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初中科学浙教版 九年级上册 第三章 第2节 机械能 同步练习
一、选择题
1．将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压(如图所示)，放手后笔会向上弹起一定高度。下列关于该过程中能量变化的叙述，正确的是 (　　)
A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小
B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大
C．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大
D．笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】物体的重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大；
弹性势能与弹性形变量有关，形变量越大，弹性势能越大。
【解答】AD、向下按笔的过程中，弹簧的形变量增大，弹性势能增大，向上弹起时，形变量减小，弹性势能将减小，故AD错误；
BC、向下按笔的过程中，笔的质量不变，高度降低，可知重力势能减小，向上弹起时，笔的高度增大，重力势能增大，故B错误，C正确。
故答案为：C。
2．如图所示是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时 (　　)
A．重力势能不同，动能相同 B．重力势能不同，动能不同
C．重力势能相同，动能相同 D．重力势能相同，动能不同
【答案】D
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能守恒
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】由图可知，滚摆上升的最高点在降低，说明机械能不守恒。由图可知，甲和乙高度相同，说明重力势能相同，由于机械能不守恒，可知乙的机械能更小，所以乙的动能更小。
故答案为：D。
3．小金将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落，不计空气阻力。小球从离开手后到落回手中之前，对于此过程中能量变化的分析，正确的是 (　　)
A．动能先增大后减小 B．势能先减小后增大
C．机械能先减小后增大 D．机械能保持不变
【答案】D
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】小球上升时，速度逐渐减小，高度变高，动能转化为重力势能，可知动能减小，重力势能增大；下落时，高度变低，速度增大，重力势能转化为动能，可知重力势能减小，动能增大。不计空气阻力，只有机械能内部的转化，可知机械能守恒。
故答案为：D。
4．（2024九上·台州期中）某同学通过斜面实验认识能量、运动和力的关系（如图，A、B两点等高）。忽略摩擦及空气阻力，小滑块由静止滑下，下列说法错误的是（　　）
A．小滑块下滑过程中机械能守恒
B．小滑块上升过程中内能不断增加
C．小滑块从A点静止滑下，能到达B点
D．小滑块起始位置越高，到达斜面底端速度越大
【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】机械能包括动能和势能，忽略空气阻力和摩擦，可知没有能量转化为内能，即机械能守恒。动能与物体的质量和速度有关，质量一定时，速度越大，动能越大；重力势能与物体的质量和高度有关，质量一定时，高度越高，重力势能越大。【解答】A、忽略摩擦及空气阻力，小滑块运动过程中只有动能和重力势能的转化，机械能守恒，故A正确，不符合题意；
B、小滑块上升过程中，因忽略摩擦及空气阻力，小滑块的内能不变，故B错误，符合题意；
C、小滑块在滑动时机械能守恒，A点和B点等高重力势能和动能都相等，所以从A点静止滑下，能到达B点，故C正确，不符合题意；
D、小滑块在斜面上由静止开始向下运动，重力势能转化为动能，起点位置越高，重力势能越大，到达斜面底端时的动能越大，速度越大，故D正确，不符合题意。
故答案为：B。
5．把金属小球放在O 处，使其由静止滚下，沿轨道先后通过轨道上b、c，再通过b，最终恰好落在 d 处停下，如图所示。观察小球滚动的全过程，有关能量随小球位置变化的大致趋势正确的是(　　)
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】小球从O点滚下，到b点，高度降低，重力势能转化为动能，可知重力势能减小，动能增大；b到c，高度变高，部分动能转化为重力势能，此时小球的动能不为零；再由c到b，重力势能又转化为动能，从c到d，动能全部转化为重力势能，由于d比O点位置低，可知重力势能小于O点。
故答案为：D。
6．（2023九上·杭州期中）2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的运载火箭成功发射，进入轨道后天舟六号与我国空间站完成对接形成组合体。下列说法正确的是（　　）
A．加速升空时，天舟六号机械能不变
B．进入轨道后，天舟六号的惯性消失
C．对接靠近时，以”天和”舱为参照物，天舟六号是静止的
D．对接成功后，组合体绕地运行过程中运动状态发生改变
【答案】D
【知识点】参照物及其选择；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】A.机械能=动能+重力势能；
B.一切物体都有惯性；
C.根据参照物的知识判断；
D.静止变运动，运动变静止，速度大小改变或运动方向改变，都是运动状态的改变。
【解答】A.加速升空时，天舟六号的质量不变，高度增大，则重力势能增大；速度增大，则动能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，机械能变大，故A错误；
B.进入轨道后，天舟六号的惯性保持不变，故B错误；
C.对接靠近时，以”天和”舱为参照物，天舟六号的位置不断改变，是运动的，故C错误；
D.对接成功后，组合体绕地运行过程中速度大小和方向不断改变，即运动状态改变，故D正确。
故选D。
7．立定跳远时的动作分解如图所示，在此过程中，运动员（　　）。
A．上升时，动能减小，势能减小 B．上升时，动能增大，势能增大
C．下落时，势能增大，动能减小 D．下落时，势能减小，动能增大
【答案】D
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】 动能和势能是能量中的两种分类，其中势能分为弹性势能和重力势能。1、动能：物体因为运动而具有的能量称为动能。物体只要运动就有动能。影响动能的因素有：速度和质量。当物体质量不变时，速度越快，动能越大；当物体速度不变时，物体质量越大，动能越大。2、弹性势能：物体因为发生弹性形变而具有的能量。影响弹性势能的因素有：弹性形变，物体弹性形变越大，弹性势能就越大。3、重力势能：物体因为被举高而具有的能量。只要物体被举高，它就具有重力势能。影响重力势能的因素有：被举高度，质量。当物体质量不变时，被举得越高，重力势能越大；当被举高度不变时，质量越大重力势能越大。
【解答】A. 上升时，动能减小，势能增加，A错误；
B. 上升时，动能减小，势能增大，B错误；
C. 下落时，势能减小，动能增大，C错误；
D. 下落时，势能减小，动能增大 ，D正确；
故答案为：D。
8．（2025九上·江北期末）2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭点火发射，将3名航天员送入太空。飞船经历了点火、起飞、过渡及入轨等几个阶段，下列说法正确的是（　　）
A．燃气燃烧推动火箭上升，与发动机压缩冲程的能量转化相似
B．火箭竖直加速上升，重力势能转化为动能，机械能不变
C．飞船穿越大气层与大气摩擦时机械能不守恒
D．飞船利用太阳能电池翼作为能量来源，是将太阳能转化为内能
【答案】C
【知识点】能量的转化与守恒定律；动能和势能的转化与守恒；热机的工作原理
【解析】【分析】 A.发动机四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，排气和吸气冲程没有能的转化；
B.动能与质量和速度有关；重力势能与质量和高度有关；动能和势能统称为机械能；
C.考虑空气和摩擦阻力时，一部分机械能会转化为内能，机械能总和会减少；
D.太阳能帆板工作时将太阳能转化为电能。
【解答】A．根据题意可知，燃气燃烧推动火箭上升，将内能转化为机械能，与做功冲程能量转化相同，故A错误；
B．火箭竖直加速上升，质量不变，高度增大，则重力势能增加；质量不变，速度增大，则动能增加，因此机械能增加，故B错误；
C．飞船穿越大气层与大气摩擦，克服摩擦做功，因此机械能减少，故C正确；
D．飞船利用太阳能电池翼作为能量来源，是将太阳能转化为电能，故D错误。
故选C。
9．（2024九上·杭州月考）如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一小物体m连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点静止，物体与水平地面间的摩擦力恒定，下列说法中正确的是（　　）
A．物体从A到B动能越来越大，从B到C动能越来越小
B．物体从A到B动能越来越小，从B到C所受合力不变
C．物体从A到B动能先增大后减小，从B到C动能一直减小
D．物体在B点动能最大
【答案】C
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】比较弹力和摩擦力的大小关系，从而确定合力的方向和大小，进而确定物体的运动状态的变化即可。
【解答】根据题意可知，从A到B过程中，弹簧的弹力水平向右，物体受到的摩擦力水平向左。
在开始的一段时间内，弹簧的弹力先大于摩擦力，则物体做加速运动。随着弹力的减小，当弹力等于摩擦力时，合力为零，此时加速停止，此时速度最大。此后弹力小于摩擦力，合力向左，则物体做减速运动。
所以物体从A到B过程中，动能先增大后减小。B点时弹力为零，则从B到C过程中，动能一直减小，故AB错误，C正确；
D. 物体在B点时，不是速度最大的位置，已经进入减速阶段，所以在B点动能不是最大，故D错误。
故选C。
10．（2025九上·上虞期末）如图所示，一小球从A点以一定的速度v沿粗糙的弧形轨道滚下，依次经过高度相同的B点和C点。下列关于小球滚动过程的分析不正确的是（　　）
A．小球在B点的动能等于C点动能
B．速度v达到一定大小时，小球能到达E点
C．小球在B点的机械能大于C点的机械能
D．小球从A点到B点的过程中，减少的重力势能大于小球增加的动能
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】影响动能的因素是速度和质量；影响重力势能的因素是质量和高度；机械能为动能和势能的和，由于轨道是粗糙的，故机械能不守恒。
【解答】AC根据题意可知，小球运动过程中要克服摩擦做功，将机械能转化为内能，则整个过程中小球的机械能逐渐减小，那么小球在B点的机械能大于C点的机械能；
B点和C点高度相同，则B点和C点的重力势能相同。根据“机械能=动能+重力势能”可知，B点的动能大于C点的动能，
故A错误符合题意，C正确不合题意；
B．当A点速度较大，动能较大时，到达D点时还有剩余的动能，则小球能会到达E点，故B正确不符合题意；
D．小球从A点到B点的过程中，一部分机械能转化为内能，减少的重力势能大于小球增加的动能，故D正确，不符合题意。
故选A。
11．（2025九上·杭州期中）如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的(　　)
A．重力势能减小，动能增大 B．重力势能减小，机械能减小
C．动能不变，机械能不变 D．重力势能不变，机械能减小
【答案】B
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】动能与质量和速度大小有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能。
【解答】木块在匀速下滑的过程中，质量不变，且速度不变，则动能不变；高度减小，则重力势能减小。根据“机械能=动能+重力势能”可知，它的机械能减少；
故选B。
12．（2025九上·南湖期末）2024年6月25日，探月工程“嫦娥六号”返回器成功着陆，实现世界首次月背采样。这次返回任务采用了高速再入轨道技术。返回轨道如图所示，返回器以“打水漂”的方式返回，避免了返回器由于速度过快存在燃烧殆尽的风险。下列有关返回器分析错误的是（　　）
A．这种返回方式能有效减小返回器的动能
B．返回过程中，返回器的机械能始终守恒
C．反弹过程中，返回器的动能部分转换为势能
D．返回过程中，返回器要克服摩擦力做功产生热能
【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）动能大小与物体质量和速度有关，速度减小，动能减小。
（2）机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，不受其他外力或其他外力做功为零。
（3）动能和势能可以相互转化，上升过程中动能转化为势能。
（4）物体克服摩擦力做功，机械能转化为内能。
【解答】A、每次进入大气层时，返回器的动能第二次比第一次小，可以有效减小返回器的动能，故A正确，不符合题意；
B、返回过程中，返回器的机械能不断的转化为内能，因此机械能不断减小，故B错误，符合题意；
C、反弹过程中，返回器的高度增大，则动能部分转换为重力势能，故C正确，不符合题意；
