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双减作业本12.1机械能（第1课时）
1.通过实例认识到运动的物体具有动能。
2.通过探究，知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关，并能解释简单现象。
（巩固性作业）
1．下列单位中，能量的单位是（　　）
A．瓦特 B．牛顿 C．焦耳 D．帕斯卡
2．下列运动项目中涉及到的物理知识描述正确的是（　　）
A．三级跳时快速助跑是为了增大惯性
B．打排球时，排球上升到最高点时受力平衡
C．抛实心球时，实心球在空中运动到最高点时动能为零
D．跑步时，脚受到的摩擦力方向与运动方向相同
3．甲、乙两辆质量相同的客车，在同一条平直的公路上匀速行驶，甲车的速度为72km/h，乙车的速度为60km/h，则它们的动能大小关系为（ ）
A．一样大 B．甲车大 C．乙车大 D．无法确定
4．运动员站在地面上用力竖直下抛乒乓球，乒乓球碰地后会弹跳到高于原抛球的位置。乒乓球在离开手后的运动过程中动能E随时间 t变化的图像最接近的是（　　）
A． B．
C． D．
5．在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小车从斜面上由静止滑下，撞击放在水平面上的木块，小车推动木块滑行一段距离后停止，实验过程如图所示。下列说法中（　　）
①实验中木块被推出距离的远近反映小车动能的大小
②小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，机械能增大
③由甲、乙两图可知，小车动能的大小与速度有关
④由甲、丙两图可知，小车动能的大小与质量有关
只有①④正确 B．只有②④正确 C．只有②③正确 D．只有①③正确
6．“为了您和他人的生命安全，请谨慎驾驶”，如图所示，虽然汽车B采取了紧急刹车措施，但是从能的角度看，由于汽车B的速度大， 大，汽车B由于 向前运动了较长一段距离，撞到汽车A，致使两车都发生严重的变形。
7．甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的图像分别如图甲、乙所示（空气阻力忽略不计）。由图可知，甲车的动能 （“大于”“小于”“等于”）乙车的动能，经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做的功之比为 。
8．车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，小明设计了如图甲、乙所示的实验，来探究“动能的大小与哪些因素有关”。请完成下列问题：
(1)由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能与速度有关，由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能与 有关
(2)实验中通过比较 来判断小球具有动能的大小。
(3)如图甲，钢球从高处滚下，高度越高，钢球运动到水平面时将木块撞得越远。所以质量相同时，钢球的 越大，动能越大。
（拓展性作业）
9．我省首届省级冬季综合性运动会将于2026年1月至2月在榆林举行。如图所示，这是我市运动员在自由式滑雪空中技巧训练时从高空下落时的情景。在加速下落过程中，运动员的动能（　　）
A．减小 B．增大 C．不变 D．为零
10．如图是人形机器人在水平路面训练的场景。有关机器人的说法不正确的是（ ）
A．加速跑时动能增大 B．匀速跑时水平方向合力为零
C．跑步时速度越大惯性越大 D．加速奔跑的过程中重力不变
11．下列物体中，具有动能的是（　　）
A．放在桌上的玻璃杯 B．挂在树上的苹果
C．正在滑雪的人 D．停在机场上的飞机
12．如图为某道路交通限速标志牌，限速原因是因为质量一定时， 越大，动能越大；小型车最高行驶速度不得超过100km/h，而大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h。说明动能大小还与 有关。
13．划船通常指的是一种使用桨推动船只前进的水上运动。运动员向后划桨使船前进，说明力的作用是 的；运动员奋力划桨，船向前加速运动，其动能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
14．甲、乙两车分别从同一直线上的M、N两点同时同向运动，它们的s-t图像如图（a）、（b）所示。以甲为参照物，乙车是 （选填“运动”或“静止”），运动过程中，甲车的动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。若两车相遇时，甲车距M点10米。则M、N两点间的距离为 米。
15．在初中物理教材中，多次出现利用斜面做物理实验的场景，如图所示。
(1)甲、乙实验都有让物体（小车或小球）从斜面的同一高度由静止自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是使物体滑到斜面底端时， 相同。
(2)甲实验中，“小车在水平面上运动的距离”反映的是_______。（填字母）
A．小车在水平面上初速度的大小 B．阻力对小车运动的影响情况
