2.1 功和机械能（第3课时：动能和势能）同步培优练习2026-2027学年浙教版科学九年级上册

**基本信息** 分层清晰，从基础概念辨析到综合实验探究，适配新授课知识巩固与能力提升，培养科学观念与探究实践。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础理解|动能、势能、弹性势能概念|例1选择题（跳远助跑增大动能），课后作业1-5概念辨析题| |综合应用|实验分析与情境应用|例3（探究动能与速度关系）、例2（铅球陷入深度反映势能）| |拓展探究|中考真题与复杂探究|例4（2024金华模拟弹簧势能实验）、课后17题多变量探究|

第1节 功和机械能（第3课时：动能和势能）同步培优练习 一、动能 例1：“跳远”是项常见的体育运动。运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，这样做是为了( ) A. 增大运动员的惯性 B.减小运动员的机械能 C.减小运动员的势能 D.增大运动员的动能 例2：（2025·柯桥模拟）小球在外力F的作用下，由静止开始从A点出发做加速直线运动，到B点时消除外力F。然后，小球冲上竖直平面内半圆环，能维持在圆环上做圆周运动，到达最高点C后抛出，最后落回到原来的出发点A处，如图所示，试画出小球在整个过程中动能随时间变化的图形，并说明理由。（AB和半圆环表面光滑，整个过程中不计空气阻力） 例3：（台州·九年级期末）飞行的扑克牌能切入黄瓜（如图甲），某同学对此很好奇，设计了以下实验来探究物体动能大小与哪些因素有关。 （1）将同一小球从同一斜面的不同高度（h1<h2）由静止开始释放。小球推动木块，最后静止时的位置如图乙、丙所示，根据上述探究可得出的结论是 。 （2）换用不同质量的小球，按照步骤（1）重复两次实验，发现木块被撞后滑出木板。以下改进方法可行的是__________。 A．换用一块更粗糙的木板　　B．在木块上加一个钩码 C．降低球在斜面上的高度　　D．换用质量更大的小球 （3）根据以上探究可知，扑克牌能切入黄瓜，一定具有__________的速度（填“较大”或“较小”）。 二、势能 例1：（2022·舟山模拟）“轰-6N”国产新型远程战略轰炸机，可以在空中水平匀速直线飞行的过程中给战斗机进行空中加油。在加油过程中，“轰-6N”的动能和势能变化情况为(    ) A.动能不变，重力势能不变 B.动能减少，重力势能增加 C.动能不变，重力势能增加 D.动能减少，重力势能减少 例2：某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B求质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1<h2<h3。 （1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过　 　来反映的； （2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：　 　； （3）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径　 　（选填：“有关”或“无关”） 三、弹性势能 例1：下列物体不具有弹性势能的是（　　） A．被压紧的弹簧 B．被撑竿跳运动员压弯的撑竿 C．从拉弯的弓中射出的箭 D．发生形变的蹦床 例2：人拉弓射箭时，下列说法中正确的是（　　） A．放在张紧了的弓上的箭，具有弹性势能 B．弓被拉得越弯，人的弹性势能越大 C．弓被拉得越弯，弓的弹性势能越大 D．弓的弹性势能还和它的质量有关 例3：（2022·浙江杭州·中考真题）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计） （1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能___________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。 （2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能___________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”，下同）；运动员的动能___________。 （例3） （例4） 例4：（2024·金华模拟）小苏同学所在的兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O 点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。 请补充完成他们的探究过程： （1）弹簧弹性势能的大小比较是通过________； （2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用________(选填“相同"或“不同”)弹簧进行实验，并先后改变________之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录； （3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了________等两种科学方法。 课后作业 1．下列各个物体中，具有弹性势能的是（　　） A．空中飞行的排球 B．被拧紧的闹钟发条 C．楼上的砖 D．正在下落的雨滴 2．下列物体具有弹性势能的是（　　） A．在水平公路上行驶的小轿车 B．悬挂在天花板上的电灯 C．被拉开的弹弓 D．在空中飞行的飞机 3．下列关于物体势能的说法，正确的是（　　）。 A．把压缩的弹簧放松，它的长度增加，势能也增加 B．同一根橡皮筋拉得越长，它的势能也越大 C．树上的两个苹果，位置高的一定比位置低的势能大 D．正在下落的两个铅球，5千克的铅球一定比4千克的铅球势能大 4．以下说法正确的是（　　） A．在空中飞翔的雄鹰只具有动能 B．在空中匀速下落的降落伞具有动能和重力势能 C．橡皮筋具有弹性势能 D．以上说法都不正确 5．关于重力势能的说法，正确的是（　　） A．质量大的物体，重力势能一定大 B．被举得高的物体，重力势能一定大 C．质量相等的物体，被举得越高，重力势能就越大 D．质量相等的物体，速度越大，重力势能就越大 6．如图所示，在探究“物体的动能跟哪些因素有关“的实验中，让质量相同的钢球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，比较木块被推动的距离。该实验是研究（　　）。 A．动能的大小与高度的关系 B．动能的大小与质量的关系 C．动能的大小与速度的关系 D．动能的大小与距离的关系 7．有三个物体，甲是一个被拉伸了0.5m的弹簧；乙是一个从地面被举高0.5m的小球，丙是一个正在以0.5m/s的速度运动的小球．根据以上信息，请你判断上列三个物体具有的共性是（　　） A．都具有能量 B．都受到拉力的作用 C．所受的作用力相等 D．除数字相同外，没有其他共性 8．关于能的概念，下列说法中正确的是（　　） A．悬在空中的打桩重锤，因为没有做功，所以没有能 B．运动速度相同的物体，它们具有的动能一定相等 C．重力势能相等的物体，它们一定处于同一高度 D．在弹性限度内，同一个弹簧测力计挂5N重物时弹簧的弹性势能比挂2N时大 9．小明用图示装置探究“动能大小与速度的关系”.下列说法正确的是（　　） A．改变小车质量多次进行试验 B．实验中要尽量保持水平面光滑 C．让同一小车从同一高处由静止开始下滑D．用木块移动的距离来比较小车动能的大小 10．在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，用木块被撞击后移动的距离反映钢球动能的大小，下列研究问题的方法与之相同的是（　　） A．