10.3《动能和势能》 筑基提能同步分层练习设计（基础版）初中物理八年级下（沪科版2024）
一、单选题
1．（2024八下·邯郸经济技术开发期末） 4月26日我省举行了首届中学生自制水火箭比赛。参赛选手对水火箭打气，拉开气阀，水向下喷出，水火箭一飞冲天。在水火箭上升过程中，下列说法正确的是（ ）
A．水火箭能起飞是受到水对它向上的推力
B．水火箭受到的重力不变
C．水火箭的动能一直增大
D．水火箭的重力势能一直增大
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化；力作用的相互性；重力及其大小的计算
【解析】【解答】A、 水向下喷出 ，根据相互作用力， 水火箭受到水对它向上的推力 ，A正确
B、 水喷出，水火箭受到的重力减小，B错误
C、水火箭上升过程中，速度逐渐减小，高度逐渐上升，动能减小，重力势能增加，随后，高度逐渐降低，重力势能减小，动能再次增加，反复循环直到机械能为0，CD错误
综上选A
【分析】相互作用力：作用力是相互的，施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上，水向下喷出 ， 水火箭受到水对它向上的推力
重力：由于地球的吸引而使物体受到的力，大小为自身重力、方向竖直向下，作用点位于物体重心。
机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比；
2．（2024八下·期末）一个中学生向上抛出一个篮球，在篮球上升的过程中，篮球的( )
A．动能减少，重力势能增加 B．动能减少，重力势能减少
C．动能增加，机械能增加 D．动能增加，机械能不变
【答案】A
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】抛出篮球时，篮球减速上升，由于质量一定，速度变小，动能减小，高度变大，重力势能变大，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A.
【分析】在质量一定时，速度变小，动能减小，高度变大，重力势能变大。
3．（2024八下·张家口期末）古代战争中，军队用投石车投出巨石来攻击城墙，在巨石被投出到击中城墙的过程中，下列说法正确的是( ).
A．巨石在上升过程中动能不断增大
B．巨石在最高点时动能为零
C．巨石在下降过程中动能转化为重力势能
D．巨石在下降过程中重力势能不断减小
【答案】D
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】A、投出的巨石在上升过程中，速度减小，动能不断减小，A不符合题意；
B、投出的巨石在最高点时，在水平方向有速度，动能不为零，B不符合题意；
CD、巨石在下降过程中，速度变大，动能变大，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，C不符合题意；D符合题意。
故答案为：D.
【分析】质量一定时，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大。
4．（2024八下·湖南期末）跳水是我国体育传统优势项目，中国跳水队被誉为“梦之队”。如图所示，跳板跳水包括起跳、腾空、下落、入水几个阶段，忽略空气阻力，下列说法正确的是( )
A．起跳过程中，运动员的动能减小
B．腾空而起时，运动员的重力势能不变
C．运动员在最高点的动能最大
D．运动员下落的过程中重力势能转化为动能
【答案】D
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【解答】A、起跳过程中，运动员向上加速运动，质量一定时，动能变大，A不符合题意；
B、腾空而起时，运动员的高度变大，质量不变，重力势能变大，B不符合题意；
C、运动员在最高点的高度最大，重力势能最大，C不符合题意；
D、运动员下落的过程中高度减小，速度变大，重力势能转化为动能，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】质量一定时，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大。
5．（2024八下·沅江期末）长征系列运载火箭为我国的航天事业做出了巨大贡献。2024年1月17日，搭载“天舟七号”货运飞船的“长征七号”遥八运载火箭在我国文昌航天发射场成功发射。火箭加速上升的过程中，“天舟七号”货运飞船（ ）
A．动能增大 B．机械能不变
C．受到惯性的作用 D．受平衡力的作用
【答案】A
【知识点】动能大小的比较；惯性及其现象；平衡力的辨别
【解析】【解答】火箭加速上升的过程中，货运飞船质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，机械能变大，A符合题意。
故答案为：A.
