初中科学试卷浙教版 九年级上册 第三章 第2节 机械能 同步练习
一、选择题
1．（2022·长兴模拟）2月16日，四届冬奥元老齐广璞圆梦北京，在北京冬奥会自由式滑雪技巧决赛上最终以129分获得金牌圆梦，为中国队再添1金。齐广璞在加速下滑的过程中，他的动能（ ）
A．增大 B．减小 C．不变 D．无法判断
【答案】A
【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，据此分析判断。
【解答】齐广璞在加速下滑的过程中，他的质量不变速度增大，则动能增大。
故选A。
2．（2023·衢州模拟）如图所示，图中速度v的方向是某同学在体育中考“原地掷实心球”项目测试中球出手时的飞行方向。从球出手到恰好接触地面的过程中（忽略空气阻力），下列叙述正确的是（ ）
A．球出手时动能最大 B．球出手时重力势能最大
C．球落地时机械能最大 D．球的机械能保持不变
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）重力势能大小的影响因素量、高度。
（2）动能大小的影响因素：质量、速度
（3）（4）不计空气摩擦时，机械能是守恒的。【解答】忽略空气阻力，则整个运动过程中没有机械能损耗，因此球的机械能守恒，故D正确，C错误；
球最高点时高度最大，重力势能最大，故错误；
球的机械能保持不变，而球落地时高度最小，即重力势能最小，那么球的动能最大，故A错误。
故选D。
3．（2023·拱墅模拟）轻质弹簧的一端连接在放置于粗糙水平面的物块上，另一端固定在竖直的墙上（保持弹簧与水平面平行），当弹簧处于自然状态时，物块位于O处。小乐将物块移至N处后由静止开始释放，发现物块向左移动，最终停在M处。下列说法正确的是（ ）
A．从N到M的过程中，物块的机械能保持不变
B．从N到M的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大
C．物块经过O处时，受到的摩擦力方向发生改变
D．物块停在M处时，受到水平向右的摩擦力
【答案】B
【知识点】摩擦力的存在；能量的相互转化和转移；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据物块机械能和内能之间的能量转化判断；
（2）弹性势能大小与弹性形变的大小程度有关；
（3）摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反；
（4）根据二力平衡的知识判断摩擦力的方向。
【解答】A.从N到M的过程中，物块的机械能会有部分转化为内能，即机械能减小，故A错误；
B.从N到M的过程中，弹簧的形变程度先变小后变大，则弹性势能先减小后增大，故B正确；
C.物块经过O处时，仍然向左运动，而滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，即受到的摩擦力仍然向右，没有发生改变，故C错误；
D.物块停在M处时，它受到水平向右的弹力，根据二力平衡的知识可知，物块受到水平向左的摩擦力，故D错误。
故选B。
4．（2023·义乌模拟） 2022年4月23日，中国海军首次公布了有“航母杀手”之称的“鹰击-21”高超音速导弹。如图所示是我国高超音速导弹从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，导弹飞行时就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力强，难以拦截。下列说法正确的是（ ）
A．导弹运动到b点时，不受重力作用
B．导弹飞出大气层后，仍受到惯性作用
C．导弹从a点运动至b点，重力势能不变
D．从起飞点到攻击点的过程中，导弹的运动状态发生改变
【答案】D
【知识点】惯性；重力及其方向；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据对重力的认识判断；
（2）一切物体都有惯性；
（3）重力势能与质量和高度有关；
（4）运动状态的改变包括：由静止变为运动，由运动变为静止，运动方向改变和速度大小改变。
【解答】A.地面附近的物体都会受到重力作用，故A错误；
B.导弹飞出大气层后，仍然具有惯性，故B错误；
C.导弹从a点运动到b点后，它的高度不断减小，即重力势能不断减小，故C错误；
D.从起飞点到攻击点的过程中，导弹的运动方向和速度大小不断减小，则它的运动状态不断改变，故D正确。
故选D。
5．（2023·杭州模拟）如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（ ）
A．整个过程只有重力在对小球做功
B．小球在A，B两点具有的动能相同
C．小球在A，B，C三点的速度大小关系是VA>VB>VC
D．小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
【答案】C
【知识点】力是否做功的判断；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）做功的条件是：有力，且沿力的方向运动一段距离；
（2）由于受到的阻力，所以小球下落过程中，有机械能的损失，根据“机械能=动能+重力势能”判断；
（3）根据动能和重力势能的转化判断速度大小变化；
（4）注意摩擦对机械能大小的影响。【解答】A.小球受到竖直向下的重力的作用，下落中，移动了距离，小球的重力是做功的，因为是粗糙的弧形轨道，所以受摩擦力，要克服摩擦力做功，故A错误；
B.A、B两点高度相同，所以重力势能相等，在粗糙的弧形轨道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，所以小球下落过程中，机械能减小，故在A、B两点具有的动能不同，故B错误；
C.小球运动过程中，要克服摩擦力做功，机械能减小，小球质量不变，故小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＞vB＞vC，故C正确；
D.要克服摩擦力做功，机械能减小，故在A点具有的机械能大于它在C点具有的机械能，故D错误。
故选C。
6．（2023·龙港模拟）如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（ ）
A．小球从A点运动到B点的过程中机械能不断减少
B．小球反弹经过D点时动能为零
C．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑
D．小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】影响重力势能的因素：质量、高度；影响动能的因素：质量、速度；影响弹性势能的因素：弹性形变程度；小球弹跳的高度会越来越低，这说明在势能和动能的转化过程中有能量的消耗，所以小球的机械能一次比一次少。【解答】A.小球从A点运动到B点的过程中，因光滑桌面没有摩擦阻力，小球处于平衡状态，其速度大小不变，高度不变，质量不变。所以小球机械能不变，故A错误；
B.从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度，小球在最高点时，竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，则小球在D点的动能不为零，故B错误；
C.弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反映小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大。在C点与在F点时，小球的动能与重力势能都为零，而每次小球反弹到的最高点都比上一次的最高点低，说明小球受到空气阻力作用，机械能逐渐变小，所以小球在C点的机械能大于在F点的机械能，故小球在C点的弹性势能大于在F点的弹性势能，小球在C点的圆要大于在F点的圆斑，故C错误；
D.小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而E点在G点之前，故小球在G点的机械能小于在E点的机械能，故D正确。
故选D。
7．（2023·宁波模拟）北京冬奥会后，滑雪运动受到了很多国人的喜爱，如图是滑雪运动员正在训练，下列分析正确的是（ ）
A．雪地上的影子是光的反射形成的
B．滑雪板可以减小运动员对雪地的压力
C．运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，重力势能变小
D．运动员在沿倾斜赛道加速下滑过程中，机械能保持不变
【答案】C
【知识点】光的直线传播及应用；增大或减小压强的方法；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据光的直线传播的知识判断；
（2）根据水平地面上受到压力与物体重力的关系判断；
（3）重力势能与质量和高度有关；
（4）根据机械能和内能的转化判断。
【解答】A.雪地上的影子是光的直线传播形成的，故A错误；
B.运动员对雪地的压力始终等于自身重力，即对雪地的压力不变，故B错误；
C.运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，质量不变高度减小，则重力势能变小，故C正确；
D.运动员在沿倾斜赛道加速下滑过程中，与雪地摩擦，将部分机械能转化为内能，则机械能不断减小，故D错误。
故选C。
8．（2023·宁波模拟）图为撑杆跳运动员在比赛中的几个画面，假设该过程不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A．运动员过最高点时的速度为零
B．运动员在上升阶段撑杆的弹性势能全部转化为运动员的动能
C．运动员助跑阶段，身体中的化学能只转化为人的动能
D．运动员起跳时的动能等于落地时的动能
【答案】D
【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回答。【解答】A.运动员经过最高点具有水平方向的分速度，速度不为零。如果速度为零，接下来将会做自由落体运动而碰到杆，故A错误；
B.运动员上升阶段，撑杆的弹性势能转化为人的动能和重力势能，故B错误；
C.运动员助跑阶段，运动员消耗了体内的化学能，其中一部分转化为运动员的内能，一部分转化为热能，运动员流汗就可以说明有内能产生，故C错误；
D.该过程中不计空气阻力，则机械能没有损失，即起跳时的机械能等于落地时的机械能。因为落地时和起跳时的重力势能相同，那么两个时刻时的动能相同，故D正确。
故选D。
