功和机械能(热点题型精练)(原卷版+解析)-2021-2022学年八年级物理下册期中期末复习（人教版）

第十一章功和机械能（热点题型精练）

一、选择题

1.（2022•绍兴模拟）如图所示，某同学分别用背、抱、平拉、滚拉的方式运水（塑料桶中间带有转轴，桶中装满

水），在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，他对水做功最多的是（）

2.（2022•邵阳模拟）有一次多多和爸爸一起去爬山，已知多多受到的重力为450N,爸爸受到的重力为700N,他

们爬到山顶用了40分钟，下列说法中正确的是（）

A.两个人做的功相等

B.两个人做功的功率相等

C.爸爸做功的功率比多多的大

D.多多做功的功率比爸爸的大

3.（2022•绍兴模拟）2021年8月，全红婵在奥运会跳水项目的完美表现引起国人关注。图①是她站在跳板上压缩

跳板至最低点，随后完成②③④动作。不考虑空气阻力，下列选项中能表示全红婵从起跳到即将入水的过程中，

其机械能变化的图像是（）

4.（2022•上海模拟）如图所示，小球A沿着粗糙的曲面加速向下滚动的过程中，小球A的（）

A.动能不变，重力势能不变，机械能不变

B.动能不变，重力势能变小，机械能变小

C.动能变大，重力势能变小，机械能不变

D.动能变大，重力势能变小，机械能变小

5.（2021•上海期末）如图所示为运动员在比赛中投掷铅球的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中，动能随时间

变化图像为（）

A.B.

C.D.

6.（2022•安庆模拟）将甲、乙两个完全相同的弹性小球，在同一高度以相同的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙

球竖直向上抛出，如图所示。若不计空气阻力，则下列说法不正确的是（）

A.抛出时刻，甲球的机械能等于乙球的机械能

B.乙球到达最高点时处于平衡状态

C.下落过程中，甲球的重力势能转化为动能，机械能不变

D.落地后再竖直跳起时，甲弹起的高度等于乙弹起的高度

7.（2022•东营模拟）如图所示，一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，若它在顶端的机械能为95J,则滑到

底端的机械能是（）

A.65JB.80JC.95JD.105J

8.（2022•广州模拟）图甲单车脚踏可在竖直平面内转动，如图乙（脚踏用点表示）。当脚踏静止在位置1时，握住

脚踏使其逆时针加速转动，当脚踏转动到位置2时松手，脚踏转动经过位置3慢慢停下。则该脚踏（）

甲乙

A.由位置1到位置2,动能减小，机械能不守恒

B.由位置1到位置2,动能减小，机械能守恒

C.由位置2到位置3,重力势能减少，机械能不守恒

D.由位置2到位置3,重力势能减少，机械能守恒

9.（2022•珠海模拟）如图所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图

线（不计空气阻力），下列说法中正确的是（）

A.小石块在各点时的机械能均为2J

B.b图线是动能-高度关系图线

C.a图线是重力势能-高度关系图线

D.小石块达到的高度可大于4m

10.（2022•昆明模拟）如图，小球沿光滑轨道由静止从A点向D点运动的过程中（空气阻力不计），下列说法正确

A.小球在A点的动能最大

B.小球在B点的速度最小

C.小球不能到达D点

D.小球在C点和B点的机械能相等

11.（2022•杭州模拟）如图所示，在粗糙的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，。点是弹簧保

