浙科版科学九年级上学期 第三单元 第二节 机械能 同步练习

【答案】C
【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】斜面是光滑的，即没有阻力，同时小球也不受空气阻力，那么当小球升高时，它的动能只会转化为重力势能。由于开始时的速度相同，即动能相同，因此到达最高点时的重力势能相等。而重力势能与质量和高度有关，因此高度相等，即h1=h2。
故选c。
16．（2021九上·杭州期中）将AB两物体以细线相连并跨过定滑轮，使两物体距离地面相同高度，当由静止自由释放后，A物体下降，B物体上升，假设细线及定滑轮的重量不计，且细线与定滑轮间无摩擦，关于物体运动过程中的下列说法正确的是（　　）
A．A的机械能减少，B的重力势能减少
B．A的机械能不变，B的动能增加
C．A的机械能减少，B的动能增加
D．A的机械能不变，B的机械能增加
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度；质量越大，高度越高，势能越大。
（3）机械能是动能与势能之和；不计摩擦和空气阻力，A、B两物体组成的整体的机械能守恒。
【解答】当由静止自由释放后，A物体下降，B物体上升，B所处的位置升高，速度变大，因此B的重力势能增大，动能增大，则B的机械能也增大。 细线及定滑轮的重量不计，且细线与定滑轮间无摩擦，忽略空气阻力，则在整个过程中，A、B两物体组成的整体的机械能守恒（即A、B的机械能总量保持不变），由于B的机械能增大，所以A的机械能减小。
故C正确，ABD错误。
故C。
17．（2021九上·宁波月考）学校将举行运动会，如图为小科同学在练习跳远时的几个阶段，则他（　　）
A．在助跑阶段机械能不变 B．在起跳时机械能为零
C．经过最高点时重力势能最大 D．经过最高点时动能最大
【答案】C
【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，而机械能=动能+重力势能，据此分析判断。
【解答】A.在助跑阶段，小科的速度越来越大，则动能越来越大，因此机械能增大，故A错误；
B.在起跳时，他的高度为零，即重力势能为零，但是速度很快，即动能不为零，因此他的机械能不为零，故B错误；
C.经过最高点时，他的高度最大，则重力势能最大，故C正确；
D.经过最高点时，他的速度最小，即动能最小，故D错误。
故选C。
18．（2021九上·杭州期中）如图所示，A、B两球质量相等，A球用不可伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O'点，O与O'点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，细绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球第一次达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则两球各自第一次到达悬点正下方时（　　）
A．两球的动能相等 B．B球的动能较大
C．A球的动能较大 D．两球的机械能相等
【答案】C
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】根据能量转化的知识分析判断。
【解答】A、B两球质量相等，开始时二者处于同一水平面上，到达悬点正下方时还在同一水平面上，则它们下降的高度相同，即开始时具有的重力势能相同。由于A球上的轻绳不能伸长，因此到达最低点时重力势能全部转变为动能。而B球上的弹簧可以伸长，因此到达最低点时重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能。比较可知，在悬挂点正下方时A球的动能大于B球。
故选C。
19．（2020九上·绍兴月考）“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目，如图所示。一根弹性橡皮绳，一端系住人的腰部，另一端系于跳台，当人下落至图中A点时，橡皮绳刚好被伸直，C点是游戏者所能达到的最低点，当人下落至图中B点时，橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于游戏者离开跳台到最低点的过程中（不考虑空气阻力），下列说法正确的是（　　）
A．游戏者的动能一直在增加
B．游戏者到达B点时，游戏者的动能增加到最大值
C．游戏者到达C点时，重力势能全部转化为动能
D．游戏者从C点向B点运动的过程中，重力势能转化为动能和弹性势能
【答案】B
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）（2）根据力和运动的关系分析游戏者速度的变化规律，进而确定动能的变化规律；
（3）注意分析绳子弹性势能的变化；
（4）分析重力势能和弹性势能的大小改变即可。
【解答】从开始下落到A点时，弹性绳没有伸长，因此游戏者不受拉力，只受重力，此时合力向下，与运动方向一致，做加速运动。从A到B，弹性绳的长度变大，拉力变大，但是重力始终大于弹力，合力仍然向下，与运动方向一致，继续做加速运动。当到达B点时，拉力和重力相等，合力为零，此时加速停止，游戏者的速度达到最大。从B到C的过程中，拉力继续增大，重力小于拉力，合力向上，游戏者做减速运动。因此从A到C的过程中，游戏者的速度先增大后减小，那么动能先增大后减小，故A错误，B正确；
当游戏者到达C点时，它速度为零，动能为零；高度最小，即重力势能最小。而弹性绳的长度达到最大，即弹性势能最大，因此游戏者的重力势能全部转化为弹性绳的弹性势能，故C错误；
游戏者从C点到B点的过程中，它的高度增大，重力势能增大；速度增大，动能增大，而弹性绳的长度减小，即弹性势能减小，因此弹性势能转化为游戏者的动能和重力势能，故D错误。
故选B。
20．（2020九上·杭州月考）“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目，如图所示。一根弹性橡皮绳，一端系住人的腰部，另一端系于跳台，当人下落至图中A点时，橡皮绳刚好被伸直，C点是游戏者所能达到的最低点，当人下落至图中B点时，橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于游戏者离开跳台到最低点的过程中（不考虑空气阻力），下列说法正确的是（　　）
A．游戏者的动能一直在增加
B．游戏者到达C点时，重力势能全部转化为动能
C．游戏者到达B点时，游戏者的动能增加到最大值
D．游戏者从C点向B点运动的过程中，重力势能转化为动能和弹性势能
【答案】C
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）当合力与运动方向一致时，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；
（2）注意此时游戏者的速度大小与弹性绳形变程度的大小；
（3）根据（1）中分析判断；
（4）分析重力势能、动能和弹性势能的大小变化即可。
【解答】在到达A点之前，游戏者只受重力，合力方向向下；从A到B，游戏者受到向上的拉力和向下的重力，但合力向下，与运动方向一致，因此在到达B点之前，游戏者一直做加速运动；到达B点时，弹力和重力相等，合力为零，加速停止，此时速度最大；从B到C，绳子的拉力大于重力，合力向上，游戏者做减速运动，那么游戏者的速度变化为先增大，后变小，那么动能也是先增大后变小，故A错误；
