【造就学霸】九年级物理期中复习-12.1动能势能机械能（解析版）

【造就学霸】九年级物理期中复习——12.1动能势能机械能（解析版）一、单选题(共19小题)1.如图甲所示，重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上，在水平向右风力的作用下，滑块P向右做匀速直线运动。将方管Q按图乙竖直放置后，滑块P竖直向下运动。假设滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变，其受到方管Q的摩擦力等于它们间压力大小的0.9倍，方管足够长且忽略空气阻力。关于图乙中的滑块P，下列说法正确的是(

)

‍

A.滑块P受到的摩擦力等于重力 B.滑块P先加速，然后匀速

C.滑块P先加速，后减速，最后静止 D.滑块P的动能一直增大【答案】D

【解析】对图甲进行受力分析，滑块P竖直方向上受到重力G和方管Q对它向上的支持力是一对平衡力，滑块P对方管Q的压力与方管Q对它向上的支持力是相互作用力，所以滑块P对方管Q的压力等于滑块P的重力，即F压=G；其受到方管Q的摩擦力

‍f甲=0.9F压=0.9G

，

又滑块P在水平向右风力的作用下向右做匀速直线运动，故风力等于摩擦力

‍F风=f甲=0.9G

，

对图乙竖直方向上进行受力分析，其竖直方向受到竖直向下的重力，竖直向上的摩擦力。

‍A．图乙中，滑块P受到方管Q的摩擦力

‍f乙=0.9F压=0.9F风=0.9×0.9G=0.81G

，

则f乙<G，故2.如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的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.罐子在A点的重力势能最大，橡皮筋在D点的弹性势能最大

B.罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能只转化为动能

C.若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子可能返回滚上斜面

D.第一次返回斜面，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】A

【解析】罐子在整个运动过程中的质量不变，在A点时的高度最高，重力势能最大；罐子从A点运动到D点，橡皮筋发生了弹性形变，在D点时的形变程度最大，所以在D点的弹性势能最大，故A正确；罐子从A点滚动到C点的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，质量不变，速度变大，动能变大；由于罐子最后停在水平面上，罐子的机械能变小了，这说明罐子在运动的过程中，克服摩擦做功，机械能转化为了内能；此过程中，橡皮筋发生了弹性形变，具有弹性势能，所以罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能转化为了动能、弹性势能和内能，故B错误；若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子的重力势能转化为内能和罐子的动能，罐子不具有弹性势能，所以不会返回斜面，故C错误；第一次返回斜面，向上滚动的过程中，由于一部分机械能转化为了内能，所以罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能，故D错误。故选A。3.张家界大峡谷玻璃桥高空蹦极体验项目正式对公众开放，不考虑空气阻力，关于人在蹦极下降过程中的能量分析，下列选项中正确的是(

)

A.弹性绳绷直前，人的重力势能减小，动能增大，机械能增大

B.弹性绳刚好绷直时，人的重力势能最小，动能最大

C.下降到最低点的过程中人的机械能守恒

D.下降到最低点时，人的重力势能最小，弹性绳的弹性势能最大【答案】D

【解析】A．弹性绳绷直前，人在重力的作用下向下做加速运动，人的质量不变，高度变小，人的重力势能减小，人的质量不变，速度变大，动能增大，不计空气阻力，人的机械能是守恒的，保持不变，A不符合题意；

‍B．弹性绳刚好绷直时，人继续向下运动，人的重力大于弹性绳的弹力，向下做加速运动当弹力等于人的重力时，速度最大，动能最大，B不符合题意；

‍C．下降到最低点的过程中，人的机械能转化为弹性绳的弹性势能，所以人的机械能不守恒，C不符合题意；

‍D．下降到最低点时，高度最小，所以人的重力势能最小，此时弹性绳发生的形变程度最大，弹性绳的弹性势能最大，D符合题意。4.如图所示，原长为L的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距高为2L。下列图中，能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能随运动距离变化的关系图像可能是(

)

‍

A. B.C.D.【答案】C

【解析】橡皮筋原长为L，小球从O点下降至高度为L的过程中，重力势能转化为动能，小球做加速运动，动能逐渐变大；小球从高度为L处继续下降至A处的过程中，重力先大于弹力，所以小球先做加速运动，速度增大，动能增大；当重力等于弹力时，速度最大，动能最大，因此，动能最大的点在高度为L的位置的下方；当重力小于弹力时，小球的速度变小，动能减小，动能会转化为橡皮筋的弹性势能，到达最低点时，其动能为0；所以，对照选项中的图像可知，只有C图符合题意。故选C。5.在空中水平匀速飞行的加油机正在给受油机加油，在此过程中，加油机的(