(3)图乙装置是通过木块移动的距离来反映 （选填“小球”或“木块”）的动能，分析实验现象可知，当物体的 一定时，物体的质量越大，动能越 。
(4)若图甲、乙中的水平面绝对光滑，还能不能完成实验？请选择一个实验，并说明理由： 。
16．为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图1所示的探究活动。
(1)实验中，通过观察木块移动的距离长短，来判断钢球动能的大小，这种研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）；若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
(2)为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 两图进行实验分析。
(3)实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量 （选填“相同”或“不同”）的钢球，从同一斜面 （选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 。
(4)某同学用如图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的钢球从不同高度由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断钢球动能的大小，这种方法是 （选填“正确的”或“错误的”）。
（探究性作业）
17．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？
（1）【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 有关；
（2）【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用铁球模拟汽车，让铁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。该实验是通过观察 的大小，来说明铁球对木块做功的多少，这种探究问题的方法是 ；（填“控制变量法”或“转换法”或“归纳法”）
（3）【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： ；
（4）【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”）行驶时危险性大的原因；
（5）【改进实验】研究动能大小与质量的关系，有同学将实验装置改成如图所示，利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，发现两次实验木块移动的距离相等，其原因是 。
18．汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。小东由此想要探究动能大小与质量、速度的关系。实验过程如下。
(1)图甲、乙、丙三次实验中应让小球由静止开始滚下。实验中，动能的大小是通过 来反映的，这种实验探究方法是 ；
(2)图甲、乙两次实验探究的是动能与 的关系；
(3)进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，由此可推断A、B两球的质量关系是mA mB（选填“>”、“<”或“=”）。与图乙实验进行比较，可以得出： 相同时，质量越大，动能越大；
(4)善于动脑的小东又设计了如图丁所示的方案：用同一个小球两次将同一弹簧压缩到不同程度，两次实验弹簧具有的弹性势能 （选填“相同”或“不同”）。放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同，从而验证了动能与速度的关系。接着让质量不同的两个小球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做 （选填“能”或“不能”）验证动能与质量的关系；
(5)如图戊所示，AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点由静止开始自由滑下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力）。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是 。
答案部分
核心巩固：
1．【答案】C
【解析】A．瓦特是功率的单位，故A不符合题意；
B．牛顿是力的单位，故B不符合题意；
C．焦耳是能量的单位，故C符合题意；
D．帕斯卡是压强的单位，故D不符合题意。
故选 C。
2．【答案】D
【解析】A．惯性大小只与物体质量有关，快速助跑不能增大惯性，故A错误；
B．打排球时，排球上升到最高点时，只受到重力作用，受力不平衡，故B错误；
C．抛实心球时，实心球做抛物线运动，实心球在空中运动到最高点时，在水平方向上仍有速度，动能不为零，故C错误；
D．跑步时，脚向后蹬地，有向后的运动趋势，所以脚受到的摩擦力方向向前，与运动方向相同，故D正确。
故选D。
3．【答案】B
【解析】物体的动能与质量和速度有关，甲、乙两辆质量相同，甲车的速度较大，因此甲车的动能较大。
故选B。
4．【答案】C
