浙教版科学九年级上册3.2机械能 同步练习
一、单选题
1．（2021九上·嵊州期末）如果右图表示概念1、2、3之间的关系，那么下表选项中三者关系与右图相符的是（ ）
选项 1 2 3
A 弹性势能 势能 机械能
B 碱 可溶性碱 碱性物质
C 化合物 氧化物 酸
D 简单机械 滑轮 杠杆
A．A B．B C．C D．D
2．（2021九上·长兴期中）2021年3月1日，最新刑法修正案生效，“高空抛物”正式人刑。高空抛物存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的（ ）
A．重力 B．动能 C．重力势能 D．弹性势能
3．（2020九上·嘉兴期末）高空坠物伤人事件时有发生，新颁布的《民法典》规定：“禁止从建筑物中抛掷物品”，因为高处的物体具有较大的（ ）
A．势能 B．速度 C．重力 D．动能
4．（2021九上·义乌期中）如图所示，媛媛站立在电动扶梯上随电梯一起匀速上升，则此过程中，关于媛媛机械能的变化，下列说法正确的是（ ）
A．动能增大，重力势能减小 B．动能增大，重力势能增加
C．动能不变，重力势能减小 D．动能不变，重力势能增加
5．（2021九上·洞头期中）如下图所示，直升飞机悬停在空中。下列对直升飞机能量的分析，正确的是（ ）
A．直升飞机具有重力势能
B．直升飞机的动能不断转化为重力势能
C．直升飞机的重力势能不断转化为动能
D．直升飞机的机械能在不断增大
6．（2021九上·台州期中）在排球比赛中，圆圆把排球斜向上抛出，排球在运动中动能E随时间t变化的图像最接近的是（ ）
A． B．
C． D．
7．“跳远”是一项常见的体育运动。运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，这样做是为了（ ）。
A．增大运动员的惯性 B．减小运动员的机械能
C．减小运动员的势能 D．增大运动员的动能
8．如图所示，在探究“物体的动能跟哪些因素有关“的实验中，让质量相同的钢球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，比较木块被推动的距离。该实验是研究（ ）。
A．动能的大小与高度的关系 B．动能的大小与质量的关系
C．动能的大小与速度的关系 D．动能的大小与距离的关系
9．（2020九上·杭州期末）如图甲所示，小球先后以相同的速度按①②③④四个方向抛出。若某次小球在空中飞行到接近地面的过程中(不计空气阻力) ，其动能E随时间变化的图像如图乙所示，则此次小球抛出的方响为（ ）
A．① B．② C．③ D．④
10．（2021九上·乐清月考）如图是投掷实心球的场景。若不计空气阻力，实心球自脱手至落地的过程中，下列关于其势能的大小随时间变化的曲线中，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
11．下列关于物体势能的说法，正确的是（ ）。
A．把压缩的弹簧放松，它的长度增加，势能也增加
B．同一根橡皮筋拉得越长，它的势能也越大
C．树上的两个苹果，位置高的一定比位置低的势能大
D．正在下落的两个铅球，5千克的铅球一定比4千克的铅球势能大
12．（2020九上·苍南期中）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，P 点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至 M 位置，然后释放小球，小球就在 MN 间做往复运动（已知 MP=PN），小球从 M 位置运动到 N 位置的过程中，弹簧的弹性势能变化是（ ）
A．一直增大 B．一直减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
13．如图，同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出(不计空气阻力和摩擦)，设小球刚落地时的速度分别为v1、v2、v3，则（ ）
A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v2＜v3 C．v1＝v2＝v3 D．无法确定
14．跳水运动员在3m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时受力平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法中正确的是（ ）
A．从A到C的过程中，踏板的弹性势能一直在增大
B．从A到C的过程中，运动员的机械能守恒
C．从A到C的过程中，运动员的动能一直在减小
D．从B到C的过程中，运动员减少的动能等于踏板增加的势能
15．如图所示，滚摆由最高点释放，旋转着下降到最低点后又上升，每次上升的最大高度逐渐降低。下列说法正确的是（ ）
A．下降时重力势能转化为动能
B．下降时减少的重力势能等于增加的动能
C．上升时减少的动能等于增加的重力势能
D．上升的最大高度逐渐降低说明机械能不守恒
二、实验探究题
16．（2021九上·衢州期中）在做了“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小衢设计了如图甲所示的实验：让质量不同的钢球A、 B同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若B球相对于A球 ，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
小丽肯定了小衢的实验方案后，对实验又提出了两个建议：
建议一：因为钢球在斜面上滚下的时间很短，不利于观察和比较钢球的运动情况，不改变钢球在斜面上的位置，不改变球与斜面的粗糙程度，为了延长钢球在斜面上滚下的时间，可采用的方法是 ；
建议二：为确保钢球滚下时不偏离斜面，可在斜面上增设两个相同的光滑小凹槽（如图乙所示）。从有利于观察和比较两球的相对运动情况的角度考虑，图中两个小凹槽的间距L应 。
17．（2021九上·乐清期中）小明和小红分别用图甲和图乙装置探究物体动能大小的影响因素，小明在光滑的水平面右端放置一个木块，将一个绑有铁块的小车从光滑斜面上静止下滑后在水平面上撞击木块又继续向右运动。小红对小明的实验进行了改进，将木块改成一个强力磁铁固定在地面上，将小车上绑的铁块改成磁铁，小车从光滑斜面上静止下滑后在水平面上向右运动且不与强力磁铁碰撞，记录小车距离强力磁铁的最近位置为A点，小车最后停下来的位置为B点。请回答下列问题：
（1）小红实验中斜面底端记录为O点，固定磁铁的起始点记录为C点，能够比较合理体现动能变化的距离是 ，该距离越长，说明动能越大。
（2）若探究物体质量大小对动能的影响，小红应选择 与乙进行对照实验。
（3）请从能量的角度评价小红的实验相对小明实验的优点 。
18．（2021九上·淳安期中）将普通塑料水管进行改装，能做多个实验。将塑料水管①侧面开口并标上刻度，再将塑料水管②在侧面不同高度开两个大小合适的口。
（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①(滑块与管紧贴，但可以在推力作用”下滑动)。将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录： 。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与 的关系。
（2）将两根塑料管按图乙连接来验证“重力势能大小与质量的关系”，请你写出实验步骤 。
19．（2021九上·金华月考）某实验小组同学用如图所示的装置探究“质量对物体动能大小的影响”他们将钢球用绳系着，从某一高度由静止释放。钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。经过实验，获得三组数据，如下表：
实验次数 钢球质量/g 钢球下摆高度/cm 木块滑行距离/cm
1 20 20 30
2 40 20 58
3 60 20
（1）钢球动能的大小是通过观察 来判断的。
（2）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要改进方案并只重做第3次实验。下面有几种建议，你认为可行的是_______；
A．甲同学建议换用一块更长的同样木板
B．乙同学建议换一个较大的木块
C．丙同学建议降低钢球下摆的高度
D．丁同学建议换用适当质量的钢球
（3）通过本实验可得出的结论是： ；
（4）本实验同时采用了控制变量法和转换法两种科学方法，下列实验也同时采用这两种科学方法的有_______
A．研究杠杆的平衡条件
B．研究影响压力作用效果的因素
C．测定小灯泡的额定功率
D．研究电流产生的热量与哪些因素有关
20．（2021九上·诸暨期中）为探究影响重力势能的大小的因素，小金利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图甲所示的实验。
（1）要探究重力势能的大小与高度的关系，应选择哪两个图进行比较？ 。
（2）小金在探究中“重力势能大小”用 体现。
（3）图a中的重物被手释放由静止下落到接触小方桌的过程中，下落高度与时间的关系如图乙所示。在如图丙所示的四个选项中，描述重力对重物做功大小与下落时间关系最接近正确的是 。
三、填空题
21．（2020九上·平阳期中）健腹轮是一种健身器材，使用时可将膝盖跪在垫上，双手紧握健腹轮手柄，向前推动健腹轮至身体水平于地面，然后回收归位，反复操作，如图所示。
（1）图甲所示，当人的身体从状态 1 到状态 2 的过程中，膝盖要跪在垫子上，是为了通过增大受力面积，从而 压强(选填“增大”、“减小”)，达到保护膝盖的目的。
（2）在身体从状态1到状态2的过程中，轮内的弹性钢圈因形变而绕紧，在从状态2恢复到状态1时，绕紧的钢圈会自动恢复到原来的状态，让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性势能的变化图，结合图中信息进行分析，在健腹轮中安装 （填“A”或“B”）型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
22．（2020九上·杭州期中）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”）。
