九年级上册 科学第三章3.1-3.2 能的形式和机械能 易错点培优专题（含解析）

九年级上册 科学第三章3.1-3.2 能的形式和机械能 易错点培优专题
易错点一、能及能量的形式
例1：（2023九上·金华期中）能量形式多种多样，下列有关物体具备的能量描述错误的是（　　）
A．风具有风能 B．奔跑的豹有动能 C．食物中有化学能 D．跳水运动员有弹性势能
例2：氢气被认为是未来最有发展前景的清洁能源之一。但氢燃料电池的发展面临其中一个关键难题是燃料电池铂电极的一氧化碳“中毒”问题，导致电池性能下降和寿命缩短，严重阻碍氢燃料电池汽车的推广。近期，中科大研究团队设计出一种特定催化剂放置在燃料电池的入口处，在氢气进入燃料电池之前，使氢气中的一氧化碳杂质气体优先和氧气发生反应，从而避免一氧化碳杂质气体进入电池毒化电极。该催化剂能够在-75℃至107℃的温度范围内，100%选择性地高效去除氢燃料中的微量一氧化碳。
（1）氢燃料电池汽车使用过程中的能量变化是氢气的　 　转化为汽车的机械能。
（2）写出实验中除去一氧化碳的化学方程式　 　。
（3）根据上述信息，该催化剂具有下列哪些性质 。
A．专一性 B．高效性
C．发生催化作用有温度要求 D．反应前后质量发生改变
变式训练
1．1千米3海水中的氘元素通过核聚变的方式释放的能量，相当于地球上所有石油燃烧产生的能量。氘元素中的这种能量形式属于（　　）
A．内能 B．化学能 C．电能 D．核能
2．（2023九上·义乌月考）在番茄上相隔一定距离分别插入铜片和锌片，即为番茄电池，将铜片、锌片与电压表相连。电池的能量直接来源于（　　）
A．机械能 B．电能 C．太阳能 D．化学能
3.（2023九上·杭州期中）下列物体所具有能量的形式表述正确的是（　　）
A．被大风摇动的树干不具有能量
B．米饭中储存着化学能
C．被拉仲的弹簧具有能量而被压缩的弹簧不具有能量
D．水库中的水不具有能量，而只有当它从水库中流下时才具有能量
4．（2022九上·苍南期中）手机通过电磁波进行信息传递，这些电磁波就是人们常说的“手机辐射”。“手机辐射”具有（　　）
A．机械能 B．电磁能 C．声能 D．化学能
5.“神舟十号”航天飞船在中国酒泉卫星发射中心用“长征二号”F型运载火箭发射升空。请在下列横线上填上合适的能的种类。
（1）长征二号F型运载火箭使用偏二甲肼作为主要燃料，其中储存了　 　。
（2）长征二号F型运载火箭点燃后燃料剧烈燃烧，具有　 　。
（3）火箭发射时发出巨大的声音具有　 　。
（4）升空过程中的火箭具有　 　。
（5）在太空中，“神舟十号”展开两块巨大的电池板吸收太阳发出的　 ，为飞船提供了　 　。
（6）在与“天宫一号”成功对接并组合飞行后，“神十”返回地面。返回舱与大气层剧烈摩擦，产生了大量的　 　。
易错点二、动能及影响动能大小的因素
例1：（2025九上·南湖期末）在跳水运动中，若运动员以相同的速度v，分别向上方和斜上方起跳。若不考虑空气阻为。（向斜上方起跳时）上升到最高点时，运动员的动能　 　（选填“为零”或“不为零”）；运动员向上方起跳落水时速度大小　 　运动员向斜上方起跳落水时速度大小（选填“>”、“<”或“=”）。
例2：如图，把同一小球从同一高度，以相同大小的速度分别沿斜向上和水平方向抛出，小球第一次落地速度为v1，第二次落地速度为v2，不计空气阻力，则v1和v2的大小关系正确的是（　　）
A．v1>v2 B．v1=v2 C．v1例3：（2023九上·宁海期末）小科为了验证物体动能大小是否与物体质量有关，用如图所示的装置进行实验。实验器材：一个用长木板搭成的斜面、三个质量不同的铁球、一块挡板、三块足够厚的橡皮泥。
（1）实验时，将质量不同的铁球从同一斜面的同一高度处静止释放，通过观察比较　 　来判断铁球动能大小。
（2）小宁认为小科用三个实心铁球不合理，应调整用相同　 　、质量不相同的铁球做上述实验。
（3）改正后，预期观察到的实验现象是　 　。
（例1）
例4：（2025九上·金华月考）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟质量有关；
【进行实验】他们做了如图甲、乙、丙所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离；
（1）【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：　 　；
（2）【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车　 　（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性更大的原因；
（3）【评估交流】如果换用图丁所示装置进行实验，选择合适的器材可以研究小球的动能大小与　 　（选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系；
（4）他们由此还联想到牛顿第一定律的实验，让同一小车沿同一斜面的同一高度由静止开始向下滑下，在粗糙程度不同的水平表面运动直至停止；在水平运动的整个过程中，小车在玻璃、毛巾表面克服摩擦力做功的功率分别为P1、P2，则P1　 　P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
变式训练
1.质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么(　　)
A．燕子比鸽子飞得快 B．鸽子比燕子飞得快
C．燕子比鸽子飞得高 D．鸽子比燕子飞得高
2．下列物体只具有动能的是（　　）.
A．被运动员举着不动的杠铃 B．沿坡路向上行驶的汽车
C．在水平地面上行驶的汽车 D．站在树上的猴子
3．（2024九上·临海月考）为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验(如图所示)，让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离。关于该实验的说法中，不正确的是（　　）
A．该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小
B．该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等
C．在实验器材选择时，可以不考虑斜面的光滑程度、被撞木块的质量和软硬等因素
D．实验过程中，让同一小球从不同高度滚下，目的是为了让小球获得不同的运动速度
(3) (4)
4.如图所示小球在光滑轨道上的a点静止自由释放，在运动过程中始终没有离开轨道，关于小球的运动过程的描述，以下说法正确的是（　　）
A．小球不能到达f点 B．小球越过c点时的速度为零
C．小球运动过程中动能不断增大 D．小球还能回到a点
5. 利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将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。图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，小球A、B的质量分别为mA、mB(mA＜mB)。
(1)如图甲、乙所示，同时释放A、B，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的任一时刻的速度大小与小球的_________无关。
(2)如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远。由此可得出结论：_________________________________________________________________________________________________。
(3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度____________(填“大于”“小于”或“等于”)图丙中小球B到达竖直位置时的速度。
(4)如图乙、丙所示，丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：_____________________________________________________________________________________________________。
6.猜想动能的大小可能与物体的质量和运动的速度有关，设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。
(1)乙图中让不同质量的两个小球从斜面的同一高度自由滚下的目的是使两球到达底部的 相等。
(2)选用图甲探究的是动能与 的关系，比较分析实验现象，得出的结论 。
(3)选用图乙探究的是动能与 的关系，比较分析实验现象，得出的结论是______________
____________________________________________________。
(4)物理的研究方法有：等效替代法、类比法、理想实验法等。本实验中运用了两种探究方法，一是控制变量法，如图甲中就是控制了 这个变量；二是转换法，就是用 来显示小球动能的大小。
(5)实验中若水平面绝对光滑且不考虑空气阻力，能得到结论吗？ 。
7.在北京冬奥会上中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。
（1）滑雪板底做得越宽大，对雪地的压强___________；
（2）若滑雪板与雪地总接触面积为0.4m2，苏谢鸣和滑雪板的总质量为72千克，当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时，对雪地的压强为多大？___________
（3）图甲是他在决赛中的完美飞行轨迹，AB是飞跃跳台的上升阶段，BC是下落阶段，请在图乙中画出他在飞行过程中速度随时间变化的大致曲线图，（v0为A点的速度，不计空气阻力？
易错点三： 重力势能及影响重力势能大小的因素
例1： 关于空中的两个物体势能大小的说法中，正确的是(　　)
A．只要位置一样高，它们的势能就一定相等
B．只要质量相等，它们的势能就一定相等
C．位置不一样高，质量也不相等，它们的势能肯定不相等
D．虽然位置不一样高，质量也不相等，但它们的势能可能相等
例2：（2025九上·拱墅开学考）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知重物A、B、C的质量关系为mA=mB＜mC。三个完全相同的木桩和三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示，木桩被打击后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）让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断　 　（选填“重物”“木桩”）的重力势能大小。
（2）比较　 　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重物下落高度的关系，得出的结论是：　 　。
（3）结合（2）中的实验结论，通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度，我们　 　（选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与其质量有关的结论。
例3：（2025九上·上虞期末）某科学实验小组在探究“重力势能大小的影响因素”时，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的高度有关；
猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关。
实验中用到的小球，A、B、C球体积均为V，D球体积为2V，A、C、D球质量均为m，B球质量为2m。实验时均让小球从图中高度自由下落，记录小球下降到最低点时弹簧的长度，所用实验装置如右图所示。请你根据图中实验情景完成下列问题：
（1）小虞通过观察__________________来比较小球重力势能的大小，这种科学研究的方法与以下选项中的___________相同。
A．根据水升温的多少判断食物含有的能量的多少
B．研究压力的作用效果与受力面积的关系时控制压力的大小相同
C．用黄豆和芝麻混合前后的体积变化研究分子间隙
D．借助无色酚酞试液判断酸碱反应是否发生
（2）为验证猜想一，可以通过比较　 　两球的实验。
（3）通过本实验可知，猜想　 　是正确的。
（4）小虞认为利用这套实验装置，还可以探究影响动能大小的因素，比如通过比较A、C两球实验，可以探究　 　对动能大小的影响。
变式训练
1.（2023九上·永康期末）在无人机匀速上升过程中，对其分析正确的是（　　）
A．质量增加 B．动能增加 C．重力势能增加 D．机械能不变
2.把金属小球放在O处，静止滚下，然后让它沿轨道滚下先后通过轨道上b、c，再通过b，最终恰好落在d处停下如图。观察小球滚动的全过程，下列图像中有关能量随小球位置变化的大致趋势正确的是（　　）
A． B．C．D．
3.（2024·龙港模拟）跳水运动中蕴含着许多物理知识，如图所示，运动员站立在跳台上的A点，然后保持直立姿势从跳台上竖直向上弹跳后腾空，至最高点后自由下落，至C点落入水中。若不计空气阻力，运动员从离开跳台到落水前的过程中，下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，正确的是
A．①③④ B．②③④ C．①④ D．③④
4.如图，小球从左侧的斜坡滚下，到达底端后又沿着右侧斜坡向上滚到最高处， 则下列图像能正确代表小球重力势能与运动时间t之间对应关系的是（ ）
A.B. C.D.