D、返回过程中，返回器要克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，故D正确，不符合题意。
故答案为：B。
13．（2025九上·余杭期末）2019年5月17日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭成功发射第45颗北斗导航卫星。如图所示是北斗卫星随火箭加速上升与沿椭圆轨道绕地球运行时的情景。下列说法错误的是（　　）
A．运载火箭加速上升过程中，重力势能变大，动能增大
B．运载火箭加速升空是利用了物体间力的作用是相互的
C．北斗卫星绕轨道运行时受到非平衡力的作用
D．北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，动能变大，机械能守恒
【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）（4）物体由于运动而具有的能叫动能，质量越大，速度越大，动能就越大；物体由于被举高而具有的能叫重力势能，质量越大，高度越高，重力势能就越大；
（2）物体间力的作用是相互的；
（3）物体受平衡力的作用处于平衡状态。
【解答】A、火箭加速上升的过程中，质量不变，速度变大、高度增加，所以，动能和重力势能都变大，故A正确，不符合题意；
B、火箭升空时向后喷出高温气体给空气一个向后的力，空气给火箭以反作用力，是利用了物体间力的作用是相互的，故B正确，不符合题意；
C、火箭入轨后做圆周运动运动状态不断改变，故受的力不是平衡力，故C正确，不符合题意；
D、卫星从近地点向远地点运行过程时，势能增大，动能减小，故D错误，符合题意。
故答案为：D。
14．（2025九上·黄岩期末）篮球从A点投向C点，运动轨迹如图所示，空气阻力不可忽略且大小恒定，下列说法正确的是（　　）
A．篮球在最高点B时动能为零
B．整个过程中篮球的机械能守恒
C．篮球在 A 点的动能大于 C 点的动能
D．篮球在上升过程中，重力势能转化为动能
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）动能的概念：物体由于运动而具有的能叫动能，其大小与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能越大。篮球在最高点 B 时，水平方向仍有速度，所以动能不为零。
（2）机械能守恒条件：只有在只有重力或弹力做功的物体系统内，机械能才守恒。本题中空气阻力不可忽略，空气阻力做功，机械能不守恒。
（3）能量转化分析：篮球从 A 点到 C 点过程中，由于空气阻力一直做负功，消耗机械能。A 点到 C 点，重力势能先增大后减小，且空气阻力一直做负功，根据能量关系可知 A 点动能大于 C 点动能。
（4）上升过程能量转化：篮球在上升过程中，质量不变，高度增加重力势能增大，速度减小动能减小，是动能转化为重力势能。
【解答】A、篮球在最高点B位置时，具有一定的质量，在水平方向上速度不为零，所以动能不为零，故A错误；
B、在这个过程中，存在空气阻力，篮球的机械能一部分转化为内能，所以篮球的机械能不守恒，故B错误；
C、篮球在A点的机械能大于篮球在C点的机械能，A点比C点高度低，所以A点的重力势能小于C点重力势能，所以篮球在A点的动能大于篮球在C点的动能，故C正确；
D、篮球在上升过程中，质量不变，高度增加，速度减小，所以篮球动能转化为重力势能，故D错误。
故答案为：C。
15．（2025九上·东阳期末）一中间有孔的木块套在光滑杆上，用手将该木块按压至距桌面H0处（如图甲），松手后，木块将上升到最大高度H（如图乙）。若摩擦忽略不计，则木块上升过程中（　　）
A．弹簧的弹性势能逐渐增大
B．木块的重力势能逐渐增大
C．木块的动能不断增大
D．整个过程中，木块的机械能不变
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，物体的质量越大，高度越高，重力势能越大；弹性势能与物体的形变量有关，形变量越大，弹性势能越大。不计摩擦，整个装置的机械能守恒，不是弹簧或者木块的机械能守恒。【解答】A、在木块上升的过程中，弹簧逐渐恢复原来形状，即形变程度逐渐减小，因此弹性势能逐渐减小，故A不符合题意；
B、由于木块的高度在逐渐增大，则木块的重力势能逐渐增大，故B符合题意；
C、木块在上升的过程中，速度先变大后变小，木块的动能先变大后变小，故C不符合题意；
D、由于一开始时木块是静止的，最终木块也是静止的，动能为0，而木块的高度增大，重力势能增大，因此木块的机械能变大，故D不符合题意。
故答案为：B。
二、填空题
16．某人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示，则卫星从远地点向近地点运行的过程中，　 　能转化为　 　能，机械能　 　(填“守恒”或“不守恒”)。
【答案】重力势；动；守恒
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】卫星从远地点向近地点运行的过程中，质量不变，高度降低，可知重力势能减小，转化为动能，只有机械能之间的相互转化，可知机械能守恒。
17．如图所示，分析小球在摆动过程中动能和势能的相互转化。
实验 过程 现象及分析
小球从 A点摆动到C点 从 A到B 小球的高度逐渐　 　，重力势能逐渐　 　；速度逐渐　 　，动能逐渐　 　；此过程中，　 　能转化为　 　能
从 B到C 小球的速度逐渐　 　，动能逐渐　 　；高度逐渐　 　，重力势能逐渐　 　；此过程中，　 　能转化为　 　能
【答案】变小；变小；变大；变大；重力势；动；变小；变小；变大；变大；动；重力势
【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】由图可知， 从A到B，小球高度变小，质量不变，重力势能减小，重力势能转化为动能，速度变大，动能变大。
从B到C，小球的高度变高，质量不变，重力势能增大，动能转化为重力势能，速度减小，动能减小。
18．机械能守恒
机械能守恒的条件 只有①　 　和②　 　相互转化，换言之，机械能与其他形式的能量之间没有相互转化
机械能守恒的实质 在一定条件下，动能与势能相互转化(机械能③　 　)
机械能守恒隐含条件 题目中有“光滑”“自由”“不计阻力”等词语，说明④　 　
机械能不守恒 如：小球下落时要与空气摩擦，小球的机械能会⑤　 　
如火箭升空时，火箭的机械能会⑥　 　
【答案】动能；势能；没有损失；不计摩擦；减小；增大
【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的概念；机械能守恒
【解析】【分析】动能和势能统称为机械能，机械能没有转化为其它形式的能量时，机械能守恒，若部分机械能转化为其它形式的能量，则机械能减小，若有其它形式的能量转化为机械能，则机械能增加。
【解答】机械能包括动能和势能，只有动能和势能相互转化时，机械能守恒，即机械能在转化过程中没有损失。机械能守恒时，没有机械能转化为内能，即没有摩擦，题中一般会有类似“光滑”“自由”“不计阻力”等词语作为提示。
小球下落时，部分机械能转化为内能，可知机械能将减小。
火箭升空时，质量几乎不变，速度和高度都增大，动能和重力势能都增大，可知机械能将增大。
19．（2025九上·临海期末）台州市青少年电脑机器人竞赛中，某参赛选手设计了一辆重力小车(如图所示) ，使用时先转动后轮将细线绕在绕线轮上，直至配重上升到支架的最高点。松手后，配重下落，带动车轮转动驱动小车前进。
（1） 支架上定滑轮的作用是　 　。
（2） 请从能量转化角度分析重力小车行驶的原因：　 　。
（3） 为了增加重力小车的行驶距离，请写出一种改进方法：　 　。
【答案】（1）改变力的方向
（2）配重的重力势能转化为小车的动能
（3）①增加钢球重力；②增加支架高度
【知识点】能量的相互转化和转移；势能的影响因素；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）定滑轮不生力不费力，但是能改变拉力的方向；
（2）根据图片可知，当配重降落时，拉动绳子，绳子拉动车轮转动，据此分析小车行驶的原因；
（3）重力势能与质量和高度有关，据此分析改进方法。
【解答】 （1）由定滑轮的特点可知，在该装置中，定滑轮的作用为改变力的方向；
（2）从能量转化的角度分析，配重能驱动小车行驶是因为配重的重力势能转化为小车的动能；
（3）让重力小车行驶的路程更远，需要增大配重的重力势能，即改进小车的方法有：①增加钢球重力；②增加支架高度。
20．（2025九上·慈溪期末）将同一小球以相同的速度 v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示小球在空中的运动轨迹(空气对小球的阻力忽略不计)。
（1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。
（2）小球能到达最高点的高度h1　 　h2(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】（1）不变
（2）大于
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒
【解析】【分析】（1）只能机械能之间转化时，机械能守恒。
（2）做斜抛运动时，最高点速度不为零，动能不为零。
【解答】（1）斜面光滑且不计空气阻力，小车在运动过程中只有动能与势能间的相互转化，机械能守恒。
（2）将同一小球以相同的速度 v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，说明刚开始时，小球的机械能相等，整个过程中小球的机械能守恒，即任意时刻小球的机械能都相同，甲中小球到达最高点时，速度为零，即动能为零，所有的动能都转化为重力势能。图乙中小球在最高的速度不为零，即动能不为零，部分动能转化为重力势能，可知在最高点时，甲图中的小球重力势能更大，可知最高点的高度更高，即。
21．（2025九上·南湖期末）在跳水运动中，若运动员以相同的速度v，分别向上方和斜上方起跳。若不考虑空气阻为。（向斜上方起跳时）上升到最高点时，运动员的动能　 　（选填“为零”或“不为零”）；运动员向上方起跳落水时速度大小　 　运动员向斜上方起跳落水时速度大小（选填“>”、“<”或“=”）。
【答案】不为零；=
【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）动能的大小与物体的质量和速度有关。
（2）机械能守恒条件：只有重力做功，机械能（动能与势能之和）保持不变。
（3）斜上抛运动在最高点时，竖直方向速度为0，但水平方向有速度。
（4）根据机械能守恒判断不同起跳方式落水时速度大小。
【解答】向斜上方起跳时，上升到最高点，运动员水平方向仍具有速度，因此动能不为零。
若不考虑空气阻为，运动员在整个运动过程中机械能守恒，因此运动员向上方起跳落水时速度大小等于运动员向斜上方起跳落水时速度大小。
22．（2025九上·余杭期末）如图轻质弹簧原长为2L，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到静止时，弹簧长度为L，现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接。光滑水平轨道与光滑半圆轨道相切。AB是长度为5L的水平轨道，B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切，用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度L，然后释放，P开始沿轨道运动，空气阻力忽略不计。
（1）从竖直放置在地面上的弹簧顶端，静止释放物块P，至弹簧被压缩后静止，物块P的重力势能转化为弹簧的　 　 （填能量形式）；
（2）将弹簧压缩至长度L，然后放开，P开始沿轨道运动，能到达的最高位置　 　 （图中字母表示），此过程中，克服重力做功为　 　 。
【答案】（1）弹性势能
（2）C；mgL
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）弹簧被压缩时，重物的重力势能转化为弹簧的弹性势能；
（2）当弹簧竖直放置且被压缩至长度为L时，对弹簧和物体组成的系统，根据机械能守恒定律求解弹簧长度为L时的弹性势能；
根据光滑水平轨道与光滑半圆轨道，不受摩擦力，机械能守恒，根据弹簧的弹性势能最终转化为重力势能分析。
【解答】（1）当弹簧竖直放置且被压缩至长度为L时，重物的高度降低，重力势能减小，弹簧发生弹性形变具有弹性势能，所以重物的重力势能转化为弹簧的弹性势能。
（2）根据左图可知，弹簧和物体组成的系统，根据机械能守恒定律可得，此时弹簧的弹性势能等于物体减小的重力势能，即Ep=mgL
由于光滑水平轨道与光滑半圆轨道，不受摩擦力，机械能守恒，弹性势能转化为动能，在上升全部转化为重力势能，因而最终的重力势能还是mgL，即物体达到的高度等于轨道半径L，即图中的C点，此过程中，克服重力做功为mgL。
（1）当弹簧竖直放置且被压缩至长度为L时，重物的高度降低，重力势能减小，弹簧发生弹性形变具有弹性势能，所以重物的重力势能转化为弹簧的弹性势能。
（2）[1][2]根据左图可知，弹簧和物体组成的系统，根据机械能守恒定律可得，此时弹簧的弹性势能等于物体减小的重力势能，即Ep=mgL
由于光滑水平轨道与光滑半圆轨道，不受摩擦力，机械能守恒，弹性势能转化为动能，在上升全部转化为重力势能，因而最终的重力势能还是mgL，即物体达到的高度等于轨道半径L，即图中的C点，此过程中，克服重力做功为mgL。
23．（2025九上·金华月考）如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由可伸长的橡皮筋系住，乙球由不可伸长的细绳系住，都从同一水平高度处由静止开始释放。当两球各自第一次到达悬点正下方A点时，橡皮条长度恰好与细绳长度相等，不考虑橡皮筋重、绳重及空气阻力大小。
