11.4 《动能和势能》科素养同步分层练习设计（基础版） 2026-2027学年初中物理九年级上册（沪粤版新教材）

**基本信息** 《动能和势能》基础版同步练习（沪粤版九年级上册），以情境化题型构建"概念理解-实验探究-实际应用"三阶巩固路径，强化物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知层|动能/势能影响因素、机械能转化|选择题（全红婵跳水等情境）、填空题，单一知识点直接应用| |综合应用层|机械能守恒条件、实验方法|多选题（破窗锤能量转化）、实验探究题（动能影响因素），控制变量法与多知识点融合| |拓展迁移层|能量转化实际分析|简答题（摩天轮机械能）、综合题（跳绳能量计算），联系生活场景深化科学态度|

11.4 《动能和势能》科素养同步分层练习设计（基础版） 初中物理九年级上册（沪粤版新教材） 一、选择题 1．如图所示是奥运期间全红婵跳水的情景，当全红婵加速下落时，下列说法正确的是（　　） A．动能减小 B．动能不变 C．重力势能减小 D．机械能增大 2．北京时间2026年5月11日8时14分，搭载天舟十号货运飞船的长征七号遥十一运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射。如图所示，天舟十号随火箭上升，速度不断增大的过程中 A．机械能不断增大 B．运动状态保持不变 C．相对火箭是运动的 D．所受合力方向竖直向下 3．2026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 4．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．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 6．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 二、多选题 7．如图为一种新型破窗锤。紧急情况逃生时，将吸盘吸附在车窗玻璃上，然后拉长弹性绳，人离玻璃较远后松手，破窗锤在弹力作用下瞬间击碎窗玻璃而不会伤到人。下列有关说法正确的是（　　） A．吸盘能吸附在窗玻璃上是由于大气压的作用 B．若吸盘面积太小，则拉长弹性绳时容易脱落 C．松手后，锤头速度较大惯性就较大，击碎玻璃 D．松手后，绳的弹性势能主要转化为破窗锤动能 8．图两个相同的小球a、b处于相同的高度，a在空中从静止开始自由下落，经时间落到地面；b沿光滑斜面从静止开始下滑，经时间滑到地面，。a、b从最高点到地面的过程中，重力做的功分别是、，重力的功率分别是、，它们到达地面的速度分别是、，忽略空气阻力，则以下关系成立的是（　　） A． B． C． D． 三、填空题 9．如图所示为2025年11月第十五届全运会女子排球比赛时的情景，运动员用力将排球击打到对方半场，说明力可以改变物体的　 　；排球在下降过程中，将重力势能转化为　 　能；运动员击球时手会感到痛，这是因为物体间力的作用是　 　的。 10．右图是我国载人飞船返回舱着陆前的场景，在返回舱减速下降的过程中，返回舱的动能　 　，重力势能　 　，机械能　 　。 11．如图所示，在投掷实心球项目中，若想让实心球投掷更远，应尽量增大脱手时实心球的　 　，以获得更多动能；实心球脱手后由于　 　会继续向前飞行；实心球在空中的运动速度和方向在不断改变，说明力能改变物体的 　 　。 四、实验探究题 12．小明用如图所示的金属球来模拟汽车超载、超速带来的危害，探究动能大小的影响因素，他提出如下猜想： 猜想1：物体的动能大小可能与质量有关； 猜想2：物体的动能大小可能与速度有关。 为了验证以上猜想，小明做了如图所示三次实验：金属球从斜槽的某一高度由静止滚下，与水平面的木块相碰，推动木块移动一段距离。 （1）实验中通过木块移动的距离反映　 　（选填“小球”或“木块”）的动能大小； （2）对比甲、乙两图，可得到结论：当物体质量一定时，　 　越大，动能越大； （3）由乙、丙两次实验联想到，某段道路最高限速标志上标有“120”和“100”字样，其中“100”是对　 　（选填“大货车”或“小轿车”）的限速； （4）结合本次实验，请你为汽车驾驶员撰写一句安全标语：　 　。 13．在探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验中，实验器材有带有合页的长木板、带圆形凹槽的木块、小球、弹簧测力计。 （1）如图甲，用弹簧测力计水平向右拉动木块做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为　 　N，则木块所受摩擦力大小为　 　N，方向是　 　。 （2）将小球放在木块的凹槽内，重复（1）的操作，弹簧测力计的示数比（1）中的大。