初中科学浙教版 九年级上册 第三章 第2节 机械能同步练习
一、单选题
1．如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，关于运动员(不包含降落伞和绳)，下列说法正确的是 ( )
A．动能不变，重力势能不变，机械能不变
B．动能变大，重力势能变小，机械能不变
C．动能不变，重力势能变小，机械能变小
D．动能变小，重力势能变小，机械能变小
【答案】C
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【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、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能为动能和势能的和。
【解答】 解：跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，运动员的质量不变，速度不变，所以动能不变；同时质量不变，高度减小，所以重力势能减小，因机械能等于动能与势能的总和，所以机械能变小。
故选：C。
2．2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图所示为足球落地后又弹起的示意图。分析可知，足球 ( )
A．在B 点时受力平衡
B．在A、D两点动能可能相等
C．在C 点时，若所受力全部消失，其运动状态将不断改变
D．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
【答案】B
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】图中小球的高度越来越小，即说明有机械能的损失；重力势能大小的影响因素：质量、被举起的高度。质量越大，高度越高，重力势能越大；机械能包括动能和势能，据此判断动能和势能的变化。
【解答】 解：A、在B点时，小球既不是静止，也不是匀速直线运动状态，不是平衡状态，所以受力不平衡，故A错误；
B、图中小球的高度越来越小，说明有机械能的损失，则D点的机械能一定小于A点的机械能；机械能等于动能与势能之和。D点比A点低，所以D点的重力势能小，则其动能有可能与A点的动能相等，故B正确；
C、在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不再改变，而是保持力消失一瞬间的速度，做匀速直线运动，故C错误；
D、在运动过程中，其机械能在减小，因此不只存在动能和势能的相互转化，还存在机械能与内能的转化，故D错误。
故选：B。
3． 关于能的概念，下列说法正确的是 ( )
A．速度大的物体的动能一定大
B．空中飞行的子弹既有动能又有势能
C．质量大的物体的重力势能大
D．用线吊在高处的小球没有机械能
【答案】B
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】 （1）影响动能的因素是质量和速度；影响重力势能的因素是质量和高度，动能和重力势能都属于机械能；
（2）运动的物体具有动能，被举高的物体具有重力势能，发生弹性形变的物体具有的能量是弹性势能。
【解答】 解：A、动能的大小除了跟速度大小有关外，还跟物体的质量有关，因此不能说速度大的物体的动能一定大，故说法错误；
B、空中飞行的子弹具有一定的速度和高度，所以说同时具有动能和重力势能，故C说法正确；
C、重力势能的大小除了跟物体的质量有关外，还跟举高的高度有关，因此不能说质量大的物体的重力势能大，故说法错误；
D、用线吊在高处的小球具有一定的重力势能，所以说有一定的机械能，故说法错误。
故选：B。
4．（2020九上·下城期中）如图甲所示原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个质量为m的小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l。钢球从O点运动到A点的过程中，能表示其动能Ek随运动距离s变化关系的图像是图乙中的（ ）
A． B．
C． D．
【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】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，此时物体的运动速度最大；当合力的方向与运动方向相反时，做减速运动，据此分析即可。
【解答】从O点到橡皮筋的长度为l时，橡皮筋没有形变，那么钢球只受向下的重力，合力的方向与运动方向一致，小球做加速运动；此后橡皮筋逐渐伸长，钢球受到的拉力越来越大，但是拉力始终小于重力，合力方向向下，钢球继续做加速运动；当弹力与钢球的重力相等时，合力为零，加速停止，此时速度最大；此后，弹力越来越大，始终大于重力，那么合力向上，钢球做减速运动。
综上所述，钢球的速度先增大后减小，且速度最大的时刻在长度为l的后面，所以钢球的动能变化规律与速度基本相同，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
5．（2024九上·东阳期末）2023年杭州亚运会蹦床男子个人赛中，中国选手严浪宇夺金．如图为比赛时的场景，当他从空中下落至蹦床，从刚列好接触蹦床到刚好离开蹦床的过程中，有关能量变化叙述正确的是（ ）
A．严浪宇的机械能始终不变 B．严浪宇的机械能先增大后减小
C．蹦床的弹性势能始终不变 D．蹦床的弹性势能先增大后减小
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】 弹性势能大小的影响因素：发生弹性形变的大小，发生弹性形变的难易程度。弹性形变越大，发生弹性形变越难，弹性势能越大；根据中国选手严浪宇的机械能和蹦床的弹性势能的相互转化分析 。
【解答】 中国选手严浪宇从接触蹦床到最低点的过程中，蹦床的形变程度逐渐变大，蹦床的弹性势能变大，中国选手严浪宇的机械能转化为蹦床的弹性势能，此过程中，中国选手严浪宇的机械能变小，蹦床的弹性势能增大；中国选手严浪宇从最低点上升到刚好离开蹦床的过程中，蹦床形变变小，弹性势能减小，弹性势能转化为人的机械能；所以整个过程中，中国选手严浪宇的机械能先变小后变大，蹦床的弹性势能先变大后减小，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
6．（2024九上·金东期末）2024年1月11日，引力一号(遥一)海澜之家号运载火箭发射成功，开启民商火箭发射新篇章，如图所示。火箭在加速升空过程中，关于能量变化说法正确的是（ ）
A．重力势能增大，动能增大 B．重力势能减小，动能减小
C．重力势能增大，机械能减小 D．重力势能减小，机械能不变
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】 重力势能是物体因为重力作用而拥有的能量，对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定。
【解答】火箭在加速升空过程中，其质量不变，高度升高，速度增大，因此其重力势能增大，动能增大，机械能增大，故A正确，BCD错误。
故答案为：A。
7．（2024九上·南浔期末）小楠用可乐瓶制作水火箭，先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气，如图甲所示；打开阀门后，水从金属管向下喷出，水火箭竖直向上飞向空中，如图乙所示。下列分析正确的是（ ）
A．上升过程中，喷出的水对水火箭有向下的推力
B．上升过程中，水火箭瓶内气体的内能减少
C．上升过程中，水火箭的重力势能转化为动能
