人教版 初中物理 八年级下册 第十一章 功和机械能 11.3 动能和势能 学案
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| 名称 | 人教版 初中物理 八年级下册 第十一章 功和机械能 11.3 动能和势能 学案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.6MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-04-24 10:10:21 | ||
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文档简介
/ 让教学更有效 精品学案 | 物理学科
【学习目标】
1. 知道能量的概念
2. 知道动能的概念并能探究其与什么物理量有关
3. 知道重力势能的概念并能探究其与什么物理量有关
4. 知道弹性势能以及影响其大小的因素
【自主学习】
一、能量
物体能够对外做功，我们就说这个物体具有 ， 简称能。能量的单位与功的单位相同，也是 。 一般来说，一个物体能够做的功越多，表示这个物体含有的能量 。
二、动能
由于物体运动而具有的能量，我们称为 。一切运动的物体都具有动能，如运动的水流能使得水车转动。
实验：探究影响动能大小的因素
大量实验表明：
质量相同的物体，运动的 越大，它的动能越大；运动速度相同的物体， 越大，它的动能也越大。该实验不能在光滑的水平面上做。
三、重力势能
物体由于受到重力并处于一定的高度时所具有的能量，叫做 。物体的质量 越大，位置越高，它的重力势能就 。
四、弹性势能
发生形变的物体在恢复原状时可以做功，因此也具有 ，这个能量我们称为 。大量实验表明：影响弹性势能大小的因素是物体本身的材料和弹性形变的程度。一个物体是否具有弹性势统，关键看该物体是否发生了弹性形变，物体发生了弹性形变，则此物体具有弹性势能；面团发生的不是弹性形变因此不具有弹性势能。
重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
【例1】在巴黎奥运会花样游泳团体赛中，中国队战胜对手获得冠军。如图所示的是运动员比赛时跃出水面的情景，下列说法正确的是（ ）
A．运动员跃出水面减速上升的过程中，动能不变
B．运动员跃起到最高点时，重力势能最大
C．运动员从高处落回水面的过程中，重力势能不变
D．运动员在水面下加速下潜的过程中，动能变小
【例2】如图所示用力F将小球压至D点弹簧始终处于弹性限度内，撤去力F后，小球从静止开始向上运动，到达C位置时小球所受弹力大小等于重力，B位置是弹簧自身长度的位置，A位置是小球到达的最高点，整个过程不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．在A位置小球不受力
B．在B位置小球处于平衡状态
C．从B到C位置过程中小球重力做功越来越快
D．从D到A位置过程中小球的动能先减小再增大后不变
【例3】避险车道被称为高速公路上的“救命道”。避险车道的陡坡上铺有厚厚的碎石（如图），失控车辆冲入陡坡会快速停下，保护驾乘人员和车辆的安全。下列说法正确的是（ ）
A．铺有厚厚的碎石是为了减小摩擦
B．车辆冲入陡坡后由于惯性快速停下
C．车辆在陡坡上停下时受平衡力作用
D．失控车辆冲入陡坡后动能不变
【例4】在“探究动能的大小与哪些因素”有关的实验中（如图），让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块。下列说法中正确的是（ ）
A．这样做的目的是研究物体的动能大小与质量的关系
B．铁球能从斜槽上滚下是因为它具有惯性
C．铁球从斜面上滚下的过程中，铁球受到的支持力没有做功
D．该实验研究对象是木块B
【例5】小王在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物的质量关系为，木桩相同，木桩和重物位置如图甲所示，重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．重物下落时，重物的动能转化为重力势能
B．木桩打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小
C．比较A、C可知，重物下落的高度越高，重力势能越大
D．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则
【例6】铅球是一种田径运动项目，它利用人体全身的力量将一定重量的铅球从肩上用手臂推出。如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能随时间变化的曲线最接近的是（ ）
A． B． C． D．
【例7】如图是探究铅球“重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验。（图中阴影部分为沙子）
(1)本实验是通过观察 来判断重力势能大小的；
(2)由 两球可探究重力势能与物体质量的关系；
(3)由A、C两球的实验情景可得结论： ；
(4)比较C、D两球，C铅球由静止自由下落，D铅球沿光滑弯曲管道由静止滑下，实验表明，铅球重力势能的大小与通过的路径 （选填“有关”或“无关”）。
