11.3 动能和势能（解析版）-大单元作业设计

学而优教有方试卷第=page11页，共=sectionpages33页参考答案：1．A【详解】无人机匀速上升过程中，无人机的质量不变，高度增大，重力势能增大；速度不变，质量不变，其动能不变，故BCD错误，A正确。故选A。2．D【详解】铅球在空中向上运动时，由于重力的作用，铅球的速度减小；铅球的质量不变，开始时有一定的高度，具有一定的重力势能；向上运动时，高度变大，重力势能变大；向下运动的过程中，速度变大，高度变小，重力势能变小，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。3．C【详解】ABC．因为弹性形变程度越大，弹性势能就越大，运动员在射箭比赛时总是要把弓拉得很弯，就是让弓的弹性形变程度越大，使弓获得更大的弹性势能（不能说增大弓的弹性）。箭没有发生弹性形变，故不存在增大箭的弹性势能，故BC不符合题意，A符合题意；D．由于重力的作用箭也不会一直沿直线运动，故D不符合题意。故选A。4．B【详解】运动员在撑杆跳高时，杆被压的越弯，证明形变量越大，故此时杆的弹性势能越大，故ACD错误，B正确。故选B。5．D【详解】A．有力作用在物体上，且在力的方向上物体又通过了距离，则这个力就对物体做了功，故A错误；B．运动的物体除了具有动能，还有势能等其他能量，物体由于运动而具有的能量叫动能，故B错误；C．正在对外做功的物体具有能量，不在做功的物体也具有能量，故C错误；D．功和能的单位都是焦耳，焦耳是一个较小的单位，还有更大的能量单位千瓦时等，故D正确。故选D。6．D【详解】小球由最高点A摆动到最低点O的过程中，质量不变，速度变大，高度下降，故动能变大，重力势能减小。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。7．C【详解】从高处下落的篮球具有重力势能，高度越高，重力势能越大；当篮球与地面接触时，篮球发生弹性形变，具有弹性势能，这样篮球的重力势能转化为篮球的弹性势能；高度越高，篮球落地时的形变量越大，即痕迹面积越大；由图可知，乙图的篮球痕迹较大，乙球落下，重力势能转化为弹性势能大，所以，落在乙处的篮球初始重力势能较大，又因为两个完全相同的篮球，所以质量相同，落在乙处的篮球初始高度大，落在乙处的篮球重力做功多。故选C。8．A【详解】A．被撑杆跳高运动员跳高时压弯的撑杆发生了弹性形变，具有弹性势能，故A符合题意；B．为了捕获到食物，在森林里快速奔跑的猎豹具有一定的速度和质量，具有动能，不具有弹性势能，故B不符合题意；C．举到高处的重锤具有质量和高度，具有重力势能，不具有弹性势能，故C不符合题意；D．竖直向上运动到达到最高点的皮球，具有一定的高度和质量，具有重力势能，不具有弹性势能，故D不符合题意。故选A。9．变大变大动能动能【详解】[1][2]火箭加速升空过程中，“东方红一号”的质量不变，速度增大，所以其动能增大，质量不变，同时高度增大，所以其重力势能变大，机械能为动能和势能的和，所以机械能变大。[3][4]外太空没有空气，卫星运动时机械能是守恒的，当卫星运行到距地球最近点时，质量不变，高度最小，重力势能最小，动能最大，速度最大，运行到最远点时，高度最高，重力势能最大，动能最小，速度最小。10．①④⑥②③⑤【详解】[1]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。①水平地面上行驶的汽车具有速度，即具有动能；④水平草地上滚动的足球，具有速度，即具有动能，因此只具有动能的是①④。[2]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。⑥矗立在山上的巨石具有一定高度，即具有重力势能，因此只具有重力势能的是⑥。[3]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。②被拉长的橡皮筋发生了弹性形变，即具有弹性势能，因此只具有弹性势能的是②。[4]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。③空中飞翔的鸽子具有速度又具有一定高度，所以具有动能和重力势能；⑤从斜坡上滚下的石头具有速度又具有一定高度，所以具有动能和重力势能，因此既具有动能又具有势能的是③⑤。11．变小【详解】雾炮车在平直的路上匀速行驶，雾炮车的速度不变、质量变小，其动能变小。12．