说明当接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与　 　有关。 （3）利用上述实验器材还可以探究物体的动能跟运动速度的关系，如图乙所示。 ①进行实验时，为改变小球在水平面上开始运动的速度，应使小球从同一斜面上的　 　高度由静止滚下。 ②小球在同一斜面上的位置越高，滚下时木块被撞得越远。实验表明，质量相同的小球，运动的速度越大，动能越　 　。 ③请根据上述结论，对驾驶员提出一条关于交通安全方面的建议：　 　。 五、简答题 14．同学们在探究“游乐设施中的功与能”活动中，体验了如图所示的摩天轮项目，观察发现摩天轮的轿厢几乎都是匀速转动。那么同一个轿厢从最高处匀速转动到最低处的过程中，它的机械能是否守恒？为什么？ 六、综合题 15．跳绳是耗时少、耗能大的运动之一。如图为小明的爸爸用软件记录自己的某次跳绳数据。 （1）当他向上跳起的过程中，动能转化为　 　能； （2）已知小明的爸爸的质量为，每次跳离地面的高度均为，软件记录的“热量”实际是运动过程中人体消耗的能量，单位为大卡，1大卡约为4.2千焦，依据软件数据可知，小明爸爸此次跳绳过程消耗的能量约为　 　J，这一能量大于他克服重力做的功，原因可能是　 　。 答案解析部分 1．【答案】C 【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化 【解析】【解答】加速下落，质量不变，速度变大，动能增大，故A、B错误。高度降低，重力势能减小，故C正确。下落过程受空气阻力，一部分机械能转化为内能，机械能减小，故D错误。 故答案为：C。 【分析】1、动能：与质量、速度有关；质量越大、速度越大，动能越大。 2、重力势能：与质量、高度有关；质量越大、高度越高，重力势能越大。 3、机械能 = 动能+势能。 4、存在空气阻力时，机械能会损耗，机械能减小；不计阻力时，机械能守恒。 2．【答案】A 【知识点】机械能及其转化；力的合成与应用；参照物及其选择 【解析】【解答】A、飞船加速上升，速度增大动能变大，高度升高重力势能变大，机械能不断增大，故A正确； B、速度不断增大，运动状态发生改变，故B错误； C、天舟十号与火箭相对位置不变，相对火箭静止，故C错误； D、飞船向上加速，合力方向竖直向上，故D错误。 故选：A。 【分析】物体机械能为动能与重力势能之和，加速上升时速度、高度均增大，动能、重力势能同步变大，运动状态改变，相对火箭静止，加速运动合力与运动方向同向。 3．【答案】A 【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；动能和势能的大小变化 【解析】【解答】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。 故选：A。 【分析】质量不变，下落时高度降低，重力势能减小；速度变大，动能变大，重力势能转化为动能。 4．【答案】C 【知识点】动能和势能的大小变化；惯性及其现象 【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； 故答案为：C。 【分析】A、考查惯性的基本概念；惯性是物体固有属性，只要存在质量就具备惯性。 B、考查动能影响因素；动能由质量、速度决定，上升过程速度变小，动能减小。 C、考查重力势能变化判断；重力势能与质量、高度有关，质量不变、高度增加，重力势能增大。 D、考查重力势能变化规律；高度上升只会让重力势能变大。 5．【答案】C 【知识点】动能和势能的大小变化 【解析】【解答】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。 故选 C。 【分析】机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比。 6．【答案】D 【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化；机械能守恒条件 【解析】【解答】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。 故答案选 D。 【分析】动能：与质量和速度有关，速度减小则动能减小。 重力势能：与质量和高度有关，高度降低则重力势能减小。 机械能守恒条件：只有重力或弹力做功，无其他外力（如阻力）做功。火箭减速降落有空气阻力做负功，机械能减小。 7．【答案】A,B,D 【知识点】机械能及其转化；惯性及其现象；压强的大小及其计算；大气压的综合应用 【解析】【解答】A．利用吸盘时，挤出吸盘内的空气，在大气压的作用下，吸盘被压在玻璃上，故A正确； B．大气压强一定，根据F=pS，吸盘面积太小，产生的大气压力较小，拉力越小，拉长弹性绳时容易脱落，故B正确； C．惯性是物体的性质，与质量有关，与速度无关，松手后，锤头速度较大，惯性不变，故C错误； D．