4.10 机械能
一、能
1．能：物体能够对外________，我们就说这个物体具有能量。简称________；能量的单位与功的单位________，也是________。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的________越大。
二、动能
2．动能：物体由于________而具有的能叫做动能。一切________ 的物体都具有动能。
3．影响动能因素：动能的大小与物体的________和运动的________有关。质量________的物体，运动的速度越大，它的________越大；运动________相同的物体，质量越大，它的________也越大。
二、势能
4．重力势能：在地球表面附近，物体由于受到________并处在一定________时所具有的能叫做重力势能。物体的________越大，________越高，它具有的重力势能越大。
5．弹性势能：物体由于发生________而具有的能叫做________。物体的________越大具有的弹性势能越大。
6．势能：________和________，是常见的两种势能。
三、机械能及其转化
7．机械能：________能、 ________势能和________势能统称为机械能。一个物体可以既有动能，又有________能，如飞行中的飞机因为它在运动具有________能，又因为它处于高空具有重力________，把这两种能量加在一起，得到它的总________能。
8．动能和势能的转化及机械能守恒：动能和势能在一定条件下可以相互________，若只有动能和势能之间的转化(不计各种阻力)，机械能的总量________，或者说机械能是________的。如考虑阻力的影响，机械能的总量________。
9．动能和势能的转化实例：一个物体从高处下落，________能转化为________能；弯弓射箭时，弓的________能转化成箭的________能；蹦床运动员从高处落下，在与蹦床面将要接触时，具有一定的________能，与蹦床接触后，床面发生弹性，运动员的________能转化为蹦床的________能。滚摆下降时，它的________能转化为________能；滚摆上升时，它的________能转化为________能。在最高点，________能最大，________能为零；在最低点，________能最大，________能为零。
考点一：动能
例1（2018?阜新）在“探究影响动能大小因素”的实验中，如图所示，让小球从同一光滑斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平面上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后静止的位置。（已知h1＜h2＜h3） （1）球从斜面上滚下的过程中，小球的________能转化为小球的________能。 （2）本实验是通过________比较小球动能的大小。 （3）分析图中的三次实验可以得出的结论是：物体的________一定时，________越大，它的动能越大；通过实验结论可知，开车时要注意不能________（“超载”或“超速”）。
【解析】（1）实验中，小球从高处滑下，小球的重力势能转化为动能；（2）实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小；（3）由图中的三次实验可知，物体质量一定时，速度越大，小球推动木块移动的距离越远，说明小球的动能越大，由此得出的结论是：当质量一定时，速度越大，动能越大；通过实验结论可知，开车时要注意不能超速。 【答案】（1）重力势；动；（2）木块滑动的距离；（3）质量；速度；超速。
【点评】解决此类问题要结合影响动能的大小因素和控制变量法、转化法进行分析解答。
【变式跟进1】（2018?长春）如图所示，小球A静止在木块上，将钢球B从高为h的位置由静止释放，与木块发生碰撞，木块向右运动，小球A落到正下方。钢球B下落过程中动能________（选填“增大”、“不变”或“减小”）；木块被撞出后，小球A由于具有________没有随木块一起运动。
考点二：势能
例2（2018?宿迁）如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C．球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线所示。 （1）根据________可以判断出________球释放前的重力势能最大。 （2）比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是________； （3）球在空中下落时减少的重力势能主要转化为________。
【解析】（1）小球释放前的重力势能越大，小球的能量就越多，做功本领最强，则小球陷入沙中越深；图中铁球A陷入沙中的深度最大，说明铁球A的重力势能最大；（2）比较A、C两球可知，两球所处的高度相同，A是铁球，C是塑料球，铁球A的质量大，A球陷入沙的深度大，因此得出的结论是：物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大；（3）球在空中下落时，高度降低、速度变大，重力势能主要转化为动能。 【答案】（1）球陷入沙中的深度；A；（2）质量；（3）动能。
【点评】该题考查了探究重力势能与质量和高度的关系的实验，考查了转换法和控制变量法在该实验中的应用。21教育名师原创作品
【变式跟进2】（2018?大连）在抗震救灾中，要空投救灾物资。物资在加速下落的过程中（ ）
A．动能不变，重力势能变小 B．动能不变，重力势能不变
C．动能变大，重力势能变小 D．动能变小，重力势能变小
考点三：机械能及其转化
例3（2018?天门）如图所示，将铁锁从鼻尖处静止释放，结果铁锁摆回时并没有碰到鼻尖，下列关于此过程的说法正确的是（ ）
A．铁锁从左边最高处摆到最低处的过程中动能减小
B．铁锁从最低处摆到右边最高处的过程中势能增加
C．铁锁从释放到摆回的过程中内能转化为机械能
D．铁锁从释放到摆回的过程中机械能守恒
【解析】A、铁锁从左边最高处摆到最低处的过程中，质量不变，高度减小，所以重力势能减小；速度增大，所以动能增大。故A错误；B、铁锁从最低处摆到右边最高处的过程中，质量不变，高度增加，所以重力势能增加。故B正确；C、铁锁从释放到摆回的过程中，克服与空气的摩擦做功，机械能逐渐转化为内能。故C错误；D、铁锁从释放到摆回的过程中，机械能转化为内能，所以机械能不断减少。故D错误。故选B。
【答案】B。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素。
【变式跟进3】（2018?广州）如图所示，甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放，甲球下落过程中经过P、Q两点，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．着地瞬间，两球的动能相等 B．甲球在P点和Q点的机械能相等
C．释放瞬间，两球的重力势能相等 D．从释放到着地，两球所受重力做的功相等
一．选择题
1．（2017?海南）下列物体具有动能的是（ ）
A．静止不动的课桌 B．挂在树上的椰子 C．拉长了的橡皮筋 D．正在行驶的汽车
2．（2018?常州）现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效，如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，此过程中，喷药无人机的（ ）
A．动能减小、重力势能减小 B．动能减小、重力势能不变
C．动能不变、重力势能减小 D．动能不变、重力势能不变
3．（2016?徐州）月球表面有很多陨石撞击造成的大大小小的陨石坑，关于造成陨石坑大小不一的因素，下列猜测不合理的是（ ）
A．陨石的质量 B．陨石的撞击速度 C．被撞处的硬度 D．被撞处是否在阴影中
