第1课动能势能机械能

第1课动能势能机械能学习目标学习目标知道动能、重力势能、弹性势能及机械能的概念；了解影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素；掌握探究影响动能、重力势能大小的实验过程；控制变量法探究动能大小影响因素；控制变量法探究重力势能大小影响因素；了解机械能的转化及机械能守恒定律的应用；002预习导学机械能的相关概念机械能：动能和势能总称为机械能。动能：物体由于运动而具有的能，叫做动能。重力势能：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。弹性势能：物体由于发生了弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。影响动能大小的因素动能的大小决定于物体的质量和速度。①在质量相同时，物体的速度越大，它具有的动能越大，物体的速度越小，它具有的动能越小。②在速度相同时，物体的质量越大，它具有的动能越大，物体的质量越小，它具有的动能也越小。影响势能大小的因素①在质量相同时，物体所处的高度越高，它的重力势能越大，物体所处的高度越低，它的重力势能越小。②在高度相同时，物体的质量越大，它的重力势能越大，物体的质量越小，它的重力势能越小。③同一物体的弹性形变越大，则它具有的弹性势能越大。动能和势能可以相互转化动能和重力势能是可以相互转化的。如果只有动能势能相互转化，机械能的总和保持不变，或者说机械能是守恒的。003探究提升知识点一：能一个物体能对另一个物体做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。物体具有做功的本领，即说明此物体具有能。但是有能不一定正在做功。物体能做多少功，就说它具有多少能。功就是能转化多少的量度。功代表了能量从一种形式转化为一另种形式，因而功和能的单位也是相同的。功的单位是焦耳(J)，能的单位也是焦耳(J)。【探究重点】功就是能转化多少的量度【例题精讲】（2023江苏苏州一模）小雨练习发高远球，羽毛球离拍后的飞行轨迹如图中曲线所示，其中CD段羽毛球匀速下落。下列有关说法正确的是（）A．羽毛球离拍后继续上升过程中球拍在对球做功B．羽毛球上升过程中，有部分动能转化成了重力势能C．飞行过程中，羽毛球经过最高点B处时，动能为零D．羽毛球飞行的整个过程中，机械能总量保持不变【答案】B【解析】A．羽毛球离拍后继续上升过程中，球拍没有对球施加力，所以球拍对球不做功，故A错误；B．羽毛球上升过程中，羽毛球的质量不变，速度变小，动能变小，高度变大，重力势能变大，由于上升过程中，需克服空气阻力做功，因此有部分动能转化成了重力势能，故B正确；C．飞行过程中，羽毛球经过最高点B处时的速度最小，动能最小，故C错误；D．羽毛球飞行的整个过程中，会克服空气的阻力做功，羽毛球的机械能会减小，故D错误。故选B。【巩固训练】（2023陕西渭南一模）如图所示，用手托着两个鸡蛋匀速升高1m。下列说法正确的是（）A．鸡蛋的重力势能不变 B．鸡蛋的机械能守恒C．鸡蛋处于非平衡状态 D．手对鸡蛋做了功【答案】D【解析】A．用手托着两个鸡蛋匀速升高1m，鸡蛋的质量不变，高度增加，重力势能变大，故A错误；B．鸡蛋匀速升高时，质量不变、速度不变、动能不变；高度增加、重力势能增加，则机械能增大，故B错误；C．用手托着两个鸡蛋匀速升高时，做的是匀速直线运动，处于平衡状态，故C错误；D．用手托着两个鸡蛋匀速升高1m，有力作用在鸡蛋上，鸡蛋在力的方向上通过了距离，所以人对鸡蛋做了功，故D正确。故选D。知识点二：动能什么是动能：物体由于运动而具有的能。如图（1）所示，物体都具有动能。行驶的汽车飞翔的小鸟空中的客机自由下落的小球影响动能的因素物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小；具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。【探究重点】动能是“由于运动”而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”，不运动的物体也具有能量，但不具有动能。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。【例题精讲】（2022·四川乐山）2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛，17岁中国小将苏翊鸣摘得金牌，成为冬奥历史上该项目最年轻金牌获得者。比赛场地简化如图所示，AC为助滑道，B为AC的最低点。运动员某次从A点由静止开始下滑到达B点的过程中（不考虑一切阻力），重力势能转化___________能，机械能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。