通过水流初步认识电流 B．用磁感线描述磁体的磁场 C．通过小球撞出的沙坑深度反映重力势能的大小 D．保持电阻不变探究通过导体的电流与电压的关系 11．为探究重力势能与质量的关系，某同学选择了体积不同的实心铝球a、b，体积相同的实心铜球c和实心铝球d，以及平整的橡皮泥进行实验，如图所示。下列不正确的是（　　） A．实验时要让球从同一高度自由落下 B．使用a球和b球可以探究重力势能与质量的关系 C．球落在橡皮泥中的凹陷程度可以反映重力势能的大小 D．利用本实验的器材还可以探究重力势能与高度的关系 12．如图，甲、乙、丙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，丙球沿倾角为θ的足够长斜面以速度v上滑。上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能和重力势能（　　） A．动能：E甲＝E丙＜E乙 B．动能：E甲＝E乙＝E丙 C．重力势能：E甲＝E丙＜E乙 D．重力势能：E甲＝E乙＝E丙 13．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 14．在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示装置。有关该实验的说法正确的（　　） A．水平面光滑更有利于得出正确的结论 B．研究弹性势能的大小跟弹簧自然长度是否有关时，将同一根弹簧分别压缩不同程度后静止释放钢球，比较木块被撞击后移动的距离 C．利用该实验不能研究钢球动能与速度的关系 D．该实验用到了“控制变量法”和“转换法”两种科学方法 15． 小科在探究物体动能的大小可能与哪些因素有关实验时，他认为动能的大小可能与物体质量有关，也可能与物体运动速度有关。为探究此问题，小科用相同的斜面、长木板、纸盒和两个不同质量的小球，设计了如图所示的甲、乙、丙三个实验，并通过比较分析，得出相关结论。请回答： （1）小科是通过观察比较　 　来比较小球动能的大小。 （2）其中，甲、丙两次实验是为了探究物体的　 　对其动能的影响。 （3）甲、乙两次实验的结果可以得出的结论 。 （4）小球的动能大小是通过纸盒向前移动的距离体现出来的，这种科学方法称作　 　。 16．建高楼先要打好地基，原来高度相同的地桩，经过打击后三个地桩所处的位置如图，若A、B两锤的质量相同，下落时　 锤的高度要高些。若B、C两锤刚下落的高度相同，　 锤的质量要小些。此过程中B锤将地桩打得最深，B锤的重力势能　 （选填“一定”、“不一定”）最大。 （） 17．（2025九上·上虞期末）某科学实验小组在探究“重力势能大小的影响因素”时，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的高度有关； 猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关。 实验中用到的小球，A、B、C球体积均为V，D球体积为2V，A、C、D球质量均为m，B球质量为2m。实验时均让小球从图中高度自由下落，记录小球下降到最低点时弹簧的长度，所用实验装置如右图所示。请你根据图中实验情景完成下列问题： （1）小虞通过观察比较弹簧被压缩后的长度来比较小球重力势能的大小，这种科学研究的方法与以下选项中的___________相同。 A．根据水升温的多少判断食物含有的能量的多少 B．研究压力的作用效果与受力面积的关系时控制压力的大小相同 C．用黄豆和芝麻混合前后的体积变化研究分子间隙 D．借助无色酚酞试液判断酸碱反应是否发生 （2）为验证猜想一，可以通过比较　 　两球的实验。 （3）通过本实验可知，猜想　 　是正确的。 （4）小虞认为利用这套实验装置，还可以探究影响动能大小的因素，比如通过比较A、C两球实验，可以探究　 　对动能大小的影响。 第1节 功和机械能（第3课时：动能和势能）同步培优练习 一、动能 例1：“跳远”是项常见的体育运动。运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，这样做是为了( ) A.增大运动员的惯性 B.减小运动员的机械能 C.减小运动员的势能 D.增大运动员的动能 【答案】D 【解析】（1）惯性的大小与物体的质量有关； （2）（3）（4）动能的大小与质量和速度有关；重力势能的大小与重力和高度有关；机械能=动能+重力势能，据此分析判断。 【解答】运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，它的质量不变，则惯性不变，故A错误； 它的质量不变速度增大，则它的动能增大，而他的重力势能几乎没有变化。根据机械能=动能+重力势能可知，他的机械能增大，故D正确，而B、C错误。 例2：（2025·柯桥模拟）小球在外力F的作用下，由静止开始从A点出发做加速直线运动，到B点时消除外力F。然后，小球冲上竖直平面内半圆环，能维持在圆环上做圆周运动，到达最高点C后抛出，最后落回到原来的出发点A处，如图所示，试画出小球在整个过程中动能随时间变化的图形，并说明理由。（AB和半圆环表面光滑，整个过程中不计空气阻力） 【答案】0-t1此段小球加速直线运动，质量一定，速度增大，动能增大； t1-t2小球上升过程中动能转化为势能，动能减小 t2时水平方向速度不为0，动能不为0； t2-t3小球的重力势能转化为动能，动能增大； B点到C点所增加的重力势能在C点到A点过程中转化为动能，t3时动能大小等于t1时动能； 【解析】①动能与物体的质量和速度有关，即速度越大，动能越大； ②根据动能和重力势能的转化分析从B→D→C的动能变化； ③根据重力势能和动能的转化分析从C→A的动能变化。 ④整个过程没有能量损失，注意分析A点动能和B点动能的大小关系，据此画出对应的图像即可。 例3：（台州·九年级期末）飞行的扑克牌能切入黄瓜（如图甲），某同学对此很好奇，设计了以下实验来探究物体动能大小与哪些因素有关。 （1）将同一小球从同一斜面的不同高度（h1<h2）由静止开始释放。小球推动木块，最后静止时的位置如图乙、丙所示，根据上述探究可得出的结论是___________。 （2）换用不同质量的小球，按照步骤（1）重复两次实验，发现木块被撞后滑出木板。以下改进方法可行的是__________。 A．换用一块更粗糙的木板　　B．在木块上加一个钩码 C．降低球在斜面上的高度　　D．换用质量更大的小球 （3）根据以上探究可知，扑克牌能切入黄瓜，一定具有__________的速度（填“较大”或“较小”）。 【答案】质量相同时，物体速度越大，动能越大     ABC     较大 【解析】（1）此实验把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离，距离越远表明小球的动能越大。因为推动的距离越远表明小球的动能越大，如图甲乙所示可知乙图中小球将木块推动的远些，说明在质量相同的情况下，速度越快，动能就越大。 （2）A．换用更粗糙木板，小球因为克服摩擦力做功变多，则木块被撞击距离会变短，故A方法可行。 B．在木块上加一个钩码会让木块更难被推动，所以被撞击的距离会变短，故B方法可行。 C．降低球在斜面上的高度，使小球到达斜面底端的动能变小，则木块被撞击的距离会变短，故C方法可行。 D．用质量更大的球，会增大小球的动能，则木块被撞击的距离会变长，故D方法不可行。故选ABC。 （3）由图甲知，质量较小的扑克牌动能较大时能切入黄瓜，说明扑克牌的动能较大，可知飞行的扑克牌一定具有的速度较大。 二、势能 例1：（2022·舟山模拟）“轰-6N”国产新型远程战略轰炸机，可以在空中水平匀速直线飞行的过程中给战斗机进行空中加油。在加油过程中，“轰-6N”的动能和势能变化情况为(    ) A.动能不变，重力势能不变 B.动能减少，重力势能增加 C.动能不变，重力势能增加 D.