游戏者到达C点时，此时游戏者的高度最小，重力势能最小；游戏者的速度为零，那么动能为零；绳子的形变程度最大，此时弹性势能最大，因此重力势能全部转化为弹性势能，故B错误；
游戏者到达B点时速度最大，因此此时动能最大，故C正确；
游戏者从C点向B点运动的过程中，高度增大，重力势能增大；速度增大，那么动能增大；绳子的形变程度变小，弹性势能变小，因此为弹性势能转化为动能和重力势能，故D错误。
故选C。
二、填空题
21．（2021九上·嵊州期末）同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示小球在空中的运动轨迹（空气对小球的阻力忽略不计)。
（1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量　 　(选填“增大”、“不变”或“减小”)
（2）小球能到达最高点的高度h1　 　h2。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】（1）不变
（2）大于
【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）分析小球运动过程中是否存在能量的损失即可；
（2）首先分析最高点时二者速度的大小，然后确定该点时动能的大小，进而确定重力势能的大小，最后比较最高点的高度大小。
【解答】（1）小球在沿斜面上升过程中，斜面光滑，即不会克服阻力而消耗机械能，因此其机械能总量不变。
（2）小球在斜面上到达最高点时，它的速度为零，动能为零；小球被抛出到达最高点时，它在水平方向上的速度不为零，即动能不为零。根据机械能=动能+重力势能可知，前面的重力势能肯定大于后者的重力势能，即前面到达的高度大于后者的高度，也就是h1>h2。
22．（2021九上·舟山月考）在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使完全相同的皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了　 　，使皮球具有弹性势能。分析图中两个圆般大小，还能知道，球从较高处下落形成的圆斑是图中的　 　（“A”或“B”）。
【答案】弹性形变；B
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）物体发生弹性形变时具有的能量叫弹性形变；
（2）球所在的高度越大，具有的重力势能越大，当它撞击地面时，转化成的弹性势能越大，因此形变程度越大，留下的圆班就越大，据此分析解答。
【解答】（1）在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使完全相同的皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了弹性形变，使皮球具有弹性势能。
（2）球从较高处下落时，转化成的弹性势能较大，发生弹性形变程度较大，形成的圆斑越大，则是图中的B。
23．（2021九上·龙湾期中）某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图所示。已知正常情况下空气阻力大小随迎风面积和速度的增大而增大。
（1）OA段跳伞运动员的机械能　 　（填“增加”“减小”或“不变”）。
（2）当t=　 　s时，运动员打开降落伞。
【答案】（1）减小
（2）40
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）在下落过程中，运动员与空气摩擦，不断的将机械能转换为内能，据此分析机械能的变化。
（2）当物体受到的合力与运动方向相同时，物体做加速运动；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，物体做减速运动。
【解答】（1）OA段运动员不断克服空气阻力，将机械能转换为内能，因此机械能减小。
（2）BC段，运动员的速度越来越小，即做减速运动，此时它受到合力的方向应该是向上的，即阻力大于重力，因此B点时应该打开降落伞，此时t=40s。
24．如图为人造地球卫星的轨道示意图，在大气层外环绕地球运行的过程中，人造地球卫星在近地点的动能　 　它在远地点的动能；在从近地点向远地点运行的过程中，它的重力势能的变化情况是　 　。
【答案】大于；变大
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）重力势能与质量和高度有关。
（2）机械能=动能+重力势能，根据机械能守恒分析动能的大小变化。
【解答】 （1）在从近地点向远地点运行的过程中， 它到地面的高度不断增大，而质量不变，则它的重力势能变大。
（2）根据机械能守恒可知，它的动能不断减小，即近地点的动能大于远地点的动能。
25．（2019九上·德清期末）光滑斜面甲与水平面AB平滑连接，从斜面甲高H处静止释放小球，小球运动到B点静止，如图①所示。在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙，已知AB=3AC，如图②所示。则
（1）如果小球从斜面甲高H处静止释放，则小球到达乙斜面的最大高度h=　 　H；
（2）要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为2h，小球应从甲斜面　 　高处静止释放。
【答案】（1）
（2） H
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）AB段和AC段对小球的摩擦力相等，根据W=Fs可知，这两段消耗的机械能与长度成正比；②图中，小球斜面上的机械能=AC段消耗的能量+爬升后的能量，据此解答；
（2）小球斜面上的机械能=消耗的水平面消耗的能量+爬升后的能量，抓住这个关系计算即可。
【解答】（1）根据图①可知，小球在斜面甲高H处的机械能等于AB段克服摩擦消耗的能量。根据②图可知，因为摩擦力相等，AB=3AC，所以AC段消耗的能量是AB段的，即过了C点后还剩原来能量的，因此小球到达乙斜面的最大高度；
（2）要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为2h，那么小球爬升的高度为：；小球斜面上的机械能=消耗的水平面消耗的能量+爬升后的能量，即小球应该释放的高度为：。
故答案为：（1）；（2）
26．（2018九上·义乌期中）如图所示，将一根弹簧和一只质量为1kg的金属球（球上有一直小孔）套在铁架台的金属杆AB上面。现将小球提到B端后松手，小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。
（1）从t1到t3时刻，小球的机械能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）在整个过程中，小球在　 　时动能最大。（选填“t1”或“t2”或“t3”）
【答案】（1）减小
（2）t1
【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）小球最初没有动能，只具有重力势能，因此判断重力势能的变化其实就是它机械能的变化。根据乙图可知，当小球静止下来时，它的高度小于最开始下落时的高度，即它的重力势能减小了，所以小球的机械能在不断减小；
（2）小球开始时只受重力，因此合力向下，做加速运动；接触弹簧后受到向上的弹力，但合力仍然向下，继续做加速运动；当弹力和重力相等时，合力为0，加速停止，此时小球速度达到最大；接下来弹力大于重力，合力向上，小球开始做减速运动，因此当小球的重力和弹力相等时，速度最大，动能最大。