4．（2018?广西）“歼15”飞机在“辽宁号”航母上进行起降训练。下列说法正确的是（ ）
A．飞机减速降落，机械能增大
B．飞机静止在航母上，没有惯性
C．飞机加速起飞，运动状态保持不变
D．飞机空中飞行，机翼上方空气流速大压强小
5．（2018?烟台）如图所描述的情景中，没有发生动能转化为势能的是（ ）
A．滑滑梯 B．荡秋千 C．跳水比赛 D．空中大翻转
6．（2018?绵阳）蹦床运动是奥运会比赛项目。运动员比赛开始前直立在蹦床中央，比赛开始时快速下蹲并立即恢复直立被蹦床弹起，离开蹦床时是成直立状态并一直保持，到达最高点后下落到接触蹦床时又快速下蹲并立即恢复直立。再次被蹦床弹起，达到更高点。忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．在此整个过程中，运动员机械能守恒
B．在此整个过程中，运动员机械能一直在增加
C．从离开蹦床到下落接触蹦床的过程中，运动员机械能守恒
D．从下落接触蹦床到离开蹦床的过程中，运动员机械能守恒
7．（2017?株洲）一高尔夫球以二百公里的时速水平撞击钢板，图为球撞击过程中的三个状态，其中甲是刚要撞击的时刻，乙是球的形变最大的时刻，丙是刚撞击完的时刻，已知撞击时间非常短，若忽略球的机械能损失，则（ ）
A．球在甲、丙两个时刻的动能相等
B．球在甲时刻的动能较丙时刻的大
C．球在甲时刻的动能较丙时刻的小
D．条件不足，无法比较球在甲、丙两个时刻的动能大小
8．（2017?眉山）如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是（ ）
A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大
B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大
C．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
D．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
二．填空题
9．（2018?淮安）极限跳伞是一项惊险体育运动。如图所示，跳伞员从高空匀速下落过程中重力势能________，机械能________，跳伞员看到地面“迎面扑来”，则他是以________为参照物。
10．（2018?张家界）2018年5月26日，“勇者荣耀花式蹦极”挑战赛在湖南张家界大峡谷玻璃桥展开，来自俄罗斯等国的多名蹦极高手在此成功挑战260米高的世界最高蹦极台，挑战者从平台起跳到下落到最低点的过程中，蹦极绳发生了________形变，若不计空气阻力和摩擦，在能量转化的过程中机械能的总量________（填“不变”“变小”“变大”）。
11．（2018?济宁）如图所示，跳水运动员为获得允足的空间滞留时间，都会在跳水前先用力下压跳板，以便利用跳板的________让自己上升的更高。不计空气阻力，运动员从离开跳板到入水的过程中，________时（填“离开跳板”、“最高点”或“入水”）时动能最大。
12．（2018?云南）如图所示，光滑斜面PM与水平面MN平滑连接，弹簧左端固定。小物块在斜面上从P点由静止滑向M点的过程中，机械能________：小物块压缩弹簧的过程中，弹簧的弹性势能________（均选填“变大”，“变小”或“不变”）。
三．实验探究题
13．（2018?辽阳）在探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小阳用同一实验装置，让从斜面上滚下的小钢球钻入水平面上的硬纸盒，完成以下实验。
（1）通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近，可以得出结论：质量相同时物体的________越大，动能越大。对比甲、乙两次实验还可以得出：质量相同时，物体位置越高，重力势能________。在甲、乙两次实验中，硬纸盒所受滑动摩擦力________（选填“相同”或“不同”）
（2）如果做乙图实验时，硬纸盒被撞后滑出木板掉落，为防止因此造成硬纸盒损坏需改进乙图实验，再与甲图实验对比。在不改变木板长度的情况下，应采用以下________方法（填写正确选项前的字母）。
A．换用质量更小的钢球
B．给水平木板铺上毛巾
C．适当降低钢球的高度
D．换用一个较重的硬纸盒
（3）若要探究影响动能大小的另一因素，具体的操作方法是：选择两个________不同的钢球，从同一斜面相同高度由静止滑下。
（4）小阳在原硬纸盒的上表面粘上砝码，设计了如图丙所示实验，探究影响滑动摩擦力大小的因素，通过比较甲、丙两次实验可得出：滑动摩擦力与________有关。
14．（2018?曲靖）某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球，它们的质量关系为m1＜m2=m3，实验的情景如图所示。
（1）通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的物理方法是________（选填“转换法“或“类比法”）。
（2）分析甲、乙两种情况可知，重力势能的大小与物体的________有关。
（3）小铁球m3落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为________能。
（4）同学们还发现小球离地面越高，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如下表，分析数据，写出h与t2的关系式为________。
实验次数
1
2
3
4
5
6
h/米
2.45
4.9
7.35
9.8
12.25
14.7
t2/秒2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
15．（2018?广元）小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过________来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用________（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变________之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和________两种物理思想方法。
四．计算题
16．（2017?安徽）已知物体的重力势能表达式为EP=mgh，动能表达式为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，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：
（1）物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1；
（2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W；
（3）物体落地前瞬间的动能EK2。
一．选择题
1．（2018?双流区模拟）双流城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在巨大的安全隐患，因为高处的物体（ ）
A．具有较大的弹性势能 B．具有较大的重力势能
C．在下落的过程中动能转化为势能 D．在下落过程中不受阻力
2．（2018?乐清市模拟）篮球场上，运动员练习投篮，篮球划过一条漂亮的弧线落入篮筐，球的轨迹如图中虚线所示，从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力势能（ ）
A．一直增大 B．一直减小 C．先减小后增大 D．先增大后减小
3．（2018?昌平区二模）将重为3N的物体A挂于弹簧测力计下，弹簧测力计与物体A一起竖直向上做匀速直线运动。则下列判断正确的是（ ）
A．弹簧测力计的示数大于3N B．物体A的重力势能增加
C．物体A的动能增加 D．弹簧测力计对物体A的拉力不做功