（1）从释放到各自第一次到达A点过程中，两小球重力所做功W甲　 　W乙；（选填“>”、“<”或“=”）
（2）两球各自第一次到达A点时的速度v甲　 　v乙。（选填“>”、“<”或“=”）
【答案】（1）=
（2）<
【知识点】功的计算公式的应用；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）已知小球的质量和高度，根据W=Gh计算小球重力做功，然后比较大小；
（2）动能的大小的影响因素是质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；
【解答】（1）由题意可知，两球的质量相同，则重力相同，当两球到达悬点正下方A点时，两球下落的高度相同，根据W=Gh可知，该过程中小球重力做功W甲=W乙。
（2）由题意可知，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所以小球到达A点时，不计空气阻力，甲球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，乙球的重力势能全部转化为动能，所以在最低点时，乙球的动能大，其速度较大，即v甲（1）由题意可知，两球的质量相同，则重力相同，当两球到达悬点正下方A点时，两球下落的高度相同，根据W=Gh可知，该过程中小球重力做功W甲=W乙。
（2）由题意可知，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所以小球到达A点时，不计空气阻力，甲球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，乙球的重力势能全部转化为动能，所以在最低点时，乙球的动能大，其速度较大，即v甲三、实验与探究题
24．（2025九上·江北期末）小宁在做“探究物体的动能跟什么因素有关”的实验中，设计了如图实验。具体步骤如下：
步骤1：用一条没有弹性的细绳下方悬挂一个实心铁球，将一滑块放到滑槽上并使之左端刚好在悬点O的正下方。
步骤2：将铁球移到a点位置静止释放，撞到滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离s1。
步骤3：将滑块摆放到原处，将铁球移到b点位置静止释放，撞到滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离s2。
步骤4：将铁球换成等体积的实心木球，将实心木球移到b点位置静止释放，撞到摆放在原处的滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离s3。
（1）小宁进行“步骤2”、“步骤3”的实验目的是想探究动能大小与　 　的关系。（填“质量”或“速度”）
（2）该实验中探究的物体的动能指的是___________。
A．滑块滑行过程中的动能 B．实心小球在释放点的动能
C．实心小球撞击滑块时的动能 D．实心小球撞击滑块后的动能
（3）实验中发现，s1和s2的距离差别不明显。请从实验操作或材料角度对实验进行改进：　 　。
【答案】（1）速度
（2）C
（3）增大铁球两次静止释放的高度差或换用质量更大的铁球
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）小球撞击滑块时的速度与它的高度有关，即高度越大，则撞击滑块时的速度越大；
（2）根据实验过程确定探究物体的内能情况；
（3）动能由重力势能转化而来，而重力势能与物体质量和高度大小有关。
【解答】（1）在步骤2、3中，同一铁球从不同高度处静止释放，则铁球下撞击滑块时速度是不同的，因此是想探究动能大小与速度的关系。
（2）根据题意可知，木块被推动距离越长，则克服阻力做功越多，那么小球撞击滑块时动能越大，因此该实验中物体的动能是指小球撞击滑块时的动能。
故选C。
（3）s1和s2的距离差别不明显，说明步骤1、2实验中铁球的动能差别较小，因此可以增大铁球两次静止释放的高度差或换用质量更大的铁球进行实验。
（1）分析步骤2、3，可以发现：采用了同一物体，质量是不变的，从不同高度处静止释放，铁球下滑到竖直位置时速度是不同的，是想探究动能大小与速度的关系。
（2）根据转换法，铁球动能的大小是通过比较木块被推动距离的长短得出的，该实验中物体的动能是指小球撞击滑块时的动能。故选C。
（3）s1和s2的距离差别不明显，由转换法可知步骤1、2实验中铁球的动能差别较小，让铁球两次的动能差距增大即可，故可以增大铁球两次静止释放的高度差或换用质量更大的铁球进行实验。
25．（2025九上·衢州期末）小科同学利用如图所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。他先将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度的位置，然后都由静止释放，当小球运动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，球A、B的质量分别为、（）。
请回答：
（1）小科进行了甲、乙两组实验，是研究　 　对动能的影响。
（2）在甲、乙两组实验中，小科每次都将小球拉到与竖直方向成的位置，然后都由静止释放。他这样做的主要目的是　 　。
（3）小科发现丙组木块C撞击最远，比较乙、丙实验，得出的结论是　 　。
（4）将水平桌面改成光滑平面，是否也能得出结论，请说明理由　 　。
【答案】（1）质量
（2）控制物体碰撞时的速度相同
（3）物体质量相同时，速度越大动能越大
（4）不能，木块将一直做匀速直线运动，无法比较出动能大小
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据图片分析甲和乙中哪个因素不同即可；
（2）小球撞击木块时的速度与它的选线与竖直方向的夹角大小有关，即夹角越大，那么速度越大；
（3）根据图片分析乙和丙中哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论；
（4）根据实验中动能大小的判断方法解答。
【解答】（1）根据题意可知，甲、乙两组实验中只有小球的质量不变，因此探究动能与质量的关系。
（2）在甲、乙两组实验中，小科每次都将小球拉到与竖直方向成θ1的位置，然后都由静止释放，它的目的是：为了控制物体碰撞时的速度相同；
（3）在乙和丙的实验中，小球的质量相同，丙中拉开的角度大，则下降后的速度大，且推动物体的距离越远，则得出的结论是：物体质量相同时，速度越大动能越大。
（4）如果将水平桌面改成光滑平面，根据牛顿第一定律，木块在水平方向上不受摩擦力，将一直做匀速直线运动，就无法通过木块滑行的距离来比较动能的大小，所以不能得出结论。
（1）甲、乙两组实验中小球的质量不变，拉开的角度相同，说明高度相同，到达最低位置的速度相同，探究动能与质量的关系，因而基于的假设是物体动能的大小可能与物体的质量有关。
（2）为了控制物体碰撞时的速度相同，所以，在甲、乙两组实验中，小科每次都将小球拉到与竖直方向成θ1的位置，然后都由静止释放。
（3）比较乙、丙实验，质量相同，拉开的角度越大，下降后的速度越大，推动物体的距离越远，说明动能越大，故得出的结论是：物体质量相同时，速度越大动能越大。
（4）如果将水平桌面改成光滑平面，根据牛顿第一定律，木块在水平方向上不受摩擦力，将一直做匀速直线运动，就无法通过木块滑行的距离来比较动能的大小，所以不能得出结论。
26．（2025九上·上虞期末）某科学实验小组在探究“重力势能大小的影响因素”时，提出了如下猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关；
猜想二：重力势能的大小可能与物体的高度有关；
猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关。
实验中用到的小球，A、B、C球体积均为V，D球体积为2V，A、C、D球质量均为m，B球质量为2m。实验时均让小球从图中高度自由下落，记录小球下降到最低点时弹簧的长度，所用实验装置如右图所示。请你根据图中实验情景完成下列问题：
（1）小虞通过观察比较弹簧被压缩后的长度来比较小球重力势能的大小，这种科学研究的方法与以下选项中的___________相同。
A．根据水升温的多少判断食物含有的能量的多少
B．研究压力的作用效果与受力面积的关系时控制压力的大小相同
C．用黄豆和芝麻混合前后的体积变化研究分子间隙
D．借助无色酚酞试液判断酸碱反应是否发生
（2）为验证猜想一，可以通过比较　 　两球的实验。
（3）通过本实验可知，猜想　 　是正确的。
（4）小虞认为利用这套实验装置，还可以探究影响动能大小的因素，比如通过比较A、C两球实验，可以探究　 　对动能大小的影响。
【答案】（1）A；D
（2）A、B
（3）一、二
（4）速度
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
（2）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（3）根据四个实验的现象，将相关实验对照，确定影响重力势能大小的因素；
（4） 影响动能的因素是物体的质量和速度， 据此结合图片信息分析解答。
【解答】（1）根据题意可知，通过观察比较弹簧被压缩后的长度来比较小球重力势能的大小，这里使用转换法。
A．根据水升温的多少判断食物含有的能量的多少，采用的是转换法，故A符合题意；
B．研究压力的作用效果与受力面积的关系时，控制压力的大小相同，采用控制变量法，故B不符合题意；
C． 用黄豆和芝麻混合前后的体积变化研究分子间隙，属于模拟实验，故C不符合题意；
D．利用无色酚酞试液判断酸碱反应是否发生，采用的是转换法，故D符合题意。
故选AD。
（2）根据控制变量法的要求可知，研究物体的重力势能与物体的质量关系时，需要保持下落高度相同，改变物体质量，故选AB。
（3）根据图片可知，A、B两球下落高度相同，B球质量大于A球质量，发现B球处弹簧形变较大，说明猜想一正确；
A、C两球质量相同，C球下落高度大于A球，发现C球处弹簧形变较大，说明猜想二正确。
（4）研究物体的动能与速度的大小，需保持物体的质量不变，改变物体是速度，比较A、C两球，两球质量相同，C球下落高度大于A球，则两球速度不同，故可探究速度对动能大小的影响。
（1）小虞通过观察比较弹簧被压缩后的长度来比较小球重力势能的大小，这种科学研究的方法叫转换法；
A．食物含有能量的多少不能直接观察，根据水升温的多少判断食物含有的能量的多少，采用的是转换法，故A符合题意；
B．研究压力的作用效果与受力面积的关系时控制压力的大小相同，属于控制变量法，故B不符合题意；
C．在研究分子间存在间隙的实验中，比较黄豆和芝麻混合前后的体积，根据体积减小得出分子之间有空隙，属于模拟实验，故C不符合题意；
D．酸碱反应有时不能直接观察，利用无色酚酞试液判断酸碱反应是否发生，采用的是转换法，故D符合题意。
故选AD。
（2）实验中研究物体的重力势能与物体的质量关系时，需要保持下落高度相同，改变物体质量，A、B两球下落高度相同，B球质量大于A球质量，故可验证猜想一。
（3）弹簧的形变程度反映了小球具有的重力势能的大小，比较A、B两球，下落高度相同，B球质量大于A球质量，发现B球处弹簧形变较大，说明猜想一正确；比较A、C两球，两球质量相同，C球下落高度大于A球，发现C球处弹簧形变较大，说明猜想二正确。
（4）影响动能的因素是物体的质量和速度，研究物体的动能与速度的大小，需保持物体的质量不变，改变物体是速度，比较A、C两球，两球质量相同，C球下落高度大于A球，则两球速度不同，故可探究速度对动能大小的影响。
27．（2025九上·杭州期中）在探究动能大小与哪些因素有关的实验中：
（1）小明通过图甲的实验，通过比较　 　来比较小车具有的动能大小。下面的四个实例中也采用这种研究方法的是　 　；
A．认识电压和电流时，我们可以用水压和水流来类比
B．磁场看不见、摸不着，我们可以用磁感线来描述磁场
C．探究影响电磁铁磁性强弱的因素，通过观察吸引大头针的数目来判断磁性强弱
（2）通过图甲能得出的实验结论是　 　；
（3）小华在设计动能与质量关系实验中，认为去掉木块，利用粗糙且足够长的木板，把小车的动能转化为小车克服摩擦力做功，最后比较小车的最终位置也能得出结论。但多次实验后均得到如图乙所示的实验情形，与书本实验结论不一致。请你分析可能的原因。　 　。
【答案】木块被撞击后移动的距离；C；质量相同的物体，速度越大，动能越大；如图乙所示的实验情形，小车的重力不同，对水平面的压力也不同、滑动摩擦力不同，不能根据判断小车克服摩擦力做功的多少，因此无法根据小车通过路程比较小车动能大小。
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）小车从斜面上滑下，撞击水平面上的木块。木块移动的距离越大，则克服阻力做功越多，那么说明小车的能量越大。
分析各个选项中使用的物理研究方法，然后与上面的方法对照即可。
（2）根据图片分析甲图中哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论；
（3）根据W=fs可知，只有在木块受到摩擦力不变的情况下，才能根据木块移动的距离判断动能的大小。而摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，据此分析。
【解答】（1）小明通过图甲的实验， 通过木块被撞击后移动的距离来表示小车具有的能量大小。
这里使用的研究方法为转换法。
A. 认识电压和电流时，我们可以用水压和水流来类比 ，用到了类比法，故A不符合题意；
B.我们可以用磁感线来描述磁场，采用了模型法，故B不符合题意；
