第一节 机械能（举一反三·讲义）物理新教材北师大版九年级全一册

本讲义聚焦初中物理“机械能”核心知识点，从能的概念切入，系统梳理动能（质量与速度影响）、势能（重力势能与质量高度有关，弹性势能与弹性形变程度有关）及机械能转化与守恒的知识脉络，构建完整学习支架。 资料以秋千、小球运动等生活情景导入，助力学生建立能量观念，通过探究动能与速度关系等实验题培养科学思维与探究能力，例题结合运动员、无人机等实际情境体现科学态度，课后作业分层设计，课中辅助教学，课后帮助学生查漏补缺。

第一节 机械能 【新教材北师大版】 【知识框架+知识精讲（3个知识归纳+5个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 观察现象，分析能量转化或转移情况。 停止用力，秋千越摆越低 掉在地上的弹性小球会越跳越低 [分析]在秋千和小球的运动中，高度降低，说明机械能减少了，但能量并没有丢失，实际上是通过做功把一部分机械能转化为了内能。 知识归纳 【知识点1 动能】 1. 能 （1）概念：物体能对外 做功 , 我们就说这个物体具有能量, 简称能。 （2）大小:物体能够做的功越多,它具有的能就越 大 。 2. 动能 （1）定义:物体由于 运动 具有的能。 （2）影响因素:物体的 质量 越大, 运动的速度 越大 , 具有的动能就越大。 【例1】（2026•山东烟台期中）下列关于能量的说法中，正确的是（　　） A．具有能量的物体，一定在做功 B．具有能量的物体，已经做了功 C．没有做功的物体，一定不具有能量 D．具有能量的物体，一定具有做功的本领 【答案】D 【解析】ABD、物体能够对外做功，则这个物体具有能量，能够对外做功，说明物体有做功的本领，但此时不一定正在做功，也不一定必须做功或已经做了功，故AB错误，D正确； C、没有做功的物体，不一定就没有做功的本领，可能具有能量，故C错误。故选：D。 【例2】（2026春•连云港期中）用如图所示的装置“探究动能大小与速度的关系”，下列说法中正确的是（　　） A．木块在滑行过程中受到的摩擦力逐渐减小 B．若水平面绝对光滑，实验不能达到探究目的 C．将不同质量的小球从斜面的同一高度由静止开始释放 D．木块静止时，所受水平面的支持力是由木块下表面形变产生的 【答案】B 【解析】A、木块在滑行过程中压力的大小和接触面的粗糙程度都不变，受到的摩擦力不变，故A错误； B、若水平面绝对光滑，小球会永远运动下去，实验不能达到探究目的，故B正确； C、将不同质量的小球从斜面的同一高度由静止开始释放，探究动能大小与质量的关系，故C错误； D．弹力是施力物体形变产生的，木块受到的支持力，施力物体是水平面，因此支持力是水平面形变产生的，故D错误。故选：B。 【变式1-1】关于能的概念，下列说法正确的是（　　） A．只有当一个物体做了功，物体才具有能 B．一个物体能够做功，这个物体就一定具有能 C．物体已做的功越多，说明这个物体具有的能越多 D．站立的人把石块举在手中不动，石块不会落下做功，所以石块不具有能 【答案】B 【解析】AB、一个物体只要能够做功，这个物体就具有能量，不是做了功才具有能，故A错误，B正确； C、一个物体已经做的功越多，它具有的能量不一定越多，而是能够做的功越多，具有的能量才越多，故C错误； D、站立的人把石块举在手中不动，石块没有做功，但是石块具有重力势能，故D错误。故选：B。 【变式1-2】（2026•江苏南通期末）下列四次实验中，对比哪两次实验能正确说明动能与质量的关系（　　） A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 【答案】B 【解析】四次实验中，均通过观察小车推动小木块运动距离的远近来体现小车具有动能的大小。要说明同一物体质量越大，具有的动能越大的道理，应控制其他条件相同，只改变小车的质量进行比较。A.实验①和②中，因同一小车从斜面上由静止下落的高度不同，到达水平面的速度不同，即质量不变，速度改变，因此可以说明动能与速度的关系，故A不符合题意；B.实验②和③中，改变小车的质量，下落的高度不变，即到达水平面的速度相同，能说明动能与质量的关系，故B符合题意；CD.实验②和④、③和④中，小车的质量和到达水平面的速度均不同，没有控制变量，无法得出结论，故CD不符合题意。故选：B。 【变式1-3】（2026•江苏苏州期末）用如图所示的装置探究动能大小与哪些因素有关。改变小车在斜面上的高度h，由静止释放，撞击水平面上的木块，观察木块被撞击后移动的距离。下列说法中正确的是（　　） A．木块被撞击后移动的距离越远，小车动能越大 B．木块被撞击后滑行过程中受到水平面的摩擦力逐渐增大 C．实验中，斜面和水平面必须是同种材料 D．此装置是探究动能大小与质量的关系 【答案】A 【解析】AC、在该实验中我们用到了转换的方法，即将小车动能的大小转化为其对木块做功的多少来比较，即小车推动木块在水平面运动的距离越远，小车具有的动能就越大，所以斜面和水平面材料可以不同，故A正确，C错误； B、滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，压力不变，接触面的粗糙程度不变，木块在滑行过程中受到的摩擦力不变，故B错误； D、动能的大小与物体的质量和速度有关，要探究动能大小与质量的关系，必须控制物体的速度相同，也就是保持小车的质量不同，让小车从同一斜面相同高度静止释放，而实验中是小车质量不变，故D错误。故选：A。 【知识点2 势能】 1. 重力势能 （1）定义:受到重力的物体 被举高 后具有的能。 （2）影响因素:物体的 质量 越大, 位置 越高 , 具有的重力势能就越多。 2. 弹性势能 （1）定义：具有弹性的物体发生 弹性形变 后具有的能。 （2）影响因素：在一定范围内,同一弹性物体的弹性形变 越大, 具有的弹性势能就越多。 【例3】（2026•四川成都期中）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物的质量关系为mA＝mB≠mC，木桩相同，木桩和重物位置如图甲所示，重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法错误的是（　　） A．