第3节 动能和势能
【A层 基础必会】
考点一 探究物体的动能跟哪些因素有关
1.(2024·扬州三模改编)如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。小明同学让钢球分别从斜面由静止开始滚下,撞击木块。
(1)该实验中物体的速度是指钢球从斜面上由静止滚下 即将碰撞木块时 (选填“即将碰撞木块时”或“碰撞木块后”)的速度;
(2)实验中钢球碰撞木块后继续向前运动,在水平木板上滑动一段距离后停下,设开始时钢球的重力势能为Ep,木块克服摩擦力所做的功为W,则Ep > (选填“>”“<”或“=”)W;
(3)实验后,小明联想到在许多交通事故中,造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”,进而想知道,在影响物体动能大小的因素中,哪个对动能影响更大 于是利用上述器材进行了实验测定,得到的数据如表:
实验 序号 钢球的 质量 m/g 钢球自由 滚下的高 度h/cm 钢球滚落 下的速度 v/(m·s-1) 木块被撞 后运动的 距离s/m
1 30 5 1 4
2 30 20 2 16
3 60 5 1 8
分析表格中对应的实验数据可知: 超速 (选填“超载”或“超速”)对物体的动能影响更大,当发生交通事故时,由此造成的危害更严重。
考点二 探究重力势能的大小跟哪些因素有关
2.如图所示是探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验装置。实验时,让物体从高处自由下落,冲击小方桌,小方桌的桌腿是四根钉子,并放置在沙箱的沙面上。
(1)实验时通过观察 桌腿陷入沙中的深度 来判断物体重力势能的大小。
(2)比较图A和B是通过控制 质量 相同来验证重力势能的大小与 高度 的关系。可得出结论:物体的 质量 相同时, 高度 越高,具有的重力势能越大。
(3)要研究重力势能大小与质量的关系,应选择图中的 C 和 D 进行对比实验。可得出结论:物体的 高度 相同时, 质量 越大,具有重力势能越大。
考点三 动能和势能
3.如图为自动垂直升降式车库的停车过程示意图。下列关于汽车匀速上升时的说法,正确的是 (A)
A.动能不变,重力势能增加
B.动能不变,重力势能不变
C.动能增加,重力势能不变
D.动能不变,重力势能减小
4.(2024·上海质检改编)如图所示,踢毽子是传统民俗体育活动之一。毽子被踢向空中,在上升过程中,毽子的动能 减小 ,重力势能 增大 ;在下落过程中,毽子的重力势能 减小 。(均选填“增大”“不变”或“减小”)
5.将一支内有弹簧的笔向下按压(如图),放手后笔会向上弹起一定高度。向下按笔的过程中,笔的重力势能 减小 ,弹簧的弹性势能 增大 ,当笔弹起离开桌面向上运动的过程中,笔的动能 减小 (以上均选填“增大”“减小”或“不变”)。
易错点 忽略隐含条件错判能量变化
6.如图所示是电动无人扫地车,在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内,此过程中,扫地车整体的动能 变大 ,重力势能 变大 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【B层 能力提升】
7. (2024·天津质检)高空跳伞运动,以它自身的惊险性和挑战性,被世人誉为“勇敢者的运动”。如图所示,一名跳伞运动员在空中匀速直线下降。关于运动员,下列说法正确的是 (D)
A.动能减小,重力势能不变
B.动能不变,重力势能增大
C.动能增大,重力势能减小
D.动能不变,重力势能减小
8. (2024·泉州期末)《清明上河图》生动记录了中国十二世纪北宋都城汴京(今河南开封)的城市面貌和当时社会各阶层人民的生活状况。如图所示为《清明上河图》中荡秋千的场景,秋千从最低点运动到最高点的过程中,下列判断中正确的是 (C)
A.动能增大,重力势能增大
B.动能增大,重力势能减小
C.动能减小,重力势能增大
D.动能减小,重力势能减小
9.(2024·徐州质检)实心球是我县中考体育测试的一个重要项目,小明斜向上与水平面成45°角抛出实心球。从球离开手到最后落在地面的过程中,则动能Ek随时间t的变化关系(不计空气阻力),最接近图中的哪一个 (D)
10. (2024·江西质检)如图所示,老师将一个用轻质泡沫塑料做成的圆环,轻放在一个斜坡上,圆环不但没有滚下,反而加速向斜坡上滚去,其奥秘就在内部镶嵌的小铁块上。在圆环加速滚上斜坡的过程中,圆环(不含小铁块)的动能 增大 ,重力势能 增大 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
11.(装置创新)(2024·桂林质检)小刘同学在使用同一装置探究影响动能大小的因素的两次实验中,将小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图甲、乙所示;木板固定在水平面上。
(1)甲、乙所示实验中,小球运动到最低点时(即悬挂点的正下方),速度大小 相等 (选填“相等”或“不相等”)。实验中是通过比较 木块移动的距离 来比较小球动能大小的。
(2)图乙装置中有一处错误,正确的操作是 保持木块初始位置相同 。改正后进行实验,发现木块会从木板右侧滑出,为改变这种情况,可以 增大 (选填“增大”或“减小”)木块的质量或者 减小 (选填“增大”或“减小”)小球释放的初始高度。
(3)若想探究动能与速度的关系,应将质量 相同 (选填“相同”或“不同”)的小球从 不同 (选填“相同”或“不同”)高度处由静止释放。
【C层 素养培优】
12.(思维拓展)(2024·无锡质检改编)弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动,弹跳杆结构如图甲所示。图乙是小希玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程,针对此过程。下列分析正确的是 (D)
A.a→b的过程中,弹簧的弹性势能越来越大
B.b→c的过程中,小希的重力势能增大,动能增大
C.a→c的过程中,小希的动能先增大后减小,在b状态动能最大
