粤沪版物理九上 11.4 认识动能和势能
一、单选题
1．（2021八下·肇源期末）如图所示，小球以一初速度沿着粗糙轨道从a运动到d下列分析正确的是（ ）
A．小球从c到d的过程重力势能减少 B．小球在b，d两点机械能相等
C．小球在a，d两点重力势能相等 D．小球在d点的动能小于b点的动能
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．小球从c到d高度不断增加，质量不变，所以重力势能在增大，A不符合题意；
B．因为轨道粗糙，小球在运动过程中需要克服摩擦力做功，机械能在不断减小，在d点机械能小于b点，B不符合题意；
C．小球在a，d两点质量不变，但高度不同，所以重力势能不同，C不符合题意；
D．小球在d点机械能小于b点，重力势能相同，所以在d点的动能小于b点的动能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
2．（2021八下·来宾期末）如图所示是无人机在空中匀速上升飞行的过程中，则该无人机的（ ）
A．动能增大，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大
C．动能不变，重力势能增大 D．动能不变，重力势能不变
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】动能大小与物体的质量和速度有关，重力势能与物体的质量和高度有关。无人机在空中匀速上升飞行的过程中，质量不变，速度不变、高度增大，则动能不变、重力势能增大。
故答案为：C。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
3．（2021·南京）2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图分析可知，足球（ ）
A．在B点时受力平衡
B．在A，D两点动能可能相等
C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不断改变
D．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
【答案】B
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A．B点只受重力，不平衡，A不符合题意；
B．运动过程中有空气阻力，所以AD速度可能相同，动能可能相同，B符合题意；
C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不变，C不符合题意；
D．在运动过程中，机械能不守恒，不可能只存在动能和势能的相互转化，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】小球在下落和反弹的过程中受到阻力，机械能减小；小球在下落过程中位置不断变低，重力势能减小，速度越来越快，动能不断增加。
4．（2021八下·商河期末）2021年4月29日11时，长征五号B遥二运载火箭搭载空间站“天和”核心舱，在海南文昌航天发射场发射升空。空间站加速升空的过程中（忽略燃料质量变化），它的（ ）
A．动能增大，重力势能增大，机械能增大
B．动能减小，重力势能增大，机械能不变
C．动能增大，重力势能减小，机械能增大
D．动能增大，重力势能增大，机械能不变
【答案】A
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】空间站加速升空，速度增大，高度变大，质量不变，那么动能和重力势能都增大，机械能也增大，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
5．（2021八下·永吉期末）雨滴从高空由静止开始下落，由于受空气阻力的作用，最终会以恒定的速度匀速下降。雨滴在空中下落的整个过程中（不计雨滴质量变化）（ ）
A．重力势能一直减小，机械能不变
B．动能先增大后不变，机械能一直减小
C．动能一直增大，机械能一直减小
D．重力势能先增大后减小，机械能不变
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．雨滴从高空由静止开始下落，高度降低，故重力势能减小，由于受空气阻力的作用，克服阻力做功，机械能减小，A不符合题意；
B．雨滴从高空由静止开始下落，高度降低，速度变大，故动能变大，后匀速，故动能不变，动能先增大后不变，克服阻力做功，机械能一直减小，B符合题意；
C．雨滴从高空由静止开始下落，速度先变大，后匀速，动能先增大后不变，C不符合题意；
D．下落过程中重力势能一直减小，克服阻力做功，机械能减小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
6．（2021八下·秦皇岛期末）现代衣业利用喷药无人机喷酒农药，安全又高效，如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷酒农药．此过程中，喷药无人机的
A．动能减小、重力势能减小 B．动能减小、重力势能不变
C．动能不变、重力势能减小 D．动能不变、重力势能不变
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷酒农药．此过程中，无人机的速度不变，高度不变，质量变小，所以喷药无人机的动能减小、重力势能减小，A符合题意，BCD不符合题意．
故答案为：A