【分析】质量一定时，动能和速度有关，重力势能和高度有关。
6．（2024八下·衡水期末）小明利用斜面分别进行了“探究阻力对物体运动的影响”（如图甲）和“探究影响动能大小的因素”（如图乙）两个实验，下列说法正确的是
A．为了实验效果明显，甲实验中水平面要尽量粗糙，乙实验中水平面要尽量光滑
B．甲、乙两个实验中，利用斜面都是为了使小球到达水平面时的速度相同
C．甲、乙两个实验中，小球到达水平面能继续向前运动是因为它受到惯性的作用
D．甲实验中小球刚开始下滑时具有的机械能相等，乙实验中木块被撞得越远，说明小球对木块做的功越多
【答案】D
【知识点】能；动能与势能的应用；探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】A. 探究阻力对运动的影响时要改变粗糙程度，探究影响动能大小的因素实验中粗糙程度要相同，故A错误；
B. 速度不一定相同，故B错误；
C. 小球具有惯性，而不是受到惯性，故C错误；
D. 小球质量相等，高度相等，动能和重力势能相等，机械能相等；探究影响动能大小的因素实验中，小球对木块做功，木块被撞得越远，说明小球对木块做的功越多，故D正确。
【分析】(1)探究阻力对物体运动的影响时要改变水平面的粗糙程度，探究影响动能大小的因素实验中水平面的要粗糙些。
(2)甲、乙两个实验中，利用斜面都是为了使小球到达水平面时的获得速度。
(3)惯性是物体本身的一种性质，只能说具有惯性不能说受惯性的作用。
(4)根据实验的目的，观察实验现象得出答案。
7．（2024八下·衡水期末）科普活动中，老师为同学们表演了一个“自动爬坡”实验，惊艳了全场。该实验如下：将一个用轻质泡沫做成的圆环，轻轻放在一个斜坡上，结果发现圆环不但没有滚下，反而加速滚上了斜坡。揭秘后才发现，这是一个内部镶嵌了一个小铁块的圆环，在圆环加速滚上斜坡的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．圆环的动能增大，重力势能减小
B．圆环的动能减小，重力势能减小
C．圆环的动能增大，重力势能增大
D．圆环的动能减小，重力势能增大
【答案】A
【知识点】势能的影响因素；探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】质量不变，速度变大，动能增大；高度变小，重力势能减小。故选A。
【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。
二、多选题
8．（2024八下·张家口期末）下列判断正确的是 ( )
A．汽车匀速转弯时，它具有的动能一定不变
B．篮球的重力势能减小时，它的动能一定增大
C．书包所受的合力为零时，它的机械能一定不变
D．足球在空中减速上升时，它的重力势能一定增加
【答案】A,D
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【解答】A、汽车匀速转弯时，速度和质量不变，它具有的动能一定不变，A符合题意；
B、篮球的重力势能减小时，不确定速度变化，动能不一定增大，B不符合题意；
C、书包所受的合力为零时，高度可能变化，重力势能变大，它的机械能可能改变，C不符合题意；
D、足球在空中减速上升时，由于高度变大，重力势能一定增加，D符合题意。
故答案为：AD.
【分析】物体具有的动能和物体的质量、速度有关；重力势能和质量、高度有关。
9．（2024八下·呈贡期末）如图所示，关于图中物理现象的解释正确的是( )
A．图甲，当向塑料管中用力吹气时，细管中液面将会上升
B．图乙，人没有搬动石头，但有力作用在石头上，此时人对石头做了功
C．图丙，压强计是连通器
D．图丁，人造地球卫星从近地点向远地点运动过程中，动能转化为重力势能
【答案】A,D
【知识点】动能的影响因素；连通器原理及其应用；流体压强与流速关系的探究实验；功的计算及应用
【解析】【解答】A、 当向塑料管中用力吹气时 ，流速增加，压强减小，细管A的压强大于B，所以 细管中液面将会上升 ，A正确
B、人没有搬动石头，有力无距离，不做功，B错误
C、 压强计不是连通器，C错误
D、 人造地球卫星从近地点向远地点运动过程中，动能转化为重力势能 ，D正确
综上选AD
【分析】压强和流速的关系：压强越大，流速越小，应用为飞机机翼上凸，空气流速快，导致压强较小，形成向上的升力
机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比
连通器：上端开口相通，或底部相通的容器叫连通器，在连通器的液体保持同一水平，压强相等，应用：茶壶；回水弯管；船闸
10．将小球坚直上抛， 然后又落回到抛出点。小球向上过程的中点为， 取抛出点的重力势能为零。若该球在整个过程所受的空气阻力大小不变，则小球 （ ）。
A．上升过程损失的机械能大于下降过程损失的机械能
B．上升过程损失的机械能等于下降过程损失的机械能
C．上升至 点时的动能大于势能
D．下落至 点时的动能大于势能
【答案】B,C
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】AB.球在上升和下降的过程中，克服空气的阻力消耗机械能，若空气阻力大小不变，运动的距离相同时，W=mgh，损失的机械能是相同的，A不符合题意，B符合题意；
C.A在中点，小球的质量不变，小球在A点的重力势能为最高点重力势能的一半，在上升过程中，动能会转化为重力势能和内能，小球的机械能大于A点重力势能的2倍，在A点时的动能要大于重力势能，C符合题意；
D.小球在A点的重力势能为最高点重力势能的一半，在下落的过程中，小球继续克服摩擦做功，机械能会继续减小；由于A点的高度不变，重力势能不变，A点的动能要小于势能，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】球在上升和下降的过程中，会克服空气的阻力做功，根据W=mgh，分析阻力做功的大小，动能的大小与速度和质量有关，重力势能的大小与质量和高度有关，
11．（2022八下·新抚期末）今年的北京冬奥会上，我国选手徐梦桃在雪上空中技巧比赛中摘得女单金牌。她在比赛过程中运动的轨迹（a→b→c→d）如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．从a点下滑到b点过程中，动能不断增大
B．从b点运动到c点过程中，重力势能不断增大
C．在空中飞行到最高处c点时的动能为零
D．在d点落地时的机械能等于a点的机械能
【答案】A,B
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；动能和势能的大小变化
【解析】【解答】A．从a点下滑到b点过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，A符合题意；
B．从b点运动到c点过程中，运动员质量不变，高度不断增加，重力势能不断增大，B符合题意；