D．下降过程中，水火箭的机械能逐渐增大
【答案】B
【知识点】力的作用是相互的；动能和势能的大小变化；物体内能的改变方法
【解析】【分析】A.根据力的作用的相互性判断；
B.根据内能和机械能的转化判断；
C.根据描述分析动能和重力势能的变化；
D.根据机械能与内能的转化判断。
【解答】A.上升过程中，火箭向下喷水，而喷出的水对水火箭产生向上的推力，故A错误；
B.上升过程中，水火箭瓶内气体的内能转化为机械能，即内能减小，故B正确；
C.上升过程中，水火箭的动能和重力势能都在减小，即二者不存在转化关系，故C错误；
D.下降过程中，水火箭的机械能转化为内能，即机械能减小，故D错误。
故选B。
8．（2024九上·余杭期末）小金同学在水平地面上铺一张白纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从h1、h2高度处由静止自由下落，分别在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列关于h1、h2大小判断正确的是（ ）
A．h1大于h2 B．h1小于h2 C．h1等于h2 D．无法判断
【答案】B
【知识点】势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】质量相同时，落高度越大，重力势能越大，圆斑越大。
【解答】重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量相同时，落高度越大，重力势能越大，转化成的动 能、弹性势能越大，发生的弹性形变越大；圆斑B大，说明h2大，即h1小于h2。 故B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
9．（2024九上·嘉兴期末）各种运动项目中都涉及能量及其转化，下列有关说法正确的是（ ）
A．图①，掷出后的铅球到达最高点时动能为零
B．图②，蹦床运动员在下落到最低点时动能最大
C．图③，射出的箭的机械能是由弓的弹性势能转化而来
D．图④，运动员起跳时的动能只转化为撑杆的弹性势能
【答案】C
【知识点】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】（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、被举得高度；质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】A：图①，铅球运动到最高点时，速度不为零，所以动能不为零，A错误。
B：图②，运动员从高处落下，在接触蹦床前，在重力的作用下做加速运动，接触蹦床后，受到蹦床竖直向上的弹力的作用，开始弹力小于重力，运动运动员继续向下做加速运动，当弹力等于重力时，速度最大，动能最大，B错误。
C：图③，用弓将箭射出，由于弓发生弹性形变具有弹性势能，将弓的弹性势能转化为箭的动能，C正确。
D：图④，运动员起跳时的动能转化为撑杆的弹性势能，还有重力势能，D错误。
故答案为：C。
10．（2024九上·拱墅期末）如图所示为单板滑雪大跳台比赛时运动员在空中运动的轨迹，其中a、c两处等高，若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．运动员从a处到b处，重力势能转化为动能
B．运动员从b处到d处，动能逐渐减小
C．运动员在a处和c处的重力势能相等
D．运动员在b处时的机械能最大
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】（1）动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能也就越大；
（2）重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越大，物体的重力势能越大。
（3）不计空气阻力，机械能转化过程总量不变。
【解答】A、运动员从a处到b处，高度增大，重力势能增大，速度减小，是动能转化为重力势能，故A错误；
B、运动员从b处到d处，是下降过程，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，动能逐渐增大，故B错误；
C、运动员在a处和c处的高度相同，质量相等，故重力势能相等，故C正确；
D、不计空气阻力，运动员在整个过程中的机械能保持不变，都相等，故D错误。
故选：C。
二、填空题
11．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。将小球由静止释放，在运动到最低点B的过程中，试分析：
（1） 小球的机械能 (填“变大”“变小”或“不变”)。
（2） 小球减小的重力势能 (填“大于”“小于”或“等于”)小球增加的动能。
（3）如图乙所示，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】动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关；弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关；据此分析小球在运动过程中能量的变化特点。
【解答】 解：（1）将球由静止释放，在运动到最低点B的过程中，弹簧发生了弹性形变，小球的一部分机械能转化为弹性势能，所以小球的机械能减小；
（2）将球由静止释放，在运动到最低点B的过程中，小球的高度变小，质量不变，重力势能减小，速度变大，动能变大，弹簧发生了弹性形变，所以小球的重力势能转化为弹性势能和小球的动能，故小球减小的重力势能大于小球增加的动能；
（3）小球竖直向上运动到最高点的过程中，开始的弹力大于重力，合力方向竖直向上，合力方向与运动方向相同，小球速度变大；当弹力等于重力时，速度最大；继续向上运动，弹力小于重力，合力方向竖直向下，小球做减速运动，到最高点的速度为0，所以小球的速度先增大后减小。
故答案为：（1）变小；（2）大于；（3）先增大后减小。
12．如图所示为宜昌某景区的彩虹滑道，小东和小红从顶端滑到底端的过程中，重力势能 ，机械能 。(填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】减小；减小
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【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、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能等于动能和势能之和；物体克服摩擦做功，机械能转化为内能。
【解答】 解：小东和小红从顶端滑到底端的过程中，质量不变，速度变大，动能变大；高度变小，质量不变，重力势能变小；由于轨道存在摩擦，在滑动的过程中，克服阻力做功，机械能转化为内能，使得机械能减小。
故答案为：减小；减小
13．《天工开物》中写道：“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝 好，拉弯的弓把箭射出去，是把弓的 能转化为箭的 能。
【答案】弹性；弹性势；动
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】 物体由于运动而具有的能叫做动能；物体由于被举高而具有的能叫做重力势能；发生弹性形变的物体所具有的能叫做弹性势能；根据能量的影响因素分析能量的转化情况。
【解答】 解：在拉弓时，弦会发生弹性形变，用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝弹性好；拉弯的弓具有弹性势能，箭射出去后具有机械能，这一过程中是弓的弹性势能转化为箭的动能。
