11.3 动能和势能（专题训练）（解析版）2023-2024学年八年级物理上册同步考点解读与专题训练（人教版）

第第页\o"8.3摩擦力"11.3\o"11.3动能和势能"动能和势能（专题训练）（解析版）1．（2023春•亭湖区校级期中）如图是小明用拉力器锻炼身体，关于臂力器说法不正确的是（）A．使臂力器伸长的力施力物体是小明的手 B．该过程能说明力可以使物体发生形变 C．被拉伸的臂力器具有弹性势能 D．小明和小华都能将该臂力器拉直，他们施加的力一定一样大【答案】D【分析】（1）在弹性范围内弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长的长度就越长；（2）力可以改变物体的运动状态或使物体发生形变；（3）物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能；（4）弹簧的伸长量与弹簧的拉力成正比，人所施加的拉力越大，弹簧的伸长量越大。【解答】解：A、使臂力器伸长的力施力物体是小明的手，故A正确；BC、被拉伸的拉力器的弹簧发生弹性形变，具有弹性势能，故BC正确；D、都把手臂撑直，手臂越长的人，弹簧的伸长量越大，人所用的拉力越大，小明和小华没有说明手臂情况，故无法比较，故D错误。故选：D。2．（2023春•锡山区期中）2022年2月9日中国女足在亚洲杯决赛中逆转韩国，十六年后重新夺得亚洲杯冠军，女足这种永不放弃的精神值得我们学习。如图所示是运动员踢足球的情景。下列分析正确的是（）A．踢足球时，脚对球有作用力，球对脚没有作用力 B．球在空中上升过程中受到向上的力 C．不计空气阻力，球在空中飞行时所受力的施力物体是地球 D．空中飞行的足球不具有重力势能【答案】C【分析】（1）物体间力的作用是相互的。（2）由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力，重力的方向总是竖直向下的。（3）重力的施力物体是地球。（4）物体由于受到重力，且位于一定的高度所具有的能叫重力势能。【解答】解：A、踢足球时，脚对球有作用力，球对脚也有作用力，故A错误；B、球在空中上升过程中受到的重力和阻力都是向下的，故B错误；C、不计空气阻力，球在空中飞行时受重力的作用，重力的施力物体是地球，故C正确；D、空中飞行的足球，离地面有一定的高度，具有重力势能，故D错误。故选：C。3．（2023春•邗江区期中）用食指捏一下瓶盖上方把手，出现一个缺口，可以将矿泉水挂起来，松手后会自动闭合，则被压弯的塑料把手具有弹性势能。小明将矿泉水如图A、B两种方式放置，分别沿箭头方向吹A和B，发现B很容易被吹动，这说明在相同条件下，滚动摩擦力比滑动摩擦力小的多。【答案】弹性；滚动摩擦力比滑动摩擦力小的多。【分析】（1）发生弹性形变的物体具有弹性势能；（2）滚动摩擦力比滑动摩擦力小的多。【解答】解：被压弯的塑料把手发生弹性形变，此时塑料把手具有弹性势能；小明将矿泉水如图A、B两种方式放置，分别沿箭头方向吹A和B，发现B很容易被吹动，这说明在相同条件下，滚动摩擦力比滑动摩擦力小的多；故答案为：弹性；滚动摩擦力比滑动摩擦力小的多。4．（2022春•瑞金市期末）如图所示为现代撑竿跳的过程简图，撑竿弯曲时具有弹性势能；在握竿前，运动员会在手掌心中涂抹上白色的镁粉，这是为了增大（选填“增大”或“减小”）手与竿间的摩擦。【答案】弹性势；增大。【分析】弹性势能是物体发生弹性形变时具有的能；增大摩擦力的方法：增大压力，增大接触面的粗糙程度。【解答】解：撑竿弯曲时具有弹性势能；运动员会在手掌心中涂抹上白色的镁粉，这是为了增大摩擦。故答案为：弹性势；增大。5．（2021•杭州模拟）将表面涂墨（墨充足）的皮球从离地某一高度水平抛出，球落地后又弹起，它的频闪照片如图所示。皮球第一次反弹后到达最高点P时具有（选填“具有”或“不具有”）动能；皮球落地后，在地面A、B、C三处留下黑色墨迹，墨迹逐渐变小，其原因是皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小，落地时，转化成皮球的弹性势能也越来越小，皮球弹性形变程度也越来越小。【答案】具有；皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小，落地时，转化成皮球的弹性势能也越来越小，皮球弹性形变程度也越来越小。【分析】（1）由图中轨迹来看，小球既有竖直方向的速度又有水平方向的速度。（2）每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小；弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大。【解答】解：由图中轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度，所以小球在最高点时，竖直方向速度为零，但是仍然能往右运动，说明小球还具有水平方向速度，所以皮球第一次反弹后到达最高点P时，具有动能。