大于大于做的功【详解】[1]运动的子弹具有动能，穿过木板时，要克服摩擦做功，其动能转化为内能，穿透的子弹比嵌在木板的子弹运动距离长，做功多，所以甲子弹的动能大。[2]因为质量相同，甲动能大，所以甲速度大。[3]运动的子弹具有动能，穿过木板时，要克服摩擦做功，甲子弹穿透木板，乙子弹嵌在木板里，甲运动距离长，做功多。13．木桩下陷的深度BB【详解】[1]木桩下陷深度越深，说明重锤对其做功越多，即初始状态重锤所具有的重力势能更大。[2]若B、C两锤原来的高度相同，由图可知3号木桩下陷深度更深，说明B锤质量更大。[3]若A锤质量大于B锤质量，从图中可看出2号木桩下陷程度反而较小，说明A锤原来高度小于B锤。14．甲不同转换法质量和速度不能【详解】（1）[1][2]探究小球动能的大小与速度的关系，要控制质量相同，速度不同，由甲图可以看出，符合题意，为了获得不同的速度，应该让小球从不同的高度自由滚下。（2）[3]将不能直接看出的小球动能，转换成看得到的木块移动的距离，是转换法。（3）[4]通过甲图的实验可以得到物体的动能大小与物体的速度有关，通过乙图的实验可以得到物体的动能大小与物体的质量有关。（4）[5]假如水平面绝对光滑，小球和木块将不再受到阻力，则小球和木块在水平方向上不受力，由牛顿第一定律可知，小球和木块将保持匀速直线运动，故得不到实验结论。15．质量和高度重力势能错误实验中没有控制物体的初速度相同【详解】[1][2]比较图(a)、(b)、(c)、(d)的实验过程及相关条件，可得物体重力势能的大小由物体的高度与质量决定，即物体高度和质量相同时重力势能相同；[3][4]要探究物体所具有的重力势能大小与高度的关系，应控制物体向下运动的初速度和质量相同，才能得出正确的结论，该实验中没有控制物体的初速度相同，故结论是错误的。16．（1）见解析；（2）见解析【详解】（1）机动车质量一定，速度越快，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶；在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，大型客车、载货汽车质量大的动能大，制动距离大，小型车质量小的动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。（2）超载使汽车对路面的压力增大，压强增大，超过地面所能承受的压强，使路面损坏。17．D【详解】AB．网球和球拍都是最大形变时刻，网球和球拍的弹性势能都最大，故AB正确，不符合题意；C．网球和球拍都是最大形变时刻，网球的动能全部转化为弹性势能，此时的速度为0，动能为0，故C正确，不符合题意；D．由于球具有一定的高度，球具有重力势能，球还具有弹性势能，故D错误，符合题意。故选D。18．D【详解】A．由题意可知，t1时，弹性绳处于自然伸直状态，在0~t1时间段内，弹性绳没有发生形变，没有弹力，故此时弹力不等于重力，故A错误；B．在t1~t2时间段内，弹性绳的伸长量变大，则弹性绳的弹性势能变大，故B错误；C．在t2~t3时间段内，游客是向下运动的，在重力的方向上通过了距离，所以重力做了功，故C错误；D．在t3时，游客的速度为0，游客的动能为零，此时游客到达最低点，此时弹性绳的伸长量是最大的，弹力是最大的，弹力要大于重力，所以受到的力不是平衡力，故D正确。故选D。19．D【详解】A．小球从A点由静止开始下落，质量不变，速度越来越大，动能不断变大，故A错误；B．小球的质量不变，C点的高度小于在B点的高度，故小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能，故B错误；C．已知AB和BC的距离相等，根据W=Gh可知，重力一定，通过的距离相同，所以重力做的功相同，故C错误；D．由题意知，小球在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度，AB和BC的距离相等，所以在BC段所用的时间小于在AB段所用时间，根据可知，重力做功相同的情况下，BC段的时间短，所以BC段做功的功率大，故D正确。故选D。20．A【详解】斜向上抛出一个小球，小球上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小，到达最高点，速度不为0，在水平方向上有一定的速度，所以动能不为0，下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大，所以动能是先减小，后增大，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。