)

A.重力势能不变 B.动能不变

C.机械能减小 D.动能和机械能都增大【答案】C

【解析】在空中水平匀速飞行的加油机正在给受油机加油，在此过程中，加油机质量变小，高度不变，速度不变，所以加油机的动能和重力势能减少，由于加油机没有发生弹性形变，所以不用考虑弹性势能，而机械能等于动能与势能之和，所以加油机的机械能减少，故选C。6.在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列说法中正确的是(

)

‍

A.皮球下落过程中动能转化为重力势能

B.皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能

C.形成圆斑B时皮球是从更高处下落的

D.形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小【答案】B

【解析】球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故A错误；当球接触地面时，球会发生形变，球的动能转化为球的弹性势能，故B正确；球的动能越大，转化成的弹性势能越大，则小球的形变越大，在地面上形成的圆斑较大，故形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更大，即A是从更高处下落的，故CD错误。故选B。7.如图所示，从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两处等高，D为球与水平地面的接触点，不计空气阻力，下列说法不正确的是(

)

‍

A.小球在C点的机械能等于在F点的机械能

B.小球在C点的动能大于在F点的动能

C.小球从E点到F点的过程中，机械能不变

D.小球从D点离开地面到达E【答案】A

【解析】小球从B点运动到F点的过程，由于物体与地面发生碰撞，且上升的高度E点低于B点，故机械能有损失，小球在C点的机械能大于在F点的机械能；C、F两处等高，小球的重力势能相同，则小球在C点动能大于在F点的动能，A错误，符合题意，B正确，不符合题意；小球从E点到F点过程中，不计空气阻力，只有重力做功，故机械能守恒，C正确，不符合题意；小球从D点离开地面时，弹性势能转化为动能；小球从D点离开地面到达E点的过程中，动能转化为重力势能，D正确，不符合题意。故选A。8.2023年5月8日，中国选手全红蝉以五跳两满分的成绩，夺得跳水世界杯第二站比赛的冠军。全红蝉在空中加速下落过程中(

)

A.动能不变 B.动能变大 C.重力势能变大 D.机械能变大【答案】B

【解析】AB．全红蝉从最高点加速下落的过程中，质量不变，速度增大，所以动能增大，故B符合题意，A不符合题意；

‍C．质量不变，高度减小，重力势能减小，故C不符合题意；

‍D．全红蝉从最高点加速下落的过程中，由于受空气阻力作用，运动员的机械能变小，故D不符合题意。

故选B。9.投出的铅球在空中飞行，它在整个运动过程中的动能E\cek与距离地面的高度ℎ的关系如图所示。已知铅球出手高度ℎ为2m，铅球落到地面时重力势能为零，不计空气阻力，由图可知，铅球出手时其重力势能为(

)

‍

A.80J B.100J C.【答案】A

【解析】由题可知，因为不计空气阻力，机械能守恒，铅球运动过程中只有重力势能和动能的相互转化，若铅球落到地面时重力势能为零，则动能为最大值280J。由图可知，当铅球到最高点时，即距离地面2.5\cem时，动能为180J，则重力势能最大值为100J；已知铅球出手高度为2m，所以其重力势能小于100J。故A10.如图在跳板跳水比赛中，运动员向下压跳板使之弯曲，跳板恢复原状时将运动员向上高高弹起，下列说法正确的是(

)

‍

A.运动员对跳板的压力是跳板形变产生的

B.运动员对跳板的压力与跳板对运动员的支持力是一对平衡力

C.运动员起跳时的动能是由跳板的弹性势能转化而来的

D.运动员在空中上升过程中，机械能逐渐增大【答案】C

【解析】A．运动员对跳板的压力，施力物体是运动员，不是跳板形变产生的，而是运动员施加给跳板的压力使跳板发生了形变，故A错误；

‍B．运动员对跳板的压力，受力物体是跳板；跳板对运动员的支持力，受力物体是运动员；两个力没有作用在同一个物体上，所以不是一对平衡力，故B错误；

‍C．运动员起跳时，受到了跳板的弹力，跳板在恢复原状的过程中，弹性势能变小，运动员受力后速度变大动能变大，所以是弹性势能转化为动能，故C正确；

‍D．运动员在空中上升过程中，动能减小，重力势能增大；但运动员还受到了空气阻力作用，部分机械能会转化成内能，所以机械能会逐渐减小，故D错误。

故选C。11.如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是(

)

