人教版八下物理同步练习11.3 动能和势能（培优卷）
一、选择题
1．（2024八下·江岸期末） 掉在水平地面上的弹性小球，落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示，小球在A、C位置的高度一样。下列说法正确的是（ ）
A．小球每次上升到最高点时机械能不变
B．小球由A点运动到B点的过程中，动能全部转化为重力势能
C．小球在C点时的动能小于在A点时的动能
D．若小球反弹后到达最高点B时，所受力全部同时消失，小球将保持静止
2．如图 5.37 所示， 容器的质量为， 若从容器的底部通过小孔向容器内注人质量为 的水， 需要做功为 。现将小孔打开， 水自然会从小孔流出， 与此同时提升容器， 使容器内的水面相对地面始终保持原有高度， 当容器内的水全部流走时， 需要做的功为 （ ）。
A． B． C． D．
3．（广东省梅州市丰顺县2023-2024学年八年级（下）物理期末试卷）如图所示，小球分别从光滑斜面、、的顶端下滑到斜面底端时的动能是( )
A．从滑下时最大 B．从滑下时最大
C．从滑下时最大 D．从三个斜面滑下时一样大
4．（2024八下·期末）小艾同学在中考体育测试中，两次推铅球的出手点分别是点和点，出手时铅球的速度大小相同，、分别是两次运动过程的最高点，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A．铅球从点到 点重力势能增大
B．铅球在 点时的动能大于 点的动能
C．铅球在 点时的动能小于 点的动能
D．两次推铅球过程中机械能都不守恒
二、多选题
5．（2023八下·古冶期末）如图所示情景是一种游戏，叫做蹦极。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。图中点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，点是游戏者所到达的最低点。对于游戏者离开跳台至最低点的过程，下列说法正确的是（ ）
A．游戏者的动能一直在增加
B．游戏者通过点之后，绳子具有弹性势能
C．游戏者减少的重力势能全部转化为动能
D．游戏者到点时，他的动能为零
6．（2023八下·沈阳期中）如图，A、B是两个质量和表面粗糙程度都相同的物体，把它们叠放在水平桌面上，当右端挂重8N的物体C时，A、B恰好能一起向右做匀速直线运动，绳与滑轮之间的摩擦不计，则下列说法正确的是（ ）
A．物体A与B之间的摩擦力为0
B．若剪断绳子，A、B在桌面上会逐渐停止运动，减速时A会受到水平向左的摩擦力
C．A、B向右匀速运动时，A、B、C总的机械能保持不变
D．若使A、B向左做匀速直线运动，需对物体B施加一个水平向左16N的拉力
三、填空题
7．某地强风的风速约为 ， 空气密度 (即体积为 的空气质量为 )， 如果把通过横截面积为 的风能全部转化为电能， 则利用上述物理量计算电功率的公式 ， 产生的电功率的大小约为 。
8．人们常常利用物体具有各种形式的机械能来做功，如：风具有 能，可以推动帆船航行；机械手表里拧紧的发条具有 能，可以带动小齿轮和指针转动；打桩机举高的重锤具有 能，可以完成打桩工作．
9．（2024八下·滦南期末）如图所示，“蹦床”不仅是奥运会的正式比赛项目，也是小朋友非常喜欢的游戏项目。小朋友通过对蹦床施力，蹦床发生弹性形变。使蹦床具有 能，蹦床把小朋友弹起上升到最高点时，小朋友的 能最大，小朋友下落至与蹦床刚刚接触时，小朋友的动能 选填“达到”或“未达到”最大。
10．（江西省上饶市广信区2023-2024学年八年级（下）物理期末试卷）如图是某同学扔实心球的四个分解动作，分解动作完成后，球下落过程中忽略空气阻力重力势能 ，重力做功的功率 。选填“增大”“减小”或“不变”
11．（2021八下·内江期末）拉开的弓能够把箭射出去，说明变形的弓具有 势能；竖直上抛的皮球在未到达最高点之前具有动能和 势能。
12．（2024八下·鼎城期末）如图所示是一座高山的等高线图等高线上每点的高度均相同，登山运动员从匀速到达点时，运动员在点的动能 在点的动能，在点的机械能 在点的机械能均选填“大于”、“等于”或“小于”。
四、作图题
13．（2024八下·黔东南期中）如图所示为小明同学用手垫飞排球到落地的过程，请画出排球离开手后在空中运行直到落地前其动能E随时间变化的关系图象。（设排球刚离开手时动能为E0）
五、实验探究题
14．（2024八下·潮南月考）小明认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他进行了如下探究：
由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；
由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；
（1）小明做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的小木块，将小木块撞出一段距离；
①实验通过观察 来比较小球动能的大小，这种研究问题的方法是 ；
②分析比较题甲、丙两组实验可得：物体质量相同时，速度越大，动能越 (选填“大”或“小”)；
③为了探究动能的大小与质量的关系，将质量不同的小球，使它们从斜面的 (选填“相同”或“不同”)高度由静止滚下，推动小木块做功；
（2）小明由此实验还联想到探究牛顿第一定律的实验，让同一金属球从同一斜面的同一高度由静止开始向下运动，到达毛巾、棉布以及玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止，金属球在水平面运动的整个过程中，克服摩擦力做的功 (选填“相等”或“不相等”)。
15．（2024八下·廉江月考）小蓝同学在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，设计了如下两种方案：
A．让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离（如图甲所示）。
B．让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离（如图乙所示）。
（1）实验中是通过观察 来比较小车动能大小的，这里运用的物理研究方法是 ；
（2）A方案是为了探究动能大小与 的关系，得到的结论是 ；
（3）小蓝想用B方案探究动能大小与质量的关系。该方案 （填“合理”或“不合理”）；
（4）本实验 （选填“能”或“不能”）在光滑的玻璃板上进行。
16．（2023八下·宁武期末）通过学习，小明知道了物体弹性势能的大小与其发生弹性形变的程度有关，善于动脑的小明，设计了一个研究弹簧弹性势能E与压缩量x之间关系的实验，方案如下：
①如甲图，将一根弹簧的左端固定于竖直墙壁的O点，测出弹簧处于自然状态时的长度为L；
②如乙图，用钢球将弹簧适当压缩，测量弹簧被压缩后的长度为L1，并计算出弹簧的压缩量x；
③释放钢球，让弹出去的钢球撞击水平面上的木块（忽略钢球与水平面之间的摩擦），测出木块被推动的距离为s；
④将木块放回原处，改变弹簧的压缩量，重复实验步骤②③，将测出的物理量记录在表格中。
实次 验数 弹簧原 长L/m 弹簧压缩后 的长度L1/m 木块移动 的距离s/m
1 0.2 0.18 0.2
2 0.2 0.16 0.8
3 0.2 0.14 1.8
4 0.2 0.12 3.2
5 0.2 0.10
请你依据上述的实验过程和记录数据，解答下列问题：
（1）实验中弹簧的形变量x＝ m（用字母L和L1表示）；
（2）根据表格中的数据在丙图中画出木块被推动的距离s与弹簧压缩量x的关系图像 ；老师告诉小明：木块在水平面上移动的距离与木块的动能成正比。结合丙图中的图像请你推断：弹簧弹性势能E的大小与压缩量x （选填“成”或“不成”）正比。
（3）表格中第5次实验，木块移动的距离为 m。
（4）实验后，小明打算用质量不同的两个钢球将同一弹簧压缩到相同程度，放手后用锻球撞击木块的方法来验证钢球动能与其质量的关系。这样做 （填“能”或“不能”）验证。
17．（2018八下·韶关期末）请你阅读材料，回答下列问题。
目前汽车刹车器均采用油压制动，油压制动刹车时消耗的机械能以摩擦发热形式排放掉，形成能源的浪费。现有一种汽车能源再生制动器，能把汽车刹车制动时消耗的机械能转化为电能而储存起来（通常所说的发电），有效地利用了能量。实际上汽车刹车时再生制动器无法提供足够的刹车阻力，仍需要与油压制动器配合使用，产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求，若某汽车以72km/h的速度行驶，刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如下表：
（1）汽车匀速运动时动能 ，刹车时机械能 ；（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）汽车刹车时，再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间的变化情况是：_____。
A．逐渐增大 B．先增大后不变
C．先增大后减小 D．先增大后不变再减小
（3）如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×104N，t=0.4s时油压制动器还需产生 N的刹车阻力。
（4）在满足（4）的刹车阻力作用下，汽车的行驶路程与时间变化的关系如图所示，则在0～0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功W= J。
18．（2018八下·盐湖期末）放学后，小军路过一个建筑工地，看见如图所示打桩机打桩时重锤被高高拉起又下落，打在桩面上，桩便往地下陷。爱思考的小明想到“桩下陷的深度与什么因素有关”的问题，并提出以下猜想：
（1）猜想一：桩下陷的深度与重锤打击桩的力度有关。
猜想二：桩下陷的深度与地面的硬度有关。
你的猜想是
（2）回家后，小明找来排球和足球模拟“打桩”来验证猜想一。设计实验方案如下：
a．用台秤分别称出排球和足球质量为300g和500g
b．在光滑平整的地板上放一张白纸，在白纸上叠放一张复写纸。将排球从纸正上方2米处静止下落，排球打在复写纸上，在白纸上留下打击的复写印迹，记下“印迹1”。
c．换用足球从2米高度处落下，重做上面实验，得到足球打击的“印迹2”。
d．如何利用台秤较准确地测出排球和足球的打击力度F1、和F2的大小？小明想出一种方案：把“印迹1”放在台秤上，再将排球放在“印迹1”用力向下压排球，当 时读出台秤的示数，通过计算得出F1，用同样的方法测量F2
（3）请设计出实验的表格。
19．（2024八下·湛江期末）如图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m）。
（1）实验中探究的动能是指 。（选填序号）