每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小，落地时，转化成皮球的弹性势能也越来越小，皮球弹性形变程度也越来越小，所以看到黑色墨迹逐渐变小。故答案为：具有；皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小，落地时，转化成皮球的弹性势能也越来越小，皮球弹性形变程度也越来越小。6．（2023•荔湾区一模）如图所示，放在M、N两水平桌面上的P、Q两物体，分别在FP＝5N、FQ＝3N的水平拉力作用下做匀速直线运动，下列判断一定正确的是（）A．桌面M一定比桌面N粗糙 B．物体P的动能一定大于物体Q的动能 C．物体P受到的摩擦力一定大于物体Q受到的摩擦力 D．物体P对桌面M的压力一定大于物体Q对桌面N的压力【答案】C【分析】（1）二力平衡的条件：两个力等大、反向、同直线、同物体。（2）匀速直线运动的物体受到平衡力的作用，物体P、Q分别在FP＝5N、FQ＝3N的水平拉力作用下做匀速直线运动，物体P、Q受到的摩擦力分别是5N、3N。（3）摩擦力跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，跟物体的运动速度无关。摩擦力大，可能是压力相同，接触面粗糙造成的；可能是接触面粗糙程度相同，压力大造成的；可能是压力大，接触面粗糙造成的。【解答】解：AD、根据二力平衡可知，物体P受到的滑动摩擦力为5N，物体Q受到的滑动摩擦力为3N，滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，滑动摩擦力大小不同，接触面粗糙程度不一定相同，则压力大小无法确定，故AD错误；B、P、Q两物体分别放在同一桌面上做匀速直线运动，处于平衡状态，由于无法确定物体的质量和做匀速直线运动的速度大小；动能与物体的质量和速度大小有关，所以无法确定两个物体的动能大小，故B错误；C、由题意可知，物体水平方向受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，所以有FP＝5N、FQ＝3N，物体P受到的摩擦力大于物体Q受到的摩擦力，故C正确。故选：C。7．（2022•潮阳区校级二模）质量不同的小球A、B（mA＜mB）用一根弹簧连接起来放在水平桌面上，当弹簧压缩后放在水平桌面上静止时，A、B小球所受到的摩擦力分别为fA、fB。若用水平向右的拉力F拉着小球B向右做匀速直线运动时A、B小球所受到的摩擦力分别为fA′、fB′，小球A、B的动能分别为EA、EB，下列说法中正确的是（）A．fA＝fB B．fA′＝fB′ C．EA＝EB D．以上都不对【答案】A【分析】（1）根据二力平衡条件分析A、B小球所受到的摩擦力的大小关系；（2）水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力；影响摩擦力大小的因素：压力大小、接触面的粗糙程度；（3）动能的大小与质量、速度有关。【解答】解：AD、弹簧压缩，小球保持静止，根据二力平衡条件，可知F弹＝f，所以A、B小球所受到的摩擦力fA＝fB＝F弹，故A正确、D错误；B．小球受到的压力：F压＝G，因为mA＜mB，根据G＝mg可知，则GA＜GB，所以FA压＝GA＜FB压＝GB；若用水平向右的拉力F拉着小球B向右做匀速直线运动，那么A、B会一起向右做匀速直线运动，A、B此时受到的摩擦力为滑动摩擦力，接触面粗糙程度相同时，压力越大，摩擦力越大，故fA′＜fB′，故B错误；C．A、B一起向右做匀速直线运动，速度相等，因为mA＜mB，所以小球的动能EA＜EB，故C错误。故选：A。8．（2022•霍邱县模拟）如图，A，B是两个完全相同的小钢球，用长度不同的细线将两球悬挂在同一根水平横杆上，然后让两球从同样的高度由静止开始在竖直平面内摆动。忽略空气阻力，则A球摆动到最低点时的动能小于（选填“大于”“等于”或“小于”）B球运动到最低点时的动能。【答案】小于【分析】物体的动能大小和物体的质量和速度有关，物体的质量越大，速度越大，物体的动能越大；重力势能的大小与物体的质量和所处高度有关，物体质量越大，高度越高，物体的重力势能越大；物体的机械能等于动能和势能之和。动能和势能在转化过程中，若不计阻力、摩擦等，机械能的总和保持不变。【解答】解：将两球拉至同一高度处且保持细线水平，两球静止，动能都是0；将两球由静止释放，不计空气阻力，机械能守恒；当小球至最低点时，B下降的高度大，此时速度大，两球的质量相同，A球动能小于B球动能。故答案为：小于。9．（2022秋•江都区校级月考）如图同一个实心小球以同样的速度v分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动，两弧槽弧形相同，弧长相等。小球到达B点的动能等于（选填“大于”“小于”或“等于”下同）到达D的动能，小球通过甲弧槽的时间小于小球通过乙弧槽的时间，甲图中小球由A到B的过程中动能的变化情况是先变大后变小（空气阻力不计）。【答案】等于；小于；先变大后变小。