施加拉力时，弹性绳发生弹性形变，产生弹性势能；松手后，弹性绳恢复原状，将弹性势能转化为动能，故D正确。 故选ABD。 【分析】吸盘大气压的作用吸附在窗玻璃上，根据F=pS，计算压力大小；惯性是物体的性质，和质量有关；运动的破窗锤击碎玻璃是因为其动能较大。 8．【答案】A,B,D 【知识点】功率的计算；机械能及其转化 【解析】【解答】A、物体处于相同高度，所以具有的重力势能相同，重力做功相同，A正确 B、根据P=W/t， ， 可知 ，B正确 CD、物体处于相同高度， 所以具有的重力势能相同，忽略空气阻力，所以重力势能全部转化为动能，所以到达地面的速度相等，C错误D正确 综上选ABD 【分析】根据动能和重力势能的相互转化判识选项 1、机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比；物体处于相同高度， 所以具有的重力势能相同，忽略空气阻力，所以重力势能全部转化为动能， 2、根据功率公式P=W/t， ， 可知 9．【答案】运动状态；动；相互 【知识点】机械能及其转化；力的作用效果；力作用的相互性 【解析】【解答】运动员在击球的时候，改变了排球的运动速度与运动方向，这一现象说明力能够改变物体的运动状态； 排球下落的过程中，它的质量始终保持不变，所处高度不断降低，因此重力势能减小，同时下落速度逐渐增大，因此动能增大，所以这个过程是重力势能转化为动能； 运动员击打排球时，手对排球施加作用力的同时，排球也会对手施加反作用力，所以运动员的手会感觉到疼痛，这也说明物体之间力的作用是相互的。 【分析】1、 力的作用效果包含两点：改变物体形状、改变物体运动状态。运动状态改变分为速度大小改变、运动方向改变，击球时排球速度与方向均改变，体现力能改变物体的运动状态。 2、重力势能大小由质量、高度决定，动能大小由质量、速度决定。排球下落时质量不变，高度降低，重力势能减小；速度变大，动能增大，该过程重力势能转化为动能。 3、力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体。手击打排球时，手对排球施加力，排球同时对手施加反作用力，因此手会感到疼痛。 10．【答案】变小；变小；变小 【知识点】势能大小的比较；动能和势能的大小变化；动能的影响因素；机械能及其转化 【解析】【解答】动能大小由质量和速度决定，公式。返回舱质量不变，减速下降，速度减小，因此动能变小。 重力势能与质量、高度有关，公式。返回舱质量不变，高度不断降低，因此重力势能变小。 机械能等于动能与重力势能之和。动能、重力势能均减小，同时返回舱下落过程克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以机械能变小。 故答案为：变小；变小；变小 【分析】考查动能影响因素；抓住质量不变，根据“减速”判断速度减小，推出动能变化。 考查重力势能影响因素；抓住质量不变，根据“下降”判断高度减小，推出重力势能变化。 考查机械能变化分析；机械能为动能与势能总和，存在空气阻力时，机械能会损失、不断减小。 11．【答案】速度；惯性；运动状态 【知识点】动能的影响因素；力的作用效果；惯性及其现象 【解析】【解答】质量一定时，速度越大动能越大，实心球质量不变，脱手时速度越大，动能越大，投掷距离更远；一切物体都有惯性，球离开手后，依靠自身惯性保持向前运动，继续飞行；力可以改变物体的运动状态，速度大小、运动方向改变都是运动状态改变，说明力能改变物体的运动状态。 【分析】 质量一定时，速度越大动能越大；一切物体都有惯性；力可以改变物体的运动状态。 12．【答案】（1）小球 （2）速度 （3）大货车 （4）严禁超速行驶 【知识点】探究影响物体动能大小的因素 【解析】【解答】 (1) 实验采用转换法，小球动能大小无法直接观察，通过木块移动的距离反映小球动能大小； (2) 甲、乙两图，金属球质量相同，下滑高度不同，到达水平面速度不同，对比可得：当物体质量一定时，速度越大，动能越大； (3) 乙、丙两图，速度相同，质量越大动能越大；大货车质量更大，为防止动能过大造成危险，限速更低，故 “100” 是对大货车的限速； (4) 结合实验结论，安全标语示例：严禁超速行驶（或超载危险，请勿超速）； 【分析】 1. 转换法应用：本实验用木块移动距离体现小球动能大小。 2. 控制变量法：甲乙控制质量相同，改变速度，探究动能与速度关系。 3. 速度相同时，质量越大动能越大，质量大的车辆限速更小。 4. 车辆动能和质量、速度有关，因此行车不能超速、超载。 13．【答案】（1）0.8；0.8；水平向左 （2）压力大小 （3）不同；大；严禁超速行驶 【知识点】探究影响物体动能大小的因素；探究影响摩擦力大小因素的实验 【解析】【解答】（1） 弹簧测力计的分度值为0.2N，读数结果为0.8N。 