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
7．（2021八下·太湖期末）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
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A、由图知道，每次皮球反弹后到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，A点的机械能大于B点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，AB两点高度相同则重力势能相同，所以A点的动能大于B点的动能，A不符合题意．
B、从轨迹来看，皮球竖直下落的同时，也沿水平方向运动，所以，皮球第一次反弹后到达最高点P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，B不符合题意；
C、每次皮球反弹后到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，D点的机械能小于C点的机械能，C符合题意．
D、弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大．M点与N点皮球的动能与重力势能都为零，又因为皮球在M点机械能大于N点机械能，故皮球在M点的弹性势能大于N点的弹性势能，故在M点的圆斑要大于在N点的圆斑，D不符合题意．
故答案为：C
【分析】小球在下落的过程中受到阻力，机械能减小；小球在下落过程中位置不断变低，重力势能减小，速度越来越快，动能不断增加。
8．（2021·株洲）撑杆跳是使用撑杆做一系列动作使人体越过一定高度的田径项目，它可依次分解为如图所示几个连续的过程。目前，男子撑杆跳世界纪录（6.18m）比跳高世界纪录（2.45m）高很多，从能量的角度分析，原因之一是在“举腿引体”过程中（ ）
A．利用了人体的惯性
B．人体的重力势能转化为了动能
C．人体的化学能转化为了重力势能
D．人体的动能转化为了撑杆的弹性势能
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】A．在举腿引体的过程中，利用的是能量的转化，不是利用惯性，A不符合题意；
BCD．在举腿引体的过程中，人以撑杆为支撑物，对自己做功，消耗人体的化学能，转化为重力势能，使重力势能增大，使得人继续向上运动，所以跳的更高，C符合题意，BD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式。
9．（2021·烟台）如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，关于运动员（不包含降落伞和绳）下列说法正确的是（ ）
A．动能不变，重力势能不变，机械能不变
B．动能变大，重力势能变小，机械能不变
C．动能不变，重力势能交小，机械能变小
D．动能变小，重力势能变小，机械能变小
【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变；高度降低，则重力势能变小；机械能等于动能与势能之和，则机械能变小。
故答案为：C。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
10．（2021·无锡）如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是（ ）
A．从A点到B点的过程中机械能守恒
B．在B点时处于平衡状态
C．在O点时重力势能最大
D．从A点到O点动能转化为重力势能
【答案】A
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A．因为A、B两点等高，可知小球在摆动过程中机械能没有损耗，即机械能守恒，A符合题意；
B．小球摆到B点时，受到非平衡力的作用，处于非平衡状态，B不符合题意；
C．在O点时为最低点，高度最低，而质量不变，所以在O点时重力势能最小，C不符合题意；
D．小球从A点到O点的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，是将重力势能转化为动能，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当物体不受到摩擦力时，物体的机械能守恒，即动能与重力势能之和是定值，动能减小，重力势能增加，反之，动能增大，重力势能减小。
11．（2021·南县）滑雪是人们喜爱的运动。如图所示，某同学坐在轮胎上从雪道的A点由静止开始滑下，经最低点B滑行到右边坡道的最高点C，轮胎与雪道之间有摩擦力存在。从A到C的过程中（ ）
A．重力势能一直减少 B．动能一直减少
C．动能一直增加 D．机械能一直减少
【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】ABC．某同学从A到B的过程中，高度变小，质量不变，重力势能变小；速度变大，质量不变，动能变大；从B到C的过程中，高度变大，质量不变，重力势能变大；速度变小，质量不变，动能变小；从A到C的过程中，动能先变大后变小，重力势能先变小后变大，ABC不符合题意；
D．由于轮胎与雪道之间有摩擦力存在，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能会变少，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