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则mB＜mC B．比较A、C可知，重力势能与重物被举高度的关系 C．木桩打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小 D．本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法 【答案】B 【解析】A．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则B、C的重力势能相同，C下落的高度小，因此质量大，所以m B＜m C，故A正确； B．根据控制变量法的思想，A、C的重力不同，下落的高度也不同，因此比较A、C不能得出重力势能与重物被举高的关系，故B错误； C．根据转换法的思想，可以用木桩打入沙中的深度反映重物重力势能的大小，故C正确； D．由BC可知此实验用到了控制变量法和转换法，故D正确。故选：B。 【例4】（2026•陕西西安期中）2025年全国射箭冠军赛女子射箭团体决赛中，陕西队选手凭借稳定发挥精准发力，最终夺得冠军。下列对选手弯弓射箭过程的分析不正确的是（　　） A．选手用力将弓拉弯，此时弓没有动能 B．弓被拉得越弯，它具有的弹性势能就越大 C．弓把箭射出的过程中，动能转化成弹性势能 D．离弦的箭速度越大，其具有的动能就越太 【答案】C 【解析】A、用力把弓拉弯，弓的形状发生了改变，但弓没有运动，所以不具有动能，故A正确。 B、弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关，弓被拉得越弯，弹性形变程度越大，它具有的弹性势能就越大，故B正确。 C、弓把箭射出的过程中，弓的弹性形变程度变小，弹性势能减小，箭的速度增大，动能增大，是弓的弹性势能转化为箭的动能，而不是动能转化为弹性势能，故C错误。 D、动能的大小与物体的质量和速度有关，在箭的质量一定时，离弦的箭速度越大，其具有的动能就越大，故D正确。故选：C。 【变式2-1】（2026春•安徽合肥期末）高空抛物是极不文明的行为，会造成很大的伤害，因为高处的物体具有较大的（　　） A．弹性势能 B．重力势能 C．动能 D．重力 【答案】B 【解析】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。 【变式2-2】（2026•广东广州期末）下列的物品中，不是利用弹性势能工作的是（　　） A．撑杆跳高 B．跳板跳水 C．弓把箭射出 D．正在下落的雨滴 【答案】D 【解析】A、撑竿跳高是将弹性势能转化为了动能和重力势能；不符合题意。 B、跳板跳水是将弹性势能转化为了动能；不符合题意。 C、弓把箭射出是将弹性势能转化为了动能；不符合题意。 D、正在下落的雨滴是将重力势能转化为了动能；符合题意。故选：D。 【知识点3 机械能及其转化】 1. 机械能及其转化 （1）定义:具有弹性的物体发生 弹性形变 后具有的能。 （2）影响因素:在一定范机械能及其转化机械能:动能与 势能 的统称。 （3）转化：物体的动能和势能之间是可以 相互转化 的。 2. 机械能守恒 内容:在只有 动能 和 势能 相互转化的过程中, 机械能的总量保持 不变 ,即机械能是守恒的。 【例5】（2026•贵州贵阳期开）“蹦床”是运动员借助蹦床弹性反弹，完成空中高难度动作的竞技体操项目，有“空中芭蕾”之称。如图所示，运动员正在进行蹦床运动，忽略空气阻力，下列分析正确的是（　　） A．从最低点到离开蹦床，弹性势能全部转化为动能 B．离开蹦床上升过程中，弹性势能转化为重力势能 C．从最高点下落到达蹦床前，重力势能转化为动能 D．从接触蹦床到最低点，只有重力势能转化为弹性势能 【答案】C 【解析】A、运动员从最低点到离开蹦床，蹦床的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能，故A错误； B、运动员在离开蹦床后的上升过程中，运动员的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小，是动能转化为重力势能，故B错误； C、运动员从最高点下落到达蹦床前，高度变小，速度变大，则重力势能变小，动能变大，是重力势能转化为动能，故C正确； D、运动员从接触蹦床到最低点，运动员的重力势能和动能转化为蹦床的弹性势能，故D错误。故选：C。 【例6】（2026•湖北武汉江岸区期末）如图所示是某运动员参加跳台滑雪比赛，该运动员不借助任何外力，从起滑台起滑，在助滑道上获得高速度，于台端飞出，飞行一段时间后落到斜坡上，不计空气阻力，关于运动员的说法正确的是（　　） A．腾空下落过程中，重力对她没有做功 B．在飞行过程中运动状态不变 C．在飞行过程中机械能守恒 D．在助滑道上速度变大，机械能增加 【答案】C 【解析】A、腾空下落过程中，她在重力的方向上通过了距离，所以重力对她做了功，故A错误； B、运动员在飞行过程中，其速度大小和运动方向都发生变化，运动状态发生了改变，故B错误； C、运动员在飞行过程中，不计空气阻力，机械能是守恒的，保持不变，故C正确； D、运动员在助滑道上时，重力势能转化为动能，动能变大，速度变大，由于克服摩擦力做功，机械能会减小，故D错误。故选：C。 【变式3-1】（2026•黑龙江绥化期末）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，机械能是守恒的。当卫星从远地点向近地点运动时，下列说法正确的是（　　） A．动能减小，重力势能增大 B．动能转化为重力势能 C．动能增大，重力势能减小 D．卫星的速度一直在减小 【答案】C 【解析】卫星从远地点向近地点运动时，质量不变，速度大，卫星和地球的相对距离变小，势能变小，动能变大，重力势能转化为动能，故C正确，ABD错误。故选：C。 【变式3-2】（2026•江苏常州期末）小安同学正在进行传接排球的训练，他将排球斜向上抛出，排球的运动轨迹如图所示，a、b、c、d为轨迹上的点，其中a点与c点等高。