【例8】小明用图甲的弹簧笔玩游戏，发现弹起的高低不同。笔弹起的高度取决于内部弹簧的弹性势能。弹簧的弹性势能大小与弹簧的弹性形变和弹簧种类有关。
猜想：相同弹簧其弹性势能大小与其弹性形变的程度有关。
为了验证猜想，小明利用图乙所示的实验装置进行实验。不计小球滚动和碰撞的能量损失。步骤如下：
①用小球在水平面上压缩弹簧至一定位置；
②释放小球撞击木块，测得木块移动的距离s。
（1）步骤①在操作时需要控制 等无关变量相同；（写出2个）
（2）将弹簧压缩至不同位置后释放撞击木块，若出现 现象，则可得出结论：相同弹簧弹性形变的程度越大，弹簧弹性势能越大；
（3）小明在其中几次实验中，用小球压缩弹簧释放后撞击木块，发现木块移动到水平桌面末端并掉下桌面，影响实验的观测。在无法增加水平桌面长度的情况下，请你就上述实验不足提出一项合理化的改进建议：
。
【例9】在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，让铁球从斜面上由静止释放，撞击静止在水平面上的木块，使木块移动一段距离，如图甲和图乙所示。
（1）实验中可以根据 来判断铁球的动能大小；
（2）实验中让不同小球从斜面同一高度处由静止滑下，目的是 ；
（3）由图甲和图乙所示的实验现象得到的结论是 ；
（4）如图丙所示的是高速公路上的限速牌，对不同车型限速不一样。限速实质上是限制车辆行驶时的动能，因为动能越大，汽车做功的本领越 ，潜在的危害就越大。
【课后巩固】
1．竖直上抛一个苹果，苹果在上升过程中，变大的是（ ）
A．动能 B．势能 C．质量 D．惯性
2．如图所示的是一景区的风动石，大风吹来时，石体左右晃动，给人很危险的感觉。这是因为风动石具有较大的（ ）
A．弹性势能
B．体积
C．动能
D．重力势能
3．用电梯往高处搬运货箱。当货箱随着电梯一起匀速上升时，货箱的（ ）
A．动能变小，重力势能变小
B．动能不变，重力势能变大
C．动能不变，重力势能变小
D．动能变大，重力势能变大
4．2024年8月，在巴黎奥运会女子10米台决赛中，中国运动员获得冠军。如图所示是运动员跳水比赛时上升和下落的运动轨迹示意图，下列说法正确的是（ ）
A．运动员在空中运动的过程中不受力的作用
B．起跳后运动员由于受到惯性的作用能继续向上运动
C．运动员在上升过程中，重力势能增大，动能不变
D．从最高点到入水前的过程中，运动员的动能增大
5．第24届冬奥会将于2022年在北京举行，如图所示是运动员在进行冬奥会的单板滑雪练习，运动员和滑雪板总重600N，下列说法正确的是（ ）
A．运动员从山上滑下时重力和动能都变大
B．运动的滑雪板最终会停下来说明力是维持物体运动的原因
C．在水平地面滑过20m的路程时，重力做功为12000J
D．滑雪板做得很宽大是为了减小对雪面的压强
6．我国自主研制的智能乒乓球机器人，能通过图像传感装置综合分析运动员的各项技术，并针对性地变换发球、回球等操作，以提高运动员的技术水平。下列说法正确的是（ ）
A．乒乓球被击出后，运动轨迹发生改变，说明力是改变物体运动状态的原因
B．球拍对乒乓球的作用力和乒乓球对球拍的作用力是一对平衡力
C．乒乓球被击出后，从高处下落的过程中动能不变，重力势能增大
D．乒乓球被击出后，若所受的力全部消失，它一定保持静止状态
7．用如图所示的装置探究动能大小与速度的关系，下列说法正确的是（ ）
A．将不同质量的小球从斜面的同一高度由静止开始释放
B．木块在滑行过程中受到的摩擦力逐渐减小
C．木块静止时所受弹力是由木块下表面形变产生的
D．若水平面绝对光滑，实验不能达到探究目的
8．如图a，水平地面粗糙程度相同，用水平拉力F拉物体做直线运动，物体通过A、B、C、D段时“v-t”图象如图b，其中，物体经过各点的时刻在图象中已标注。与AB段相比，CD段（ ）
A．物体所受摩擦力较大 B．水平拉力F做的功较多
C．水平拉力F做功的功率较小 D．水平拉力对物体做功，物体的动能增加
9．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有体积相同的实心铁球甲、丙和塑料球乙，球甲、乙离沙地的高度相同。关于该探究，下列说法正确的是（ ）
A．该实验中，球甲的重力势能最大
B．球陷入沙中的深度越深，说明球对沙子做功越少
C．比较乙和丙，可知物体质量越大，其具有的重力势能越大
D．通过甲和乙可推断，质量小的物体具有的重力势能一定小
10．避险车道被称为高速公路上的“救命道”。避险车道（陡坡）表面一般铺堆厚厚的沙石或砾石作为制动层。失控车辆可以通过驶入避险车道来降低车速并安全停车，避免发生严重的交通事故。下列说法正确的是（ ）
A．铺有厚厚的沙石或砾石是为了减小摩擦
B．车辆冲入陡坡后快速停下后惯性消失
C．车辆在陡坡上停下时处于平衡状态
D．失控车辆冲入陡坡过程中动能保持不变
11．如图所示，货架上放着A、B、C、D四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球（）。则关于四个实心球的重力势能，下列说法不正确的是（ ）
A．A实心球的重力势能最大
B．D实心球的重力势能最小
C．C实心球的重力势能比D实心球的大
D．B、C两实心球的重力势能相等
12．金色的田野，麦浪翻滚，机械轰鸣，大型联合收割机和装载车并肩作业，收割、脱粒、装车同步完成，若两车工作时保持不变的速度前进，则关于装载车的动能分析正确的是（ ）