【解答】（1） 从t1到t3时刻，小球的机械减小；
（2）根据乙图可知，小球最终静止在40cm的高度上，此时它受到的重力和弹力相等，因此速度最大，动能最大，故选t1。
27．（2021九上·杭州期中）物体G和弹簧相连固定于墙壁上，当物体处于位置B处弹簧没有形变，用力将其拉至C处，松手后物体从C点出发在CA之间往返运动并最终停留在某处，停留时弹簧弹性势能为0。则
（1）由C到B时，弹簧的弹性势能　 　 (填“不变”、“增大”或“减少”)
（2）物体在CA之间运动过程中，物体动能最大的点位于　 　 (选填“B点”、“AB之间”或“BC之间”)
（3）物体最终停留在　 　 (选填“B点”、“AB之间”
、“BC之间” )
【答案】（1）减少
（2）BC之间
（3）B点
【知识点】力与运动的关系；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）弹性势能的大小与弹性形变的程度大小有关；
（2）当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。
（3）弹性势能为零，即没有发生弹性形变，据此分析解答。
【解答】（1）由C到B时，弹簧的形变程度减小，即弹性势能减少。
（2）物体从C到A时，开始时，弹力大于阻力，合力向左，即物体向左做加速运动；当弹力和阻力相同时，合力为零，此时加速停止，速度最大；B点时，弹力为零，此时合力向右，物体已经开始做减速运动，因此物体速度最大的点在BC之间，动能最大的点也在BC之间。
（3）当物体停留时，弹性势能为零，即弹簧没有发生形变，因此停留在B点。
三、实验探究题
28．（2022九上·定海期末）用如图所示的装置探究“影响物体动能大小的因素”。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） 钢球下落 高度（cm） 木块滑行 距离（cm）
1 20 20 30
2 40 20 58
3 60 20 　
（1）第3次实验中，木块被撞后滑出木板，只需要重做第3次实验，甲同学建议降低钢球下摆的高度，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议换一块更长的同样材料的木板。你认为应当采用　 　同学的建议。
（2）科学研究方法有很多，如“控制变量法”“模型法”“类比法”“转换法”和“等效替代法”等，本实验运用了控制变量法和转换法，下列实验中应采用与本实验相同2种科学方法的有 填字母编号）
A．研究比较不同食物中所含能量的多少
B．研究人体的运动与脉博之间的关系
C．研究电流产生的热量与哪些因素有关
D．研究杠杆的平衡条件
【答案】（1）丙
（2）A；C
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）由图知是控制速度相同时，研究动能与质量的关系，动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的；
（2）根据每个实验采取的实验方法分析。
【解答】（1）实验中，要使钢球下降相同的高度，推动相同的木块，比较木块移动的距离，才可比较出钢球的动能大小，这是控制变量法的要求，故甲同学的建议不可采用。换一个较大的木块，则木块受到的摩擦力发生了变化，就不能再通过距离的大小判断动能的大小了，故乙同学的建议不可采用。换用较长木板，可以测量出木块移动的距离，故丙的建议可以采用。
（2）A．研究比较不同食物中所含能量的多少时，采用的是控制变量法和转换法，故A符合题意；
B．研究人体的运动与脉博之间的关系，采用到控制变量法，没有使用转换法，故B不合题意；
C．研究电流产生的热量与哪些因素有关时，采用了控制变量法；实验中通过温度计示数的变化来判定热量的多少，采用的是转换法，故C符合题意；
D．研究杠杆的平衡条件时，没有用到控制变量法和转换法，故D不合题意。
故选AC。
29．（2021九上·绍兴期中）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静止下落，C球从距沙表面高2H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＜h2＜h3。
（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　 　两球，发现C球陷入沙中深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大。
（4）比较C、D两球动的路径不同，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”）。
【答案】（1）陷入沙的的深度
（2）当物体下落高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大
（3）A、C
（4）无关
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）铅球陷入沙子中的深度越大，则说明铅球的重力势能越大；
（2）分析哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述实验结论；
（3）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（4）如果路径不同，深度不同，那么二者有关；否则，二者无关。
【解答】（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过陷入沙的的深度来反映的。
（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：当物体下落高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大。
（3）探究重力势能与高度的关系时，必须控制铅球的质量相同而改变高度，故选AC。
（4）比较C、D两球动的路径不同，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无关。
30．（2020九上·诸暨期中）在做“探究动能大小与质量关系”的实验时，小明想：小球从相同高度滚下，若小球材质和斜面倾角不同，到达水平位置时的速度会相同吗？
（1）图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案，小明实验时选择 A 方案而不能选择 B方案的原因是　 　。
（2）小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。分别让球从斜面同一高度由静止开始释放，利用测速仪测出球到达水平位置时的速度如表所示。
斜面倾角 球的类别 速度(m/s) 10° 20° 30° 40° 50° 60°
大钢球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97
小钢球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97
木球 2.67 2.67 2.67 2.67 2.74 2.89
分析表中数据可知：要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关，则斜面倾角不可能是 。
A．15° B．25° C．35° D．45°