【分析】由速度公式的变形公式t＝知：物体运动路程s相等时，速度大的物体所用时间短，速度小的物体运动时间长；分析图示两种情况，判断两个小球运动速度的大小关系，然后根据动能大小的影响因素判断小球到达B点的动能和到达D的动能的大小；再根据小球运动速度关系判断小球运动的时间关系。不计阻力，根据能量守恒可得，小球到达A点的动能等于到达B的动能。【解答】解：在凹形光滑弧形槽中运动的小球，从以速度v进入轨道到运动到最低点的过程中，重力势能转化为动能，速度变大，大于初速度；在从最低点运动到弧形槽末端的过程中，小球的动能转化为重力势能，速度变小，到达槽末端（B点）时，速度减小为初速度v；在凸形光滑弧形槽中运动的小球，从以速度v进入弧形槽到运动到最高点的过程中，动能转化为重力势能，运动速度减小，小于初速度；在从最高点运动到槽末端的过程中，小球的重力势能再化为动能，到达槽末端（D点）时，速度由增大到初速度v；由以上分析可知：（1）小球到达B点的速度等于到达D的速度，同一小球，质量相等，所以小球到达B点的动能等于到达D的动能；（2）在凹形光滑弧形槽中运动的小球，平均速度v甲大；在凸形光滑轨道中运动的小球，平均速度v乙小；即v乙＜v甲，因为两小球的路程s相等，由公式v＝知：在凹形轨道中的小球运动时间t甲小，在凸形轨道的小球运动时间t乙大，即：t乙＞t甲。（3）甲图中小球由A到B的过程中动能的变化情况是先变大后变小。故答案为：等于；小于；先变大后变小。10．（2022春•黄浦区校级期中）如图（甲）所示，水平面上有一木块，小明两次水平向右拉动该木块，已知两次拉力F大小相同，两次木块沿拉力方向滑动的距离也相同，图（乙）是他两次拉动该木块得到的路程随时间变化的图像。对比两次情况下列说法正确的是（）A．第一次木块的动能较大 B．第二次木块的重力势能较大 C．第二次拉力对木块做的功较大 D．第一次拉力对木块做功的功率较小【答案】D【分析】（1）根据路程随时间变化的图像得出两次木块的速度关系，然后根据动能的大小与物体的质量和速度有关分析得出动能的大小关系；（2）根据重力势能大小的与物体的质量和高度有关分析得出重力势能大小的关系；（3）根据W＝Fs分析得出两次拉力对木块做功的关系。（4）利用速度公式得出两次木块运动的时间关系，由（3）知两次拉力对木块做的功多少，利用P＝分析，得出两次拉力对木块做功的功率关系。【解答】解：A、由路程随时间变化的图像可知，相同时间内，木块第二次通过的路程大于第一次通过的路程，所以木块第二次的运动速度大于的运动速度；同一木块，质量一定，所以第二次木块的动能较大，故A错误；B、同一木块，质量一定，木块两次运动过程中高度相同，所以两次木块的重力势能相等，故B错误；C、已知两次拉力F大小相同，两次木块沿拉力方向滑动的距离也相同，根据W＝Fs可知，两次拉力对木块做的功相等，故C错误；D、木块第二次的运动速度大于第一次的运动速度，两次木块沿拉力方向滑动的距离相同，所以第二次木块运动的时间小于第一次运动的时间；两次拉力对木块做的功相等。根据P＝可知，第一次拉力对木块做功的功率较小，故D正确。故选：D。11．（2023春•顺义区校级月考）（多选）掷出去的球在空中的运动轨迹如图所示，a点是掷出点，b点是球运动的最高点，d点是球落地点，球最终停在水平地面e点，其中a、c两点高度相同，不计空气阻力。关于此过程，下列说法中正确的是（）A．球在a点重力势能最小 B．球在e点动能为零 C．球在a、c两点的重力势能相等 D．球在b、c两点的动能相等【答案】BC【分析】从动能和重力势能大小的影响因素进行分析，动能大小跟质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大；质量越大，高度越高，重力势能越大。【解答】解：AC、如图小球的质量不变，重力势能大小取决于高度，hb＞ha＝hc＞hd＝he，所以小球b点重力势能最大，a点和c点重力势能相等，d点和e点重力势能相等，并且最小，故A错误，C正确。BD、小球的质量不变，动能大小取决于速度，不计空气阻力，小球a、b、c、d各点的机械能相等，b点重力势能最大，动能最小，a、c两点的高度相等，重力势能相等，机械能相等，所以动能相等，d点高度为零，动能最大，故D选项错误，小球静止的e点，速度为零，动能为零，故B选项正确。故选：BC。12．（2022•淮安区校级开学）甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.5m/s匀速下行的自动扶梯上。甲质量大于乙的质量，甲上行中动能大于乙下行中动能。某时刻他们的位置如图，该时刻甲的重力势能大于乙的重力势能，甲的机械能大于乙的机械能，若此时两扶梯同时停止运动，甲的惯性大于乙的惯性（本题均选填“大于/等于/小于”）。【答案】大于；大于；大于；大于。【分析】将题目中提到的物理情景与对应的动能、重力势能、机械能的定义决定因素联系起来即可解决此题。同时要知道惯性的大小只与物体的质量有关。【解答】解：（1）由题意知，甲的速度等于乙的速度，甲质量大于乙的质量，结合动能的决定因素可知，甲的动能大于乙的动能。（2）在图示位置中，甲、乙两人的高度相同，甲质量大于乙的质量，根据物体重力势能的大小由质量和举高的高度这两个因素来决定可知，所以甲的重力势能大于乙的重力势能。