂载灭火弹灭火为传统救援模式注入新战法。如图所示，在为模拟灭火做准备的过程中，无人机挂载灭火弹匀速上升时，灭火弹的（　　） A．重力势能越来越小 B．动能大小保持不变 C．机械能先变大后变小 D．重力势能转化为动能 【答案】B 【解析】无人机挂载灭火弹匀速上升时，速度不变，高度增大。 A：高度增大，重力势能增大，不是越来越小，故错误； B：速度不变，动能不变，故正确； C：动能不变，重力势能增大，机械能增大，不是先变大后变小，故错误； D：匀速上升，动能不变，重力势能增大，不是重力势能转化为动能（重力势能增加需要外力做功），故错误。 6.（2026·湖北）我国空间环境地面模拟装置又名“地面空间站”。可在其月尘舱内模拟月球表面尘土下降的环境中，研究月尘浓度对信号传输的影响，还可在其特种材料屏蔽环境内模拟月球的无磁场环境。下列说法正确的是 A．月尘下降过程中重力势能增大 B．月尘在地球的质量比在月球大 C．月尘影响的是声波在月球表面传输 D．利用屏蔽材料是为了消除地磁场影响 【答案】D 【解析】A、月尘下降时高度减小，质量不变，重力势能减小，故A错误； B、质量是物体本身的属性，不随位置变化，月尘在地球和月球质量相等，故B错误； C、月球表面为真空，声波不能传播，月尘影响的是电磁波信号传输，不是声波，故C错误； D、特种磁屏蔽材料可以隔绝地磁场，以此模拟月球无磁场环境，消除地磁场干扰，故D正确。 7.（2026·泸州）综合实践课上，同学们测试用塑料瓶等材料制作的水火箭。向瓶中加适量的水，塞紧带气门芯的瓶塞，将其置于固定在地面的发射架上，连接打气筒，打气到合适的气压，如图所示。控制人员拔出发射栓，水火箭升空。下列说法正确的是 A．水火箭受力向上加速运动，说明物体的运动需要力来维持 B．水火箭受力加速上升，说明力可以改变物体的运动状态 C．以正在上升的水火箭为参照物，地面上的发射架是静止的 D．整个上升过程中，水火箭的箭体(塑料瓶)动能一直增大 【答案】B 【解析】A、根据牛顿第一定律，物体的运动不需要力维持，力是改变运动状态的原因，水火箭加速是力改变了它的运动状态，故 A 错误； B、水火箭由静止变为加速上升，运动速度发生改变，说明力可以改变物体的运动状态，故 B 正确； C、以上升的水火箭为参照物，地面发射架相对火箭位置不断变化，发射架是运动的，故 C 错误； D、水火箭上升后期速度会减小，质量不变，动能会变小，动能并非一直增大，故 D 错误； 8.（2026·内江）如图所示是某同学在水平路面上骑自行车的情景，下列说法正确的是 A．该同学在骑行的过程中将机械能转化为电能 B．自行车在水平路面上匀速行驶的过程中，动能不变 C．刹车时，握紧自行车手闸减速是为了减小摩擦 D．自行车把手有凹凸不平的花纹，这是为了减小摩擦 【答案】B 【解析】A、人骑行时消耗人体化学能转化为自行车机械能，并非机械能转化为电能，故 A 错误； B、匀速行驶时，自行车与人总质量不变、速度不变，动能大小不变，故 B 正确； C、握紧手闸是增大刹车片与车轮间压力，从而增大摩擦力减速，不是减小摩擦，故 C 错误； D、把手凹凸花纹是增大接触面粗糙程度，增大摩擦力，不是减小摩擦，故 D 错误； 9.（2026·湖南）2025年11月25日，“长征”2号F遥22运载火箭托举“神舟”22号飞船在酒泉卫星发射中心顺利升空。火箭在上升过程中短暂遮挡部分太阳圆面，形成如图所示的“神箭凌日”画面。关于此过程，说法正确的是 A．飞船重力势能变小 B．火箭的热机效率为100% C．飞船相对于火箭始终是运动的 D．“神箭凌日”现象是由光的直线传播形成的 【答案】D 【解析】A、飞船上升时高度增加，质量不变，重力势能变大，故 A 错误。 B、热机工作时存在热量散失、克服摩擦耗能，效率永远小于 100%，火箭热机效率不可能为 100%，故 B 错误。 C、上升过程中飞船与火箭相对位置没有发生改变，飞船相对于火箭是静止的，故 C 错误。 D、“神箭凌日” 是火箭遮挡太阳光，光无法绕过火箭形成阴影，原理是光在同种均匀介质中沿直线传播，故 D 正确。 10.（2026·扬州）2026年5月，中欧联合研制的“太阳风——磁层相互作用全景成像卫星”(简称“微笑”卫星)成功发射.成像卫星利用电磁波进行拍摄，用来研究太阳风对地球磁场的影响.卫星在轨运行如图，下列分析正确的是 A．火箭点火升空的过程中，只受重力 B．卫星从近地点运动到远地点过程中，势能增大 C．卫星和地球之间通过超声波传递信息 D．拍摄时发射的电磁波在真空中速度为340 m/s 【答案】B 【解析】A、火箭点火升空时，受到向上推力、自身重力、空气阻力三个力，不只是受重力，故A错误； B、卫星从近地点运动到远地点，高度升高，质量不变，重力势能增大，故B正确； C、超声波传播需要介质，真空无法传播超声波，卫星和地球靠电磁波传递信息，故C错误； D、电磁波在真空中速度为3×108m/s，340m/s是空气中声速，故D错误。 11.（2026·凉山）如图所示是“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验，让小球从同一斜面由静止开始滚下，推动同一木块在水平面向前移动一段距离后停下。 （1）实验通过　 　来反映小球动能的大小； （2）由甲、乙两图可知：当质量相同时，速度越大，物体的动能　 　； （3）要探究质量对动能大小的影响应选择　 　两组实验； （4）若水平面光滑，则　 　(选填“能”或“不能”)完成实验探究； （5）若仅选用甲装置，让同一小球从同一位置静止滑下，在水平面分别铺上棉布和毛巾，可探究____。 A．阻力对物体运动的影响 B．研究同一条直线上二力的合成 C．探究二力平衡的条件 【答案】（1）木块被推动的距离（2）越大（3）甲丙（4）不能（5）A 【解析】（1） 实验采用转换法，小球动能无法直接观察，通过木块被推动的距离反映动能大小，木块推得越远，小球动能越大。 （2） 甲、乙小球质量相同，甲下滑高度更高，到达水平面速度更大，木块移动距离更远，说明：质量相同时，速度越大，物体的动能越大。 （3）探究质量对动能的影响，需控制速度相同、改变质量；甲、丙小球从同一高度2h释放（速度相同），质量分别为m、2m，故选甲丙。 （4） 若水平面光滑，木块不受摩擦力，被撞击后会永远匀速直线运动，无法通过移动距离比较动能，因此不能完成实验。 （5） 同一小球同一位置滑下，到达水平面初速度相同，水平面铺棉布、毛巾，接触面粗糙程度不同，阻力不同，观察木块滑行距离，探究阻力对物体运动的影响，故A正确，BC错误； 选 A。 12.（2026·武威）在“探究阻力对物体运动的影响”和“探究物体的动能跟哪些因素有关”的两个实验中，都会用到如图甲所示的器材。 （1）两个实验中，“让小车(或小球)每次从同一高度由静止释放”的目的是确保小车(或小球)到达水平面时的　 　相同； （2）如图乙所示，在“探究阻力对物体运动的影响”实验中，将棉布铺在水平木板上的作用是　 　小车在水平面上运动时所受阻力的大小。取掉棉布后小车在木板表面上滑行的更远，由此可以推知，小车所受阻力越小，运动的距离越　 　； （3）如图丙所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，木块被撞的远近反映了小球　 　的大小。在探究动能大小与质量的关系时，小刚选用了两个质量和体积都不同的小球。小艺认为，最好选用体积相同、质量不同的小球。你认为小艺的说法有没有道理，请说明原因：　 　。 【答案】（1）速度（2）增大；远 （3）动能；有道理，选用体积相同的小球可以避免阻力不同带来的影响，更好地控制变量 【解析】(1)小车、小球从斜面同一高度由静止释放，下滑时重力势能转化为动能，到达水平面时运动速度大小相等。 故答案为：速度； (2)棉布的粗糙程度更大，铺在木板上可以增大小车接触面粗糙程度，从而增大小车运动受到的阻力； 木板表面阻力更小，小车滑行距离更远，说明小车受到阻力越小，运动的距离越远。 故答案为：增大；远； (3)小球动能越大，撞击木块做功越多，木块被推动距离越远，实验通过木块移动距离间接反映小球动能大小； 小艺的说法有道理；体积相同的小球受到的空气阻力、接触面阻力基本一致，能排除体积不同带来的额外干扰，只保留质量单一变量，符合控制变量法的实验要求。 故答案为：动能；有道理，选用体积相同的小球可以避免阻力不同带来的影响，更好地控制变量； ⚡基础速刷 1．在中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后至到达最高点的过程中，球受到　 　个力的作用，球的机械能　 　(选填“增大”“减小”或“不变”)，在最高点时，球的动能　 　(选填“大于”或“等于”)零。 【答案】1；不变；大于 【解析】实心球离开手后，不计空气阻力，空中只受到竖直向下的重力，因此受力个数为 1。 不计空气阻力，运动过程只有重力做功，动能与重力势能相互转化，机械能总量不变。 实心球做斜抛运动，最高点竖直方向速度为 0，但水平方向仍有速度，动能由速度决定，因此动能大于零。 2.（2025·无锡）用如图所示的装置探究物体的动能大小与速度的关系时，应让同一辆小车从斜面　 　(选填“相同”或“不同”)高度处由静止滑下，撞击置于水平面上　 　(选填“相同”或“不同”)位置的同一木块。通过比较木块　 　米比较小车动能的大小。 【答案】不同；相同；被推动的距离 【解析】探究物体的动能大小与速度的关系时，变量为速度，所以需要让小车在不同的高度下滑，撞击相同位置的木块，通过比较木块被推动的距离来比较动能大小。 3.（2025·常州）2025年2月20日，实践二十五号卫星与北斗G7星对接之后，实践二十五号卫星为北斗G7星注入142kg燃料。燃料加注过程中，两颗卫星结合在一起环绕地球做匀速转动且距地高度不变，加注过程中北斗G7星的动能　 　、重力势能　 　、机械能　 　。 【答案】变大；变大；变大 【解析】加注燃料过程中， 北斗G7星 质量增加，高度不变，速度不变，所以动能变大，重力势能变大，机械能变大。 4.（2025·宿迁）2025年4月 30 日13 时08分，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在进入大气层一段时间后，由于受空气阻力作用会匀速下降，此过程中，动能　 　 ，势能　 　 ，机械能　 　(选填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】不变；减小；减小 【解析】返回过程中，速度不变，质量不变，所以动能不变，高度减小，所以重力势能减小，机械能为重力势能以及动能之和，所以机械能减小。 