若不计空气阻力，则下列说法错误的是（　　） A．排球从a 点至d点的运动过程中，其机械能守恒 B．排球在b点只有重力势能，没有动能 C．排球在a点处的动能等于其在c点处的动能 D．排球从a点到d点的运动过程中，其减少的重力势能全部转化为排球的动能 【答案】B 【解析】A．不计空气的阻力，排球在整个运动过程中，只受重力的作用，其机械能守恒，故A正确； B．b点是排球运动轨迹的最高点，此时排球的重力势能最大，但它在水平方向仍有速度，所以仍有动能，故B错误； C．因为a点和c点等高，所以排球在a 点和c点的重力势能相等，又因为排球在整个运动过程中机械能守恒，所以排球在a点和c点的动能也相等，故C正确； D．因为排球在整个运动过程中机械能守恒，所以排球从a 点到d 点的运动过程中，其减少的重力势能全部转化为排球的动能，故D正确。 故选：B。 模块三 课后作业 一、单选题(共?题) 1．（2026春•烟台期末）金色的田野，麦浪翻滚，机械轰鸣，如图所示，大型联合收割机和装载车并肩作业，收割、脱粒、装车同步完成，若两车工作时保持不变的速度前进，则关于装载车的动能分析正确的是（　　） A．装载车的动能不变 B．装载车的动能变小 C．装载车的动能变大 D．无法判断装载车的动能变化 【答案】C 【解析】装载车工作时保持不变的速度前进，速度不变，但质量增加，因此装载车的动能增加，故C符合题意，ABD不符合题意。故选：C。 2．（2026•吉林长春期末）下列物体具有弹性势能的是（　　） A．拉开的弹弓 B．飞行的飞机 C．静止的电灯 D．行驶的汽车 【答案】A 【解析】A．拉开的弹弓，因为发生了弹性形变，所以具有弹性势能，故A正确； B．空中飞行的飞机，因为运动，所以具有动能，因为有高度所以具有重力势能，没有发生弹性形变，所以不具有弹性势能，故B不正确； C．静止的电灯，因为有高度，所以具有重力势能，不具有弹性势能，故C不正确； D．行驶的汽车，因为运动，所以有动能，行驶的汽车主要具有动能，其发生的弹性形变在此类问题中通常忽略不计，故D不正确。故选：A。 3．（2026春•广西钦州期末）《天工开物》中记载的筒车如图所示，利用流动的河水冲击轮叶转动，将低处的水提升到高处的水槽。筒车能转动的主要原因是流动的河水（　　） A．具有重力势能 B．对轮叶放热 C．对轮叶有浮力 D．具有动能 【答案】D 【解析】A．重力势能是物体由于被举高而具有的能量，河水流动时高度变化不大，主要依靠动能而非重力势能推动筒车，故A不符合题意； B．河水推动筒车时主要依靠机械作用，放热不是筒车转动的主要原因，故B不符合题意； C．筒车转动需要的是水平方向的动力，浮力的方向总是竖直向上的，浮力对轮叶转动影响很小，故C不符合题意； D．流动的河水具有动能，冲击轮叶时能将动能传递给筒车，这是筒车能够持续转动的主要原因，故D符合题意。故选：D。 4．在下列示例的物体中，既具有动能，又具有势能的是（　　） A．在水平地面上静止的汽车 B．悬挂在天花板上的吊灯 C．在空中飞行的飞机 D．被拉开的弹弓 【答案】C 【解析】A、在水平地面上静止的汽车动能和势能都为零，故A不符合题意； B、悬挂在天花板上的吊灯具有重力势能，故B不符合题意； C、在空中飞行的飞机由于运动具有动能，由于距离地面有一定的高度，具有重力势能，故C符合题意； D、被拉开的弹弓具有弹性势能，故D不符合题意。故选：C。 5．（2026•四川中考真题）2026年冬奥会，在单板滑雪男子坡面障碍技巧决赛中，苏翊鸣为中国夺得首枚金牌。图示为运动员的比赛情境，关于他减速上升的过程，下列说法正确的是（　　） A．动能减小 B．动能增大 C．重力势能减小 D．重力势能不变 【答案】A 【解析】在上升过程中质量不变，速度变小，动能变小，同时高度升高，重力势能增大，故A正确，BCD错误。故选：A。 6．（2026春•湖北武汉青山区期末）对下列物体所具有的能量形式判断正确的是（　　） A．挂在树上的苹果具有动能 B．在水平公路上行驶的汽车具有动能 C．在空中飞行的飞机只有动能 D．被拉开的弹弓具有动能 【答案】B 【解析】A、动能是物体由于运动而具有的能量，挂在树上的苹果处于静止状态，没有运动，因此不具有动能，但由于被举高，具有重力势能，故A错误。 B、行驶的汽车处于运动状态，符合动能的定义（物体由于运动而具有的能量），因此具有动能，故B正确。 C、在空中飞行的飞机处于运动状态，具有动能；同时飞机被举高到一定高度，还具有重力势能，因此飞机同时具有动能和重力势能，故C错误。 D、被拉开的弹弓发生了弹性形变，具有弹性势能；此时弹弓处于静止状态，没有运动，因此不具有动能，故D错误。故选：B。 7．如图所示，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球从A点运动到最低点B的过程中，不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　） A．小球动能一直增加 B．小球动能一直不变 C．小球动能先变大再变小 D．小球动能先变小再变大 【答案】C 【解析】小球在下落过程中，重力不变，弹力不断增大，开始一段时间内弹力较小，重力和弹力的合力方向向下，小球加速向下运动，当重力和弹力的合力方向向上时，小球减速向下运动，所以小球速度先先变大再变小，小球质量不变，所以小球动能先先变大再变小，故选项ABD错误，C正确。 故选：C。 8．（2026•广东广州中考真题）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AB、重力势能与物体的质量和高度有关，当两球离地高度相同时，由图可知，甲球的重力势能大于乙球的重力势能，说明甲球的质量更大，故AB错误； CD、由图可知，甲、乙两球的动能相等，甲球的质量大于乙的质量，所以甲的速度小于乙的速度，故C正确、D错误。故选：C。 9．（2026•山西中考真题）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A、灭火弹匀速上升时，高度增加，质量不变，所以重力势能增大，故A错误； B、灭火弹匀速上升时，速度不变，质量不变，所以动能不变，故B正确； C、机械能＝动能+重力势能，灭火弹匀速上升时，动能不变、重力势能增大，所以机械能一直变大，故C错误； D、灭火弹匀速上升时，动能不变，重力势能增大，不存在重力势能转化为动能的情况，故D错误。 