持原长时小球的位置。开始时通过小球压缩弹簧到A位置（已知AO>OB）,释放小球，则小球从A点运动到B

点的过程中，下列说法正确的是（）

A.小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小

B.小球从A运动到O的过程中，速度增大，机械能不变

C.小球运动到B点时将停止运动并保持静止

D.小球在A点处，弹簧的弹性势能最大

12.（2022•大庆模拟）如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从

O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦

极运动员到达的最低点（不计空气阻力），在运动员从O点自由下落的过程中，下列说法正确的是（）

A.从O点到C点运动员速度一直增大

B.从O点到C点运动员的机械能一直在减小

C.运动员到B点时运动员的速度最大

D.从O点到B点运动员的机械能不变

二、填空题

13.（2022•盐城模拟）2022北京冬奥会开幕式完美再现了“黄河之水天上来”的意境，如图所示，代表着黄河之水

的奥运五环在匀速上升的过程中，奥运五环的动能（增大/减小/不变，下同），重力势能,机

械能。

14.（2021•南宁期末）如图所示，冬奥会冰壶比赛上，冰壶从出发点A被运动员推着运动6m后，在B点被推出，

沿冰道运动30m到。点停下来。冰壶离开手后还能够继续向前运动，是因为冰壶具有o从A点到。点

运动过程中，若运动员对冰壶的推力是10N,运动员对冰壶做的功是J=

投掷线

15.（2021•泰州期末）体育课上，小明抛出甲篮球，运动轨迹如图所示；小华在相同高度以相同的速度竖直向上抛

出质量相同的乙篮球。不考虑空气阻力，当篮球到达最高点时，甲篮球的重力势能（填“大于”、“等于"

或“小于”，下同）乙篮球的重力势能；当篮球下落至同一高度时，甲篮球的动能乙篮球的动能，甲篮

球的机械能乙篮球的机械能。

16.（2022•珠海模拟）如图是小伟玩蹦蹦杆的情景，蹦蹦杆由地面弹起，在空中升高的过程中，小伟的能

转化为能，在下落后，从杆尖触地到弹簧压缩至最短，弹性势能（选填“增大”“减小”或“不

变”）。

17.（2021•铜陵期末）如图所示，重力为10N木块沿固定光滑斜面下滑，其所受支持力为8N,则木块由斜面顶端

滑到底端的过程中，重力做功为J，支持力做功为Jo

18.（2022•杭州模拟）过山车是游乐园中常见设施，如图是过山车的简易模型。小金把钢球从斜轨A处由静止释放。

钢球到达轨道最低点C处后，再沿竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处D点，走完圆形轨道后，再爬上斜轨到

达E处并恰好静止。试帮他分析：

（1）从A处由静止释放钢球，到达轨道最低点C处，此过程中钢球的动能；（填“增加”或“减小”）

（2）在A处由静止释放钢球，进入竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处D点，经过D点时的速度比较大，轨

道对钢球的支持力的方向是竖直（填“向上”或“向下”）；

（3）把钢球放在与D处等高点B处由静止释放，钢球（填“能”或“不能”）达到圆轨内侧最高点D

处。

三、实验探究题

19.（2022•无锡模拟）小聪利用如图所示装置探究“物体动能的大小与哪些因素有关”。

甲乙丙

（1）该实验是通过观察,从而判断（填“木块”或“钢球”）动能的大小。

（2）甲、乙两次实验中,将质量不同的钢球拉到相同的高度。由静止释放，小球向下摆动过程中，小球的转

化为动能。观察到质量大的钢球将木块推动的距离远，说明动能的大小和有关。

（3）甲、丙两次实验中，将质量相同的钢球拉到不同的高度，由静止释放，观察木块被推动的距离，可以探究

动能的大小和的关系。

（4）小聪将木块下的铁板换成光滑的玻璃板，观察木块被钢球推动的距离。我们可以探究对物体运动

的影响，并可推断出：如果运动物体不受力将=

20.（2021•崇左期末）某实验小组利用“模拟打桩”探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体质量mi=m2

<013,实验时，让物体从木桩正上方某一高度自由下落，将木桩打入沙中，如图。

（1）物体下落过程中，重力势能转化为能，可以通过比较_______重力势能的大小，由图可判断：物

体（选填“mi”、“m2”或“m3”）释放前的重力势能最大；

（2）比较图甲和图丙，可探究重力势能与的关系；

（3）比较图甲和图乙，可初步得到的结论是；实验后，同学们联想到高空抛物是一种很不文明的行为,

被称为“悬在城市上空的痛”，会带来很大的危害，因为高空的物体具有很大的能。

mi

mI〜I

m

l---------m3

I|]||一

一克___亨一

甲乙丙

21.（2021•广元期末）小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关"。他们猜想：弹

簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。

他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑,

右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动

到Q点静止。请补充完成他们的探究过程:

