11.4认识动能和势能—沪粤版九年级物理上册同步练习（含解析）

11.4认识动能和势能
知识点一、什么是能
1．一个物体能够对外做功，表明这个物体具有________．
2．下列关于能的叙述中，正确的是（
）
A．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量
B．挂在树枝上的苹果，没有做功，所以就没有能
C．一个物体已经做过的功越多，说明这个物体具有的能越多
D．运动的物体具有能，静止的物体没有能
3．下列说法中正确的是
A．只有正在做功的物体才具有能
B．只要能够做功的物体就具有能
C．正在做功的物体一定具有势能
D．能够做功的物体一定具有动能
知识点二、动能的大小跟哪些因素有关
4．如图，探究“质量一定时，物体的动能跟速度的关系”，实验中，通过将小球从斜面的________（选填“相同＂或“不同”）高度静止释放，来改变小球运动到木块水平面时的初始速度________；通过比较_________来反应小球动能的大小。
5．如图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。实验中，让同一铜球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，下列说法正确的是
A．该实验探究的是物体动能大小与高度的关系
B．该实验探究的是物体动能大小与质量的关系
C．该实验中，物体的动能是指木块B的动能
D．该实验结论可以解释为什么对机动车限速
6．如图所示，把不同的小球放在相同的斜面上自由滚下，撞击静止在水平面上的木块进行的实验，能说明物体的动能与物体的质量有关的是
A．甲、丙
B．乙、丙
C．甲、乙
D．甲、乙、丙
知识点三、重力势能的大小跟哪些因素有关
7．扬州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，因为高处的物体具有较大的
A．弹性势能
B．重力势能
C．体积
D．阻力
8．在扬城第一场雪降临的深夜，环卫工人们连夜洒盐化雪，防止雪水结冰给出行的人们带来不便。一辆正在洒盐的卡车，匀速驶上桥顶的过程中，下列说法正确的是
A．动能增大，重力势能不变????????????????????????????????????
B．动能不变，重力势能增大
C．动能减小，重力势能无法确定?????????????????????????????
D．动能和重力势能都无法确定
9．小明用图示装置“探究重力势能大小与质量的关系”，下列说法正确的是
A．实验研究对象是三脚小桌
B．让同一木块从不同的高度由静止下落
C．让质量不同的木块从不同的高度由静止下落
D．用三脚小桌下陷的深度来表示木块重力势能的大小
知识点四、弹性势能的大小跟哪些因素有关
10．如图，弹簧被压缩后，就具有（　　）
A．光能
B．电能
C．化学能
D．弹性势能
11．在粗糙程度相同的水平面上，手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置；松手后，木块最终静止在图乙所示位置。下列说法中正确的是（
）
A．弹簧恢复原状过程中，弹簧的弹性势能增大
B．木块离开弹簧后最终会停下，说明物体的运动需要力来维持
C．木块离开弹簧后减速运动过程中，水平面对木块的阻力不变
D．图乙中，木块受到的重力和木块对水平面的压力是一对平衡力
12．如图为撑杆跳运动员跃过横杆前的一个情景。下列说法中正确的是（　　）
A．人对杆的力改变了杆的形状
B．杆对人没有力的作用
C．杆所发生的形变为塑性形变
D．人在上升时，杆的弹性势能逐渐增大
知识点五、机械能的相互转化
13．在物理学中，将________能和________能统称为机械能．
14．长征系列运载火箭实现第一个100次发射用时37年，第二个100次发射用时7.5年，第三个100次发射仅用了4年时间，尤其是在2018年中国坐上了全球航天发射年度次数第一的宝座。关于火箭，下列有关说法正确的是（　　）（不计空气阻力）
A．发动机工作时，内能转化为机械能
B．发动机工作时，机械能转化为内能
C．火箭加速升空时，重力势能转化为动能
D．火箭加速升空时，机械能守恒
15．人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。关于运行的卫星，下列说法错误的是
A．由于不受空气阻力，只有动能和势能的转化
B．从远地点向近地点运动时，动能减小
C．从近地点向远地点运动时，速度减小
D．在远地点和近地点的机械能相等
巩固练习
1．如图所示，铅球从出手到将要落地的过程中，下列说法正确的是（不计空气阻力）（　　）
A．铅球由a→b时，动能逐渐增大
B．铅球在b点的机械能大于a点的机械能
C．铅球由b→c时，机械能逐渐减小
D．铅球在c点时动能最大
2．今年6月23日，我国第55颗北斗导航卫星发射成功，这具有里程碑意义，标志着北斗三号全球卫星导航系统完成在全世界的布局定位，世界上已有半数以上的国家使用了北斗导航系统，中国的北斗导航已正式远航世界。如图，卫星随着运载火箭加速升空的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．动能增大，势能增大，机械能不变
B．动能增大，势能增大，机械能增大
C．动能不变，势能增大，机械能不变
D．动能不变，势能增大，机械能增大
