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第 07 讲 动能 势能 机械能
模块一 思维导图串知识 1．知道动能、重力（弹性）势能及机械能的概念。
模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 2．了解影响动能、重力（弹性）势能大小的因素。
模块三 教材习题学解题 3．掌握探究影响动能、重力势能大小的实验过程。
模块四 核心考点精准练（13 大考点） 4．了解机械能的转化。
模块五 小试牛刀过关测
1、动能 势能 机械能的概念
（1）动能概念：物体由于运动而具有的能，叫做动能。一切物体都具有动能；单位：焦耳（J）。
（2）势能：弹性势能和重力势能统称为势能。
①重力势能概念：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能；单位：焦耳（J），重为 1N 的物体（质
量约为 0.1kg），被举高 1m时所获得的能量，就是 1J。
②弹性势能概念：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能；单位：焦耳（J）。
（3）机械能：动能和势能之和称为机械能。
①动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能
的两种表现形式。
②机械能大小：动能和势能的总和。
2、动能和势能的大小变化
（1）影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。
（2）影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体
的重力势能就越大。
（3）影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势
能就越大。
3、动能和势能的转化与守恒
（1）动能和重力势能之间可以相互转化。动能和重力势能之间的相互转化一般发生在只受重力作用下的运
动过程中，例如滚摆在下降的过程中，越转越快，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化
为动能；滚摆在上升过程中，越转越慢，它的重力势能越来越大，动能越来越小，动能转化为重力势能；
（2）动能和弹性势能之间也可以相互转化。它可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间，例如，
从高处落下的皮球与地面撞击的过程中，由于皮球发生弹性形变，皮球的动能转化为弹性势能，皮球在恢
复形变的过程中，它的弹性势能转化为动能．拉弯的弓把箭射出去的过程中，拉弯的弓具有弹性势能，射
出去的箭具有动能，这是弓的弹性势能转化为箭的动能；
（3）机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。
做功角度：只有重力或弹力做功，无其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代数和为零；系统内如摩
擦阻力对系统不做功。
能量角度：首先只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；只有系统内能量的交换，没有与外
界的能量交换。
※机械能守恒一般都是理想状态下才发生的，物体能量的转化一般都不太可能只有机械能的转化，还有其
他能量的转化。
4、探究影响物体动能大小的因素
（1）提出问题：动能的大小与哪些因素有关？
（2）猜想和假设：动能的大小可能与物体的质量有关，还可能与物体的运动速度有关。
（3）实验器材：斜面、钢球、木块。
（4）实验步骤
①让同一个钢球从斜面的不同高度自由滚下，推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近。
②换用质量不同的钢球，让它们从斜面的同一高度自由滚下，推动木块移动，比较两次木块被推距离的远
近。
（4）实验现象
①同一钢球从不同高度滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球滚到平面上时的速度越大，木
块被推得越远。
②质量不同的钢球从同一高度滚下，钢球滚到平面上时的速度相同。质量越大的钢球将木块推得越远。
（5）得出结论
①物体动能的大小与物体的运动速度有关，物体运动速度越大，物体的动能越大。
②物体动能的大小与物体的质量有关，物体的质量越大，物体的动能越大。
（6）归纳总结
动能的大小与物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度
相同的物体，质量越大，它的动能也越大。
5、探究影响物体势能大小的因素
（1）物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能；例如：被举高的重锤，空中的飞机，阳台上的花盆等
都具有重力势能。
重力势能的大小与两个因素有关：一个是物体的质量，另一个是物体距零势能面的高度；当物体的质量一
定时，物体距零势能面的高度越大，其重力势能越大，物体距零势能面的高度越小，其重力势能越小；当
物体距零势能面的高度一定时，物体质量越大其重力势能越大，物体质量越小其重力势能越小；物体的质
量越大，举得越高，其重力势能就越大。
（2）物体由于发生形变而具有的能量叫做弹性势能；物体在外力作用下，它的形变会发生变化，称为形变；
如果将对物体施加的外力撤消，物体的形变能够完全消失，恢复原状，这种形变称为弹性形变；发生弹性
形变的物体有恢复原来形状的能力，具有做功的本领，因此具有能，这种能称为弹性势能。
弹性势能的大小与两个因素有关：一个是弹簧本身的性质，另一个是弹性形变的大小；当弹簧本身的性质
相同时，形变越大，它具有的弹性势能就越大，形变越小，具有的弹性势能就越小；当弹簧形变相同时，
性质不同的弹簧弹性势能不同。
教材习题 01 解题方法
通常，载重汽车造成的车祸比小 ①物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，一切物体都有
轿车造成的车祸严重的多，这是 惯性，惯性是物体的一种属性，惯性大小只跟物体的质量大
为什么？但有时也有例外，这又 小有关。
是为什么？ ②影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度……
【答案】答：由于载重汽车的质量要比小轿车的质量大得多，在速度差不多的情况下，载重
汽车的动能比小轿车的动能大，能对外做的功更多，因此造成的车祸也更严重一些；
小轿车有时比载重汽车造成的车祸严重的多，是因为虽然小轿车的质量比载重汽车小，但是
其速度比载重汽车快许多，小轿车的动能更大。
教材习题 03 解题方法
在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使其分 ①重力势能的大小与物体的质量和下落
别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑 高度有关，下落高度相同时，质量越大，
A、B，如图所示，皮球从较高处下落形成的圆 重力势能越大；质量相同时，下落高度越
斑是图中的哪一个？你判断的依据是什么？ 大，重力势能越大；皮球下落过程中，具
有的重力势能转化为动能，与地面碰撞接
触时又转化为弹性势能……
【答案】答：皮球从较高处下落形成的圆斑是图中的 B；因为皮球分别从不同高度处自由下
落，在纸上留下黑色圆斑 A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了弹性形变，此时，
能量的转化过程是将动能转化为弹性势能，分析图中两个圆斑大小可看出，圆斑大的 B 皮球
发生弹性形变的程度较大，转化的弹性势能较大，说明它原来所具有的重力势能大，即其所
处的高度较高，下落时转化为的动能较大，最后转化为的弹性势能最大。
教材习题 04 解题方法
如图所示，一个玩具弹簧放在斜面 ①动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越
（倾角约 30°）上端，将弹簧弯 大，动能越大。
曲一定程度后释放，观察弹簧的运 ②重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越
动情况，说说在弹簧运动的过程 大，高度越高，重力势能越大。