A．装载车的动能不变
B．装载车的动能变小
C．装载车的动能变大
D．无法判断装载车的动能变化
13．如图所示，一较重的长直光滑均匀杆AB，A端支在墙角处不动，开始时小张用肩膀在距B端较近的P处扛起AB杆，此后小张保持原有站姿并向左缓慢移动，使AB杆逐渐竖起.在竖起AB杆的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．直杆对人的力和人对直杆的力是一对平衡力
B．人对直杆的力做了功
C．直杆对人的压力越来越小
D．直杆的重力势能越来越小
14．一个篮球不小心被水打湿，小明继续使用该篮球进行训练，球离手后，发现篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中，地面上留下了一个个“印迹”，以下判断正确的是（不考虑篮球质量的变化）（ ）
A．球离手后，手仍对球做功
B．D点时篮球的动能不为0
C．B点时的动能等于C点时的动能
D．1、2、3三个“印迹”大小相同
15．【实验名称】探究影响重力势能大小的因素。在探究影响重力势能大小的因素时，某同学提出了如下猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关。
猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关。
猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。
他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，刻度尺一把，体积相同、质量为m的小球三个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示：
为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落，测得A、B小球陷入花泥的深度分别为和，如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端由静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计），测得C、D小球陷入花泥的深度均为，且。
(1)本实验是通过观察 来判断重力势能大小的；
(2)分析图甲所示的实验现象，可得出结论：当物体的运动路径、 相同时， 越大，重力势能越大；
(3)分析图乙所示的实验现象，发现两个球运动的路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径 （选填“有关”或“无关”）；
(4)比较 两个球，可得出结论：当物体质量相同时，高度越高，物体具有的重力势能越大；
(5)本实验中主要采用的实验方法有转换法和 法；
(6)由B、C两个球不能探究重力势能的大小与质量的关系，理由是没有控制 。
16．在探究“重力势能的大小与哪些因素”有关的实验中，重物A、B、C的质量关系为，木桩相同。木桩和重物位置如图甲所示。重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。
(1)重物自由下落打击木桩，通过观察木桩陷入沙中的深度判断 （选填“重物”或“木桩”）的重力势能大小；
(2)比较A、B两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和 的关系；
(3)如图丙所示的现象或应用与本实验结论有关的是______；
A．禁止高空抛物 B．大货车限载限速 C．机翼上部总是凸起下部平滑
(4)重物B、C的重力势能的大小关系是： （选填“>”、“<”或“=”）；
(5)重物落在木桩上不能立即停下，是因为重物具有 。
17．小明同学想探究影响铅球掷得远近的因素到底有哪些．如图所示，他以一支弹簧玩具手枪为实验器材进行了如下探究：
（1）玩具手枪的内部被压缩弹簧伸长时，可以将子弹射出，此时弹簧的 能转化成子弹的动能；
（2）手枪固定在某一高度，用同一颗子弹从枪口射出，以下是五次实验数据记录：
枪管与水平面夹角θ 15° 30° 45° 60° 75°
子弹落点到枪口的水平距离s/m 7.5 10.1 10.9 9.2 5.3
根据实验数据可以推测，小明探究的问题是：在相同条件下，子弹的射程可能和 有关；
（3）分析数据，进一步得出结论：在相同条件下，枪管与水平面的夹角在 度（请填写具体数值）左右时，子弹射程最远。小明由此推想：相同条件下，铅球以这一角度掷出，掷得最远；
（4）小红同学认为，以上“探究子弹射程与水平夹角θ”实验方案还能再完善，可以进一步获得更准确的结论。你认为小明的方案还能做的改进是： 。
18．如图所示，在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：
猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关；
猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。
(1)为验证猜想一，他设计了如图所示实验，实验时将同一弹簧压缩 （相同/不同）的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较 ，从而比较弹性势能的大小；