23．（2021九上·金华期中）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，当其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为50J；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。则木块最终静止时其左端的位置一定不可能位于 (选填“B”“C”或“D”)点，整个过程中木块速度最大时其左端可能位于 (选填“B”“C”或“D”)点。
24．（2021九上·杭州期中）物体G和弹簧相连固定于墙壁上，开始时弹簧没有形变，物体处于位置B处，用力将其拉至C处，松手后，由C到B时，弹簧的势能 （填“不变”、“增大”或“减少”）．物体在A、C间往复运动，如图所示，如果物体G与地面都是光滑的，则物体G由C到A过程中，物体G的动能最大的点在 （B点、AB之间或BC之间）．如果物体G与地面存在一定的摩擦力，则物体G由C到A过程中物体G的动能最大的点在 （B点、AB之间或BC之间）。
25．（2021九上·长兴期中）如图甲所示为一种乒乓球训练所用的智能发球机。发球机利用内部弹簧分别将两球沿v1和v2方向射出(如图乙)。
（1）乒乓球在空中下落过程中，机械能不断减小，是由于 。
（2）若两球速度天小相等，则发射时弹簧具有的弹性势能E的大小关系为E1 E2(选填“>”、“<"或“=”)。
26．（2021九上·义乌期中）请分析以下两个有关能量的问题。
（1）“强弩之末势不能穿鲁缟者也”。强弩之末不能穿透薄薄的丝绸，说明物体的动能大小与它的 有关。
（2）旋转图中的吸管后，将可乐罐放在桌面上，罐就会运动起来，这是因为罐中的橡皮筋积蓄了 能。
27．（2021九上·乐清期中）将表面涂墨（墨充足）的皮球从离地某一高度水平抛出，球落地后又弹起，它的频闪照片如图所示。皮球第一次反弹后到达最高点P时 （填“具有”或“不具有”）动能；皮球落地后，在地面A、B、C三处留下黑色墨迹，墨迹逐渐变小，其原因是
28．（2021九上·绍兴期中）图甲是投掷实心球的场景（不计空气阻力）．小明分析了实心球自脱手至落地过程的能量转化，画出了其势能的大小随时间变化的曲线如图乙．班中其他同学也模仿着画出此过程中实心球动能的大小随时间变化的大致曲线如图①②③，请选出其中正确的曲线 （填“①或②或③”）
29．（2021九上·椒江期中）古诗文中有许多描述自然现象的优美诗句。如“无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来”，从物理学的角度看，滚滚奔流的长江具有巨大的 。物体所具有的弹性势能跟 有关。
30．（2020九上·西湖期中）如图甲所示，弹簧一端固定在O点，另一端系一小球。现将小球置于A位置，此时弹簧水平且为原长状态。将球由静止释放，在运动到最低点B的过程中。试分析：
（1）小球机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）小球减小的重力势能 （“等于”、“大于”、“小于”）小球增加的动能。
（3）若将小球直接挂在弹簧下，用力将小球拉到弹簧最大伸长限度内的最下端，放手后在小球竖直向上运动到最高点的过程中，小球的速度变化特点是 。
四、解答题
31．如图所示，是承承在乒乓球比赛中，高抛发球时的情景，不计空气阻力，请你回答下列问题：
（1）在乒乓球上升的过程中，乒乓球的能量是如何转化的？其机械能如何变化？
（2）乒乓球运动到最高点时，是否处于平衡状态？请说明理由。
32．=将普通塑料水管进行改装，能做多个实验。将塑料水管①侧面开口并标上刻度，再将塑料水管②在侧面不同高度开两个大小合适的口。
（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录 。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与 的关系。
（2）将两根塑料管按图乙连接，验证“重力势能大小与质量的关系”。请你写出实验步骤。
33．（2020九上·海曙期末）图甲是投掷实心球的场景(不计空气阻力)。小科分析了实心球从脱手至落地过程的能量转化，画出了其重力势能的大小随时间变化的大致曲线如图乙所示。
请根据题意分析：实心球从脱手至落地的过程，其动能的大小随时间变化的大致曲线如图丙中 所示(填编号)，并写出选择此曲线的理由 。
34．（2019九上·江山期中）将一小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，下落后先后经过ABC三点，A点为小球刚好接触弹簧处，B点时小球受平衡力，C点为小球下降的最低点，请分析A→B阶段和B→C阶段，小球所受力的大小关系以及能量转化。（不计空气阻力和摩擦）
35．在综合实践活动课上,王强同学发现学校运动场地上有若干大小不等的铅球,如图所示。于是他想利用这些器材亲自体验一下“重力势能的大小与哪些因素有关”。
（1）请你帮他设计应如何去做。
（2）说明该实践中怎样判断物体重力势能的大小。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】动能和势能的概念；酸、碱的概念；常见物质的分类
【解析】【分析】根据各个概念的内容，分析它们之间的关系即可。
【解答】根据图片可知，概念3包括概念2，概念2包括概念1。
A.机械能包括动能、势能，而势能包含重力势能和弹性势能，故A符合题意；
B.碱分为可溶性碱和不溶性碱，即概念1包含概念2，故B不合题意；
C.化合物分别氧化物和非氧化物，即概念1包含概念2，故C不合题意；
D.简单机械包括滑轮和杠杆，即概念1包含概念2和概念3，故D不合题意。
故选A。
2．【答案】C
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【分析】根据重力势能的定义判断。
【解答】物体由于被举高具有的能量叫重力势能，且高度越大，重力势能越大，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
3．【答案】A
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【分析】物体由于运动具有的能量叫动能，由于被举高而具有的能量叫重力势能，据此分析判断
【解答】高处的物体由于被举高而具有能量，这种能量叫重力势能，故A正确，而A、C、D错误。
故选A。
4．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析判断。
【解答】电梯匀速上升时，媛媛的质量不变速度不变，则动能不变；质量不变高度增大，则重力势能增大，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
5．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】根据动能和重力势能的转化分析判断。
【解答】A.直升飞机在空中具有一定高度，则它具有重力势能，故A正确；
BC.直升飞机在空中悬停时，它的高度不变，则重力势能不变，故B、C错误；
D.飞机在空中悬停时，它的动能为零，而重力势能保持不变，即机械能保持不变，故D错误。
故选A。
6．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】根据动能和重力势能的相互转化判断。
【解答】排球在上升的过程中，高度增大，则重力势能增大，而速度减小，动能减小。在下降的过程中，高度减小，则重力势能减小，而速度增大，则动能增大，故C、D错误；
当排球到达最高点时，它在水平方向上的速度不为零，即动能最小时不是零，故B正确，而A错误。
故选B。
7．【答案】D
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）惯性的大小与物体的质量有关；
（2）（3）（4）动能的大小与质量和速度有关；重力势能的大小与重力和高度有关；机械能=动能+重力势能，据此分析判断。
【解答】运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，它的质量不变，则惯性不变，故A错误；
它的质量不变速度增大，则它的动能增大，而他的重力势能几乎没有变化。根据机械能=动能+重力势能可知，他的机械能增大，故D正确，而B、C错误。
故选D。
8．【答案】C
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】根据图片确定实验中哪个因素相同，哪个因素不同即可。
【解答】在实验中，小球的质量相同，它从斜面上的不同高度释放，那么到达水平面时的速度不同，通过木块被推动的距离可以判断小球动能的大小，则该实验探究动能的大小与速度的关系，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
9．【答案】A
【知识点】力与运动的关系；动能的影响因素
【解析】【分析】根据图乙确定速度的变化规律，然后与四个方向的运动进行比较即可。
【解答】根据乙图可知，小球的动能先减小到零再增大，那么它的速度先减小到零再增大。
A.将小球竖直上抛时，小球先向上运动到最高点，再向下运动，它的速度先减小到零再不断增大，故A正确；
B.将小球斜抛出时，它在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运动，因此当到达最高点时，它水平方向的速度不为零，故B错误；
C.将小球水平抛出时，它在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做加速运动，即它的速度是一直增大的，故C错误；
D.将小球竖直下抛时，小球的速度逐渐增大，故D错误。
故选A。
10．【答案】A
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】根据重力势能的影响因素，结合实心球的运动过程分析判断。
【解答】实心球在空中，高度先增大后减小，则它的重力势能先增大后减小，故C、D错误；
在开始时，实心球距离地面有一定高度，因此此时它的重力势能不为零，故A正确，而B错误。
故选A。
11．【答案】B
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）（2）弹性势能的大小与发生弹性形变的程度有关；
（3）（4）重力势能与质量和高度有关。
【解答】A.把压缩的弹簧放松，它的长度增加，而形变程度减小，则势能减小，故A错误；
B.同一根橡皮筋拉得越长，它的形程度越大，则它的势能也越大，故B正确；
C.树上的两个苹果质量大小不确定，位置高的不一定比位置低的势能大，故C错误；
D.正在下落的两个铅球，由于高度大小未知，因此5千克的铅球不一定比4千克的铅球势能大，故D错误。
故选B。
12．【答案】D
