2022-2023学年度沪粤版九年级物理上册 11.4认识动能和势能 同步练习
一、单选题
1．（2021九上·灌阳期末）为了更好的推进习总书记提出的“一带一路”发展战略，我国计划发射十八颗通信卫星，为沿线国家提供服务。如图所示，当卫星从近地点向远地点运动时，它的（ ）
A．重力势能减小 B．速度增大
C．机械能增大 D．动能转化为重力势能
2．（2022·菏泽）2022年4月16日神舟十三号飞船返回舱在东风着陆场平安落地，标志着我国空间站关键技术验证阶段的最后一次飞行任务结束。在返回舱减速下落的过程中（ ）
A．动能减少，重力势能不变 B．动能不变，重力势能减少
C．机械能不变 D．机械能减少
3．（2022八下·迁安期末）在2022年北京冬奥会上，中国的选手谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台比赛中获得冠军。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．她从 a 点运动到e 点的过程中，其惯性不变
B．她从b 点运动到c 点的过程中，其机械能不断减小
C．她从a 点向b 点运动的过程中，其重力势能全部转化为动能
D．她在 e 点的动能为零；假设没有一切摩擦阻力，则在e 点的动能就不会为零
4．（2022八下·秦皇岛期末）如图所示，运动员在射箭比赛时总是要把弓拉得很弯，其主要目的是（ ）
A．增大箭的弹性势能 B．增大弓的弹性
C．增大弓的弹性势能 D．使箭沿直线运动
5．（2022八下·靖西期末）2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场预定区域成功着陆。如图所示为返回舱打开主降落伞减速向地面降落的过程，则该过程中返回舱的机械能变化情况正确的是（ ）
A．动能增大，重力势能减小，机械能不变
B．动能减小，重力势能增大，机械能不变
C．动能减小，重力势能减小，机械能减小
D．动能增大，重力势能增大，机械能增大
6．（2022八下·南宁期末）如图所示为运动员在撑杆跳高的场景，下列说法正确的是（ ）
A．杆被压得越弯，产生的弹力越小
B．杆被压得越弯，杆弹性势能越大
C．杆的弹性势能跟被压弯程度无关
D．杆被压得越弯，运动员的弹性势能越大
7．（2022八下·蚌埠期末）下列关于能的说法正确的是（ ）
A．如图所示小球被压缩的弹簧弹起时，不计空气阻力小球的机械能守恒
B．物体具有的能越大对外做的功越多
C．树上静止的苹果它没有做功，它不具有机械能
D．小明在荡秋千时，在上升阶段动能转化为重力势能
8．（2022·六盘水）如图所示是小明端午小长假在游乐园乘坐过山车时的情景，过山车在粗糙轨道的顶端由静止滑下，途中经过A、B、C三点，其中A点与B点等高，C点在水平轨道上。在此过程中保证绝对安全，不计空气阻力，下列关于过山车分析正确的是（ ）
A．重力势能全部转化为动能 B．A点和B点的速度相等
C．在B点时受三个力作用 D．在C点时受平衡力作用
9．（2022八下·香洲期末）冰壶比赛中，运动员两只鞋的鞋底材质分别是塑料和橡胶，在其他条件相同的情况下，橡胶比塑料更防滑。如图所示，运动员用b脚蹬冰面起步后，只用a脚向前滑行，随后掷出冰壶，冰壶运动一段距离后静止，下列说法正确的是（ ）
A．掷出的冰壶向前滑行过程中，运动员对冰壶做了功
B．掷出的冰壶向前滑行过程中机械能不守恒
C．向前滑行过程a脚所受摩擦力的方向向前
D．b脚穿的鞋底材质应选择塑料
10．（2022八下·罗湖期末）如图所示是铅球运动员将手中铅球推出后，铅球在空中的运动轨迹。则铅球在空中飞行过程中，其速度v、重力势能Ep随时间t变化的曲线最接近的是（ ）
A． B．
C． D．
11．（2022八下·普宁期末）踢毽子是一项有益的体育活动．如图，毽子某次被踢出后，竖直上升经过某一位置时，毽子的动能和重力势能分别为EK1和EP1，下落经过同一位置时，毽子的动能和重力势能分别为EK2和EP2，则
A．EK2> EK1 B．EK2< EK1 C．EP2 >EP1 D．EP2 12．（2022八下·花都期末）小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的部分参数如图所示。下列的说法中正确的是（ ）
A．小球在M点时的速度比在N点大 B．小球在M点时的动能比在N点小
C．小球在N点时的重力势能为36J D．小球在运动过程中机械能守恒
13．（2022八下·天河期末）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 2400J 2000J
A． B． C． D．
14．（2022·梧州）2022年6月5日，中国载人航天飞船神舟十四号发射成功。如图所示，飞船在空中加速上升时的能量转化情况是（ ）
A．飞船的动能转化为重力势能，动能减小
B．飞船的重力势能转化为动能，重力势能减小
C．燃料燃烧产生的内能转化为飞船的机械能
D．没有发生能量的转化，飞船的机械能不变
15．（2022·玉林）如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（ ）
A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小
C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小
16．（2022八下·新都期末）如图所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜面a点自由滚下，分别经过图中b，c，d各位置，关于小球的动能、重力势能、机械能描述正确的是（ ）
A．小球的重力势能一直在减小
B．在d点的重力势能小于在c点的重力势能
C．从b点运动到c点的过程中，动能转化为重力势能
D．从a到b小球速度越来越大，机械能越来越大
17．（2022八下·邹城期末）《刑法修正案（十一）》自2021年3月1日正式施行，高空抛物罪施行首日，江苏溧阳市人民法院审理一起高空抛物案件，被告人徐某某犯高空抛物罪被判处有期徒刑6个月，并处罚金2000元，这是全国首例高空抛物罪案。被抛下的物体在下落过程中逐渐增大的物理量是（ ）
A．重力势能 B．动能 C．重力 D．密度
18．（2022八下·新都期末）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，开始时通过小球压缩弹簧到A位置（已知AO=OB），释放小球，小球开始往复运动，研究小球的受力、运动及能量情况，下列说法正确的是（ ）
A．小球在O点运动速度最大，弹性势能最小
B．小球运动到O点时弹力消失，将保持平衡状态，停止运动
C．小球运动的最大速度在OB之间某个点C，小球的动能最大
D．小球在运动过程中所受弹力的方向保持不变
19．（2022八下·镇江期末）如图所示，在粗糙的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属滑块，O点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时用力推滑块压缩弹簧到A位置，释放滑块，B是滑块滑到的最右端，AO>OB，滑块从A位置滑到B位置过程中（此题中滑块到达某一位置是指滑块中心到达该位置上方）：
①速度最快的位置在AO之间
②弹簧对物体弹力最大的位置在A点
③物体在O点的左侧和右侧运动，弹簧对物体的弹力方向相反
④物体最终可能停在O点的右侧
以上说法中正确的有 （ ）
A．1 个 B．2 个 C．3 个 D．4 个
20．（2022·许昌模拟）2021年10月16日，神舟十三号载人飞船发射成功。天文学上规定，卫星离地球最近的点叫做近地点，离地球最远的点叫做远地点，如图所示，神舟十三号飞船在近地点200公里，远地点356公里的椭圆轨道运行，已知飞船在运行过程中机械能保持不变，那么（ ）
A．神舟十三号飞船在远地点的势能最大，动能为零
B．神舟十三号飞船在近地点的动能最大、势能最大
C．神舟十三号飞船从近地点向远地点运动过程中，势能增大、动能减小
D．神舟十三号飞船从近地点向远地点运动过程中，动能增大、势能减小
二、填空题
21．（2022八下·秦皇岛期末）“歼20”是我国自主研制的新一代隐身重型歼击机，具有卓越的机动性能，当它在空中加速向下俯冲时，动能 ，重力势能 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）；如图所示，当松手时，小球被弹簧弹起，弹簧的 能转化为小球的 能。
22．（2022八下·承德期末）图中，在滚摆实验时，当滚轮向下滚动时，滚轮的 能转化为 能，机械能 （填“变小”、“变大”或“不变”）。（不考虑空气的阻力和摩擦）
23．（2022八下·南宁期末）如图所示，一辆洒水车正在给平直的路面进行冲洗，冲洗路面的过程中洒水车始终做匀速直线运动，则冲洗路面的过程中洒水车动能 ，机械能 。（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）
24．（2022八下·永年期末）如图所示．当松开小车上拧紧的橡皮筋时，橡皮筋的 （动能／重力势能／弹性势能）转化为小风扇的 （动能／重力势能／弹性势能）；小风扇转动向右吹风，使小车向左运动，这是因为 。
25．（2022八下·香洲期末）如图所示，橡皮筋两头分别固定在罐子两端，中间系一个钩码，就制成了一个“魔罐”.将魔罐在水平地面上滚出，橡皮筋的弹性势能 （填“变大”“不变”或“变小”）；魔罐能自动滚回来，滚回的过程中 能转化为 能。
26．（2022八下·河源期末）如图，两个质量不相等的实心铁球甲和乙（m甲>m乙）相距s，在无限长的光滑水平面上以相同的速度向右运动（空气阻力不计）。则 （选填“甲”或“乙”）球的动能大， （选填“甲”或“乙”）球的惯性大，随着时间的延长，甲球 （选填“可能”或“不可能”）撞上乙球。
27．（2022八下·新都期末）2022年冬奥会上我国运动健儿谷爱凌勇夺冠军，如图所示是她第三跳的轨迹图，其中D为落地点，A、B、C三点中，B为最高点，C为最低点。不计空气阻力，A、B、C三点中动能最大的是 点。若在B点时她受到的力全部消失，则她将保持 （选填“静止”或“匀速直线运动”）。
28．（2022八下·滦南期末）小羽同学做单摆实验，如图所示。摆球由最高点向最低点摆动时，机械能转化的情况是 ，同时小羽发现在摆动的过程中，摆的高度会逐渐变低，因为机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。当摆球摆到最低点时，如果细绳断开且所有力消失，则小球将 （填写小球的运动状态）。
三、实验探究题
29．（2022八下·拜泉期末）如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。
（1）本实验中，小球动能大小是通过来 反映的。
（2）甲乙两次实验是研究动能与 的关系，采用的实验方法是 ，可探究出的结论是 。这个结论可用于解释汽车 （选填“超速”或“超载”）带来的危害。
（3）甲实验中若木块的重力为1N，水平移动的距离是30cm，则重力对木块做功 J。
（4）如果水平面光滑，则 （选填“能”或“不能”）完成本实验。
30．（2022八下·花都期末）如图所示，质量相同的甲、乙两个小球在梯形顶端的同一高度由静止开始沿两个光滑的斜面滑下，忽略空气阻力。甲球先后经过A点和B点；乙球先后经过C点和D点。A点和D点离地高度相同。
