12.1 《动能和势能》 筑基提能同步分层练习设计（提升版） 初中物理八年级下册（教科版2024）
一、单选题
1．（2023八下·紫金期末）如图所示是儿童乐园的摩天轮，小明乘坐匀速转动的“摩天轮”向最高点运动的过程中，关于小明的能量变化，下列说法正确的是（ ）
A．动能转化为重力势能，机械能守恒
B．动能转化为重力势能，机械能变小
C．动能不变，重力势能变大，机械能变大
D．动能不变，重力势能不变，机械能不变
2．高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，这是一种不文明的行为，会带来很大的社会危害，这是因为处在高处的物体具有较大的（ ）
A．动能 B．重力势能
C．弹性势能 D．以上都不是
3．（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
4．（2024八下·蒸湘期末）如图，环卫清扫车的车身离地面约高，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( )
A．动能变大，重力势能变大 B．动能不变，重力势能变大
C．动能变大，重力势能不变 D．动能不变，重力势能不变
5．（2024八下·越秀期末）如图所示，把轻弹簧固定在水平地面上，小球从O处由静止自由下落到此轻弹簧上并压缩弹簧．从小球刚接触弹簧（P处）到将弹簧压缩到最短（Q处）．整个过程不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．在P处弹簧的弹力最大
B．从O到P的过程中，小球的速度变大
C．从P到Q的过程中，弹簧的弹性势能变小
D．从O到Q的过程中，小球的机械能的大小不变
6．（2024八下·乐山期末） 2024年4月25日“神舟十八号”载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，由叶光富、李聪、李广苏三名航天员组成的飞行乘组，与“神舟十七号”乘组在空间站胜利会师，执行一系列科技实验及科普教育工作。关于火箭发射如图所示，在运载火箭加速升空过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能增大
C．动能增大，重力势能减小 D．动能不变，重力势能增大
7．（2024八下·邯郸期末）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
二、多选题
8．（2024八下·长沙期末）学习力学的过程中，老师带领大家做了很多小实验，以下实验描述的现象及说明的物理知识均正确的是（ ）
A．如图，空瓶扎上橡皮膜竖直浸入水中，一次瓶口朝上，一次朝下，橡皮膜均向外凸出，说明在液体内部各个方向都有压强。
B．在隔热的条件下，拿着自制气压计从一楼上到30楼，气压计玻璃管中的液面会下降，说明大气压随着海拔的升高而降低。
C．沉在水底的鸡蛋加适量盐、搅拌后，鸡蛋悬浮，鸡蛋所受浮力变大，说明物体在液体中受到的浮力大小与液体的密度有关。
D．将小铁块用细绳绑在皮筋的中部，穿入罐中，固定在易拉罐两端的小孔上，推动易拉罐向前滚出去，它又可以滚回来。这说明动能和弹性势能可以相互转化。
9．如图 5.34 所示， 小球从 点自由落下， 在 点恰与坚立在地面上的弹簧接触， 并在 点将弹簧压缩得最短， 不计空气阻力， 则下列说法正确的是 （ ）。
A．小球从 点下落到 点的过程中，小球机械能守恒
B．小球从 点下落到 点的过程中，小球机械能守恒
C．小球在 点速度达到最大
D．小球在 点时弹簧的弹性势能小于小球在 点时的重力势能
10．（2021八下·罗湖期末）同学们用如图装置测定斜面的机械效率。在实验过程中，同学们对实验过程和装置发表了下列不同的看法。其中不正确的是（ ）
A．匀速拉动木块时，拉力与摩擦力是一对平衡力
B．斜面的机械效率与木块被匀速拉动的距离是无关的
C．匀速拉动木块的过程中，木块的机械能是不变的
D．斜面越陡，所用的拉力越大，斜面的机械效率越高
三、实验填空题
11．（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。
12．（2023八下·禹城期末）体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做抛射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小EK= mv2，重力势能大小Ep=mgh，不计空气阻力，g=10N/kg，则：
（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达到的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是 ；
（2）若足球的射程x与抛出速度、抛射角θ之间满足公式x= ，当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，足球的射程是 ；
（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度vx和竖直速度vy，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10 m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是 m。（小数点后保留2位数）
四、解答与计算题