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】物体发生弹性形变具有的能量叫弹性势能；物体发生弹性形变的程度越大，它具有的弹性势能越大。
【解答】从M点到P点，弹簧的长度逐渐增大，被压缩的程度逐渐变小，因此弹性势能逐渐变小。从P到N时，弹簧的长度逐渐增大，伸长的长度逐渐变大，因此弹性势能逐渐增大，因此弹簧的弹性势能先减小后增大，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
13．【答案】C
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】根据能量守恒定律分析即可。
【解答】同一小球质量相等，高度相等，那么它具有的重力势能相等。虽然它抛出的角度不同，但是没有任何能量损耗和增加，因此落地时机械能守恒，即原来的重力势能全部转化为动能，那么动能相同。因为它落地时的动能相同，所以落地时的速度相同，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
14．【答案】A
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度大小有关；
（2）注意运动员和踏板之间的能量转化；
（3）当合力的方向与运动方向一致时，做加速运动；相反时，物体做减速运动，据此分析速度变化，进而得到动能的变化；
（4）注意运动员重力势能的改变。
【解答】A.从A到C的过程中，踏板的形变程度不断增大，因此弹性势能一直在增大，故A正确；
B.从A到C的过程中，运动员的机械能会不断转化为踏板的弹性势能，肯定不守恒，故B错误；
C.从A到B的过程中，重力大于弹力，合力向下，与运动方向相同，运动员做加速运动，动能增大；从B到C的过程中，重力小于弹力，合力向上，运动员做减速运动，动能减小，故C错误；
D.从B到C的过程中，运动员减少的动能和重力势能等于踏板增加的势能，故D错误。
故选A。
15．【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】在滚摆运动的过程中，由于克服摩擦做功，因此它的机械能会不断转化为内能，据此分析判断。
【解答】A.由于克服摩擦做功，滚摆下降时重力势能转化为动能和内能，故A错误；
B.由于克服摩擦做功，滚摆下降时减少的重力势能等于增加的动能和产生的内能之和，故B错误；
C.上升时减少的动能等于增加的重力势能和产生的内能之和，故C错误；
D.上升的最大高度逐渐降低，说明机械能不守恒，故D正确。
故选D。
16．【答案】静止；减小θ角（减小斜面的倾斜角）；适当减小些
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）如果两个物体的相对位置保持不变，那么它们是静止的；如果相对位置发生改变，那么它们是运动的。
（2）小球从斜面上滚下的速度还与斜面的倾角有关，即倾角越小，滚落速度越小，运动时间越长；
（3）在两个小球不发生刮擦的情况下，二者之间的距离越小，越容易准确判断它们之间的相对位置是否变化，实验的精确性越高。
【解答】（1）让质量不同的钢球A、 B同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若B球相对于A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
（2）建议一：因为钢球在斜面上滚下的时间很短，不利于观察和比较钢球的运动情况，不改变钢球在斜面上的位置，不改变球与斜面的粗糙程度，为了延长钢球在斜面上滚下的时间，可采用的方法是减小θ角（减小斜面的倾斜角）；
（3）建议二：为确保钢球滚下时不偏离斜面，可在斜面上增设两个相同的光滑小凹槽（如图乙所示）。从有利于观察和比较两球的相对运动情况的角度考虑，图中两个小凹槽的间距L应适当减小些。
17．【答案】（1）OA
（2）C
（3）小车和磁块没有相撞，减少了能量的消耗
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）当小车到达水平面上时，它的重力势能全部转化为动能。由于在水平面上受到磁铁的排斥力而做功，且运动的距离越长，做功越多，说明小车的动能越大。
（2）根据控制变量法的要求选择对照实验。
（3）如果小车和木块相撞，那么机械能会转化为内能，从而产生能量损耗，据此分析解答。
【解答】（1）小红实验中斜面底端记录为O点，固定磁铁的起始点记录为C点，能够比较合理体现动能变化的距离是OA，该距离越长，说明动能越大。
（2）探究物体质量大小对动能的影响时，必须控制小车的速度相同，即在斜面上的高度相同，而改变小车的质量，故选C。
（3）从能量的角度评价小红的实验相对小明实验的优点：小车和磁块没有相撞，减少了能量的消耗。
18．【答案】（1）滑块被撞击后移动的距离；速度
（2）将一钢球从管②的口放入后，静止释放，观察并记录滑块被撞击后移动的距离。取出钢球，将滑块移回原位，将另一个质量不同钢球从同一个口放入，静止释放，观察并记录滑块被撞击后移动的距离。
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）探究动能与速度大小的关系时，需要控制速度相同，即小球从斜面上滚下时的高度相同，而控制质量相等。塑料管②上A、B两个位置的高度不同，将小球从它们分别放下，然后撞击塑料管①中的滑块，根据滑块移动的距离大小可以判断动能大小。
（2）探究重力势能大小与质量的关系时，需要控制高度相同而改变质量。将塑料管树立起来，让质量不同的小球从同一个开口落下，撞击下面的滑块，根据滑块移动的距离判断重力势能的大小，据此分析解答。
【解答】（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①(滑块与管紧贴，但可以在推力作用”下滑动)。将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录：滑块被撞击后移动的距离。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与速度的关系。
（2）将两根塑料管按图乙连接来验证“重力势能大小与质量的关系”，实验步骤：将一钢球从管②的口放入后，静止释放，观察并记录滑块被撞击后移动的距离。取出钢球，将滑块移回原位，将另一个质量不同钢球从同一个口放入，静止释放，观察并记录滑块被撞击后移动的距离。
19．【答案】（1）木块滑行距离
（2）A；D
（3）当速度相同时，质量越大动能越大
（4）B；D
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）钢球撞击木块，木块在水平面上移动时克服阻力做功。根据W=fs可知，木块移动的距离越大，克服阻力做功越多，则钢球的动能越大。
（2）根据动能的影响因素分析；
（3）根据表格数据，分析动能与质量的关系；
（4）分析各个选项中实验使用的研究方法即可。
【解答】（1）钢球动能的大小是通过观察木块滑行距离来判断的。
（2）A.木块被撞后滑出木板，说明木板的长度太短，因此可以换用更长的同样木板，故A正确；
B.较大的木块受到的阻力会变大，这样同样的距离克服阻力做功更多，因此无法正确显示动能的大小，故B错误；
C.探究动能与质量的关系时，必须控制钢球的速度相同，即下摆高的相同，故C错误；
D.换用质量较小的钢球时，动能减小，则木块滑动的距离减小，故D正确。
故选AD。
（3）根据表格可知，钢球的质量越大，木块滑行距离越远，那么得到结论：当速度相同时，质量越大，动能越大。
（4）A.研究杠杆的平衡条件时，使用了模型法，故A不合题意；
B.研究影响压力作用效果的因素时，探究压力的影响时，保证受力面积相同；探究受力面积的影响时，保证压力相同，则使用了控制变量法。用海绵的凹陷程度反映压强的大小，使用了转换法，故B符合题意；
C.测定小灯泡的额定功率，即没有使用控制变量法，也没有使用转换法，故C不合题意；
D.研究电流产生的热量与哪些因素有关时，探究电流的影响时，控制时间和电阻相同，使用了控制变量法。用烧瓶内气体的体积膨胀引起玻璃管内液柱的高度变化反映产生热量的多少，使用了转换法，故D符合题意。
故选BD。
20．【答案】（1）ab
（2）小方桌的四个铁钉深入沙子深度
（3）C
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）该实验采用转换法，通过观察方桌陷入沙中的深浅来判断物体重力势能的大小；
（2）当探究重力势能与高度的关系时，必须保证物体的质量相等；
（3）图2和图3中物体的质量不同，但高度相同，所以探究的问题是重力势能大小与质量的关系．
【解答】(1)重力势能的大小与质量和高度有关，探究高度对重力势能的影响时，必须控制质量相同改变高度，故选a和b。
(2)本实验中，主要采用的科学研究方法是转换法和和控制变量法。 小金在探究中“重力势能大小”用小方桌的四个铁钉深入沙子深度体现。
(3)根据W=Gh可知，当物重G相同时，功w与高度h成正比，因此W与的变化趋势与h和r的变化趋势是相同的，故C正确，ABD错误。
21．【答案】（1）减小
（2）A
【知识点】增大或减小压强的方法；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】(1)已知重力和下降的高度根据公式W=Gh计算重力做的功；
(2)当发生相同程度的形变时，具有的弹性势能越大，该钢圈就具有更强的自动回弹功能，根据乙图分析即可。
【解答】(1)图甲所示，当人的身体从状态 1 到状态 2 的过程中，膝盖要跪在垫子上，是为了通过增大受力面积，从而减小压强，达到保护膝盖的目的。
(2) 根据图乙可知，A型钢圈的弹性势能大于B型，因此在健腹轮中安装A型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
22．【答案】（1）重力势能转化为动能
（2）不是
（3）一直变小
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）根据影响动能和重力势能的因素分析它们的变化，然后得出能量的转化情况；
（2）当物体受平衡力作用时运动状态将不会改变，运动状态发生改变时一定是受非平衡力作用；
（3）弹簧的弹力与弹簧的形变有关，形变越大，弹力越大；物体受到的合力与运动的方向相反时做减速运动，速度越小，动能越小。
【解答】（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，物体做减少运动，速度越来越来，动能越来越小。