C．我国选手徐梦桃在空中飞行到最高处c点时竖直方向速度为零，但水平方向速度不为零，即其动能不为零，C不符合题意；
D．由于空气阻力和滑雪板之间存在摩擦，运动员由a运动到d由一部分机械能要克服摩擦做功，故在d点落地时的机械能不等于a点的机械能，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】质量一定时，高度变大，重力势能变大，速度变大，动能变大。
三、实验填空题
12．（2024八下·玉田期末）小明在探究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验中，他用质量不同的两个钢球和（的质量大于），分别从不同的高度和由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。
（1）小明通过观察 来判断钢球动能的大小；
（2）实验中，钢球滚到斜面底端后会继续向前运动，是因为钢球具有 ；木块最终会停下来是因为受到 的作用；
（3）由图甲、乙两图可得实验结论：
（4）某同学用下图所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法不可行，原因是 。
【答案】（1）木块被撞击后移动的距离
（2）惯性；阻力
（3）在质量一定时，速度越大，动能越大
（4）没有控制水平面的粗糙程度相同
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；惯性及其现象；物理学方法
【解析】【解答】（1）该实验用到的物理学研究问题的方法是转换法，实验中通过观察木块被撞后移动的距离长短，来判断小球动能的大小。
（2）小钢球在水平面上不能立即停下，是由于小钢球具有惯性，仍会保持向前的运动状态；因为受到阻力的作用，木块的速度越来越慢，最终会停下来。
（3）甲、乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，高度越高，到达水平面时的速度越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，由此得出结论：在质量一定时，速度越大，动能越大。
（4）图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系，应改变小球撞击木块前的速度，控制其它因素相同，而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，所以这种实验方法是错误的。
故答案为：（1） 木块被撞击后移动的距离 ；（2） 惯性 ； 阻力 ；（3） 在质量一定时，速度越大，动能越大 ；（4） 没有控制水平面的粗糙程度相同 。
【分析】(1)实验中通过观察木块被推动的距离来比较物体动能的大小，这用到了转换法；
(2)一切物体都具有惯性，惯性的大小只与物体的质量有关；力是改变物体运动状态的原因；根据牛顿第一定律，若水平面绝对光滑，则木块不受摩擦力作用，运动后将保持匀速直线运动；
(3)(4)动能大小跟质量和速度有关，在探究动能大小跟质量关系时，控制速度大小不变；在探究动能大小跟速度关系时，控制质量不变；影响动能大小的因素有物体的质量与速度，因此，在探究和分析结论时，一定要注意控制变量法的运用，并据此得出结论。
（1）实验中通过观察木块被撞后移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
（2）[1]小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有惯性，仍会保持向前的运动状态。
[2]由于受到阻力的作用，木块的速度越来越慢，最终会停下来。
（3）甲、乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，高度越高，到达水平面时的速度越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，故可以得出结论：在质量一定时，速度越大，动能越大。
（4）图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系，应改变小球撞击木块前的速度，控制其它因素相同，而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，故这种实验方法是错误的。
13．（2024八下·大埔期末）小明为研究动能大小与哪些因素有关，设计了如图所示实验，让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和水平面平滑相接，请结合实验回答下列问题：
（1）实验中通过弹簧被压缩的程度反映小球动能的大小，这是用到了 （选填“控制变量法”或“转换法”）；实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度越大时，观察到弹簧被压缩得越短，说明小球的动能大小与速度 （选填“有关”或“无关”）；
（2）为了研究动能大小是否和物体质量有关，应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度静止滚下，这样做的目的是使小球运动到水平面时的 相同；
（3）实验中小明发现小球压缩弹簧后被弹簧弹回到斜面上，为了研究小球被弹回到斜面上的高度与哪些因素有关，小明分别将玻璃板、木板和毛巾铺在接触面（含斜面和平面）上，进行实验，而保证小球质量和在斜面上滚下时的高度 （选填“相同”或“不同”），发现当小球在玻璃表面滚动时被弹回的高度最大，在毛巾表面滚动时被弹回的高度最小，因此小明认为小球被弹回的高度与接触面的 有关；
（4）小明在（3）实验所得结论基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回得越高，如果接触面光滑，没有摩擦，那么小球将（ ）
A．沿着斜面匀速直线运动
B．不能上升到初始高度，最终静止在水平面上
C．上升到初始高度后静止
D．能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动
【答案】（1）转换法；有关
（2）速度
（3）相同；粗糙程度
（4）D
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)小球压缩弹簧，对弹簧做功，做功的多少反映了小球动能的多少，弹簧被压缩的程度越大，说明小球的动能越大，所以，可以通过弹簧被压缩的程度来反映小球动能的多少，这种方法叫转换法。实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度越大时，小球达到水平面上的速度越大，弹簧被压缩得越短，说明小球动能大小与速度有关。
(2)要研究动能大小与质量的关系，由控制变量法的应用可知，就要控制速度不变，让质量变化，速度是通过起始点的高度来控制的，所以，让不同质量的小球从斜面上相同的高度静止滚下，这样做的目的是使小球运动到水平面时的速度相同。