（1）弹簧弹性势能的大小是通过来衡量的。

（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验,

并先后改变之间的距离，测出0Q的距离，重复实验，测量多组数据并记录。

（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和两种物理思

想方法。

四、计算题

22.（2022•吉安模拟）如图，货车满载防疫物资时经过一座路面平直的桥梁，这个桥梁限重55to车轮与水平地面

接触面积为In?,对地面的压强是5Xl（）5pa。（g=10N/kg）

（1）货车满载时车和货物的总重力。

（2）请通过计算货车满载时车和货物的总质量，判断货车是否允许通过这座桥梁？

（3）货车以20m/s的速度在平直的公路上行驶20km,发动机的输出功率为200kW。求货车受到的阻力和发动

机对货车所做的功。

23.（2022•南昌模拟）一辆总质量为2t的汽车，在平直公路上以80kW的额定功率从静止开始运动，经15s运动

200m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s关闭发动机，滑行10s停下。其v-t图像如图所示，已知汽车在匀

速直线运动过程中受到的阻力恰为车重的』，（g取10N/kg）求：

5

（1）匀速直线运动过程中汽车的牵引力F。

（2）运动过程中汽车达到的最大速度V。

（3）整个过程中发动机所做的功W。

第十一章功和机械能（热点题型精练）

一、选择题

1.（2022•绍兴模拟）如图所示，某同学分别用背、抱、平拉、滚拉的方式运水（塑料桶中

间带有转轴，桶中装满水），在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，他对水做

功最多的是（）

A./////,B./////,C

解：由图可知，AB中某同学是用背背、用手抱，即力的方向向上，桶是在水平方向上移

动的距离，即沿向上的方向没有移动距离，因此不做功；

在其他条件相同时，滑动摩擦力大于滚动摩擦力，则C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩

擦力；又因为匀速拉动水桶向前运动，所以由二力平衡条件可知C中拉力大于D中拉力，

且水平移动的距离s相同，根据W=Fs可知C做功最多，故ABD不合题意，C符合题

-«*>*■

后、O

答案：Co

2.（2022•邵阳模拟）有一次多多和爸爸一起去爬山，已知多多受到的重力为450N,爸爸受

到的重力为700N,他们爬到山顶用了40分钟，下列说法中正确的是（）

A.两个人做的功相等

B.两个人做功的功率相等

C.爸爸做功的功率比多多的大

D.多多做功的功率比爸爸的大

解：由题知，多多和爸爸爬山的高度相同，则由公式W=Gh和P=H可知，

t

多多爬山做的功可表示为：W多多=G多多h=450NXh,功率可表不为：P多多=—“，

t多多

一一W畚畚

爸爸爬山做的功可表示为：W管g=G爸管h=700NXh,功率可表示为：P爸管=曰已，

t爸爸

时间相同，比较可知，爸爸做的功多，爸爸做功的功率比多多的大。故ABD错误，C正

确。

答案：Co

3.（2022•绍兴模拟）2021年8月，全红婵在奥运会跳水项目的完美表现引起国人关注。图

①是她站在跳板上压缩跳板至最低点，随后完成②③④动作。不考虑空气阻力，下列选

项中能表示全红婵从起跳到即将入水的过程中，其机械能变化的图像是（）

解：图①是她站在跳板上压缩跳板至最低点，此时她的机械能最小，从①到②的过程中，

跳板的弹性势能会转化为运动员的动能和重力势能，这段时间内它的机械能增大。从②

到③到④的过程中，不计空气阻力，则机械能守恒，也就是她的机械能保持不变。

故ACD错误，B正确。

答案：Bo

4.（2022•上海模拟）如图所示，小球A沿着粗糙的曲面加速向下滚动的过程中，小球A的

B.动能不变，重力势能变小，机械能变小

C.动能变大，重力势能变小，机械能不变

D.动能变大，重力势能变小，机械能变小

解：

小球A沿着粗糙的曲面加速向下滚动的过程中，小球的质量不变，高度变小，则重力势

能变小，同时速度变大，则动能变大。

由于小球A在滚动的过程中受摩擦力的作用，小球克服摩擦力做功，所以一部分机械能

会转化为内能，故机械能变小。

答案：D。

5.（2021•上海期末）如图所示为运动员在比赛中投掷铅球的场景。铅球离手后，在空中飞

行过程中，动能随时间变化图像为（）

A.B.