故答案为：（1）重力势能转化为动能；（2）不是；（3）一直变小
23．【答案】C；B
【知识点】力与运动的关系；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）物体发生弹性形变时才会产生弹性势能；
（2）物体受到的合力与运动方向相同时，做加速运动；当合力为零时，加速停止，此时速度最大；当合力的方向与运动方向相反时，做减速运动，据此分析解答。
【解答】（1）根据图片可知，墙壁到C点的长度为l，即木块左端到点C点时恢复原长，此时不会产生弹力，自然没有弹性势能。因为木块静止时弹性势能为1J，即弹簧肯定发生形变，因此木块静止时左端的位置一定不在C点。
（2）根据图片可知，从A到C点时，在开始的一段时间内，弹力大于摩擦力，合力向右，与运动方向相同，木块水平向右做加速运动。当弹力与摩擦力相等时，合力为零，此时加速停止，木块的速度最大。在C点时，弹力为零，此时合力向左，木块已经做减速运动，则木块速度最大时左端可能位于B点。
24．【答案】减少；B；BC之间
【知识点】动能和势能的大小变化；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）弹性势能的大小与形变程度大小有关；
（2）根据动能与弹性势能的转化过程分析；
（3）根据弹性势能转化为物体的动能和内能分析。
【解答】（1）物体处于位置B处，用力将其拉至C处，松手后，由C到B时，因此弹簧的形变程度在不断减小，因此弹簧的势能减少。
（2）如果地面是光滑的，那么没有能量损失，即弹簧的弹性势能会全部转化为物体的动能。当物体到达B点时，弹簧恢复原状，此时弹性势能为零，即势能最小，则该点时物体的动能最大。
（3）如果物体和地面之间存在摩擦力，那么弹簧的弹性势能会转化为物体的动能和内能。由于有能量损失，因此物体的动能会在到达B点之前就达到最大值，即动能最大的点在BC之间。
25．【答案】（1）乒乓球受到空气阻力
（2）=
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）当物体运动时，克服空气摩擦做功，将机械能转化为内能，从而造成机械能减小；
（2）根据动能与弹性势能的相互转化分析。
【解答】（1）乒乓球在空中下落过程中，机械能不断减小，是由于乒乓球受到空气阻力。
（2）乒乓球的质量相等且速度相等，那么它们的动能相同，因为动能由弹性势能转化而来，所以发射时的弹性势能E1=E2。
26．【答案】（1）速度
（2）弹性势
【知识点】动能和势能的概念；动能的影响因素
【解析】【分析】（1）动能大小与质量和速度大小有关，根据题目描述分析哪个因素发生改变即可；
（2）物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能，据此分析解答。
【解答】（1）根据“强弩之末”可知，弩的质量不变但速度很小，不能穿透丝绸说明动能很小，则：说明物体的动能大小与它的速度有关。
（2）罐中的橡皮筋发生了弹性形变，因此积蓄了弹性势能。
27．【答案】具有；部分机械能转化为内能，机械能减少，最大弹性势能减小，最大弹性形变变小，墨迹变小，合理即可
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）从竖直和水平方向上分析皮球的速度是否为零即可；
（2）墨迹的大小可以反应皮球形变程度的大小，从而确定弹性势能的大小，根据重力势能、动能和弹性势能的相互转化解答。
【解答】（1）皮球第一次反弹到达最高点P时，它在竖直方向上的速度为零，而水平方向上的速度不为零，因此此时具有动能。
（2）皮球落地后，在地面A、B、C三处留下黑色墨迹，墨迹逐渐变小，其原因是：部分机械能转化为内能，机械能减少，最大弹性势能减小，最大弹性形变变小，墨迹变小。
28．【答案】②
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】根据能量转化的知识分析判断。
【解答】根据图片可知，实心球在空中，高度先增大后减小，即重力势能先增大后减小。根据“机械能=动能+重力势能”可知，则实心球的动能先减小后增大。当实心球到达最高点时，它在竖直方向上的速度为零，但是水平方向的速度不为零，即动能最小时肯定不为零，故②正确，而①③错误。
故选②
29．【答案】机械能；弹性形变的程度
【知识点】动能和势能的概念；势能的影响因素
【解析】【分析】此题考查了机械能的概念以及影响弹性势能大小的因素，机械能包括动能和势能。流动的长江水具有动能；水位的高低显示了水的重力势能大小；重力势能的总和称为机械能；弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关。
【解答】（1）滚滚流动的长江水具有动能，长江水由地势高的地方流向地势低的地方，地势越高，水具有的重力势能越大，动能和势能的总和称为机械能。可见从物理学的角度看，滚滚奔流的长江具有巨大机械能；
（2）物体所具有弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关。
30．【答案】（1）变小
（2）大于
（3）先增大后减小
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）注意小球的机械能与弹簧的弹性势能的转化；
（2）将小球和弹簧看做一个整体，分析二者之间能量的转化；
（3）当合力方向与运动方向相同时，物体做加速运动；当合力为零时，物体加速停止，此时速度最大；当合力的方向与运动方向相反时，物体做减速运动。
【解答】（1）在小球下落的过程中，弹簧的长度增大，即小球的机械能会部分转化为弹簧的弹性势能，因此小球的机械能变小。
（2）在小球下落的过程中，小球的重力势能会转化为小球的动能和弹簧的弹性势能，因此小球减小的重力势能大于小球增加的动能。
（3）在开始的一段时间内，小球受到的弹力大于重力，合力向上，与运动方向一致，做加速运动；当小球受到的弹力和重力相等时，合力为零，小球加速停止，此时速度最大；此后，小球受到的弹力小于重力，合力向下，小球向上做减速运动，因此小球的速度变化特点为：先增大后减小。
31．【答案】（1）解：在乒乓球上升的过程中，乒乓球的动能转化为重力势能，机械能不变。
（2）解：乒乓球运动到最高点时，处于非平衡状态，因为乒乓球此时只受重力的作用，所以处于非平衡状态。(合理即可)
【知识点】平衡状态的判断；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析能量转化。如果不计空气阻力，那么机械能没有损失，据此判断机械能的变化；
（2）如果物体受到的外力为零，那么它处于平衡状态。
【解答】（1）在乒乓球上升的过程中，乒乓球的高度增大，那么重力势能增大；速度减小，那么动能减小，因此乒乓球的动能转化为重力势能。由于不计空气阻力，那么机械能不会转化为内能，即机械能不变。
（2）乒乓球运动到最高点时，处于非平衡状态，因为乒乓球此时只受重力的作用，它受到的外力不为零。
32．【答案】（1）滑块移动距离；速度大小
（2）将一钢球从管②的任一口放入，静止释放，观察并记录滑块移动距离；取出钢球，将滑块移回原位。将另一质量不同的钢球从同一个口放入，重复实验。
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）水管①和②正好构成一个斜面，滑块从②中不同高度的缺口处放入，相当于从斜面上不同高度下滑，那么它到达水平管①时速度不同。根据滑块在水平管①里面运动的距离，可以判断动能的大小。
（2）滑块在管①中运动时会受到阻力，它受到小球的撞击后，向下运动的距离越大，说明上面小球具有的重力势能越大。如果要探究重力势能与质量的关系，那么就要控制小球下落的高度相同，而改变小球的质量，据此设计实验过程即可。
【解答】（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录滑块移动距离。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与速度大小的关系。
（2）实验步骤为：将一钢球从管②的任一口放入，静止释放，观察并记录滑块移动距离；取出钢球，将滑块移回原位。将另一质量不同的钢球从同一个口放入，重复实验。
33．【答案】D；①A至B过程中，实心球高度增加，动能转化为重力势能，因此动能减小。②B点时重力势能达到最大，动能变为最小，但由于实心球在B点速度不为零，因此动能不为零。③B至C过程中实心球高度下降，重力势能转化为动能，动能增大，因此C点时动能达到最大。
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）在物体上升的过程中，动能转化为重力势能；
（2）实心球的运动可以分解为两个运动，即水平方向的匀速直线运动和竖直方向的上抛运动，因此当它到达最高点时，竖直方向的速度为0，但是水平方向的速度不为0；
（3）在物体下降的过程中，重力势能转化为动能。
【解答】实心球从脱手至落地的过程，其动能的大小随时间变化的大致曲线如图丙中D所示，理由是：①A至B过程中，实心球高度增加，动能转化为重力势能，因此动能减小。
②B点时重力势能达到最大，动能变为最小，但由于实心球在B点速度不为零，因此动能不为零。
③B至C过程中实心球高度下降，重力势能转化为动能，动能增大，因此C点时动能达到最大。
34．【答案】A-B:重力大于弹力，重力势能转化为动能和弹性势能；B-C:弹力大于重力，重力势能和动能转化成弹性势能；
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）如果两个力为平衡力，那么弹力和重力大小相等；
（2）弹簧的弹力与弹性形变的大小有关；重力势能的大小与质量和高度有关；动能的大小与质量和速度有关；
（3）甲能量减小，乙能量增大，那么甲能量转化为乙能量。
【解答】 A-B:重力大于弹力，重力势能转化为动能和弹性势能；
B-C:弹力大于重力，重力势能和动能转化成弹性势能。
35．【答案】（1）解：将质量不同的铅球从同一高度释放,落至地面(沙坑);将同一铅球从不同高度释放,落至地面(沙坑)。
（2）解：根据铅球对地面的作用效果(或引起地面形变的大小,或砸出坑的深浅,或对地面做功多少),作用效果越明显(或引起地面形变越大,或砸出的坑越深,或对地面做功越多),物体的重力势能越大。反之,重力势能越小。
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）重力势能与物体的质量和高度有关；根据控制变量法的要求，探究重力势能和质量的关系时，需要保持下落高度相同而改变质量；探究重力势能和高度的关系时，需要保持质量相同而改变高度，据此设计实验步骤；