D.在a状态时弹簧的弹性势能最大
点思路:小希在a→b的过程先加速后减速,弹力等于重力时速度最大,动能最大,在b时弹力为0;在b→c的过程中速度减小,在c时速度为0。第3节 动能和势能
【A层 基础必会】
考点一 探究物体的动能跟哪些因素有关
1.(2024·扬州三模改编)如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。小明同学让钢球分别从斜面由静止开始滚下,撞击木块。
(1)该实验中物体的速度是指钢球从斜面上由静止滚下 (选填“即将碰撞木块时”或“碰撞木块后”)的速度;
(2)实验中钢球碰撞木块后继续向前运动,在水平木板上滑动一段距离后停下,设开始时钢球的重力势能为Ep,木块克服摩擦力所做的功为W,则Ep (选填“>”“<”或“=”)W;
(3)实验后,小明联想到在许多交通事故中,造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”,进而想知道,在影响物体动能大小的因素中,哪个对动能影响更大 于是利用上述器材进行了实验测定,得到的数据如表:
实验 序号 钢球的 质量 m/g 钢球自由 滚下的高 度h/cm 钢球滚落 下的速度 v/(m·s-1) 木块被撞 后运动的 距离s/m
1 30 5 1 4
2 30 20 2 16
3 60 5 1 8
分析表格中对应的实验数据可知: (选填“超载”或“超速”)对物体的动能影响更大,当发生交通事故时,由此造成的危害更严重。
考点二 探究重力势能的大小跟哪些因素有关
2.如图所示是探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验装置。实验时,让物体从高处自由下落,冲击小方桌,小方桌的桌腿是四根钉子,并放置在沙箱的沙面上。
(1)实验时通过观察 来判断物体重力势能的大小。
(2)比较图A和B是通过控制 相同来验证重力势能的大小与 的关系。可得出结论:物体的 相同时, 越高,具有的重力势能越大。
(3)要研究重力势能大小与质量的关系,应选择图中的 和 进行对比实验。可得出结论:物体的 相同时, 越大,具有重力势能越大。
考点三 动能和势能
3.如图为自动垂直升降式车库的停车过程示意图。下列关于汽车匀速上升时的说法,正确的是 ( )
A.动能不变,重力势能增加
B.动能不变,重力势能不变
C.动能增加,重力势能不变
D.动能不变,重力势能减小
4.(2024·上海质检改编)如图所示,踢毽子是传统民俗体育活动之一。毽子被踢向空中,在上升过程中,毽子的动能 ,重力势能 ;在下落过程中,毽子的重力势能 。(均选填“增大”“不变”或“减小”)
5.将一支内有弹簧的笔向下按压(如图),放手后笔会向上弹起一定高度。向下按笔的过程中,笔的重力势能 ,弹簧的弹性势能 ,当笔弹起离开桌面向上运动的过程中,笔的动能 (以上均选填“增大”“减小”或“不变”)。
易错点 忽略隐含条件错判能量变化
6.如图所示是电动无人扫地车,在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内,此过程中,扫地车整体的动能 ,重力势能 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【B层 能力提升】
7. (2024·天津质检)高空跳伞运动,以它自身的惊险性和挑战性,被世人誉为“勇敢者的运动”。如图所示,一名跳伞运动员在空中匀速直线下降。关于运动员,下列说法正确的是 ( )
A.动能减小,重力势能不变
B.动能不变,重力势能增大
C.动能增大,重力势能减小
D.动能不变,重力势能减小
8. (2024·泉州期末)《清明上河图》生动记录了中国十二世纪北宋都城汴京(今河南开封)的城市面貌和当时社会各阶层人民的生活状况。如图所示为《清明上河图》中荡秋千的场景,秋千从最低点运动到最高点的过程中,下列判断中正确的是 ( )
A.动能增大,重力势能增大
B.动能增大,重力势能减小
C.动能减小,重力势能增大
D.动能减小,重力势能减小
9.(2024·徐州质检)实心球是我县中考体育测试的一个重要项目,小明斜向上与水平面成45°角抛出实心球。从球离开手到最后落在地面的过程中,则动能Ek随时间t的变化关系(不计空气阻力),最接近图中的哪一个 ( )
10. (2024·江西质检)如图所示,老师将一个用轻质泡沫塑料做成的圆环,轻放在一个斜坡上,圆环不但没有滚下,反而加速向斜坡上滚去,其奥秘就在内部镶嵌的小铁块上。在圆环加速滚上斜坡的过程中,圆环(不含小铁块)的动能 ,重力势能 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
11.(装置创新)(2024·桂林质检)小刘同学在使用同一装置探究影响动能大小的因素的两次实验中,将小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图甲、乙所示;木板固定在水平面上。
(1)甲、乙所示实验中,小球运动到最低点时(即悬挂点的正下方),速度大小 (选填“相等”或“不相等”)。实验中是通过比较 来比较小球动能大小的。
(2)图乙装置中有一处错误,正确的操作是 。改正后进行实验,发现木块会从木板右侧滑出,为改变这种情况,可以 (选填“增大”或“减小”)木块的质量或者 (选填“增大”或“减小”)小球释放的初始高度。
(3)若想探究动能与速度的关系,应将质量 (选填“相同”或“不同”)的小球从 (选填“相同”或“不同”)高度处由静止释放。
【C层 素养培优】
12.(思维拓展)(2024·无锡质检改编)弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动,弹跳杆结构如图甲所示。图乙是小希玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程,针对此过程。下列分析正确的是 ( )
A.a→b的过程中,弹簧的弹性势能越来越大
B.b→c的过程中,小希的重力势能增大,动能增大
C.a→c的过程中,小希的动能先增大后减小,在b状态动能最大
D.在a状态时弹簧的弹性势能最大