12．（2021·怀化）田径运动会上，运动员投出的铅球在下落过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能增加 B．重力势能增加
C．动能转化为重力势能 D．机械能增加
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】A．运动员投出的铅球在下落过程中，高度降低，速度变大，故动能变大，A符合题意；
B．高度降低，故重力势能减小，B不符合题意；
C．重力势能减小，动能增大，故是重力势能转化为动能，C不符合题意；
D．由于有阻力做功，故机械能减小，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
二、填空题
13．（2021·邵阳）小芳的爸爸开车带着一家人出去旅游，在汽车下坡的过程中，为保证行驶安全轻踩刹车使其匀速下坡，汽车的机械能 （选填“增大”或“减小”）。
【答案】减小
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】汽车匀速下坡时速度不变，动能不变，高度降低，重力势能减小，机械能是动能和势能之和，所以汽车的机械能减小。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
14．（2021·宜昌）如图是宜昌某景区的彩虹滑道，小东和小红从顶端滑到底端的过程中，重力势能 ，机械能 。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
【答案】减小；减小
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】小东和小红从顶端滑到底端的过程中高度减小，重力势能减小。
下滑过程中，速度越来越快，一部分重力势能转化为动能；由于滑板与滑道之间有摩擦，克服摩擦还要做功，一部分机械能转化为内能，故机械能减小。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
15．（2021八下·襄汾期末）如图所示是运动员被蹦床弹起竖直上升时的情景，小明认为运动员上升到最高点时动能最大，你 （选填“同意”或“不同意”）他的观点，理由是 。
【答案】不同意；运动员上升时质量不变，速度减小、高度增大，动能减小、重力势能增大，动能转化为重力势能，最高点时重力势能最大，动能最小。故不同意他的观点。
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）动能与质量、速度有关；重力势能与质量、高度有关；
（2）动能和重力势能可以发生转化，动能减小，势能增大，动能转化为重力势能。
16．（2021八下·秦皇岛期末）在预防“新型冠状病毒肺炎”期间，无人机发挥了重要作用，无人机在加速升空的过程中动能 ，机械能 （均选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】增大；增大
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】无人机加速上升，故其速度会越来越快，质量不变，则动能增大；上升时高度越来越高，则重力势能增大，机械能变大。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
17．（2021·湘西）小青上学去经过一段下坡路时，发现不蹬自行车，车速也能越来越快。从机械能的角度来看，速度变快的原因是重力势能转化为 。
【答案】动能
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】小青骑自行车下坡时，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度变快，动能变大，在下坡的过程中重力势能转化为了动能。
【分析】动能大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度有关。
18．（2021八下·昌图期末）下列物体各具有什么形式的机械能：
（1）上紧发条的钟表 。
（2）冬天屋顶的积雪 。
（3）飞流直下的瀑布 。
【答案】（1）弹性势能
（2）重力势能
（3）动能和重力势能
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【解答】（1）上紧发条的钟表由于发条发生了弹性形变，故具有弹性势能。
（2）冬天屋顶的积雪，因为积雪在高处，具有重力势能。
（3）飞流直下的瀑布，瀑布在运动，所以具有动能，瀑布在山上，有一定的高度，所以具有重力势能。
【分析】动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
三、解答题
19．（2021八下·来宾期末）国家规定，电动自行车必须符合“净重不大于40kg，设计时速不大于20km/h”的标准才可以上路。请你解释对电动自行车进行限速的原因。
【答案】物体的动能跟物体质量和速度有关，当电动自行车的质量一定时，车速越大，具有的动能就越大，在刹车时，克服摩擦阻力做的功也越多，当摩擦阻力不变时，行驶的路程就越长，所以很难停下来，容易造成交通事故的发生，故要对电动自行车进行限速规定。
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大。
四、实验探究题