‍

A.小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能

B.小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变

C.小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功

D.小球通过M、N两点时的速度大小相等【答案】C

【解析】由图可知，小球从P点由静止释放，能到达最右侧的Q点，Q点的高度小于P点的高度，则小球在Q点的重力势能要小于在P点的重力势能，小球的速度为0，动能为0，则小球在Q点的机械能要小于在P点的机械能，这说明小球在运动的过程中，机械能变小了，故B错误；由B项分析可知机械能逐渐变小，所以重力势能没有全部转化为动能，故A错误；小球从P点向Q点运动的过程中，没有在支持力的方向上通过距离，所以支持力不做功，故C正确；小球通过M、N两点时，高度相同，质量不变，则重力势能相同，由于机械能逐渐变小，则M点的机械能要大于N点的机械能，所以M点的动能要大于N点的动能，即M点的速度大于N点的速度，故D错误。故选C。12.如图所示，小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中(小球和轨道间存在摩擦)，下列说法错误的是(

)

‍

A.小球在A点的重力势能最大 B.小球在B点的速度最大

C.小球在C点和B点的机械能相等 D.小球不能到达D点【答案】C

【解析】小球在A点时，高度最高，重力势能最大，故A正确；小球在B点时，小球的质量不变，高度最小，重力势能最小，速度最大，动能最大，故B正确；小球和轨道间存在摩擦，小球需要克服摩擦力做功，小球从B点到C点其机械能减小，故C错误；因为小球需要克服摩擦力做功，在运动过程中有一部分机械能转化为内能，故小球不能到达D点，故D正确。故选C。13.“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在D点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是(

)

‍

A.人从A点到C点的过程中，重力势能增加，动能一直减少

B.人从A点到B点的过程中，动能增加，重力势能减少

C.人在B点时动能最大

D.弹性绳的弹性势能在B点时最大【答案】C

【解析】人从A点到C点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增加；AB段速度逐渐变大，动能逐渐变大；BC段速度逐渐变小，动能逐渐变小，故A错误；从A点到B点的过程中，质量不变、高度增大，重力势能增加；质量不变、速度逐渐变大，动能变大，故B错误；人的质量一定，在B点时速度最大，动能最大，故C正确；弹性绳在A点时弹性形变最大，弹性势能最大，故D错误。故选C。14.

如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动(已知AO=OB)。小球从A位置运动到B位置的过程中(空气阻力不计)，下列判断正确的是(

)

‍

A.小球的动能不断增加

B.弹簧的弹性势能不断减少

C.小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等

D.在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变【答案】D

【解析】根据图示，压缩弹簧使小球至A位置，此时弹簧具有弹性势能，然后释放小球，此时弹簧的弹性势能转化为小球的动能，弹簧的势能不断减少，小球动能不断增大；由于弹簧在O点是弹簧的原长，此时小球的动能达到最大，弹簧的弹性势能为0；此时弹簧继续向右运动，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，此时动能逐渐减小，弹性势能逐渐增大；一直到B点，此时动能为0，弹性势能又达到最大，这样往复运动。水平台面光滑，整个过程中没有其他阻力或动力做功，总的机械能保持不变，因此选项D正确。15.将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是(

)

‍

A.皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等

B.皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零

C.皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能

D.若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑【答案】C

【解析】由图可知，每次皮球反弹后的最高点都比上一次的最高点要低，说明皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小，故在A点的机械能大于在B点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，在A、B两点高度相同，则重力势能相同，所以皮球在A点的动能大于在B点的动能，故A错误。

从轨迹来看，皮球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度。皮球在最高点时，竖直方向速度为零，但是仍然能往右运动，说明皮球还具有水平方向速度，故B错误。

每次皮球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低，说明皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小。C点在D点之前，故在D点的机械能小于在C点的机械能，故C正确。

由于空气阻力的影响，在M、N两点皮球的机械能不相等，因此在地面上留下的两个黑色圆斑大小不等，应在M处较大，故D错误。16.如图所示的是神舟十三号载人飞船返回舱返回地面时的情境。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则关于返回舱在这段时间内，下列说法正确的是(

)

‍

A.返回舱的动能不变 B.返回舱的重力势能不变

C.返回舱的机械能不变 D.返回舱所受重力不做功【答案】A

【解析】因为返回舱是匀速运动，且质量未改变，所以返回舱的动能不变，故A正确；返回舱的质量未变，但其高度在不断减小，所以返回舱的重力势能变小，故B错误；机械能等于动能和势能之和，动能不变，势能减小，所以机械能减小，故C错误；重力竖直向下，返回舱在重力的方向上移动了距离，所以返回舱所受重力做功，故D错误。故选A。17.如图所示，人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机带动发电机发电。上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，下列说法正确的是（）