（1）甲球从梯形顶端滑到B点的过程中，是 能转化为 能；
（2）甲球在B点的机械能 （选填“＞”、“＝”或“＜”）乙球在C点的机械能；你判断的依据是 ；
（3）甲球在A点的速度 （选填“＞”、“＝”或“＜”）乙球在D点的速度。
31．（2022八下·瑶海期末）如图是小明“探究重力势能大小跟哪些因素有关”的实验，图中物体质量的关系：mA＝mB＜mC，物体被举的高度关系hA＝hC＜hB，木桩开始时高度相同。
（1）分析图中 两次实验可以得到的实验结论是：质量相同时，物体被举的越高，重力势能越大；
（2）分析图中甲、丙两次实验可以得到的实验结论是： ；
（3）图中B、C两个物体的重力势能大小EB EC（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
32．（2022八下·连城期末）在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，用三个体积相同而质量不同的实心小球做实验。实验时分别将小球由某个高度自由落下，然后观察在松软的花泥上砸出的痕迹，从而判断重力势能的大小，实验过程及现象如图所示（括号内小写字母为实验序号，已知m钢>m玻璃>m木）。
（1）实验通过观察 ，判断重力势能的大小；
（2）实验序号 三次实验现象是在研究重力势能与质量是否有关，可以得出初步结论：物体高度相同时， ；
（3）实验（a）、（d）、（e）中控制的变量是 ，可归纳得出初步结论： 。
33．（2022·武威）如图所示，摆线的长度L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向之间的夹角θ1＜θ2。
（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 无关；
（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较 反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
（3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与 有关（选填“速度”、“高度”或“质量”）；
（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做 直线运动（选填“减速”、“匀速”或”“加速”）；
（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能 （选填“相等”或“不相等”），该方案 （选填“正确”或“错误”）。
四、计算题
34．（2021八下·潜山期末）已知物体动能的表达式为 ，重力势能的表达式为 ，如图所示，高为h＝0.8m的光滑斜面AB与均匀粗糙的水平面相连，将质量为m＝200g的物体在A点由静止开始下滑，经过B点进入水平面，最后静止在水平面的C点。已知物体在水平面上滑行时所受摩擦力为其重力的0.2倍，物体在水平面上滑行时克服摩擦力所做的功等于其动能的减小值，请计算：
（1）物体在A点时具有的重力势能是多少？
（2）物体到达B点时的速度是多少？
（3）物体在水平面上滑行时受到的摩擦力是多少？
（4）物体在水平面上滑行的距离是多少？
35．（2020·安庆模拟）已知物体动能的表达式为 ， 重力势能表达式为 。如图所示，小明从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5m后回落，最后到达地面，不计空气阻力。求：
（1）小球抛出时的出手速度v0；
（2）小球落地时的速度v。
36．（2019·广州）运动员从高空竖直向下跳伞，人(包括装各)的质量为80kg，只考虑人受到的重力和空气阻力，下落时的速度----时间图线如图所示
（1）人在前50s内下落了2100m，求这段时间内人的平均速度，
（2）人在前30s内下落了1500m，求这段时间内人所受重力做的功和功率(g=10N/kg)
（3）从第10到第30s这个过程中，人的动能、重力势能、机械能是如何变化的
（4）人在第30s时所受空气阻力 第50时所受空气阻力(选填“大于”、“等于”、“小于”).
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒条件
【解析】【解答】ABD．当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，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，D符合题意，AB不符合题意；
C．在太空中卫星运动时不受阻力的作用，所以此过程中机械能守恒，C不符合题意。
故答案为：D。
【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。注意分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量。
2．【答案】D
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；机械能及其转化
【解析】【解答】在返回舱减速下落的过程中，质量不变，速度变小，故动能变小；因高度变小，故重力势能变小；动能和势能统称为机械能，故机械能变小。ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】质量一定时，减速下落的物体，动能和重力势能都减小。
3．【答案】C
【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．惯性的大小只与质量有关，她从a点运动到e点的过程中，其质量不变，则惯性不变，A正确，不符合题意；
B．她从b点运动到c点过程中，由于受到雪地的摩擦力和空气阻力，会消耗一部分机械能转化为内能，所以她的机械能减小，B正确，不符合题意；
C．她从a点向b点运动的过程中，其质量不变、速度增大、高度减小，其重力势能大部分转化为动能，由于受到雪地的摩擦力影响，还会有一部分机械能转化为内能，C错误，符合题意；
D．e点为停止点，速度为0，则动能为0；假设没有一切摩擦阻力，则机械能守恒，即a点的机械能和e点的机械能相等，从a点到e点的过程中，高度降低，重力势能减小，则动能会增加，因此e点的动能不会为0，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】惯性是物体的属性，只和质量有关；质量一定时，速度变大，动能变大，高度减小，重力势能减小。
4．【答案】C
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】ABC．因为弹性形变程度越大，弹性势能就越大，运动员在射箭比赛时总是要把弓拉得很弯，就是让弓的弹性形变程度越大，使弓获得更大的弹性势能（不能说增大弓的弹性）。箭没有发生弹性形变，故不存在增大箭的弹性势能，AB不符合题意，C符合题意；
D．由于重力的作用箭也不会一直沿直线运动，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体发生的弹性形变程度越大， 弹性势能越大。
5．【答案】C
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】返回舱减速下降到地面的过程，返回舱的质量不变，速度减小，返回舱的动能减小，返回舱相对地面的高度减小，返回舱的重力势能减小，所以返回舱的机械能减小，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体减速下落时，物体的动能和重力势能减小。
6．【答案】B
【知识点】势能大小的比较；弹力
【解析】【解答】运动员在撑杆跳高时，杆被压的越弯，证明形变量越大，故此时杆的弹性势能越大，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体发生弹性形变程度越大， 弹力越大， 弹性势能越大。
7．【答案】D
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．小球被压缩的弹簧弹起时，不计空气阻力，弹簧对小球做功，弹簧的弹性势能转化为小球的机械能，所以小球的机械能不守恒，A不符合题意；
B．物体能量越大，它可能没做功，例如，静止在高处的石块可以做功，但还未做功，B不符合题意；
C．树上静止的苹果它没有做功，由于苹果具有一定的质量和高度，所以苹果具有重力势能，具有机械能，C不符合题意；
D．小明在荡秋千时，在上升阶段，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，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】弹簧对小球做功，小球的机械能不守恒；物体能量越大，它可能没做功；具有一定的质量和高度，具有重力势能，具有机械能；质量不变，速度变小，动能变小，高度变大，重力势能变大，动能转化为重力势能。
8．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；力的三要素及力的示意图
【解析】【解答】A．轨道粗糙，过山车在滑下的过程中摩擦生热，重力势能转化为动能和内能，A不符合题意；
B．因为轨道粗糙，克服摩擦不断消耗机械能，因此机械能不守恒，B点机械能小于A点，A、B高度相同，重力势能相等，因此B点动能低于A点，所以B点速度低于A点速度，B不符合题意；
C．过山车在B点时受到自身重力、轨道支持力和摩擦力，C符合题意；
D．当物体处于静止状态或匀速直线运动时，物体受力平衡，题干未说明C点的状态，因此不能确定C点是否受平衡力，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体运动时克服阻力做功，消耗的机械能；斜面上的物体受到重力、支持力和摩擦力的作用。
9．【答案】B
【知识点】机械能守恒条件；摩擦力的方向；是否做功的判断
【解析】【解答】A．掷出的冰壶向前滑行过程中，运动员对冰壶没有作用力，则运动员对冰壶没做功，A不符合题意；
B．掷出的冰壶向前滑行过程中，与冰面摩擦，机械能转化为内能，则机械能不守恒，B符合题意；
C．向前滑行过程a脚所受摩擦力的方向与运动方向相反，则摩擦力向后，C不符合题意；
D．b脚向后蹬起步，则b脚材质应更粗糙，则b脚应用橡胶，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体由于惯性移动距离，没有力对物体做功；运动的物体克服摩擦力，机械能减小；物体受到的摩擦力方向和物体相对运动方向相反。
10．【答案】D
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】铅球在空中向上运动时，由于重力的作用，铅球的速度减小；铅球的质量不变，开始时有一定的高度，具有一定的重力势能；向上运动时，高度变大，重力势能变大；向下运动的过程中，速度变大，高度变小，重力势能变小，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】质量一定时，速度越大，动能越大， 高度越大，重力势能越大。