测量滑动摩擦力的实验原理是二力平衡，只有沿水平方向匀速拉动木块，才能让木块受到的摩擦力和拉力成为一对平衡力，此时弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小，因此本实验中滑动摩擦力为0.8N。 滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，本实验中木块相对于木板向右运动，因此滑动摩擦力方向为水平向左。 （2）把小球放入木块的凹槽内，增大了木块对木板的压力，观察到弹簧测力计的示数变大，由此可以得出结论：滑动摩擦力的大小与压力大小有关。 （3） 若要让小球到达水平面时获得不同的速度，需要将小球从斜面上的不同高度由静止滚下：小球在斜面上的初始高度不同，初始重力势能不同，下滑过程中重力势能转化为动能，因此到达水平面时获得的动能不同，速度也不相同。 根据实验现象，木块被小球撞击后移动的距离越远，说明小球对木块做的功越多，也就说明小球的动能越大。 该实验结论为：质量相同时，物体动能大小与速度大小有关，速度越大动能越大，结合这一结论，在交通安全中，我们应当严禁超速行驶。 【分析】1、弹簧测力计：使用前弹簧测力计竖直调零，分度值为0.2N，重力方向竖直向下，据图读数，钩码的拉力与弹簧测力计的弹簧轴线一致； 2、力和运动：物体静止或者做匀速直线运动，物体受到平衡力的作用， 3、摩擦力的方向和物体运动方向相反； 4、控制变量法：在物理实验中，存在多个影响因素共同决定某个物理量，在研究单一变量对试验结果的影响时，要保持非研究因素的相同； 5、转换法：在物理实验中，某些物理量（动能、电能）难以直接观察，需要转换成容易观察的指标进行测量，如用通过木块被小球撞击后移动的距离远近，判断动能的大小； 6、机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比。 （1）[1]弹簧测力计分度值为0.2N，读数为0.8N。 [2]测量滑动摩擦力的实验原理是二力平衡，必须沿水平方向匀速拉动木块才会使木块所受摩擦力和拉力成为一对平衡力，此时弹簧测力计的示数就是滑动摩擦力的大小，可知此时摩擦力为0.8N。 [3]滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，故水平向左。 （2）把小球放在木块凹槽内，增大了木块对木板的压力，发现弹簧测力计示数变大，故可以看出滑动摩擦力的大小与压力大小有关。 （3）[1]为使小球到达水平面时速度不同，应让小球从不同高度滚下，高度不同，重力势能不同，到达水平面时转化成的动能也不同，故速度不相同。 [2]由题意，木块被撞得越远，说明小球所做的功越多，动能越大。 [3]上述结论表明动能大小与速度大小有关，在交通安全方面应该严禁超速行驶。 14．【答案】不守恒；因为轿厢匀速转动时动能不变、重力势能减小，机械能总和减小，且并非只有重力做功。 【知识点】机械能及其转化 【解析】【解答】这个轿厢的机械能不守恒。 原因：机械能是动能与重力势能的总和。 1.轿厢匀速转动，速度不变、质量不变，因此动能保持不变； 2.从最高处转动到最低处，高度降低、质量不变，因此重力势能减小； 由于机械能是动能与重力势能的和，动能不变、重力势能减小，所以机械能会减小，不守恒。 同时，机械能守恒的条件是“只有重力（或弹力）做功”，但轿厢匀速转动时，受到摩天轮的动力、摩擦等其他力的作用，并非只有重力做功，这也导致机械能不守恒。 综上答案：不守恒；因为轿厢匀速转动时动能不变、重力势能减小，机械能总和减小，且并非只有重力做功。 【分析】核心考点本题核心考查机械能的组成（动能+势能）及机械能守恒的条件，是初中物理“机械能”板块的基础应用题型。 涉及知识点 1.机械能的组成：机械能=动能+重力势能（本题中无弹性势能）； 2.动能的影响因素：质量、速度（质量不变时，速度不变则动能不变）； 3.重力势能的影响因素：质量、高度（质量不变时，高度降低则重力势能减小）； 4.机械能守恒的条件：只有重力（或弹力）对物体做功，其他力不做功（若有其他力做功，机械能会发生变化）。 常见易错点 1.混淆“匀速运动”与“机械能守恒”的关系：误认为匀速运动时机械能不变，忽略了高度变化导致的势能改变； 2.忽略机械能守恒的条件：仅从动能、势能的变化判断，未结合“是否只有重力做功”的条件，导致对原因的解释不完整。 15．【答案】（1）重力势 （2）84000；保持恒定体温需消耗能量 【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化；功的计算及应用 【解析】【解答】（1）当他向上跳起的过程中，质量不变，高度升高，速度减小，动能转化为重力势能。 （2）由表格中数据可知，跳绳过程消耗的能量为20大卡，消耗的能量，人体需要消耗能量保持恒温，故此次跳绳过程消耗的能量大于他克服重力做的功。 【分析】机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比； 人在运动时，消耗的能量要运动所需要能量，原因为要保持人体体温恒定。 （1）当他向上跳起的过程中，质量不变，速度减小，高度升高，所以是动能转化为重力势能。 （2）[1]由表格中数据可知，此次跳绳过程消耗的能量为20大卡，1大卡约为4.2千焦，则此次跳绳过程消耗的能量 [2]由于人体需要保持恒温，所以为了保持恒定体温需消耗能量，故此次跳绳过程消耗的能量大于他克服重力做的功。 学科网（北京）股份有限公司 $ 11.4 《动能和势能》科素养同步分层练习设计（基础版） 初中物理九年级上册（沪粤版新教材） 一、选择题 1．如图所示是奥运期间全红婵跳水的情景，当全红婵加速下落时，下列说法正确的是（　　） A．动能减小 B．动能不变 C．重力势能减小 D．机械能增大 【答案】C 【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化 【解析】【解答】加速下落，质量不变，速度变大，动能增大，故A、B错误。高度降低，重力势能减小，故C正确。下落过程受空气阻力，一部分机械能转化为内能，机械能减小，故D错误。 故答案为：C。 【分析】1、动能：与质量、速度有关；质量越大、速度越大，动能越大。 2、重力势能：与质量、高度有关；质量越大、高度越高，重力势能越大。 3、机械能 = 动能+势能。 4、存在空气阻力时，机械能会损耗，机械能减小；不计阻力时，机械能守恒。 2．北京时间2026年5月11日8时14分，搭载天舟十号货运飞船的长征七号遥十一运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射。如图所示，天舟十号随火箭上升，速度不断增大的过程中 A．机械能不断增大 B．运动状态保持不变 C．相对火箭是运动的 D．所受合力方向竖直向下 【答案】A 【知识点】机械能及其转化；力的合成与应用；参照物及其选择 【解析】【解答】A、飞船加速上升，速度增大动能变大，高度升高重力势能变大，机械能不断增大，故A正确； B、速度不断增大，运动状态发生改变，故B错误； C、天舟十号与火箭相对位置不变，相对火箭静止，故C错误； D、飞船向上加速，合力方向竖直向上，故D错误。 故选：A。 【分析】物体机械能为动能与重力势能之和，加速上升时速度、高度均增大，动能、重力势能同步变大，运动状态改变，相对火箭静止，加速运动合力与运动方向同向。 3．2026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 【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；动能和势能的大小变化 【解析】【解答】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。 故选：A。 【分析】质量不变，下落时高度降低，重力势能减小；速度变大，动能变大，重力势能转化为动能。 4．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 【知识点】动能和势能的大小变化；惯性及其现象 【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； 故答案为：C。 【分析】A、考查惯性的基本概念；惯性是物体固有属性，只要存在质量就具备惯性。 B、考查动能影响因素；动能由质量、速度决定，上升过程速度变小，动能减小。 C、考查重力势能变化判断；重力势能与质量、高度有关，质量不变、高度增加，重力势能增大。 D、考查重力势能变化规律；高度上升只会让重力势能变大。 5．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 【知识点】动能和势能的大小变化 【解析】【解答】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。 故选 C。 【分析】机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比。 6．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 【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化；机械能守恒条件 【解析】【解答】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。 故答案选 D。 【分析】动能：与质量和速度有关，速度减小则动能减小。 重力势能：与质量和高度有关，高度降低则重力势能减小。 机械能守恒条件：只有重力或弹力做功，无其他外力（如阻力）做功。火箭减速降落有空气阻力做负功，机械能减小。 二、多选题 7．如图为一种新型破窗锤。紧急情况逃生时，将吸盘吸附在车窗玻璃上，然后拉长弹性绳，人离玻璃较远后松手，破窗锤在弹力作用下瞬间击碎窗玻璃而不会伤到人。