C.D.

解：如图，铅球在整个飞行过程中，质量不变，铅球一直在运动，动能不为零。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，此过

程动能增大。

所以整个过程中铅球的动能先减小再增大，故排除BD；铅球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,故排除C,故只有A项正确。

答案：Ao

6.（2022•安庆模拟）将甲、乙两个完全相同的弹性小球，在同一高度以相同的速度，将甲

球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，如图所示。若不计空气阻力，则下列说法不正

确的是（）

A.抛出时刻，甲球的机械能等于乙球的机械能

B.乙球到达最高点时处于平衡状态

C.下落过程中，甲球的重力势能转化为动能，机械能不变

D.落地后再竖直跳起时，甲弹起的高度等于乙弹起的高度

解：A、抛出时刻，甲乙高度相同，质量相同，故重力势能相同，质量相同，速度相同，

故动能相同，机械能等于动能和势能的总和，故甲乙的机械能相同，故A正确；

B、乙球到达最高点时，只受重力，所以不平衡，故B错误；

C、甲下落的过程中，重力势能减小动能增大，所以重力势能转化为动能，由于不计空气

阻力，所以机械能守恒，所以机械能不变，故C正确；

D、由A分析可得，甲乙机械能相等，当到达最高点时，全部转化成重力势能，此时没

有动能，故重力势能相等，故高度相同，故D正确。

答案：B»