20．（2021八下·克山期末）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小红同学设计了如图所示 甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图；实验中应保证铁球到达水 平面时的 相同；
（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是 ；
（3）该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小，从而得出结论的，这种研究方法的叫 ；
（4）如本实验中水平面绝对光滑，本次实验将 （选填“能”或“不能”）达到实验目的；
（5）实验表明：质量相同物体，运动的速度越大，它的动能越 ；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越 。
【答案】（1）甲乙；速度
（2）物体质量相同时，速度越大，动能越大
（3）纸盒移动距离大小；转换法
（4）不能
（5）大；大
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应使小球到达水平面的速度相同，质量不同，所以应用质量不同的小球从同一高度处由静止滚下，所以应选用甲乙两图。
（2）甲、丙两次实验，小球的质量相同，滚下的高度不同，滚下的高度越大，达到水平面的速度越大，纸盒被推动得越远，说明小球的动能越大，可以得出的结论是在质量一定时，物体的速度越大，动能越大。
（3）该实验是通过铁球与纸盒共同移动的距离来表示小球具有的能量大小，用到了转换法。
（4）若水平面绝对光滑，由牛顿第一定律知道，钢球和木块将永远一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到比较距离来比较动能的目的了。
（5）动能的决定因素有两个：质量和速度。让同一钢球从不同的高度滚下，是采用控制变量法，控制质量一定而速度不同，从斜面越高的位置滚下，钢球到达斜面底端的速度就越大。质量一定时，速度越大，动能就越大。钢球的质量越大，木块推得越远，说明在钢球速度相同的情况下，钢球的质量越大，动能就越大。
【分析】（1）（2）运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大，要探究每一个因素对动能的影响，需要用到控制变量法；
（3）通过物块移动的距离长短表示物体动能大小，这用到了转换法；
（4）当水平面光滑，物体运动的距离无限远，不能进行比较；
（5）当小球的速度相同时，质量越大，动能越大；当小球的质量相同时，速度越大，动能越大。
21．（2021八下·吉州期末）小强在“探究影响动能大小的因素”实验时，用质量分别为m、2m的两个钢球做了如图所示的三次实验，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
（1）该实验中所探究物体的动能是指 （选填“木块”、“钢球”或“斜面”）的动能，该物体的动能是由 能转化来的；
（2）甲、乙两次实验中，研究的是动能与 的关系。若两次实验中，木块在水平面上受到的摩擦力分别为f1、f2，则f1 f2，（选填“>”、“<”或“=”）。若不用木块，在桌面上铺一条毛巾， （选填“可以"或“不可以"）通过比较钢球在毛巾表面滚动的距离来完成该实验。
（3）同桌的小红根据乙、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关。小强认为她的看法不妥，理由是 。
（4）由该实验探究联想到：高速公路限速牌上标有“120”和“100”字样，你认为 （选填“大客车”或“小轿车”）的限速应该是120km/h。
【答案】（1）钢球；重力势
（2）速度；=；可以
（3）没有控制钢球的速度相同
（4）小轿车
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）该实验研究的主体是钢球，研究的是钢球动能的大小与速度和质量的关系；实验中，小球从高处滑下，重力势能转化为动能。
（2）甲、乙两次实验中，控制钢球的质量相同，改变钢球的速度，为了研究物体动能与物体速度的关系。
由于钢球在水平面上滑行时，对水平面的压力不变，并且水平面的粗糙程度相同，因此木块在水平面上滑行时受到的摩擦力相等，即
f1=f2
若不用木块，在桌面上铺一条毛巾，接触面的粗糙程度相同，钢球的质量相同，对接触面的压力相同，则钢球受到的摩擦力相同，当钢球的动能不同时，钢球克服摩擦力做的功不同，则钢球在毛巾表面滚动的距离不同，因此可以用钢球在毛巾表面滚动的距离来体现动能的大小。
（3）要探究钢球动能与质量的关系，需要控制钢球到达水平面时的速度相同，即不同质量的钢球从同一高度由静止滑下，而乙、丙两图没有让钢球从同一高度滚下，没有控制钢球的速度相同，所以小红的看法是错误的。
（4）因速度相同时，质量越小，动能越小，克服摩擦力做的功越少，越容易刹车，因大客车的质量更大，限制的速度要越小，大客车的限速应该是100km/h；小轿车的质量小，故限制的速度可以大些，小轿车的限速应该是120km/h。
【分析】（1）该实验的研究对象是小球，动能指的是小球碰撞木块前的动能；小球在下落过程中位置不断变低，重力势能减小，速度越来越快，动能不断增加；
（2）（4）当小球的速度相同时，质量越大，动能越大；当小球的质量相同时，速度越大，动能越大；
（3）运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大，要探究每一个因素对动能的影响，需要用到控制变量法。
1 / 1粤沪版物理九上 11.4 认识动能和势能