下列有关说法正确的是（　　） A．吸盘能吸附在窗玻璃上是由于大气压的作用 B．若吸盘面积太小，则拉长弹性绳时容易脱落 C．松手后，锤头速度较大惯性就较大，击碎玻璃 D．松手后，绳的弹性势能主要转化为破窗锤动能 【答案】A,B,D 【知识点】机械能及其转化；惯性及其现象；压强的大小及其计算；大气压的综合应用 【解析】【解答】A．利用吸盘时，挤出吸盘内的空气，在大气压的作用下，吸盘被压在玻璃上，故A正确； B．大气压强一定，根据F=pS，吸盘面积太小，产生的大气压力较小，拉力越小，拉长弹性绳时容易脱落，故B正确； C．惯性是物体的性质，与质量有关，与速度无关，松手后，锤头速度较大，惯性不变，故C错误； D．施加拉力时，弹性绳发生弹性形变，产生弹性势能；松手后，弹性绳恢复原状，将弹性势能转化为动能，故D正确。 故选ABD。 【分析】吸盘大气压的作用吸附在窗玻璃上，根据F=pS，计算压力大小；惯性是物体的性质，和质量有关；运动的破窗锤击碎玻璃是因为其动能较大。 8．图两个相同的小球a、b处于相同的高度，a在空中从静止开始自由下落，经时间落到地面；b沿光滑斜面从静止开始下滑，经时间滑到地面，。a、b从最高点到地面的过程中，重力做的功分别是、，重力的功率分别是、，它们到达地面的速度分别是、，忽略空气阻力，则以下关系成立的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A,B,D 【知识点】功率的计算；机械能及其转化 【解析】【解答】A、物体处于相同高度，所以具有的重力势能相同，重力做功相同，A正确 B、根据P=W/t， ， 可知 ，B正确 CD、物体处于相同高度， 所以具有的重力势能相同，忽略空气阻力，所以重力势能全部转化为动能，所以到达地面的速度相等，C错误D正确 综上选ABD 【分析】根据动能和重力势能的相互转化判识选项 1、机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比；物体处于相同高度， 所以具有的重力势能相同，忽略空气阻力，所以重力势能全部转化为动能， 2、根据功率公式P=W/t， ， 可知 三、填空题 9．如图所示为2025年11月第十五届全运会女子排球比赛时的情景，运动员用力将排球击打到对方半场，说明力可以改变物体的　 　；排球在下降过程中，将重力势能转化为　 　能；运动员击球时手会感到痛，这是因为物体间力的作用是　 　的。 【答案】运动状态；动；相互 【知识点】机械能及其转化；力的作用效果；力作用的相互性 【解析】【解答】运动员在击球的时候，改变了排球的运动速度与运动方向，这一现象说明力能够改变物体的运动状态； 排球下落的过程中，它的质量始终保持不变，所处高度不断降低，因此重力势能减小，同时下落速度逐渐增大，因此动能增大，所以这个过程是重力势能转化为动能； 运动员击打排球时，手对排球施加作用力的同时，排球也会对手施加反作用力，所以运动员的手会感觉到疼痛，这也说明物体之间力的作用是相互的。 【分析】1、 力的作用效果包含两点：改变物体形状、改变物体运动状态。运动状态改变分为速度大小改变、运动方向改变，击球时排球速度与方向均改变，体现力能改变物体的运动状态。 2、重力势能大小由质量、高度决定，动能大小由质量、速度决定。排球下落时质量不变，高度降低，重力势能减小；速度变大，动能增大，该过程重力势能转化为动能。 3、力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体。手击打排球时，手对排球施加力，排球同时对手施加反作用力，因此手会感到疼痛。 10．右图是我国载人飞船返回舱着陆前的场景，在返回舱减速下降的过程中，返回舱的动能　 　，重力势能　 　，机械能　 　。 【答案】变小；变小；变小 【知识点】势能大小的比较；动能和势能的大小变化；动能的影响因素；机械能及其转化 【解析】【解答】动能大小由质量和速度决定，公式。返回舱质量不变，减速下降，速度减小，因此动能变小。 重力势能与质量、高度有关，公式。返回舱质量不变，高度不断降低，因此重力势能变小。 机械能等于动能与重力势能之和。动能、重力势能均减小，同时返回舱下落过程克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以机械能变小。 故答案为：变小；变小；变小 【分析】考查动能影响因素；抓住质量不变，根据“减速”判断速度减小，推出动能变化。 考查重力势能影响因素；抓住质量不变，根据“下降”判断高度减小，推出重力势能变化。 考查机械能变化分析；机械能为动能与势能总和，存在空气阻力时，机械能会损失、不断减小。 11．如图所示，在投掷实心球项目中，若想让实心球投掷更远，应尽量增大脱手时实心球的　 　，以获得更多动能；实心球脱手后由于　 　会继续向前飞行；实心球在空中的运动速度和方向在不断改变，说明力能改变物体的 　 　。 