7.（2022•东营模拟）如图所示，一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，若它在顶端

的机械能为95J,则滑到底端的机械能是（）

A.65JB.80JC.95JD.105J

解：小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，若它在顶端的机械能为95J,由于曲面是光

滑的，所以在重力势能转化为动能的过程中，机械能不变，则滑到底端的机械能是95J。

故ABD错误，C正确。

答案：Co

8.（2022•广州模拟）图甲单车脚踏可在竖直平面内转动，如图乙（脚踏用点表示）。当脚踏

静止在位置1时，握住脚踏使其逆时针加速转动，当脚踏转动到位置2时松手，脚踏转

动经过位置3慢慢停下。则该脚踏（）

甲乙

A.由位置1到位置2,动能减小，机械能不守恒

B.由位置1到位置2,动能减小，机械能守恒

C.由位置2到位置3,重力势能减少，机械能不守恒

D.由位置2到位置3,重力势能减少，机械能守恒

解：AB、当脚踏静止在位置1时，握住脚踏使其逆时针加速转动，当脚踏转动到位置2

时松手，在此过程中速度变大，故动能增大，故AB错误；

CD、当脚踏转动到位置2时松手，脚踏转动经过位置3.在此过程中速度变小，故动能

减小，同时高度降低，重力势能减小，机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能减

小，故C正确，D错误。

答案：Co

9.（2022•珠海模拟）如图所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势

能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），下列说法中正确的是（）

A.小石块在各点时的机械能均为2J

B.b图线是动能-高度关系图线

C.a图线是重力势能-高度关系图线

D.小石块达到的高度可大于4m

解：A、由题知，由于不计空气阻力，则小石块的机械能保持不变，结合图像可知整个过

程中各点的机械能均为2J,故A正确；

BCD、a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图

线，且a表示能量随高度的增加逐渐变小，b表示能量随高度的增加逐渐变大；

石块在上升过程中，质量不变，速度减小，其动能减小，所以上升过程中动能随高度的

增加逐渐变小，则a图线是动能随高度变化的图线；因重力势能随高度的增加逐渐变大,

所以b图线是重力势能随高度变化的图线，且由图可知石块达到的最大高度为4m；故

BCD错误。

答案：Ao

10.（2022•昆明模拟）如图，小球沿光滑轨道由静止从A点向D点运动的过程中（空气阻

力不计），下列说法正确的是（）

B.小球在B点的速度最小

C.小球不能到达D点

D.小球在C点和B点的机械能相等

解：A、物体整个运动过程中机械能守恒，动能最大时重力势能最小，因此B点动能最

大，故A错误；

B、物体整个运动过程中机械能守恒，动能最大时重力势能最小，因此B点动能最大，

速度最大，故B错误；

C、物体整个运动过程中机械能守恒，A点与D点位于同一高度，因此可以达到D点，

故C错误；

D、物体整个运动过程中机械能守恒，因此小球在整个过程中机械能不变，故D正确。

答案：Do

11.（2022•杭州模拟）如图所示，在粗糙的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金

属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。开始时通过小球压缩弹簧到A位置（已知

AO>OB）,释放小球，则小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（）

AOB

A.小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小

B.小球从A运动到。的过程中，速度增大，机械能不变

C.小球运动到B点时将停止运动并保持静止

D.小球在A点处，弹簧的弹性势能最大

解：A、小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉开，球的动能转化为弹簧的弹性势能，

此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小，故A错误；

B、小球从A运动到O的过程中，弹簧恢复原状，将弹性势能转化为动能，此时小球所

受弹力方向向右、速度不断增大，机械能增大，故B错误；

C、小球运动到B点时，由于动能转化为弹性势能，直到速度为零，因此会停止运动，

但是由于弹簧恢复原状所以不会保持静止，故C错误；

D、小球在A点处，弹簧的弹性形变的程度最大，弹性势能最大，故D正确。

答案：Do

12.（2022•大庆模拟）如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一

端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到

的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（不计空气阻

力），在运动员从O点自由下落的过程中，下列说法正确的是（）

A.从O点到C点运动员速度一直增大

B.从O点到C点运动员的机械能一直在减小