动能减少，重力势能减少 【答案】D 【解析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析判断。 在加油过程中，“轰-6N”的速度不变质量减小，那么动能减小；“轰-6N”的高度不变质量减小，那么重力势能减小，故D正确，而A、B、C错误。 例2：某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B求质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1<h2<h3。 （1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过　 　来反映的； （2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：　 　； （3）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径　 　（选填：“有关”或“无关”） 【答案】（1）球陷入沙面的深度 （2）当所处高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大 （3）无关 【解析】（1）球撞击沙子从而陷入其中，即球陷入沙面的深度越大，则球的重力势能越大。 （2）根据图片分析哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论； （3）当运动路径不同时，如果陷入深度相同，那么说明重力势能与路径无关；否则，二者有关。 【解答】（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映的； （2）比较A、B两球可知，二者高度相同，B的质量更大，B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当所处高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大； （3）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 三、弹性势能 例1：下列物体不具有弹性势能的是（　　） A．被压紧的弹簧 B．被撑竿跳运动员压弯的撑竿 C．从拉弯的弓中射出的箭 D．发生形变的蹦床 【答案】C 【解析】【分析】发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能，判断一个物体是否具有弹性势能，只要看这个物体是否发生了弹性形变. 【解答】被压紧的弹簧发生了弹性形变，具有弹性势能，故A不符合题意； B、被撑杆跳运动员压弯的撑杆发生了弹性形变，具有弹性势能，故B不符合题意； C、从拉弯的弓中射出的箭，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，具有动能，故C符合题意； D、发生形变的蹦床具有弹性势能，故D不符合题意. 故答案为C. 例2：人拉弓射箭时，下列说法中正确的是（　　） A．放在张紧了的弓上的箭，具有弹性势能 B．弓被拉得越弯，人的弹性势能越大 C．弓被拉得越弯，弓的弹性势能越大 D．弓的弹性势能还和它的质量有关 【答案】C 【解析】【分析】物体由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能，弹性势能的大小与物体所发生的弹性形变的程度有关． 【解答】解：A、张紧了的弓具有弹性势能，箭没有弹性势能；故A错误； B、弓被拉得越弯，弓的弹性势能越大，而人没有弹性势能；故B错误； C、弹性势能跟弹性形变的程度有关，弓拉得越弯，弓的弹性势能越大，故C正确； D、弹性势能的大小与物体所发生的弹性形变的程度有关，弓的弹性势能和它的质量无关，故D错误． 故选C． 例3：（2022·浙江杭州·中考真题）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计） （1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能___________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。 （2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能___________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”，下同）；运动员的动能___________。 【答案】不变     增大     先增大后减小 【解析】（1）[1]O点到A点，运动员自由下落，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以运动员的机械能不变。 （2）[2][3]在从A点至C点运动员的动能和重力势能转化为绳的弹性势能，所以运动员的机械能转为绳的弹性势能。A点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大，动能越来越大； B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等，所以B点到C点过程中，弹性绳对运动员拉力大于运动员重力，因此速度越来越小，动能越来越小； 到C点运动员动能变为0，弹性势能增大到最大值，所以从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能增大，而运动员的动能先增大后减小。 例4：（2024·金华模拟）小苏同学所在的兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O 点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。 请补充完成他们的探究过程： （1）弹簧弹性势能的大小比较是通过________； （2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用________(选填“相同"或“不同”)弹簧进行实验，并先后改变________之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录； （3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了________等两种科学方法。 【答案】（1）滑块运动过的OQ长度 （2）相同；OP （3）转换法、控制变量法 【解析】（1）弹簧推动木块，将弹簧的弹性势能转化为木块的机械能，木块在水平面上运动时，克服摩擦力做功。根据W=fs可知，滑块通过的距离OQ越长，做的功越多，说明弹簧的弹性势能越大。 （2）根据控制变量法要求可知，探究弹簧的弹性势能与长度变化量的关系时，需要控制弹簧的螺纹圈直径和材料相同，其实就是使用相同的弹簧，而改变弹簧长度的变化量，也就是被压缩的长度OP。 （3）探究一个因素对物理量的影响时，控制其它因素相同，这就是控制变量法；物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。 【解答】（1）弹簧弹性势能的大小比较是通过滑块运动过的OQ长度； （2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用相同弹簧进行实验，并先后改变OP之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录； （3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法、控制变量法等两种科学方法。 