（浙教版）九年级科学上册专项知识点：机械能
阅卷人 一、选择题
得分
1．（2024九上·杭州期中）2023年10月31日8时11分，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，现场医生确认航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮身体健康状况良好，神舟十六号载人飞行任务取得圆满成功。返回舱在减速下降过程中（ ）
A．动能增加 B．重力势能增加
C．机械能增加 D．机械能减少
【答案】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】 动能的大小与物体的速度和质量有关，速度越大，质量越大，动能就越大；重力势能与物体的质量和相对位置有关，质量越大，相对高度越高，重力势能越大；机械能等于动能与势能之和，据此分析返回舱在减速下降过程中的动能、重力势能和机械能的变化。
【解答】 返回舱在减速下降过程中，质量不变，速度减小，相对地面高度减小，所以其动能和势能均减少，机械能也减少。故D正确，ABC错误。
故答案为：D。
2．（2024九上·杭州期中）如图为玩具“跳跳杆”及组成部件，小俞站在踏板弹簧向下伸长的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．人的重力势能增大 B．弹簧的弹性势能增大
C．人的机械能守恒 D．弹簧的弹性形变减小
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】 弹性势能与物体发生弹性形变的程度有关，即弹性形变程度越大，弹性势能就越大；
重力势能的大小与物体的质量和高度有关，即质量越大，高度越高，重力势能越大，人的重力势能转化为弹簧的弹性势能，人的机械能减小。
【解答】ABD. 人站在踏板弹簧向下伸长的过程中，人的质量不变，高度减小，故重力势能减小；而弹簧的形变程度变大，弹性势能变大；人的重力势能转化为弹簧的弹性势能；故B正确、AD错误；
C.小俞站在踏板弹簧向下伸长的过程中，人的重力势能转化为弹簧的弹性势能，人的机械能减小，故C错误。
故答案为：B。
3．（2024九上·杭州）如图所示，农业基地的技术员正在遥控无人机给农田喷洒农药。若无人机喷洒农药的过程中保持在同一高度匀速飞行，则无人机（含农药）的（ ）
A．重力不变 B．动能不变
C．重力势能减小 D．机械能不变
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；势能的影响因素
【解析】【分析】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。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。机械能等于动能和势能之和。
【解答】】无人机喷洒农药的过程中保持在同一高度匀速飞行，则无人机（含农药）的质量减小，高度不变，速度不变，重力势能减小，动能减小，机械能为动能与重力势能的总和，则机械能也减小，故ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
4．（2024九上·温州期中）行驶在高速公路上的汽车，司机突然发现刹车失灵，为了避险，将车开上铺有碎石且沿山坡向上的避险车道，最终停下。若不考虑汽车因油耗引起的质量减小，则下列关于汽车上坡过程的说法，正确的是（ ）
A．动能增加，重力势能减小 B．机械能不变，重力势能增加
C．机械能不变，重力势能不变 D．动能减小，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。
【解答】根据题意可知，汽车的质量不变，速度减小，则动能减小；质量不变，高度增大，则重力势能增大。由于克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，因此机械能减小。
故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
5．（2024九上·南浔期中）如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面。下列说法正确的是（ ）
A．罐子从斜面滚下，重力势能只转化为动能
B．罐子从斜面滚下的过程中，只有动能和弹性势能的相互转化
C．因为能量之间可以相互转化，所以罐子滚下后可能再次滚上斜面
D．如果水平面是光滑的，则罐子会一直滚动下去
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】根据动能和势能相互转化的知识分析判断。
【解答】 AB.罐子从不太陡的斜面上滚下，罐子的高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，同时橡皮筋发生弹性形变，弹性势能变大，在运动过程中，由于存在摩擦力，一部分机械能会转化为内能，即重力势能转化为动能、弹性势能、内能，故AB错误；
C.罐子滚下后，由于橡皮筋具有弹性势能，橡皮筋的弹性势能会转化为罐子的动能，使的罐子沿斜面向上运动，所以可以能滚上斜面，故C正确；
D.水平面光滑，罐子在水平面上滚动时，罐子的动能会转化为橡皮筋的弹性势能，所以不会一直滚下去，故D错误。
故选C。
6．（2024九上·临平区期中）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处时的动能为零
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】ABC.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；
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。
D.注意分析b点时水平方向上的速度是否为零。
【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．运动员到达b处时竖直方向上的速度为零，而水平方向上速度不为零，即b点动能不为零，故D错误。
故选C。
7．（2024九上·杭州）如图所示，小方在荡秋千，某次他摆动到右侧最高点A后，又开始向下摆动，经过点B和最低点C，然后摆动到与B点等高的D点后返回。小方从A摆到D的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小方在B点和D点时的机械能相等
B．运动到C点时，小方受力平衡
C．从A点摆到C点，重力势能全部转化为动能
D．当摆动到D点时，假设力全部消失，则小方将保持静止
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；势能的影响因素；机械能守恒
【解析】【分析】机械能包括动能与势能，其中动能的影响因素是质量与速度，重力势能的影响因素是质量与高度，弹性势能的影响因素是弹性形变量。
【解答】】A．小方质量不变，在 B 点和 D 点时的高度相等，B 点具有一定的速度，而D 点时速度为零，则B 点动能大于D点动能，所以B 点机械能能大于D点机械能，故A错误；
B．小球从A点摆到 D点，做曲线运动，运动状态改变，则受力不平衡，所以运动到C点时，小方受力不平衡，故B错误；
C．从A点摆到 C点，由于还要克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，所以重力势能没有全部转化为动能，故C错误；
D．当摆动到 D 点时，速度为零，根据牛顿第一定律知道，假设力全部消失，则小方将保持静止，故D正确。
故答案为：D。
8．（2018九上·绍兴月考）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(如下图所示)，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．该实验的没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．在实验器材的选择时，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
【答案】C