中，有哪些机械能发生了转化。 ③物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能，影响
弹性势能的因素有弹性形变的大小，在弹性限度内，弹性
形变越大，物体具有的弹性势能越大……
【答案】答：玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚。
弹簧在运动过程中，质量不变，速度变大，动能变大；弹簧高度降低，重力势能变小；同时
弹簧要恢复原来的形状，形状变小，故弹性势能变小。
因此，弹簧运动的过程中，动能、重力势能和弹性势能都发生了转化。
教材习题 06 解题方法
如图所示，将一张卡片（约 9cm×5cm）对折，在开口的一 ①橡皮筋拉开后具有弹性势能，恢
边剪两个小豁口，然后套上橡皮筋，就做成了一个会跳的 复时转化为动能，卡片会跳起来。
卡片，将卡片反过来，用手把它在桌面上压平，使橡皮筋 ②弹性势能是指物体由于发生弹
伸长，迅速松开手，会出现什么现象？在此过程中，弹性 性形变而具有的能，决定弹性势能
势能、动能、重力势能是如何转化的？ 大小的因素是物体弹性形变的程
度……
【答案】答：迅速松开手，会出现卡片向上跳起来；
把橡皮筋拉开才会有弹性势能，把卡片按平后放在水平面上然后松开，松开后，橡皮筋对卡
片做功，橡皮筋的弹性势能转化为纸片的动能，卡片能跳起来，跳起来以后又转变为卡片的
重力势能。
考点一 动能和势能的概念
1．投石带是人类使用的最古老的远射器具，如图所示，它由索绳和石头构成，投掷者手握索绳一端，将石
头飞向野兽，石头在空中向前运动的过程中（　　）
A．没有动能
B．没有重力势能
C．受到的重力方向竖直向下
D．重力减小
【答案】C
【解答】解：A、石头在空中向前运动的过程中由于物体在运动，所以具有动能，故 A 错误；
B、石头在空中向前运动的过程中有一定的高度，所以具有重力势能，故 B 错误；
C、重力的方向总是竖直向下的，故 C 正确；
D、石头在空中向前运动的过程质量不变，物体的重力也不变，故 D 错误。
故选：C。
考点二 动能大小的比较
2．如图所示，农民赶着牛拉着铧犁在田里劳动，它们以相同速度向前行进，则其动能（　　）
A．农民最大 B．铧犁最大 C．牛最大 D．一样大
【答案】C
【解答】解：农民赶着牛拉着铧犁在田里劳动，它们以相同速度向前行进，即三者速度大小相等，但由
于牛的质量最大，所以，牛的动能最大，故 C 正确。
故选：C。
3．小安同学正在进行传接排球训练。他将排球斜向上抛出，排球的运动轨迹如图所示，a、b、c、d 为轨迹
上的点，其中 a、c 两点高度相同。若不计空气阻力，则排球在 a 点的动能 　小于　（选填“大于”“等
于”或“小于”）在 d 点的动能。
【答案】小于。
【解答】解：（1）不计空气阻力，排球从 a 到 d 的过程中，只有的动能和势能转化，故排球的机械能守
恒，在 a、c 点的机械能相等；球在 a 比 d 高，d 点的高度低，重力势能小，机械能相同，则 d 点动能大，
排球在 a 点的动能小于在 d 点的动能。
故答案为：小于。
考点三 势能大小的比较
4．如图所示，是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在 A、B、C、D 时，那么在哪一点时，此物体
的重力势能最大（　　）
A．在 A 点 B．在 B 点 C．在 C 点 D．在 D 点
【答案】B
【解答】解：由等高线图标出的海拔高度可知，B 点的海拔最高，同一物体质量一定，它的位置越高，
重力势能越大，故 B 点的物体的重力势能最大。
故选：B。
考点四 动能和势能的转化
5．如图所示，舰载飞机正从“辽宁号”航母上起飞，下列说法中正确的是（　　）
A．飞机在起飞过程中，飞机的重力势能保持不变
B．飞机在航母甲板上加速飞行时，处于平衡状态
C．飞机从起跑到飞离航母的过程，航母始终漂浮，航母所受浮力大小保持不变
D．飞机飞行时由于机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速，从而获得升力
【答案】D
【解答】解：A、飞机在起飞过程中，高度增大，质量几乎不变，飞机的重力势能增大，故 A 错误；
B、飞机在航母甲板上加速飞行时，处于非平衡状态，受非平衡力作用，故 B 错误；
C、航载飞机飞离航母后，航母的总重力减小，航母始终漂浮，浮力等于重力，所以浮力会减小，故 C
错误；
D、飞机飞行时能获得向上的压强差，是因为机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速，上方压强小于
下方，从而产生向上的升力，故 D 正确；
故选：D。
6．“投壶”是古代的一种投掷游戏。游戏时掷出的箭（用竹、木等制成）由于 　惯性　可以在空中继续
飞行；箭在下落过程中，将重力势能转化为 　动　能。
【答案】惯性；动。
【解答】解：游戏时的箭掷出后，由于惯性继续保持原来的运动状态，所以能在空中继续飞行；
箭在下落过程中，高度减小，速度变大，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能。
故答案为：惯性；动。
考点五 动能的影响因素
7．临沂沂水天上王城景区观看大型实景演出《王者之战》，感受金戈铁马、弯弓擒敌的气势！下列关于弯
弓射箭现象的分析不正确的是（　　）
A．离弦的箭受到重力、弹力和空气阻力
B．用力将弓拉弯，说明力可以改变物体的形状
C．弓被拉得越弯，弓所具有的弹性势能越大
D．飞出去的箭速度越大，动能越大
【答案】A
【解答】解：A、离弦的箭受到重力、空气阻力，不再受弹力，故 A 错误；
B、拉弓时，弓的形状发生了变化，说明力可以改变物体的形状，故 B 正确；
C、弓的弹性势能与弓的形变有关，形变量越大，弹性势能越大，故弓拉得越弯，所具有的弹性势能越
大，故 C 正确；
D、飞出去的箭质量一定，速度越大，动能越大，故 D 正确。
故选：A。
考点六 势能的影响因素
8．C919 是中国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机，让中国的
大飞机飞上蓝天，是国家的意志，人民的意志。图中 C919 正在向上爬升，下列有关说法正确的是（　　）
A．随着高度的增加，C919 的重力势能减小
B．随着高度的增加，机舱内气压小于舱外大气压
C．机翼下方气流的速度较大，气流对机翼下表面的压强较小
D．机翼上方气流的速度较大，气流对机翼上表面的压强较小
【答案】D
【解答】解：A、C919 大飞机在升空的过程，高度上升，重力势能增大，故 A 错误；
B、随着海拔高度的增加，舱外大气压逐渐减小，机舱内气压小于舱外大气压，故 B 错误；
CD、机翼上方气流的速度较大，气流对机翼上表面的压强较小，故 D 正确，C 错误。
故选：D。
考点七 探究影响物体动能大小的因素
9．在探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，如图甲、乙、丙所示，将 A、B、C 三个钢球先后从
同一装置高度分别为 h1、h2、h3 的位置由静止开始滚下（mA＝mB＜mC，h1＝h3＞h2），水平面上同一位
置的木块被撞出一段距离后停下。请回答以下问题：
（1）该实验探究的是 　钢球　（选填“木块”或“钢球”）的动能；
（2）实验通过观察木块被钢球撞出后 　距离　的长短，来判断钢球动能的大小，这种研究问题的方法
叫 　转换法　；
（3）比较 　甲、乙　两图进行的实验，可以探究钢球动能大小与速度有关；
（4）比较甲、丙两图进行的实验，可以探究钢球动能大小与 　质量　有关。此探究过程中两球刚好运
动到水平面时的速度 　相等　（选填“相等”或“不相等”）。
【答案】（1）钢球；（2）距离；转换法；（3）甲、乙；（4）质量；相等。
【解答】解：（1）该实验研究的主体是钢球，研究的是钢球动能的大小与速度和质量的关系；
（2）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；
（3）为了研究物体动能与物体速度的关系，应多次让同一钢球从斜面不同高度上静止滚下，控制钢球的
质量相同，改变钢球的速度，故选甲、乙两图；质量相同，速度越大，钢球推动木块移动的距离越大，
动能越大；
（4）为了研究物体动能与物体质量的关系，应多次让不同钢球从斜面相同高度上静止滚下，控制钢球到
达水平面时的速度相同，改变钢球的质量，故选甲、丙两图；速度相同，质量越大，钢球推动木块移动
的距离越大，动能越大；
故答案为：（1）钢球；（2）距离；转换法；（3）甲、乙；（4）质量；相等。
考点八 探究影响物体势能大小的因素