【答案】①动；②不变。【解析】[1]运动员某次从A点由静止开始下滑到达B点的过程中，运动员质量保持不变，高度变小，重力势能能变小；速度增大，动能变大，重力势能转化动能。[2]因不考虑一切阻力，故机械能守恒，即机械能不变。【巩固训练】(2021·甘肃中考真题)如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是()A．小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能B．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变C．小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功D．小球通过M、N两点时的速度大小相等【答案】C【解析】A．由于最高点P和Q不等高，故机械能不守恒，存在摩擦力，故小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能一部分转化为动能和内能，故A错误；B．小球从P点向Q点运动的过程中，存在阻力，机械能减小，故B错误；C．小球从P点向Q点运动的过程中，支持力与运动的距离是垂直的，故所受支持力不做功是正确的，故C正确；D．由于机械能减小，M、N两点时重力势能相同，故小球通过M、N两点时的速度大小不相等，故D错误。故选C。知识点二：势能重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。弹性势能：物体由于发生弹性形变，而具有的能叫做弹性势能。如图（2）所示，撑杆跳高时弯曲的杆、拉开的弓箭都具有弹性势能。撑杆跳高拉开的弓箭【探究重点】重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。弹性势能的大小与弹性形变的程度有关。【例题精讲】（2022·四川凉山）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力，关于小球从A点到C点运动过程的说法，正确的是（）。A.小球从A点下落到B点的过程中，重力势能转化为动能；B.小球从A点下落到B点的过程中，受到重力和弹力的作用；C.小球从B点下落到C点的过程中，速度一直减小；D.小球在B点时受到平衡力作用【答案】A。【解析】AB．小球从A点下落到B点的过程中，小球只受到重力的作用，小球做加速运动，小球高度下降，所以在这一阶段，小球的重力势能转化为小球的动能，故A正确，B错误；C．小球从B点下落到C点的过程中，弹力逐渐变大，但还是小于重力，合外力向下，小球做加速运动，直到BC之间某一点时，重力等于弹力，过了这一点，弹力大于重力，合外力向上，小球才做减速运动，所以小球从B点下落到C点的过程中，小球先加速后减速，故C错误；D．小球在B点时仅受到重力，物体做加速运动，没有受到平衡力的作用，故D错误。故选A。【巩固训练】（2022·湖南长沙）如图为小庆滑雪时的情景，他收起雪杖加速下滑的过程中（）。A.动能增大B.重力势能减小C.机械能增大D.动能转化为重力势能【答案】AB。【解析】A．加速下滑的过程中，速度变大，故动能变大，故A符合题意；B．高度减小，故重力势能减小，故B符合题意；C．克服摩擦力做功，机械能减小，故C不符合题意；D．在下滑的过程中，重力势能减小，动能增大，故是重力势能转化为动能，故D不符合题意。故选AB。知识点三：机械能及其转化动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变，这个规律叫做机械能守恒。水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用水能发电，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。利用风能发电，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”联在一起供电。【探究重点】在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能后，后来又是重力势转化为动能。在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳板跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。【例题精讲】（2023·安徽合肥·统考三模）跳远是一项传统的体育运动项目。某同学参加跳远比赛的几个阶段如图所示，空气阻力不可忽略，则下列关于该同学在上述过程中，其能量变化的说法正确的是（）