11．【答案】B
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】毽子的重力势能与质量和高度有关，上升和下落经过同一位置时，高度不变，重力势能不变，故EP2 =EP1；上升过程中，受竖直向下的重力G、竖直向下的空气阻力f作用，毽子下落过程中受竖直向下的重力G、竖直向上的空气阻力f′作用，克服空气阻力做功机械能减少，部分机械能转化为内能，经过同一位置下落时，机械能的总量减少，故动能减少， EK2< EK1，B符合题意．
故答案为：B
【分析】质量一定时，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大。
12．【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】由图可知，小球在M点时的机械能为
小球在M点时的动能为EK=EM-EP=320J-240J=80J
小球在N点的机械能为
小球在N点重力势能势能为EP′=500J×60%=300J
小球在N点时的动能为200J，因此小球在M点时的动能比在N点小，故小球在M点时的速度比在N点小；小球在M点时的重力势能小于小球在N点时的重力势能；因为小球在M点的机械能和小球在N点的机械能不相等，所以机械能不守恒。ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据图示参数关系，求出机械能、动能及重力势能大小。
13．【答案】C
【知识点】势能大小的比较
【解析】【解答】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，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】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。
14．【答案】C
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】AB．载人飞船加速上升时，质量不变、速度增大、高度增大，所以动能和重力势能均增大，AB不符合题意；
CD．载人飞船加速上升时，因为动能和重力势能均增大，所以机械能增大，是由燃料燃烧产生的内能转化而来的，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】加速上升的物体，动能和重力势能都变大，机械能变大。
15．【答案】C
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中，质量不变，速度和高度都变大，所以其动能和重力势能都增大，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体加速上升时，动能和重力势能都变大。
16．【答案】C
【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a到b的过程中，高度变小，重力势能减小，从b到c或d的过程，高度增大，重力势能增加，所以不同的过程重力势能的变化不同，A不符合题意；
B．c、d两点在同一高度，所以小球在这两点的重力势能相等，B不符合题意；
C．小球从b点到c点的过程中，动能减小，重力势能增大，是动能转化为重力势能，C符合题意；
D．在伽利略理想实验中，机械能是守恒的，所以从a点到b点，小球的机械能不变，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】质量一定时，重力势能随高度的变化而变化，动能随速度的变化而变化；在伽利略理想实验中，机械能是守恒的。
17．【答案】B
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】下落过程中密度、质量、重力均不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】质量一定时，速度越大，动能越大。
18．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化；弹力；牛顿第一定律
【解析】【解答】A．小球从A运动到O的过程中，弹簧恢复原状，将弹性势能转化为动能，此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大；小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉开，球的动能转化为弹簧的弹性势能，此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小；故在O点时运动速度最大，弹性势能为零，A符合题意；
B．小球运动到O点时弹力消失，将保持原来的运动状态继续向右运动，B不符合题意；
C．小球运动的最大速度在O点，此时小球的动能最大，C不符合题意；
D．小球在运动过程中所受弹力的方向先向右后向左，是变化的，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】速度最大时，动能最大，弹性势能最小；弹力消失，将保持原来的运动状态继续向右运动；弹力方向随弹簧的形变方向而变化。
19．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；弹力
【解析】【解答】①③金属滑块从A运动到O的过程中，因弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力，开始时，弹力大于摩擦力，则滑块做加速运动；当弹力等于摩擦力时，速度最大；继续运动到O的过程中，弹力小于摩擦力，滑块做减速运动；滑块从O运动到B的过程中，因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力，则滑块的速度不断减小；所以速度最大点在AO之间，故①③正确；
②O点是弹簧保持原长时滑块的位置，已知AO>OB，故弹簧在A点的形变量最大，故弹簧对物体弹力最大的位置在A点，故②正确；
④金属滑块运动到B点，速度为零，停止运动，但是由于弹簧要恢复原来的形状，受到水平向左的弹力作用，所以金属滑块可能不会保持静止，有可能向左运动，直到在水平方向上受到的弹力和摩擦力相等，故物体最终可能停在O点的右侧，故④正确。
故答案为：D。
【分析】当物体首都非平衡力时，运动状态会改变；弹力的方向和物体的形变方向相反。
20．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒条件
【解析】【解答】飞船在远地点时高度最大，其势能也最大，同时在远地点，飞船速度最小，但不为零，故动能最小，不为零；从近地点向远地点运动过程中，高度变大，势能变大，由于飞船的机械能守恒，所以动能变小；远从地点向近地点运动过程中，高度变小，势能变小，势能转化为动能，动能变大。ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【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。注意分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量。
21．【答案】变大；变小；弹性势；机械
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】当飞机在空中加速向下俯冲时，飞机的速度增大，则其动能增大；在向下俯冲的过程中，飞机高度不断减小，则其重力势能也不断减小。
由图可知，当松手时，弹簧由紧绷状态变成放松状态，其弹性势能减小；此时弹簧上的小球由静止变成运动状态，速度增大，则其动能增大，故小球被弹簧弹起，弹簧的弹性势能转化成小球的机械能（动能和重力势能）。
【分析】加速下落的物体，动能变大，重力势能减小；弹簧的形变程度越小，弹性势能变小。
22．【答案】重力势；动；不变
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】不考虑空气的阻力和摩擦时，滚摆从最高处向下运动的过程中，其机械能不变；滚摆的质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，减小的重力势能转化为动能。
【分析】质量一定的物体下落时，重力势能转化为动能。
23．【答案】变小；变小
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】在匀速洒水过程，洒水车的质量变小，速度不变，高度不变，所以动能变小，重力势能变小；机械能是动能个势能的总和，所以机械能变小。
【分析】水平面上匀速直线运动的物体，质量减小，动能和重力势能都减小。
24．【答案】弹性势能；动能；力的作用是相互的
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；力作用的相互性
【解析】【解答】拧紧的橡皮筋发生了弹性形变，具有弹性势能。橡皮筋在松开的过程中带动 小风扇转动，将橡皮筋的弹性势能转化为小风扇的动能。小风扇转动给空气一个向右的力，由于力的作用是相互的，同时空气给小风扇一个向左的力推动小车向左运动。
【分析】物体发生弹性形变，产生弹性势能；弹力使物体运动，是弹性势能转化为动能；物体间力的作用是相互的。
25．【答案】变大；弹性势；动
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】罐子开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，橡皮筋发生形变，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，橡皮筋的弹性势能变大。
罐子滚回来橡皮筋弹性势能变小，罐子动能变大，弹性势能转化为动能。
【分析】物体发生弹性形变程度越大，弹性势能越大；弹力使物体运动时，弹性势能转化为动能。
26．【答案】甲；甲；不可能
【知识点】动能大小的比较；牛顿第一定律；惯性及其现象
【解析】【解答】动能的大小与物体的质量和速度有关。由题意可知，甲乙两球的速度相同，甲的质量大，所以甲的动能大。
惯性的大小只与物体的质量有关；甲的质量大，所以甲球的惯性大。
由于物体在光滑的水平面是以相同的速度运动，根据牛顿第一定律知，两球将一直保持匀速直线运动，因此，甲乙之间的距离不会改变，两球不可能相撞。
【分析】速度相同，质量大的物体动能大；惯性的大小只与物体的质量有关；根据牛顿第一定律知，运动的物体在不受力时，会保持匀速直线运动。
27．【答案】C；匀速直线运动
【知识点】动能大小的比较；牛顿第一定律
【解析】【解答】不计空气阻力，谷爱凌运动过程中的机械能守恒，A到B的过程中，谷爱凌的速度减小，动能减小；位置升高，重力势能变大，动能转化成重力势能；由于C为最低点重力势能最小，因此C点动能最大。
若在B点时她受到的力全部消失，由于她水平方向上速度不为零，则她将保持匀速直线运动。
【分析】不计空气阻力，谷爱凌运动过程中的机械能守恒，最低点时，重力势能最小，动能最大；运动的物体在不受力时，会保持匀速直线运动状态。