故答案为：弹性；弹性势；动。
14． 下列物体①拉满弦的弓、②空中飞行的子弹、③被压缩的弹簧、④静止在某一高度的小球、⑤航行中的轮船、⑥射出的箭、⑦发生弹性形变的网球拍中，只具有动能的是 ，只具有势能的是 ，既具有动能又具有势能的是 。(填序号)
【答案】⑤；①③④⑦；②⑥
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【分析】关于机械能，我们学习了三种：①物体由于运动而具有的能量叫做动能；②物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能；③物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
利用各种能的定义，分析出物体具有哪种能的特征，从而可判定出选择项中提到的物体具有哪种能。
【解答】解： ① 拉满弦的弓，发生了弹性形变，故具有弹性势能；
② 在空中飞行的子弹，有高度也有速度，所以具有动能和重力势能；
③ 被压缩的弹簧，弹簧发生弹性形变，具有弹性势能；
④静止在某一高度的小球 ，有高度，具有重力势能；
⑤航行中的轮船 ，有速度，具有动能；
⑥射出的箭有高度也有速度，所以具有动能和重力势能；
⑦发生弹性形变的网球，发生了弹性形变，故具有弹性势能；
故答案为：⑤； ①③④⑦ ； ②⑥ 。
15．（2024九上·鹿城月考）下图甲中过山车从A点由发，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。回答下列问题：
（1）过山车在B点时的重力势能 E点的动能。（选填“大于”“等于”“小于”）
（2）在这个过程中，过山车的机械能大小是的 。（选填“变大”“不变”“变小”）
【答案】（1）等于
（2）变小
【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】机械能守恒的条件是系统只有重力或者弹力做功。
【解答】（1）根据图乙可知，B点重力势能的条形图高度与E点动能的条形图高度相等，即二者大小相等，过山车在B点的重力势能等于E点的动能。
（2）B点的重力势能等于E点的动能，但是B点的动能不为零，而E点的重力势能为零，过山车的机械能等于动能与重力势能之和，则B点的机械能大于E点的机械能，即它的机械能是减小的。
16．（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。
17．（2024九上·慈溪期末）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 （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，则在图中哪一位置起跳有可能达到该目的？____。（填字母代号）
A．仅在A点 B．仅在O点
C．仅在B点 D．在A点或0点均可
【答案】（1）O
（2）D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关；机械能为动能和势能的和；物体克服摩擦做功，机械能转化为内能；
（2）根据A、O、B点运动的运动状态分析。
【解答】 （1）运动员在下滑的过程中，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，在O点时的重力势能最小，动能最大；
（2）运动员在B点时静止，用力竖直向上跳起一段高度，还会落在B点，不能到达C点；
运动员在A、O点时用力竖直向上跳起一段高度，此时运动员的机械能变大，到达B点后有一定的速度，能到达C点。
故选D。
18．（2024九上·武义月考）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，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；变化
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】（1）由图乙可知各点的动能大小和重力势能的大小关系；
（2）机械能等于动能和势能的总和。
【解答】（1）由图乙可知，过山车的动能在C点最大，在B点最小；B点的重力势能大小与E点的动能大小相等，B点机械能的大小大于E点机械能的大小；
（2）由于机械能等于动能和势能的总和，由图乙可知，从B到C点、再到D点、最后到达E点的过程中，重力势能与动能之和越来越小，所以在这个过程中，过山车的机械能是变化的。
三、实验探究题
19．（2024九上·绍兴期末）为探究物体的动能跟哪些因素有关，利用斜槽、钢球、木块等器材在同一水平面上进行探究活动。钢球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动，运动的钢球碰上木块后，能将木块撞出一段距离s，如图所示。
（1）实验中探究的“物体的动能”是指____ (选填字母)。
A．钢球在斜面上的动能
B．钢球撞击木块时的动能
C．木块被撞击后的动能
（2）若水平面是光滑的， (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
（3）实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施： 。
【答案】（1）B
（2）不能
（3）增大下落高度或减轻木块重力或使水平面更光滑等
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据实验过程确定探究哪个物体的动能；
（2）根据实验中物体动能大小的判断方法解答；
（3）木块移动的距离过短，可能是小球动能太小所致，因此可以增大它在斜面上的高度。也可能是木块受到的摩擦力太大所致，可以减小木块的重力或减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力。
【解答】（1）根据图片可知，小球从斜面上滚下来，撞击水平面上的木块。木块移动时克服地面阻力做功，根据W=fs可知，木块移动的距离越大，克服阻力做功越多，那么小球撞击木块时的动能越大，故选B。
（2）若水平面光滑，那么没有摩擦力，就不能通过木块移动的距离反映小球动能大小，即不能达到实验目的；
（3）实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。改进措施为：增大下落高度或减轻木块重力或使水平面更光滑等。
20．（2024九上·南浔期末）蹦床运动是广大青少年儿童喜欢的活动。我们可以用小球和弹簧模拟此过程，如图甲所示。将小球从弹簧正上方的某处静止释放，小球所处高度ｈ随时间变化的情况如图乙所示。小球最终静止在弹簧上，此时弹簧长为40厘米。
（1）弹簧原长 40厘米（选填“＞”或“＜”或“＝”）；
（2）在整个运动过程中，小球速度最大的时刻为 （选填“ｔ1”或“ｔ2”或“ｔ3”）；
（3）在整个运动过程中，小球的机械能逐渐减小的原因是 。
【答案】（1）＞
（2）t1
（3）空气阻力；机械能转换为内能等
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】 （1）根据弹簧受压力后缩短分析；
（2）在整个运动过程中，小球速度最大的时刻是第一次弹力等于重力时的位置。
（3）在整个过程中，有部分机械能转化为内能。
【解答】 （1）小球静止在弹簧上时，小球对弹簧施加压力使弹簧缩短，因此弹簧的原长大于40cm。
（2）小球从B处下落时，重力势能转化为动能，重力势能减小，动能逐渐增大，到落到t1时刻是第一次重力和弹力相等的位置，此时小球的动能最大。质量不变，动能与质量和速度有关，所以在t1时刻速度最大。