21．A【详解】A．在弓的弹性限度内，弓的弹性势能与弓的形变有关，弓拉得越弯，弹性形变越大，弓的弹性势能越大，故A正确；B．弓属于弹性物体，张弓射箭利用的是弓的弹性，弓被拉得越弯，弹性形变越大，产生的弹力越大，故B错误；C．运动员将弓举起的过程中，有力作用在弓上，弓在力的方向上通过了距离，所以做了功，故C错误；D．惯性大小只跟物体的质量大小有关，跟物体是否受力，受力大小无关，箭被射出去，质量不变，惯性不变，故D错误。故选A。22．A【详解】自动扶梯把她从一楼匀速送到二楼的过程中，她的质量不变，速度不变，则动能不变，同时高度变大，则她的重力势能变大，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。23．增大减小【详解】[1]小亮将蹦蹦杆中的弹簧向上弹起的过程中，小亮的质量不变，高度变大，因此重力势能增大。[2]弹簧的弹性形变程度减小，因此弹性势能减小。24．减小增大【详解】[1][2]当子弹和木块一起以某一速度开始向右摆动时，子弹的速度变小，动能减小；木块的速度变大，动能变大。25．竖直向下弹性势减小【详解】[1]由于重力的方向始终是竖直向下的，所以运动员会向下落入水中，运动过程中，运动员的重力不变。[2]跳水运动员在向下压跳板的过程中，压跳板的力使跳板发生了弹性形变；由于跳板发生弹性形变，所以具有弹性势能。[3]下落过程中，高度减小，质量不变，重力势能减小。26．大于增大大于＞【详解】[1]由图像可知，小球最终会静止在弹簧上，此时弹簧受到了小球向下的压力，且此时小球的高度为40cm，故弹簧的原长要大于40cm。[2]由图像可知，小球最终会静止在40cm高的弹簧上，小球在这一位置受平衡力，即小球的重力和弹簧对小球的弹力相等，说明小球在0~t1过程中，受力不平衡，合力方向向下，向下做加速运动，小球质量不变，小球的动能增大。[3]由图像可知，小球每次弹起的最大高度减小，说明小球运动时受到阻力的作用，在0﹣t1过程中小球重力势能转化为弹簧的弹性势能、小球的动能和内能，故在0﹣t1过程中小球重力势能的变化量大于动能变化量。[4]由于小球受到阻力的作用，小球的一部分机械能会转化为内能，在t1、t2两个时刻，小球的高度是相同的，小球的重力势能相同，弹簧的弹性势能相同，根据能量守恒，动能会越来越小，其大小关系为Ek1＞Ek227．>=【详解】[1]“套圈”在最高点a时，仍有向前的速度，所以其动能大于零。[2]“套圈”从a点到c点的过程中，质量不变，h=h，根据W=Gh=mgh可知，“套圈”在ab段、bc段重力所做的功W=W。28．小减小【详解】[1]根据流体压强和流速的关系可知，舰母在航行时，两侧的护卫舰不能靠它太近，是因为护卫舰与航母间水的流速大、压强小，而护卫舰外侧水的流速小、压强大，向内的压强差会把两舰压向航母，所以容易发生相撞事故。[2]探月卫星从远地点向近地点运行过程中，质量不变，但卫星相对地面的高度减小，所以卫星的势能减小。29．甲、乙不能让小球从斜面同一高度由静止下滑合理相同的表面对小球的阻力是相同的，通过观察小球在毛巾面上从开始滚动到静止的距离大小可以判断出小球的动能大小【详解】(1)[1]需要探究动能与速度的关系，需要控制质量相同，改变速度，小球从不同高度静止滑下来，速度不同，故选甲、乙两次实验。(2)[2]如果水平面光滑，木块被撞后，木块不会停止，无法根据木块移动的距离来判断动能的大小，故若水平面光滑，无法完成本实验。(3)[3]实验中控制小球到达水平面速度相同的方法是让小球从斜面同一高度由静止下滑，相同的重力势能转化为相同的动能。(4)[4][5]探究动能与速度的大小关系，重在是控制质量相同，改变速度，让小球从不同的高度静止滑下来，到达水平面时，由于在水平木板上铺上毛巾，阻力变大，小球滚动时，动能转化为内能，小球动能大的，转化为内能也多，而阻力是相同的，故小球运动的距离也远，故可以根据通过观察小球在毛巾面上从开始滚动到静止的距离大小可以判断出小球的动能大小，故他的方案是合理的。30．质量速度质量小于木块C移动的距离不能【详解】（1）[1]如图对比甲、乙，同时释放，同时到达竖直位置，θ相同，小球的路程相同，故小球的速度相同。（2）[2][3]对比甲、乙可知，乙球的质量大，能够将木块C推得更远，对物体C做的功更多，故小球乙的动能更大，故可以得出结论，当速度相同时，物体的质量越大，动能越大。