（2）铅球撞击地面或沙坑时，肯定会对它们造成一定程度的破坏，可以根据地面形变程度的大小或沙坑的深浅来判断重力势能的大小。
1 / 1浙教版科学九年级上册3.2机械能 同步练习
一、单选题
1．（2021九上·嵊州期末）如果右图表示概念1、2、3之间的关系，那么下表选项中三者关系与右图相符的是（ ）
选项 1 2 3
A 弹性势能 势能 机械能
B 碱 可溶性碱 碱性物质
C 化合物 氧化物 酸
D 简单机械 滑轮 杠杆
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【知识点】动能和势能的概念；酸、碱的概念；常见物质的分类
【解析】【分析】根据各个概念的内容，分析它们之间的关系即可。
【解答】根据图片可知，概念3包括概念2，概念2包括概念1。
A.机械能包括动能、势能，而势能包含重力势能和弹性势能，故A符合题意；
B.碱分为可溶性碱和不溶性碱，即概念1包含概念2，故B不合题意；
C.化合物分别氧化物和非氧化物，即概念1包含概念2，故C不合题意；
D.简单机械包括滑轮和杠杆，即概念1包含概念2和概念3，故D不合题意。
故选A。
2．（2021九上·长兴期中）2021年3月1日，最新刑法修正案生效，“高空抛物”正式人刑。高空抛物存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的（ ）
A．重力 B．动能 C．重力势能 D．弹性势能
【答案】C
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【分析】根据重力势能的定义判断。
【解答】物体由于被举高具有的能量叫重力势能，且高度越大，重力势能越大，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
3．（2020九上·嘉兴期末）高空坠物伤人事件时有发生，新颁布的《民法典》规定：“禁止从建筑物中抛掷物品”，因为高处的物体具有较大的（ ）
A．势能 B．速度 C．重力 D．动能
【答案】A
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【分析】物体由于运动具有的能量叫动能，由于被举高而具有的能量叫重力势能，据此分析判断
【解答】高处的物体由于被举高而具有能量，这种能量叫重力势能，故A正确，而A、C、D错误。
故选A。
4．（2021九上·义乌期中）如图所示，媛媛站立在电动扶梯上随电梯一起匀速上升，则此过程中，关于媛媛机械能的变化，下列说法正确的是（ ）
A．动能增大，重力势能减小 B．动能增大，重力势能增加
C．动能不变，重力势能减小 D．动能不变，重力势能增加
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析判断。
【解答】电梯匀速上升时，媛媛的质量不变速度不变，则动能不变；质量不变高度增大，则重力势能增大，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
5．（2021九上·洞头期中）如下图所示，直升飞机悬停在空中。下列对直升飞机能量的分析，正确的是（ ）
A．直升飞机具有重力势能
B．直升飞机的动能不断转化为重力势能
C．直升飞机的重力势能不断转化为动能
D．直升飞机的机械能在不断增大
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】根据动能和重力势能的转化分析判断。
【解答】A.直升飞机在空中具有一定高度，则它具有重力势能，故A正确；
BC.直升飞机在空中悬停时，它的高度不变，则重力势能不变，故B、C错误；
D.飞机在空中悬停时，它的动能为零，而重力势能保持不变，即机械能保持不变，故D错误。
故选A。
6．（2021九上·台州期中）在排球比赛中，圆圆把排球斜向上抛出，排球在运动中动能E随时间t变化的图像最接近的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】根据动能和重力势能的相互转化判断。
【解答】排球在上升的过程中，高度增大，则重力势能增大，而速度减小，动能减小。在下降的过程中，高度减小，则重力势能减小，而速度增大，则动能增大，故C、D错误；
当排球到达最高点时，它在水平方向上的速度不为零，即动能最小时不是零，故B正确，而A错误。
故选B。
7．“跳远”是一项常见的体育运动。运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，这样做是为了（ ）。
A．增大运动员的惯性 B．减小运动员的机械能
C．减小运动员的势能 D．增大运动员的动能
【答案】D
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）惯性的大小与物体的质量有关；
（2）（3）（4）动能的大小与质量和速度有关；重力势能的大小与重力和高度有关；机械能=动能+重力势能，据此分析判断。
【解答】运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，它的质量不变，则惯性不变，故A错误；
它的质量不变速度增大，则它的动能增大，而他的重力势能几乎没有变化。根据机械能=动能+重力势能可知，他的机械能增大，故D正确，而B、C错误。
故选D。
8．如图所示，在探究“物体的动能跟哪些因素有关“的实验中，让质量相同的钢球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，比较木块被推动的距离。该实验是研究（ ）。
A．动能的大小与高度的关系 B．动能的大小与质量的关系
C．动能的大小与速度的关系 D．动能的大小与距离的关系
【答案】C
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】根据图片确定实验中哪个因素相同，哪个因素不同即可。
【解答】在实验中，小球的质量相同，它从斜面上的不同高度释放，那么到达水平面时的速度不同，通过木块被推动的距离可以判断小球动能的大小，则该实验探究动能的大小与速度的关系，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
9．（2020九上·杭州期末）如图甲所示，小球先后以相同的速度按①②③④四个方向抛出。若某次小球在空中飞行到接近地面的过程中(不计空气阻力) ，其动能E随时间变化的图像如图乙所示，则此次小球抛出的方响为（ ）
A．① B．② C．③ D．④
【答案】A
【知识点】力与运动的关系；动能的影响因素
【解析】【分析】根据图乙确定速度的变化规律，然后与四个方向的运动进行比较即可。
【解答】根据乙图可知，小球的动能先减小到零再增大，那么它的速度先减小到零再增大。
A.将小球竖直上抛时，小球先向上运动到最高点，再向下运动，它的速度先减小到零再不断增大，故A正确；
B.将小球斜抛出时，它在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运动，因此当到达最高点时，它水平方向的速度不为零，故B错误；
C.将小球水平抛出时，它在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做加速运动，即它的速度是一直增大的，故C错误；
D.将小球竖直下抛时，小球的速度逐渐增大，故D错误。
故选A。
10．（2021九上·乐清月考）如图是投掷实心球的场景。若不计空气阻力，实心球自脱手至落地的过程中，下列关于其势能的大小随时间变化的曲线中，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】根据重力势能的影响因素，结合实心球的运动过程分析判断。
【解答】实心球在空中，高度先增大后减小，则它的重力势能先增大后减小，故C、D错误；
在开始时，实心球距离地面有一定高度，因此此时它的重力势能不为零，故A正确，而B错误。
故选A。
11．下列关于物体势能的说法，正确的是（ ）。
A．把压缩的弹簧放松，它的长度增加，势能也增加
B．同一根橡皮筋拉得越长，它的势能也越大
C．树上的两个苹果，位置高的一定比位置低的势能大
D．正在下落的两个铅球，5千克的铅球一定比4千克的铅球势能大
【答案】B
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）（2）弹性势能的大小与发生弹性形变的程度有关；
（3）（4）重力势能与质量和高度有关。
【解答】A.把压缩的弹簧放松，它的长度增加，而形变程度减小，则势能减小，故A错误；
B.同一根橡皮筋拉得越长，它的形程度越大，则它的势能也越大，故B正确；
C.树上的两个苹果质量大小不确定，位置高的不一定比位置低的势能大，故C错误；
D.正在下落的两个铅球，由于高度大小未知，因此5千克的铅球不一定比4千克的铅球势能大，故D错误。
故选B。
12．（2020九上·苍南期中）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，P 点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至 M 位置，然后释放小球，小球就在 MN 间做往复运动（已知 MP=PN），小球从 M 位置运动到 N 位置的过程中，弹簧的弹性势能变化是（ ）
A．一直增大 B．一直减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
【答案】D
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】物体发生弹性形变具有的能量叫弹性势能；物体发生弹性形变的程度越大，它具有的弹性势能越大。
【解答】从M点到P点，弹簧的长度逐渐增大，被压缩的程度逐渐变小，因此弹性势能逐渐变小。从P到N时，弹簧的长度逐渐增大，伸长的长度逐渐变大，因此弹性势能逐渐增大，因此弹簧的弹性势能先减小后增大，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
13．如图，同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出(不计空气阻力和摩擦)，设小球刚落地时的速度分别为v1、v2、v3，则（ ）
A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v2＜v3 C．v1＝v2＝v3 D．无法确定
【答案】C
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】根据能量守恒定律分析即可。