（3）在整个运动过程中，小球的机械能逐渐减小的原因是：有部分机械能转化为内能。
21．（2024九上·拱墅期末）在探究“重力势能大小与哪些因素有关”时，小乐提出如下猜想：
①重力势能的大小可能与物体被举起的高度有关；
②重力势能的大小可能与物体质量的大小有关；
小乐设计了如图所示的甲、乙和丙三组实验来检验猜想：
甲、乙组的透明容器中装入足够的细砂，丙组装入等量的小米。质量不同的实心铁块（m1＜m2）举高到距桌面不同高度（h1＜h2）由静止释放，铁块落到桌面后与小桌一起向下运动，使小桌腿陷入细砂或小米中。
（1）为检验猜想①应比较 （填写组别）的现象；通过 （填写现象）来比较铁块重力势能的大小。
（2）小欢认为丙组装入等量小米不合理，原因是 。
（3）小桌向下运动直到静止的过程中，机械能转化为 能。
【答案】（1）甲、乙；小桌腿陷入细砂的深度
（2）小桌腿在细砂和小米中受到阻力不同，故不能通过比较小桌腿陷入的深度来比较铁块重力势能的大小，即实验中无法直观比较铁块重力势能大小
（3）内
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）桌腿进入沙堆的深浅，体现了物体对其做功的多少，桌腿进入沙堆越深反映了小球具有的重力势能越，这用到了转换法；
（2）利用控制变量法，比较图中相同因素和不同因素，进行回答；
（3）小桌向下运动直到静止的过程中，桌腿与细砂摩擦，机械能转化为内能。
【解答】（1）探究重力势能与物体被举起的高度实验中，应该控制物体质量不变，改变高度，故选甲乙实验进行对比；
实验中利用转换法，把重力势能转化为小桌腿陷入细砂中深度，故应观察小桌腿陷入细砂中深度；
（2）探究重力势能与物体质量和被举高的关系，应用到控制变量法进行实验，只改变质量或者只改变高度，控制小桌腿与接触物的摩擦力不变，而细沙和小米与小桌腿之间的摩擦力大小不同，故丙组不合理；
（3）小桌向下运动直到静止的过程中，桌腿与细砂摩擦，机械能转化为内能。
22．（2024九上·镇海区期末）小科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”。摆线的长度L相同，小球A、B的质量mA（1）科学实验中常用到转换法，本实验通过观察木块C 来判断小球动能大小。
（2）根据乙、丙所示的探究过程，小科观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与小球 有关。
（3）小科在探究“物体的动能大小与质量关系时”，在水平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，你认为该方案 （填“可行”或“不可行”）。
【答案】（1）移动的距离
（2）速度
（3）不可行
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）小球的动能大小是通过木块移动的距离来反映的，这是转换法的应用；
（2）影响物体动能大小的因素有质量和速度，找出相同的量和变化的量，分析得出动能大小与变化量的关系；
（3）根据控制变量法和能量的转换情况判断。
【解答】（1）本实验通过观察木块C移动的距离来反映小球的动能大小，这是转换法的应用；
（2）在乙、丙所示的探究过程中，小球的质量不变，悬线与竖直方向之间的夹角不同，到达竖直位置时的速度不同，夹角越大，到达竖直位置时的速度越大，故可得出结论：小球的动能大小与小球速度有关；
（3）在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度时，弹簧的弹性势能转换成小球的动能，所以不同小球的动能是相同的；小球的动能与其质量和速度都有关，由于小球的动能不变，改变其质量，因而小球的速度也会发生改变，所以该方案存在两个变量，没有控制小球初速相同，故不可行。
四、解答题
23． 小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。
（1） 如图甲所示，小球从A 点静止释放，小球到达C 点时速度是 。
（2）将轨道 BC段改为水平，如图乙所示，小球仍从A 点静止释放，小球经过 N点时的机械能 (填“大于”“小于”或“等于”)其在A 点的机械能。
【答案】（1）0
（2）等于
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）由于不计空气阻力和摩擦，没有机械能的损失，所以小球在A、C两点时的机械能相等；根据重力势能大小的影响因素分析小球在A、C两点时的重力势能，因机械能=动能+势能，则可判断小球在A、C两点时的动能大小关系，进而得出其速度大小。
（2）在不计阻力和摩擦的情况下，物体的机械能是守恒的；小球经过M点时有一定的速度，不计空气阻力和摩擦力，小球处于平衡状态，则小球由于惯性会做匀速直线运动。
【解答】 解：（1）图甲中，A、C两点等高，则小球在A、C两点时的重力势能相等；小球从A点静止释放，由于不计空气阻力和摩擦，没有机械能的损失，所以小球在A、C两点时的机械能相等，动能也相等，则小球到达C点时动能为零，速度为零；
（2）图乙中，由于不计空气阻力和摩擦，则小球的机械能是守恒的，所以小球经过N点时的机械能等于其在A点的机械能。
故答案：0；等于。
24． 影响铅球掷得远近的因素有哪些 如图所示，某同学以一支玩具手枪为实验器材进行了以下探究。
（1）熟悉手枪结构。玩具手枪的内部结构中有一根弹簧，弹簧压缩的长度可调节。压缩的弹簧伸长时会将子弹射出，此时弹簧的 能转化成子弹的动能。
（2） 探究过程。
① 提出假设：在相同条件下，子弹的射程可能和枪管与水平面的夹角有关。
②设计实验，记录数据：该同学把手枪固定在某一高度后，保持子弹从枪口射出的速度相同，改变枪管与水平面夹角的大小，用同一颗子弹做了五次实验，记录数据如表所示：
枪管与水平面夹角θ 15° 30° 45° 60° 75°
子弹落点到枪口的水平距离s/m 7.5 10.1 10.9 9.2 5.3
③分析数据，得出结论：在相同条件下，子弹的射程跟枪管与水平面的夹角有关，夹角在 度左右时，子弹射程最远。
④交流和评价：同桌同学认为对子弹射程与水平夹角θ的探究还可进一步完善。为获得更准确的结论，该同学应做的改进是 。
（3）完成上述探究后，该同学对于影响子弹射程的因素又提出了一个合理的假设。他的假设是 。
【答案】（1）弹性势
（2）③ 45；④在30°到 60°之间多测几组数据(或在45°附近多测几组数据)
（3）子弹射程可能与子弹射出枪口时的速度有关
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】 （1）弹簧恢复形变过程要把弹性势能转化为动能；
（2）从表格数据中找出规律；要对子弹射程与水平夹角B的探究再完善一些，可以在30°到60°之间多测几组数据，从而获得更准确的结论；
（3）影响子弹射程的因素还有许多，例如：子弹的质量、子弹出口时的速度等。
【解答】 解：（1）玩具手枪内的弹簧被压缩，弹簧恢复原长时，将子弹射出，此时弹簧的弹性势能转化为子弹的动能；
（2）由表中的实验数据可知：枪管和水平面的夹角不同时，子弹的射程也不同，当夹角为45°时，射程最远；
为获得更准确的结论，可在45°附近多测几组数据；
（3）新的猜想：子弹射程可能与子弹出口时的速度有关，可能与子弹的质量有关。
故答案为：（1）弹性势；（2）45， 在30°到 60°之间多测几组数据(或在45°附近多测几组数据) ；（3）子弹射程可能与子弹出口时的速度有关；可能与子弹的质量有关。
1 / 1初中科学浙教版 九年级上册 第三章 第2节 机械能同步练习
一、单选题