5.某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B求质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过　 　来反映的；
（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：　 　；
（3）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径　 　（选填：“有关”或“无关”）
易错点四、弹性势能及其影响因素
例1：（2025·浙江会考）如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一小物体m连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点静止，物体与水平地面间的摩擦力恒定，下列说法中正确的是（　　）
A．物体从A到B动能越来越大，从B到C动能越来越小
B．物体从A到B动能越来越小，从B到C所受合力不变
C．物体从A到B动能先增大后减小，从B到C动能一直减小
D．物体在B点动能最大
（例1） （例2）
例2：（2025九下·温州开学考）“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目，如图所示。一根弹性橡皮绳，一端系住人的腰部，另一端系于跳台，当人下落至图中A点时，橡皮绳刚好被伸直，C点是游戏者所能达到的最低点，当人下落至图中B点时，橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于游戏者离开跳台到最低点的过程中（不考虑空气阻力），下列说法正确的是（　　）
A．游戏者的动能一直在增加
B．游戏者到达B点时，游戏者的动能增加到最大值
C．游戏者到达C点时，重力势能全部转化为动能
D．游戏者从C点向B点运动的过程中，重力势能转化为动能和弹性势能
例3：小宁用图甲的弹簧笔玩游戏，发现弹起的高低不同。小宁认为笔弹起的高度取决于内部弹簧的弹性势能，而弹簧的弹性势能大小与弹簧的弹性形变和弹簧种类有关。为了探究相同弹簧其弹性势能大小与其弹性形变的关系，小宁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】
【实验步骤】：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。
③改变小球在水平面上压缩弹簧的位置，重复实验多次。
（1）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。
（2）小宁在其中几次实验中，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，请你就上述实验提出一个合理化的改进建议：　 　。
变式训练
1．下列物体不具有弹性势能的是（　　）
A．被压紧的弹簧 B．被撑竿跳运动员压弯的撑竿
C．从拉弯的弓中射出的箭 D．发生形变的蹦床
2．人拉弓射箭时，下列说法中正确的是（　　）
A．放在张紧了的弓上的箭，具有弹性势能 B．弓被拉得越弯，人的弹性势能越大
C．弓被拉得越弯，弓的弹性势能越大 D．弓的弹性势能还和它的质量有关
3.（2023九上·上虞期末）如图，在光滑的水平台面上，将一轻弹簧左端固定。右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO＝OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列正确的是（　　）
A．小球的动能不断增加
B．弹簧的弹性势能不断减少
C．小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D．在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
（3） （4）
4.物体F和弹簧相连固定于墙壁上，当物体处于位置B处弹簧没有形变，用力将其拉至C处，松手后物体从C点出发在CA之间往返运动并最终停留在某处，若停留时弹簧弹性势能为0，则：
（1）由C到B时，弹簧的弹性势能　 　（选填“不变”、“增大”或“减小”）
（2）物体从C点出发，回到A点的过程中，物体动能最大的点位于　 　（选填“B点”、“AB”之间或“BC之间”）
（3）物体最终停留在　 　选填“B点”、“AB”之间或“BC之间”）
易错点五： 动能和重力势能的相互转化
例1：（2025九上·上虞期末）如图所示，一小球从A点以一定的速度v沿粗糙的弧形轨道滚下，依次经过高度相同的B点和C点。下列关于小球滚动过程的分析不正确的是（　　）
A．小球在B点的动能等于C点动能
B．速度v达到一定大小时，小球能到达E点
C．小球在B点的机械能大于C点的机械能
D．小球从A点到B点的过程中，减少的重力势能大于小球增加的动能
例2：（2025九上·黄岩期末）篮球从A点投向C点，运动轨迹如图所示，空气阻力不可忽略且大小恒定，下列说法正确的是（　　）
A．篮球在最高点B时动能为零
B．整个过程中篮球的机械能守恒
C．篮球在 A 点的动能大于 C 点的动能
D．篮球在上升过程中，重力势能转化为动能
例3：（2023九上·柯城期末）如图所示为人造卫星沿椭圆轨道绕地球运动示意图。下列关于卫星运动的近地点和远地点的说法正确的是（　　）
A．从近地点到远地点，卫星动能增加
B．从远地点到近地点，卫星势能增加
C．卫星在绕地运动过程中机械能守恒
D．卫星在近地点的速度小，远地点速度大
例4：如图所示，甲、乙是两个相同的小球，在同一高度将甲乙两球抛出：甲球以速度v竖直向下抛出后落地；乙球以速度v竖直向上抛出至最高点A后落地，若不考虑空气阻力，下列正确的是（　　）
A．抛出时刻，甲球的动能比乙球的动能小
B．抛出时刻，甲球的机械能比乙球的机械能大
C．乙球在上升至最高点的过程中动能逐渐减小为零
D．甲球落地时的速度大于乙球落地时的速度
(例4) （例5）
例5：如图是皮球落地后弹起过程中，每隔相同时间曝光一次所拍摄的照片。
（1）皮球离开地面上升的过程中，重力势能__________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），机械能__________。
（2）A、B两点等高，A点的速度__________B点的速度（填“大于”、“小于”或“等于”）。
变式训练
1. 如图所示，粗糙圆弧轨道被固定，轨道所在的平面竖直。现将一个小铁环从轨道左侧h高处由静止释放，则关于铁环第一次向右侧运动的判断中正确的是(　　)
A．它将飞出轨道外 B．它能到达右侧超过h的高处
C．它恰能到达右侧h高处 D．它到达右侧的高度一定小于h
（1） （2）
2.如图是小球从A点摆动到B点的频闪照片。有关小球机械能的变化，正确说法是(　)
A．小球在A点时势能最小 B．小球在B点时动能最大
C．小球从A点到O点过程中，动能增大 D．小球从O点到B点过程中，势能转化为动能
3.（2024·瑞安模拟）篮球运球投篮温州体育中考的项目之一。小科在操场上将一篮球抛出，篮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是 (　　)
A．篮球由a到b时，动能逐渐增大 B．篮球在b 点时的机械能最大
C．篮球在a、c两点时动能相等 D．篮球由c到d时，机械能一直减小
（3） （4）
4.（2024·滨江模拟）跳台滑雪是一项深受许多人喜爱的体育运动。如图是跳台滑雪区和某运动员的运动轨迹简化示意图，运动员从A 点出发，最终在E点停下。下列说法正确的是（ ）
A．运动员的滑雪板长而宽，可以减小运动员落地时对雪地的压力
B．从A到B的过程中，运动员的动能变大，惯性大小也变大
C．从B点到C点的过程中，重力势能转化为动能
D．若忽略空气阻力，C点到D点(着陆前)过程中，运动员和滑雪板的总机械能守恒
5.（2024·上虞模拟）如图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球从A点由静止开始自由滑下，沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力)。小球从A点运动到O点的过程中的能量转化情况　 　。小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是　 　(选填“a” “b” “c”或“d”) ； 若小球到达运动轨迹最高点时所受的外力全部消失，则小球的运动状态是　 　.