C.探究影响电磁铁的磁性的因素，通过电磁铁吸引大头针数量的多少来判断电磁铁磁性强弱，属于转换法，故C符合题意。
故选C。
（2）在甲图中，两个小车的质量相同，下面小车滚下的高度大，达到水平面的速度大，纸盒被推动得远，则得出的结论：在质量一定时，物体的速度越大，动能越大。
28．（2025九上·黄岩期末）高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”。某同学想知道高空下落的重物具有的重力势能与哪些因素有关，进行了以下探究。
【提出问题】
物体的重力势能与哪些因素有关？
【建立假设】
假设一：物体的重力势能可能与物体的质量有关。
假设二：物体的重力势能可能与物体的下落高度有关。
【实验设计】
某小组设计了如图甲所示的实验装置。将小球在一定高度静止释放，小球撞击杯子后，会随杯子一起向下运动一段距离。实验中可利用夹子标记球和杯子的位置。
（1）在验证假设一时，为了确保小球下落高度相同，应采用　 　（选填“乙”或“丙”）释放方式进行实验。
（2）请你利用上述实验器材设计实验验证假设二，写出实验方案（可结合图进行说明）。　 　。
【答案】（1）乙
（2）假设二：物体的重力势能可能与物体的下落高度有关。利用上述实验器材，选择质量相同的小球，从不同高度释放，小球撞击杯子后，观察杯子一起向下运动一段距离
【知识点】势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）控制变量法：在研究多个因素对某一物理量的影响时，采用控制变量法，即只改变其中一个因素，而保持其他因素不变，从而研究被改变的这个因素对该物理量的影响。
（2）重力势能的影响因素：重力势能的大小与物体的质量和高度有关，表达式为Ep=mgh。在探究重力势能与各因素关系时，通过观察小球撞击杯子后杯子向下运动的距离来反映重力势能大小。
【解答】（1）假设一，验证的是物体的重力势能可能与物体的质量有关，根据控制变量法知道，此过程需要保持下落的高度相同，为了减少实验误差，本次实验中应选择以小球下缘为起点测量下落高度，故乙图符合题意。
（2）假设二：物体的重力势能可能与物体的下落高度有关。利用上述实验器材，选择质量相同的小球，从不同高度释放，小球撞击杯子后，观察杯子一起向下运动一段距离。
（1）假设一，验证的是物体的重力势能可能与物体的质量有关，根据控制变量法知道，此过程需要保持下落的高度相同，为了减少实验误差，本次实验中应选择以小球下缘为起点测量下落高度，故乙图符合题意。
（2）假设二：物体的重力势能可能与物体的下落高度有关。利用上述实验器材，选择质量相同的小球，从不同高度释放，小球撞击杯子后，观察杯子一起向下运动一段距离。
29．（2025九上·东阳期末）小东在假期游玩期间发现在某段高速公路的下坡路段外侧设有如图所示的避险车道，当高速行驶的汽车失灵时，可进入避险车道，快速降低车速直至停止。汽车冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关 小东提出如下猜想：
猜想一：可能与汽车的质量有关。
猜想二：可能与斜坡的倾角有关。
猜想三：可能与冲上斜坡前的速度有关。
为了验证猜想，小东将一光滑弧形轨道和粗糙长木板固定在水平桌面上（如图甲），并用实心小钢球模拟汽车进行实验。
（1）避险车道设计成一个由粗糙碎石铺成的陡坡，它的避险原理是将高速行驶汽车的动能转化为　 　；
（2）为了验证猜想一，小东选择了两个体积不同的小钢球进行实验，为了使实验结果更准确，上图两种方案应选择　 　（选填“方案1”或“方案2”）；
（3）在验证猜想二时，小东多次改变长木板与水平面的倾角θ，让同一小钢球从弧形滑道同一位置静止释放，测出钢球冲上长木板后通过的最大距离，实验数据如表所示。据表中数据，可得出的结论是　 　；
次数 1 2 3 4 5
长木板与水平面的倾角θ 10° 30° 53° 75° 85°
钢球冲上长木板后通过的最大距离s/m 0.50 0.40 0.36 0.39 0.43
（4）若要验证猜想三，请简要写出你的实验方案：　 　。
【答案】（1）重力势能
（2）方案1
（3）倾角θ变大的过程中，钢球冲上长木板后通过的最大距离先变小后变大
（4）让质量相同的小球从不同高度滚下
【知识点】动能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）重力势能与物体的质量和高度有关，质量一定时，高度越高，重力势能越大；动能与物体的质量和速度有关，质量一定时，速度越大动能越大。
（2）为了探究体积的影响，应控制其它条件相同，小球应从相同高度落下，方案2中小球重力位置不同。
（3）由表中数据可知，钢球冲上长木板后通过的最大距离随角度的增大先变小后变大。
（4）要探究速度的影响，则应控制除速度一以外的条件相同，速度不同可通过让小球从不同位置由静止释放来实现。
【解答】（1）避险车道设计成一个由粗糙碎石铺成的陡坡，车沿陡坡上升的过程中，高度增加，重力势能增加，速度减小，动能变小，则是将动能转化为重力势能。
（2）为了验证猜想一，小东选择了两个体积不同的小钢球进行实验，为了使实验结果更准确，避免取板对小球速度的干扰，选择方案1。
（3）从表格中的数据可知，长木板与水平面的倾角θ变大的过程中，钢球冲上长木板后通过的最大距离先变小后变大。
（4）若要验证猜想三，应控制小球质量相同，因此让质量相同的小球从不同高度滚下。
（1）避险车道设计成一个由粗糙碎石铺成的陡坡，车沿陡坡上升的过程中，高度增加，重力势能增加，速度减小，动能变小，则是将动能转化为重力势能。
（2）为了验证猜想一，小东选择了两个体积不同的小钢球进行实验，为了使实验结果更准确，避免取板对小球速度的干扰，选择方案1。
（3）从表格中的数据可知，长木板与水平面的倾角θ变大的过程中，钢球冲上长木板后通过的最大距离先变小后变大。
（4）若要验证猜想三，应控制小球质量相同，因此让质量相同的小球从不同高度滚下。
30．（2025九上·金华月考）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟质量有关；
【进行实验】他们做了如图甲、乙、丙所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离；
（1）【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：　 　；
（2）【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车　 　（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性更大的原因；
（3）【评估交流】如果换用图丁所示装置进行实验，选择合适的器材可以研究小球的动能大小与　 　（选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系；
（4）他们由此还联想到牛顿第一定律的实验，让同一小车沿同一斜面的同一高度由静止开始向下滑下，在粗糙程度不同的水平表面运动直至停止；在水平运动的整个过程中，小车在玻璃、毛巾表面克服摩擦力做功的功率分别为P1、P2，则P1　 　P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】（1）速度一定时，物体的质量越大，动能越大
（2）超速
（3）速度
（4）小于
【知识点】功率计算公式的应用；动能的影响因素
【解析】【分析】物体的动能跟物体的速度和质量有关，在实验过程中，通过观察物体被小球撞击的距离来判断小球动能的大小。
【解答】（1）分析甲、乙两图可知，金属球从斜槽的相同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度相等，物体的质量不同，甲小球的质量大，物体被撞击得更远，所以可以得到结论是速度一定时，物体的质量越大，动能越大。
（2）分析甲、丙两图可知，金属球从斜槽的不同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度不相等，物体的质量相同，可以探究动能大小与速度的关系；甲图小球的速度越大，物体被撞击得更远，可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因。
（3）用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，所以弹簧的弹性势能不相同时，小球与弹簧分开后获得的初速度不相同，而小球的质量不变，故可以研究小球的动能大小与速度的关系。
（4）小车克服摩擦力做功的能量来自小车的动能，小车的动能刚开始时是相等的，最终小车停下来，则小车的动能为零，所以小车无论在什么样的水平面上，克服摩擦力做的功是相等的；小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，接触面越光滑，小车的运动距离越远，由于玻璃表面更光滑，则小车在玻璃面运动时间更长，由于克服摩擦所做的功相同，根据可知，则P1（1）分析甲、乙两图可知，金属球从斜槽的相同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度相等，物体的质量不同，甲小球的质量大，物体被撞击得更远，所以可以得到结论是速度一定时，物体的质量越大，动能越大。
（2）分析甲、丙两图可知，金属球从斜槽的不同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度不相等，物体的质量相同，可以探究动能大小与速度的关系；甲图小球的速度越大，物体被撞击得更远，可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因。
（3）用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，所以弹簧的弹性势能不相同时，小球与弹簧分开后获得的初速度不相同，而小球的质量不变，故可以研究小球的动能大小与速度的关系。
（4）小车克服摩擦力做功的能量来自小车的动能，小车的动能刚开始时是相等的，最终小车停下来，则小车的动能为零，所以小车无论在什么样的水平面上，克服摩擦力做的功是相等的；小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，接触面越光滑，小车的运动距离越远，由于玻璃表面更光滑，则小车在玻璃面运动时间更长，由于克服摩擦所做的功相同，根据可知，则P1四、综合题
31．蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，深受广大青少年喜爱。蹦床公园应运而生，如图甲所示为蹦床运动的简化示意图，O点是小滨由静止开始自由落下的起始位置，C点是小滨到达的最低点。从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图像如图乙所示(速度为负值，表示运动方向向上。整个过程忽略空气阻力)。
（1）从O点下落到A 点的过程中，小滨的机械能　 　(填“增大”“减小”“不变”“先增大后减小”或“先减小后增大”，下同)，从A 点下落到C 点的过程中，蹦床的弹性势能　 　。
（2）小滨下落过程中动能增大的时间段为　 　。
【答案】（1）不变；增大
（2）
【知识点】动能和势能的大小变化；动能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）弹性势能与物体的形变量有关，形变量越大，弹性势能越大。
（2）动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】（1）从O点到A点，不计空气阻力，只有重力势能和动能的转化，可知机械能守恒。
从A到C，蹦床的形变量逐渐增大，可知弹性势能逐渐增大。
（2）由图可知，下落过程中，时间段内小滨的速度逐渐变大，质量不变，可知动能在逐渐变大。
32．（2025九上·江北期末）小宁设计的“井盖丢失自动警示装置”如图所示。当井盖丢失时，标志牌上方没了压力，弹簧的弹力将标志牌弹起，起到警示作用。已知标志牌的重力为10牛，重心在A点，OA长度为1米。（轻质杆和弹簧的质量忽略不计）
（1）弹簧将标志牌弹起瞬间，是将弹簧的弹性势能转化为标志牌的　 　能；
（2）将弹簧固定在B点，OB长0.4米。现有三种最大弹力不同的弹簧，请你选择最合适的弹簧并说明理由　 　。
弹簧种类 A B C
最大弹力 10牛 20牛 30牛
【答案】（1）机械
（2）选择C弹簧，因为弹起标志牌的最小弹力为25N
【知识点】动能和势能的转化与守恒；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算弹簧需要产生的弹力，然后与表格数据对照即可。
【解答】（1）根据题意可知， 弹簧将标志牌弹起瞬间， 弹簧释放弹性势能，而运动起来获得机械能，所以是将弹簧的弹性势能转化为标志牌的重力势能。
（2）根据图片可知，O点为支点，弹簧对标志杆的弹力为动力，标志牌的重力为阻力，则阻力臂大小等于OB，动力臂大小等于OA，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得：，
F×0.4m=10N×1m；
解得：，
则弹簧的弹力应大于25N，故选弹簧C。
（1）装置中的弹簧将标志牌弹起至竖直位置，弹簧的弹性形变程度变小，弹性势能变小；标志牌的质量不变，高度变大，重力势能变大，所以是将弹簧的弹性势能转化为标志牌的重力势能。
（2）由图可知，O点为支点，弹簧对标志杆的弹力为动力，标志牌的重力为阻力，则阻力臂大小等于OB，动力臂大小等于OA，根据杠杆平衡条件可得，则最小的弹力，则弹簧的弹力应大于25N，所以应选择弹力为30N的弹簧C。
1 / 1初中科学浙教版 九年级上册 第三章 第2节 机械能 同步练习
一、选择题