一、单选题
1．（2021八下·肇源期末）如图所示，小球以一初速度沿着粗糙轨道从a运动到d下列分析正确的是（ ）
A．小球从c到d的过程重力势能减少 B．小球在b，d两点机械能相等
C．小球在a，d两点重力势能相等 D．小球在d点的动能小于b点的动能
2．（2021八下·来宾期末）如图所示是无人机在空中匀速上升飞行的过程中，则该无人机的（ ）
A．动能增大，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大
C．动能不变，重力势能增大 D．动能不变，重力势能不变
3．（2021·南京）2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图分析可知，足球（ ）
A．在B点时受力平衡
B．在A，D两点动能可能相等
C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不断改变
D．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
4．（2021八下·商河期末）2021年4月29日11时，长征五号B遥二运载火箭搭载空间站“天和”核心舱，在海南文昌航天发射场发射升空。空间站加速升空的过程中（忽略燃料质量变化），它的（ ）
A．动能增大，重力势能增大，机械能增大
B．动能减小，重力势能增大，机械能不变
C．动能增大，重力势能减小，机械能增大
D．动能增大，重力势能增大，机械能不变
5．（2021八下·永吉期末）雨滴从高空由静止开始下落，由于受空气阻力的作用，最终会以恒定的速度匀速下降。雨滴在空中下落的整个过程中（不计雨滴质量变化）（ ）
A．重力势能一直减小，机械能不变
B．动能先增大后不变，机械能一直减小
C．动能一直增大，机械能一直减小
D．重力势能先增大后减小，机械能不变
6．（2021八下·秦皇岛期末）现代衣业利用喷药无人机喷酒农药，安全又高效，如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷酒农药．此过程中，喷药无人机的
A．动能减小、重力势能减小 B．动能减小、重力势能不变
C．动能不变、重力势能减小 D．动能不变、重力势能不变
7．（2021八下·太湖期末）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
8．（2021·株洲）撑杆跳是使用撑杆做一系列动作使人体越过一定高度的田径项目，它可依次分解为如图所示几个连续的过程。目前，男子撑杆跳世界纪录（6.18m）比跳高世界纪录（2.45m）高很多，从能量的角度分析，原因之一是在“举腿引体”过程中（ ）
A．利用了人体的惯性
B．人体的重力势能转化为了动能
C．人体的化学能转化为了重力势能
D．人体的动能转化为了撑杆的弹性势能
9．（2021·烟台）如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，关于运动员（不包含降落伞和绳）下列说法正确的是（ ）
A．动能不变，重力势能不变，机械能不变
B．动能变大，重力势能变小，机械能不变
C．动能不变，重力势能交小，机械能变小
D．动能变小，重力势能变小，机械能变小
10．（2021·无锡）如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是（ ）
A．从A点到B点的过程中机械能守恒
B．在B点时处于平衡状态
C．在O点时重力势能最大
D．从A点到O点动能转化为重力势能
11．（2021·南县）滑雪是人们喜爱的运动。如图所示，某同学坐在轮胎上从雪道的A点由静止开始滑下，经最低点B滑行到右边坡道的最高点C，轮胎与雪道之间有摩擦力存在。从A到C的过程中（ ）
A．重力势能一直减少 B．动能一直减少
C．动能一直增加 D．机械能一直减少
12．（2021·怀化）田径运动会上，运动员投出的铅球在下落过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能增加 B．重力势能增加
C．动能转化为重力势能 D．机械能增加
二、填空题
13．（2021·邵阳）小芳的爸爸开车带着一家人出去旅游，在汽车下坡的过程中，为保证行驶安全轻踩刹车使其匀速下坡，汽车的机械能 （选填“增大”或“减小”）。
14．（2021·宜昌）如图是宜昌某景区的彩虹滑道，小东和小红从顶端滑到底端的过程中，重力势能 ，机械能 。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
15．（2021八下·襄汾期末）如图所示是运动员被蹦床弹起竖直上升时的情景，小明认为运动员上升到最高点时动能最大，你 （选填“同意”或“不同意”）他的观点，理由是 。
16．（2021八下·秦皇岛期末）在预防“新型冠状病毒肺炎”期间，无人机发挥了重要作用，无人机在加速升空的过程中动能 ，机械能 （均选填“增大”“减小”或“不变”）。
17．（2021·湘西）小青上学去经过一段下坡路时，发现不蹬自行车，车速也能越来越快。从机械能的角度来看，速度变快的原因是重力势能转化为 。
18．（2021八下·昌图期末）下列物体各具有什么形式的机械能：
（1）上紧发条的钟表 。
（2）冬天屋顶的积雪 。
（3）飞流直下的瀑布 。
三、解答题
19．（2021八下·来宾期末）国家规定，电动自行车必须符合“净重不大于40kg，设计时速不大于20km/h”的标准才可以上路。请你解释对电动自行车进行限速的原因。
四、实验探究题
