动能和势能、机械能及其转化（原卷版+解析）-2023年中考物理复习专练

专题16动能和势能、机械能及其转化

考点1动能、势能和机械能

要点

概念特点决定大小的因素共同特点

物体由于________而具有一切运动的物体

动能质量、速度

的能量都具有动能

物体由于被一切被举高的物

重力

_____而具有的体都具有重力势质量、高度具有能的物体都

势能

能量能能够做功

势能

物体由于发生弹一切发生弹性形

弹性

性形变而具有的变的物体均具有形变程度、材料

势能

能量弹性势能

(1)能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用

一个物体能够

能够做功的多少来衡量；

机械________,我们

能量

能就说这个物体具(2)一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”，也不是

“正在做功''或"已经做功如：山上静止的石头具有能

有________。

量，但它没有做功，也不一定要做功。

考点2机械能守恒及其转化

机械能间无外力作用

的转化下能的转化

如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会

机械能守恒

变化，但机械能的总和保持不变

◎蹙Ifr燹M

总

量实验i动能的大小与什么因素有关

1.实验器材：木球、铁球(与木球体积相同)、、O

2.实验方法：和o

3.实验现象：

(1)同一铁球从不同高度滚下，高度越高，到达水平面的速度，撞得木块运动的距离

越远。

(2)木球与铁球从同一高度滚下，到达水平面的速度,铁球撞得木块运动得远。

4.实验结论：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量______，速度,物体

具有的动能就越大。

5.问题探究：

(1)在实验中，铁球动能的大小是如何显示的？

(2)在实验中，为什么让不同的小球从斜面的同一位置释放?

(3)在实验中，为什么让同一小球从斜面的不同位置释放?

(4)在实验中，应注意什么问题?

基础检测(限时30min)

一、单选题

1.如图所示，小明和同学一起荡秋千.下列说法正确的是()

A.通过最低点时的动能为零B.下降过程中的动能转化为重力势能

C.到达最高点的重力势能最大D.上升过程中的重力势能转化为动能

2.如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在。F三个时刻中具有的动

能分别是©、&、E3,不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（）

A.E]<E2<ESB.EI>E2>ESC.EJ<E2=ESD.E尸E2VE3

3.“嫦娥一号”返回舱在距离地面一定高度时，需要打开降落伞减速，以便安全着陆，在返

回舱减速下降的过程中（）

A.动能减小，势能减小，机械能减小B.动能不变，势能减小，机械能减小

C.动能不变，势能减小，机械能不变D.动能增大，势能减小，机械能不变

4.打篮球是很受中学生喜欢的体育运动，下列说法中正确的是（）

A.篮球被抛出后，在上升过程中，动能增大，重力势能也增大

B.篮球在离开手后，继续飞行，是因为人仍然在对篮球做功

C.在相互传球的过程中，篮球被抛出后，在上升到最高点时，动能，重力势能都为0

D.篮球被抛出后，在下落过程中，动能增大，重力势能减小

二、填空题

5.游乐园的小朋友从滑梯上匀速下滑过程中，小朋友动能（选填"增大"、"减小"或

"不变"），机械能（选填"增大"、"减小"或"不变"），同时臀部有灼热感，这是通过

的方式来改变内能的。

6.在高速公路上快速行驶的汽车，遇到紧急情况刹车后不能立即停下来，是因为汽车具有

;交通规则要求汽车不能超速行驶，是因为汽车质量一定时，其行驶速度越大，

（选填"动能"或"势能"）越大，发生交通事故时，造成的伤害越严重。

7.如图所示为一名消防队员正在进行模拟演习训练。当消防队员沿着竖立在地面上的钢管

匀速下滑时，他的动能（选填"减小"、"不变"或"增大"）。在下滑过程中，他感到手

心发烫，这是通过的方法使其内能增加的，这个过程中，能转化为内能。

8.如图所示是某球员传球时足球的一段运动轨迹，其中A点的重力势能B点、

的重力势能（选填"大于"、"小于"或"等于"）。若不计空气阻力，足球在下落的过程中，重

力势能转化为能。

三、实验题

9.在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，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：弹性势能的大小是弹簧的材料有关。

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，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A5S1