13．（2022八下·成武期末）滑旱冰是青少年喜欢的一项运动，如图所示，小兵质量为34kg，所穿的四轮直排旱冰鞋每只质量为3kg，鞋底每个轮子与地面接触面积为4×10-6m2（每只鞋有四个轮子，g取10N/kg）求：
（1）小兵穿着旱冰鞋的总重力；
（2）小兵单脚滑行时对地面的压强；
（3）小兵在练习时，想冲上一个斜坡，请从能量角度分析他该怎样做，为什么（不计斜坡阻力）？
14．（ 势能的影响因素）如图所示的是某地的等高线图，数字表示海拔．若把同一物体分别放在A、B、C三点，则相对于C点，A点是B点重力势能的几倍？
15．（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
【解析】【解答】根据图片可知，小明乘坐匀速转动的“摩天轮”向最高点运动的过程中，它的质量不变，速度不变，则动能不变；质量不变，高度增大，则重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，摩天轮的机械能变大，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能。
2．【答案】B
【知识点】势能的影响因素
【解析】【解答】解：“高空抛物”说明物体一开始所处的高度很高，根据影响重力势能的因素可知，高度越高，物体的重力势能越大，在下落过程中将重力势能转化为动能就越多，危害就会越大．故选B．
【分析】被举高的物体具有重力势能．重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大、位置越高，重力势能越大．
3．【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。
4．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】环卫清扫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，扫地车的总质量变大，速度和高度不变，则动能和重力势能均变大，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【分析】影响动能的影响因素是物体的质量和运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和高度，据此分析即可解答。
5．【答案】B
【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】A．在P处，弹簧的形变最小，弹力最小，故A错误；
B．从O到P的过程中，小球的重力势能转化为动能，小球的速度变大，故B正确；
C．从P到Q的过程中，弹簧的形变程度变大，弹簧的弹性势能变大，故C错误；
D．从O到Q的过程中，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，小球的机械能减小，故D错误。
故答案为：B。
【分析】小球的重力势能转化为动能，小球的速度变大，下落过程小球的机械能转化为弹簧的弹性势能。
6．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】 在运载火箭加速升空过程中， 质量不变速度增大，则动能增大；质量不变，高度增大，则重力势能增大，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
【分析】动能与质量和高度有关，重力势能与质量和高度有关。
7．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【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.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。
故选D。
【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。
8．【答案】C,D
【知识点】动能和势能的大小变化；液体压强的特点；大气压强与高度的关系；探究浮力大小的实验
【解析】【解答】 A.如图，空瓶扎上橡皮膜竖直浸入水中，一次瓶口朝上，一次朝下，橡皮膜均向外凸出，说明在液体内部的压强随深度的增加而增大，故A错误；
B.在隔热的条件下，拿着自制气压计从一楼上到30楼，气压计玻璃管中的液面会上升，说明大气压随着海拔的升高而降低，故B错误；
C.沉在水底的鸡蛋加适量盐、搅拌后，鸡蛋悬浮，鸡蛋所受浮力变大，说明物体在液体中受到的浮力大小与液体的密度有关，故C正确；
D.将小铁块用细绳绑在皮筋的中部，穿入罐中，固定在易拉罐两端的小孔上，推动易拉罐向前滚出去，它又可以滚回来。这说明动能和弹性势能可以相互转化，故D正确。
故选CD。
【分析】 A.液体内部的压强随深度的增加而增大。
B.大气压随高度的增加而减小。
C.浸在液体中的物体受到的浮力与排开液体的体积和液体的密度有关。
D.在一定的条件下，动能和势能可以相互转化。
9．【答案】A,D
【知识点】势能大小的比较；势能的影响因素
【解析】【解答】A.小球从A点下落到B点的过程中，不计空气阻力，小球机械能守恒，A符合题意；
B.小球从A点下落到C点的过程中，小球的能量转化为弹簧的弹性势能，机械能减小，B不符合题意；
C.小球在B点刚接触弹簧，在继续下落时，仍加速，B点下方速度达到最大，C不符合题意；
D.小球在C点时，小球仍有重力势能，弹簧的弹性势能小于小球在A点时的重力势能，D符合题意。
故答案为：AD.