故选：B。 10．（2026•四川成都中考真题）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。如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 【解析在减速下降的过程中，返回舱质量不变，速度和高度都变小，动能和重力势能都减少，机械能等于动能和势能之和，所以机械能减少，重力势能没有转化为动能，故ACD错误，B正确。 故选：B。 11．（2026•甘肃兰州期中）2025年7月12日，搭载天舟九号货运飞船的长征八号遥九运载火箭在文昌航天发射场发射成功，在运载火箭加速升空过程中，下列说法正确的是（　　） A．飞船的动能增大 B．飞船的重力势能减小 C．飞船的动能转化为重力势能 D．飞船的机械能守恒 【答案】A 【解析飞船的质量不变，加速升空的过程中，速度增大，高度增大，故动能增大，重力势能增大；飞船的动能和重力势能都增大，不是动能转化为它的重力势能；机械能等于动能与势能之和，因此机械能总量增大。故A正确，BCD错误。故选：A。 12．（2026•四川广安中考真题）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】火箭完成任务后减速降落的过程中，质量不变，速度降低，因此动能减小；高度降低，因此重力势能减小；因动能和重力势能都减小，所以机械能减小。故选：D。 13．（2026春•山东滨州期末）严浪宇在杭州亚运会夺得男子蹦床冠军（图甲），图乙为其在比赛中的示意图。某时刻他从A点自由下落，与水平床面接触点为B，能到达的最低点为C点。下列说法正确的是（　　） A．A点到B点过程中，运动员动能转化为蹦床的弹性势能 B．在B点时，运动员的重力势能最小 C．最终，运动员会停在BC间某处 D．B点到C点过程中，运动员动能逐渐变小 【答案】C 【解析】A．A点到B点过程中，运动员质量不变，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能变大，将重力势能转化为动能，故A错误； B．在B点时，运动员重力大于弹力，还会继续向下运动，重力势能的大小与物体的质量和高度有关，故运动员重力势能不是最小，故B错误； C．运动员从A下落到C，再被弹起，但由于空气阻力和蹦床的能量损耗，每次弹跳高度逐渐降低，最终会静止在平衡位置，即蹦床的形变刚好等于重力产生的拉力时的位置。因为B是刚接触点，无形变，C是最大形变点，平衡位置在两者之间，此时弹力等于重力，所以，最终会停在BC之间的某一点（平衡位置），故C正确； D．运动员从接触蹦床到最低点过程中，一开始重力大于弹力，速度还会继续增大，当重力等于弹力时，速度达到最大，此时动能最大，当重力小于弹力时，动能主要转化为蹦床弹性势能，速度减小，动能减小。从B点到C点过程中，动能先增大后减小，故D错误。故选：C。 二、填空题 14．（2026•甘肃武威中考真题）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】捕风伞从低处向高处上升时，质量不变，高度增加，所以重力势能增大。 捕风伞加速上升时，质量不变，速度增大，所以动能增大。 机械能＝动能+重力势能，动能和重力势能都增大，所以机械能增大。 15．（2026春•贵州贵阳期末）如图所示，进入汛期以来，各地在地势低洼地段堆积防汛专用沙袋，这可以消耗流动洪水所具有的 　 　 能。 【答案】动 【解析】洪水的动能会通过与沙袋的摩擦、碰撞转化为内能（热量），从而消耗动能。 16．（2026春•安徽合肥包河区期末）科技的发展，使农业机械化水平越来越高，如图所示是一架飞机在一定高度匀速直线飞行给小麦喷洒农药的情景，在喷洒农药的过程中，飞机的动能　 　 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】减小 【解析】飞机在一定的高度水平匀速直线飞行给小麦喷洒农药，喷洒农药的过程中，飞机的质量减小，速度不变，所以飞机的动能减小。 17．（2025秋•江苏徐州期中）在做“探究物体的重力势能与哪些因素有关”的实验时，三个完全相同的木桩被从正上方由静止释放的铁块撞击后，陷入沙坑中的情况如图所示。不计空气阻力，铁块在下落过程撞击木桩之前，将重力势能转化为 　 　 能。若B、C两个铁块被释放时的重力势能分别为EB和EC，则EB　 　 EC（选填“＞”“＜”或“＝”，下同）。若A、B两个铁块质量相同，则两个铁块下落的高度hA　 　 hB。 【答案】动；＞；＜。 【解析】不计空气阻力，铁块下落的过程，质量不变，高度减小，速度增大，重力势能转化为它的动能； 由图可知，B木桩陷入沙子更深，所以重力势能EB＞EC； 根据观察图象可知B撞击木桩陷入沙坑的深度大，说明B重力势能大，若A、B两铁块质量相等，则A下落的高度小于B。 18．在探究动能大小影响因素实验中，让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，撞击水平面上的木块。这是为了探究动能与　 　 的关系。小球从斜面滚下的过程中，重力势能　 　 （选填“增大”“减小”或“不变”）。若水平面绝对光滑，则木块被撞击后将做　 　 运动。 【答案】速度；减小；匀速直线。 【解析】在探究动能大小影响因素的实验中，动能的大小与物体的质量和速度有关。让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，控制了小球的质量相同，改变了小球到达水平面时的初速度，这是为了探究动能与速度的关系；（2）小球从斜面滚下的过程中，其质量保持不变，但所处的高度逐渐降低，根据重力势能与高度的关系可知，小球的重力势能减小（转化为动能）； （3）若水平面绝对光滑，意味着木块在水平方向上不受摩擦阻力的作用。