4．（2017?苏州模拟）汽车在高速公路行驶，往往要被限制最大行驶速度，如果用物理学的思维来解读，其目的是（ ）
A．限制摩擦力 B．限制势能 C．限制动能 D．限制惯性
5．（2017?滨海新区一模）骑自行车上坡前往往要加紧蹬几下，这样做是为（ ）
A．增大车的惯性 B．增大车的冲力 C．增大车的动能 D．增大车的势能
6．（2017?成都模拟）如图所示，将一木块放在弹簧上，用手压木块，弹簧被压缩。松开手，木块竖直向上飞起直到最高点。下列说法正确的是（ ）
A．手压木块时，手对木块的压力与弹簧对木块的支持力是一对平衡力
B．弹簧恢复原状过程中，弹性势能不变
C．木块在没有离开弹簧前，所受弹力方向竖直向下
D．木块到达最高点时，只受到重力作用
7．（2018?广东模拟）如图所示，小球由静止沿光滑斜面运动到水平面上，下列说法正确的是（ ）
A．小球在斜面上运动时，机械能越来越大
B．小球在斜面上运动时，重力势能转化为动能
C．若小球进入水平面时所有外力马上消失，小球将静止
D．若小球进去水平面后不受阻力，小球速度将越来越快
8．（2018?长沙一模）下列实例中，机械能守恒的是（ ）
A．电梯匀速上升 B．小孩从斜面匀速下滑
C．降落伞在空中减速下降 D．离弦的箭在空中飞行（不计空气阻力）
9．（2018?岳阳一模）下列说法中正确的是（ ）
A．用手击打排球时，手对排球的作用力大于排球对手的作用力
B．苹果从树上落向地面的过程中，重力对苹果做功，苹果的重力势能增加
C．水平路面上行驶的汽车，关闭发动机后会停下来，是由于汽车具有惯性
D．宇宙飞船的返回舱在返回地球进入大气层的过程中，一部分机械能转化为内能
10．（2018?湖北模拟）如图所示，小球在一个光滑没有摩擦的轨道上从O点由静止释放，小球始终没有离开轨道，你认为小球（ ）
A．最终能滚到d点 B．运动过程中机械能变小
C．c点速度等于o点 D．a到b过程中重力势能变大
二．填空题
11．（2018?红花岗区校级二模）张三乘坐电梯从一楼到四楼，在电梯匀速上升的过程中，他的动能________，机械能________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
12．（2018?台安县三模）如图所示，是小明在“五?一”时，在游乐城乘坐过山车的情景，过山车由上到下加速
滑下过程，过山车的动能将________（填“变大”“变小”或“不变”），而其速度不断变快的原因是由于过山车受到________的作用，以小明所在的车厢为参照物，则小明是________（填“运动”或“静止”）。
13．（2018?安徽模拟）2017年2月，美国最高的奥罗维尔水坝岀现缺口，当地居民紧急撤离。如图所示，当水从泄洪口倾泻而下时，水的________能转化为动能，具有巨大的破坏作用。
14．（2018?景泰县校级一模）龙卷风对人们的生产和生活有很大的影响，龙卷风中心的空气流速很快，压强很小，可以将小气车推向高空数十米，汽车下落时机械能会________（增大、不变、减小），着地时对地面的压强比正常地面行驶________。
三．实验探究题
15．（2018?秀洲区校级三模）动能的大小与哪些因素有关呢？小雨相同的斜面、长木板和纸盒，两个不同质量的小球，设计了如图所示的甲、乙、丙三次实验，测量出每次实验中纸盒移动的距离，再通过比较分析得出结论。
（1）小雨通过观察比较纸盒移动的距离来比较小球动能的大小，这种科学研究的方法与以下选项中的________相同。
A．研究磁场时用磁感线表示
B．用黄豆和芝麻混合前后的体积变化研究分子间隙
C．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
D．电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流我们可以通过电路中的灯泡是否发光去确定
（2）实验中观察到纸盒移动的距离图丙比图甲短，可得出的结论是________。
（3）如果纸盒与小球碰撞的侧面过于柔软，则纸盒的移动的距离会偏小，请分析解释原因________。
16．（2018?金东区模拟）小华同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：
次数
橡皮条
橡皮条宽/cm
橡皮条长/cm
弹射的水平距离/m
1
a
0.50
20.00
10.10
2
b
0.50
30.00
8.20
3
c
1.00
20.00
14.00
请回答以下问题：
（1）实验中，是通过比较________来间接反映橡皮条的弹性势能大小。
（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的________有关。
（3）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是________。
A．窄而长的 B．宽而长的 C．窄而短的 D．宽而短的
四．计算题
17．（2018?禹会区二模）已知物体的重力势能表达式为Ep=mgh，动能的表达式为Ek=mv2，其中m为质量，h为物体距水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，距沙坑高h=7m处，以v0=10m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体，不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程机械能守恒。求：
（1）物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek；
（2）物体上升到最高点时离抛出点的高度H；
4.10 机械能
一、能
1．能：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。简称能；能量的单位与功的单位相同，也是焦耳。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。
二、动能
2．动能：物体由于运动而具有的能叫做动能。一切运动 的物体都具有动能。
3．影响动能因素：动能的大小与物体的质量和运动的速度 有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。
二、势能
4．重力势能：在地球表面附近，物体由于受到重力作用并处在一定高度时所具有的能叫做重力势能。物体的质量越大，高度越高，它具有的重力势能越大。
5．弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。物体的弹性形变越大具有的弹性势能越大。
6．势能：重力势能和弹性势能，是常见的两种势能。
三、机械能及其转化
7．机械能：动能、 重力势能和弹性势能统称为机械能。一个物体可以既有动能，又有势能 能，如飞行中的飞机因为它在运动具有动能，又因为它处于高空具有重力势能，把这两种能量加在一起，得到它的总机械能。
8．动能和势能的转化及机械能守恒：动能和势能在一定条件下可以相互转化，若只有动能和势能之间的转化(不计各种阻力)，机械能的总量不变，或者说机械能是守恒的。如考虑阻力的影响，机械能的总量减小。
9．动能和势能的转化实例：一个物体从高处下落，重力势能转化为动能；弯弓射箭时，弓的弹性势能转化成箭的动能；蹦床运动员从高处落下，在与蹦床面将要接触时，具有一定的动能，与蹦床接触后，床面发生弹性，运动员的动能转化为蹦床的弹性势能。滚摆下降时，它的重力能转化为动能；滚摆上升时，它的动能转化为重力能。在最高点，重力势能能最大，动能为零；在最低点，动能最大，重力势能为零。
考点一：动能
例1（2018?阜新）在“探究影响动能大小因素”的实验中，如图所示，让小球从同一光滑斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平面上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后静止的位置。（已知h1＜h2＜h3） （1）球从斜面上滚下的过程中，小球的________能转化为小球的________能。 （2）本实验是通过________比较小球动能的大小。 （3）分析图中的三次实验可以得出的结论是：物体的________一定时，________越大，它的动能越大；通过实验结论可知，开车时要注意不能________（“超载”或“超速”）。