5.如图所示，捻动滚摆的轴使它升高后释放，可以观察到滚摆沿着悬线向下运动，此过程中，它的动能　 　，重力势能　 　。滚摆到最低点后又上升，每次上升的高度逐渐减小，这说明滚摆具有的机械能　 　(均选填“减小”“增大”或“不变”) 【答案】增大；减小；减小 【解析】滚摆向下运动时质量不变，下落过程速度不断变快，由动能公式可知，动能增大。 滚摆向下运动时高度持续降低，质量不变，根据重力势能公式，重力势能减小。 滚摆每次上升的最大高度越来越小，运动过程中要克服空气阻力、摩擦做功，一部分机械能转化为内能，因此滚摆的机械能整体减小。 6.如图是某球员传球时足球的一段运动轨迹，其中A 点的重力势能　 　(选填“大于”“小于”或“等于”)B点的重力势能。若不计空气阻力，足球在上升的过程中，动能转化为　 　能，机械能的总量　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。 【答案】小于；重力势；不变 【解析】足球质量不变，重力势能公式，B点高度高于A点，因此A点重力势能小于B点重力势能。 足球上升过程速度减小、高度增大，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。 题目不计空气阻力，运动全程只有重力做功，动能与重力势能相互转化，机械能总和保持不变。 7.如图所示，用细线系住小球悬挂在O点，将小球拉至 A 点释放，从A 点经过B点运动到C点的过程中，小球的重力势能先变小后　 　，动能先　 　后　 　。(均选填“变大”“变小”或“不变”) 【答案】变大；变大；变小 【解析】A→B：高度降低，重力势能变小；B→C：高度升高，重力势能变大；A→B：重力势能转化为动能，速度变大，动能变大；B→C：动能转化为重力势能，速度变小，动能变小。 8.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点火发射，如图所示。当火箭加速升空时，神舟二十号的动能　 　，重力势能　 　（两空均选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】增大；增大 【解析】火箭加速升空过程中，神舟二十号的质量不会发生改变，升空时速度不断增大、距离地面的高度不断升高，动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，因此神舟二十号的动能与重力势能都会增大。 9.运动员用力将篮球抛出，篮球抛出后，由于篮球具有　 　将在空中继续向前运动，在下落过程中篮球受到重力的施力物体是　 　，篮球的动能将　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 【答案】惯性；地球；增大 【解析】篮球离开手后不再受手的推力，但一切物体都具有惯性，篮球会维持抛出时向前的运动状态，因此能够在空中持续向前飞行。 重力的本质是地球对附近物体产生的吸引力，该力施加在篮球上，对应的施力物体为地球。 物体动能大小由自身质量、运动速度共同决定；篮球下落时质量保持恒定，受重力加速作用速度不断变大，所以篮球的动能随之变大。 10.（2026·成都）神舟二十二号载人飞船返回舱，于2026年5月29 日在东风着陆场成功着陆。图是返回舱着陆前的场景，在返回舱减速下降的过程中，关于返回舱能量变化，说法正确的是(　　) A．机械能增大 B．动能不断减小 C．机械能保持不变 D．重力势能转化为动能 【答案】B 【解析】A、返回舱减速下降时克服空气阻力做功，机械能转化为内能，机械能减小，故A错误； B、动能与质量、速度有关，返回舱质量不变，减速时速度减小，动能不断减小，故B正确； C、克服空气阻力做功会消耗机械能，机械能是减小的，故C错误； D、减速下降时动能、重力势能均减小，二者共同转化为内能，并非重力势能转化为动能，故D错误。 11.人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。关于运行的卫星，下列说法错误的是(　　) A．由于不受空气阻力，只有动能和势能的转化 B．从远地点向近地点运动时，动能增大 C．从近地点向远地点运动时，速度减小 D．在远地点和近地点的机械能不相等 【答案】D 【解析】A、卫星在太空不受空气阻力，只有动能和重力势能相互转化，机械能总量不变，故 A 正确，不符合题意。 B、从远地点向近地点运动，高度降低，重力势能转化为动能，动能增大、速度变大，故 B 正确，不符合题意。 C、从近地点向远地点运动，高度升高，动能转化为重力势能，速度减小，故 C 正确，不符合题意。 D、无空气阻力，机械能守恒，远地点、近地点机械能相等，故D错误，符合题意。 12.《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图所示）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（　　） A．该装置不需要消耗人力便可不断做功，属于永动机 B．流水驱动轮子转动时将内能转化为机械能 C．水被匀速输送到高处的过程中重力势能增加，机械能增大 D．