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】根据探究动能大小的影响因素的实验的设计思想，注意事项进行判断即可。【解答】A.木块移动的距离越远，说明小球的动能越大，这里采用了转换法的思想，故A正确不合题意；
B.小球的动能与质量和速度都有关系，根据控制变量法，探究一个对动能的影响时，保证另一个因素相同，故B正确不合题意；
C.斜面的光滑程度影响小球滚下的速度，木块的质量和软硬影响碰撞后移动的距离，所以在实验器材的选择时，考虑斜面的光滑程度，木块的质量和软硬等因素，故C错误符合题意；
D.球滚到水平面上时获得的速度与球在斜面上的高度有关，同一小球从不同高度落下，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。
9．如图所示，摆球由A 点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是 ( )
A．从A 点到B点的过程中机械能守恒
B．在B 点时处于平衡状态
C．在O 点时重力势能最大
D．从A 点到O 点动能转化为重力势能
【答案】A
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】（1）A、B两点等高，说明摆球从A点到B点的过程中机械能守恒；
（2）对摆球在B点时进行受力分析，然后根据二力平衡条件判断其是否受到平衡力的作用，再根据物体受到平衡力作用时能保持平衡状态做出判断；
（3）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；
（4）判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的。
【解答】 解：A、A、B两点等高，说明摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点的过程中没有能量损失，即从A点到B点的过程中机械能守恒，故A正确；
B、当小球摆至B点时，摆球只受到竖直向下的重力和沿绳子向上的拉力作用，这两个力没有作用在同一直线上，不是平衡力，所以在B点时摆球受力不平衡，不是平衡状态，故B错误；
C、由图可知，摆球在O点时高度最低，则重力势能最小，故C错误；
D、摆球从A点到O点质量不变，高度降低，速度变大，则重力势能减少，动能增多，重力势能转化为动能，故D错误。
故选：A。
10．2021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。
11．（2024九上·杭州月考）蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，深受广大青少年喜爱。图甲为蹦床运动简化示意图，O点是小滨由静止开始自由落下的起始位置，C点是小滨到达的最低点。从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图像如图乙所示（速度为负值，表示运动方向向上，整个过程忽咯空气阻力）则下列说法不正确的是（ ）
A．从O点下落到A点的过程中，小滨的机械能不变
B．小滨整个过程中动能增大的时间段为0-t2，t3-t4
C．从A点下落到C点的过程中，蹦床的弹性势能增大
D．在t3时刻时小滨所受的重力和蹦床对他的弹力相等
【答案】D
【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）机械能包括动能与势能，其中动能的影响因素是质量与速度，重力势能的影响因素是质量与高度，弹性势能的影响因素是弹性形变量。
（2）忽略空气阻力做功时，机械能不变。
（3）静止的物体如果不受力或受平衡力时，总保持静止状态。
【解答】 A、从O点下落到A点的过程中，由于忽略空气阻力，小滨的重力势能全部转化为动能，机械能不变，故A正确；
B、根据图像小滨整个过程中速度增大的时间段为0～t2，t3～t4，动能的影响因素是质量与速度，所以动能增大的时间段为0～t2，t3～t4，故B正确；
C、从A点下落到C点的过程中，蹦床的形变量增大，所以弹性势能增大，故C正确；
D、根据图像在t3时刻小滨开始向上运动，所以蹦床对他的弹力大于重力，故D错误。
故答案为：D。
12．（2024九上·杭州）如图所示，将一弹性小球沿一定角度斜抛出去，小球落地后被弹出，依次经过A点、B点、C点和D点后又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。则该弹性小球在运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球在B点时机械能为零
B．小球第一次反弹后到达最高点C时动能为零
C．小球经过相同高度的A、D两点时动能相等
D．小球在C点时的机械能大于在D点时的机械能
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素
【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．小球在B点时，质量一定，高度最低，速度最大，所以动能最大，重力势能最小，动能和势能统称为机械能，机械能不为零，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，第一次反弹后到达最高点C时，竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，则小球在C点的动能不为零，故B错误；
C．小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而A点在D点之前，因此小球在D点的机械能小于在A点的机械能，由于A、D两点高度相同，重力势能相等，所以D点的动能小于A点的动能，故C错误。
D．由图可知，小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而C点在D点之前，所以小球在C点时的机械能大于在D点时的机械能，故D正确。
故答案为：D。
13．（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。
阅卷人 二、填空题
得分
14．（2024九上·余杭期末）如图是皮球落地后弹起过程中，每隔相同时间曝光一次所拍摄的照片。
（1）皮球离开地面上升的过程中，重力势能 (填“增大”、“减小"或“不变")。
（2）A、B两点等高，A点的速度大于B点的速度，理由是 。
【答案】（1）增大
（2）有能量损失，A点的机械能大于B点；AB两点重力势能相等，所以A点的动能大于B点的动能，A点的速度大于B点的速度
【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】皮球运动过程中由于空气阻力做功，导致一部分机械能转化为内能，机械能越来越少。
【解答】（1） 皮球离开地面上升的过程中，动能转化为重力势能，重力势能增大。
（2）由图可得机械能是越来越少的，AB重力势能相等，B的动能肯定小于A点，所以A点的速度大于B点的速度。
15．（2024九上·南浔期中）如图是立定跳远时的动作分解图。
（1）从物质运动的角度来分析，运动员起跳后仍能继续向前运动，是因为运动员具有 ；
（2）运动员在空中运动过程中，能量转化过程为 。
【答案】（1）惯性
（2）上升时，动能转化为重力势能，下降时，重力势能转化为动能
【知识点】惯性；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；
（2）动能与质量和速度有关，而重力势能与质量和高度有关，据此分析能量转化过程即可。
【解答】（1） 从物质运动的角度来分析，运动员起跳后仍能继续向前运动，是因为运动员具有惯性；
（2）运动员在空中运动过程中，能量转化过程为：上升时，动能转化为重力势能，下降时，重力势能转化为动能。
16．（2024九上·杭州）如图甲所示，离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在 点动能最大。根据图乙的能量柱状图，可知B和D的高度 （选填“一定”或“不一定”）相同，而且篮球在B点的机械能 （选填“大于”“等于”或“小于”）在D点的机械能。
【答案】A；一定；大于
