物理(沪粤版)九上提高版：11.4认识动能和势能一、选择题
1.关于动能，下列说法正确的是( )
A.小学生跑步时具有的动能比成年人跑步时具有的动能大
B.质量大的物体具有的动能大
C.速度大的物体具有的动能大
D.假设铅球和皮球以相同的速度运动，铅球比皮球的动能大
2.关于弹性势能的说法正确的是( )
A.橡皮泥的形变越大，它具有的弹性势能越大
B.弹簧的弹性越大，它具有的弹性势能越大
C.弹簧越长，它具有的弹性势能越大
D.对于给定的弹簧来说，它的弹性形变越大，它具有的弹性势能越大
3.如图所示为高速公路常见的限速标志牌，它主要是为了控制车辆的( )
A.惯性大小 B.动能大小 C.功率大小 D.机械效率大小
4.小明从家中出发去上学，如图所示是他在上学路上的路程—时间图象。请你判断小明在哪一段时间内动能最大( )
A.在t1～t2时间内，小明的动能最大 B.在t2～t3时间内，小明的动能最大
C.在0～t1时间内，小明的动能最大 D.无法判断
5.如图是物体离手后，在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线，运动的物体可能是( )
A.斜向上投掷出去的铅球
B.一松手由静止下落的乒乓球
C.竖直向上垫起的排球
D.离开脚后在地上滚动的足球
6.如图所示,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
7.如下图所示，把不同的实心小铁球放在相同的实验装置的斜面上自由滚下，撞击静止于水平面上的小木块上进行实验。在下列几种情况中，能说明物体的动能与物体的质量有关的是( )
A.甲、乙 B.甲、丙 C.乙、丙 D.丙、丁
8.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.只有在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.铅球在c点时仍具有动能
D.在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化
9.小红按照如图所示情景做了一个有趣的实验：她把一个悬挂起来的铁锁拉到自己的面前并接触鼻子，然后将铁锁由静止释放，保持头的位置不变，铁锁摆回时不会撞击她的鼻子。铁锁由接触鼻子的位置a开始，沿弧线abc向另一侧的最高点c运动的过程中，关于它的动能大小，下列说法中正确的是( )
A.铁锁在位置a有最大的动能 B.铁锁在位置b有最大的动能
C.铁锁在位置c有最大的动能 D.铁锁在a、b、c三处的动能相同
10.现在城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的( )
A.弹性势能 B.阻力 C.体积 D.重力势能
11.一名司机驾驶大货车在某路段由于超速行驶被警察拦住，警察对司机说：“先生，刚才你的车速为70km/h，超速了。”这名司机不满地说：“为什么小车的限速为80km/h，而大车的限速却为60km/h，不合理！”从以上对话可知，这名司机显然没有理解动能跟下列哪组物理量有关( )。
A.跟速度和时间有关 B.跟速度和路程有关 C.跟速度和质量有关 D.跟质量和时间有关
12.小明将一个小球水平抛出，如图所示。从球离开手到最后落在地面的过程中，动能EK随时间t的变化关系(不计空气阻力)，最接近下图中的哪一个( )
二、填空题
13.2016年4月24日定为首个中国航天日,是为了纪念我国首枚人造卫星东方红一号发射成功,卫星加速升空的过程中重力势能 ,动能 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14.巴西世界杯足球赛正在火热地进行中。如图是某球员传球时足球的一段运动轨迹，其中A点的重力势能______(填“大于”、“小于”或“等于”)B点的重力势能。若不计空气阻力，足球在上升的过程中，动能转化为______能，当足球运动至最高点时，动能______(选填“为零”或“不为零”)。
15.如图为撑杆跳的过程示意图，在这项运动中，根据能量以及能量转化的物理知识，可知：运动员助跑的目的是为了在起跳前获得较大的_________。撑杆起跳时，_________能转化为重力势能，越过横杆在最高点时重力势能最大，此时动能________(大于/等于/小于)0。
16.2016年4月17日,冰雹突袭江西赣州中心城区,鸡蛋大小的冰雹(如图所示)因其 比通常冰雹要大,因而速度相同时 也大,打在露天停放的汽车玻璃上,致使玻璃被砸破,报警声不断。
17.如K－6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)
K－6
三、实验探究题
18.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(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A,C两球,发现C球陷入沙深度更大,由此可得出结论:
(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”).
