12.1动能 势能 机械能 课后培优 2021-2022学年苏科版物理九年级上册（含答案）

动能
势能
机械能
一、单选题
1．如图所示，细线上端固定，下端拉着小球在竖直平面内摆动，A、B是球摆动过程中的最高点，C是最低点，不计空气阻力。则（　　）
A．球在C点时速度最小
B．从A到C，球的动能增加
C．从C到B，球的势能减小
D．从A到C点，球的重力对球不做功
2．如图，无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行喷洒农药。此过程无人机的（　　）
A．动能不变、重力势能不变
B．动能不变、重力势能减小
C．动能减小、重力势能减小
D．动能减小、重力势能不变
3．跳水运动是奥运会的正式比赛项目，我国运动员在该项目上一直处于国际领先地位。比赛中，跳水运动员腾空跳起向上运动到最高点后再向下落入水中，若不计空气阻力，在整个空中运动过程中，运动员的（　　）
A．动能先减小后增大，重力势能先增大后减小
B．动能先增大后减小，重力势能先增大后减小
C．动能先减小后增大，重力势能先减小后增大
D．动能先增大后减小，重力势能先减小后增大
4．2020年7月23日，我国“天问一号”火星探测器由长征四运载火箭发射升空，先沿地球轨道运动，再变轨，到达火星附近时，通过“刹车”减速进入环绕火星运行的轨道（“天问一号”在火星大气层外运行，不受火星大气阻力）。在环绕火星的椭圆轨道上运行时，“近火点“A高度约280km，“远火点”B高度约5.9×104km。下列说法错误的是（　　）
A．长征四运载火箭发射时是沿着地球自西向东方向发射
B．“天问一号”在火星附近“刹车”减速后，具有的机械能减小
C．“天问一号”从“近火点”A运动到“远火点”B的过程中，动能转化为势能
D．“天问一号”从“近火点”A运动到“远火点”B的过程中，势能转化为动能
5．撑竿跳高是一项对压竿和起跳技术要求很高的体育运动。如图所示是运动员在一次比赛中的情景，从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中（不考虑空气阻力）（　　）
A．竿的弹性势能增大，运动员的机械能减小
B．竿的弹性势能增大，运动员的机械能增大
C．竿的弹性势能减小，运动员的机械能减小
D．竿的弹性势能减小，运动员的机械能增大
6．下列过程中，属于将重力势能转化为动能的是（　　）
A．雪撬从山坡上滑下
B．玩具弹簧枪将“子弹”水平射出
C．用电热水器烧开水
D．正在升空的飞机
7．如图所示，一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手，c点是铅球运动的最高点，不计空气阻力。在a到d的整个过程中，下列说法不正确的是（　　）
A．在a到b的过程中，运动员对铅球做了功
B．在b到d的过程中，铅球的机械能先增加后减少
C．在最高点c时，铅球的动能不为零
D．在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化
8．起重机吊着物体匀速下降的过程中，说法正确的是（　　）
A．拉力减小，机械能不变
B．拉力不变，机械能减小
C．拉力减小，机械能减小
D．拉力不变，机械能不变
9．小军在拍皮球，下列说法不正确的是（　　）
A．皮球在下落的过程中，重力势能转化为动能
B．皮球在上升的过程中，动能减小，重力势能增加
C．皮球在下落过程中做匀速直线运动
D．皮球与地面接触时皮球的形状发生了变化是因为力使物体发生了形变
10．如图所示，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，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。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是（　　）
A．从A到O，小球的动能减小，弹簧的弹性势能增大
B．在O位置，弹簧的弹性势能最大
C．从O到B，小球的动能转化为弹簧的弹性势能
D．在B位置，小球的动能最大
二、多选题
11．如图所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一高度且弹簧保持原长的A点由静止释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点的过程中（　　）