木块被小球撞击后获得了一定的速度，根据牛顿第一定律，物体在不受外力作用时将保持匀速直线运动状态或静止状态，因为木块已有初速度，所以它将做匀速直线运动。 19．如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点的高度相同且距地面40cm，小球在A点的重力势能 　 　 （选填“大于”、“小于”、“等于”）B点的重力势能，小球在A点的动能 　 　 （选填“大于”、“小于”、“等于”）B点的动能。 【答案】等于；大于。 【解析】重力势能大小与物体的质量和高度有关，在A、B两点时，小球的质量和高度都相同，所以重力势能相同； 由图可知，小球能达到的最高点的高度在变小，说明机械能不守恒，即B点的机械能小于A点的机械能，A、B两点小球的重力势能相等，所以A点的动能大于B点的动能。 三、实验题 19．（2026•河南郑州期末）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知重物A、B、C的底面积相同，质量关系为：mA＝mB＜mC。三个完全相同的木桩和三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示，木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。 （1）让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断 　 　 （选填“重物”“木桩”）的重力势能大小，这种研究方法是 　 　 （选填“控制变量法”或“转换法”）。 （2）比较 　 　 两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和高度的关系，得出的结论是：在 　 　 一定时，物体的高度越 　 　 ，重力势能越大。 （3）结合（2）中的实验结论，通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度，我们 　 　 （选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与其质量有关的结论。 【答案】（1）重物；转换法；（2）A、B；质量；高；（3）能。 【解析】（1）让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断重物的重力势能大小，运用了转换法； （2）由图可知：A、B的质量是相同的，物块B的高度大于A的高度，B撞击木桩的深度大于A撞击木桩的深度，所以结论为：物体的质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能就越大； （3）木桩陷入沙中的深度相同，则重力势能是相同的，B和C的质量不同，所以能得出结论。 20．（2026春•福建泉州期末）同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧（如图甲所示）。小培和小元各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏，结果发现小培的笔弹得高一些，小培分析：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？小元提出如下猜想。 猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关； 猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关； 猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关； 猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。 （1）为验证猜想一，他设计了如图乙、丙所示实验，实验时将同一弹簧压缩　 　 （选填“相同”或“不同”）的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较　 　 ，从而比较弹性势能的大小； （2）为验证猜想二，需选用　 　 的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩　 　 （选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若　 ，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关； （3）若水平面绝对光滑，本实验将　 　 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。 【答案】（1）不同；木块移动距离的大小；（2）长度和粗细相同，材料不同；相同；木块移动的距离不相等；（3）不能。 【解析】（1）根据控制变量法的思想，为了探究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度是否有关，应该在保证其他条件相同的前提下，使弹簧的压缩程度不同，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，通过观察木块被推开的距离大小来判断弹簧的弹性势能是否相同。若木块被推开的距离大，说明弹性势能大。 （2）根据控制变量法的思想，为了探究弹性势能的大小与弹簧的材料的关系，应该在保证其他条件相同的前提下，需选用长度和粗细相同，材料不同的两根弹簧，将两根弹簧压缩相同的长度，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，通过观察木块被推开的距离大小来判断弹簧的弹性势能是否相同。若木块被推开的距离不同，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 （3）由题意知，假如水平面绝对光滑，木块，在水平方向受到的阻力为0，其会在水平面上做匀速直线运动，因而无法比较木块移动距离的远近，不能比较弹性势能的大小，不能达到探究目的。 