9．（2023·宁波模拟）2022年02月08日，北京冬奥会女子自由式滑雪决赛上，中国选手谷爱凌最后一跳稳定地完成1620度转体的超高难度动作，从而逆转对手夺得冠军。下图是模拟运动员在滑雪赛场上的几个瞬间，整个过程不计空气阻力，下列说法错误的是（ ）
A． 运动员在⑦位置时的动能比在②位置时的动能大
B．运动员在④位置时上升到最高点，但处于不平衡状态
C．2→④过程中，运动员的重力势能不断增加，但机械能始终守恒
D．②→⑥过程，运动员的动能先减小再增大，④位置时动能最小，动能大小为零
【答案】D
【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）根据动能与重力势能的相互转化判断；
（2）对最高点时的运动员进行受力分析即可；
（3）注意分析是否有机械能的损失；
（4）注意分析最高点时动能是否为零即可。
【解答】根据题意可知，在整个运动过程中，运动员不受阻力，则没有机械能的损失，即机械能守恒。⑦位置比②位置的高度更小，则重力势能更小，根据“机械能=动能+重力势能”可知，⑦位置时的动能比②位置时的动能大，故A正确不合题意；
在④最高点时，运动员只受重力作用，处于不平衡状态，故B正确不合题意；
从②到④的过程中，运动员的高度增大，则重力势能增大，而机械能保持不变，故C正确不合题意；
从②到⑥的过程中，在位置④时，虽然在竖直方向上速度为零，但是水平方向上速度不为零，即此时动能不为零，故D错误符合题意。
故选D。
10．（2023·宁波模拟）小科家汽车的后视镜下面系了一个挂件。他发现汽车开动的时候挂件几乎-直在摆动，而车停下后摆动幅度减小，直至停止。下列关于挂件说法正确的是（ ）
A．挂件来回摆动时动能不变
B．停车后挂件慢慢停下，此时机械能不守恒
C．汽车做直线运动时，挂件所受拉力的三要素始终不变
D．汽车做直线运动时，挂件所受重力未对挂件做功
【答案】B
【知识点】力是否做功的判断；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据动能和重力势能的转化判断；
（2）根据能量转化的知识判断；
（3）对挂件进行受力分析；
（4）做功的要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】A.当控件从最高点向最低点摆动时，重力势能减小而动能增大。从最低点到最高点时，重力势能增大而动能减小，故A错误；
B.停车后挂件慢慢停下来时，它的动能变为零，重力势能也变成最小，那么此时机械能减小，故B正确；
C.当汽车做直线运动时，挂件所受拉力的方向不断改变，故C错误；
D.当挂件从最高点到最低点时，挂件在重力的方向上向下运动，即重力对挂件做功，故D错误。
故选B。
11．（2023·绍兴）2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的运载火箭成功发射，进入轨道后天舟六号与我国空间站完成对接形成组合体。下列说法正确的是（ ）
A．加速升空时，天舟六号机械能不变
B．进入轨道后，天舟六号的惯性消失
C．对接靠近时，以”天和”舱为参照物，天舟六号是静止的
D．对接成功后，组合体绕地运行过程中运动状态发生改变
【答案】D
【知识点】参照物及其选择；惯性；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，而机械能=动能+重力势能；
（2）一切物体都有惯性；
（3）根据参照物的知识判断；
（4）运动状态的改变包括：静止变与运动，运动变静止，速度大小改变或运动方向改变。
【解答】A.加速升空时，天舟六号的质量不变，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A错误；
B.进入轨道后，天舟六号的质量不变，则惯性不变，故B错误；
C.对接靠近时，以”天和”舱为参照物，天舟六号的位置不断改变，则它是运动的，故C错误；
D.对接成功后，组合体绕地运行过程中速度大小和方向不断改变，则运动状态不断改变，故D正确。
故选D。
12．（2023·温州）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（ ）
A．重力势能不同，动能相同 B．重力势能不同，动能不同
C．重力势能相同，动能相同 D．重力势能相同，动能不同
【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，结合机械能与内能的转化分析判断。
【解答】甲和乙的高度相同，且滚摆的质量相同，那么二者的重力势能相等，故A、B错误；
在运动过程中，由于摩擦和阻力的存在，会有部分机械能转化为内能，且运动时间越长，机械能损失越多，那么甲的机械能大于乙的机械能。根据“机械能=动能+重力势能”可知，甲的动能大于乙的动能，故C错误，D正确。
故选D。
13．（2023·杭州）小金将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落，不计空气阻力。小球从离开手后到落回手中之前，此过程中能量变化的分析，正确的是（ ）
A．动能先增大后减小 B．势能先减小后增大
C．机械能先减小后增大 D．机械能保持不变
【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，而机械能等于动能与重力势能之和。
【解答】当小球上升时，高度增大，重力势能增大；速度减小，则动能减小，即将动能转化为重力势能。当小球下降时，高度减小，则重力势能减小；速度增大，则动能增大，即重力势能转化为动能。
因此动能先减小后增大，重力势能先增大后减小，故A、B错误；
由于不计空气阻力，那么机械能没有损失，即机械能保持不变，故C错误，D正确。
故选D。
14．（2023九下·永嘉月考）如图，一名滑雪运动员正加速下滑。以下对运动员的分析正确的是（ ）
A．动能保持不变 B．运动状态不变
C．重力势能减小 D．惯性越来越大
【答案】C
【知识点】惯性；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；
（2）运动状态改变包括：静止变运动，运动变静止，速度大小改变或运动方向改变；
（3）重力势能与质量和高度有关；
（4）惯性大小只与质量大小有关。
【解答】如图，一名滑雪运动员正加速下滑，它的质量不变，高度减小，则重力势能减小。质量不变，速度增大，则动能增大，故A错误，C正确；
运动员的速度不断增大，即运动状态改变，故B错误；
运动员的质量不变，则惯性不变，故D错误。
故选C。
15．（2023·乐清模拟）如图甲是蹦极运动过程示意图，小明从О点开始下落，OA 长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，C点是下落到达的最低点。蹦极过程中人和弹性绳的能量变化如图乙（忽略空气摩擦的影响)，下列判断正确的是（ ）
A．a图像表示人的重力势能 B．t1时刻人在B点位置
C．t2时刻绳的弹性势能最大 D．t3时刻人的动能为零
【答案】D
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】根据力与运动的关系，动能和重力势能、弹性势能的相互转化分析判断。
【解答】在整个运动过程中，人的质量不变，高度不断降低，则他的重力势能不断减小，因此a图像肯定不表示人的重力势能，故A错误；
在人的重力和弹性绳的拉力相等（B点）之前，人受到的合力始终向下，与运动方向相同，因此人做加速运动。当过了B点之后，拉力大于重力，合力与运动方向相反，此时开始做减速运动，因此a图像为人的动能的变化图像。弹性绳的长度先不变后变大，则弹性势能先不变再变大，故b为弹性势能的变化图像。
t1时刻时，弹性势能开始增大，即此时弹性绳开始伸长，那么此时人应该在A点，故B错误；
t3时刻时弹性绳的弹性势能最大，故C错误；
t3时刻时，弹性绳的弹性势能最大，即人的机械能全部转化为弹性势能，因此此时人的动能为零，故D正确。
故选D。
16．（2023·宁波模拟）如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内)，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．运动过程中小球的机械能守恒
B．t1~t2这段时间内，小球的动能与重力势能一直在增加
C．t2时刻小球的速度最大
D．t2~t3这段时间内，小球的动能先增加后减少
【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】小球在高处释放时先一直加速，接触弹簧后受到竖直向上的弹力，当弹力等于重力时，此时速度最大，接下来开始减速，减速至零时，此时弹簧型变量最大；在向上的弹力的作用下，小球开始加速，直至弹力等于重力时速度最大，接下来开始减速直至速度为零。
【解答】A.运动过程不仅受重力，还有弹力作用，故机械能不守恒；
B. t1~t2这段时间内，小球的动能先增大后减小，重力势能一直在减小；
C. t2时刻小球的速度最小；
D. t2~t3动能先增加后减少；
故答案为：D
二、填空题
17．（2023·慈溪模拟）2022年2月4日在中国北京举行第24届冬奥会。苏翊鸣在单板大跳台中，滑过一个弯道，然后腾空而起，完成五周转体高难度动作，着地后在斜坡上加速下滑。使用滑雪板是通过 的方法减小压强。苏翊鸣在斜坡上加速下滑时，他和滑板的总机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】增大受力面积；减小
【知识点】增大或减小压强的方法；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】固体压强的大小与对接触面的压力大小和受力面积的大小有关；当F不变时，受力面积增大，压强减小，当S不变时，受力面积减小，压强增大。
【解答】用滑雪板是通过增大受力面积来减小压强的；当除重力以外的其它外力做功时，其它外力做负功时，使总的机械能减小。
故答案为：增大受力面积；减小
18．（2022九上·舟山期中）2022年6月5日，神舟十四号载人飞船成功发射。.图为起飞阶段加速上升的火箭，该过程中，内部的新型返回舱的动能 （选填＂增大”“减小”或“不变”），火箭整体的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】增大；增大
【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】在火箭加速升空时，它的重力不变，速度增大，则动能增大；质量不变，高度增大，则重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，火箭整体的机械能增大。