1．将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压(如图所示)，放手后笔会向上弹起一定高度。下列关于该过程中能量变化的叙述，正确的是 (　　)
A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小
B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大
C．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大
D．笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大
2．如图所示是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时 (　　)
A．重力势能不同，动能相同 B．重力势能不同，动能不同
C．重力势能相同，动能相同 D．重力势能相同，动能不同
3．小金将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落，不计空气阻力。小球从离开手后到落回手中之前，对于此过程中能量变化的分析，正确的是 (　　)
A．动能先增大后减小 B．势能先减小后增大
C．机械能先减小后增大 D．机械能保持不变
4．（2024九上·台州期中）某同学通过斜面实验认识能量、运动和力的关系（如图，A、B两点等高）。忽略摩擦及空气阻力，小滑块由静止滑下，下列说法错误的是（　　）
A．小滑块下滑过程中机械能守恒
B．小滑块上升过程中内能不断增加
C．小滑块从A点静止滑下，能到达B点
D．小滑块起始位置越高，到达斜面底端速度越大
5．把金属小球放在O 处，使其由静止滚下，沿轨道先后通过轨道上b、c，再通过b，最终恰好落在 d 处停下，如图所示。观察小球滚动的全过程，有关能量随小球位置变化的大致趋势正确的是(　　)
A． B．
C． D．
6．（2023九上·杭州期中）2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的运载火箭成功发射，进入轨道后天舟六号与我国空间站完成对接形成组合体。下列说法正确的是（　　）
A．加速升空时，天舟六号机械能不变
B．进入轨道后，天舟六号的惯性消失
C．对接靠近时，以”天和”舱为参照物，天舟六号是静止的
D．对接成功后，组合体绕地运行过程中运动状态发生改变
7．立定跳远时的动作分解如图所示，在此过程中，运动员（　　）。
A．上升时，动能减小，势能减小 B．上升时，动能增大，势能增大
C．下落时，势能增大，动能减小 D．下落时，势能减小，动能增大
8．（2025九上·江北期末）2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭点火发射，将3名航天员送入太空。飞船经历了点火、起飞、过渡及入轨等几个阶段，下列说法正确的是（　　）
A．燃气燃烧推动火箭上升，与发动机压缩冲程的能量转化相似
B．火箭竖直加速上升，重力势能转化为动能，机械能不变
C．飞船穿越大气层与大气摩擦时机械能不守恒
D．飞船利用太阳能电池翼作为能量来源，是将太阳能转化为内能
9．（2024九上·杭州月考）如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一小物体m连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点静止，物体与水平地面间的摩擦力恒定，下列说法中正确的是（　　）
A．物体从A到B动能越来越大，从B到C动能越来越小
B．物体从A到B动能越来越小，从B到C所受合力不变
C．物体从A到B动能先增大后减小，从B到C动能一直减小
D．物体在B点动能最大
10．（2025九上·上虞期末）如图所示，一小球从A点以一定的速度v沿粗糙的弧形轨道滚下，依次经过高度相同的B点和C点。下列关于小球滚动过程的分析不正确的是（　　）
A．小球在B点的动能等于C点动能
B．速度v达到一定大小时，小球能到达E点
C．小球在B点的机械能大于C点的机械能
D．小球从A点到B点的过程中，减少的重力势能大于小球增加的动能
11．（2025九上·杭州期中）如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的(　　)
A．重力势能减小，动能增大 B．重力势能减小，机械能减小
C．动能不变，机械能不变 D．重力势能不变，机械能减小
12．（2025九上·南湖期末）2024年6月25日，探月工程“嫦娥六号”返回器成功着陆，实现世界首次月背采样。这次返回任务采用了高速再入轨道技术。返回轨道如图所示，返回器以“打水漂”的方式返回，避免了返回器由于速度过快存在燃烧殆尽的风险。下列有关返回器分析错误的是（　　）
A．这种返回方式能有效减小返回器的动能
B．返回过程中，返回器的机械能始终守恒
C．反弹过程中，返回器的动能部分转换为势能
D．返回过程中，返回器要克服摩擦力做功产生热能
13．（2025九上·余杭期末）2019年5月17日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭成功发射第45颗北斗导航卫星。如图所示是北斗卫星随火箭加速上升与沿椭圆轨道绕地球运行时的情景。下列说法错误的是（　　）
A．运载火箭加速上升过程中，重力势能变大，动能增大
B．运载火箭加速升空是利用了物体间力的作用是相互的
C．北斗卫星绕轨道运行时受到非平衡力的作用
D．北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，动能变大，机械能守恒
14．（2025九上·黄岩期末）篮球从A点投向C点，运动轨迹如图所示，空气阻力不可忽略且大小恒定，下列说法正确的是（　　）
A．篮球在最高点B时动能为零
B．整个过程中篮球的机械能守恒
C．篮球在 A 点的动能大于 C 点的动能
D．篮球在上升过程中，重力势能转化为动能
15．（2025九上·东阳期末）一中间有孔的木块套在光滑杆上，用手将该木块按压至距桌面H0处（如图甲），松手后，木块将上升到最大高度H（如图乙）。若摩擦忽略不计，则木块上升过程中（　　）
A．弹簧的弹性势能逐渐增大
B．木块的重力势能逐渐增大
C．木块的动能不断增大
D．整个过程中，木块的机械能不变
二、填空题
16．某人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示，则卫星从远地点向近地点运行的过程中，　 　能转化为　 　能，机械能　 　(填“守恒”或“不守恒”)。
17．如图所示，分析小球在摆动过程中动能和势能的相互转化。
实验 过程 现象及分析
小球从 A点摆动到C点 从 A到B 小球的高度逐渐　 　，重力势能逐渐　 　；速度逐渐　 　，动能逐渐　 　；此过程中，　 　能转化为　 　能
从 B到C 小球的速度逐渐　 　，动能逐渐　 　；高度逐渐　 　，重力势能逐渐　 　；此过程中，　 　能转化为　 　能
18．机械能守恒
机械能守恒的条件 只有①　 　和②　 　相互转化，换言之，机械能与其他形式的能量之间没有相互转化
机械能守恒的实质 在一定条件下，动能与势能相互转化(机械能③　 　)
机械能守恒隐含条件 题目中有“光滑”“自由”“不计阻力”等词语，说明④　 　
机械能不守恒 如：小球下落时要与空气摩擦，小球的机械能会⑤　 　
如火箭升空时，火箭的机械能会⑥　 　
19．（2025九上·临海期末）台州市青少年电脑机器人竞赛中，某参赛选手设计了一辆重力小车(如图所示) ，使用时先转动后轮将细线绕在绕线轮上，直至配重上升到支架的最高点。松手后，配重下落，带动车轮转动驱动小车前进。
（1） 支架上定滑轮的作用是　 　。
（2） 请从能量转化角度分析重力小车行驶的原因：　 　。
（3） 为了增加重力小车的行驶距离，请写出一种改进方法：　 　。
20．（2025九上·慈溪期末）将同一小球以相同的速度 v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示小球在空中的运动轨迹(空气对小球的阻力忽略不计)。
（1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。
（2）小球能到达最高点的高度h1　 　h2(填“大于”“小于”或“等于”)。
21．（2025九上·南湖期末）在跳水运动中，若运动员以相同的速度v，分别向上方和斜上方起跳。若不考虑空气阻为。（向斜上方起跳时）上升到最高点时，运动员的动能　 　（选填“为零”或“不为零”）；运动员向上方起跳落水时速度大小　 　运动员向斜上方起跳落水时速度大小（选填“>”、“<”或“=”）。
22．（2025九上·余杭期末）如图轻质弹簧原长为2L，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到静止时，弹簧长度为L，现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接。光滑水平轨道与光滑半圆轨道相切。AB是长度为5L的水平轨道，B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切，用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度L，然后释放，P开始沿轨道运动，空气阻力忽略不计。
（1）从竖直放置在地面上的弹簧顶端，静止释放物块P，至弹簧被压缩后静止，物块P的重力势能转化为弹簧的　 　 （填能量形式）；
（2）将弹簧压缩至长度L，然后放开，P开始沿轨道运动，能到达的最高位置　 　 （图中字母表示），此过程中，克服重力做功为　 　 。
23．（2025九上·金华月考）如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由可伸长的橡皮筋系住，乙球由不可伸长的细绳系住，都从同一水平高度处由静止开始释放。当两球各自第一次到达悬点正下方A点时，橡皮条长度恰好与细绳长度相等，不考虑橡皮筋重、绳重及空气阻力大小。
（1）从释放到各自第一次到达A点过程中，两小球重力所做功W甲　 　W乙；（选填“>”、“<”或“=”）
（2）两球各自第一次到达A点时的速度v甲　 　v乙。（选填“>”、“<”或“=”）
三、实验与探究题
24．（2025九上·江北期末）小宁在做“探究物体的动能跟什么因素有关”的实验中，设计了如图实验。具体步骤如下：
步骤1：用一条没有弹性的细绳下方悬挂一个实心铁球，将一滑块放到滑槽上并使之左端刚好在悬点O的正下方。
步骤2：将铁球移到a点位置静止释放，撞到滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离s1。
步骤3：将滑块摆放到原处，将铁球移到b点位置静止释放，撞到滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离s2。
步骤4：将铁球换成等体积的实心木球，将实心木球移到b点位置静止释放，撞到摆放在原处的滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离s3。
（1）小宁进行“步骤2”、“步骤3”的实验目的是想探究动能大小与　 　的关系。（填“质量”或“速度”）
（2）该实验中探究的物体的动能指的是___________。
A．滑块滑行过程中的动能 B．实心小球在释放点的动能
C．实心小球撞击滑块时的动能 D．实心小球撞击滑块后的动能
（3）实验中发现，s1和s2的距离差别不明显。请从实验操作或材料角度对实验进行改进：　 　。
25．（2025九上·衢州期末）小科同学利用如图所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。他先将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度的位置，然后都由静止释放，当小球运动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，球A、B的质量分别为、（）。
请回答：
（1）小科进行了甲、乙两组实验，是研究　 　对动能的影响。
（2）在甲、乙两组实验中，小科每次都将小球拉到与竖直方向成的位置，然后都由静止释放。他这样做的主要目的是　 　。
（3）小科发现丙组木块C撞击最远，比较乙、丙实验，得出的结论是　 　。
（4）将水平桌面改成光滑平面，是否也能得出结论，请说明理由　 　。
26．（2025九上·上虞期末）某科学实验小组在探究“重力势能大小的影响因素”时，提出了如下猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关；
猜想二：重力势能的大小可能与物体的高度有关；
猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关。
实验中用到的小球，A、B、C球体积均为V，D球体积为2V，A、C、D球质量均为m，B球质量为2m。实验时均让小球从图中高度自由下落，记录小球下降到最低点时弹簧的长度，所用实验装置如右图所示。请你根据图中实验情景完成下列问题：
（1）小虞通过观察比较弹簧被压缩后的长度来比较小球重力势能的大小，这种科学研究的方法与以下选项中的___________相同。
A．根据水升温的多少判断食物含有的能量的多少
B．研究压力的作用效果与受力面积的关系时控制压力的大小相同
C．用黄豆和芝麻混合前后的体积变化研究分子间隙
D．借助无色酚酞试液判断酸碱反应是否发生
（2）为验证猜想一，可以通过比较　 　两球的实验。
（3）通过本实验可知，猜想　 　是正确的。
（4）小虞认为利用这套实验装置，还可以探究影响动能大小的因素，比如通过比较A、C两球实验，可以探究　 　对动能大小的影响。