（3）[4]图中的摆长L都相同，θ1<θ2，丙图中小球的高度大于乙图中小球的高度，当拉动小球到一定高度，静止释放到竖直位置时，小球的重力势能转化为动能，丙图中小球的重力势能大，故丙图中小球到达竖直位置时，动能大，故丙图小球的速度大，图乙中小球B到达竖直位置时的速度小于图丙中小球B到达竖直位置时的速度。（4）[5]小球的动能越大，对木块C做功越多，木块C滑动的距离越大，故可以根据木块C移动的距离判断小球的动能的大小。（5）[6]若不计空气阻力，水平面绝对光滑，一旦小球撞击木块C后，木块C由于惯性，会一直做匀速直线运动，无法通过木块C移动的距离来判断小球的动能的大小，故本实验不能达到实验目的。31．桌腿陷入细砂中的深度甲、乙没有控制高度相同【详解】（1）[1]物体A的重力势能越大，对桌子做功越多，桌腿陷入细沙中的深度越大，运用看得见的桌腿陷入细沙的深度来描述重力势能的大小。（2）[2]探究物体重力势能的大小与物体被举高的高度是否有关，应该改变高度，控制物体的动能相同，故应该选择甲、乙两次实验。（3）[3]小亮利用乙、丙、丁三次实验，质量不同，高度不变，而探究“物体重力势能的大小与质量的关系”时，需要高度不变，改变质量，故乙、丙、丁三次实验存在的问题是没有控制高度相同。32．不同木块被推动距离的远近长度和粗细相同，材料不同相同木块被推动的距离不相等不能水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近【详解】（1）[1]要验证弹性势能大小与弹簧被压缩程度的关系，则需保持其他条件不变，将弹簧压缩到不同程度，运用了控制变量法。[2]观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小，运用了转换法。（2）[3][4]验证猜想二，用控制变量法：选用长度和粗细相同，材料不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩相同的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上。[5]对数据进行比较分析时，若木块被推动的距离不相等，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。（3）[6][7]若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的。33．C【详解】A．排球离开手臂后，没受到手臂的作用力，那么排球上升过程中，手臂对排球不做功，故A错误；B．排球从墙壁弹回的过程中，质量不变，但高度变小，所以重力势能越来越小，故B错误；C．排球撞击墙壁后，被弹回，是因为受到力的作用，这说明力可以改变物体的运动状态，故C正确；D．垫球时，手对球的力和球对手的力是一对相互作用力，大小应相等，故D错误。故选C。34．B【详解】小丽和妈妈乘坐揽车匀速上升时，她们的质量不变，速度不变，动能不变；质量不变，高度增大，重力势能增大。故选B。35．A【详解】物体匀速下落由于质量和速度不变，所以动能不变；高度变小，重力势能变小。而机械能等于动能和势能的总和，所以机械能减小。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。36．B【详解】苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。37．C【详解】两个小球质量相同，且开始时处于同一高度，因此它们具有的重力势能相等。由题意可知，两球下降的高度相等，则两球的重力势能减小量相等，即两球损失的重力势能相等。不计空气阻力，当A球摆动到最低点时，它损失的重力势能全部转化为动能；B球摆动到最低点时，损失的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，因此A球的动能大。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。38．D【详解】A．物体M由A点运动到B点的过程中，物体M的速度变小，到达B点时，速度为0，物体M的动能减小，故A错误；B．物体M由A点运动到B点的过程中，物体M压缩弹簧，使弹簧的形变程度增大，故弹簧的弹性势能增大，故B错误；C．做功的必要条件：①力作用在物体②物体在力的方向上移动一段距离。物体M离开弹簧后，弹簧没有作用在物体M上，即弹簧没有力作用在物体M上，则弹簧没有对物体M做功，故C错误；D．