课后作业 1．【答案】B 【解析】【解答】A空中飞行的排球并没有发生弹性形变，所以不具有弹性势能，故A错误，不符合题意； B被拧紧的闹钟发条发生了弹性形变，根据弹性势能的定义，所以该物体具有弹性势能，故B正确，符合题意； C楼上的砖，没有发生弹性形变，所以不具有弹性势能，故C错误，不符合题意； D正在下落的雨滴没有发生弹性形变，所以也不具有弹性势能，故D错误，不符合题意． 【分析】利用弹性势能的定义，分析出物体具有弹性势能的特征，从而判定出选项中的物体是否具有弹性势能． 2．【答案】C 【解析】【分析】判定物体具有什么形式的机械能，要利用该形式机械能的特征去判定：具有动能的特征是运动；重力势能的特征是举高；弹性势能的特征是发生弹性形变。 【解答】A、在水平公路上行驶的小轿车，只具有动能，没有发生弹性形变，因此没有弹性势能； B、悬挂在天花板上的电灯，具有一定高度，具有重力势能，没有弹性势能； C、被拉开的弹弓，发生了弹性形变，具有弹性势能； D、在空中飞行的飞机具有动能和重力势能，没有弹性势能。 故答案为：C 3．【答案】B 【解析】【分析】AB.弹性势能大小与物体发生弹性形变大小的程度有关； CD.重力势能与质量和高低有关。 【解答】A.把压缩的弹簧放松，它的长度增加，形变程度减小，则势能减小，故A错误； B.同一根橡皮筋拉得越长，形变程度越大，则它的势能也越大，故B正确； C.树上的两个苹果，位置高的质量小，位置低的质量大，那么二者的势能可能相同，故C错误； D.正在下落的两个铅球，5千克的铅球高度小，4千克的铅球高度大，则二者重力势能可能相同，故D错误。 ​​​​​​​故选B。 4．【答案】B 【解析】【解答】A.在空中飞翔的雄鹰同时具有动能和重力势能，故A错误，不符合题意； B.在空中匀速下落的降落伞具有动能和重力势能，故B正确，符合题意； C.发生弹性形变的橡皮筋具有弹性势能，不发生弹性形变的橡皮筋不具有弹性势能，故C错误，不符合题意； D.B正确故D错误，不符合题意． 【分析】(1)机械能包括动能和势能，弹性势能和重力势能统称为势能；(2)物体由于运动而具有的能，叫做动能．物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能．物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能． 5．【答案】C 【解析】【解答】 质量大的物体，如果被举的高度不大，重力势能不一定大，A错； 被举得高的物体，如果质量较小，重力势能不一定大，B错； 重力势能大小与物体速度无关，D错； 故选C 【分析】判断一个物体是否具有重力势能，关键看此物体有没有被举高，若被举高了，则物体具有重力势能。重力势能除与物体所在的高度有关，还与物体质量有关，质量越大，高度越大，重力势能越大。 6．【答案】C 【解析】【分析】根据图片确定实验中哪个因素相同，哪个因素不同即可。 【解答】在实验中，小球的质量相同，它从斜面上的不同高度释放，那么到达水平面时的速度不同，通过木块被推动的距离可以判断小球动能的大小，则该实验探究动能的大小与速度的关系，故C正确，而A、B、D错误。 故选C。 7．【答案】A 【解析】【分析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能，弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关；（2）物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，重力势能与物体的质量和高度有关；（3）物体由于运动而具有的能叫做动能，动能与物体的质量和速度有关． 【解答】解：（1）甲是一个被拉伸了0.5m的弹簧，发生弹性形变，具有弹性势能；（2）乙是一个从地面被举高0.5m的小球，具有重力势能；（3）丙是一个正在以0.5m/s的速度运动的小球，具有动能． 因此这三个物体都具有机械能． 故选A． 8．【答案】D 【解析】【分析】（1）如果物体能够做功，那么物体就具有能量； （2）动能与质量和速度有关； （3）重力势能与质量和高度有关； （4）弹性势能的大小与形变程度有关。 【解答】A.悬在空中的打桩重锤，虽然没有做功，但是它能够做功，所以具有能量，故A错误； B.运动速度相同的物体，由于不明确质量的大小关系，因此它们具有的动能不一定相等，故B错误； C.重力势能相等的物体，由于不明确质量的大小关系，因此它们不一定处于同一高度，故C错误； D.在弹性限度内，同一个弹簧测力计挂5N重物时弹簧的长度比挂2N时大，则它的弹性势能也大，故D正确。 故选D。 9．【答案】D 【解析】【分析】（1）动能的影响因素是质量和速度，根据控制变量法分析即可； （2）小车推动木块，而木块克服水平面的摩擦做功，那么木块移动距离的远近将反映小车动能的大小；如果表面光滑，那么小车都会不停运动，无法判断动能大小； （3）小车到达水平面时的速度由它在斜面上的高度决定，分析要控制的变量即可； （4）根据上面的分析确定小车动能大小的分析方法。 【解答】A.探究“动能大小与速度的关系”，应该改变速度而控制小车的质量相同，故A错误； B.在实验中，水平面要保持一定的粗糙程度，不能是光滑的，故B错误； C.实验中，为了改变小车的速度，因此让小车从斜面上不同高度处开始下滑，故C错误； D.用木块移动的距离来比较小车动能的大小，故D正确。 故选D。 10．【答案】C 【解析】【分析】分析各个选项中使用的物理研究方法即可。 【解答】用木块被撞击后移动的距离反映钢球动能的大小，使用了转换法。 A.通过水流初步认识电流，使用了类比法，故A不合题意； B.用磁感线描述磁体的磁场，使用了模型法，故B不合题意； C.通过小球撞出的沙坑深度反映重力势能的大小，使用了转换法，故C符合题意； D.保持电阻不变探究通过导体的电流与电压的关系，使用了控制变量法，故D不合题意。 故选C。 11．【答案】B 【解析】【分析】（1）（2）重力势能的大小与质量和高度有关，根据控制变量法的要求判断； （3）实心球撞击橡皮泥，橡皮泥发生凹陷，且凹陷程度越大，说明重力势能越大； （4）根据控制变量法的要求，分析器材是否满足探究要求。 【解答】探究重力势能与质量的关系时，必须控制小球下落的高度相同，而改变小球的质量，应该选择c和d，故A正确不合题意，B错误符合题意； 球落在橡皮泥中的凹陷程度可以反映重力势能的大小，故C正确不合题意； 探究重力势能与高度的关系时，必须控制小球的质量和体积相同，而改变高度，因此任选其中一个小球即可，故D正确不合题意。 故选B。 12．【答案】A 【解析】【分析】动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关。 【解答】开始时，甲、乙、丙是完全相同的小球，质量相同，速度相同，则动能大小相同；高度为0，所以三个小球的重力势能都为0； 甲、乙、丙三个小球都到达最高点时，小球的质量不变，甲、丙小球在最高点时的速度为0，小球的动能全部转化为重力势能，所以甲、丙小球的重力势能是相同的；乙小球在最高点时在水平方向上具有一定的速度，具有一定的动能，所以此时乙小球的重力势能小于甲、丙小球的重力势能，故A正确、BCD错误。 故答案为：A。 13．【答案】C 【解析】【分析】根据动能的影响因素判断。 【解答】根据图像可知，t1~t3时刻中，雨滴的速度先增大后不变，即v1<v2=v3，而雨滴的质量不变，因此动能的大小关系为：E1＜E2＝E3。 故选C。 14．【答案】D 【解析】【分析】（1）本实验中，小球推动木块运动，而木块克服摩擦力做功，因此木块移动距离的远近反映小球动能的大小，那么接触面必须是粗糙的； （2）根据控制变量法的要求，探究弹性势能与弹簧自然长度的关系时，必须控制弹簧压缩程度相同而改变弹簧的自然长度； （3）探究钢球动能与速度的关系，必须控制质量相同而改变速度；同一个钢球的质量相等，改变弹簧的压缩程度，那么钢球的速度就会不同，观察木块移动的距离可以知道钢球动能的大小； （4）探究弹性势能的大小是否与形变程度有关时，控制其它因素相同改变弹簧的形变程度，这里应用了控制变量法；而通过木块移动的距离判断弹性势能的大小，这里运用了转换法。 