20．（2021八下·克山期末）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小红同学设计了如图所示 甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图；实验中应保证铁球到达水 平面时的 相同；
（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是 ；
（3）该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小，从而得出结论的，这种研究方法的叫 ；
（4）如本实验中水平面绝对光滑，本次实验将 （选填“能”或“不能”）达到实验目的；
（5）实验表明：质量相同物体，运动的速度越大，它的动能越 ；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越 。
21．（2021八下·吉州期末）小强在“探究影响动能大小的因素”实验时，用质量分别为m、2m的两个钢球做了如图所示的三次实验，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
（1）该实验中所探究物体的动能是指 （选填“木块”、“钢球”或“斜面”）的动能，该物体的动能是由 能转化来的；
（2）甲、乙两次实验中，研究的是动能与 的关系。若两次实验中，木块在水平面上受到的摩擦力分别为f1、f2，则f1 f2，（选填“>”、“<”或“=”）。若不用木块，在桌面上铺一条毛巾， （选填“可以"或“不可以"）通过比较钢球在毛巾表面滚动的距离来完成该实验。
（3）同桌的小红根据乙、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关。小强认为她的看法不妥，理由是 。
（4）由该实验探究联想到：高速公路限速牌上标有“120”和“100”字样，你认为 （选填“大客车”或“小轿车”）的限速应该是120km/h。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．小球从c到d高度不断增加，质量不变，所以重力势能在增大，A不符合题意；
B．因为轨道粗糙，小球在运动过程中需要克服摩擦力做功，机械能在不断减小，在d点机械能小于b点，B不符合题意；
C．小球在a，d两点质量不变，但高度不同，所以重力势能不同，C不符合题意；
D．小球在d点机械能小于b点，重力势能相同，所以在d点的动能小于b点的动能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
2．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】动能大小与物体的质量和速度有关，重力势能与物体的质量和高度有关。无人机在空中匀速上升飞行的过程中，质量不变，速度不变、高度增大，则动能不变、重力势能增大。
故答案为：C。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
3．【答案】B
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A．B点只受重力，不平衡，A不符合题意；
B．运动过程中有空气阻力，所以AD速度可能相同，动能可能相同，B符合题意；
C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不变，C不符合题意；
D．在运动过程中，机械能不守恒，不可能只存在动能和势能的相互转化，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】小球在下落和反弹的过程中受到阻力，机械能减小；小球在下落过程中位置不断变低，重力势能减小，速度越来越快，动能不断增加。
4．【答案】A
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】空间站加速升空，速度增大，高度变大，质量不变，那么动能和重力势能都增大，机械能也增大，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
5．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．雨滴从高空由静止开始下落，高度降低，故重力势能减小，由于受空气阻力的作用，克服阻力做功，机械能减小，A不符合题意；
B．雨滴从高空由静止开始下落，高度降低，速度变大，故动能变大，后匀速，故动能不变，动能先增大后不变，克服阻力做功，机械能一直减小，B符合题意；
C．雨滴从高空由静止开始下落，速度先变大，后匀速，动能先增大后不变，C不符合题意；
D．下落过程中重力势能一直减小，克服阻力做功，机械能减小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
6．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷酒农药．此过程中，无人机的速度不变，高度不变，质量变小，所以喷药无人机的动能减小、重力势能减小，A符合题意，BCD不符合题意．
故答案为：A
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