【知识点】动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【分析】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。动能和势能统称为机械能，据此根据能量柱状图，结合能量守恒定律分析解答。
【解答】离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在A点时速度最大，则在A点动能最大。根据篮球在等高点B和D的能量柱状图知道，篮球在B点和D点重力势能相等，所以，B和D的高度一定相同；根据篮球在等高点B和D的能量柱状图知道，在D点的动能小于在C点的动能，由于动能和势能统称为机械能，所以，篮球在B点的机械能大于在D点的机械能。
17．（2024九上·温州期中）同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成角斜向上抛出，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）。
甲 乙
（1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量 （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）小球能到达最高点的高度 （填“大于”“等于”或“小于”）。
【答案】（1）不变
（2）大于
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】 （1）机械能=动能+势能。弹性势能、动能、重力势能之间是可以相互转化的；
（2）已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以抛出时具有的动能相同，不考虑空气阻力，根据机械能守恒定律分析解答。
【解答】 （1）小球在沿斜面上升的过程中，不考虑空气的阻力没有摩擦，机械能是守恒的，即小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量不变；
（2）已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以具有的动能Ek相同，无论小球沿什么方向抛出，不考虑空气阻力，小球沿光滑的斜面上升到最高点h1时速度为零，即动能全部转化为重力势能，重力势能大，高度高；而乙到达最高处h2时在水平方向还有速度，即动能只有一部分转化为重力势能，重力势能小，因此上升高度小一些，故h1大于h2。
18．如图所示为游乐园过山车的轨道示意图，过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车的支持力 (填“不”或“要”)做功，过山车重力势能 (填“增加”“减少”或“不变”)。
【答案】不；减少
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】 （1）物理学中的做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动一段距离，二者缺一不可；
（2）重力势能与质量和高度有关，质量越大、高度越大则重力势能越大。
【解答】 解：过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车有支持力作用，但支持力方向与物体移动方向垂直，可见轨道对车的支持力不做功；
过山车从高处加速滑下的过程中，质量不变，高度变小，重力势能减少。
故答案为：不；减少。
19．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。
阅卷人 三、实验探究题
得分
20．（2024九上·杭州期中）如图所示，是科学兴趣小组同学进行“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。实验中采用的器材有：斜面、钢球、木块、刻度尺等。请回答：
（1）实验中是通过观察木块被钢球推动的距离长短来比较钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能大小的，这种方法在科学上被称作 。
（2）小明同学利用如图实验装置探究“物体的动能大小与质量的关系”，他将不同质量的钢球从斜面任意高度自由滑下，实验记录数据如表：
钢球的质量m/kg 0.1 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40
木块滑行距离S/m 0.12 0.10 0.12 0.12 0.11 0.13 0.12
根据以上实验数据，小明得出“物体的动能大小与质量无关”的结论。你认为出现此实验现象的主要原因是 。
（3）小红同学要研究“物体的动能跟速度的关系”，具体的操作是 ，观察记录木块滑行的距离。
（4）质量和速度哪个对动能的影响较大呢？小强同学借助速度传感器和其他仪器进一步实验，得出了以下两组数据，如表一、表二所示：
表一（钢球撞击时的速度为v＝8cm/s） 表二（钢球质量为m：100g）
序号 钢球质量m/g 木块滑行距离S/cm 序号 钢球撞击速度v/cm s﹣1 木块滑行距离S/cm
1 100 10 1 8 10
2 200 20 2 16 40
3 300 30 3 24 90
分析这两组数据可以得到的结论是速度对动能的影响较大，小强做出这个结论的理由是 。
【答案】（1）转换法
（2）没有控制钢球的速度保持不变
（3）将相同质量的钢球从斜面不同高度自由滑下
（4）当速度一定时，质量增大2倍、3倍，动能增大到原来的2倍、3倍。当质量一定时，速度增大到原来的2倍、3倍，动能增大到原来的4倍、9倍，可见速度对动能影响比较大
【知识点】动能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】 通过观察木块移动的距离长短，来判断小球动能的大小，是将小球动能的大小转换为木块移动的距离长短，符合转换法的思想；探究性实验应的是控制变量法，可根据控制变量法的思想，结合题干进行分析，归纳出合理的结论。
【解答】 （1）实验中是将小球动能的大小转换为木块移动的距离长短，这属于转换法；
（2）探究物体的动能大小与质量的关系时，应控制物体的速度不变，改变物体的质量。题中的钢球是从斜面任意高度自由滑下，改变了钢球碰撞时的速度，所以出现此实验现象的主要原因是：没有控制钢球的速度保持不变；
（3）探究物体的动能大小与速度的关系时，应控制物体的质量不变，改变物体的速度，所以具体的操作是：将相同质量的钢球从斜面不同高度自由滑下；
（4）表一中速度一定时，质量增大到原来的2倍、3倍，木块滑行距离增大到原来的2倍、3倍，则物体的动能增大到原来的2倍、3倍。表二中质量一定时，速度增大到原来的2倍、3倍，木块滑行距离增大到原来的4倍、9倍，则物体的动能增大到原来的4倍、9倍，可见速度对动能影响比较大。
21．（2023九上·杭州期中）物体动能的大小与质量和速度有什么关系？为探究此问题，小科用相同的斜面、长木板、纸盒和两个不同质量的小球，设计了如图所示的甲、乙、丙三个实验，通过比较分析，得出结论。
（1）小科是通过观察 来比较小球动能的大小；
（2）甲、乙两次实验中，小球从斜面同一位置静止释放，是为了控制 相同；
（3）通过对比甲、丙两次实验可得出结论是： ；
（4）若长木板绝对光滑，本实验还能达到探究目的吗？并说明理由： 。
【答案】（1）纸盒在水平面移动的距离
（2）小球到达水平面时的初始速度
（3）质量一定时，物体的速度越大，动能也越大
（4）不能。如果绝对光滑，物体在水平面将永远做匀速直线运动
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）小球撞击纸盒，纸盒克服摩擦力做功。根据W=fs可知，纸盒在水平面上移动的距离越大，克服阻力做功越大，那么小球动能越大；
（2）小球到达斜面底端时的速度与它在斜面上的高度有关，即高度越大，则小球到达水平面时的速度越大；
（3）根据图片分析甲和丙中哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论；
（4）如果木板光滑，没有摩擦力，那么无论小球动能大小，纸盒都会不停的运动下去，不能通过纸盒移动的距离反映小球动能大小，据此分析解答。