2弹簧A8S2

3弹簧B5S3

4弹簧B8S4

(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转换为测量木块移动的

距离，这种研究方法叫。

(2)请将探究猜想一的方案补充完整，

①将弹簧A、小球、木块按如图安装好；

②压缩弹簧，使其长度为5cm,放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离

③压缩弹簧，使其长度为cm,放手后，小球被弹出，推动木块移动-0

④比较分析实验数据，得出结论。

⑶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。

10.在探究"物体动能的大小与哪些因素有关〃的实验中，小欣同学设计了如图甲、乙、丙

所示的三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的

纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。

（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球到达水平面的相同，为了达到

这一目的所采取的具体操作方法是使小球;

（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时，;

（3）三次实验中，碰撞前动能最小的是图（选填"甲"、"乙"或"丙"）中的小球，原

因是;

（4）小欣同学联想到"探究阻力对物体运动的影响"时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端

由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离（如下表），小车在三个表面克服摩擦力做功

（选填"相等"或"不相等"）；若水平面绝对光滑，小车将做运动。

表面毛巾棉布木板

摩擦力最大较大最小

小车运动距离最近较远最远

四、综合题

11.过山车

当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻

山越岭”呢？过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，

就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一"发动机"就是重力

势能。过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值，当它开始下行时，它的势能不断减

小，动能不断增大；由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的"小山丘”设计的比开始

时的“小山丘”低（如图所示）：

（1）过山车从A到8的过程它的重力势能先后,动能先

后（以上均选填"变大""变小"或"不变"）；

（2）从过山车在轨道的最低处，运动最快，动能最大，说明物体的动能与有

关，后面的“小山丘”设计的比开始时的"小山丘"低，这是因为过山车在运动过程中会将部

分机械能转化为。

12.近年来，衢州城市面貌焕然一新，这离不开环卫工人们的辛苦付出。如图，洒水车某

次在平直的道路上以15千米/时的速度匀速行驶，进行洒水作业。洒水车的部分参数如下

表。

项目数值

空载质量（吨）2.4

满载装水量（吨）20

满载时车轮与水平地面接触总面积（米2）0.4

正常洒水流量（吨/时）50

⑴若洒水车满载并按正常洒水流量洒水，它在本次洒水过程中最多可连续喷洒多少路程?

（2）求洒水车满载时，停在水平地面上对地面的压强；

⑶在本次洒水过程中，洒水车的机械能大小变化情况是

拔局检）则（限时30min）

一、单选题

1.如图所示，小敏穿旱冰鞋推墙，墙没被推动自己却后退了。关于该现象下列说法中正确

的是（）

A.墙没动是因为墙受到的推力小于小敏受到的推力

B.小敏受到的推力是因为手在推墙时发生了弹性形变

C.小敏在后退过程中克服摩擦阻力所做的功小于她推墙时获得的动能

D.手和墙接触的过程中，弹性势能和动能相互转化

2.如图所示，在光滑的水平台面上，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。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在间做