(2)为验证猜想二，需选用长度和粗细相同， 不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩 （相同/不同）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若 ，则说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
(3)若水平面绝对光滑，本实验将 （能/不能）达到探究目的。
19．如图所示，摆线的长相同，小球A、B的质量，悬线与竖直方向的夹角
（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 无关；
（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过
反映小球撞击木块C前的动能大小；
（3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：质量相同时，小球的 （选填“速度”、“高度”或“质量”）越大，动能越大；
（4）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，不考虑小球撞击木块前的阻力的作用，撞击木块时质量不同的小球的动能 （选填“相等”或“不相等”），速度 （选填“相等”或“不相等”），因此该方案 （选填“正确”或“错误”）。
1．某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动）。下列判断正确的有（ ）
A．从O点到B点过程中，运动员动能先增大后减少
B．从A点到C点过程中，弹性绳的弹性势能先增大后减少
C．从C点到A点过程中，弹性绳的弹力一直减少，运动员重力小于
D．从C点到A点过程中，运动员动能先增大后减少，运动员重力等于
2．如图所示，轻弹簧左端固定，原长时右端位于O点，现将木块置于弹簧的右端，用力将弹簧压缩Δl的长度（弹簧始终在弹性限度内）后由静止释放，木块在水平地面上向右滑行距离为s后停在O点右侧。下列描述该过程中木块克服地面摩擦力所做的功W、木块的动能Ek随木块距O点的长度x变化的关系图线中，可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．如图所示， 甲、乙两个形状相同的容器都盛有部分水， 将两块完全相同的木块放入两容器， 这时两容器中的水面恰好相平，现在将两木块由图示位置匀速向下压到容器底部， 则对木块做功多的是（ ）
A．乙
B．甲
C．一样多
D．无法确定
4．“测量小球运动的速度”实验中，小明让小球在水平桌面上沿直线运动，下图是根据频闪照相机拍摄的照片记录的小球运动轨迹，频闪照相机每两次闪光之间的时间间隔相等。这三段路程所对应的时间：。下列说法不正确的是（ ）
A．小明三次记录为：、、，小明测得小球在段运动路程
B．小球在水平桌面上做变速运动，小球运动速度不宜过快，以免从桌面掉落时伤人
C．小球在段和段速度大小关系
D．小球在段速度
5．在一次物理课外拓展课上，物理老师给同学们讲了一个新的知识——动能定理。其内容是合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量，表达式为F合s= mv22 - mv12，其中mv22称为这个物体的末动能，mv12称为这个物体的初动能。如图1所示，一正方体物块在外力F的作用下由静止开始沿平直的轨道运动，已知该物块的质量为2kg，边长为10cm，物块与地面的摩擦力是物块自重的0.1倍，物块的运动速度一时间图像如图2所示。
（1）求2~4s物块前进的距离。
（2）已知物块在0~2s时间段内前进的距离为1m，求物块在0~2s时间段内所受的拉力F是多大。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。试卷第1页，共3页
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【参考答案】
自主学习
一、能量：能量 焦耳 越大
二、动能：动能 速度 质量
三、重力势能：重力势能 越大
四、弹性势能：能量 弹性势能
【例1】B 【例2】C 【例3】C 【例4】C 【例5】B 【例6】A
【例7】(1)铅球陷入沙中的深度；(2)A、B；(3)当物体质量相同时，物体位置越高，重力势能越大；(4)无关
【例8】(1)小球、木块；(2)当弹簧被压缩的越多，木块滑行的距离也就越长；(3)在水平面上放足够长的毛巾
【例9】(1)木块被推动距离的远近；(2)使它们到达水平面的速度相同；(3)速度相同时，质量越大，动能越大；(4)大
课后巩固
基础练习
1. B 2. D 3. B 4. D 5. D 6. A 7. D 8. C 9. A 10. C 11. D 12. C 13. B 14. B
15. (1)小球陷入花泥中的深度；(2)高度 质量；(3)无关；(4)A、C；(5)控制变量；(6)下落高度相同
16. (1)重物；(2)高度；(3)A；(4)=；(5)惯性
17. (1)弹性势 枪管与水平面的夹角θ；(3) 45；(4)弹簧被压缩相同长度，保持球射出枪口的速度相同