【解答】（1）小科是通过观察纸盒在水平面移动的距离来比较小球动能的大小；
（2）甲、乙两次实验中，小球从斜面同一位置静止释放，是为了控制小球到达水平面时的初始速度相同；
（3）根据图片控制，甲、丙两次实验中，小球质量相同，而在斜面上高度不同，那么得到结论： 质量一定时，物体的速度越大，动能也越大 。
（4）若长木板绝对光滑，本实验不能达到探究目的，理由：如果绝对光滑，物体在水平面将永远做匀速直线运动。
22．（2024九上·兰溪期中）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
（1）该实验是为了探究物体动能大小与 之间的关系。
（2）小科再用一个质量为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，发现都是s3＞s1，由此可得出结论： 。
（3）小科又进行了“弹性势能的大小跟哪些因素有关”的探究，他选用长度和粗细分别相同，但材料不同的两根弹簧A和B，利用如图所示的实验装置进行实验。实验数据记录
如表。
序号 弹簧 被压缩后弹簧长度l/cm 木块移动距离s/cm
① 弹簧A 5 S1
② 弹簧A 10 S2
③ 弹簧B 5 S3
④ 弹簧B 10 S4
小科设计该实验方案基于的猜想是 。
（4）在实验操作中，小科发现木块总是被撞出木板而无法完成实验，小兰认为可以换一块更长的木板，请你再给小科提一条改进建议： 。
【答案】（1）速度
（2）速度相同时，物体质量越大，动能越大
（3）弹性势能可能与弹簧的材料和压缩的长度有关
（4）增大木块的重力
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）此实验把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离，距离越远表明铁球的动能越大；
（2）动能的大小与质量、速度有关，根据控制变量法得出结论。
（3）根据表格中改变的因素分析解答；
（4）根据弹性势能与弹性形变大小有关，分析解答。
【解答】（1）由图可知，让质量相同的小球从不同的高度滚下，小球到达水平面时的速度不同，所以探究的是物体动能大小与速度的关系；
（2）小乐再用一个质量为2m的小球，小球的质量变大，从斜面上高为h处由静止开始滚下，小球的速度不变，最后测得M移动的距离为s3，多次重复实验，发现都有s3＞s1，这说明第二次实验小球的动能大，由此可得出结论：在速度相同时，质量越大，动能越大。
（3）他选用长度和粗细分别相同，但材料不同的两根弹簧A和B以及压缩不同长度进行实验，设计该实验方案基于的猜想是弹簧的弹性势能可能与弹簧的材料和压缩的长度有关；
（4）在实验操作中，小科发现木块总是被撞出木板而无法完成实验。说明每次的弹性势能过大，推动木块运动距离过长，因而可以增大木块的重力，增大摩擦力进行实验，也可以减小每次弹簧的压缩量。
23．（2024九上·杭州期末）如图是小金探究“动能大小影响因素”的装置，小球从斜面上静止释放，沿斜面滚下后撞击水平面上的弹簧，完成三次实验，并记录数据如下表。
实验组别 甲 乙 丙
小球质量/克 4 16 4
小球下滑高度/厘米 5 5 ？
弹簧的最大压缩长度/厘米 4 8 8
（1）实验甲、乙中，小球从斜面同一位置静止释放，目的是 。
（2）本实验通过 来反映小球动能的大小。
（3）根据实验甲、乙，可得出的结论是 。
（4）根据实验数据，实验丙中小球下滑的高度为 厘米。
【答案】（1）控制小球到达水平面时的速度相同
（2）比较弹簧被压缩长度
（3）物体速度相同时，质量越大，动能越大
（4）10
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）（2）根据控制变量法和转换法分析；
（3）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，据此得出结论；
（4）分析表格中数据可知弹簧压缩的长度扩大的倍数与小球的质量扩大的倍数、小球滚下的高度扩大的倍数的关系，据此推测实验丙中小球的下滑高度。
【解答】（1）对比甲图和乙图，小球质量m甲＜m乙，质量不同的小球从斜面的同一位置由静止释放的目的是为了控制小球到达水平面时的速度相同；
（2）根据转换法，通过比较弹簧被压缩程度来比较小球到达水平面时动能的大小，这是转换法的应用；
（3）分析比较甲和乙两组实验可知，小球的质量不同，从斜面下滑的高度相同，下滑到水平面时速度相同，故为了探究动能大小与质量的关系，乙中小球质量大，弹簧被压缩程度大，由转换法，可得结论：物体速度相同时，质量越大，动能越大；
（4）比较表格中甲、乙数据可知小球的质量扩大4倍，滚下的高度相同，弹簧压缩的长度扩大4倍，说明小球动能大小与小球质量成正比；
比较表格中甲、丙两组数据可知小球的质量相同，弹簧压缩的长度扩大4倍，则小球滚下的高度扩大2倍，所以小球滚下的高度为5cm×2=10cm。
故答案为：（1）控制小球到达水平面时的速度相同；（2）比较弹簧被压缩长度；（3）物体速度相同时，质量越大，动能越大；（4）10。
24．（2024九上·温州期中）为了探究动能大小与质量和速度的关系，小科利用如图所示的实验装置进行实验。实验器材：弹簧（原长4厘米），体积和粗糙程度相同的小球A和B，质量分别为和，（小于）【每次撞击小球动能全部转移给木块】
【实验步骤】：
①用小球A在水平面上压缩弹簧至弹簧的长度为，释放小球撞击左边置于“5”处的木块，测得木块移动的距离（未画出）（如图一）
②用小球A在水平面上压缩弹簧至弹簧的长度为，释放小球撞击左边置于“ ▲ ”处的木块，测得木块移动的距离：（未画出）（如图二）
③用小球B在水平面上压缩弹簧至弹簧的长度为，释放小球撞击左边置于“5”处的木块，测得木块移动的距离：（未画出）（如图三）。
（1）步骤②中的木块左边应置于 处
（2）为了探究动能大小和速度的关系，应比较哪两个步骤？
（3）小科通过比较步骤①和③来研究质量对动能的影响，多次实验测得始终大于，得出的结论和实际结论相反。请解释说明
（4）为了完成探究任务并使结论更有普遍性，小科对实验进行了改进：选择质量分别为10克、20克、30克、40克四个小球，利用测速仪测出小球撞击木块瞬间速度，获得数据如下表。
实验序号 钢球质量m/克 钢球刚弹出的速度v/米/秒 木块被撞后运动的距离S/厘米
1 10 2 16
2 20 2 32
3 30 3 ▲
4 40 4 256
请推测第3组实验中木块被撞后运动的距离 厘米。
【答案】（1）6
（2）①和②
（3）b球对水平面压力大，克服摩擦做功多，木块获得的动能少，通过距离小
（4）108
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）小球是粗糙的，当它在水平面上移动时会克服摩擦做功而消耗机械能。为了排除小球移动距离对实验的影响，因此要求小球释放的位置到木块的距离保持相同；
（2）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（3）注意分析压力对摩擦力大小的影响，进而说明克服摩擦力做功对木块获得动能的影响即可。
（4）根据表格数据分析木块移动的距离与速度的数量关系，据此推算第3次移动的距离。
【解答】（1）根据控制变量法的要求可知，为了避免摩擦力对木块获得动能的影响，必须控制小球释放位置到木块距离相同，即保持长度为2cm，那么步骤②中的木块左边应该位于：4cm+2cm=6cm；
（2） 为了探究动能大小和速度的关系， 需要控制质量相同，只改变小球速度，即弹簧被压缩的程度，故选①②；
（3）小科通过比较步骤①和③来研究质量对动能的影响，多次实验测得始终大于，得出的结论和实际结论相反，原因为：b球对水平面压力大，克服摩擦做功多，木块获得的动能少，通过距离小；
（4）根据表格数据1、2可知，木块移动的距离与小球的质量成正比；
根据②和④可知，木块被撞后移动的距离与钢球的速度的平方成正比，
根据第1和第3组数据得到：；
解得：△=108cm。
1 / 1（浙教版）九年级科学上册专项知识点：机械能
阅卷人 一、选择题
得分
1．（2024九上·杭州期中）2023年10月31日8时11分，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，现场医生确认航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮身体健康状况良好，神舟十六号载人飞行任务取得圆满成功。返回舱在减速下降过程中（ ）