【答案】速度；惯性；运动状态 【知识点】动能的影响因素；力的作用效果；惯性及其现象 【解析】【解答】质量一定时，速度越大动能越大，实心球质量不变，脱手时速度越大，动能越大，投掷距离更远；一切物体都有惯性，球离开手后，依靠自身惯性保持向前运动，继续飞行；力可以改变物体的运动状态，速度大小、运动方向改变都是运动状态改变，说明力能改变物体的运动状态。 【分析】 质量一定时，速度越大动能越大；一切物体都有惯性；力可以改变物体的运动状态。 四、实验探究题 12．小明用如图所示的金属球来模拟汽车超载、超速带来的危害，探究动能大小的影响因素，他提出如下猜想： 猜想1：物体的动能大小可能与质量有关； 猜想2：物体的动能大小可能与速度有关。 为了验证以上猜想，小明做了如图所示三次实验：金属球从斜槽的某一高度由静止滚下，与水平面的木块相碰，推动木块移动一段距离。 （1）实验中通过木块移动的距离反映　 　（选填“小球”或“木块”）的动能大小； （2）对比甲、乙两图，可得到结论：当物体质量一定时，　 　越大，动能越大； （3）由乙、丙两次实验联想到，某段道路最高限速标志上标有“120”和“100”字样，其中“100”是对　 　（选填“大货车”或“小轿车”）的限速； （4）结合本次实验，请你为汽车驾驶员撰写一句安全标语：　 　。 【答案】（1）小球 （2）速度 （3）大货车 （4）严禁超速行驶 【知识点】探究影响物体动能大小的因素 【解析】【解答】 (1) 实验采用转换法，小球动能大小无法直接观察，通过木块移动的距离反映小球动能大小； (2) 甲、乙两图，金属球质量相同，下滑高度不同，到达水平面速度不同，对比可得：当物体质量一定时，速度越大，动能越大； (3) 乙、丙两图，速度相同，质量越大动能越大；大货车质量更大，为防止动能过大造成危险，限速更低，故 “100” 是对大货车的限速； (4) 结合实验结论，安全标语示例：严禁超速行驶（或超载危险，请勿超速）； 【分析】 1. 转换法应用：本实验用木块移动距离体现小球动能大小。 2. 控制变量法：甲乙控制质量相同，改变速度，探究动能与速度关系。 3. 速度相同时，质量越大动能越大，质量大的车辆限速更小。 4. 车辆动能和质量、速度有关，因此行车不能超速、超载。 13．在探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验中，实验器材有带有合页的长木板、带圆形凹槽的木块、小球、弹簧测力计。 （1）如图甲，用弹簧测力计水平向右拉动木块做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为　 　N，则木块所受摩擦力大小为　 　N，方向是　 　。 （2）将小球放在木块的凹槽内，重复（1）的操作，弹簧测力计的示数比（1）中的大。说明当接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与　 　有关。 （3）利用上述实验器材还可以探究物体的动能跟运动速度的关系，如图乙所示。 ①进行实验时，为改变小球在水平面上开始运动的速度，应使小球从同一斜面上的　 　高度由静止滚下。 ②小球在同一斜面上的位置越高，滚下时木块被撞得越远。实验表明，质量相同的小球，运动的速度越大，动能越　 　。 ③请根据上述结论，对驾驶员提出一条关于交通安全方面的建议：　 　。 【答案】（1）0.8；0.8；水平向左 （2）压力大小 （3）不同；大；严禁超速行驶 【知识点】探究影响物体动能大小的因素；探究影响摩擦力大小因素的实验 【解析】【解答】（1） 弹簧测力计的分度值为0.2N，读数结果为0.8N。 测量滑动摩擦力的实验原理是二力平衡，只有沿水平方向匀速拉动木块，才能让木块受到的摩擦力和拉力成为一对平衡力，此时弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小，因此本实验中滑动摩擦力为0.8N。 滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，本实验中木块相对于木板向右运动，因此滑动摩擦力方向为水平向左。 （2）把小球放入木块的凹槽内，增大了木块对木板的压力，观察到弹簧测力计的示数变大，由此可以得出结论：滑动摩擦力的大小与压力大小有关。 （3） 若要让小球到达水平面时获得不同的速度，需要将小球从斜面上的不同高度由静止滚下：小球在斜面上的初始高度不同，初始重力势能不同，下滑过程中重力势能转化为动能，因此到达水平面时获得的动能不同，速度也不相同。 根据实验现象，木块被小球撞击后移动的距离越远，说明小球对木块做的功越多，也就说明小球的动能越大。 该实验结论为：质量相同时，物体动能大小与速度大小有关，速度越大动能越大，结合这一结论，在交通安全中，我们应当严禁超速行驶。 