7．【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A、由图知道，每次皮球反弹后到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，A点的机械能大于B点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，AB两点高度相同则重力势能相同，所以A点的动能大于B点的动能，A不符合题意．
B、从轨迹来看，皮球竖直下落的同时，也沿水平方向运动，所以，皮球第一次反弹后到达最高点P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，B不符合题意；
C、每次皮球反弹后到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，D点的机械能小于C点的机械能，C符合题意．
D、弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大．M点与N点皮球的动能与重力势能都为零，又因为皮球在M点机械能大于N点机械能，故皮球在M点的弹性势能大于N点的弹性势能，故在M点的圆斑要大于在N点的圆斑，D不符合题意．
故答案为：C
【分析】小球在下落的过程中受到阻力，机械能减小；小球在下落过程中位置不断变低，重力势能减小，速度越来越快，动能不断增加。
8．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】A．在举腿引体的过程中，利用的是能量的转化，不是利用惯性，A不符合题意；
BCD．在举腿引体的过程中，人以撑杆为支撑物，对自己做功，消耗人体的化学能，转化为重力势能，使重力势能增大，使得人继续向上运动，所以跳的更高，C符合题意，BD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式。
9．【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变；高度降低，则重力势能变小；机械能等于动能与势能之和，则机械能变小。
故答案为：C。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
10．【答案】A
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A．因为A、B两点等高，可知小球在摆动过程中机械能没有损耗，即机械能守恒，A符合题意；
B．小球摆到B点时，受到非平衡力的作用，处于非平衡状态，B不符合题意；
C．在O点时为最低点，高度最低，而质量不变，所以在O点时重力势能最小，C不符合题意；
D．小球从A点到O点的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，是将重力势能转化为动能，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当物体不受到摩擦力时，物体的机械能守恒，即动能与重力势能之和是定值，动能减小，重力势能增加，反之，动能增大，重力势能减小。
11．【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】ABC．某同学从A到B的过程中，高度变小，质量不变，重力势能变小；速度变大，质量不变，动能变大；从B到C的过程中，高度变大，质量不变，重力势能变大；速度变小，质量不变，动能变小；从A到C的过程中，动能先变大后变小，重力势能先变小后变大，ABC不符合题意；
D．由于轮胎与雪道之间有摩擦力存在，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能会变少，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
12．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】A．运动员投出的铅球在下落过程中，高度降低，速度变大，故动能变大，A符合题意；
B．高度降低，故重力势能减小，B不符合题意；
C．重力势能减小，动能增大，故是重力势能转化为动能，C不符合题意；
D．由于有阻力做功，故机械能减小，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
13．【答案】减小
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】汽车匀速下坡时速度不变，动能不变，高度降低，重力势能减小，机械能是动能和势能之和，所以汽车的机械能减小。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
14．【答案】减小；减小
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】小东和小红从顶端滑到底端的过程中高度减小，重力势能减小。
下滑过程中，速度越来越快，一部分重力势能转化为动能；由于滑板与滑道之间有摩擦，克服摩擦还要做功，一部分机械能转化为内能，故机械能减小。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
15．【答案】不同意；运动员上升时质量不变，速度减小、高度增大，动能减小、重力势能增大，动能转化为重力势能，最高点时重力势能最大，动能最小。故不同意他的观点。
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）动能与质量、速度有关；重力势能与质量、高度有关；