【解析】运动员站在地面上用力竖直下抛乒乓球，整个过程中乒乓球的质量不变，用力竖直向下抛球，乒乓球有一定的速度，最初的动能不为零；向下运动的过程中，乒乓球的速度变大，动能变大，刚接触地面时，乒乓球的速度最大，动能最大，乒乓球离开地面上升过程中，速度减小，动能减小，到最高点时速度为零、动能为零；所以，C图反映了乒乓球在运动中动能E随时间t的变化关系，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
5．【答案】D
【解析】①小车的动能越大，对外做功越多，被撞木块移动的距离越远，实验中木块被推出距离的远近可以反映小车动能的大小，故①正确；
②小车从斜面上滑下，小车的质量不变，高度变小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故能量转化为小车重力势能转化为动能，在整个下滑过程中，存在摩擦力，机械能不守恒，机械能减小，故②错误；
③由甲、乙两图可知，小车的质量相同，小车静止时高度不同，小车到达水平面时速度不同，被撞木块移动的距离也不同，故可以说明小车动能的大小与速度有关，③正确；
④由甲、丙两图可知，小车静止时高度不同，小车到达水平面时速度不同，小车的质量不同，无法判断影响小车动能的是质量还是小车的速度，故④错误；
综上所述，①③正确，②④错误；故D符合题意；ABC不符合题意。
故选D。
6．【答案】动能 惯性
【解析】[1]从能的角度看，由于物体的动能与物体的质量和速度有关，且在质量一定的情况下，速度越快，动能越大，汽车B的速度快，其动能大。
[2]由于汽车B具有惯性，要保持原来的运动状态，即使司机踩了刹车，汽车B仍然会向前移动一段距离。
7．【答案】大于 5︰3
【解析】[1]由图像知，乙车的速度为，甲车的速度为
已知两车完全相同，所以质量相同，因为甲的速度大于乙的速度，所以甲车的动能大于乙车的动能。
[2]在匀速直线行驶过程中，受到的力是平衡力，平衡力大小相等，即牵引力等于摩擦力。又因为甲乙两辆车相同即压力相同，相同的接触面，粗糙程度相同，所以摩擦力相同，即
因为，根据功率公式可知，甲、乙两车牵引力做功的功率之比为
根据可知，经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做的功之比为
8．【答案】(1)质量 (2)木块被撞开的距离 (3)速度
【解析】（1）“安全驾驶莫超载”，指的是汽车装载的货物质量过大，所以猜想汽车的动能可能与质量有关。
（2）实验中，小球具有动能会撞击木块，而木块被撞得越远，说明小球对木块做的功越多，也就说明了小球的动能越大，所以小球动能的大小可通过木块被撞开的距离来判断。
（3）在图甲中，两个钢球的质量相同，滚落的高度不同代表钢球到达水平面的速度不同，高度越高，速度越大，因此，质量相同时，速度越大，钢球的动能就越大。
素养提升：
9．【答案】B
【解析】运动员在加速下落过程中，质量不变，速度增大，运动员的动能增大，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
10．【答案】C
【解析】A.动能的大小与质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能越大。机器人加速跑时，质量不变，速度变大，故动能增大，故A正确；
B.当物体处于静止或匀速直线运动状态时，受力平衡，合力为零。机器人做匀速直线运动时，受力平衡，平衡力的合力为0，水平方向合力为零，故B正确；
C.惯性是物体保持原有运动状态不变的性质，惯性大小只与质量有关，与速度等其他因素无关。跑步时速度无论大小，惯性不变，故C错误；
D.重力的大小只与物体的质量有关，质量不变，重力不变。加速奔跑的过程中，机器人的质量不变，则重力不变，故D正确。
故选C。
11．【答案】C
【解析】由于运动而具有的能量为动能。
A．放在桌上的玻璃杯，速度为0，没有动能，故A不符合题意；
B．挂在树上的苹果，速度为0，没有动能，故B不符合题意；
C．正在滑雪的人，相对地面的位置发生改变，是运动的，具有动能，故C符合题意；
D．停在机场上的飞机，速度为0，没有动能，故D不符合题意。
故选C。
12．【答案】速度 质量
【解析】[1]影响动能大小的因素是质量和速度；限速的原因是质量一定时，速度越大，动能越大，行车危险性越大。
[2]不同的车型，质量不同，限速不同的原因是动能大小与物体的质量有关。如果车的行驶速 度相同，质量大的车，动能大，行驶时危险性就大。
13．【答案】相互 增大
【解析】[1]运动员向后划桨时，桨对水施加向后的力，同时水对桨施加向前的反作用力，推动船前进，这说明力的作用是相互的。
[2]当船加速前进时，船的运动速度增大，质量不变的情况下速度增大导致船的动能增大。
14．【答案】运动 不变 30
【解析】[1]由图（a）图像可知，甲车在相同时间内运动的路程相等，做匀速直线运动，甲车的速度为
由图（b）图像可知，乙车在相同时间内运动的路程也相等，也做匀速直线运动，乙车的速度为
因为甲、乙两车分别从同一直线上的M、N两点同时同向运动，且甲、乙两车的速度不同，以甲为参照物，乙车的位置一直在发生变化，故以甲为参照物，乙车是运动的。
[2]由图（a）图像可知，甲车做匀速直线运动，速度不变，甲车的质量不变，故甲车动能不变。