28．【答案】重力势能转化为动能；减小；匀速直线运动
【知识点】势能大小的比较；动能和势能的大小变化
【解析】【解答】摆球由最高点向最低点摆动时，高度变小，故重力势能变小，速度变大，故动能变大，故重力势能转化为动能。
小羽发现在摆动的过程中，摆的高度会逐渐变低，因为需要克服阻力做功，故机械能减小。
摆球摆到最低点时，摆球具有水平方向的速度，如果细绳断开且所有力消失，小球将由于惯性继续向前运动，一直做匀速直线运动。
【分析】物体的高度下落，速度变大，重力势能转化为动能；运动物体克服摩擦消耗机械能，运动的物体不受力，做匀速直线运动。
29．【答案】（1）木块移动的距离
（2）速度；控制变量法；当质量相同时，物体的速度越大，其动能越大；超速
（3）0
（4）不能
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）观察木块被撞击后移动的距离来判断小球动能的大小，用到了转换法。
（2）分析比较甲和乙两组实验可得，物体的质量相同，而下滑的高度不同，甲图中下滑的高度大，运动到水平面时速度大，推动木块滑行的距离大，故物体质量相同时，速度越大，动能越大，使用了控制变量法。
质量相同时，速度越大，动能越大，可以解释超速。
（3）重力的方向竖直向下，木块在重力的方向上没有移动距离，重力不做功，故则重力对木块做功0J。
（4）若水平面是光滑的，木块被撞击后会做匀速直线运动，无法比较运动的距离，故不能。
【分析】（1）探究物体的动能时，通过木块移动的距离反应动能的大小；
（2）当物体下落的高度不同，速度不同，可以探究动能和物体速度的关系；实验中利用了控制变量法；当质量相同时，速度越大动能越大；
（3）物体受力但在力的方向上没有移动距离，力没有做功；
（4）探究动能的影响因素时，若水平面光滑，物体做匀速直线运动，不能比较动能大小。
30．【答案】（1）重力势；动
（2）＝；两球不受摩擦力，忽略空气阻力，机械能守恒
（3）＝
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒条件
【解析】【解答】（1）甲球从梯形顶端滑到B点的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能。
（2）斜面是光滑的，不计空气阻力，小球在滑下的过程中机械能是守恒的，开始滑下时，甲球和乙球的高度相同，速度相同，动能和重力势能相同，机械能相同；所以甲球在B点的机械能等于乙球在C点的机械能。
（3） A点和D点的高度相同，小球的质量相同，重力势能相同，由于机械能守恒，两小球的机械能始终相等，所以甲球在A点的动能等于乙球在D点的动能，所以甲球在A点的速度等于乙球在D点的速度。
【分析】（1）质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能；
（2）高度相同，速度相同，动能和重力势能相同，机械能相同；
（3）高度相同，小球的质量相同，重力势能相同，由于机械能守恒，两小球的机械能始终相等，动能相等。
31．【答案】（1）甲、乙
（2）高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大
（3）＝
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】（1）由题可知，若想得到质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大的实验结论，根据控制变量法，则应控制物体的质量相同，改变物体的高度，故选择图中甲、乙两次实验。
（2）通过小明设计的实验可以知道，他是通过比较钉子进入沙堆的深浅来比较重力势能的大小的。钉子进入沙堆越深，说明物体做的功越多，即它原来具有的重力势能越大，比较图中甲、丙两次实验可知，物体A、C所处的高度相同，但是物体的质量不同，质量大的使钉子进入沙堆越深，即重力势能越大，所以分析图中甲、丙两次实验可以得到的实验结论是：高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大。
（3）由图中乙、丙可知，这两次实验使钉子进入沙堆的深度相同，所以它们的重力势能相等，即EB=EC。
【分析】（1）根据控制变量法，则应控制物体的质量相同，改变物体的高度；
（2）高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；
（3）两次实验使钉子进入沙堆的深度相同，它们的重力势能相等。
32．【答案】（1）花泥凹陷深度
（2）（a）、（b）、（c）；质量越大，重力势能就越大
（3）小球的质量；物体质量相等，高度越大，具有的重力势能就越大
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】（1）根据题意可知，实验利用转换法，将难以测量的重力势能转换为易观察的花泥凹陷深度。花泥凹陷越深，说明落下的小球对对花泥做的功越多，则小球具有的重力势能越大。因此实验中是通过花泥凹陷深度来判断重力势能大小。
（2）在探究重力势能与质量是否有关的实验中，质量是探究因素，因此应该改变物体的质量；物体的高度是不被探究的因素，应该保持一致。在图示的五次实验中，物体处于相同的高度的是（a）、（b）、（c）三次实验，它们的质量不同（m钢>m玻璃>m木），符合探究重力势能与质量的关系实验，因此（a）、（b）、（c）三次实验现象是在研究重力势能与质量是否有关。
由图示观察（a）、（b）、（c）三次实验现象可知，物体从相同高度落下时，实验（a）中钢球对应的花泥凹陷的深度最大，其次是实验（b）玻璃球对应的花泥，实验（c）木质球对应的花泥凹陷的深度最小，说明钢球的重力势能最大，其次是玻璃球，木质球的重力势能最小，而它们的质量关系为m钢>m玻璃>m木，因此可以得出，物体高度相同时，质量越大，重力势能就越大。
（3）观察图示，实验（a）、（d）、（e）三次实验中使用相同的钢球，分别从不同的高度落下，因此物体的质量相同，所以质量是不被探究的因素，即为实验中的控制变量。
观察图示，实验（a）、（d）、（e）三次实验中使用相同的钢球，分别从不同的高度落下，所以这三次实验探究的是物体的重力势能与物体高度的关系。实验（a）中钢球所处的高度最高，其次是实验（d），实验（e）钢球所处的高度最低，实验结果为：实验（a）中花泥凹陷的深度最大，其次是是实验（d），实验（e）中花泥凹陷深度最小，可以得出结论：物体质量相等，高度越大，具有的重力势能就越大。
【分析】（1）探究重力势能的影响因素时，通过花泥的凹陷程度反应重力势能；
（2）探究重力势能和质量的关系，改变质量，保持高度相同；
（3）当物体的质量相等时，高度不同，可以探究重力势能和高度的关系。
33．【答案】（1）质量
（2）木块移动的距离；转换法
（3）速度
（4）匀速
（5）相同；错误
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）图甲、乙中，小球A、B的质量不同，但从相同的高度同时由静止释放，它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，说明两个小球在任一时刻速度相同，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的质量无关。
（2）小球与木块碰撞，小球动能越大，对木块做的功越多，木块移动的距离越大，所以通过比较木块移动的距离可以比较小球撞击木块C前的动能大小；通过木块移动的距离比较小球动能的大小，这种研究方法叫转换法。
（3）因为θ1＜θ2，所以图丙中小球比图乙中小球释放时的高度更高，小球摆动到竖直位置时的速度更大，把木块撞得更远，说明小球的动能大小与速度有关。
（4）若水平面绝对光滑，木块在水平方向不受外力作用，根据牛顿第一定律可知，木块C被撞击后，它将做匀速直线运动。
（5）将同一根弹簧压缩相同的程度，弹簧具有相同的弹性势能，弹出小球，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，那么不同质量的小球获得的动能也相等；因为动能大小与质量和速度有关，不同质量的小球的动能相同，小球的速度也不同，这里有两个变量，所以该方案是错误的。
【分析】（1）不同物体从相同高度下落时，到达水平面时的速度相同，说明物体下落的速度和质量无关；
（2）通过运动的物体推动木块的距离可以反应动能的大小；利用了的方法是转换法；
（3）当质量相同时，速度变大，动能越大；
（4）运动的物体若不受力的作用，做匀速直线运动；
（5）弹簧的形变程度相同时，具有的弹性势能相等，转化的动能是相同的。
34．【答案】（1）解：物体在A点时具有的重力势能为
答：物体在A点时具有的重力势能是1.6J
（2）解：由于机械能守恒，所以
即
可得物体到达B点时的速度
答：物体到达B点时的速度是4m/s；
（3）解：根据
由题意知：
答：物体在水平面上滑行时受到的摩擦力是0.4N；
（4）解：根据题意
即
解得
答：物体在水平面上滑行的距离是4m。
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；
（2）物体的重力势能转化为动能，结合动能的表达式求解物体的速度；
（3）结合物体受到的阻力与重力的关系求解阻力；
（4）最终，物体的动能全部转化为内能，结合摩擦力大小求解物体移动的距离。
35．【答案】（1）解：小球到达最高点时，动能完全转化为重力势能，则
即
解得v0=10m/s
答：小球抛出时的出手速度v0为10m/s。
（2）解：小球落地时，重力势能转化为动能，则
即
解得
答：小球落地时的速度v为 。
【知识点】动能和势能的大小变化；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）小球运动到最高点，动能全部转化为重力势能，列方程求解出手速度即可；
（2）同理，小球下落，重力势能转化为动能，列方程求解末速度即可。
36．【答案】（1） 这段时间内的平均速度为：；
（2）人的重力为：G=mg=80kg×10N/kg=800N；
前30s内重力做的功：W=Gh=800N×1500m=1.2×106J；
前30s内的功率为：；
（3） 从第10s~30s内，人的速度保持不变，那么动能不变；人的高度不断减小，那么重力势能减小；而机械能=动能+重力势能，所以机械能是减小的；
（4）等于
【知识点】功率的计算；动能和势能的大小变化；速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】（1）这段时间内的平均速度为：；
（2）人的重力为：G=mg=80kg×10N/kg=800N；
前30s内重力做的功：W=Gh=800N×1500m=1.2×106J；
前30s内的功率为：；
（3）从第10s~30s内，人的速度保持不变，那么动能不变；人的高度不断减小，那么重力势能减小；而机械能=动能+重力势能，所以机械能是减小的；
（4）人在第30s和第50s时都做匀速直线运动，那么它们受到的空气阻力都等于人的重力，那么二者相等。
【分析】（1）已知路程和时间根据公式计算平均速度；
（2）首先根据G=mg计算出人受到的重力，然后根据W=Gh计算出做的功，最后根据计算出功率；
（3）根据图像判断10~30s内人的速度变化和高度变化，进而判断能量的变化；
（4）根据二力平衡的条件判断人所受空气阻力的大小关系。
1 / 12022-2023学年度沪粤版九年级物理上册 11.4认识动能和势能 同步练习
一、单选题
1．（2021九上·灌阳期末）为了更好的推进习总书记提出的“一带一路”发展战略，我国计划发射十八颗通信卫星，为沿线国家提供服务。如图所示，当卫星从近地点向远地点运动时，它的（ ）
A．重力势能减小 B．速度增大
C．机械能增大 D．动能转化为重力势能
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒条件
【解析】【解答】ABD．当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，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，D符合题意，AB不符合题意；
C．在太空中卫星运动时不受阻力的作用，所以此过程中机械能守恒，C不符合题意。
故答案为：D。
【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。注意分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量。
2．（2022·菏泽）2022年4月16日神舟十三号飞船返回舱在东风着陆场平安落地，标志着我国空间站关键技术验证阶段的最后一次飞行任务结束。在返回舱减速下落的过程中（ ）
A．动能减少，重力势能不变 B．动能不变，重力势能减少
C．机械能不变 D．机械能减少
【答案】D
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；机械能及其转化
【解析】【解答】在返回舱减速下落的过程中，质量不变，速度变小，故动能变小；因高度变小，故重力势能变小；动能和势能统称为机械能，故机械能变小。ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】质量一定时，减速下落的物体，动能和重力势能都减小。
3．（2022八下·迁安期末）在2022年北京冬奥会上，中国的选手谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台比赛中获得冠军。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．她从 a 点运动到e 点的过程中，其惯性不变
B．她从b 点运动到c 点的过程中，其机械能不断减小
C．她从a 点向b 点运动的过程中，其重力势能全部转化为动能
D．她在 e 点的动能为零；假设没有一切摩擦阻力，则在e 点的动能就不会为零
【答案】C
【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．惯性的大小只与质量有关，她从a点运动到e点的过程中，其质量不变，则惯性不变，A正确，不符合题意；
B．她从b点运动到c点过程中，由于受到雪地的摩擦力和空气阻力，会消耗一部分机械能转化为内能，所以她的机械能减小，B正确，不符合题意；
C．她从a点向b点运动的过程中，其质量不变、速度增大、高度减小，其重力势能大部分转化为动能，由于受到雪地的摩擦力影响，还会有一部分机械能转化为内能，C错误，符合题意；
D．e点为停止点，速度为0，则动能为0；假设没有一切摩擦阻力，则机械能守恒，即a点的机械能和e点的机械能相等，从a点到e点的过程中，高度降低，重力势能减小，则动能会增加，因此e点的动能不会为0，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】惯性是物体的属性，只和质量有关；质量一定时，速度变大，动能变大，高度减小，重力势能减小。
4．（2022八下·秦皇岛期末）如图所示，运动员在射箭比赛时总是要把弓拉得很弯，其主要目的是（ ）
A．增大箭的弹性势能 B．增大弓的弹性
C．增大弓的弹性势能 D．使箭沿直线运动
【答案】C
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】ABC．因为弹性形变程度越大，弹性势能就越大，运动员在射箭比赛时总是要把弓拉得很弯，就是让弓的弹性形变程度越大，使弓获得更大的弹性势能（不能说增大弓的弹性）。箭没有发生弹性形变，故不存在增大箭的弹性势能，AB不符合题意，C符合题意；
D．由于重力的作用箭也不会一直沿直线运动，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体发生的弹性形变程度越大， 弹性势能越大。
5．（2022八下·靖西期末）2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场预定区域成功着陆。如图所示为返回舱打开主降落伞减速向地面降落的过程，则该过程中返回舱的机械能变化情况正确的是（ ）
A．动能增大，重力势能减小，机械能不变
B．动能减小，重力势能增大，机械能不变
C．动能减小，重力势能减小，机械能减小
D．动能增大，重力势能增大，机械能增大
【答案】C
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】返回舱减速下降到地面的过程，返回舱的质量不变，速度减小，返回舱的动能减小，返回舱相对地面的高度减小，返回舱的重力势能减小，所以返回舱的机械能减小，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体减速下落时，物体的动能和重力势能减小。
6．（2022八下·南宁期末）如图所示为运动员在撑杆跳高的场景，下列说法正确的是（ ）
A．杆被压得越弯，产生的弹力越小
B．杆被压得越弯，杆弹性势能越大
C．杆的弹性势能跟被压弯程度无关
D．杆被压得越弯，运动员的弹性势能越大
【答案】B
【知识点】势能大小的比较；弹力
【解析】【解答】运动员在撑杆跳高时，杆被压的越弯，证明形变量越大，故此时杆的弹性势能越大，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体发生弹性形变程度越大， 弹力越大， 弹性势能越大。
7．（2022八下·蚌埠期末）下列关于能的说法正确的是（ ）
A．如图所示小球被压缩的弹簧弹起时，不计空气阻力小球的机械能守恒
B．物体具有的能越大对外做的功越多
C．树上静止的苹果它没有做功，它不具有机械能
D．小明在荡秋千时，在上升阶段动能转化为重力势能
【答案】D
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．小球被压缩的弹簧弹起时，不计空气阻力，弹簧对小球做功，弹簧的弹性势能转化为小球的机械能，所以小球的机械能不守恒，A不符合题意；
B．物体能量越大，它可能没做功，例如，静止在高处的石块可以做功，但还未做功，B不符合题意；
C．树上静止的苹果它没有做功，由于苹果具有一定的质量和高度，所以苹果具有重力势能，具有机械能，C不符合题意；
D．小明在荡秋千时，在上升阶段，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，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】弹簧对小球做功，小球的机械能不守恒；物体能量越大，它可能没做功；具有一定的质量和高度，具有重力势能，具有机械能；质量不变，速度变小，动能变小，高度变大，重力势能变大，动能转化为重力势能。
8．（2022·六盘水）如图所示是小明端午小长假在游乐园乘坐过山车时的情景，过山车在粗糙轨道的顶端由静止滑下，途中经过A、B、C三点，其中A点与B点等高，C点在水平轨道上。在此过程中保证绝对安全，不计空气阻力，下列关于过山车分析正确的是（ ）
A．重力势能全部转化为动能 B．A点和B点的速度相等
C．在B点时受三个力作用 D．在C点时受平衡力作用
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；力的三要素及力的示意图
【解析】【解答】A．轨道粗糙，过山车在滑下的过程中摩擦生热，重力势能转化为动能和内能，A不符合题意；
B．因为轨道粗糙，克服摩擦不断消耗机械能，因此机械能不守恒，B点机械能小于A点，A、B高度相同，重力势能相等，因此B点动能低于A点，所以B点速度低于A点速度，B不符合题意；
C．过山车在B点时受到自身重力、轨道支持力和摩擦力，C符合题意；
D．当物体处于静止状态或匀速直线运动时，物体受力平衡，题干未说明C点的状态，因此不能确定C点是否受平衡力，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体运动时克服阻力做功，消耗的机械能；斜面上的物体受到重力、支持力和摩擦力的作用。
9．（2022八下·香洲期末）冰壶比赛中，运动员两只鞋的鞋底材质分别是塑料和橡胶，在其他条件相同的情况下，橡胶比塑料更防滑。如图所示，运动员用b脚蹬冰面起步后，只用a脚向前滑行，随后掷出冰壶，冰壶运动一段距离后静止，下列说法正确的是（ ）
A．掷出的冰壶向前滑行过程中，运动员对冰壶做了功
B．掷出的冰壶向前滑行过程中机械能不守恒
C．向前滑行过程a脚所受摩擦力的方向向前
D．b脚穿的鞋底材质应选择塑料
【答案】B
【知识点】机械能守恒条件；摩擦力的方向；是否做功的判断
【解析】【解答】A．掷出的冰壶向前滑行过程中，运动员对冰壶没有作用力，则运动员对冰壶没做功，A不符合题意；
B．掷出的冰壶向前滑行过程中，与冰面摩擦，机械能转化为内能，则机械能不守恒，B符合题意；
C．向前滑行过程a脚所受摩擦力的方向与运动方向相反，则摩擦力向后，C不符合题意；
D．b脚向后蹬起步，则b脚材质应更粗糙，则b脚应用橡胶，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体由于惯性移动距离，没有力对物体做功；运动的物体克服摩擦力，机械能减小；物体受到的摩擦力方向和物体相对运动方向相反。
10．（2022八下·罗湖期末）如图所示是铅球运动员将手中铅球推出后，铅球在空中的运动轨迹。则铅球在空中飞行过程中，其速度v、重力势能Ep随时间t变化的曲线最接近的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】铅球在空中向上运动时，由于重力的作用，铅球的速度减小；铅球的质量不变，开始时有一定的高度，具有一定的重力势能；向上运动时，高度变大，重力势能变大；向下运动的过程中，速度变大，高度变小，重力势能变小，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】质量一定时，速度越大，动能越大， 高度越大，重力势能越大。
11．（2022八下·普宁期末）踢毽子是一项有益的体育活动．如图，毽子某次被踢出后，竖直上升经过某一位置时，毽子的动能和重力势能分别为EK1和EP1，下落经过同一位置时，毽子的动能和重力势能分别为EK2和EP2，则
A．EK2> EK1 B．EK2< EK1 C．EP2 >EP1 D．EP2 【答案】B