10．如图甲、乙是小华和小强两位同学探究“物体的动能和势能的大小与哪些因素有关”的实验装置。
（1）为了探究动能与质量的关系，小华利用图甲进行的实验如下：让质量 m＜M 的两个小球从斜面上
同一高度下滑，并撞击放在水平面上的木块，由于 M 在水平面上滑行一段距离之后再撞击木块，最终木
块在水平面上滑行的距离相同。于是小华根据实验得出结论：物体动能大小与质量无关。这个结论与我
们学习的结论不符，原因是 　木块没有放在斜面底端相同位置　；
（2）小强利用图乙探究物体重力势能与哪些因素有关的实验，三个相同木桩在沙中所处的初始深度相同，
A、B、C 三个物体的质量关系为：mA＝mB＜mC。图乙中 B、C 两物体从图示位置由静止释放，分别撞
击两木桩使之扎入沙坑的深度相同，由此 　能　（选填“能”或“不能”）说明 B、C 的初始重力势能
相同。
【答案】（1）木块没有放在斜面底端相同位置；（2）能。
【解答】解：（1）由图得，两球的质量不同，让小球从斜面上同一高度下滑，小球到达水平面的速度相
同，实验中通过小球撞击木块，木块移动的距离看出小球动能大小，此时木块放在斜面的底端，由图得，
木块没有放在斜面底端，导致结论出错。
（2）B、C 两物体从图示位置由静止释放，撞击两木桩使之扎入沙坑的深度相同，说明 BC 撞击木桩过
程中，克服摩擦阻力做的功相同，说明 B、C 的初始重力势能相同。
故答案为：（1）木块没有放在斜面底端相同位置；（2）能。
考点九 动能与势能的应用
11．如图所示，你一定动手做过这个“会跳的卡片”吧！图甲中，A 为外表面，B 为内表面，实验时用手把
卡片平压在桌面上，使橡皮筋伸长，当　B　（选填“A”或“B”）表面在下面时，卡片会弹跳得高一
些．在图乙、丙中（橡皮筋松弛），实验时　乙　（选填“乙”或“丙”）图中卡片会弹跳得高一些，
这是因为其橡皮筋的　弹性势能　较大．
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
由图中可知要利用橡皮筋的弹性势能，只有把橡皮筋拉开才会有弹性势能，所以要把卡片 B 面按平后放
在水平面上然后松开，松开后，橡皮筋的弹性势能转化为纸片的动能，所以卡片能跳起来。
由于弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关；实验时操作过程相同，乙图和丙图相比，乙中卡
口之间的间隔大，卡片压平后橡皮筋发生弹性形变的程度就大，则橡皮筋具有的弹性势能就大，当然最
终转化成卡片的能量就大，卡片会跳得高一些。
故答案为：B；乙；弹性势能。
考点十 机械能的概念
12．如图所示，重庆长江索道有“空中走廊”之美誉。下列说法正确的是（　　）
A．轿厢斜向上匀速运动时，它的机械能在减小
B．在加速起步阶段，轿厢里的乘客受到的惯性逐渐变大
C．在滑轮处涂抹润滑油是为了增大滑轮与轴间的摩擦力
D．钢索对轿厢的拉力与轿厢对钢索的拉力是一对相互作用力
【答案】D
【解答】解：A、轿厢斜向上匀速运动时，它的速度和质量不变，则动能不变；它的高度增大，则重力
势能增大，所以它的机械能增大，故 A 错误；
B、轿厢里的乘客的质量不变，所以乘客的惯性不变，故 B 错误；
C、在滑轮处涂抹润滑油是为了减小滑轮与轴间的摩擦，故 C 错误；
D、钢索对轿厢的拉力与轿厢对钢索的拉力是一对相互作用力，故 D 正确。
故选：D。
考点十一 机械能的转化
13．如图所示，一轻质弹簧左端固定，右端系一小物块，物块与水平面的最大静摩擦力和滑动摩擦力都为
f，弹簧无形变时，物块位于 O 点．每次都把物块拉到右侧不同位置由静止释放，释放时弹力 F 大于 f，
物体沿水平面滑动一段路程直到停止．下列说法中正确的是（　　）
A．释放时弹性势能等于全过程克服摩擦力做的功
B．每次释放后物块速度达到最大的位置保持不变
C．从开始释放到运动到 O 点，速度一直在减小
D．物块到达 O 点时速度最大
【答案】B
【解答】解：A、如果最终恰好停止在 O 点，则释放时弹性势能等于全过程克服摩擦力做的功，如果不
是 O 点，则仍有弹性势能，故释放时弹性势能大于全过程克服摩擦力做的功，故 A 错误；
BCD、开始释放时，弹力大于摩擦力，做加速运动，当弹力小于摩擦力则减速，因而弹力等于摩擦力的
位置速度最大，故每次弹力等于摩擦力位置不变，且速度最大的点在 O 的右侧，则释放到 O 的过程，速
度先变大后变小，故 B 正确，CD 错误。
故选：B。
14．如图所示，两个完全相同的小木块 A 和 B 分别沿高度相同、倾角不同的光滑斜面由顶端自由下滑，不
计空气阻力，当两木块滑到斜面底端时的速度 vA　＝　vB（选填“＞”“＝”或“＜”）。
【答案】＝。
【解答】解：两个完全相同的小木块 A 和 B 分别沿高度相同、倾角不同的光滑斜面由顶端自由下滑，不
计空气阻力，机械能是守恒的；开始时，A 和 B 的质量相同，高度相同，重力势能相同；由于机械能守
恒，到达底端时，重力势能全部转化为动能，所以动能的大小相同，由于质量相同，所以速度相同。
故答案为：＝。
考点十二 机械能守恒条件
15．2023 年 12 月 30 日 8 点 13 分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将卫星互联网
技术试验卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。这是中国航天 2023 年的收官
之作，也是全年第 67 次发射，连续第三年刷新了年度发射数量纪录。如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球
运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列
说法正确的是（　　）
A．卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒
B．卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒
C．卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒
D．卫星从近地点运行到远地点，重力势能减小，动能减小，机械能不守恒
【答案】B
【解答】解：AB、卫星在大气层外运行，不受空气阻力，其机械能是守恒的；卫星从远地点运行到近地
点，质量不变，高度减小，因此重力势能减小，而速度增大，动能增大；故 A 错误，B 正确；
CD、卫星从近地点运行到远地点，质量不变，高度增大，因此重力势能增大，而速度减小，动能减小；
故 CD 错误。
故选：B。
考点十三 机械能和其他形式能的转化
16．2024 年 4 月 25 日 20 时 59 分，神舟十八载着三位航天员叩问苍穹。火箭从发射到升空过程中涉及的物
理知识说法正确的是（　　）
A．火箭加速升空过程中，机械能转化成内能
B．火箭加速升空过程中，火箭搭载的卫星相对于火箭是静止的
C．火箭加速升空过程中，发动机推力和火箭重力是一对相互作用力
D．火箭升空过程中航天员质量减小
【答案】B
【解答】解：A、火箭加速升空过程中，质量不变，速度变大，高度变大，动能增大，重力势能增大，
机械能增大，其他形式的能转化为机械能，故 A 错误；
B、火箭升空过程中，神舟十八号飞船相对于运载火箭位置没有发生变化，是静止的，故 B 正确；
C、火箭加速升空过程中，速度大小变化，即运动状态变化，受力不平衡，发动机推力和火箭重力大小
不相等，不是一对相互作用力，故 C 错误；
D、火箭升空过程中航天员质量不变，故 D 错误。
故选：B。
一．选择题（共 9 小题）
1．2023 年 5 月 8 日，全红蝉以五跳两满分的成绩，夺得跳水世界杯第二站比赛的冠军。下列对全红蝉在空
中下落过程的分析，其中正确的是（　　）
A．动能不变，重力势能变大
B．动能变大，机械能变大
C．重力势能转化为动能
D．动能转化为重力势能
【答案】C
【解答】解：全红蝉在空中下落过程中，速度变大，质量不变，动能增大；全红蝉的高度变小，质量不
变，重力势能减小，重力势能转化为动能。
故选：C。
2．高空抛物被称为“悬在城市上方的痛”，这是因为高处的物体具有较大的（　　）
A．弹性势能 B．重力势能 C．动能 D．内能
【答案】B
【解答】解：“高空抛物”说明物体一开始所处的高度很高，一定质量的物体，高度越高，物体的重力
势能越大，在下落过程中将重力势能转化为动能就越多，危害就会越大，故 B 正确。
故选：B。
3．图甲中小车从 A 点出发，先后经过 B、C、D、E 点。图乙是过山车在 B、C、D、E 点的动能和重力势
