114认识动能和势能-2022-2023学年八年级物理上册（沪粤版）

11.4认识动能和势能一、单选题1．（2022·四川广安·八年级期末）下列有关做功和能量的关系的几种说法，错误的是（）A．100J的能有时可以做200J的功B．100J的能最多只能做100J的功C．100J的能可以不做100J的功D．做功必须消耗能【答案】A【解析】如果一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量；功是能量转化的量度。AB．100J的能量最多能做100J的功，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意；C．有能量的物体可以不做功，也可以少做一些功，100J的能量可以不做100J的功，故C正确，不符合题意；D．功是能量转化的量度，做功必须消耗能，做多少功就意味着有多少能量发生转化，D正确，不符合题意。故选A。2．（2022·广东广州·八年级期末）中国选手包揽2021年奥运会女子蹦床项目冠、亚军。运动员从蹦床弹起后，在空中经过N、S两点，人的重力势能的数据如表所示，则N、S两点位置分布可能正确的是（）N点S点重力势能2400J2000JA． B． C． D．【答案】C【解析】重力势能的大小与物体的质量和所处的高度有关，质量越大，高度越高，重力势能越大。运动员从蹦床弹起后，在空中经过N、S两点时质量一定，由表中数据可得N点的重力势能大于S点的重力势能，所以运动员在N点的高度大于在S点的高度，故ABD错误，C正确。故选C。3．（2022·湖北武汉·八年级期末）蹦床是一项深受喜爱的休闲活动，当运动员从高处由静止下落（空气阻力忽略不计），下列说法正确的是（）A．运动员到达最低点时的速度最大B．蹦床过程中，运动员只有动能和势能相互转化，因此他的机械能守恒C．与蹦床面接触后，继续向下的运动过程中，蹦床的弹性势能一直变大D．与蹦床面接触后，继续向下的运动过程中，运动员重力做功的功率保持不变【答案】C【解析】A．运动员到达最低点时，空气阻力忽略不计，运动员的机械能能全部转化为蹦床的弹性势能，运动员的速度为零，速度最小，故A错误；B．空气阻力忽略不计，蹦床过程中，在没有接触蹦床前，运动员有动能和势能相互转化，机械能守恒，接触蹦床后运动员的机械能转化为蹦床的弹性势能转化为内能，因此他的机械能不再守恒，故B错误；C．与蹦床面接触后，继续向下的运动过程中，蹦床的弹性形变一直变大，蹦床的弹性势能一直变大，故C正确；D．与蹦床面接触后，继续向下的运动过程中，运动员的速度先变大后变小，速度为零时开始向上运动，根据可知，运动员重力做功的功率是变化，故D错误。故选C。4．（2022·湖北武汉·八年级期末）运动员们在运动场中展现了矫健身姿其巾涉及到的物理知识，说法错误的是（）A．甲图冰壶运动要不断擦冰，运动员手上拿的擦冰杆是费力杠杆，可以省距离B．图乙中，钢架雪车运动员在推动雪车奔跑的过程中，运动员对雪车做了功C．图丙中，花滑运动员受到冰面的支持力和他对冰面的压力是一对平衡力D．图丁中，单板滑雪大跳台运动员到达最高点时速度不为零，仍具有动能【答案】C【解析】A．运动员手上拿的擦冰杆用力擦冰时，此时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，省距离，故A正确，不符合题意；B．钢架雪车运动员在推动雪车奔跑的过程中，运动员对雪车施加了推力，雪车在推力的方向上通过了距离，运动员对雪车做了功，故B正确，不符合题意；C．花滑运动员受到冰面的支持力和他对冰面的压力是作用在不同物体上的两个力，所以不是一对平衡力，故C错误，符合题意；D．单板滑雪大跳台运动员到达最高点时水平方向有一定的速度，运动员具有动能，故D正确，不符合题意。故选C。5．（2022·广东广州·八年级期末）推拉测力计主要由两部件组成，导轨固定在上下两端的金属块之间，组成部件甲；一根弹簧MN固定在盒子的两端（弹簧长度刚好为原长），组成质量忽略不计的部件乙。老王把部件乙套在甲上，其中弹簧中间O点固定在部件甲的上端（如图P所示），部件乙能沿甲的导轨上下移动，用力F把部件乙向下压，如图Q所示。下压过程中（）A．OM、ON段的弹簧，弹性势能均增大B．OM、ON段的弹簧，弹性势能均减少C．OM段弹簧的弹性势能减少；ON段弹簧的弹性势能增大D．OM段弹簧的弹性势能增大；ON段弹簧的弹性势能减少【答案】A【解析】比较P、Q两图可知，用力F把部件乙向下压的过程中，OM段弹簧被压缩，ON段弹簧被拉伸，形变程度都变大，所以OM、ON段的弹簧，弹性势能均增大。故选A。6．（2022·山东临沂·二模）在2022年北京冬季奥运会已完美落幕，对于冬奥会的部分比赛项目，下列分析正确的是（）A．被推出的冰壶在水平冰面上减速滑行，冰壶受到的重力和冰面的支持力是一对平衡力B．任子威在短道速滑中穿的滑冰鞋的冰刀非常锋利，增大对冰面的压强，升高了冰的熔点C．滑雪时谷爱凌快速冲上高台，重力势能转化为动能D．谷爱凌在自由式女子滑雪时穿着宽大的滑雪板是为了增大压强【答案】A【解析】A．被推出的冰壶在水平冰面上减速滑行，冰壶在竖直方向上受力平衡，冰壶受到的重力和冰面的支持力是一对平衡力，故A正确；B．任子威在短道速滑中穿的滑冰鞋的冰刀非常锋利，这是在压力一定时，通过减小受力面积来增大对冰面的压强，从而降低了冰的熔点，故B错误；C．滑雪时谷爱凌快速冲上高台，质量不变，速度变小，动能变小，高度变大，重力势能变大，是动能转化为重力势能，故C错误；D．谷爱凌穿上宽大的滑雪板，增大了与雪地的受力面积，从而减小了对雪地的压强，故D错误。故选A。二、填空题7．（2022·江苏徐州·中考真题）“引体向上”是我市体育中考今年新增的可选项目之一。在做引体向上时，如果身体匀速竖直上升，则所受的拉力_____________重力（选填“大于”“小于”或“等于”）；上升过程中，身体的重力势能_____________（选填“变大”“变小”或“不变”）。选考这个项目有优势的身体条件是______________（写出一点）。【答案】