（3）小明利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时，通过观察球撞击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小(图中未画出固定塑料软片的装置)。老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验，原因是　 　
【答案】（1）B中两球从起始位置到水平位置的高度差不同
（2）D
（3）塑料软片对不同体积的小球的阻力不同
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）用挡板的目的是保证两个小球在斜面上的起始位置到水平位置的高度差相同，从而保持它们到达水平面时的速度相同，据此分析两个方案的不同即可；
（2）根据表格确定三种材质的钢球保持速度不变时的角度范围即可。
（3）小球的体积越大，与塑料片的接触面积越大，则受到的阻力越大，这会影响它们撞击的塑料片的数量，从而影响实验结论。
【解答】（1）小明实验时选择 A 方案而不能选择 B方案的原因是：B中两球从起始位置到水平位置的高度差不同。
（2）根据表格可知，当角度≥40°时，小球的速度就不同了，则：要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关，则斜面倾角不可能是45°，故选D。
（3）老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验，原因是：料软片对不同体积的小球的阻力不同。
1 / 1浙科版科学九年级上学期 第三单元 第二节 机械能 同步练习
一、单选题
1．（2021九上·舟山月考）2020年11月24日凌晨，“嫦娥五号”探测器被成功发射，开启我国首次月球采样返回之旅。“嫦娥五号”探测器随火箭加速上升阶段，下列说法正确的是（　　）
A． 动能不变 B．重力势能减少
C．机械能不变 D．机械能增大
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．（2021九上·萧山月考）如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图，雨滴在t1～t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（　　）
A．E1＜E2＜E3 B．E1＞E2＞E3 C．E1＜E2＝E3 D．E1＝E2＜E3
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．（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
6．（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
7．（2022九上·定海期末）2020年12月17日“嫦娥五号返回器”成功着陆。如图是“返回器”通过大气层返回地球时“打水漂”过程示意图，“返回器”跃出大气层后不跃出大气层再受摩擦阻力。下列关于“返回器”能量变化的说法正确的是（　　）
A． 从A到B点内能增大，势能增大
B．从B点到C点动能增大，势能减小
C．从C点到D点动能先减小后增大，机械能不变
D．从C点到D点动能先增大后减小，机械能变小
8．（2022九上·金东期末）在蹦床比赛中，运动员从高处落到蹦床上又被弹起，该过程中有关机械能及其转化的说法正确的是（　　）
A．运动员上升到最高点时重力势能为零
B．运动员下降过程中机械能增大
C．运动员从高处下落到蹦床前，重力势能转化为动能
D．运动员弹离蹦床后，上升的过程中，弹性势能转化为动能
9．（2022九上·越城期末）如图，把同一小球从同一高度，以相同大小的速度分别沿斜向上和水平方向抛出，小球第一次落地速度为v1，第二次落地速度为v2，不计空气阻力，则v1和v2的大小关系正确的是（　　）
A．v1>v2 B．v1=v2 C．v110．（2021九上·新昌期末）乒乓球发球机在同一高度朝不同方向分别发出甲、乙、丙三个相同的小球，三个小球落地时的速度大小均相等。若不计空气阻力，则三球的发球速度大小关系是（　　）
A．V甲>V乙>V丙 B．V丙>V乙>V甲
C．V甲=V乙=V丙 D．V丙>V甲=V乙
11．（2021九上·奉化期末）如图所示，甲、乙是两个相同的小球，在同一高度将甲乙两球抛出：甲球以速度v竖直向下抛出后落地；乙球以速度v竖直向上抛出至最高点A后落地，若不考虑空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．抛出时刻，甲球的动能比乙球的动能小
B．抛出时刻，甲球的机械能比乙球的机械能大
C．乙球在上升至最高点的过程中动能逐渐减小为零
D．甲球落地时的速度大于乙球落地时的速度
12．（2021九上·淳安期中）如图所示，物块在光滑斜面上由静止开始下滑，依次经过a、b两个点(不计空气阻力)，比较物块在a、b两点的能量，下列说法正确的是（　　）
A．物块在a点时动能大
B．物块在b点时重力势能大
C．物块在a、b两点的重力势能一样大
D．物块在a、b两点的机械能一样大
13．（2019九上·杭州月考）如图所示是一个左右对称的凹型槽，将小球从A点由静止释放，若小球出点A点到B点运动过程中克服摩擦力做功用W表示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．小球从A点运动到B点的过程中，机械能守恒
B．小球能够从A点运动到D点
C．小球运动到B点时受力平衡
D．小球运动到B点时的动能大于C点时的重力势能
14．（2021九上·临海月考）为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验(如图所示)，让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离。关于该实验的说法中，不正确的是（　　）
A．该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小
B．该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等
C．在实验器材选择时，可以不考虑斜面的光滑程度、被撞木块的质量和软硬等因素
D．实验过程中，让同一小球从不同高度滚下，目的是为了让小球获得不同的运动速度
15．（2021九上·杭州期中）如图，从水平地面开始，小球第一次以速度v竖直向上抛出，第二次以速度v沿光滑斜面向上运动(斜面足够长)，不计空气阻力，两次上升的最高点的距离抛出点的高度分别为h1和h2，则h1和h2的关系是（　　）
A．h1>h2 B．h1

16．（2021九上·杭州期中）将AB两物体以细线相连并跨过定滑轮，使两物体距离地面相同高度，当由静止自由释放后，A物体下降，B物体上升，假设细线及定滑轮的重量不计，且细线与定滑轮间无摩擦，关于物体运动过程中的下列说法正确的是（　　）
A．A的机械能减少，B的重力势能减少
B．A的机械能不变，B的动能增加
C．A的机械能减少，B的动能增加
D．A的机械能不变，B的机械能增加
17．（2021九上·宁波月考）学校将举行运动会，如图为小科同学在练习跳远时的几个阶段，则他（　　）
A．在助跑阶段机械能不变 B．在起跳时机械能为零
C．经过最高点时重力势能最大 D．经过最高点时动能最大
