11.3 动能与势能
一．选择题（共5小题）
1．下列说法正确的是（ ）
A．运动的物体具有的能量叫做动能
B．甲乙二人同时登山，甲先到达山项，则甲的功率大
C．功就是能，因为它们的单位相同
D．用50N的水平力拉着重100N的小车沿着水平地面前进5m，则此过程拉力做功为250J
2．两个相同的篮球，表面潮湿，从不同高度自由落至同一地面，留下的印迹如图所示。关于初始时篮球的重力势能，下列说法正确的是（ ）
A．两个一样大 B．落在a处的大?
C．落在b处的大 D．无法比较大小
3．如图所示为自动垂直升降式车库，可以有效增加停车场空间利用率，在汽车被升降机匀速提升的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能不变，重力势能增加 B．动能不变，重力势能不变
C．动能增加，重力势能不变 D．动能增加，重力势能增加
4．如图是物体在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线，运动的物体可能是（ ）
A．由静止下落的乒乓球 B．竖直向上垫起的排球
C．离开脚后在地上滚动的足球 D．从肩上斜向上投掷出去的铅球
5．小铁球从斜面加速滚下，当经过水平桌面上磁铁的前方时，其运动路径发生弯曲（如图），下列说法错误的是（ ）
A．小铁球在斜面时重力势能最大
B．磁铁对小铁球的吸引力改变了小铁球的运动状态
C．小铁球滚过磁铁前方时，磁铁对小铁球做了功
D．小铁球滚过磁铁前方时，静止的磁铁与桌面之间没有摩擦力
二．多选题（共2小题）
6．如图所示情景是一种蹦极游戏，游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在跳台上。图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，b点是游戏者所能到达的最低点时绳下端的位置。对于游戏者由静止离开跳台到降至最低点的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．游戏者的动能一直在增加 B．游戏者的重力势能一直在减少
C．弹性绳下端到b点时，游戏者的动能为零
D．弹性绳下端从a点运动到b点的过程中，弹性绳的弹性势能先增大后减小
7．人造地球卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球由近地点向远地点飞行时（ ）
A．它的势能增大 B．它的势能增大量等于动能减小量
C．它的机械能增大 D．它的机械能不变
三．填空题（共2小题）
8．在2008年“5?12”汶川特大地震中，形成了多处堰塞湖，其中最大的唐家山堰塞湖积水量高达2亿立方米以上。堰塞体有溃决的危险，对下游群众的生命及财产安全造成严重威胁。堰塞湖中的水位越涨越高，蕴藏着巨大的 能，堰塞体一旦溃决，这种能量将会转化为水的 能。
9．被压缩的弹簧具有 能，被举高的杠铃具有 能，在水平地面滚动的足球具有 能，在空中飞行的小鸟具有 能。
四．实验探究题（共1小题）
10．观察下面的实验装置。请回答：
（1）如图1所示在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的钢球从斜面上同一高度由静止滚下，撞击同一木块。本实验探究的是钢球动能的大小与 的关系：物体动能大小是通过 来反映的。
（2）如图2所示是研究“牛顿第一定律”的实验装置，实验中让同一小车从同一斜面上相同的高度由静止滚下，在相同程度不同的平面上运动，通过观察可以得出：平面越光滑，小车受到阻力越小，运动距离越 。进一步推理得出：在理想情况下，运动的物体如果不受力，将在水平面上做 运动。
一．选择题（共5小题）
1．滚摆从图中的位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点3，在此过程中下列说法不正确的是（ ）
A．在位置1处，滚摆的势能最大 B．再上升到位置3时，滚摆的动能为零
C．在位置2时，滚摆动能最大 D．在位置2时，滚摆既有动能同时还具有势能
2．如图所示，在表面粗糙的斜面上，物块从A点静止释放下滑到B点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物块的动能不一定增加 B．物块的重力势能一定增加
C．物块的重力势能减少量等于动能的增加量 D．物块的重力势能减少量大于动能的增加量
3．物体受平衡力作用时，对于它所具有的机械能的判断中，正确的是（ ）
A．机械能一定不变 B．动能一定不变
C．势能一定不变 D．动能可能增加
4．高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，是一种不文明的行为，而且会带来很大的社会危害，因为高处的物体具有较大的（ ）
A．弹性势能 B．重力势能 C．质量 D．重力
5．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，如图则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能EK随运动距离s变化的关系图象可能是（ ）
A． B．
C． D．
二．多选题（共2小题）
6．如图所示，斜面与水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧左端固定，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点，则（ ）
A．小物块从P向M运动过程中，重力势能增加
B．小物块从P向M运动过程中，机械能减少
C．小物块从M向P运动过程中，动能减少
D．弹簧被压缩到最短时，小物块具有最大的动能