等于

变大

体重小##双臂有力量【解析】[1]身体匀速竖直上升，所受的重力与拉力平衡，大小相等，所以所受的拉力等于重力。[2]上升过程中，质量不变，高度变大，所以身体的重力势能变大。[3]在“引体向上”项目中，需克服自身重力做功，所以自身重力越小，克服重力做的功越少，所以选考这个项目有优势的身体条件是体重小，双臂有力量。8．（2022·广东广州·八年级期末）小羽在水平桌面上用细绳拉小球逆时针匀速转动，忽略小球受到的所有阻力。小羽查资料得知：小球做圆周运动（俯视图如图所示），速度方向与半径垂直。（1）小球从A点运动到M点的过程中，它的机械能大小______（选填“变大”或“不变”或“变小”）；（2）小球运动到M点，细绳突然断裂，小球运动方向为______。（选填以下对应的字母）A．沿直线1B．沿曲线2C．沿直线3【答案】

不变

A【解析】[1]忽略小球所受阻力，小球在水平桌面上匀速运动，高度不变，速度不变，质量不变，故动能和重力势能都不发生改变，所以机械能不变。[2]细绳突然断裂，小球具有惯性，要保持原来的运动状态，所以小球的运动方向为沿直线1运动。故选A。9．（2022·广东广州·八年级期末）如图所示，将小球竖直向上抛出，忽略空气阻力，小球离手后，先后经过了A、B、C三个点，小球到达C点时速度减为“0m/s”。（1）小球在B点的机械能比C点时___________（选填“大”、“相等”、“小”）。（2）若小球在C处时，所有力突然消失，则小球将___________。A．静止在C点B．竖直向上做匀速直线运动C．竖直向下做匀速直线运动【答案】