A.钢球撞击木块时的动能 B.钢球撞击木块后的动能 C.木块被钢球撞击后的动能
（2）实验中通过比较 来判断小球具有动能的大小。
（3）小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是 （选填“正确”或“错误”）。
（4）通过比较步骤甲和 可以判断动能大小与物体质量的关系。
（5）若斜面下方的水平面是光滑的，本实验 （选填“能”或“不能”）达到实验目的。
20．（2024八下·瑞金期末）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
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所在高度有关
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度．
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示．
实验序号 铁块质量 铁块距桌面高度 桌腿进入沙子的深度
① 20 20 1.9
② 20 30 2.9
③ 20 40 3.8
④ 30 20 2.9
⑤ 40 20 4.1
（1）实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是： ．
21．（2024八下·阳高期末）在“探究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知木块A、B、C的质量关系为；三个完全相同的木桩和三个木块从高处释放时的位置如图甲所示；木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，木块B、C将木桩打入沙中的深度相同。
（1）实验时，木块应在木桩的 （填“正上方”或“后上方”）释放，将木桩打入沙中；
（2）比较木块A和B将木桩打入沙中的深度可得出结论：当质量一定时， ；
（3）比较木块B和C将木桩打入沙中的深度，小刚认为：物体重力势能的大小与质量无关，你认为小刚的观点是 （填“正确”或“错误”）的，理由是 。
六、科普阅读题
22．（2024八下·普洱期末）“嫦娥六号”（英文：Chang'e-6），是中国嫦娥探月计划第六个探测器，着陆区为月球背面南极-艾特肯盆地。2022年11月，中国探月工程总设计师吴伟仁表示，嫦娥六号计划从月球背面采集更多样品，争取实现2000克的目标。“嫦娥六号”、七号、八号，小行星探测、火星取样返回、木星系探测等工程任务将按计划陆续实施。“嫦娥六号”任务计划前往月球背面南极-艾特肯盆地，进行形貌探测和地质背景勘察等工作，去发现并采集不同地域、不同年龄的月球样品。为增进国际合作，“嫦娥六号”任务搭载了法国的氡气探测仪、欧空局的负离子探测仪、意大利的激光角反射镜、巴基斯坦的立方星等4个国家的载荷和卫星项目。
2024年5月3日，搭载“嫦娥六号”探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，准确进入地月转移轨道。 5月8日10时12分，成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行。6月2日6时23分，“嫦娥六号”探测器着上组合体成功着陆月背南极-艾特肯盆地的预选着陆区。6月4日7时38分，“嫦娥六号”上升器携带月球样品自月球背面起飞，3000牛发动机工作约6分钟。6月6日14时48分，“嫦娥六号”上升器成功与轨道器和返回器组合体完成月球轨道的交会对接，并于15时24分将月球样品容器安全转移至返回器中。这是我国航天器继“嫦娥五号”之后，第二次实现月球轨道交会对接。
（1）“嫦娥六号”探测器支撑腿的圆垫设计得很宽大是为了 。
（2）搭载“嫦娥六号”探测器的长征五号遥八运载火箭加速升空过程中，探测器的机械能 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
（3）“嫦娥六号”探测器的质量为8.2t，它有4个支撑腿，若每个支撑腿的圆垫与地面的接触面积为1.025m2，发射前，“嫦娥六号”探测器对水平地面的压强为 Pa；当它成功着陆月球后对水平月面的压强 （选填“>”、“<”或“=”）它对水平地面的压强。（已知g地=10N/kg，）。
七、综合题
23．（2024八下·南山期末）阅读材料，回答问题：
中性浮力水槽
为了在地面模拟航天员在太空中所处的失重环境，我国建设了特殊的“潜水池”——中性浮力水槽，如图甲所示。当物体受到的浮力大于自身重力时，这个浮力称为“正浮力”；当物体受到的浮力小于自身重力时，这个浮力称为“负浮力”。训练时，航天员通过增减配重的方法使自身的重力与浮力基本相等，以获得与太空中相似的失重感，此时的浮力称为“中性浮力”。
为了充分模拟出舱任务，如图乙所示，航天员需穿着厚重的水下训练服，在机械臂和若干潜水员的协助下进行水下活动。潜水员小明携带的气瓶配有如图丙所示的气压表。潜水前，有3000L的空气被压缩至瓶中；潜水时，通过气压表示数可以知道瓶内空气量（两者的关系如表1所示）。小明结合自身在水下的平均耗气速度v与所处深度h的关系（如图丁所示），便能估算出潜水时间：
其中：当瓶内空气消耗量的单位为L、耗气速度的单位为L/min时，潜水时间的单位为min。
气压表示数/bar 300 210 120 30
瓶内空气量/L 3000 2100 1200 300
表1
（1）在机械臂的协助下，水槽中的航天员匀速向下运动，其动能 ，受到水的压强 （以上两空均选填“变小”、“不变”或“变大”）；
（2）航天员在水槽中处于“中性浮力”状态时，受到的重力 （选填“等于”或“不等于”）零；
（3）航天员也可在水槽中模拟“月球漫步”。但与太空中的失重环境不同，月球引力为地球引力的1/6，因此需要在水槽中营造 （选填“正”、“中性”或“负”）浮力的环境；
（4）质量为70kg的航天员，身着130kg的训练服在水槽中进行模拟失重训练时，训练服与配重的总体积约为，其所受浮力大小约为 N，其配重的质量约为 kg（已知，）；
（5）某次潜水时，潜水员小明在水深8m处停留一段时间后，气压表示数由210bar降到120bar，则这段停留时间约为 min．
24．某学生用质量不同的滑块以不同的速度， 从地面沿倾角为 的光滑斜面往上滑， 如图 5.47 所示。他记录了滑块滑至最高点 (此时小球速度为零) 的高度 ，如表 5.1 所示.
表 5.1
滑块质量m/kg 1 2 3
速度v/(m/s) 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
高度h/m 0.05 0.20 0.45 0.80 .125 0.05 0.20 0.45 0.80 1.25 0.05 0.20 0.45 0.80 1.25
根据上述数据分析， 归纳出：
（1） 小球能够达到的最大高度 跟它在斜面底端的速度 和质量 有无关系， 有何关系， 并写出关系式。
（2）若假定小球在地面的重力势能为 0 ， 且重力势能的大小跟小球离地高度 成正比， 跟小球质量 成正比， 则小球在斜面底端的动能 与小球在斜面底端的速度 、质量 有何关系。
25．（2023八下·宝山期中）2012年9月25日上午，中国首艘航空母舰“辽宁”号（图甲）正式交接服役，从此中国摆脱了没有航母的历史。航母上安装有卫星通讯天线、有源相控阵雷达等设备，配备近防武器系统和各型舰载机，有关参数如表所示。新型固定翼舰载机（图乙）在“辽宁”号航母训练平台上的着落、起飞试验已取得成功。
辽宁号航空母舰参数
满载排水量/t 67500 总功率/kW 1.5×105
动力提供（燃料） 重油 最高航速km/h 54
最大舰长/m 304 最大舰宽/m 70.5
发动机的效率/% 25 最大舰载机数量/架 30
（1）舰载机降落时，飞机尾钩必须挂住甲板上的弹性阻拦索，使飞机的动能转化为弹性阻拦索的 能；
（2）如果航母总功率全部用来提供它向前的牵引力，当航母以最高航速54km/h航行时，它产生的牵引力 N；
（3）若航母储存燃油的质量一定，发动机的效率一定，它在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比，航母 （选填“低速”、“中速”或“高速”）行驶时续航里程（连续航行的最大距离）大，若将航速提高到原来的2倍，则发动机的功率必须提高到原来功率的 倍。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；力与运动的关系
【解析】【解答】 A.小球在运动过程中会受到空气阻力，克服阻力做功，一部分机械能转化为内能，机械能不断减小，故A错误；
B.小球由A点运动到B点的过程中，一部分机械能转化为内能，动能没有全部转化为重力势能，故B错误；
C.小球在A、C位置的高度一样，重力势能相等。小球在C点时的机械能小于在A点时的机械能，所以小球在C点时的动能小于在A点时的动能，故C正确；
D.小球到达B点时，水平方向的速度不为零，如果所受力全部同时消失，小球将保持匀速直线运动，故D错误。
故选C。
【分析】 ABC.影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能。在分析各个能量的变化时，根据各自的影响因素进行分析。
D.根据牛顿第一定律，物体不受力或者受平衡力时，一定处于静止或者匀速直线运动状态。
2．【答案】D
【知识点】势能的影响因素；功的计算及应用
【解析】【解答】对容器及其内部的水来说，小孔先不打开，将容器提高H，此时容器及其内部整个系统增加的机械能为(M+m)gH，再打开小孔，水自然会从小孔流完，水的机械能减少了W，相对于原状态，机械能增加了(M+m)gH-W，将小孔打开，水会从小孔流出，同时提升容器，使容器内的水面相对地面始终保持原有高度，当容器内的水全部流走时，需要做的功有容器增加的重力势能mgH，水增加的重力势能为MgH-W，需要做的功为W'=mgH+MgH-W=(M+m)gH-W，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】根据功能关系，需要做的功包括：容器增加的重力势能mgH，水增加的重力势能。
3．【答案】D
【知识点】动能大小的比较；动能和势能的大小变化
【解析】【解答】光滑斜面说明没有摩擦力，小球在从斜面上滚下时，只存在动能和重力势能的相互转化，机械能是守恒的。
小球从同一高度上滚下，重力势能是相等的，滚下时转化为相同的动能。
故答案为：D。
【分析】只存在动能与势能的相互转化时，机械能是守恒的。
4．【答案】A
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】A、根据图像，铅球从a点到b点，高度变大，质量不变，重力势能增大，A符合题意；
BC、在图像中，铅球在a点和d点的质量、速度相同，动能相等，BC不符合题意；
D、由于不计空气阻力，铅球运动时，没有能量损失，两次推铅球时机械能都守恒，D不符合题意。
故答案为：A.
【分析】质量一定时，速度越大，动能越大；高度越大，重力势能越大；运动的物体若不计空气阻力，机械能不变。
5．【答案】B,D
【知识点】动能和势能的大小变化；力与运动的关系
【解析】【解答】A.在游戏者下落的过程中，在开始的一端时间内，它受到绳子的弹力小于游戏者的重力，即合力向下，那么做加速运动。当弹力大于重力时，合力向上，此时做减速运动，则游戏者的动能先增大后减小，故A错误；
B.游戏者通过点a之后，绳子被拉长，因此具有弹性势能，故B正确；
C.游戏者减少的重力势能全转化为动能和绳子的弹性势能，故C错误；
D.游戏者到达C点时，此时不再向下运动，即速度为零，那么它的动能为零，故D正确。
故选BD。
【分析】A.动能与质量和速度大小有关；
B.物体由于发生弹性形变具有的能量叫弹性势能；
C.注意游戏者的机械能和弹性势能的转化；
D.注意分析c点时游戏者的速度是否为零即可。
6．【答案】A,B,D
【知识点】势能大小的比较；二力平衡的条件及其应用；摩擦力产生的条件
【解析】【解答】A.根据题意可知，A和B一起向右做匀速直线运动，那么二者保持相对静止，则二者之间摩擦力为0，故A正确；
B.若剪断绳子，A、B在桌面上会逐渐停止运动，而摩擦力的方向与运动的方向相反，因此减速时A受到的摩擦力水平向左，故B正确；
C.当A、B匀速向右运动时，它俩的机械能保持不变，而C的重力势能不断减小，因此三者的机械能减小，故C错误；
D.当A、B匀速向右运动时，A和B受到向左的摩擦力和向右绳子的拉力，根据二力平衡的知识可知，摩擦力f=GC=8N。当A、B向左做匀速直线运动时，它受到向左的拉力F'，向右的摩擦力f和绳子拉力F，则F'=F+f=8N+8N=16N，故D正确。
故选ABD。
【分析】（1）摩擦力产生的条件：①相互接触且存在压力；②做相对运动或有相对运动的趋势；
（2）摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反；
（3）注意C的重力势能的变化；
（4）对A、B进行受力分析，根据平衡力的知识分析。
7．【答案】；
【知识点】功率的计算；势能的影响因素；功的计算及应用
【解析】【解答】在t时间内，通过横截面积为20m2的风能全部转化为电能，根据能量守恒定律，则，其中m=ρV=ρ×vtS，可得。
【分析】在t时间内通过横截面积为20m2的风能全部转化为电能，根据能量守恒定律列式计算。
8．【答案】动；弹性势能；重力势
【知识点】能
【解析】【解答】风是流动的空气，由于其运动，所以其具有动能．
拧紧的发条发生了弹性形变，所以其具有弹性势能．
举高的锤由于相对于地面位置被举高，所以其具有重力势能．
故答案为：动；弹性势能；重力势．
【分析】判断一个物体是否具有动能的依据是其是否运动；判断一个物体是否具有弹性势能的依据是该物体是否发生了弹性形变．判断一个物体是否具有重力势能的依据是该物体是否被举高．因此要判断一个物体具有什么形式的机械能，关键是看该物体具有什么特征．
9．【答案】弹性势；重力势；未达到
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化
【解析】【解答】小朋友通过对蹦床施力，蹦床发生弹性形变。使蹦床具有弹性势能，蹦床把小朋友弹起上升到最高点时，小朋友的重力势能最大，小朋友下落至与蹦床刚刚接触时，小朋友的动能未达到最大；小朋友受到的重力和弹力相等时，动能达到最大值。
故答案为：弹性势：重力势：未达到。
【分析】物体由于发生弹性形变所具有的能量叫弹性势能；物体由于受到重力且处于一定高度所具有的能量叫重力势能。物体由于运动所具有的能量叫动能。
10．【答案】减小；增大
【知识点】功率大小的比较；动能和势能的大小变化
【解析】【解答】（1）球下落过程中质量不变，高度变小，重力势能减小。
（2）球下落过程中，速度变大，由可知，重力做功功率变大。
故答案为：减小；增大。
【分析】影响重力势能大小的因素是质量和高度。
根据判断重力做功的功率变化。
11．【答案】弹性；重力
【知识点】势能的影响因素
【解析】【解答】拉开的弓能够把箭射出去，弓发生了弹性形变，具有弹性势能。
竖直上抛的皮球在未到达最高点之前，有一定的速度和高度，具有动能和重力势能。
【分析】处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；发生形变的弹性体具有弹性势能，弹性形变越大，弹性势能就越大。
12．【答案】等于；小于
【知识点】动能和势能的大小变化；动能与势能的应用
【解析】【解答】由图示知，运动员从A匀速运动到达B点，其质量不变，高度增大，速度不变，则重力势能增大，动能不变，A点的机械能小于B点的机械能。
故答案为：等于；小于。
【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。
13．【答案】
【知识点】动能与势能的应用
【解析】【解答】铅球离手后，铅球在上升过程中，质量不变，速度不断减小，动能不断变小；铅球在下降过程中，质量不变，速度不断变大，动能不断变大。
铅球在最高点时，仍有一定的速度，故其动能不为零，即图线不能与横轴相交。所以在整个运动过程中，铅球的动能先变小后变大，如图所示：
【分析】动能大小的影响因素：质量、速度。速度一定时，质量越大动能越大；在质量一定时，速度越大，动能越大。
14．【答案】（1）小木块被推动的距离；转换法；大；相同
（2）相等
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(2) 第1、2空、 在实验中我们通过观察木块被推动的距离的远近来判断物体所具有的动能大小，小木块被推动的距离越远，说明物体具有的动能越大，这是转换法的应用。故第1空填" 小木块被推动的距离 "，第2空填" 转换法 "；
第3空、 在甲、丙两组实验中，金属球的质量相同，甲实验中金属球所在的高度更高，到达斜面底端的速度更大，小木块被推动的距离更远，说明：物体质量相同时，速度越大，动能越大。故该空填“大”；
第4空、 由控制变量法可知，在探究动能的大小与质量的关系，需要控制速度相同；所以要让质量不同的小球沿斜面的同一高度下落，这样保证质量不同，小球下落到斜面底端的速度相同。故该空填“ 相同 ”；
(3) 第1空、 让同一个金属球从同一斜面的同一个高度由静止开始向下运动，金属球到达水平面时的速度相同，动能相同，然后在毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止，此时动能为0。在水平面运动的整个过程中，克服摩擦力做的功等于小车动能的变化量，因小车动能变化量相同，所以克服摩擦力做的功相等。故该空填“ 相等 ”。
【分析】首先阐述了“十次车祸九次快”和“安全驾驶莫超载”分别体现了汽车动能与速度和质量的关系。接着说明实验中通过观察小木块被推动的距离来判断动能大小是转换法的运用，并具体分析了甲、丙两组实验得出物体质量相同时速度越大动能越大的结论，强调了控制变量法的应用。然后解释让不同质量小球在同一高度下落是为了控制速度相同来探究动能与质量的关系。最后分析同一个金属球在不同水平面运动时，因为动能变化量相同所以克服摩擦力做功相等的原理。
15．【答案】（1）木块移动的距离；转换法
（2）速度；质量相同时，物体的速度越大，动能越大
（3）不合理
（4）不能
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1) 第1空、 在实验中，小车的动能大小无法直接测量，而小车撞击木块后，木块会移动一段距离，木块移动的距离越远，说明小车对它做的功越多，也就反映出小车的动能越大，所以通过观察木块移动的距离来比较小车动能大小。故该空填“ 木块移动的距离 ”；
第2空、 这种通过一个容易测量或观察的量来反映一个不易测量或观察的量的方法就是转换法。故该空填“ 转换法 ”；
(2) 第1空、 A 方案中，让同一辆小车从不同高度下滑，由于是同一辆车，质量是相同的，而不同高度下滑则到达水平面时的速度不同，这样就能探究动能大小与速度的关系。故该空填“ 速度 ”；
第2空、 经过实验可以发现，在质量相同的情况下，高度越高，速度越大，木块移动的距离越远，从而得出质量相同时，物体的速度越大，动能越大的结论。故该空填“ 质量相同时，物体的速度越大，动能越大 ”；
(3) 第1空、 B 方案中，让不同质量的小车从同一斜面的不同高度下滑，这样既改变了小车的质量，又改变了小车到达水平面时的速度，存在两个变量同时变化，无法确定动能的变化到底是由质量引起的还是速度引起的，所以无法准确探究动能大小与质量的关系，该方案不合理。故该空填“ 不合理 ”；
(4) 第1空、 如果在光滑的玻璃板上进行实验，当小车撞击木块后，木块会因为没有摩擦力而一直匀速直线运动下去，无法停下来，这样就无法确定木块移动的具体距离，也就无法根据木块移动的距离来判断小车动能的大小了，所以不能在光滑的玻璃板上进行。故该空填“ 不能 ”。
【分析】 首先明确实验目的是探究动能大小与哪些因素有关。在具体实验中，通过观察木块移动的距离这一容易观测的量来体现小车动能大小，运用了转换法。A 方案保持小车质量不变，改变速度，从而探究动能与速度的关系并得出相应结论。B 方案同时改变质量和速度，存在变量不唯一的问题，所以不合理）。而选择实验平面时，光滑玻璃板会导致无法准确测量木块移动距离，故不能在此平面进行实验。
16．【答案】（1）L﹣L1
（2）；不成
（3）5
（4）不能
【知识点】势能的影响因素
【解析】【解答】（1）弹簧的形变量等于弹簧的长度与弹簧原长的差，即弹簧的形变量x＝L-L1；
（2）方格纸上横轴表示弹簧压缩量，纵轴表示木块移动的距离，将每组数据在方格上对应位置描点，最后将相邻的点用平滑的线连接起来即可，如下图所示：
根据图片可知，图像不是一条直线，因此木块移动的距离与弹簧的压缩量不成正比。而木块的动能与木块移动的距离成正比，而弹簧的弹性势能等于木块的动能，因此弹簧的弹性势能与压缩量不成正比。
（3）根据表格1、2、4可知：当弹簧压缩量为：0.2m-0.18m=0.02m时，木块移动0.2m；
当弹簧压缩量为：0.2m-0.16m=0.04m时，木块移动0.8m；
当弹簧压缩量为：0.2m-0.12m=0.08m时，木块移动3.2m；
比较1和2可知，弹簧压缩量增大到2倍时，木块移动距离增大到：22=4倍；
比较1和4可知，弹簧压缩量增大到4倍时，木块移动距离增大到：42=16倍；
则木块移动的距离与弹簧的压缩量的平方成正比，即关系式为：s=a△L；
那么得到：0.2m=a×（0.02m）2；
s=a×（0.2m-0.1m）2；
两个式子做比得到：；
解得：s=5m。
（4）实验后，小明打算用质量不同的两个钢球将同一弹簧压缩到相同程度，放手后用锻球撞击木块的方法来验证钢球动能与其质量的关系。这样做不能验证，因为没有控制速度相同。
【分析】（1）弹簧的形变量等于弹簧的长度与弹簧原长的差；
（2）方格纸上横轴表示弹簧压缩量，纵轴表示木块移动的距离，将每组数据在方格上对应位置描点，最后将相邻的点用平滑的线连接起来即可。根据图像的形状分析弹性势能大小与压缩量的关系。
（3）根据表格数据分析木块移动的距离与弹簧压缩量之间的数量关系，据此推算第5次实验时木块移动的距离。
（4）探究动能与质量的关系时，需要控制速度相同，只改变质量。而将两个质量不同的小球将同一弹簧压缩到相同程度时，质量小的速度大小，质量大的速度小，据此分析解答。
17．【答案】（1）不变；减小
（2）D
（3）1.6×103
（4）1×105
【知识点】动能和势能的大小变化；二力平衡的条件及其应用；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）汽车匀速运动时，速度和质量不变，则动能不变，刹车时克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减小；（2）从表中数据可知，从0到0.8s之间，再生刹车阻力f不断增大，从0.8s到1.2s刹车阻力保持1.0×104N不变，从1.2s以后刹车阻力又不断减小，所以汽车刹车时，再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间的变化情况是先增大后不变再减小，故答案为：D。（3）由题知，当t＝0.4s时，再生制动器产生的刹车阻力约8.4×103N，所以油压制动器产生的阻力应为：f油＝1×104N 8.4×103N＝1.6×103N.（4）刹车阻力的大小f＝1×104N，由图乙知，0.5s内通过的路程为10m.所以克服刹车阻力做的功为：W＝fs＝1×104N×10m＝1×105J.