【解答】A.如果水平面光滑，那么无论弹性势能大小，木块受到撞击后会不停运动，无法比较势能的大小，故A错误； B.研究弹性势能的大小跟弹簧自然长度是否有关时，将长度不停的弹簧分别压缩相同程度后静止释放钢球，比较木块被撞击后移动的距离，故B错误； C.利用该实验可以研究钢球动能与速度的关系，故C错误； D.该实验用到了“控制变量法”和“转换法”两种科学方法，故D正确。 故选D。 15．【答案】（1）纸盒被推动的距离 （2）速度 （3）当物体速度相同时，质量越大动能越大。（4）转换法 【解析】【分析】（1）小球撞击纸盒，纸盒在水平面上移动时克服阻力做功。根据W=fs可知，纸盒移动的距离越大，则克服阻力做功越大，那么小球的动能越大； （2）根据图片分析甲和乙中哪个因素不同即可。 【解答】（1）小科是通过观察比较纸盒被推动的距离来比较小球动能的大小。 （2）根据图片可知，甲、丙两次实验中小球在斜面上的高度不同，即小球的速度不同，因此是为了探究物体的速度对其动能的影响。 16．【答案】B；C；一定 【解析】【分析】重力势能的大小与物体的质量和高度有关，据此分析解答。 【解答】（1）根据图片可知，B比A打得更深，则B的重力势能更大，即当A、B质量相同时，B锤的高度更高些； （2）C比B打得更浅，则C的重力势能更小。当B、C下落高度相同时，C的质量更小些。 （3）此过程中B锤将地桩打得最深，B锤的重力势能一定最大。 17．（2025九上·上虞期末）某科学实验小组在探究“重力势能大小的影响因素”时，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的高度有关； 猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关。 实验中用到的小球，A、B、C球体积均为V，D球体积为2V，A、C、D球质量均为m，B球质量为2m。实验时均让小球从图中高度自由下落，记录小球下降到最低点时弹簧的长度，所用实验装置如右图所示。请你根据图中实验情景完成下列问题： （1）小虞通过观察比较弹簧被压缩后的长度来比较小球重力势能的大小，这种科学研究的方法与以下选项中的___________相同。 A．根据水升温的多少判断食物含有的能量的多少 B．研究压力的作用效果与受力面积的关系时控制压力的大小相同 C．用黄豆和芝麻混合前后的体积变化研究分子间隙 D．借助无色酚酞试液判断酸碱反应是否发生 （2）为验证猜想一，可以通过比较　 　两球的实验。 （3）通过本实验可知，猜想　 　是正确的。 （4）小虞认为利用这套实验装置，还可以探究影响动能大小的因素，比如通过比较A、C两球实验，可以探究　 　对动能大小的影响。 【答案】（1）A；D （2）A、B （3）一、二 （4）速度 【解析】（1）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。 （2）根据控制变量法的要求选择对照实验； （3）根据四个实验的现象，将相关实验对照，确定影响重力势能大小的因素； （4） 影响动能的因素是物体的质量和速度， 据此结合图片信息分析解答。 【解答】（1）根据题意可知，通过观察比较弹簧被压缩后的长度来比较小球重力势能的大小，这里使用转换法。 A．根据水升温的多少判断食物含有的能量的多少，采用的是转换法，故A符合题意； B．研究压力的作用效果与受力面积的关系时，控制压力的大小相同，采用控制变量法，故B不符合题意； C． 用黄豆和芝麻混合前后的体积变化研究分子间隙，属于模拟实验，故C不符合题意； D．利用无色酚酞试液判断酸碱反应是否发生，采用的是转换法，故D符合题意。 故选AD。 （2）根据控制变量法的要求可知，研究物体的重力势能与物体的质量关系时，需要保持下落高度相同，改变物体质量，故选AB。 （3）根据图片可知，A、B两球下落高度相同，B球质量大于A球质量，发现B球处弹簧形变较大，说明猜想一正确； A、C两球质量相同，C球下落高度大于A球，发现C球处弹簧形变较大，说明猜想二正确。 （4）研究物体的动能与速度的大小，需保持物体的质量不变，改变物体是速度，比较A、C两球，两球质量相同，C球下落高度大于A球，则两球速度不同，故可探究速度对动能大小的影响。 （1）小虞通过观察比较弹簧被压缩后的长度来比较小球重力势能的大小，这种科学研究的方法叫转换法； A．食物含有能量的多少不能直接观察，根据水升温的多少判断食物含有的能量的多少，采用的是转换法，故A符合题意； B．研究压力的作用效果与受力面积的关系时控制压力大小相同，属于控制变量法，故B不符合题意； C．在研究分子间存在间隙的实验中，比较黄豆和芝麻混合前后的体积，根据体积减小得出分子之间有空隙，属于模拟实验，故C不符合题意； D．酸碱反应有时不能直接观察，利用无色酚酞试液判断酸碱反应是否发生，采用的是转换法，故D符合题意。故选AD。 （2）实验中研究物体的重力势能与物体的质量关系时，需要保持下落高度相同，改变物体质量，A、B两球下落高度相同，B球质量大于A球质量，故可验证猜想一。 （3）弹簧的形变程度反映了小球具有的重力势能的大小，比较A、B两球，下落高度相同，B球质量大于A球质量，发现B球处弹簧形变较大，说明猜想一正确；比较A、C两球，两球质量相同，C球下落高度大于A球，发现C球处弹簧形变较大，说明猜想二正确。 （4）影响动能的因素是物体的质量和速度，研究物体的动能与速度的大小，需保持物体的质量不变，改变物体是速度，比较A、C两球，两球质量相同，C球下落高度大于A球，则两球速度不同，故可探究速度对动能大小的影响。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 功和机械能（第3课时：动能和势能）同步培优练习 一、动能 例1：“跳远”是项常见的体育运动。运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，这样做是为了( ) A.增大运动员的惯性 B.减小运动员的机械能 C.减小运动员的势能 D.增大运动员的动能 【答案】D 【解析】（1）惯性的大小与物体的质量有关； （2）（3）（4）动能的大小与质量和速度有关；重力势能的大小与重力和高度有关；机械能=动能+重力势能，据此分析判断。 【解答】运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，它的质量不变，则惯性不变，故A错误； 它的质量不变速度增大，则它的动能增大，而他的重力势能几乎没有变化。根据机械能=动能+重力势能可知，他的机械能增大，故D正确，而B、C错误。 例2：（2025·柯桥模拟）小球在外力F的作用下，由静止开始从A点出发做加速直线运动，到B点时消除外力F。然后，小球冲上竖直平面内半圆环，能维持在圆环上做圆周运动，到达最高点C后抛出，最后落回到原来的出发点A处，如图所示，试画出小球在整个过程中动能随时间变化的图形，并说明理由。（AB和半圆环表面光滑，整个过程中不计空气阻力） 【答案】0-t1此段小球加速直线运动，质量一定，速度增大，动能增大； t1-t2小球上升过程中动能转化为势能，动能减小 t2时水平方向速度不为0，动能不为0； t2-t3小球的重力势能转化为动能，动能增大； B点到C点所增加的重力势能在C点到A点过程中转化为动能，t3时动能大小等于t1时动能； 【解析】①动能与物体的质量和速度有关，即速度越大，动能越大； ②根据动能和重力势能的转化分析从B→D→C的动能变化； ③根据重力势能和动能的转化分析从C→A的动能变化。 ④整个过程没有能量损失，注意分析A点动能和B点动能的大小关系，据此画出对应的图像即可。 