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】毽子的重力势能与质量和高度有关，上升和下落经过同一位置时，高度不变，重力势能不变，故EP2 =EP1；上升过程中，受竖直向下的重力G、竖直向下的空气阻力f作用，毽子下落过程中受竖直向下的重力G、竖直向上的空气阻力f′作用，克服空气阻力做功机械能减少，部分机械能转化为内能，经过同一位置下落时，机械能的总量减少，故动能减少， EK2< EK1，B符合题意．
故答案为：B
【分析】质量一定时，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大。
12．（2022八下·花都期末）小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的部分参数如图所示。下列的说法中正确的是（ ）
A．小球在M点时的速度比在N点大 B．小球在M点时的动能比在N点小
C．小球在N点时的重力势能为36J D．小球在运动过程中机械能守恒
【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】由图可知，小球在M点时的机械能为
小球在M点时的动能为EK=EM-EP=320J-240J=80J
小球在N点的机械能为
小球在N点重力势能势能为EP′=500J×60%=300J
小球在N点时的动能为200J，因此小球在M点时的动能比在N点小，故小球在M点时的速度比在N点小；小球在M点时的重力势能小于小球在N点时的重力势能；因为小球在M点的机械能和小球在N点的机械能不相等，所以机械能不守恒。ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据图示参数关系，求出机械能、动能及重力势能大小。
13．（2022八下·天河期末）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 2400J 2000J
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】势能大小的比较
【解析】【解答】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，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】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。
14．（2022·梧州）2022年6月5日，中国载人航天飞船神舟十四号发射成功。如图所示，飞船在空中加速上升时的能量转化情况是（ ）
A．飞船的动能转化为重力势能，动能减小
B．飞船的重力势能转化为动能，重力势能减小
C．燃料燃烧产生的内能转化为飞船的机械能
D．没有发生能量的转化，飞船的机械能不变
【答案】C
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】AB．载人飞船加速上升时，质量不变、速度增大、高度增大，所以动能和重力势能均增大，AB不符合题意；
CD．载人飞船加速上升时，因为动能和重力势能均增大，所以机械能增大，是由燃料燃烧产生的内能转化而来的，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】加速上升的物体，动能和重力势能都变大，机械能变大。
15．（2022·玉林）如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（ ）
A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小
C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小
【答案】C
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中，质量不变，速度和高度都变大，所以其动能和重力势能都增大，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体加速上升时，动能和重力势能都变大。
16．（2022八下·新都期末）如图所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜面a点自由滚下，分别经过图中b，c，d各位置，关于小球的动能、重力势能、机械能描述正确的是（ ）
A．小球的重力势能一直在减小
B．在d点的重力势能小于在c点的重力势能
C．从b点运动到c点的过程中，动能转化为重力势能
D．从a到b小球速度越来越大，机械能越来越大
【答案】C
【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a到b的过程中，高度变小，重力势能减小，从b到c或d的过程，高度增大，重力势能增加，所以不同的过程重力势能的变化不同，A不符合题意；
B．c、d两点在同一高度，所以小球在这两点的重力势能相等，B不符合题意；
C．小球从b点到c点的过程中，动能减小，重力势能增大，是动能转化为重力势能，C符合题意；
D．在伽利略理想实验中，机械能是守恒的，所以从a点到b点，小球的机械能不变，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】质量一定时，重力势能随高度的变化而变化，动能随速度的变化而变化；在伽利略理想实验中，机械能是守恒的。
17．（2022八下·邹城期末）《刑法修正案（十一）》自2021年3月1日正式施行，高空抛物罪施行首日，江苏溧阳市人民法院审理一起高空抛物案件，被告人徐某某犯高空抛物罪被判处有期徒刑6个月，并处罚金2000元，这是全国首例高空抛物罪案。被抛下的物体在下落过程中逐渐增大的物理量是（ ）
A．重力势能 B．动能 C．重力 D．密度
【答案】B
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】下落过程中密度、质量、重力均不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】质量一定时，速度越大，动能越大。
18．（2022八下·新都期末）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，开始时通过小球压缩弹簧到A位置（已知AO=OB），释放小球，小球开始往复运动，研究小球的受力、运动及能量情况，下列说法正确的是（ ）
A．小球在O点运动速度最大，弹性势能最小
B．小球运动到O点时弹力消失，将保持平衡状态，停止运动
C．小球运动的最大速度在OB之间某个点C，小球的动能最大
D．小球在运动过程中所受弹力的方向保持不变
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化；弹力；牛顿第一定律
【解析】【解答】A．小球从A运动到O的过程中，弹簧恢复原状，将弹性势能转化为动能，此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大；小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉开，球的动能转化为弹簧的弹性势能，此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小；故在O点时运动速度最大，弹性势能为零，A符合题意；
B．小球运动到O点时弹力消失，将保持原来的运动状态继续向右运动，B不符合题意；
C．小球运动的最大速度在O点，此时小球的动能最大，C不符合题意；
D．小球在运动过程中所受弹力的方向先向右后向左，是变化的，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】速度最大时，动能最大，弹性势能最小；弹力消失，将保持原来的运动状态继续向右运动；弹力方向随弹簧的形变方向而变化。
19．（2022八下·镇江期末）如图所示，在粗糙的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属滑块，O点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时用力推滑块压缩弹簧到A位置，释放滑块，B是滑块滑到的最右端，AO>OB，滑块从A位置滑到B位置过程中（此题中滑块到达某一位置是指滑块中心到达该位置上方）：
①速度最快的位置在AO之间
②弹簧对物体弹力最大的位置在A点
③物体在O点的左侧和右侧运动，弹簧对物体的弹力方向相反
④物体最终可能停在O点的右侧
以上说法中正确的有 （ ）
A．1 个 B．2 个 C．3 个 D．4 个
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；弹力
【解析】【解答】①③金属滑块从A运动到O的过程中，因弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力，开始时，弹力大于摩擦力，则滑块做加速运动；当弹力等于摩擦力时，速度最大；继续运动到O的过程中，弹力小于摩擦力，滑块做减速运动；滑块从O运动到B的过程中，因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力，则滑块的速度不断减小；所以速度最大点在AO之间，故①③正确；
②O点是弹簧保持原长时滑块的位置，已知AO>OB，故弹簧在A点的形变量最大，故弹簧对物体弹力最大的位置在A点，故②正确；
④金属滑块运动到B点，速度为零，停止运动，但是由于弹簧要恢复原来的形状，受到水平向左的弹力作用，所以金属滑块可能不会保持静止，有可能向左运动，直到在水平方向上受到的弹力和摩擦力相等，故物体最终可能停在O点的右侧，故④正确。
故答案为：D。
【分析】当物体首都非平衡力时，运动状态会改变；弹力的方向和物体的形变方向相反。
20．（2022·许昌模拟）2021年10月16日，神舟十三号载人飞船发射成功。天文学上规定，卫星离地球最近的点叫做近地点，离地球最远的点叫做远地点，如图所示，神舟十三号飞船在近地点200公里，远地点356公里的椭圆轨道运行，已知飞船在运行过程中机械能保持不变，那么（ ）
A．神舟十三号飞船在远地点的势能最大，动能为零
B．神舟十三号飞船在近地点的动能最大、势能最大
C．神舟十三号飞船从近地点向远地点运动过程中，势能增大、动能减小
D．神舟十三号飞船从近地点向远地点运动过程中，动能增大、势能减小
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒条件
【解析】【解答】飞船在远地点时高度最大，其势能也最大，同时在远地点，飞船速度最小，但不为零，故动能最小，不为零；从近地点向远地点运动过程中，高度变大，势能变大，由于飞船的机械能守恒，所以动能变小；远从地点向近地点运动过程中，高度变小，势能变小，势能转化为动能，动能变大。ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【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。注意分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量。
二、填空题
