12.1 机械能 分层练习（含答案） 2025-2026学年物理苏科版（2024）九年级上册

一 机械能
第1课时　动能　势能
建议用时：25＋5分钟
1. 初步了解能量的意义．
2. 知道什么是动能、重力势能、弹性势能，会通过实验探究影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素．
知识点1　动能
1. 能量
(1) 一个物体能够对另一个物体做功，就表明这个物体具有能量，简称能．
(2) 单位：焦耳(J).
2. 动能
(1) 定义：物体由于运动而具有的能量，叫作动能．
(2) 影响动能大小的因素：①物体的质量；②物体的速度．物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大．
例1　某人跑步时与走路时相比，跑步时的动能　　　　；甲、乙两辆相同的卡车，甲满载，乙空载，当它们以相同的速度行驶时，空载卡车的动能　　　　．（均填“较大”或“较小”）
知识点2　势能
1. 弹性势能
(1) 定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量，叫作弹性势能．
(2) 影响弹性势能大小的因素：物体发生弹性形变的程度等．
2. 重力势能
(1) 定义：处在一定高度的物体所具有的能量，叫作重力势能．
(2) 影响重力势能大小的因素：①物体的质量；②物体的高度．物体的质量越大、高度越高，具有的重力势能就越大．
例2　压弯的跳板将运动员弹起来，说明跳板具有　　　　能，运动员被弹至最高点时具有　　　　势能．
例3　在“模拟打桩”的实验中，原来处于同一沙槽、相同深度的1、2、3、4四个相同木桩，经A、B、C三个重锤从高处由静止下落撞击后，最终所处的位置如图所示．由此可知：实验中，可通过观察　　　　　　　　来比较重锤重力势能的大小，若B、C两锤下落高度相同，则　　　　　（填“B”或“C”）锤的质量要大一些；若A锤质量大于B锤质量，可推测　　　　（填“A”或“B”）锤下落高度较高．
1 唐诗中有“黄河远上白云间”“不尽长江滚滚来”的诗句，从物理学的角度来看，前一句生动形象地表明黄河水存储着大量的　　　　，后一句表明长江水具有大量的　　　　．（均填“动能”或“势能”）
2 （2023 泰州高港月考）司机开车上坡前，往往加大油门，以提高车速，这是为了增大汽车的　　　　能．清扫路面垃圾的清洁车，能通过吸尘器将路面上的垃圾吸入车内容器中．清洁车沿街道匀速行驶，在清扫垃圾过程中，车的动能将　　　　（填“变大”“变小”或“保持不变”）.
3 将同一根弹簧压缩不同程度，弹开贴近弹簧的静止小车，最终实验情景如图A、B所示，那么　　　　（填“A”或“B”）图中的弹簧形变程度大．弹簧弹性势能的大小无法直接观察，我们是通过观察小车被弹开的距离来比较弹簧弹性势能大小的，这种研究方法称为　　　　Ｗ．
（第3题） 　（第4题）
4 甲站在0.5 m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7 m/s匀速下行的自动扶梯上．甲、乙两人质量相等，甲上行中动能　　　　（填“增加”“不变”或“减少”）.某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能　　　　（填“大于”“小于”或“等于”）乙的重力势能，甲的动能　　　　（填“大于”“小于”或“等于”）乙的动能．
5 下列物体既有动能又有势能的是(　　)
A. 在平直公路上行驶的汽车 B. 被压缩的弹簧
C. 高山上静止的大石 D. 在空中飞行的飞机
6 （2023 菏泽单县期末）如图所示，射箭运动员在比赛时总是要把弓拉得很弯，其主要目的是(　　)
A. 增大弓的弹性势能
B. 增大弓的重力势能
C. 增大箭的弹性势能
D. 增大箭的重力势能
7 （2024连云港）2024年4月25日，我国长征运载火箭成功将神舟十八号载人飞船送往预定轨道．载人飞船离开地面加速上升的过程中(　　)
A. 动能增大，重力势能不变
B. 动能增大，重力势能增大
C. 动能不变，重力势能不变
D. 动能不变，重力势能增大
8 如图所示是高速公路失控车辆紧急避险车道．高速行驶的汽车出现刹车失灵时，可通过进入避险车道快速降低车速并停止．它的作用主要是降低汽车哪种能量带来的危害(　　)
A. 动能 B. 重力势能　 C. 弹性势能 D. 惯性
9 如图所示，青蛙从跳起到落地的过程中，它的重力势能(　　)
A. 一直增大 B. 一直减小
C. 先减小后增大 D. 先增大后减小
10 小明同学将如图所示的木块、三脚架分别当作“重锤”和“桩”，做打桩模拟实验．
(1) 小明将“重锤”举高，让其自由下落，将“桩”打入沙中．要将“桩”打得深些，小明采取的方案有：
①用同一“重锤”时，要使“重锤”从更　　　　（填“高”或“低”）处下落．
②让“重锤”从同一高度下落时，要选质量　　　　（填“大”或“小”）的木块．
(2) “桩”被打得越深，说明“重锤”对桩做的功越　　　　，“重锤”具有的重力势能越　　　　．
11 如图所示，在探究物体动能的大小与哪些因素有关时，让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上同一木块．
(1) 本实验探究的是　　　　（填“木块”“小车”或“斜面”）的动能的大小，实验中是通过观察　　　　　　　　来比较动能大小的．
(2) 第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块___________________．
(3) 若操作正确，第二次实验木块最终的位置如图乙所示，则此实验的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　．
(4) 若要继续探究动能与质量的关系，还需增加的器材是　　　　．
12 在“探究纸锥下落的快慢”的活动中，将纸锥从高处释放．若纸锥竖直下落时，受到的空气阻力随下落速度的增大而增大，则纸锥在空中竖直下落过程中，下列情形可能的是(　　)
A. 动能先增大后不变 B. 动能先增大后减小
C. 动能保持不变 D. 重力势能保持不变
第2课时　动能和势能的相互转化
建议用时：25＋5分钟
理解动能、重力势能、弹性势能之间的相互转化．
知识点1　机械能
1. 动能和势能统称为机械能．
2. 机械能＝动能＋势能．
例1　（2023 泰州）如图所示，小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，小明的(　　)
A. 重力势能减小，机械能减小
B. 动能不变，机械能不变
C. 重力势能减小，动能增大
D. 重力势能不变，机械能减小
知识点2　动能和势能的相互转化
1. 在一定的条件下，动能和势能可以互相转化．
2. 如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但是机械能的总和不变，或者说机械能是守恒的．
例2　（2024徐州沛县期中）如图所示是我国空间站运行轨道的示意图，若空间站沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则它从近地点向远地点运行的过程中动能　　　　，势能　　　　（前两空填“增大”或“减小”），在远地点时的速度最　　　　（填“大”或“小”）.
例3　（2024徐州期中）如图所示的“魔罐”做好后将罐子从不太陡的斜面滚下，罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的　　　　，滚动一段时间后罐子停下来，然后再沿斜面向上滚动，此时罐子的重力势能会　　　　（填“增大”“不变”或“减小”）.实际实验中金属罐　　　　（填“能”或“不能”）回到斜面上的原释放点．
例4　（2023 南通）如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是(　　)
A B C D
1 动能与势能之和称为　　　　．若一个在空中飞行的子弹具有2 J的动能和1 J的势能，则它的机械能就是　　　　J.
2 （2025无锡一模）如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高（不计空气阻力），摆球到达B点时动能为　　　　J；摆球从A点到O点的过程中，　　　　能转化为动能．整个过程中，摆球的机械能大小　　　　（填“不变”或“减小”）.
（第2题）　 （第3题）
3 如图所示是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定坡度．从节能的角度分析，这样的设计可以让列车无动力滑行进站时，将　　　　能转化为　　　　能储存起来，此过程中的机械能总量　　　　Ｗ．
4 如图所示是撑竿跳高运动的撑竿起跳和越横杆阶段．在这两个阶段中能量的转化情况是：
(1) 撑竿起跳阶段，撑竿的　　　　能转化为运动员的　　　　能和　　　　能．
(2) 运动员越过横杆后，运动员将　　　　能转化为　　　　能，机械能的大小将　　　　（填“增大”“减小”或“不变”）.
5 （2024泰兴期末）如图所示，某同学将篮球掷向地面，篮球碰到地面后斜向上反弹，甲、乙是篮球运动过程中经过的两个位置．不计空气阻力，篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示，则篮球的运动路径是　　　　（填“由甲到乙”或“由乙到甲”），与地面碰撞过程中损失的机械能为　　　　J，在乙位置时的动能为　　　　J.
位置 机械能/J 重力势能/J
甲 15 7
乙 13 11
　　　
6 （2025常州天宁模拟）如图所示是一款新型智能无人机，在它竖直向上匀速运动的过程中(　　)
A. 动能减小，重力势能增大，机械能不变
B. 动能减小，重力势能增大，机械能减小
C. 动能不变，重力势能增大，机械能增大
D. 动能不变，重力势能增大，机械能减小
7 （2023 烟台）跳水运动中蕴含着许多物理知识，如图所示，下列有关跳板跳水过程中能量变化的说法正确的是(　　)
A. 运动员用力下压跳板的过程中，跳板的弹性势能减小
B. 运动员被跳板向上弹起的过程中，重力势能减小
C. 运动员离开跳板向上运动的过程中，动能减小
D. 运动员从最高点下落的过程中，机械能增大
8 （2024南京秦淮期末）以下四图节选自我国古代科技巨著《天工开物》，下列说法正确的是(　　)
脚踏碓舂米 河池山锡 轧蔗取浆 湿田击稻
甲 乙 丙 丁
A. 图甲，砸打稻米时，碓头的重力势能越大，稻米越容易去皮
B. 图乙，水由高处流下时，水的动能减小
C. 图丙，牛拉“犁担”在水平地面匀速转动的过程中，牛的机械能减小
D. 图丁，稻粒落入木桶的过程中，其动能转化为重力势能
9 （2025扬州仪征模拟）嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球（动力装置关闭），其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示．关于此过程中的能量转化，下列说法正确的是(　　)
A. CD段返回器的重力势能变大
B. BC段返回器的机械能减小
C. AB段返回器动能减小量大于重力势能的增加量
D. A到D的全过程中返回器机械能守恒
10 原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图甲所示．请在图乙中画出钢球从O点运动到A点的过程中，其动能随运动距离变化的大致关系图像．
甲 乙
一、 机械能
第1课时　动能　势能
【基础过关】
例1　较大　较小　例2　弹性势　重力
例3　木桩下陷的深度　B　B
【能力提优】
1. 势能　动能　2. 动　变大　3. B　转换法
4. 不变　等于　小于　5. D　6. A　7. B　8. A　9. D
10. (1) ①高　②大　(2) 多　大
11. (1) 小车　木块移动的距离　(2) 放到原位置　(3) 在质量相同的情况下，速度越大，动能越大　(4) 砝码
【思维拓展】
12. A
第2课时　动能和势能的相互转化
【基础过关】
例1　A　例2　减小　增大　小
例3　弹性势能　增大　不能　例4　A
【能力提优】
1. 机械能　3　2. 0　重力势　不变
3. 动　重力势　减少
4. (1) 弹性势　重力势　动　(2) 重力势　动　减小
5. 由甲到乙　2　2　6. C　7. C　8. A　9. C
【思维拓展】
10.