该机械不符合能量守恒定律 【答案】C 【解析】A、永动机不需要外界持续输入能量，该装置依靠流水提供动力，无流水则无法工作，违背永动机定义，不是永动机，故 A 错误； B、流水具有机械能，驱动轮子转动时是将流水的机械能转化为装置的机械能，并非内能转化为机械能，故 B 错误； C、水匀速输送，质量、速度不变，动能不变；高度升高，重力势能增大，机械能等于动能加势能，因此机械能增大，故 C 正确； D、能量守恒定律是普遍规律，该装置能量转化过程同样遵守能量守恒定律，故 D 错误； 13.（2025·泰安）2025年4月24 日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭成功发射。在火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（　　） A．燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能 B．载人飞船的重力势能转化为动能 C．载人飞船的机械能不变 D．火箭发动机的热机效率可达100% 【答案】A 【解析】A、 燃料燃烧时，化学能转化为内能；火箭加速升空过程中，内能通过做功转化为火箭的机械能，因此A正确。 B、 载人飞船加速升空时，速度增大（动能增加）、高度增大（重力势能增加），而是内能转化为机械能，因此B错误。 C、 飞船加速升空时，速度增大（动能增加）、高度增大（重力势能增加），所以机械能增加，C错误。 D、 热机工作时，燃料不可能完全燃烧，且存在热散失、机械摩擦等损耗，因此热机效率不可能达到100%，该说法错误。 14.（2025·眉山） 推铅球时，铅球的运动过程如图所示，下列说法正确的是（　　） A．推出去的铅球能在空中继续运动，是因为它受到了惯性的作用 B．若铅球运动到最高点所受力全部消失，它将保持静止 C．铅球在运动过程中受到平衡力作用 D．铅球落地后静止时，铅球的动能为零 【答案】D 【解析】A、惯性不是力，不能手受到的惯性的作用，只能用具有惯性来描述，故A错误； B、 若铅球运动到最高点所受力全部消失 ，此时铅球有水平方向的速度，此时铅球将保持水平方向的速度匀速运动，故B错误； C、铅球在运动过程中，运动状态改变，受到非平衡力的作用，故C错误； D、铅球落地后，速度为0，动能为0.故D正确。 15.跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员(　　) A．助跑过程中机械能不变 B．起跳后升空的过程中，动能转化为重力势能 C．经过最高点时动能为零 D．经过最高点时重力势能最小 【答案】B 【解析】A、助跑过程运动员速度增大，质量不变，动能变大，高度不变重力势能不变，机械能增大，A错误； B、起跳升空阶段，速度减小、高度升高，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能，B正确； C、最高点运动员仍有水平方向速度，动能不为零，C错误； D、重力势能与高度有关，最高点高度最大，重力势能最大，D错误； 16.首届世界无人机运动会决赛将于2026年4月正式开赛，包含无人机举重、击剑、马术、篮球四大创新赛项。图是无人机击剑训练画面，下列说法正确的是（　　） A．无人机匀速直线飞行时，不受力的作用 B．无人机加速升空时，动能增大，机械能不变 C．无人机在空中悬停时，重力势能增大 D．无人机降落时速度逐渐减小，机械能减小 【答案】D 【解析】A：无人机做匀速直线飞行时，运动状态保持不变，处于平衡状态，此时无人机受到的升力与自身重力是一对平衡力，合力为零，并非不受力的作用，因此A错误。 B：无人机加速升空的过程中，飞行速度不断增大，因此动能增大；同时飞行高度不断升高，重力势能也随之增大，机械能是动能与势能的总和，所以无人机的机械能增大，因此B错误。 C：无人机在空中悬停时，所处高度保持不变，质量也不变，因此重力势能大小不变，因此C错误。 D：无人机降落过程中，飞行速度减小，动能减小；同时飞行高度降低，重力势能也减小；机械能等于动能与重力势能之和，因此无人机的机械能减小，因此D正确。 17.（2026八下·福田期末）小明使用小车、斜面、长木板以及其他器材进行以下两个探究实验。 探究一：阻力对物体运动的影响 让小车从斜面同一高度由静止释放，分别在毛巾、棉布和木板表面上沿水平方向滑行。 （1）让小车从同一高度由静止释放的目的是使小车到达水平面时的　 　相同； （2）实验中发现小车在毛巾、棉布和木板表面上滑行的距离依次增大，说明小车在　 　表面上滑行时受到的阻力最小(选填“毛巾”、“棉布”或“木板”)； （3）进一步推测：如果小车在光滑水平面上滑行，它将做　 　运动；可见，物体的运动 　 　力来维持(选填“需要”或“不需要”)。 （4）探究二：动能大小的影响因素 让小车从斜面上由静止释放，在水平木板上同一位置撞击木块，记录木块在水平木板上被撞出的距离。 实验中通过　 　反映小车的动能大小，该物理研究方法叫做　 　； （5）对比甲图中两次实验：同一小车，从斜面更高处由静止释放，木块被撞出的距离更远。得出实验结论：　 　； （6）乙图中的两次实验，是在探究动能与　 　的关系； （7）进一步推测：若水平木板表面光滑，　 　完成实验(选填“能”或“不能”)，原因是　 　。 【答案】（1）速度（2）木板（3）匀速直线；不需要（4）木块被撞出的距离；转换法 （5）质量相同时，速度越大，动能越大6）质量 （7）不能；木块在水平光滑木板上做匀速直线运动，无法测量木块被撞出的距离 【解析】(1)让小车从斜面同一高度由静止释放，小车下滑过程重力势能转化为动能，保证小车到达水平面时的速度大小相等，采用控制变量法，只改变水平面阻力。 故答案为：速度； (2)水平面越光滑，小车受到的阻力越小，滑行距离越远；木板表面最光滑，小车滑行距离最远，说明小车在木板表面滑行时受到的阻力最小。 故答案为：木板； (3)水平面阻力越小，小车速度减小得越慢，进一步推理，光滑水平面无阻力时，小车速度不会改变，将做匀速直线运动；该实验说明物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因。 故答案为：匀速直线；不需要； (4)动能无法直接观察测量，实验中通过木块被撞出的距离反映小车动能大小；将不易直接测量的动能转换为容易测量的距离，该物理研究方法叫做转换法。 故答案为：木块被撞出的距离；转换法； (5)甲图中小车质量不变，释放高度越高，到达水平面的速度越大，木块被撞出的距离更远，说明动能更大。 故答案为：质量相同时，速度越大，动能越大； (6)乙图两次实验小车从同一高度释放，到达水平面速度相同，小车添加砝码改变总质量，控制速度不变，探究动能与质量的关系。 故答案为：质量； (7)若水平木板表面光滑，不能完成实验；光滑水平面不存在阻力，木块被撞击后将保持匀速直线运动一直滑行，无法停下，不能测量木块被撞出的距离，无法比较动能大小。 18.（2025八下·奉贤期末）小红看到“严禁高空抛物”的警示牌，于是探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，她将三个相同的木桩置于等高的位置，让物体甲、乙、丙从木桩正上方某一高度由静止自由下落，将木桩打入沙中．已知：物体甲、乙、丙质量关系。 （1）由图可判断物体___________释放前具有的重力势能最大。 A．甲 B．乙 C．丙 （2）比较图（a）和（b），可探究重力势能的大小与　 　的关系； （3）比较图（a）和（c），可得出初步结论：处于同一高度的物体，　 　。小红得出：处于高处的重物具有较大的　 　能，下落过程中转化为　 　能，一旦砸中行人或物品会造成严重后果。 【答案】（1）B（2）高度（3）物体质量越大，重力势能越大；重力势；动 【解析】（1）根据图片可知，（b）图中木桩下陷最深，则乙物体下落时对木桩做的功最多，释放前的重力势能最大，故选B。 （2）根据图片可知，实验（a）和（b）中物体的的质量相同，只是下落的高度不同，因此可探究重力势能的大小与下落高度的关系。 （3）①根据图片可知，实验（a）和（c）中物体下落高度相同，丙的质量更大，木桩下陷更深，说明： 处于同一高度的物体， 质量越大，重力势能越大。 ②综上所述，处于高处的重物具有较大的重力势能。物体下落过程中，高度降低，则重力势能减小；速度增大，则动能增大，那么重力势能转化为动能，若砸中行人或物品会造成严重伤害。 🚀能力跃升 1.如图甲所示为一个“魔罐”，图乙为其截面图。如图丙所示，小明将该罐子从斜面A 点由静止释放，罐子滚到水平面 D 点停止，然后自动返回，再滚上斜面的 B 点，停止后又滚下斜面⋯⋯如此往返，最后停在水平面上，下列说法正确的是(　　) A．罐子从A 点滚动到C点的过程中，机械能保持不变 B．罐子在 A 点的重力势能最大，橡皮筋在D 点的弹性势能最大 C．若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子也能自动返回滚上斜面 D．向上滚动的过程中，罐子整体在C 点时的机械能小于在B 点时的机械能 【答案】B 【解析】A、罐子从A点滚到C点过程中，克服摩擦力做功，部分机械能转化为内能，机械能减小，A错误； B、重力势能公式，A点高度最高，重力势能最大；D点罐子速度为0，橡皮筋形变程度最大，弹性势能最大，B正确； C、罐子自动返回依靠橡皮筋储存的弹性势能，若无橡皮筋、小铁块，无法储存弹性势能，不能自动返回，C错误； D、向上滚动时克服摩擦消耗机械能，C点位置比B点低、运动路程更长，损耗机械能更多，因此罐子在C点的机械能大于B点机械能，D错误； 2.如图所示，一小球从桌面A 点水平运动到B 点，然后落到地面弹起，图中虚线为小球的运动轨迹，其中 D、E是同一高度的两点。 （1）从A 点到B 点，小球的重力势能　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。 （2）从B 点到C 点，小球的动能　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。 （3）小球在 D 点的机械能　 　(选填“大于”“小于”或“等于”)E点的机械能。 【答案】（1）不变（2）变大（3）大于 【解析】小球从A运动到B，自身质量不变，两点所处高度一致，根据重力势能公式，小球的重力势能保持不变。 小球由B运动至C，质量不变，下落过程高度不断减小，重力势能随之减小；下落时速度持续变大，重力势能逐步转化为动能，因此小球动能变大。 