1．如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，关于运动员(不包含降落伞和绳)，下列说法正确的是 ( )
A．动能不变，重力势能不变，机械能不变
B．动能变大，重力势能变小，机械能不变
C．动能不变，重力势能变小，机械能变小
D．动能变小，重力势能变小，机械能变小
2．2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图所示为足球落地后又弹起的示意图。分析可知，足球 ( )
A．在B 点时受力平衡
B．在A、D两点动能可能相等
C．在C 点时，若所受力全部消失，其运动状态将不断改变
D．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
3． 关于能的概念，下列说法正确的是 ( )
A．速度大的物体的动能一定大
B．空中飞行的子弹既有动能又有势能
C．质量大的物体的重力势能大
D．用线吊在高处的小球没有机械能
4．（2020九上·下城期中）如图甲所示原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个质量为m的小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l。钢球从O点运动到A点的过程中，能表示其动能Ek随运动距离s变化关系的图像是图乙中的（ ）
A． B．
C． D．
5．（2024九上·东阳期末）2023年杭州亚运会蹦床男子个人赛中，中国选手严浪宇夺金．如图为比赛时的场景，当他从空中下落至蹦床，从刚列好接触蹦床到刚好离开蹦床的过程中，有关能量变化叙述正确的是（ ）
A．严浪宇的机械能始终不变 B．严浪宇的机械能先增大后减小
C．蹦床的弹性势能始终不变 D．蹦床的弹性势能先增大后减小
6．（2024九上·金东期末）2024年1月11日，引力一号(遥一)海澜之家号运载火箭发射成功，开启民商火箭发射新篇章，如图所示。火箭在加速升空过程中，关于能量变化说法正确的是（ ）
A．重力势能增大，动能增大 B．重力势能减小，动能减小
C．重力势能增大，机械能减小 D．重力势能减小，机械能不变
7．（2024九上·南浔期末）小楠用可乐瓶制作水火箭，先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气，如图甲所示；打开阀门后，水从金属管向下喷出，水火箭竖直向上飞向空中，如图乙所示。下列分析正确的是（ ）
A．上升过程中，喷出的水对水火箭有向下的推力
B．上升过程中，水火箭瓶内气体的内能减少
C．上升过程中，水火箭的重力势能转化为动能
D．下降过程中，水火箭的机械能逐渐增大
8．（2024九上·余杭期末）小金同学在水平地面上铺一张白纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从h1、h2高度处由静止自由下落，分别在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列关于h1、h2大小判断正确的是（ ）
A．h1大于h2 B．h1小于h2 C．h1等于h2 D．无法判断
9．（2024九上·嘉兴期末）各种运动项目中都涉及能量及其转化，下列有关说法正确的是（ ）
A．图①，掷出后的铅球到达最高点时动能为零
B．图②，蹦床运动员在下落到最低点时动能最大
C．图③，射出的箭的机械能是由弓的弹性势能转化而来
D．图④，运动员起跳时的动能只转化为撑杆的弹性势能
10．（2024九上·拱墅期末）如图所示为单板滑雪大跳台比赛时运动员在空中运动的轨迹，其中a、c两处等高，若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．运动员从a处到b处，重力势能转化为动能
B．运动员从b处到d处，动能逐渐减小
C．运动员在a处和c处的重力势能相等
D．运动员在b处时的机械能最大
二、填空题
11．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。将小球由静止释放，在运动到最低点B的过程中，试分析：
（1） 小球的机械能 (填“变大”“变小”或“不变”)。
（2） 小球减小的重力势能 (填“大于”“小于”或“等于”)小球增加的动能。
（3）如图乙所示，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 。
12．如图所示为宜昌某景区的彩虹滑道，小东和小红从顶端滑到底端的过程中，重力势能 ，机械能 。(填“增大”“减小”或“不变”)
13．《天工开物》中写道：“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝 好，拉弯的弓把箭射出去，是把弓的 能转化为箭的 能。
14． 下列物体①拉满弦的弓、②空中飞行的子弹、③被压缩的弹簧、④静止在某一高度的小球、⑤航行中的轮船、⑥射出的箭、⑦发生弹性形变的网球拍中，只具有动能的是 ，只具有势能的是 ，既具有动能又具有势能的是 。(填序号)
15．（2024九上·鹿城月考）下图甲中过山车从A点由发，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。回答下列问题：
（1）过山车在B点时的重力势能 E点的动能。（选填“大于”“等于”“小于”）
（2）在这个过程中，过山车的机械能大小是的 。（选填“变大”“不变”“变小”）
16．（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”)
17．（2024九上·慈溪期末）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 （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，则在图中哪一位置起跳有可能达到该目的？____。（填字母代号）
A．仅在A点 B．仅在O点
C．仅在B点 D．在A点或0点均可
18．（2024九上·武义月考）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，在这个过程中，过山车的机械能是 （选填“变化”或“不变”）的。
三、实验探究题
19．（2024九上·绍兴期末）为探究物体的动能跟哪些因素有关，利用斜槽、钢球、木块等器材在同一水平面上进行探究活动。钢球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动，运动的钢球碰上木块后，能将木块撞出一段距离s，如图所示。
（1）实验中探究的“物体的动能”是指____ (选填字母)。
A．钢球在斜面上的动能
B．钢球撞击木块时的动能
C．木块被撞击后的动能
（2）若水平面是光滑的， (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
（3）实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施： 。
20．（2024九上·南浔期末）蹦床运动是广大青少年儿童喜欢的活动。我们可以用小球和弹簧模拟此过程，如图甲所示。将小球从弹簧正上方的某处静止释放，小球所处高度ｈ随时间变化的情况如图乙所示。小球最终静止在弹簧上，此时弹簧长为40厘米。
（1）弹簧原长 40厘米（选填“＞”或“＜”或“＝”）；
（2）在整个运动过程中，小球速度最大的时刻为 （选填“ｔ1”或“ｔ2”或“ｔ3”）；
（3）在整个运动过程中，小球的机械能逐渐减小的原因是 。
21．（2024九上·拱墅期末）在探究“重力势能大小与哪些因素有关”时，小乐提出如下猜想：