（3）根据机械能包括动能和势能，结合两人的势能相等，甲的动能大于乙的动能，所以可以判断，甲的机械能大于乙的机械能。（4）由于惯性的大小只与物体的质量有，甲质量大于乙的质量，所以甲惯性大。故答案为：大于；大于；大于；大于。13．（2023•新市区一模）某段道路的交通指示牌显示如图，以下四个选项是用所学过的物理知识进行的解释，其中正确的是（）A．车型不同，车行驶相同的速度，质量大的动能大，行驶时造成的危险性大 B．同一车型，在平直的路面行驶时，所载货物质量越大，对路面的压强越小 C．同一车型，载重相同，在平直的路面上行驶时，速度不同摩擦力不同 D．小型客车在行驶时，速度越大，对地面的压强越大【答案】A【分析】（1）动能大小与质量和速度有关，速度一定时，质量越大，动能越大；（2）压强大小跟压力大小和受力面积大小有关；（3）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关；（4）流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大。【解答】解：A、在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，行驶时造成的危险性就大，故A正确；B、同一车型，在平直的路面行驶时，与地面的受力面积相同，所载货物质量越大，对地面的压力越大，对路面的压强越大，故B错误；C、同一车型，载重相同，在平直的路面上匀速行驶时，摩擦力大小相同，与速度大小无关，故C错误；D、小型客车在行驶时，由流体压强与流速的关系可知，客车运行的速度越大，其周围空气相对客车的流速越大，对地面的压强越小，故D错误。故选：A。14．（2022•绥中县二模）2022年2月6日，中国女足凭借顽强的意志，拼搏的精神，打败了韩国女足，夺得了亚洲杯冠军。如图是女足队员王霜运球时的情景。下列说法正确的是（）A．运动鞋的底部凹凸不平，是为了增大压强 B．运球时带球跑，说明力改变足球的运动状态 C．踢出去的足球在最高点时的动能为零 D．在空中飞的足球不受力【答案】B【分析】（1）增大摩擦的方法：在接触面粗糙程度一定时，增大压力；在压力一定时，增大接触面的粗糙程度；（2）力的作用效果：改变物体的形状或改变物体的运动状态；（3）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；（4）对足球进行受力分析即可解答。【解答】解：A、运动鞋的底部凹凸不平，是为了在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故A错误；B、运球时带球跑，说明力改变足球的运动状态，故B正确；C、踢出去的足球在最高点时，在水平方向上速度不为零，所以其动能不为零，故C错误；D、在空中飞的足球受到竖直向下的重力、与其运动方向相反的空气阻力，故D错误。故选：B。15．（2023•昆明一模）（多选）用大小相同的水平拉力F分别使M、N在水平地面上做直线运动，M、N与地面间的接触面粗糙程度相同，如图甲所示，此过程中M和N的动能随时间变化的关系如图乙所示。根据图中信息，下列判断正确的是（）​A．两物体都做匀速直线运动 B．两物体的速度大小vM＜vN C．两物体受到的摩擦力大小fM＞fN D．两物体的重力大小GM＝GN【答案】ABD【分析】动能的大小与质量和速度有关；物体做匀速直线运动时，物体受力平衡，受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力；滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关。【解答】解：AC、由图可知，M和N的动能随时间大小不变，运动过程中，M和N的质量不变，所以速度不变，即大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上做匀速直线运动，则物体在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以两个物体受到的摩擦力是相同的，即：fM＝fN；故A正确、C错误；BD、接触面的粗糙程度相同，滑动摩擦力大小相同，所以两个物体对接触面的压力相同，两个物体的重力相同，根据G＝mg可知，两个物体的质量相同，由图乙可知，M的动能小于N的动能，所以N的速度大，故BD正确。故选：ABD。16．（2023•翠屏区校级自主招生）暴雨天，在山体滑坡的地方，极易发生泥石流，原因之一是，在雨水的作用下，滑坡处的泥石与地面（泥石）之间的摩擦力减小了，泥石流在向下游流动的过程中，重力势能转化为动能。与相同流速的水流相比，由于相同体积泥石流的质量较大，故具有的动能较大，其造成的破坏和损失更大，因此，暴雨天，尤其在山体滑坡的地方，要加强防范泥石流灾害。【答案】摩擦力；动。【分析】影响摩擦力大小的因素有压力大小和接触面的粗糙程度；动能：物体由于运动而具有的能，与物体的质量和速度有关；重力势能：物体由于被举高而具有的能，与物体的质量和被举高的高度有关。