【解析】（1）实验中，小球从高处滑下，小球的重力势能转化为动能；（2）实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小；（3）由图中的三次实验可知，物体质量一定时，速度越大，小球推动木块移动的距离越远，说明小球的动能越大，由此得出的结论是：当质量一定时，速度越大，动能越大；通过实验结论可知，开车时要注意不能超速。 【答案】（1）重力势；动；（2）木块滑动的距离；（3）质量；速度；超速。
【点评】解决此类问题要结合影响动能的大小因素和控制变量法、转化法进行分析解答。
【变式跟进1】（2018?长春）如图所示，小球A静止在木块上，将钢球B从高为h的位置由静止释放，与木块发生碰撞，木块向右运动，小球A落到正下方。钢球B下落过程中动能________（选填“增大”、“不变”或“减小”）；木块被撞出后，小球A由于具有________没有随木块一起运动。
【解析】钢球B下落过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能增大；木块和A处于静止状态，木块被撞出后，A由于惯性仍然要保持静止状态，故A没有随木块一起运动。 【答案】增大；惯性。
【点评】本题考查了影响动能大小的因素、惯性现象，属于基础知识。
考点二：势能
例2（2018?宿迁）如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C．球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线所示。 （1）根据________可以判断出________球释放前的重力势能最大。 （2）比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是________； （3）球在空中下落时减少的重力势能主要转化为________。
【解析】（1）小球释放前的重力势能越大，小球的能量就越多，做功本领最强，则小球陷入沙中越深；图中铁球A陷入沙中的深度最大，说明铁球A的重力势能最大；（2）比较A、C两球可知，两球所处的高度相同，A是铁球，C是塑料球，铁球A的质量大，A球陷入沙的深度大，因此得出的结论是：物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大；（3）球在空中下落时，高度降低、速度变大，重力势能主要转化为动能。 【答案】（1）球陷入沙中的深度；A；（2）质量；（3）动能。
【点评】该题考查了探究重力势能与质量和高度的关系的实验，考查了转换法和控制变量法在该实验中的应用。21教育名师原创作品
【变式跟进2】（2018?大连）在抗震救灾中，要空投救灾物资。物资在加速下落的过程中（ ）
A．动能不变，重力势能变小 B．动能不变，重力势能不变
C．动能变大，重力势能变小 D．动能变小，重力势能变小
【解析】物资在加速下落过程中，质量不变，速度增大，所以动能变大；同时高度减小，所以重力势能变小。故选C。
【答案】C
【点评】此题考查了动能和重力势能影响因素的掌握和应用，难度不大。熟悉影响因素即可正确解答。
考点三：机械能及其转化
例3（2018?天门）如图所示，将铁锁从鼻尖处静止释放，结果铁锁摆回时并没有碰到鼻尖，下列关于此过程的说法正确的是（ ）
A．铁锁从左边最高处摆到最低处的过程中动能减小
B．铁锁从最低处摆到右边最高处的过程中势能增加
C．铁锁从释放到摆回的过程中内能转化为机械能
D．铁锁从释放到摆回的过程中机械能守恒
【解析】A、铁锁从左边最高处摆到最低处的过程中，质量不变，高度减小，所以重力势能减小；速度增大，所以动能增大。故A错误；B、铁锁从最低处摆到右边最高处的过程中，质量不变，高度增加，所以重力势能增加。故B正确；C、铁锁从释放到摆回的过程中，克服与空气的摩擦做功，机械能逐渐转化为内能。故C错误；D、铁锁从释放到摆回的过程中，机械能转化为内能，所以机械能不断减少。故D错误。故选B。
【答案】B。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素。
【变式跟进3】（2018?广州）如图所示，甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放，甲球下落过程中经过P、Q两点，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．着地瞬间，两球的动能相等 B．甲球在P点和Q点的机械能相等
C．释放瞬间，两球的重力势能相等 D．从释放到着地，两球所受重力做的功相等
【解析】A、甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放，忽略空气阻力，两个小球同时落地，即速度相等，但甲、乙两个小球质量不同，所以着地瞬间，两球的动能不相等。故A错误；B、忽略空气阻力，机械能守恒，故甲球在P点和Q点的机械能相等。故B正确；C、释放瞬间，两球所处高度相同，但两球质量不同，重力不同，所以两球的重力势能不相等。故C错误；D、从释放到着地，两球下落的高度相同，但两球质量不同，重力不同，所以，根据W=Gh可知，两球所受重力做的功不相等。故D错误。故选B。
【答案】B
【点评】此题考查动能和势能的大小变化、功的大小比较，难度不大，关键是知道甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放，忽略空气阻力，两个小球同时落地，即速度相等。
一．选择题
1．（2017?海南）下列物体具有动能的是（ ）
A．静止不动的课桌 B．挂在树上的椰子 C．拉长了的橡皮筋 D．正在行驶的汽车
【解析】A、物体由于运动而具有的能量叫动能；静止的课桌不具有动能；故A错误；B、物体由于运动而具有的能量叫动能；挂在树上的椰子是静止的，不具有动能；故B错误；C、物体由于运动而具有的能量叫动能；拉长的橡皮筋不具有动能，具有弹性势能；故C错误；D、物体由于运动而具有的能量叫动能；正在行驶的汽车具有动能；故D正确。故选D。
【答案】D
【点评】深入理解动能概念是解答此题的关键。
2．（2018?常州）现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效，如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，此过程中，喷药无人机的（ ）
A．动能减小、重力势能减小 B．动能减小、重力势能不变
C．动能不变、重力势能减小 D．动能不变、重力势能不变
【解析】无人机在农田上空的某一高度水平匀速飞行，同时均匀喷洒农药，飞机的速度和高度均不变，但质量变小，所以无人机的动能减小，重力势能减小。故选A。
【答案】A
【点评】此题考查的是动能和重力势能影响因素的应用，是一道基础题。抓住质量变化是正确判断的前提。
3．（2016?徐州）月球表面有很多陨石撞击造成的大大小小的陨石坑，关于造成陨石坑大小不一的因素，下列猜测不合理的是（ ）
A．陨石的质量 B．陨石的撞击速度 C．被撞处的硬度 D．被撞处是否在阴影中
【解析】A、陨石的质量越大，在速度相同时动能就越大，在撞击时做功越多，所以造成的坑会越大，因此这一猜测合理；B、陨石的撞击速度越大，在质量相同时动能就越大，在撞击时做功越多，所以造成的坑会越大，因此这一猜测合理；C、被撞处的硬度越大，越不容易形变，相反，被撞处的硬度越小，则越容易形变，所以被撞处的硬度会影响陨石坑的大小，因此这一猜想合理；D、被撞处是否在阴影中不会造成力的作用效果的不同，故与之无关，因此这一猜测不合题意。故选D。
【答案】D
【点评】解答本题既要理解相关的概念和基本知识，同时还要有一定的想象力，但总体难度不大。
4．（2018?广西）“歼15”飞机在“辽宁号”航母上进行起降训练。下列说法正确的是（ ）