18. (1)不同 木块移动的距离；(2)材料 相同 木块移动的距离不等；(3)不能
19. (1)质量；(2)木块移动的距离；(3)速度；(4)相等 不相等 错误
能力提升
1. C
2. B
3. A
4. C
5. (1) 2m；(2) 3N
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【学习目标】
1. 知道能量的概念
2. 知道动能的概念并能探究其与什么物理量有关
3. 知道重力势能的概念并能探究其与什么物理量有关
4. 知道弹性势能以及影响其大小的因素
【自主学习】
一、能量
物体能够对外做功，我们就说这个物体具有 ， 简称能。能量的单位与功的单位相同，也是 。 一般来说，一个物体能够做的功越多，表示这个物体含有的能量 。
二、动能
由于物体运动而具有的能量，我们称为 。一切运动的物体都具有动能，如运动的水流能使得水车转动。
实验：探究影响动能大小的因素
大量实验表明：
质量相同的物体，运动的 越大，它的动能越大；运动速度相同的物体， 越大，它的动能也越大。该实验不能在光滑的水平面上做。
三、重力势能
物体由于受到重力并处于一定的高度时所具有的能量，叫做 。物体的质量 越大，位置越高，它的重力势能就 。
四、弹性势能
发生形变的物体在恢复原状时可以做功，因此也具有 ，这个能量我们称为 。大量实验表明：影响弹性势能大小的因素是物体本身的材料和弹性形变的程度。一个物体是否具有弹性势统，关键看该物体是否发生了弹性形变，物体发生了弹性形变，则此物体具有弹性势能；面团发生的不是弹性形变因此不具有弹性势能。
重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
【例1】在巴黎奥运会花样游泳团体赛中，中国队战胜对手获得冠军。如图所示的是运动员比赛时跃出水面的情景，下列说法正确的是（ ）
A．运动员跃出水面减速上升的过程中，动能不变
B．运动员跃起到最高点时，重力势能最大
C．运动员从高处落回水面的过程中，重力势能不变
D．运动员在水面下加速下潜的过程中，动能变小
【例2】如图所示用力F将小球压至D点弹簧始终处于弹性限度内，撤去力F后，小球从静止开始向上运动，到达C位置时小球所受弹力大小等于重力，B位置是弹簧自身长度的位置，A位置是小球到达的最高点，整个过程不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．在A位置小球不受力
B．在B位置小球处于平衡状态
C．从B到C位置过程中小球重力做功越来越快
D．从D到A位置过程中小球的动能先减小再增大后不变
【例3】避险车道被称为高速公路上的“救命道”。避险车道的陡坡上铺有厚厚的碎石（如图），失控车辆冲入陡坡会快速停下，保护驾乘人员和车辆的安全。下列说法正确的是（ ）
A．铺有厚厚的碎石是为了减小摩擦
B．车辆冲入陡坡后由于惯性快速停下
C．车辆在陡坡上停下时受平衡力作用
D．失控车辆冲入陡坡后动能不变
【例4】在“探究动能的大小与哪些因素”有关的实验中（如图），让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块。下列说法中正确的是（ ）
A．这样做的目的是研究物体的动能大小与质量的关系
B．铁球能从斜槽上滚下是因为它具有惯性
C．铁球从斜面上滚下的过程中，铁球受到的支持力没有做功
D．该实验研究对象是木块B
【例5】小王在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物的质量关系为，木桩相同，木桩和重物位置如图甲所示，重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．重物下落时，重物的动能转化为重力势能
B．木桩打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小
C．比较A、C可知，重物下落的高度越高，重力势能越大
D．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则
【例6】铅球是一种田径运动项目，它利用人体全身的力量将一定重量的铅球从肩上用手臂推出。如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能随时间变化的曲线最接近的是（ ）
A． B． C． D．
【例7】如图是探究铅球“重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验。（图中阴影部分为沙子）
(1)本实验是通过观察 来判断重力势能大小的；
(2)由 两球可探究重力势能与物体质量的关系；
(3)由A、C两球的实验情景可得结论： ；
(4)比较C、D两球，C铅球由静止自由下落，D铅球沿光滑弯曲管道由静止滑下，实验表明，铅球重力势能的大小与通过的路径 （选填“有关”或“无关”）。
【例8】小明用图甲的弹簧笔玩游戏，发现弹起的高低不同。笔弹起的高度取决于内部弹簧的弹性势能。弹簧的弹性势能大小与弹簧的弹性形变和弹簧种类有关。
猜想：相同弹簧其弹性势能大小与其弹性形变的程度有关。
为了验证猜想，小明利用图乙所示的实验装置进行实验。不计小球滚动和碰撞的能量损失。步骤如下：
①用小球在水平面上压缩弹簧至一定位置；
②释放小球撞击木块，测得木块移动的距离s。