27．（2025九上·杭州期中）在探究动能大小与哪些因素有关的实验中：
（1）小明通过图甲的实验，通过比较　 　来比较小车具有的动能大小。下面的四个实例中也采用这种研究方法的是　 　；
A．认识电压和电流时，我们可以用水压和水流来类比
B．磁场看不见、摸不着，我们可以用磁感线来描述磁场
C．探究影响电磁铁磁性强弱的因素，通过观察吸引大头针的数目来判断磁性强弱
（2）通过图甲能得出的实验结论是　 　；
（3）小华在设计动能与质量关系实验中，认为去掉木块，利用粗糙且足够长的木板，把小车的动能转化为小车克服摩擦力做功，最后比较小车的最终位置也能得出结论。但多次实验后均得到如图乙所示的实验情形，与书本实验结论不一致。请你分析可能的原因。　 　。
28．（2025九上·黄岩期末）高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”。某同学想知道高空下落的重物具有的重力势能与哪些因素有关，进行了以下探究。
【提出问题】
物体的重力势能与哪些因素有关？
【建立假设】
假设一：物体的重力势能可能与物体的质量有关。
假设二：物体的重力势能可能与物体的下落高度有关。
【实验设计】
某小组设计了如图甲所示的实验装置。将小球在一定高度静止释放，小球撞击杯子后，会随杯子一起向下运动一段距离。实验中可利用夹子标记球和杯子的位置。
（1）在验证假设一时，为了确保小球下落高度相同，应采用　 　（选填“乙”或“丙”）释放方式进行实验。
（2）请你利用上述实验器材设计实验验证假设二，写出实验方案（可结合图进行说明）。　 　。
29．（2025九上·东阳期末）小东在假期游玩期间发现在某段高速公路的下坡路段外侧设有如图所示的避险车道，当高速行驶的汽车失灵时，可进入避险车道，快速降低车速直至停止。汽车冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关 小东提出如下猜想：
猜想一：可能与汽车的质量有关。
猜想二：可能与斜坡的倾角有关。
猜想三：可能与冲上斜坡前的速度有关。
为了验证猜想，小东将一光滑弧形轨道和粗糙长木板固定在水平桌面上（如图甲），并用实心小钢球模拟汽车进行实验。
（1）避险车道设计成一个由粗糙碎石铺成的陡坡，它的避险原理是将高速行驶汽车的动能转化为　 　；
（2）为了验证猜想一，小东选择了两个体积不同的小钢球进行实验，为了使实验结果更准确，上图两种方案应选择　 　（选填“方案1”或“方案2”）；
（3）在验证猜想二时，小东多次改变长木板与水平面的倾角θ，让同一小钢球从弧形滑道同一位置静止释放，测出钢球冲上长木板后通过的最大距离，实验数据如表所示。据表中数据，可得出的结论是　 　；
次数 1 2 3 4 5
长木板与水平面的倾角θ 10° 30° 53° 75° 85°
钢球冲上长木板后通过的最大距离s/m 0.50 0.40 0.36 0.39 0.43
（4）若要验证猜想三，请简要写出你的实验方案：　 　。
30．（2025九上·金华月考）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟质量有关；
【进行实验】他们做了如图甲、乙、丙所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离；
（1）【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：　 　；
（2）【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车　 　（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性更大的原因；
（3）【评估交流】如果换用图丁所示装置进行实验，选择合适的器材可以研究小球的动能大小与　 　（选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系；
（4）他们由此还联想到牛顿第一定律的实验，让同一小车沿同一斜面的同一高度由静止开始向下滑下，在粗糙程度不同的水平表面运动直至停止；在水平运动的整个过程中，小车在玻璃、毛巾表面克服摩擦力做功的功率分别为P1、P2，则P1　 　P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
四、综合题
31．蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，深受广大青少年喜爱。蹦床公园应运而生，如图甲所示为蹦床运动的简化示意图，O点是小滨由静止开始自由落下的起始位置，C点是小滨到达的最低点。从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图像如图乙所示(速度为负值，表示运动方向向上。整个过程忽略空气阻力)。
（1）从O点下落到A 点的过程中，小滨的机械能　 　(填“增大”“减小”“不变”“先增大后减小”或“先减小后增大”，下同)，从A 点下落到C 点的过程中，蹦床的弹性势能　 　。
（2）小滨下落过程中动能增大的时间段为　 　。
32．（2025九上·江北期末）小宁设计的“井盖丢失自动警示装置”如图所示。当井盖丢失时，标志牌上方没了压力，弹簧的弹力将标志牌弹起，起到警示作用。已知标志牌的重力为10牛，重心在A点，OA长度为1米。（轻质杆和弹簧的质量忽略不计）
（1）弹簧将标志牌弹起瞬间，是将弹簧的弹性势能转化为标志牌的　 　能；
（2）将弹簧固定在B点，OB长0.4米。现有三种最大弹力不同的弹簧，请你选择最合适的弹簧并说明理由　 　。
弹簧种类 A B C
最大弹力 10牛 20牛 30牛
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】物体的重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大；
弹性势能与弹性形变量有关，形变量越大，弹性势能越大。
【解答】AD、向下按笔的过程中，弹簧的形变量增大，弹性势能增大，向上弹起时，形变量减小，弹性势能将减小，故AD错误；
BC、向下按笔的过程中，笔的质量不变，高度降低，可知重力势能减小，向上弹起时，笔的高度增大，重力势能增大，故B错误，C正确。
故答案为：C。
2．【答案】D
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能守恒
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】由图可知，滚摆上升的最高点在降低，说明机械能不守恒。由图可知，甲和乙高度相同，说明重力势能相同，由于机械能不守恒，可知乙的机械能更小，所以乙的动能更小。
故答案为：D。
3．【答案】D
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】小球上升时，速度逐渐减小，高度变高，动能转化为重力势能，可知动能减小，重力势能增大；下落时，高度变低，速度增大，重力势能转化为动能，可知重力势能减小，动能增大。不计空气阻力，只有机械能内部的转化，可知机械能守恒。
故答案为：D。
4．【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】机械能包括动能和势能，忽略空气阻力和摩擦，可知没有能量转化为内能，即机械能守恒。动能与物体的质量和速度有关，质量一定时，速度越大，动能越大；重力势能与物体的质量和高度有关，质量一定时，高度越高，重力势能越大。【解答】A、忽略摩擦及空气阻力，小滑块运动过程中只有动能和重力势能的转化，机械能守恒，故A正确，不符合题意；
B、小滑块上升过程中，因忽略摩擦及空气阻力，小滑块的内能不变，故B错误，符合题意；
C、小滑块在滑动时机械能守恒，A点和B点等高重力势能和动能都相等，所以从A点静止滑下，能到达B点，故C正确，不符合题意；
D、小滑块在斜面上由静止开始向下运动，重力势能转化为动能，起点位置越高，重力势能越大，到达斜面底端时的动能越大，速度越大，故D正确，不符合题意。
故答案为：B。
5．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】小球从O点滚下，到b点，高度降低，重力势能转化为动能，可知重力势能减小，动能增大；b到c，高度变高，部分动能转化为重力势能，此时小球的动能不为零；再由c到b，重力势能又转化为动能，从c到d，动能全部转化为重力势能，由于d比O点位置低，可知重力势能小于O点。
故答案为：D。
6．【答案】D
【知识点】参照物及其选择；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】A.机械能=动能+重力势能；
B.一切物体都有惯性；
C.根据参照物的知识判断；
D.静止变运动，运动变静止，速度大小改变或运动方向改变，都是运动状态的改变。
【解答】A.加速升空时，天舟六号的质量不变，高度增大，则重力势能增大；速度增大，则动能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，机械能变大，故A错误；
B.进入轨道后，天舟六号的惯性保持不变，故B错误；
C.对接靠近时，以”天和”舱为参照物，天舟六号的位置不断改变，是运动的，故C错误；
D.对接成功后，组合体绕地运行过程中速度大小和方向不断改变，即运动状态改变，故D正确。
故选D。
7．【答案】D
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】 动能和势能是能量中的两种分类，其中势能分为弹性势能和重力势能。1、动能：物体因为运动而具有的能量称为动能。物体只要运动就有动能。影响动能的因素有：速度和质量。当物体质量不变时，速度越快，动能越大；当物体速度不变时，物体质量越大，动能越大。2、弹性势能：物体因为发生弹性形变而具有的能量。影响弹性势能的因素有：弹性形变，物体弹性形变越大，弹性势能就越大。3、重力势能：物体因为被举高而具有的能量。只要物体被举高，它就具有重力势能。影响重力势能的因素有：被举高度，质量。当物体质量不变时，被举得越高，重力势能越大；当被举高度不变时，质量越大重力势能越大。
【解答】A. 上升时，动能减小，势能增加，A错误；
B. 上升时，动能减小，势能增大，B错误；
C. 下落时，势能减小，动能增大，C错误；
D. 下落时，势能减小，动能增大 ，D正确；
故答案为：D。
8．【答案】C
【知识点】能量的转化与守恒定律；动能和势能的转化与守恒；热机的工作原理
【解析】【分析】 A.发动机四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，排气和吸气冲程没有能的转化；
B.动能与质量和速度有关；重力势能与质量和高度有关；动能和势能统称为机械能；
C.考虑空气和摩擦阻力时，一部分机械能会转化为内能，机械能总和会减少；
D.太阳能帆板工作时将太阳能转化为电能。
【解答】A．根据题意可知，燃气燃烧推动火箭上升，将内能转化为机械能，与做功冲程能量转化相同，故A错误；
B．火箭竖直加速上升，质量不变，高度增大，则重力势能增加；质量不变，速度增大，则动能增加，因此机械能增加，故B错误；
C．飞船穿越大气层与大气摩擦，克服摩擦做功，因此机械能减少，故C正确；
D．飞船利用太阳能电池翼作为能量来源，是将太阳能转化为电能，故D错误。
故选C。
9．【答案】C
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】比较弹力和摩擦力的大小关系，从而确定合力的方向和大小，进而确定物体的运动状态的变化即可。
【解答】根据题意可知，从A到B过程中，弹簧的弹力水平向右，物体受到的摩擦力水平向左。
在开始的一段时间内，弹簧的弹力先大于摩擦力，则物体做加速运动。随着弹力的减小，当弹力等于摩擦力时，合力为零，此时加速停止，此时速度最大。此后弹力小于摩擦力，合力向左，则物体做减速运动。
所以物体从A到B过程中，动能先增大后减小。B点时弹力为零，则从B到C过程中，动能一直减小，故AB错误，C正确；
D. 物体在B点时，不是速度最大的位置，已经进入减速阶段，所以在B点动能不是最大，故D错误。
故选C。
10．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】影响动能的因素是速度和质量；影响重力势能的因素是质量和高度；机械能为动能和势能的和，由于轨道是粗糙的，故机械能不守恒。
【解答】AC根据题意可知，小球运动过程中要克服摩擦做功，将机械能转化为内能，则整个过程中小球的机械能逐渐减小，那么小球在B点的机械能大于C点的机械能；
B点和C点高度相同，则B点和C点的重力势能相同。根据“机械能=动能+重力势能”可知，B点的动能大于C点的动能，
故A错误符合题意，C正确不合题意；
B．当A点速度较大，动能较大时，到达D点时还有剩余的动能，则小球能会到达E点，故B正确不符合题意；
D．小球从A点到B点的过程中，一部分机械能转化为内能，减少的重力势能大于小球增加的动能，故D正确，不符合题意。
故选A。
11．【答案】B
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】动能与质量和速度大小有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能。
【解答】木块在匀速下滑的过程中，质量不变，且速度不变，则动能不变；高度减小，则重力势能减小。根据“机械能=动能+重力势能”可知，它的机械能减少；
故选B。
12．【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）动能大小与物体质量和速度有关，速度减小，动能减小。
（2）机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，不受其他外力或其他外力做功为零。