(3)根据控制变量法，在研究小球被弹回到斜面上的高度与哪些因素有关，需要保证小球质量和在斜面上滚下时的高度相同，在不同的表面，小球被弹回的高度的不同可知，小球被弹回的高度与斜面的粗糙程度有关。
(4)由(3)可知，接触面越光滑小球被弹回的越高，由此推理，如果接触面光滑到没有摩擦，只有动能和势能相互转化，机械能保持不变，那么小球将能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
故答案为：(1)转换法，有关；(2)速度；(3)相同；斜面和平面的粗糙程度；(4)D。
【分析】(1)根据该实验中，小球动能的多少是通过它对弹簧做功的多少来反映的，对弹簧做功的多少又是通过弹簧被压缩的程度来体现的；
(2)小球从斜面上相同高度滚下则到达水平面的速度是相同的；
(3)(4)物体的动能和势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果不受阻力，机械能的总量保持不变，如果有阻力作用，则机械能减小，内能增加。
四、解答与计算题
14．（2022八下·定远期末）已知物体的重力势能的表达式为Ep=mgh，动能的表达式为Ek=mv2，其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示是运动员投掷铅球的场景。运动员在距地面高h=1.5m处，将质量为4kg的铅球以6m/s的速度沿斜上方抛出，空气阻力忽略不计。求∶
（1）铅球刚被抛出时的动能Ek1和重力势能Ep1；
（2）铅球从抛出到落地的过程中，重力做的功W；
（3）铅球落地前瞬间的动能Ek2
【答案】（1）解：物体被抛出时的动能
被抛出时的动能72J。
由题意可得，物体被抛出时的重力势能
被抛出时的重力势能为60J。
答：物体被抛出时的动能为72J，重力势能为60J
（2）解：重力的方向竖直向下，铅球沿着重力方向的移动距离为1.5m，故重力做功为
答：铅球从抛出到落地的过程中，重力做的功60J；
（3）解：由于不计空气阻力的影响，铅球从被抛出到落地前的瞬间机械能守恒。落地前瞬间铅球的重力势能为Ep2=0，所以重力势能的减少量为
因此动能的增加量为
故
铅球落地前瞬间的动能为132 J。
答：物体落地前瞬间的动能Ek2为132J。
【知识点】动能和势能的大小变化；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据公式，可求出动能；根据，可求出重力势能；
（2）根据公式，可求出重力做的功；
（3）根据公式末动能和初动能的差值，可求出铅球落地前瞬间的动能 。
15．（2022八下·烟台期末）2020年11月10日，“奋斗者号”载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，潜水器下潜过程中的平均速度为2.7km/h，下潜过程用了4h。（海水密度的变化忽略不计，取ρ水=1×103kg/m3；深度越深海水温度越低；g取10N/kg）求：
（1）载人潜水器成功坐底时所受到海水的压强为多少；
（2）载人潜水器坐底时局部表面上受到的海水压力为6.48×105N，求该局部面积为多大？
（3）若载人潜水器在海面下匀速下潜，请写出其下潜过程中涉及到的至少3个物理量，并写明这几个物理量的定性变化情况。例如：所受海水的压强逐渐增大。
【答案】（1）解：由题意可知，潜水器下潜过程中的平均速度为2.7km/h，下潜过程用了4h，载人潜水器下潜的总深度
潜水器受到海水的压强
载人潜水器成功坐底时所受到海水的压强为1.08×108Pa。
答：载人潜水器成功坐底时所受到海水的压强为1.08×108Pa；
（2）解：载人潜水器坐底时局部表面上受到的海水压力为6.48×105N，由（1）解析可知，受到海水的压强为1.08×108Pa，根据压强公式可知，该局部面积
该局部面积为6×10-3m2。
答：该局部面积为6×10-3m2；
（3）解：载人潜水器在海面下匀速下潜，其排开水的体积不变，根据可知其所受海水的浮力不变；载人潜水器的速度不变，质量不变，其动能不变；载人潜水器的高度降低，所以其重力势能减小。
答：载人潜水器在海面下匀速下潜，其排开水的体积不变，根据可知其所受海水的浮力不变；载人潜水器的速度不变，质量不变，其动能不变；载人潜水器的高度降低，所以其重力势能减小。
【知识点】动能和势能的大小变化；压强的大小及其计算；液体压强计算公式的应用；阿基米德原理
【解析】【分析】（1）根据公式p＝ρgh，可求出所受到海水的压强；
（2）根据公式，可求出局部面积；
（3）根据公式F浮＝ρ液gV排，可判断浮力变化；速度不变，质量不变，其动能不变；载人潜水器的高度降低，所以其重力势能减小。
16．（2021八下·潜山期末）已知物体动能的表达式为 ，重力势能的表达式为 ，如图所示，高为h＝0.8m的光滑斜面AB与均匀粗糙的水平面相连，将质量为m＝200g的物体在A点由静止开始下滑，经过B点进入水平面，最后静止在水平面的C点。已知物体在水平面上滑行时所受摩擦力为其重力的0.2倍，物体在水平面上滑行时克服摩擦力所做的功等于其动能的减小值，请计算：
（1）物体在A点时具有的重力势能是多少？
（2）物体到达B点时的速度是多少？
（3）物体在水平面上滑行时受到的摩擦力是多少？
（4）物体在水平面上滑行的距离是多少？
【答案】（1）解：物体在A点时具有的重力势能为
答：物体在A点时具有的重力势能是1.6J
（2）解：由于机械能守恒，所以
即
可得物体到达B点时的速度
答：物体到达B点时的速度是4m/s；
（3）解：根据
由题意知：
答：物体在水平面上滑行时受到的摩擦力是0.4N；
（4）解：根据题意
即
解得
答：物体在水平面上滑行的距离是4m。
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；
（2）物体的重力势能转化为动能，结合动能的表达式求解物体的速度；
（3）结合物体受到的阻力与重力的关系求解阻力；
（4）最终，物体的动能全部转化为内能，结合摩擦力大小求解物体移动的距离。
1 / 110.3《动能和势能》 筑基提能同步分层练习设计（基础版）初中物理八年级下（沪科版2024）
一、单选题
1．（2024八下·邯郸经济技术开发期末） 4月26日我省举行了首届中学生自制水火箭比赛。参赛选手对水火箭打气，拉开气阀，水向下喷出，水火箭一飞冲天。在水火箭上升过程中，下列说法正确的是（ ）
A．水火箭能起飞是受到水对它向上的推力
B．水火箭受到的重力不变
C．水火箭的动能一直增大
D．水火箭的重力势能一直增大
2．（2024八下·期末）一个中学生向上抛出一个篮球，在篮球上升的过程中，篮球的( )
A．动能减少，重力势能增加 B．动能减少，重力势能减少
C．动能增加，机械能增加 D．动能增加，机械能不变
3．（2024八下·张家口期末）古代战争中，军队用投石车投出巨石来攻击城墙，在巨石被投出到击中城墙的过程中，下列说法正确的是( ).