(1)
四、解答题
19.达·芬奇既是一位伟大的艺术家,同时也是一位伟大的发明家。如图是达·芬奇设计的一架投石机,试用学过的物理知识解释下列问题。
(1)投石机将巨石抛出后,巨石仍能继续向前飞行的原因是什么
(2)为什么速度相同的巨石,质量越大,击中目标后,对目标的伤害越大
(1)
20.检测机构为了检测汽车的刹车性能，在同一场地做了如下实验：
(1)某车以不同车速行驶时，测得有关数据如图甲所示。其中反应距离是指司机发现情况，决定刹车到脚踩在刹车踏板上时，车通过的距离；刹车距离是指脚踩在刹车踏板上，使车减速，到车停时车通过的距离。如果司机以60千米/时的速度驾驶，从发现情况，决定刹车到车停止时，车通过的距离为 米。
(2)汽车的刹车方式有两种：
方式一：刹车时，车轮不能滚动，只能滑行，直至车停。
方式二：刹车时，车轮仍保持滚动，但滚动减慢，直至车停。
图乙反映的是以方式一和方式二刹车所产生的刹车距离的比较。从图中可知，在车速相同时，采用 (选填“刹车方式一”或“刹车方式二”)刹车方式刹车后，刹车距离较短。
(3)检测中，相同的A、B两车均以v1速度行驶，A车采取方式一刹车，B车采取方式二刹车，刹车时车与障碍物的距离相等(距离小于s1，如图乙所示)，则撞击时 (选填“A”或“B”)车对障碍物的破坏程度更大，理由是 (请结合图乙中曲线说明)。物理(沪粤版)九上提高版：11.4认识动能和势能一、选择题
1.关于动能，下列说法正确的是( )
A.小学生跑步时具有的动能比成年人跑步时具有的动能大
B.质量大的物体具有的动能大
C.速度大的物体具有的动能大
D.假设铅球和皮球以相同的速度运动，铅球比皮球的动能大
【答案】D
2.关于弹性势能的说法正确的是( )
A.橡皮泥的形变越大，它具有的弹性势能越大
B.弹簧的弹性越大，它具有的弹性势能越大
C.弹簧越长，它具有的弹性势能越大
D.对于给定的弹簧来说，它的弹性形变越大，它具有的弹性势能越大
【答案】D
【解析】物体是否具有弹性势能跟物体是否发生弹性形变有关，如果物体发生了弹性形变，则它就具有弹性势能，否则，它就不具有弹性势能。橡皮泥发生了形变，但是不是弹性形变，不能确定，也就无法比较弹性势能的大小。弹性跟弹性形变不同，物体有弹性，但不一定发生形变，如果物体不发生弹性形变，就不具有弹性势能。弹簧的长度不是弹性形变，弹性势能的大小跟弹簧的长度无关，同一物体的弹性势能只跟弹性形变的大小有关，弹性形变越大，它具有的弹性势能越大，所以只有选项D是正确的。
3.如图所示为高速公路常见的限速标志牌，它主要是为了控制车辆的( )
A.惯性大小 B.动能大小 C.功率大小 D.机械效率大小
【答案】
B.【解析】A、在对汽车限速时，汽车的质量是不变的，所以惯性大小不变，故A错误；
B、动能的大小与物体的质量、速度有关，所以限速可以减小汽车的动能，故B正确；
C、限速和功率、机械效率是没有关系的，故CD错误.
4.小明从家中出发去上学，如图所示是他在上学路上的路程—时间图象。请你判断小明在哪一段时间内动能最大( )
A.在t1～t2时间内，小明的动能最大 B.在t2～t3时间内，小明的动能最大
C.在0～t1时间内，小明的动能最大 D.无法判断
【答案】C
【解析】由于小明的质量不变，故其动能的大小是由他的速度决定的，比较哪一段时间内动能最大，就是比较哪一段时间内小明的速度最大。在图象中找出速度最大的那一时间段，即为小明动能最大的时间段。
5.如图是物体离手后，在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线，运动的物体可能是( )
A.斜向上投掷出去的铅球
B.一松手由静止下落的乒乓球
C.竖直向上垫起的排球
D.离开脚后在地上滚动的足球
【答案】：A
【解析】A、斜向上投掷出去的铅球在整个飞行过程中，质量不变，一直在运动，动能不为零(处于最高点时竖直方向速度为0，但水平方向仍然有速度，因此动能不为0).
从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程动能增大.整个过程动能先减小再增大.