能大小的示意图，则下列说法正确的是（　　）
A．在 D 点时一切外力消失，过山车动能为零
B．B 点到 C 点的过程中，过山车的机械能是守恒的
C．D 点到 E 点的过程中，过山车速度越来越快，过山车机械能守恒的
D．过山车的机械能在 B 点最大
【答案】D
【解答】解：A、由图乙可知，在 D 点时过山车的动能不为零，有一定速度，所以若此时一切外力消失，
过山车将做匀速直线运动，过山车动能为零，故 A 错误；
BD、整个过程中，小车克服阻力做功，机械能逐渐变小，过山车的机械能在 B 点最大，故 B 错误，D
正确；
C、D 点到 E 点的过程中，过山车速度越来越快，过山车重力势能转化为动能，克服阻力做功，一部分
机械能转化为内能，故 C 错误。
故选：D。
4．2024 年 4 月 25 日，神舟十八号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，如图所示，火箭在加速上升过
程中。下列说法正确的是（　　）
A．以航天员为参照物、火箭是运动的
B．火箭上升过程中动能不变
C．火箭上升过程中动能转化为重力势能
D．火箭上升过程中机械能增加
【答案】D
【解答】解：A、在火箭加速上升过程中，火箭与航天员之间的位置变化，以航天员为参照物，火箭是
运动的，故 A 运动；
B、火箭在加速上升过程中，火箭的速度增加，其动能增大，故 B 错误；
CD、火箭上升过程中从能量转化的角度来看，消耗燃料的化学能，产生内能，而后再将内能转化为火箭
的机械能，其动能增大，机械能增大，故 C 错误，D 正确。
故选：D。
5．如图，跳伞运动员正在空中匀速直线下落，已知运动员和降落伞总重 1000N，下列说法错误的是（　　）
A．下降过程中，以降落伞为参照物，运动员是静止的
B．下降过程中，运动员和降落伞总的机械能减小
C．下降过程中，运动员的重力势能减小，重力势能主要转化为动能
D．运动员和降落伞受到阻力大小 1000N，方向竖直向上
【答案】C
【解答】解：A、下降过程中，跳伞运动员相对于降落伞位置保持不变，以降落伞为参照物，跳伞运动
员是静止的，故 A 正确；
BC、跳伞运动员在空中匀速直线下落，运动员和降落伞的质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，
重力势能减小，机械能减小，运动员的重力势能没有转化为动能，故 B 正确、C 错误；
D、由于运动员和降落伞在空中匀速直线下降，处于匀速直线运动状态，所以运动员和降落伞受到的阻
力与运动员和降落伞的总重力是一对平衡力，大小相等，方向相反，因此阻力大小为 1000N，方向为竖
直向上，故 D 正确。
故选：C。
6．如图所示，是我国“东风 17”从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，导弹飞行
时就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力强，难以拦截。在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．导弹在 C 点的动能大于 D 点动能
B．导弹从 O 点到 B 点过程中，火箭机械能一直在变大
C．导弹从 A 点到 B 点过程中，重力不做功
D．导弹飞至 E 点时，动能为 0
【答案】A
【解答】解：AB、导弹从 O 点到 B 点过程中，先加速升空，速度增大，动能增大，然后再减速上升，
动能又减小，高度增大重力势能增大，火箭机械能先变大后不变，导弹在 C 点的动能大于 D 点动能，由
于有阻力，机械能减小，而高度相同，重力势能相同，因而 C 点的动能大于 B 点，故 A 正确，B 错误；
C、A 到 B 在重力方向移动了距离，因而重力做功了，故 C 错误；
D、由于惯性，最高点继续运动，具有一定的速度，动能不为 0，故 D 错误。
故选：A。
7．小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲所示），小球的速度 v 和弹簧缩短的长度Δx 之间的关
系如图乙所示，其中 A 为曲线的最高点。已知该小球重为 2.2N，弹簧在受到撞击至压绳到最短的过程中
始终发生弹性形变，弹簧的弹力大小与形变成正比。下列说法正确的是（　　）
A．从撞击轻弹簧到它被压缩至最短的过程中，小球的重力做功的功率先减小后增大
B．从撞击轻弹簧到它被压缩到最短的过程中，小球的机械能先增大后减小
C．当小球的速度为 5.1m/s 时，小球受到弹簧的弹力达到最大
D．撞击轻弹簧到弹簧被压缩至最短的时候，小球受到的合力为 11.22N
【答案】D
【解答】解：A、由图乙知，从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球下落速度的变化情况
是先增大后减小，根据公式 P＝Fv 可知，小球的重力做功的功率先增大后减小，故 A 错误；
B、从撞击轻弹簧到它被压缩到最短的过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，所以小球与弹簧组成的整
体机械能守恒，弹簧的形变程度逐渐增大，则弹簧的弹性势能增加，小球的机械能将减小，故 B 错误；
C、由图乙知，小球的速度先增大，该过程中小球的重力大于弹簧对它的弹力，当Δx 为 0.1m 时，小球
的速度最大，然后速度减小，说明当Δx 为 0.1m 时（速度为 5.1m/s 时），小球受到弹簧对它的弹力 F 等
于其重力 G，小球压缩弹簧至最低过程中，弹簧弹力最大，故 C 错误；
D、小球的速度最大时，即小球的形变量为 0.1m，小球受到弹簧对它的弹力 F 等于其重力 G，此时小球
的弹力 F＝G＝2.2N，则弹簧的劲度系数 k＝ ＝ ＝22N/m，
弹簧的形变量最大时弹力最大，由胡克定律知，小球受到的最大弹力为 Fmax＝kxmax＝22N/m×0.61m＝
13.42N，
此时小球受到的合力为 F 合＝Fmax﹣G＝13.42N﹣2.2N＝11.22N，故 D 正确。
故选：D。
8．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，关于
该同学在上述过程中，下列有关说法正确的是（　　）
A．助跑速度越大跳得越远，是因为速度越大惯性越大
B．跳到最高点时，若受到的力全部消失，人将静止
C．从起跳到落地的过程中，机械能一直变小
D．起跳后到最高点的过程中，重力势能的增加量等于动能的减小量
【答案】C
【解答】解：A．惯性与物体的质量有关，与速度无关，助跑速度越大跳得越远，是因为动能大，而惯
性不变，故 A 错误；
B、最高点速度不等 0，跳到最高点时，若受到的力全部消失，人将保持原来是速度做匀速直线运动，
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 正确；
D、起跳后到最高点的过程中，高度增大，质量不变，重力势能增大，速度减小，动能减小，但由于有
空气阻力，重力势能的增加量小于动能的减小量，故 D 错误。
故选：C。
9．质量相等的甲、乙两个物体从同一斜面的同一高度处以相同的初速度向下运动，每隔相等时间曝光一次
得到的频闪照片如图所示，从照片发现甲物块匀速下滑，乙小球加速滚下。则甲、乙物体在斜面上运动
的过程中（　　）
A．甲物块的重力势能转化为动能
B．乙小球的动能转化为重力势能
C．两个物体在初始位置的机械能相同
D．两个物体在斜面底端的机械能相同
【答案】C
【解答】解：A、甲匀速下滑，质量不变，所以动能不变；甲的质量不变，高度变小，所以重力势能变
小；则该过程中甲的重力势能没有转化为动能，故 A 错误。
B、乙加速滚下，质量不变，所以动能变大；乙的质量不变，高度变小，所以重力势能变小；则该过程
中乙的重力势能转化为动能，故 B 错误。
C、甲、乙质量相等，在初始位置时的高度相等，重力势能相等，在初始位置时两物体速度均为零，动
能均为零，所以机械能相同，故 C 正确。
D、甲、乙质量相等，在斜面底端时的高度相等，重力势能相等；两个物体从斜面向下运动时初速度相
等，甲匀速下滑，乙加速滚下，则到达斜面底端时，乙的速度大于甲的速度，乙的动能甲的动能，所以
在斜面底端时，甲的机械能小于乙的机械能，故 D 错误。
故选：C。
二．填空题（共 5 小题）
10．小明搭乘高铁到成都，列车在运行中，以行李架上的行李为参照物，坐在座椅上的小明是 　静止　
（选填“静止”或“运动）的；列车到站刹车后仍会向前滑行段距离，是由于列车具有 　惯性　；从刹
车到列车停稳前，列车的动能 　变小　。