相等

A【解析】（1）[1]忽略空气阻力，小球机械能守恒，所以小球在B点的机械能和C点时相等。（2）[2]小球在C点时速度为0，处于静止状态，所有力突然消失，小球将保持静止。故选A。10．（2022·广东佛山·二模）2022年2月8日，谷爱凌夺得2022年北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台金牌。如图所示，图中A、B、C三个白圈，A是起跳点、B是最高点、C是落地前瞬间的点。则谷爱凌在___________点时动能最大，___________点时势能最大；跳跃过程中，她的机械能是___________（选填“守恒”或“不守恒”）的。【答案】

C

B

不守恒【解析】[1]动能的大小与质量、速度有关，谷爱凌在运动的过程中，质量不变，速度最大时动能最大，C处的高度最低，速度最大，动能最大。[2]重力势能的大小与质量、高度有关；谷爱凌在B点时，高度最大，重力势能最大。[3]跳跃过程中，她受到空气阻力的作用，需要克服阻力做功，机械能会减小，是不守恒的。11．（2022·江西南昌·一模）滑雪是北京冬奥会的项目之一，里面蕴含着很多科学知识。（1）图甲的运动员保持该姿势不变沿着坡面自由下滑，速度逐渐增大，他的机械能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；（2）若某段坡而的高度为H、长度为L、粗糙程度相同，重为G的运动员保持姿势不变恰好沿该坡面自由匀速滑下，滑行时的模拟图如图乙所示，则受到的摩擦力方向为沿坡面______（选填“向下”或“向上”），受到的摩擦力大小为______（用题中的字母表示），忽略空气阻力。【答案】

变小

向上

【解析】（1）[1]图甲的运动员保持该姿势不变沿着坡面自由下滑，速度逐渐增大，高度逐渐变小，质量不变，则运动员的动能变大，重力势能变小，由于受摩擦力的作用，一部分机械能转化为内能，所以他的机械能变小。（2）[2]运动员沿坡面自由匀速滑下时，运动员相对于坡面向下运动，所以其受到的摩擦力方向沿坡面向上。[3]运动员沿坡面匀速滑下时，速度、质量不变，动能不变。将重为G的物体提升一定高度时所做的功等于物体的重力势能，所以在H高处，物体的重力势能为GH；在下滑过程中克服摩擦做功为W=fL，因为运动员下滑时动能不变，重力势能减小，所以他克服摩擦力做的功等于它重力势能的减少量，故有fL=GH解得摩擦力大小为12．（2022·广东·中考真题）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C，D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在___________点最大，B点重力势能的大小___________E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是___________（选填“变化”或“不变”）的。【答案】

C

等于

变化【解析】（1）[1]过山车在B点重力势能最大，在下降的过程中，重力势能转化为动能，再加上之前前进的动能，所以在C点动能最大。[2]由图乙可知，B点的重力势能与E点的动能大小在一个水平线上。所以大小相等。[3]因为有摩擦以及空气阻力的原因，一部分机械能转化为内能，所以过山车的机械能是变化的。三、实验题13．（2022·内蒙古包头·八年级期末）同学们用质量不同的钢球A、B、C（mA=mB<mC）和木块来探究影响动能大小的因素，将钢球放在斜面的不同位置（h1=h3>h2）由静止自由滚下，如图所示。（1）该实验是通过观察______（填“钢球”或“木块”）来判断______（填“钢球”或“木块”）动能的大小；（2）分析比较甲、丙两图可得结论：速度相同的物体，______越大，动能越大；（3）分析比较______两图可得出结论：质量相同的物体，______越大，动能越大；（4）请根据实验结论，说明汽车超速安全隐患的原因是______。【答案】