A．动能增加 B．重力势能增加
C．机械能增加 D．机械能减少
2．（2024九上·杭州期中）如图为玩具“跳跳杆”及组成部件，小俞站在踏板弹簧向下伸长的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．人的重力势能增大 B．弹簧的弹性势能增大
C．人的机械能守恒 D．弹簧的弹性形变减小
3．（2024九上·杭州）如图所示，农业基地的技术员正在遥控无人机给农田喷洒农药。若无人机喷洒农药的过程中保持在同一高度匀速飞行，则无人机（含农药）的（ ）
A．重力不变 B．动能不变
C．重力势能减小 D．机械能不变
4．（2024九上·温州期中）行驶在高速公路上的汽车，司机突然发现刹车失灵，为了避险，将车开上铺有碎石且沿山坡向上的避险车道，最终停下。若不考虑汽车因油耗引起的质量减小，则下列关于汽车上坡过程的说法，正确的是（ ）
A．动能增加，重力势能减小 B．机械能不变，重力势能增加
C．机械能不变，重力势能不变 D．动能减小，重力势能增加
5．（2024九上·南浔期中）如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面。下列说法正确的是（ ）
A．罐子从斜面滚下，重力势能只转化为动能
B．罐子从斜面滚下的过程中，只有动能和弹性势能的相互转化
C．因为能量之间可以相互转化，所以罐子滚下后可能再次滚上斜面
D．如果水平面是光滑的，则罐子会一直滚动下去
6．（2024九上·临平区期中）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处时的动能为零
7．（2024九上·杭州）如图所示，小方在荡秋千，某次他摆动到右侧最高点A后，又开始向下摆动，经过点B和最低点C，然后摆动到与B点等高的D点后返回。小方从A摆到D的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小方在B点和D点时的机械能相等
B．运动到C点时，小方受力平衡
C．从A点摆到C点，重力势能全部转化为动能
D．当摆动到D点时，假设力全部消失，则小方将保持静止
8．（2018九上·绍兴月考）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(如下图所示)，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．该实验的没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．在实验器材的选择时，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
9．如图所示，摆球由A 点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是 ( )
A．从A 点到B点的过程中机械能守恒
B．在B 点时处于平衡状态
C．在O 点时重力势能最大
D．从A 点到O 点动能转化为重力势能
10．2021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
11．（2024九上·杭州月考）蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，深受广大青少年喜爱。图甲为蹦床运动简化示意图，O点是小滨由静止开始自由落下的起始位置，C点是小滨到达的最低点。从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图像如图乙所示（速度为负值，表示运动方向向上，整个过程忽咯空气阻力）则下列说法不正确的是（ ）
A．从O点下落到A点的过程中，小滨的机械能不变
B．小滨整个过程中动能增大的时间段为0-t2，t3-t4
C．从A点下落到C点的过程中，蹦床的弹性势能增大
D．在t3时刻时小滨所受的重力和蹦床对他的弹力相等
12．（2024九上·杭州）如图所示，将一弹性小球沿一定角度斜抛出去，小球落地后被弹出，依次经过A点、B点、C点和D点后又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。则该弹性小球在运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球在B点时机械能为零
B．小球第一次反弹后到达最高点C时动能为零
C．小球经过相同高度的A、D两点时动能相等
D．小球在C点时的机械能大于在D点时的机械能
13．（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．
阅卷人 二、填空题
得分
14．（2024九上·余杭期末）如图是皮球落地后弹起过程中，每隔相同时间曝光一次所拍摄的照片。
（1）皮球离开地面上升的过程中，重力势能 (填“增大”、“减小"或“不变")。
（2）A、B两点等高，A点的速度大于B点的速度，理由是 。
15．（2024九上·南浔期中）如图是立定跳远时的动作分解图。
（1）从物质运动的角度来分析，运动员起跳后仍能继续向前运动，是因为运动员具有 ；
（2）运动员在空中运动过程中，能量转化过程为 。
16．（2024九上·杭州）如图甲所示，离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在 点动能最大。根据图乙的能量柱状图，可知B和D的高度 （选填“一定”或“不一定”）相同，而且篮球在B点的机械能 （选填“大于”“等于”或“小于”）在D点的机械能。
17．（2024九上·温州期中）同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成角斜向上抛出，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）。
甲 乙
（1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量 （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）小球能到达最高点的高度 （填“大于”“等于”或“小于”）。
18．如图所示为游乐园过山车的轨道示意图，过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车的支持力 (填“不”或“要”)做功，过山车重力势能 (填“增加”“减少”或“不变”)。
19．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 。
阅卷人 三、实验探究题
得分
20．（2024九上·杭州期中）如图所示，是科学兴趣小组同学进行“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。实验中采用的器材有：斜面、钢球、木块、刻度尺等。请回答：
（1）实验中是通过观察木块被钢球推动的距离长短来比较钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能大小的，这种方法在科学上被称作 。
（2）小明同学利用如图实验装置探究“物体的动能大小与质量的关系”，他将不同质量的钢球从斜面任意高度自由滑下，实验记录数据如表：
钢球的质量m/kg 0.1 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40
木块滑行距离S/m 0.12 0.10 0.12 0.12 0.11 0.13 0.12
根据以上实验数据，小明得出“物体的动能大小与质量无关”的结论。你认为出现此实验现象的主要原因是 。
（3）小红同学要研究“物体的动能跟速度的关系”，具体的操作是 ，观察记录木块滑行的距离。
（4）质量和速度哪个对动能的影响较大呢？小强同学借助速度传感器和其他仪器进一步实验，得出了以下两组数据，如表一、表二所示：
表一（钢球撞击时的速度为v＝8cm/s） 表二（钢球质量为m：100g）
序号 钢球质量m/g 木块滑行距离S/cm 序号 钢球撞击速度v/cm s﹣1 木块滑行距离S/cm