往复运动（已知4。=。8）。小球从A位置运动到8位置的过程中，下列判断不正确的是

（）

AOB

A.小球的动能先增大后减小

B.弹簧的弹性势能先减小后增大

C.小球运动到。点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等

D.任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变

3."蹦极"就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极

限运动。某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将

蹦极过程近似为在竖直方向的运动，据图可知运动员（）

A.重力大小为8

B.t。时刻重力势能最小

C.to时刻动能最大

D.所受拉力F对其始终不做功

4.向地板上抛乒乓球，要使乒乓球弹跳起来的高度比原来抛球的位置高，应该（）

A.让乒乓球自由落下B.用力向上抛

C.用力向下抛D.沿水平方向抛出

二、填空题

5.2022年9月22日，女篮世界杯在澳大利亚悉尼举行，首战中国女篮107比44大胜韩

国队。如图所示是篮球落地后又弹起的示意图。则（A/B）点的机械能较大，

（8/C/。）点的动能肯定小于A点。

°oAB

@o@c

oOO

°^°%oo

6.如图所示是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的"子弹"射得越，

这说明橡皮筋的弹性势能与物体发生_____大小有关；若橡皮筋被拉的长度相同，所用"子

弹”的质量不同，则发现射出时的速度也______（选填"相同"或"不相同"）。在此过程中，

橡皮筋对"子弹"做的功（选填"相同"或"不相同"）。

7.如图甲所示，将一根弹簧和一个质量为1kg的金属球（球上有小孔）套在铁架台的金属

杆AB上面。现将小球提到8端后松手，小球的高度随时间变化情况如图乙所示，弹簧原

来的长度（选填"大于"、"小于"或"等于"）40cm,在0〜力过程中，小球的动

能（选填"增大"、"减小"、"先增大后减小"或"不变"），此过程中小球动能的

变化量___________（选填"大于"、"小于"或"等于"）重力势能变化量。

甲

8.如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹

簧后小球静止释放的位置，6是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置。则小

球从。运动到c的过程中，在（选填"°"、%"或"c"）位置动能最大；从b到。的过

程中，小球的动能转化为弹簧的，小球从a运动到。的过程机械能总量______（选

填"变大"、"变小"或"不变"）。

abc

三、实验题

9.小江同学利用一个圆形玻璃弹珠、一个泡沫块、三根长宽不同的橡皮条，探究"橡皮条

的弹性势能除了跟橡皮的伸长量有关，是否跟橡皮条的长度、宽度有关？"。他依次将橡皮

条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠沿水平方向射向

用泡沫块做成的靶子，测得弹珠打靶的最远距离，数据如下表，请回答以下问题：

次数橡皮条宽度/cm橡皮条长度/cm打靶的最远距离/m

10.5020.0010.10

20.5030.008.20

31.0020.0014.00

（1）实验中，是通过比较来间接反映橡皮条的弹性势能大小，弹珠射出时将弹性势

能转化为能；

（2）比较第1次和第3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的

_____有关；

（3）根据以上实验数据可推理出，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条应是一；

A.窄而长的B.宽而长的C.窄而短的D.宽而短的

（4）请结合所学物理知识猜想，橡皮条的弹性势能还可能与有关。（请写出一种合

理猜想即可）

10.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，其中吗>班、h2>hl（不考虑空气阻力）。

（1）实验中是通过观察来判断钢球的动能大小；

（2）用来研究超速安全隐患时，我们应选择两图所示实验来进行比较;

（3）在图甲、丙中，小球下滑到斜面底端时的速度9=%,若53＞心，则表明物体的动能

与质量的关系是：;

（4）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;

（5）小敏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心运动到槽的末端

速度也都为v,A小球通过凸形槽的时间为力，B小球通过凹形槽的时间0则时间较长的

是：（选填"。"或%"）。

四、综合题

11.检测机构为了检测汽车的刹车性能.在同一场地做了如下实验：

图甲

（1）某车以不同车速行驶时，测得有关数据如图甲所示.其中反应距离是指司机发现情

况，决定刹车到脚踩在刹车踏板上时，车通过的距离；刹车距离是指脚踩在刹车踏板上，

使车减速，到车停时车通过的距离.如果司机以60千米/时的速度驾驶，从发现情况，决

定刹车到车停止时，车通过的距离为米.

（2）汽车的刹车方式有两种:

方式一：刹车时，车轮不能滚动，只能滑行，直至车停.

方式二：刹车时，车轮仍保持滚动，但滚动减慢，直至车停.

图乙反映的是以方式一和方式二刹车所产生的刹车距离的比较.从图中可知，在车速相同

时，采用（刹车方式一/刹车方式二）刹车方式刹车后，刹车距离较短.

（3）检测中，相同的A、B两车均以Vi速度行驶，A车采取方式一刹车，B车采取方式二

刹车，刹车时车与障碍物的距离相等（距离小于y,如图）,则撞击时（A/B）车对

障碍物的破坏程度更大，理由是（请结合图乙中曲线说明）.

12.当只有重力做功的时候，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持

不变.在物理学中把这个规律叫做机械能守恒定律.动能大小与物体质量和速度的具体关

系为：EK=gmv2；重力势能的大小与物体的质量和高度的关系为：Ep=mgh.

（1）小球甲在真空中自由下落，另一个完全相同的小球乙在阻力很大的液体中匀速下落，

它们都由高度为hi的地方下落到高度为h2的地方，在这两种情况下，小球守

恒.