【解答】同一小球质量相等，高度相等，那么它具有的重力势能相等。虽然它抛出的角度不同，但是没有任何能量损耗和增加，因此落地时机械能守恒，即原来的重力势能全部转化为动能，那么动能相同。因为它落地时的动能相同，所以落地时的速度相同，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
14．跳水运动员在3m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时受力平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法中正确的是（ ）
A．从A到C的过程中，踏板的弹性势能一直在增大
B．从A到C的过程中，运动员的机械能守恒
C．从A到C的过程中，运动员的动能一直在减小
D．从B到C的过程中，运动员减少的动能等于踏板增加的势能
【答案】A
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度大小有关；
（2）注意运动员和踏板之间的能量转化；
（3）当合力的方向与运动方向一致时，做加速运动；相反时，物体做减速运动，据此分析速度变化，进而得到动能的变化；
（4）注意运动员重力势能的改变。
【解答】A.从A到C的过程中，踏板的形变程度不断增大，因此弹性势能一直在增大，故A正确；
B.从A到C的过程中，运动员的机械能会不断转化为踏板的弹性势能，肯定不守恒，故B错误；
C.从A到B的过程中，重力大于弹力，合力向下，与运动方向相同，运动员做加速运动，动能增大；从B到C的过程中，重力小于弹力，合力向上，运动员做减速运动，动能减小，故C错误；
D.从B到C的过程中，运动员减少的动能和重力势能等于踏板增加的势能，故D错误。
故选A。
15．如图所示，滚摆由最高点释放，旋转着下降到最低点后又上升，每次上升的最大高度逐渐降低。下列说法正确的是（ ）
A．下降时重力势能转化为动能
B．下降时减少的重力势能等于增加的动能
C．上升时减少的动能等于增加的重力势能
D．上升的最大高度逐渐降低说明机械能不守恒
【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】在滚摆运动的过程中，由于克服摩擦做功，因此它的机械能会不断转化为内能，据此分析判断。
【解答】A.由于克服摩擦做功，滚摆下降时重力势能转化为动能和内能，故A错误；
B.由于克服摩擦做功，滚摆下降时减少的重力势能等于增加的动能和产生的内能之和，故B错误；
C.上升时减少的动能等于增加的重力势能和产生的内能之和，故C错误；
D.上升的最大高度逐渐降低，说明机械能不守恒，故D正确。
故选D。
二、实验探究题
16．（2021九上·衢州期中）在做了“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小衢设计了如图甲所示的实验：让质量不同的钢球A、 B同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若B球相对于A球 ，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
小丽肯定了小衢的实验方案后，对实验又提出了两个建议：
建议一：因为钢球在斜面上滚下的时间很短，不利于观察和比较钢球的运动情况，不改变钢球在斜面上的位置，不改变球与斜面的粗糙程度，为了延长钢球在斜面上滚下的时间，可采用的方法是 ；
建议二：为确保钢球滚下时不偏离斜面，可在斜面上增设两个相同的光滑小凹槽（如图乙所示）。从有利于观察和比较两球的相对运动情况的角度考虑，图中两个小凹槽的间距L应 。
【答案】静止；减小θ角（减小斜面的倾斜角）；适当减小些
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）如果两个物体的相对位置保持不变，那么它们是静止的；如果相对位置发生改变，那么它们是运动的。
（2）小球从斜面上滚下的速度还与斜面的倾角有关，即倾角越小，滚落速度越小，运动时间越长；
（3）在两个小球不发生刮擦的情况下，二者之间的距离越小，越容易准确判断它们之间的相对位置是否变化，实验的精确性越高。
【解答】（1）让质量不同的钢球A、 B同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若B球相对于A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
（2）建议一：因为钢球在斜面上滚下的时间很短，不利于观察和比较钢球的运动情况，不改变钢球在斜面上的位置，不改变球与斜面的粗糙程度，为了延长钢球在斜面上滚下的时间，可采用的方法是减小θ角（减小斜面的倾斜角）；
（3）建议二：为确保钢球滚下时不偏离斜面，可在斜面上增设两个相同的光滑小凹槽（如图乙所示）。从有利于观察和比较两球的相对运动情况的角度考虑，图中两个小凹槽的间距L应适当减小些。
17．（2021九上·乐清期中）小明和小红分别用图甲和图乙装置探究物体动能大小的影响因素，小明在光滑的水平面右端放置一个木块，将一个绑有铁块的小车从光滑斜面上静止下滑后在水平面上撞击木块又继续向右运动。小红对小明的实验进行了改进，将木块改成一个强力磁铁固定在地面上，将小车上绑的铁块改成磁铁，小车从光滑斜面上静止下滑后在水平面上向右运动且不与强力磁铁碰撞，记录小车距离强力磁铁的最近位置为A点，小车最后停下来的位置为B点。请回答下列问题：
（1）小红实验中斜面底端记录为O点，固定磁铁的起始点记录为C点，能够比较合理体现动能变化的距离是 ，该距离越长，说明动能越大。
（2）若探究物体质量大小对动能的影响，小红应选择 与乙进行对照实验。
（3）请从能量的角度评价小红的实验相对小明实验的优点 。
【答案】（1）OA
（2）C
（3）小车和磁块没有相撞，减少了能量的消耗
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）当小车到达水平面上时，它的重力势能全部转化为动能。由于在水平面上受到磁铁的排斥力而做功，且运动的距离越长，做功越多，说明小车的动能越大。
（2）根据控制变量法的要求选择对照实验。
（3）如果小车和木块相撞，那么机械能会转化为内能，从而产生能量损耗，据此分析解答。
【解答】（1）小红实验中斜面底端记录为O点，固定磁铁的起始点记录为C点，能够比较合理体现动能变化的距离是OA，该距离越长，说明动能越大。
（2）探究物体质量大小对动能的影响时，必须控制小车的速度相同，即在斜面上的高度相同，而改变小车的质量，故选C。
（3）从能量的角度评价小红的实验相对小明实验的优点：小车和磁块没有相撞，减少了能量的消耗。
18．（2021九上·淳安期中）将普通塑料水管进行改装，能做多个实验。将塑料水管①侧面开口并标上刻度，再将塑料水管②在侧面不同高度开两个大小合适的口。
（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①(滑块与管紧贴，但可以在推力作用”下滑动)。将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录： 。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与 的关系。
（2）将两根塑料管按图乙连接来验证“重力势能大小与质量的关系”，请你写出实验步骤 。
【答案】（1）滑块被撞击后移动的距离；速度
（2）将一钢球从管②的口放入后，静止释放，观察并记录滑块被撞击后移动的距离。取出钢球，将滑块移回原位，将另一个质量不同钢球从同一个口放入，静止释放，观察并记录滑块被撞击后移动的距离。
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）探究动能与速度大小的关系时，需要控制速度相同，即小球从斜面上滚下时的高度相同，而控制质量相等。塑料管②上A、B两个位置的高度不同，将小球从它们分别放下，然后撞击塑料管①中的滑块，根据滑块移动的距离大小可以判断动能大小。
（2）探究重力势能大小与质量的关系时，需要控制高度相同而改变质量。将塑料管树立起来，让质量不同的小球从同一个开口落下，撞击下面的滑块，根据滑块移动的距离判断重力势能的大小，据此分析解答。
【解答】（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①(滑块与管紧贴，但可以在推力作用”下滑动)。将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录：滑块被撞击后移动的距离。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与速度的关系。
（2）将两根塑料管按图乙连接来验证“重力势能大小与质量的关系”，实验步骤：将一钢球从管②的口放入后，静止释放，观察并记录滑块被撞击后移动的距离。取出钢球，将滑块移回原位，将另一个质量不同钢球从同一个口放入，静止释放，观察并记录滑块被撞击后移动的距离。
19．（2021九上·金华月考）某实验小组同学用如图所示的装置探究“质量对物体动能大小的影响”他们将钢球用绳系着，从某一高度由静止释放。钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。经过实验，获得三组数据，如下表：
实验次数 钢球质量/g 钢球下摆高度/cm 木块滑行距离/cm
1 20 20 30
2 40 20 58
3 60 20
（1）钢球动能的大小是通过观察 来判断的。
（2）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要改进方案并只重做第3次实验。下面有几种建议，你认为可行的是_______；
A．甲同学建议换用一块更长的同样木板
B．乙同学建议换一个较大的木块
C．丙同学建议降低钢球下摆的高度
D．丁同学建议换用适当质量的钢球
（3）通过本实验可得出的结论是： ；
（4）本实验同时采用了控制变量法和转换法两种科学方法，下列实验也同时采用这两种科学方法的有_______
A．研究杠杆的平衡条件
B．研究影响压力作用效果的因素
C．测定小灯泡的额定功率
D．研究电流产生的热量与哪些因素有关
【答案】（1）木块滑行距离
（2）A；D
（3）当速度相同时，质量越大动能越大
（4）B；D
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）钢球撞击木块，木块在水平面上移动时克服阻力做功。根据W=fs可知，木块移动的距离越大，克服阻力做功越多，则钢球的动能越大。