21．（2022八下·秦皇岛期末）“歼20”是我国自主研制的新一代隐身重型歼击机，具有卓越的机动性能，当它在空中加速向下俯冲时，动能 ，重力势能 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）；如图所示，当松手时，小球被弹簧弹起，弹簧的 能转化为小球的 能。
【答案】变大；变小；弹性势；机械
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】当飞机在空中加速向下俯冲时，飞机的速度增大，则其动能增大；在向下俯冲的过程中，飞机高度不断减小，则其重力势能也不断减小。
由图可知，当松手时，弹簧由紧绷状态变成放松状态，其弹性势能减小；此时弹簧上的小球由静止变成运动状态，速度增大，则其动能增大，故小球被弹簧弹起，弹簧的弹性势能转化成小球的机械能（动能和重力势能）。
【分析】加速下落的物体，动能变大，重力势能减小；弹簧的形变程度越小，弹性势能变小。
22．（2022八下·承德期末）图中，在滚摆实验时，当滚轮向下滚动时，滚轮的 能转化为 能，机械能 （填“变小”、“变大”或“不变”）。（不考虑空气的阻力和摩擦）
【答案】重力势；动；不变
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】不考虑空气的阻力和摩擦时，滚摆从最高处向下运动的过程中，其机械能不变；滚摆的质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，减小的重力势能转化为动能。
【分析】质量一定的物体下落时，重力势能转化为动能。
23．（2022八下·南宁期末）如图所示，一辆洒水车正在给平直的路面进行冲洗，冲洗路面的过程中洒水车始终做匀速直线运动，则冲洗路面的过程中洒水车动能 ，机械能 。（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】变小；变小
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】在匀速洒水过程，洒水车的质量变小，速度不变，高度不变，所以动能变小，重力势能变小；机械能是动能个势能的总和，所以机械能变小。
【分析】水平面上匀速直线运动的物体，质量减小，动能和重力势能都减小。
24．（2022八下·永年期末）如图所示．当松开小车上拧紧的橡皮筋时，橡皮筋的 （动能／重力势能／弹性势能）转化为小风扇的 （动能／重力势能／弹性势能）；小风扇转动向右吹风，使小车向左运动，这是因为 。
【答案】弹性势能；动能；力的作用是相互的
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；力作用的相互性
【解析】【解答】拧紧的橡皮筋发生了弹性形变，具有弹性势能。橡皮筋在松开的过程中带动 小风扇转动，将橡皮筋的弹性势能转化为小风扇的动能。小风扇转动给空气一个向右的力，由于力的作用是相互的，同时空气给小风扇一个向左的力推动小车向左运动。
【分析】物体发生弹性形变，产生弹性势能；弹力使物体运动，是弹性势能转化为动能；物体间力的作用是相互的。
25．（2022八下·香洲期末）如图所示，橡皮筋两头分别固定在罐子两端，中间系一个钩码，就制成了一个“魔罐”.将魔罐在水平地面上滚出，橡皮筋的弹性势能 （填“变大”“不变”或“变小”）；魔罐能自动滚回来，滚回的过程中 能转化为 能。
【答案】变大；弹性势；动
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】罐子开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，橡皮筋发生形变，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，橡皮筋的弹性势能变大。
罐子滚回来橡皮筋弹性势能变小，罐子动能变大，弹性势能转化为动能。
【分析】物体发生弹性形变程度越大，弹性势能越大；弹力使物体运动时，弹性势能转化为动能。
26．（2022八下·河源期末）如图，两个质量不相等的实心铁球甲和乙（m甲>m乙）相距s，在无限长的光滑水平面上以相同的速度向右运动（空气阻力不计）。则 （选填“甲”或“乙”）球的动能大， （选填“甲”或“乙”）球的惯性大，随着时间的延长，甲球 （选填“可能”或“不可能”）撞上乙球。
【答案】甲；甲；不可能
【知识点】动能大小的比较；牛顿第一定律；惯性及其现象
【解析】【解答】动能的大小与物体的质量和速度有关。由题意可知，甲乙两球的速度相同，甲的质量大，所以甲的动能大。
惯性的大小只与物体的质量有关；甲的质量大，所以甲球的惯性大。
由于物体在光滑的水平面是以相同的速度运动，根据牛顿第一定律知，两球将一直保持匀速直线运动，因此，甲乙之间的距离不会改变，两球不可能相撞。
【分析】速度相同，质量大的物体动能大；惯性的大小只与物体的质量有关；根据牛顿第一定律知，运动的物体在不受力时，会保持匀速直线运动。
27．（2022八下·新都期末）2022年冬奥会上我国运动健儿谷爱凌勇夺冠军，如图所示是她第三跳的轨迹图，其中D为落地点，A、B、C三点中，B为最高点，C为最低点。不计空气阻力，A、B、C三点中动能最大的是 点。若在B点时她受到的力全部消失，则她将保持 （选填“静止”或“匀速直线运动”）。
【答案】C；匀速直线运动
【知识点】动能大小的比较；牛顿第一定律
【解析】【解答】不计空气阻力，谷爱凌运动过程中的机械能守恒，A到B的过程中，谷爱凌的速度减小，动能减小；位置升高，重力势能变大，动能转化成重力势能；由于C为最低点重力势能最小，因此C点动能最大。
若在B点时她受到的力全部消失，由于她水平方向上速度不为零，则她将保持匀速直线运动。
【分析】不计空气阻力，谷爱凌运动过程中的机械能守恒，最低点时，重力势能最小，动能最大；运动的物体在不受力时，会保持匀速直线运动状态。
28．（2022八下·滦南期末）小羽同学做单摆实验，如图所示。摆球由最高点向最低点摆动时，机械能转化的情况是 ，同时小羽发现在摆动的过程中，摆的高度会逐渐变低，因为机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。当摆球摆到最低点时，如果细绳断开且所有力消失，则小球将 （填写小球的运动状态）。
【答案】重力势能转化为动能；减小；匀速直线运动
【知识点】势能大小的比较；动能和势能的大小变化
【解析】【解答】摆球由最高点向最低点摆动时，高度变小，故重力势能变小，速度变大，故动能变大，故重力势能转化为动能。
小羽发现在摆动的过程中，摆的高度会逐渐变低，因为需要克服阻力做功，故机械能减小。
摆球摆到最低点时，摆球具有水平方向的速度，如果细绳断开且所有力消失，小球将由于惯性继续向前运动，一直做匀速直线运动。
【分析】物体的高度下落，速度变大，重力势能转化为动能；运动物体克服摩擦消耗机械能，运动的物体不受力，做匀速直线运动。
三、实验探究题
29．（2022八下·拜泉期末）如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。
（1）本实验中，小球动能大小是通过来 反映的。
（2）甲乙两次实验是研究动能与 的关系，采用的实验方法是 ，可探究出的结论是 。这个结论可用于解释汽车 （选填“超速”或“超载”）带来的危害。
（3）甲实验中若木块的重力为1N，水平移动的距离是30cm，则重力对木块做功 J。
（4）如果水平面光滑，则 （选填“能”或“不能”）完成本实验。
【答案】（1）木块移动的距离
（2）速度；控制变量法；当质量相同时，物体的速度越大，其动能越大；超速
（3）0
（4）不能
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）观察木块被撞击后移动的距离来判断小球动能的大小，用到了转换法。
（2）分析比较甲和乙两组实验可得，物体的质量相同，而下滑的高度不同，甲图中下滑的高度大，运动到水平面时速度大，推动木块滑行的距离大，故物体质量相同时，速度越大，动能越大，使用了控制变量法。
质量相同时，速度越大，动能越大，可以解释超速。
（3）重力的方向竖直向下，木块在重力的方向上没有移动距离，重力不做功，故则重力对木块做功0J。
（4）若水平面是光滑的，木块被撞击后会做匀速直线运动，无法比较运动的距离，故不能。
【分析】（1）探究物体的动能时，通过木块移动的距离反应动能的大小；
（2）当物体下落的高度不同，速度不同，可以探究动能和物体速度的关系；实验中利用了控制变量法；当质量相同时，速度越大动能越大；
（3）物体受力但在力的方向上没有移动距离，力没有做功；
（4）探究动能的影响因素时，若水平面光滑，物体做匀速直线运动，不能比较动能大小。
30．（2022八下·花都期末）如图所示，质量相同的甲、乙两个小球在梯形顶端的同一高度由静止开始沿两个光滑的斜面滑下，忽略空气阻力。甲球先后经过A点和B点；乙球先后经过C点和D点。A点和D点离地高度相同。
（1）甲球从梯形顶端滑到B点的过程中，是 能转化为 能；
（2）甲球在B点的机械能 （选填“＞”、“＝”或“＜”）乙球在C点的机械能；你判断的依据是 ；
（3）甲球在A点的速度 （选填“＞”、“＝”或“＜”）乙球在D点的速度。
【答案】（1）重力势；动
（2）＝；两球不受摩擦力，忽略空气阻力，机械能守恒
（3）＝
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒条件
【解析】【解答】（1）甲球从梯形顶端滑到B点的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能。
（2）斜面是光滑的，不计空气阻力，小球在滑下的过程中机械能是守恒的，开始滑下时，甲球和乙球的高度相同，速度相同，动能和重力势能相同，机械能相同；所以甲球在B点的机械能等于乙球在C点的机械能。
（3） A点和D点的高度相同，小球的质量相同，重力势能相同，由于机械能守恒，两小球的机械能始终相等，所以甲球在A点的动能等于乙球在D点的动能，所以甲球在A点的速度等于乙球在D点的速度。
【分析】（1）质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能；
（2）高度相同，速度相同，动能和重力势能相同，机械能相同；
（3）高度相同，小球的质量相同，重力势能相同，由于机械能守恒，两小球的机械能始终相等，动能相等。
31．（2022八下·瑶海期末）如图是小明“探究重力势能大小跟哪些因素有关”的实验，图中物体质量的关系：mA＝mB＜mC，物体被举的高度关系hA＝hC＜hB，木桩开始时高度相同。
（1）分析图中 两次实验可以得到的实验结论是：质量相同时，物体被举的越高，重力势能越大；
（2）分析图中甲、丙两次实验可以得到的实验结论是： ；
（3）图中B、C两个物体的重力势能大小EB EC（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
【答案】（1）甲、乙
（2）高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大
（3）＝
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】（1）由题可知，若想得到质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大的实验结论，根据控制变量法，则应控制物体的质量相同，改变物体的高度，故选择图中甲、乙两次实验。