（3）动能和势能可以相互转化，上升过程中动能转化为势能。
（4）物体克服摩擦力做功，机械能转化为内能。
【解答】A、每次进入大气层时，返回器的动能第二次比第一次小，可以有效减小返回器的动能，故A正确，不符合题意；
B、返回过程中，返回器的机械能不断的转化为内能，因此机械能不断减小，故B错误，符合题意；
C、反弹过程中，返回器的高度增大，则动能部分转换为重力势能，故C正确，不符合题意；
D、返回过程中，返回器要克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，故D正确，不符合题意。
故答案为：B。
13．【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）（4）物体由于运动而具有的能叫动能，质量越大，速度越大，动能就越大；物体由于被举高而具有的能叫重力势能，质量越大，高度越高，重力势能就越大；
（2）物体间力的作用是相互的；
（3）物体受平衡力的作用处于平衡状态。
【解答】A、火箭加速上升的过程中，质量不变，速度变大、高度增加，所以，动能和重力势能都变大，故A正确，不符合题意；
B、火箭升空时向后喷出高温气体给空气一个向后的力，空气给火箭以反作用力，是利用了物体间力的作用是相互的，故B正确，不符合题意；
C、火箭入轨后做圆周运动运动状态不断改变，故受的力不是平衡力，故C正确，不符合题意；
D、卫星从近地点向远地点运行过程时，势能增大，动能减小，故D错误，符合题意。
故答案为：D。
14．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）动能的概念：物体由于运动而具有的能叫动能，其大小与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能越大。篮球在最高点 B 时，水平方向仍有速度，所以动能不为零。
（2）机械能守恒条件：只有在只有重力或弹力做功的物体系统内，机械能才守恒。本题中空气阻力不可忽略，空气阻力做功，机械能不守恒。
（3）能量转化分析：篮球从 A 点到 C 点过程中，由于空气阻力一直做负功，消耗机械能。A 点到 C 点，重力势能先增大后减小，且空气阻力一直做负功，根据能量关系可知 A 点动能大于 C 点动能。
（4）上升过程能量转化：篮球在上升过程中，质量不变，高度增加重力势能增大，速度减小动能减小，是动能转化为重力势能。
【解答】A、篮球在最高点B位置时，具有一定的质量，在水平方向上速度不为零，所以动能不为零，故A错误；
B、在这个过程中，存在空气阻力，篮球的机械能一部分转化为内能，所以篮球的机械能不守恒，故B错误；
C、篮球在A点的机械能大于篮球在C点的机械能，A点比C点高度低，所以A点的重力势能小于C点重力势能，所以篮球在A点的动能大于篮球在C点的动能，故C正确；
D、篮球在上升过程中，质量不变，高度增加，速度减小，所以篮球动能转化为重力势能，故D错误。
故答案为：C。
15．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，物体的质量越大，高度越高，重力势能越大；弹性势能与物体的形变量有关，形变量越大，弹性势能越大。不计摩擦，整个装置的机械能守恒，不是弹簧或者木块的机械能守恒。【解答】A、在木块上升的过程中，弹簧逐渐恢复原来形状，即形变程度逐渐减小，因此弹性势能逐渐减小，故A不符合题意；
B、由于木块的高度在逐渐增大，则木块的重力势能逐渐增大，故B符合题意；
C、木块在上升的过程中，速度先变大后变小，木块的动能先变大后变小，故C不符合题意；
D、由于一开始时木块是静止的，最终木块也是静止的，动能为0，而木块的高度增大，重力势能增大，因此木块的机械能变大，故D不符合题意。
故答案为：B。
16．【答案】重力势；动；守恒
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】卫星从远地点向近地点运行的过程中，质量不变，高度降低，可知重力势能减小，转化为动能，只有机械能之间的相互转化，可知机械能守恒。
17．【答案】变小；变小；变大；变大；重力势；动；变小；变小；变大；变大；动；重力势
【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】由图可知， 从A到B，小球高度变小，质量不变，重力势能减小，重力势能转化为动能，速度变大，动能变大。
从B到C，小球的高度变高，质量不变，重力势能增大，动能转化为重力势能，速度减小，动能减小。
18．【答案】动能；势能；没有损失；不计摩擦；减小；增大
【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的概念；机械能守恒
【解析】【分析】动能和势能统称为机械能，机械能没有转化为其它形式的能量时，机械能守恒，若部分机械能转化为其它形式的能量，则机械能减小，若有其它形式的能量转化为机械能，则机械能增加。
【解答】机械能包括动能和势能，只有动能和势能相互转化时，机械能守恒，即机械能在转化过程中没有损失。机械能守恒时，没有机械能转化为内能，即没有摩擦，题中一般会有类似“光滑”“自由”“不计阻力”等词语作为提示。
小球下落时，部分机械能转化为内能，可知机械能将减小。
火箭升空时，质量几乎不变，速度和高度都增大，动能和重力势能都增大，可知机械能将增大。
19．【答案】（1）改变力的方向
（2）配重的重力势能转化为小车的动能
（3）①增加钢球重力；②增加支架高度
【知识点】能量的相互转化和转移；势能的影响因素；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）定滑轮不生力不费力，但是能改变拉力的方向；
（2）根据图片可知，当配重降落时，拉动绳子，绳子拉动车轮转动，据此分析小车行驶的原因；
（3）重力势能与质量和高度有关，据此分析改进方法。
【解答】 （1）由定滑轮的特点可知，在该装置中，定滑轮的作用为改变力的方向；
（2）从能量转化的角度分析，配重能驱动小车行驶是因为配重的重力势能转化为小车的动能；
（3）让重力小车行驶的路程更远，需要增大配重的重力势能，即改进小车的方法有：①增加钢球重力；②增加支架高度。
20．【答案】（1）不变
（2）大于
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒
【解析】【分析】（1）只能机械能之间转化时，机械能守恒。
（2）做斜抛运动时，最高点速度不为零，动能不为零。
【解答】（1）斜面光滑且不计空气阻力，小车在运动过程中只有动能与势能间的相互转化，机械能守恒。
（2）将同一小球以相同的速度 v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，说明刚开始时，小球的机械能相等，整个过程中小球的机械能守恒，即任意时刻小球的机械能都相同，甲中小球到达最高点时，速度为零，即动能为零，所有的动能都转化为重力势能。图乙中小球在最高的速度不为零，即动能不为零，部分动能转化为重力势能，可知在最高点时，甲图中的小球重力势能更大，可知最高点的高度更高，即。
21．【答案】不为零；=
【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）动能的大小与物体的质量和速度有关。
（2）机械能守恒条件：只有重力做功，机械能（动能与势能之和）保持不变。
（3）斜上抛运动在最高点时，竖直方向速度为0，但水平方向有速度。
（4）根据机械能守恒判断不同起跳方式落水时速度大小。
【解答】向斜上方起跳时，上升到最高点，运动员水平方向仍具有速度，因此动能不为零。
若不考虑空气阻为，运动员在整个运动过程中机械能守恒，因此运动员向上方起跳落水时速度大小等于运动员向斜上方起跳落水时速度大小。
22．【答案】（1）弹性势能
（2）C；mgL
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）弹簧被压缩时，重物的重力势能转化为弹簧的弹性势能；
（2）当弹簧竖直放置且被压缩至长度为L时，对弹簧和物体组成的系统，根据机械能守恒定律求解弹簧长度为L时的弹性势能；
根据光滑水平轨道与光滑半圆轨道，不受摩擦力，机械能守恒，根据弹簧的弹性势能最终转化为重力势能分析。
【解答】（1）当弹簧竖直放置且被压缩至长度为L时，重物的高度降低，重力势能减小，弹簧发生弹性形变具有弹性势能，所以重物的重力势能转化为弹簧的弹性势能。
（2）根据左图可知，弹簧和物体组成的系统，根据机械能守恒定律可得，此时弹簧的弹性势能等于物体减小的重力势能，即Ep=mgL
由于光滑水平轨道与光滑半圆轨道，不受摩擦力，机械能守恒，弹性势能转化为动能，在上升全部转化为重力势能，因而最终的重力势能还是mgL，即物体达到的高度等于轨道半径L，即图中的C点，此过程中，克服重力做功为mgL。
（1）当弹簧竖直放置且被压缩至长度为L时，重物的高度降低，重力势能减小，弹簧发生弹性形变具有弹性势能，所以重物的重力势能转化为弹簧的弹性势能。
（2）[1][2]根据左图可知，弹簧和物体组成的系统，根据机械能守恒定律可得，此时弹簧的弹性势能等于物体减小的重力势能，即Ep=mgL
由于光滑水平轨道与光滑半圆轨道，不受摩擦力，机械能守恒，弹性势能转化为动能，在上升全部转化为重力势能，因而最终的重力势能还是mgL，即物体达到的高度等于轨道半径L，即图中的C点，此过程中，克服重力做功为mgL。
23．【答案】（1）=
（2）<
【知识点】功的计算公式的应用；动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）已知小球的质量和高度，根据W=Gh计算小球重力做功，然后比较大小；
（2）动能的大小的影响因素是质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；
【解答】（1）由题意可知，两球的质量相同，则重力相同，当两球到达悬点正下方A点时，两球下落的高度相同，根据W=Gh可知，该过程中小球重力做功W甲=W乙。
（2）由题意可知，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所以小球到达A点时，不计空气阻力，甲球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，乙球的重力势能全部转化为动能，所以在最低点时，乙球的动能大，其速度较大，即v甲（1）由题意可知，两球的质量相同，则重力相同，当两球到达悬点正下方A点时，两球下落的高度相同，根据W=Gh可知，该过程中小球重力做功W甲=W乙。
（2）由题意可知，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所以小球到达A点时，不计空气阻力，甲球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，乙球的重力势能全部转化为动能，所以在最低点时，乙球的动能大，其速度较大，即v甲24．【答案】（1）速度
（2）C
（3）增大铁球两次静止释放的高度差或换用质量更大的铁球
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）小球撞击滑块时的速度与它的高度有关，即高度越大，则撞击滑块时的速度越大；
（2）根据实验过程确定探究物体的内能情况；
（3）动能由重力势能转化而来，而重力势能与物体质量和高度大小有关。
【解答】（1）在步骤2、3中，同一铁球从不同高度处静止释放，则铁球下撞击滑块时速度是不同的，因此是想探究动能大小与速度的关系。
（2）根据题意可知，木块被推动距离越长，则克服阻力做功越多，那么小球撞击滑块时动能越大，因此该实验中物体的动能是指小球撞击滑块时的动能。
故选C。
（3）s1和s2的距离差别不明显，说明步骤1、2实验中铁球的动能差别较小，因此可以增大铁球两次静止释放的高度差或换用质量更大的铁球进行实验。
（1）分析步骤2、3，可以发现：采用了同一物体，质量是不变的，从不同高度处静止释放，铁球下滑到竖直位置时速度是不同的，是想探究动能大小与速度的关系。
（2）根据转换法，铁球动能的大小是通过比较木块被推动距离的长短得出的，该实验中物体的动能是指小球撞击滑块时的动能。故选C。
（3）s1和s2的距离差别不明显，由转换法可知步骤1、2实验中铁球的动能差别较小，让铁球两次的动能差距增大即可，故可以增大铁球两次静止释放的高度差或换用质量更大的铁球进行实验。
25．【答案】（1）质量
（2）控制物体碰撞时的速度相同
（3）物体质量相同时，速度越大动能越大
（4）不能，木块将一直做匀速直线运动，无法比较出动能大小
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据图片分析甲和乙中哪个因素不同即可；
（2）小球撞击木块时的速度与它的选线与竖直方向的夹角大小有关，即夹角越大，那么速度越大；
（3）根据图片分析乙和丙中哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论；
（4）根据实验中动能大小的判断方法解答。
【解答】（1）根据题意可知，甲、乙两组实验中只有小球的质量不变，因此探究动能与质量的关系。
（2）在甲、乙两组实验中，小科每次都将小球拉到与竖直方向成θ1的位置，然后都由静止释放，它的目的是：为了控制物体碰撞时的速度相同；
（3）在乙和丙的实验中，小球的质量相同，丙中拉开的角度大，则下降后的速度大，且推动物体的距离越远，则得出的结论是：物体质量相同时，速度越大动能越大。
（4）如果将水平桌面改成光滑平面，根据牛顿第一定律，木块在水平方向上不受摩擦力，将一直做匀速直线运动，就无法通过木块滑行的距离来比较动能的大小，所以不能得出结论。