A．飞机减速降落，机械能增大
B．飞机静止在航母上，没有惯性
C．飞机加速起飞，运动状态保持不变
D．飞机空中飞行，机翼上方空气流速大压强小
【解析】A、飞机减速降落的过程中，质量不变，速度减小，动能减小，同时高度减小，重力势能减小，动能和势能之和为机械能，所以机械能减小，故A错误；B、物体在任何时候都有惯性，停在甲板上的飞机仍然具有惯性，故B错误；C、飞机起飞的过程中，速度越来越块，飞机的运动状态改变了，故C错误；D、等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面，由于机翼上表面弯曲，下表面平直，所以空气通过机翼上方的空气流速大，压强较小；机翼下方的空气流速小，压强大，使飞机受到一个向上的升力，故D正确。故选D。
【答案】D
【点评】本题考查了惯性现象、机械能的影响因素、流体压强与流速的关系，运动状态的判断，有一定综合性，难度不大。
5．（2018?烟台）如图所描述的情景中，没有发生动能转化为势能的是（ ）
A．滑滑梯 B．荡秋千 C．跳水比赛 D．空中大翻转
【解析】A、滑滑梯时，人的高度降低，速度变大，是重力势能转化为动能，没有发生动能转化为势能，故A符合题意；B、荡秋千时，在从低处向高处运动时，人与秋千的速度减小，高度增加，是动能转化为重力势能，故B不合题意；C、在跳水比赛中，人向上弹起的过程中，高度增大，速度减小，是动能转化为重力势能，故C不合题意；D、在单杠上翻转时，若人由下向上运动，人的速度减小，高度增加，是动能转化为重力势能，故D不合题意。故选A。
【答案】A
【点评】本题主要通过生活中的几个实例，考查了动能与势能之间的转化，明确动能与势能的影响因素，即可顺利解答。
6．（2018?绵阳）蹦床运动是奥运会比赛项目。运动员比赛开始前直立在蹦床中央，比赛开始时快速下蹲并立即恢复直立被蹦床弹起，离开蹦床时是成直立状态并一直保持，到达最高点后下落到接触蹦床时又快速下蹲并立即恢复直立。再次被蹦床弹起，达到更高点。忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．在此整个过程中，运动员机械能守恒
B．在此整个过程中，运动员机械能一直在增加
C．从离开蹦床到下落接触蹦床的过程中，运动员机械能守恒
D．从下落接触蹦床到离开蹦床的过程中，运动员机械能守恒
【解析】ABD、在此整个过程中，运动员的机械能会转化为蹦床的弹性势能，故机械能不守恒，故ABD错误；C、从离开蹦床到下落接触蹦床的过程中，忽略空气阻力，运动员的机械能守恒，是重力势能和动能的相互转化，故C正确；故选C。
【答案】C
【点评】本题主要考查了动能和势能及弹性势能大小的判断，只要知道影响动能、势能和弹性势能大小的因素即可解答。
7．（2017?株洲）一高尔夫球以二百公里的时速水平撞击钢板，图为球撞击过程中的三个状态，其中甲是刚要撞击的时刻，乙是球的形变最大的时刻，丙是刚撞击完的时刻，已知撞击时间非常短，若忽略球的机械能损失，则（ ）
A．球在甲、丙两个时刻的动能相等
B．球在甲时刻的动能较丙时刻的大
C．球在甲时刻的动能较丙时刻的小
D．条件不足，无法比较球在甲、丙两个时刻的动能大小
【解析】由题意可知，忽略球的机械能损失，高尔夫球的机械能守恒；甲是刚要撞击的时刻，此时的甲具有动能，不具有弹性势能；丙是刚撞击完的时刻，此时高尔夫球发生了形变，高尔夫球的动能转化弹性势能，动能减小，弹性势能增加，故球在甲、丙两个时刻的动能不相等，球在甲时刻的动能较丙时刻的大，故B正确，ACD错误。故选B。
【答案】B
【点评】本题主要考查了机械能守恒以及动能和势能大小的判断，只要知道影响动能、势能大小的因素即可解答。
8．（2017?眉山）如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是（ ）
A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大
B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大
C．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
D．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
【解析】A、卫星在近地点时，速度最大，动能最大，距离地球最近，势能最小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒。故A错误；B、卫星在远地点时，速度最小，动能最小，距离地球最远，势能最大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒。故B错误；C、卫星从近地点向远地点运行时，速度越来越小，动能逐渐减小，距离地球越来越远，势能逐渐增大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒。故C正确；D、卫星从远地点向近地点运行时，速度越来越大，动能逐渐增大，距离地球越来越近，势能逐渐减小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒。故D错误。故选C。
【答案】C
【点评】注意太空中由于物体之间有相对距离时，具有的是势能而不是重力势能。同时知道太空中没有空气的阻力，机械能守恒。
二．填空题
9．（2018?淮安）极限跳伞是一项惊险体育运动。如图所示，跳伞员从高空匀速下落过程中重力势能________，机械能________，跳伞员看到地面“迎面扑来”，则他是以________为参照物。
【解析】跳伞员在匀速下落过程中，其质量不变，高度减小，所以其重力势能减小；速度不变，动能不变；机械能等于动能与势能的总和，故机械能减小；若跳伞员看到地面“迎面扑来”，则他是以自己为参照物的；
【答案】减小；减小；自己。
【点评】该题考查了重力势能大小的影响因素、参照物的判断和，是一道综合题。
10．（2018?张家界）2018年5月26日，“勇者荣耀花式蹦极”挑战赛在湖南张家界大峡谷玻璃桥展开，来自俄罗斯等国的多名蹦极高手在此成功挑战260米高的世界最高蹦极台，挑战者从平台起跳到下落到最低点的过程中，蹦极绳发生了________形变，若不计空气阻力和摩擦，在能量转化的过程中机械能的总量________（填“不变”“变小”“变大”）。
【解析】（1）蹦极绳具有弹性，当挑战者从平台起跳到下落到最低点的过程中，人对蹦极绳有向下的拉力，蹦极绳发生了弹性形变；此过程中，挑战者的重力势能转化为动能，人的动能又转化为蹦极绳的弹性势能；（2）若不计空气阻力和摩擦，在能量转化的过程中机械能的总量保持不变（机械能守恒）。
【答案】弹性；不变。
【点评】此题考查了弹性形变的产生及机械能转化和守恒定律的应用，将研究对象的运动过程分成几个阶段，明确每个阶段的能量转化，是解答此类问题的一般方法。
11．（2018?济宁）如图所示，跳水运动员为获得允足的空间滞留时间，都会在跳水前先用力下压跳板，以便利用跳板的________让自己上升的更高。不计空气阻力，运动员从离开跳板到入水的过程中，________时（填“离开跳板”、“最高点”或“入水”）时动能最大。
【解析】（1）在跳水前先用力下压跳板，跳板发生弹性形变，具有弹性势能，跳板恢复原状时，弹性势能转化为运动员的动能，运动员离开跳板后动能转化为重力势能，这样可以使自己上升的更高；（2）不计空气阻力，运动员离开跳板上升、在落回到跳板相同高度时，运动员的动能等于起跳离开时的动能；从该位置下落到入水前，重力势能减小、动能增加，到入水时的动能最大。
【答案】弹性势能；入水。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
12．（2018?云南）如图所示，光滑斜面PM与水平面MN平滑连接，弹簧左端固定。小物块在斜面上从P点由静止滑向M点的过程中，机械能________：小物块压缩弹簧的过程中，弹簧的弹性势能________（均选填“变大”，“变小”或“不变”）。