例3：（台州·九年级期末）飞行的扑克牌能切入黄瓜（如图甲），某同学对此很好奇，设计了以下实验来探究物体动能大小与哪些因素有关。 （1）将同一小球从同一斜面的不同高度（h1<h2）由静止开始释放。小球推动木块，最后静止时的位置如图乙、丙所示，根据上述探究可得出的结论是___________。 （2）换用不同质量的小球，按照步骤（1）重复两次实验，发现木块被撞后滑出木板。以下改进方法可行的是__________。 A．换用一块更粗糙的木板　　B．在木块上加一个钩码 C．降低球在斜面上的高度　　D．换用质量更大的小球 （3）根据以上探究可知，扑克牌能切入黄瓜，一定具有__________的速度（填“较大”或“较小”）。 【答案】质量相同时，物体速度越大，动能越大     ABC     较大 【解析】（1）此实验把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离，距离越远表明小球的动能越大。因为推动的距离越远表明小球的动能越大，如图甲乙所示可知乙图中小球将木块推动的远些，说明在质量相同的情况下，速度越快，动能就越大。 （2）A．换用更粗糙木板，小球因为克服摩擦力做功变多，则木块被撞击距离会变短，故A方法可行。 B．在木块上加一个钩码会让木块更难被推动，所以被撞击的距离会变短，故B方法可行。 C．降低球在斜面上的高度，使小球到达斜面底端的动能变小，则木块被撞击的距离会变短，故C方法可行。 D．用质量更大的球，会增大小球的动能，则木块被撞击的距离会变长，故D方法不可行。故选ABC。 （3）由图甲知，质量较小的扑克牌动能较大时能切入黄瓜，说明扑克牌的动能较大，可知飞行的扑克牌一定具有的速度较大。 二、势能 例1：（2022·舟山模拟）“轰-6N”国产新型远程战略轰炸机，可以在空中水平匀速直线飞行的过程中给战斗机进行空中加油。在加油过程中，“轰-6N”的动能和势能变化情况为(    ) A.动能不变，重力势能不变 B.动能减少，重力势能增加 C.动能不变，重力势能增加 D.动能减少，重力势能减少 【答案】D 【解析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析判断。 在加油过程中，“轰-6N”的速度不变质量减小，那么动能减小；“轰-6N”的高度不变质量减小，那么重力势能减小，故D正确，而A、B、C错误。 例2：某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B求质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1<h2<h3。 （1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过　 　来反映的； （2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：　 　； （3）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径　 　（选填：“有关”或“无关”） 【答案】（1）球陷入沙面的深度 （2）当所处高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大 （3）无关 【解析】（1）球撞击沙子从而陷入其中，即球陷入沙面的深度越大，则球的重力势能越大。 （2）根据图片分析哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论； （3）当运动路径不同时，如果陷入深度相同，那么说明重力势能与路径无关；否则，二者有关。 【解答】（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映的； （2）比较A、B两球可知，二者高度相同，B的质量更大，B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当所处高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大； （3）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 三、弹性势能 例1：下列物体不具有弹性势能的是（　　） A．被压紧的弹簧 B．被撑竿跳运动员压弯的撑竿 C．从拉弯的弓中射出的箭 D．发生形变的蹦床 【答案】C 【解析】【分析】发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能，判断一个物体是否具有弹性势能，只要看这个物体是否发生了弹性形变. 【解答】被压紧的弹簧发生了弹性形变，具有弹性势能，故A不符合题意； B、被撑杆跳运动员压弯的撑杆发生了弹性形变，具有弹性势能，故B不符合题意； C、从拉弯的弓中射出的箭，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，具有动能，故C符合题意； D、发生形变的蹦床具有弹性势能，故D不符合题意. 故答案为C. 例2：人拉弓射箭时，下列说法中正确的是（　　） A．放在张紧了的弓上的箭，具有弹性势能 B．弓被拉得越弯，人的弹性势能越大 C．弓被拉得越弯，弓的弹性势能越大 D．弓的弹性势能还和它的质量有关 【答案】C 【解析】【分析】物体由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能，弹性势能的大小与物体所发生的弹性形变的程度有关． 【解答】解：A、张紧了的弓具有弹性势能，箭没有弹性势能；故A错误； B、弓被拉得越弯，弓的弹性势能越大，而人没有弹性势能；故B错误； C、弹性势能跟弹性形变的程度有关，弓拉得越弯，弓的弹性势能越大，故C正确； D、弹性势能的大小与物体所发生的弹性形变的程度有关，弓的弹性势能和它的质量无关，故D错误． 故选C． 例3：（2022·浙江杭州·中考真题）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计） （1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能___________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。 （2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能___________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”，下同）；运动员的动能___________。 【答案】不变     增大     先增大后减小 【解析】（1）[1]O点到A点，运动员自由下落，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以运动员的机械能不变。 （2）[2][3]在从A点至C点运动员的动能和重力势能转化为绳的弹性势能，所以运动员的机械能转为绳的弹性势能。A点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大，动能越来越大； B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等，所以B点到C点过程中，弹性绳对运动员拉力大于运动员重力，因此速度越来越小，动能越来越小； 到C点运动员动能变为0，弹性势能增大到最大值，所以从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能增大，而运动员的动能先增大后减小。 例4：（2024·金华模拟）小苏同学所在的兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O 点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。 