A．重物的重力势能减少
B．重物的重力势能增加
C．重物的机械能减少
D．重物的机械能不变
12．如图所示，一个物体分别从三个光滑的斜面AB、AC和AD顶端自由滑到斜面底端（不计空气阻力），下列说法正确的是（　　）
A．物体沿三个斜面滑下到达底端的速度大小不相等
B．物体沿三个斜面滑下到达底端的动能相等
C．物体沿三个斜面滑下到达斜面中点时的动能相等
D．物体沿三个斜面滑下到达底端，重力做功相等
13．如图，在蹦床运动中，A点是运动员到达的最低点，B点是蹦床恢复原状的位置。运动员从A点运动到B点的过程中
（不计空气阻力），下列判断正确的是（　　）
A．运动员的动能逐渐增大
B．运动员的重力势能逐渐增大
C．蹦床的弹性势能逐渐减小
D．运动员的机械能先逐渐增大后逐渐减小
14．如图所示，人造地球卫星沿椭圆形轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，关于运行的卫星下列说法正确的是（　　）
A．由于不受空气阻力，所以只有动能和势能相互转化
B．从远地点向近地点运动时，动能减少
C．从近地点向远地点运动时，速度减小
D．在远地点和近地点机械能相等
15．某次滑雪比赛过程中，运动的轨迹如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．从a点向b点运动过程中重力势能全部转化为动能
B．在a和e点动能都为零，但e点重力势能小于a点
C．从c点下落到d点过程中，重力势能一部分转化为动能
D．在a点和e点都处于静止状态，因此机械能相等
三、实验题
16．如图所示为“探究物体动能大小跟哪些因素有关”的实验装置示意图；
（1）原理：运动的钢球A碰上木块B后，能将木块B撞出一段距离s；在同样的水平面上，木块B被撞得越远，钢球A对木块B做的功就越多，钢球A的动能就越大，通过木块B被撞的远近来反映钢球A动能大小的方法在物理学中属于
______（选填“控制变量法”或“转换法”）；
（2）步骤：①让同一钢球A分别从不同高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越
______，木块B被撞得越远；②改变钢球的质量，让不同的钢球从
______（选填“同一”或“不同”）高度由静止开始滚下，质量越大的钢球将木块B撞得越远；
（3）结论：通过多次实验表明，质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越
______；
（4）某同学用如图所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2>h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是
______的（选填“正确”或“错误”）。
17．某实验小组在用“模拟打桩”来探究影响重力势能大小的因素”，已知物体质量的关系为m1=m2＜m3，使用的器材有沙子、木桩等。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。
（1）本实验是通过_________来反映物体重力势能大小的。
（2）为了探究物体重力势能大小与质量的关系，应选择_________两图实验进行分析。
（3）对比a、b、c三次实验，具有的重力势能最大的是图_______（选填“a”、“b”或“c”）中的物体。
参考答案
1．B
解：A．小球由A运动到C的过程中，由于不计空气阻力，机械能守恒，而机械能是动能和重力势能之和，C是最低点，当小球在最低点C时重力势能最小，故动能最大，速度最大，故A错误；
B．从A到C的过程中，小球的质量不变、高度减小，所以重力势能减小，质量不变，速度变大，动能变大，故B正确；
C．从C到B，小球的质量不变、速度变小，小球的动能减小，高度变大，质量不变，重力势能变大，故C错误；
D．从A到C点，球在重力的方向上通过了距离，所以重力对球做功，故D错误。
故选B。
2．C
解：动能和质量以及速度有关，在速度一定时，质量越小动能越小，重力势能和质量以及高度有关，在高度一定时，质量越小，重力势能越小，无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行喷洒农药时，质量减小，速度不变，高度不变，所以动能减小，重力势能也减小。