（2）通过小明设计的实验可以知道，他是通过比较钉子进入沙堆的深浅来比较重力势能的大小的。钉子进入沙堆越深，说明物体做的功越多，即它原来具有的重力势能越大，比较图中甲、丙两次实验可知，物体A、C所处的高度相同，但是物体的质量不同，质量大的使钉子进入沙堆越深，即重力势能越大，所以分析图中甲、丙两次实验可以得到的实验结论是：高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大。
（3）由图中乙、丙可知，这两次实验使钉子进入沙堆的深度相同，所以它们的重力势能相等，即EB=EC。
【分析】（1）根据控制变量法，则应控制物体的质量相同，改变物体的高度；
（2）高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；
（3）两次实验使钉子进入沙堆的深度相同，它们的重力势能相等。
32．（2022八下·连城期末）在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，用三个体积相同而质量不同的实心小球做实验。实验时分别将小球由某个高度自由落下，然后观察在松软的花泥上砸出的痕迹，从而判断重力势能的大小，实验过程及现象如图所示（括号内小写字母为实验序号，已知m钢>m玻璃>m木）。
（1）实验通过观察 ，判断重力势能的大小；
（2）实验序号 三次实验现象是在研究重力势能与质量是否有关，可以得出初步结论：物体高度相同时， ；
（3）实验（a）、（d）、（e）中控制的变量是 ，可归纳得出初步结论： 。
【答案】（1）花泥凹陷深度
（2）（a）、（b）、（c）；质量越大，重力势能就越大
（3）小球的质量；物体质量相等，高度越大，具有的重力势能就越大
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】（1）根据题意可知，实验利用转换法，将难以测量的重力势能转换为易观察的花泥凹陷深度。花泥凹陷越深，说明落下的小球对对花泥做的功越多，则小球具有的重力势能越大。因此实验中是通过花泥凹陷深度来判断重力势能大小。
（2）在探究重力势能与质量是否有关的实验中，质量是探究因素，因此应该改变物体的质量；物体的高度是不被探究的因素，应该保持一致。在图示的五次实验中，物体处于相同的高度的是（a）、（b）、（c）三次实验，它们的质量不同（m钢>m玻璃>m木），符合探究重力势能与质量的关系实验，因此（a）、（b）、（c）三次实验现象是在研究重力势能与质量是否有关。
由图示观察（a）、（b）、（c）三次实验现象可知，物体从相同高度落下时，实验（a）中钢球对应的花泥凹陷的深度最大，其次是实验（b）玻璃球对应的花泥，实验（c）木质球对应的花泥凹陷的深度最小，说明钢球的重力势能最大，其次是玻璃球，木质球的重力势能最小，而它们的质量关系为m钢>m玻璃>m木，因此可以得出，物体高度相同时，质量越大，重力势能就越大。
（3）观察图示，实验（a）、（d）、（e）三次实验中使用相同的钢球，分别从不同的高度落下，因此物体的质量相同，所以质量是不被探究的因素，即为实验中的控制变量。
观察图示，实验（a）、（d）、（e）三次实验中使用相同的钢球，分别从不同的高度落下，所以这三次实验探究的是物体的重力势能与物体高度的关系。实验（a）中钢球所处的高度最高，其次是实验（d），实验（e）钢球所处的高度最低，实验结果为：实验（a）中花泥凹陷的深度最大，其次是是实验（d），实验（e）中花泥凹陷深度最小，可以得出结论：物体质量相等，高度越大，具有的重力势能就越大。
【分析】（1）探究重力势能的影响因素时，通过花泥的凹陷程度反应重力势能；
（2）探究重力势能和质量的关系，改变质量，保持高度相同；
（3）当物体的质量相等时，高度不同，可以探究重力势能和高度的关系。
33．（2022·武威）如图所示，摆线的长度L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向之间的夹角θ1＜θ2。
（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 无关；
（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较 反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
（3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与 有关（选填“速度”、“高度”或“质量”）；
（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做 直线运动（选填“减速”、“匀速”或”“加速”）；
（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能 （选填“相等”或“不相等”），该方案 （选填“正确”或“错误”）。
【答案】（1）质量
（2）木块移动的距离；转换法
（3）速度
（4）匀速
（5）相同；错误
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）图甲、乙中，小球A、B的质量不同，但从相同的高度同时由静止释放，它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，说明两个小球在任一时刻速度相同，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的质量无关。
（2）小球与木块碰撞，小球动能越大，对木块做的功越多，木块移动的距离越大，所以通过比较木块移动的距离可以比较小球撞击木块C前的动能大小；通过木块移动的距离比较小球动能的大小，这种研究方法叫转换法。
（3）因为θ1＜θ2，所以图丙中小球比图乙中小球释放时的高度更高，小球摆动到竖直位置时的速度更大，把木块撞得更远，说明小球的动能大小与速度有关。
（4）若水平面绝对光滑，木块在水平方向不受外力作用，根据牛顿第一定律可知，木块C被撞击后，它将做匀速直线运动。
（5）将同一根弹簧压缩相同的程度，弹簧具有相同的弹性势能，弹出小球，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，那么不同质量的小球获得的动能也相等；因为动能大小与质量和速度有关，不同质量的小球的动能相同，小球的速度也不同，这里有两个变量，所以该方案是错误的。
【分析】（1）不同物体从相同高度下落时，到达水平面时的速度相同，说明物体下落的速度和质量无关；
（2）通过运动的物体推动木块的距离可以反应动能的大小；利用了的方法是转换法；
（3）当质量相同时，速度变大，动能越大；
（4）运动的物体若不受力的作用，做匀速直线运动；
（5）弹簧的形变程度相同时，具有的弹性势能相等，转化的动能是相同的。
四、计算题
34．（2021八下·潜山期末）已知物体动能的表达式为 ，重力势能的表达式为 ，如图所示，高为h＝0.8m的光滑斜面AB与均匀粗糙的水平面相连，将质量为m＝200g的物体在A点由静止开始下滑，经过B点进入水平面，最后静止在水平面的C点。已知物体在水平面上滑行时所受摩擦力为其重力的0.2倍，物体在水平面上滑行时克服摩擦力所做的功等于其动能的减小值，请计算：
（1）物体在A点时具有的重力势能是多少？
（2）物体到达B点时的速度是多少？
（3）物体在水平面上滑行时受到的摩擦力是多少？
（4）物体在水平面上滑行的距离是多少？
【答案】（1）解：物体在A点时具有的重力势能为
答：物体在A点时具有的重力势能是1.6J
（2）解：由于机械能守恒，所以
即
可得物体到达B点时的速度
答：物体到达B点时的速度是4m/s；
（3）解：根据
由题意知：
答：物体在水平面上滑行时受到的摩擦力是0.4N；
（4）解：根据题意
即
解得
答：物体在水平面上滑行的距离是4m。
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；
（2）物体的重力势能转化为动能，结合动能的表达式求解物体的速度；
（3）结合物体受到的阻力与重力的关系求解阻力；
（4）最终，物体的动能全部转化为内能，结合摩擦力大小求解物体移动的距离。
35．（2020·安庆模拟）已知物体动能的表达式为 ， 重力势能表达式为 。如图所示，小明从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5m后回落，最后到达地面，不计空气阻力。求：
（1）小球抛出时的出手速度v0；
（2）小球落地时的速度v。
【答案】（1）解：小球到达最高点时，动能完全转化为重力势能，则
即
解得v0=10m/s
答：小球抛出时的出手速度v0为10m/s。
（2）解：小球落地时，重力势能转化为动能，则
即
解得
答：小球落地时的速度v为 。
【知识点】动能和势能的大小变化；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）小球运动到最高点，动能全部转化为重力势能，列方程求解出手速度即可；
（2）同理，小球下落，重力势能转化为动能，列方程求解末速度即可。
36．（2019·广州）运动员从高空竖直向下跳伞，人(包括装各)的质量为80kg，只考虑人受到的重力和空气阻力，下落时的速度----时间图线如图所示
（1）人在前50s内下落了2100m，求这段时间内人的平均速度，
（2）人在前30s内下落了1500m，求这段时间内人所受重力做的功和功率(g=10N/kg)
（3）从第10到第30s这个过程中，人的动能、重力势能、机械能是如何变化的
（4）人在第30s时所受空气阻力 第50时所受空气阻力(选填“大于”、“等于”、“小于”).
【答案】（1） 这段时间内的平均速度为：；
（2）人的重力为：G=mg=80kg×10N/kg=800N；
前30s内重力做的功：W=Gh=800N×1500m=1.2×106J；
前30s内的功率为：；
（3） 从第10s~30s内，人的速度保持不变，那么动能不变；人的高度不断减小，那么重力势能减小；而机械能=动能+重力势能，所以机械能是减小的；
（4）等于
【知识点】功率的计算；动能和势能的大小变化；速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】（1）这段时间内的平均速度为：；
（2）人的重力为：G=mg=80kg×10N/kg=800N；
前30s内重力做的功：W=Gh=800N×1500m=1.2×106J；
前30s内的功率为：；
（3）从第10s~30s内，人的速度保持不变，那么动能不变；人的高度不断减小，那么重力势能减小；而机械能=动能+重力势能，所以机械能是减小的；
（4）人在第30s和第50s时都做匀速直线运动，那么它们受到的空气阻力都等于人的重力，那么二者相等。
【分析】（1）已知路程和时间根据公式计算平均速度；
（2）首先根据G=mg计算出人受到的重力，然后根据W=Gh计算出做的功，最后根据计算出功率；
（3）根据图像判断10~30s内人的速度变化和高度变化，进而判断能量的变化；
（4）根据二力平衡的条件判断人所受空气阻力的大小关系。
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