请补充完成他们的探究过程： （1）弹簧弹性势能的大小比较是通过________； （2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用________(选填“相同"或“不同”)弹簧进行实验，并先后改变________之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录； （3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了________等两种科学方法。 【答案】（1）滑块运动过的OQ长度 （2）相同；OP （3）转换法、控制变量法 【解析】（1）弹簧推动木块，将弹簧的弹性势能转化为木块的机械能，木块在水平面上运动时，克服摩擦力做功。根据W=fs可知，滑块通过的距离OQ越长，做的功越多，说明弹簧的弹性势能越大。 （2）根据控制变量法要求可知，探究弹簧的弹性势能与长度变化量的关系时，需要控制弹簧的螺纹圈直径和材料相同，其实就是使用相同的弹簧，而改变弹簧长度的变化量，也就是被压缩的长度OP。 （3）探究一个因素对物理量的影响时，控制其它因素相同，这就是控制变量法；物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。 【解答】（1）弹簧弹性势能的大小比较是通过滑块运动过的OQ长度； （2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用相同弹簧进行实验，并先后改变OP之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录； （3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法、控制变量法等两种科学方法。 课后作业 1．【答案】B 【解析】【解答】A空中飞行的排球并没有发生弹性形变，所以不具有弹性势能，故A错误，不符合题意； B被拧紧的闹钟发条发生了弹性形变，根据弹性势能的定义，所以该物体具有弹性势能，故B正确，符合题意； C楼上的砖，没有发生弹性形变，所以不具有弹性势能，故C错误，不符合题意； D正在下落的雨滴没有发生弹性形变，所以也不具有弹性势能，故D错误，不符合题意． 【分析】利用弹性势能的定义，分析出物体具有弹性势能的特征，从而判定出选项中的物体是否具有弹性势能． 2．【答案】C 【解析】【分析】判定物体具有什么形式的机械能，要利用该形式机械能的特征去判定：具有动能的特征是运动；重力势能的特征是举高；弹性势能的特征是发生弹性形变。 【解答】A、在水平公路上行驶的小轿车，只具有动能，没有发生弹性形变，因此没有弹性势能； B、悬挂在天花板上的电灯，具有一定高度，具有重力势能，没有弹性势能； C、被拉开的弹弓，发生了弹性形变，具有弹性势能； D、在空中飞行的飞机具有动能和重力势能，没有弹性势能。 故答案为：C 3．【答案】B 【解析】【分析】AB.弹性势能大小与物体发生弹性形变大小的程度有关； CD.重力势能与质量和高低有关。 【解答】A.把压缩的弹簧放松，它的长度增加，形变程度减小，则势能减小，故A错误； B.同一根橡皮筋拉得越长，形变程度越大，则它的势能也越大，故B正确； C.树上的两个苹果，位置高的质量小，位置低的质量大，那么二者的势能可能相同，故C错误； D.正在下落的两个铅球，5千克的铅球高度小，4千克的铅球高度大，则二者重力势能可能相同，故D错误。 ​​​​​​​故选B。 4．【答案】B 【解析】【解答】A.在空中飞翔的雄鹰同时具有动能和重力势能，故A错误，不符合题意； B.在空中匀速下落的降落伞具有动能和重力势能，故B正确，符合题意； C.发生弹性形变的橡皮筋具有弹性势能，不发生弹性形变的橡皮筋不具有弹性势能，故C错误，不符合题意； D.B正确故D错误，不符合题意． 【分析】(1)机械能包括动能和势能，弹性势能和重力势能统称为势能；(2)物体由于运动而具有的能，叫做动能．物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能．物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能． 5．【答案】C 【解析】【解答】 质量大的物体，如果被举的高度不大，重力势能不一定大，A错； 被举得高的物体，如果质量较小，重力势能不一定大，B错； 重力势能大小与物体速度无关，D错； 故选C 【分析】判断一个物体是否具有重力势能，关键看此物体有没有被举高，若被举高了，则物体具有重力势能。重力势能除与物体所在的高度有关，还与物体质量有关，质量越大，高度越大，重力势能越大。 6．【答案】C 【解析】【分析】根据图片确定实验中哪个因素相同，哪个因素不同即可。 【解答】在实验中，小球的质量相同，它从斜面上的不同高度释放，那么到达水平面时的速度不同，通过木块被推动的距离可以判断小球动能的大小，则该实验探究动能的大小与速度的关系，故C正确，而A、B、D错误。 故选C。 7．【答案】A 【解析】【分析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能，弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关；（2）物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，重力势能与物体的质量和高度有关；（3）物体由于运动而具有的能叫做动能，动能与物体的质量和速度有关． 【解答】解：（1）甲是一个被拉伸了0.5m的弹簧，发生弹性形变，具有弹性势能；（2）乙是一个从地面被举高0.5m的小球，具有重力势能；（3）丙是一个正在以0.5m/s的速度运动的小球，具有动能． 因此这三个物体都具有机械能． 故选A． 8．【答案】D 【解析】【分析】（1）如果物体能够做功，那么物体就具有能量； （2）动能与质量和速度有关； （3）重力势能与质量和高度有关； （4）弹性势能的大小与形变程度有关。 【解答】A.悬在空中的打桩重锤，虽然没有做功，但是它能够做功，所以具有能量，故A错误； B.运动速度相同的物体，由于不明确质量的大小关系，因此它们具有的动能不一定相等，故B错误； C.重力势能相等的物体，由于不明确质量的大小关系，因此它们不一定处于同一高度，故C错误； D.在弹性限度内，同一个弹簧测力计挂5N重物时弹簧的长度比挂2N时大，则它的弹性势能也大，故D正确。 故选D。 9．【答案】D 【解析】【分析】（1）动能的影响因素是质量和速度，根据控制变量法分析即可； （2）小车推动木块，而木块克服水平面的摩擦做功，那么木块移动距离的远近将反映小车动能的大小；如果表面光滑，那么小车都会不停运动，无法判断动能大小； （3）小车到达水平面时的速度由它在斜面上的高度决定，分析要控制的变量即可； （4）根据上面的分析确定小车动能大小的分析方法。 【解答】A.探究“动能大小与速度的关系”，应该改变速度而控制小车的质量相同，故A错误； B.在实验中，水平面要保持一定的粗糙程度，不能是光滑的，故B错误； C.实验中，为了改变小车的速度，因此让小车从斜面上不同高度处开始下滑，故C错误； D.用木块移动的距离来比较小车动能的大小，故D正确。 故选D。 10．【答案】C 【解析】【分析】分析各个选项中使用的物理研究方法即可。 【解答】用木块被撞击后移动的距离反映钢球动能的大小，使用了转换法。 A.通过水流初步认识电流，使用了类比法，故A不合题意； B.用磁感线描述磁体的磁场，使用了模型法，故B不合题意； C.通过小球撞出的沙坑深度反映重力势能的大小，使用了转换法，故C符合题意； D.保持电阻不变探究通过导体的电流与电压的关系，使用了控制变量法，故D不合题意。 故选C。 11．