21．小明在“探究物体的动能、重力势能大小跟哪些因素有关”的实验中： （1）如图甲、乙所示，小明利用斜面、钢球（m＜M）、木块等器材进行实验，实验中钢球撞击木块时的动能由钢球的　 　 能转化而来，通过观察　 来反映物体动能的大小。 （2）由甲、乙两实验可以得出结论：　 　 。 （3）小明发现乙实验中木块移动距离与甲实验中相差不大，实验效果不明显，若只重新做乙实验，可采取的改进措施是　 　 （写出一种即可）。 （4）如图丙所示，体积相同的三个实心球，质量m2＜m1＝m3，球1、2离沙地高度相同，现让三球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图丙虚线所示，比较a、b实验，可得出重力势能大小与　 　 的关系；比较b、c实验，可知球2、3的重力势能大小关系为　 　 （选填“球2大”“球3大”或“一样大”）。 【答案】（1）重力势；木块被撞击后移动的距离；（2）在物体速度一定时，质量越大，物体的动能越大；（3）换一个质量更大的钢球实验；（4）质量；球3大。 【解析】（1）如图甲，控制了木块的位置不变，将钢球从不同的高度静止滑下，这是研究钢球的动能，根据转换法可知，实验中通过观察木块移动的距离来反映钢球动能的大小； （2）由甲、乙两图可知，钢球的质量不变，从相同高度静止滑下，使得钢球到达水平面的速度不同，撞击木块移动的距离也就不同，动能大小不同，所以可以得到结论，在物体速度一定时，质量越大，物体的动能越大； （3）小明发现乙实验中木块移动距离与甲实验中相差不大，实验效果不明显，若只重新做乙实验，根据控制变量法可知，不能改变小球最初的高度，也不能换用其它木块或其它水平面，但可以换一个质量更大的钢球，以增大小球撞击木块时的动能； （3）比较a、b实验可知道，m1、m3的质量不同，从相同的高度静止释放，m1的质量大，落到沙地的坑越深，说明重力势能大，可以探究出重力势能大小与质量的关系； 比较b、c实验可得，球的质量不同，静止释放的高度不同，但球3落到沙地的坑越深，说明球3重力势能大。 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 $ 第一节 机械能 【新教材北师大版】 【知识框架+知识精讲（3个知识归纳+5个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 观察现象，分析能量转化或转移情况。 停止用力，秋千越摆越低 掉在地上的弹性小球会越跳越低 [分析]在秋千和小球的运动中，高度降低，说明机械能减少了，但能量并没有丢失，实际上是通过做功把一部分机械能转化为了内能。 知识归纳 【知识点1 动能】 1. 能 （1）概念：物体能对外 , 我们就说这个物体具有能量, 简称能。 （2）大小:物体能够做的功越多,它具有的能就越 。 2. 动能 （1）定义:物体由于 具有的能。 （2）影响因素:物体的 越大, 越大 , 具有的动能就越大。 【例1】（2026•山东烟台期中）下列关于能量的说法中，正确的是（　　） A．具有能量的物体，一定在做功 B．具有能量的物体，已经做了功 C．没有做功的物体，一定不具有能量 D．具有能量的物体，一定具有做功的本领 【例2】（2026春•连云港期中）用如图所示的装置“探究动能大小与速度的关系”，下列说法中正确的是（　　） A．木块在滑行过程中受到的摩擦力逐渐减小 B．若水平面绝对光滑，实验不能达到探究目的 C．将不同质量的小球从斜面的同一高度由静止开始释放 D．木块静止时，所受水平面的支持力是由木块下表面形变产生的 【变式1-1】关于能的概念，下列说法正确的是（　　） A．只有当一个物体做了功，物体才具有能 B．一个物体能够做功，这个物体就一定具有能 C．物体已做的功越多，说明这个物体具有的能越多 D．站立的人把石块举在手中不动，石块不会落下做功，所以石块不具有能 【变式1-2】（2026•江苏南通期末）下列四次实验中，对比哪两次实验能正确说明动能与质量的关系（　　） A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 【变式1-3】（2026•江苏苏州期末）用如图所示的装置探究动能大小与哪些因素有关。改变小车在斜面上的高度h，由静止释放，撞击水平面上的木块，观察木块被撞击后移动的距离。下列说法中正确的是（　　） A．木块被撞击后移动的距离越远，小车动能越大 B．木块被撞击后滑行过程中受到水平面的摩擦力逐渐增大 C．实验中，斜面和水平面必须是同种材料 D．此装置是探究动能大小与质量的关系 【知识点2 势能】 1. 重力势能 （1）定义:受到重力的物体 后具有的能。 （2）影响因素:物体的 越大, 越高 , 具有的重力势能就越多。 2. 弹性势能 （1）定义：具有弹性的物体发生 后具有的能。 （2）影响因素：在一定范围内,同一弹性物体的 越大, 具有的弹性势能就越多。 【例3】（2026•四川成都期中）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物的质量关系为mA＝mB≠mC，木桩相同，木桩和重物位置如图甲所示，重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法错误的是（　　） A．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则mB＜mC B．比较A、C可知，重力势能与重物被举高度的关系 C．木桩打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小 D．本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法 【例4】（2026•陕西西安期中）2025年全国射箭冠军赛女子射箭团体决赛中，陕西队选手凭借稳定发挥精准发力，最终夺得冠军。下列对选手弯弓射箭过程的分析不正确的是（　　） A．选手用力将弓拉弯，此时弓没有动能 B．弓被拉得越弯，它具有的弹性势能就越大 C．弓把箭射出的过程中，动能转化成弹性势能 D．