19．（2023·宁波模拟）蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，是2023年杭州亚运会的比赛项目之一，也是深受广大青少年喜爱的健身运动。如图为蹦床运动的简化示意图，O点是运动员由静止开始自由落下的起始位置，A 点是蹦床不发生形变时的原位置，B点处运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处，C点是运动员到达的最低点。(整个过程忽略空气阻力)
（1）从O点下落到A点的过程中，运动员的机械能 (填“增大”“减小”"不变“先增大后减小”或“先减小后增大”)。
（2）从A点下落到C点的过程中，蹦床的弹性势能 (填“增大”“减小”“不变"“先增大后减小”或“先减小后增大”，下同)；运动员的动能 。
【答案】（1）不变
（2）增大；先增大后减小
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识分析解答；
（2）弹性势能与物体弹性形变程度的大小有关。比较运动员的重力和受到弹力的大小，从而确定合力的方向，进而判断它的速度变化，从而确定动能的变化。
【解答】（1）在整个过程中忽略空气阻力，则从O点下落到A点的过程中，运动员的机械能没有损失，即机械能保持不变。
（2）根据图片可知，从A点下落到C点的过程中，蹦床的形变程度越来越大，则蹦床的弹性势能不断增大。
从A到B的过程中，运动员的重力大于弹力，则合力向下，与运动方向一致，做加速运动，那么运动员的动能不断增大。从B到C的过程中，重力小于弹力，则合力向上，与运动方向相反，做减速运动，那么运动员的动能不断减小。
因此在从A到C的过程中，运动员的动能先增大后减小。
20．（2023九上·杭州期末）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在 点最大，B点重力势能的大小 (选填 “大于”“小于” 或“等于”) E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是 (选填 “变化”或“不变”)的。
【答案】C；等于；变化
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据图乙提取信息解答；
（2）将E点机械能与B点机械能大小进行比较解答。
【解答】（1）根据图乙可知，过山车在C点时斜线条形图最高，则此时动能最大。
（2）B点时阴影条形图的高度与E点时斜线条形图的高度相等，则B点时的重力势能等于E点时的动能。根据“机械能=动能+重力势能”可知，此时E点机械能小于B点机械能，即过山车的机械能是变化的。
21．（2022九上·舟山月考）我国“长剑10”是一种国产新型隐身巡航导弹，主要以巡航状态在稠密的大气层内飞行。下图是“长剑10”的飞行路线图。
导弹速度v（米／秒） 50 100 150 200
导弹受到的阻力f（牛） 50 200 450 800
（1）俯冲加速阶段：导弹升空后，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，速度越来越快。这是因为 。
（2）巡航飞行阶段：当“巡航状态”时，主发动机的推力与阻力平衡，弹翼的升力与重力平衡后，可以实现远距离发射，超低空高速飞行，精确打击目标，已知该导弹的速度和阻力测试数据如上表。若该导弹在末端巡航飞行过程中以200米／秒的速度匀速直线飞行60秒，求该过程内发动机的推力做功为 。
【答案】（1）重力势能减小，动能增大
（2）
【知识点】功的计算公式的应用；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，根据重力势能和动能的相互转化解答；
（2）首先根据二力平衡的知识计算出导弹飞行受到推力，再根据s=vt计算导弹飞行的距离，最后根据W=Fs计算推力做功。
【解答】（1）导弹向下俯冲，速度越来越快，此时质量不变高度减小，则重力势能减小；重力不变，速度增大，则动能增大，那么原因为：重力势能减小，动能增大。
（2）根据表格可知，当导弹的速度为200m/s时，受到的阻力为800N，
根据二力平衡的知识可知，导弹受到的推力F=f=800N；
导弹飞行的距离s=vt=200m/s×60s=12000m；
那么发动机推力做功：W=Fs=800N×12000m=9.6×106J。
22．（2022九上·长兴月考）滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处下滑，仅依靠滑行，滑到与A站立相同高度的滑台B处时静止。请回答下列问题：
（1）整个过程中动能最大的位置是 ，机械能最大的位置是 (选填“A”、“O"或“B”)。
（2）若想滑到C点，小科提出只要增加“用力竖直向上跳起一段高度”这个操作即可实现，则在 (选填“A”、“O”或“B")点起跳有可能达到该目的。
【答案】（1）O；A
（2）A、O
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据动能和重力势能的相互转化规律解答；
（2）机械能=动能+重力势能，根据影响动能和重力势能因素的质量分析解答。
【解答】（1）在从A到O再到B的过程中，人的高度先减小后增大，则重力势能先减小后增大，那么重力势能先转化为动能，动能再转化为重力势能。由于O点最低，因此重力势能的减小量最大，即动能最大。
在下滑过程中，由于摩擦，因此机械能会不断转化为内能，那么开始时没有机械能的损失，即机械能最大的位置在A点。
（2）根据图片可知，若要滑到C点，就必须在到达B点前增大人的机械能，即在A或O点向上跳起一段高度，从而增大重力势能，进而增大机械能。
23．（2022九上·定海期中）图中这是一款世界首款飞行汽车-Transition，它拥有两个座位、四个轮子和能够折叠的翅膀，使用汽油为燃料，既能像轿车一样在公路上行驶，又能像直升飞机一样实现起降、悬停、飞行。
（1）当飞行汽车从地面上加速上升时，其机械能 （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）这种飞行汽车行驶、飞行所需的能量来自汽油，这种储存在汽油里的能量形式是 。
【答案】（1）增大
（2）化学能
【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）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；
（2）根据能量的存在形式和转化知识解答。
【解答】（1）当飞行汽车从地面上加速上升时，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，其机械能增大。
（2）这种飞行汽车行驶、飞行所需的能量来自汽油，这种储存在汽油里的能量形式是化学能。
24．（2022九上·杭州期中）物体F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，若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 （选填“不变”、“增大”或“减小”）
（2）物体从C点出发，回到A点的过程中，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”之间或“BC之间”）
【答案】（1）减小
（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程度的大小有关；
（2）根据力与运动的关系解答；
（3）根据弹性势能的影响因素解答。
【解答】（1）由C到B时，弹簧的形变程度变小，则弹性势能减小。
（2）物体从C到B的过程中，弹力逐渐减小，而受到的摩擦力不变，那么物体受到的合力逐渐减小，则加速度逐渐减小。当弹簧的弹力和摩擦力相等时，合力为零，此时加速度为零，即加速终止，速度达到最大。B点时没有形变，即弹力为零，而位于速度最大的点时弹力肯定大于零，即发生形变，那么物体动能最大的点应该位于BC之间。
（3）当物体静止下来时，弹簧的弹性势能为零，即没有发生形变，那么物体最终停留在B点。
三、实验探究题
25．（2023·金华模拟）为研究动能大小的影响因素有哪些，小明进行了如下实验：
Ⅰ.取一根塑料管，沿中间轴均匀地切成两个半凹型的塑料管；
Ⅱ.将两根半凹型的塑料管连接起来，如图所示，塑料管外标上刻度；
Ⅲ.将一颗钢珠从管口静止释放，观察并记录钢珠推动木块的距离。
（1）实验中是通过 来判断钢珠的动能大小；
（2）用半凹型的塑料管代替书本上的斜面进行实验，其好处是 ；
（3）小明用不同质量的小球在斜面上不同高度下滑，并记录木块距离，数据如表：
组别 1 2 3 4 5 6
小球质量/克 1 2 5 5 5 20
小球下滑高度/厘米 10 10 10 20 30 5
木块移动距离/厘米 2 4 10 20 30 ？
①根据1、2、3组实验得到的结论是： 。
②根据表中数据，推测第6组时，木块移动的距离应为 厘米。
【答案】（1）木块移动的距离
（2）便于控制小球的运动方向
（3）小球速度一定时，动能大小与小球质量成正比；20
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】本题考查的是探究影响动能的因素。
（1）钢珠动能大小不能直接观察，而是通过钢珠推动木块运动距离来反映；
（2）根据控制变量法分析；
（3）根据表格中的数据分析木块移动的距离与小球下滑的高度、小球的质量的关系，然后得出答案。
【解答】
（1）根据转换法可知，实验中通过钢珠推动木块运动距离来反映动能的大小；
（2）研究动能大小的影响因素有哪些时，用半凹型的塑料管代替书本上的斜面进行实验，其好处是便于控制小球的运动方向，即让小球准确撞击木块；
（3）分析第1、2两次实验数据可知，小球释放的高度相同，小球的质量变为原来的2.5倍，木块移动的距离变为原来的2.5倍；分析第2、3两次实验数据可知，小球的质量不变，释放的高度变为原来的2倍，木块移动的距离变为原来的2倍；说明小球速度一定时，动能大小与小球质量成正比；第5组实验数据相对于第1组实验数据，下滑的高度变为原来的一半，则木块移动的距离变为原来的倍，质量变为原来的10倍，所以第5组实验时纸盒移动的距离应为4cm×5=20cm。
故答案为：（1）木块移动的距离；（2）便于控制小球的运动方向；（3）小球速度一定时，动能大小与小球质量成正比；20。
26．（2023·绍兴模拟）我国“嫦娥二号”卫星于2010年10月1日发射成功，约5天后进入如图1所示的环月轨道。它的质量为2.3t，与“嫦娥一号”相同；它环月的平均高度为100km，较“嫦娥一号”200km的环月高度离月球更近，更宜于对月球的精细测绘。