【分析】自由运动的物体，不计空气阻力，机械能不变；物体的速度越大，动能越大；物体具有高度，重力势能越大。
10．【答案】A,C
【知识点】动能和势能的大小变化；平衡力的辨别；机械效率的计算
【解析】【解答】A.匀速拉动木块时，拉力与摩擦力和重力在斜面上的分力相互平衡，故A错误符合题意；
B.根据公式可知，斜面的机械效率与斜面与水平面的夹角大小有关，与木块运动的距离大小无关，故B正确不合题意；
C.匀速拉动木块的过程中，木块的质量不变，高度增大，则重力势能增大；质量不变，速度不变，则动能不变。根据机械能=动能+重力势能可知，木块的机械能增大，故C错误符合题意；
D.斜面越陡，所用的拉力越大，而物体对斜面的压力越小，受到的摩擦力越小，做的额外功越小，则斜面的机械效率越高，故D正确不合题意。
故选AC。
【分析】（1）对木块进行受力分析即可；
（2）根据机械效率的计算公式判断；
（3）根据机械能=动能+重力势能分析；
（4）根据斜面机械效率的影响因素判断。
11．【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。
12．【答案】（1）100J
（2）40m
（3）3.33
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】（1）将地面的重力势能看作零，
则从地面踢出时足球具有的动能EK1=120J，具有的重力势能EP1=0J，
足球踢出后能达到的最大高度是5m，具有的重力势能EP2=mgh=0.4kg×10N/kg×5m=20J，
因不计空气阻力时足球的机械能守恒，
所以E1=E2，即：EK1+EP1=EK2+EP2，
120J+0J=EK2+20J；
解得：EK2=100J
则足球在最高点时具有的动能为100J；
（2）根据公式x= 得到：
当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，
足球的射程；
（3）若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，
则水平方向的速度vx=v′cos45°=
因足球在空中飞行时，水平速度保持不变，
所以，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，足球的速度，
因不计空气阻力时足球的机械能守恒，
所以，有EK1′+EP1′=EK2′+EP2′，即；
；
，
解得：h′≈3.33m。
【分析】（1）当只有重力做功或弹簧的弹力做功时，物体的机械能守恒。将地面上物体的重力势能看作零，据此可知足球具有的重力势能，足球踢出后能达到的最大高度是5m，根据EP=mgh求出此时足球具有的重力势能，不计空气阻力时足球的机械能守恒，据此得出等式即可求出足球在最高点时具有的动能；
（2）当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角踢出，根据射程公式求出足球的射程；
（3）若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，根据三角函数关系求出水平方向的速度，根据“足球在空中飞行时，水平速度保持不变”可知当足球的速度与水平方向夹角为30°角时水平方向的速度，再根据三角函数关系求出此时小球的速度，不计空气阻力时足球的机械能守恒，据此结合动能和重力势能的表达式得出等式即可求出此时足球距地面的高度。
13．【答案】（1）解：小兵穿着旱冰鞋每只质量为3kg，由 知道，早冰鞋的总重力
答：小兵穿着旱冰鞋的总重力是60N
（2）解：小兵单脚滑行时对地面的压力
小兵单脚滑行时，受力面积为S=4×4×10-6m2=1.6×10-5m2
小兵单脚滑行时对地面的压强
答：小兵单脚滑行时对地面的压强为2.5×107Pa；
（3）解：冲上斜坡时，动能转化为重力势能，所以他应该提高速度，增大动能，容易冲上斜坡。
答：速度大，动能大，容易冲上斜坡。
【知识点】动能大小的比较；重力及其大小的计算；压强的大小及其计算
【解析】【分析】 （1）根据物体的质量可以计算重力；
（2）根据水平面上的总质量计算总重力，分析压力；利用压力和受力面积的比值， 计算压强；
（3）质量一定时，增大物体的速度，动能变大。
14．【答案】解：由图可看出，C点的海拔高度为200米，A点的海拔高度为800米，B点的海拔高度为400米；
A点相对于C点的高度为800米﹣200米=600米；
B点相对于C点的高度为400米﹣200米=200米，
则它们相对高度之比： =3，
由于是同一物体，质量不变，所以相对于C点，物体在A点是B点重力势能的3倍．
答：若把同一物体分别放在A、B、C三点，则相对于C点，A点是B点重力势能的3倍．
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】重力势能大小的影响因素：质量和高度．质量相同的物体，被举得高度越高的物体，重力势能就越大．根据等高线地图，确定两点的高度，可判断其重力势能的关系．
15．【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 / 112.1 《动能和势能》 筑基提能同步分层练习设计（提升版） 初中物理八年级下册（教科版2024）