1 100 10 1 8 10
2 200 20 2 16 40
3 300 30 3 24 90
分析这两组数据可以得到的结论是速度对动能的影响较大，小强做出这个结论的理由是 。
21．（2023九上·杭州期中）物体动能的大小与质量和速度有什么关系？为探究此问题，小科用相同的斜面、长木板、纸盒和两个不同质量的小球，设计了如图所示的甲、乙、丙三个实验，通过比较分析，得出结论。
（1）小科是通过观察 来比较小球动能的大小；
（2）甲、乙两次实验中，小球从斜面同一位置静止释放，是为了控制 相同；
（3）通过对比甲、丙两次实验可得出结论是： ；
（4）若长木板绝对光滑，本实验还能达到探究目的吗？并说明理由： 。
22．（2024九上·兰溪期中）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
（1）该实验是为了探究物体动能大小与 之间的关系。
（2）小科再用一个质量为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，发现都是s3＞s1，由此可得出结论： 。
（3）小科又进行了“弹性势能的大小跟哪些因素有关”的探究，他选用长度和粗细分别相同，但材料不同的两根弹簧A和B，利用如图所示的实验装置进行实验。实验数据记录
如表。
序号 弹簧 被压缩后弹簧长度l/cm 木块移动距离s/cm
① 弹簧A 5 S1
② 弹簧A 10 S2
③ 弹簧B 5 S3
④ 弹簧B 10 S4
小科设计该实验方案基于的猜想是 。
（4）在实验操作中，小科发现木块总是被撞出木板而无法完成实验，小兰认为可以换一块更长的木板，请你再给小科提一条改进建议： 。
23．（2024九上·杭州期末）如图是小金探究“动能大小影响因素”的装置，小球从斜面上静止释放，沿斜面滚下后撞击水平面上的弹簧，完成三次实验，并记录数据如下表。
实验组别 甲 乙 丙
小球质量/克 4 16 4
小球下滑高度/厘米 5 5 ？
弹簧的最大压缩长度/厘米 4 8 8
（1）实验甲、乙中，小球从斜面同一位置静止释放，目的是 。
（2）本实验通过 来反映小球动能的大小。
（3）根据实验甲、乙，可得出的结论是 。
（4）根据实验数据，实验丙中小球下滑的高度为 厘米。
24．（2024九上·温州期中）为了探究动能大小与质量和速度的关系，小科利用如图所示的实验装置进行实验。实验器材：弹簧（原长4厘米），体积和粗糙程度相同的小球A和B，质量分别为和，（小于）【每次撞击小球动能全部转移给木块】
【实验步骤】：
①用小球A在水平面上压缩弹簧至弹簧的长度为，释放小球撞击左边置于“5”处的木块，测得木块移动的距离（未画出）（如图一）
②用小球A在水平面上压缩弹簧至弹簧的长度为，释放小球撞击左边置于“ ▲ ”处的木块，测得木块移动的距离：（未画出）（如图二）
③用小球B在水平面上压缩弹簧至弹簧的长度为，释放小球撞击左边置于“5”处的木块，测得木块移动的距离：（未画出）（如图三）。
（1）步骤②中的木块左边应置于 处
（2）为了探究动能大小和速度的关系，应比较哪两个步骤？
（3）小科通过比较步骤①和③来研究质量对动能的影响，多次实验测得始终大于，得出的结论和实际结论相反。请解释说明
（4）为了完成探究任务并使结论更有普遍性，小科对实验进行了改进：选择质量分别为10克、20克、30克、40克四个小球，利用测速仪测出小球撞击木块瞬间速度，获得数据如下表。
实验序号 钢球质量m/克 钢球刚弹出的速度v/米/秒 木块被撞后运动的距离S/厘米
1 10 2 16
2 20 2 32
3 30 3 ▲
4 40 4 256
请推测第3组实验中木块被撞后运动的距离 厘米。
答案解析部分
1．【答案】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】 动能的大小与物体的速度和质量有关，速度越大，质量越大，动能就越大；重力势能与物体的质量和相对位置有关，质量越大，相对高度越高，重力势能越大；机械能等于动能与势能之和，据此分析返回舱在减速下降过程中的动能、重力势能和机械能的变化。
【解答】 返回舱在减速下降过程中，质量不变，速度减小，相对地面高度减小，所以其动能和势能均减少，机械能也减少。故D正确，ABC错误。
故答案为：D。
2．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】 弹性势能与物体发生弹性形变的程度有关，即弹性形变程度越大，弹性势能就越大；
重力势能的大小与物体的质量和高度有关，即质量越大，高度越高，重力势能越大，人的重力势能转化为弹簧的弹性势能，人的机械能减小。
【解答】ABD. 人站在踏板弹簧向下伸长的过程中，人的质量不变，高度减小，故重力势能减小；而弹簧的形变程度变大，弹性势能变大；人的重力势能转化为弹簧的弹性势能；故B正确、AD错误；
C.小俞站在踏板弹簧向下伸长的过程中，人的重力势能转化为弹簧的弹性势能，人的机械能减小，故C错误。
故答案为：B。
3．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；势能的影响因素
【解析】【分析】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。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。机械能等于动能和势能之和。
【解答】】无人机喷洒农药的过程中保持在同一高度匀速飞行，则无人机（含农药）的质量减小，高度不变，速度不变，重力势能减小，动能减小，机械能为动能与重力势能的总和，则机械能也减小，故ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：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。
【解答】根据题意可知，汽车的质量不变，速度减小，则动能减小；质量不变，高度增大，则重力势能增大。由于克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，因此机械能减小。
故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
5．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】根据动能和势能相互转化的知识分析判断。
【解答】 AB.罐子从不太陡的斜面上滚下，罐子的高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，同时橡皮筋发生弹性形变，弹性势能变大，在运动过程中，由于存在摩擦力，一部分机械能会转化为内能，即重力势能转化为动能、弹性势能、内能，故AB错误；
C.罐子滚下后，由于橡皮筋具有弹性势能，橡皮筋的弹性势能会转化为罐子的动能，使的罐子沿斜面向上运动，所以可以能滚上斜面，故C正确；
D.水平面光滑，罐子在水平面上滚动时，罐子的动能会转化为橡皮筋的弹性势能，所以不会一直滚下去，故D错误。
故选C。
6．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】ABC.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；
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。
D.注意分析b点时水平方向上的速度是否为零。
【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．运动员到达b处时竖直方向上的速度为零，而水平方向上速度不为零，即b点动能不为零，故D错误。
故选C。
7．【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用；势能的影响因素；机械能守恒
【解析】【分析】机械能包括动能与势能，其中动能的影响因素是质量与速度，重力势能的影响因素是质量与高度，弹性势能的影响因素是弹性形变量。
【解答】】A．小方质量不变，在 B 点和 D 点时的高度相等，B 点具有一定的速度，而D 点时速度为零，则B 点动能大于D点动能，所以B 点机械能能大于D点机械能，故A错误；