易错点六： 蹦极、蹦床、小球弹簧问题（重点）
例1：如图所示的情景是一种游戏，叫做蹦极。游戏者将一根有弹性的绳子系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。图中a点是弹性绳子自然下垂时绳下端的位置，c点是游戏者所到达的最低点。对于游戏者离开跳台至最低点的过程，下列说法中正确的是（　　）
A. 游戏者的动能一直在增加
B. 游戏者减少的重力势能全部转化为弹性势能
C. 游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能
D. 游戏者达到c点时，他的动能最大
例2：“蹦床”是体育比赛项目，床面弹性很大，运动员可在上面反复弹跳。从高空落下的运动员刚好与水平床面接触的点为A点，能到达的最低点为B点，如图所示，运动员从B点反弹回A点的过程中，不计空气阻力，则（ ）
A．运动员在B点速度为0，受平衡力作用
B．在反弹的瞬间，运动员在B点所受重力大于弹簧弹力
C．从B点向上运动过程中，运动员的动能先增大后减小
D．从B点向上运动过程中，运动员的机械能保持不变
例3：如图，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球向下运动到最低点B（不超过弹簧弹性限度），小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球的重力势能一直在减少，动能一直在增加 B．小球减少的重力势能全部转化为动能
C．弹簧的弹性势能不断增大 D．小球运动到B点时，重力势能最小，动能最大
（例3） （例4）
例4：蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，深受广大青少年喜爱。蹦床公园应运而生，如图甲所示为蹦床运动的简化示意图，O点是小滨由静止开始自由落下的起始位置，C点是小滨到达的最低点。从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图像如图乙所示(速度为负值，表示运动方向向上。整个过程忽略空气阻力)。
（1）从O点下落到A 点的过程中，小滨的机械能　 　(填“增大”“减小”“不变”“先增大后减小”或“先减小后增大”，下同)，从A 点下落到C 点的过程中，蹦床的弹性势能　 　。
（2）小滨下落过程中动能增大的时间段为　 　。
变式训练
1：如图所示，将一弹簧固定在水平桌面上，在其上放置一个小钢球，钢球静止时弹簧长度为L（如图甲），用手向下压弹簧到一定程度静止（如图乙），释放后钢球运动到距离水平桌面2L处（如图丙），整个过程中，对钢球分析错误的是（ ）
A．甲图中，钢球具有重力势能，弹簧具有弹性势能
B．乙图中，弹簧上静止时，弹簧的弹性势能不为零
C．钢球上升过程中，钢球动能先增大后减小
D．钢球上升弹簧弹性势能先转化成钢球动能，再钢球动能转化为钢球重力势能
2.（2024·杭州模拟）如图甲所示原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个质量为m的小钢球，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。钢球从O点运动到A点的过程中，能表示其动能Ek随运动距离s变化关系的图像是图乙中的（　　）
A．B．C． D．
3.如甲图所示，小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短．从a至c处的过程中，小球在b处速度最大．小球的速度v和弹簧被压缩的长度△L之间的关系如乙图所示．不计空气阻力，则从a至c处的过程中，下列说法中正确的是(　　)
小球所受重力始终大于弹簧的弹力
B．小球的重力势能先减小后增大
C．小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能
D．小球的动能一直减小
4.如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上．a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点时小球到达最右端的位置．则小球a点运动到c点的过程中，下列说法正确的是(　　)
小球在a点，弹簧的弹性势能最小
B．小球在b点，小球的速度最小
C．从a点到b点，小球的动能逐渐增大
D．从b点到c点，弹簧的弹性势能逐渐减小
5.如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上，压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器(压力不超过最大值)，压力传感器、电流表、定值电阻和电源组成一电路。压力传感器不受力时电流表示数是I0。t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。整个过程中，不计能量损失，电流表示数I随时间t变化的图像如图乙所示，则(　　)
A．t1时刻，小球的动能最大
B．t2时刻，弹簧的弹性势能最小
C．t2～t3这段时间内，弹簧的弹性势能逐步减少
D．t2～t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
（5） （6）
6.如图所示，将一弹簧固定在水平桌面上，在其上放置一个小钢球，钢球静止时弹簧长度为L，用手向下压弹簧到一定程度，释放后钢球运动到距离水平桌面2L处，整个过程中对钢球分析错误的是(　　)
A．甲图中，钢球静止时受到平衡力的作用
B．钢球在弹簧上静止时，弹簧的弹性势能不为0
C．钢球上升但未离开弹簧之前钢球一直加速运动
D．钢球上升过程中，当弹簧长度为L时，钢球动能最大
7.跳水运动员在3m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时受力平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法中正确的是(　　)
A．从A到C的过程中，跳板的弹性势能一直在增大
B．从A到C的过程中，运动员的机械能守恒
C．从A到C的过程中，运动员的动能一直在减小
D．从B到C的过程中，运动员减少的动能等于跳板增加的势能
（7 ） （8）
8.小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲)，在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙)，速度为5 m/s。将弹簧压缩到最短(如图丙)的整个过程中，小球的速度v和弹簧缩短的长度ΔL之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到0.2 N的压力就缩短1 cm，并且轻弹簧在受到撞击至压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变(不计空气阻力)。
(1)从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是______________，小球机械能的变化情况是_______。
(2)实验中所用小球的质量为_______，全过程中，弹簧中弹力的最大值为_______。(g取10 N/kg)
(3)如图，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，小球处于______(填“平衡”或“非平衡”)状态。
9.如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）
（1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能___________，运动员动能____________；（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。
（2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能___________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”，下同）；运动员的动能___________。
(9) (10)
10如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一重为G=50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则在上述过程中时刻t1________(选“是”或“不是”)动能最大；小球在从最高点到最低点的运动过程中，动能的变化情况是________________；t2到t3时间内，小球增加的动能________弹簧减小的弹性势能(选填“大于”“小于”或“等于”)，上述过程中小球和弹簧机械能________(选填“是”或者“不是”)守恒的。
11.总长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个质量为m的小钢球，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，如图所示，钢球从O点运动到A点的过程中(不计空气阻力)，当小钢球运动到最低点A时，橡皮筋所具有的的弹性势能是(用所给的字母表示)____________________：请画出橡皮其动能随运动距离变化的大致关系图像。
（11） （12）
12.在粗糙的水平面上有一根轻质弹簧，弹簧左端固定在墙上，右边连接一小球，当弹簧处于自然状态时小球正好在B点。如图所示，现在将小球推到A点后放手，小球第一次向右运动时最远能到达C点，此过程中：
(1)小球从A点向C点的运动过程中，速度如何变化___________？
(2)小球速度最大点出现在___________(选填“B点左侧”、“B点右侧”、“B点”或“都有可能”。
(3)当小球最后静止，将停在___________(选填“B点左侧”、“B点右侧”、“B点”或“都有可能”)。
13.如图所示，连着弹簧的小球套在水平杆上，弹簧自由伸长时，小球位于O点。小幅度向左或向右改变小球的位置，小球仍能静止。现在大幅度改变水球位置，把小球移至A点后使其静止，然后释放。（不计空气阻力）
（1）此水平连杆装置是____（选填“粗糙的”或“光滑的”）。
（2）小球向右运动过程中速度最大点出现在 （选项“O点”“O点左侧”“O点右侧”或“都有可能”）。
（3）小球最终静止的位置是 （选项“O点”“O点左侧”“O点右侧”或“都有可能”）。
14.如图所示，物体M与弹簧一增相连，系在绳子末端的小球从A处由静止开始释放，经最低点B，撞击物体M后反弹，并使M在光滑水平面上向右运动，最终到达最右端D点，（图中C点是弹簧原长的末端，均不计空气阻力)。
（1）小球从A到B的过程中，能量的转化情况是_____
（2）小球在最低点B时，受到的力_______ (选墳“是”或“不是”)平衡力。
（3）物体M从C到D点的过程中，动能大小变化情况是______ （选填“一直变大”“一直变小”或“先变大后变小”）。
（14） （15）
15.如图所示，将一根弹簧和一只质量为1kg的金属球（球上有一直小孔）套在铁架台的金属杆AB上面。现将小球提到B端后松手，小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。
（1）弹簧原来的长度_______（填大于、小于、等于）40cm。
（2）在0-t1过程中，小球的动能_______（选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“不变”）。
（3）在t1、t2、t3三个时刻，小球的动能分别为E1、E2、E3，其大小关系是_______。
九年级上册 科学第三章3.1-3.2 能的形式和机械能 易错点培优专题
易错点一、能及能量的 形式
例1：（2023九上·金华期中）能量形式多种多样，下列有关物体具备的能量描述错误的是（　　）
A．风具有风能 B．奔跑的豹有动能 C．食物中有化学能 D．跳水运动员有弹性势能
【答案】D
【解析】（1）空气流动形成风，风具有的能量叫风能；
（2）物体由于运动而具有的能叫动能；
（3）化学能是物质发生化学反应时才释放出来的能量，一般储存在物体内部。
（4）物体发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。
【解答】A.风具有风能，故A正确不合题意；
B.奔跑的豹有动能，故B正确不合题意；
C.食物中有化学能，故C正确不合题意；
D.跳水运动员没有发生弹性形变，不具有弹性势能，故D错误符合题意。
故选D。