【答案】静止；惯性；变小。
【解答】解：列车运行中，以行李架上的行李为参照物，坐在座椅上的小明的位置没有发生变化变，则
坐在座椅上的小明是静止的；列车刹车后仍会向前滑行一段距离，是由于列车具有惯性，保持原来的运
动状态继续运动；物体的动能与物体的质量和速度有关，从刹车到列车停稳前，列车的质量不变，速度
变小，所以列车的动能变小。
故答案为：静止；惯性；变小。
11．篮球运动轨迹如图 1 所示。篮球在运动过程中经过 M、N 两点，其动能和重力势能的参数如图 2 所示。
（1）通过数据计算可得，小球在 M 点时的机械能为 　320　J；
（2）篮球在 M 点时离地高度 　小于　小球在 N 点时的离地高度；在 M 点时的速度 　小于　N 点时的
速度（前两空选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）在整个运动过程中，小球的机械能 　不守恒　（选填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】（1）320；（2）小于；小于；（3）不守恒。
【解答】解：（1）根据图 2 可知，小球在 M 点时的机械能为：E＝ ＝ ＝320J；
（2）小球在 N 点的机械能为：E'＝ ＝ ＝500J，此时的重力势能势能为：500J×60%＝300J，
所以小球在 M 点时的重力势能小于小球在 N 点时的重力势能；M 点的高度小于 N 点，
M 点的动能为 320J×25%＝80J；小于 N 点的动能 200J，故 M 点的速度小于 N 点；
（3）由于各点的机械能不同，说明机械能不守恒。
故答案为：（1）320；（2）小于；小于；（3）不守恒。
12．撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑
杆起跳上升、越杆下落，到达最高点的过程中是动能和 　弹性势　（动/重力势/弹性势，下同）能转化
为 　重力势　能，下落过程中 　动　能逐渐增加。下落过程中，运动员以自己为参照物，发现地面是 　
运动　（静止/运动）的。
【答案】弹性势；重力势；动；运动。
【解答】解：到达最高点的过程中，撑杆的弹性形变程度变小，弹性势能变小，运动员的质量不变，速
度变小，动能变小，高度变大，重力势能变大，是动能和弹性势能转化为重力势能；
下落过程中，运动员的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能逐渐增加变大；
运动员以自己为参照物，会看到地面与自己的位置不断发生变化，在运动。
故答案为：弹性势；重力势；动；运动。
13．今年的哈尔滨冰雪大世界再次推出史上最长超级冰滑梯。如图所示超级冰滑梯长度约 500m，游客乘坐
雪橇板从冰滑梯上滑下所用时间约为 50s，则游客的平均速度是 　10　m/s，以雪橇板为参照物，该游客
是 　静止　的，在游客下滑的过程中，重力势能逐渐 　减小　（选填“增大”或“减小”）。
【答案】10；静止；减小。
【解答】解：（1）游客的速度是：v＝ ＝ ＝10m/s；
（2）以雪橇板为参照物，该游客相对于雪橇板的位置不变化，以雪橇板为参照物，该游客是静止的；
（3）在游客下滑的过程中，游客的质量不变，高度减小，重力势能逐渐减小。
故答案为：10；静止；减小。
14．如图所示是物理兴趣小组的同学制作的“橡皮筋动力车”。旋转扇叶，将橡皮筋拧紧；松手后，橡皮
筋的 　弹性势能转化为扇叶的动能　（填写不同形式机械能之间的转化），扇叶快速转动，小车运动起
来。当扇叶停止转动，小车仍能继续向前运动，因为小车具有 　惯性　。
【答案】弹性势能转化为扇叶的动能；惯性。
【解答】解：将橡皮筋拧紧，松手后，橡皮筋的弹性势能转化为扇叶的动能，扇叶快速转动，小车运动
起来。当扇叶停止转动，小车仍能继续向前运动，小车具有惯性。
故答案为：弹性势能转化为扇叶的动能；惯性。
三．实验探究题（共 3 小题）
15．某课外兴趣小组同学利用小车做如图物理小实验。
（1）如图甲，小车长度为 　1.80　cm；
（2）如图乙，小车 A 上固定磁体，小车 B 上固定铁块，将它们靠近一定距离后，固定小车 A，释放小
车 B，小车 B 向小车 A 运动，说明力是使物体 　运动状态改变　的原因；
（3）如图丙，探究“阻力对物体运动的影响”时，水平部分的材料依次选用棉布、木板和玻璃板，其目
的是 　减小　小车在水平面受到的阻力；正确操作后，小车三次在不同水平面上由运动变为静止过程中
克服阻力所做的功 　相等　（选填“相等”或“不相等”）；
（4）如图丁，放在光滑水平地面的小车一端与弹簧连接，弹簧另一端固定在墙壁上，小车位于 A 点时
弹簧恰好为自然长度，现从 B 点释放小车，小车在 B、C 之间运动，则弹性势能转化为动能的过程有 　
BD　。
A.从 A 到 B
B.从 B 到 A
C.从 A 到 C
D.从 C 到 A
【答案】（1）1.80；（2）运动状态改变；（3）减小；相等；（4）BD。
【解答】解：（1）图甲刻度尺上 1cm 之间有 10 个小格，所以一个小格代表的长度是 0.1cm，即此刻度
尺的分度值是 0.1cm＝1mm；小车左端与 0cm 刻度线对齐，刻度尺测量小车的长度是：1.80cm；
（2）固定小车 A，释放小车 B，小车 B 向小车 A 运动，运动状态改变，是受磁体的作用力，说明力是
使物体运动状态改变的原因；
（3）要探究的是阻力对物体运动的影响，因此，应控制小车在到达水平面时的初速度相同，只改变小车
运动时所受阻力的大小，这就是分别选用棉布、木板和玻璃板进行实验的目的；同一小车从斜面上相同
的高度由静止滑下，到达水平面时的速度相同，动能相同；小车在粗糙程度不同的水平面上由运动到静
止过程中，克服摩擦做功，动能转化为内能，由于动能相同，所以克服摩擦力所做的功也相同；
（4）现从 B 点释放小车，小车在 B、C 之间运动，两端形变最大，弹性势能最大，从 B 到 A 是弹性势
能转化为动能，而从 C 到 A 也是弹性势能转化为动能，故选：BD。
故答案为：（1）1.80；（2）运动状态改变；（3）减小；相等；（4）BD。
16．如图所示是某学习小组探究“动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分
别为 m、2m、3m）。
（1）让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的 　速度　。
（2）实验中通过比较 　木块 B 被小球撞击后移动的距离 s　来判断小球具有动能的大小。
（3）A 同学认为由步骤乙和步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为他的观点是 　错误　的（选
填“正确”或“错误”）。
（4）通过比较步骤甲和 　乙　（选填“乙”或“丙”）可以判断动能大小与物体质量的关系。
【答案】（1）速度；（2）木块 B 被小球撞击后移动的距离 s；（3）错误；（4）乙。
【解答】解：（1）让不同质量的两个小球从同一高度由静止滚下，使小球到达水平面时的速度是相同的；
（2）木块 B 被小球撞击后移动的距离 s 越大，说明小球对木块做的功越多，也反映了小球具有的动能越
大；木块的距离长短反映了物体动能的大小，这种方法叫作转换法；
（3）由图知实验步骤乙和实验步骤丙的质量和下落的高度都不同，不可以判断动能大小与速度的关系；
（4）要探究动能大小与物体质量的关系，需要控制速度相同，改变物体的质量，步骤甲、乙符合题意。
故答案为：（1）速度；（2）木块 B 被小球撞击后移动的距离 s；（3）错误；（4）乙。
17．小刚在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验时，提出了如下猜想：
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；
猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关。
为了验证上述猜想，他们利用小桌、沙子、透明的箱子、质量不同的重物进行实验。如图所示，把小桌
放在平整的沙面上，让重物从高处落下，撞击桌面的中心部位，桌腿陷入沙子。如图为实验过程中的有
关情景。
（1）实验探究的是 　重物　（选填“重物”或“小桌”）的重力势能。
（2）实验中通过比较 　桌腿陷入沙子的深度　来判断物体重力势能的大小。
（3）观察甲和乙两组实验，可以验证猜想，得出结论：当物体 　质量相同　时，物体所处高度越大，
重力势能越大。