C.运动员到B点时运动员的速度最大

D.从。点到B点运动员的机械能不变

解：

忽略空气阻力，从O至A的过程中，只受竖直向下的重力作用，则会向下做加速运动，

运动员质量不变，速度增大，动能增大；高度变小，重力势能减小，重力势能转化为动

能，机械能守恒；

从A点至C点时人的机械能有一部分转化为绳的弹性势能，所以对运动员来说，他的机

械能不守恒；

由题知，B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点；

从A至B的过程中，重力大于弹性绳对运动员的拉力，运动员做加速运动，速度逐渐增

大；

从B至C的过程中，弹性绳对运动员的拉力大于重力，运动员做减速运动，速度逐渐减

小；

综上分析可知，从0至B过程中运动员速度增大，从B至C过程中运动员速度减小；

综上：

A、从0点到C点运动员速度先增大后减小，故A错误；

B、从。点到C点运动员的机械能先不变（0A段），后减小（AC段），故B错误；

C、从O至B过程中运动员速度增大，从B至C过程中运动员速度减小，则运动员到B

点时速度最大，故C正确；

D、从。点到B点运动员的机械能先不变（OA段），后减小（AB段），故D错误。

答案：Co

二、填空题

13.（2022•盐城模拟）2022北京冬奥会开幕式完美再现了“黄河之水天上来”的意境，如

图所示，代表着黄河之水的奥运五环在匀速上升的过程中，奥运五环的动能不变（增

大/减小/不变，下同），重力势能增大，机械能增大。

解：奥运五环在匀速上升的过程中，奥运五环的质量不变，速度不变，动能不变；高度

变大，重力势能增大，动能和势能统称为机械能，所以机械能增大。

答案：不变；增大；增大。

14.（2021•南宁期末）如图所示，冬奥会冰壶比赛上，冰壶从出发点A被运动员推着运动

6m后，在B点被推出，沿冰道运动30m到O点停下来。冰壶离开手后还能够继续向前

运动，是因为冰壶具有惯性。从A点到O点运动过程中，若运动员对冰壶的推力

是10N,运动员对冰壶做的功是60Jo

（1）冰壶被推出后仍向前滑行是因为冰壶具有惯性，要保持原来的运动状态，所以向前

继续滑行；

（2）由图可知，从出发点A被运动员推着运动6m,到达投掷线，冰壶受到推力的作用，

并且在推力的方向上通过了距离，所以做了功；

而在其它阶段冰壶虽然通过了一定距离，但不再受到推力的作用，运动员对冰壶不做功,

所以，运动员对冰壶做功：W=Fs=10NX6m=60Jo

答案：惯性；60o

15.（2021•泰州期末）体育课上，小明抛出甲篮球，运动轨迹如图所示；小华在相同高度以

相同的速度竖直向上抛出质量相同的乙篮球。不考虑空气阻力，当篮球到达最高点时，

甲篮球的重力势能小于（填“大于”、“等于”或“小于”，下同）乙篮球的重力势

能；当篮球下落至同一高度时，甲篮球的动能等于乙篮球的动能,甲篮球的机械能

等于乙篮球的机械能。

解：不考虑空气阻力，当篮球到达最高点时，甲乙的机械能相等，由于乙篮球在最高点

的动能为0，甲篮球在最高点有水平速度，动能不为0,即乙的动能小于甲，所以甲篮球

的重力势能小于乙篮球的重力势能。

不考虑空气阻力，当篮球下落至同一高度时，两个篮球的机械能相等，重力势能相等，

所以甲篮球的动能等于乙篮球的动能。

答案：小于；等于；等于。

16.（2022•珠海模拟）如图是小伟玩蹦蹦杆的情景，蹦蹦杆由地面弹起，在空中升高的过程

中，小伟的动能转化为重力势能,在下落后，从杆尖触地到弹簧压缩至最短，

弹性势能增大（选填“增大”“减小”或“不变”）。

蹦蹦杆由地面弹起，在空中升高的过程中，小伟的质量不变，高度增大，其重力势能增

大；同时速度减小，其动能减小，是由动能转化为重力势能；

在下落后，从杆尖触地到弹簧压缩至最短，弹簧的形变变大，则弹簧的弹性势能增大。

答案：动；重力势；增大。

17.（2021•铜陵期末）如图所示，重力为10N木块沿固定光滑斜面下滑，其所受支持力为

8N,则木块由斜面顶端滑到底端的过程中，重力做功为0.6J,支持力做功为0J,

解：木块由斜面顶端滑到底端的过程中，受到重力和支持力的作用，在重力的方向上通

过了距离，在支持力的方向没有通过距离，所以重力对木块做功，支持力对木块不做功,

即做功为OJo

木块在重力的方向上通过的距离：h=6cm=0.06m,

则重力做功：W=Gh=10NX0.06m=0.6Jo

答案：0.6；0o

18.（2022•杭州模拟）过山车是游乐园中常见设施，如图是过山车的简易模型。小金把钢球

从斜轨A处由静止释放。钢球到达轨道最低点C处后，再沿竖直平面内的圆形轨道内侧

经最高处D点，走完圆形轨道后，再爬上斜轨到达E处并恰好静止。试帮他分析：

A

（1）从A处由静止释放钢球，到达轨道最低点C处，此过程中钢球的动能增加；

（填“增加”或“减小”）

（2）在A处由静止释放钢球，进入竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处D点，经过D

点时的速度比较大，轨道对钢球的支持力的方向是竖直向下（填“向上”或“向下”）:

（3）把钢球放在与D处等高点B处由静止释放，钢球不能（填“能”或“不能”）

达到圆轨内侧最高点D处。

解：

（1）从A处由静止释放钢球，到达轨道最低点C处的过程中，钢球的质量不变，速度

增大，则钢球的动能增加；

（2）钢球经过D点时候速度比较大，钢球对轨道有向上的压力作用，因物体间力的作用

是相互的，则此时钢球受到竖直向下的支持力（按高中物理知识：钢球之所以不掉下来

是因为重力和支持力的合力提供了向心力，使钢球的运动方向不断改变，即做圆周运动）;