（1）甲、乙两组实验中小球的质量不变，拉开的角度相同，说明高度相同，到达最低位置的速度相同，探究动能与质量的关系，因而基于的假设是物体动能的大小可能与物体的质量有关。
（2）为了控制物体碰撞时的速度相同，所以，在甲、乙两组实验中，小科每次都将小球拉到与竖直方向成θ1的位置，然后都由静止释放。
（3）比较乙、丙实验，质量相同，拉开的角度越大，下降后的速度越大，推动物体的距离越远，说明动能越大，故得出的结论是：物体质量相同时，速度越大动能越大。
（4）如果将水平桌面改成光滑平面，根据牛顿第一定律，木块在水平方向上不受摩擦力，将一直做匀速直线运动，就无法通过木块滑行的距离来比较动能的大小，所以不能得出结论。
26．【答案】（1）A；D
（2）A、B
（3）一、二
（4）速度
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
（2）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（3）根据四个实验的现象，将相关实验对照，确定影响重力势能大小的因素；
（4） 影响动能的因素是物体的质量和速度， 据此结合图片信息分析解答。
【解答】（1）根据题意可知，通过观察比较弹簧被压缩后的长度来比较小球重力势能的大小，这里使用转换法。
A．根据水升温的多少判断食物含有的能量的多少，采用的是转换法，故A符合题意；
B．研究压力的作用效果与受力面积的关系时，控制压力的大小相同，采用控制变量法，故B不符合题意；
C． 用黄豆和芝麻混合前后的体积变化研究分子间隙，属于模拟实验，故C不符合题意；
D．利用无色酚酞试液判断酸碱反应是否发生，采用的是转换法，故D符合题意。
故选AD。
（2）根据控制变量法的要求可知，研究物体的重力势能与物体的质量关系时，需要保持下落高度相同，改变物体质量，故选AB。
（3）根据图片可知，A、B两球下落高度相同，B球质量大于A球质量，发现B球处弹簧形变较大，说明猜想一正确；
A、C两球质量相同，C球下落高度大于A球，发现C球处弹簧形变较大，说明猜想二正确。
（4）研究物体的动能与速度的大小，需保持物体的质量不变，改变物体是速度，比较A、C两球，两球质量相同，C球下落高度大于A球，则两球速度不同，故可探究速度对动能大小的影响。
（1）小虞通过观察比较弹簧被压缩后的长度来比较小球重力势能的大小，这种科学研究的方法叫转换法；
A．食物含有能量的多少不能直接观察，根据水升温的多少判断食物含有的能量的多少，采用的是转换法，故A符合题意；
B．研究压力的作用效果与受力面积的关系时控制压力的大小相同，属于控制变量法，故B不符合题意；
C．在研究分子间存在间隙的实验中，比较黄豆和芝麻混合前后的体积，根据体积减小得出分子之间有空隙，属于模拟实验，故C不符合题意；
D．酸碱反应有时不能直接观察，利用无色酚酞试液判断酸碱反应是否发生，采用的是转换法，故D符合题意。
故选AD。
（2）实验中研究物体的重力势能与物体的质量关系时，需要保持下落高度相同，改变物体质量，A、B两球下落高度相同，B球质量大于A球质量，故可验证猜想一。
（3）弹簧的形变程度反映了小球具有的重力势能的大小，比较A、B两球，下落高度相同，B球质量大于A球质量，发现B球处弹簧形变较大，说明猜想一正确；比较A、C两球，两球质量相同，C球下落高度大于A球，发现C球处弹簧形变较大，说明猜想二正确。
（4）影响动能的因素是物体的质量和速度，研究物体的动能与速度的大小，需保持物体的质量不变，改变物体是速度，比较A、C两球，两球质量相同，C球下落高度大于A球，则两球速度不同，故可探究速度对动能大小的影响。
27．【答案】木块被撞击后移动的距离；C；质量相同的物体，速度越大，动能越大；如图乙所示的实验情形，小车的重力不同，对水平面的压力也不同、滑动摩擦力不同，不能根据判断小车克服摩擦力做功的多少，因此无法根据小车通过路程比较小车动能大小。
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）小车从斜面上滑下，撞击水平面上的木块。木块移动的距离越大，则克服阻力做功越多，那么说明小车的能量越大。
分析各个选项中使用的物理研究方法，然后与上面的方法对照即可。
（2）根据图片分析甲图中哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论；
（3）根据W=fs可知，只有在木块受到摩擦力不变的情况下，才能根据木块移动的距离判断动能的大小。而摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，据此分析。
【解答】（1）小明通过图甲的实验， 通过木块被撞击后移动的距离来表示小车具有的能量大小。
这里使用的研究方法为转换法。
A. 认识电压和电流时，我们可以用水压和水流来类比 ，用到了类比法，故A不符合题意；
B.我们可以用磁感线来描述磁场，采用了模型法，故B不符合题意；
C.探究影响电磁铁的磁性的因素，通过电磁铁吸引大头针数量的多少来判断电磁铁磁性强弱，属于转换法，故C符合题意。
故选C。
（2）在甲图中，两个小车的质量相同，下面小车滚下的高度大，达到水平面的速度大，纸盒被推动得远，则得出的结论：在质量一定时，物体的速度越大，动能越大。
28．【答案】（1）乙
（2）假设二：物体的重力势能可能与物体的下落高度有关。利用上述实验器材，选择质量相同的小球，从不同高度释放，小球撞击杯子后，观察杯子一起向下运动一段距离
【知识点】势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）控制变量法：在研究多个因素对某一物理量的影响时，采用控制变量法，即只改变其中一个因素，而保持其他因素不变，从而研究被改变的这个因素对该物理量的影响。
（2）重力势能的影响因素：重力势能的大小与物体的质量和高度有关，表达式为Ep=mgh。在探究重力势能与各因素关系时，通过观察小球撞击杯子后杯子向下运动的距离来反映重力势能大小。
【解答】（1）假设一，验证的是物体的重力势能可能与物体的质量有关，根据控制变量法知道，此过程需要保持下落的高度相同，为了减少实验误差，本次实验中应选择以小球下缘为起点测量下落高度，故乙图符合题意。
（2）假设二：物体的重力势能可能与物体的下落高度有关。利用上述实验器材，选择质量相同的小球，从不同高度释放，小球撞击杯子后，观察杯子一起向下运动一段距离。
（1）假设一，验证的是物体的重力势能可能与物体的质量有关，根据控制变量法知道，此过程需要保持下落的高度相同，为了减少实验误差，本次实验中应选择以小球下缘为起点测量下落高度，故乙图符合题意。
（2）假设二：物体的重力势能可能与物体的下落高度有关。利用上述实验器材，选择质量相同的小球，从不同高度释放，小球撞击杯子后，观察杯子一起向下运动一段距离。
29．【答案】（1）重力势能
（2）方案1
（3）倾角θ变大的过程中，钢球冲上长木板后通过的最大距离先变小后变大
（4）让质量相同的小球从不同高度滚下
【知识点】动能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）重力势能与物体的质量和高度有关，质量一定时，高度越高，重力势能越大；动能与物体的质量和速度有关，质量一定时，速度越大动能越大。
（2）为了探究体积的影响，应控制其它条件相同，小球应从相同高度落下，方案2中小球重力位置不同。
（3）由表中数据可知，钢球冲上长木板后通过的最大距离随角度的增大先变小后变大。
（4）要探究速度的影响，则应控制除速度一以外的条件相同，速度不同可通过让小球从不同位置由静止释放来实现。
【解答】（1）避险车道设计成一个由粗糙碎石铺成的陡坡，车沿陡坡上升的过程中，高度增加，重力势能增加，速度减小，动能变小，则是将动能转化为重力势能。
（2）为了验证猜想一，小东选择了两个体积不同的小钢球进行实验，为了使实验结果更准确，避免取板对小球速度的干扰，选择方案1。
（3）从表格中的数据可知，长木板与水平面的倾角θ变大的过程中，钢球冲上长木板后通过的最大距离先变小后变大。
（4）若要验证猜想三，应控制小球质量相同，因此让质量相同的小球从不同高度滚下。
（1）避险车道设计成一个由粗糙碎石铺成的陡坡，车沿陡坡上升的过程中，高度增加，重力势能增加，速度减小，动能变小，则是将动能转化为重力势能。
（2）为了验证猜想一，小东选择了两个体积不同的小钢球进行实验，为了使实验结果更准确，避免取板对小球速度的干扰，选择方案1。
（3）从表格中的数据可知，长木板与水平面的倾角θ变大的过程中，钢球冲上长木板后通过的最大距离先变小后变大。
（4）若要验证猜想三，应控制小球质量相同，因此让质量相同的小球从不同高度滚下。
30．【答案】（1）速度一定时，物体的质量越大，动能越大
（2）超速
（3）速度
（4）小于
【知识点】功率计算公式的应用；动能的影响因素
【解析】【分析】物体的动能跟物体的速度和质量有关，在实验过程中，通过观察物体被小球撞击的距离来判断小球动能的大小。
【解答】（1）分析甲、乙两图可知，金属球从斜槽的相同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度相等，物体的质量不同，甲小球的质量大，物体被撞击得更远，所以可以得到结论是速度一定时，物体的质量越大，动能越大。
（2）分析甲、丙两图可知，金属球从斜槽的不同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度不相等，物体的质量相同，可以探究动能大小与速度的关系；甲图小球的速度越大，物体被撞击得更远，可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因。
（3）用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，所以弹簧的弹性势能不相同时，小球与弹簧分开后获得的初速度不相同，而小球的质量不变，故可以研究小球的动能大小与速度的关系。
（4）小车克服摩擦力做功的能量来自小车的动能，小车的动能刚开始时是相等的，最终小车停下来，则小车的动能为零，所以小车无论在什么样的水平面上，克服摩擦力做的功是相等的；小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，接触面越光滑，小车的运动距离越远，由于玻璃表面更光滑，则小车在玻璃面运动时间更长，由于克服摩擦所做的功相同，根据可知，则P1（1）分析甲、乙两图可知，金属球从斜槽的相同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度相等，物体的质量不同，甲小球的质量大，物体被撞击得更远，所以可以得到结论是速度一定时，物体的质量越大，动能越大。
（2）分析甲、丙两图可知，金属球从斜槽的不同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度不相等，物体的质量相同，可以探究动能大小与速度的关系；甲图小球的速度越大，物体被撞击得更远，可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因。
（3）用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，所以弹簧的弹性势能不相同时，小球与弹簧分开后获得的初速度不相同，而小球的质量不变，故可以研究小球的动能大小与速度的关系。
（4）小车克服摩擦力做功的能量来自小车的动能，小车的动能刚开始时是相等的，最终小车停下来，则小车的动能为零，所以小车无论在什么样的水平面上，克服摩擦力做的功是相等的；小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，接触面越光滑，小车的运动距离越远，由于玻璃表面更光滑，则小车在玻璃面运动时间更长，由于克服摩擦所做的功相同，根据可知，则P131．【答案】（1）不变；增大
（2）
【知识点】动能和势能的大小变化；动能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）弹性势能与物体的形变量有关，形变量越大，弹性势能越大。
（2）动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】（1）从O点到A点，不计空气阻力，只有重力势能和动能的转化，可知机械能守恒。
从A到C，蹦床的形变量逐渐增大，可知弹性势能逐渐增大。
（2）由图可知，下落过程中，时间段内小滨的速度逐渐变大，质量不变，可知动能在逐渐变大。
32．【答案】（1）机械
（2）选择C弹簧，因为弹起标志牌的最小弹力为25N
【知识点】动能和势能的转化与守恒；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算弹簧需要产生的弹力，然后与表格数据对照即可。
【解答】（1）根据题意可知， 弹簧将标志牌弹起瞬间， 弹簧释放弹性势能，而运动起来获得机械能，所以是将弹簧的弹性势能转化为标志牌的重力势能。
（2）根据图片可知，O点为支点，弹簧对标志杆的弹力为动力，标志牌的重力为阻力，则阻力臂大小等于OB，动力臂大小等于OA，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得：，
F×0.4m=10N×1m；
解得：，
则弹簧的弹力应大于25N，故选弹簧C。
（1）装置中的弹簧将标志牌弹起至竖直位置，弹簧的弹性形变程度变小，弹性势能变小；标志牌的质量不变，高度变大，重力势能变大，所以是将弹簧的弹性势能转化为标志牌的重力势能。
（2）由图可知，O点为支点，弹簧对标志杆的弹力为动力，标志牌的重力为阻力，则阻力臂大小等于OB，动力臂大小等于OA，根据杠杆平衡条件可得，则最小的弹力，则弹簧的弹力应大于25N，所以应选择弹力为30N的弹簧C。
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