最终，独自携带1731g月球样品的返回器，先以高速进入地球大气层，再借助大气层提供的升力“打水漂”后跳起来，之后再重新进入大气层才安全返回地球。
（1）当“嫦娥二号”从近月点向远月点运动时，它的动能将 （变大、变小或不变）；
（2）对于“嫦娥”卫星登月的情景，下列说法正确的是___________。
A．相对月球，“嫦娥二号”比“嫦娥一号”的势能更小
B．“嫦娥三号”高速降落月球时将由于摩擦而导致表面温度急剧升高
C．“嫦娥三号”登月时打开降落伞可以辅助减速
（3）月球车在软着陆时如有轻微反弹，则它从月表竖直反弹到落回月表过程中动能随时间变化的关系是___________。
A． B．
C． D．
【答案】（1）变小
（2）A
（3）D
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】物体所具有的机械能包括动能和势能。其中动能的影响因素为质量和速度大小，势能的影响因素为所处的相对高度和自身所受重力大小。
【解答】（1）在近月点时其受到月球的引力大，故其势能大；在远月点时所受引力小，故其势能小，动能大。
（2）A.嫦娥二号离地面距离更大，故其势能更小；
B.月球上无大气，故不会摩擦生热；
C.月球上无大气，故不能利用降落伞辅助减速；
（3）该过程中月球车的速度先减小后增大，最高点时其动能为零；又因为月球上没有空气，所以月球车在竖直方向上不受空气阻力，其机械能守恒，故一开始的动能等于后来落回地面的动能。
故答案为：（1）变小；（2）A；（3）D
27．（2023·宁波模拟）2022 年超长寒假中，小宁尝试学习做烘焙时，一个饮料瓶不小心落到了松软的面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。
问题一：压力作用效果跟哪些因素有关。
向题二：重力势能大小跟哪些因索有关。
（1）实验①②③是为了探究问题 。
（2）实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关。
（3）《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物“这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物“危害性大的原因，可通过分析实验⑤⑥得出的结论“ ”来解释。
【答案】（1）一
（2）质量
（3）质量相同的物体，被举得越高，其重力势能越大
【知识点】压力的作用效果；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据图片分析实验过程，进而判断要探究的问题。
（2）分析实验④⑤中哪个因素不同即可；
（3）根据控制变量法的要求描述实验结论。
【解答】（1）根据图片可知，实验①②中接触面积相等，但压力大小不同；而实验②③中，压力相同而接触面积不同，那么实验①②③中为了探究问题：压力作用效果与哪些因素有关，故选一。
（2）实验④⑤中，瓶子的高度相同，但是瓶子和水的总质量不同，那么可以探究重力势能大小与质量的关系。
（3）实验⑤⑥中，水和瓶子的总重力相等，但是高度不同，那么得到结论：质量相同的物体，被举得越高，其重力势能越大。
28．（2023九下·义乌开学考）小科同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；
猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关；
猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关
设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)实验数据如下表：
实验序号 铅球代号 铅球质量/g 下落高度/m 陷入沙中的深度/m
① A 200 0.5 0.1
② B 400 0.5 0.25
③ C 200 1 0.2
④ D 200 1 0.2
（1）本实验中，采用的研究问题的方法有 ；
（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 来反映的；
（3）为验证猜想二，应比较实验序号 可得到结论。
（4）比较实验③④，得到的结论是 。
【答案】（1）控制变量法和转换法
（2）铅球陷入沙中的深度
（3）①③
（4）当物体的质量和下落高度相同时，重力势能与物体运动的路径无关
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）探究某个因素对物理量的影响时，需要控制其它因素相同，这就是控制变量法。物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
（2）铅球从空中落下后撞击沙面，则铅球陷入沙子中的深度越大，说明它的重力势能越大；
（3）根据控制变量法的要求选择对照实验。
（4）分析实验③④中哪些因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论。
【解答】（1）在本实验中，探究铅球质量对重力势能的影响时，需要控制下落高度相同，这里使用了控制变量法。将铅球的重力势能大小转换为铅球陷入沙子中的深度，还使用了转换法。
（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过铅球陷入沙中的深度来反映的；
（3）验证猜想二，即探究重力势能大小与下落高度的关系时，需要控制铅球的重力和运动轨迹相同而改变高度，故选实验①③。
（4）在实验②③中，铅球的质量和下落高度相同，只有运动路径不同，根据陷入沙子中深度相同可知重力势能相同，那么得到结论：当物体的质量和下落高度相同时，重力势能与物体运动的路径无关。
29．（2023九上·杭州期末）利用斜面探究“动能大小与哪些因素有关”的实验如图所示；实验中，质量为m的小球从图示的高度由静止开始滚下，撞击水平面上的物体M，并将物体M推至虚线所在位置。
（1）该实验是为了探究物体动能大小与速度之间的关系；实验中通过观察比较 来判断小球动能的大小，该实验方法是 法。
（2）小乐再用一个质量为2m的小球，从斜面上高为h处由静止开始滚下，最后测得M移动的距离为S3。多次重复实验，发现都有S3＞S1，由此可得出结论： 。
【答案】（1）木块移动的距离；转换
（2）当速度相同时，质量越大，物体的动能越大
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）小球从斜面上滚下后撞击水平面上的木块，木块在移动过程中克服摩擦力做功。根据W=fs可知，木块移动的距离越远，克服摩擦做功越多，则小球的动能越大。
物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
（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结论。
【解答】（1）该实验是为了探究物体动能大小与速度之间的关系；实验中通过观察比较木块移动的距离来判断小球动能的大小，该实验方法是转换法。
（2）两个小球的质量不同，但在斜面上的高度相同，即小球到达水平面时的速度不同，那么得到结论：当速度相同时，质量越大，物体的动能越大。
四、解答题
30．（2023·鄞州模拟）在北京冬奥会上，中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。
（1）若滑雪板与雪地总接触面积为0.4平方米，苏翊鸣和滑雪板的总质量为72千克，当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时，对雪地的压强为多大？
（2）图甲是他在决赛中的完美飞行轨迹，AB是飞跃跳台的上升阶段，BC是下落阶段。请在图乙中画出他在飞行过程中速度随时间变化的大致曲线图，(v0为A点的速度，不计空气阻力)
【答案】（1）解：F=G=mg=72千克×10牛/千克=720牛
（2）
【知识点】压强的大小及其计算；动能和势能的转化与守恒
【解析】【解答】
（1）利用G=mg计算出运动员和滑板的总重力，当运动员站立在水平地面上是，压力F=G，利用压强公式计算出对雪地的压强。
（2）不计空气阻力，则机械能守恒，只有动能与重力势能之间的转化。AB上升阶段，动能转化为重力势能，动能减小，速度减小，BC下降阶段，重力势能转化为动能，动能增大，速度增大。
【分析】
影响压强大小的因素——压力大小和受力面积的大小。
利用公式F=G=mg和进行求解。
AB上升阶段，动能转化为重力势能，动能减小，速度减小；BC下降阶段，重力势能转化为动能，动能增大，速度增大，且C点比A点更低，重力势能更小，动能更大，速度更大。
31．（2023·温州模拟）2022年北京承办了冬季奥运会。越野滑雪是世界运动史上最古老的运动项目之一。滑雪赛道的设置和运动员的姿势能够影响到滑雪速度。
资料1：北京冬奥会越野滑雪赛道的设置
①如甲图为某越野滑雪场所处区域的等高线图，虚线处设置为滑雪赛道。
②赛道表面雪的厚度需达到6-8米。雪内有很多小孔，小孔内充满空气。滑雪时，踏着滑雪板的人把重都压在滑雪板上时，雪内的空气就会被逼出。
资料2：滑雪运动员的姿势。滑雪过程中，运动员通过一个凹形轨道助滑后，在起跳的瞬间用力一蹬伸展身体，调整好姿势在空中飞行。
结合上述信息并运用所学知识，解释越野滑雪赛道的设置以及滑雪运动员起跳蹬腿能加快滑雪速度的原因。
【答案】答题要点：①地形为山地；②重力势能转化为动能；③形成气垫，脱离接触；④减少摩擦；⑤蹬腿克服自身重力做功；⑥化学能转化为机械能
满分示例：该等高线图可以看出地形为山地，在高处运动员具有较大的重力势能，下滑时能够转化为较大的动能，适合作为滑雪赛道；当踏着滑雪板的人把重都压在滑雪板上时，空气被逼出时，形成了气垫，滑雪板与地面脱离接触，减少了摩擦力；运动员起跳要用力蹬，克服自身重力做功，人的化学能转化为机械能。
【知识点】力的作用效果；力的作用是相互的；增大或减小摩擦的方法；动能和势能的转化与守恒；地形图
【解析】【分析】
【解答】
①从等高线图可以看出该地地形为山地，运动员在下滑过程中重力势能转化为动能；
②滑雪时雪内的空气就会被逼出而形成气垫，使滑雪板与雪地脱离接触，从而减少摩擦，减少机械能的损耗；
③运动员起跳时用力蹬腿，由于力的作用是相互的，且力能改变物体的运动状态。蹬腿过程中克服自身重力做功，将化学能转化为机械能。
1 / 1初中科学试卷浙教版 九年级上册 第三章 第2节 机械能 同步练习
一、选择题
1．（2022·长兴模拟）2月16日，四届冬奥元老齐广璞圆梦北京，在北京冬奥会自由式滑雪技巧决赛上最终以129分获得金牌圆梦，为中国队再添1金。齐广璞在加速下滑的过程中，他的动能（ ）