（2）一个物体从高为h的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，物体滑到斜面

底端时的速度是多少？

（3）把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个单摆，若摆长为L,小球摆到最高处时，最

大偏角为e,如图，则当小球运动到最低处时的速度是多少？

专题16动能和势能、机械能及其转化

要点

概念特点决定大小的因素共同特点

物体由于运动而具有的能一切运动的物体

动能质量、速度

量都具有动能

一切被举高的物

重力

物体由于被举高

体都具有重力势质量、高度具有能的物体都

而具有的能量

势能

能能够做功

势能

物体由于发生弹一切发生弹性形

弹性

性形变而具有的变的物体均具有形变程度、材料

势能

能量弹性势能

(1)能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用

能够做功的多少来衡量；

一个物体能够做

机械

能量功，我们就说这

能(2)一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”，也不是

个物体具有能。

“正在做功”或“已经做功”。如：山上静止的石头具有能

量，但它没有做功，也不一定要做功。

重考点2机械能守恒及其转化

机械能间无外力作用

的转化下能的转化

机械能守恒

如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会

变化，但机械能的总和保持不变

O>MMJ

,脸

量实验i动能的大小与什么因素有关

1.实验器材：木球、铁球(与木球体积相同)、斜面、木块。

2.实验方法：控制变量法和转换法。

3.实验现象：

(1)同一铁球从不同高度滚下，高度越高，到达水平面的速度越大,撞得木块运动的距离越远。

(2)木球与铁球从同一高度滚下，到达水平面的速度相同,铁球撞得木块运动得远。

4.实验结论：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量越大,速度越大,物体具有的动

能就越大。

5.问题探究：

(1)在实验中，铁球动能的大小是如何显示的？

水平面上木块被撞出的距离显示了铁球动能的大小，木块被撞出得越远，铁球的动能越大。

(2)在实验中，为什么让不同的小球从斜面的同一位置释放？

目的是控制不同质量的球在撞击木块时具有相同的速度。

(3)在实验中，为什么让同一小球从斜面的不同位置释放？

目的是控制相同质量的球在撞击木块时具有不同的速度。

(4)在实验中，应注意什么问题？

①使用同一斜面(粗糙程度、倾斜程度都不变)；

②被撞击的是同一个木块；

③木块放置的水平面粗糙程度不变；

④使球运动的路线与木块的中心在同一直线上。

基础检测(限时30min)