一、单选题
1．（2023八下·紫金期末）如图所示是儿童乐园的摩天轮，小明乘坐匀速转动的“摩天轮”向最高点运动的过程中，关于小明的能量变化，下列说法正确的是（ ）
A．动能转化为重力势能，机械能守恒
B．动能转化为重力势能，机械能变小
C．动能不变，重力势能变大，机械能变大
D．动能不变，重力势能不变，机械能不变
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】根据图片可知，小明乘坐匀速转动的“摩天轮”向最高点运动的过程中，它的质量不变，速度不变，则动能不变；质量不变，高度增大，则重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，摩天轮的机械能变大，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能。
2．高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，这是一种不文明的行为，会带来很大的社会危害，这是因为处在高处的物体具有较大的（ ）
A．动能 B．重力势能
C．弹性势能 D．以上都不是
【答案】B
【知识点】势能的影响因素
【解析】【解答】解：“高空抛物”说明物体一开始所处的高度很高，根据影响重力势能的因素可知，高度越高，物体的重力势能越大，在下落过程中将重力势能转化为动能就越多，危害就会越大．故选B．
【分析】被举高的物体具有重力势能．重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大、位置越高，重力势能越大．
3．（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。
4．（2024八下·蒸湘期末）如图，环卫清扫车的车身离地面约高，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( )
A．动能变大，重力势能变大 B．动能不变，重力势能变大
C．动能变大，重力势能不变 D．动能不变，重力势能不变
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】环卫清扫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，扫地车的总质量变大，速度和高度不变，则动能和重力势能均变大，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【分析】影响动能的影响因素是物体的质量和运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和高度，据此分析即可解答。
5．（2024八下·越秀期末）如图所示，把轻弹簧固定在水平地面上，小球从O处由静止自由下落到此轻弹簧上并压缩弹簧．从小球刚接触弹簧（P处）到将弹簧压缩到最短（Q处）．整个过程不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．在P处弹簧的弹力最大
B．从O到P的过程中，小球的速度变大
C．从P到Q的过程中，弹簧的弹性势能变小
D．从O到Q的过程中，小球的机械能的大小不变
【答案】B
【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】A．在P处，弹簧的形变最小，弹力最小，故A错误；
B．从O到P的过程中，小球的重力势能转化为动能，小球的速度变大，故B正确；
C．从P到Q的过程中，弹簧的形变程度变大，弹簧的弹性势能变大，故C错误；
D．从O到Q的过程中，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，小球的机械能减小，故D错误。
故答案为：B。
【分析】小球的重力势能转化为动能，小球的速度变大，下落过程小球的机械能转化为弹簧的弹性势能。
6．（2024八下·乐山期末） 2024年4月25日“神舟十八号”载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，由叶光富、李聪、李广苏三名航天员组成的飞行乘组，与“神舟十七号”乘组在空间站胜利会师，执行一系列科技实验及科普教育工作。关于火箭发射如图所示，在运载火箭加速升空过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能增大
C．动能增大，重力势能减小 D．动能不变，重力势能增大
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】 在运载火箭加速升空过程中， 质量不变速度增大，则动能增大；质量不变，高度增大，则重力势能增大，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
【分析】动能与质量和高度有关，重力势能与质量和高度有关。
7．（2024八下·邯郸期末）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