【解析】小物块从P向M运动过程中，斜面光滑，只有重力势能与动能的转化，机械能守恒，故机械能不变；弹簧被压缩过程中，其机械能转化为弹簧的弹性势能，所以弹簧的弹性势能变大；
【答案】不变；变大。
【点评】本题考查动能和势能的转化及弹性势能、机械能的变化分析，明确不同能量大小的影响因素是解答此类题目的关键。
三．实验探究题
13．（2018?辽阳）在探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小阳用同一实验装置，让从斜面上滚下的小钢球钻入水平面上的硬纸盒，完成以下实验。
（1）通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近，可以得出结论：质量相同时物体的________越大，动能越大。对比甲、乙两次实验还可以得出：质量相同时，物体位置越高，重力势能________。在甲、乙两次实验中，硬纸盒所受滑动摩擦力________（选填“相同”或“不同”）
（2）如果做乙图实验时，硬纸盒被撞后滑出木板掉落，为防止因此造成硬纸盒损坏需改进乙图实验，再与甲图实验对比。在不改变木板长度的情况下，应采用以下________方法（填写正确选项前的字母）。
A．换用质量更小的钢球
B．给水平木板铺上毛巾
C．适当降低钢球的高度
D．换用一个较重的硬纸盒
（3）若要探究影响动能大小的另一因素，具体的操作方法是：选择两个________不同的钢球，从同一斜面相同高度由静止滑下。
（4）小阳在原硬纸盒的上表面粘上砝码，设计了如图丙所示实验，探究影响滑动摩擦力大小的因素，通过比较甲、丙两次实验可得出：滑动摩擦力与________有关。
【解析】（1）通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近，可以得出结论：质量相同时物体的速度越大，动能越大。重力势能的大小与质量和高度有关；对比甲、乙两次实验还可以得出：质量相同时，物体位置越高，重力势能越大。在甲、乙两次实验中，硬纸盒对水平面的压力和接触面的粗糙程度相同，因此所受滑动摩擦力相同。（2）如果做乙图实验时，为防止造成硬纸盒损坏掉落，可适当降低钢球的高度，这样小球的动能减小，撞击纸盒后前进的距离变小，就不会掉落了。A．换用质量更小的钢球，不能与甲控制相同的质量，故A错误；B．给水平木板铺上毛巾，不能与甲控制相同的接触面，故B错误；C．适当降低钢球的高度，小球的动能减小，撞击纸盒后前进的距离变小，就不会掉落了，故C正确；D．换用一个较重的硬纸盒，则可能推动的距离过小，无法正确判断动能的大小，故D错误。故选C。（3）物体的动能与物体的质量和速度有关，若要探究影响动能大小与质量的关系，操作方法是：选择两个质量不同的钢球，从同一斜面相同高度由静止滑下。（4）小阳在原硬纸盒的上表面粘上砝码，探究影响滑动摩擦力大小的因素。由于纸盒对水平面的压力不同，所以通过比较甲、丙两次实验可得出：滑动摩擦力与压力大小有关。
【答案】（1）速度；越大；相同；（2）C；（3）质量；压力大小。
【点评】在解决多因素问题时常利用控制变量法进行分析，对于动能的大小研究常采用转化法进行分析。
14．（2018?曲靖）某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球，它们的质量关系为m1＜m2=m3，实验的情景如图所示。
（1）通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的物理方法是________（选填“转换法“或“类比法”）。
（2）分析甲、乙两种情况可知，重力势能的大小与物体的________有关。
（3）小铁球m3落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为________能。
（4）同学们还发现小球离地面越高，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如下表，分析数据，写出h与t2的关系式为________。
实验次数
1
2
3
4
5
6
h/米
2.45
4.9
7.35
9.8
12.25
14.7
t2/秒2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
【解析】（1）由题意知，实验中通过观察小球陷入细沙的深度来间接判断物体重力势能大小的，运用了转换法；（2）由题知m1＜m2，即图甲和图乙中物体的质量不同，但从同一高度落下，且乙图中小球进入细砂中的深度更深，因此可知重力势能与物体的质量有关；（3）当小球陷入沙中，与沙子摩擦，最终静止，将机械能转化为内能；（4）根据表中实验数据可知，小球下落高度与所需时间之间的关系为：h=4.9t2。
【答案】（1）转换法；（2）质量；（3）内；（4）h=4.9t2。
【点评】此题考查学生对于物体重力势能影响因素探究过程及能量转化的理解和掌握，注意分析实验时控制变量法和转换法的应用。
15．（2018?广元）小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过________来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用________（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变________之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和________两种物理思想方法。
【解析】（1）实验中弹性势能的大小时通过物体M被弹出的距离来间接的反应，这用到了转换法；（2）探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系，必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同（即相同的弹簧），改变弹簧长度变化量，即AP间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出OQ间的距离；为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即AP间的距离，多测几组数据；（3）通过以上分析可以看出，本实验通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小，用到了转换法；同时，探究与多个量的关系时，还用到了控制变量法。
【答案】（1）物体M被弹出的距离；（2）相同；AP；（3）控制变量法。
【点评】此题主要考查的是学生对弹性势能大小跟弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料之间关系的理解和掌握，注意控制变量法和转换法在实验中的运用。
四．计算题
16．（2017?安徽）已知物体的重力势能表达式为EP=mgh，动能表达式为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，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：
（1）物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1；
（2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W；
（3）物体落地前瞬间的动能EK2。
【解析】（1）由题知，物体质量和被抛出时的高度和速度，
物体的重力势能：Ep=mgh=0.4kg×10N/kg×1.5m=6J；
动能EK1=mv2=×0.4kg×（2m/s）2═0.8J；
（2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功：Gh=mgh=0.4kg×10N/kg×1.5m=6J；
（3）物体下落时高度减小，速度增大，所以重力势能转化为动能，落地时高度为0，重力势能全部转化为动能，所以物体落地前瞬间的动能：EK2=EK1+Ep=0.8J+6J=6.8J。