离弦的箭速度越大，其具有的动能就越太 【变式2-1】（2026春•安徽合肥期末）高空抛物是极不文明的行为，会造成很大的伤害，因为高处的物体具有较大的（　　） A．弹性势能 B．重力势能 C．动能 D．重力 【变式2-2】（2026•广东广州期末）下列的物品中，不是利用弹性势能工作的是（　　） A．撑杆跳高 B．跳板跳水 C．弓把箭射出 D．正在下落的雨滴 【知识点3 机械能及其转化】 1. 机械能及其转化 （1）定义:具有弹性的物体发生 后具有的能。 （2）影响因素:在一定范机械能及其转化机械能:动能与 的统称。 （3）转化：物体的动能和势能之间是可以 的。 2. 机械能守恒 内容:在只有 和 相互转化的过程中, 机械能的总量保持 ,即机械能是守恒的。 【例5】（2026•贵州贵阳期开）“蹦床”是运动员借助蹦床弹性反弹，完成空中高难度动作的竞技体操项目，有“空中芭蕾”之称。如图所示，运动员正在进行蹦床运动，忽略空气阻力，下列分析正确的是（　　） A．从最低点到离开蹦床，弹性势能全部转化为动能 B．离开蹦床上升过程中，弹性势能转化为重力势能 C．从最高点下落到达蹦床前，重力势能转化为动能 D．从接触蹦床到最低点，只有重力势能转化为弹性势能 【例6】（2026•湖北武汉江岸区期末）如图所示是某运动员参加跳台滑雪比赛，该运动员不借助任何外力，从起滑台起滑，在助滑道上获得高速度，于台端飞出，飞行一段时间后落到斜坡上，不计空气阻力，关于运动员的说法正确的是（　　） A．腾空下落过程中，重力对她没有做功 B．在飞行过程中运动状态不变 C．在飞行过程中机械能守恒 D．在助滑道上速度变大，机械能增加 【变式3-1】（2026•黑龙江绥化期末）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，机械能是守恒的。当卫星从远地点向近地点运动时，下列说法正确的是（　　） A．动能减小，重力势能增大 B．动能转化为重力势能 C．动能增大，重力势能减小 D．卫星的速度一直在减小 【变式3-2】（2026•江苏常州期末）小安同学正在进行传接排球的训练，他将排球斜向上抛出，排球的运动轨迹如图所示，a、b、c、d为轨迹上的点，其中a点与c点等高。若不计空气阻力，则下列说法错误的是（　　） A．排球从a 点至d点的运动过程中，其机械能守恒 B．排球在b点只有重力势能，没有动能 C．排球在a点处的动能等于其在c点处的动能 D．排球从a点到d点的运动过程中，其减少的重力势能全部转化为排球的动能 模块三 课后作业 一、单选题(共?题) 1．（2026春•烟台期末）金色的田野，麦浪翻滚，机械轰鸣，如图所示，大型联合收割机和装载车并肩作业，收割、脱粒、装车同步完成，若两车工作时保持不变的速度前进，则关于装载车的动能分析正确的是（　　） A．装载车的动能不变 B．装载车的动能变小 C．装载车的动能变大 D．无法判断装载车的动能变化 2．（2026•吉林长春期末）下列物体具有弹性势能的是（　　） A．拉开的弹弓 B．飞行的飞机 C．静止的电灯 D．行驶的汽车 3．（2026春•广西钦州期末）《天工开物》中记载的筒车如图所示，利用流动的河水冲击轮叶转动，将低处的水提升到高处的水槽。筒车能转动的主要原因是流动的河水（　　） A．具有重力势能 B．对轮叶放热 C．对轮叶有浮力 D．具有动能 4．在下列示例的物体中，既具有动能，又具有势能的是（　　） A．在水平地面上静止的汽车 B．悬挂在天花板上的吊灯 C．在空中飞行的飞机 D．被拉开的弹弓 5．（2026•四川中考真题）2026年冬奥会，在单板滑雪男子坡面障碍技巧决赛中，苏翊鸣为中国夺得首枚金牌。图示为运动员的比赛情境，关于他减速上升的过程，下列说法正确的是（　　） A．动能减小 B．动能增大 C．重力势能减小 D．重力势能不变 6．（2026春•湖北武汉青山区期末）对下列物体所具有的能量形式判断正确的是（　　） A．挂在树上的苹果具有动能 B．在水平公路上行驶的汽车具有动能 C．在空中飞行的飞机只有动能 D．被拉开的弹弓具有动能 7．如图所示，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球从A点运动到最低点B的过程中，不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　） A．小球动能一直增加 B．小球动能一直不变 C．小球动能先变大再变小 D．小球动能先变小再变大 8．（2026•广东广州中考真题）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 9．（2026•山西中考真题）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 10．（2026•四川成都中考真题）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。如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．（2026•甘肃兰州期中）2025年7月12日，搭载天舟九号货运飞船的长征八号遥九运载火箭在文昌航天发射场发射成功，在运载火箭加速升空过程中，下列说法正确的是（　　） A．飞船的动能增大 B．飞船的重力势能减小 C．飞船的动能转化为重力势能 D．飞船的机械能守恒 12．（2026•四川广安中考真题）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 13．（2026春•山东滨州期末）严浪宇在杭州亚运会夺得男子蹦床冠军（图甲），图乙为其在比赛中的示意图。某时刻他从A点自由下落，与水平床面接触点为B，能到达的最低点为C点。下列说法正确的是（　　） A．A点到B点过程中，运动员动能转化为蹦床的弹性势能 B．在B点时，运动员的重力势能最小 C．最终，运动员会停在BC间某处 D．B点到C点过程中，运动员动能逐渐变小 二、填空题 14．（2026•甘肃武威中考真题）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”） 15．