12.1動能勢能機械能（解析版）考點直擊考點直擊典例分析＋變式訓練典例分析＋變式訓練考點1動能

勢能

機械能的概念1、動能概念：物體由于運動而具有的能，叫做動能。一切物體都具有動能；單位：焦耳（J）。2、勢能：彈性勢能和重力勢能統稱為勢能。

（1）重力勢能概念：物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢能；單位：焦耳（J），重為1N的物體（質量約為0.1kg），被舉高1m時所獲得的能量，就是1J。

（2）彈性勢能概念：物體由于發生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能；單位：焦耳（J）。3、機械能：動能和勢能之和稱為機械能。

（1）動能和勢能都屬于機械能，動能是物體運動時具有的能量，勢能是存儲著的能量，動能和勢能是機械能的兩種表現形式。

（2）機械能大?。簞幽芎蛣菽艿目偤汀！镜淅?】下列情況中，物體既具有動能又具有重力勢能的是（）A．海面上航行的輪船 B．空中飛行的子彈 C．吊在天花板上的電燈 D．拉長的橡皮筋【答案】B。【解答】解：A、海上航行的輪船，只具有動能，故A不符合題意；B、空中飛行的子彈，既具有動能又具有重力勢能，故B符合題意；C、吊在天花板上的電燈，只具有重力勢能，故C不符合題意；D、拉開的弓，具有彈性勢能，故D不符合題意。故選：B。【典例2】關于機械能，以下說法正確的是（）A．質量大的物體，具有的機械能一定大 B．彈簧具有彈性，所以彈簧一定具有彈性勢能 C．人在蕩秋千時，人具有的動能大小保持不變 D．一塊石頭被舉得越高，它具有的重力勢能越大【答案】D?！窘獯稹拷猓篈.機械能等于動能和勢能之和，影響動能大小的因素有質量和速度，影響重力勢能大小的影響因素有質量和被舉高的高度，因此質量大的物體，具有的機械能不一定就大，故A錯誤；B.彈性勢能的大小與彈性形變的大小有關，當彈簧沒有發生彈性形變時，彈簧就不具有彈性勢能，故B錯誤；C.人在蕩秋千時，速度大小在變化，因此人具有的動能大小也在變化，故C錯誤；D.質量越大，高度越高，重力勢能越大，故D正確。故選：D?！镜淅?】下列物體：①站在樹上唱歌的小鳥②飛在空中的航模③地面上行駛的汽車④滑梯上往下滑的孩子⑤掛在墻上的電視機⑥被壓在最低位置的跳板。其中具有動能的是②③④，具有勢能的是①②④⑤⑥?！敬鸢浮竣冖邰?；①②④⑤⑥?！窘獯稹拷猓孩僬驹跇渖铣璧男▲B，處于靜止狀態，速度為0，動能為0；沒有發生形變，不具有彈性勢能；有一定的高度，距重力勢能；②飛在空中的航模，有一定的速度和高度，具有動能和重力勢能；③地面上行駛的汽車，不具有高度，重力勢能為0；有速度，具有動能；④滑梯上往下滑的孩子，有一定的速度和高度，具有動能和重力勢能；⑤掛在墻上的電視機，處于靜止狀態，速度為0，動能為0；沒有發生形變，不具有彈性勢能；有一定的高度，具有重力勢能；⑥被壓在最低位置的跳板，處于靜止狀態，動能為0；發生了彈性形變，具有彈性勢能。故具有動能的是②③④，具有勢能的是①②④⑤⑥。故答案為：②③④；①②④⑤⑥。【變式訓練1】如圖甲，木塊在恒定不變的拉力F的作用下沿斜面做勻速直線運動，隨時間變化規律如圖乙所示的科學量是（）A．動能 B．距離 C．重力勢能 D．拉力做的功【答案】A?！窘獯稹拷猓河蓤D乙可知，隨著時間的增大，該物理量保持不變；A、木塊在恒定不變的拉力F的作用下沿斜面做勻速直線運動，由于木塊的質量和速度均不變，所以它的動能不變，故A符合題意；B、在上升的過程中，木塊的高度增大，其重力勢能變大，故B不符合題意；C、在上升的過程中，木塊運動的距離是一直增大的，故C不符合題意；D、由題知拉力的大小不變，而木塊運動的距離s變大，根據W＝Fs可知，拉力做的功一直變大，故D不符合題意。故選：A。【變式訓練2】高空拋物現象被稱為“懸在城市上空的痛”，因為高處的物體具有較大的（）A．重力 B．彈性勢能 C．重力勢能 D．動能【答案】C。【解答】解：由題意可知，高空拋物現象會造成危害，是因為物體被舉高后具有了重力勢能，而且物體的質量越大、高度越高，重力勢能越大。故選：C?！咀兪接柧?】如圖所示，某人用12N的力沿水平方向向右拉一根輕質彈簧，手受到的拉力的施力物體是彈簧；此時，彈簧具有的能量是彈性勢能；用力將一塊橡皮泥壓變形，此時橡皮泥不具有這種能量（選填“具有”或“不具有”）。【答案】彈簧；彈性勢能；不具有。【解答】解：（1）由于物體間力的作用是相互的，當人用12N的力沿水平方向向右拉一根輕質彈簧時，彈簧對手也有拉力的作用，故手受到的拉力的施力物體是彈簧；（2）彈簧由于發生彈性形變具有彈性勢能；（3）用力將一塊橡皮泥壓變形，橡皮泥被壓變形后不能自動恢復原狀，說明橡皮泥具有塑性，不具有彈性勢能。故答案為：彈簧；彈性勢能；不具有。考點2動能和勢能的大小變化（1）影響動能大小的因素：物體的質量和速度。物體的質量越大，速度越大，物體具有的動能就越大。（2）影響重力勢能大小的因素：物體的質量和物體所處的高度。物體的質量越大，所處的高度越高，物體的重力勢能就越大。（3）影響彈性勢能大小的因素：彈性形變程度。同一物體在彈性形變范圍內的彈性形變程度越大，彈性勢能就越大。【典例4】如圖所示是我國某地的等高線圖，若把同一個物體分別放在A點和B點，那么在哪一點時，物體的重力勢能大？（）A．在A點時大B．在B點時大C．在兩點一樣大D．條件不足，無法判定【答案】B?！窘獯稹拷猓河蓤D可看出，A點所在的海拔為1000m，B點所在的海拔為1040m，而對同一個物體，它的位置越高，重力勢能越大，故B點的重力勢能大。故選：B?！镜淅?】如圖所示，物體G和固定于墻壁上的彈簧相連，物體與地面間是光滑的，開始時物體處于B處，彈簧恰好自由伸長，用力將其拉至C處，松手后，物體在A、C間往復運動則物體G由A到B過程中，物體G的動能增大，彈簧的彈性勢能減少，整個裝置機械能的總量不變（均選填“不變”、“增大”或“減少”）?！敬鸢浮吭龃?；減少；不變。【解答】解：物體G在A處，彈簧被壓縮，具有彈性勢能，物體G由A到B過程中，彈性勢能轉化為動能，彈性勢能減少，動能增大。由于物體和地面之間是光滑的，機械能守恒，所以機械能不變。故答案為：增大；減少；不變?！咀兪接柧?】圖甲是北京冬奧會會徽，它以漢字“冬”為靈感來源，運用中國書法的藝術形態，展現出滑冰、滑雪運動員的英姿。圖乙是我國運動員蘇翊鳴參賽的情景，他在空中下落過程中（）A．動能增加B．重力勢能增加C．慣性變大D．運動狀態保持不變【答案】A?！窘獯稹拷猓篈B、滑雪運動員從山頂加速下滑的過程中，運動員的質量不變，高度減小，重力勢能減小；速度增大，動能增大，故A正確，B錯誤；C、滑雪運動員從山頂加速下滑的過程中，質量不變，慣性不變，故C正錯誤；D、滑雪運動員從山頂加速下滑的過程中，速度變大，所以運動狀態發生了變化，故D錯誤。故選：A?！咀兪接柧?】2021年5月29日，“天舟二號”貨運飛船發射成功，它在加速升空過程中，動能增大，重力勢能增大（前兩空均選填“增大”“不變”或“減小”）；5月30日，“天宮一號”與天和核心艙成功對接，對接成功后它們一直是相對靜止的?！敬鸢浮吭龃螅辉龃?；靜止?！窘獯稹拷猓骸疤熘鄱枴必涍\飛船在加速升空過程中，飛船的質量不變、速度增大，其動能增大；同時高度增加，其重力勢能增大；飛船沒有發生彈性形變，不考慮彈性勢能，則機械能等于動能與重力勢能的總和，所以它的機械能不斷增大；5月30日，“天宮一號”與天和核心艙成功對接，對接成功后，以其中的一個為參照物，另一個與參照物之間沒有位置的變化，它們一直是相對靜止的。故答案為：增大；增大；靜止。考點3動能和勢能的轉化與守恒（1）動能和重力勢能之間可以相互轉化。動能和重力勢能之間的相互轉化一般發生在只受重力作用下的運動過程中，例如滾擺在下降的過程中，越轉越快，它的重力勢能越來越小，動能越來越大，重力勢能轉化為動能；滾擺在上升過程中，越轉越慢，它的重力勢能越來越大，動能越來越小，動能轉化為重力勢能；（2）動能和彈性勢能之間也可以相互轉化。它可以發生在同一物體上，也可以發生在不同物體之間，例如，從高處落下的皮球與地面撞擊的過程中，由于皮球發生彈性形變，皮球的動能轉化為彈性勢能，皮球在恢復形變的過程中，它的彈性勢能轉化為動能．拉彎的弓把箭射出去的過程中，拉彎的弓具有彈性勢能，射出去的箭具有動能，這是弓的彈性勢能轉化為箭的動能；（3）機械能守恒：如果只有動能和勢能的相互轉化，機械能的總和不變，或者說，機械能是守恒的。

做功角度：只有重力或彈力做功，無其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代數和為零；系統內如摩擦阻力對系統不做功。

能量角度：首先只有動能和勢能之間能量轉化，無其它形式能量轉化；只有系統內能量的交換，沒有與外界的能量交換。※機械能守恒一般都是理想狀態下才發生的，物體能量的轉化一般都不太可能只有機械能的轉化，還有其他能量的轉化。【典例6】下列過程中，屬于勢能轉化為動能的是（）A．向上拋出的石子 B．從坡頂勻速滑到坡底的自行車 C．豎直向下落得越來越快的冰雹 D．足球場上越滾越慢的足球【答案】C。【解答】解：A、向上拋出的石子在上升過程中，它的動能不斷減小，勢能不斷增加，是動能不斷轉化為勢能的過程。B、從坡頂勻速滑到坡底的自行車，它的動能不變，勢能減小，不是勢能轉化為動能。C、豎直向下落得越來越快的冰雹，勢能不斷減小，動能不斷增加，這個過程是冰雹的勢能不斷轉化為動能的過程。D、足球場上越滾越慢的足球，勢能為0，動能逐漸減小，是因為足球克服摩擦力做功消耗了動能，是動能轉化為其他形式的能。故選：C?！镜淅?】《天工開物》中寫道“凡弓弦取食柘葉蠶繭”，指出用多股蠶絲作為弓的弦，這說明蠶絲彈性好，拉彎的弓把箭射出去，是把弓的彈性勢能轉化為箭的動能?！敬鸢浮繌椥?；彈性勢；動?！窘獯稹拷猓涸诶瓡r，弦會發生彈性形變，用多股蠶絲作為弓的弦，這說明蠶絲彈性好；拉彎的弓具有彈性勢能，箭射出去后具有機械能，這一過程中是弓的彈性勢能轉化為箭的動能。故答案為：彈性；彈性勢；動?！咀兪接柧?】如圖所示，小球由靜止開始沿著粗糙的曲面從a點向d點運動，其中b和d兩點在同一水平高度。下列說法中正確的是（）A．小球從a點運動到c點，重力勢能全部轉化為動能 B．小球在b點的機械能大于在c點的機械能 C．小球在b點的動能等于在d點的動能 D．小球從a點運動到d點的過程中，機械能一定全部轉化為內能【答案】B?！窘獯稹拷猓篈、從a點到c點過程中，小球的質量不變，高度變小，則重力勢能變小，同時速度變大，動能變大，重力勢能會轉化為動能，由于小球在滾動的過程中受摩擦力的作用，小球克服摩擦力做功，所以一部分重力勢能會轉化為內能，故A錯誤；B、因小球在滾動過程中要克服摩擦力做功，機械能會逐漸減小，所以小球在b點的機械能大于在c點的機械能，故B正確；C、小球從b運動到d的過程中，有一部分機械能會轉化為內能，故小球在b點的機械能大于在d點的機械能；已知b和d兩點在同一水平高度，即兩位置小球的重力勢能相同，根據“機械能＝動能+勢能”可知，小球在b點的動能大于在d點的動能，故C錯誤；D、小球運動到d點時具有一定的高度，有一定的機械能，所以，小球從a到d的過程中，機械能不是全部轉化為內能，故D錯誤。故選：B?！咀兪接柧?】如圖所示的四種情景中，屬于彈性勢能轉化為動能的是（）A．運動員彎弓射箭 B．跳水運動員豎直下落 C．運動員騎自行車沖向坡頂 D．跳傘運動員勻速下落【答案】A。【解答】解：A、運動員把彎弓拉開將箭射出，是彈性勢能轉化為動能的過程，故A正確；B、跳水運動員從空中下落，質量不變，速度增大，動能增大，高度減小，重力勢能減小，此過程中，重力勢能轉化為動能，故B錯誤；C、運動員騎自行車沖向坡頂，運動員和自行車的質量不變，速度減小，動能減小，高度增大，重力勢能增大，此過程中，動能轉化為重力勢能。故C錯誤；D、跳傘運動員勻速下落，運動員的質量不變，速度不變，動能不變，高度減小，重力勢能減小，故D錯誤。故選：A?！咀兪接柧?】如圖所示，粗糙斜面PM與光滑水平面MN平滑連接，彈簧左端固定。小物塊在斜面上從P點由靜止滑向M點的過程中，機械能變?。ㄌ睢白兇蟆薄白冃　被颉安蛔儭保?；小物塊壓縮彈簧的過程中，它的動能轉化為彈簧的彈性勢能?！敬鸢浮孔冃。粡椈傻膹椥詣??！窘獯稹拷猓盒泵鍼M是粗糙的，小物塊在斜面上從P點由靜止滑向M點的過程中，克服摩擦力做功，機械能轉化為內能，故機械能會變??；彈簧被壓縮過程中，其機械能轉化為彈簧的彈性勢能，所以彈簧的彈性勢能變大，動能轉化為彈性勢能。故答案為：變??；彈簧的彈性勢。知識點4

探究影響物體動能大小的因素影響物體動能大小的因素：影響動能大小的因素：物體的質量和速度。物體的質量越大，速度越大，物體具有的動能就越大【典例8】物理興趣小組的同學利用如圖所示的裝置研究影響動能的因素，下列說法正確的是（）A．甲、乙兩組實驗是研究動能與高度的關系 B．乙、丙兩組實驗不能用于研究動能與質量的關系 C．甲乙丙三組實驗中的研究對象是小木塊 D．如圖丁，用形狀相同的塑料球和鐵球（鐵球質量大）將彈簧壓縮到相同程度后再放手，可研究動能與質量的關系【答案】B?！窘獯稹拷猓篈、讓同一小球從不同高度由靜止出發，小球與木塊接觸時，小球的速度不同，是為了研究動能與速度的關系，故A錯誤；B、乙、丙兩組實驗中，小球的質量不同，下滑的高度不同，到達水平面時的速度不同，所以不能用于研究動能與質量的關系，故B正確；C、甲乙丙三組實驗中的研究對象是小球動能的大小，是通過小木塊移動的距離的大小來體現的，故C錯誤；D、用形狀相同的塑料球和鐵球將彈簧壓縮到相同程度，彈簧的彈性勢能相同，轉化成的動能相同，兩小球的質量不同，所以速度不同，但由于動能相同，對紙盒做的功應相同，對紙盒做得功是克服水平面給紙盒的摩擦力做功，摩擦力是相同的，根據W＝Fs可知，紙盒運動的距離也應該是相同的，所以無法探究動能與質量的關系，故D錯誤。故選：B。【典例9】小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關”的實驗中，他用質量不同的兩個鋼球m和M（M的質量大于m），分別從不同的高度h和H（H＞h）靜止開始滾下，觀察木塊B被撞擊后移動的距離，實驗過程如圖所示。（1）小明通過觀察木塊B移動的距離長短，來判斷小球動能的大小，這種研究方法是轉換法（控制變量法/轉換法）。若水平面絕對光滑，本實驗將不能（能/不能）達到探究目的。（2）由甲、乙兩圖可得實驗結論：物體的動能大小與速度有關。（3）小華根據甲、丙兩圖得出結論：物體的動能大小與質量有關，她的看法是錯誤（正確/錯誤）的，理由是沒有控制速度一定。（4）小王同學用如圖丁所示的方法探究動能的大小與速度的關系，他將相同質量的小球從不同高度（h2＞h1）由靜止開始釋放，通過觀察木塊在鐵板和毛巾上滑行的距離來判斷小球動能的大小，這種方法是錯誤（正確/錯誤）的，理由是實驗中沒有控制水平面的粗糙程度相同?！敬鸢浮浚?）轉換法；不能；（2）速度；（3）錯誤；沒有控制速度一定；（4）錯誤；實驗中沒有控制水平面的粗糙程度相同。【解答】解：（1）實驗中通過觀察木塊B移動的距離長短，來判斷小球動能的大小，這里用到的物理學研究問題的方法是轉換法；若水平面絕對光滑，則木塊運動時不受摩擦力作用，撞擊后將保持勻速直線運動，不能通過木塊移動的距離長短來判斷小球動能的大小，所以本實驗將不能達到探究目的；（2）甲、乙兩圖中小球的質量一定，初始高度不同，到達水平面的時的速度不同，對木塊做功多少不同，故可以得出結論：物體的動能大小與速度有關；（3）小華的看法是錯誤的，因為要探究動能與質量的關系，需要保證小球的速度不變，甲、丙兩圖中小球下落的高度不同，則到達水平面的速度不同，故不能得出動能大小與質量的關系；（4）圖丁所示的方法探究動能的大小與速度的關系，應改變小球撞擊木塊前的速度，控制其它因素相同，而實驗中沒有控制水平面的粗糙程度相同，故錯誤的。故答案為：（1）轉換法；不能；（2）速度；（3）錯誤；沒有控制速度一定；（4）錯誤；實驗中沒有控制水平面的粗糙程度相同?！咀兪接柧?】如圖是“探究物體的動能跟哪些因素有關”的實驗裝置圖。（1）若讓同一鋼球A分別從斜槽不同的高度由靜止開始滾下，高度h越高，鋼球運動到水平面時速度越大，木塊B被撞得越遠；（2）若要保證不同質量的鋼球運動到水平面時的速度相同，應該讓不同質量的鋼球從斜槽的同一高度滾下，速度相同時，質量越大的鋼球將木塊B撞得越遠?！敬鸢浮浚?）大；（2）同一高度；大。【解答】解：（1）同一鋼球從不同的高度由靜止開始滾下，高度h越高，鋼球運動到水平面時速度越大，把木塊推得越遠，則鋼球對木塊做的功多，鋼球的動能大，說明了物體的動能與物體的速度有關，由此得出結論：在質量一定時，速度越大，物體的動能就越大。（2）要保證不同質量的鋼球運動到水平面時的速度相同，應該讓不同質量的鋼球從同一高度滾下，質量大的把木塊推的遠，說明了動能的大小和質量有關，在速度一定時，質量越大，動能也就越大。故答案為：（1）大；（2）同一高度；大。【變式訓練2】為探究“動能大小的影響因素”，科學小組利用斜面、鋼球、木塊等器材開展了如圖所示的活動。（1）實驗中通過比較木塊被推動的距離來判斷鋼球動能大小。（2）在圖甲和丙中，用質量不同的兩個鋼球從斜面上相同高度自由滾下，目的是使鋼球撞擊木塊時的速度相同；比較甲、乙兩圖，得到的結論是質量相同時，速度越大，動能越大。（3）由實驗中鋼球撞擊木塊做功，同學們聯想到汽車撞擊行人出現交通事故的情景，并猜想到交通事故的危害程度與“超載”、“超速”有關。進一步探究，獲得了表格內的數據：已知鋼球到達水平面時的速度與自由下落高度成正比，分析表格內的數據可知，利用甲、丙兩次實驗可驗證危害程度與超載有關（選填“超載”或“超速”）；在質量和速度兩個因素中，對動能影響較大的因素是速度，理由是物體的動能與物體速度的平方成正比。實驗序號小球的質量m/g小球自由滾下的高度h/cm木塊被撞后運到的距離s/m甲202016乙20104丙402032【答案】（1）被推動的距離；（2）速度；質量相同時，速度越大，動能越大；（3）超載；速度；物體的動能與物體速度的平方成正比?！窘獯稹拷猓海?）球對木塊做功的多少反映球的動能的多少，而做功的多少可由木塊被推動距離的長短來確定。（2）甲和丙圖球從同一高度滾下，是為了使球滾到水平面上時的速度相同。在甲、乙的兩個實驗中，控制了質量相同，速度不同，甲圖中球速度越大，木塊被球撞擊后移動的距離的越長，所得到的結論是：物體的質量相同時，速度越大，動能越大。（3）研究超載危害時，應控制球下滑的高度相同而質量不同，由表中甲和丙實驗數據可知，速度相同時，質量越大（超載時），動能越大，能夠做的功多，破壞力更大；由甲、乙實驗，質量相同，甲速度是乙的2倍，甲推動木塊的距離是乙的4倍，即動能與速度的平方成正比；由甲、丙實驗，速度相同，丙質量是甲的2倍，丙推動木塊距離是甲的2倍，即動能與質量成正比。所以對動能影響較大的因素是速度。故答案為：（1）被推動的距離；（2）速度；質量相同時，速度越大，動能越大；（3）超載；速度；物體的動能與物體速度的平方成正比。知識點5

探究影響物體勢能大小的因素影響重力勢能大小的因素：物體的質量和物體所處的高度。物體的質量越大，所處的高度越高，物體的重力勢能就越大?！镜淅?0】小明用圖示裝置“探究重力勢能大小與質量的關系”，下列說法正確的是（）A．實驗研究對象是三腳小桌 B．讓同一木塊從三個不同的高度由靜止下落 C．讓質量不同的木塊從不同的高度由靜止下落 D．用三腳小桌下陷的深度來表示木塊重力勢能的大小【答案】D。【解答】解：A、實驗中讓質量不同的木塊從相同的高度落下，通過觀察三腳小桌下陷的深度來探究木塊的重力勢能大小與質量的關系，所以實驗研究對象是木塊，故A錯誤；BC、探究重力勢能大小與質量的關系，要控制木塊所處的高度相同，質量不同，即讓不同質量的木塊從同一高度靜止落下，故BC錯誤；D、實驗運用了轉換法，通過觀察三腳小桌下陷的深度來探究木塊的重力勢能大小與質量的關系，故D正確。故選：D?！镜淅?1】小明探究“重力勢能與重物質量和下落高度的關系”，如圖所示，重物質量m＜M。實驗步驟具體操作實驗現象（1）讓重物自由下落到平放在細沙表面的小桌上，通過觀察桌腿下陷的深度判斷重物（小桌/重物）的重力勢能大小。（2）由實驗步驟A和B，可判斷重力勢能的大小和重物下落高度的關系。（3）小明認為由實驗步驟B和C，可判斷重力勢能的大小和重物質量的關系，該觀點錯誤（正確/錯誤），理由是重物的質量、高度兩個都是變量，無法比較?！敬鸢浮浚?）重物；（2）A；B；（3）錯誤；重物的質量、高度兩個都是變量，無法比較。【解答】解：（1）在實驗探究過程中，通過觀察桌腿下陷的深度來比較重物的重力勢能的大??；（2）研究重力勢能大小和高度的關系時，保證質量不變，改變小球的高度。由圖知：步驟A、B可判斷重力勢能的大小和重物下落高度的關系；（3）小明認為由實驗步驟B和C，可判斷重力勢能的大小和重物質量的關系，該觀點是錯誤的，因為B、C步驟中重物的質量、高度兩個都是變量，無法比較。故答案為：（1）重物；（2）A；B；（3）錯誤；重物的質量、高度兩個都是變量，無法比較?！咀兪接柧?】用“模擬打樁”來探究物體重力勢能的大小與哪些因素有關，物體的質量m1＝m2＜m3，實驗時，讓物體從木樁正上方的某一高度處自由下落，將木樁打入沙中，三次實驗木樁進入沙中的深度如圖所示，木樁進入沙中的深度越深，則物體對木樁做的功越多，比較a、b可知：物體重力勢能的大小與物體的高度有關；比較a、c可知：物體重力勢能的大小與物體的質量有關。