故选C。
3．A
解：跳水运动员从腾空跳起向上运动后再向下落入水中，整个过程质量不变，高度先增大后减小，重力势能先增大后减小，速度先减小后增大，动能先减小后增大。
故选A。
4．D
解：A．由于地球是自西向东旋转的，长征四运载火箭发射时是沿着地球自西向东方向发射，可以增大火箭的发射速度，故A正确，不符合题意；
B．天问一号”在火星大气层外运行，不受火星大气阻力，其机械能守恒；“天问一号”在火星附近“刹车”减速后，质量不变，速度变小，动能变小；质量不变，高度变小，重力势能变小，机械能为动能、势能的和，所以具有的机械能减小，故B正确，不符合题意；
CD．“天问一号”从“近火点”A运动到“远火点”B的过程中，质量不变，高度变大，势能变大，速度变小，动能变小，所以是动能转化为势能，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
5．D
解：图示中，不计空气阻力，竿从弹性形变最大到运动员松开竿的过程中，竿逐渐恢复原状，则竿的弹性势能减小，减小的弹性势能转化为运动员的机械能，所以运动员的机械能增大，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
6．A
解：A．雪橇从山坡滑下，质量不变，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，是重力势能转化为动能的过程，故A符合题意；
B．玩具弹簧枪将子弹水平射出是弹性势能转化为动能的过程，故B不符合题意；
C．用电热水器烧开水是将电能转化为内能，故C不符合题意；
D．正在升空的飞机，动能和重力势能都在增大，将内能转化为机械能，故D不符合题意。
故选A。
7．B
解：A．在a到b的过程中，铅球受到推力作用，且在推力方向上通过了距离，故运动员对铅球做了功，故A正确，不符合题意；
B．因不计空气阻力，所以在b到d的过程中，只有势能和动能的相互转化，故此过程铅球的机械能不变，故B错误，符合题意；
C．在最高点c时，铅球在水平方向上有一定的速度，故此时铅球的动能不为零，故C正确，不符合题意；
D．在a到d的过程中，铅球的运动方向和速度都不断变化，故铅球的运动状态在不断的变化，故D正确，不符合题意。
故选B。
8．B
解：起重机吊着物体匀速下降的过程中，对物体进行受力分析，物体受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力，因为匀速直线运动，所以重力和拉力是一对平衡力，所以拉力等于重力，因为物体重力不变，所以拉力不变，物体在匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，动能减小，因为高度减小，所以重力势能减小，所以机械能减小。
故选B。
9．C
解：A．皮球下落的过程中，速度逐渐增大，皮球做加速运动，动能逐渐增大；高度逐渐降低，重力势能逐渐减小，重力势能转化为动能；故A正确，A不符合题意；
B．在皮球被抛出向上运动的过程中，由于受到重力的作用，它的速度会越来越小，皮球质量不变的情况下，其动能不断减小；高度不断增加，所以其重力势能在不断增加；故B正确，B不符合题意；
C．皮球下落的过程中，速度逐渐增大，皮球做加速运动，故C错误，C符合题意；
D．皮球与地面接触时，皮球与地面相互挤压，产生了力的作用，皮球在力的作用下发生了形变，故D正确，D不符合题意。
故选C。
10．C
解：A．由受力分析可知，从A到O，小球在弹簧弹力的作用下向右做加速运动，弹簧的形变量逐渐减小，故小球的速度增大，动能增大，弹簧的弹性势能减小，故A错误；
B．由题意可知，在O位置，弹簧保持原长，形变量为零，故此时弹簧的弹性势能最小，故B错误；
C．从O到B，弹簧的形变量逐渐增大，弹性势能增大，小球在弹簧的弹力作用下做减速运动，速度减小，动能减小，故小球的动能转化为弹簧的弹性势能，故C正确；
D．由C中分析可知，从O到B，小球做减速运动，在B位置，小球的速度最小，故动能最小，故D错误。
故选C。
11．AC
解：AB．由题意可知，将重物从与悬点O在同一高度且弹簧保持原长的A点由静止释放，让它自由摆下，在重物由A点摆向最低点的过程中，此时重物的高度减小，则重力势能减小，故A正确，B错误；