一、单选题

1.如图所示，小明和同学一起荡秋千.下列说法正确的是（）

A.通过最低点时的动能为零B.下降过程中的动能转化为重力势能

C.到达最高点的重力势能最大D.上升过程中的重力势能转化为动能

【答案】C

【解析】A.人的质量一定，通过最低点时速度最大，动能最大，故A错误；

B.下降过程中高度逐渐减小，速度逐渐增大，重力势能转化为动能，故B错误；

C.到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故C正确；

D.上升过程中，高度增大，速度减小，动能转化为重力势能，故D错误。

故选Co

2.如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在力四三个时刻中具有的动

能分别是0、比、E3,不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（）

A.EJ<E2<ESB.EJ>E2>ESC.E]<Ez=E3D.EI=E2<ES

【答案】C

【解析】因为力F三个时刻速度盯<也二%，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，所以动能

EI<E2=E39故ABD不符合题意，C符合题意。

故选Co

3.“嫦娥一号”返回舱在距离地面一定高度时，需要打开降落伞减速，以便安全着陆，在返

回舱减速下降的过程中（）

A.动能减小，势能减小，机械能减小B.动能不变，势能减小，机械能减小

C.动能不变，势能减小，机械能不变D.动能增大，势能减小，机械能不变

【答案】A

【解析】返回舱减速下降过程中，质量不变，速度减小，故动能减小；质量不变，高度减

小，故重力势能减小；动能减小，重力势能也减小，故机械能减小。故A符合题意；BCD

不符合题意。

故选A。

4.打篮球是很受中学生喜欢的体育运动，下列说法中正确的是（）

A.篮球被抛出后，在上升过程中，动能增大，重力势能也增大

B.篮球在离开手后，继续飞行，是因为人仍然在对篮球做功

C.在相互传球的过程中，篮球被抛出后，在上升到最高点时，动能，重力势能都为0

D.篮球被抛出后，在下落过程中，动能增大，重力势能减小

【答案】D

【解析】A.篮球在上升过程中，质量不变，速度减小，故动能减小，同时高度增加，所

以重力势能变大，故A错误；

B.篮球离开手后能向上运动，是因为篮球具有惯性，仍要保持原来的运动状态，故B错

误；

C.在相互传球的过程中，篮球被抛出后，在上升到最高点时，有速度，动能不为0,有高

度，重力势能不为0,故c错误；

D.篮球被抛出后，在下落过程中，速度增大，动能增大，高度减小，重力势能减小，故D

正确。

故选D。

二、填空题

5.游乐园的小朋友从滑梯上匀速下滑过程中，小朋友动能（选填"增大"、"减小"或

"不变"），机械能（选填"增大"、"减小"或"不变"），同时臀部有灼热感，这是通过

的方式来改变内能的。

【答案】不变减小做功

【解析】田小朋友从滑梯上匀速下滑，质量不变，速度不变，动能不变。

⑵小朋友质量不变，高度变小，重力势能减小；机械能等于动能和重力势能的总和，所以

机械能变小。

⑶下滑过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，臀部的温度升高、内能增大，这是通过

做功的方式来改变内能的。

6.在高速公路上快速行驶的汽车，遇到紧急情况刹车后不能立即停下来，是因为汽车具有

;交通规则要求汽车不能超速行驶，是因为汽车质量一定时，其行驶速度越大，

（选填"动能"或"势能"）越大，发生交通事故时，造成的伤害越严重。

【答案】惯性动能

【解析】⑺在高速公路上快速行驶的汽车，遇到紧急情况刹车后不能立即停下来，是因为

汽车具有保持原来运动状态的性质，即惯性，一切物体都有惯性。

⑵动能的大小与物体的质量和速度有关，质量、速度越大，动能越大；汽车质量一定时，

其行驶速度越大，动能越大，发生交通事故时，造成的伤害越严重，因此交通规则要求汽

车不能超速行驶。

7.如图所示为一名消防队员正在进行模拟演习训练。当消防队员沿着竖立在地面上的钢管

匀速下滑时，他的动能（选填"减小"、"不变"或"增大"）。在下滑过程中，他感到手

心发烫，这是通过的方法使其内能增加的，这个过程中，能转化为内能。

S

S

S

【答案】不变做功机械

【解析】［1］当消防队员沿着竖立在地面上的钢管匀速下滑时，速度不变质量不变，他的动

能不变。

⑵⑶在下滑过程中，他感到手心发烫，这是通过克服摩擦力做功的方法使其内能增加的，

机械能转化为内能。

8.如图所示是某球员传球时足球的一段运动轨迹，其中A点的重力势能B点、

的重力势能（选填"大于"、"小于"或"等于"）。若不计空气阻力，足球在下落的过程中，重

力势能转化为能。

【答案】小于动

【解析】⑺同一个足球，质量相同，8点的高度大于A点，故A点的重力势能小于8点

的重力势能。

［2］若不计空气阻力，足球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小。速度变大，动能变

大，故下落时，是重力势能转化为动能。

三、实验题

9.在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，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：弹性势能的大小是弹簧的材料有关。

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，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A5S1

2弹簧A8S2

3弹簧B5S3

4弹簧B8S4

⑴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转换为测量木块移动的

距离，这种研究方法叫o

(2)请将探究猜想一的方案补充完整，

①将弹簧A、小球、木块按如图安装好；

②压缩弹簧，使其长度为5cm,放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离S1；

③压缩弹簧，使其长度为cm,放手后，小球被弹出，推动木块移动_o

④比较分析实验数据，得出结论。

⑶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。

【解析】(1)⑺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转换为测量

木块移动的距离，这种研究方法叫转换法。

⑵⑵⑶⑷探究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度是否有关，根据控制变量法的思想，必

须选择同样的弹簧，改变压缩程度，因此探究猜想一的方案：

①将弹簧A、小球、木块按如图安装好；

②压缩弹簧，使其长度为5cm,放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离si；

③压缩弹簧，使其长度为8cm,放手后，小球被弹出，推动木块移动52；

④比较木块移动的距离S1和S2的关系，从而得出结论。

⑶⑸弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能减小，小球的动能增大，弹簧的弹性势能

转化成小球的动能。

10.在探究"物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小欣同学设计了如图甲、乙、丙

所示的三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的

纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。

（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球到达水平面的相同，为了达到

这一目的所采取的具体操作方法是使小球;

（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时，；

（3）三次实验中，碰撞前动能最小的是图（选填"甲"、"乙"或"丙"）中的小球，原

因是;