18．（2021九上·杭州期中）如图所示，A、B两球质量相等，A球用不可伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O'点，O与O'点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，细绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球第一次达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则两球各自第一次到达悬点正下方时（　　）
A．两球的动能相等 B．B球的动能较大
C．A球的动能较大 D．两球的机械能相等
19．（2020九上·绍兴月考）“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目，如图所示。一根弹性橡皮绳，一端系住人的腰部，另一端系于跳台，当人下落至图中A点时，橡皮绳刚好被伸直，C点是游戏者所能达到的最低点，当人下落至图中B点时，橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于游戏者离开跳台到最低点的过程中（不考虑空气阻力），下列说法正确的是（　　）
A．游戏者的动能一直在增加
B．游戏者到达B点时，游戏者的动能增加到最大值
C．游戏者到达C点时，重力势能全部转化为动能
D．游戏者从C点向B点运动的过程中，重力势能转化为动能和弹性势能
20．（2020九上·杭州月考）“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目，如图所示。一根弹性橡皮绳，一端系住人的腰部，另一端系于跳台，当人下落至图中A点时，橡皮绳刚好被伸直，C点是游戏者所能达到的最低点，当人下落至图中B点时，橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于游戏者离开跳台到最低点的过程中（不考虑空气阻力），下列说法正确的是（　　）
A．游戏者的动能一直在增加
B．游戏者到达C点时，重力势能全部转化为动能
C．游戏者到达B点时，游戏者的动能增加到最大值
D．游戏者从C点向B点运动的过程中，重力势能转化为动能和弹性势能
二、填空题
21．（2021九上·嵊州期末）同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示小球在空中的运动轨迹（空气对小球的阻力忽略不计)。
（1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量　 　(选填“增大”、“不变”或“减小”)
（2）小球能到达最高点的高度h1　 　h2。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
22．（2021九上·舟山月考）在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使完全相同的皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了　 　，使皮球具有弹性势能。分析图中两个圆般大小，还能知道，球从较高处下落形成的圆斑是图中的　 　（“A”或“B”）。
23．（2021九上·龙湾期中）某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图所示。已知正常情况下空气阻力大小随迎风面积和速度的增大而增大。
（1）OA段跳伞运动员的机械能　 　（填“增加”“减小”或“不变”）。
（2）当t=　 　s时，运动员打开降落伞。
24．如图为人造地球卫星的轨道示意图，在大气层外环绕地球运行的过程中，人造地球卫星在近地点的动能　 　它在远地点的动能；在从近地点向远地点运行的过程中，它的重力势能的变化情况是　 　。
25．（2019九上·德清期末）光滑斜面甲与水平面AB平滑连接，从斜面甲高H处静止释放小球，小球运动到B点静止，如图①所示。在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙，已知AB=3AC，如图②所示。则
（1）如果小球从斜面甲高H处静止释放，则小球到达乙斜面的最大高度h=　 　H；
（2）要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为2h，小球应从甲斜面　 　高处静止释放。
26．（2018九上·义乌期中）如图所示，将一根弹簧和一只质量为1kg的金属球（球上有一直小孔）套在铁架台的金属杆AB上面。现将小球提到B端后松手，小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。
（1）从t1到t3时刻，小球的机械能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）在整个过程中，小球在　 　时动能最大。（选填“t1”或“t2”或“t3”）
27．（2021九上·杭州期中）物体G和弹簧相连固定于墙壁上，当物体处于位置B处弹簧没有形变，用力将其拉至C处，松手后物体从C点出发在CA之间往返运动并最终停留在某处，停留时弹簧弹性势能为0。则
（1）由C到B时，弹簧的弹性势能　 　 (填“不变”、“增大”或“减少”)
（2）物体在CA之间运动过程中，物体动能最大的点位于　 　 (选填“B点”、“AB之间”或“BC之间”)
（3）物体最终停留在　 　 (选填“B点”、“AB之间”
、“BC之间” )
三、实验探究题
28．（2022九上·定海期末）用如图所示的装置探究“影响物体动能大小的因素”。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） 钢球下落 高度（cm） 木块滑行 距离（cm）
1 20 20 30
2 40 20 58
3 60 20 　
（1）第3次实验中，木块被撞后滑出木板，只需要重做第3次实验，甲同学建议降低钢球下摆的高度，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议换一块更长的同样材料的木板。你认为应当采用　 　同学的建议。
（2）科学研究方法有很多，如“控制变量法”“模型法”“类比法”“转换法”和“等效替代法”等，本实验运用了控制变量法和转换法，下列实验中应采用与本实验相同2种科学方法的有 填字母编号）
A．研究比较不同食物中所含能量的多少
B．研究人体的运动与脉博之间的关系
C．研究电流产生的热量与哪些因素有关
D．研究杠杆的平衡条件
29．（2021九上·绍兴期中）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静止下落，C球从距沙表面高2H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＜h2＜h3。
（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　 　两球，发现C球陷入沙中深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大。
（4）比较C、D两球动的路径不同，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”）。
30．（2020九上·诸暨期中）在做“探究动能大小与质量关系”的实验时，小明想：小球从相同高度滚下，若小球材质和斜面倾角不同，到达水平位置时的速度会相同吗？