A．巨石在上升过程中动能不断增大
B．巨石在最高点时动能为零
C．巨石在下降过程中动能转化为重力势能
D．巨石在下降过程中重力势能不断减小
4．（2024八下·湖南期末）跳水是我国体育传统优势项目，中国跳水队被誉为“梦之队”。如图所示，跳板跳水包括起跳、腾空、下落、入水几个阶段，忽略空气阻力，下列说法正确的是( )
A．起跳过程中，运动员的动能减小
B．腾空而起时，运动员的重力势能不变
C．运动员在最高点的动能最大
D．运动员下落的过程中重力势能转化为动能
5．（2024八下·沅江期末）长征系列运载火箭为我国的航天事业做出了巨大贡献。2024年1月17日，搭载“天舟七号”货运飞船的“长征七号”遥八运载火箭在我国文昌航天发射场成功发射。火箭加速上升的过程中，“天舟七号”货运飞船（ ）
A．动能增大 B．机械能不变
C．受到惯性的作用 D．受平衡力的作用
6．（2024八下·衡水期末）小明利用斜面分别进行了“探究阻力对物体运动的影响”（如图甲）和“探究影响动能大小的因素”（如图乙）两个实验，下列说法正确的是
A．为了实验效果明显，甲实验中水平面要尽量粗糙，乙实验中水平面要尽量光滑
B．甲、乙两个实验中，利用斜面都是为了使小球到达水平面时的速度相同
C．甲、乙两个实验中，小球到达水平面能继续向前运动是因为它受到惯性的作用
D．甲实验中小球刚开始下滑时具有的机械能相等，乙实验中木块被撞得越远，说明小球对木块做的功越多
7．（2024八下·衡水期末）科普活动中，老师为同学们表演了一个“自动爬坡”实验，惊艳了全场。该实验如下：将一个用轻质泡沫做成的圆环，轻轻放在一个斜坡上，结果发现圆环不但没有滚下，反而加速滚上了斜坡。揭秘后才发现，这是一个内部镶嵌了一个小铁块的圆环，在圆环加速滚上斜坡的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．圆环的动能增大，重力势能减小
B．圆环的动能减小，重力势能减小
C．圆环的动能增大，重力势能增大
D．圆环的动能减小，重力势能增大
二、多选题
8．（2024八下·张家口期末）下列判断正确的是 ( )
A．汽车匀速转弯时，它具有的动能一定不变
B．篮球的重力势能减小时，它的动能一定增大
C．书包所受的合力为零时，它的机械能一定不变
D．足球在空中减速上升时，它的重力势能一定增加
9．（2024八下·呈贡期末）如图所示，关于图中物理现象的解释正确的是( )
A．图甲，当向塑料管中用力吹气时，细管中液面将会上升
B．图乙，人没有搬动石头，但有力作用在石头上，此时人对石头做了功
C．图丙，压强计是连通器
D．图丁，人造地球卫星从近地点向远地点运动过程中，动能转化为重力势能
10．将小球坚直上抛， 然后又落回到抛出点。小球向上过程的中点为， 取抛出点的重力势能为零。若该球在整个过程所受的空气阻力大小不变，则小球 （ ）。
A．上升过程损失的机械能大于下降过程损失的机械能
B．上升过程损失的机械能等于下降过程损失的机械能
C．上升至 点时的动能大于势能
D．下落至 点时的动能大于势能
11．（2022八下·新抚期末）今年的北京冬奥会上，我国选手徐梦桃在雪上空中技巧比赛中摘得女单金牌。她在比赛过程中运动的轨迹（a→b→c→d）如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．从a点下滑到b点过程中，动能不断增大
B．从b点运动到c点过程中，重力势能不断增大
C．在空中飞行到最高处c点时的动能为零
D．在d点落地时的机械能等于a点的机械能
三、实验填空题
12．（2024八下·玉田期末）小明在探究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验中，他用质量不同的两个钢球和（的质量大于），分别从不同的高度和由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。
（1）小明通过观察 来判断钢球动能的大小；
（2）实验中，钢球滚到斜面底端后会继续向前运动，是因为钢球具有 ；木块最终会停下来是因为受到 的作用；
（3）由图甲、乙两图可得实验结论：
（4）某同学用下图所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法不可行，原因是 。
13．（2024八下·大埔期末）小明为研究动能大小与哪些因素有关，设计了如图所示实验，让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和水平面平滑相接，请结合实验回答下列问题：
（1）实验中通过弹簧被压缩的程度反映小球动能的大小，这是用到了 （选填“控制变量法”或“转换法”）；实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度越大时，观察到弹簧被压缩得越短，说明小球的动能大小与速度 （选填“有关”或“无关”）；
（2）为了研究动能大小是否和物体质量有关，应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度静止滚下，这样做的目的是使小球运动到水平面时的 相同；
（3）实验中小明发现小球压缩弹簧后被弹簧弹回到斜面上，为了研究小球被弹回到斜面上的高度与哪些因素有关，小明分别将玻璃板、木板和毛巾铺在接触面（含斜面和平面）上，进行实验，而保证小球质量和在斜面上滚下时的高度 （选填“相同”或“不同”），发现当小球在玻璃表面滚动时被弹回的高度最大，在毛巾表面滚动时被弹回的高度最小，因此小明认为小球被弹回的高度与接触面的 有关；