（4）小欣同学联想到"探究阻力对物体运动的影响"时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端

由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离（如下表），小车在三个表面克服摩擦力做功

（选填"相等"或"不相等"）；若水平面绝对光滑，小车将做运动。

表面毛巾棉布木板

摩擦力最大较大最小

小车运动距离最近较远最远

【答案】速度从斜面的同一高度由静止滚下速度越大，动能越大丙纸盒被

推动的距离最小相等匀速直线

【解析】⑴⑴⑵要探究动能大小与物体质量的关系，应保持小球的速度相同，质量不同，

所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下，保证铁球到达水平面的速度相

同。

⑵⑶由图示实验可知，甲、丙两次实验，球的质量相同，甲滚下的高度大于丙滚下的高

度，甲到达斜面底端时的速度较大，甲将纸盒推动得更远，说明甲的动能更大，由此可

得：质量相同的物体，运动速度越大，它具有的动能就越大。

⑶⑷⑸三次实验中，是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能大小的，这种方

法是转换法，丙图中纸盒被推动的距离最小，故碰撞前动能最小。

⑷⑹让同一小车从同一斜面、同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素，小车

的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下

来后，动能全部转化为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在

三个表面克服摩擦力做功相同。

⑺铁球从斜面上滚下，若水平面绝对光滑，铁球不受摩擦力作用，铁球所受合力为0,所

以铁球将做匀速直线运动。

四、综合题

11.过山车

当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻

山越岭”呢？过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，

就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一"发动机"就是重力

势能。过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值，当它开始下行时，它的势能不断减

小，动能不断增大；由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的"小山丘”设计的比开始

时的“小山丘"低（如图所示）：

（1）过山车从A到8的过程它的重力势能先后,动能先

后（以上均选域‘变大""变小"或"不变"）；

（2）从过山车在轨道的最低处，运动最快，动能最大，说明物体的动能与有

关，后面的“小山丘”设计的比开始时的"小山丘"低，这是因为过山车在运动过程中会将部

分机械能转化为。

内

A匕

B

U匕

【解析】（1）⑴⑵⑶⑷动能的影响因素是物体的质量和速度，质量越大，速度越大，动

能越大；重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越

大；过山车从A到2的过程中，高度先变小后变大，所以重力势能先变小后变大；速度先

变大后变小，所以动能是先变大后变小。

（2）[5]过山车在轨道的最低处，运动最快，速度最大，动能最大，说明物体的动能与速

度有关。

[6]后面的“小山丘”设计的比开始时的"小山丘”低，这是因为过山车在运动过程中会克服摩

擦做功，将部分机械能转化为内能，使得机械能减小。

12.近年来，衢州城市面貌焕然一新，这离不开环卫工人们的辛苦付出。如图，洒水车某

次在平直的道路上以15千米/时的速度匀速行驶，进行洒水作业。洒水车的部分参数如下

表。

项目数值

空载质量（吨）2.4

满载装水量（吨）20

满载时车轮与水平地面接触总面积（米2）0.4

正常洒水流量（吨/时）50

⑴若洒水车满载并按正常洒水流量洒水，它在本次洒水过程中最多可连续喷洒多少路程?

⑵求洒水车满载时，停在水平地面上对地面的压强；

⑶在本次洒水过程中，洒水车的机械能大小变化情况是

【答案】6km5.6xlO5Pa减小

【解析】⑴⑴由表格数据可知，满载装水量为20t,正常洒水流量50t/h,洒水时间为

20t

t=-------=0.4h

50t/h

它在本次洒水的路程为

s=vt=15km/hx0.4h=6km

⑵⑵洒水车满载时的总质量为

m=2.4t+20t=22.4t=22400kg

洒水车满载时对水平面的压力为

F=G=mg=22400kgxl0N/kg=2.24xl05N

洒水车满载时，停在水平地面上对地面的压强

F2.24X105N

=5.6xlOsPa

~S~~0.4m2-

⑶⑶一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，水的质量减小、速度不变，动能

减小，重力势能减小；机械能等于动能和势能之和，所以机械能减小。

拔悬I检）则（限时30min）

一、单选题

1.如图所示，小敏穿旱冰鞋推墙，墙没被推动自己却后退了。关于该现象下列说法中正确

的是（）

A.墙没动是因为墙受到的推力小于小敏受到的推力

B.小敏受到的推力是因为手在推墙时发生了弹性形变

C.小敏在后退过程中克服摩擦阻力所做的功小于她推墙时获得的动能

D.手和墙接触的过程中，弹性势能和动能相互转化

【答案】D

【解析】A.墙没动，是因为它处于平衡状态，而墙受到的推力与小敏受到的推力是一对

相互作用力，大小相等，故A错误；

B.小敏受到的推力是因为发生了弹性形变的墙对手产生的推力，故B错误；

C.小敏在后退过程中，水平方向只有推力和摩擦力做功，系统机械能守恒，所以克服摩擦

阻力所做的功等于她推墙时获得的动能，故C错误；

D.手和墙接触的过程中，先是人的动能转化为墙的弹性势能，后来人后退时，墙的弹性

势能转化为人的动能；即体现了弹性势能和动能相互转化，故D正确。

故选Do

2.如图所示，在光滑的水平台面上，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。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做