A．增大 B．减小 C．不变 D．无法判断
2．（2023·衢州模拟）如图所示，图中速度v的方向是某同学在体育中考“原地掷实心球”项目测试中球出手时的飞行方向。从球出手到恰好接触地面的过程中（忽略空气阻力），下列叙述正确的是（ ）
A．球出手时动能最大 B．球出手时重力势能最大
C．球落地时机械能最大 D．球的机械能保持不变
3．（2023·拱墅模拟）轻质弹簧的一端连接在放置于粗糙水平面的物块上，另一端固定在竖直的墙上（保持弹簧与水平面平行），当弹簧处于自然状态时，物块位于O处。小乐将物块移至N处后由静止开始释放，发现物块向左移动，最终停在M处。下列说法正确的是（ ）
A．从N到M的过程中，物块的机械能保持不变
B．从N到M的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大
C．物块经过O处时，受到的摩擦力方向发生改变
D．物块停在M处时，受到水平向右的摩擦力
4．（2023·义乌模拟） 2022年4月23日，中国海军首次公布了有“航母杀手”之称的“鹰击-21”高超音速导弹。如图所示是我国高超音速导弹从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，导弹飞行时就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力强，难以拦截。下列说法正确的是（ ）
A．导弹运动到b点时，不受重力作用
B．导弹飞出大气层后，仍受到惯性作用
C．导弹从a点运动至b点，重力势能不变
D．从起飞点到攻击点的过程中，导弹的运动状态发生改变
5．（2023·杭州模拟）如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（ ）
A．整个过程只有重力在对小球做功
B．小球在A，B两点具有的动能相同
C．小球在A，B，C三点的速度大小关系是VA>VB>VC
D．小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
6．（2023·龙港模拟）如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（ ）
A．小球从A点运动到B点的过程中机械能不断减少
B．小球反弹经过D点时动能为零
C．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑
D．小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能
7．（2023·宁波模拟）北京冬奥会后，滑雪运动受到了很多国人的喜爱，如图是滑雪运动员正在训练，下列分析正确的是（ ）
A．雪地上的影子是光的反射形成的
B．滑雪板可以减小运动员对雪地的压力
C．运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，重力势能变小
D．运动员在沿倾斜赛道加速下滑过程中，机械能保持不变
8．（2023·宁波模拟）图为撑杆跳运动员在比赛中的几个画面，假设该过程不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A．运动员过最高点时的速度为零
B．运动员在上升阶段撑杆的弹性势能全部转化为运动员的动能
C．运动员助跑阶段，身体中的化学能只转化为人的动能
D．运动员起跳时的动能等于落地时的动能
9．（2023·宁波模拟）2022年02月08日，北京冬奥会女子自由式滑雪决赛上，中国选手谷爱凌最后一跳稳定地完成1620度转体的超高难度动作，从而逆转对手夺得冠军。下图是模拟运动员在滑雪赛场上的几个瞬间，整个过程不计空气阻力，下列说法错误的是（ ）
A． 运动员在⑦位置时的动能比在②位置时的动能大
B．运动员在④位置时上升到最高点，但处于不平衡状态
C．2→④过程中，运动员的重力势能不断增加，但机械能始终守恒
D．②→⑥过程，运动员的动能先减小再增大，④位置时动能最小，动能大小为零
10．（2023·宁波模拟）小科家汽车的后视镜下面系了一个挂件。他发现汽车开动的时候挂件几乎-直在摆动，而车停下后摆动幅度减小，直至停止。下列关于挂件说法正确的是（ ）
A．挂件来回摆动时动能不变
B．停车后挂件慢慢停下，此时机械能不守恒
C．汽车做直线运动时，挂件所受拉力的三要素始终不变
D．汽车做直线运动时，挂件所受重力未对挂件做功
11．（2023·绍兴）2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的运载火箭成功发射，进入轨道后天舟六号与我国空间站完成对接形成组合体。下列说法正确的是（ ）
A．加速升空时，天舟六号机械能不变
B．进入轨道后，天舟六号的惯性消失
C．对接靠近时，以”天和”舱为参照物，天舟六号是静止的
D．对接成功后，组合体绕地运行过程中运动状态发生改变
12．（2023·温州）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（ ）
A．重力势能不同，动能相同 B．重力势能不同，动能不同
C．重力势能相同，动能相同 D．重力势能相同，动能不同
13．（2023·杭州）小金将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落，不计空气阻力。小球从离开手后到落回手中之前，此过程中能量变化的分析，正确的是（ ）
A．动能先增大后减小 B．势能先减小后增大
C．机械能先减小后增大 D．机械能保持不变
14．（2023九下·永嘉月考）如图，一名滑雪运动员正加速下滑。以下对运动员的分析正确的是（ ）
A．动能保持不变 B．运动状态不变
C．重力势能减小 D．惯性越来越大
15．（2023·乐清模拟）如图甲是蹦极运动过程示意图，小明从О点开始下落，OA 长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，C点是下落到达的最低点。蹦极过程中人和弹性绳的能量变化如图乙（忽略空气摩擦的影响)，下列判断正确的是（ ）
A．a图像表示人的重力势能 B．t1时刻人在B点位置
C．t2时刻绳的弹性势能最大 D．t3时刻人的动能为零
16．（2023·宁波模拟）如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内)，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．运动过程中小球的机械能守恒
B．t1~t2这段时间内，小球的动能与重力势能一直在增加
C．t2时刻小球的速度最大
D．t2~t3这段时间内，小球的动能先增加后减少
二、填空题
17．（2023·慈溪模拟）2022年2月4日在中国北京举行第24届冬奥会。苏翊鸣在单板大跳台中，滑过一个弯道，然后腾空而起，完成五周转体高难度动作，着地后在斜坡上加速下滑。使用滑雪板是通过 的方法减小压强。苏翊鸣在斜坡上加速下滑时，他和滑板的总机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
18．（2022九上·舟山期中）2022年6月5日，神舟十四号载人飞船成功发射。.图为起飞阶段加速上升的火箭，该过程中，内部的新型返回舱的动能 （选填＂增大”“减小”或“不变”），火箭整体的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
19．（2023·宁波模拟）蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，是2023年杭州亚运会的比赛项目之一，也是深受广大青少年喜爱的健身运动。如图为蹦床运动的简化示意图，O点是运动员由静止开始自由落下的起始位置，A 点是蹦床不发生形变时的原位置，B点处运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处，C点是运动员到达的最低点。(整个过程忽略空气阻力)
（1）从O点下落到A点的过程中，运动员的机械能 (填“增大”“减小”"不变“先增大后减小”或“先减小后增大”)。
（2）从A点下落到C点的过程中，蹦床的弹性势能 (填“增大”“减小”“不变"“先增大后减小”或“先减小后增大”，下同)；运动员的动能 。
20．（2023九上·杭州期末）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在 点最大，B点重力势能的大小 (选填 “大于”“小于” 或“等于”) E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是 (选填 “变化”或“不变”)的。
21．（2022九上·舟山月考）我国“长剑10”是一种国产新型隐身巡航导弹，主要以巡航状态在稠密的大气层内飞行。下图是“长剑10”的飞行路线图。
导弹速度v（米／秒） 50 100 150 200
导弹受到的阻力f（牛） 50 200 450 800
（1）俯冲加速阶段：导弹升空后，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，速度越来越快。这是因为 。
（2）巡航飞行阶段：当“巡航状态”时，主发动机的推力与阻力平衡，弹翼的升力与重力平衡后，可以实现远距离发射，超低空高速飞行，精确打击目标，已知该导弹的速度和阻力测试数据如上表。若该导弹在末端巡航飞行过程中以200米／秒的速度匀速直线飞行60秒，求该过程内发动机的推力做功为 。
22．（2022九上·长兴月考）滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处下滑，仅依靠滑行，滑到与A站立相同高度的滑台B处时静止。请回答下列问题：
（1）整个过程中动能最大的位置是 ，机械能最大的位置是 (选填“A”、“O"或“B”)。
（2）若想滑到C点，小科提出只要增加“用力竖直向上跳起一段高度”这个操作即可实现，则在 (选填“A”、“O”或“B")点起跳有可能达到该目的。
23．（2022九上·定海期中）图中这是一款世界首款飞行汽车-Transition，它拥有两个座位、四个轮子和能够折叠的翅膀，使用汽油为燃料，既能像轿车一样在公路上行驶，又能像直升飞机一样实现起降、悬停、飞行。
（1）当飞行汽车从地面上加速上升时，其机械能 （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）这种飞行汽车行驶、飞行所需的能量来自汽油，这种储存在汽油里的能量形式是 。