（4）通过比较 　乙和丙　（选填“甲和乙”、“乙和丙”或“甲和丙”）两图，可得出的结论是：物
体所处高度相同时，物体 　质量越大　，重力势能越大。
【答案】（1）重物；（2）桌腿陷入沙子的深度；（3）质量相同；（4）乙和丙；质量越大。
【解答】解：（1）让重物从高处落下，探究重力势能的大小与哪些因素有关实验中，探究的是重物的重
力势能；
（2）实验中通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的，桌腿进入沙堆越深说明物体做的功
越多，它原来具有的重力势能越大，运用了转换法；
（3）研究重力势能与高度的关系要控制质量相同，比较甲、乙两图，物体的质量相同，乙图中物体的高
度较大，桌腿进入沙子较深，说明它的重力势能较大，可以得出：物体的质量相同时，所在高度越高，
重力势能越大；
（4）探究重力势能与质量的关系时，应保持物体的高度相同，由图甲、乙和丙可知，乙和丙两图满足实
验要求；丙图质量大，桌腿进入沙子较深，说明物体所处高度越相同时，物体质量越大，重力势能越大。
故答案为：（1）重物；（2）桌腿陷入沙子的深度；（3）质量相同；（4）乙和丙；质量越大。第 07 讲 动能 势能 机械能
模块一 思维导图串知识 1．知道动能、重力（弹性）势能及机械能的概念。
模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 2．了解影响动能、重力（弹性）势能大小的因素。
模块三 教材习题学解题 3．掌握探究影响动能、重力势能大小的实验过程。
模块四 核心考点精准练（13 大考点） 4．了解机械能的转化。
模块五 小试牛刀过关测
1、动能 势能 机械能的概念
（1）动能概念：物体由于运动而具有的能，叫做动能。一切物体都具有动能；单位：焦耳（J）。
（2）势能：弹性势能和重力势能统称为势能。
①重力势能概念：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能；单位：焦耳（J），重为 1N的物体（质量
约为 0.1kg），被举高 1m时所获得的能量，就是 1J。
②弹性势能概念：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能；单位：焦耳（J）。
（3）机械能：动能和势能之和称为机械能。
①动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能
的两种表现形式。
②机械能大小：动能和势能的总和。
2、动能和势能的大小变化
（1）影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。
（2）影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体
的重力势能就越大。
（3）影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势
能就越大。
3、动能和势能的转化与守恒
（1）动能和重力势能之间可以相互转化。动能和重力势能之间的相互转化一般发生在只受重力作用下的运
动过程中，例如滚摆在下降的过程中，越转越快，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化
为动能；滚摆在上升过程中，越转越慢，它的重力势能越来越大，动能越来越小，动能转化为重力势能；
（2）动能和弹性势能之间也可以相互转化。它可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间，例如，
从高处落下的皮球与地面撞击的过程中，由于皮球发生弹性形变，皮球的动能转化为弹性势能，皮球在恢
复形变的过程中，它的弹性势能转化为动能．拉弯的弓把箭射出去的过程中，拉弯的弓具有弹性势能，射
出去的箭具有动能，这是弓的弹性势能转化为箭的动能；
（3）机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。
做功角度：只有重力或弹力做功，无其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代数和为零；系统内如摩
擦阻力对系统不做功。
能量角度：首先只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；只有系统内能量的交换，没有与外
界的能量交换。
※机械能守恒一般都是理想状态下才发生的，物体能量的转化一般都不太可能只有机械能的转化，还有其
他能量的转化。
4、探究影响物体动能大小的因素
（1）提出问题：动能的大小与哪些因素有关？
（2）猜想和假设：动能的大小可能与物体的质量有关，还可能与物体的运动速度有关。
（3）实验器材：斜面、钢球、木块。
（4）实验步骤
①让同一个钢球从斜面的不同高度自由滚下，推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近。
②换用质量不同的钢球，让它们从斜面的同一高度自由滚下，推动木块移动，比较两次木块被推距离的远
近。
（4）实验现象
①同一钢球从不同高度滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球滚到平面上时的速度越大，木
块被推得越远。
②质量不同的钢球从同一高度滚下，钢球滚到平面上时的速度相同。质量越大的钢球将木块推得越远。
（5）得出结论
①物体动能的大小与物体的运动速度有关，物体运动速度越大，物体的动能越大。
②物体动能的大小与物体的质量有关，物体的质量越大，物体的动能越大。
（6）归纳总结
动能的大小与物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度
相同的物体，质量越大，它的动能也越大。
5、探究影响物体势能大小的因素
（1）物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能；例如：被举高的重锤，空中的飞机，阳台上的花盆等
都具有重力势能。
重力势能的大小与两个因素有关：一个是物体的质量，另一个是物体距零势能面的高度；当物体的质量一
定时，物体距零势能面的高度越大，其重力势能越大，物体距零势能面的高度越小，其重力势能越小；当
物体距零势能面的高度一定时，物体质量越大其重力势能越大，物体质量越小其重力势能越小；物体的质
量越大，举得越高，其重力势能就越大。
（2）物体由于发生形变而具有的能量叫做弹性势能；物体在外力作用下，它的形变会发生变化，称为形变；
如果将对物体施加的外力撤消，物体的形变能够完全消失，恢复原状，这种形变称为弹性形变；发生弹性
形变的物体有恢复原来形状的能力，具有做功的本领，因此具有能，这种能称为弹性势能。
弹性势能的大小与两个因素有关：一个是弹簧本身的性质，另一个是弹性形变的大小；当弹簧本身的性质
相同时，形变越大，它具有的弹性势能就越大，形变越小，具有的弹性势能就越小；当弹簧形变相同时，
性质不同的弹簧弹性势能不同。
教材习题 01 解题方法
通常，载重汽车造成的车祸比小 ①物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，一切物体都有
轿车造成的车祸严重的多，这是 惯性，惯性是物体的一种属性，惯性大小只跟物体的质量大
为什么？但有时也有例外，这又 小有关。
是为什么？ ②影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度……
【答案】
教材习题 03 解题方法
在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使其分 ①重力势能的大小与物体的质量和下落
别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑 高度有关，下落高度相同时，质量越大，
A、B，如图所示，皮球从较高处下落形成的圆 重力势能越大；质量相同时，下落高度越
斑是图中的哪一个？你判断的依据是什么？ 大，重力势能越大；皮球下落过程中，具
有的重力势能转化为动能，与地面碰撞接
触时又转化为弹性势能……
【答案】
教材习题 04 解题方法
如图所示，一个玩具弹簧放在斜面 ①动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越
（倾角约 30°）上端，将弹簧弯 大，动能越大。
曲一定程度后释放，观察弹簧的运 ②重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越