B、一松手由静止下落的乒乓球的动能始终在增大，故B错误；
C、竖直向上垫起的排球，排球到达最高点时的动能为零，故C错误；
D、离开脚后在地上滚动的足球，足球滚动的越来越慢，动能越来越小，故D错误；
6.如图所示,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】放在张紧了的弓上的箭,没有发生弹性形变,不具有弹性势能,A选项错误;弓被拉得越弯,弓的弹性势能越大,对人的弹性势能没有影响,B选项错误,C选项正确;弓的弹性势能与弓的质量无关,D选项错误。
7.如下图所示，把不同的实心小铁球放在相同的实验装置的斜面上自由滚下，撞击静止于水平面上的小木块上进行实验。在下列几种情况中，能说明物体的动能与物体的质量有关的是( )
A.甲、乙 B.甲、丙 C.乙、丙 D.丙、丁
【答案】B
【解析】探究动能与质量的关系，需要保证高度一致，而球大小不同
8.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.只有在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.铅球在c点时仍具有动能
D.在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化
【答案】
B.【解析】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；
B、因为不计空气阻力，在b到d的过程中，铅球的机械能不变；故B错误；
C、铅球在c点时，在水平方向上有一定的速度，具有动能；故C正确；
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；
9.小红按照如图所示情景做了一个有趣的实验：她把一个悬挂起来的铁锁拉到自己的面前并接触鼻子，然后将铁锁由静止释放，保持头的位置不变，铁锁摆回时不会撞击她的鼻子。铁锁由接触鼻子的位置a开始，沿弧线abc向另一侧的最高点c运动的过程中，关于它的动能大小，下列说法中正确的是( )
A.铁锁在位置a有最大的动能 B.铁锁在位置b有最大的动能
C.铁锁在位置c有最大的动能 D.铁锁在a、b、c三处的动能相同
【答案】B
【解析】(1)从a→b的过程中，铁锁的质量不变，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，在b点动能最大；(2)从b→c的过程中，铁锁的质量不变，高度增大，速度减小，重力势能增大，动能减小，在c点动能为0；(3)铁锁从a点由静止下落，速度为0，动能为0。
10.现在城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的( )
A.弹性势能 B.阻力 C.体积 D.重力势能
【答案】D.
【解析】由题意可知，高空抛物现象只所以会造成危害，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大.因此高空抛物会造成很大的危害.
11.一名司机驾驶大货车在某路段由于超速行驶被警察拦住，警察对司机说：“先生，刚才你的车速为70km/h，超速了。”这名司机不满地说：“为什么小车的限速为80km/h，而大车的限速却为60km/h，不合理！”从以上对话可知，这名司机显然没有理解动能跟下列哪组物理量有关( )。
A.跟速度和时间有关 B.跟速度和路程有关 C.跟速度和质量有关 D.跟质量和时间有关
【答案】C
【解析】动能的大小和物体运动的速度以及质量两个量有关，运动的速度越快，质量越大，动能就越大。
12.小明将一个小球水平抛出，如图所示。从球离开手到最后落在地面的过程中，动能EK随时间t的变化关系(不计空气阻力)，最接近下图中的哪一个( )
【答案】B
【解析】水平抛出的小球，水平方向上的速度不变，但在竖直方向上的速度越来越大，所以动能越来越大。
二、填空题
13.2016年4月24日定为首个中国航天日,是为了纪念我国首枚人造卫星东方红一号发射成功,卫星加速升空的过程中重力势能 ,动能 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】变大变大
【解析】卫星质量不变,“升空”说明高度在增加,故重力势能变大;“加速”说明速度在变大,动能也就变大。
14.巴西世界杯足球赛正在火热地进行中。如图是某球员传球时足球的一段运动轨迹，其中A点的重力势能______(填“大于”、“小于”或“等于”)B点的重力势能。若不计空气阻力，足球在上升的过程中，动能转化为______能，当足球运动至最高点时，动能______(选填“为零”或“不为零”)。
【答案】小于；重力势；不为零
【解析】(1)由图可见A点的高度小于B点的高度，球的质量不变，因此A点重力势能小于B点的重力势能；
(2)若不计空气阻力，足球在上升过程中，高度增大，重力势能增大；速度减小，动能减小，因此由动能转化为重力势能，当足球运动至最高点时，速度不为零，所以动能不为零。
15.如图为撑杆跳的过程示意图，在这项运动中，根据能量以及能量转化的物理知识，可知：运动员助跑的目的是为了在起跳前获得较大的_________。撑杆起跳时，_________能转化为重力势能，越过横杆在最高点时重力势能最大，此时动能________(大于/等于/小于)0。
【答案】动能；动；等于
【解析】(1)助跑的目的是为了在起跳前获得较大的速度，从而具有较大的动能；
(2)撑杆起跳时，运动员的动能首先转化为撑杆的弹性势能，运动员的高度上升，撑杆的弹性势能转化为运动员的重力势能；
(3)越过横杆在最高点时重力势能最大，此时在竖直方向上速度为零，动能为零。
16.2016年4月17日,冰雹突袭江西赣州中心城区,鸡蛋大小的冰雹(如图所示)因其 比通常冰雹要大,因而速度相同时 也大,打在露天停放的汽车玻璃上,致使玻璃被砸破,报警声不断。
【答案】质量动能
【解析】动能的大小与质量和速度有关;鸡蛋大小的冰雹其质量很大,速度相同时具有的动能也就越大,能够做的功就越多,因而打在露天停放的汽车玻璃上,致使玻璃被砸破。
17.如K－6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)
K－6
【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。
三、实验探究题
18.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(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A,C两球,发现C球陷入沙深度更大,由此可得出结论:
(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”).