（1）步骤①在操作时需要控制 等无关变量相同；（写出2个）
（2）将弹簧压缩至不同位置后释放撞击木块，若出现 现象，则可得出结论：相同弹簧弹性形变的程度越大，弹簧弹性势能越大；
（3）小明在其中几次实验中，用小球压缩弹簧释放后撞击木块，发现木块移动到水平桌面末端并掉下桌面，影响实验的观测。在无法增加水平桌面长度的情况下，请你就上述实验不足提出一项合理化的改进建议：
。
【例9】在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，让铁球从斜面上由静止释放，撞击静止在水平面上的木块，使木块移动一段距离，如图甲和图乙所示。
（1）实验中可以根据 来判断铁球的动能大小；
（2）实验中让不同小球从斜面同一高度处由静止滑下，目的是 ；
（3）由图甲和图乙所示的实验现象得到的结论是 ；
（4）如图丙所示的是高速公路上的限速牌，对不同车型限速不一样。限速实质上是限制车辆行驶时的动能，因为动能越大，汽车做功的本领越 ，潜在的危害就越大。
【课后巩固】
1．竖直上抛一个苹果，苹果在上升过程中，变大的是（ ）
A．动能 B．势能 C．质量 D．惯性
2．如图所示的是一景区的风动石，大风吹来时，石体左右晃动，给人很危险的感觉。这是因为风动石具有较大的（ ）
A．弹性势能
B．体积
C．动能
D．重力势能
3．用电梯往高处搬运货箱。当货箱随着电梯一起匀速上升时，货箱的（ ）
A．动能变小，重力势能变小
B．动能不变，重力势能变大
C．动能不变，重力势能变小
D．动能变大，重力势能变大
4．2024年8月，在巴黎奥运会女子10米台决赛中，中国运动员获得冠军。如图所示是运动员跳水比赛时上升和下落的运动轨迹示意图，下列说法正确的是（ ）
A．运动员在空中运动的过程中不受力的作用
B．起跳后运动员由于受到惯性的作用能继续向上运动
C．运动员在上升过程中，重力势能增大，动能不变
D．从最高点到入水前的过程中，运动员的动能增大
5．第24届冬奥会将于2022年在北京举行，如图所示是运动员在进行冬奥会的单板滑雪练习，运动员和滑雪板总重600N，下列说法正确的是（ ）
A．运动员从山上滑下时重力和动能都变大
B．运动的滑雪板最终会停下来说明力是维持物体运动的原因
C．在水平地面滑过20m的路程时，重力做功为12000J
D．滑雪板做得很宽大是为了减小对雪面的压强
6．我国自主研制的智能乒乓球机器人，能通过图像传感装置综合分析运动员的各项技术，并针对性地变换发球、回球等操作，以提高运动员的技术水平。下列说法正确的是（ ）
A．乒乓球被击出后，运动轨迹发生改变，说明力是改变物体运动状态的原因
B．球拍对乒乓球的作用力和乒乓球对球拍的作用力是一对平衡力
C．乒乓球被击出后，从高处下落的过程中动能不变，重力势能增大
D．乒乓球被击出后，若所受的力全部消失，它一定保持静止状态
7．用如图所示的装置探究动能大小与速度的关系，下列说法正确的是（ ）
A．将不同质量的小球从斜面的同一高度由静止开始释放
B．木块在滑行过程中受到的摩擦力逐渐减小
C．木块静止时所受弹力是由木块下表面形变产生的
D．若水平面绝对光滑，实验不能达到探究目的
8．如图a，水平地面粗糙程度相同，用水平拉力F拉物体做直线运动，物体通过A、B、C、D段时“v-t”图象如图b，其中，物体经过各点的时刻在图象中已标注。与AB段相比，CD段（ ）
A．物体所受摩擦力较大 B．水平拉力F做的功较多
C．水平拉力F做功的功率较小 D．水平拉力对物体做功，物体的动能增加
9．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有体积相同的实心铁球甲、丙和塑料球乙，球甲、乙离沙地的高度相同。关于该探究，下列说法正确的是（ ）
A．该实验中，球甲的重力势能最大
B．球陷入沙中的深度越深，说明球对沙子做功越少
C．比较乙和丙，可知物体质量越大，其具有的重力势能越大
D．通过甲和乙可推断，质量小的物体具有的重力势能一定小
10．避险车道被称为高速公路上的“救命道”。避险车道（陡坡）表面一般铺堆厚厚的沙石或砾石作为制动层。失控车辆可以通过驶入避险车道来降低车速并安全停车，避免发生严重的交通事故。下列说法正确的是（ ）
A．铺有厚厚的沙石或砾石是为了减小摩擦
B．车辆冲入陡坡后快速停下后惯性消失
C．车辆在陡坡上停下时处于平衡状态
D．失控车辆冲入陡坡过程中动能保持不变
11．如图所示，货架上放着A、B、C、D四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球（）。则关于四个实心球的重力势能，下列说法不正确的是（ ）
A．A实心球的重力势能最大
B．D实心球的重力势能最小
C．C实心球的重力势能比D实心球的大
D．B、C两实心球的重力势能相等
12．金色的田野，麦浪翻滚，机械轰鸣，大型联合收割机和装载车并肩作业，收割、脱粒、装车同步完成，若两车工作时保持不变的速度前进，则关于装载车的动能分析正确的是（ ）
A．装载车的动能不变
B．装载车的动能变小
C．装载车的动能变大
D．无法判断装载车的动能变化
13．如图所示，一较重的长直光滑均匀杆AB，A端支在墙角处不动，开始时小张用肩膀在距B端较近的P处扛起AB杆，此后小张保持原有站姿并向左缓慢移动，使AB杆逐渐竖起.在竖起AB杆的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．直杆对人的力和人对直杆的力是一对平衡力