【解答】解：在雨水的作用下，滑坡处的泥石与地面（泥石）之间的接触面变得光滑了，故摩擦力减小了；泥石流在向下游流动的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，所以是重力势能转化为动能，与相同流速的水流相比，由于相同体积泥石流的质量较大，故具有的动能较大，其造成的破坏和损失更大，因此，暴雨天，尤其在山体滑坡的地方，要加强防范泥石流灾害。故答案为：摩擦力；动。17．（2022秋•邗江区校级月考）小红把篮球斜向上抛向空中，抛出时，手施加的力对篮球做功，使篮球能量增加。篮球在空中划出一道弧线是因为只受到重力的作用。不计空气阻力，请在坐标轴上画出反映球离手后至落回地面前动能E随时间变化的大致关系图像。【答案】做功；重力；见解答图。【分析】（1）做功的两个必要的因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离，据此分析判断；（2）物体受到竖直向下的重力作用；（3）动能的大小与质量和速度有关；重力势能的大小与质量和高度有关，二者可以相互转化，据此分析。【解答】解：（1）抛出时，手对篮球施加了力，在力的方向篮球移动了距离，所以手施加的力对篮球做功，使篮球能量增加；（2）不计空气阻力，在空中运动的篮球只受重力作用，重力方向竖直向下，所以篮球在空中划出一道弧线；（3）把篮球抛向空中，在上升的过程中，高度增大，速度减小，所以重力势能增大，动能减小；在下降的过程中，速度增大，高度减小，所以重力势能减小，动能增大，动能随时间先减小后增大，且动能在这一过程中始终不为零，如图所示：故答案为：做功；重力；见上图。18．（2022•黔东南州二模）据“公安部交通管理局”官方微博消息，2022年1月2日14时53分许，四川绵阳江油市境内发生一起重型半挂罐车与对向车辆相撞导致的较大道路交通事故，造成8死19伤，如图所示为事故抢救现场。经调查，造成此次事故主要原因是重型半挂牵引车超载（超限超载3.2吨）、超速行驶（事故路段有清晰的限速40km/h标牌，该车实际车速为57km/h～63km/h）。汽车超速、超载行驶是引发交通事故罪魁祸首之一，遵守交通规则是我们应尽的责任和义务。请你运用所学的物理知识，列举两条由于汽车超速、超载行驶带来的危害，不得与示例重复。示例：超载时，汽车的质量越大，对路面的压力大，容易破坏路面，不便车辆行驶。回答1：汽车超载超速时，质量大，速度大，动能大，发生交通事故时破坏力大；回答2：汽车超载时，质量大，惯性大，运动状态不易改变。【答案】汽车超载超速时，质量大，速度大，动能大，发生交通事故时破坏力大；汽车超载时，质量大，惯性大，运动状态不易改变。【分析】可以从惯性、动能的角度去分析：（1）物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，惯性大小只跟物体的质量大小有关，质量越大，惯性越大；（2）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。【解答】解：汽车超载超速时，质量大，速度大，动能大，发生交通事故时破坏力大；汽车超载时，质量大，惯性大，运动状态不易改变。故答案为：汽车超载超速时，质量大，速度大，动能大，发生交通事故时破坏力大；汽车超载时，质量大，惯性大，运动状态不易改变。19．（2022春•龙凤区期中）如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，斜面和水平面的粗糙程度相同，斜面与水平面平滑连接。如图中p、f、Ep、Ek分别表示物体对接触面的压强、摩擦力、重力势能和动能，四个物理量随时间变化的图象正确的是（）A． B． C． D．【答案】B【分析】对物体受力分析可知，在斜面上时物体受到重力、支持力和摩擦力的作用，在这些力的作用下物体沿着斜面向下做加速直线运动，到达水平面上之后，在滑动摩擦力的作用下做减速运动，由此可以判断物体运动过程中的物理量的关系。【解答】解：A、根据物体的受力情况，可以判断出物体先是在斜面上做加速直线运动，到达水平面上之后，做减速运动，所以物体运动的速度时间的图象应该是倾斜的直线；在整个运动的过程中，由于在斜面上时的压力、在水平面上时的压力不变，且在斜面上时的压力比在水平面上时的压力小，故在斜面上时的压强比在水平面上的小，故A错误；B、在整个运动的过程中，物体受到的都是滑动摩擦力，所以摩擦力的大小是不变的，并且由于在斜面上时的压力比在水平面上时的压力小，所以滑动摩擦力也比在水平面上的小，故B正确；C、物体的高度先变小后不变，质量不变，重力势能先变小后不变，故C错误；D、物体沿斜面由静止滑下是加速运动的，在水平面上是减速运动，由于物体的质量不变，所以动能先变大后变小，故D错误。故选：B。20．（2022春•沈河区期末）如图所示，运动员在进行撑杆跳高。下列有关说法中正确的是（）A．图中撑杆发生了塑性形变 B．在撑杆形变最大的时候，运动员的弹性势能最大 C．撑杆对运动员也施加了力，改变了运动员的运动状态 D．脱离撑杆后，人在上升跃向横杆时，如果所受外力全部消失，人将处于静止状态【答案】C【分析】（1）撤去外力能恢复原状的性质的形变叫弹性形变；（2）弹性势能的大小与弹性形变程度的大小有关；（3）力可以改变物体的运动状态或形状；（4）根据牛顿第一定律判断。