（3）把钢球放在与D处等高点B处由静止释放，由于小球与轨道之间存在摩擦力，小

球运动时需要克服摩擦力做功，小球的机械能减小，所以钢球不能达到圆轨内侧最高点

D处。

答案：（1）增加；（2）向下；（3）不能。

三、实验探究题

19.（2022•无锡模拟）小聪利用如图所示装置探究“物体动能的大小与哪些因素有关”。

（1）该实验是通过观察木块移动的距离，从而判断钢球（填“木块”或“钢

球”）动能的大小。

（2）甲、乙两次实验中，将质量不同的钢球拉到相同的高度。由静止释放，小球向下摆

动过程中，小球的重力势能转化为动能。观察到质量大的钢球将木块推动的距离远,

说明动能的大小和质量有关。

（3）甲、丙两次实验中，将质量相同的钢球拉到不同的高度，由静止释放，观察木块被

推动的距离，可以探究动能的大小和速度的关系。

（4）小聪将木块下的铁板换成光滑的玻璃板，观察木块被钢球推动的距离。我们可以探

究阻力对物体运动的影响,并可推断出：如果运动物体不受力将做匀速直线运

动_O

解：（1）该实验中钢球动能的大小是通过木块移动的距离体现的，木块被撞的越远，说

明钢球的动能越大，被撞的越近，说明钢球的动能越小，这里采用了转换法的思想；

（2）甲、乙两次实验中，将质量不同的钢球拉到相同的高度，由静止释放，小球向下摆

动过程中，小球的重力势能转化为动能。不计空气阻力，钢球的机械能是守恒的，保持

不变；观察到质量大的钢球将木块推动的距离更远，说明钢球对木块做功越多，钢球的

动能越大，由此可以说明动能的大小和质量有关；

（3）甲、丙两次实验中，将质量相同的钢球拉到不同的高度，由静止释放，高度越高，

撞击木块前的速度越大，木块移动的距离越远，动能越大，所以可以探究动能的大小和

速度的关系；

（4）小聪将木块下的铁板换成光滑的玻璃板，观察木块被钢球推动的距离。我们可以探

究阻力对物体运动的影响，并可推断出：如果运动物体不受力将做匀速直线运动。

答案：（1）木块移动的距离；钢球；（2）重力势能；质量；（3）速度；（4）阻力；做匀

速直线运动。

20.（2021•崇左期末）某实验小组利用“模拟打桩”探究物体重力势能的大小与哪些因素有

关，物体质量mi=ni2<m3,实验时，让物体从木桩正上方某一高度自由下落，将木桩打

入沙中，如图。

（1）物体下落过程中，重力势能转化为动能，可以通过比较陷入沙坑的深度重

力势能的大小，由图可判断：物体m2（选填“mi”、“m2”或“m3”）释放前的重力

势能最大；

（2）比较图甲和图丙，可探究重力势能与质量的关系;

（3）比较图甲和图乙，可初步得到的结论是质量相同，落下的位置越高，重力势能

越大；实验后，同学们联想到高空抛物是一种很不文明的行为，被称为“悬在城市上

空的痛”，会带来很大的危害，因为高空的物体具有很大的重力势能。

解：（1）物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能就越大，对木

桩做功越多，木桩陷入沙坑越深，所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重

力势能的大小；由图知，物体m2释放前的重力势能最大；

（2）比较甲、丙两图可知，物体的质量mi<m3,物体从同一高度落下，质量越大，木

桩被打得越深，说明重力势能与质量有关；

（3）由甲、乙两图可知，物体的质量mi=m2,从不同高度落下，落下的位置越高，木

桩被打得越深，物体的重力势能越大，由此得出质量相同，落下的位置越高，重力势能

越大；高空抛物会带来很大的危险是因为高空的物体具有很大的重力势能。

答案：（1）动；陷入沙坑的深度；m2；（2）质量；（3）质量相同，落下的位置越高，重

力势能越大；重力势。

21.（2021•广元期末）小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素

有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料

等因素有关。

他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长,

水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放,

当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程:

（1）弹簧弹性势能的大小是通过物体M被弹出的距离来衡量的。

（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用相同（选填“相同”

或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变AP之间的距离,测出OQ的距离，重复实

验，测量多组数据并记录。

（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法

和控制变量法两种物理思想方法。

解：

（1）实验中弹性势能的大小是通过物体M被弹出的距离来间接的反映，这用到了转换

法；

（2）探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系，必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹

簧的材料相同(即相同的弹簧)，改变弹簧长度变化量，即AP间的距离；弹性势能通过

弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出0Q间的距离；为了

使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即AP间的距离，多测几组数据；

(3)通过以上分析可以看出，本实验通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来

体现弹性势能的大小，用到了转换法；同时，探究与多个量的关系时，还用到了控制变

量法。

答案：(1)物体M被弹出的距