24．（2022九上·杭州期中）物体F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，若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 （选填“不变”、“增大”或“减小”）
（2）物体从C点出发，回到A点的过程中，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”之间或“BC之间”）
三、实验探究题
25．（2023·金华模拟）为研究动能大小的影响因素有哪些，小明进行了如下实验：
Ⅰ.取一根塑料管，沿中间轴均匀地切成两个半凹型的塑料管；
Ⅱ.将两根半凹型的塑料管连接起来，如图所示，塑料管外标上刻度；
Ⅲ.将一颗钢珠从管口静止释放，观察并记录钢珠推动木块的距离。
（1）实验中是通过 来判断钢珠的动能大小；
（2）用半凹型的塑料管代替书本上的斜面进行实验，其好处是 ；
（3）小明用不同质量的小球在斜面上不同高度下滑，并记录木块距离，数据如表：
组别 1 2 3 4 5 6
小球质量/克 1 2 5 5 5 20
小球下滑高度/厘米 10 10 10 20 30 5
木块移动距离/厘米 2 4 10 20 30 ？
①根据1、2、3组实验得到的结论是： 。
②根据表中数据，推测第6组时，木块移动的距离应为 厘米。
26．（2023·绍兴模拟）我国“嫦娥二号”卫星于2010年10月1日发射成功，约5天后进入如图1所示的环月轨道。它的质量为2.3t，与“嫦娥一号”相同；它环月的平均高度为100km，较“嫦娥一号”200km的环月高度离月球更近，更宜于对月球的精细测绘。
最终，独自携带1731g月球样品的返回器，先以高速进入地球大气层，再借助大气层提供的升力“打水漂”后跳起来，之后再重新进入大气层才安全返回地球。
（1）当“嫦娥二号”从近月点向远月点运动时，它的动能将 （变大、变小或不变）；
（2）对于“嫦娥”卫星登月的情景，下列说法正确的是___________。
A．相对月球，“嫦娥二号”比“嫦娥一号”的势能更小
B．“嫦娥三号”高速降落月球时将由于摩擦而导致表面温度急剧升高
C．“嫦娥三号”登月时打开降落伞可以辅助减速
（3）月球车在软着陆时如有轻微反弹，则它从月表竖直反弹到落回月表过程中动能随时间变化的关系是___________。
A． B．
C． D．
27．（2023·宁波模拟）2022 年超长寒假中，小宁尝试学习做烘焙时，一个饮料瓶不小心落到了松软的面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。
问题一：压力作用效果跟哪些因素有关。
向题二：重力势能大小跟哪些因索有关。
（1）实验①②③是为了探究问题 。
（2）实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关。
（3）《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物“这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物“危害性大的原因，可通过分析实验⑤⑥得出的结论“ ”来解释。
28．（2023九下·义乌开学考）小科同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；
猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关；
猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关
设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)实验数据如下表：
实验序号 铅球代号 铅球质量/g 下落高度/m 陷入沙中的深度/m
① A 200 0.5 0.1
② B 400 0.5 0.25
③ C 200 1 0.2
④ D 200 1 0.2
（1）本实验中，采用的研究问题的方法有 ；
（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 来反映的；
（3）为验证猜想二，应比较实验序号 可得到结论。
（4）比较实验③④，得到的结论是 。
29．（2023九上·杭州期末）利用斜面探究“动能大小与哪些因素有关”的实验如图所示；实验中，质量为m的小球从图示的高度由静止开始滚下，撞击水平面上的物体M，并将物体M推至虚线所在位置。
（1）该实验是为了探究物体动能大小与速度之间的关系；实验中通过观察比较 来判断小球动能的大小，该实验方法是 法。
（2）小乐再用一个质量为2m的小球，从斜面上高为h处由静止开始滚下，最后测得M移动的距离为S3。多次重复实验，发现都有S3＞S1，由此可得出结论： 。
四、解答题
30．（2023·鄞州模拟）在北京冬奥会上，中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。
（1）若滑雪板与雪地总接触面积为0.4平方米，苏翊鸣和滑雪板的总质量为72千克，当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时，对雪地的压强为多大？
（2）图甲是他在决赛中的完美飞行轨迹，AB是飞跃跳台的上升阶段，BC是下落阶段。请在图乙中画出他在飞行过程中速度随时间变化的大致曲线图，(v0为A点的速度，不计空气阻力)
31．（2023·温州模拟）2022年北京承办了冬季奥运会。越野滑雪是世界运动史上最古老的运动项目之一。滑雪赛道的设置和运动员的姿势能够影响到滑雪速度。
资料1：北京冬奥会越野滑雪赛道的设置
①如甲图为某越野滑雪场所处区域的等高线图，虚线处设置为滑雪赛道。
②赛道表面雪的厚度需达到6-8米。雪内有很多小孔，小孔内充满空气。滑雪时，踏着滑雪板的人把重都压在滑雪板上时，雪内的空气就会被逼出。
资料2：滑雪运动员的姿势。滑雪过程中，运动员通过一个凹形轨道助滑后，在起跳的瞬间用力一蹬伸展身体，调整好姿势在空中飞行。
结合上述信息并运用所学知识，解释越野滑雪赛道的设置以及滑雪运动员起跳蹬腿能加快滑雪速度的原因。
答案解析部分
1．【答案】A
【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，据此分析判断。
【解答】齐广璞在加速下滑的过程中，他的质量不变速度增大，则动能增大。
故选A。
2．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）重力势能大小的影响因素量、高度。
（2）动能大小的影响因素：质量、速度
（3）（4）不计空气摩擦时，机械能是守恒的。【解答】忽略空气阻力，则整个运动过程中没有机械能损耗，因此球的机械能守恒，故D正确，C错误；
球最高点时高度最大，重力势能最大，故错误；
球的机械能保持不变，而球落地时高度最小，即重力势能最小，那么球的动能最大，故A错误。
故选D。
3．【答案】B
【知识点】摩擦力的存在；能量的相互转化和转移；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据物块机械能和内能之间的能量转化判断；
（2）弹性势能大小与弹性形变的大小程度有关；
（3）摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反；
（4）根据二力平衡的知识判断摩擦力的方向。
【解答】A.从N到M的过程中，物块的机械能会有部分转化为内能，即机械能减小，故A错误；
B.从N到M的过程中，弹簧的形变程度先变小后变大，则弹性势能先减小后增大，故B正确；
C.物块经过O处时，仍然向左运动，而滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，即受到的摩擦力仍然向右，没有发生改变，故C错误；
D.物块停在M处时，它受到水平向右的弹力，根据二力平衡的知识可知，物块受到水平向左的摩擦力，故D错误。
故选B。
4．【答案】D
【知识点】惯性；重力及其方向；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据对重力的认识判断；
（2）一切物体都有惯性；
（3）重力势能与质量和高度有关；
（4）运动状态的改变包括：由静止变为运动，由运动变为静止，运动方向改变和速度大小改变。
【解答】A.地面附近的物体都会受到重力作用，故A错误；
B.导弹飞出大气层后，仍然具有惯性，故B错误；
C.导弹从a点运动到b点后，它的高度不断减小，即重力势能不断减小，故C错误；
D.从起飞点到攻击点的过程中，导弹的运动方向和速度大小不断减小，则它的运动状态不断改变，故D正确。
故选D。
5．【答案】C
【知识点】力是否做功的判断；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）做功的条件是：有力，且沿力的方向运动一段距离；
（2）由于受到的阻力，所以小球下落过程中，有机械能的损失，根据“机械能=动能+重力势能”判断；
（3）根据动能和重力势能的转化判断速度大小变化；
（4）注意摩擦对机械能大小的影响。【解答】A.小球受到竖直向下的重力的作用，下落中，移动了距离，小球的重力是做功的，因为是粗糙的弧形轨道，所以受摩擦力，要克服摩擦力做功，故A错误；
B.A、B两点高度相同，所以重力势能相等，在粗糙的弧形轨道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，所以小球下落过程中，机械能减小，故在A、B两点具有的动能不同，故B错误；
C.小球运动过程中，要克服摩擦力做功，机械能减小，小球质量不变，故小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＞vB＞vC，故C正确；
D.要克服摩擦力做功，机械能减小，故在A点具有的机械能大于它在C点具有的机械能，故D错误。
故选C。
6．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】影响重力势能的因素：质量、高度；影响动能的因素：质量、速度；影响弹性势能的因素：弹性形变程度；小球弹跳的高度会越来越低，这说明在势能和动能的转化过程中有能量的消耗，所以小球的机械能一次比一次少。【解答】A.小球从A点运动到B点的过程中，因光滑桌面没有摩擦阻力，小球处于平衡状态，其速度大小不变，高度不变，质量不变。所以小球机械能不变，故A错误；
B.从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度，小球在最高点时，竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，则小球在D点的动能不为零，故B错误；