【答案】B 【解析】【分析】（1）（2）重力势能的大小与质量和高度有关，根据控制变量法的要求判断； （3）实心球撞击橡皮泥，橡皮泥发生凹陷，且凹陷程度越大，说明重力势能越大； （4）根据控制变量法的要求，分析器材是否满足探究要求。 【解答】探究重力势能与质量的关系时，必须控制小球下落的高度相同，而改变小球的质量，应该选择c和d，故A正确不合题意，B错误符合题意； 球落在橡皮泥中的凹陷程度可以反映重力势能的大小，故C正确不合题意； 探究重力势能与高度的关系时，必须控制小球的质量和体积相同，而改变高度，因此任选其中一个小球即可，故D正确不合题意。 故选B。 12．【答案】A 【解析】【分析】动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关。 【解答】开始时，甲、乙、丙是完全相同的小球，质量相同，速度相同，则动能大小相同；高度为0，所以三个小球的重力势能都为0； 甲、乙、丙三个小球都到达最高点时，小球的质量不变，甲、丙小球在最高点时的速度为0，小球的动能全部转化为重力势能，所以甲、丙小球的重力势能是相同的；乙小球在最高点时在水平方向上具有一定的速度，具有一定的动能，所以此时乙小球的重力势能小于甲、丙小球的重力势能，故A正确、BCD错误。 故答案为：A。 13．【答案】C 【解析】【分析】根据动能的影响因素判断。 【解答】根据图像可知，t1~t3时刻中，雨滴的速度先增大后不变，即v1<v2=v3，而雨滴的质量不变，因此动能的大小关系为：E1＜E2＝E3。 故选C。 14．【答案】D 【解析】【分析】（1）本实验中，小球推动木块运动，而木块克服摩擦力做功，因此木块移动距离的远近反映小球动能的大小，那么接触面必须是粗糙的； （2）根据控制变量法的要求，探究弹性势能与弹簧自然长度的关系时，必须控制弹簧压缩程度相同而改变弹簧的自然长度； （3）探究钢球动能与速度的关系，必须控制质量相同而改变速度；同一个钢球的质量相等，改变弹簧的压缩程度，那么钢球的速度就会不同，观察木块移动的距离可以知道钢球动能的大小； （4）探究弹性势能的大小是否与形变程度有关时，控制其它因素相同改变弹簧的形变程度，这里应用了控制变量法；而通过木块移动的距离判断弹性势能的大小，这里运用了转换法。 【解答】A.如果水平面光滑，那么无论弹性势能大小，木块受到撞击后会不停运动，无法比较势能的大小，故A错误； B.研究弹性势能的大小跟弹簧自然长度是否有关时，将长度不停的弹簧分别压缩相同程度后静止释放钢球，比较木块被撞击后移动的距离，故B错误； C.利用该实验可以研究钢球动能与速度的关系，故C错误； D.该实验用到了“控制变量法”和“转换法”两种科学方法，故D正确。 故选D。 15．【答案】（1）纸盒被推动的距离 （2）速度 （3）当物体速度相同时，质量越大动能越大。（4）转换法 【解析】【分析】（1）小球撞击纸盒，纸盒在水平面上移动时克服阻力做功。根据W=fs可知，纸盒移动的距离越大，则克服阻力做功越大，那么小球的动能越大； （2）根据图片分析甲和乙中哪个因素不同即可。 【解答】（1）小科是通过观察比较纸盒被推动的距离来比较小球动能的大小。 （2）根据图片可知，甲、丙两次实验中小球在斜面上的高度不同，即小球的速度不同，因此是为了探究物体的速度对其动能的影响。 16．【答案】B；C；一定 【解析】【分析】重力势能的大小与物体的质量和高度有关，据此分析解答。 【解答】（1）根据图片可知，B比A打得更深，则B的重力势能更大，即当A、B质量相同时，B锤的高度更高些； （2）C比B打得更浅，则C的重力势能更小。当B、C下落高度相同时，C的质量更小些。 （3）此过程中B锤将地桩打得最深，B锤的重力势能一定最大。 17．（2025九上·上虞期末）某科学实验小组在探究“重力势能大小的影响因素”时，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的高度有关； 猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关。 实验中用到的小球，A、B、C球体积均为V，D球体积为2V，A、C、D球质量均为m，B球质量为2m。实验时均让小球从图中高度自由下落，记录小球下降到最低点时弹簧的长度，所用实验装置如右图所示。请你根据图中实验情景完成下列问题： （1）小虞通过观察比较弹簧被压缩后的长度来比较小球重力势能的大小，这种科学研究的方法与以下选项中的___________相同。 A．根据水升温的多少判断食物含有的能量的多少 B．研究压力的作用效果与受力面积的关系时控制压力的大小相同 C．用黄豆和芝麻混合前后的体积变化研究分子间隙 D．借助无色酚酞试液判断酸碱反应是否发生 （2）为验证猜想一，可以通过比较　 　两球的实验。 （3）通过本实验可知，猜想　 　是正确的。 （4）小虞认为利用这套实验装置，还可以探究影响动能大小的因素，比如通过比较A、C两球实验，可以探究　 　对动能大小的影响。 【答案】（1）A；D （2）A、B （3）一、二 （4）速度 【解析】（1）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。 （2）根据控制变量法的要求选择对照实验； （3）根据四个实验的现象，将相关实验对照，确定影响重力势能大小的因素； （4） 影响动能的因素是物体的质量和速度， 据此结合图片信息分析解答。 【解答】（1）根据题意可知，通过观察比较弹簧被压缩后的长度来比较小球重力势能的大小，这里使用转换法。 A．根据水升温的多少判断食物含有的能量的多少，采用的是转换法，故A符合题意； B．研究压力的作用效果与受力面积的关系时，控制压力的大小相同，采用控制变量法，故B不符合题意； C． 用黄豆和芝麻混合前后的体积变化研究分子间隙，属于模拟实验，故C不符合题意； D．利用无色酚酞试液判断酸碱反应是否发生，采用的是转换法，故D符合题意。 故选AD。 （2）根据控制变量法的要求可知，研究物体的重力势能与物体的质量关系时，需要保持下落高度相同，改变物体质量，故选AB。 （3）根据图片可知，A、B两球下落高度相同，B球质量大于A球质量，发现B球处弹簧形变较大，说明猜想一正确； A、C两球质量相同，C球下落高度大于A球，发现C球处弹簧形变较大，说明猜想二正确。 （4）研究物体的动能与速度的大小，需保持物体的质量不变，改变物体是速度，比较A、C两球，两球质量相同，C球下落高度大于A球，则两球速度不同，故可探究速度对动能大小的影响。 （1）小虞通过观察比较弹簧被压缩后的长度来比较小球重力势能的大小，这种科学研究的方法叫转换法； A．食物含有能量的多少不能直接观察，根据水升温的多少判断食物含有的能量的多少，采用的是转换法，故A符合题意； B．研究压力的作用效果与受力面积的关系时控制压力大小相同，属于控制变量法，故B不符合题意； C．在研究分子间存在间隙的实验中，比较黄豆和芝麻混合前后的体积，根据体积减小得出分子之间有空隙，属于模拟实验，故C不符合题意； D．酸碱反应有时不能直接观察，利用无色酚酞试液判断酸碱反应是否发生，采用的是转换法，故D符合题意。故选AD。 （2）实验中研究物体的重力势能与物体的质量关系时，需要保持下落高度相同，改变物体质量，A、B两球下落高度相同，B球质量大于A球质量，故可验证猜想一。 （3）弹簧的形变程度反映了小球具有的重力势能的大小，比较A、B两球，下落高度相同，B球质量大于A球质量，发现B球处弹簧形变较大，说明猜想一正确；比较A、C两球，两球质量相同，C球下落高度大于A球，发现C球处弹簧形变较大，说明猜想二正确。 （4）影响动能的因素是物体的质量和速度，研究物体的动能与速度的大小，需保持物体的质量不变，改变物体是速度，比较A、C两球，两球质量相同，C球下落高度大于A球，则两球速度不同，故可探究速度对动能大小的影响。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $