動能和勢能、機械能及其轉化（原卷版+解析）-2023年中考物理復習專練

專題16動能和勢能、機械能及其轉化

考點1動能、勢能和機械能

要點

概念特點決定大小的因素共同特點

物體由于________而具有一切運動的物體

動能質量、速度

的能量都具有動能

物體由于被一切被舉高的物

重力

_____而具有的體都具有重力勢質量、高度具有能的物體都

勢能

能量能能夠做功

勢能

物體由于發(fā)生彈一切發(fā)生彈性形

彈性

性形變而具有的變的物體均具有形變程度、材料

勢能

能量彈性勢能

(1)能量表示物體做功本領大小的物理量；能量可以用

一個物體能夠

能夠做功的多少來衡量；

機械________,我們

能量

能就說這個物體具(2)一個物體“能夠做功”并不是一定“要做功”，也不是

“正在做功''或"已經做功如：山上靜止的石頭具有能

有________。

量，但它沒有做功，也不一定要做功。

考點2機械能守恒及其轉化

機械能間無外力作用

的轉化下能的轉化

如果只有動能和勢能相互轉化，盡管動能、勢能的大小會

機械能守恒

變化，但機械能的總和保持不變

◎蹙Ifr燹M

總

量實驗i動能的大小與什么因素有關

1.實驗器材：木球、鐵球(與木球體積相同)、、O

2.實驗方法：和o

3.實驗現(xiàn)象：

(1)同一鐵球從不同高度滾下，高度越高，到達水平面的速度，撞得木塊運動的距離

越遠。

(2)木球與鐵球從同一高度滾下，到達水平面的速度,鐵球撞得木塊運動得遠。

4.實驗結論：物體的動能與物體的質量和速度有關，質量______，速度,物體

具有的動能就越大。

5.問題探究：

(1)在實驗中，鐵球動能的大小是如何顯示的？

(2)在實驗中，為什么讓不同的小球從斜面的同一位置釋放?

(3)在實驗中，為什么讓同一小球從斜面的不同位置釋放?

(4)在實驗中，應注意什么問題?

基礎檢測(限時30min)

一、單選題

1.如圖所示，小明和同學一起蕩秋千.下列說法正確的是()

A.通過最低點時的動能為零B.下降過程中的動能轉化為重力勢能

C.到達最高點的重力勢能最大D.上升過程中的重力勢能轉化為動能

2.如圖是雨滴在空中下落過程中速度與時間的關系圖。雨滴在。F三個時刻中具有的動

能分別是?、&、E3,不考慮下落過程中雨滴的質量變化，則動能的大小關系是（）

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

3.“嫦娥一號”返回艙在距離地面一定高度時，需要打開降落傘減速，以便安全著陸，在返

回艙減速下降的過程中（）

A.動能減小，勢能減小，機械能減小B.動能不變，勢能減小，機械能減小

C.動能不變，勢能減小，機械能不變D.動能增大，勢能減小，機械能不變

4.打籃球是很受中學生喜歡的體育運動，下列說法中正確的是（）

A.籃球被拋出后，在上升過程中，動能增大，重力勢能也增大

B.籃球在離開手后，繼續(xù)飛行，是因為人仍然在對籃球做功

C.在相互傳球的過程中，籃球被拋出后，在上升到最高點時，動能，重力勢能都為0

D.籃球被拋出后，在下落過程中，動能增大，重力勢能減小

二、填空題

5.游樂園的小朋友從滑梯上勻速下滑過程中，小朋友動能（選填"增大"、"減小"或

"不變"），機械能（選填"增大"、"減小"或"不變"），同時臀部有灼熱感，這是通過

的方式來改變內能的。

6.在高速公路上快速行駛的汽車，遇到緊急情況剎車后不能立即停下來，是因為汽車具有

;交通規(guī)則要求汽車不能超速行駛，是因為汽車質量一定時，其行駛速度越大，

（選填"動能"或"勢能"）越大，發(fā)生交通事故時，造成的傷害越嚴重。

7.如圖所示為一名消防隊員正在進行模擬演習訓練。當消防隊員沿著豎立在地面上的鋼管

勻速下滑時，他的動能（選填"減小"、"不變"或"增大"）。在下滑過程中，他感到手

心發(fā)燙，這是通過的方法使其內能增加的，這個過程中，能轉化為內能。

8.如圖所示是某球員傳球時足球的一段運動軌跡，其中A點的重力勢能B點、

的重力勢能（選填"大于"、"小于"或"等于"）。若不計空氣阻力，足球在下落的過程中，重

力勢能轉化為能。

三、實驗題

9.在探究彈性勢能的大小跟哪些因素有關時，小明提出了如下猜想:

猜想一：彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關；

猜想二：彈性勢能的大小是彈簧的材料有關。

為此，小明選用材料不同的兩根彈簧A和B(長度和粗細相同)，小球、木塊和長刻度尺

各一，設計了如圖所示的實驗裝置進行探究。實驗中，木塊起始位置相同，最后得出以下

實驗記錄表：

實驗次數(shù)使用的彈簧被壓縮后彈簧的長度/cm木塊移動的距離

1彈簧A5S1

2彈簧A8S2

3彈簧B5S3

4彈簧B8S4

(1)由于彈性勢能的大小不便用儀器測量，本實驗把彈性勢能的大小轉換為測量木塊移動的

距離，這種研究方法叫。

(2)請將探究猜想一的方案補充完整，

①將彈簧A、小球、木塊按如圖安裝好；

②壓縮彈簧，使其長度為5cm,放手后，小球被彈出，推動木塊移動了一段距離

③壓縮彈簧，使其長度為cm,放手后，小球被彈出，推動木塊移動-0

④比較分析實驗數(shù)據(jù)，得出結論。

⑶彈簧將小球彈開的過程中，是彈簧的彈性勢能轉化成小球的能。

10.在探究"物體動能的大小與哪些因素有關〃的實驗中，小欣同學設計了如圖甲、乙、丙

所示的三次實驗。讓鐵球從同一斜面上某處由靜止開始向下運動，然后與放在水平面上的

紙盒相碰，鐵球與紙盒在水平面上共同移動一段距離后靜止。

（1）要探究動能大小與物體質量的關系，應保證鐵球到達水平面的相同，為了達到

這一目的所采取的具體操作方法是使小球;

（2）選用甲、丙兩次實驗可以得出的結論是：物體質量相同時，;

（3）三次實驗中，碰撞前動能最小的是圖（選填"甲"、"乙"或"丙"）中的小球，原

因是;

（4）小欣同學聯(lián)想到"探究阻力對物體運動的影響"時，也用到了斜面，讓小車從斜面頂端

由靜止滑下，比較在不同表面滑行的距離（如下表），小車在三個表面克服摩擦力做功

（選填"相等"或"不相等"）；若水平面絕對光滑，小車將做運動。

表面毛巾棉布木板

摩擦力最大較大最小

小車運動距離最近較遠最遠

四、綜合題

11.過山車

當你在游樂場乘過山車奔馳之際，你是否會想到：過山車為什么不需要引擎來推動就能“翻

山越嶺”呢？過山車在開始旅行時，是靠一個機械裝置推上最高點的，但在第一次下行后，

就再沒有任何裝置為它提供動力了，從這時起帶動它沿軌道行駛的唯一"發(fā)動機"就是重力

勢能。過山車的重力勢能在處于最高點時達到最大值，當它開始下行時，它的勢能不斷減

小，動能不斷增大；由于摩擦，損耗了少量的機械能，所以隨后的"小山丘”設計的比開始

時的“小山丘”低（如圖所示）：

（1）過山車從A到8的過程它的重力勢能先后,動能先

后（以上均選填"變大""變小"或"不變"）；

（2）從過山車在軌道的最低處，運動最快，動能最大，說明物體的動能與有

關，后面的“小山丘”設計的比開始時的"小山丘"低，這是因為過山車在運動過程中會將部

分機械能轉化為。

12.近年來，衢州城市面貌煥然一新，這離不開環(huán)衛(wèi)工人們的辛苦付出。如圖，灑水車某

次在平直的道路上以15千米/時的速度勻速行駛，進行灑水作業(yè)。灑水車的部分參數(shù)如下

表。

項目數(shù)值

空載質量（噸）2.4

滿載裝水量（噸）20

滿載時車輪與水平地面接觸總面積（米2）0.4

正常灑水流量（噸/時）50

⑴若灑水車滿載并按正常灑水流量灑水，它在本次灑水過程中最多可連續(xù)噴灑多少路程?

（2）求灑水車滿載時，停在水平地面上對地面的壓強；

⑶在本次灑水過程中，灑水車的機械能大小變化情況是

拔局檢）則（限時30min）

一、單選題

1.如圖所示，小敏穿旱冰鞋推墻，墻沒被推動自己卻后退了。關于該現(xiàn)象下列說法中正確

的是（）

A.墻沒動是因為墻受到的推力小于小敏受到的推力

B.小敏受到的推力是因為手在推墻時發(fā)生了彈性形變

C.小敏在后退過程中克服摩擦阻力所做的功小于她推墻時獲得的動能

D.手和墻接觸的過程中，彈性勢能和動能相互轉化

2.如圖所示，在光滑的水平臺面上，一輕彈簧左端固定.右端連接一金屬小球，。點是彈

簧保持原長時小球的位置。壓縮彈簧使小球至A位置，然后釋放小球，小球就在間做

往復運動（已知4。=。8）。小球從A位置運動到8位置的過程中，下列判斷不正確的是

（）

AOB

A.小球的動能先增大后減小

B.彈簧的彈性勢能先減小后增大

C.小球運動到。點時的動能與此時彈簧的彈性勢能相等

D.任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動能之和保持不變

3."蹦極"就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極

限運動。某運動員做蹦極運動，所受繩子拉力F的大小隨時間t變化的情況如圖所示。將

蹦極過程近似為在豎直方向的運動，據(jù)圖可知運動員（）

A.重力大小為8

B.t。時刻重力勢能最小

C.to時刻動能最大

D.所受拉力F對其始終不做功

4.向地板上拋乒乓球，要使乒乓球彈跳起來的高度比原來拋球的位置高，應該（）

A.讓乒乓球自由落下B.用力向上拋

C.用力向下拋D.沿水平方向拋出

二、填空題

5.2022年9月22日，女籃世界杯在澳大利亞悉尼舉行，首戰(zhàn)中國女籃107比44大勝韓

國隊。如圖所示是籃球落地后又彈起的示意圖。則（A/B）點的機械能較大，

（8/C/。）點的動能肯定小于A點。

°oAB

@o@c

oOO

°^°%oo

6.如圖所示是玩彈弓的情景。經驗表明，橡皮筋拉得越長，同樣的"子彈"射得越，

這說明橡皮筋的彈性勢能與物體發(fā)生_____大小有關；若橡皮筋被拉的長度相同，所用"子

彈”的質量不同，則發(fā)現(xiàn)射出時的速度也______（選填"相同"或"不相同"）。在此過程中，

橡皮筋對"子彈"做的功（選填"相同"或"不相同"）。

7.如圖甲所示，將一根彈簧和一個質量為1kg的金屬球（球上有小孔）套在鐵架臺的金屬

桿AB上面?，F(xiàn)將小球提到8端后松手，小球的高度隨時間變化情況如圖乙所示，彈簧原

來的長度（選填"大于"、"小于"或"等于"）40cm,在0?力過程中，小球的動

能（選填"增大"、"減小"、"先增大后減小"或"不變"），此過程中小球動能的

變化量___________（選填"大于"、"小于"或"等于"）重力勢能變化量。

甲

8.如圖，彈簧的左端固定，右端連接一個小球，把它們套在光滑的水平桿上，a是壓縮彈

簧后小球靜止釋放的位置，6是彈簧原長時小球的位置，c是小球到達最右端的位置。則小

球從。運動到c的過程中，在（選填"°"、%"或"c"）位置動能最大；從b到。的過

程中，小球的動能轉化為彈簧的，小球從a運動到。的過程機械能總量______（選

填"變大"、"變小"或"不變"）。

abc

三、實驗題

9.小江同學利用一個圓形玻璃彈珠、一個泡沫塊、三根長寬不同的橡皮條，探究"橡皮條

的彈性勢能除了跟橡皮的伸長量有關，是否跟橡皮條的長度、寬度有關？"。他依次將橡皮

條固定在彈弓上，如圖所示，在彈性范圍內，拉伸相同的伸長量，將彈珠沿水平方向射向

用泡沫塊做成的靶子，測得彈珠打靶的最遠距離，數(shù)據(jù)如下表，請回答以下問題：

次數(shù)橡皮條寬度/cm橡皮條長度/cm打靶的最遠距離/m

10.5020.0010.10

20.5030.008.20

31.0020.0014.00

（1）實驗中，是通過比較來間接反映橡皮條的彈性勢能大小，彈珠射出時將彈性勢

能轉化為能；

（2）比較第1次和第3次實驗可知，拉伸相同的伸長量，橡皮條的彈性勢能與橡皮條的

_____有關；

（3）根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)可推理出，拉伸相同的伸長量，彈性勢能最大的橡皮條應是一；

A.窄而長的B.寬而長的C.窄而短的D.寬而短的

（4）請結合所學物理知識猜想，橡皮條的彈性勢能還可能與有關。（請寫出一種合

理猜想即可）

10.在探究物體的動能大小跟哪些因素有關的實驗中，同學們設計了如圖實驗。實驗中讓

鋼球從斜面上某個高度由靜止沿斜面滾下，在底部與靜止在水平面上的木塊發(fā)生碰撞，木

塊沿水平方向向右運動直至停止，其中嗎>班、h2>hl（不考慮空氣阻力）。

（1）實驗中是通過觀察來判斷鋼球的動能大?。?/p>

（2）用來研究超速安全隱患時，我們應選擇兩圖所示實驗來進行比較;

（3）在圖甲、丙中，小球下滑到斜面底端時的速度9=%,若53＞心，則表明物體的動能

與質量的關系是：;

（4）實驗中鋼球碰撞木塊后繼續(xù)向前運動一段距離，則開始時鋼球的重力勢能木

塊克服摩擦力所做的功（選填或;

（5）小敏利用丁圖來研究動能和勢能相互轉化，圖中兩個相同的光滑弧形槽，一個為凸

形，一個為凹形，A、B兩個相同的鋼球分別進入兩弧形槽的速度都為心運動到槽的末端

速度也都為v,A小球通過凸形槽的時間為力，B小球通過凹形槽的時間0則時間較長的

是：（選填"。"或%"）。

四、綜合題

11.檢測機構為了檢測汽車的剎車性能.在同一場地做了如下實驗：

圖甲

（1）某車以不同車速行駛時，測得有關數(shù)據(jù)如圖甲所示.其中反應距離是指司機發(fā)現(xiàn)情

況，決定剎車到腳踩在剎車踏板上時，車通過的距離；剎車距離是指腳踩在剎車踏板上，

使車減速，到車停時車通過的距離.如果司機以60千米/時的速度駕駛，從發(fā)現(xiàn)情況，決

定剎車到車停止時，車通過的距離為米.

（2）汽車的剎車方式有兩種:

方式一：剎車時，車輪不能滾動，只能滑行，直至車停.

方式二：剎車時，車輪仍保持滾動，但滾動減慢，直至車停.

圖乙反映的是以方式一和方式二剎車所產生的剎車距離的比較.從圖中可知，在車速相同

時，采用（剎車方式一/剎車方式二）剎車方式剎車后，剎車距離較短.

（3）檢測中，相同的A、B兩車均以Vi速度行駛，A車采取方式一剎車，B車采取方式二

剎車，剎車時車與障礙物的距離相等（距離小于y,如圖）,則撞擊時（A/B）車對

障礙物的破壞程度更大，理由是（請結合圖乙中曲線說明）.

12.當只有重力做功的時候，物體的動能和重力勢能可以相互轉化，但機械能的總量保持

不變.在物理學中把這個規(guī)律叫做機械能守恒定律.動能大小與物體質量和速度的具體關

系為：EK=gmv2；重力勢能的大小與物體的質量和高度的關系為：Ep=mgh.

（1）小球甲在真空中自由下落，另一個完全相同的小球乙在阻力很大的液體中勻速下落，

它們都由高度為hi的地方下落到高度為h2的地方，在這兩種情況下，小球守

恒.

（2）一個物體從高為h的光滑斜面頂端，由靜止開始滑下，不計空氣阻力，物體滑到斜面

底端時的速度是多少？

（3）把一個小球用細繩懸掛起來，就成為一個單擺，若擺長為L,小球擺到最高處時，最

大偏角為e,如圖，則當小球運動到最低處時的速度是多少？

專題16動能和勢能、機械能及其轉化

要點

概念特點決定大小的因素共同特點

物體由于運動而具有的能一切運動的物體

動能質量、速度

量都具有動能

一切被舉高的物

重力

物體由于被舉高

體都具有重力勢質量、高度具有能的物體都

而具有的能量

勢能

能能夠做功

勢能

物體由于發(fā)生彈一切發(fā)生彈性形

彈性

性形變而具有的變的物體均具有形變程度、材料

勢能

能量彈性勢能

(1)能量表示物體做功本領大小的物理量；能量可以用

能夠做功的多少來衡量；

一個物體能夠做

機械

能量功，我們就說這

能(2)一個物體“能夠做功”并不是一定“要做功”，也不是

個物體具有能。

“正在做功”或“已經做功”。如：山上靜止的石頭具有能

量，但它沒有做功，也不一定要做功。

重考點2機械能守恒及其轉化

機械能間無外力作用

的轉化下能的轉化

機械能守恒

如果只有動能和勢能相互轉化，盡管動能、勢能的大小會

變化，但機械能的總和保持不變

O>MMJ

,臉

量實驗i動能的大小與什么因素有關

1.實驗器材：木球、鐵球(與木球體積相同)、斜面、木塊。

2.實驗方法：控制變量法和轉換法。

3.實驗現(xiàn)象：

(1)同一鐵球從不同高度滾下，高度越高，到達水平面的速度越大,撞得木塊運動的距離越遠。

(2)木球與鐵球從同一高度滾下，到達水平面的速度相同,鐵球撞得木塊運動得遠。

4.實驗結論：物體的動能與物體的質量和速度有關，質量越大,速度越大,物體具有的動

能就越大。

5.問題探究：

(1)在實驗中，鐵球動能的大小是如何顯示的？

水平面上木塊被撞出的距離顯示了鐵球動能的大小，木塊被撞出得越遠，鐵球的動能越大。

(2)在實驗中，為什么讓不同的小球從斜面的同一位置釋放？

目的是控制不同質量的球在撞擊木塊時具有相同的速度。

(3)在實驗中，為什么讓同一小球從斜面的不同位置釋放？

目的是控制相同質量的球在撞擊木塊時具有不同的速度。

(4)在實驗中，應注意什么問題？

①使用同一斜面(粗糙程度、傾斜程度都不變)；

②被撞擊的是同一個木塊；

③木塊放置的水平面粗糙程度不變；

④使球運動的路線與木塊的中心在同一直線上。

基礎檢測(限時30min)

一、單選題

1.如圖所示，小明和同學一起蕩秋千.下列說法正確的是（）

A.通過最低點時的動能為零B.下降過程中的動能轉化為重力勢能

C.到達最高點的重力勢能最大D.上升過程中的重力勢能轉化為動能

【答案】C

【解析】A.人的質量一定，通過最低點時速度最大，動能最大，故A錯誤；

B.下降過程中高度逐漸減小，速度逐漸增大，重力勢能轉化為動能，故B錯誤；

C.到達最高點時，高度最大，重力勢能最大，故C正確；

D.上升過程中，高度增大，速度減小，動能轉化為重力勢能，故D錯誤。

故選Co

2.如圖是雨滴在空中下落過程中速度與時間的關系圖。雨滴在力四三個時刻中具有的動

能分別是0、比、E3,不考慮下落過程中雨滴的質量變化，則動能的大小關系是（）

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

【答案】C

【解析】因為力F三個時刻速度盯<也二%，不考慮下落過程中雨滴的質量變化，所以動能

EI<E2=E39故ABD不符合題意，C符合題意。

故選Co

3.“嫦娥一號”返回艙在距離地面一定高度時，需要打開降落傘減速，以便安全著陸，在返

回艙減速下降的過程中（）

A.動能減小，勢能減小，機械能減小B.動能不變，勢能減小，機械能減小

C.動能不變，勢能減小，機械能不變D.動能增大，勢能減小，機械能不變

【答案】A

【解析】返回艙減速下降過程中，質量不變，速度減小，故動能減??；質量不變，高度減

小，故重力勢能減?。粍幽軠p小，重力勢能也減小，故機械能減小。故A符合題意；BCD

不符合題意。

故選A。

4.打籃球是很受中學生喜歡的體育運動，下列說法中正確的是（）

A.籃球被拋出后，在上升過程中，動能增大，重力勢能也增大

B.籃球在離開手后，繼續(xù)飛行，是因為人仍然在對籃球做功

C.在相互傳球的過程中，籃球被拋出后，在上升到最高點時，動能，重力勢能都為0

D.籃球被拋出后，在下落過程中，動能增大，重力勢能減小

【答案】D

【解析】A.籃球在上升過程中，質量不變，速度減小，故動能減小，同時高度增加，所

以重力勢能變大，故A錯誤；

B.籃球離開手后能向上運動，是因為籃球具有慣性，仍要保持原來的運動狀態(tài)，故B錯

誤；

C.在相互傳球的過程中，籃球被拋出后，在上升到最高點時，有速度，動能不為0,有高

度，重力勢能不為0,故c錯誤；

D.籃球被拋出后，在下落過程中，速度增大，動能增大，高度減小，重力勢能減小，故D

正確。

故選D。

二、填空題

5.游樂園的小朋友從滑梯上勻速下滑過程中，小朋友動能（選填"增大"、"減小"或

"不變"），機械能（選填"增大"、"減小"或"不變"），同時臀部有灼熱感，這是通過

的方式來改變內能的。

【答案】不變減小做功

【解析】田小朋友從滑梯上勻速下滑，質量不變，速度不變，動能不變。

⑵小朋友質量不變，高度變小，重力勢能減小；機械能等于動能和重力勢能的總和，所以

機械能變小。

⑶下滑過程中克服摩擦做功，機械能轉化為內能，臀部的溫度升高、內能增大，這是通過

做功的方式來改變內能的。

6.在高速公路上快速行駛的汽車，遇到緊急情況剎車后不能立即停下來，是因為汽車具有

;交通規(guī)則要求汽車不能超速行駛，是因為汽車質量一定時，其行駛速度越大，

（選填"動能"或"勢能"）越大，發(fā)生交通事故時，造成的傷害越嚴重。

【答案】慣性動能

【解析】⑺在高速公路上快速行駛的汽車，遇到緊急情況剎車后不能立即停下來，是因為

汽車具有保持原來運動狀態(tài)的性質，即慣性，一切物體都有慣性。

⑵動能的大小與物體的質量和速度有關，質量、速度越大，動能越大；汽車質量一定時，

其行駛速度越大，動能越大，發(fā)生交通事故時，造成的傷害越嚴重，因此交通規(guī)則要求汽

車不能超速行駛。

7.如圖所示為一名消防隊員正在進行模擬演習訓練。當消防隊員沿著豎立在地面上的鋼管

勻速下滑時，他的動能（選填"減小"、"不變"或"增大"）。在下滑過程中，他感到手

心發(fā)燙，這是通過的方法使其內能增加的，這個過程中，能轉化為內能。

S

S

S

【答案】不變做功機械

【解析】［1］當消防隊員沿著豎立在地面上的鋼管勻速下滑時，速度不變質量不變，他的動

能不變。

⑵⑶在下滑過程中，他感到手心發(fā)燙，這是通過克服摩擦力做功的方法使其內能增加的，

機械能轉化為內能。

8.如圖所示是某球員傳球時足球的一段運動軌跡，其中A點的重力勢能B點、

的重力勢能（選填"大于"、"小于"或"等于"）。若不計空氣阻力，足球在下落的過程中，重

力勢能轉化為能。

【答案】小于動

【解析】⑺同一個足球，質量相同，8點的高度大于A點，故A點的重力勢能小于8點

的重力勢能。

［2］若不計空氣阻力，足球在下落的過程中，高度減小，重力勢能減小。速度變大，動能變

大，故下落時，是重力勢能轉化為動能。

三、實驗題

9.在探究彈性勢能的大小跟哪些因素有關時，小明提出了如下猜想：

猜想一：彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關；

猜想二：彈性勢能的大小是彈簧的材料有關。

為此，小明選用材料不同的兩根彈簧A和B（長度和粗細相同），小球、木塊和長刻度尺

各一，設計了如圖所示的實驗裝置進行探究。實驗中，木塊起始位置相同，最后得出以下

實驗記錄表：

實驗次數(shù)使用的彈簧被壓縮后彈簧的長度/cm木塊移動的距離

1彈簧A5S1

2彈簧A8S2

3彈簧B5S3

4彈簧B8S4

⑴由于彈性勢能的大小不便用儀器測量，本實驗把彈性勢能的大小轉換為測量木塊移動的

距離，這種研究方法叫o

(2)請將探究猜想一的方案補充完整，

①將彈簧A、小球、木塊按如圖安裝好；

②壓縮彈簧，使其長度為5cm,放手后，小球被彈出，推動木塊移動了一段距離S1；

③壓縮彈簧，使其長度為cm,放手后，小球被彈出，推動木塊移動_o

④比較分析實驗數(shù)據(jù)，得出結論。

⑶彈簧將小球彈開的過程中，是彈簧的彈性勢能轉化成小球的能。

【解析】(1)⑺由于彈性勢能的大小不便用儀器測量，本實驗把彈性勢能的大小轉換為測量

木塊移動的距離，這種研究方法叫轉換法。

⑵⑵⑶⑷探究彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度是否有關，根據(jù)控制變量法的思想，必

須選擇同樣的彈簧，改變壓縮程度，因此探究猜想一的方案：

①將彈簧A、小球、木塊按如圖安裝好；

②壓縮彈簧，使其長度為5cm,放手后，小球被彈出，推動木塊移動了一段距離si；

③壓縮彈簧，使其長度為8cm,放手后，小球被彈出，推動木塊移動52；

④比較木塊移動的距離S1和S2的關系，從而得出結論。

⑶⑸彈簧將小球彈開的過程中，彈簧的彈性勢能減小，小球的動能增大，彈簧的彈性勢能

轉化成小球的動能。

10.在探究"物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，小欣同學設計了如圖甲、乙、丙

所示的三次實驗。讓鐵球從同一斜面上某處由靜止開始向下運動，然后與放在水平面上的

紙盒相碰，鐵球與紙盒在水平面上共同移動一段距離后靜止。

（1）要探究動能大小與物體質量的關系，應保證鐵球到達水平面的相同，為了達到

這一目的所采取的具體操作方法是使小球;

（2）選用甲、丙兩次實驗可以得出的結論是：物體質量相同時，；

（3）三次實驗中，碰撞前動能最小的是圖（選填"甲"、"乙"或"丙"）中的小球，原

因是;

（4）小欣同學聯(lián)想到"探究阻力對物體運動的影響"時，也用到了斜面，讓小車從斜面頂端

由靜止滑下，比較在不同表面滑行的距離（如下表），小車在三個表面克服摩擦力做功

（選填"相等"或"不相等"）；若水平面絕對光滑，小車將做運動。

表面毛巾棉布木板

摩擦力最大較大最小

小車運動距離最近較遠最遠

【答案】速度從斜面的同一高度由靜止?jié)L下速度越大，動能越大丙紙盒被

推動的距離最小相等勻速直線

【解析】⑴⑴⑵要探究動能大小與物體質量的關系，應保持小球的速度相同，質量不同，

所以應使質量不同的小球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下，保證鐵球到達水平面的速度相

同。

⑵⑶由圖示實驗可知，甲、丙兩次實驗，球的質量相同，甲滾下的高度大于丙滾下的高

度，甲到達斜面底端時的速度較大，甲將紙盒推動得更遠，說明甲的動能更大，由此可

得：質量相同的物體，運動速度越大，它具有的動能就越大。

⑶⑷⑸三次實驗中，是通過觀察紙盒被撞擊后移動的距離來比較鐵球動能大小的，這種方

法是轉換法，丙圖中紙盒被推動的距離最小，故碰撞前動能最小。

⑷⑹讓同一小車從同一斜面、同一高度由靜止下滑，根據(jù)決定重力勢能大小的因素，小車

的重力勢能相同，下滑到水平面時的動能也相同，在不同的材料表面上運動時，最終停下

來后，動能全部轉化為內能，克服摩擦力做了多少功就有多少動能轉化為內能，所以，在

三個表面克服摩擦力做功相同。

⑺鐵球從斜面上滾下，若水平面絕對光滑，鐵球不受摩擦力作用，鐵球所受合力為0,所

以鐵球將做勻速直線運動。

四、綜合題

11.過山車

當你在游樂場乘過山車奔馳之際，你是否會想到：過山車為什么不需要引擎來推動就能“翻

山越嶺”呢？過山車在開始旅行時，是靠一個機械裝置推上最高點的，但在第一次下行后，

就再沒有任何裝置為它提供動力了，從這時起帶動它沿軌道行駛的唯一"發(fā)動機"就是重力

勢能。過山車的重力勢能在處于最高點時達到最大值，當它開始下行時，它的勢能不斷減

小，動能不斷增大；由于摩擦，損耗了少量的機械能，所以隨后的"小山丘”設計的比開始

時的“小山丘"低（如圖所示）：

（1）過山車從A到8的過程它的重力勢能先后,動能先

后（以上均選域‘變大""變小"或"不變"）；

（2）從過山車在軌道的最低處，運動最快，動能最大，說明物體的動能與有

關，后面的“小山丘”設計的比開始時的"小山丘"低，這是因為過山車在運動過程中會將部

分機械能轉化為。

內

A匕

B

U匕

【解析】（1）⑴⑵⑶⑷動能的影響因素是物體的質量和速度，質量越大，速度越大，動

能越大；重力勢能的影響因素是物體的質量和高度，質量越大，高度越高，重力勢能越

大；過山車從A到2的過程中，高度先變小后變大，所以重力勢能先變小后變大；速度先

變大后變小，所以動能是先變大后變小。

（2）[5]過山車在軌道的最低處，運動最快，速度最大，動能最大，說明物體的動能與速

度有關。

[6]后面的“小山丘”設計的比開始時的"小山丘”低，這是因為過山車在運動過程中會克服摩

擦做功，將部分機械能轉化為內能，使得機械能減小。

12.近年來，衢州城市面貌煥然一新，這離不開環(huán)衛(wèi)工人們的辛苦付出。如圖，灑水車某

次在平直的道路上以15千米/時的速度勻速行駛，進行灑水作業(yè)。灑水車的部分參數(shù)如下

表。

項目數(shù)值

空載質量（噸）2.4

滿載裝水量（噸）20

滿載時車輪與水平地面接觸總面積（米2）0.4

正常灑水流量（噸/時）50

⑴若灑水車滿載并按正常灑水流量灑水，它在本次灑水過程中最多可連續(xù)噴灑多少路程?

⑵求灑水車滿載時，停在水平地面上對地面的壓強；

⑶在本次灑水過程中，灑水車的機械能大小變化情況是

【答案】6km5.6xlO5Pa減小

【解析】⑴⑴由表格數(shù)據(jù)可知，滿載裝水量為20t,正常灑水流量50t/h,灑水時間為

20t

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

50t/h

它在本次灑水的路程為

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

⑵⑵灑水車滿載時的總質量為

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

灑水車滿載時對水平面的壓力為

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

灑水車滿載時，停在水平地面上對地面的壓強

F2.24X105N

=5.6xlOsPa

~S~~0.4m2-

⑶⑶一輛在水平路面上勻速行駛的灑水車正在灑水作業(yè)，水的質量減小、速度不變，動能

減小，重力勢能減??；機械能等于動能和勢能之和，所以機械能減小。

拔懸I檢）則（限時30min）

一、單選題

1.如圖所示，小敏穿旱冰鞋推墻，墻沒被推動自己卻后退了。關于該現(xiàn)象下列說法中正確

的是（）

A.墻沒動是因為墻受到的推力小于小敏受到的推力

B.小敏受到的推力是因為手在推墻時發(fā)生了彈性形變

C.小敏在后退過程中克服摩擦阻力所做的功小于她推墻時獲得的動能

D.手和墻接觸的過程中，彈性勢能和動能相互轉化

【答案】D

【解析】A.墻沒動，是因為它處于平衡狀態(tài)，而墻受到的推力與小敏受到的推力是一對

相互作用力，大小相等，故A錯誤；

B.小敏受到的推力是因為發(fā)生了彈性形變的墻對手產生的推力，故B錯誤；

C.小敏在后退過程中，水平方向只有推力和摩擦力做功，系統(tǒng)機械能守恒，所以克服摩擦

阻力所做的功等于她推墻時獲得的動能，故C錯誤；

D.手和墻接觸的過程中，先是人的動能轉化為墻的彈性勢能，后來人后退時，墻的彈性

勢能轉化為人的動能；即體現(xiàn)了彈性勢能和動能相互轉化，故D正確。

故選Do

2.如圖所示，在光滑的水平臺面上，一輕彈簧左端固定.右端連接一金屬小球，。點是彈

簧保持原長時小球的位置。壓縮彈簧使小球至A位置，然后釋放小球，小球就在AB間做

往復運動(已知4。=。2)。小球從A位置運動到B位置的過程中，下列判斷不正確的是

()

A.小球的動能先增大后減小

B.彈簧的彈性勢能先減小后增大

C.小球運動到。點時的動能與此時彈簧的彈性勢能相等

D.任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動能之和保持不變

【答案】C

【解析】由題知，。點是彈簧保持原長時小球的位置，則小球位于A點時彈簧處于壓縮狀

態(tài)，位于8點時彈簧處于拉伸狀態(tài)；①小球從A運動到。的過程中，彈簧逐漸恢復原

狀，彈性形變程度變小，彈性勢能變小，水平臺面光滑，則小球不受摩擦力；該過程中小

球所受彈力方向向右，其速度不斷增大，動能變大，所以此過程中彈性勢能轉化為動能；

②到達0點時，彈簧恢復原長，彈性勢能為零，小球所受彈力為零，此時小球的速度最

大，動能最大；③小球從。運動到B的過程中，彈簧被拉長，彈性形變程度變大，彈性

勢能變大，該過程中小球所受彈力方向向左，其速度不斷減小，動能變小，所以此過程中

動能轉化為彈性勢能；則小球從A位置運動到B位置的過程中：

A.小球的動能先增加后減少，在B點時小球的動能最小，彈簧的彈性勢能最大，故A正

確，不符合題意；

B.彈簧的彈性勢能先減少后增大，故B正確，不符合題意；

C.小球運動到。點時的動能（最大）與此時彈簧的彈性勢能（為零）不相等，故C錯

誤，符合題意；

D.由于整體的機械能守恒，所以任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動能之和保持不變，

故D正確，不符合題意。

故選C。

3."蹦極"就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極

限運動。某運動員做蹦極運動，所受繩子拉力F的大小隨時間t變化的情況如圖所示。將

蹦極過程近似為在豎直方向的運動，據(jù)圖可知運動員（）

A.重力大小為Fo

B.to時刻重力勢能最小

C.to時刻動能最大

D.所受拉力F對其始終不做功

【答案】B

【解析】A.當拉力最大時，跳躍者受到的拉力最大，此時拉力大于重力，由圖可知，拉

力為F。時，跳躍著位于最低點，所以拉力力大于重力，故A錯誤；

B.由圖像可知，t。時刻拉力最大，跳躍者位置最低，所以重力勢能最小，故B正確；

C.to時刻，跳躍者速度為0,所以動能最小，故C錯誤;

D.跳躍者在拉力F的方向上移動了距離，故拉力對跳躍者做了功，故D錯誤。

故選Bo

4.向地板上拋乒乓球，要使乒乓球彈跳起來的高度比原來拋球的位置高，應該（）

A.讓乒乓球自由落下B.用力向上拋

C.用力向下拋D.沿水平方向拋出

【答案】C

【解析】向地板上拋乒乓球，要使球彈跳起來的高度比原來拋球的位置高，由機械能守恒

定律可知，乒乓球在被拋出點要具有一定的動能，即具有向下運動的速度。

A.讓乒乓球自由落下，乒乓球在拋出點的動能為0,如果不考慮空氣阻力，根據(jù)能量守恒

定律，乒乓球彈起時只能上升到原來的高度，故A不符合題意；

B.用力向上拋，乒乓球落到拋出點時具有向下的速度，彈跳起來的高度比原來拋球的位

置高，但與題的要求不符，故B不符合題意；

C.用力向下拋，對乒乓球做功，在拋出點乒乓球獲得了動能，具有向下的速度，彈跳起

來的高度比原來拋球的位置高，故C符合題意；

D.沿水平方向拋出，乒乓球雖然在拋出點也有動能，但速度方向沿水平方向，乒乓球不

能彈得比拋出點高，故D不符合題意。

故選Co

二、填空題

5.2022年9月22日，女籃世界杯在澳大利亞悉尼舉行，首戰(zhàn)中國女籃107比44大勝韓

國隊。如圖所示是籃球落地后又彈起的示意圖。則（A/B）點的機械能較大，

（B/C/D）點的動能肯定小于A點。

0°A§C

@o?