因为水平面光滑无阻力，物体M离开弹簧后向右运动，水平方向上物体M不受力的作用，它的速度不会减小，将一直向右做匀速直线运动下去，故D正确。故选D。39．C【详解】A.小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧．从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，弹簧形变程度逐渐变大，所以小球受到弹力也逐渐变大，故A错误；B.由图象可知，小球速度先变大，后变小．小球质量不变，所以小球动能先变大，后变小，故B错误；C.小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧．此过程中小球高度越来越低所以小球的重力势能减少，弹簧形变程度逐渐变大所以弹性势能增大，故C正确；D.从b到c过程中弹簧的弹性形变变大，小球位置变低，速度变小，机械能减小。小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，故D错误．40．B【详解】A．当拉力最大时，跳跃者受到的拉力最大，此时拉力大于重力，由图可知，拉力为F0时，跳跃着位于最低点，所以拉力F0大于重力，故A错误；B．由图像可知，t0时刻拉力最大，跳跃者位置最低，所以重力势能最小，故B正确；C．t0时刻，跳跃者速度为0，所以动能最小，故C错误；D．跳跃者在拉力F的方向上移动了距离，故拉力对跳跃者做了功，故D错误。故选B。41．动能变大变大【详解】[1]动能大小由物体的质量和速度两个因素决定，质量越大，速度越大，物体的动能就越大，开车上坡，车的质量不变，提高车速，则车的动能会增大。[2][3]因清洁车沿街道匀速行驶，车的速度不变，在清扫垃圾过程中，车的质量增加，所以车的动能将变大；高度不变，重力势能变大。42．一不变大于【分析】地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用；不考虑能量损失，动能和势能转化过程中，机械能总量守恒；球到达最高点时，仍有向前运动的速度．【详解】不考虑空气阻力，实心球离开手后，手的作用力消失，实心球靠惯性向前飞行，此过程中只受到竖直向下的重力；离开手后的实心球斜向上方运动过程中动能转化为重力势能；从最高点向下运动的过程中重力势能转化为动能．如果不考虑空气阻力，球的机械能总量保持不变；球在最高点时，仍有向前的速度，所以动能大于零．43．增大增大【详解】[1][2]玩具熊加速升空，质量不变，速度和高度都不断增大，所以它的重力势能和动能增大。44．运动减小【详解】[1]洒水车相对于路边的景观树，位置不断发生变化，所以是运动的洒水过程中。[2]洒水过程中，洒水车的质量减小，速度不变，故洒水车的动能减小。45．动能弹性重力2330【详解】（1）[1]助跑的目的是为了在起跳前获得较大的速度，从而具有较大的动能。（2）[2][3]压弯的撑杆发生了弹性形变，所以具有弹性势能。运动员越过横杆时，他的位置升高，重力势能增加，所以是将弹性势能最终转化为运动员的重力势能。（3）[4]人的重力为G=mg=50kg×10N=500N重力做的功为W=Gh=500N×4.66m=2330J她下落过程中重力做功的功率是46．重力势能木块被撞击后移动的距离甲、丙质量相同时，速度越大，动能越大BC【详解】（1）[1][2]小钢球在滚下斜面的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，它的重力势能转化为动能，其动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的，用到了转换法。（2）[3]探究物体的动能与质量的关系，应控制速度相同，质量不同，由于mA<mC，hA=hC因此，分析比较甲、丙两组实验可得出物体的动能与质量的关系。[4]分析比较甲和乙两组实验可得，物体的质量相同，而下滑的高度不同，甲图中下滑的高度大，运动到水平面的速度大，推动木块滑行的距离大，故物体质量相同时，速度越大，动能越大。（3）[5]本实验动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的，故实验中使用的木块大小不能改变，实验中小球的动能较大，因此可以改变木板的长度和小球的质量，故应采用AC的建议，B不恰当。（4）[6]如图丁，用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木