（2）根据动能的影响因素分析；
（3）根据表格数据，分析动能与质量的关系；
（4）分析各个选项中实验使用的研究方法即可。
【解答】（1）钢球动能的大小是通过观察木块滑行距离来判断的。
（2）A.木块被撞后滑出木板，说明木板的长度太短，因此可以换用更长的同样木板，故A正确；
B.较大的木块受到的阻力会变大，这样同样的距离克服阻力做功更多，因此无法正确显示动能的大小，故B错误；
C.探究动能与质量的关系时，必须控制钢球的速度相同，即下摆高的相同，故C错误；
D.换用质量较小的钢球时，动能减小，则木块滑动的距离减小，故D正确。
故选AD。
（3）根据表格可知，钢球的质量越大，木块滑行距离越远，那么得到结论：当速度相同时，质量越大，动能越大。
（4）A.研究杠杆的平衡条件时，使用了模型法，故A不合题意；
B.研究影响压力作用效果的因素时，探究压力的影响时，保证受力面积相同；探究受力面积的影响时，保证压力相同，则使用了控制变量法。用海绵的凹陷程度反映压强的大小，使用了转换法，故B符合题意；
C.测定小灯泡的额定功率，即没有使用控制变量法，也没有使用转换法，故C不合题意；
D.研究电流产生的热量与哪些因素有关时，探究电流的影响时，控制时间和电阻相同，使用了控制变量法。用烧瓶内气体的体积膨胀引起玻璃管内液柱的高度变化反映产生热量的多少，使用了转换法，故D符合题意。
故选BD。
20．（2021九上·诸暨期中）为探究影响重力势能的大小的因素，小金利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图甲所示的实验。
（1）要探究重力势能的大小与高度的关系，应选择哪两个图进行比较？ 。
（2）小金在探究中“重力势能大小”用 体现。
（3）图a中的重物被手释放由静止下落到接触小方桌的过程中，下落高度与时间的关系如图乙所示。在如图丙所示的四个选项中，描述重力对重物做功大小与下落时间关系最接近正确的是 。
【答案】（1）ab
（2）小方桌的四个铁钉深入沙子深度
（3）C
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）该实验采用转换法，通过观察方桌陷入沙中的深浅来判断物体重力势能的大小；
（2）当探究重力势能与高度的关系时，必须保证物体的质量相等；
（3）图2和图3中物体的质量不同，但高度相同，所以探究的问题是重力势能大小与质量的关系．
【解答】(1)重力势能的大小与质量和高度有关，探究高度对重力势能的影响时，必须控制质量相同改变高度，故选a和b。
(2)本实验中，主要采用的科学研究方法是转换法和和控制变量法。 小金在探究中“重力势能大小”用小方桌的四个铁钉深入沙子深度体现。
(3)根据W=Gh可知，当物重G相同时，功w与高度h成正比，因此W与的变化趋势与h和r的变化趋势是相同的，故C正确，ABD错误。
三、填空题
21．（2020九上·平阳期中）健腹轮是一种健身器材，使用时可将膝盖跪在垫上，双手紧握健腹轮手柄，向前推动健腹轮至身体水平于地面，然后回收归位，反复操作，如图所示。
（1）图甲所示，当人的身体从状态 1 到状态 2 的过程中，膝盖要跪在垫子上，是为了通过增大受力面积，从而 压强(选填“增大”、“减小”)，达到保护膝盖的目的。
（2）在身体从状态1到状态2的过程中，轮内的弹性钢圈因形变而绕紧，在从状态2恢复到状态1时，绕紧的钢圈会自动恢复到原来的状态，让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性势能的变化图，结合图中信息进行分析，在健腹轮中安装 （填“A”或“B”）型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
【答案】（1）减小
（2）A
【知识点】增大或减小压强的方法；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】(1)已知重力和下降的高度根据公式W=Gh计算重力做的功；
(2)当发生相同程度的形变时，具有的弹性势能越大，该钢圈就具有更强的自动回弹功能，根据乙图分析即可。
【解答】(1)图甲所示，当人的身体从状态 1 到状态 2 的过程中，膝盖要跪在垫子上，是为了通过增大受力面积，从而减小压强，达到保护膝盖的目的。
(2) 根据图乙可知，A型钢圈的弹性势能大于B型，因此在健腹轮中安装A型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
22．（2020九上·杭州期中）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
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）根据影响动能和重力势能的因素分析它们的变化，然后得出能量的转化情况；
（2）当物体受平衡力作用时运动状态将不会改变，运动状态发生改变时一定是受非平衡力作用；
（3）弹簧的弹力与弹簧的形变有关，形变越大，弹力越大；物体受到的合力与运动的方向相反时做减速运动，速度越小，动能越小。
【解答】（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，物体做减少运动，速度越来越来，动能越来越小。
故答案为：（1）重力势能转化为动能；（2）不是；（3）一直变小
23．（2021九上·金华期中）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，当其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为50J；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。则木块最终静止时其左端的位置一定不可能位于 (选填“B”“C”或“D”)点，整个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】C；B
【知识点】力与运动的关系；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）物体发生弹性形变时才会产生弹性势能；
（2）物体受到的合力与运动方向相同时，做加速运动；当合力为零时，加速停止，此时速度最大；当合力的方向与运动方向相反时，做减速运动，据此分析解答。
【解答】（1）根据图片可知，墙壁到C点的长度为l，即木块左端到点C点时恢复原长，此时不会产生弹力，自然没有弹性势能。因为木块静止时弹性势能为1J，即弹簧肯定发生形变，因此木块静止时左端的位置一定不在C点。
（2）根据图片可知，从A到C点时，在开始的一段时间内，弹力大于摩擦力，合力向右，与运动方向相同，木块水平向右做加速运动。当弹力与摩擦力相等时，合力为零，此时加速停止，木块的速度最大。在C点时，弹力为零，此时合力向左，木块已经做减速运动，则木块速度最大时左端可能位于B点。
24．（2021九上·杭州期中）物体G和弹簧相连固定于墙壁上，开始时弹簧没有形变，物体处于位置B处，用力将其拉至C处，松手后，由C到B时，弹簧的势能 （填“不变”、“增大”或“减少”）．物体在A、C间往复运动，如图所示，如果物体G与地面都是光滑的，则物体G由C到A过程中，物体G的动能最大的点在 （B点、AB之间或BC之间）．如果物体G与地面存在一定的摩擦力，则物体G由C到A过程中物体G的动能最大的点在 （B点、AB之间或BC之间）。
【答案】减少；B；BC之间
【知识点】动能和势能的大小变化；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）弹性势能的大小与形变程度大小有关；
（2）根据动能与弹性势能的转化过程分析；
（3）根据弹性势能转化为物体的动能和内能分析。
【解答】（1）物体处于位置B处，用力将其拉至C处，松手后，由C到B时，因此弹簧的形变程度在不断减小，因此弹簧的势能减少。
（2）如果地面是光滑的，那么没有能量损失，即弹簧的弹性势能会全部转化为物体的动能。当物体到达B点时，弹簧恢复原状，此时弹性势能为零，即势能最小，则该点时物体的动能最大。
（3）如果物体和地面之间存在摩擦力，那么弹簧的弹性势能会转化为物体的动能和内能。由于有能量损失，因此物体的动能会在到达B点之前就达到最大值，即动能最大的点在BC之间。
25．（2021九上·长兴期中）如图甲所示为一种乒乓球训练所用的智能发球机。发球机利用内部弹簧分别将两球沿v1和v2方向射出(如图乙)。
（1）乒乓球在空中下落过程中，机械能不断减小，是由于 。
（2）若两球速度天小相等，则发射时弹簧具有的弹性势能E的大小关系为E1 E2(选填“>”、“<"或“=”)。
【答案】（1）乒乓球受到空气阻力
（2）=
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）当物体运动时，克服空气摩擦做功，将机械能转化为内能，从而造成机械能减小；
（2）根据动能与弹性势能的相互转化分析。
【解答】（1）乒乓球在空中下落过程中，机械能不断减小，是由于乒乓球受到空气阻力。
（2）乒乓球的质量相等且速度相等，那么它们的动能相同，因为动能由弹性势能转化而来，所以发射时的弹性势能E1=E2。
26．（2021九上·义乌期中）请分析以下两个有关能量的问题。
（1）“强弩之末势不能穿鲁缟者也”。强弩之末不能穿透薄薄的丝绸，说明物体的动能大小与它的 有关。
（2）旋转图中的吸管后，将可乐罐放在桌面上，罐就会运动起来，这是因为罐中的橡皮筋积蓄了 能。
【答案】（1）速度
（2）弹性势
【知识点】动能和势能的概念；动能的影响因素
【解析】【分析】（1）动能大小与质量和速度大小有关，根据题目描述分析哪个因素发生改变即可；
（2）物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能，据此分析解答。
【解答】（1）根据“强弩之末”可知，弩的质量不变但速度很小，不能穿透丝绸说明动能很小，则：说明物体的动能大小与它的速度有关。
（2）罐中的橡皮筋发生了弹性形变，因此积蓄了弹性势能。
27．（2021九上·乐清期中）将表面涂墨（墨充足）的皮球从离地某一高度水平抛出，球落地后又弹起，它的频闪照片如图所示。皮球第一次反弹后到达最高点P时 （填“具有”或“不具有”）动能；皮球落地后，在地面A、B、C三处留下黑色墨迹，墨迹逐渐变小，其原因是
【答案】具有；部分机械能转化为内能，机械能减少，最大弹性势能减小，最大弹性形变变小，墨迹变小，合理即可
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）从竖直和水平方向上分析皮球的速度是否为零即可；