°oDr.0°o_

Ci⑥。

O°?oOoo

ccco

【答案】AB

【解析】［1］由圖示知，籃球彈起的高度逐漸降低，則在這個過程中，要克服摩擦做功，部

分機械能轉化為內能，機械能不守恒，所以2點的機械能小于A點的機械能。

[2]由圖示知，C、。兩點的高度比A點低，2點高度比A高，若機械能守恒，則C、。兩點

的動能大于A點，2點的動能小于A點的，所以可判定，機械能不守恒時，2點的運動一

定比A點的小。

6.如圖所示是玩彈弓的情景。經驗表明，橡皮筋拉得越長，同樣的"子彈"射得越，

這說明橡皮筋的彈性勢能與物體發(fā)生_____大小有關；若橡皮筋被拉的長度相同，所用“子

彈”的質量不同，則發(fā)現(xiàn)射出時的速度也______（選填"相同"或"不相同"）。在此過程中，

橡皮筋對"子彈"做的功（選填"相同"或"不相同”）。

【答案】遠彈性形變程度不相同相同

【解析】⑺⑵橡皮筋拉得越長，發(fā)生的彈性形變就越大，具有的彈性勢能就越大，對子彈

所做的功也越大，于是子彈被彈得越遠。那么橡皮筋的彈性勢能與物體發(fā)生彈性形變程度

有關。

⑶⑷橡皮筋被拉長相同長度，則具有的彈性勢能相同，而子彈被彈出的過程，是彈性勢能

轉化為動能，所以橡皮筋對子彈所做的功相同。也即子彈所獲得的動能相同，但子彈的質

量不同，那么射出時的速度也不同。

7.如圖甲所示，將一根彈簧和一個質量為1kg的金屬球（球上有小孔）套在鐵架臺的金屬

桿AB上面?，F(xiàn)將小球提到8端后松手，小球的高度隨時間變化情況如圖乙所示，彈簧原

來的長度（選填"大于"、"小于"或"等于"）40cm,在0?〃過程中，小球的動

能（選填"增大"、"減小"、"先增大后減小"或"不變"），此過程中小球動能的

變化量___________（選填"大于"、"小于"或"等于"）重力勢能變化量。

B

甲

【答案】大于增大小于

【解析】［1］由圖乙可知，小球最終會靜止在彈簧上，此時彈簧受到了小球向下的壓力的作

用，且此時小球的高度為40cm,故彈簧的原長要大于40cm。

⑵在質量不變時，速度越大，物體的動能越大。由圖像可知，小球最終會靜止在40cm高

的彈簧上，小球在這一位置受平衡力，即小球的重力和彈簧對小球的彈力相等，說明小球

在0?〃過程中，受力不平衡，合力方向向下，向下做加速運動，小球質量不變，小球的動

能增大。

⑶由圖像可知，小球每次彈起的最大高度減小，說明小球運動時受到阻力的作用，在0?〃

過程中小球重力勢能轉化為彈簧的彈性勢能、小球的動能和內能，故在。?ti過程中小球

動能的變化量小于重力勢能變化量。

8.如圖，彈簧的左端固定，右端連接一個小球，把它們套在光滑的水平桿上，a是壓縮彈

簧后小球靜止釋放的位置，6是彈簧原長時小球的位置，c是小球到達最右端的位置。則小

球從。運動到c的過程中，在（選填"/、％"或"c"）位置動能最大；從b到c的過

程中，小球的動能轉化為彈簧的，小球從a運動到b的過程機械能總量______（選

填"變大"、"變小"或"不變"）。

abc

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

【答案】b彈性勢能變大

【解析】［1］⑵［3］由題意可知，小球從a運動到b的過程中，彈簧的形變程度減小，其彈性

勢能減小，小球的速度變大，動能變大，彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能，而小球的重

力勢能不變，所以小球的機械能總量變大；到達6點時，彈簧恢復原狀，不計摩擦阻力，

其彈性勢能全部轉化為小球的動能；再從b運動到。時，彈簧被拉伸，小球的動能再逐漸

轉化為彈簧的彈性勢能，小球的動能會變小。因此，在6點時小球的動能最大。

三、實驗題

9.小江同學利用一個圓形玻璃彈珠、一個泡沫塊、三根長寬不同的橡皮條，探究"橡皮條

的彈性勢能除了跟橡皮的伸長量有關，是否跟橡皮條的長度、寬度有關？他依次將橡皮

條固定在彈弓上，如圖所示，在彈性范圍內，拉伸相同的伸長量，將彈珠沿水平方向射向

用泡沫塊做成的靶子，測得彈珠打靶的最遠距離，數(shù)據(jù)如下表，請回答以下問題：

次數(shù)橡皮條寬度/cm橡皮條長度/cm打靶的最遠距離/m

10.5020.0010.10

20.5030.008.20

31.0020.0014.00

（1）實驗中，是通過比較來間接反映橡皮條的彈性勢能大小，彈珠射出時將彈性勢

能轉化為能；

（2）比較第1次和第3次實驗可知，拉伸相同的伸長量，橡皮條的彈性勢能與橡皮條的

_____有關；

（3）根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)可推理出，拉伸相同的伸長量，彈性勢能最大的橡皮條應是—；

A.窄而長的B.寬而長的C.窄而短的D.寬而短的

（4）請結合所學物理知識猜想，橡皮條的彈性勢能還可能與有關。（請寫出一種合

理猜想即可）

【答案】彈珠的打靶距離機械寬度D橡皮條的材料

【解析】（1）[1]實驗中，橡皮條具有的彈性勢能越大，彈珠打靶的距離就越遠，所以可

通過比較彈珠的打靶距離來間接反映橡皮條的彈性勢能的大小。

⑵彈珠射出的過程，橡皮條在恢復原狀時對彈珠做功，讓彈珠由靜止到運動，將彈性勢能

轉化為彈珠的機械能。

（2）⑶第1和第3次實驗中，橡皮條的長度相