B．小球从A点摆到 D点，做曲线运动，运动状态改变，则受力不平衡，所以运动到C点时，小方受力不平衡，故B错误；
C．从A点摆到 C点，由于还要克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，所以重力势能没有全部转化为动能，故C错误；
D．当摆动到 D 点时，速度为零，根据牛顿第一定律知道，假设力全部消失，则小方将保持静止，故D正确。
故答案为：D。
8．【答案】C
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】根据探究动能大小的影响因素的实验的设计思想，注意事项进行判断即可。【解答】A.木块移动的距离越远，说明小球的动能越大，这里采用了转换法的思想，故A正确不合题意；
B.小球的动能与质量和速度都有关系，根据控制变量法，探究一个对动能的影响时，保证另一个因素相同，故B正确不合题意；
C.斜面的光滑程度影响小球滚下的速度，木块的质量和软硬影响碰撞后移动的距离，所以在实验器材的选择时，考虑斜面的光滑程度，木块的质量和软硬等因素，故C错误符合题意；
D.球滚到水平面上时获得的速度与球在斜面上的高度有关，同一小球从不同高度落下，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。
9．【答案】A
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】（1）A、B两点等高，说明摆球从A点到B点的过程中机械能守恒；
（2）对摆球在B点时进行受力分析，然后根据二力平衡条件判断其是否受到平衡力的作用，再根据物体受到平衡力作用时能保持平衡状态做出判断；
（3）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；
（4）判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的。
【解答】 解：A、A、B两点等高，说明摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点的过程中没有能量损失，即从A点到B点的过程中机械能守恒，故A正确；
B、当小球摆至B点时，摆球只受到竖直向下的重力和沿绳子向上的拉力作用，这两个力没有作用在同一直线上，不是平衡力，所以在B点时摆球受力不平衡，不是平衡状态，故B错误；
C、由图可知，摆球在O点时高度最低，则重力势能最小，故C错误；
D、摆球从A点到O点质量不变，高度降低，速度变大，则重力势能减少，动能增多，重力势能转化为动能，故D错误。
故选：A。
10．【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。
11．【答案】D
【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）机械能包括动能与势能，其中动能的影响因素是质量与速度，重力势能的影响因素是质量与高度，弹性势能的影响因素是弹性形变量。
（2）忽略空气阻力做功时，机械能不变。
（3）静止的物体如果不受力或受平衡力时，总保持静止状态。
【解答】 A、从O点下落到A点的过程中，由于忽略空气阻力，小滨的重力势能全部转化为动能，机械能不变，故A正确；
B、根据图像小滨整个过程中速度增大的时间段为0～t2，t3～t4，动能的影响因素是质量与速度，所以动能增大的时间段为0～t2，t3～t4，故B正确；
C、从A点下落到C点的过程中，蹦床的形变量增大，所以弹性势能增大，故C正确；
D、根据图像在t3时刻小滨开始向上运动，所以蹦床对他的弹力大于重力，故D错误。
故答案为：D。
12．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素
【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．小球在B点时，质量一定，高度最低，速度最大，所以动能最大，重力势能最小，动能和势能统称为机械能，机械能不为零，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，第一次反弹后到达最高点C时，竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，则小球在C点的动能不为零，故B错误；
C．小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而A点在D点之前，因此小球在D点的机械能小于在A点的机械能，由于A、D两点高度相同，重力势能相等，所以D点的动能小于A点的动能，故C错误。
D．由图可知，小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而C点在D点之前，所以小球在C点时的机械能大于在D点时的机械能，故D正确。
故答案为：D。
13．【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。
14．【答案】（1）增大
（2）有能量损失，A点的机械能大于B点；AB两点重力势能相等，所以A点的动能大于B点的动能，A点的速度大于B点的速度
【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】皮球运动过程中由于空气阻力做功，导致一部分机械能转化为内能，机械能越来越少。
【解答】（1） 皮球离开地面上升的过程中，动能转化为重力势能，重力势能增大。
（2）由图可得机械能是越来越少的，AB重力势能相等，B的动能肯定小于A点，所以A点的速度大于B点的速度。
15．【答案】（1）惯性
（2）上升时，动能转化为重力势能，下降时，重力势能转化为动能
【知识点】惯性；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；
（2）动能与质量和速度有关，而重力势能与质量和高度有关，据此分析能量转化过程即可。
【解答】（1） 从物质运动的角度来分析，运动员起跳后仍能继续向前运动，是因为运动员具有惯性；
（2）运动员在空中运动过程中，能量转化过程为：上升时，动能转化为重力势能，下降时，重力势能转化为动能。
16．【答案】A；一定；大于
【知识点】动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【分析】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。动能和势能统称为机械能，据此根据能量柱状图，结合能量守恒定律分析解答。
【解答】离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在A点时速度最大，则在A点动能最大。根据篮球在等高点B和D的能量柱状图知道，篮球在B点和D点重力势能相等，所以，B和D的高度一定相同；根据篮球在等高点B和D的能量柱状图知道，在D点的动能小于在C点的动能，由于动能和势能统称为机械能，所以，篮球在B点的机械能大于在D点的机械能。
17．【答案】（1）不变
（2）大于
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】 （1）机械能=动能+势能。弹性势能、动能、重力势能之间是可以相互转化的；
（2）已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以抛出时具有的动能相同，不考虑空气阻力，根据机械能守恒定律分析解答。
【解答】 （1）小球在沿斜面上升的过程中，不考虑空气的阻力没有摩擦，机械能是守恒的，即小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量不变；
（2）已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以具有的动能Ek相同，无论小球沿什么方向抛出，不考虑空气阻力，小球沿光滑的斜面上升到最高点h1时速度为零，即动能全部转化为重力势能，重力势能大，高度高；而乙到达最高处h2时在水平方向还有速度，即动能只有一部分转化为重力势能，重力势能小，因此上升高度小一些，故h1大于h2。
18．【答案】不；减少