观察小球弹跳轨迹，每次弹起的最大高度持续降低，说明运动过程中小球需要克服空气阻力、地面摩擦做功，一部分机械能转化为内能，整体机械能不断损耗减小；D点出现时间早于E点，损耗的机械能更少，故D点机械能大于E点机械能。 3.（2025·巴中）图甲是小朋友荡秋千的情景，其过程可简化为图乙所示，下列描述正确的是 A．a到b的过程小朋友重力势能变大 B．b到c的过程小朋友动能变大 C．b点处小朋友的机械能最大 D．整个过程小朋友机械能一直在减小 【答案】D 【解析】A、a到b的过程中高度变小，质量不变，重力势能减小，故A错误； B、b到c的过程中，速度减小，质量不变，所以动能减小，故B错误； CD、a到b的过程中，不忽略空气阻力，所以机械能产生损耗，所以a处的机械能大于b，且a到c的过程中，机械能一直减小，故C错误，D正确； 4.将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图所示，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所示，且M、N两点分别为图中“①”“②”或“③”点中的某一点。则小球(　　) A．整个运动过程中，机械能是守恒 B．经过的 N 点就是“②”点 C．在M 点的重力势能大于在 N 点的 D．在 N 点的机械能为1000 J 【答案】B 【解析】由扇形图数据分步计算两点能量：计M点各能量：M点重力势能占总机械能75%，，总机械能，M点动能 计算N点各能量：N点动能占总机械能40%，，总机械能 N点重力势能。 A、小球反弹高度不断降低，运动过程克服空气阻力做功，机械能转化为内能，机械能持续减小，机械能不守恒，A错误； B、，由重力势能公式可知N点高度更高，图中②是轨迹最高点，因此N点对应“②”点，B正确； C、M点重力势能240J，N点重力势能300J，M点重力势能小于N点，C错误； D、N点总机械能，并非1000J，D错误； 5.如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A 点处弹性绳自然伸直，B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力)，下列说法正确的是(　　) A．从O 点到C 点运动员的速度一直减小 B．从O 点到A 点运动员的机械能不变 C．从O点到C 点运动员的机械能一直在减小 D．从O点到C 点运动员的机械能一直在增大 【答案】B 【解析】受力规律：O→A段绳无拉力，只受重力加速下落；A→B段重力大于拉力，继续加速；B→C段拉力大于重力，减速下落；机械能区分运动员、系统整体，忽略空气阻力。 A、O到B速度持续增大，B到C速度减小，全程速度先变大后变小，A错误； B、O点到A点弹性绳未发生形变，没有弹力做功，只有重力做功，运动员自身机械能不变，B正确； C、O到A运动员机械能不变；A到C运动员的机械能转化为弹性绳的弹性势能，运动员机械能减小，并非全程一直减小，C错误； D、O到A运动员机械能不变，A到C机械能减小，不会一直增大，D错误； 6.如图是运动员进行跳水比赛时的情景，下列判断正确的是（　　） A．起跳时，运动员对跳台施加了力，跳台对运动员没有力的作用 B．起跳后，运动员能向上继续运动，是因为运动员受到的向上的力大于自身的重力 C．运动员在空中下落过程中，重力做功越来越快 D．运动员在空中下落过程中，重力势能逐渐增大 【答案】C 【解析】A．起跳的时候，运动员对跳台施加了向下的力，根据力的作用是相互的原理，跳台反过来也会对运动员施加力的作用，因此A错误； B．起跳后运动员依然能够继续向上运动，本质原因是运动员具有惯性，运动员起跳后并不受到向上的动力作用，因此B错误； C．运动员在空中下落的过程中，下落速度会不断变大，而运动员自身的重力大小不变，结合功率推导公式 可以得出，重力对运动员做功的功率是不断增大的，也就是重力做功越来越快，因此C正确； D．运动员在空中下落过程中，质量不会发生变化，下落时高度不断降低，所以重力势能是逐渐减小的，因此D错误。 7.（2026·天津）避险车道是在公路行车道外侧增设的、供制动失效车辆减速停车的专用车道，如图所示。同学们想知道车辆在避险车道向上滑行的距离与什么因素有关，提出如下两个猜想： 猜想一：汽车滑行距离与上坡初始速度有关 猜想二：汽车滑行距离与汽车的质量有关 为了验证猜想，他们设计了图所示的实验。用小车模拟汽车，让小车从斜槽的某一高度h由静止滑下，然后以某一初始速度滑上斜面，测出小车向上滑行的最大距离s。下表是他们记录的实验数据。 序号 1 2 3 4 5 小车质量m/g 100 100 100 200 300 释放的高度h/cm 20.0 30.0 40.0 20.0 20.0 向上滑行的最大距离s/cm 36.0 53.7 71.6 36.0 36.0 （1）实验过程中，小车沿斜面向上滑行时，　 　能转化为重力势能。 （2）分析1、2、3三组数据，可初步得出猜想一是　 　(选填“正确”或“错误”)的；若要验证猜想二，需选用表中　 　(填序号)三组数据进行分析。 （3）为使制动失效的车辆在避险车道上尽快减速停车，请你对避险车道的设计提出一条建议：　 　。 