（2026春•贵州贵阳期末）如图所示，进入汛期以来，各地在地势低洼地段堆积防汛专用沙袋，这可以消耗流动洪水所具有的 　 　 能。 16．（2026春•安徽合肥包河区期末）科技的发展，使农业机械化水平越来越高，如图所示是一架飞机在一定高度匀速直线飞行给小麦喷洒农药的情景，在喷洒农药的过程中，飞机的动能　 　 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 17．（2025秋•江苏徐州期中）在做“探究物体的重力势能与哪些因素有关”的实验时，三个完全相同的木桩被从正上方由静止释放的铁块撞击后，陷入沙坑中的情况如图所示。不计空气阻力，铁块在下落过程撞击木桩之前，将重力势能转化为 　 　 能。若B、C两个铁块被释放时的重力势能分别为EB和EC，则EB　 　 EC（选填“＞”“＜”或“＝”，下同）。若A、B两个铁块质量相同，则两个铁块下落的高度hA　 　 hB。 18．在探究动能大小影响因素实验中，让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，撞击水平面上的木块。这是为了探究动能与　 　 的关系。小球从斜面滚下的过程中，重力势能　 　 （选填“增大”“减小”或“不变”）。若水平面绝对光滑，则木块被撞击后将做　 　 运动。 19．如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点的高度相同且距地面40cm，小球在A点的重力势能 　 　 （选填“大于”、“小于”、“等于”）B点的重力势能，小球在A点的动能 　 　 （选填“大于”、“小于”、“等于”）B点的动能。 三、实验题 19．（2026•河南郑州期末）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知重物A、B、C的底面积相同，质量关系为：mA＝mB＜mC。三个完全相同的木桩和三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示，木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。 （1）让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断 　 　 （选填“重物”“木桩”）的重力势能大小，这种研究方法是 　 　 （选填“控制变量法”或“转换法”）。 （2）比较 　 　 两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和高度的关系，得出的结论是：在 　 　 一定时，物体的高度越 　 　 ，重力势能越大。 （3）结合（2）中的实验结论，通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度，我们 　 　 （选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与其质量有关的结论。 20．（2026春•福建泉州期末）同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧（如图甲所示）。小培和小元各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏，结果发现小培的笔弹得高一些，小培分析：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？小元提出如下猜想。 猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关； 猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关； 猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关； 猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。 （1）为验证猜想一，他设计了如图乙、丙所示实验，实验时将同一弹簧压缩　 　 （选填“相同”或“不同”）的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较　 　 ，从而比较弹性势能的大小； （2）为验证猜想二，需选用　 　 的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩　 　 （选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若　 ，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关； （3）若水平面绝对光滑，本实验将　 　 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。 21．小明在“探究物体的动能、重力势能大小跟哪些因素有关”的实验中： （1）如图甲、乙所示，小明利用斜面、钢球（m＜M）、木块等器材进行实验，实验中钢球撞击木块时的动能由钢球的　 　 能转化而来，通过观察　 来反映物体动能的大小。 （2）由甲、乙两实验可以得出结论：　 　 。 （3）小明发现乙实验中木块移动距离与甲实验中相差不大，实验效果不明显，若只重新做乙实验，可采取的改进措施是　 　 （写出一种即可）。 （4）如图丙所示，体积相同的三个实心球，质量m2＜m1＝m3，球1、2离沙地高度相同，现让三球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图丙虚线所示，比较a、b实验，可得出重力势能大小与　 　 的关系；比较b、c实验，可知球2、3的重力势能大小关系为　 　 （选填“球2大”“球3大”或“一样大”）。 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 $