[3]因为甲、乙两辆小车分别从M、N两点出发，两车在水平地面上沿着同一直线同向运动，两车相遇时，甲车距M点10m，所以甲车运动的距离为10m，所以甲车运动的时间为
乙车在相同时间内运动的路程为
所以M、N两点间的距离为
15．【答案】(1)速度 (2)B (3)小球 速度 大 (4)见详解
【解析】（1）让物体从斜面同一高度静止滑下，是为了使物体到达斜面底端时的速度相同。
（2）甲实验中，“小车在水平面上运动的距离” 反映的是阻力对小车运动的影响情况，阻力越小，运动距离越远，故B符合题意，A不符合题意。
故选B。
（3）[1]乙实验通过木块移动的距离来反映小球的动能（转换法，小球动能越大，木块移动距离越远）。
[2]乙实验中，小球从同一高度滑下，速度相同；质量越大的小球，推动木块的距离越远，说明当速度一定时，物体质量越大，动能越大。
（4）若水平面绝对光滑，小车不受阻力，将保持匀速直线运动，无法比较木块被推动的距离，从而无法比较动能，不能完成探究动能大小的影响因素实验。
16．【答案】(1) 转换法 不能 (2)a、c (3)相同 不同 大 (4)错误的
【解析】（1）[1]钢球的动能是无法直接测量的，实验中可以通过观察木块移动的距离长短来判断钢球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
[2]若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律可知，小球将做匀速直线运动，无法停止，也就不能通过观察木块移动的距离长短来判断小球动能大小，故本实验将不能达到探究目的。
（2）为了探究物体动能大小与质量的关系，应控制钢球撞击木块前的速度相等，需让质量不同的钢球从相同的高度滑下，故选择a、c两图进行实验分析。
（3）[1][2]实验中为了探究动能大小与速度的关系，应控制钢球质量相同，速度不同，即应让质量相同的钢球，从同一斜面不同高度由静止滑下。
[3]实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，推动木块移动的距离越远，则动能越大。
（4）用如图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系，应改变钢球撞击木块前的速度，控制其它因素相同，而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，故该方法是错误的。
自我超越：
17．【答案】速度 质量 木块移动的距离 转换法 速度一定时，物体的质量越大，动能越大 超速 两次实验铁球的动能相等
【解析】(1)[1]十次车祸九次快，“快”，速度大。
[2]超载，指车装载的物体质量大。
(2)[3][4]动能的大小在初中是不能直接测量的，但可以通过具有动能的物体消耗动能去做的功的多少体现出来，这种方法是转换法。
(3)[5]甲乙两图中，两个小球处在斜面的同一高度，它们到达斜面底端时的速度是相同的。但两个小球的质量不同。所以，得出的结论是动能与质量的关系方面的：质量大的，木块被撞击的距离大，即球的动能大。
(4)[6]甲丙两图相比较，只是小球到达斜面底端的速度不同，造成木块被撞击的距离不同。所以可以解释汽车超速带来的危险。
(5)[7]在这个实验过程中，是弹簧的势能转化为铁球的动能，铁球对木块做功。两次将弹簧压缩到相同的程度，弹簧的弹性势能是相同的，所以两次将木块撞击的距离是相同的。
18．【答案】(1) 木块被撞击后移动的距离 转换法 (2)速度 (3) < 速度
(4)不同 不能 (5)c
【解析】（1）[1][2]实验中，小球的动能不能直接得到，通过小球撞击木块后，木块移动的距离来判断小球动能的大小，木块移动的距离越远，小球的动能越大，使用了转换法。
（2）图甲和图乙中，小球的质量相同，下滑高度不同，则小球达到水平面时的速度不同，因此探究的是动能与速度的关系。
（3）[1][2]进行图丙实验时，乙、丙实验对比，高度相同，到达水平的速度相同，木块被撞后滑出木板掉落，说明丙实验中小球的动能比较大，故推测出丙图的B小球的质量比较大，A球的质量小于B球；故得出结论速度相同时，质量越大，动能越大。
（4）[1][2]用同一个小球两次将同一弹簧压缩到不同程度，由于弹簧的形变程度不同，两次实验弹簧具有的弹性势能不同；接着让质量不同的两个小球两次将同一弹簧压缩到相同程度，弹性势能相同，相同的弹性势能转化为动能，由于质量不同，故小球的速度不同，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做无法控制小球的速度相同，故无法探究动能与速度的关系。
（5）根据题意，小球从A点由静止滑下，所以小球的机械能等于A点时的重力势能，整个过程中，轨道光滑，不计空气阻力，机械能守恒。a的最高点超过了A点的高度，这是不可能的，故a错误；b点的最高点与A点的高度相同，而在最高点时，小球仍具有向右运动的速度，所以b图线的机械能大于A点的机械能，故b错误；c图线的最高点低于A点，由于在最高点时小球仍运动，其总机械能可能与开始时的机械能相等，故c正确；小球离开轨道时，由于惯性，应具有沿轨道方向向上运动的速度，故d错误。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是c。
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