例2：氢气被认为是未来最有发展前景的清洁能源之一。但氢燃料电池的发展面临其中一个关键难题是燃料电池铂电极的一氧化碳“中毒”问题，导致电池性能下降和寿命缩短，严重阻碍氢燃料电池汽车的推广。近期，中科大研究团队设计出一种特定催化剂放置在燃料电池的入口处，在氢气进入燃料电池之前，使氢气中的一氧化碳杂质气体优先和氧气发生反应，从而避免一氧化碳杂质气体进入电池毒化电极。该催化剂能够在-75℃至107℃的温度范围内，100%选择性地高效去除氢燃料中的微量一氧化碳。
（1）氢燃料电池汽车使用过程中的能量变化是氢气的　 　转化为汽车的机械能。
（2）写出实验中除去一氧化碳的化学方程式　 　。
（3）根据上述信息，该催化剂具有下列哪些性质 。
A．专一性 B．高效性
C．发生催化作用有温度要求 D．反应前后质量发生改变
【答案】（1）化学能
（2）2CO+O2 2CO2
（3）A；B；C
【解析】（1）燃料在燃烧之前储藏的能量叫化学能；
（2）确定反应物、反应条件和生成物，据此写出反应的方程式。
（3）根据催化剂的性质和题目描述确定该催化剂的特点。
【解答】（1）氢燃料电池汽车使用过程中的能量变化是氢气的化学能转化为汽车的机械能。
（2）一氧化碳和氧气在点燃的条件下反应，生成二氧化碳，反应的方程式为： 2CO+O2 2CO2 ；
（3）根据“使氢气中的一氧化碳杂质气体优先和氧气发生反应”可知，该催化剂具有专一性，故A正确；
根据“100%选择性地高效去除氢燃料中的微量一氧化碳”可知，该催化剂具有高效性，故B正确；
根据“该催化剂能够在-75℃至107℃的温度范围内”可知，该催化剂具有温度要求，故C正确；
根据催化剂的性质可知，反应前后质量保持不变，故D错误。
故选ABC。
变式训练
1．1千米3海水中的氘元素通过核聚变的方式释放的能量，相当于地球上所有石油燃烧产生的能量。氘元素中的这种能量形式属于（　　）
A．内能 B．化学能 C．电能 D．核能
【答案】D
【解析】根据核能的定义判断。
【解答】通过核聚变或核裂变的形式释放出来的巨大能量叫核能，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
2．（2023九上·义乌月考）在番茄上相隔一定距离分别插入铜片和锌片，即为番茄电池，将铜片、锌片与电压表相连。电池的能量直接来源于（　　）
A．机械能 B．电能 C．太阳能 D．化学能
【答案】D
【解析】根据能量转化的知识分析判断。
【解答】根据描述可知，电池的能量肯定来自于番茄内部的化学能，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
3,。（2023九上·杭州期中）下列物体所具有能量的形式表述正确的是（　　）
A．被大风摇动的树干不具有能量
B．米饭中储存着化学能
C．被拉仲的弹簧具有能量而被压缩的弹簧不具有能量
D．水库中的水不具有能量，而只有当它从水库中流下时才具有能量
【答案】B
【解析】 发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能。
【解答】A.被大风摇动的树干具有动能，故A错误；
B.储存在食物中的能量是化学能，米饭中储存着化学能，故B正确；
C.被拉伸和被压缩的弹簧都有弹性势能，故C错误；
D.水库中的水由于位置较高，具有重力势能，故D错误。
故答案为：B。
4．（2022九上·苍南期中）手机通过电磁波进行信息传递，这些电磁波就是人们常说的“手机辐射”。“手机辐射”具有（　　）
A．机械能 B．电磁能 C．声能 D．化学能
【答案】B
【解析】根据能量的存在形式分析判断。
【解答】A.物体由于机械运动具有的能量叫机械能，故A不合题意；
B.由于电磁辐射具有的能量叫电磁能，故B符合题意；
C.声音传播时具有的能量叫声能，故C不合题意；
D.物质在发生化学变化时产生的能量叫化学能，故D不合题意。
故选B。
5.“神舟十号”航天飞船在中国酒泉卫星发射中心用“长征二号”F型运载火箭发射升空。请在下列横线上填上合适的能的种类。
（1）长征二号F型运载火箭使用偏二甲肼作为主要燃料，其中储存了________。
（2）长征二号F型运载火箭点燃后燃料剧烈燃烧，具有________。
（3）火箭发射时发出巨大的声音具有________。
（4）升空过程中的火箭具有________。
（5）在太空中，“神舟十号”展开两块巨大的电池板吸收太阳发出的________，为飞船提供了________。
（6）在与“天宫一号”成功对接并组合飞行后，“神十”返回地面。返回舱与大气层剧烈摩擦，产生了大量的________。
【答案】（1）化学能（2）热能（3）声能（4）机械能（5）光能；电能（6）热能
【解析】火箭升空时将燃料燃烧释放的化学能转化为热能，再转化为火箭的机械能；返回舱与大气层剧烈摩擦时产生热能.
（1）长征二号F型运载火箭使用偏二甲肼作为主要燃料，其中储存了化学能；（2）燃料剧烈燃烧，具有热能；（3）火箭发射时发出巨大的声音具有声能；（4）升空过程中的火箭做机械运动，具有机械能；（5）电池板吸收太阳发出的光能，，为飞船提供了电能；（6）返回舱与大气层剧烈摩擦，产生了大量的热能.
易错点二、动能及影响动能大小的因素
例1：（2025九上·南湖期末）在跳水运动中，若运动员以相同的速度v，分别向上方和斜上方起跳。若不考虑空气阻为。（向斜上方起跳时）上升到最高点时，运动员的动能　 　（选填“为零”或“不为零”）；运动员向上方起跳落水时速度大小　 　运动员向斜上方起跳落水时速度大小（选填“>”、“<”或“=”）。
【答案】不为零；=
【解析】（1）动能的大小与物体的质量和速度有关。
（2）机械能守恒条件：只有重力做功，机械能（动能与势能之和）保持不变。
（3）斜上抛运动在最高点时，竖直方向速度为0，但水平方向有速度。
（4）根据机械能守恒判断不同起跳方式落水时速度大小。
【解答】向斜上方起跳时，上升到最高点，运动员水平方向仍具有速度，因此动能不为零。
若不考虑空气阻为，运动员在整个运动过程中机械能守恒，因此运动员向上方起跳落水时速度大小等于运动员向斜上方起跳落水时速度大小。
例2：如图，把同一小球从同一高度，以相同大小的速度分别沿斜向上和水平方向抛出，小球第一次落地速度为v1，第二次落地速度为v2，不计空气阻力，则v1和v2的大小关系正确的是（　　）
A．v1>v2 B．v1=v2 C．v1【答案】B
【解析】同一小球在同一高度时，它们的重力势能相同。以相同的速度向不同方向抛出时，它的动能相同。根据“机械能=动能+重力势能”可知，此时它的机械能相等。
当小球落地时，由于不计空气阻力，即没有能量损失，因此小球的机械能仍然相同。由于此时重力势能为零，所以动能相等，即v1=v2。故选B。
例3：（2023九上·宁海期末）小科为了验证物体动能大小是否与物体质量有关，用如图所示的装置进行实验。实验器材：一个用长木板搭成的斜面、三个质量不同的铁球、一块挡板、三块足够厚的橡皮泥。
（1）实验时，将质量不同的铁球从同一斜面的同一高度处静止释放，通过观察比较　 　来判断铁球动能大小。
（2）小宁认为小科用三个实心铁球不合理，应调整用相同　 　、质量不相同的铁球做上述实验。
（3）改正后，预期观察到的实验现象是　 　。
【答案】（1）橡皮泥的凹陷程度
（2）体积
（3）体积、质量不相同的金属球从同一斜面的同一高度滑下，撞击橡皮泥时橡皮泥的凹陷程度越大
【解析】（1）从斜面上滚下来的铁球会撞击水平面上的橡皮泥，且小球的动能越大，则橡皮泥凹陷的程度越大；
（2）铁球的体积大小会影响撞击后橡皮泥的凹陷程度，根据控制变量法的要求可知，此时需要控制铁球的体积相同而改变铁球的质量。
（3）根据控制变量法的要求描述动能大小与质量的关系，并说明对应的现象即可。
【解答】（1）实验时，将质量不同的铁球从同一斜面的同一高度处静止释放，通过观察比较橡皮泥的凹陷程度来判断铁球动能大小。
（2）小宁认为小科用三个实心铁球不合理，应调整用相同体积、质量不相同的铁球做上述实验。
（3）动能与质量大小有关，即速度相同时，质量越大，动能越大，因此预期观察到的现象为：体积相同时，质量不相同的金属球从同一斜面的同一高度滑下，质量越大的金属球撞击橡皮泥时橡皮泥的凹陷程度越大。
例4：（2025九上·金华月考）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟质量有关；
【进行实验】他们做了如图甲、乙、丙所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离；
（1）【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：　 　；
（2）【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车　 　（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性更大的原因；
（3）【评估交流】如果换用图丁所示装置进行实验，选择合适的器材可以研究小球的动能大小与　 　（选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系；
（4）他们由此还联想到牛顿第一定律的实验，让同一小车沿同一斜面的同一高度由静止开始向下滑下，在粗糙程度不同的水平表面运动直至停止；在水平运动的整个过程中，小车在玻璃、毛巾表面克服摩擦力做功的功率分别为P1、P2，则P1　 　P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】（1）速度一定时，物体的质量越大，动能越大
（2）超速（3）速度（4）小于
【解析】物体的动能跟物体的速度和质量有关，在实验过程中，通过观察物体被小球撞击的距离来判断小球动能的大小。
【解答】（1）分析甲、乙两图可知，金属球从斜槽的相同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度相等，物体的质量不同，甲小球的质量大，物体被撞击得更远，所以可以得到结论是速度一定时，物体的质量越大，动能越大。
（2）分析甲、丙两图可知，金属球从斜槽的不同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度不相等，物体的质量相同，可以探究动能大小与速度的关系；甲图小球的速度越大，物体被撞击得更远，可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因。
（3）用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，所以弹簧的弹性势能不相同时，小球与弹簧分开后获得的初速度不相同，而小球的质量不变，故可以研究小球的动能大小与速度的关系。
（4）小车克服摩擦力做功的能量来自小车的动能，小车的动能刚开始时是相等的，最终小车停下来，则小车的动能为零，所以小车无论在什么样的水平面上，克服摩擦力做的功是相等的；小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，接触面越光滑，小车的运动距离越远，由于玻璃表面更光滑，则小车在玻璃面运动时间更长，由于克服摩擦所做的功相同，根据可知，则P1（1）分析甲、乙两图可知，金属球从斜槽的相同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度相等，物体的质量不同，甲小球的质量大，物体被撞击得更远，所以可以得到结论是速度一定时，物体的质量越大，动能越大。
（2）分析甲、丙两图可知，金属球从斜槽的不同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度不相等，物体的质量相同，可以探究动能大小与速度的关系；甲图小球的速度越大，物体被撞击得更远，可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因。
（3）用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，所以弹簧的弹性势能不相同时，小球与弹簧分开后获得的初速度不相同，而小球的质量不变，故可以研究小球的动能大小与速度的关系。
（4）小车克服摩擦力做功的能量来自小车的动能，小车的动能刚开始时是相等的，最终小车停下来，则小车的动能为零，所以小车无论在什么样的水平面上，克服摩擦力做的功是相等的；小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，接触面越光滑，小车的运动距离越远，由于玻璃表面更光滑，则小车在玻璃面运动时间更长，由于克服摩擦所做的功相同，根据可知，则P1变式训练：
1． 质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么(　　)
A．燕子比鸽子飞得快 B．鸽子比燕子飞得快
C．燕子比鸽子飞得高 D．鸽子比燕子飞得高
【答案】A
2．下列物体只具有动能的是（　　）.