C.弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反映小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大。在C点与在F点时，小球的动能与重力势能都为零，而每次小球反弹到的最高点都比上一次的最高点低，说明小球受到空气阻力作用，机械能逐渐变小，所以小球在C点的机械能大于在F点的机械能，故小球在C点的弹性势能大于在F点的弹性势能，小球在C点的圆要大于在F点的圆斑，故C错误；
D.小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而E点在G点之前，故小球在G点的机械能小于在E点的机械能，故D正确。
故选D。
7．【答案】C
【知识点】光的直线传播及应用；增大或减小压强的方法；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据光的直线传播的知识判断；
（2）根据水平地面上受到压力与物体重力的关系判断；
（3）重力势能与质量和高度有关；
（4）根据机械能和内能的转化判断。
【解答】A.雪地上的影子是光的直线传播形成的，故A错误；
B.运动员对雪地的压力始终等于自身重力，即对雪地的压力不变，故B错误；
C.运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，质量不变高度减小，则重力势能变小，故C正确；
D.运动员在沿倾斜赛道加速下滑过程中，与雪地摩擦，将部分机械能转化为内能，则机械能不断减小，故D错误。
故选C。
8．【答案】D
【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回答。【解答】A.运动员经过最高点具有水平方向的分速度，速度不为零。如果速度为零，接下来将会做自由落体运动而碰到杆，故A错误；
B.运动员上升阶段，撑杆的弹性势能转化为人的动能和重力势能，故B错误；
C.运动员助跑阶段，运动员消耗了体内的化学能，其中一部分转化为运动员的内能，一部分转化为热能，运动员流汗就可以说明有内能产生，故C错误；
D.该过程中不计空气阻力，则机械能没有损失，即起跳时的机械能等于落地时的机械能。因为落地时和起跳时的重力势能相同，那么两个时刻时的动能相同，故D正确。
故选D。
9．【答案】D
【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）根据动能与重力势能的相互转化判断；
（2）对最高点时的运动员进行受力分析即可；
（3）注意分析是否有机械能的损失；
（4）注意分析最高点时动能是否为零即可。
【解答】根据题意可知，在整个运动过程中，运动员不受阻力，则没有机械能的损失，即机械能守恒。⑦位置比②位置的高度更小，则重力势能更小，根据“机械能=动能+重力势能”可知，⑦位置时的动能比②位置时的动能大，故A正确不合题意；
在④最高点时，运动员只受重力作用，处于不平衡状态，故B正确不合题意；
从②到④的过程中，运动员的高度增大，则重力势能增大，而机械能保持不变，故C正确不合题意；
从②到⑥的过程中，在位置④时，虽然在竖直方向上速度为零，但是水平方向上速度不为零，即此时动能不为零，故D错误符合题意。
故选D。
10．【答案】B
【知识点】力是否做功的判断；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据动能和重力势能的转化判断；
（2）根据能量转化的知识判断；
（3）对挂件进行受力分析；
（4）做功的要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】A.当控件从最高点向最低点摆动时，重力势能减小而动能增大。从最低点到最高点时，重力势能增大而动能减小，故A错误；
B.停车后挂件慢慢停下来时，它的动能变为零，重力势能也变成最小，那么此时机械能减小，故B正确；
C.当汽车做直线运动时，挂件所受拉力的方向不断改变，故C错误；
D.当挂件从最高点到最低点时，挂件在重力的方向上向下运动，即重力对挂件做功，故D错误。
故选B。
11．【答案】D
【知识点】参照物及其选择；惯性；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，而机械能=动能+重力势能；
（2）一切物体都有惯性；
（3）根据参照物的知识判断；
（4）运动状态的改变包括：静止变与运动，运动变静止，速度大小改变或运动方向改变。
【解答】A.加速升空时，天舟六号的质量不变，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A错误；
B.进入轨道后，天舟六号的质量不变，则惯性不变，故B错误；
C.对接靠近时，以”天和”舱为参照物，天舟六号的位置不断改变，则它是运动的，故C错误；
D.对接成功后，组合体绕地运行过程中速度大小和方向不断改变，则运动状态不断改变，故D正确。
故选D。
12．【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，结合机械能与内能的转化分析判断。
【解答】甲和乙的高度相同，且滚摆的质量相同，那么二者的重力势能相等，故A、B错误；
在运动过程中，由于摩擦和阻力的存在，会有部分机械能转化为内能，且运动时间越长，机械能损失越多，那么甲的机械能大于乙的机械能。根据“机械能=动能+重力势能”可知，甲的动能大于乙的动能，故C错误，D正确。
故选D。
13．【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，而机械能等于动能与重力势能之和。
【解答】当小球上升时，高度增大，重力势能增大；速度减小，则动能减小，即将动能转化为重力势能。当小球下降时，高度减小，则重力势能减小；速度增大，则动能增大，即重力势能转化为动能。
因此动能先减小后增大，重力势能先增大后减小，故A、B错误；
由于不计空气阻力，那么机械能没有损失，即机械能保持不变，故C错误，D正确。
故选D。
14．【答案】C
【知识点】惯性；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；
（2）运动状态改变包括：静止变运动，运动变静止，速度大小改变或运动方向改变；
（3）重力势能与质量和高度有关；
（4）惯性大小只与质量大小有关。
【解答】如图，一名滑雪运动员正加速下滑，它的质量不变，高度减小，则重力势能减小。质量不变，速度增大，则动能增大，故A错误，C正确；
运动员的速度不断增大，即运动状态改变，故B错误；
运动员的质量不变，则惯性不变，故D错误。
故选C。
15．【答案】D
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】根据力与运动的关系，动能和重力势能、弹性势能的相互转化分析判断。
【解答】在整个运动过程中，人的质量不变，高度不断降低，则他的重力势能不断减小，因此a图像肯定不表示人的重力势能，故A错误；
在人的重力和弹性绳的拉力相等（B点）之前，人受到的合力始终向下，与运动方向相同，因此人做加速运动。当过了B点之后，拉力大于重力，合力与运动方向相反，此时开始做减速运动，因此a图像为人的动能的变化图像。弹性绳的长度先不变后变大，则弹性势能先不变再变大，故b为弹性势能的变化图像。
t1时刻时，弹性势能开始增大，即此时弹性绳开始伸长，那么此时人应该在A点，故B错误；
t3时刻时弹性绳的弹性势能最大，故C错误；
t3时刻时，弹性绳的弹性势能最大，即人的机械能全部转化为弹性势能，因此此时人的动能为零，故D正确。
故选D。
16．【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】小球在高处释放时先一直加速，接触弹簧后受到竖直向上的弹力，当弹力等于重力时，此时速度最大，接下来开始减速，减速至零时，此时弹簧型变量最大；在向上的弹力的作用下，小球开始加速，直至弹力等于重力时速度最大，接下来开始减速直至速度为零。
【解答】A.运动过程不仅受重力，还有弹力作用，故机械能不守恒；
B. t1~t2这段时间内，小球的动能先增大后减小，重力势能一直在减小；
C. t2时刻小球的速度最小；
D. t2~t3动能先增加后减少；
故答案为：D
17．【答案】增大受力面积；减小
【知识点】增大或减小压强的方法；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】固体压强的大小与对接触面的压力大小和受力面积的大小有关；当F不变时，受力面积增大，压强减小，当S不变时，受力面积减小，压强增大。
【解答】用滑雪板是通过增大受力面积来减小压强的；当除重力以外的其它外力做功时，其它外力做负功时，使总的机械能减小。
故答案为：增大受力面积；减小
18．【答案】增大；增大
【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】在火箭加速升空时，它的重力不变，速度增大，则动能增大；质量不变，高度增大，则重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，火箭整体的机械能增大。
19．【答案】（1）不变
（2）增大；先增大后减小
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识分析解答；
（2）弹性势能与物体弹性形变程度的大小有关。比较运动员的重力和受到弹力的大小，从而确定合力的方向，进而判断它的速度变化，从而确定动能的变化。
【解答】（1）在整个过程中忽略空气阻力，则从O点下落到A点的过程中，运动员的机械能没有损失，即机械能保持不变。
（2）根据图片可知，从A点下落到C点的过程中，蹦床的形变程度越来越大，则蹦床的弹性势能不断增大。
从A到B的过程中，运动员的重力大于弹力，则合力向下，与运动方向一致，做加速运动，那么运动员的动能不断增大。从B到C的过程中，重力小于弹力，则合力向上，与运动方向相反，做减速运动，那么运动员的动能不断减小。
因此在从A到C的过程中，运动员的动能先增大后减小。
20．【答案】C；等于；变化
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据图乙提取信息解答；
（2）将E点机械能与B点机械能大小进行比较解答。
【解答】（1）根据图乙可知，过山车在C点时斜线条形图最高，则此时动能最大。
（2）B点时阴影条形图的高度与E点时斜线条形图的高度相等，则B点时的重力势能等于E点时的动能。根据“机械能=动能+重力势能”可知，此时E点机械能小于B点机械能，即过山车的机械能是变化的。