【分析】1、弹簧测力计：使用前弹簧测力计竖直调零，分度值为0.2N，重力方向竖直向下，据图读数，钩码的拉力与弹簧测力计的弹簧轴线一致； 2、力和运动：物体静止或者做匀速直线运动，物体受到平衡力的作用， 3、摩擦力的方向和物体运动方向相反； 4、控制变量法：在物理实验中，存在多个影响因素共同决定某个物理量，在研究单一变量对试验结果的影响时，要保持非研究因素的相同； 5、转换法：在物理实验中，某些物理量（动能、电能）难以直接观察，需要转换成容易观察的指标进行测量，如用通过木块被小球撞击后移动的距离远近，判断动能的大小； 6、机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比。 （1）[1]弹簧测力计分度值为0.2N，读数为0.8N。 [2]测量滑动摩擦力的实验原理是二力平衡，必须沿水平方向匀速拉动木块才会使木块所受摩擦力和拉力成为一对平衡力，此时弹簧测力计的示数就是滑动摩擦力的大小，可知此时摩擦力为0.8N。 [3]滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，故水平向左。 （2）把小球放在木块凹槽内，增大了木块对木板的压力，发现弹簧测力计示数变大，故可以看出滑动摩擦力的大小与压力大小有关。 （3）[1]为使小球到达水平面时速度不同，应让小球从不同高度滚下，高度不同，重力势能不同，到达水平面时转化成的动能也不同，故速度不相同。 [2]由题意，木块被撞得越远，说明小球所做的功越多，动能越大。 [3]上述结论表明动能大小与速度大小有关，在交通安全方面应该严禁超速行驶。 五、简答题 14．同学们在探究“游乐设施中的功与能”活动中，体验了如图所示的摩天轮项目，观察发现摩天轮的轿厢几乎都是匀速转动。那么同一个轿厢从最高处匀速转动到最低处的过程中，它的机械能是否守恒？为什么？ 【答案】不守恒；因为轿厢匀速转动时动能不变、重力势能减小，机械能总和减小，且并非只有重力做功。 【知识点】机械能及其转化 【解析】【解答】这个轿厢的机械能不守恒。 原因：机械能是动能与重力势能的总和。 1.轿厢匀速转动，速度不变、质量不变，因此动能保持不变； 2.从最高处转动到最低处，高度降低、质量不变，因此重力势能减小； 由于机械能是动能与重力势能的和，动能不变、重力势能减小，所以机械能会减小，不守恒。 同时，机械能守恒的条件是“只有重力（或弹力）做功”，但轿厢匀速转动时，受到摩天轮的动力、摩擦等其他力的作用，并非只有重力做功，这也导致机械能不守恒。 综上答案：不守恒；因为轿厢匀速转动时动能不变、重力势能减小，机械能总和减小，且并非只有重力做功。 【分析】核心考点本题核心考查机械能的组成（动能+势能）及机械能守恒的条件，是初中物理“机械能”板块的基础应用题型。 涉及知识点 1.机械能的组成：机械能=动能+重力势能（本题中无弹性势能）； 2.动能的影响因素：质量、速度（质量不变时，速度不变则动能不变）； 3.重力势能的影响因素：质量、高度（质量不变时，高度降低则重力势能减小）； 4.机械能守恒的条件：只有重力（或弹力）对物体做功，其他力不做功（若有其他力做功，机械能会发生变化）。 常见易错点 1.混淆“匀速运动”与“机械能守恒”的关系：误认为匀速运动时机械能不变，忽略了高度变化导致的势能改变； 2.忽略机械能守恒的条件：仅从动能、势能的变化判断，未结合“是否只有重力做功”的条件，导致对原因的解释不完整。 六、综合题 15．跳绳是耗时少、耗能大的运动之一。如图为小明的爸爸用软件记录自己的某次跳绳数据。 （1）当他向上跳起的过程中，动能转化为　 　能； （2）已知小明的爸爸的质量为，每次跳离地面的高度均为，软件记录的“热量”实际是运动过程中人体消耗的能量，单位为大卡，1大卡约为4.2千焦，依据软件数据可知，小明爸爸此次跳绳过程消耗的能量约为　 　J，这一能量大于他克服重力做的功，原因可能是　 　。 【答案】（1）重力势 （2）84000；保持恒定体温需消耗能量 【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化；功的计算及应用 【解析】【解答】（1）当他向上跳起的过程中，质量不变，高度升高，速度减小，动能转化为重力势能。 （2）由表格中数据可知，跳绳过程消耗的能量为20大卡，消耗的能量，人体需要消耗能量保持恒温，故此次跳绳过程消耗的能量大于他克服重力做的功。 【分析】机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比； 人在运动时，消耗的能量要运动所需要能量，原因为要保持人体体温恒定。 （1）当他向上跳起的过程中，质量不变，速度减小，高度升高，所以是动能转化为重力势能。 （2）[1]由表格中数据可知，此次跳绳过程消耗的能量为20大卡，1大卡约为4.2千焦，则此次跳绳过程消耗的能量 [2]由于人体需要保持恒温，所以为了保持恒定体温需消耗能量，故此次跳绳过程消耗的能量大于他克服重力做的功。 学科网（北京）股份有限公司 $