A．被运动员举着不动的杠铃 B．沿坡路向上行驶的汽车
C．在水平地面上行驶的汽车 D．站在树上的猴子
【答案】C
【解析】【分析】物体由于运动具有的能叫动能，由于被举高而具有的能叫重力势能，由于发生弹性形变具有的能叫弹性势能，据此分析即可。
【解答】A. 被运动员举着不动的杠铃，不具有动能，但具有重力势能，故A错误；
B.沿坡路向上行驶的汽车，由于运动具有动能，由于位置升高具有重力势能，故B错误；
C. 在水平地面上行驶的汽车，由于运动具有动能，由于高度没有变化，因此不具有重力势能，故C正确；
D. 站在树上的猴子，没有运动不具有动能，由于位置升高而具有重力势能，故D错误。
故选C。
3．（2024九上·临海月考）为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验(如图所示)，让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离。关于该实验的说法中，不正确的是（　　）
A．该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小
B．该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等
C．在实验器材选择时，可以不考虑斜面的光滑程度、被撞木块的质量和软硬等因素
D．实验过程中，让同一小球从不同高度滚下，目的是为了让小球获得不同的运动速度
【答案】C
【解析】【分析】根据对影响动能因素的探究实验的过程、现象和结论的认识分析判断。
【解答】A.该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小，故A正确不合题意；
B.该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等，故B正确不合题意；
C.在实验器材选择时，斜面的光滑程度、被撞木块的质量和软硬等因素，都会影响木块在水平面上运动距离的远近，从而影响动能大小的判断，故C错误符合题意；
D.实验过程中，让同一小球从不同高度滚下，目的是为了让小球获得不同的运动速度，故D正确不合题意。
故选C。
5.如图所示小球在光滑轨道上的a点静止自由释放，在运动过程中始终没有离开轨道，关于小球的运动过程的描述，以下说法正确的是（　　）
A．小球不能到达f点 B．小球越过c点时的速度为零
C．小球运动过程中动能不断增大 D．小球还能回到a点
【答案】D
【解析】 球在光滑轨道上的a点静止自由释放 ，因为光滑，所以没有能量损失，机械能守恒。
【解答】A.af等高，机械能守恒，所以 小球能到达f点，A错误；
B. C点高度小于a，小球越过c点时的速度为大于零，B错误；
C. 小球运动过程中只有高度不断下降才能动能不断增大，C错误；
D.机械能守恒，小球运动到f速度变为零，然后还能回到a点，D正确；
故答案为：D。
5． 利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将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。图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，小球A、B的质量分别为mA、mB(mA＜mB)。
(1)如图甲、乙所示，同时释放A、B，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的任一时刻的速度大小与小球的_________无关。
(2)如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远。由此可得出结论：_________________________________________________________________________________________________。
(3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度____________(填“大于”“小于”或“等于”)图丙中小球B到达竖直位置时的速度。
(4)如图乙、丙所示，丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：_____________________________________________________________________________________________________。
【答案】
6.猜想动能的大小可能与物体的质量和运动的速度有关，设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。
(1)乙图中让不同质量的两个小球从斜面的同一高度自由滚下的目的是使两球到达底部的 相等。
(2)选用图甲探究的是动能与 的关系，比较分析实验现象，得出的结论_ 。
(3)选用图乙探究的是动能与 的关系，比较分析实验现象，得出的结论是______________
____________________________________________________。
(4)物理的研究方法有：等效替代法、类比法、理想实验法等。本实验中运用了两种探究方法，一是控制变量法，如图甲中就是控制了 这个变量；二是转换法，就是用 来显示小球动能的大小。
(5)实验中若水平面绝对光滑且不考虑空气阻力，能得到结论吗？ 。
【答案】（1）运动速度 （2）速度 物体质量一定时，运动速度越大，动能越大．
（3）质量 物体运动速度一定时，质量越大，动能越大（4）小球到地面时的速度 木块滑行的距离
7、在北京冬奥会上中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。
（1）滑雪板底做得越宽大，对雪地的压强___________；
（2）若滑雪板与雪地总接触面积为0.4m2，苏谢鸣和滑雪板的总质量为72千克，当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时，对雪地的压强为多大？___________
（3）图甲是他在决赛中的完美飞行轨迹，AB是飞跃跳台的上升阶段，BC是下落阶段，请在图乙中画出他在飞行过程中速度随时间变化的大致曲线图，（v0为A点的速度，不计空气阻力）___________
【答案】越小 1800Pa
【解析】（1）[1]滑雪板底做得越宽大，压力一定时，受力面积越大，对雪地的压强越小。
（2）[2]对雪地的压力F=G=mg=72kg×10N/kg=720N
对雪地的压强
（3）[3]不计空气阻力，空中运动过程中，机械能守恒，上升阶段：动能转化为重力势能，动能减小，速度减小；到达最高点B点时，速度最小，但不为零；下落阶段：重力势能转化为动能，动能增大，速度增大，由于C点的高度低于A点的高度，C点的重力势能小于A点的重力势能，C点的动能大于A点的动能，C点的速度会大于v0，如图所示：
易错点三： 重力势能及影响重力势能大小的因素
例1： 关于空中的两个物体势能大小的说法中，正确的是(　　)
A．只要位置一样高，它们的势能就一定相等
B．只要质量相等，它们的势能就一定相等
C．位置不一样高，质量也不相等，它们的势能肯定不相等
D．虽然位置不一样高，质量也不相等，但它们的势能可能相等
【答案】D
例2：（2025九上·拱墅开学考）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知重物A、B、C的质量关系为mA=mB＜mC。三个完全相同的木桩和三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示，木桩被打击后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）让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断　 　（选填“重物”“木桩”）的重力势能大小。
（2）比较　 　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重物下落高度的关系，得出的结论是：　 　。
（3）结合（2）中的实验结论，通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度，我们　 　（选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与其质量有关的结论。
【答案】（1）重物
（2）AB；质量相同时，高度越高，重力势能越大
（3）能
【解析】（1）实验采用了转换法，用更易观察的木桩陷入沙中的深度来反映重力势能大小。
（2）根据控制变量法进行分析，探究某一因素的影响时，要控制其它条件相同。
（3）BC虽然没有控制变量，但C中下落高度低，木桩陷入沙中的深度更深，更能说明质量越大，重力势能越大。
【解答】（1）实验改变的是重物的质量和高度，可知探究的是重物的重力势能与质量及高度的关系，为了便于观察，重物的重力势能大小用木桩陷入沙中的深度来表中。
（2）要探究重力势能与下落高度的关系，则应控制除高度外的条件相同，结合图像可知，选择的是AB。
B从更高的位置掉落，木桩陷入沙中的深度更深，可知重力势能更大，故可得：质量相同时，高度越高，重力势能越大。
（3）C从更低的位置下落，但木桩陷入沙中的深度更深，可知重力势能更大，原因是C的质量更大，故可以得出质量越大，重力势能越大的结论。
例3：（2025九上·上虞期末）某科学实验小组在探究“重力势能大小的影响因素”时，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的高度有关；
猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关。
实验中用到的小球，A、B、C球体积均为V，D球体积为2V，A、C、D球质量均为m，B球质量为2m。实验时均让小球从图中高度自由下落，记录小球下降到最低点时弹簧的长度，所用实验装置如右图所示。请你根据图中实验情景完成下列问题：
（1）小虞通过观察__________________来比较小球重力势能的大小，这种科学研究的方法与以下选项中的___________相同。
A．根据水升温的多少判断食物含有的能量的多少
B．研究压力的作用效果与受力面积的关系时控制压力的大小相同
C．用黄豆和芝麻混合前后的体积变化研究分子间隙
D．借助无色酚酞试液判断酸碱反应是否发生
（2）为验证猜想一，可以通过比较　 　两球的实验。
（3）通过本实验可知，猜想　 　是正确的。
（4）小虞认为利用这套实验装置，还可以探究影响动能大小的因素，比如通过比较A、C两球实验，可以探究　 　对动能大小的影响。
【答案】（1）比较弹簧被压缩后的长度 A；D
（2）A、B
（3）一、二
（4）速度
【解析】（1）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
（2）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（3）根据四个实验的现象，将相关实验对照，确定影响重力势能大小的因素；
（4） 影响动能的因素是物体的质量和速度， 据此结合图片信息分析解答。
【解答】（1）根据题意可知，通过观察比较弹簧被压缩后的长度来比较小球重力势能的大小，这里使用转换法。
A．根据水升温的多少判断食物含有的能量的多少，采用的是转换法，故A符合题意；
B．研究压力的作用效果与受力面积的关系时，控制压力的大小相同，采用控制变量法，故B不符合题意；
C． 用黄豆和芝麻混合前后的体积变化研究分子间隙，属于模拟实验，故C不符合题意；
D．利用无色酚酞试液判断酸碱反应是否发生，采用的是转换法，故D符合题意。
故选AD。
（2）根据控制变量法的要求可知，研究物体的重力势能与物体的质量关系时，需要保持下落高度相同，改变物体质量，故选AB。