A．加速助跑到起跳阶段，机械能保持不变B．经过最高点时重力势能最大，动能为零C．从起跳到落地的过程中，机械能先变小后变大D．起跳后到最高点的过程中，重力势能增大，动能减小【答案】D【解析】A．助跑阶段运动员的质量不变，速度增大，动能增大；高度不变，重力势能不变；机械能变大，故A错误；B．经过最高点时重力势能最大，但仍有向前的速度，动能不为零。故B错误；C．从起跳到落地的过程中，一直克服空气阻力做功，机械能变小，故C错误；D．起跳后到最高点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，故D正确。故选D。【巩固训练】（2022·青海）2022年4月，神舟十三号载人飞船安全着陆。飞船在减速着陆过程中，下列说法正确的是（）。A.动能不变 B.重力势能不变C.机械能不变 D.与大气摩擦，内能增加【答案】D。【解析】在飞船减速着陆过程中，质量不变，速度减小，高度减小，因此动能减小，重力势能也减小，机械能等于动能和势能之和，则飞船的机械能也减小；飞船减速着陆时，与大气摩擦，克服阻力做功，将一部分机械能转化为内能，则飞船的内能增加，故ABC错误，D正确。故选D。知识点四：机械能实验【探究重点】物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小。具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。动能是“由于运动”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。【例题精讲】(2021·湖北中考真题)如图所示是“探究物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验装置。(1)实验中，让同一个钢球从斜面上的不同高度由静止自由滚下，是为了探究钢球动能的大小与______的关系；(2)本实验是通过比较木块被撞击后______来比较钢球动能大小；(3)小明猜想，如果水平面是光滑的，木块被撞击后将会______。【答案】速度；移动距离；做匀速直线运动。【解析】(1)[1]实验中，让同一个钢球从斜面上的不同高度由静止自由滚下，保证钢球的质量相等，钢球从斜面上的不同高度由静止自由滚下，改变的是钢球到达水平面的速度，故这一操作步骤为了探究钢球动能的大小与速度的关系。(2)[2]本实验利用转换的方法，通过比较木块被撞击后移动距离来比较钢球动能大小，木块被撞击后移动距离越远，表明钢球具有的动能越大。(3)[3]根据牛顿第一定律，物体不受力时，将保持原来的运动状态不变，如果水平面是光滑的，木块被撞击后将会做匀速直线运动【巩固训练】(2021·山东济宁市·中考真题)蹦蹦杄备受青少年喜爱，图是小明玩蹦蹦杆的情景，小明依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时，原有的重力势能就以______的形式储存在弹簧中，跃起后，蹦蹦杆离开地面，小明和蹦蹦杆一起向上运动，随后又向下运动，往返多次后，弹簧的温度有所升高，这是通过______的方式改变了弹簧的内能。【答案】弹性势能做功【解析】[1]小明依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时，小明所处高度变小，所以重力势能变小，弹簧的形变量变大，弹性势能变大，所以原有的重力势能就以弹性势能的形式储存在弹簧中。[2]小明和蹦蹦杆一起向上运动，随后又向下运动，往返多次后，此过程中有力对弹簧做功，弹簧的温度有所升高，内能变大，这是通过做功的方式改变了弹簧的内能。00601强化训练（2023北京北师大实验中学一模）关于如图所示的各种现象说法正确的是（）A．甲图中，自行车运动员在爬坡过程中重力势能增加，动能一定减小B．乙图中，火箭加速升空，机械能不变C．丙图中，跳水运动员加速下落过程中，重力势能转化为动能D．丁图中，跳伞运动员在空中匀速降落过程中动能减小【答案】C【解析】A．自行车运动员在爬坡过程中，质量不变，高度增加，因此重力势能增大；但速度大小不定，动能不一定减小，故A正确；B．乙图中，火箭加速升空，动能增加，高度增加，重力势能增大，机械能增大，故B错误；C．丙图中，跳水运动员加速下落过程中，速度越来越大，动能越大，重力势能转化为动能，故C正确；D．丁图中，跳伞运动员在空中匀速降落，速度不变，故动能不变，故D错误；故选C。（2021·广西桂林·中考真题）高空坠物危害大，就算一个苹果从十层高楼自由落下都可能把汽车玻璃砸烂。下列说法正确的是（）A．运动的苹果具有动能 B．高空的苹果没有重力势能C．下落过程中苹果的动能减小 D．下落过程中苹果的重力势能增大【答案】A【解析】A．物体由于运动而具有的能叫做动能，所以运动的苹果具有动能，故A正确；B．物体由于处在一定高度并受到重力而具有的能叫做重力势能，高空的苹果具有重力势能，故B错误；CD．苹果下落过程中质量不变，速度越来越快，所以动能增大，高度降低，所以重力势能减小，故CD错误。故选A。（2022·安徽省）如图，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动，则该过程中奥运五环的（）。A.重力势能不变 B.动能增大C.机械能不变 D.机械能增大【答案】D。【解析】A．重力势能与物体的质量和高度有关，被提升的过程中，质量不变，高度增大，所以重力势能增大，故A不符合题意；B．动能与物体的质量和速度有关，物体匀速提升，质量不变，速度不变，所以动能不变，故B不符合题意；CD．物体动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，故C不符合题意，D符合题意；故选D。(2020南通)在“探究纸锥下落的快慢”的活动中，将纸锥从高处释放。若纸锥竖直下落时，受到的空气阻力随下落速度的増大而增大，则纸锥在空中竖直下落过程中，下列情形可能的是()A．速度先增大后不变 B．速度先增大后减小C．动能转化为重力势能 D．机械能先増大后减小【答案】A【解析】AB．纸锥竖直下落时，受到的空气阻力随下落速度的増大而增大，开始下落时重力大于阻力，合力向下，所以下落速度增大，当受到的空气阻力增大到与重力相等时，合力为零，纸锥下落的速度不变，故A项符合题意，B不符合题意；C．纸锥刚开始加速下落时一部分重力势能转化为动能，当纸锥匀速下落时，重力势能减小，动能不变，重力势能转化为其它形式的能，故C项不符合题意；D．纸锥下落过程中，有空气阻力作用，所以机械能一直减小，故D项不符合题意。故选A。(2021·江苏江苏·中考真题)跳伞运动员从高空跳下后沿直线向下做加速运动降落伞打开后开始减速，落地前运动员的速度已减至安全值且保持不变，若把运动员和降落伞作为一个整体进行研究，则()A．加速运动时动能转化为重力势能B．减速运动时所受的阻力大于重力C．匀速直线运动时机械能保持不变D．整个过程中所受的阻力保持不变【答案】B【解析】A．加速运动时重力势能转化为动能，故A不符合题意；B．减速运动时，速度变小，阻力大于动力，所以，所受的阻力大于重力，故B符合题意；C．匀速直线运动时，动能不变，重力势能变小，机械能变小，故C不符合题意；D．整个过程中，先做加速运动，后做减速运动，最后做匀速运动，所受的阻力在发生改变，故D不符合题意。故选B。疫情期间，某快递公司用无人机进行无接触配送包裹。无人机携带包裹匀速上升时，包裹的动能______，重力势能______，机械能______。(以上三空均选填“增大”、“减小”或“不变”)【答案】不变增大增大【解析】[1]无人机携带包裹匀速上升时，质量不变，速度不变，所以动能不变；[2]质量不变，高度增大，重力势能增大；[3]机械能等于动能与势能的和，所以机械能增大。(2021·四川攀枝花·中考真题)如图所示为游乐园过山车的轨道示意图，过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车的支持力______(选填“不”或“要”)做功，过山车重力势能______(选填“增加”、“减少”或“不变”)。【答案】不减小【解析】[1]过山车从高处加速滑下的过程中，受到的支持力的方向和运动方向垂直，没有在支持力的方向上通过距离，所以支持力不做功。[2]过山车从高处加速滑下的过程中，质量不变，高度减小，所以重力势能减小。小明用如图所示的装置“探究物体的动能跟哪些因素有关”，让小球从斜面上自由滚下，到达平面后将木块撞出一段距离。图中mA=mB<mC=mD，hA=hC=hD>hB。(小球与斜面之间的摩擦忽略不计)(1)实验中用___________反映小球的动能大小。(2)通过比较A和B两次实验现象，可得出：质量相同的物体，___________越大，它的动能越大。(3)根据题中已知可得出在B、C和D实验中木块被撞击的距离关系为：sB___________sC___________sD【答案】木块被撞的距离速度<=【解析】(1)[1]实验中，是用木块被撞击后移动的距离的大小，来说明小球对木块做功的多少，从而判断出小球具有的动能的大小，这是转换法的运用。(2)[2]比较A和B两次实验可知，两球的质量相等，撞击木块前的速度大小不相等，木块移动的距离不相等，可得出：质量相同的物体，速度越大，它的动能越大。(3)[3][4]由已知可得在B、C实验中mB<mC，hB<hC因物体的质量越大，速度越大，动能越大，故木块被撞击的距离关系为sB<sC在C、D实验中mC=mD，hC=hD则两球的动能相等，故可得出在C、D实验中木块被撞击的距离关系为sC=sD即sB<sC=sD(2021·贵州贵州·中考真题)有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是()A．装置所具有的机械能始终不变B．如果没有能量补充，装置最终会停下来C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化【答案】B【解析】ABC．由于装置运转过程中需要克服摩擦做功，装置所具有的机械能会不断减小，如果没有能量补充，装置最终会停下来，故AC错误，B正确；D．装置中小球的动能和重力势能不断地发生相互转化，故D错误。故选B。(2020·浙江舟山·中考真题)乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，若不计空气阻力，则落到水平桌面时三者的速度大小关系是()A．va＞vb＞vc B．vb＞vc＞va C．va＞vc＞vb D．va＝vb＝vc【答案】D【解析】乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，由于高度和速度都相同，则机械能是相同的；不计空气阻力，三个小球的机械能是守恒的，所以三个小球到达桌面时的机械能相同，由于高度相同，重力势能相同，则动能相同，速度相同，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。(2020·苏州市吴江区盛泽第二中学九年级一模)如图所示，一弹簧左端固定，右端连接一个小球，把它们套在粗糙的平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中，下列说法正确的是()A．小球在a、c点，弹簧的弹性势能最大B．小球从a点到b点的过程，小球的动能越来越小C．小球从b点到c点的过程，小球的动能越来越小D．小球在a点，弹簧的弹性势能最小【答案】AC【解析】AD．由题知，a点是压缩弹簧后形变程度最大处，弹性势能也最大，故AD错误；BC．水平杆是粗糙的，小球由a释放到达b点的过程中，弹簧的弹性势能一部分转化为小球的动能，所以小球的动能越来越大，一部分克服与杆的摩擦消耗了，所以小球到b点动能最大，此时小球的动能小于a点时弹簧的弹性势能；从b点到c点，是受到摩擦力的作用，速度减小，动能减小，c点时弹簧的弹性势能小于b点小球的动能，所以小球在a点时弹簧的弹性势能最大，故B错误，C正确。故选C。小明将弹力球竖直向上抛出，不考虑空气阻力，下列图像中，表示弹力球从离开手到落地的过程中动能随时间变化关系正确的是()A．B．C． D．【答案】A【解析】不考虑空气阻力，弹力球各点的机械能相等，弹力球在上升和刚接触地面之前都没有发生弹性形变，不具有弹性势能，机械能等于动能和重力势能之和，出手时弹力球有一定的高度和速度，具有动能和重力势能；到达最高点，速度为零，动能为零，高度最大，重力势能最大；刚接触地面时，速度最大，动能最大，相对地面高度为零，重力势能为零，所以在整个过程中，动能先变小，最高点动能为零，然后再增大，在刚接触地面时动能最大，并且大于出手时的动能。故选A。（2023·天津和平·统考三模）如图所示，我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器的势能______，机械能______（以上两空均填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】变大不变【解析】[1]探测器由近火点向远火点运动时，质量不变，高度变大，重力势能变大。（2022·湖北黄冈、孝感、咸宁）凝聚着我国古代劳动人民智慧的世界文化遗产——都江堰水利工程，由分水鱼嘴、宝瓶口、飞沙堰等组成（如图所示），其在引水灌溉，防洪减灾方面发挥着重要作用。枯水季节，由于内江河床较低，在水受到的___________力作用下，大量的水落入内江，其重力势能___________（选填“增大“减小”或“不变”）；洪水季节，由于宝瓶口的限流作用，导致内江水的流速较小，外江水的流速较大、压强较___________，大量的水涌入外江。【答案】①重；②减小；③小。【解析】[1][2]地球上的一切物体都要受到地球的吸引力，这个吸引力就是重力，水在受到重力的作用下从高处落下，这个过程中高度越来越低，重力势能越来越小，而速度越来越大，动能也越来越大。[3]流体流速越快，压强越小，外江水的流速较大、压强较小。（2022·四川遂宁）某兴趣小组通过自主探究得知“在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比”。原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，再用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm（未超过弹性限度），然后由静止释放，在释放瞬间小球受到的合力大小为______N，小球从B处第一次回到A处过程中，小球的动能______（选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”）。【答案】①10；②增大。【解析】[1]原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，此时弹簧的伸长量为11cm10cm=1cm因在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比。由此可得，在一定范围内，弹簧每伸长1cm，弹簧的弹力大小增加20N。当用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm，此时弹簧的伸长量为11.5cm10cm=1.5cm那么弹簧的弹力大小为FB=1.5×20N=30N在B处由静止释放，在释放瞬间小球受到竖直向下的重力和竖直向上的弹簧的弹力的作用，则合力大小为F合=FBG=30N20N=10N[2]由力与运动的关系可知，当合力方向与运动方向相同时，物体做加速运动。在B处时，受到的合力方上竖直向上，大小为10N，在A处时，弹簧的弹力大小等于重力，合力为0。则小球从B处第一次回到A处过程中，合力的方向一直是竖直向上的，运动的方向也是竖直向上的，故小球做加速运动。由于小球的质量不变，速度变大，所以小球的动能增大。(2021阳泉模拟)随着科技的发展，已进入了人们工作、娱乐、生活的各个方面。人们在购买新后，往往要加贴屏幕保护膜以保护液晶触摸屏。小明想知道保护膜的防护能力。于是在物理老师的协助下从市场上购买了4款不同品牌的钢化保护膜，厚度均为0.3mm，进行测试。实验步骤如下：（1）将表面平整的硬木块（表面积足够大）放在铁架台底部。（2）将钢化保护膜放在木块上，借助直尺调整横铁杆的高度使其离保护膜10cm，将质量为5g的钢球从横铁杆处静止释放，观察钢球落在保护膜上时，膜是否出现裂纹，并记录观察结果。之后将横铁杆的高度每次增加2cm重复上述实验步骤直至保护膜第一次出现裂纹后停止实验。（3）换用其余3款钢化保护膜重复实验步骤（2）并记录，实验完成后得到下表数据。实验完成后，小明进行了分析思考：①通过上表的记录可以初步得出______款保护膜的防护性能最差；②本实验中应用的物理探究方法，最主要的是______；③为了保证实验结论的准确性，在购买保护膜时除了保证厚度相同外，还要保证______相同；④当小球的下落高度为20cm时，A和C两款保护膜均出现裂纹，所以可得出这两款膜的防护性能是相同的。但经过深入分析后小明认为这个结论不准确。原因是______。【答案】①.B②.控制变量法③.膜的表面积④.没有在18cm至20cm的下落距离内进行测试【解析】（3）①[1]钢球从14cm的高度下落，仅有B款保护膜最先出现裂纹，因此B款保护膜的防护性能最差。②[2]在实验中只改变一个量而保持其它量不变，因此本实验采用的主要是控制变量的方法。③[3]钢球下落时，钢球下落的高度要保持相同，受力面积也应该相同，此时受到的压强才能相等，因此膜的表面积应该相等。④[4]两个膜A和C在高度为18cm时无裂纹，在高度为20cm时都有裂纹，但18cm~20cm之间没有测验，因此不能说明它们两款的防护性能相同。（2023安徽亳州一模）明明同学在体育课上练习抛实心球，他用200N的力把实心球抛出7.5m。抛出的小球在空中运动的轨迹如图所示，b点为最高点，a、c两点在同一高度，则下列说法正确的是（）A．根据计算出明明对实心球做了1500J的功B．实心球在a、c两点的重力势能相等，但是两点的动能不相等C．实心球在b点重力势能最大，动能最小为零D．实心球从b点运动到d点过程重力势能全部转化为动能【答案】B【解析】A．实心球抛出后，由于惯性继续向前运动，人不再对球施力，所以人对球不再做功，故A错误；B．在a到c的过程中受到空气阻力，部分机械能转化为内能，由于a、c两点在同一高度，重力势能相等，所以两点的动能不相等，故B正确；C．抛出去的实心球在空中运动到最高b点时，实心球重力势能最大，其在水平方向上仍是运动的，速度不为零，则动能不为零，故C错误；D．实心球从b点运动到d点过程中重力势能转化为动能和内能，故D错误。故选B。(2020大庆)如图所示，一物块沿固定不动的斜面匀速下滑，则下列说法中正确的是()A．物块可能受两个力作用B．物块对斜面的压力和斜面对物块的支持力是对平衡力C．物块的机械能减小D．物块的重力势能转化为动能【答案】C【解析】A．物块沿固定不动的斜面匀速下滑，物块受到沿斜面向上的静摩擦力，故物体一定受重力、支持力和摩擦力的作用，故A错误；B．物块对斜面的压力和斜面对物块的支持力没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，故B错误；CD．物块匀速下滑，动能不变，高度减小，重力势能减小，机械能减小，由于动能不变，所以不是动能和势能的转化，故D错误，C正确。故选C。(2021·浙江温州市)一颗番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠如图，同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能()。A．等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和；B．大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和；C．等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和；D．小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和【答案】B。【解析】若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时，番茄具有一定的速度，具有一定的动能，所有减少的势能一部分转化为动能，另一部分转化为所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能，所以番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和。故选B。（2022·江苏苏州）具有录音和显示波形的功能。某乒乓球爱好者将一乒乓球从一定高度由静止释放，利用记录下乒乓球碰撞台面发出的声音，其波形随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（）。A.每次发声的时间间隔相等；B.整个过程中乒乓球的机械能不变；C.乒乓球每次弹起时的动能依次减小；D.乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度相同【答案】C。【解析】A．由图可知，第1次碰撞的时间是1.12s，第2次碰撞的时间是1.58s，第3次碰撞的时间是2.00s，第4次碰撞的时间是2.40s，第5次碰撞的时间是2.78s，第1、2次时间间隔为0.4s，第2、3次时间间隔为0.42s，第3、4次时间间隔为0.4s，第4、5次时间间隔为0.38s，每次发声的时间间隔不相等，故A错误；BC．整个过程中乒乓球和空气摩擦，并且与台面碰撞，它的机械能减小，所以每次弹起时的动能减小，故B错误，C正确；D．由于乒乓球的机械能减小，乒乓球每次与台面碰撞转化的弹性势能减小，乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度不同，故D错误。故选C。(2020黄石)如图，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球向下运动到最低点B(不超过弹簧弹性限度)，小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是()A．小球的重力势能直在减少，动能一直在增加B．小球减少的重力势能全部转化为动能C．弹簧的弹性势能不断增大D．小球运动到B点时，重力势能最小，动能最大【答案】C【解析】A．小球高度下降，故小球的重力势能一直减小，小球受重力和弹力作用，在开始阶段时，重力大于弹力物体将一直加速，当弹力等于重力后物体开始减速，故小球的动能先增大后减小，故A错误；B．弹簧的形变量增大，小球减少的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，故B错误；C．弹簧的形变量一直增大，弹簧的弹性势能不断增大，故C正确；D．小球运动到B点时，高度最小，重力势能最小，速度为0，动能为0，故D错误。故选C。(2021·江苏苏州市)如图，质量为2m的物块P下方连接有一个质量为m的钩码，上端通过细线绕过轻质定滑轮连接一质量为2m的物块Q，将它们由静止释放，在物块P下落到地面的过程中，P、Q间细线拉力大小为F。(细线重力及各处的摩擦均不计，钩码落地后不弹起)()。A．钩码落地前F=3mg，Q的机械能增大；B．钩码落地前F<3mg，Q的机械能增大；C．钩码落地后F=2mg，P的机械能不变；D．钩码落地后F>2mg，P的机械能减小【答案】B。【解析】物块P、物块Q和钩码在同一根绳上，运动情况相同，把钩码和物块P看成一个整体，这个整体和物块Q所受的合力大小相等，则所以绳上的拉力为，物块P和Q合力方向和运动方向一致，所以机械能增大。故选B。（2022·广东广州）如图，小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从M点竖直向下以某速度抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，到达的最高点为N。经台面反弹后上升过程球的动能___________（选填“增大”“不变”“减小”），N___________比M高（选填“可能”