（2）动能和重力势能可以发生转化，动能减小，势能增大，动能转化为重力势能。
16．【答案】增大；增大
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】无人机加速上升，故其速度会越来越快，质量不变，则动能增大；上升时高度越来越高，则重力势能增大，机械能变大。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
17．【答案】动能
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】小青骑自行车下坡时，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度变快，动能变大，在下坡的过程中重力势能转化为了动能。
【分析】动能大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度有关。
18．【答案】（1）弹性势能
（2）重力势能
（3）动能和重力势能
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【解答】（1）上紧发条的钟表由于发条发生了弹性形变，故具有弹性势能。
（2）冬天屋顶的积雪，因为积雪在高处，具有重力势能。
（3）飞流直下的瀑布，瀑布在运动，所以具有动能，瀑布在山上，有一定的高度，所以具有重力势能。
【分析】动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
19．【答案】物体的动能跟物体质量和速度有关，当电动自行车的质量一定时，车速越大，具有的动能就越大，在刹车时，克服摩擦阻力做的功也越多，当摩擦阻力不变时，行驶的路程就越长，所以很难停下来，容易造成交通事故的发生，故要对电动自行车进行限速规定。
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大。
20．【答案】（1）甲乙；速度
（2）物体质量相同时，速度越大，动能越大
（3）纸盒移动距离大小；转换法
（4）不能
（5）大；大
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应使小球到达水平面的速度相同，质量不同，所以应用质量不同的小球从同一高度处由静止滚下，所以应选用甲乙两图。
（2）甲、丙两次实验，小球的质量相同，滚下的高度不同，滚下的高度越大，达到水平面的速度越大，纸盒被推动得越远，说明小球的动能越大，可以得出的结论是在质量一定时，物体的速度越大，动能越大。
（3）该实验是通过铁球与纸盒共同移动的距离来表示小球具有的能量大小，用到了转换法。
（4）若水平面绝对光滑，由牛顿第一定律知道，钢球和木块将永远一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到比较距离来比较动能的目的了。
（5）动能的决定因素有两个：质量和速度。让同一钢球从不同的高度滚下，是采用控制变量法，控制质量一定而速度不同，从斜面越高的位置滚下，钢球到达斜面底端的速度就越大。质量一定时，速度越大，动能就越大。钢球的质量越大，木块推得越远，说明在钢球速度相同的情况下，钢球的质量越大，动能就越大。
【分析】（1）（2）运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大，要探究每一个因素对动能的影响，需要用到控制变量法；
（3）通过物块移动的距离长短表示物体动能大小，这用到了转换法；
（4）当水平面光滑，物体运动的距离无限远，不能进行比较；
（5）当小球的速度相同时，质量越大，动能越大；当小球的质量相同时，速度越大，动能越大。
21．【答案】（1）钢球；重力势
（2）速度；=；可以
（3）没有控制钢球的速度相同
（4）小轿车
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）该实验研究的主体是钢球，研究的是钢球动能的大小与速度和质量的关系；实验中，小球从高处滑下，重力势能转化为动能。
（2）甲、乙两次实验中，控制钢球的质量相同，改变钢球的速度，为了研究物体动能与物体速度的关系。
由于钢球在水平面上滑行时，对水平面的压力不变，并且水平面的粗糙程度相同，因此木块在水平面上滑行时受到的摩擦力相等，即
f1=f2
若不用木块，在桌面上铺一条毛巾，接触面的粗糙程度相同，钢球的质量相同，对接触面的压力相同，则钢球受到的摩擦力相同，当钢球的动能不同时，钢球克服摩擦力做的功不同，则钢球在毛巾表面滚动的距离不同，因此可以用钢球在毛巾表面滚动的距离来体现动能的大小。
（3）要探究钢球动能与质量的关系，需要控制钢球到达水平面时的速度相同，即不同质量的钢球从同一高度由静止滑下，而乙、丙两图没有让钢球从同一高度滚下，没有控制钢球的速度相同，所以小红的看法是错误的。
（4）因速度相同时，质量越小，动能越小，克服摩擦力做的功越少，越容易刹车，因大客车的质量更大，限制的速度要越小，大客车的限速应该是100km/h；小轿车的质量小，故限制的速度可以大些，小轿车的限速应该是120km/h。
【分析】（1）该实验的研究对象是小球，动能指的是小球碰撞木块前的动能；小球在下落过程中位置不断变低，重力势能减小，速度越来越快，动能不断增加；
（2）（4）当小球的速度相同时，质量越大，动能越大；当小球的质量相同时，速度越大，动能越大；
（3）运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大，要探究每一个因素对动能的影响，需要用到控制变量法。
1 / 1