（1）图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案，小明实验时选择 A 方案而不能选择 B方案的原因是　 　。
（2）小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。分别让球从斜面同一高度由静止开始释放，利用测速仪测出球到达水平位置时的速度如表所示。
斜面倾角 球的类别 速度(m/s) 10° 20° 30° 40° 50° 60°
大钢球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97
小钢球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97
木球 2.67 2.67 2.67 2.67 2.74 2.89
分析表中数据可知：要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关，则斜面倾角不可能是 。
A．15° B．25° C．35° D．45°
（3）小明利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时，通过观察球撞击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小(图中未画出固定塑料软片的装置)。老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验，原因是　 　
答案解析部分
1．【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，而机械能=动能+重力势能。
【解答】“嫦娥五号”探测器随火箭加速上升阶段，它的质量不变，高度增大，则重力势能增大；质量不变速度增大，则动能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，它的机械能增大。
故选D。
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】C
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】根据动能的影响因素判断。
【解答】根据图像可知，t1~t3时刻中，雨滴的速度先增大后不变，即v1故选C。
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。
6．【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。
7．【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，而机械能=动能+重力势能，据此分析判断。
【解答】A.从A到B点时高度不变，则势能不变。由于与大气摩擦将机械能转化为内能，因此机械能减小，内能增大，故A错误；
B.从B点到C点时，返回器在大气层外面运动，高度不变，则重力势能不变。由于没有大气层的摩擦，因此机械能保持不变，那么动能不变，故B错误；
CD.从C点到D点时，返回器与大气不断摩擦，即机械能不断减小。由于高度不断减小，则重力势能不断减小。由于重力势能不断转化为动能，则动能先变大。当快到达地面时，打开减速伞后速度减小，则动能又开始减小，故C、D错误。
故选D。
8．【答案】C
【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，弹性势能与形变程度大小有关，据此分析判断。
【解答】A.运动员上升到最高点时，由于他被举高，因此重力势能肯定不为零，故A错误；
B.运动员下降过程中，它与空气摩擦做功，将机械能转化为内能，因此机械能减小，故B错误；
C.运动员从高处下落到蹦床前，质量不变高度减小，则重力势能减小；质量不变速度增大，则动能增大，那么重力势能转化为动能，故C正确；
D.运动员弹离蹦床后，上升的过程中，动能减小而重力势能增大，那么动能转化为重力势能，故D错误。
故选C。
9．【答案】B
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】根据机械能守恒的知识分析判断。
【解答】同一小球在同一高度时，它们的重力势能相同。以相同的速度向不同方向抛出时，它的动能相同。根据“机械能=动能+重力势能”可知，此时它的机械能相等。
当小球落地时，由于不计空气阻力，即没有能量损失，因此小球的机械能仍然相同。由于此时重力势能为零，所以动能相等，即v1=v2。
故选B。
10．【答案】C
【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】不计空气阻力，则乒乓球运动过程中没有机械能的损失，即乒乓球的动能与重力势能的和相保持不变。当乒乓球接触地面时，它的重力势能会全部转化为动能。由于此时落地时的速度相同，则动能相同，也就是乒乓球的动能与重力势能的和相等。因为它们开始的发射高度相同，所以重力势能相等，则发球时的动能相等，即发球时的速度相等。
故选C。
11．【答案】C
【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的知识分析判断。
【解答】A.抛出时刻，甲球和乙球的速度和质量都相同，则甲的动能等于乙球的动能，故A错误；
B.抛出时刻，甲球的动能与乙球的重力势能相同；二者高度相同质量相同，则重力势能相同。根据“机械能=动能+重力势能”可知，两球的机械能相等，故B错误；
C.乙球在上升至最高点的过程中，动能会逐渐转化为重力势能，即动能逐渐减小为零，故C正确；
D.两球落地时，机械能全部转化为动能，则二者动能相等，即甲球落地时的速度等于乙球落地时的速度，故D错误。
故选C。
12．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】根据机械能守恒的知识分析。
【解答】斜面是光滑的，即不会有能量损耗，那么物块的机械能守恒，即a、b两点的机械能一样大，故D正确；
b的高度小于a的高度，则b的重力势能小于a的重力势能，故B、C错误；
根据“机械能=动能+重力势能”可知，a点的重力势能大，则动能小，故A错误。
故选D。
13．【答案】D
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】机械能守恒定律并不是在任何时候都成立的，当研究过程中满足下述3个条件中的任意一个时：1、只有重力做功，2、只有弹力做功，3、只有重力、弹力两种力做功。
【解答】A、机械能守恒定律并不是在任何时候都成立的，当研究过程中满足下述3个条件中的任意一个时：1、只有重力做功，2、只有弹力做功，3、只有重力、弹力两种力做功，A不符合题意。
B、因为有摩擦力存在，少部分机械能转化成内能，使机械能总量减少．所以小球不能够从A点运动到D点，B不符合题意。
C、 小球运动到B点时受力不平衡，C不符合题意。 小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量和克服摩擦做的功，C不符合题意。
D、小球运动到B点时的动能大于C点时的重力势能，D符合题意。
故答案为：D
14．【答案】C
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】根据对影响动能因素的探究实验的过程、现象和结论的认识分析判断。