【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.机械能：动能和势能的统称.（机械能=动能+势能）
认真分析时间的变化和再生刹车阻力的大小变化，从而找出它们之间的关系.
根据图甲分析当时间为0.5s时的刹车阻力大小，然后根据所需的总重力计算油压制动器产生的阻力.
利用功的计算公式：W=Fs计算即可.
18．【答案】（1）桩下陷的深度与重锤的质量有关
（2）印迹完全相同
（3）
【知识点】势能的影响因素；控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】（1）打桩时每次桩下陷的深浅与什么因素有关，根据生活经验可猜想：桩下陷的深浅除了与重锤打击桩的力度、地面的硬度有关还可能与重锤的质量有关、与桩的形状有关、与桩的直径有关等。（2）要想使两个力的大小相等，使其作用效果相同就可以。
根据题意判断，当印迹完全相同时读出台称的示数，即可测出打击力度的大小；（3）实验记录表格中需要有质量m、高度h、打击力度F，且要多次实验，设计表格如下：
【分析】题主要考查了重力势能的理解及影响因素，同时还涉及到力的作用效果，控制变量法的应用（在设计实验时，需要注意控制变量法的应用，要探究重力势能与质量之间的关系，需要控制物体的高度）.
19．【答案】A；木块移动距离；错误；步骤乙；不能
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】探究动能大小跟哪些因素有关时，（1）实验中，通过木块被撞击后移动的距离来比较钢球到达水平面时动能的大小，探究的动能是指钢球撞击木块时的动能，故选A。
（2）实验中，通过木块B被小球撞击后移动的距离，判断小球具有动能的大小，利用了转换法。
（3）探究动能和速度的关系时，需要保持质量相等，实验乙和丙，质量和下落的高度都不同，不能判断动能大小与速度的关系。
（4）探究动能大小与物体质量的关系，需要控制速度相同，改变物体的质量，选择甲、乙进行实验。
（5）若水平面绝对光滑，钢球撞击木块后，木块不受摩擦力作用，在水平方向不受外力作用，将做匀速直线运动，不能通过比较木块移动的距离来比较动能的大小。
【分析】（1）运动的物体具有动能；
（2）通过木块移动的距离反应动能大小，是转换法；
（3）探究动能大小和速度的关系时，需要保持质量相等；
（4）探究动能和物体质量的关系时，要保持物体运动速度相等；
（5）水平面光滑，不受摩擦力，运动的物体做匀速直线运动。
20．【答案】桌腿进入沙子的深度；①④⑤；质量相同的物体，位置越高，具有的重力势能越大
【知识点】探究影响物体势能大小的因素；物理学方法
【解析】【解答】探究重力势能的大小与什么因素有关时，（1）实验中，物体具有的重力势能越大，能够对小桌做的功越多，使桌腿陷入沙子的深度越大，实验比较的是桌腿进入沙子的深度；
（2）验证猜想一，重力势能和质量的关系，要控制物体的高度不变，质量改变，根据实验数据可以看出，①④⑤高度相同，质量不同，可以比较重力势能和质量的关系；
（3）根据①②③数据，物体的质量相同，高度不同，重力势能不同；物体质量相同时，随着物体的高度增大，小桌桌腿陷入的深度也在增加，即质量相同的物体，位置越高，具有的重力势能越大。
【分析】（1）通过小桌陷入沙子的深度，可以反应重力势能的大小；
（2）探究重力势能和质量关系时，需要保持高度相同；
（3）当质量相同，高度不同时，高度越高，重力势能越大。
21．【答案】正上方；物体高度越高，重力势能越大；错误；木块B、C释放时的高度不同
【知识点】探究影响物体势能大小的因素；物理学方法
【解析】【解答】（1）由于木块在下落过程中只受重力，且重力方向竖直向下，所以木块由静止释放后在重力的作用下竖直向下运动，所以为了使木块准确撞击木桩，故木块应在木桩的正上方释放；
（2）由图可知：A、B的质量是相同的，物块B的高度大于A的高度，B撞击的木桩陷入沙中的深度大于A撞击的木桩陷入沙中的深度，B对木桩做的功多，B的重力势能大，所以结论为：当质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能越大；
（3）第3空，由甲图可知，木块B、C下落的高度不同，质量也不同，木桩被打入沙中的深度相同，由控制变量法可知，要探究物体重力势能的大小与质量的关系，应控制B和C两个物体下落的高度相同，质量不同，所以，由以上实验得出的结论是错误的。
故答案为：（1）正上方；（2）物体的高度越高，具有的重力势能越大；（3）错误；B、C两木块释放的高度不同。
【分析】（1）根据重力的方向分析回答；
（2）观察图象中的相同点和不同点，从而得出结论；
（3）根据图象分析B、C的相同点和不同点，利用控制变量法回答。
22．【答案】（1）在压力一定时，增大受力面积，减小压强
（2）变大
（3）；<
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；减小压强的方法及其应用；压强的大小及其计算
【解析】【解答】（1）探测器支撑腿的圆垫设计得很宽大，增大受力面积，在压力一定时，减小压强。
（2）长征五号遥八运载火箭加速升空时，质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，机械能变大。
（3）发射前，计算探测器对水平地面的压强为
，
当它成功着陆月球后对水平月面的压强为
，着陆月球后对水平月面的压强小于它对水平地面的压强。
【分析】（1）压力一定时，增大受力面积，可以减小压强；
（2）质量一定时，速度变大，动能变大，高度变高，重力势能变大；
（3）根据，计算压强的大小。
（1）“嫦娥六号”探测器支撑腿的圆垫设计得很宽大，是为了在压力一定时，增大受力面积，减小压强。
（2）搭载“嫦娥六号”探测器的长征五号遥八运载火箭加速升空过程中，探测器的质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，机械能变大。
（3）[1]发射前，“嫦娥六号”探测器对水平地面的压强为
[2]当它成功着陆月球后对水平月面的压强为
故当它成功着陆月球后对水平月面的压强小于它对水平地面的压强。
23．【答案】（1）不变；变大
（2）不等于
（3）负
（4）2.2×103；20
（5）25
【知识点】动能大小的比较；压强的大小及其计算；阿基米德原理
【解析】【解答】（1）机械臂的协助下，水槽中的航天员匀速向下运动，他的质量不变，速度不变，则其动能不变，根据液体压强公式p=ρ液gh可知，他受到水的压强变大。
（2）根据“ 航天员通过增减配重的方法使自身的重力与浮力基本相等 ”可知，航天员在水槽中处于“中性浮力”状态时，受到的重力不等于零；
（3）航天员也可在水槽中模拟“月球漫步”时，他肯定对水槽底部产生压力，即此时他受到的浮力小于重力，因此需要营造负浮力的环境；
（4） 航天员所受浮力大小为：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.22m3=2.2×103N；
由于悬浮时浮力等于重力，
所以身着训练服在水槽中进行模拟训练时的总重力为：G总=F浮=2.2×103N；
身着训练服在水槽中进行模拟训练时的总质量为：，
其配重的质量为：m配重=m总-m航天员-m训练服=220kg-70kg-130kg=20kg；
（5）根据丁图可知，耗氧速度与深度成正比，那么得到：；
解得：v=36L/min；
根据表格可在，210bar时瓶内气体体积为2100L，120bar时瓶内气体体积为1200L，
则这段停留时间为：。
【分析】（1）动能与质量和速度大小有关。根据液体压强公式p=ρ液gh分析受到水的压强变化；
（2）根据“ 航天员通过增减配重的方法使自身的重力与浮力基本相等 ”分析；
（3）根据“当物体受到的浮力小于自身重力时，这个浮力称为“负浮力””分析；
（4） 根据F浮=ρ水gV排算出航天员所受浮力大小，根据浮沉情况判断出身着训练服在水槽中进行模拟训练时的总重力，由G=mg算出身着训练服在水槽中进行模拟训练时的总质量，用总质量减去宇航员的质量就是其配重的质量；
（5）根据丁图确定8m深处时的耗氧速度，然后根据 “”计算潜水时间。
24．【答案】（1）小球能够达到的最大高度 跟它的质量无关。因为从表中数据可以看出， 当质量不同时， 小球以相同的速度从斜面底端冲上斜面， 所能到达的最大高度是相同的。小球能够达到的最大高度 跟它在斜面底端的速度 有关。当上升高度为 时， 速度为， 当上升高度为 时， 速度为 ， 可以看出 ，依此类推可以得出
（2）设物体的重力势能 ， 其中 为比例系数。小球达到最大高度 时， 其动能 全部转化为重力势能 ， 则 ， 将 代人， 得 ， 可见， 动能与质量成正比， 与速度的平方成正比
【知识点】势能的影响因素；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据表中数据分析作答；
（2）滑块在地面的重力势能为0，滑块达到最大高度h时，且重力势能的大小跟滑块离地高度h成正比，跟滑块质量m成正比，此时动能全部转化为重力势能，进行分析。
25．【答案】（1）弹性势
（2）航母的最高航速由可得航母产生的牵引力
（3）低速；由题意知当航母匀速运动时，牵引力与阻力大小相等。可得因此发动机的功率为将航速提高到原来的2倍，此时发动机的功率为因此若将航速提高到原来的2倍，则发动机的功率必须提高到原来功率的8倍
【知识点】功率的计算；动能和势能的概念
【解析】【解答】（1）弹性拦阻索受到飞机的拉力后发生形变而产生弹性势能，即将飞机的动能转化为拦阻索的弹性势能；
（3）①若航母储存燃油的质量一定，发动机的效率一定，则航母做的机械能相同，当续航里程最大时，根据可知，此时航母受到的阻力最小。根据“F=f=kv2”可知，此时航母的速度最小，即低速行驶。
②当航母速度提高到原来的2倍时，根据“F=f=kv2”可知，此时的牵引力是原来的4倍。根据P=Fv可知，此时航母的功率是原来的：4×2=8倍。
【分析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能；
（2）根据公式计算航母产生的牵引力。
（3）①首先根据分析续航里程最大时阻力的变化，再根据“在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比”分析速度的变化。
②首先根据“F=f=kv2”计算速度增大时航母受到的牵引力之比，再根据P=Fv计算航母的功率之比。
1 / 1人教版八下物理同步练习11.3 动能和势能（培优卷）
一、选择题
1．（2024八下·江岸期末） 掉在水平地面上的弹性小球，落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示，小球在A、C位置的高度一样。下列说法正确的是（ ）
A．小球每次上升到最高点时机械能不变
B．小球由A点运动到B点的过程中，动能全部转化为重力势能
C．小球在C点时的动能小于在A点时的动能
D．若小球反弹后到达最高点B时，所受力全部同时消失，小球将保持静止
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；力与运动的关系
【解析】【解答】 A.小球在运动过程中会受到空气阻力，克服阻力做功，一部分机械能转化为内能，机械能不断减小，故A错误；
B.小球由A点运动到B点的过程中，一部分机械能转化为内能，动能没有全部转化为重力势能，故B错误；
C.小球在A、C位置的高度一样，重力势能相等。小球在C点时的机械能小于在A点时的机械能，所以小球在C点时的动能小于在A点时的动能，故C正确；
D.小球到达B点时，水平方向的速度不为零，如果所受力全部同时消失，小球将保持匀速直线运动，故D错误。
故选C。