B．人对直杆的力做了功
C．直杆对人的压力越来越小
D．直杆的重力势能越来越小
14．一个篮球不小心被水打湿，小明继续使用该篮球进行训练，球离手后，发现篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中，地面上留下了一个个“印迹”，以下判断正确的是（不考虑篮球质量的变化）（ ）
A．球离手后，手仍对球做功
B．D点时篮球的动能不为0
C．B点时的动能等于C点时的动能
D．1、2、3三个“印迹”大小相同
15．【实验名称】探究影响重力势能大小的因素。在探究影响重力势能大小的因素时，某同学提出了如下猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关。
猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关。
猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。
他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，刻度尺一把，体积相同、质量为m的小球三个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示：
为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落，测得A、B小球陷入花泥的深度分别为和，如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端由静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计），测得C、D小球陷入花泥的深度均为，且。
(1)本实验是通过观察 来判断重力势能大小的；
(2)分析图甲所示的实验现象，可得出结论：当物体的运动路径、 相同时， 越大，重力势能越大；
(3)分析图乙所示的实验现象，发现两个球运动的路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径 （选填“有关”或“无关”）；
(4)比较 两个球，可得出结论：当物体质量相同时，高度越高，物体具有的重力势能越大；
(5)本实验中主要采用的实验方法有转换法和 法；
(6)由B、C两个球不能探究重力势能的大小与质量的关系，理由是没有控制 。
16．在探究“重力势能的大小与哪些因素”有关的实验中，重物A、B、C的质量关系为，木桩相同。木桩和重物位置如图甲所示。重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。
(1)重物自由下落打击木桩，通过观察木桩陷入沙中的深度判断 （选填“重物”或“木桩”）的重力势能大小；
(2)比较A、B两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和 的关系；
(3)如图丙所示的现象或应用与本实验结论有关的是______；
A．禁止高空抛物 B．大货车限载限速 C．机翼上部总是凸起下部平滑
(4)重物B、C的重力势能的大小关系是： （选填“>”、“<”或“=”）；
(5)重物落在木桩上不能立即停下，是因为重物具有 。
17．小明同学想探究影响铅球掷得远近的因素到底有哪些．如图所示，他以一支弹簧玩具手枪为实验器材进行了如下探究：
（1）玩具手枪的内部被压缩弹簧伸长时，可以将子弹射出，此时弹簧的 能转化成子弹的动能；
（2）手枪固定在某一高度，用同一颗子弹从枪口射出，以下是五次实验数据记录：
枪管与水平面夹角θ 15° 30° 45° 60° 75°
子弹落点到枪口的水平距离s/m 7.5 10.1 10.9 9.2 5.3
根据实验数据可以推测，小明探究的问题是：在相同条件下，子弹的射程可能和 有关；
（3）分析数据，进一步得出结论：在相同条件下，枪管与水平面的夹角在 度（请填写具体数值）左右时，子弹射程最远。小明由此推想：相同条件下，铅球以这一角度掷出，掷得最远；
（4）小红同学认为，以上“探究子弹射程与水平夹角θ”实验方案还能再完善，可以进一步获得更准确的结论。你认为小明的方案还能做的改进是： 。
18．如图所示，在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：
猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关；
猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。
(1)为验证猜想一，他设计了如图所示实验，实验时将同一弹簧压缩 （相同/不同）的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较 ，从而比较弹性势能的大小；
(2)为验证猜想二，需选用长度和粗细相同， 不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩 （相同/不同）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若 ，则说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