【解答】解：A、杆所发生的形变，撤去外力后能恢复原来的形状，所以杆发生了弹性形变，故A错误；B、在撑杆形变最大的时候，撑杆具有的弹性势能最大，撑杆的弹性势能转化为运动员的机械能，运动员没有发生弹性形变，不具有弹性势能，故B错误；C、撑杆发生了弹性形变，具有弹力，撑杆对运动员也施加了力，改变了运动员的运动状态，故C正确；D、脱离撑杆后，人在上升跃向横杆时，人处于运动状态，如果所受外力全部消失，由牛顿第一定律可知，人将做匀速直线运动，故D错误。故选：C。21．（2022春•徐汇区校级期中）比较动能、重力势能和弹性势能：能的形式定义影响因素动能物体由于运动具有的能质量和速度重力势能物体由于处于某一高度所具有的势能质量和高度弹性势能物体由于发生弹性形变所具有的势能弹性形变的程度【答案】能的形式定义影响因素动能物体由于运动具有的能质量和速度重力势能物体由于处于某一高度所具有的势能质量和高度弹性势能物体由于发生弹性形变所具有的势能弹性形变的程度【分析】物体由于运动而具有的能量叫动能；动能的大小与质量和速度有关，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫重力势能；重力势能大小与质量和高度有关。物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能；弹性势能大小与弹性形变的程度有关。【解答】解：物体由于运动具有的能叫动能，其影响因素是质量和速度；物体由于处于某一高度所具有的势能叫重力势能，其影响因素是质量和高度；物体由于发生弹性形变所具有的势能叫弹性势能，其影响因素是弹性形变程度。故答案为：能的形式定义影响因素动能物体由于运动具有的能质量和速度重力势能物体由于处于某一高度所具有的势能质量和高度弹性势能物体由于发生弹性形变所具有的势能弹性形变的程度22．（2022春•江汉区期末）如图甲，工程师把拦河坝设计成下宽上窄的形状是因为液体压强随深度的增加而增大。三峡水电站的水库大坝高185m，当水库水深为125m时，坝底受到的水的压强是1.25×106Pa。如图乙，拦河坝使上游水位升高，在坝底安装水轮机，发电机装在水轮机的上面，水轮机带动发电机发电。一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。巨大的落差有利于生产可观的电力，但也带来了航运方面的问题，解决这个问题的途径就是修建船闸，如图丙所示，船闸利用了连通器原理。【答案】深度；1.25×106；重力势；连通器。【分析】（1）液体内部的压强随深度的增加而增大.（2）根据p＝ρ液gh求出水库水深为125m时坝底受到的压强。（3）水位升高，提高了水的重力势能，当水流下时可以获得更多的动能，转化为更多的电能。（4）上端开口、底部相连通的容器叫连通器。【解答】解：（1）因为液体压强随深度增加而增大，所以拦河大坝设计成下宽上窄的形状，可以承受更大的压强。（2）当水库水深为125m时，坝底受到的压强p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×125m＝1.25×106Pa。（3）水电站发电时，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电越多。（4）船闸利用了连通器原理来工作，在工作时，闸身和上游、下游分别构成连通器。故答案为：深度；1.25×106；重力势；连通器。23．（2023•南京一模）如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。A、B是两个质量不同的小球（mA＜mB，h2＞h1），让小球从同一斜面由静止滚下，撞击水平面上的小木块。下列说法正确的是（）A．使用甲、丙两图，是为了研究动能大小与质量的关系 B．通过比较图乙、丙两图，不能比较出A球和B球撞击木块时动能大小关系 C．研究物质吸热升温现象时，等质量的水和沙子的作用与本实验木块作用类似 D．探究影响导体电阻大小因素中的电流表的作用与本实验木块作用类似【答案】D【分析】动能的大小与物体的质量和物体的速度有关，同一小球是质量不变，研究动能与速度的关系，同一小球不同高度滚下到水平面速度不同；探究动能与质量的关系时，需要控制速度相同，质量不同；实验中通过木块移动的距离来反映动能的大小。【解答】解：A、使用甲、丙两图，小球的质量不变，滚下的高度不同，到达水平面时的速度不同，是为了研究动能大小与速度的关系，故A错误；B、通过比较图乙、丙两图，小球滚下的高度相同，质量不同，能比较出A球和B球撞击木块时动能大小关系，故B错误；C、研究物质吸热升温现象时，需要控制水和沙子的质量相同，采用的是控制变量法，故C错误；D、探究影响导体电阻大小因素中，通过观察电流表示数来反映电阻的大小，运用了转换法，与本题相同，故D正确。故选：D。24．