【分析】 ABC.影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能。在分析各个能量的变化时，根据各自的影响因素进行分析。
D.根据牛顿第一定律，物体不受力或者受平衡力时，一定处于静止或者匀速直线运动状态。
2．如图 5.37 所示， 容器的质量为， 若从容器的底部通过小孔向容器内注人质量为 的水， 需要做功为 。现将小孔打开， 水自然会从小孔流出， 与此同时提升容器， 使容器内的水面相对地面始终保持原有高度， 当容器内的水全部流走时， 需要做的功为 （ ）。
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】势能的影响因素；功的计算及应用
【解析】【解答】对容器及其内部的水来说，小孔先不打开，将容器提高H，此时容器及其内部整个系统增加的机械能为(M+m)gH，再打开小孔，水自然会从小孔流完，水的机械能减少了W，相对于原状态，机械能增加了(M+m)gH-W，将小孔打开，水会从小孔流出，同时提升容器，使容器内的水面相对地面始终保持原有高度，当容器内的水全部流走时，需要做的功有容器增加的重力势能mgH，水增加的重力势能为MgH-W，需要做的功为W'=mgH+MgH-W=(M+m)gH-W，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】根据功能关系，需要做的功包括：容器增加的重力势能mgH，水增加的重力势能。
3．（广东省梅州市丰顺县2023-2024学年八年级（下）物理期末试卷）如图所示，小球分别从光滑斜面、、的顶端下滑到斜面底端时的动能是( )
A．从滑下时最大 B．从滑下时最大
C．从滑下时最大 D．从三个斜面滑下时一样大
【答案】D
【知识点】动能大小的比较；动能和势能的大小变化
【解析】【解答】光滑斜面说明没有摩擦力，小球在从斜面上滚下时，只存在动能和重力势能的相互转化，机械能是守恒的。
小球从同一高度上滚下，重力势能是相等的，滚下时转化为相同的动能。
故答案为：D。
【分析】只存在动能与势能的相互转化时，机械能是守恒的。
4．（2024八下·期末）小艾同学在中考体育测试中，两次推铅球的出手点分别是点和点，出手时铅球的速度大小相同，、分别是两次运动过程的最高点，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A．铅球从点到 点重力势能增大
B．铅球在 点时的动能大于 点的动能
C．铅球在 点时的动能小于 点的动能
D．两次推铅球过程中机械能都不守恒
【答案】A
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】A、根据图像，铅球从a点到b点，高度变大，质量不变，重力势能增大，A符合题意；
BC、在图像中，铅球在a点和d点的质量、速度相同，动能相等，BC不符合题意；
D、由于不计空气阻力，铅球运动时，没有能量损失，两次推铅球时机械能都守恒，D不符合题意。
故答案为：A.
【分析】质量一定时，速度越大，动能越大；高度越大，重力势能越大；运动的物体若不计空气阻力，机械能不变。
二、多选题
5．（2023八下·古冶期末）如图所示情景是一种游戏，叫做蹦极。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。图中点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，点是游戏者所到达的最低点。对于游戏者离开跳台至最低点的过程，下列说法正确的是（ ）
A．游戏者的动能一直在增加
B．游戏者通过点之后，绳子具有弹性势能
C．游戏者减少的重力势能全部转化为动能
D．游戏者到点时，他的动能为零
【答案】B,D
【知识点】动能和势能的大小变化；力与运动的关系
【解析】【解答】A.在游戏者下落的过程中，在开始的一端时间内，它受到绳子的弹力小于游戏者的重力，即合力向下，那么做加速运动。当弹力大于重力时，合力向上，此时做减速运动，则游戏者的动能先增大后减小，故A错误；
B.游戏者通过点a之后，绳子被拉长，因此具有弹性势能，故B正确；
C.游戏者减少的重力势能全转化为动能和绳子的弹性势能，故C错误；
D.游戏者到达C点时，此时不再向下运动，即速度为零，那么它的动能为零，故D正确。
故选BD。
【分析】A.动能与质量和速度大小有关；
B.物体由于发生弹性形变具有的能量叫弹性势能；
C.注意游戏者的机械能和弹性势能的转化；
D.注意分析c点时游戏者的速度是否为零即可。
6．（2023八下·沈阳期中）如图，A、B是两个质量和表面粗糙程度都相同的物体，把它们叠放在水平桌面上，当右端挂重8N的物体C时，A、B恰好能一起向右做匀速直线运动，绳与滑轮之间的摩擦不计，则下列说法正确的是（ ）
A．物体A与B之间的摩擦力为0
B．若剪断绳子，A、B在桌面上会逐渐停止运动，减速时A会受到水平向左的摩擦力
C．A、B向右匀速运动时，A、B、C总的机械能保持不变
D．若使A、B向左做匀速直线运动，需对物体B施加一个水平向左16N的拉力
【答案】A,B,D
【知识点】势能大小的比较；二力平衡的条件及其应用；摩擦力产生的条件
【解析】【解答】A.根据题意可知，A和B一起向右做匀速直线运动，那么二者保持相对静止，则二者之间摩擦力为0，故A正确；
B.若剪断绳子，A、B在桌面上会逐渐停止运动，而摩擦力的方向与运动的方向相反，因此减速时A受到的摩擦力水平向左，故B正确；
C.当A、B匀速向右运动时，它俩的机械能保持不变，而C的重力势能不断减小，因此三者的机械能减小，故C错误；
D.当A、B匀速向右运动时，A和B受到向左的摩擦力和向右绳子的拉力，根据二力平衡的知识可知，摩擦力f=GC=8N。当A、B向左做匀速直线运动时，它受到向左的拉力F'，向右的摩擦力f和绳子拉力F，则F'=F+f=8N+8N=16N，故D正确。
故选ABD。
【分析】（1）摩擦力产生的条件：①相互接触且存在压力；②做相对运动或有相对运动的趋势；
（2）摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反；
（3）注意C的重力势能的变化；
（4）对A、B进行受力分析，根据平衡力的知识分析。
三、填空题
7．某地强风的风速约为 ， 空气密度 (即体积为 的空气质量为 )， 如果把通过横截面积为 的风能全部转化为电能， 则利用上述物理量计算电功率的公式 ， 产生的电功率的大小约为 。
【答案】；
【知识点】功率的计算；势能的影响因素；功的计算及应用
【解析】【解答】在t时间内，通过横截面积为20m2的风能全部转化为电能，根据能量守恒定律，则，其中m=ρV=ρ×vtS，可得。
【分析】在t时间内通过横截面积为20m2的风能全部转化为电能，根据能量守恒定律列式计算。
8．人们常常利用物体具有各种形式的机械能来做功，如：风具有 能，可以推动帆船航行；机械手表里拧紧的发条具有 能，可以带动小齿轮和指针转动；打桩机举高的重锤具有 能，可以完成打桩工作．
【答案】动；弹性势能；重力势
【知识点】能
【解析】【解答】风是流动的空气，由于其运动，所以其具有动能．
拧紧的发条发生了弹性形变，所以其具有弹性势能．
举高的锤由于相对于地面位置被举高，所以其具有重力势能．
故答案为：动；弹性势能；重力势．
【分析】判断一个物体是否具有动能的依据是其是否运动；判断一个物体是否具有弹性势能的依据是该物体是否发生了弹性形变．判断一个物体是否具有重力势能的依据是该物体是否被举高．因此要判断一个物体具有什么形式的机械能，关键是看该物体具有什么特征．
9．（2024八下·滦南期末）如图所示，“蹦床”不仅是奥运会的正式比赛项目，也是小朋友非常喜欢的游戏项目。小朋友通过对蹦床施力，蹦床发生弹性形变。使蹦床具有 能，蹦床把小朋友弹起上升到最高点时，小朋友的 能最大，小朋友下落至与蹦床刚刚接触时，小朋友的动能 选填“达到”或“未达到”最大。
【答案】弹性势；重力势；未达到
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化
【解析】【解答】小朋友通过对蹦床施力，蹦床发生弹性形变。使蹦床具有弹性势能，蹦床把小朋友弹起上升到最高点时，小朋友的重力势能最大，小朋友下落至与蹦床刚刚接触时，小朋友的动能未达到最大；小朋友受到的重力和弹力相等时，动能达到最大值。
故答案为：弹性势：重力势：未达到。
【分析】物体由于发生弹性形变所具有的能量叫弹性势能；物体由于受到重力且处于一定高度所具有的能量叫重力势能。物体由于运动所具有的能量叫动能。
10．（江西省上饶市广信区2023-2024学年八年级（下）物理期末试卷）如图是某同学扔实心球的四个分解动作，分解动作完成后，球下落过程中忽略空气阻力重力势能 ，重力做功的功率 。选填“增大”“减小”或“不变”
【答案】减小；增大
【知识点】功率大小的比较；动能和势能的大小变化
【解析】【解答】（1）球下落过程中质量不变，高度变小，重力势能减小。
（2）球下落过程中，速度变大，由可知，重力做功功率变大。
故答案为：减小；增大。
【分析】影响重力势能大小的因素是质量和高度。
根据判断重力做功的功率变化。
11．（2021八下·内江期末）拉开的弓能够把箭射出去，说明变形的弓具有 势能；竖直上抛的皮球在未到达最高点之前具有动能和 势能。
【答案】弹性；重力
【知识点】势能的影响因素
【解析】【解答】拉开的弓能够把箭射出去，弓发生了弹性形变，具有弹性势能。
竖直上抛的皮球在未到达最高点之前，有一定的速度和高度，具有动能和重力势能。
【分析】处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；发生形变的弹性体具有弹性势能，弹性形变越大，弹性势能就越大。
12．（2024八下·鼎城期末）如图所示是一座高山的等高线图等高线上每点的高度均相同，登山运动员从匀速到达点时，运动员在点的动能 在点的动能，在点的机械能 在点的机械能均选填“大于”、“等于”或“小于”。
【答案】等于；小于
【知识点】动能和势能的大小变化；动能与势能的应用
【解析】【解答】由图示知，运动员从A匀速运动到达B点，其质量不变，高度增大，速度不变，则重力势能增大，动能不变，A点的机械能小于B点的机械能。
故答案为：等于；小于。
【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。
四、作图题
13．（2024八下·黔东南期中）如图所示为小明同学用手垫飞排球到落地的过程，请画出排球离开手后在空中运行直到落地前其动能E随时间变化的关系图象。（设排球刚离开手时动能为E0）
【答案】
【知识点】动能与势能的应用
【解析】【解答】铅球离手后，铅球在上升过程中，质量不变，速度不断减小，动能不断变小；铅球在下降过程中，质量不变，速度不断变大，动能不断变大。
铅球在最高点时，仍有一定的速度，故其动能不为零，即图线不能与横轴相交。所以在整个运动过程中，铅球的动能先变小后变大，如图所示：
【分析】动能大小的影响因素：质量、速度。速度一定时，质量越大动能越大；在质量一定时，速度越大，动能越大。
五、实验探究题
14．（2024八下·潮南月考）小明认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他进行了如下探究：
由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；
由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；
（1）小明做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的小木块，将小木块撞出一段距离；
①实验通过观察 来比较小球动能的大小，这种研究问题的方法是 ；