（3）根据图片可知，A、B两球下落高度相同，B球质量大于A球质量，发现B球处弹簧形变较大，说明猜想一正确；
A、C两球质量相同，C球下落高度大于A球，发现C球处弹簧形变较大，说明猜想二正确。
（4）研究物体的动能与速度的大小，需保持物体的质量不变，改变物体是速度，比较A、C两球，两球质量相同，C球下落高度大于A球，则两球速度不同，故可探究速度对动能大小的影响。
（1）小虞通过观察比较弹簧被压缩后的长度来比较小球重力势能的大小，这种科学研究的方法叫转换法；
A．食物含有能量的多少不能直接观察，根据水升温的多少判断食物含有的能量的多少，采用的是转换法，故A符合题意；
B．研究压力的作用效果与受力面积的关系时控制压力大小相同，属于控制变量法，故B不符合题意；
C．在研究分子间存在间隙的实验中，比较黄豆和芝麻混合前后的体积，根据体积减小得出分子之间有空隙，属于模拟实验，故C不符合题意；
D．酸碱反应有时不能直接观察，利用无色酚酞试液判断酸碱反应是否发生，采用的是转换法，故D符合题意。故选AD。
（2）实验中研究物体的重力势能与物体的质量关系时，需要保持下落高度相同，改变物体质量，A、B两球下落高度相同，B球质量大于A球质量，故可验证猜想一。
（3）弹簧的形变程度反映了小球具有的重力势能的大小，比较A、B两球，下落高度相同，B球质量大于A球质量，发现B球处弹簧形变较大，说明猜想一正确；比较A、C两球，两球质量相同，C球下落高度大于A球，发现C球处弹簧形变较大，说明猜想二正确。
（4）影响动能的因素是物体的质量和速度，研究物体的动能与速度的大小，需保持物体的质量不变，改变物体是速度，比较A、C两球，两球质量相同，C球下落高度大于A球，则两球速度不同，故可探究速度对动能大小的影响。
变式训练
1：（2023九上·永康期末）在无人机匀速上升过程中，对其分析正确的是（　　）
A．质量增加 B．动能增加 C．重力势能增加 D．机械能不变
【答案】C
【解析】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，据此分析判断。
【解答】在无人机匀速上升过程中，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，它的机械能增大，故C正确，而A、B、D错误。
2.把金属小球放在O处，静止滚下，然后让它沿轨道滚下先后通过轨道上b、c，再通过b，最终恰好落在d处停下如图。观察小球滚动的全过程，下列图像中有关能量随小球位置变化的大致趋势正确的是（　　）
A． B．C．D．
【答案】D
【解析】物体的机械能由重力势能和动能组成，当除重力外的其它外力不做功时，其机械能大小不变，做负功时，机械能大小减小。
【解答】重力势能大小与重力大小和相对于地面高度有关，当其下滑时，重力势能先变小再变大，再变小后再变大，由于最后高于小于原高度，故重力势能比原高度要小，且不为零，故AB错误；
小球的动能与质量和速度大小有关，故其动能先增大再减小，再增大（c-b此时动能小于第一次经过时的动能），最后上升到最高处减小为零，故D正确。
故答案为：D
3.（2024·龙港模拟）跳水运动中蕴含着许多物理知识，如图所示，运动员站立在跳台上的A点，然后保持直立姿势从跳台上竖直向上弹跳后腾空，至最高点后自由下落，至C点落入水中。若不计空气阻力，运动员从离开跳台到落水前的过程中，下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，正确的是
A．①③④ B．②③④ C．①④ D．③④
【答案】B
【解析】 （1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）不计空气阻力，只有动能和势能的相互转化，机械能是守恒的。
【解答】 ①②运动员上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小，当上升到最高点时，速度最小，动能最小。下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大。所以动能是先减小，上升到最高点速度最小，动能最小，后又增大，当上升到最高点时，速度最小，但不为零，动能不为零，故图①错误，图②正确；
③小球上升的过程中，高度越来越大，重力势能越来越大，当上升到最高点时，高度最高，重力势能最大，下落的过程中，高度越来越小，最后落地，重力势能越来越小，直到为零。所以重力势能是先增大，上升到最高点重力势能最大，后又减小，最后为零。故图③正确；
④由于此时不计空气阻力，所以机械能是守恒的，故机械能不变，图④正确。故选B。
4.如图，小球从左侧的斜坡滚下，到达底端后又沿着右侧斜坡向上滚到最高处， 则下列图像能正确代表小球重力势能与运动时间t之间对应关系的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】小球从斜坡上滚下时，速度越来越快；当小球滚上斜坡时，它上升的高度增加，但增加的高度不成正比；因为重力势能与高度成正比，所以重力势能随时间变化的图像也应该是抛物线，故B正确，而A、C、D错误。
5.某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B求质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过　 　来反映的；
（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：　 　；
（3）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径　 　（选填：“有关”或“无关”）
【答案】（1）球陷入沙面的深度
（2）当所处高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大
（3）无关
【解析】（1）球撞击沙子从而陷入其中，即球陷入沙面的深度越大，则球的重力势能越大。
（2）根据图片分析哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论；
（3）当运动路径不同时，如果陷入深度相同，那么说明重力势能与路径无关；否则，二者有关。
【解答】（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映的；
（2）比较A、B两球可知，二者高度相同，B的质量更大，B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当所处高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；
（3）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。
易错点四、弹性势能及其影响因素
例1：（2025·浙江会考）如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一小物体m连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点静止，物体与水平地面间的摩擦力恒定，下列说法中正确的是（　　）
A．物体从A到B动能越来越大，从B到C动能越来越小
B．物体从A到B动能越来越小，从B到C所受合力不变
C．物体从A到B动能先增大后减小，从B到C动能一直减小
D．物体在B点动能最大
【答案】C
【解析】比较弹力和摩擦力的大小关系，从而确定合力的方向和大小，进而确定物体的运动状态的变化即可。
【解答】根据题意可知，从A到B过程中，弹簧的弹力水平向右，物体受到的摩擦力水平向左。
在开始的一段时间内，弹簧的弹力先大于摩擦力，则物体做加速运动。随着弹力的减小，当弹力等于摩擦力时，合力为零，此时加速停止，此时速度最大。此后弹力小于摩擦力，合力向左，则物体做减速运动。
所以物体从A到B过程中，动能先增大后减小。B点时弹力为零，则从B到C过程中，动能一直减小，故AB错误，C正确；
D. 物体在B点时，不是速度最大的位置，已经进入减速阶段，所以在B点动能不是最大，故D错误。
故选C。
例2：（2025九下·温州开学考）“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目，如图所示。一根弹性橡皮绳，一端系住人的腰部，另一端系于跳台，当人下落至图中A点时，橡皮绳刚好被伸直，C点是游戏者所能达到的最低点，当人下落至图中B点时，橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于游戏者离开跳台到最低点的过程中（不考虑空气阻力），下列说法正确的是（　　）
A．游戏者的动能一直在增加
B．游戏者到达B点时，游戏者的动能增加到最大值
C．游戏者到达C点时，重力势能全部转化为动能
D．游戏者从C点向B点运动的过程中，重力势能转化为动能和弹性势能
【答案】B
【解析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）弹性势能大小的影响因素：弹性形变的大小，发生弹性形变的难易程度。形变越大，越难，弹性势能越大。
【解答】 A.在到达A点之前，游戏者的重力势能转化为动能，动能逐渐增加；过A点后游戏者的重力势能有一部分开始逐渐转化成弹性势能，达到最大速度后，动能开始减小，也会转化为弹性势能。故A错误；
B.游戏者到达B点时，速度增加到最大，游戏者的动能增加到最大值。故B正确；
C.游戏者到达C点时处于静止状态，所以动能为零；橡皮绳发生弹性形变程度最大，所以是重力势能和动能转化为弹性势能，故C错误；
D.游戏者从C点向B点运动的过程中，弹性势能转化为动能和重力势能，故D错误。
例3：小宁用图甲的弹簧笔玩游戏，发现弹起的高低不同。小宁认为笔弹起的高度取决于内部弹簧的弹性势能，而弹簧的弹性势能大小与弹簧的弹性形变和弹簧种类有关。为了探究相同弹簧其弹性势能大小与其弹性形变的关系，小宁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】
【实验步骤】：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。
③改变小球在水平面上压缩弹簧的位置，重复实验多次。
（1）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。
（2）小宁在其中几次实验中，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，请你就上述实验提出一个合理化的改进建议：　 　。
【答案】（1）弹簧形变越大，木块移动距离越大
（2）增大木块质量/增加接触面的粗糙程度
【解析】（1）在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的条件下，当弹簧被压缩的越多，弹性势能越大，小球撞击木块时具有的动能越大，对木块所做的功就越多，所以木块滑行的距离也就越长；
（2）从增大摩擦力缩短木块运动路程角度分析。
【解答】（1）当弹簧被压缩的越多，如果小球撞击木块滑行的距离越长，说明小球对木块做的功就越多，小球撞击木块时的动能就越大，弹簧的弹性势能就越大，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；
（2）。在无法增加水平桌面长度的情况下， 合理的建议为：可以增加水平桌面的粗糙程度，如在水平面上放足够长的毛巾，增大木块受到的摩擦力，缩短木块运动路程。
变式训练
1．下列物体不具有弹性势能的是（　　）
A．被压紧的弹簧 B．被撑竿跳运动员压弯的撑竿
C．从拉弯的弓中射出的箭 D．发生形变的蹦床
【答案】C
【解析】【分析】发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能，判断一个物体是否具有弹性势能，只要看这个物体是否发生了弹性形变.