7．如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景，跳板跳水运动有起跳、腾空、落水几个阶段，若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．.运动员在跳板上即将起跳时，跳板的弹性势能最大
B．．腾空时，运动员的动能转化为重力势能
C．.从腾空到落水的过程，动能先减小后增大，机械能不变
D．.从腾空到落水的过程，重力势能先减少后增大，机械能不变
三．实验探究题（共1小题）
8．如图所示，小明在探究物体动能大小与质量的关系时，设计了如下实验方案：让质量分别为m1和m2（m1＜m2）的两个小球沿同一斜面从同一点A处由静止滚下，然后与放在水平木板上的纸盒相碰，使纸盒在木板上移动一段距离并将移动的距离记录下来则：
（1）小明是根据 判断小球具有的动能大小；若实验中所使用的斜面不够光滑，是否会给实验带来影响？ （选填“会”或“不会”）
（2）小明顺利完成步骤①，记录下纸盒移动的距离x1，在进行步骤②时，纸盒被撞后滑出木板，导致无法记录移动的距离x2．此时同组的甲同学建议换一个较重的木块代替纸盒重做步骤②，乙同学建议降低小球m2的释放高度重做步骤②你认为哪位同学的建议是合理的？ （选填“甲同学”、“乙同学”、“都合理”或“都不合理”）；你认为是否有必要重做步骤②？ （选填“有必要”或“不必要”）。
（3）上述实验操作可以得出的结论是： 。
四．计算题（共2小题）
9．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；
10．物体做功的过程就是能量转化的过程，例如不计空气阻力时，物体自由下落时重力做了多少功，物体的动能就增加了多少。物体动能EK的计算公式是EK＝mv2，m表示物体的质量，v表示物体的速度。
（1）当物体从静止开始自由下落时，下落5m后物体的速度是多少？
（2）当物体自由下落时先后测得两个位置速度分别为v1，v2，求这两个位置距离h。
1．（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
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．（2018?青岛）我国最新研制的“复兴号”列车，实验的最高时速超过400km/h。下列说法错误的是（ ）
A．它和普通列车相比，动能一定大
B．路旁的树相对于高速行驶的列车是运动的
C．列车高速驶过时，飘落在车旁的树叶被卷入车底
D．列车匀速行驶时，同车厢的乘客看到竖直向上跳起的人落回原处
4．（2018?徐州）如图所示，一个玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚。弹簧在运动过程中，有哪些机械能发生了转化（ ）
A．只有动能和重力势能 B．只有动能和弹性势能
C．只有重力势能和弹性势能 D．动能、重力势能和弹性势能都发生了转化
5．（2018?苏州）质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲杆运动，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．只要A点高于D点，小环就能到达D点
B．若小环能到达D点，离开D点后将竖直向下运动
C．小环从A点到D点，重力势能一直减小，机械能不变
D．小环从A点到B点，动能一直增加，机械能不变
二．填空题（共3小题）
6．（2018?贺州）为了探究动能与物体质量的关系，让质量 （选填“相同”或“不同”）的物体从同一高度静止下落，这种实验方法是 法。
7．（2018?沈阳）如图所示，小华将外形相同的实心铝、铜圆柱体（ρ铝＜ρ铜）都涂成黑色，随机标记A、B．将A、B分别从同一斜面的相同高度由静止释放，撞击静止在同一水平面上、相同位置的同一纸盒，发现A将纸盒撞得更远。这说明滚到斜面底端时， 的动能大， 是铝制的。（以上两空均选填“A”或“B“）
8．（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 。
三．实验探究题（共2小题）
9．（2018?朝阳）某同学为了探究动能大小与哪些因素有关，进行了下图中甲、乙两个实验。让小球从某高度沿光滑斜面滑下后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后停止运动，实验情景如图中甲、乙所示。
（1）图甲所示的对比实验探究的是物体的动能与 有关。
（2）图乙所示的对比实验探究的是物体的动能与 有关。
10．（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
11.3 动能与势能
一．选择题（共5小题）
1．下列说法正确的是（ ）
A．运动的物体具有的能量叫做动能
B．甲乙二人同时登山，甲先到达山项，则甲的功率大
C．功就是能，因为它们的单位相同
D．用50N的水平力拉着重100N的小车沿着水平地面前进5m，则此过程拉力做功为250J
【解答】解：
A、物体由于运动而具有的能量叫做动能；运动的物体除具有动能外，还具有内能，可能还具有重力势能，故A错误；
B、甲乙二人同时登山，甲先到达山顶，表明甲用的时间少，虽然上升的高度相同，但不能确定甲乙二人的重力大小，也就无法比较做功的大小，所以无法判定功率的大小，故B错误；
C、功和能是两个不同的物理量，功是过程量，能是状态量，所以不能说功就是能，虽然单位相同，但物理意义不同；故C错误；
D、用50N的水平力拉着重100N的小车沿着水平地面前进5m，拉力做的功为W＝Fs＝50N×5m＝250J．故D正确。
故选：D。
2．两个相同的篮球，表面潮湿，从不同高度自由落至同一地面，留下的印迹如图所示。关于初始时篮球的重力势能，下列说法正确的是（ ）
A．两个一样大 B．落在a处的大?
C．落在b处的大 D．无法比较大小
【解答】解：篮球从静止开始下落，是由重力势能转化为动能；到达地面后，篮球撞击地面，是由动能转化为弹性势能；
根据篮球留下的印迹可知，a处的印迹大，说明篮球落在a处时具有的弹性势能大，所以其开始下落时具有的重力势能就大。
故选：B。
3．如图所示为自动垂直升降式车库，可以有效增加停车场空间利用率，在汽车被升降机匀速提升的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能不变，重力势能增加 B．动能不变，重力势能不变
C．动能增加，重力势能不变 D．动能增加，重力势能增加
【解答】解：
在汽车被升降机匀速提升的过程中，汽车的质量不变，速度不变，所以其动能不变；质量不变，高度增加，所以重力势能增加。
故选：A。
4．如图是物体在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线，运动的物体可能是（ ）
A．由静止下落的乒乓球 B．竖直向上垫起的排球
C．离开脚后在地上滚动的足球 D．从肩上斜向上投掷出去的铅球
【解答】解：分析图象可知，动能先减小再增大。
A、由静止下落的乒乓球质量不变，速度不断变大，故其动能始终在增大，故A不合题意；
B、竖直向上垫起的排球，排球质量不变，速度先减小后增大，所以动能先减小后增大，但排球运动到最高点时速度为0，动能为0，故B不合题意；
C、离开脚后在地上滚动的足球，足球滚动的越来越慢，动能越来越小，故C不合题意；
D、斜向上投掷出去的铅球在整个飞行过程中，质量不变，一直在运动，动能不为零（处于最高点时竖直方向速度为0，但水平方向仍然有速度，因此动能不为0）。
从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大。故D符合题意；
故选：D。
5．小铁球从斜面加速滚下，当经过水平桌面上磁铁的前方时，其运动路径发生弯曲（如图），下列说法错误的是（ ）
A．小铁球在斜面时重力势能最大
B．磁铁对小铁球的吸引力改变了小铁球的运动状态
C．小铁球滚过磁铁前方时，磁铁对小铁球做了功
D．小铁球滚过磁铁前方时，静止的磁铁与桌面之间没有摩擦力
【解答】解：
A、小铁球在斜面时，高度最高，所以重力势能最大，故A正确；
B、磁铁对小铁球有吸引力，小铁球经过磁铁前方时运动方向发生了变化，说明吸引力改变了小铁球的运动状态，故B正确；
C、小铁球滚过磁铁前方时，在吸引力的方向上移动了距离，所以磁铁对小铁球做了功，故C正确；
D、小铁球滚过磁铁前方时，静止的磁铁也受到小铁球的吸引力（力的作用是相互的），由于磁铁处于静止状态，所以磁铁受到桌面的摩擦力的作用，摩擦力与吸引力是一对平衡力，故D错误。
故选：D。
二．多选题（共2小题）
6．如图所示情景是一种蹦极游戏，游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在跳台上。图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，b点是游戏者所能到达的最低点时绳下端的位置。对于游戏者由静止离开跳台到降至最低点的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．游戏者的动能一直在增加 B．游戏者的重力势能一直在减少
C．弹性绳下端到b点时，游戏者的动能为零
D．弹性绳下端从a点运动到b点的过程中，弹性绳的弹性势能先增大后减小
【解答】解：A、游戏者从最高点到a时，重力势能转化为动能，重力势能越来越小，动能越来越大。从a点到c点的过程中，上段受到向下的合力改变物体的运动状态，速度越来越快，动能越来越大；下段受到向上的合力改变物体的运动状态，速度越来越慢，动能越来越小，最低点时速度为零。所以整个过程中，游戏者的动能先增大后减小，最后动能为零。故A错误。
B、游戏者在下落的过程中，质量不变，高度不断减小，重力势能不断减小。故B正确。
C、游游戏者到达最低点b时，速度为零，则动能为零，故C正确；
D、游戏者到达最低点b时，绳子的形变最大，弹性势能最大，即弹性势能一直变大，故D错误。
故选：BC。
7．人造地球卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球由近地点向远地点飞行时（ ）
A．它的势能增大 B．它的势能增大量等于动能减小量
C．它的机械能增大 D．它的机械能不变
【解答】解：
卫星由近地点向远地点飞行过程中，速度变小，相对地球的高度增加，所以，它的动能减小，势能增大，动能转化为势能；
由于大气层外不存在阻力，所以卫星的机械能守恒，其减小的动能等于增加的势能；故ABD说法正确。
故选：ABD。
三．填空题（共2小题）
8．在2008年“5?12”汶川特大地震中，形成了多处堰塞湖，其中最大的唐家山堰塞湖积水量高达2亿立方米以上。堰塞体有溃决的危险，对下游群众的生命及财产安全造成严重威胁。堰塞湖中的水位越涨越高，蕴藏着巨大的 重力势 能，堰塞体一旦溃决，这种能量将会转化为水的 动 能。
【解答】解：重力势能大小的影响因素是质量和被举的高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；
堰塞湖中的水位越涨越高，则水的质量越大，水位越高，它的重力势能就越大，所以堰塞湖中的水蕴藏巨大的重力势能；
堰塞体一旦溃决，重力势能将会在水向下流动的过程中转化为水的动能。
故答案为：重力势；动。
9．被压缩的弹簧具有 弹性势 能，被举高的杠铃具有 重力势 能，在水平地面滚动的足球具有 动 能，在空中飞行的小鸟具有 动能和重力势 能。
【解答】解：被压缩的弹簧发生了弹性形变，故具有弹性势能；
被举高的杠铃有质量，并被举高，所以具有重力势能；
在水平地面滚动的足球具动能；
在空中飞行的小鸟具有动能和重力势能；
故答案为：弹性势；重力势；动；动能和重力势。
四．实验探究题（共1小题）
10．观察下面的实验装置。请回答：
（1）如图1所示在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的钢球从斜面上同一高度由静止滚下，撞击同一木块。本实验探究的是钢球动能的大小与 速度 的关系：物体动能大小是通过 木块被撞击后运动的距离 来反映的。
（2）如图2所示是研究“牛顿第一定律”的实验装置，实验中让同一小车从同一斜面上相同的高度由静止滚下，在相同程度不同的平面上运动，通过观察可以得出：平面越光滑，小车受到阻力越小，运动距离越 远 。进一步推理得出：在理想情况下，运动的物体如果不受力，将在水平面上做 匀速直线 运动。
【解答】解：（1）甲图中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，到达斜面底部的速度不同，因此相同因素是钢球的质量，不同因素是钢球的速度，因此甲图实验的目的是研究钢球动能的大小与速度的关系，通过观察木块被撞击后运动的距离的大小来间接判断物体动能的大小；
（2）乙图让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的平面上运动，小车的质量和到达斜面底部的速度都相同，平面的粗糙程度相同，因此乙图实验的目的是研究运动的小车在水平面移动的距离与所受阻力的关系，实验中，接触面越光滑，物体所受摩擦力越小，物体运动的越远，所以如果物体不受阻力作用，则运动的物体将一直保持匀速直线运动状态；
故答案为：（1）速度；木块被撞击后运动的距离；（2）远；匀速直线。
一．选择题（共5小题）
1．滚摆从图中的位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点3，在此过程中下列说法不正确的是（ ）
A．在位置1处，滚摆的势能最大 B．再上升到位置3时，滚摆的动能为零
C．在位置2时，滚摆动能最大 D．在位置2时，滚摆既有动能同时还具有势能
【解答】解：A、在位置1处，滚摆的高度最高，故势能最大，故A正确；
B、再上升到位置3时，滚摆的速度为零，故动能为零，故B正确；
C、在最低点时，重力势能全部转化为动能，滚摆的速度最大，动能最大，但位置2不是最低点。故C错误；
D、在位置2时，还在继续下降滚摆既有动能同时还具有势能。故D正确。
故选：C。
2．如图所示，在表面粗糙的斜面上，物块从A点静止释放下滑到B点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物块的动能不一定增加 B．物块的重力势能一定增加
C．物块的重力势能减少量等于动能的增加量 D．物块的重力势能减少量大于动能的增加量
【解答】解：
A、物块从A点静止释放下滑，则A做加速运动，则其速度变大，动能一定会增加，故A错误；
B、由于下滑时物体的高度一直减小，所以其重力势能一定减小，故B错误；
C、由于物体克服摩擦力，将一部分机械能转化为内能，因此，物块的重力势能减少量不等于动能的增加量，故C错误；
D、由于物体克服摩擦力，将一部分机械能转化为内能，并没有都转化为动能，因此，物块的重力势能减少量大于动能的增加量，故D正确。
故选：D。
3．物体受平衡力作用时，对于它所具有的机械能的判断中，正确的是（ ）
A．机械能一定不变 B．动能一定不变
C．势能一定不变 D．动能可能增加
【解答】解：平衡状态有两种：静止状态、匀速直线运动状态。
当物体处于静止状态时，物体的动能、势能都不变，所以机械能也不变；
当物体在水平方向上做匀速直线运动时，其动能、势能都不变，即机械能不变；
当物体在竖直方向上做匀速直线运动时，其动能不变，但其势能要发生变化，故机械能也随之变化。
总之，物体在以上所处的这几种可能的运动状态下，势能与机械能的大小有两种可能：不变或变化；而动能只有一种情况：不变。
综上分析，故选B。
4．高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，是一种不文明的行为，而且会带来很大的社会危害，因为高处的物体具有较大的（ ）
A．弹性势能 B．重力势能 C．质量 D．重力
【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。
5．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，如图则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能EK随运动距离s变化的关系图象可能是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：
橡皮筋的原长为l，小球从最高点下降至l过程中，在重力的作用下小球做加速运动，动能逐渐变大；
小球从l继续下降至2l过程中，开始一段距离内重力仍大于弹力，所以小球继续加速运动，动能继续增大；当重力等于弹力时，合力等于零，小球达到最大速度，因此，动能最大的点在大于l的位置；此后，重力小于弹力，小球做减速运动，动能逐渐变小；
即整个过程中小球的动能先增大后减小，且动能最大的点在大于l的位置；对照选项中的图象可知，只有A选项符合题意。
故选：A。
二．多选题（共2小题）
6．如图所示，斜面与水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧左端固定，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点，则（ ）
A．小物块从P向M运动过程中，重力势能增加
B．小物块从P向M运动过程中，机械能减少
C．小物块从M向P运动过程中，动能减少
D．弹簧被压缩到最短时，小物块具有最大的动能
【解答】解：A、小物块从P向M运动过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小，故A错误；
B、小物块从P向M运动过程中，由于摩擦力的作用，其机械能总量会减少，故B正确；
C、小物块从M向P运动过程中，质量不变，速度减小，动能减小；故C正确；
D、弹簧被压缩到最短时，小物块具的全部动能转化为弹簧的弹性势能，此时弹簧的弹性形变达到最大限度，弹性势能最大，故小物块此时的动能为零。故D错误。
故选：BC。
7．如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景，跳板跳水运动有起跳、腾空、落水几个阶段，若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．.运动员在跳板上即将起跳时，跳板的弹性势能最大
B．．腾空时，运动员的动能转化为重力势能
C．.从腾空到落水的过程，动能先减小后增大，机械能不变
D．.从腾空到落水的过程，重力势能先减少后增大，机械能不变
【解答】解：A、运动员在跳板上即将起跳时，即跳板恰好恢复原状，故此时的弹性势能最小，即弹性势能转化成了人的动能，故A错误；
B、运动员腾空时，质量不变，速度变小，则动能减小，但高度增加，所以重力势能增大，故是将动能转化为重力势能的过程，故B正确；
CD、运动员从腾空到落水的过程，速度先变小后变大，所以动能先减小后增大；高度先增加，后减小，所以重力势能先变大，后变小；由于不计空气阻力，机械能是守恒的，所以机械能不变，故C正确，D错误；
故选：BC。
三．实验探究题（共1小题）
8．如图所示，小明在探究物体动能大小与质量的关系时，设计了如下实验方案：让质量分别为m1和m2（m1＜m2）的两个小球沿同一斜面从同一点A处由静止滚下，然后与放在水平木板上的纸盒相碰，使纸盒在木板上移动一段距离并将移动的距离记录下来则：
（1）小明是根据 纸盒移动的距离 判断小球具有的动能大小；若实验中所使用的斜面不够光滑，是否会给实验带来影响？ 会 （选填“会”或“不会”）
（2）小明顺利完成步骤①，记录下纸盒移动的距离x1，在进行步骤②时，纸盒被撞后滑出木板，导致无法记录移动的距离x2．此时同组的甲同学建议换一个较重的木块代替纸盒重做步骤②，乙同学建议降低小球m2的释放高度重做步骤②你认为哪位同学的建议是合理的？ 都不合理 （选填“甲同学”、“乙同学”、“都合理”或“都不合理”）；你认为是否有必要重做步骤②？ 有必要 （选填“有必要”或“不必要”）。
（3）上述实验操作可以得出的结论是： 速度一定时，质量越大动能越大 。
【解答】解：（1）根据转换法，小明是根据纸盒移动的距离判断小球具有的动能大小；
若实验中所使用的斜面不够光滑，受到的阻力较大，纸盒移动的距离较小，会给实验带来影响；
（2）探究动能与质量的关系，应控制速度相同，动能的大小通过纸盒移动距离的大小表现出来的，故实验中使用的木块大小（质量）不能改变；
乙同学建议降低小球m2的释放高度，则小球到水平面时的速度变化了，不符合要求，故两位同学的建议都不合理（只能改变木板的长度）；
为得出普遍性的结论要次测量，故有必要重做步骤②；
（3）上述实验操作可以得出的结论是：速度一定时，质量越大动能越大。
故答案为：（1）纸盒移动的距离；会；（2）都不合理；有必要；（3）速度一定时，质量越大、动能越大。
四．计算题（共2小题）
9．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；
【解答】解：
（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＝0.5kg×10N/kg×7m＝35J；
动能EK1＝mv2＝×0.5kg×（10m/s）2═25J；
（2）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，
故E′p＝Ep+Ek
0.5kg×10N/kg×（H+7m）＝35J+25J
解得：H＝5m。
答：（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。
10．物体做功的过程就是能量转化的过程，例如不计空气阻力时，物体自由下落时重力做了多少功，物体的动能就增加了多少。物体动能EK的计算公式是EK＝mv2，m表示物体的质量，v表示物体的速度。
（1）当物体从静止开始自由下落时，下落5m后物体的速度是多少？
（2）当物体自由下落时先后测得两个位置速度分别为v1，v2，求这两个位置距离h。
【解答】解：（1）①由于重力做功等于物体动能的变化量，设下落高度为h，
则重力做功：
W＝Gh＝mgh；
动能的增加量为：
Ek2﹣Ek1＝mv2﹣mv02；
得mgh＝mv2﹣mv02，﹣﹣﹣①
（1）当物体从静止开始自由下落时，v0＝0；
故下落5m后物体的速度是：v＝；
（2）由①可得：下落高度为h＝；
答：（1）当物体从静止开始自由下落时，下落5m后物体的速度是；
（2）当物体自由下落时先后测得两个位置速度分别为v1，v2，这两个位置距离h＝。
1．（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
【解答】解：
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。
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
【解答】解：
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。
3．（2018?青岛）我国最新研制的“复兴号”列车，实验的最高时速超过400km/h。下列说法错误的是（ ）
A．它和普通列车相比，动能一定大
B．路旁的树相对于高速行驶的列车是运动的
C．列车高速驶过时，飘落在车旁的树叶被卷入车底
D．列车匀速行驶时，同车厢的乘客看到竖直向上跳起的人落回原处
【解答】解：
A、不知道两列车的质量关系，所以不能确定它和普通列车动能的大小；故A错误；
B、路旁的树相对于行驶的列车在不断发生位置的变化，因此以列车为参照物时，路旁的树是运动的，故B正确；
C、列车高速驶过时，列车附近的空气流速变大，压强变小，故飘落在车旁的树叶被卷入车底，故C正确；
D、在平直轨道上匀速行驶的火车车厢里，竖直向上跳起的人由于惯性还要保持原来的运动状态，因此仍将落回原处；故D正确。
故选：A。
4．（2018?徐州）如图所示，一个玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚。弹簧在运动过程中，有哪些机械能发生了转化（ ）
A．只有动能和重力势能 B．只有动能和弹性势能
C．只有重力势能和弹性势能 D．动能、重力势能和弹性势能都发生了转化
【解答】解：玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚。
弹簧在运动过程中，质量不变，速度变大，动能变大；弹簧高度降低，重力势能变小；同时弹簧要恢复原来的形状，形变变小，故弹性势能变小。