②分析比较题甲、丙两组实验可得：物体质量相同时，速度越大，动能越 (选填“大”或“小”)；
③为了探究动能的大小与质量的关系，将质量不同的小球，使它们从斜面的 (选填“相同”或“不同”)高度由静止滚下，推动小木块做功；
（2）小明由此实验还联想到探究牛顿第一定律的实验，让同一金属球从同一斜面的同一高度由静止开始向下运动，到达毛巾、棉布以及玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止，金属球在水平面运动的整个过程中，克服摩擦力做的功 (选填“相等”或“不相等”)。
【答案】（1）小木块被推动的距离；转换法；大；相同
（2）相等
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(2) 第1、2空、 在实验中我们通过观察木块被推动的距离的远近来判断物体所具有的动能大小，小木块被推动的距离越远，说明物体具有的动能越大，这是转换法的应用。故第1空填" 小木块被推动的距离 "，第2空填" 转换法 "；
第3空、 在甲、丙两组实验中，金属球的质量相同，甲实验中金属球所在的高度更高，到达斜面底端的速度更大，小木块被推动的距离更远，说明：物体质量相同时，速度越大，动能越大。故该空填“大”；
第4空、 由控制变量法可知，在探究动能的大小与质量的关系，需要控制速度相同；所以要让质量不同的小球沿斜面的同一高度下落，这样保证质量不同，小球下落到斜面底端的速度相同。故该空填“ 相同 ”；
(3) 第1空、 让同一个金属球从同一斜面的同一个高度由静止开始向下运动，金属球到达水平面时的速度相同，动能相同，然后在毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止，此时动能为0。在水平面运动的整个过程中，克服摩擦力做的功等于小车动能的变化量，因小车动能变化量相同，所以克服摩擦力做的功相等。故该空填“ 相等 ”。
【分析】首先阐述了“十次车祸九次快”和“安全驾驶莫超载”分别体现了汽车动能与速度和质量的关系。接着说明实验中通过观察小木块被推动的距离来判断动能大小是转换法的运用，并具体分析了甲、丙两组实验得出物体质量相同时速度越大动能越大的结论，强调了控制变量法的应用。然后解释让不同质量小球在同一高度下落是为了控制速度相同来探究动能与质量的关系。最后分析同一个金属球在不同水平面运动时，因为动能变化量相同所以克服摩擦力做功相等的原理。
15．（2024八下·廉江月考）小蓝同学在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，设计了如下两种方案：
A．让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离（如图甲所示）。
B．让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离（如图乙所示）。
（1）实验中是通过观察 来比较小车动能大小的，这里运用的物理研究方法是 ；
（2）A方案是为了探究动能大小与 的关系，得到的结论是 ；
（3）小蓝想用B方案探究动能大小与质量的关系。该方案 （填“合理”或“不合理”）；
（4）本实验 （选填“能”或“不能”）在光滑的玻璃板上进行。
【答案】（1）木块移动的距离；转换法
（2）速度；质量相同时，物体的速度越大，动能越大
（3）不合理
（4）不能
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1) 第1空、 在实验中，小车的动能大小无法直接测量，而小车撞击木块后，木块会移动一段距离，木块移动的距离越远，说明小车对它做的功越多，也就反映出小车的动能越大，所以通过观察木块移动的距离来比较小车动能大小。故该空填“ 木块移动的距离 ”；
第2空、 这种通过一个容易测量或观察的量来反映一个不易测量或观察的量的方法就是转换法。故该空填“ 转换法 ”；
(2) 第1空、 A 方案中，让同一辆小车从不同高度下滑，由于是同一辆车，质量是相同的，而不同高度下滑则到达水平面时的速度不同，这样就能探究动能大小与速度的关系。故该空填“ 速度 ”；
第2空、 经过实验可以发现，在质量相同的情况下，高度越高，速度越大，木块移动的距离越远，从而得出质量相同时，物体的速度越大，动能越大的结论。故该空填“ 质量相同时，物体的速度越大，动能越大 ”；
(3) 第1空、 B 方案中，让不同质量的小车从同一斜面的不同高度下滑，这样既改变了小车的质量，又改变了小车到达水平面时的速度，存在两个变量同时变化，无法确定动能的变化到底是由质量引起的还是速度引起的，所以无法准确探究动能大小与质量的关系，该方案不合理。故该空填“ 不合理 ”；
(4) 第1空、 如果在光滑的玻璃板上进行实验，当小车撞击木块后，木块会因为没有摩擦力而一直匀速直线运动下去，无法停下来，这样就无法确定木块移动的具体距离，也就无法根据木块移动的距离来判断小车动能的大小了，所以不能在光滑的玻璃板上进行。故该空填“ 不能 ”。
【分析】 首先明确实验目的是探究动能大小与哪些因素有关。在具体实验中，通过观察木块移动的距离这一容易观测的量来体现小车动能大小，运用了转换法。A 方案保持小车质量不变，改变速度，从而探究动能与速度的关系并得出相应结论。B 方案同时改变质量和速度，存在变量不唯一的问题，所以不合理）。而选择实验平面时，光滑玻璃板会导致无法准确测量木块移动距离，故不能在此平面进行实验。
16．（2023八下·宁武期末）通过学习，小明知道了物体弹性势能的大小与其发生弹性形变的程度有关，善于动脑的小明，设计了一个研究弹簧弹性势能E与压缩量x之间关系的实验，方案如下：
①如甲图，将一根弹簧的左端固定于竖直墙壁的O点，测出弹簧处于自然状态时的长度为L；
②如乙图，用钢球将弹簧适当压缩，测量弹簧被压缩后的长度为L1，并计算出弹簧的压缩量x；
③释放钢球，让弹出去的钢球撞击水平面上的木块（忽略钢球与水平面之间的摩擦），测出木块被推动的距离为s；
④将木块放回原处，改变弹簧的压缩量，重复实验步骤②③，将测出的物理量记录在表格中。
实次 验数 弹簧原 长L/m 弹簧压缩后 的长度L1/m 木块移动 的距离s/m
1 0.2 0.18 0.2
2 0.2 0.16 0.8
3 0.2 0.14 1.8
4 0.2 0.12 3.2
5 0.2 0.10
请你依据上述的实验过程和记录数据，解答下列问题：
（1）实验中弹簧的形变量x＝ m（用字母L和L1表示）；
（2）根据表格中的数据在丙图中画出木块被推动的距离s与弹簧压缩量x的关系图像 ；老师告诉小明：木块在水平面上移动的距离与木块的动能成正比。结合丙图中的图像请你推断：弹簧弹性势能E的大小与压缩量x （选填“成”或“不成”）正比。
（3）表格中第5次实验，木块移动的距离为 m。
（4）实验后，小明打算用质量不同的两个钢球将同一弹簧压缩到相同程度，放手后用锻球撞击木块的方法来验证钢球动能与其质量的关系。这样做 （填“能”或“不能”）验证。
【答案】（1）L﹣L1
（2）；不成
（3）5
（4）不能
【知识点】势能的影响因素
【解析】【解答】（1）弹簧的形变量等于弹簧的长度与弹簧原长的差，即弹簧的形变量x＝L-L1；
（2）方格纸上横轴表示弹簧压缩量，纵轴表示木块移动的距离，将每组数据在方格上对应位置描点，最后将相邻的点用平滑的线连接起来即可，如下图所示：
根据图片可知，图像不是一条直线，因此木块移动的距离与弹簧的压缩量不成正比。而木块的动能与木块移动的距离成正比，而弹簧的弹性势能等于木块的动能，因此弹簧的弹性势能与压缩量不成正比。
（3）根据表格1、2、4可知：当弹簧压缩量为：0.2m-0.18m=0.02m时，木块移动0.2m；
当弹簧压缩量为：0.2m-0.16m=0.04m时，木块移动0.8m；
当弹簧压缩量为：0.2m-0.12m=0.08m时，木块移动3.2m；
比较1和2可知，弹簧压缩量增大到2倍时，木块移动距离增大到：22=4倍；
比较1和4可知，弹簧压缩量增大到4倍时，木块移动距离增大到：42=16倍；
则木块移动的距离与弹簧的压缩量的平方成正比，即关系式为：s=a△L；
那么得到：0.2m=a×（0.02m）2；
s=a×（0.2m-0.1m）2；
两个式子做比得到：；
解得：s=5m。
（4）实验后，小明打算用质量不同的两个钢球将同一弹簧压缩到相同程度，放手后用锻球撞击木块的方法来验证钢球动能与其质量的关系。这样做不能验证，因为没有控制速度相同。
【分析】（1）弹簧的形变量等于弹簧的长度与弹簧原长的差；
（2）方格纸上横轴表示弹簧压缩量，纵轴表示木块移动的距离，将每组数据在方格上对应位置描点，最后将相邻的点用平滑的线连接起来即可。根据图像的形状分析弹性势能大小与压缩量的关系。
（3）根据表格数据分析木块移动的距离与弹簧压缩量之间的数量关系，据此推算第5次实验时木块移动的距离。
（4）探究动能与质量的关系时，需要控制速度相同，只改变质量。而将两个质量不同的小球将同一弹簧压缩到相同程度时，质量小的速度大小，质量大的速度小，据此分析解答。
17．（2018八下·韶关期末）请你阅读材料，回答下列问题。
目前汽车刹车器均采用油压制动，油压制动刹车时消耗的机械能以摩擦发热形式排放掉，形成能源的浪费。现有一种汽车能源再生制动器，能把汽车刹车制动时消耗的机械能转化为电能而储存起来（通常所说的发电），有效地利用了能量。实际上汽车刹车时再生制动器无法提供足够的刹车阻力，仍需要与油压制动器配合使用，产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求，若某汽车以72km/h的速度行驶，刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如下表：
（1）汽车匀速运动时动能 ，刹车时机械能 ；（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）汽车刹车时，再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间的变化情况是：_____。
A．逐渐增大 B．先增大后不变
C．先增大后减小 D．先增大后不变再减小
（3）如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×104N，t=0.4s时油压制动器还需产生 N的刹车阻力。
（4）在满足（4）的刹车阻力作用下，汽车的行驶路程与时间变化的关系如图所示，则在0～0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功W= J。
【答案】（1）不变；减小
（2）D
（3）1.6×103
（4）1×105
【知识点】动能和势能的大小变化；二力平衡的条件及其应用；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）汽车匀速运动时，速度和质量不变，则动能不变，刹车时克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减小；（2）从表中数据可知，从0到0.8s之间，再生刹车阻力f不断增大，从0.8s到1.2s刹车阻力保持1.0×104N不变，从1.2s以后刹车阻力又不断减小，所以汽车刹车时，再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间的变化情况是先增大后不变再减小，故答案为：D。（3）由题知，当t＝0.4s时，再生制动器产生的刹车阻力约8.4×103N，所以油压制动器产生的阻力应为：f油＝1×104N 8.4×103N＝1.6×103N.（4）刹车阻力的大小f＝1×104N，由图乙知，0.5s内通过的路程为10m.所以克服刹车阻力做的功为：W＝fs＝1×104N×10m＝1×105J.