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】 （1）物理学中的做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动一段距离，二者缺一不可；
（2）重力势能与质量和高度有关，质量越大、高度越大则重力势能越大。
【解答】 解：过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车有支持力作用，但支持力方向与物体移动方向垂直，可见轨道对车的支持力不做功；
过山车从高处加速滑下的过程中，质量不变，高度变小，重力势能减少。
故答案为：不；减少。
19．【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。
20．【答案】（1）转换法
（2）没有控制钢球的速度保持不变
（3）将相同质量的钢球从斜面不同高度自由滑下
（4）当速度一定时，质量增大2倍、3倍，动能增大到原来的2倍、3倍。当质量一定时，速度增大到原来的2倍、3倍，动能增大到原来的4倍、9倍，可见速度对动能影响比较大
【知识点】动能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】 通过观察木块移动的距离长短，来判断小球动能的大小，是将小球动能的大小转换为木块移动的距离长短，符合转换法的思想；探究性实验应的是控制变量法，可根据控制变量法的思想，结合题干进行分析，归纳出合理的结论。
【解答】 （1）实验中是将小球动能的大小转换为木块移动的距离长短，这属于转换法；
（2）探究物体的动能大小与质量的关系时，应控制物体的速度不变，改变物体的质量。题中的钢球是从斜面任意高度自由滑下，改变了钢球碰撞时的速度，所以出现此实验现象的主要原因是：没有控制钢球的速度保持不变；
（3）探究物体的动能大小与速度的关系时，应控制物体的质量不变，改变物体的速度，所以具体的操作是：将相同质量的钢球从斜面不同高度自由滑下；
（4）表一中速度一定时，质量增大到原来的2倍、3倍，木块滑行距离增大到原来的2倍、3倍，则物体的动能增大到原来的2倍、3倍。表二中质量一定时，速度增大到原来的2倍、3倍，木块滑行距离增大到原来的4倍、9倍，则物体的动能增大到原来的4倍、9倍，可见速度对动能影响比较大。
21．【答案】（1）纸盒在水平面移动的距离
（2）小球到达水平面时的初始速度
（3）质量一定时，物体的速度越大，动能也越大
（4）不能。如果绝对光滑，物体在水平面将永远做匀速直线运动
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）小球撞击纸盒，纸盒克服摩擦力做功。根据W=fs可知，纸盒在水平面上移动的距离越大，克服阻力做功越大，那么小球动能越大；
（2）小球到达斜面底端时的速度与它在斜面上的高度有关，即高度越大，则小球到达水平面时的速度越大；
（3）根据图片分析甲和丙中哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论；
（4）如果木板光滑，没有摩擦力，那么无论小球动能大小，纸盒都会不停的运动下去，不能通过纸盒移动的距离反映小球动能大小，据此分析解答。
【解答】（1）小科是通过观察纸盒在水平面移动的距离来比较小球动能的大小；
（2）甲、乙两次实验中，小球从斜面同一位置静止释放，是为了控制小球到达水平面时的初始速度相同；
（3）根据图片控制，甲、丙两次实验中，小球质量相同，而在斜面上高度不同，那么得到结论： 质量一定时，物体的速度越大，动能也越大 。
（4）若长木板绝对光滑，本实验不能达到探究目的，理由：如果绝对光滑，物体在水平面将永远做匀速直线运动。
22．【答案】（1）速度
（2）速度相同时，物体质量越大，动能越大
（3）弹性势能可能与弹簧的材料和压缩的长度有关
（4）增大木块的重力
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）此实验把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离，距离越远表明铁球的动能越大；
（2）动能的大小与质量、速度有关，根据控制变量法得出结论。
（3）根据表格中改变的因素分析解答；
（4）根据弹性势能与弹性形变大小有关，分析解答。
【解答】（1）由图可知，让质量相同的小球从不同的高度滚下，小球到达水平面时的速度不同，所以探究的是物体动能大小与速度的关系；
（2）小乐再用一个质量为2m的小球，小球的质量变大，从斜面上高为h处由静止开始滚下，小球的速度不变，最后测得M移动的距离为s3，多次重复实验，发现都有s3＞s1，这说明第二次实验小球的动能大，由此可得出结论：在速度相同时，质量越大，动能越大。
（3）他选用长度和粗细分别相同，但材料不同的两根弹簧A和B以及压缩不同长度进行实验，设计该实验方案基于的猜想是弹簧的弹性势能可能与弹簧的材料和压缩的长度有关；
（4）在实验操作中，小科发现木块总是被撞出木板而无法完成实验。说明每次的弹性势能过大，推动木块运动距离过长，因而可以增大木块的重力，增大摩擦力进行实验，也可以减小每次弹簧的压缩量。
23．【答案】（1）控制小球到达水平面时的速度相同
（2）比较弹簧被压缩长度
（3）物体速度相同时，质量越大，动能越大
（4）10
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）（2）根据控制变量法和转换法分析；
（3）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，据此得出结论；
（4）分析表格中数据可知弹簧压缩的长度扩大的倍数与小球的质量扩大的倍数、小球滚下的高度扩大的倍数的关系，据此推测实验丙中小球的下滑高度。
【解答】（1）对比甲图和乙图，小球质量m甲＜m乙，质量不同的小球从斜面的同一位置由静止释放的目的是为了控制小球到达水平面时的速度相同；
（2）根据转换法，通过比较弹簧被压缩程度来比较小球到达水平面时动能的大小，这是转换法的应用；
（3）分析比较甲和乙两组实验可知，小球的质量不同，从斜面下滑的高度相同，下滑到水平面时速度相同，故为了探究动能大小与质量的关系，乙中小球质量大，弹簧被压缩程度大，由转换法，可得结论：物体速度相同时，质量越大，动能越大；
（4）比较表格中甲、乙数据可知小球的质量扩大4倍，滚下的高度相同，弹簧压缩的长度扩大4倍，说明小球动能大小与小球质量成正比；
比较表格中甲、丙两组数据可知小球的质量相同，弹簧压缩的长度扩大4倍，则小球滚下的高度扩大2倍，所以小球滚下的高度为5cm×2=10cm。
故答案为：（1）控制小球到达水平面时的速度相同；（2）比较弹簧被压缩长度；（3）物体速度相同时，质量越大，动能越大；（4）10。
24．【答案】（1）6
（2）①和②
（3）b球对水平面压力大，克服摩擦做功多，木块获得的动能少，通过距离小
（4）108
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）小球是粗糙的，当它在水平面上移动时会克服摩擦做功而消耗机械能。为了排除小球移动距离对实验的影响，因此要求小球释放的位置到木块的距离保持相同；
（2）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（3）注意分析压力对摩擦力大小的影响，进而说明克服摩擦力做功对木块获得动能的影响即可。
（4）根据表格数据分析木块移动的距离与速度的数量关系，据此推算第3次移动的距离。
【解答】（1）根据控制变量法的要求可知，为了避免摩擦力对木块获得动能的影响，必须控制小球释放位置到木块距离相同，即保持长度为2cm，那么步骤②中的木块左边应该位于：4cm+2cm=6cm；
（2） 为了探究动能大小和速度的关系， 需要控制质量相同，只改变小球速度，即弹簧被压缩的程度，故选①②；
（3）小科通过比较步骤①和③来研究质量对动能的影响，多次实验测得始终大于，得出的结论和实际结论相反，原因为：b球对水平面压力大，克服摩擦做功多，木块获得的动能少，通过距离小；
（4）根据表格数据1、2可知，木块移动的距离与小球的质量成正比；
根据②和④可知，木块被撞后移动的距离与钢球的速度的平方成正比，
根据第1和第3组数据得到：；
解得：△=108cm。
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