（4）小明在（3）实验所得结论基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回得越高，如果接触面光滑，没有摩擦，那么小球将（ ）
A．沿着斜面匀速直线运动
B．不能上升到初始高度，最终静止在水平面上
C．上升到初始高度后静止
D．能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动
四、解答与计算题
14．（2022八下·定远期末）已知物体的重力势能的表达式为Ep=mgh，动能的表达式为Ek=mv2，其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示是运动员投掷铅球的场景。运动员在距地面高h=1.5m处，将质量为4kg的铅球以6m/s的速度沿斜上方抛出，空气阻力忽略不计。求∶
（1）铅球刚被抛出时的动能Ek1和重力势能Ep1；
（2）铅球从抛出到落地的过程中，重力做的功W；
（3）铅球落地前瞬间的动能Ek2
15．（2022八下·烟台期末）2020年11月10日，“奋斗者号”载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，潜水器下潜过程中的平均速度为2.7km/h，下潜过程用了4h。（海水密度的变化忽略不计，取ρ水=1×103kg/m3；深度越深海水温度越低；g取10N/kg）求：
（1）载人潜水器成功坐底时所受到海水的压强为多少；
（2）载人潜水器坐底时局部表面上受到的海水压力为6.48×105N，求该局部面积为多大？
（3）若载人潜水器在海面下匀速下潜，请写出其下潜过程中涉及到的至少3个物理量，并写明这几个物理量的定性变化情况。例如：所受海水的压强逐渐增大。
16．（2021八下·潜山期末）已知物体动能的表达式为 ，重力势能的表达式为 ，如图所示，高为h＝0.8m的光滑斜面AB与均匀粗糙的水平面相连，将质量为m＝200g的物体在A点由静止开始下滑，经过B点进入水平面，最后静止在水平面的C点。已知物体在水平面上滑行时所受摩擦力为其重力的0.2倍，物体在水平面上滑行时克服摩擦力所做的功等于其动能的减小值，请计算：
（1）物体在A点时具有的重力势能是多少？
（2）物体到达B点时的速度是多少？
（3）物体在水平面上滑行时受到的摩擦力是多少？
（4）物体在水平面上滑行的距离是多少？
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化；力作用的相互性；重力及其大小的计算
【解析】【解答】A、 水向下喷出 ，根据相互作用力， 水火箭受到水对它向上的推力 ，A正确
B、 水喷出，水火箭受到的重力减小，B错误
C、水火箭上升过程中，速度逐渐减小，高度逐渐上升，动能减小，重力势能增加，随后，高度逐渐降低，重力势能减小，动能再次增加，反复循环直到机械能为0，CD错误
综上选A
【分析】相互作用力：作用力是相互的，施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上，水向下喷出 ， 水火箭受到水对它向上的推力
重力：由于地球的吸引而使物体受到的力，大小为自身重力、方向竖直向下，作用点位于物体重心。
机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比；
2．【答案】A
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】抛出篮球时，篮球减速上升，由于质量一定，速度变小，动能减小，高度变大，重力势能变大，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A.
【分析】在质量一定时，速度变小，动能减小，高度变大，重力势能变大。
3．【答案】D
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】A、投出的巨石在上升过程中，速度减小，动能不断减小，A不符合题意；
B、投出的巨石在最高点时，在水平方向有速度，动能不为零，B不符合题意；
CD、巨石在下降过程中，速度变大，动能变大，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，C不符合题意；D符合题意。
故答案为：D.
【分析】质量一定时，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大。
4．【答案】D
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【解答】A、起跳过程中，运动员向上加速运动，质量一定时，动能变大，A不符合题意；
B、腾空而起时，运动员的高度变大，质量不变，重力势能变大，B不符合题意；
C、运动员在最高点的高度最大，重力势能最大，C不符合题意；
D、运动员下落的过程中高度减小，速度变大，重力势能转化为动能，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】质量一定时，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大。
5．【答案】A
【知识点】动能大小的比较；惯性及其现象；平衡力的辨别
【解析】【解答】火箭加速上升的过程中，货运飞船质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，机械能变大，A符合题意。
故答案为：A.