【解答】A.该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小，故A正确不合题意；
B.该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等，故B正确不合题意；
C.在实验器材选择时，斜面的光滑程度、被撞木块的质量和软硬等因素，都会影响木块在水平面上运动距离的远近，从而影响动能大小的判断，故C错误符合题意；
D.实验过程中，让同一小球从不同高度滚下，目的是为了让小球获得不同的运动速度，故D正确不合题意。
故选C。
15．【答案】C
【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】斜面是光滑的，即没有阻力，同时小球也不受空气阻力，那么当小球升高时，它的动能只会转化为重力势能。由于开始时的速度相同，即动能相同，因此到达最高点时的重力势能相等。而重力势能与质量和高度有关，因此高度相等，即h1=h2。
故选c。
16．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度；质量越大，高度越高，势能越大。
（3）机械能是动能与势能之和；不计摩擦和空气阻力，A、B两物体组成的整体的机械能守恒。
【解答】当由静止自由释放后，A物体下降，B物体上升，B所处的位置升高，速度变大，因此B的重力势能增大，动能增大，则B的机械能也增大。 细线及定滑轮的重量不计，且细线与定滑轮间无摩擦，忽略空气阻力，则在整个过程中，A、B两物体组成的整体的机械能守恒（即A、B的机械能总量保持不变），由于B的机械能增大，所以A的机械能减小。
故C正确，ABD错误。
故C。
17．【答案】C
【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，而机械能=动能+重力势能，据此分析判断。
【解答】A.在助跑阶段，小科的速度越来越大，则动能越来越大，因此机械能增大，故A错误；
B.在起跳时，他的高度为零，即重力势能为零，但是速度很快，即动能不为零，因此他的机械能不为零，故B错误；
C.经过最高点时，他的高度最大，则重力势能最大，故C正确；
D.经过最高点时，他的速度最小，即动能最小，故D错误。
故选C。
18．【答案】C
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】根据能量转化的知识分析判断。
【解答】A、B两球质量相等，开始时二者处于同一水平面上，到达悬点正下方时还在同一水平面上，则它们下降的高度相同，即开始时具有的重力势能相同。由于A球上的轻绳不能伸长，因此到达最低点时重力势能全部转变为动能。而B球上的弹簧可以伸长，因此到达最低点时重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能。比较可知，在悬挂点正下方时A球的动能大于B球。
故选C。
19．【答案】B
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）（2）根据力和运动的关系分析游戏者速度的变化规律，进而确定动能的变化规律；
（3）注意分析绳子弹性势能的变化；
（4）分析重力势能和弹性势能的大小改变即可。
【解答】从开始下落到A点时，弹性绳没有伸长，因此游戏者不受拉力，只受重力，此时合力向下，与运动方向一致，做加速运动。从A到B，弹性绳的长度变大，拉力变大，但是重力始终大于弹力，合力仍然向下，与运动方向一致，继续做加速运动。当到达B点时，拉力和重力相等，合力为零，此时加速停止，游戏者的速度达到最大。从B到C的过程中，拉力继续增大，重力小于拉力，合力向上，游戏者做减速运动。因此从A到C的过程中，游戏者的速度先增大后减小，那么动能先增大后减小，故A错误，B正确；
当游戏者到达C点时，它速度为零，动能为零；高度最小，即重力势能最小。而弹性绳的长度达到最大，即弹性势能最大，因此游戏者的重力势能全部转化为弹性绳的弹性势能，故C错误；
游戏者从C点到B点的过程中，它的高度增大，重力势能增大；速度增大，动能增大，而弹性绳的长度减小，即弹性势能减小，因此弹性势能转化为游戏者的动能和重力势能，故D错误。
故选B。
20．【答案】C
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）当合力与运动方向一致时，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；
（2）注意此时游戏者的速度大小与弹性绳形变程度的大小；
（3）根据（1）中分析判断；
（4）分析重力势能、动能和弹性势能的大小变化即可。
【解答】在到达A点之前，游戏者只受重力，合力方向向下；从A到B，游戏者受到向上的拉力和向下的重力，但合力向下，与运动方向一致，因此在到达B点之前，游戏者一直做加速运动；到达B点时，弹力和重力相等，合力为零，加速停止，此时速度最大；从B到C，绳子的拉力大于重力，合力向上，游戏者做减速运动，那么游戏者的速度变化为先增大，后变小，那么动能也是先增大后变小，故A错误；
游戏者到达C点时，此时游戏者的高度最小，重力势能最小；游戏者的速度为零，那么动能为零；绳子的形变程度最大，此时弹性势能最大，因此重力势能全部转化为弹性势能，故B错误；
游戏者到达B点时速度最大，因此此时动能最大，故C正确；
游戏者从C点向B点运动的过程中，高度增大，重力势能增大；速度增大，那么动能增大；绳子的形变程度变小，弹性势能变小，因此为弹性势能转化为动能和重力势能，故D错误。
故选C。
21．【答案】（1）不变
（2）大于
【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）分析小球运动过程中是否存在能量的损失即可；
（2）首先分析最高点时二者速度的大小，然后确定该点时动能的大小，进而确定重力势能的大小，最后比较最高点的高度大小。
【解答】（1）小球在沿斜面上升过程中，斜面光滑，即不会克服阻力而消耗机械能，因此其机械能总量不变。
（2）小球在斜面上到达最高点时，它的速度为零，动能为零；小球被抛出到达最高点时，它在水平方向上的速度不为零，即动能不为零。根据机械能=动能+重力势能可知，前面的重力势能肯定大于后者的重力势能，即前面到达的高度大于后者的高度，也就是h1>h2。
22．【答案】弹性形变；B
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）物体发生弹性形变时具有的能量叫弹性形变；
（2）球所在的高度越大，具有的重力势能越大，当它撞击地面时，转化成的弹性势能越大，因此形变程度越大，留下的圆班就越大，据此分析解答。
【解答】（1）在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使完全相同的皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了弹性形变，使皮球具有弹性势能。
（2）球从较高处下落时，转化成的弹性势能较大，发生弹性形变程度较大，形成的圆斑越大，则是图中的B。
23．【答案】（1）减小
（2）40
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）在下落过程中，运动员与空气摩擦，不断的将机械能转换为内能，据此分析机械能的变化。
（2）当物体受到的合力与运动方向相同时，物体做加速运动；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，物体做减速运动。