【答案】（1）动（2）正确；1、4、5（3）增大避险车道路面的粗糙程度 【解析】(1) 小车沿斜面向上滑行的过程中，运动速度持续变小，动能随之减小；同时小车所处高度不断升高，重力势能不断增加，忽略摩擦损耗时，小车自身的动能转化为重力势能。 故答案为： 动 ； (2) 第 1、2、3 组实验中小车质量保持 100g 不变，仅改变释放高度，释放高度越高，小车滑上斜面的初始速度越大，对应的向上滑行最大距离越长，说明小车向上滑行距离与上坡初始速度有关，因此猜想一正确； 猜想二探究滑行距离与汽车质量的关系，根据控制变量法，要控制释放高度（即上坡初始速度）相同，只改变小车质量；表格中 1、4、5 三组释放高度均为 20.0cm，小车质量依次为 100g、200g、300g，满足单一变量要求，故选择 1、4、5。 故答案为： 正确 ；1、4、5； (3) 增大避险车道路面的粗糙程度，能够增大车辆滑行过程中受到的滑动摩擦力，摩擦力阻碍车辆运动，可缩短车辆向上滑行的距离，实现快速减速停车；除此之外，增大避险车道上坡坡度、在车道内铺设碎石增大阻力均为可行方案。 故答案为：增大避险车道路面的粗糙程度； 8.游乐场中有许多有趣的游戏（如图），有些还很惊险刺激。请结合所学知识完成下列题目。 （1）“蹦床”不仅是奥运会的正式比赛项目，也是小朋友非常喜欢的游戏项目。 ①小朋友通过对蹦床施力，使蹦床发生弹性形变，因而蹦床具有了　 　能；同时，由于力的作用是相互的，蹦床对小朋友也施加力，把小朋友弹到高处，小朋友的　 　能增加。 ②在蹦床游戏中，哪一阶段是动能转化为弹性势能　 　。 A．从高处下落，到刚接触蹦床 B．从接触蹦床，到蹦床形变最大 C．从离开蹦床，到上升到最高处 （2）过山车是一项非常惊险刺激的娱乐活动。 ①过山车通过A点向上运动过程中，动能　 　，重力势能　 　。（均选填“变大”、“变小”或“不变”） ②后面的“小山丘”设计得比开始时的“小山丘”低，是因为　 　力的存在，使机械能变少。 【答案】（1）弹性势；重力势；B（2）变小；变大；阻 【解析】（1）①蹦床发生弹性形变，所以具有弹性势能，因为物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。 小朋友被弹到高处，他的质量不变，高度增加，则他的重力势能增加。 ②A．从高处下落到刚接触蹦床，重力势能减小，动能增大，则此过程重力势能转化为动能，故A不符合题意； B．从接触蹦床到形变最大，小朋友的速度减小，动能减小，同时高度降低，重力势能也减小。蹦床的弹性形变逐渐增大，即弹性势能逐渐增大，所以是动能和重力势能转化为弹性势能，故B符合题意； C．从离开蹦床到上升到最高处，动能逐渐减小，重力势能逐渐增大，则是动能转化为重力势能，故C不符合题意。 故选B。 （2）①过山车向上运动时，质量不变，高度增加，则重力势能变大；质量不变，速度减小，则动能变小。 ②过山车在运动过程中，由于受到轨道的阻力作用，会使机械能转化为内能，导致机械能减少，所以后面的“小山丘”要低一些。 🌟思维挑战 1.（2025·潍坊）运动员郑钦文在巴黎奥运会上为我国赢得了首枚奥运网球单打项目金牌.某次发球，她在。点将球击出，击球后网球运动的频闪照片如图所示，球触地弹起后运动的最高点为c，触地过程中有一部分机械能转化成了内能，6点与c点等高，则 A．网球在b点的动能为零 B．网球在b点的机械能等于在c点的机械能 C．网球在b点的动能大于在c点的动能 D．网球由b点运动到c点，减小的重力势能全部转化为动能 【答案】C 【解析】A、网球在b点时有速度，所以有动能；故A错误； BCD、 网球触地过程中，有一部分机械能转化为内能（如摩擦产生的热量），导致机械能减少 ，所以b的机械能大于c，bc等高所以重力势能相同，b的机械能大于c，所以b的动能大于c，故BD错误，C正确； 2.（2025·济南）科技赋能正深刻改变者传统农业的生产方式，大大减轻了农民的负担，提商了生产效率。如图所示，一架无人机正在进行农药喷洒作业，随者农药的减少，下列情形中无人机（包括水箱和箱中农药）的机械能可能保持不变的是 A．水平向前匀速飞行 B．竖直向下匀速飞行 C．斜向上匀速飞行 D．斜向下匀速飞行 【答案】C 【解析】 A、无人机正在进行农药喷洒作业，随者农药的减少， 无人机匀速水平飞行，则重力势能和动能均减小，所以机械能减小，故A错误； BD、斜向下飞行，竖直向下匀速飞行，重力势能和动能减小，所以机械能减小，故B错误； C、斜向上匀速飞行，动能减小，重力势能增加，所以机械能可能不变，故C正确。 3.（2026·北川模拟）蹦极是一种具有刺激性的运动项目；如图所示，某次蹦极时，人从蹦极台跳下，到A点时弹性绳刚好绷直，人继续下落到最低点B；若不考虑空气阻力，下列关于人在下降过程中能量分析的说法中正确的是（　　） A．到达A点前，人减小的重力势能全部转化为动能 B．到达A点时，弹性绳的弹性势能最小，人的动能最大 C．从A点运动到B点过程中，人的机械能守恒 D．从A点运动到B点过程中，人的重力势能全部转化为弹性势能 【答案】A 【解析】A．当人从蹦极台跳下，到A点时弹性绳恰好伸直，在到达A点之前，弹性绳没有发生形变，不存在弹性势能。