【解答】被压紧的弹簧发生了弹性形变，具有弹性势能，故A不符合题意；
B、被撑杆跳运动员压弯的撑杆发生了弹性形变，具有弹性势能，故B不符合题意；
C、从拉弯的弓中射出的箭，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，具有动能，故C符合题意；
D、发生形变的蹦床具有弹性势能，故D不符合题意.
故答案为C.
2．人拉弓射箭时，下列说法中正确的是（　　）
A．放在张紧了的弓上的箭，具有弹性势能
B．弓被拉得越弯，人的弹性势能越大
C．弓被拉得越弯，弓的弹性势能越大
D．弓的弹性势能还和它的质量有关
【答案】C
【解析】【分析】物体由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能，弹性势能的大小与物体所发生的弹性形变的程度有关．
【解答】解：A、张紧了的弓具有弹性势能，箭没有弹性势能；故A错误；
B、弓被拉得越弯，弓的弹性势能越大，而人没有弹性势能；故B错误；
C、弹性势能跟弹性形变的程度有关，弓拉得越弯，弓的弹性势能越大，故C正确；
D、弹性势能的大小与物体所发生的弹性形变的程度有关，弓的弹性势能和它的质量无关，故D错误．
故选C．
3.（2023九上·上虞期末）如图，在光滑的水平台面上，将一轻弹簧左端固定。右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO＝OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是（　　）
A．小球的动能不断增加
B．弹簧的弹性势能不断减少
C．小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D．在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
【答案】D
【解析】（1）光滑的水平台面，且 AO＝OB ，说明没有机械能转化为内能，小球的动能和弹簧的弹性势能守恒。弹簧的弹性势能变小，小球的动能变大。
（2）弹性势能的大小与物体的形变程度有关，形变程度越大，弹性势能越大。
（3）O点是弹簧保持原长时小球的位置，则 AO 段弹簧处于压缩状态， OB 段弹簧处于拉伸状态。小球从A→O，弹簧逐渐恢复原状，形变程度变小，弹性势能变小，转化为小球的动能，小球动能变大，到O点时弹簧恢复原长，势能为0，小球动能最大。从O→B，小球动能转化为弹簧弹性势能，弹簧被拉长，势能变大，小球动能减小。
【解答】A.小球从A位置运动到B位置的过程中，小球的动能先增大后减小，A错误；
B.小球从A位置运动到B位置的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大，B错误；
C.小球运动到O点时的动能最大，弹簧的弹性势能为0 ，C错误；
D.机械能守恒，所以在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变，D正确。
4.（2022九上·杭州期中）物体F和弹簧相连固定于墙壁上，当物体处于位置B处弹簧没有形变，用力将其拉至C处，松手后物体从C点出发在CA之间往返运动并最终停留在某处，若停留时弹簧弹性势能为0，则
（1）由C到B时，弹簧的弹性势能　 　（选填“不变”、“增大”或“减小”）
（2）物体从C点出发，回到A点的过程中，物体动能最大的点位于　 　（选填“B点”、“AB”之间或“BC之间”）
（3）物体最终停留在　 　选填“B点”、“AB”之间或“BC之间”）
【答案】（1）减小 （2）BC之间 （3）B点
【解析】（1）弹性势能的大小与弹性形变程度的大小有关；
（2）根据力与运动的关系解答；
（3）根据弹性势能的影响因素解答。
【解答】（1）由C到B时，弹簧的形变程度变小，则弹性势能减小。
（2）物体从C到B的过程中，弹力逐渐减小，而受到的摩擦力不变，那么物体受到的合力逐渐减小，则加速度逐渐减小。当弹簧的弹力和摩擦力相等时，合力为零，此时加速度为零，即加速终止，速度达到最大。B点时没有形变，即弹力为零，而位于速度最大的点时弹力肯定大于零，即发生形变，那么物体动能最大的点应该位于BC之间。
（3）当物体静止下来时，弹簧的弹性势能为零，即没有发生形变，那么物体最终停留在B点。
易错点五： 动能和重力势能的相互转化
例1：（2025九上·上虞期末）如图所示，一小球从A点以一定的速度v沿粗糙的弧形轨道滚下，依次经过高度相同的B点和C点。下列关于小球滚动过程的分析不正确的是（　　）
A．小球在B点的动能等于C点动能
B．速度v达到一定大小时，小球能到达E点
C．小球在B点的机械能大于C点的机械能
D．小球从A点到B点的过程中，减少的重力势能大于小球增加的动能
【答案】A
【解析】影响动能的因素是速度和质量；影响重力势能的因素是质量和高度；机械能为动能和势能的和，由于轨道是粗糙的，故机械能不守恒。
【解答】AC根据题意可知，小球运动过程中要克服摩擦做功，将机械能转化为内能，则整个过程中小球的机械能逐渐减小，那么小球在B点的机械能大于C点的机械能；
B点和C点高度相同，则B点和C点的重力势能相同。根据“机械能=动能+重力势能”可知，B点的动能大于C点的动能，
故A错误符合题意，C正确不合题意；
B．当A点速度较大，动能较大时，到达D点时还有剩余的动能，则小球能会到达E点，故B正确不符合题意；
D．小球从A点到B点的过程中，一部分机械能转化为内能，减少的重力势能大于小球增加的动能，故D正确，不符合题意。故选A。
例2：（2025九上·黄岩期末）篮球从A点投向C点，运动轨迹如图所示，空气阻力不可忽略且大小恒定，下列说法正确的是（　　）
A．篮球在最高点B时动能为零
B．整个过程中篮球的机械能守恒
C．篮球在 A 点的动能大于 C 点的动能
D．篮球在上升过程中，重力势能转化为动能
【答案】C
【解析】（1）动能的概念：物体由于运动而具有的能叫动能，其大小与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能越大。篮球在最高点 B 时，水平方向仍有速度，所以动能不为零。
（2）机械能守恒条件：只有在只有重力或弹力做功的物体系统内，机械能才守恒。本题中空气阻力不可忽略，空气阻力做功，机械能不守恒。
（3）能量转化分析：篮球从 A 点到 C 点过程中，由于空气阻力一直做负功，消耗机械能。A 点到 C 点，重力势能先增大后减小，且空气阻力一直做负功，根据能量关系可知 A 点动能大于 C 点动能。
（4）上升过程能量转化：篮球在上升过程中，质量不变，高度增加重力势能增大，速度减小动能减小，是动能转化为重力势能。
【解答】A、篮球在最高点B位置时，具有一定的质量，在水平方向上速度不为零，所以动能不为零，故A错误；
B、在这个过程中，存在空气阻力，篮球的机械能一部分转化为内能，所以篮球的机械能不守恒，故B错误；
C、篮球在A点的机械能大于篮球在C点的机械能，A点比C点高度低，所以A点的重力势能小于C点重力势能，所以篮球在A点的动能大于篮球在C点的动能，故C正确；
D、篮球在上升过程中，质量不变，高度增加，速度减小，所以篮球动能转化为重力势能，故D错误。
故答案为：C。
典例1：（2023九上·柯城期末）如图所示为人造卫星沿椭圆轨道绕地球运动示意图。下列关于卫星运动的近地点和远地点的说法正确的是（　　）
A．从近地点到远地点，卫星动能增加
B．从远地点到近地点，卫星势能增加
C．卫星在绕地运动过程中机械能守恒
D．卫星在近地点的速度小，远地点速度大
例2：如图所示，甲、乙是两个相同的小球，在同一高度将甲乙两球抛出：甲球以速度v竖直向下抛出后落地；乙球以速度v竖直向上抛出至最高点A后落地，若不考虑空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．抛出时刻，甲球的动能比乙球的动能小
B．抛出时刻，甲球的机械能比乙球的机械能大
C．乙球在上升至最高点的过程中动能逐渐减小为零
D．甲球落地时的速度大于乙球落地时的速度
【答案】C
【解析】AB．抛出时甲、乙两球质量相等，速度相等，动能相等；高度相同，重力势能相同，故机械能相同；故AB错误；
C．乙球在上升至最高点的过程中，质量不变，速度减小，动能减小，达到最高点速度为零，动能为零，故C正确；