①重力势能的大小可能与物体被举起的高度有关；
②重力势能的大小可能与物体质量的大小有关；
小乐设计了如图所示的甲、乙和丙三组实验来检验猜想：
甲、乙组的透明容器中装入足够的细砂，丙组装入等量的小米。质量不同的实心铁块（m1＜m2）举高到距桌面不同高度（h1＜h2）由静止释放，铁块落到桌面后与小桌一起向下运动，使小桌腿陷入细砂或小米中。
（1）为检验猜想①应比较 （填写组别）的现象；通过 （填写现象）来比较铁块重力势能的大小。
（2）小欢认为丙组装入等量小米不合理，原因是 。
（3）小桌向下运动直到静止的过程中，机械能转化为 能。
22．（2024九上·镇海区期末）小科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”。摆线的长度L相同，小球A、B的质量mA（1）科学实验中常用到转换法，本实验通过观察木块C 来判断小球动能大小。
（2）根据乙、丙所示的探究过程，小科观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与小球 有关。
（3）小科在探究“物体的动能大小与质量关系时”，在水平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，你认为该方案 （填“可行”或“不可行”）。
四、解答题
23． 小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。
（1） 如图甲所示，小球从A 点静止释放，小球到达C 点时速度是 。
（2）将轨道 BC段改为水平，如图乙所示，小球仍从A 点静止释放，小球经过 N点时的机械能 (填“大于”“小于”或“等于”)其在A 点的机械能。
24． 影响铅球掷得远近的因素有哪些 如图所示，某同学以一支玩具手枪为实验器材进行了以下探究。
（1）熟悉手枪结构。玩具手枪的内部结构中有一根弹簧，弹簧压缩的长度可调节。压缩的弹簧伸长时会将子弹射出，此时弹簧的 能转化成子弹的动能。
（2） 探究过程。
① 提出假设：在相同条件下，子弹的射程可能和枪管与水平面的夹角有关。
②设计实验，记录数据：该同学把手枪固定在某一高度后，保持子弹从枪口射出的速度相同，改变枪管与水平面夹角的大小，用同一颗子弹做了五次实验，记录数据如表所示：
枪管与水平面夹角θ 15° 30° 45° 60° 75°
子弹落点到枪口的水平距离s/m 7.5 10.1 10.9 9.2 5.3
③分析数据，得出结论：在相同条件下，子弹的射程跟枪管与水平面的夹角有关，夹角在 度左右时，子弹射程最远。
④交流和评价：同桌同学认为对子弹射程与水平夹角θ的探究还可进一步完善。为获得更准确的结论，该同学应做的改进是 。
（3）完成上述探究后，该同学对于影响子弹射程的因素又提出了一个合理的假设。他的假设是 。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【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、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能为动能和势能的和。
【解答】 解：跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，运动员的质量不变，速度不变，所以动能不变；同时质量不变，高度减小，所以重力势能减小，因机械能等于动能与势能的总和，所以机械能变小。
故选：C。
2．【答案】B
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】图中小球的高度越来越小，即说明有机械能的损失；重力势能大小的影响因素：质量、被举起的高度。质量越大，高度越高，重力势能越大；机械能包括动能和势能，据此判断动能和势能的变化。
【解答】 解：A、在B点时，小球既不是静止，也不是匀速直线运动状态，不是平衡状态，所以受力不平衡，故A错误；
B、图中小球的高度越来越小，说明有机械能的损失，则D点的机械能一定小于A点的机械能；机械能等于动能与势能之和。D点比A点低，所以D点的重力势能小，则其动能有可能与A点的动能相等，故B正确；
C、在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不再改变，而是保持力消失一瞬间的速度，做匀速直线运动，故C错误；
D、在运动过程中，其机械能在减小，因此不只存在动能和势能的相互转化，还存在机械能与内能的转化，故D错误。
故选：B。
3．【答案】B
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】 （1）影响动能的因素是质量和速度；影响重力势能的因素是质量和高度，动能和重力势能都属于机械能；
（2）运动的物体具有动能，被举高的物体具有重力势能，发生弹性形变的物体具有的能量是弹性势能。
【解答】 解：A、动能的大小除了跟速度大小有关外，还跟物体的质量有关，因此不能说速度大的物体的动能一定大，故说法错误；
B、空中飞行的子弹具有一定的速度和高度，所以说同时具有动能和重力势能，故C说法正确；
C、重力势能的大小除了跟物体的质量有关外，还跟举高的高度有关，因此不能说质量大的物体的重力势能大，故说法错误；
D、用线吊在高处的小球具有一定的重力势能，所以说有一定的机械能，故说法错误。
故选：B。
4．【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】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，此时物体的运动速度最大；当合力的方向与运动方向相反时，做减速运动，据此分析即可。
【解答】从O点到橡皮筋的长度为l时，橡皮筋没有形变，那么钢球只受向下的重力，合力的方向与运动方向一致，小球做加速运动；此后橡皮筋逐渐伸长，钢球受到的拉力越来越大，但是拉力始终小于重力，合力方向向下，钢球继续做加速运动；当弹力与钢球的重力相等时，合力为零，加速停止，此时速度最大；此后，弹力越来越大，始终大于重力，那么合力向上，钢球做减速运动。
综上所述，钢球的速度先增大后减小，且速度最大的时刻在长度为l的后面，所以钢球的动能变化规律与速度基本相同，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
5．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】 弹性势能大小的影响因素：发生弹性形变的大小，发生弹性形变的难易程度。弹性形变越大，发生弹性形变越难，弹性势能越大；根据中国选手严浪宇的机械能和蹦床的弹性势能的相互转化分析 。
【解答】 中国选手严浪宇从接触蹦床到最低点的过程中，蹦床的形变程度逐渐变大，蹦床的弹性势能变大，中国选手严浪宇的机械能转化为蹦床的弹性势能，此过程中，中国选手严浪宇的机械能变小，蹦床的弹性势能增大；中国选手严浪宇从最低点上升到刚好离开蹦床的过程中，蹦床形变变小，弹性势能减小，弹性势能转化为人的机械能；所以整个过程中，中国选手严浪宇的机械能先变小后变大，蹦床的弹性势能先变大后减小，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
6．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】 重力势能是物体因为重力作用而拥有的能量，对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定。
【解答】火箭在加速升空过程中，其质量不变，高度升高，速度增大，因此其重力势能增大，动能增大，机械能增大，故A正确，BCD错误。