这个过程中，人的质量不变，所处高度不断降低，下落速度不断增大，因此人的重力势能减小，动能增大，人减少的重力势能全部转化为自身的动能，故A正确； B．A点是弹性绳刚好伸直的位置，因此到达A点时弹性绳没有弹性形变，弹性势能为零，是最小的；此时弹性绳对人没有拉力，人只受到竖直向下的重力，合力方向向下，人会继续加速下落，因此到达A点时人的动能不是最大的，故B错误； C．如果不考虑空气阻力的影响，从A点运动到B点的过程中，人的机械能不断转化为弹性绳的弹性势能，因此人的机械能是减小的，故C错误； D．从A点运动到B点的过程中，人的重力势能除了转化为弹性绳的弹性势能，还会转化为人自身的动能，故D错误。 4.如图所示，一小球从固定轨道A处静止下滑，经过B处，再向上运动到轨道右端的最高点C处（图中并没画出，轨道足够长），整个过程只有动能和势能之间的转化。下列说法正确的是（　　） A．C处离地高度等于A处离地高度 B．小球在A处的机械能大于在C处的机械能 C．小球在B处的机械能小于在C处的机械能 D．小球从A运动到B的过程是动能转化成重力势能 【答案】A 【解析】AB．该运动过程中只有动能与重力势能相互转化，因此小球的机械能总量守恒，小球在A处的机械能等于在C处的机械能。由于小球在A点和C点时速度都为零，因此两处的动能都为零，那么两处的重力势能相等，所以C处的离地高度等于A处的离地高度，因此A正确，B错误； C．整个过程机械能守恒，任意位置的机械能都相等，因此小球在B处的机械能等于在C处的机械能，故C错误； D．小球从A运动到B的过程中，所处高度不断减小，重力势能逐渐减小，同时运动速度不断变大，动能逐渐增大，这个过程是重力势能转化为动能，故D错误。 5.（2026·汉台模拟）小西进行篮球训练时发现，篮球落在水泥地面、塑胶地面和草坪上反弹的高度各不相同。篮球反弹高度与哪些因素有关？小西做了如下猜想： 猜想1：与篮球内气压大小有关； 猜想2：与下落的高度有关； 猜想3：与地面的材料有关。 （1）如图甲所示，小西将相同的篮球充入不同气压的气体后于同一高度由静止释放，第一次反弹高度分别如图甲中虚线所示，通过实验现象可知，猜想1是(　　)（选填“正确”或“错误”）的。 （2）为了探究猜想2和猜想3，小西选用家中三种不同材质的接触面（瓷砖、实木、毛毯），用同一篮球从不同高度处由静止释放，进行多次实验，并记录数据如下表： 实验序号 地面材料 篮球被举起的高度／m 篮球反弹的高度／m 1 瓷砖 0.5 0.4 2 瓷砖 1 0.75 3 瓷砖 1.5 1.2 4 实木 1 0.5 5 毛毯 1 0.15 ①通过分析1、2、3三组实验数据可知，其他条件相同时，篮球下落时的高度越大，反弹的高度越　 　。 ②通过分析　 　三组实验数据可知，篮球反弹的高度与地面材质有关。 （3）篮球从高处下落过程中，将重力势能主要转化为　 　能。实验中发现篮球都无法反弹到原有的高度，且最终停在地上，小西猜想篮球的能量消失了，小西的猜想违背了　 　定律。 （4）如图乙，小西在给篮球打气时，发现打气筒的筒壁变得很热。为了确定筒壁变热是因为活塞摩擦生热还是打气筒压缩空气做功使空气变热，他用手分别摸了筒底的处和筒口的处，发现处温度比处高，则发热的主要原因是　 　。 （5）在工业生产中，常使用一定质量的物体冲击被检测物体表面来检测物体硬度，测量物体在距被测物表面1mm处的冲击前、后的速度大小，从而测出被测物体的硬度。冲击前后速度大小变化越小，被测物体硬度越　 　（选填“大”或“小”）。 【答案】（1）正确（2）高；2、4、5（3）动；能量守恒 （4）压缩空气做功，使空气内能增加、温度升高，进而使筒壁发热（5）大 【解析】1）观察图甲可以发现，三次实验保持了地面材料、篮球下落高度不变，只改变了篮球内部的气压大小，最终篮球触地反弹的高度并不相同，根据这一实验结果，可以证明猜想1是正确的。 （2） 若要探究“篮球反弹高度和下落高度的关系”，根据控制变量法，需要保持篮球内气压大小、地面材料不变，分析1、2、3三组的实验数据可以得出：下落高度越大，篮球的反弹高度越高。 分析表格中2、4、5三组实验可知，三组实验保持了下落高度相同，只改变了地面材料，最终篮球的反弹高度不同，由此可以说明篮球反弹高度和地面材料有关。 （3） 篮球从高处下落的过程中，所处高度不断降低，重力势能减小，下落速度不断增大，动能增大，这个过程中重力势能主要转化为动能。 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，篮球反弹高度逐渐降低最终静止，是因为篮球在运动、和地面撞击的过程中，部分机械能不断转化为内能，总能量是守恒的，所以小西的猜想违背了能量守恒定律。 （4）给篮球打气过程中，活塞压缩筒内空气做功，打气筒的机械能会转化为筒内空气的内能，导致空气温度升高。筒底A位置靠近压缩区域，压缩做功主要发生在这里，因此A位置温度升高更明显；筒口B位置远离压缩做功的区域，温度升高幅度更小，由此可知打气筒发热的主要原因是压缩空气做功，并不是活塞和筒壁的摩擦导致的。 （5）冲击测试过程中，被测物体受到冲击后，冲击前后的速度变化量越小，说明冲击过程中损失的动能越少，被测物体对冲击的抵抗能力越强，也就说明被测物体的硬度越大。 。。。 。。。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $