人教版物理八年级下册
第十一章 功和机械能
第3节 动能和势能
自主预习 教材感知
知识点一 能的概念
如果一个物体能够 ，我们就说它具有 。能量和功的单位都是 。具有能量
的物体不一定正在做功，做功的物体一定具有能量。一个物体能够做的功 ，表示这个物
体的能量 。
知识点二：动能
定义：物体由于 而具有的能叫做 能。
影响动能大小的因素：物体的 和物体 ． 相同的物体，运动的 越大，它的动能 ；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。
一切运动的物体都具有动能：静止的物体动能为零，匀速运动且质量一定的物体(不论匀速上升、匀速下降，匀速前进、匀速后退，只要是匀速)动能不变。物体是否具有动能的标志是：是否在运动。
知识点三：势能
势能包括 和 。
重力势能：
定义：在地球表面附近与 相关的能，叫做重力势能。
影响重力势能大小的因素是：物体的质量和被举的高度。物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越大。
一般认为，水平地面上的物体重力势能为零。位置升高且质量一定的物体（不论匀速升高，
还是加速升高，或减速升高，只要是升高）重力势能在增大，位置降低且质量一定的物体（不
论匀速降低，还是加速降低，或减速降低，只要是降低）重力势能在减小，高度不变且质量
一定的物体重力势能不变。
弹性势能：
定义：物体由于发生 而具有的能叫做弹性势能。
影响弹性势能大小的因素是： 的大小（对同一个弹性物体而言）。
对同一弹簧或同一橡皮筋来讲(在一定弹性范围内)形变越大，弹性势能越大。物体是否具有弹性势能的标志：是否发生弹性形变。
课后提升 精学精练
1．下列物体具有动能的是（ ）
A．静止在高山上的石头 B．被拉开的弓
C．举重运动员举起后静止在空中的杠铃 D．百米跑道上正在比赛的运动员
2．下列物体中不具有弹性势能的是（ ）
A．被压紧的弹簧 B．被撑杆跳运动员压弯的撑杆
C．从拉弯的弓中射出的箭 D．形变的蹦床
3．下列情况中，物体既具有动能又具有重力势能的是（ ）
A．海面上航行的轮船 B．空中飞行的子弹
C．吊在天花板上的电灯 D．拉长的橡皮筋
4．下列物体中具有弹性势能的是（ ）
A．放在桌面上实验用的一根弹簧 B．空中来回摆动的秋千
C．钟表内（机械钟）卷紧的发条 D．上课实验用的橡皮泥
5．据悉，2017深圳国际马拉松赛将于12月3日上午在宝安进行。当马拉松运动员加速冲刺时，运动员的（ ）
A．动能增大 B．惯性增大
C．所受重力增大 D．运动状态不变
6．如图所示，小华同学竖直向上垫起排球，若排球离开手臂后在空中自由飞行，那么排球离手后，在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线最接近的是（ ）
7．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A点再到B点过程中运动员动能先增大后减少
B．从A点到B点再到C点过程中弹性绳的弹性势能先增大后减少
C．从C点到B点再到A点过程中运动员动能先增大后减少，运动员重力大小等于F0
D．从C点到B点再到A点过程中弹性绳的弹力一直减少，运动员重力大小小于F0
8．用细绳将小球系好后，固定在天花板上，做成一个摆。如图所示，小球从A点摆动到B点的过程中（ ）
A．速度变大，势能变大 B．速度变大，势能变小
C．速度变小，动能变小 D．速度变小，动能变大
9．如图所示是高速公路的交速标志牌，下列说法错误的是（ ）
A．对机动车设定限制速度，可以限制它的动能
B．速度相同时，机动车的质量越大，动能越大
C．当图中三种车辆都以最高限速行驶，小汽车的动能最大
D．对机动车限定最高行驶速度，是因为质量相同时，速度越大动能越大
10．3D动画电影《愤怒的小鸟》今年5月20日正式在电影院上映，游戏中的经典场景“小鸟斗绿猪”终于在大银幕上上演了。小鸟们拉开弓时所做的功用于（ ）
A．增大弓的重力势能 B．增大弓的弹性势能
C．增加小鸟的动能 D．增大小鸟的重力势能
11．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上
D．木块到达最高点时，木块处于平衡状态
12．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放。撞击同一木块（如图所示）移动S距离。下列说法不正确的是（ ）
A．木块移动过程中，动能逐渐减小，摩擦力不变
B．该实验说明物体的动能大小与高度有关
C．若水平面绝对光滑，木块将做匀速直线运动
D．铁球从斜面上滚下来的过程中，速度越来越大，惯性却不变
13．为探究重力势能与质量关系，如图所示小龙选择了体积不同的实心铝球a、b，体积相同的实心铜球c和铝球d以及平整的橡皮泥进行实验。下列关于本实验说法不正确的是（ ）
A．实验时要让球从同一高度自由落下
B．比较球落在橡皮泥中的凹陷程度来反应势能的大小
C．研究a球和b球可以验证重力势能与质量的有关
D．本实验器材还可以探究重力势能与高度的关系
14．司机开车上坡前，往往加大油门，以提高速度。这是为了（ ）
A．增大动能 B．增大重力势能
C．增大惯性 D．增大弹性势能
15．下列的物品中，不是利用弹性势能工作的是（ ）
A．撑杆跳高 B．跳板跳水
C．弓把箭射出 D．正在下落的雨滴
16．“跳高”是一项常见的体育运动，跳高运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，助跑是为了（ ）
A．增大运动员的惯性 B．增强运动员表演的观赏性
C．增大运动员的动能 D．避免运动员受伤
17．学生的安全问题越来越引起社会的关注，2014年度全国各地仍然发生导致多名学生伤亡的校车事故频频发生。此类事故，主要原因是车辆破旧，行驶时超速、超载等原因。下列相关说法正确的是（ ）
A．行驶时超速、超载会增大汽车的动能，撞击时破坏就大
B．超速行驶会增大汽车的惯性，难以刹车
C．校车的轮子做得宽大一些是为了增大摩擦力
D．加速行驶的汽车在水平方向受到的是一对平衡力
18．一架飞机在高空中水平匀速飞行，向灾区投放救灾物资。该飞机在此过程中（ ）
A．动能不变 B．动能减小
C．重力势能不变 D．重力势能增大
19．如图所示，愤怒的小鸟将“弓”拉开，“弓”具有 能。
20．如图所示，运动员正在参加跳水比赛，被跳水运动员压弯了的跳板具有 能，腾空到最高点的运动员具有 能。运动员最终要向下落，是因为重力的方向是 。运动员向下压跳板的力越大，跳板的 就越大。
21．足球被踢出去后运动轨迹如图所示，则足球在飞行过程中经过A、B、C三点，动能最小的点是 点。
22．体积相同的铁球和木球，放在同一水平桌面上，铁球静止，木球运动， 球的重力势能大， 球的动能大。
23．人造地球卫星在大气层外绕地球运转，它的速度很大，一天可以绕地球飞行几圈到十几圈，能够迅速获取大量的信息。它运行的轨道为椭圆形，如图所示。它的轨道上有一点离地球最近，这个点叫近地点；有一点离地球最远，这个点叫远地点。卫星在运转的过程中，机械能是守恒的。回答下列问题：
（1）当卫星从远地点向近地点运行的过程中，它的动能和势能的变化情况是：动能逐渐 ，势能逐渐 ；
（2）卫星在近地点动能最 ，势能最 ；在远地点动能最 ，势能最 。
24．汽车速度越快，出事故时破坏越严重，说明物体动能的大小与它的 有关，一辆汽车以相同的速度运动，重载比空载时出事故更严重，说明物体的动能还跟物体的 有关。
25．建高楼时首先要打好地基，原来相同高度的相同地桩，经打击后某一瞬间时三个地桩所处的位置如图所示，由此可知，打桩时，三个重锤中 锤的做功本领最大，如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时， 锤的高度要高一些。如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则 锤的质量要小一些。
26．为探究“影响动能大小的因素”，某一科学小组利用斜面、钢球、木块等器材开展了如图所示的活动。
（1）实验中钢球的动能的大小是通过比较 来判断的。
（2）实验中通过 两图来探究动能大小与质量的关系，两次实验，让小钢球从同一高度自由落下，目的是使小钢球滚到斜面底端时具有相同的 。
（3）实验中通过甲、乙两图可以得出结论：在质量一定时，物体的 越大，动能越大。
27．如图所示，在铅球运动场地上有若干大小不等的铅球，小明学习机械能后利用这些铅球探究重力势能与质量和被举的高度的关系。他将同一铅球从 高度释放，通过观察地面被砸的深浅程度来比较 大小，如果他想探究重力势能大小与质量的关系，接下来他的操作是 。
28．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。
29．如图所示，小球从a点释放，请标出小球重力势能最大的位置并涂黑。
30．如图1所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1＝h3＞h2，mA＝mB。
（1）小钢球滚下斜面的过程中，它的 转化为 其动能大小是通过 （选填“高度h”或“距离s”）大小来反映的。
（2）小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有 ，小木块最终会停下来是因为受到 的作用；
（3）分析比较甲和乙两组实验可得， ；
（4）若要研究物体动能与质量的关系，则需要不同质量的物体从斜面 （选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，比较 两组实验可得出结论；
（5）综合上述可知，如图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高 （选填“载重”“车速”或“动能”）。
31．在探究动能大小与质量关系的两次实验中，小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图所示，木板固定在水平面上。
（1）该实验是通过比较在木板上滑行的 来比较小球动能大小的。小球的动能是由小球的 能转化而来。
（2）图中错误的操作是两次实验中未保持 。
（3）改正后进行实验，发现乙图木块滑出的距离更远些，则可以得到的结论是 。
（4）将同一小球从不同高度释放，发现小球高度高的木块滑出更远些，则可以得到的结论是 。
32．小南拿如图甲所示的装有弹簧的笔玩弹笔游戏，结果发现不同的笔弹得高低不一样，他认为：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？
猜想①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；
猜想②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。
（1）在上面的实验中，他们运用到了控制变量法和 两种物理思想方法。
（2）为了验证猜想①，在操作时除了控制小球、木块、水平面等相同外，还需要控制 相同。
（3）实验中可以用“木块被小球推动的距离”表示“弹性势能的大小”，请你从功和能的角度分析解释 。
（4）在完成实验后，小南又用不同质量的小球（m1＞m2）在同一水平面上分别压缩同一根弹簧至相同位置后释放撞击同一木块，得到木块移动的距离分别为S1和S2，忽略小球自身摩擦对实验的影响。请你比较S1和S2的大小关系。
33．如图是“探究影响重力势能大小因素”的实验过程（容器中装有沙子，A和B为实心铁球，A的质量比B的质量小）。
（1）本实验是通过观察 来判断重力势能大小的。
（2）由 两图可探究物体重力势能的大小与物体质量的关系。
（3）由甲、丙两图 （填“能”或“不能”）探究重力势能的大小与高度的关系，理由是 。
34．在探究弹性势能跟哪些因素有关时，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。
为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和粗细相同），小球、木块和长刻度尺各一个，设计了如图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同。最后得出以下实验记录表。
实验
次数
使用的
弹簧
被压缩后弹簧
的长度/cm
木块移动
的距离
①
弹簧A
5
S1
②
弹簧A
8
S2
③
弹簧B
5
S3
④
弹簧B
8
S4
（1）由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验把弹性势能的大小用测量木块移动的距离来表示，这种研究方法叫 法。
（2）为了验证猜想一，将 （“两根不同”、“同一根”）弹簧压缩 （“相同”、“不同”）长度，放手后，小球被弹出，测出推动木块移动的距离进行比较。
（3）弹簧将小球弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成小球的 能。
（4）为了探究猜想二，可选用实验次数②和 的数据进行计较分析，若 ，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
35．我们在公路旁经常看到“严禁超速，严禁超载”的文字，请你用学过的物理知识解释这是为什么？（至少说出两点）
参考答案
自主预习 感知教材
知识点1 对外做功 能量 焦耳 越多 越大
知识点2 运动 动 质量 运动的速度 质量 速度 越大
知识点：重力势能 弹性势能 高度 弹性形变 弹性形变
课后提升 精学精练
1．D； 2．C； 3．B； 4．C； 5．A； 6．C； 7．D； 8．B； 9．C； 10．B； 11．C； 12．B； 13．C； 14．A； 15．D； 16．C； 17．A； 18．B；
19．弹性势；
20．弹性势；重力势；竖直向下；形变；
21．B；
22．铁；木；
23．变大；变小；大；小；小；大；
24．速度；质量；
25．B；B；C；
26．木块被推动距离的长短；甲、丙；速度；速度；
27．不同；重力势能；将质量不同的铅球从同一高度释放；
28．弹性势；重力势；动；动能和重力势；
29．如图所示；
30．重力势能；动能；距离s；惯性；阻力；物体质量相同时，速度越大，动能越大；相同；甲、丙；车速；
31．距离；重力势；两次实验中未保持木块初始位置相同；速度相同时，质量越大，动能越大；质量相同时，速度越大，动能越大；
32．转换法；弹簧的弹性形变的程度；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，木块具有的动能越大，克服摩擦所做的功就越多，所以滑行的距离也就越长；S1＝S2；
33．铁钉陷入沙子中的深度；乙、丙；不能；没有控制两球的质量相同；
34．转换；同一根；不同；动；④；S2≠S4；
35．答：超载增大了对路面的压力，从而增大了压强，使路面损坏，再就是超载的汽车质量大，惯性大，容易出交通事故。
由于动能的大小与物体的质量、速度有关；质量越大，速度越大，动能越大，所以超速后，汽车的动能变大，对外能做的功多，出现事故时更为惨烈。