动情况，说说在弹簧运动的过程 大，高度越高，重力势能越大。
中，有哪些机械能发生了转化。 ③物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能，影响
弹性势能的因素有弹性形变的大小，在弹性限度内，弹性
形变越大，物体具有的弹性势能越大……
【答案】
教材习题 06 解题方法
如图所示，将一张卡片（约 9cm×5cm）对折，在开口的一 ①橡皮筋拉开后具有弹性势能，恢
边剪两个小豁口，然后套上橡皮筋，就做成了一个会跳的 复时转化为动能，卡片会跳起来。
卡片，将卡片反过来，用手把它在桌面上压平，使橡皮筋 ②弹性势能是指物体由于发生弹
伸长，迅速松开手，会出现什么现象？在此过程中，弹性 性形变而具有的能，决定弹性势能
势能、动能、重力势能是如何转化的？ 大小的因素是物体弹性形变的程
度……
【答案】
考点一 动能和势能的概念
1．投石带是人类使用的最古老的远射器具，如图所示，它由索绳和石头构成，投掷者手握索绳一端，将石
头飞向野兽，石头在空中向前运动的过程中（　　）
A．没有动能
B．没有重力势能
C．受到的重力方向竖直向下
D．重力减小
考点二 动能大小的比较
2．如图所示，农民赶着牛拉着铧犁在田里劳动，它们以相同速度向前行进，则其动能（　　）
A．农民最大 B．铧犁最大 C．牛最大 D．一样大
3．小安同学正在进行传接排球训练。他将排球斜向上抛出，排球的运动轨迹如图所示，a、b、c、d 为轨迹
上的点，其中 a、c 两点高度相同。若不计空气阻力，则排球在 a 点的动能 　 　（选填“大于”“等
于”或“小于”）在 d 点的动能。
考点三 势能大小的比较
4．如图所示，是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在 A、B、C、D 时，那么在哪一点时，此物体
的重力势能最大（　　）
A．在 A 点 B．在 B 点 C．在 C 点 D．在 D 点
考点四 动能和势能的转化
5．如图所示，舰载飞机正从“辽宁号”航母上起飞，下列说法中正确的是（　　）
A．飞机在起飞过程中，飞机的重力势能保持不变
B．飞机在航母甲板上加速飞行时，处于平衡状态
C．飞机从起跑到飞离航母的过程，航母始终漂浮，航母所受浮力大小保持不变
D．飞机飞行时由于机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速，从而获得升力
6．“投壶”是古代的一种投掷游戏。游戏时掷出的箭（用竹、木等制成）由于 　 　可以在空中继续飞
行；箭在下落过程中，将重力势能转化为 　 　能。
考点五 动能的影响因素
7．临沂沂水天上王城景区观看大型实景演出《王者之战》，感受金戈铁马、弯弓擒敌的气势！下列关于弯
弓射箭现象的分析不正确的是（　　）
A．离弦的箭受到重力、弹力和空气阻力
B．用力将弓拉弯，说明力可以改变物体的形状
C．弓被拉得越弯，弓所具有的弹性势能越大
D．飞出去的箭速度越大，动能越大
考点六 势能的影响因素
8．C919 是中国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机，让中国的
大飞机飞上蓝天，是国家的意志，人民的意志。图中 C919 正在向上爬升，下列有关说法正确的是（　　）
A．随着高度的增加，C919 的重力势能减小
B．随着高度的增加，机舱内气压小于舱外大气压
C．机翼下方气流的速度较大，气流对机翼下表面的压强较小
D．机翼上方气流的速度较大，气流对机翼上表面的压强较小
考点七 探究影响物体动能大小的因素
9．在探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，如图甲、乙、丙所示，将 A、B、C 三个钢球先后从
同一装置高度分别为 h1、h2、h3 的位置由静止开始滚下（mA＝mB＜mC，h1＝h3＞h2），水平面上同一位
置的木块被撞出一段距离后停下。请回答以下问题：
（1）该实验探究的是 　 　（选填“木块”或“钢球”）的动能；
（2）实验通过观察木块被钢球撞出后 　 　的长短，来判断钢球动能的大小，这种研究问题的方法
叫 　 　；
（3）比较 　 　两图进行的实验，可以探究钢球动能大小与速度有关；
（4）比较甲、丙两图进行的实验，可以探究钢球动能大小与 　 　有关。此探究过程中两球刚好
运动到水平面时的速度 　 　（选填“相等”或“不相等”）。
考点八 探究影响物体势能大小的因素
10．如图甲、乙是小华和小强两位同学探究“物体的动能和势能的大小与哪些因素有关”的实验装置。
（1）为了探究动能与质量的关系，小华利用图甲进行的实验如下：让质量 m＜M 的两个小球从斜面上
同一高度下滑，并撞击放在水平面上的木块，由于 M 在水平面上滑行一段距离之后再撞击木块，最终木
块在水平面上滑行的距离相同。于是小华根据实验得出结论：物体动能大小与质量无关。这个结论与我
们学习的结论不符，原因是 　；
（2）小强利用图乙探究物体重力势能与哪些因素有关的实验，三个相同木桩在沙中所处的初始深度相同，
A、B、C 三个物体的质量关系为：mA＝mB＜mC。图乙中 B、C 两物体从图示位置由静止释放，分别撞
击两木桩使之扎入沙坑的深度相同，由此 　 　（选填“能”或“不能”）说明 B、C 的初始重力势能
相同。
考点九 动能与势能的应用
11．如图所示，你一定动手做过这个“会跳的卡片”吧！图甲中，A 为外表面，B 为内表面，实验时用手把
卡片平压在桌面上，使橡皮筋伸长，当　 　（选填“A”或“B”）表面在下面时，卡片会弹跳得高一
些．在图乙、丙中（橡皮筋松弛），实验时　 　（选填“乙”或“丙”）图中卡片会弹跳得高一些，这
是因为其橡皮筋的　 　较大．
考点十 机械能的概念
12．如图所示，重庆长江索道有“空中走廊”之美誉。下列说法正确的是（　　）
A．轿厢斜向上匀速运动时，它的机械能在减小
B．在加速起步阶段，轿厢里的乘客受到的惯性逐渐变大
C．在滑轮处涂抹润滑油是为了增大滑轮与轴间的摩擦力
D．钢索对轿厢的拉力与轿厢对钢索的拉力是一对相互作用力
考点十一 机械能的转化
13．如图所示，一轻质弹簧左端固定，右端系一小物块，物块与水平面的最大静摩擦力和滑动摩擦力都为
f，弹簧无形变时，物块位于 O 点．每次都把物块拉到右侧不同位置由静止释放，释放时弹力 F 大于 f，
物体沿水平面滑动一段路程直到停止．下列说法中正确的是（　　）
A．释放时弹性势能等于全过程克服摩擦力做的功
B．每次释放后物块速度达到最大的位置保持不变
C．从开始释放到运动到 O 点，速度一直在减小
D．物块到达 O 点时速度最大
14．如图所示，两个完全相同的小木块 A 和 B 分别沿高度相同、倾角不同的光滑斜面由顶端自由下滑，不
计空气阻力，当两木块滑到斜面底端时的速度 vA　 　vB（选填“＞”“＝”或“＜”）。
考点十二 机械能守恒条件
15．2023 年 12 月 30 日 8 点 13 分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将卫星互联网
技术试验卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。这是中国航天 2023 年的收官
之作，也是全年第 67 次发射，连续第三年刷新了年度发射数量纪录。如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球
运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列
说法正确的是（　　）
A．卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒
B．卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒
C．卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒
D．卫星从近地点运行到远地点，重力势能减小，动能减小，机械能不守恒
考点十三 机械能和其他形式能的转化
16．2024 年 4 月 25 日 20 时 59 分，神舟十八载着三位航天员叩问苍穹。火箭从发射到升空过程中涉及的物
理知识说法正确的是（　　）
A．火箭加速升空过程中，机械能转化成内能
B．火箭加速升空过程中，火箭搭载的卫星相对于火箭是静止的
C．火箭加速升空过程中，发动机推力和火箭重力是一对相互作用力
D．火箭升空过程中航天员质量减小
一．选择题（共 9 小题）