【解析】【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.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。
故选D。
【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。
二、多选题
8．（2024八下·长沙期末）学习力学的过程中，老师带领大家做了很多小实验，以下实验描述的现象及说明的物理知识均正确的是（ ）
A．如图，空瓶扎上橡皮膜竖直浸入水中，一次瓶口朝上，一次朝下，橡皮膜均向外凸出，说明在液体内部各个方向都有压强。
B．在隔热的条件下，拿着自制气压计从一楼上到30楼，气压计玻璃管中的液面会下降，说明大气压随着海拔的升高而降低。
C．沉在水底的鸡蛋加适量盐、搅拌后，鸡蛋悬浮，鸡蛋所受浮力变大，说明物体在液体中受到的浮力大小与液体的密度有关。
D．将小铁块用细绳绑在皮筋的中部，穿入罐中，固定在易拉罐两端的小孔上，推动易拉罐向前滚出去，它又可以滚回来。这说明动能和弹性势能可以相互转化。
【答案】C,D
【知识点】动能和势能的大小变化；液体压强的特点；大气压强与高度的关系；探究浮力大小的实验
【解析】【解答】 A.如图，空瓶扎上橡皮膜竖直浸入水中，一次瓶口朝上，一次朝下，橡皮膜均向外凸出，说明在液体内部的压强随深度的增加而增大，故A错误；
B.在隔热的条件下，拿着自制气压计从一楼上到30楼，气压计玻璃管中的液面会上升，说明大气压随着海拔的升高而降低，故B错误；
C.沉在水底的鸡蛋加适量盐、搅拌后，鸡蛋悬浮，鸡蛋所受浮力变大，说明物体在液体中受到的浮力大小与液体的密度有关，故C正确；
D.将小铁块用细绳绑在皮筋的中部，穿入罐中，固定在易拉罐两端的小孔上，推动易拉罐向前滚出去，它又可以滚回来。这说明动能和弹性势能可以相互转化，故D正确。
故选CD。
【分析】 A.液体内部的压强随深度的增加而增大。
B.大气压随高度的增加而减小。
C.浸在液体中的物体受到的浮力与排开液体的体积和液体的密度有关。
D.在一定的条件下，动能和势能可以相互转化。
9．如图 5.34 所示， 小球从 点自由落下， 在 点恰与坚立在地面上的弹簧接触， 并在 点将弹簧压缩得最短， 不计空气阻力， 则下列说法正确的是 （ ）。
A．小球从 点下落到 点的过程中，小球机械能守恒
B．小球从 点下落到 点的过程中，小球机械能守恒
C．小球在 点速度达到最大
D．小球在 点时弹簧的弹性势能小于小球在 点时的重力势能
【答案】A,D
【知识点】势能大小的比较；势能的影响因素
【解析】【解答】A.小球从A点下落到B点的过程中，不计空气阻力，小球机械能守恒，A符合题意；
B.小球从A点下落到C点的过程中，小球的能量转化为弹簧的弹性势能，机械能减小，B不符合题意；
C.小球在B点刚接触弹簧，在继续下落时，仍加速，B点下方速度达到最大，C不符合题意；
D.小球在C点时，小球仍有重力势能，弹簧的弹性势能小于小球在A点时的重力势能，D符合题意。
故答案为：AD.
【分析】自由运动的物体，不计空气阻力，机械能不变；物体的速度越大，动能越大；物体具有高度，重力势能越大。
10．（2021八下·罗湖期末）同学们用如图装置测定斜面的机械效率。在实验过程中，同学们对实验过程和装置发表了下列不同的看法。其中不正确的是（ ）
A．匀速拉动木块时，拉力与摩擦力是一对平衡力
B．斜面的机械效率与木块被匀速拉动的距离是无关的
C．匀速拉动木块的过程中，木块的机械能是不变的
D．斜面越陡，所用的拉力越大，斜面的机械效率越高
【答案】A,C
【知识点】动能和势能的大小变化；平衡力的辨别；机械效率的计算
【解析】【解答】A.匀速拉动木块时，拉力与摩擦力和重力在斜面上的分力相互平衡，故A错误符合题意；
B.根据公式可知，斜面的机械效率与斜面与水平面的夹角大小有关，与木块运动的距离大小无关，故B正确不合题意；
C.匀速拉动木块的过程中，木块的质量不变，高度增大，则重力势能增大；质量不变，速度不变，则动能不变。根据机械能=动能+重力势能可知，木块的机械能增大，故C错误符合题意；
D.斜面越陡，所用的拉力越大，而物体对斜面的压力越小，受到的摩擦力越小，做的额外功越小，则斜面的机械效率越高，故D正确不合题意。
故选AC。
【分析】（1）对木块进行受力分析即可；
（2）根据机械效率的计算公式判断；
（3）根据机械能=动能+重力势能分析；
（4）根据斜面机械效率的影响因素判断。
三、实验填空题
11．（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。
12．（2023八下·禹城期末）体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做抛射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小EK= mv2，重力势能大小Ep=mgh，不计空气阻力，g=10N/kg，则：
（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达到的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是 ；
（2）若足球的射程x与抛出速度、抛射角θ之间满足公式x= ，当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，足球的射程是 ；