‍

A.水的机械能不变

B.水的重力势能增大，动能减小

C.水轮机带动发电机发电，电能转化成机械能

D.上游水位越高，能够发出的电能越多【答案】D

【解析】AC．上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，在水轮机处带动发电机发电。将水的机械能转化为电能，因此水的机械能减小，故AC错误；

‍B．上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，水的质量不变，高度降低，重力势能减小，转化为水的动能，则水的动能增加，故B错误；

‍D．水电站发电时，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能够转化的动能就越多，带动水轮机发出的电能就越多，故D正确。

故选D。18.荡秋千是人们平时喜爱的一项运动。如图所示，秋千在摆荡的过程中，A为最低点，B是摆荡到右边时的最高点。下列说法正确的是(

)

‍

A.人从A点运动到B点是利用了人具有惯性

B.人在A点时惯性最大，在B点时的惯性最小

C.人由A点运动到B点的过程中，重力势能不变，机械能增大

D.人从B点运动到A点的过程中，重力势能增大，动能增大【答案】A

【解析】A．秋千在摆荡的过程中，人从最低点A点，由于人具有惯性，能够运动到最高点B点，故A正确；

‍B．惯性的大小与质量有关，人在A点和B点时，质量不变，惯性不变，故B错误；

‍C．人由A点运动到B点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，克服摩擦做功，机械能减小，故C错误；

‍D．人从B点运动到A点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故D错误。

故选A。19.体育课上小明同学进行传接篮球训练，他将球斜向上抛出，球的运动轨迹如图所示，a、b、c、d为轨迹上的点，其中a、c两点高度相同，不计空气阻力，则篮球在（）

‍

A.a、c两点的动能相等 B.a点的机械能比d点机械能大

C.a点动能比d点动能大 D.b点的动能最大【答案】A

【解析】AB．不计空气阻力，机械能守恒，a、c两点高度相同，重力势能相同，动能相同，A符合题意，B不符合题意；

‍C．a比d高，a重力势能大，机械能守恒，所以d动能大，C不符合题意；

‍D．b点最高，重力势能最大，动能最小，D不符合题意。二、填空题(共19小题)20.如图所示，撑杆跳高运动员提杆加速助跑过程中，是为了增大自身的

，然后用压弯的撑杆把自己送上高处，这是因为压弯了的撑杆具有

，最后转化为运动员的

，使他越过横杆（以上均选填“动能”、“重力势能”或“弹性势能”）．

‍【答案】动能；弹性势能；重力势能

【解析】要判定压弯了的撑杆具有什么形式的能，就要看撑杆具有哪种形式机械能的特征，然后由机械能的定义可以判定．运动员越过横杆，说明了他的哪种形式的机械能增加，就可以确定转化为什么能量．

解：撑杆跳高运动员提杆加速助跑过程中，质量不变，速度增大，即是为了增大自身的动能；压弯的撑杆发生了弹性形变，所以具有弹性势能．运动员越过横杆时，他的位置升高，重力势能增加，所以是将弹性势能最终转化为运动员的重力势能．

故答案为：动能；弹性势能；重力势能．

由弹性势能的定义可以判定压弯的撑杆具有什么形式的能．21.完成下面填空(1)如图甲所示，球拍发生形变是

和

之间的相互转化过程，图乙是

和

之间的相互转化过程。如果只有动能和势能相互转化，机械能的

不变，机械能守恒。

‍(2)如图所示，卫星从远地点向近地点运行的过程中，动能逐渐

，势能逐渐

；从近地点向远地点运行的过程中，动能逐渐

，势能逐渐

。【答案】(1)动能；弹性势能；动能；重力势能；总和(2)增大；减小；减小；增大22.用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1=m2<m3，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越

，比较a、b可知：物体重力势能的大小与物体的

有关；比较

可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。

【答案】多；高度；a、c

【解析】物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能就越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙坑越深，所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重力势能的大小，这用到了转换法。

由a、b两图可知，物体的质量m1=m2，从不同高度落下，落下的位置越高，木桩被打得越深，物体的重力势能越大，说明重力势能与高度有关。

比较a、c两图可知，物体23.如图，滚摆下降过程中，滚摆的

能转化为

能。滚摆上下往复运动过程中，其每次上升所能达到的高度越来越低，滚摆在运动过程中的机械能

(选填“增加”“减少”或“不变”)。【答案】重力势；动；减少

【解析】滚摆在下降过程中，高度逐渐减小，重力势能减小，速度越来越大，动能增大，滚摆的重力势能转化为动能。滚摆上下往复运动过程中，要克服阻力做功，部分机械能转化为内能，故总的机械能减少。24.如图所示是一个“会跳的卡片”。A为外表面，B为内表面，实验时把