故答案为：A。
7．【答案】B
【知识点】力的作用是相互的；动能和势能的大小变化；物体内能的改变方法
【解析】【分析】A.根据力的作用的相互性判断；
B.根据内能和机械能的转化判断；
C.根据描述分析动能和重力势能的变化；
D.根据机械能与内能的转化判断。
【解答】A.上升过程中，火箭向下喷水，而喷出的水对水火箭产生向上的推力，故A错误；
B.上升过程中，水火箭瓶内气体的内能转化为机械能，即内能减小，故B正确；
C.上升过程中，水火箭的动能和重力势能都在减小，即二者不存在转化关系，故C错误；
D.下降过程中，水火箭的机械能转化为内能，即机械能减小，故D错误。
故选B。
8．【答案】B
【知识点】势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】质量相同时，落高度越大，重力势能越大，圆斑越大。
【解答】重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量相同时，落高度越大，重力势能越大，转化成的动 能、弹性势能越大，发生的弹性形变越大；圆斑B大，说明h2大，即h1小于h2。 故B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
9．【答案】C
【知识点】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】（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、被举得高度；质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】A：图①，铅球运动到最高点时，速度不为零，所以动能不为零，A错误。
B：图②，运动员从高处落下，在接触蹦床前，在重力的作用下做加速运动，接触蹦床后，受到蹦床竖直向上的弹力的作用，开始弹力小于重力，运动运动员继续向下做加速运动，当弹力等于重力时，速度最大，动能最大，B错误。
C：图③，用弓将箭射出，由于弓发生弹性形变具有弹性势能，将弓的弹性势能转化为箭的动能，C正确。
D：图④，运动员起跳时的动能转化为撑杆的弹性势能，还有重力势能，D错误。
故答案为：C。
10．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】（1）动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能也就越大；
（2）重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越大，物体的重力势能越大。
（3）不计空气阻力，机械能转化过程总量不变。
【解答】A、运动员从a处到b处，高度增大，重力势能增大，速度减小，是动能转化为重力势能，故A错误；
B、运动员从b处到d处，是下降过程，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，动能逐渐增大，故B错误；
C、运动员在a处和c处的高度相同，质量相等，故重力势能相等，故C正确；
D、不计空气阻力，运动员在整个过程中的机械能保持不变，都相等，故D错误。
故选：C。
11．【答案】（1）变小
（2）大于
（3）先增大后减小
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关；弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关；据此分析小球在运动过程中能量的变化特点。
【解答】 解：（1）将球由静止释放，在运动到最低点B的过程中，弹簧发生了弹性形变，小球的一部分机械能转化为弹性势能，所以小球的机械能减小；
（2）将球由静止释放，在运动到最低点B的过程中，小球的高度变小，质量不变，重力势能减小，速度变大，动能变大，弹簧发生了弹性形变，所以小球的重力势能转化为弹性势能和小球的动能，故小球减小的重力势能大于小球增加的动能；
（3）小球竖直向上运动到最高点的过程中，开始的弹力大于重力，合力方向竖直向上，合力方向与运动方向相同，小球速度变大；当弹力等于重力时，速度最大；继续向上运动，弹力小于重力，合力方向竖直向下，小球做减速运动，到最高点的速度为0，所以小球的速度先增大后减小。
故答案为：（1）变小；（2）大于；（3）先增大后减小。
12．【答案】减小；减小
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【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、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能等于动能和势能之和；物体克服摩擦做功，机械能转化为内能。
【解答】 解：小东和小红从顶端滑到底端的过程中，质量不变，速度变大，动能变大；高度变小，质量不变，重力势能变小；由于轨道存在摩擦，在滑动的过程中，克服阻力做功，机械能转化为内能，使得机械能减小。
故答案为：减小；减小
13．【答案】弹性；弹性势；动
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】 物体由于运动而具有的能叫做动能；物体由于被举高而具有的能叫做重力势能；发生弹性形变的物体所具有的能叫做弹性势能；根据能量的影响因素分析能量的转化情况。
【解答】 解：在拉弓时，弦会发生弹性形变，用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝弹性好；拉弯的弓具有弹性势能，箭射出去后具有机械能，这一过程中是弓的弹性势能转化为箭的动能。
故答案为：弹性；弹性势；动。
14．【答案】⑤；①③④⑦；②⑥
【知识点】动能和势能的概念
【解析】【分析】关于机械能，我们学习了三种：①物体由于运动而具有的能量叫做动能；②物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能；③物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
利用各种能的定义，分析出物体具有哪种能的特征，从而可判定出选择项中提到的物体具有哪种能。
【解答】解： ① 拉满弦的弓，发生了弹性形变，故具有弹性势能；
② 在空中飞行的子弹，有高度也有速度，所以具有动能和重力势能；
③ 被压缩的弹簧，弹簧发生弹性形变，具有弹性势能；
④静止在某一高度的小球 ，有高度，具有重力势能；
⑤航行中的轮船 ，有速度，具有动能；
⑥射出的箭有高度也有速度，所以具有动能和重力势能；
⑦发生弹性形变的网球，发生了弹性形变，故具有弹性势能；
故答案为：⑤； ①③④⑦ ； ②⑥ 。
15．【答案】（1）等于
（2）变小
【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】机械能守恒的条件是系统只有重力或者弹力做功。
【解答】（1）根据图乙可知，B点重力势能的条形图高度与E点动能的条形图高度相等，即二者大小相等，过山车在B点的重力势能等于E点的动能。
（2）B点的重力势能等于E点的动能，但是B点的动能不为零，而E点的重力势能为零，过山车的机械能等于动能与重力势能之和，则B点的机械能大于E点的机械能，即它的机械能是减小的。
16．【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。
17．【答案】（1）O
（2）D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关；机械能为动能和势能的和；物体克服摩擦做功，机械能转化为内能；