1．2023 年 5 月 8 日，全红蝉以五跳两满分的成绩，夺得跳水世界杯第二站比赛的冠军。下列对全红蝉在空
中下落过程的分析，其中正确的是（　　）
A．动能不变，重力势能变大
B．动能变大，机械能变大
C．重力势能转化为动能
D．动能转化为重力势能
2．高空抛物被称为“悬在城市上方的痛”，这是因为高处的物体具有较大的（　　）
A．弹性势能 B．重力势能 C．动能 D．内能
3．图甲中小车从 A 点出发，先后经过 B、C、D、E 点。图乙是过山车在 B、C、D、E 点的动能和重力势
能大小的示意图，则下列说法正确的是（　　）
A．在 D 点时一切外力消失，过山车动能为零
B．B 点到 C 点的过程中，过山车的机械能是守恒的
C．D 点到 E 点的过程中，过山车速度越来越快，过山车机械能守恒的
D．过山车的机械能在 B 点最大
4．2024 年 4 月 25 日，神舟十八号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，如图所示，火箭在加速上升过
程中。下列说法正确的是（　　）
A．以航天员为参照物、火箭是运动的
B．火箭上升过程中动能不变
C．火箭上升过程中动能转化为重力势能
D．火箭上升过程中机械能增加
5．如图，跳伞运动员正在空中匀速直线下落，已知运动员和降落伞总重 1000N，下列说法错误的是（　　）
A．下降过程中，以降落伞为参照物，运动员是静止的
B．下降过程中，运动员和降落伞总的机械能减小
C．下降过程中，运动员的重力势能减小，重力势能主要转化为动能
D．运动员和降落伞受到阻力大小 1000N，方向竖直向上
6．如图所示，是我国“东风 17”从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，导弹飞行
时就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力强，难以拦截。在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．导弹在 C 点的动能大于 D 点动能
B．导弹从 O 点到 B 点过程中，火箭机械能一直在变大
C．导弹从 A 点到 B 点过程中，重力不做功
D．导弹飞至 E 点时，动能为 0
7．小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲所示），小球的速度 v 和弹簧缩短的长度Δx 之间的关系
如图乙所示，其中 A 为曲线的最高点。已知该小球重为 2.2N，弹簧在受到撞击至压绳到最短的过程中始
终发生弹性形变，弹簧的弹力大小与形变成正比。下列说法正确的是（　　）
A．从撞击轻弹簧到它被压缩至最短的过程中，小球的重力做功的功率先减小后增大
B．从撞击轻弹簧到它被压缩到最短的过程中，小球的机械能先增大后减小
C．当小球的速度为 5.1m/s 时，小球受到弹簧的弹力达到最大
D．撞击轻弹簧到弹簧被压缩至最短的时候，小球受到的合力为 11.22N
8．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，关于
该同学在上述过程中，下列有关说法正确的是（　　）
A．助跑速度越大跳得越远，是因为速度越大惯性越大
B．跳到最高点时，若受到的力全部消失，人将静止
C．从起跳到落地的过程中，机械能一直变小
D．起跳后到最高点的过程中，重力势能的增加量等于动能的减小量
9．质量相等的甲、乙两个物体从同一斜面的同一高度处以相同的初速度向下运动，每隔相等时间曝光一次
得到的频闪照片如图所示，从照片发现甲物块匀速下滑，乙小球加速滚下。则甲、乙物体在斜面上运动
的过程中（　　）
A．甲物块的重力势能转化为动能
B．乙小球的动能转化为重力势能
C．两个物体在初始位置的机械能相同
D．两个物体在斜面底端的机械能相同
二．填空题（共 5 小题）
10．小明搭乘高铁到成都，列车在运行中，以行李架上的行李为参照物，坐在座椅上的小明是 　 　（选
填“静止”或“运动）的；列车到站刹车后仍会向前滑行段距离，是由于列车具有 　 　；从刹车到
列车停稳前，列车的动能 　 　。
11．篮球运动轨迹如图 1 所示。篮球在运动过程中经过 M、N 两点，其动能和重力势能的参数如图 2 所示。
（1）通过数据计算可得，小球在 M 点时的机械能为 　 　J；
（2）篮球在 M 点时离地高度 　 　小球在 N 点时的离地高度；在 M 点时的速度 　 　N 点时的速度
（前两空选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）在整个运动过程中，小球的机械能 　 　（选填“守恒”或“不守恒”）。
12．撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑
杆起跳上升、越杆下落，到达最高点的过程中是动能和 　 　（动/重力势/弹性势，下同）能转化
为 　 　能，下落过程中 　 　能逐渐增加。下落过程中，运动员以自己为参照物，发现地面
是 　 　（静止/运动）的。
13．今年的哈尔滨冰雪大世界再次推出史上最长超级冰滑梯。如图所示超级冰滑梯长度约 500m，游客乘坐
雪橇板从冰滑梯上滑下所用时间约为 50s，则游客的平均速度是 　 　m/s，以雪橇板为参照物，该游
客是 　 　的，在游客下滑的过程中，重力势能逐渐 　 　（选填“增大”或“减小”）。
14．如图所示是物理兴趣小组的同学制作的“橡皮筋动力车”。旋转扇叶，将橡皮筋拧紧；松手后，橡皮筋
的 　 　（填写不同形式机械能之间的转化），扇叶快速转动，小车运动起来。
当扇叶停止转动，小车仍能继续向前运动，因为小车具有 　 　。
三．实验探究题（共 3 小题）
15．某课外兴趣小组同学利用小车做如图物理小实验。
（1）如图甲，小车长度为 　 　cm；
（2）如图乙，小车 A 上固定磁体，小车 B 上固定铁块，将它们靠近一定距离后，固定小车 A，释放小
车 B，小车 B 向小车 A 运动，说明力是使物体 　 　的原因；
（3）如图丙，探究“阻力对物体运动的影响”时，水平部分的材料依次选用棉布、木板和玻璃板，其目
的是 　 　小车在水平面受到的阻力；正确操作后，小车三次在不同水平面上由运动变为静止过程
中克服阻力所做的功 　 　（选填“相等”或“不相等”）；
（4）如图丁，放在光滑水平地面的小车一端与弹簧连接，弹簧另一端固定在墙壁上，小车位于 A 点时
弹簧恰好为自然长度，现从 B 点释放小车，小车在 B、C 之间运动，则弹性势能转化为动能的过程有 　 　。
A.从 A 到 B B.从 B 到 A C.从 A 到 C D.从 C 到 A
16．如图所示是某学习小组探究“动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分
别为 m、2m、3m）。
（1）让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的 　 　。
（2）实验中通过比较 　 　来判断小球具有动能的大小。
（3）A 同学认为由步骤乙和步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为他的观点是 　 　的（选
填“正确”或“错误”）。
（4）通过比较步骤甲和 　 　（选填“乙”或“丙”）可以判断动能大小与物体质量的关系。
17．小刚在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验时，提出了如下猜想：
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；
猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关。
为了验证上述猜想，他们利用小桌、沙子、透明的箱子、质量不同的重物进行实验。如图所示，把小桌
放在平整的沙面上，让重物从高处落下，撞击桌面的中心部位，桌腿陷入沙子。如图为实验过程中的有
关情景。
（1）实验探究的是 　 　（选填“重物”或“小桌”）的重力势能。
（2）实验中通过比较 　 　来判断物体重力势能的大小。
（3）观察甲和乙两组实验，可以验证猜想，得出结论：当物体 　 　时，物体所处高度越大，
重力势能越大。
（4）通过比较 　 　（选填“甲和乙”、“乙和丙”或“甲和丙”）两图，可得出的结论是：物体
所处高度相同时，物体 　 　，重力势能越大。

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