【分析】质量一定时，动能和速度有关，重力势能和高度有关。
6．【答案】D
【知识点】能；动能与势能的应用；探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】A. 探究阻力对运动的影响时要改变粗糙程度，探究影响动能大小的因素实验中粗糙程度要相同，故A错误；
B. 速度不一定相同，故B错误；
C. 小球具有惯性，而不是受到惯性，故C错误；
D. 小球质量相等，高度相等，动能和重力势能相等，机械能相等；探究影响动能大小的因素实验中，小球对木块做功，木块被撞得越远，说明小球对木块做的功越多，故D正确。
【分析】(1)探究阻力对物体运动的影响时要改变水平面的粗糙程度，探究影响动能大小的因素实验中水平面的要粗糙些。
(2)甲、乙两个实验中，利用斜面都是为了使小球到达水平面时的获得速度。
(3)惯性是物体本身的一种性质，只能说具有惯性不能说受惯性的作用。
(4)根据实验的目的，观察实验现象得出答案。
7．【答案】A
【知识点】势能的影响因素；探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】质量不变，速度变大，动能增大；高度变小，重力势能减小。故选A。
【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。
8．【答案】A,D
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【解答】A、汽车匀速转弯时，速度和质量不变，它具有的动能一定不变，A符合题意；
B、篮球的重力势能减小时，不确定速度变化，动能不一定增大，B不符合题意；
C、书包所受的合力为零时，高度可能变化，重力势能变大，它的机械能可能改变，C不符合题意；
D、足球在空中减速上升时，由于高度变大，重力势能一定增加，D符合题意。
故答案为：AD.
【分析】物体具有的动能和物体的质量、速度有关；重力势能和质量、高度有关。
9．【答案】A,D
【知识点】动能的影响因素；连通器原理及其应用；流体压强与流速关系的探究实验；功的计算及应用
【解析】【解答】A、 当向塑料管中用力吹气时 ，流速增加，压强减小，细管A的压强大于B，所以 细管中液面将会上升 ，A正确
B、人没有搬动石头，有力无距离，不做功，B错误
C、 压强计不是连通器，C错误
D、 人造地球卫星从近地点向远地点运动过程中，动能转化为重力势能 ，D正确
综上选AD
【分析】压强和流速的关系：压强越大，流速越小，应用为飞机机翼上凸，空气流速快，导致压强较小，形成向上的升力
机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比
连通器：上端开口相通，或底部相通的容器叫连通器，在连通器的液体保持同一水平，压强相等，应用：茶壶；回水弯管；船闸
10．【答案】B,C
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】AB.球在上升和下降的过程中，克服空气的阻力消耗机械能，若空气阻力大小不变，运动的距离相同时，W=mgh，损失的机械能是相同的，A不符合题意，B符合题意；
C.A在中点，小球的质量不变，小球在A点的重力势能为最高点重力势能的一半，在上升过程中，动能会转化为重力势能和内能，小球的机械能大于A点重力势能的2倍，在A点时的动能要大于重力势能，C符合题意；
D.小球在A点的重力势能为最高点重力势能的一半，在下落的过程中，小球继续克服摩擦做功，机械能会继续减小；由于A点的高度不变，重力势能不变，A点的动能要小于势能，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】球在上升和下降的过程中，会克服空气的阻力做功，根据W=mgh，分析阻力做功的大小，动能的大小与速度和质量有关，重力势能的大小与质量和高度有关，
11．【答案】A,B
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；动能和势能的大小变化
【解析】【解答】A．从a点下滑到b点过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，A符合题意；
B．从b点运动到c点过程中，运动员质量不变，高度不断增加，重力势能不断增大，B符合题意；
C．我国选手徐梦桃在空中飞行到最高处c点时竖直方向速度为零，但水平方向速度不为零，即其动能不为零，C不符合题意；
D．由于空气阻力和滑雪板之间存在摩擦，运动员由a运动到d由一部分机械能要克服摩擦做功，故在d点落地时的机械能不等于a点的机械能，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】质量一定时，高度变大，重力势能变大，速度变大，动能变大。
12．【答案】（1）木块被撞击后移动的距离
（2）惯性；阻力
（3）在质量一定时，速度越大，动能越大
（4）没有控制水平面的粗糙程度相同
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；惯性及其现象；物理学方法
【解析】【解答】（1）该实验用到的物理学研究问题的方法是转换法，实验中通过观察木块被撞后移动的距离长短，来判断小球动能的大小。
（2）小钢球在水平面上不能立即停下，是由于小钢球具有惯性，仍会保持向前的运动状态；因为受到阻力的作用，木块的速度越来越慢，最终会停下来。
（3）甲、乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，高度越高，到达水平面时的速度越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，由此得出结论：在质量一定时，速度越大，动能越大。
（4）图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系，应改变小球撞击木块前的速度，控制其它因素相同，而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，所以这种实验方法是错误的。
故答案为：（1） 木块被撞击后移动的距离 ；（2） 惯性 ； 阻力 ；（3） 在质量一定时，速度越大，动能越大 ；（4） 没有控制水平面的粗糙程度相同 。
【分析】(1)实验中通过观察木块被推动的距离来比较物体动能的大小，这用到了转换法；
(2)一切物体都具有惯性，惯性的大小只与物体的质量有关；力是改变物体运动状态的原因；根据牛顿第一定律，若水平面绝对光滑，则木块不受摩擦力作用，运动后将保持匀速直线运动；