（2）墨迹的大小可以反应皮球形变程度的大小，从而确定弹性势能的大小，根据重力势能、动能和弹性势能的相互转化解答。
【解答】（1）皮球第一次反弹到达最高点P时，它在竖直方向上的速度为零，而水平方向上的速度不为零，因此此时具有动能。
（2）皮球落地后，在地面A、B、C三处留下黑色墨迹，墨迹逐渐变小，其原因是：部分机械能转化为内能，机械能减少，最大弹性势能减小，最大弹性形变变小，墨迹变小。
28．（2021九上·绍兴期中）图甲是投掷实心球的场景（不计空气阻力）．小明分析了实心球自脱手至落地过程的能量转化，画出了其势能的大小随时间变化的曲线如图乙．班中其他同学也模仿着画出此过程中实心球动能的大小随时间变化的大致曲线如图①②③，请选出其中正确的曲线 （填“①或②或③”）
【答案】②
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】根据能量转化的知识分析判断。
【解答】根据图片可知，实心球在空中，高度先增大后减小，即重力势能先增大后减小。根据“机械能=动能+重力势能”可知，则实心球的动能先减小后增大。当实心球到达最高点时，它在竖直方向上的速度为零，但是水平方向的速度不为零，即动能最小时肯定不为零，故②正确，而①③错误。
故选②
29．（2021九上·椒江期中）古诗文中有许多描述自然现象的优美诗句。如“无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来”，从物理学的角度看，滚滚奔流的长江具有巨大的 。物体所具有的弹性势能跟 有关。
【答案】机械能；弹性形变的程度
【知识点】动能和势能的概念；势能的影响因素
【解析】【分析】此题考查了机械能的概念以及影响弹性势能大小的因素，机械能包括动能和势能。流动的长江水具有动能；水位的高低显示了水的重力势能大小；重力势能的总和称为机械能；弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关。
【解答】（1）滚滚流动的长江水具有动能，长江水由地势高的地方流向地势低的地方，地势越高，水具有的重力势能越大，动能和势能的总和称为机械能。可见从物理学的角度看，滚滚奔流的长江具有巨大机械能；
（2）物体所具有弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关。
30．（2020九上·西湖期中）如图甲所示，弹簧一端固定在O点，另一端系一小球。现将小球置于A位置，此时弹簧水平且为原长状态。将球由静止释放，在运动到最低点B的过程中。试分析：
（1）小球机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）小球减小的重力势能 （“等于”、“大于”、“小于”）小球增加的动能。
（3）若将小球直接挂在弹簧下，用力将小球拉到弹簧最大伸长限度内的最下端，放手后在小球竖直向上运动到最高点的过程中，小球的速度变化特点是 。
【答案】（1）变小
（2）大于
（3）先增大后减小
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）注意小球的机械能与弹簧的弹性势能的转化；
（2）将小球和弹簧看做一个整体，分析二者之间能量的转化；
（3）当合力方向与运动方向相同时，物体做加速运动；当合力为零时，物体加速停止，此时速度最大；当合力的方向与运动方向相反时，物体做减速运动。
【解答】（1）在小球下落的过程中，弹簧的长度增大，即小球的机械能会部分转化为弹簧的弹性势能，因此小球的机械能变小。
（2）在小球下落的过程中，小球的重力势能会转化为小球的动能和弹簧的弹性势能，因此小球减小的重力势能大于小球增加的动能。
（3）在开始的一段时间内，小球受到的弹力大于重力，合力向上，与运动方向一致，做加速运动；当小球受到的弹力和重力相等时，合力为零，小球加速停止，此时速度最大；此后，小球受到的弹力小于重力，合力向下，小球向上做减速运动，因此小球的速度变化特点为：先增大后减小。
四、解答题
31．如图所示，是承承在乒乓球比赛中，高抛发球时的情景，不计空气阻力，请你回答下列问题：
（1）在乒乓球上升的过程中，乒乓球的能量是如何转化的？其机械能如何变化？
（2）乒乓球运动到最高点时，是否处于平衡状态？请说明理由。
【答案】（1）解：在乒乓球上升的过程中，乒乓球的动能转化为重力势能，机械能不变。
（2）解：乒乓球运动到最高点时，处于非平衡状态，因为乒乓球此时只受重力的作用，所以处于非平衡状态。(合理即可)
【知识点】平衡状态的判断；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析能量转化。如果不计空气阻力，那么机械能没有损失，据此判断机械能的变化；
（2）如果物体受到的外力为零，那么它处于平衡状态。
【解答】（1）在乒乓球上升的过程中，乒乓球的高度增大，那么重力势能增大；速度减小，那么动能减小，因此乒乓球的动能转化为重力势能。由于不计空气阻力，那么机械能不会转化为内能，即机械能不变。
（2）乒乓球运动到最高点时，处于非平衡状态，因为乒乓球此时只受重力的作用，它受到的外力不为零。
32．=将普通塑料水管进行改装，能做多个实验。将塑料水管①侧面开口并标上刻度，再将塑料水管②在侧面不同高度开两个大小合适的口。
（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录 。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与 的关系。
（2）将两根塑料管按图乙连接，验证“重力势能大小与质量的关系”。请你写出实验步骤。
【答案】（1）滑块移动距离；速度大小
（2）将一钢球从管②的任一口放入，静止释放，观察并记录滑块移动距离；取出钢球，将滑块移回原位。将另一质量不同的钢球从同一个口放入，重复实验。
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）水管①和②正好构成一个斜面，滑块从②中不同高度的缺口处放入，相当于从斜面上不同高度下滑，那么它到达水平管①时速度不同。根据滑块在水平管①里面运动的距离，可以判断动能的大小。
（2）滑块在管①中运动时会受到阻力，它受到小球的撞击后，向下运动的距离越大，说明上面小球具有的重力势能越大。如果要探究重力势能与质量的关系，那么就要控制小球下落的高度相同，而改变小球的质量，据此设计实验过程即可。
【解答】（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录滑块移动距离。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与速度大小的关系。
（2）实验步骤为：将一钢球从管②的任一口放入，静止释放，观察并记录滑块移动距离；取出钢球，将滑块移回原位。将另一质量不同的钢球从同一个口放入，重复实验。
33．（2020九上·海曙期末）图甲是投掷实心球的场景(不计空气阻力)。小科分析了实心球从脱手至落地过程的能量转化，画出了其重力势能的大小随时间变化的大致曲线如图乙所示。
请根据题意分析：实心球从脱手至落地的过程，其动能的大小随时间变化的大致曲线如图丙中 所示(填编号)，并写出选择此曲线的理由 。
【答案】D；①A至B过程中，实心球高度增加，动能转化为重力势能，因此动能减小。②B点时重力势能达到最大，动能变为最小，但由于实心球在B点速度不为零，因此动能不为零。③B至C过程中实心球高度下降，重力势能转化为动能，动能增大，因此C点时动能达到最大。
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）在物体上升的过程中，动能转化为重力势能；
（2）实心球的运动可以分解为两个运动，即水平方向的匀速直线运动和竖直方向的上抛运动，因此当它到达最高点时，竖直方向的速度为0，但是水平方向的速度不为0；
（3）在物体下降的过程中，重力势能转化为动能。
【解答】实心球从脱手至落地的过程，其动能的大小随时间变化的大致曲线如图丙中D所示，理由是：①A至B过程中，实心球高度增加，动能转化为重力势能，因此动能减小。
②B点时重力势能达到最大，动能变为最小，但由于实心球在B点速度不为零，因此动能不为零。
③B至C过程中实心球高度下降，重力势能转化为动能，动能增大，因此C点时动能达到最大。
34．（2019九上·江山期中）将一小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，下落后先后经过ABC三点，A点为小球刚好接触弹簧处，B点时小球受平衡力，C点为小球下降的最低点，请分析A→B阶段和B→C阶段，小球所受力的大小关系以及能量转化。（不计空气阻力和摩擦）
【答案】A-B:重力大于弹力，重力势能转化为动能和弹性势能；B-C:弹力大于重力，重力势能和动能转化成弹性势能；
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）如果两个力为平衡力，那么弹力和重力大小相等；
（2）弹簧的弹力与弹性形变的大小有关；重力势能的大小与质量和高度有关；动能的大小与质量和速度有关；
（3）甲能量减小，乙能量增大，那么甲能量转化为乙能量。
【解答】 A-B:重力大于弹力，重力势能转化为动能和弹性势能；
B-C:弹力大于重力，重力势能和动能转化成弹性势能。
35．在综合实践活动课上,王强同学发现学校运动场地上有若干大小不等的铅球,如图所示。于是他想利用这些器材亲自体验一下“重力势能的大小与哪些因素有关”。
（1）请你帮他设计应如何去做。
（2）说明该实践中怎样判断物体重力势能的大小。
【答案】（1）解：将质量不同的铅球从同一高度释放,落至地面(沙坑);将同一铅球从不同高度释放,落至地面(沙坑)。
（2）解：根据铅球对地面的作用效果(或引起地面形变的大小,或砸出坑的深浅,或对地面做功多少),作用效果越明显(或引起地面形变越大,或砸出的坑越深,或对地面做功越多),物体的重力势能越大。反之,重力势能越小。
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）重力势能与物体的质量和高度有关；根据控制变量法的要求，探究重力势能和质量的关系时，需要保持下落高度相同而改变质量；探究重力势能和高度的关系时，需要保持质量相同而改变高度，据此设计实验步骤；
（2）铅球撞击地面或沙坑时，肯定会对它们造成一定程度的破坏，可以根据地面形变程度的大小或沙坑的深浅来判断重力势能的大小。
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