综上分析可知，动能、重力势能和弹性势能都发生了转化。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
5．（2018?苏州）质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲杆运动，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．只要A点高于D点，小环就能到达D点
B．若小环能到达D点，离开D点后将竖直向下运动
C．小环从A点到D点，重力势能一直减小，机械能不变
D．小环从A点到B点，动能一直增加，机械能不变
【解答】解：
（1）质量为m的小环在光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲杆运动，不计空气阻力，小环的运动过程中机械能是守恒的，
由A到B，小环的重力势能转化为动能，动能增加，机械能保持不变，故D正确；
由B到C点动能转化为重力势能，重力势能增加，故C错误；
由C到D重力势能转化为动能，由于机械能守恒，所以只要A点高于C点高度，小环就能到达C点，从而到到达D点，故A错误；
（2）小环到达D后，由于惯性会继续沿CD方向运动一段距离，故B错误。
故选：D。
二．填空题（共3小题）
6．（2018?贺州）为了探究动能与物体质量的关系，让质量 不同 （选填“相同”或“不同”）的物体从同一高度静止下落，这种实验方法是 控制变量 法。
【解答】解：
为了探究动能与质量的关系，实验中采用质量不同的小球，在探究过程中要注意保持物体从同一高度由静止滚下；
物体的动能与质量和速度有关，在探究过程中需要控制一个量不变，改变另一个量，采用了控制变量法。
故答案为：不同；控制变量。
7．（2018?沈阳）如图所示，小华将外形相同的实心铝、铜圆柱体（ρ铝＜ρ铜）都涂成黑色，随机标记A、B．将A、B分别从同一斜面的相同高度由静止释放，撞击静止在同一水平面上、相同位置的同一纸盒，发现A将纸盒撞得更远。这说明滚到斜面底端时， A 的动能大， B 是铝制的。（以上两空均选填“A”或“B“）
【解答】解：圆柱体因为有动能撞击纸盒，动能越大，纸盒在水平面上移动的距离就越远，所以判断圆柱体动能大小的依据是纸盒在水平面上移动的距离，由图可知，A的动能大；
根据控制变量法，探究动能与质量的关系，要保证质量不同而速度相同，让不同质量的两个圆柱体从同一高度滚下就是为了使圆柱体滚到水平面时速度相同。由图可知，圆柱体高度相同，圆柱体的质量越大，到水平面速度越快，A将纸盒撞得更远，所以可得出结论：A圆柱体动能大，质量大，因为体积相同，故A是铜制成的，B是铝的。
故答案为：A；B。
8．（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 球陷入沙中的深度 可以判断出 A 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 质量 ；
（3）球在空中下落时减少的重力势能主要转化为 动能 。
【解答】解：
（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。
故答案为：（1）球陷入沙中的深度；A；（2）质量；（3）动能。
三．实验探究题（共2小题）
9．（2018?朝阳）某同学为了探究动能大小与哪些因素有关，进行了下图中甲、乙两个实验。让小球从某高度沿光滑斜面滑下后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后停止运动，实验情景如图中甲、乙所示。
（1）图甲所示的对比实验探究的是物体的动能与 速度 有关。
（2）图乙所示的对比实验探究的是物体的动能与 质量 有关。
【解答】解：（1）题图甲中相同质量的两个小球从光滑的斜面的不同高度处滑下，在斜面最低点获得的速度大小不同，故该实验研究的是物体的动能与速度是否有关；
（2）题图乙中让小球从光滑斜面的相同高度滑下，改变的是小球的质量，从而可以探究物体的动能与质量是否有关。
故答案为：（1）速度；（2）质量。
10．（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 转换法 （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 质量 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 内 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 h＝4.9t2 。
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