21．【答案】（1）重力势能减小，动能增大
（2）
【知识点】功的计算公式的应用；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，根据重力势能和动能的相互转化解答；
（2）首先根据二力平衡的知识计算出导弹飞行受到推力，再根据s=vt计算导弹飞行的距离，最后根据W=Fs计算推力做功。
【解答】（1）导弹向下俯冲，速度越来越快，此时质量不变高度减小，则重力势能减小；重力不变，速度增大，则动能增大，那么原因为：重力势能减小，动能增大。
（2）根据表格可知，当导弹的速度为200m/s时，受到的阻力为800N，
根据二力平衡的知识可知，导弹受到的推力F=f=800N；
导弹飞行的距离s=vt=200m/s×60s=12000m；
那么发动机推力做功：W=Fs=800N×12000m=9.6×106J。
22．【答案】（1）O；A
（2）A、O
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据动能和重力势能的相互转化规律解答；
（2）机械能=动能+重力势能，根据影响动能和重力势能因素的质量分析解答。
【解答】（1）在从A到O再到B的过程中，人的高度先减小后增大，则重力势能先减小后增大，那么重力势能先转化为动能，动能再转化为重力势能。由于O点最低，因此重力势能的减小量最大，即动能最大。
在下滑过程中，由于摩擦，因此机械能会不断转化为内能，那么开始时没有机械能的损失，即机械能最大的位置在A点。
（2）根据图片可知，若要滑到C点，就必须在到达B点前增大人的机械能，即在A或O点向上跳起一段高度，从而增大重力势能，进而增大机械能。
23．【答案】（1）增大
（2）化学能
【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）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；
（2）根据能量的存在形式和转化知识解答。
【解答】（1）当飞行汽车从地面上加速上升时，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，其机械能增大。
（2）这种飞行汽车行驶、飞行所需的能量来自汽油，这种储存在汽油里的能量形式是化学能。
24．【答案】（1）减小
（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程度的大小有关；
（2）根据力与运动的关系解答；
（3）根据弹性势能的影响因素解答。
【解答】（1）由C到B时，弹簧的形变程度变小，则弹性势能减小。
（2）物体从C到B的过程中，弹力逐渐减小，而受到的摩擦力不变，那么物体受到的合力逐渐减小，则加速度逐渐减小。当弹簧的弹力和摩擦力相等时，合力为零，此时加速度为零，即加速终止，速度达到最大。B点时没有形变，即弹力为零，而位于速度最大的点时弹力肯定大于零，即发生形变，那么物体动能最大的点应该位于BC之间。
（3）当物体静止下来时，弹簧的弹性势能为零，即没有发生形变，那么物体最终停留在B点。
25．【答案】（1）木块移动的距离
（2）便于控制小球的运动方向
（3）小球速度一定时，动能大小与小球质量成正比；20
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】本题考查的是探究影响动能的因素。
（1）钢珠动能大小不能直接观察，而是通过钢珠推动木块运动距离来反映；
（2）根据控制变量法分析；
（3）根据表格中的数据分析木块移动的距离与小球下滑的高度、小球的质量的关系，然后得出答案。
【解答】
（1）根据转换法可知，实验中通过钢珠推动木块运动距离来反映动能的大小；
（2）研究动能大小的影响因素有哪些时，用半凹型的塑料管代替书本上的斜面进行实验，其好处是便于控制小球的运动方向，即让小球准确撞击木块；
（3）分析第1、2两次实验数据可知，小球释放的高度相同，小球的质量变为原来的2.5倍，木块移动的距离变为原来的2.5倍；分析第2、3两次实验数据可知，小球的质量不变，释放的高度变为原来的2倍，木块移动的距离变为原来的2倍；说明小球速度一定时，动能大小与小球质量成正比；第5组实验数据相对于第1组实验数据，下滑的高度变为原来的一半，则木块移动的距离变为原来的倍，质量变为原来的10倍，所以第5组实验时纸盒移动的距离应为4cm×5=20cm。
故答案为：（1）木块移动的距离；（2）便于控制小球的运动方向；（3）小球速度一定时，动能大小与小球质量成正比；20。
26．【答案】（1）变小
（2）A
（3）D
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】物体所具有的机械能包括动能和势能。其中动能的影响因素为质量和速度大小，势能的影响因素为所处的相对高度和自身所受重力大小。
【解答】（1）在近月点时其受到月球的引力大，故其势能大；在远月点时所受引力小，故其势能小，动能大。
（2）A.嫦娥二号离地面距离更大，故其势能更小；
B.月球上无大气，故不会摩擦生热；
C.月球上无大气，故不能利用降落伞辅助减速；
（3）该过程中月球车的速度先减小后增大，最高点时其动能为零；又因为月球上没有空气，所以月球车在竖直方向上不受空气阻力，其机械能守恒，故一开始的动能等于后来落回地面的动能。
故答案为：（1）变小；（2）A；（3）D
27．【答案】（1）一
（2）质量
（3）质量相同的物体，被举得越高，其重力势能越大
【知识点】压力的作用效果；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据图片分析实验过程，进而判断要探究的问题。
（2）分析实验④⑤中哪个因素不同即可；
（3）根据控制变量法的要求描述实验结论。
【解答】（1）根据图片可知，实验①②中接触面积相等，但压力大小不同；而实验②③中，压力相同而接触面积不同，那么实验①②③中为了探究问题：压力作用效果与哪些因素有关，故选一。
（2）实验④⑤中，瓶子的高度相同，但是瓶子和水的总质量不同，那么可以探究重力势能大小与质量的关系。
（3）实验⑤⑥中，水和瓶子的总重力相等，但是高度不同，那么得到结论：质量相同的物体，被举得越高，其重力势能越大。
28．【答案】（1）控制变量法和转换法
（2）铅球陷入沙中的深度
（3）①③
（4）当物体的质量和下落高度相同时，重力势能与物体运动的路径无关
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）探究某个因素对物理量的影响时，需要控制其它因素相同，这就是控制变量法。物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
（2）铅球从空中落下后撞击沙面，则铅球陷入沙子中的深度越大，说明它的重力势能越大；
（3）根据控制变量法的要求选择对照实验。
（4）分析实验③④中哪些因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论。
【解答】（1）在本实验中，探究铅球质量对重力势能的影响时，需要控制下落高度相同，这里使用了控制变量法。将铅球的重力势能大小转换为铅球陷入沙子中的深度，还使用了转换法。
（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过铅球陷入沙中的深度来反映的；
（3）验证猜想二，即探究重力势能大小与下落高度的关系时，需要控制铅球的重力和运动轨迹相同而改变高度，故选实验①③。
（4）在实验②③中，铅球的质量和下落高度相同，只有运动路径不同，根据陷入沙子中深度相同可知重力势能相同，那么得到结论：当物体的质量和下落高度相同时，重力势能与物体运动的路径无关。
29．【答案】（1）木块移动的距离；转换
（2）当速度相同时，质量越大，物体的动能越大
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）小球从斜面上滚下后撞击水平面上的木块，木块在移动过程中克服摩擦力做功。根据W=fs可知，木块移动的距离越远，克服摩擦做功越多，则小球的动能越大。
物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
（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结论。
【解答】（1）该实验是为了探究物体动能大小与速度之间的关系；实验中通过观察比较木块移动的距离来判断小球动能的大小，该实验方法是转换法。
（2）两个小球的质量不同，但在斜面上的高度相同，即小球到达水平面时的速度不同，那么得到结论：当速度相同时，质量越大，物体的动能越大。
30．【答案】（1）解：F=G=mg=72千克×10牛/千克=720牛
（2）
【知识点】压强的大小及其计算；动能和势能的转化与守恒
【解析】【解答】
（1）利用G=mg计算出运动员和滑板的总重力，当运动员站立在水平地面上是，压力F=G，利用压强公式计算出对雪地的压强。
（2）不计空气阻力，则机械能守恒，只有动能与重力势能之间的转化。AB上升阶段，动能转化为重力势能，动能减小，速度减小，BC下降阶段，重力势能转化为动能，动能增大，速度增大。
【分析】
影响压强大小的因素——压力大小和受力面积的大小。
利用公式F=G=mg和进行求解。
AB上升阶段，动能转化为重力势能，动能减小，速度减小；BC下降阶段，重力势能转化为动能，动能增大，速度增大，且C点比A点更低，重力势能更小，动能更大，速度更大。
31．【答案】答题要点：①地形为山地；②重力势能转化为动能；③形成气垫，脱离接触；④减少摩擦；⑤蹬腿克服自身重力做功；⑥化学能转化为机械能
满分示例：该等高线图可以看出地形为山地，在高处运动员具有较大的重力势能，下滑时能够转化为较大的动能，适合作为滑雪赛道；当踏着滑雪板的人把重都压在滑雪板上时，空气被逼出时，形成了气垫，滑雪板与地面脱离接触，减少了摩擦力；运动员起跳要用力蹬，克服自身重力做功，人的化学能转化为机械能。
【知识点】力的作用效果；力的作用是相互的；增大或减小摩擦的方法；动能和势能的转化与守恒；地形图
【解析】【分析】
【解答】
①从等高线图可以看出该地地形为山地，运动员在下滑过程中重力势能转化为动能；
②滑雪时雪内的空气就会被逼出而形成气垫，使滑雪板与雪地脱离接触，从而减少摩擦，减少机械能的损耗；
③运动员起跳时用力蹬腿，由于力的作用是相互的，且力能改变物体的运动状态。蹬腿过程中克服自身重力做功，将化学能转化为机械能。
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