(选填“A”或“B”)面紧贴桌面压平，使橡皮筋伸长，迅速松手后，卡片就会弹跳起来。卡片跳起时，橡皮筋的

能转化为卡片的动能和势能。【答案】B；弹性势25.如图所示，弹簧一端固定在木板上，用小车将弹簧压缩后松手释放，小车被弹开。弹簧弹性形变越

，其弹性势能越

，小车滑行的距离越远。

‍【答案】大；大

【解析】弹簧具有弹性，小车将弹簧压缩后，弹簧发生了弹性形变，弹性形变程度越大，具有的弹性势能越大，松手后，转化成的动能越多，小车运动得越远。26.如图所示是杂技演员演出时的情景，左边男演员从高处自由落下，右边女演员被跷跷板弹起瞬间获得的是

（动能/重力势能/弹性势能），此能量来自左边男演员在高处时的

（动能/重力势能/弹性势能），由于右边女演员上升高度大于左边男演员起跳时的高度，由此可以判断男演员的

一定要更大些．

‍【答案】动能；重力势能；质量

【解析】当左边的运动员跳下时，重力势能转化为动能，落在板上时，动能由左边的人转移到右边的人上，在上升的过程中，动能再转化为重力势能，而人的高度上升，所以右边的人的重力势能来自于左边的人的重力势能；甲处的男演员要想把女演员弹起到乙处，由于乙处高于甲处，所以男演员的重力势能一定大于女演员的重力势能，也就是男演员的质量大一些．

据此可知答案为：动能；重力势能；质量．27.如图所示，原长为L的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧，其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J，则木块运动过程中克服阻力做的功是

J，整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于

（选填：“B“、“C”或“D”）点。

【答案】24；B

【解析】弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J，木块在运动过程中，克服摩擦力做功，根据能量守恒定律可知，总的能量不变，故克服阻力所做的功为25J−1J=24J；

弹簧被压缩时具有弹力，弹力的方向是向右的，木块向右运动时，阻力是向左的；

开始运动时，弹力大于阻力，木块向右运动的过程中，弹力慢慢减小，阻力不变，木块做加速运动，当木块受到的弹力等于阻力时速度最大，此时弹簧未恢复值原长；

28.如图所示，物体M与弹簧一端相连，系在绳子末端的小球从A处由静止开始释放，经最低点B，撞击物体M后反弹，并使M在光滑水平面上向右运动，最终到达最右端D点．（图中C点是弹簧原长时的末端，均不计空气阻力）．

‍(1)小球从A到B的过程中，能量的转化情况是

．(2)小球在最低点B时，受到的力

（选填“是”或“不是”）平衡力．(3)物体M从C到D点的过程中，动能大小变化情况是

（选填“一直变大”“一直变小”或“先变大后变小”）．【答案】(1)重力势能转化为动能(2)不是(3)一直变小

【解析】(3)（1）小球从A到B的过程中，质量不变，速度变大，高度变小，则动能增大，重力势能减小，所以能量的转化情况是重力势能转化为动能；（2）小球在最低点B时，速度最大，并且运动轨迹为圆周运动，因此小球受力不是平衡力；（3）物体M从C到D点的过程中，弹簧的形变越来越大，受到与运动方向相反的弹力越来越大，物体做减速运动，速度越来越来，动能越来越小．据此可知答案为：（1）重力势能转化为动能；（2）不是；（3）一直变小．29.如图所示，A点的高度H大于B点的高度ℎ，让小球从A点由静止开始自由落下，沿光滑轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力)，则小球由A点运动到O点的过程中，重力势能转化为

能，小球离开B点后的运动轨迹是图中的曲线

(选填“a”“b”“c”或“d”)。

‍【答案】动；c30.如图所示，不计空气阻力，将排球竖直向上击出后，其运动速度越来越小，原因是排球受到的重力方向与运动方向

．而将排球向斜上方击出后，其运动速度的大小和方向都会发生变化，原因是

；排球在上升过程中动能将

（选填“增大”或“减小”）．

‍【答案】相反；排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上；减小

【解析】（1）由于地球附近的一切物体都受到重力作用，因此根据力是改变物体运动状态的原因进行分析．（2）当受力的方向与速度的方向不在同一条直线上时，物体运动状态发生改变；（3）影响动能的因素：质量和速度．