【答案】（1）物体被抛出时的重力势能EP为6J，动能EK1为0.8J；（2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W为6J；（3）物体落地前瞬间的动能EK2为6.8J。
【点评】本题考查了动能和重力势能的计算以及动势能的转化，看懂题意即可正确解答。
一．选择题
1．（2018?双流区模拟）双流城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在巨大的安全隐患，因为高处的物体（ ）
A．具有较大的弹性势能 B．具有较大的重力势能
C．在下落的过程中动能转化为势能 D．在下落过程中不受阻力
【解析】由题意可知，高空抛物现象只所以会造成危害，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大；物体在下落过程中受到阻力，一部分重力势能转化为内能；下落时重力势能转化动能，重力势能越大，转化成的动能就越大。因此高空抛物会造成很大的危害。综上所述，B正确故选B。
【答案】B
【点评】本题主要考查我们对重力势能的掌握，了解其概念和影响因素，可顺利做出判断，难度不大。
2．（2018?乐清市模拟）篮球场上，运动员练习投篮，篮球划过一条漂亮的弧线落入篮筐，球的轨迹如图中虚线所示，从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力势能（ ）
A．一直增大 B．一直减小 C．先减小后增大 D．先增大后减小
【解析】从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力不变，高度先增大后减小，则其重力势能先增大后减小，故D正确。故选D。
【答案】D
【点评】本题要掌握重力势能的影响因素。可结合公式Ep=mgh分析重力势能的变化情况。
3．（2018?昌平区二模）将重为3N的物体A挂于弹簧测力计下，弹簧测力计与物体A一起竖直向上做匀速直线运动。则下列判断正确的是（ ）
A．弹簧测力计的示数大于3N B．物体A的重力势能增加
C．物体A的动能增加 D．弹簧测力计对物体A的拉力不做功
【解析】A、弹簧测力计与物体A一起竖直向上做匀速直线运动，物体处于平衡状态，受平衡力，所以弹簧测力计的示数等于物体的重力，即等于3N．故A错误；B、弹簧测力计与物体A一起竖直向上做匀速直线运动，物体质量不变，高度升高，重力势能增加。故B正确；C、弹簧测力计与物体A一起竖直向上做匀速直线运动，物体质量不变，速度不变，动能不变。故C错误；D、弹簧测力计与物体A一起竖直向上做匀速直线运动，弹簧测力计对物体A一个向上的拉力，物体A在拉力的方向上通过了一定距离，所以弹簧测力计对物体A的拉力做功。故D错误。故选B。
【答案】B
【点评】本题通过一个物理情境，考查了弹簧测力计的使用和读数、动能和势能的大小变化，力是否做功的判断判断等，有一定综合性，考查角度较新颖，是一道好题。
4．（2017?苏州模拟）汽车在高速公路行驶，往往要被限制最大行驶速度，如果用物理学的思维来解读，其目的是（ ）
A．限制摩擦力 B．限制势能 C．限制动能 D．限制惯性
【解析】车的速度越大，动能就越大，由于惯性，在刹车时不容易停下来，为了防止交通事故，所以要限制汽车行驶最大速度，从而限制动能。故选C。
【答案】C
【点评】本题考查了影响动能的因素和惯性的知识。动能大小与质量和速度有关。
5．（2017?滨海新区一模）骑自行车上坡前往往要加紧蹬几下，这样做是为（ ）
A．增大车的惯性 B．增大车的冲力 C．增大车的动能 D．增大车的势能
【解析】骑自行车上坡前，往往要用力加紧蹬几下，这样车的动能就会增加，上坡时就会有更多的动能转化为重力势能，这样自行车就会爬得更高。故选C。
【答案】C
【点评】题考查了影响动能大小的因素，做题时要抓住题中的信息：加紧蹬几下，直观的现象是速度增大，从而找出与速度大小有关的物理量。
6．（2017?成都模拟）如图所示，将一木块放在弹簧上，用手压木块，弹簧被压缩。松开手，木块竖直向上飞起直到最高点。下列说法正确的是（ ）
A．手压木块时，手对木块的压力与弹簧对木块的支持力是一对平衡力
B．弹簧恢复原状过程中，弹性势能不变
C．木块在没有离开弹簧前，所受弹力方向竖直向下
D．木块到达最高点时，只受到重力作用
【解析】A、手压木块时，木块受到重力、压力和弹簧的支持力，这三个力平衡。手对木块的压力小于弹簧对木块的支持力所以这两个力不是一对平衡力，故A错误；B、弹簧恢复原状过程中，弹性形变的程度变小，弹性势能减小，故B错误；C、木块在没有离开弹簧前，弹簧被压缩，所以木块受弹力方向竖直向上，故C错误；D、木块上升到最高点时，只受到重力作用，故D正确。故选D。
【答案】D
【点评】本题考查了平衡力的判断、弹力、弹性势能的认识和理解，掌握基础知识是关键。
7．（2018?广东模拟）如图所示，小球由静止沿光滑斜面运动到水平面上，下列说法正确的是（ ）
A．小球在斜面上运动时，机械能越来越大
B．小球在斜面上运动时，重力势能转化为动能
C．若小球进入水平面时所有外力马上消失，小球将静止
D．若小球进去水平面后不受阻力，小球速度将越来越快
【解析】A、由于斜面光滑，不存在摩擦力，所以小球在斜面上运动时，机械能大小不变，故A错误；B、小球在斜面上运动时，质量不变，高度减小，速度增大，是重力势能转化为动能，故B正确；CD、根据牛顿第一定律，若小球进入水平面时所有外力马上消失，小球将保持原来的速度和方向做匀速直线运动，故CD错误。故选B。
【答案】B
【点评】本题考查了机械能的转化与守恒、对牛顿第一定律的理解与应用，有一定综合性，但难度不大。
8．（2018?长沙一模）下列实例中，机械能守恒的是（ ）
A．电梯匀速上升 B．小孩从斜面匀速下滑
C．降落伞在空中减速下降 D．离弦的箭在空中飞行（不计空气阻力）
【解析】A、匀速上升动能不变，上升说明势能增加，故机械能不守恒，故A错误；B、小孩从斜面匀速下滑动能不变，下滑说明势能减小，故机械能不守恒，故B错误；C、降落伞在空中减速下降，动能减小，下降势能减小，故机械能减小，故C错误；D、离弦的箭在空中飞行（不计空气阻力），不计空气阻力作用，箭只受重力作用满足机械守恒条件，故D正确；故选D。
【答案】D
【点评】能根据机械能等于势能与动能之和，知道机械能守恒的条件是正确解解题的关键。
9．（2018?岳阳一模）下列说法中正确的是（ ）
A．用手击打排球时，手对排球的作用力大于排球对手的作用力
B．苹果从树上落向地面的过程中，重力对苹果做功，苹果的重力势能增加
C．水平路面上行驶的汽车，关闭发动机后会停下来，是由于汽车具有惯性
D．宇宙飞船的返回舱在返回地球进入大气层的过程中，一部分机械能转化为内能
【解析】A、用手击打排球时，手对排球的作用力与排球对手的作用力是一对相互作用力，二者的大小相等，故A错误；B、苹果从树上落向地面的过程中，重力对苹果做功，但苹果的高度下降，所以苹果的重力势能是减小的，故B错误；C、水平路面上行驶的汽车，关闭发动机后会停下来，是由于汽车受到摩擦阻力的作用，而不是由于惯性，故C错误；D、宇宙飞船的返回舱在返回地球进入大气层的过程中，与大气层摩擦，一部分机械能转化为内能，故D正确。故选D。
【答案】D
【点评】本题考查的知识点较多，有相互作用力的特点、重力势能的大小变化、物体运动状态的改变、能量的相互转化等，都属于较基础的知识，难度不大。
10．（2018?湖北模拟）如图所示，小球在一个光滑没有摩擦的轨道上从O点由静止释放，小球始终没有离开轨道，你认为小球（ ）
A．最终能滚到d点 B．运动过程中机械能变小
C．c点速度等于o点 D．a到b过程中重力势能变大
【解析】本实验中，由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒，
故小球从O点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与O点等高的c点，此时两点的速度相同，在a到b的过程中质量不变高度减小，重力势能减小。故选C。
【答案】C
【点评】本题主要考查了机械能守恒观点的运用，明确光滑的轨道摩擦力为零，是解答的关键。
二．填空题