（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度vx和竖直速度vy，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10 m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是 m。（小数点后保留2位数）
【答案】（1）100J
（2）40m
（3）3.33
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】（1）将地面的重力势能看作零，
则从地面踢出时足球具有的动能EK1=120J，具有的重力势能EP1=0J，
足球踢出后能达到的最大高度是5m，具有的重力势能EP2=mgh=0.4kg×10N/kg×5m=20J，
因不计空气阻力时足球的机械能守恒，
所以E1=E2，即：EK1+EP1=EK2+EP2，
120J+0J=EK2+20J；
解得：EK2=100J
则足球在最高点时具有的动能为100J；
（2）根据公式x= 得到：
当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，
足球的射程；
（3）若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，
则水平方向的速度vx=v′cos45°=
因足球在空中飞行时，水平速度保持不变，
所以，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，足球的速度，
因不计空气阻力时足球的机械能守恒，
所以，有EK1′+EP1′=EK2′+EP2′，即；
；
，
解得：h′≈3.33m。
【分析】（1）当只有重力做功或弹簧的弹力做功时，物体的机械能守恒。将地面上物体的重力势能看作零，据此可知足球具有的重力势能，足球踢出后能达到的最大高度是5m，根据EP=mgh求出此时足球具有的重力势能，不计空气阻力时足球的机械能守恒，据此得出等式即可求出足球在最高点时具有的动能；
（2）当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角踢出，根据射程公式求出足球的射程；
（3）若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，根据三角函数关系求出水平方向的速度，根据“足球在空中飞行时，水平速度保持不变”可知当足球的速度与水平方向夹角为30°角时水平方向的速度，再根据三角函数关系求出此时小球的速度，不计空气阻力时足球的机械能守恒，据此结合动能和重力势能的表达式得出等式即可求出此时足球距地面的高度。
四、解答与计算题
13．（2022八下·成武期末）滑旱冰是青少年喜欢的一项运动，如图所示，小兵质量为34kg，所穿的四轮直排旱冰鞋每只质量为3kg，鞋底每个轮子与地面接触面积为4×10-6m2（每只鞋有四个轮子，g取10N/kg）求：
（1）小兵穿着旱冰鞋的总重力；
（2）小兵单脚滑行时对地面的压强；
（3）小兵在练习时，想冲上一个斜坡，请从能量角度分析他该怎样做，为什么（不计斜坡阻力）？
【答案】（1）解：小兵穿着旱冰鞋每只质量为3kg，由 知道，早冰鞋的总重力
答：小兵穿着旱冰鞋的总重力是60N
（2）解：小兵单脚滑行时对地面的压力
小兵单脚滑行时，受力面积为S=4×4×10-6m2=1.6×10-5m2
小兵单脚滑行时对地面的压强
答：小兵单脚滑行时对地面的压强为2.5×107Pa；
（3）解：冲上斜坡时，动能转化为重力势能，所以他应该提高速度，增大动能，容易冲上斜坡。
答：速度大，动能大，容易冲上斜坡。
【知识点】动能大小的比较；重力及其大小的计算；压强的大小及其计算
【解析】【分析】 （1）根据物体的质量可以计算重力；
（2）根据水平面上的总质量计算总重力，分析压力；利用压力和受力面积的比值， 计算压强；
（3）质量一定时，增大物体的速度，动能变大。
14．（ 势能的影响因素）如图所示的是某地的等高线图，数字表示海拔．若把同一物体分别放在A、B、C三点，则相对于C点，A点是B点重力势能的几倍？
【答案】解：由图可看出，C点的海拔高度为200米，A点的海拔高度为800米，B点的海拔高度为400米；
A点相对于C点的高度为800米﹣200米=600米；
B点相对于C点的高度为400米﹣200米=200米，
则它们相对高度之比： =3，
由于是同一物体，质量不变，所以相对于C点，物体在A点是B点重力势能的3倍．
答：若把同一物体分别放在A、B、C三点，则相对于C点，A点是B点重力势能的3倍．
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】重力势能大小的影响因素：质量和高度．质量相同的物体，被举得高度越高的物体，重力势能就越大．根据等高线地图，确定两点的高度，可判断其重力势能的关系．
15．（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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