本题考查了力与运动的关系，知道力是改变物体运动状态的原因以及影响动能的因素，是一道中等题．

解：排球在上升的过程中，由于受排球受到的重力方向与运动方向相反，排球的速度越来越小．

向斜上方抛出的排球，受到的重力是竖直向下的，重力的方向与速度的方向不在同一条直线上其运动速度的大小和方向都会发生变化，排球做曲线运动，排球在上升过程中速度减小，质量不变，动能减小．

故答案为：相反；排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上；减小．31.如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧恢复原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中，位于

(选填“a”“b”或“c”)点时动能最大，从b点到c点，弹簧的弹性势能

(选填“减小”“增大”或“不变”)。(小球与水平面间摩擦、空气阻力均不计)

‍【答案】b；增大

【解析】因为水平杆光滑，小球与水平面间摩擦、空气阻力均不计，所以小球在a点时只受到弹簧向右的弹力，则小球由a点向b点做加速运动，即到达b点时速度最大，动能最大；b点是弹簧恢复原长时小球的位置，在该点弹簧的弹性势能为零，小球到达b点后由于惯性继续向右运动，所以弹簧逐渐被拉伸，弹簧的弹性势能逐渐增大。32.某滑雪运动员在比赛过程中运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，则从a点向b点运动的过程中，他的重力势能

，动能

(前两空均选填“增大”“减小”或“不变”)；在a点和c点他的速度都为零，他在a点处的机械能

(选填“大于”“小于”或“等于”)他在c点处的机械能。

‍【答案】减小；增大；大于33.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球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H静止下落，C球从距沙表面高2H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：当下落高度一定时，

．

‍(3)比较

两球，发现C球陷入沙中深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大．

‍(4)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】球陷入沙面的深度；质量越大，重力势能越大；A、C；无关；动；内

【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；

‍(2)比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大；

‍(3)C球陷入沙深度更大，比较知，C球下落的高度最大，要研究重力势能与高度的关系，需要保持球的质量一定，所以选择的是A、C两球；

‍(4)比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，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．

‍(5)球在下落过程中，高度减小，速度增大，所以将重力势能转化为动能；当球陷入沙中，与沙子摩擦，最终静止，将机械能转化为内能．

故答案为：(1)球陷入沙面的深度；(2)质量越大，重力势能越大；(3)A、C；(4)无关；(5)动；内．34.在“探究动能大小与质量关系”的两次实验中，小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图所示，木板固定在水平面上。实验时通过比较木块在木板上滑行的

来比较动能的大小。图中错误的操作是

。

改正错误后进行实验，发现图乙中木块滑出的距离远些，则可以得出结论：

。

‍【答案】距离；未保持木块初始位置相同；在速度相同的情况下，物体的质量越大，动能越大

【解析】小球撞击木块，通过比较木块在木板上滑行的距离来比较小球动能的大小；木块滑行距离越远，表明小球的动能越大。图中错误的操作是两次实验中未保持木块初始位置相同。正确实验时，图乙中木块滑出的距离远些，则表明小球的动能大，可以得出结论：在速度相同的情况下，物体的质量越大，动能越大。35.如图所示：滚摆从位置1自由释放，降到最低点位置2，再上升到达最高点3，反复地上升和下降，其每次上升的最大高度都在逐渐减小，最终停止运动.机械能最大的是位置

、动能最大的位置是

；上升时

能转化为

能.从放开滚摆到停止运动过程中，机械能

.(守恒/不守恒)

‍【答案】1；2；动；重力势；不守恒

【解析】(1)动能大小根质量和速度有关；速度一定时，质量越大，动能越大；质量一定时，速度越大，动能越大；

重力势能大小跟质量、被举得高度有关；被举得高度一定时，质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大．

‍(2)滚摆在下降过程中，重力势能逐渐转化为动能，动能增大，重力势能减小；在上升过程中，动能逐渐转化为重力势能，动能减小，重力势能增大．

‍(3)由于滚摆和空气之间存在摩擦，机械能要转化为内能，机械能减小，内能增大．

解：滚摆每次上升过程中质量不变，上升的最大高度不断减小，重力势能不断减小；机械能等于动能和重力势能的和，所以在位置1时的机械能最大．

滚摆的质量一定，在位置1时，高度最大，重力势能最大；在下降过程中，重力势能逐渐转化为动能，动能增大，重力势能减小.滚摆在位置2速度最大，所以动能最大；

滚摆在上升的过程中，速度减小，高度增大，动能又转化为重力势能；

从放开滚摆到停止运动过程中，由于滚摆和空气之间存在摩擦，机械能要转化为内能，机械能减小，所以机械能不守恒；

故答案为：1；2；动；重力势；不守恒．

掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素，利用控制变量法能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化．36.如图所示，质量为40g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中，重力做功为