(3)(4)动能大小跟质量和速度有关，在探究动能大小跟质量关系时，控制速度大小不变；在探究动能大小跟速度关系时，控制质量不变；影响动能大小的因素有物体的质量与速度，因此，在探究和分析结论时，一定要注意控制变量法的运用，并据此得出结论。
（1）实验中通过观察木块被撞后移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
（2）[1]小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有惯性，仍会保持向前的运动状态。
[2]由于受到阻力的作用，木块的速度越来越慢，最终会停下来。
（3）甲、乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，高度越高，到达水平面时的速度越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，故可以得出结论：在质量一定时，速度越大，动能越大。
（4）图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系，应改变小球撞击木块前的速度，控制其它因素相同，而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，故这种实验方法是错误的。
13．【答案】（1）转换法；有关
（2）速度
（3）相同；粗糙程度
（4）D
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)小球压缩弹簧，对弹簧做功，做功的多少反映了小球动能的多少，弹簧被压缩的程度越大，说明小球的动能越大，所以，可以通过弹簧被压缩的程度来反映小球动能的多少，这种方法叫转换法。实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度越大时，小球达到水平面上的速度越大，弹簧被压缩得越短，说明小球动能大小与速度有关。
(2)要研究动能大小与质量的关系，由控制变量法的应用可知，就要控制速度不变，让质量变化，速度是通过起始点的高度来控制的，所以，让不同质量的小球从斜面上相同的高度静止滚下，这样做的目的是使小球运动到水平面时的速度相同。
(3)根据控制变量法，在研究小球被弹回到斜面上的高度与哪些因素有关，需要保证小球质量和在斜面上滚下时的高度相同，在不同的表面，小球被弹回的高度的不同可知，小球被弹回的高度与斜面的粗糙程度有关。
(4)由(3)可知，接触面越光滑小球被弹回的越高，由此推理，如果接触面光滑到没有摩擦，只有动能和势能相互转化，机械能保持不变，那么小球将能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
故答案为：(1)转换法，有关；(2)速度；(3)相同；斜面和平面的粗糙程度；(4)D。
【分析】(1)根据该实验中，小球动能的多少是通过它对弹簧做功的多少来反映的，对弹簧做功的多少又是通过弹簧被压缩的程度来体现的；
(2)小球从斜面上相同高度滚下则到达水平面的速度是相同的；
(3)(4)物体的动能和势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果不受阻力，机械能的总量保持不变，如果有阻力作用，则机械能减小，内能增加。
14．【答案】（1）解：物体被抛出时的动能
被抛出时的动能72J。
由题意可得，物体被抛出时的重力势能
被抛出时的重力势能为60J。
答：物体被抛出时的动能为72J，重力势能为60J
（2）解：重力的方向竖直向下，铅球沿着重力方向的移动距离为1.5m，故重力做功为
答：铅球从抛出到落地的过程中，重力做的功60J；
（3）解：由于不计空气阻力的影响，铅球从被抛出到落地前的瞬间机械能守恒。落地前瞬间铅球的重力势能为Ep2=0，所以重力势能的减少量为
因此动能的增加量为
故
铅球落地前瞬间的动能为132 J。
答：物体落地前瞬间的动能Ek2为132J。
【知识点】动能和势能的大小变化；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据公式，可求出动能；根据，可求出重力势能；
（2）根据公式，可求出重力做的功；
（3）根据公式末动能和初动能的差值，可求出铅球落地前瞬间的动能 。
15．【答案】（1）解：由题意可知，潜水器下潜过程中的平均速度为2.7km/h，下潜过程用了4h，载人潜水器下潜的总深度
潜水器受到海水的压强
载人潜水器成功坐底时所受到海水的压强为1.08×108Pa。
答：载人潜水器成功坐底时所受到海水的压强为1.08×108Pa；
（2）解：载人潜水器坐底时局部表面上受到的海水压力为6.48×105N，由（1）解析可知，受到海水的压强为1.08×108Pa，根据压强公式可知，该局部面积
该局部面积为6×10-3m2。
答：该局部面积为6×10-3m2；
（3）解：载人潜水器在海面下匀速下潜，其排开水的体积不变，根据可知其所受海水的浮力不变；载人潜水器的速度不变，质量不变，其动能不变；载人潜水器的高度降低，所以其重力势能减小。
答：载人潜水器在海面下匀速下潜，其排开水的体积不变，根据可知其所受海水的浮力不变；载人潜水器的速度不变，质量不变，其动能不变；载人潜水器的高度降低，所以其重力势能减小。
【知识点】动能和势能的大小变化；压强的大小及其计算；液体压强计算公式的应用；阿基米德原理
【解析】【分析】（1）根据公式p＝ρgh，可求出所受到海水的压强；
（2）根据公式，可求出局部面积；
（3）根据公式F浮＝ρ液gV排，可判断浮力变化；速度不变，质量不变，其动能不变；载人潜水器的高度降低，所以其重力势能减小。
16．【答案】（1）解：物体在A点时具有的重力势能为
答：物体在A点时具有的重力势能是1.6J
（2）解：由于机械能守恒，所以
即
可得物体到达B点时的速度
答：物体到达B点时的速度是4m/s；
（3）解：根据
由题意知：
答：物体在水平面上滑行时受到的摩擦力是0.4N；
（4）解：根据题意
即
解得
答：物体在水平面上滑行的距离是4m。
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；
（2）物体的重力势能转化为动能，结合动能的表达式求解物体的速度；
（3）结合物体受到的阻力与重力的关系求解阻力；
（4）最终，物体的动能全部转化为内能，结合摩擦力大小求解物体移动的距离。
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