3．如图，小球从斜面上处由静止滚下，经过处，最终停在水平面上的处。小球从处运动到处的过程中，重力势能______，机械能______；（选填“增大”、“不变”或“减小”）到达处能继续运动，是因为小球具有______。
4．如图所示，先用绳子把一个铁锁悬挂起来，然后把铁锁拿近到自己的鼻子，松手后，铁锁向前摆动又摆回来．有关铁锁在摆动过程中的能量转化，下列说法正确的是
A．铁锁回摆后能碰到鼻子，因为铁锁的机械能始终不变
B．铁锁下降过程中，重力势能转化为动能
C．铁锁上升到最高点，重力势能最小
D．铁锁下降到最低点，动能最小
5．如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a点运动到d点，足球（　　）
A．在b、d两点动能相等
B．在a、b两点动能相等
C．在b点的动能大于在d点的动能
D．从c到d的过程重力势能减少
6．下列有关机械能及其转化的说法正确的是
A．弯弓射箭，箭的动能转化为弓的弹性势能
B．拦河大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能
C．蹦床运动员从高处落下，其动能转化为重力势能
D．人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小，动能增大
7．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．
8．在研究物体的动能与哪些因素有关的实验中，小华猜想：
A．物体的动能可能与物体的质量有关
B．物体的动能可能与物体的速度有关
C．物体的动能可能与物体的材料有关
为了验证猜想，小华设计了以下探究实验：
让小球从斜面上某一高度静止释放，撞击静止在水平面上的木块，实验过程如图甲、乙、丙、丁所示。图中m1＜m2、s1＜s2、s1＜s3、h1＜h2，水平面上所用的木块是同一木块。
(1)小华在本次实验中是通过观察________来判断小球动能大小的。
(2)小华通过比较甲和乙得出的结论_________。
(3)甲丙这两次实验中让不同质量的小球从斜面的同一高度自由滚下，目的是______________。
(4)你认为通过比较_________两次实验，可以验证猜想C是________（正确、错误）。
(5)如果实验中水平面绝对光滑。实验___________（能、不能）达到实验目的，原因是_________。
(6)实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有“超载”与“超速”，为了探究“超载”安全隐患，应选择______两次实验进行比较。
9．2019年三峡库区发生大量松树整株干枯死亡，原因是松材线虫病害，我市利用无人机在空中沿水平方向匀速飞行，喷酒农药治疗虫害。此过程中，喷药无人机的动能______，机械能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
10．某物理实验小组在探究“影响重力势能大小的因索”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所在的高度有关
猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。
为了验证猜想，他们准备了如下实验器材：
花泥（易产生塑性形变）若干块，刻度尺一把，体积相同、质量为的小球3个和质量为的小球一个。所用实验装置如图所示（小球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验中均让小球从图中高度自由下落，待小球静止后，分别用刻度尺测出小球陷入花泥的深度。请你根据图中实验情景完成下列内容。
（1）本实验是通过观察__来判断重力势能大小的。
（2）比较A、B两球，由此可得出结论：__。
（3）比较__两球，可得出结论：当物体__相同时，高度越高，物体具有的重力势能越大。
（4）比较C、D两球，可得出：物体的重力势能与物体运动的路径__（选填“有关”或“无关”）。
（5）小球下落陷入花泥前，将重力势能转化为__能。
（6）该实验采用的物理研究方法是__（写出其中的一种即可）。
参考答案
1．能量
【详解】
如果一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量．
即一个物体能对外做功，表明这个物体具有能量。
2．A
【详解】
A．根据“能量”的概念，一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量，故A正确；
BC．能够做功，但是不一定做了功，能够做的功多，但不一定做过的功多，故BC错误；
D．运动的物体具有能，静止的物体也可能具有能，例如被举高的重锤停在空中静止不动，但是它也具有能量，故D错误。
故选A。
3．B
【分析】
一个物体如果能够对外做功，我们就说它具有能．物体由于运动而具有的能叫动能，物体由于被举高而具有的能叫重力势能．
【详解】
A.
物体具有能量，但不一定正在做功，如举在高处静止的物体具有重力势能，但没有做功，故A错误；
B.
一个物体如果能够对外做功，我们就说它具有能，因此只要能够做功的物体就具有能，故B正确；
C.
正在做功的物体可能是具有动能，也可能是具有势能，故C错误；
D.
能够做功的物体一定具有能，但不一定是动能，故D错误．
故选B.