【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.机械能：动能和势能的统称.（机械能=动能+势能）
认真分析时间的变化和再生刹车阻力的大小变化，从而找出它们之间的关系.
根据图甲分析当时间为0.5s时的刹车阻力大小，然后根据所需的总重力计算油压制动器产生的阻力.
利用功的计算公式：W=Fs计算即可.
18．（2018八下·盐湖期末）放学后，小军路过一个建筑工地，看见如图所示打桩机打桩时重锤被高高拉起又下落，打在桩面上，桩便往地下陷。爱思考的小明想到“桩下陷的深度与什么因素有关”的问题，并提出以下猜想：
（1）猜想一：桩下陷的深度与重锤打击桩的力度有关。
猜想二：桩下陷的深度与地面的硬度有关。
你的猜想是
（2）回家后，小明找来排球和足球模拟“打桩”来验证猜想一。设计实验方案如下：
a．用台秤分别称出排球和足球质量为300g和500g
b．在光滑平整的地板上放一张白纸，在白纸上叠放一张复写纸。将排球从纸正上方2米处静止下落，排球打在复写纸上，在白纸上留下打击的复写印迹，记下“印迹1”。
c．换用足球从2米高度处落下，重做上面实验，得到足球打击的“印迹2”。
d．如何利用台秤较准确地测出排球和足球的打击力度F1、和F2的大小？小明想出一种方案：把“印迹1”放在台秤上，再将排球放在“印迹1”用力向下压排球，当 时读出台秤的示数，通过计算得出F1，用同样的方法测量F2
（3）请设计出实验的表格。
【答案】（1）桩下陷的深度与重锤的质量有关
（2）印迹完全相同
（3）
【知识点】势能的影响因素；控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】（1）打桩时每次桩下陷的深浅与什么因素有关，根据生活经验可猜想：桩下陷的深浅除了与重锤打击桩的力度、地面的硬度有关还可能与重锤的质量有关、与桩的形状有关、与桩的直径有关等。（2）要想使两个力的大小相等，使其作用效果相同就可以。
根据题意判断，当印迹完全相同时读出台称的示数，即可测出打击力度的大小；（3）实验记录表格中需要有质量m、高度h、打击力度F，且要多次实验，设计表格如下：
【分析】题主要考查了重力势能的理解及影响因素，同时还涉及到力的作用效果，控制变量法的应用（在设计实验时，需要注意控制变量法的应用，要探究重力势能与质量之间的关系，需要控制物体的高度）.
19．（2024八下·湛江期末）如图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m）。
（1）实验中探究的动能是指 。（选填序号）
A.钢球撞击木块时的动能 B.钢球撞击木块后的动能 C.木块被钢球撞击后的动能
（2）实验中通过比较 来判断小球具有动能的大小。
（3）小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是 （选填“正确”或“错误”）。
（4）通过比较步骤甲和 可以判断动能大小与物体质量的关系。
（5）若斜面下方的水平面是光滑的，本实验 （选填“能”或“不能”）达到实验目的。
【答案】A；木块移动距离；错误；步骤乙；不能
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】探究动能大小跟哪些因素有关时，（1）实验中，通过木块被撞击后移动的距离来比较钢球到达水平面时动能的大小，探究的动能是指钢球撞击木块时的动能，故选A。
（2）实验中，通过木块B被小球撞击后移动的距离，判断小球具有动能的大小，利用了转换法。
（3）探究动能和速度的关系时，需要保持质量相等，实验乙和丙，质量和下落的高度都不同，不能判断动能大小与速度的关系。
（4）探究动能大小与物体质量的关系，需要控制速度相同，改变物体的质量，选择甲、乙进行实验。
（5）若水平面绝对光滑，钢球撞击木块后，木块不受摩擦力作用，在水平方向不受外力作用，将做匀速直线运动，不能通过比较木块移动的距离来比较动能的大小。
【分析】（1）运动的物体具有动能；
（2）通过木块移动的距离反应动能大小，是转换法；
（3）探究动能大小和速度的关系时，需要保持质量相等；
（4）探究动能和物体质量的关系时，要保持物体运动速度相等；
（5）水平面光滑，不受摩擦力，运动的物体做匀速直线运动。
20．（2024八下·瑞金期末）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
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所在高度有关
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度．
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示．
实验序号 铁块质量 铁块距桌面高度 桌腿进入沙子的深度
① 20 20 1.9
② 20 30 2.9
③ 20 40 3.8
④ 30 20 2.9
⑤ 40 20 4.1
（1）实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是： ．
【答案】桌腿进入沙子的深度；①④⑤；质量相同的物体，位置越高，具有的重力势能越大
【知识点】探究影响物体势能大小的因素；物理学方法
【解析】【解答】探究重力势能的大小与什么因素有关时，（1）实验中，物体具有的重力势能越大，能够对小桌做的功越多，使桌腿陷入沙子的深度越大，实验比较的是桌腿进入沙子的深度；
（2）验证猜想一，重力势能和质量的关系，要控制物体的高度不变，质量改变，根据实验数据可以看出，①④⑤高度相同，质量不同，可以比较重力势能和质量的关系；
（3）根据①②③数据，物体的质量相同，高度不同，重力势能不同；物体质量相同时，随着物体的高度增大，小桌桌腿陷入的深度也在增加，即质量相同的物体，位置越高，具有的重力势能越大。
【分析】（1）通过小桌陷入沙子的深度，可以反应重力势能的大小；
（2）探究重力势能和质量关系时，需要保持高度相同；
（3）当质量相同，高度不同时，高度越高，重力势能越大。
21．（2024八下·阳高期末）在“探究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知木块A、B、C的质量关系为；三个完全相同的木桩和三个木块从高处释放时的位置如图甲所示；木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，木块B、C将木桩打入沙中的深度相同。
（1）实验时，木块应在木桩的 （填“正上方”或“后上方”）释放，将木桩打入沙中；
（2）比较木块A和B将木桩打入沙中的深度可得出结论：当质量一定时， ；
（3）比较木块B和C将木桩打入沙中的深度，小刚认为：物体重力势能的大小与质量无关，你认为小刚的观点是 （填“正确”或“错误”）的，理由是 。
【答案】正上方；物体高度越高，重力势能越大；错误；木块B、C释放时的高度不同
【知识点】探究影响物体势能大小的因素；物理学方法
【解析】【解答】（1）由于木块在下落过程中只受重力，且重力方向竖直向下，所以木块由静止释放后在重力的作用下竖直向下运动，所以为了使木块准确撞击木桩，故木块应在木桩的正上方释放；
（2）由图可知：A、B的质量是相同的，物块B的高度大于A的高度，B撞击的木桩陷入沙中的深度大于A撞击的木桩陷入沙中的深度，B对木桩做的功多，B的重力势能大，所以结论为：当质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能越大；
（3）第3空，由甲图可知，木块B、C下落的高度不同，质量也不同，木桩被打入沙中的深度相同，由控制变量法可知，要探究物体重力势能的大小与质量的关系，应控制B和C两个物体下落的高度相同，质量不同，所以，由以上实验得出的结论是错误的。
故答案为：（1）正上方；（2）物体的高度越高，具有的重力势能越大；（3）错误；B、C两木块释放的高度不同。
【分析】（1）根据重力的方向分析回答；
（2）观察图象中的相同点和不同点，从而得出结论；
（3）根据图象分析B、C的相同点和不同点，利用控制变量法回答。
六、科普阅读题
22．（2024八下·普洱期末）“嫦娥六号”（英文：Chang'e-6），是中国嫦娥探月计划第六个探测器，着陆区为月球背面南极-艾特肯盆地。2022年11月，中国探月工程总设计师吴伟仁表示，嫦娥六号计划从月球背面采集更多样品，争取实现2000克的目标。“嫦娥六号”、七号、八号，小行星探测、火星取样返回、木星系探测等工程任务将按计划陆续实施。“嫦娥六号”任务计划前往月球背面南极-艾特肯盆地，进行形貌探测和地质背景勘察等工作，去发现并采集不同地域、不同年龄的月球样品。为增进国际合作，“嫦娥六号”任务搭载了法国的氡气探测仪、欧空局的负离子探测仪、意大利的激光角反射镜、巴基斯坦的立方星等4个国家的载荷和卫星项目。
2024年5月3日，搭载“嫦娥六号”探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，准确进入地月转移轨道。 5月8日10时12分，成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行。6月2日6时23分，“嫦娥六号”探测器着上组合体成功着陆月背南极-艾特肯盆地的预选着陆区。6月4日7时38分，“嫦娥六号”上升器携带月球样品自月球背面起飞，3000牛发动机工作约6分钟。6月6日14时48分，“嫦娥六号”上升器成功与轨道器和返回器组合体完成月球轨道的交会对接，并于15时24分将月球样品容器安全转移至返回器中。这是我国航天器继“嫦娥五号”之后，第二次实现月球轨道交会对接。
（1）“嫦娥六号”探测器支撑腿的圆垫设计得很宽大是为了 。
（2）搭载“嫦娥六号”探测器的长征五号遥八运载火箭加速升空过程中，探测器的机械能 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