往复运动(已知4。=。2)。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断不正确的是

()

A.小球的动能先增大后减小

B.弹簧的弹性势能先减小后增大

C.小球运动到。点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等

D.任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变

【答案】C

【解析】由题知，。点是弹簧保持原长时小球的位置，则小球位于A点时弹簧处于压缩状

态，位于8点时弹簧处于拉伸状态；①小球从A运动到。的过程中，弹簧逐渐恢复原

状，弹性形变程度变小，弹性势能变小，水平台面光滑，则小球不受摩擦力；该过程中小

球所受弹力方向向右，其速度不断增大，动能变大，所以此过程中弹性势能转化为动能；

②到达0点时，弹簧恢复原长，弹性势能为零，小球所受弹力为零，此时小球的速度最

大，动能最大；③小球从。运动到B的过程中，弹簧被拉长，弹性形变程度变大，弹性

势能变大，该过程中小球所受弹力方向向左，其速度不断减小，动能变小，所以此过程中

动能转化为弹性势能；则小球从A位置运动到B位置的过程中：

A.小球的动能先增加后减少，在B点时小球的动能最小，弹簧的弹性势能最大，故A正

确，不符合题意；

B.弹簧的弹性势能先减少后增大，故B正确，不符合题意；

C.小球运动到。点时的动能（最大）与此时弹簧的弹性势能（为零）不相等，故C错

误，符合题意；

D.由于整体的机械能守恒，所以任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变，

故D正确，不符合题意。

故选C。

3."蹦极"就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极

限运动。某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将

蹦极过程近似为在竖直方向的运动，据图可知运动员（）

A.重力大小为Fo

B.to时刻重力势能最小

C.to时刻动能最大

D.所受拉力F对其始终不做功

【答案】B

【解析】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F。时，跳跃着位于最低点，所以拉力力大于重力，故A错误；

B.由图像可知，t。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.to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Bo

4.向地板上抛乒乓球，要使乒乓球弹跳起来的高度比原来抛球的位置高，应该（）

A.让乒乓球自由落下B.用力向上抛

C.用力向下抛D.沿水平方向抛出

【答案】C

【解析】向地板上抛乒乓球，要使球弹跳起来的高度比原来抛球的位置高，由机械能守恒

定律可知，乒乓球在被抛出点要具有一定的动能，即具有向下运动的速度。

A.让乒乓球自由落下，乒乓球在抛出点的动能为0,如果不考虑空气阻力，根据能量守恒

定律，乒乓球弹起时只能上升到原来的高度，故A不符合题意；

B.用力向上抛，乒乓球落到抛出点时具有向下的速度，弹跳起来的高度比原来抛球的位

置高，但与题的要求不符，故B不符合题意；

C.用力向下抛，对乒乓球做功，在抛出点乒乓球获得了动能，具有向下的速度，弹跳起

来的高度比原来抛球的位置高，故C符合题意；

D.沿水平方向抛出，乒乓球虽然在抛出点也有动能，但速度方向沿水平方向，乒乓球不

能弹得比抛出点高，故D不符合题意。

故选Co

二、填空题

5.2022年9月22日，女篮世界杯在澳大利亚悉尼举行，首战中国女篮107比44大胜韩

国队。如图所示是篮球落地后又弹起的示意图。则（A/B）点的机械能较大，

（B/C/D）点的动能肯定小于A点。

0°A§C

@o®

°oDr.0°o_

Ci⑥。

O°®oOoo

ccco

【答案】AB

【解析】［1］由图示知，篮球弹起的高度逐渐降低，则在这个过程中，要克服摩擦做功，部

分机械能转化为内能，机械能不守恒，所以2点的机械能小于A点的机械能。

[2]由图示知，C、。两点的高度比A点低，2点高度比A高，若机械能守恒，则C、。两点

的动能大于A点，2点的动能小于A点的，所以可判定，机械能不守恒时，2点的运动一

定比A点的小。

6.如图所示是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的"子弹"射得越，

这说明橡皮筋的弹性势能与物体发生_____大小有关；若橡皮筋被拉的长度相同，所用“子

弹”的质量不同，则发现射出时的速度也______（选填"相同"或"不相同"）。在此过程中，

橡皮筋对"子弹"做的功（选填"相同"或"不相同”）。

【答案】远弹性形变程度不相同相同

【解析】⑺⑵橡皮筋拉得越长，发生的弹性形变就越大，具有的弹性势能就越大，对子弹

所做的功也越大，于是子弹被弹得越远。那么橡皮筋的弹性势能与物体发生弹性形变程度

有关。

⑶⑷橡皮筋被拉长相同长度，则具有的弹性势能相同，而子弹被弹出的过程，是弹性势能

转化为动能，所以橡皮筋对子弹所做的功相同。也即子弹所获得的动能相同，但子弹的质

量不同，那么射出时的速度也不同。

7.如图甲所示，将一根弹簧和一个质量为1kg的金属球（球上有小孔）套在铁架台的金属

杆AB上面。现将小球提到8端后松手，小球的高度随时间变化情况如图乙所示，弹簧原

来的长度（选填"大于"、"小于"或"等于"）40cm,在0〜〃过程中，小球的动

能（选填"增大"、"减小"、"先增大后减小"或"不变"），此过程中小球动能的

变化量___________（选填"大于"、"小于"或"等于"）重力势能变化量。

B

甲

【答案】大于增大小于

【解析】［1］由图乙可知，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的作

用，且此时小球的高度为40cm,故弹簧的原长要大于40cm。

⑵在质量不变时，速度越大，物体的动能越大。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〜〃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。

⑶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〜〃

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。〜ti过程中小球

动能的变化量小于重力势能变化量。

8.如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹

簧后小球静止释放的位置，6是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置。则小

球从。运动到c的过程中，在（选填"/、％"或"c"）位置动能最大；从b到c的过

程中，小球的动能转化为弹簧的，小球从a运动到b的过程机械能总量______（选

填"变大"、"变小"或"不变"）。

abc

DOODOOQ-------------------

【答案】b弹性势能变大

【解析】［1］⑵［3］由题意可知，小球从a运动到b的过程中，弹簧的形变程度减小，其弹性

势能减小，小球的速度变大，动能变大，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，而小球的重

力势能不变，所以小球的机械能总量变大；到达6点时，弹簧恢复原状，不计摩擦阻力，

其弹性势能全部转化为小球的动能；再从b运动到。时，弹簧被拉伸，小球的动能再逐渐

转化为弹簧的弹性势能，小球的动能会变小。因此，在6点时小球的动能最大。

三、实验题

9.小江同学利用一个圆形玻璃弹珠、一个泡沫块、三根长宽不同的橡皮条，探究"橡皮条

的弹性势能除了跟橡皮的伸长量有关，是否跟橡皮条的长度、宽度有关？他依次将橡皮

条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠沿水平方向射向

用泡沫块做成的靶子，测得弹珠打靶的最远距离，数据如下表，请回答以下问题：

次数橡皮条宽度/cm橡皮条长度/cm打靶的最远距离/m

10.5020.0010.10

20.5030.008.20

31.0020.0014.00

（1）实验中，是通过比较来间接反映橡皮条的弹性势能大小，弹珠射出时将弹性势

能转化为能；

（2）比较第1次和第3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的

_____有关；

（3）根据以上实验数据可推理出，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条应是—；

A.窄而长的B.宽而长的C.窄而短的D.宽而短的

（4）请结合所学物理知识猜想，橡皮条的弹性势能还可能与有关。（请写出一种合

理猜想即可）

【答案】弹珠的打靶距离机械宽度D橡皮条的材料

【解析】（1）[1]实验中，橡皮条具有的弹性势能越大，弹珠打靶的距离就越远，所以可

通过比较弹珠的打靶距离来间接反映橡皮条的弹性势能的大小。

⑵弹珠射出的过程，橡皮条在恢复原状时对弹珠做功，让弹珠由静止到运动，将弹性势能

转化为弹珠的机械能。

（2）⑶第1和第3次实验中，橡皮条的长度相