（2023•红桥区模拟）在探究“动能的大小跟哪些因素有关”的实验中，由于影响物体（钢球）动能大小的因素不止一个，在探究过程中，如图所示那样，用同一个钢球从不同高度滚下撞击木块，根据木块移动的距离来判断钢球动能的大小，这是为了保持钢球的质量相同而研究钢球的动能跟速度的关系。【答案】质量；速度。【分析】由于影响物体动能大小的因素有物体的质量和速度，所以在通过实验进行探究时，我们必须控制其中的一个量保持不变，每次只探究其中一个变量对动能大小的影响。根据这一知识和需要的方向对实验的过程进行分析即可。【解答】解：在如图的实验中，钢球是相同的，也就是质量一样，从不同的高度滚下时，到达水平面的速度是不同的，此时再通过观察木块移动的距离可判断哪一次钢球的动能更大一些，这种研究的方法是物理学中常用的控制变量法。故答案为：质量；速度。25．（2023春•松江区期中）如图所示，某同学在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，分别将质量相同（mA＝mB）的两次个小球先后从同一装置的不同高度处（hA＞hB）滚下，分别推动同一木盒运动一段距离后静止。（1）小球到达水平面时所具有的动能是由重力势能转化而来的。到达水平面时，两个小球速度vA和vB的大小关系是vA＞vB（选填“大于”“等于”或“小于”）；（2）在上述情境中，我们认为A球所具有的动能最大（选填“A”或“B”）：（3）分析比较图a与b可得初步结论：当物体的质量一定时，物体的速度越大，动能越大。【答案】（1）重力势；＞；（2）A；（3）当物体的质量一定时，物体的速度越大，动能越大。【分析】（1）动能的大小与物体的质量、速度有关；重力势能的大小与物体的质量、高度有关；小球所处的高度相同，到达平面时的速度相同，高度越高，到达水平面的速度越大；（2）物体动能的大小，可由它对外做功的多少来体现。球把木盒推出的距离长，说明的物体对外做的功多，进而体现它的动能大，这是一种转换的方法。（3）动能的决定因素有两个：质量和速度，要利用控制变量法去研究；研究与速度关系时要保证质量相同，速度不同；研究与质量关系时，要保证速度相同，质量不同。【解答】解：（1）小球从斜面滚下过程中，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时速度变大，动能增加，所以是将重力势能转化为动能的过程；小球所处的高度越高，小球到达水平面的速度越大，因为hA＞hB，所以vA＞vB；（2）图中，小球的动能大小通过它对木盒做功的多少来反映，而做功的多少可由木盒被推开距离的远近来确定，（a）图的木盒被推动的距离较大，因此说明A球的动能最大；（3）分析比较（a）、（b）两图可知，两球的质量相同，高度不同，高度越高，到达水平面时速度越大，撞击木盒运动的距离越远，动能越大，故结论为：质量一定时，速度越大，动能越大。故答案为：（1）重力势；＞；（2）A；（3）当物体的质量一定时，物体的速度越大，动能越大。26．（2023•浦北县校级模拟）在探究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验中，同学们设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中h2＞h1（不考虑空气阻力）。（1）实验中是通过观察木块移动的距离来判断钢球（选填“钢球”或“木块”）的动能大小；用来研究超速安全隐患时，我们应选择甲、乙两图所示实验来进行比较；（2）实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能＞木块克服摩擦力所做的功（选填“＞”“＜”或“＝”）；（3）若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，如果仅对丙图所示的实验进行改进，下列措施中可行的是D（填写序号）；A.换质量更大的木块B.降低钢球开始的高度C.换质量大于2m的钢球D.换质量小于m的钢球（4）小明在实际操作的过程中，发现钢球从斜面上滚下时，运动的方向难控制，有时撞不到木块，有时撞歪了，请你为小明提供一种改进的实验方案：将斜面换成斜槽。（5）小明还利用丁图来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t1，B小球通过凹形槽的时间t2，则时间较长的是t1（选填“t1”或“t2”）。【答案】（1）木块移动的距离；钢球；甲、乙；（2）＞；（3）D；（4）将斜面换成斜槽；（5）t1【分析】（1）（3）小球动能的大小是通过小球对外做功的多少来体现，实验中通过观察木块被小球推开的距离反映做功的多少，用到了转换法；动能大小的影响因素：质量和速度。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大；（2）钢球碰撞后继续运动，钢球的一部分动能转化为木块的动能，木块运动过程中，动能转化为内能；（4）小球撞击木块后，小球偏离了原来的轨道，说明球在撞击木块时偏离了方向，要让球滑下时方向不偏可以让球在凹形槽中运动；（5）没有能量损失时，动能与势能是相互转化的，在转化过程中机械能守恒。