(1)
【答案】球陷入沙的深度
(2)【答案】当下落高度一定时,物体的质量越大,重力势能越大
度更大,由此可得出结论:当下落高度一定时,重力势能同物体的质量成正比.
(3)【答案】当物体的质量相同时,下落高度越高,物体的重力势能越大
【解析】(1)本实验中,球陷入沙的深度则反映了铅球的重力势能大小
(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
(3)比较A,C两球,两球质量相同,下落路径也相同,C球的下落高度大于A球的下落高度,发现C球陷入沙深度更大,由此可得出结论:当物体的质量相同时,物体的重力势能和下落的高度成正比.
(4)【答案】无关
【解析】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,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.
四、解答题
19.达·芬奇既是一位伟大的艺术家,同时也是一位伟大的发明家。如图是达·芬奇设计的一架投石机,试用学过的物理知识解释下列问题。
(1)投石机将巨石抛出后,巨石仍能继续向前飞行的原因是什么
(2)为什么速度相同的巨石,质量越大,击中目标后,对目标的伤害越大
(1)
【答案】由于惯性
(2)【答案】速度相同时,质量越大,动能越大
【解析】(1)巨石仍能继续向前飞行是由于巨石具有惯性,要保持原来的运动状态。
(2)动能和质量、速度有关,速度相同时,质量越大,动能越大,能够做的功就越多,所以对目标的伤害越大。
20.检测机构为了检测汽车的刹车性能，在同一场地做了如下实验：
(1)某车以不同车速行驶时，测得有关数据如图甲所示。其中反应距离是指司机发现情况，决定刹车到脚踩在刹车踏板上时，车通过的距离；刹车距离是指脚踩在刹车踏板上，使车减速，到车停时车通过的距离。如果司机以60千米/时的速度驾驶，从发现情况，决定刹车到车停止时，车通过的距离为 米。
(2)汽车的刹车方式有两种：
方式一：刹车时，车轮不能滚动，只能滑行，直至车停。
方式二：刹车时，车轮仍保持滚动，但滚动减慢，直至车停。
图乙反映的是以方式一和方式二刹车所产生的刹车距离的比较。从图中可知，在车速相同时，采用 (选填“刹车方式一”或“刹车方式二”)刹车方式刹车后，刹车距离较短。
(3)检测中，相同的A、B两车均以v1速度行驶，A车采取方式一刹车，B车采取方式二刹车，刹车时车与障碍物的距离相等(距离小于s1，如图乙所示)，则撞击时 (选填“A”或“B”)车对障碍物的破坏程度更大，理由是 (请结合图乙中曲线说明)。
【答案】(1)35(2)刹车方式二(3)B由图象可知，在撞击时B车的车速较大，因此其动能更大，破坏性更厉害
【解析】(1)由图可知，汽车的反应距离为15m，刹车距离是20m，因此汽车的停车距离s=15m+20m=35m；(2)由图象可知，在两车的车速相同的情况下，刹车方式二的刹车距离明显比第一种方式短；(3)因障碍物与车的距离小于s1，所以此时B车的速度较大，因此具有的动能较大，破坏性更强。