11．（2018?红花岗区校级二模）张三乘坐电梯从一楼到四楼，在电梯匀速上升的过程中，他的动能________，机械能________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
【解析】小张三乘坐电梯从一楼到四楼，在电梯匀速上升的过程中，质量和速度都没有变化，所以动能不变；但是他的位置变高了，也就是重力势能变大了，故机械能也增大。
【答案】不变；增大。
【点评】掌握动能、重力势能、机械能大小的影响因素，根据能量的影响因素判断动能、重力势能、机械能大小的变化。
12．（2018?台安县三模）如图所示，是小明在“五?一”时，在游乐城乘坐过山车的情景，过山车由上到下加速
滑下过程，过山车的动能将________（填“变大”“变小”或“不变”），而其速度不断变快的原因是由于过山车受到________的作用，以小明所在的车厢为参照物，则小明是________（填“运动”或“静止”）。
【解析】（1）过山车由上到下加速滑下过程，过山车的质量不变，速度增大，所以其动能将变大，而其速度不断变快的原因是由于过山车受到重力的作用，重力对过山车做了功；（2）以小明所在的车厢为参照物，小明的位置没有发生改变，所以小明是静止的。
【答案】变大；重力；静止。
【点评】本题考查了对动能影响因素的理解，对重力做功的了解，以及对运动与静止相对性的判断，难度不大。
13．（2018?安徽模拟）2017年2月，美国最高的奥罗维尔水坝岀现缺口，当地居民紧急撤离。如图所示，当水从泄洪口倾泻而下时，水的________能转化为动能，具有巨大的破坏作用。
【解析】水从泄洪口倾泻而下时，质量不变，高度减小，重力势能减小；质量不变，速度增大，动能增大。重力势能转化为动能。
【答案】重力势。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素。掌握弹性势能、动能、重力势能之间是可以相互转化的。
14．（2018?景泰县校级一模）龙卷风对人们的生产和生活有很大的影响，龙卷风中心的空气流速很快，压强很小，可以将小气车推向高空数十米，汽车下落时机械能会________（增大、不变、减小），着地时对地面的压强比正常地面行驶________。
【解析】汽车下落时，质量不变，高度减小，速度增大，因此重力势能转化为动能，因汽车受空气阻力，部分机械能会转化为空气的内能，因此汽车机械能减小；汽车在地面上行驶时，由于汽车的形状为上凸下平，则汽车上方的空气流速大、压强小，车下方的空气流速小、压强大，所以此时汽车受到向上的升力，汽车对地面的压力小于自身的重力；根据p==可知，汽车在地面上行驶时对地面的压强较小；则着地时对地面的压强比正常地面行驶时的压强大。
【答案】减小；大。
【点评】本题主要考查学生运用所学知识综合分析和解决实际问题的能力。增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力。
三．实验探究题
15．（2018?秀洲区校级三模）动能的大小与哪些因素有关呢？小雨相同的斜面、长木板和纸盒，两个不同质量的小球，设计了如图所示的甲、乙、丙三次实验，测量出每次实验中纸盒移动的距离，再通过比较分析得出结论。
（1）小雨通过观察比较纸盒移动的距离来比较小球动能的大小，这种科学研究的方法与以下选项中的________相同。
A．研究磁场时用磁感线表示
B．用黄豆和芝麻混合前后的体积变化研究分子间隙
C．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
D．电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流我们可以通过电路中的灯泡是否发光去确定
（2）实验中观察到纸盒移动的距离图丙比图甲短，可得出的结论是________。
（3）如果纸盒与小球碰撞的侧面过于柔软，则纸盒的移动的距离会偏小，请分析解释原因________。
【解析】（1）小雨通过观察比较纸盒移动的距离来比较小球动能的大小，这种科学研究的方法叫转换法，A、磁感线实际不存在，是人们为形象地描述磁场分布而假想出来的，属于建立模型法，不符合题意；B、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，是通过实际实验得出的，不符合题意；C、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，属于控制变量法，不符合题意；D、电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流我们可以通过电路中的灯泡是否发光去确定，属于转换法，符合题意；故选D；（2）比较图甲与图丙两实验可看出，此时小球的质量相同，但从不同的高度释放，其滚动到斜面低端的速度不同，推动纸盒的距离也不相同，故能得出：在质量相同时，物体的速度越大，动能就越大的结论；（3）如果纸盒与小球碰撞的侧面过于柔软，小球撞击纸盒，纸盒要发生形变，需要消耗部分机械能，因而纸盒的移动的距离会偏小。
【答案】（1）D；（2）在质量相同时，物体的速度越大，动能就越大；（3）纸盒的形变需要消耗部分机械能。
【点评】明确本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，反映动能多少时运用了转换法。
16．（2018?金东区模拟）小华同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：
次数
橡皮条
橡皮条宽/cm
橡皮条长/cm
弹射的水平距离/m
1
a
0.50
20.00
10.10
2
b
0.50
30.00
8.20
3
c
1.00
20.00
14.00
请回答以下问题：
（1）实验中，是通过比较________来间接反映橡皮条的弹性势能大小。
（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的________有关。
（3）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是________。
A．窄而长的 B．宽而长的 C．窄而短的 D．宽而短的
【解析】（1）实验中，橡皮条弹性势能的大小是通过弹珠被弹射的水平距离来间接反映的，弹珠射出的越远，橡皮条的弹性势能越大；（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条宽度相同，橡皮条的长度不同，弹珠射出的水平距离不同，故橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关；（3）由表格数据可知，橡皮条弹性势能的大小与橡皮条的宽度、长度都有关；在拉伸相同的伸长量时，橡皮条的宽度越宽，长度越短，其弹性势能越大；所以，弹性势能最大的橡皮条是宽而短的，故选D。
【答案】（1）弹珠被弹射的水平距离；（2）长度；（3）D。
【点评】能用控制变量法研究具有弹性的物体弹性势能大小的影响因素；掌握弹性势能大小跟物体的弹性形变大小有关，弹性形变越大，具有的弹性势能越大。
四．计算题
17．（2018?禹会区二模）已知物体的重力势能表达式为Ep=mgh，动能的表达式为Ek=mv2，其中m为质量，h为物体距水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，距沙坑高h=7m处，以v0=10m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体，不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程机械能守恒。求：
（1）物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek；
（2）物体上升到最高点时离抛出点的高度H；
【答案】（1）物体被抛出时的重力势能为35J，动能为25J；（2）物体上升到最高点时离抛出点的高度为5m。
【点评】本题考查了动能和重力势能的计算以及动势能的转化，看懂题意即可正确解答。