【解答】解：（1）物体动能的大小无法直接测量，所以通过小球对木块做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小球动能的大小，所用方法为转换法；超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，所以应选择质量相等、速度不同的小球进行实验，据此可知应甲、乙两图进行比较；（2）钢球滚下时，钢球的重力势能转化为钢球的动能，钢球碰撞后继续运动，钢球的一部分动能转化为木块的动能，木块运动过程中，动能转化为内能，所以钢球的动能大于木块克服摩擦力所做的功，钢球的动能是由钢球的重力势能转化而来的，故大于木块的动能；（3）若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，说明钢球的动能太大，此时不能改变钢球的速度，所以可以适当降低钢球的质量，故选D；（4）小球撞击木块后，小球偏离了原来的轨道，说明小球在撞击木块时偏离了原来的运动方向，要让小球不偏离原来的轨道，可以让小球在凹形槽中运动；（5）在凸形滑道运动的物体，在运动到最高点的过程中，要将动能转化为重力势能，运动速度小于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，重力势能再全部转化为动能，速度等于初速度；在凹形滑道运动的物体，在运动到最低点的过程中，要将重力势能转化为动能，运动速度大于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，动能再全部转化为重力势能，速度等于初速度；因此在凸形滑道运动物体的平均速度小于在凹形滑道运动物体的速度，由t＝可知，通过A滑道用的时间t1大于通过B滑道用的时间为t2。故答案为：（1）木块移动的距离；钢球；甲、乙；（2）＞；（3）D；（4）将斜面换成斜槽；（5）t1。27．（2023•济南一模）随着高层住宅越来越多，预防高空坠物很有必要。有实验数据表明，一个60克的鸡蛋从4楼落下，会使人头部起肿包；从18楼落下，足以砸碎成年人的头骨。针对这一现象，下列四个问题中最有探究价值且易于探究的科学问题是（）A．鸡蛋的重力势能的大小跟高度有什么关系？ B．鸡蛋对人伤害性的大小跟高度有什么关系？ C．物体的重力势能的大小跟哪些因素有关系？ D．物体的重力势能的大小跟高度有什么关系？【答案】D【分析】影响重力势能大小的因素：物体的质量和所处的高度；质量越大，高度越大，重力势能就越大。【解答】解：一个30克的鸡蛋从3楼抛下来就会让人起肿包；从6楼抛下来就可以让人头皮破裂；从15楼抛下来就可以砸断行人的头骨；从20楼抛下可使人当场死亡，由此可知，鸡蛋的质量一定，所处的高度越高，落到地面时对外做的功就越多，说明最初鸡蛋具有的重力势能就越大，产生的危害就越大，所以最有探究价值且易于探究的科学问题是：物体的重力势能的大小跟高度有什么样的关系，故D正确。故选：D。28．（2023春•松江区期中）如图所示，在“探究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，小红把小桌放在透明的沙箱中，让同一重物从不同高度落下，打击小桌。（1）实验中，通过小桌陷入沙子中的深度反映物体重力势能的大小；（2）分析图中信息及相关条件，可归纳得出的结论是：当物体质量一定时，高度越高，重力势能越大；（3）小红想要探究重力势能与质量的关系，她应该保持高度相同，改变物体的质量。【答案】（1）小桌陷入沙子中的深度；（2）当物体质量一定时，高度越高，重力势能越大；（3）高度；物体的质量。【分析】（1）物理学中研究的物理量不能直接测量时，常常把它们转换成其它可测量的物理量，从而进行研究比较，称之为转换法；（2）重力势能与两个因素有关，一是物体质量，二是物体被举高度；桌腿下陷深度越大，物体重力势能越大；根据控制变量法分析。【解答】解：（1）实验中用到了转换法，把无法测量的物体重力势能的大小转换为可以测量的小桌陷入沙子中的深度；（2）由图可知，同一重物从不同高度落下，重物的质量相同，重物被举的越高，桌腿进入沙子越深，说明它的重力势能较大，故得出的结论是：当物体质量一定时，高度越高，重力势能越大；（3）重力势能与两个因素有关，一是物体质量，二是物体被举高度；小红想要探究重力势能与质量的关系，根据控制变量法，她应该保持高度相同，改变物体的质量。故答案为：（1）小桌陷入沙子中的深度；（2）当物体质量一定时，高度越高，重力势能越大；（3）高度；物体的质量。29．（2023•鼎湖区一模）小李在探究“弹簧弹性势能的大小跟哪些因素有关”的实验时，提出了如下猜想：猜想一：弹簧弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；猜想二：弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关。为了验证上述猜想，小李选用材料不同的三根弹簧A、B和C（长度和粗细均相同），一把长刻度尺，小球、木块各一个，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，实验数