4．不同
不同
木块运动距离
【详解】
[1][2]实验过程要采用控制变量法，当研究动能大小与速度的关系时，要让小球沿斜面的不同高度静止释放，这样保证小球下落到水平面的速度不同。
[3]探究物体动能大小与哪些因素有关时，物体动能的大小无法直接测量，所以通过小球对木块外做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块运动的距离来判断小球动能的大小。
5．D
【详解】
A、B.
同一铜球质量一定，从斜面的不同高度由静止释放，滑到水平面上时的速度不同，所以这是为了探究物体动能与速度关系的，故A、B错误；
C.
实验的研究对象是铜球，所以物体的动能是铜球的动能，实验中通过铜球把木块推出的距离长度来反映铜球的动能的大小，运用了转换的方法，故C错误；
D.
实验可得出结论是：质量一定时，速度越大，动能越大；因为质量一定时，速度越大，动能越大，当质量相同时，车辆速度越大动能越大，使刹车困难，容易引发交通事故，所以交通部门要对机动车辆进行限速，故D正确。
6．B
【详解】
小球动能的大小是通过小球对木块做功的多少来体现出来的，木块运动的距离越长，就表示小球的动能越大。动能的大小与质量和速度大小有关，要研究物体动能与物体的质量有关时，必须控制小球到达水平面的初速度相同，即小球从斜面的同一高度下滑，改变小球的质量。因此符合条件的是乙、丙两图。故B符合题意，ACD不符合题意。
7．B
【详解】
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。因此高空抛物会造成很大的危害。
8．C
【详解】
正在洒盐的卡车，匀速驶上桥顶的过程中，质量不断减小，速度保持不变，则洒盐车的动能不断减小；因高度不断增大，质量不断减小，所以无法确定重力势能的变化情况。故选：C。
9．D
【解析】
解答：A.
实验中让质量不同的木块从相同的高度落下，通过观察三角小桌下陷的深度来探究木块的动能大小与质量的关系，所以实验研究对象是木块，故A错误；BC、探究重力势能大小与质量的关系，要控制木块所处的高度相同，质量不同，即让不同质量的木块从同一高度静止落下；故BC错误；D.
实验运用了转换法，通过观察三角小桌下陷的深度来探究木块的动能大小与质量的关系；故D正确．故选D.
10．D
【详解】
弹簧被压缩后，发生了弹性形变就具有弹性势能。
故选D。
11．C
【详解】
A．弹簧恢复原状过程中，弹簧的弹性势能随形变量减小而变小，故A错误；
B．木块最终停下来，是因为摩擦力改变了木块的运动状态，说明力改变了物体的运动状态，不能说明物体的运动需要力来维持，故B错误；
C．木块离开弹簧后，木块对水平地面的压力和接触面的粗糙程度不变，则木块受到的摩擦力不变，故C正确；
D．图乙中，木块受到的重力和木块对水平面的压力，二力的方向相同且作用在不同的物体上，所以不是一对平衡力，故D错误。
故选C。
12．A
【详解】
A．人对杆的力，使杆从直变成曲，即改变了杆的形状，A正确；
B．力的作用是相互的，人对杆有作用力，那么杆对人也有作用力，B错误；
C．杆所发生的形变，在人的作用力消失后，杆可以恢复原状，则所发生的形变为弹性形变，C错误；
D．人在上升时，杆会逐渐变直，杆的弹性形变变小，杆的弹性势能逐渐变小，D错误。
故选A。
13．动
势
【详解】
在物理学中，将动能和势能统称为机械能．
14．A
【详解】
AB．火箭发动机工作时，产生燃气的内能转化为火箭升空的机械能，故A正确，B错误；
CD．火箭加速升空过程中，高度增大，重力势能增大，速度变大，动能变大，不是重力势能转化为动能，由于动能和重力势能都变大，所以火箭的机械能也变大，即机械能不守恒，故CD错误。
故选A。
15．B
【详解】
AD、由于不受空气阻力，所以卫星在运行过程中只有动能和势能的转化，其机械能是守恒的，卫星在远地点和近地点的机械能相等，故AD正确；
B、卫星从远地点向近地点运动时，质量不变，高度减小，重力势能减小，同时速度增大，动能增大，故B错误；
C、卫星从近地点向远地点运动时，质量不变，高度增大，重力势能增大，同时速度减小，动能减小，故C正确，
巩固练习
1．D
【详解】
A．铅球由a→b时，动能转化为重力势能，动能逐渐减小，重力势能不断增大。不符合题意；
B．不计空气阻力，不考虑摩擦生热，机械能守恒，a、b、c三点的机械能相等。不符合题意；
C．不计空气阻力，不考虑摩擦生热，机械能守恒。铅球由b→c时，机械能都相等。不符合题意；
D．a、b、c三点的机械能相等，机械能=动能+势能。铅球的质量不变，hb＞ha＞hc，b点的铅球的重力势能大于a点铅球的重力势能大于c点的铅球的重力势能，b点的铅球的动能小于a点铅球的动能小于c点的铅球的动能，所以铅球在c点时动能最大，符合题意。