CD．重物静止释放的过程中，速度变快、动能增加，弹簧的伸长量增加，则弹簧的弹性势能增加，所以，重物的重力势能转化为重物的动能和弹簧的弹性势能；由于重物减小的重力势能一部分转化为弹簧的弹性势能，所以增加的动能小于其减小的重力势能，则重物的机械能变小，故C正确，D错误。
故选AC。
12．BCD
解：AB．由图可知，三个斜面高度相同且斜面光滑，不计空气阻力，则物体的机械能守恒，因为三个斜面高度相同，则在顶端时重力势能相同，下滑到底端将重力势能转化为动能，则动能相等，而物体的质量相同，则物体沿三个斜面滑下到达底端的速度大小相等，故A错误，B正确；
C．根据几何知识可知，物体沿三个斜面滑下到达斜面中点时物体在竖直方向上下降的高度相同，此时的重力势能相等，下滑过程中将重力势能转化为动能，已知在顶端是重力势能相等，则物体沿三个斜面滑下到达斜面中点时的动能相等，故C正确；
D．三个斜面高度相同，物体一定，由
可知，物体沿三个斜面滑下到达底端，重力做功相等，故D正确。
故选BCD。
13．BC
解：A．运动员在A点时受到蹦床弹力最大，弹力大于人的重力，合力向上，人开始加速向上运动；随着蹦床形变逐渐变小，弹力逐渐减小，当弹力等于运动员重力时，运动员的速度最大，此后上升B点过程中，弹力小于重力，速度减小，所以运动员速度先增大后减小，则运动员的动能先增大后减小，故A错误；
B．运动员从A点运动到B点的过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大，故B正确；
C．运动员从A点运动到B点的过程中，蹦床的形变逐渐变小，弹性势能逐渐减小，故C正确；
D．运动员从A点运动到B点的过程中
（不计空气阻力），蹦床的弹性势能转化为运动员的机械能，运动员的机械能增大，故D错误。
故选BC。
14．ACD
解：AD．由于不受空气阻力，所以卫星在运行过程中只有动能和势能的转化，其机械能是守恒的，卫星在远地点和近地点的机械能相等，故AD正确；
B．卫星从远地点向近地点运动时，质量不变，高度减小，重力势能减小，同时速度增大，动能增大，故B错误；
C．卫星从近地点向远地点运动时，质量不变，高度增大，重力势能增大，同时速度减小，动能减小，故C正确。
故选ACD。
15．BC
解：A．从a点向b点运动过程中，重力势能大部分转化成动能，因为有滑动摩擦，部分重力势能转化成内能，故A错误；
B．在a点和e点速度都为零，说明动能为零，但e点高度小、a点高度大，e点重力势能小于a点，故B正确；
C．从c点下落到d点过程中，质量不变，速度增大、高度减小，动能增大、重力势能减小，重力势能一部分转化为动能，还会转化为内能，故C正确；
D．在a点和e点，速度都为零，说明动能为零，因为高度不同，所以，重力势能不同，因此机械能不相等，故D错误。
故选BC。
16．转换法
大
同一
大
错误
解：（1）[1]该实验中小球动能的大小是通过物体B移动的距离体现的，B被撞的越远，说明小球的动能越大，被撞的越近，说明小球的动能越小，这里采用了转换法的思想。
（2）[2]①同一钢球从不同的高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，把木块推得越远，则钢球对木块做的功多，钢球的动能大，说明了物体的动能与物体的速度有关，由此得出结论：在质量一定时，速度越大，物体的动能就越大。
[3]②要保证不同质量的钢球运动到水平面时的速度相同，应该让不同质量的钢球从同一高度滚下，质量大的把木块推的远，说明了动能的大小和质量有关，在速度一定时，质量越大，动能也就越大。
（3）[4]通过实验现象可得到结论：通过多次实验表明，质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。
（4）[5]用图示的方法探究动能的大小与速度的关系，应改变小球撞击木块前的速度，控制其它因素相同，而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，故该方法是错误的。
17．木桩进入沙中的深度
a、c
b
解：（1）[1]根据转换法，本实验是通过木桩进入沙中的深度来反应物体的重力势能大小的。
（2）[2]为了探究物体重力势能大小与质量的关系，要控制物体被举高的高度相同，只改变物体的质量，已知m1＜m3，由上图知，应选择a、c两图实验进行分析。
（3）[3]对比a、b、c三次实验，因b中木桩进入沙中的深度最大，由转换法，具有的重力势能最大的是图b中的物体。