J；在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为

J。(g取10N/【答案】0.2；0.12

【解析】小球的重力G=mg=40×10−3kg×10N/kg=0.437.如图所示，在一个金属罐的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来，使小铁块悬于罐体内。做好后将罐子从不太陡的斜面滚下，罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的

，滚动一段时间后罐子停下来，然后再沿斜面向上滚动，此时罐子的重力势能会

(选填“增大”“减小”或“不变”)。

‍【答案】弹性势能；增大

【解析】金属罐在不太陡的斜面上滚下，是从最高处滚下时，金属罐先由慢到快、后由快到慢滚到最低点，上面一段滚动主要是重力势能减小，金属罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加；下面一段滚动主要是重力势能和金属罐的动能减小，橡皮筋的弹性势能增加；金属罐在斜面上滚到最低处时，橡皮筋形变到最大程度，具有较大弹性势能。在橡皮筋恢复的过程中，金属罐会由斜面底部自动滚上去。从最低处滚上时，金属罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点，下面一段向上滚动主要是橡皮筋的弹性势能减小，金属罐的动能和重力势能增加；向上面一段滚动主要是橡皮筋的弹性势能和金属罐的动能减小，重力势能增加。38.体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做抛射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小EK=12m(1)若将质量为0.4

kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达到的最大高度是5(2)若足球的射程x与抛出速度、抛射角θ之间满足公式x=2v2sinθcosθg，当足球以20(3)足球运动的速度v可以分解成水平速度vx和竖直速度vy，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以102

m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是

【答案】(1)100J(2)40

m(3)3.33

【解析】(1)取地面为零势能面，从地面踢出时足球具有的动能EK1=120J，具有的重力势能EP1=0J，足球踢出后能达到的最大高度是5m，具有的重力势能EP2=mgℎ=0.4kg×10N/kg×5m=20，因不计空气阻力时足球的机械能守恒，所以，有E1=E2，即EK1+三、实验题(共8小题)39.探究“物体的动能与势能”(1)探究物体的动能

在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离．如图1所示．请回答下列问题：

‍

①该实验的目的是研究铁球的动能大小与

（选填“质量”或“速度”）的关系．

②该实验铁球的速度是指铁球从斜面由静止滚下到水平面与木块碰撞

（选填“前”、“后”或“前、后均可”）的速度，它是通过

（选填“高度”或“质量”）来改变的．

③该实验是通过观察木块被撞后移动的距离，来判断出

（“铁球”或“木块”）具有的动能的大小．

④有同学认为，实验中采用光滑的桌面会更好，你认为这个观点是

（选填“正确”或“错误”）的，理由是

．(2)探究物体的重力势能

甲、乙、丙三物体的质量关系为：m甲=m乙<m丙，木桩起始位置高度相同。

①比较2图中A、B两木桩扎入沙坑的深度，可以得出的结论是：质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能就

．

②若图2中B【答案】(1)质量；前；高度；铁球；错误；无法比较木块移动距离的大小

(2)大；能；对木桩做的功相等

【解析】(1)①该实验的目的是研究铁球的动能大小与质量的关系．②该实验铁球的速度是指铁球从斜面由静止滚下到水平面与木块碰撞前的速度，它是通过高度来改变的．③该实验是通过观察木块被撞后移动的距离，来判断出铁球具有的动能大小；④本实验的最终结论是，物体不受力时可做匀速直线运动，因此，从根本上证明了“力是维持物体运动的原因”（或“维持物体运动必须要有力”）这一观点是错误的．

(2)图2中是研究重力势能的影响因素，因为甲乙质量相同，比较图2中A、B两木桩扎入沙坑的深度，可以得出的结论是：质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能就越大；图2中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同，说明乙、丙物体对木桩做的功相同，说明乙、丙的重力势能相同．40.

兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：

‍

【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？

【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟

有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟

有关。

【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越

。

【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：

。

【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车

(选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。【答案】速度；质量；大；质量一定时，物体的速度越大，动能越大；超载

【解析】“十次车祸九次快”指的是汽车的动能与速度有关，“安全驾驶莫超载”指的是汽车的动能与质量有关；物块被撞击得越远，说明物块在水平面做的功越多，那么金属球到达水平面时的动能就越大。

分析甲、丙两图可知，此时物体的质量相等，到达水平面的速度不同，甲图小球到达水平面的速度越大，物体被撞击得更远，说明质量一定时，物体的速度越大，动能越大。

分析甲、乙两图可知，此时物体的质量不相等，初始速度相同，甲图小球的质量越大，物体被撞击得更远，可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。

物体的动能跟物体的速度和质量有关，在实验过程中，通过观察物体被小球撞击的距离来判断小球动能的大小。41.在探究弹簧的弹性势能的大小与哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：

猜想1：弹性势能的大小与弹簧被压缩的长度有关；

猜想2：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；

猜想3：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关；

猜想4：弹性势能的大小与弹簧的原长有关。

接下来，小明首先选用弹簧、小球、木块和长刻度尺各一个，按照如图所示的实验进行探究。实验中木块起始位置相同，实验记录的数据如下表。

‍弹簧的原长l}1010被压缩后弹簧的长度l/cm85弹簧被压缩的长度∆l/cm25木块移动的距离s/cm1115.5(1)弹簧将小球弹开的过程中，是将弹簧的弹性势能转化成小球的

能。(2)由于弹性势能的大小不便于用仪器测量，可以通过分析比较

，从而比较弹性势能的大小。(3)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。【答案】(1)

动

(2)

木块移动的距离

(3)长度和粗细相同，材料不同；相同；木块被推动的距离不相等

【解析】(1)弹簧将小球弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成小球的动能；

(2)弹性势能的大小是通过木块被弹开的远近来比较弹性势能的多少，这种研究方法叫转换法.

(3)根据控制变量法和转化法，必须选择粗细不同的弹簧进行实验，结合表中数据确定探究的问题。【解答】(1)弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化成小球的动能；

(2)弹性势能的大小是通过木块被弹开距离的远近来反映的，木块被弹开的距离越远，说明弹簧的弹性势能越大，这种研究方法叫转换法；

(3)要探究弹性势能的大小与弹簧的材料有关，应该控制弹簧的长度和粗细相同，改变材料；通过比较木块被推动的距离不相等，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。故答案为：(1)

动

(2)

木块移动的距离

(3)

长度和粗细相同，材料不同

相同

木块被推动的距离不相等。本题为探究弹性势能与哪些因素有关的实验，考查了分析实验能力、考查了学生对控制变量法、转换法的了解与掌握。42.在探究“弹簧弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，小明提出了如下猜想：

猜想一：弹簧弹性势能的大小与弹簧的形变程度有关；

猜想二：弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关。

为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B(长度和粗细相同)、小球、木块和长刻度尺，设计了如图所示的实验装置进行探究。实验中，木块的起始位置相同，最后得出如下表所示的实验数据。

‍实验

次数使用的

弹簧被压缩后弹簧

的长度/cm木块移动

的距离1弹簧A5s2弹簧A8s3弹簧B5s4弹簧B8s(1)由于弹性势能的大小不便用仪器直接测量，本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离，这种研究方法叫转换法。下列实验中也用到此方法的是

。

A.探究音调和频率的关系 B.探究影响压力作用效果的因素(2)请将探究猜想一的方案补充完整：将

(选填“两根不同”或“同一根”)弹簧压缩

(选填“相同”或“不同”)的长度，放手后，小球被弹出，测出小球推动木块移动的距离进行比较。(3)弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的

能。(4)为了探究猜想二，可选用实验2和实验

的数据进行比较分析，若木块移动的距离

，说明弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关。【答案】(1)B(2)同一根；不同(3)动(4)4；不相等43.小王用图甲所示的器材探究“物体动能的大小与哪些因素有关”。他让小球从斜面上由静止释放，然后撞击静止在水平面上的木块。

‍(1)本实验研究的是小球

(选填“在斜面上”“撞击木块时”或“撞击木块后”)的动能大小。(2)实验中通过

来反映小球的动能大小。(3)让不同质量的小球从同一斜面的同一高度由静止释放，可以使小球到达斜面底端的

相同，从而可探究小球的动能大小与

(选填“质量”或“速度”)的关系。(4)为了探究小球的动能大小与速度的关系，应当让

(选填“同一小球”或“不同小球”)从同一斜面上的

(选填“同一高度”或“不同高度”)由静止滑下，然后撞击同一木块。(5)小亮设计了如图乙所示的装置来探究小球的动能大小与质量的关系，他用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，发现木块移动的距离相同。这个设计方案

(选填“可行”或“不可行”)，原因是相同的弹簧压缩相同距离后，由静止释放转化的动能

(选填“相同”或“不同”)。【答案】(1)撞击木块时(2)木块移动的距离(3)速度；质量(4)同一小球；不同高度(5)不可行；相同44.沈仔细同学在研究“影响重力势能大小的因素”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所在的高度有关