【解答】（1）OA段运动员不断克服空气阻力，将机械能转换为内能，因此机械能减小。
（2）BC段，运动员的速度越来越小，即做减速运动，此时它受到合力的方向应该是向上的，即阻力大于重力，因此B点时应该打开降落伞，此时t=40s。
24．【答案】大于；变大
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）重力势能与质量和高度有关。
（2）机械能=动能+重力势能，根据机械能守恒分析动能的大小变化。
【解答】 （1）在从近地点向远地点运行的过程中， 它到地面的高度不断增大，而质量不变，则它的重力势能变大。
（2）根据机械能守恒可知，它的动能不断减小，即近地点的动能大于远地点的动能。
25．【答案】（1）
（2） H
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）AB段和AC段对小球的摩擦力相等，根据W=Fs可知，这两段消耗的机械能与长度成正比；②图中，小球斜面上的机械能=AC段消耗的能量+爬升后的能量，据此解答；
（2）小球斜面上的机械能=消耗的水平面消耗的能量+爬升后的能量，抓住这个关系计算即可。
【解答】（1）根据图①可知，小球在斜面甲高H处的机械能等于AB段克服摩擦消耗的能量。根据②图可知，因为摩擦力相等，AB=3AC，所以AC段消耗的能量是AB段的，即过了C点后还剩原来能量的，因此小球到达乙斜面的最大高度；
（2）要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为2h，那么小球爬升的高度为：；小球斜面上的机械能=消耗的水平面消耗的能量+爬升后的能量，即小球应该释放的高度为：。
故答案为：（1）；（2）
26．【答案】（1）减小
（2）t1
【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）小球最初没有动能，只具有重力势能，因此判断重力势能的变化其实就是它机械能的变化。根据乙图可知，当小球静止下来时，它的高度小于最开始下落时的高度，即它的重力势能减小了，所以小球的机械能在不断减小；
（2）小球开始时只受重力，因此合力向下，做加速运动；接触弹簧后受到向上的弹力，但合力仍然向下，继续做加速运动；当弹力和重力相等时，合力为0，加速停止，此时小球速度达到最大；接下来弹力大于重力，合力向上，小球开始做减速运动，因此当小球的重力和弹力相等时，速度最大，动能最大。
【解答】（1） 从t1到t3时刻，小球的机械减小；
（2）根据乙图可知，小球最终静止在40cm的高度上，此时它受到的重力和弹力相等，因此速度最大，动能最大，故选t1。
27．【答案】（1）减少
（2）BC之间
（3）B点
【知识点】力与运动的关系；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）弹性势能的大小与弹性形变的程度大小有关；
（2）当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。
（3）弹性势能为零，即没有发生弹性形变，据此分析解答。
【解答】（1）由C到B时，弹簧的形变程度减小，即弹性势能减少。
（2）物体从C到A时，开始时，弹力大于阻力，合力向左，即物体向左做加速运动；当弹力和阻力相同时，合力为零，此时加速停止，速度最大；B点时，弹力为零，此时合力向右，物体已经开始做减速运动，因此物体速度最大的点在BC之间，动能最大的点也在BC之间。
（3）当物体停留时，弹性势能为零，即弹簧没有发生形变，因此停留在B点。
28．【答案】（1）丙
（2）A；C
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）由图知是控制速度相同时，研究动能与质量的关系，动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的；
（2）根据每个实验采取的实验方法分析。
【解答】（1）实验中，要使钢球下降相同的高度，推动相同的木块，比较木块移动的距离，才可比较出钢球的动能大小，这是控制变量法的要求，故甲同学的建议不可采用。换一个较大的木块，则木块受到的摩擦力发生了变化，就不能再通过距离的大小判断动能的大小了，故乙同学的建议不可采用。换用较长木板，可以测量出木块移动的距离，故丙的建议可以采用。
（2）A．研究比较不同食物中所含能量的多少时，采用的是控制变量法和转换法，故A符合题意；
B．研究人体的运动与脉博之间的关系，采用到控制变量法，没有使用转换法，故B不合题意；
C．研究电流产生的热量与哪些因素有关时，采用了控制变量法；实验中通过温度计示数的变化来判定热量的多少，采用的是转换法，故C符合题意；
D．研究杠杆的平衡条件时，没有用到控制变量法和转换法，故D不合题意。
故选AC。
29．【答案】（1）陷入沙的的深度
（2）当物体下落高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大
（3）A、C
（4）无关
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）铅球陷入沙子中的深度越大，则说明铅球的重力势能越大；
（2）分析哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述实验结论；
（3）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（4）如果路径不同，深度不同，那么二者有关；否则，二者无关。
【解答】（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过陷入沙的的深度来反映的。
（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：当物体下落高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大。
（3）探究重力势能与高度的关系时，必须控制铅球的质量相同而改变高度，故选AC。
（4）比较C、D两球动的路径不同，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无关。
30．【答案】（1）B中两球从起始位置到水平位置的高度差不同
（2）D
（3）塑料软片对不同体积的小球的阻力不同
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）用挡板的目的是保证两个小球在斜面上的起始位置到水平位置的高度差相同，从而保持它们到达水平面时的速度相同，据此分析两个方案的不同即可；
（2）根据表格确定三种材质的钢球保持速度不变时的角度范围即可。
（3）小球的体积越大，与塑料片的接触面积越大，则受到的阻力越大，这会影响它们撞击的塑料片的数量，从而影响实验结论。
【解答】（1）小明实验时选择 A 方案而不能选择 B方案的原因是：B中两球从起始位置到水平位置的高度差不同。
（2）根据表格可知，当角度≥40°时，小球的速度就不同了，则：要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关，则斜面倾角不可能是45°，故选D。
（3）老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验，原因是：料软片对不同体积的小球的阻力不同。
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