（2）根据A、O、B点运动的运动状态分析。
【解答】 （1）运动员在下滑的过程中，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，在O点时的重力势能最小，动能最大；
（2）运动员在B点时静止，用力竖直向上跳起一段高度，还会落在B点，不能到达C点；
运动员在A、O点时用力竖直向上跳起一段高度，此时运动员的机械能变大，到达B点后有一定的速度，能到达C点。
故选D。
18．【答案】C；变化
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】（1）由图乙可知各点的动能大小和重力势能的大小关系；
（2）机械能等于动能和势能的总和。
【解答】（1）由图乙可知，过山车的动能在C点最大，在B点最小；B点的重力势能大小与E点的动能大小相等，B点机械能的大小大于E点机械能的大小；
（2）由于机械能等于动能和势能的总和，由图乙可知，从B到C点、再到D点、最后到达E点的过程中，重力势能与动能之和越来越小，所以在这个过程中，过山车的机械能是变化的。
19．【答案】（1）B
（2）不能
（3）增大下落高度或减轻木块重力或使水平面更光滑等
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据实验过程确定探究哪个物体的动能；
（2）根据实验中物体动能大小的判断方法解答；
（3）木块移动的距离过短，可能是小球动能太小所致，因此可以增大它在斜面上的高度。也可能是木块受到的摩擦力太大所致，可以减小木块的重力或减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力。
【解答】（1）根据图片可知，小球从斜面上滚下来，撞击水平面上的木块。木块移动时克服地面阻力做功，根据W=fs可知，木块移动的距离越大，克服阻力做功越多，那么小球撞击木块时的动能越大，故选B。
（2）若水平面光滑，那么没有摩擦力，就不能通过木块移动的距离反映小球动能大小，即不能达到实验目的；
（3）实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。改进措施为：增大下落高度或减轻木块重力或使水平面更光滑等。
20．【答案】（1）＞
（2）t1
（3）空气阻力；机械能转换为内能等
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】 （1）根据弹簧受压力后缩短分析；
（2）在整个运动过程中，小球速度最大的时刻是第一次弹力等于重力时的位置。
（3）在整个过程中，有部分机械能转化为内能。
【解答】 （1）小球静止在弹簧上时，小球对弹簧施加压力使弹簧缩短，因此弹簧的原长大于40cm。
（2）小球从B处下落时，重力势能转化为动能，重力势能减小，动能逐渐增大，到落到t1时刻是第一次重力和弹力相等的位置，此时小球的动能最大。质量不变，动能与质量和速度有关，所以在t1时刻速度最大。
（3）在整个运动过程中，小球的机械能逐渐减小的原因是：有部分机械能转化为内能。
21．【答案】（1）甲、乙；小桌腿陷入细砂的深度
（2）小桌腿在细砂和小米中受到阻力不同，故不能通过比较小桌腿陷入的深度来比较铁块重力势能的大小，即实验中无法直观比较铁块重力势能大小
（3）内
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）桌腿进入沙堆的深浅，体现了物体对其做功的多少，桌腿进入沙堆越深反映了小球具有的重力势能越，这用到了转换法；
（2）利用控制变量法，比较图中相同因素和不同因素，进行回答；
（3）小桌向下运动直到静止的过程中，桌腿与细砂摩擦，机械能转化为内能。
【解答】（1）探究重力势能与物体被举起的高度实验中，应该控制物体质量不变，改变高度，故选甲乙实验进行对比；
实验中利用转换法，把重力势能转化为小桌腿陷入细砂中深度，故应观察小桌腿陷入细砂中深度；
（2）探究重力势能与物体质量和被举高的关系，应用到控制变量法进行实验，只改变质量或者只改变高度，控制小桌腿与接触物的摩擦力不变，而细沙和小米与小桌腿之间的摩擦力大小不同，故丙组不合理；
（3）小桌向下运动直到静止的过程中，桌腿与细砂摩擦，机械能转化为内能。
22．【答案】（1）移动的距离
（2）速度
（3）不可行
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）小球的动能大小是通过木块移动的距离来反映的，这是转换法的应用；
（2）影响物体动能大小的因素有质量和速度，找出相同的量和变化的量，分析得出动能大小与变化量的关系；
（3）根据控制变量法和能量的转换情况判断。
【解答】（1）本实验通过观察木块C移动的距离来反映小球的动能大小，这是转换法的应用；
（2）在乙、丙所示的探究过程中，小球的质量不变，悬线与竖直方向之间的夹角不同，到达竖直位置时的速度不同，夹角越大，到达竖直位置时的速度越大，故可得出结论：小球的动能大小与小球速度有关；
（3）在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度时，弹簧的弹性势能转换成小球的动能，所以不同小球的动能是相同的；小球的动能与其质量和速度都有关，由于小球的动能不变，改变其质量，因而小球的速度也会发生改变，所以该方案存在两个变量，没有控制小球初速相同，故不可行。
23．【答案】（1）0
（2）等于
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）由于不计空气阻力和摩擦，没有机械能的损失，所以小球在A、C两点时的机械能相等；根据重力势能大小的影响因素分析小球在A、C两点时的重力势能，因机械能=动能+势能，则可判断小球在A、C两点时的动能大小关系，进而得出其速度大小。
（2）在不计阻力和摩擦的情况下，物体的机械能是守恒的；小球经过M点时有一定的速度，不计空气阻力和摩擦力，小球处于平衡状态，则小球由于惯性会做匀速直线运动。
【解答】 解：（1）图甲中，A、C两点等高，则小球在A、C两点时的重力势能相等；小球从A点静止释放，由于不计空气阻力和摩擦，没有机械能的损失，所以小球在A、C两点时的机械能相等，动能也相等，则小球到达C点时动能为零，速度为零；
（2）图乙中，由于不计空气阻力和摩擦，则小球的机械能是守恒的，所以小球经过N点时的机械能等于其在A点的机械能。
故答案：0；等于。
24．【答案】（1）弹性势
（2）③ 45；④在30°到 60°之间多测几组数据(或在45°附近多测几组数据)
（3）子弹射程可能与子弹射出枪口时的速度有关
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】 （1）弹簧恢复形变过程要把弹性势能转化为动能；
（2）从表格数据中找出规律；要对子弹射程与水平夹角B的探究再完善一些，可以在30°到60°之间多测几组数据，从而获得更准确的结论；
（3）影响子弹射程的因素还有许多，例如：子弹的质量、子弹出口时的速度等。
【解答】 解：（1）玩具手枪内的弹簧被压缩，弹簧恢复原长时，将子弹射出，此时弹簧的弹性势能转化为子弹的动能；
（2）由表中的实验数据可知：枪管和水平面的夹角不同时，子弹的射程也不同，当夹角为45°时，射程最远；
为获得更准确的结论，可在45°附近多测几组数据；
（3）新的猜想：子弹射程可能与子弹出口时的速度有关，可能与子弹的质量有关。
故答案为：（1）弹性势；（2）45， 在30°到 60°之间多测几组数据(或在45°附近多测几组数据) ；（3）子弹射程可能与子弹出口时的速度有关；可能与子弹的质量有关。
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