（3）“嫦娥六号”探测器的质量为8.2t，它有4个支撑腿，若每个支撑腿的圆垫与地面的接触面积为1.025m2，发射前，“嫦娥六号”探测器对水平地面的压强为 Pa；当它成功着陆月球后对水平月面的压强 （选填“>”、“<”或“=”）它对水平地面的压强。（已知g地=10N/kg，）。
【答案】（1）在压力一定时，增大受力面积，减小压强
（2）变大
（3）；<
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；减小压强的方法及其应用；压强的大小及其计算
【解析】【解答】（1）探测器支撑腿的圆垫设计得很宽大，增大受力面积，在压力一定时，减小压强。
（2）长征五号遥八运载火箭加速升空时，质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，机械能变大。
（3）发射前，计算探测器对水平地面的压强为
，
当它成功着陆月球后对水平月面的压强为
，着陆月球后对水平月面的压强小于它对水平地面的压强。
【分析】（1）压力一定时，增大受力面积，可以减小压强；
（2）质量一定时，速度变大，动能变大，高度变高，重力势能变大；
（3）根据，计算压强的大小。
（1）“嫦娥六号”探测器支撑腿的圆垫设计得很宽大，是为了在压力一定时，增大受力面积，减小压强。
（2）搭载“嫦娥六号”探测器的长征五号遥八运载火箭加速升空过程中，探测器的质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，机械能变大。
（3）[1]发射前，“嫦娥六号”探测器对水平地面的压强为
[2]当它成功着陆月球后对水平月面的压强为
故当它成功着陆月球后对水平月面的压强小于它对水平地面的压强。
七、综合题
23．（2024八下·南山期末）阅读材料，回答问题：
中性浮力水槽
为了在地面模拟航天员在太空中所处的失重环境，我国建设了特殊的“潜水池”——中性浮力水槽，如图甲所示。当物体受到的浮力大于自身重力时，这个浮力称为“正浮力”；当物体受到的浮力小于自身重力时，这个浮力称为“负浮力”。训练时，航天员通过增减配重的方法使自身的重力与浮力基本相等，以获得与太空中相似的失重感，此时的浮力称为“中性浮力”。
为了充分模拟出舱任务，如图乙所示，航天员需穿着厚重的水下训练服，在机械臂和若干潜水员的协助下进行水下活动。潜水员小明携带的气瓶配有如图丙所示的气压表。潜水前，有3000L的空气被压缩至瓶中；潜水时，通过气压表示数可以知道瓶内空气量（两者的关系如表1所示）。小明结合自身在水下的平均耗气速度v与所处深度h的关系（如图丁所示），便能估算出潜水时间：
其中：当瓶内空气消耗量的单位为L、耗气速度的单位为L/min时，潜水时间的单位为min。
气压表示数/bar 300 210 120 30
瓶内空气量/L 3000 2100 1200 300
表1
（1）在机械臂的协助下，水槽中的航天员匀速向下运动，其动能 ，受到水的压强 （以上两空均选填“变小”、“不变”或“变大”）；
（2）航天员在水槽中处于“中性浮力”状态时，受到的重力 （选填“等于”或“不等于”）零；
（3）航天员也可在水槽中模拟“月球漫步”。但与太空中的失重环境不同，月球引力为地球引力的1/6，因此需要在水槽中营造 （选填“正”、“中性”或“负”）浮力的环境；
（4）质量为70kg的航天员，身着130kg的训练服在水槽中进行模拟失重训练时，训练服与配重的总体积约为，其所受浮力大小约为 N，其配重的质量约为 kg（已知，）；
（5）某次潜水时，潜水员小明在水深8m处停留一段时间后，气压表示数由210bar降到120bar，则这段停留时间约为 min．
【答案】（1）不变；变大
（2）不等于
（3）负
（4）2.2×103；20
（5）25
【知识点】动能大小的比较；压强的大小及其计算；阿基米德原理
【解析】【解答】（1）机械臂的协助下，水槽中的航天员匀速向下运动，他的质量不变，速度不变，则其动能不变，根据液体压强公式p=ρ液gh可知，他受到水的压强变大。
（2）根据“ 航天员通过增减配重的方法使自身的重力与浮力基本相等 ”可知，航天员在水槽中处于“中性浮力”状态时，受到的重力不等于零；
（3）航天员也可在水槽中模拟“月球漫步”时，他肯定对水槽底部产生压力，即此时他受到的浮力小于重力，因此需要营造负浮力的环境；
（4） 航天员所受浮力大小为：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.22m3=2.2×103N；
由于悬浮时浮力等于重力，
所以身着训练服在水槽中进行模拟训练时的总重力为：G总=F浮=2.2×103N；
身着训练服在水槽中进行模拟训练时的总质量为：，
其配重的质量为：m配重=m总-m航天员-m训练服=220kg-70kg-130kg=20kg；
（5）根据丁图可知，耗氧速度与深度成正比，那么得到：；
解得：v=36L/min；
根据表格可在，210bar时瓶内气体体积为2100L，120bar时瓶内气体体积为1200L，
则这段停留时间为：。
【分析】（1）动能与质量和速度大小有关。根据液体压强公式p=ρ液gh分析受到水的压强变化；
（2）根据“ 航天员通过增减配重的方法使自身的重力与浮力基本相等 ”分析；
（3）根据“当物体受到的浮力小于自身重力时，这个浮力称为“负浮力””分析；
（4） 根据F浮=ρ水gV排算出航天员所受浮力大小，根据浮沉情况判断出身着训练服在水槽中进行模拟训练时的总重力，由G=mg算出身着训练服在水槽中进行模拟训练时的总质量，用总质量减去宇航员的质量就是其配重的质量；
（5）根据丁图确定8m深处时的耗氧速度，然后根据 “”计算潜水时间。
24．某学生用质量不同的滑块以不同的速度， 从地面沿倾角为 的光滑斜面往上滑， 如图 5.47 所示。他记录了滑块滑至最高点 (此时小球速度为零) 的高度 ，如表 5.1 所示.
表 5.1
滑块质量m/kg 1 2 3
速度v/(m/s) 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
高度h/m 0.05 0.20 0.45 0.80 .125 0.05 0.20 0.45 0.80 1.25 0.05 0.20 0.45 0.80 1.25
根据上述数据分析， 归纳出：
（1） 小球能够达到的最大高度 跟它在斜面底端的速度 和质量 有无关系， 有何关系， 并写出关系式。
（2）若假定小球在地面的重力势能为 0 ， 且重力势能的大小跟小球离地高度 成正比， 跟小球质量 成正比， 则小球在斜面底端的动能 与小球在斜面底端的速度 、质量 有何关系。
【答案】（1）小球能够达到的最大高度 跟它的质量无关。因为从表中数据可以看出， 当质量不同时， 小球以相同的速度从斜面底端冲上斜面， 所能到达的最大高度是相同的。小球能够达到的最大高度 跟它在斜面底端的速度 有关。当上升高度为 时， 速度为， 当上升高度为 时， 速度为 ， 可以看出 ，依此类推可以得出
（2）设物体的重力势能 ， 其中 为比例系数。小球达到最大高度 时， 其动能 全部转化为重力势能 ， 则 ， 将 代人， 得 ， 可见， 动能与质量成正比， 与速度的平方成正比
【知识点】势能的影响因素；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据表中数据分析作答；
（2）滑块在地面的重力势能为0，滑块达到最大高度h时，且重力势能的大小跟滑块离地高度h成正比，跟滑块质量m成正比，此时动能全部转化为重力势能，进行分析。
25．（2023八下·宝山期中）2012年9月25日上午，中国首艘航空母舰“辽宁”号（图甲）正式交接服役，从此中国摆脱了没有航母的历史。航母上安装有卫星通讯天线、有源相控阵雷达等设备，配备近防武器系统和各型舰载机，有关参数如表所示。新型固定翼舰载机（图乙）在“辽宁”号航母训练平台上的着落、起飞试验已取得成功。
辽宁号航空母舰参数
满载排水量/t 67500 总功率/kW 1.5×105
动力提供（燃料） 重油 最高航速km/h 54
最大舰长/m 304 最大舰宽/m 70.5
发动机的效率/% 25 最大舰载机数量/架 30
（1）舰载机降落时，飞机尾钩必须挂住甲板上的弹性阻拦索，使飞机的动能转化为弹性阻拦索的 能；
（2）如果航母总功率全部用来提供它向前的牵引力，当航母以最高航速54km/h航行时，它产生的牵引力 N；
（3）若航母储存燃油的质量一定，发动机的效率一定，它在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比，航母 （选填“低速”、“中速”或“高速”）行驶时续航里程（连续航行的最大距离）大，若将航速提高到原来的2倍，则发动机的功率必须提高到原来功率的 倍。
【答案】（1）弹性势
（2）航母的最高航速由可得航母产生的牵引力
（3）低速；由题意知当航母匀速运动时，牵引力与阻力大小相等。可得因此发动机的功率为将航速提高到原来的2倍，此时发动机的功率为因此若将航速提高到原来的2倍，则发动机的功率必须提高到原来功率的8倍
【知识点】功率的计算；动能和势能的概念
【解析】【解答】（1）弹性拦阻索受到飞机的拉力后发生形变而产生弹性势能，即将飞机的动能转化为拦阻索的弹性势能；
（3）①若航母储存燃油的质量一定，发动机的效率一定，则航母做的机械能相同，当续航里程最大时，根据可知，此时航母受到的阻力最小。根据“F=f=kv2”可知，此时航母的速度最小，即低速行驶。
②当航母速度提高到原来的2倍时，根据“F=f=kv2”可知，此时的牵引力是原来的4倍。根据P=Fv可知，此时航母的功率是原来的：4×2=8倍。
【分析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能；
（2）根据公式计算航母产生的牵引力。
（3）①首先根据分析续航里程最大时阻力的变化，再根据“在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比”分析速度的变化。
②首先根据“F=f=kv2”计算速度增大时航母受到的牵引力之比，再根据P=Fv计算航母的功率之比。
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