木块

钢球

质量

甲、乙

速度

超速导致车辆动能过大，带来安全隐患【解析】（1）[1][2]根据转换法，该实验是通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来判断钢球到达水平面时动能的大小。（2）[3]物体的动能大小与物体的质量和速度有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变。分析比较甲、丙两图可知，钢球由斜面的同一高度由静止自由下滑，运动到水平面时的速度相同，C钢球推动木块通过的距离长，故可得结论：速度相同的物体，质量越大，动能越大。（3）[4][5]研究动能与速度的关系，要控制质量相同，只改变速度的大小，故应使钢球从斜面的不同高度由静止自由下滑，故分析比较甲、乙两图知，甲图中钢球运动到水平面时的速度大，推动木块通过的距离也大，故可得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大。（4）[6]根据（3）可知，在汽车质量一定时，超速导致车辆动能过大，带来安全隐患。14．（2022·浙江温州·一模）小明用图甲的弹簧笔玩游戏，发现弹起的高低不同。笔弹起的高度取决于内部弹簧的弹性势能。弹簧的弹性势能大小与弹簧的弹性形变和弹簧种类有关。猜想：相同弹簧其弹性势能大小与其弹性形变的程度有关。为了验证猜想，小明利用图乙所示的实验装置进行实验。不计小球滚动和碰撞的能量损失。步骤如下：①用小球在水平面上压缩弹簧至一定位置；②释放小球撞击木块，测得木块移动的距离s。（1）步骤①在操作时需要控制_____等无关变量相同；（写出2个）（2）将弹簧压缩至不同位置后释放撞击木块，若出现_____现象，则可得出结论：相同弹簧弹性形变的程度越大，弹簧弹性势能越大；（3）小明在其中几次实验中，用小球压缩弹簧释放后撞击木块，发现木块移动到水平桌面末端并掉下桌面，影响实验的观测。在无法增加水平桌面长度的情况下，请你就上述实验不足提出一项合理化的改进建议：_____。【答案】

小球、木块

当弹簧被压缩的越多，木块滑行的距离也就越长

在水平面上放足够长的毛巾【解析】（1）[1]为了验证猜想，在操作时要控制小球、木块、水平面等与弹簧弹性势能无关的因素相同。（2）[2]将弹簧压缩至不同位置后释放撞击木块，撞击过程中，弹簧的弹性势能转化为木块的动能，当弹簧被压缩的越多，如果小球撞击木块滑行的距离越长，说明小球对木块做的功就越多，小球撞击木块时的动能就越大，弹簧的弹性势能就越大，则可得出结论：相同弹簧弹性形变的程度越大，弹簧弹性势能越大。（3）[3]可以增加水平桌面的粗糙程度，如在水平面上放足够长的毛巾，增大木块受到的摩擦力，缩短木块运动路程。四、计算题15．（2022·云南·砚山县教育体育局教研室一模）宁夏的沙湖是国家5A级旅游景区，有滑沙、骑驼、游泳等娱乐设施，其中沙滩越野吸引了众多游客参与．沙滩越野车质量为128kg。（g=10N/kg）（1）沙滩越野车受到的重力是多少牛？（2）一位质量为72Kg的游客驾驶越野车在沙滩上前进时，四个车轮与沙滩的总接触面积约为500cm2，求行驶时越野车对地面的压强为多少帕？（3）说出游客驾驶越野车从沙坡最高位置冲下的过程中，动能、势能的变化情况。【答案】（1）1280N；（2）4×104Pa；（3）游客驾驶越野车从沙坡最高位置冲下的过程中，动能变大、势能减小【解析】（1）由知道，沙滩越野车受到的重力是G车=m车g=128kg×10N/kg=1280N（2）由知道，游客受到的重力是G人=m人g=72kg×10N/kg=720N在水平沙滩上，摩托车对沙地的压力等于受到的重力F=G总=G车+G人=1280N+720N=2×103N摩托车与沙地的接触面积（受力面积）S=500cm2