D．由于不计空气阻力，则小球的机械能是守恒的，故落地时两球的机械能相同，又因为两球落地时高度相同，则重力势能相同，故两球落地时的动能也相同，根据动能大小的影响因素可知，两球落地时的速度相等，故D错误。
例3：（2022九上·浦江期中）如图是单摆实验，A点的高度大于B点的高度，让小球从A点由静止开始释放，当小球荡到B点位置时绳子突然断裂（不计空气阻力）。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是（　　）
A．A B．B C．c D．d
【答案】C
【解析】根据机械能守恒的知识分析判断。
【解答】不计空气阻力，那么小球在运动过程中没有机械能的损失，即机械能守恒。当B点时绳子断开，由于惯性，小球肯定会向上运动一段距离，故D错误；
当小球到达最高点时，它在水平方向上的速度不为零，即动能不为零。根据“机械能=动能+重力势能”可知，小球在最高点时的重力势能小于A点，即高度小于A点，即运动轨迹为c，故C正确，而A、B错误。
例4：（2022·浙江台州·九年级期末）如图是皮球落地后弹起过程中，每隔相同时间曝光一次所拍摄的照片。
（1）皮球离开地面上升的过程中，重力势能__________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），机械能__________。
（2）A、B两点等高，A点的速度__________B点的速度（填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】增大 减小 大于
【解析】（1）[1][2]由图可知，皮球离开地面上升的过程中，质量不变，高度上升，重力势能增大；皮球弹起后高度逐渐降低，说明球在落地、弹起的过程中克服阻力做功消耗了一部分机械能，所以机械能逐渐减小。
（2）[3]A点和B点的高度相等，重力势能相同，A点的机械能大于B点的机械能，所以A点的动能大于B点的动能，A点的速度大于B点的速度。
变式训练
1： 如图所示，粗糙圆弧轨道被固定，轨道所在的平面竖直。现将一个小铁环从轨道左侧h高处由静止释放，则关于铁环第一次向右侧运动的判断中正确的是(　D　)
A．它将飞出轨道外 B．它能到达右侧超过h的高处
C．它恰能到达右侧h高处 D．它到达右侧的高度一定小于h
（1） （2） （3）
2. 如图是小球从A点摆动到B点的频闪照片。有关小球机械能的变化，正确说法是(　C)
A．小球在A点时势能最小 B．小球在B点时动能最大
C．小球从A点到O点过程中，动能增大 D．小球从O点到B点过程中，势能转化为动能
3,。（2024·瑞安模拟）篮球运球投篮温州体育中考的项目之一。小科在操场上将一篮球抛出，篮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是 (　　)
A．篮球由a到b时，动能逐渐增大 B．篮球在b 点时的机械能最大
C．篮球在a、c两点时动能相等 D．篮球由c到d时，机械能一直减小
【答案】D
【解析】A.动能与质量和速度大小有关；
BD.注意机械能和内能的转化；
C.首先比较a、c两点的机械能大小，再比较两点时重力势能减小，最后比较二者动能大小。
【解答】 A.篮球由a到b时，其质量不变，速度减小，则动能逐渐减小，故A错误；
B.由图可知，篮球弹起的高度逐渐减小，这说明篮球在空中运动时受到了空气阻力，与地面碰撞时受到摩擦力，使得一部分机械能损失了，所以，篮球在a点（出手时的位置）的机械能最大，故B错误；
C.篮球在a、c两点时，高度相同，重力势能相同；由于运动过程中存在机械能损失，所以，篮球在a处的机械能大于在c处的机械能，则篮球在a处的动能大于在c处的动能，故C错误；
D.篮球在c到d的过程中，会克服空气阻力做功，机械能减小，故D正确。
故选D。
4.（2024·滨江模拟）跳台滑雪是一项深受许多人喜爱的体育运动。如图是跳台滑雪区和某运动员的运动轨迹简化示意图，运动员从A 点出发，最终在E点停下。下列说法正确的是
A．运动员的滑雪板长而宽，可以减小运动员落地时对雪地的压力
B．从A到B的过程中，运动员的动能变大，惯性大小也变大
C．从B点到C点的过程中，重力势能转化为动能
D．若忽略空气阻力，C点到D点(着陆前)过程中，运动员和滑雪板的总机械能守恒
【答案】D
【解析】 A.减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积；在受力面积一定时，减小压力；
B.动能与质量和速度有关，物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，与速度无关；
C.根据能的转化分析；
D.机械能转化时，不受阻力，机械能守恒。
【解答】 A.运动员的滑雪板长而宽，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对雪地的压强，故A错误；
B.从A到B的过程中，运动员加速下滑，动能变大，惯性与质量有关，与速度无关，因而大小不变，故B错误；
C.从B点到C点的过程中，高度升高，重力势能变大，而速度减小，故动能转化为重力势能，故C错误；
D.若忽略空气阻力，C点到D点（着陆前）过程中，机械能转化且不受阻力，运动员和滑雪板的总机械能守恒，故D正确。故选D。
5.（2024·上虞模拟）如图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球从A点由静止开始自由滑下，沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力)。小球从A点运动到O点的过程中的能量转化情况　 　。小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是　 　(选填“a” “b” “c”或“d”) ； 若小球到达运动轨迹最高点时所受的外力全部消失，则小球的运动状态是　 　.
【答案】重力势能转化为动能；c；沿水平方向匀速直线运动
【解析】小球从高出下滑，重力势能转化为动能，当一切外力消失时，物体将保持原来的运动状态一致运动下去。
【解答】小球从A点到达O点时，是重力势能转化为动能，由于机械能减小，小球不能回到原来的高度，故运动轨迹应该是C，如果小球的外力全部消失，小球处于平衡状态，保持原来的运动状态一致运动下去，故小球将会沿水平方向匀速直线运动。
故答案为：重力势能转化为动能 ；C；沿水平方向匀速直线运动。
考点六： 蹦极、小球弹簧问题
例1：如图所示的情景是一种游戏，叫做蹦极。游戏者将一根有弹性的绳子系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。图中a点是弹性绳子自然下垂时绳下端的位置，c点是游戏者所到达的最低点。对于游戏者离开跳台至最低点的过程，下列说法中正确的是（　　）
A. 游戏者的动能一直在增加
B. 游戏者减少的重力势能全部转化为弹性势能
C. 游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能
D. 游戏者达到c点时，他的动能最大
例1解析 B
例2：“蹦床”是体育比赛项目，床面弹性很大，运动员可在上面反复弹跳。从高空落下的运动员刚好与水平床面接触的点为A点，能到达的最低点为B点，如图所示，运动员从B点反弹回A点的过程中，不计空气阻力，则（ ）
A．运动员在B点速度为0，受平衡力作用
B．在反弹的瞬间，运动员在B点所受重力大于弹簧弹力
C．从B点向上运动过程中，运动员的动能先增大后减小
D．从B点向上运动过程中，运动员的机械能保持不变
【答案】C
【解析】分析运动员在B点时的受力情况做出判断；重力势能大小跟质量、高度有关；动能大小的影响因素是质量；蹦床过程中，存在人的机械能与蹦床间的机械能相互转化过程。
AB．运动员在B点时（最低点），蹦床弹性形变最大，对人的弹力最大，弹力大于运动员的重力，这两个力是非平衡力，故A、B不符合题意；
C．运动员在B点时受到蹦床弹力最大，弹力大于人的重力，合力向上，人开始加速向上运动；随着蹦床形变逐渐变小，弹力逐渐减小，当弹力等于运动员重力时，运动员上升速度开始减小，达到最高点时速度为零，所以运动