(3)若水平面绝对光滑，本实验将 （能/不能）达到探究目的。
19．如图所示，摆线的长相同，小球A、B的质量，悬线与竖直方向的夹角
（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 无关；
（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过
反映小球撞击木块C前的动能大小；
（3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：质量相同时，小球的 （选填“速度”、“高度”或“质量”）越大，动能越大；
（4）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，不考虑小球撞击木块前的阻力的作用，撞击木块时质量不同的小球的动能 （选填“相等”或“不相等”），速度 （选填“相等”或“不相等”），因此该方案 （选填“正确”或“错误”）。
1．某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动）。下列判断正确的有（ ）
A．从O点到B点过程中，运动员动能先增大后减少
B．从A点到C点过程中，弹性绳的弹性势能先增大后减少
C．从C点到A点过程中，弹性绳的弹力一直减少，运动员重力小于
D．从C点到A点过程中，运动员动能先增大后减少，运动员重力等于
2．如图所示，轻弹簧左端固定，原长时右端位于O点，现将木块置于弹簧的右端，用力将弹簧压缩Δl的长度（弹簧始终在弹性限度内）后由静止释放，木块在水平地面上向右滑行距离为s后停在O点右侧。下列描述该过程中木块克服地面摩擦力所做的功W、木块的动能Ek随木块距O点的长度x变化的关系图线中，可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．如图所示， 甲、乙两个形状相同的容器都盛有部分水， 将两块完全相同的木块放入两容器， 这时两容器中的水面恰好相平，现在将两木块由图示位置匀速向下压到容器底部， 则对木块做功多的是（ ）
A．乙
B．甲
C．一样多
D．无法确定
4．“测量小球运动的速度”实验中，小明让小球在水平桌面上沿直线运动，下图是根据频闪照相机拍摄的照片记录的小球运动轨迹，频闪照相机每两次闪光之间的时间间隔相等。这三段路程所对应的时间：。下列说法不正确的是（ ）
A．小明三次记录为：、、，小明测得小球在段运动路程
B．小球在水平桌面上做变速运动，小球运动速度不宜过快，以免从桌面掉落时伤人
C．小球在段和段速度大小关系
D．小球在段速度
5．在一次物理课外拓展课上，物理老师给同学们讲了一个新的知识——动能定理。其内容是合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量，表达式为F合s= mv22 - mv12，其中mv22称为这个物体的末动能，mv12称为这个物体的初动能。如图1所示，一正方体物块在外力F的作用下由静止开始沿平直的轨道运动，已知该物块的质量为2kg，边长为10cm，物块与地面的摩擦力是物块自重的0.1倍，物块的运动速度一时间图像如图2所示。
（1）求2~4s物块前进的距离。
（2）已知物块在0~2s时间段内前进的距离为1m，求物块在0~2s时间段内所受的拉力F是多大。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。试卷第1页，共3页
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【参考答案】
自主学习
一、能量：能量 焦耳 越大
二、动能：动能 速度 质量
三、重力势能：重力势能 越大
四、弹性势能：能量 弹性势能
【例1】B 【例2】C 【例3】C 【例4】C 【例5】B 【例6】A
【例7】(1)铅球陷入沙中的深度；(2)A、B；(3)当物体质量相同时，物体位置越高，重力势能越大；(4)无关
【例8】(1)小球、木块；(2)当弹簧被压缩的越多，木块滑行的距离也就越长；(3)在水平面上放足够长的毛巾
【例9】(1)木块被推动距离的远近；(2)使它们到达水平面的速度相同；(3)速度相同时，质量越大，动能越大；(4)大
课后巩固
基础练习
1. B 2. D 3. B 4. D 5. D 6. A 7. D 8. C 9. A 10. C 11. D 12. C 13. B 14. B
15. (1)小球陷入花泥中的深度；(2)高度 质量；(3)无关；(4)A、C；(5)控制变量；(6)下落高度相同
16. (1)重物；(2)高度；(3)A；(4)=；(5)惯性
17. (1)弹性势 枪管与水平面的夹角θ；(3) 45；(4)弹簧被压缩相同长度，保持球射出枪口的速度相同
18. (1)不同 木块移动的距离；(2)材料 相同 木块移动的距离不等；(3)不能
19. (1)质量；(2)木块移动的距离；(3)速度；(4)相等 不相等 错误
能力提升
1. C
2. B
3. A
4. C
5. (1) 2m；(2) 3N
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