故选D。
2．B
【详解】
卫星随着运载火箭加速升空的过程中，高度增大，速度增大，故重力势能增大，动能增大；而机械能为重力势能与动能之和，也将增大。
故选B。
3．减小
减小
惯性
【详解】
[1]小球由处运动到处，质量不变，高度降低，重力势能减小。
[2]小球运动过程中克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，机械能减小。
[3]小球到达处后，由于惯性，继续保持原来的运动状态，所以继续运动。
4．B
【详解】
铁锁摆动中机械能守恒，回摆只是靠近鼻子，不会碰到，A错；铁锁下降过程中，重力势能转化为动能，B对；铁锁上升到最高点，重力势能最大，C错；铁锁下降到最低点，动能最大，D错。
5．C
【详解】
AC．由图可知，b、d两点高度相同，足球在这两点的重力势能相等，由于凹凸不平的草地对足球有摩擦力，在足球运动过程中，机械能减小，所以动能减小，d点动能小于b点动能，故A不符合题意，C符合题意；
B．足球由a运动到b时，高度减小，重力势能增大，速度增大，动能增大，故B不符合题意；
D．足球从c运动到d过程中，高度增大，重力势能增大，故D不符合题意。
故选C。
6．B
【详解】
A．弯弓射箭，弓的弹性势能转化为箭的动能，故A错误；
B．影响重力势能的因素是质量和高度，拦河大坝使上游的水位升高时，水量增大，提高了水的重力势能，故B正确；
C．蹦床运动员从高处落下，其重力势能转化为动能，故C错误；
D．人造卫星从近地点飞向远地点时，速度减小，相对高度增加，则动能减小，势能增大，故D错误。
7．如弹性势能
入水
【详解】
当跳水运动员在跳水前先用力下压跳板时，跳板发生弹性形变，产生弹力，具有弹性势能，所以利用跳板的弹力让自己上升的更高．
不计空气阻力时，机械能是守恒的，运动员从离开跳板到入水的过程中，在最低点时，重力势能最小，动能最大，速度最快，所以运动员在入水时动能最大．
8．木块被撞出的距离
质量相同的物体，速度越大，它的动能越大
使小球撞击木块时的速度相同
甲丁
错误
不能
小球和木块将一直做匀速直线运动，无法比较动能的大小
甲丙
【详解】
[1]此实验把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离，距离越远表明小球的动能越大。
[2]甲乙对比，小球的质量相等，从不同高度下滑，速度越大，木块移动距离越大，故可得结论：质量相同的物体，速度越大，它的动能越大。
[3]甲丙这两次实验中让不同质量的小球从斜面的同一高度自由滚下，目的是使小球撞击木块时的速度相同。
[4]
[5]甲丁两次实验两球的质量相等，材料不同，在下滑高度相同即速度相同时，木块被推动的距离相同，由此说明物体的动能与物体的材料无关，故比较甲丁可验证猜想C错误。
[6]
[7]如果实验中水平面绝对光滑，小球和木块将一直做匀速直线运动，不能比较动能的大小。
[8]为了探究“超载”安全隐患，即物体的动能与物体质量的关系，需要保持物体运动速度相同，物体的质量不同，观察木块移动的距离，甲丙两次实验符合，故应选择甲丙两次实验进行比较。
9．变小
变小
【详解】
[1][2]无人机沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，此过程中飞机的速度和高度均不变，但质量变小，所以无人机的动能变小，重力势能变小，机械能也变小。
10．小球陷入花泥的深度
当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大
A、C
质量
无关
动
控制变量
【详解】
[1]本实验中，小球的重力势能大小是通过小球陷入花泥的深度来反映的；这是转换法的应用。
[2]比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入花泥的深度更大，说明B球的重力势能较大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。
[3][4]比较A、C两球，两球质量相同，下落路径也相同，C球的下落高度大于A球的下落高度，发现C球陷入花泥的深度更大，说明C球的重力势能较大，由此可得出结论：当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大。
[5]比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。
[6]小球下落陷入花泥前，质量不变，高度减小，速度增大，所以将重力势能转化为动能。
[7]重力势能的影响因素有两个，实验中，采用的是控制变量法；实验中通过球陷入沙面的深度来反映小球重力势能的大小，用到的是转换法。