【答案】多；高度；a、c?！窘獯稹拷猓海?）物體下落過程中，物體的重力勢能轉化為動能，物體的重力勢能就越大，對木樁做功越多，木樁陷入沙坑越深，所以我們可以通過木樁陷入沙坑的深度觀察來判斷重力勢能的大小，這用到了轉換法；（2）由a、b兩圖可知，物體的質量m1＝m2，從不同高度落下，落下的位置越高，木樁被打得越深，物體的重力勢能越大，說明重力勢能與高度有關；比較a、c兩圖可知，物體的質量m1＜m3，物體從同一高度落下，質量越大，木樁被打得越深，說明重力勢能與質量有關。故答案為：多；高度；a、c。【變式訓練2】小明在探究“彈簧彈性勢能的大小跟哪些因素有關”的實驗時，提出了如下猜想：猜想一：彈簧彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關；猜想二：彈簧彈性勢能的大小與彈簧的材料有關。為了驗證上述猜想，小明選用材料不同的三根彈簧A、B和C（長度和粗細均相同），一把長刻度尺，小球、木塊各一個，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，實驗數據如表所示。實驗次數所使用的彈簧彈簧被壓縮后的長度/cm木塊移動的距離/cm1彈簧A83.52彈簧A56.23彈簧A210.64彈簧B58.75彈簧C611.56彈簧C513.1（1）彈簧將小球彈開的過程中，彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能。實驗中通過比較木塊移動的距離來判斷彈簧彈性勢能的大小。（2）為了驗證猜想一，應選擇表中1、2、3（填實驗序號）三組數據進行分析；由此得出的結論是：彈簧的材料相同時，彈簧被壓縮的程度越大，彈簧的彈性勢能越大。（3）為了驗證猜想二，應選擇表中2、4、6（填實驗序號）三組數據進行分析。【答案】（1）動；木塊移動的距離。（2）1、2、3；彈簧的材料；彈簧被壓縮的程度；大。（3）2、4、6?！窘獯稹拷猓海?）彈簧將小球彈開的過程中，彈簧的彈性勢能減小，而小球的動能增加，所以彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能。實驗中采用了轉換法，通過比較木塊移動的距離來判斷彈簧彈性勢能的大小。（2）為了驗證猜想一：彈簧彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關，應該保證彈簧的材料、長度、粗細相同，而彈簧被壓縮的程度不同，故應該選擇表中1、2、3三組數據分析，由表中數據可知：彈簧的材料相同時，彈簧被壓縮的程度越大，彈簧的彈性勢能越大。（3）為了驗證猜想二：彈簧彈性勢能的大小與彈簧的材料有關，應保證彈簧的長度、粗細、彈簧被壓縮的程度相同，而彈簧的材料不同，故應該選擇表中2、4、6三組數據進行分析。故答案是：（1）動；木塊移動的距離。（2）1、2、3；彈簧的材料；彈簧被壓縮的程度；大。（3）2、4、6。課堂鞏固訓練課堂鞏固訓練一、選擇題。1．（2021?柳南區模擬）如圖所示，運動著的子彈能輕易射穿蘋果，是因子彈具有較大的（）A．彈性勢能 B．動能 C．重力勢能 D．內能【答案】B。【解答】解：物體由于運動而具有的能叫動能。運動的子彈具有動能。故選：B。2．（2021春?青山區期末）在2021年包頭市中考體育考試中，小彤同學進行了實心球測試。關于實心球運動的幾個階段，下列說法正確的是（）A．小彤撿起實心球，并緩慢舉高的過程中，小彤對實心球做功，實心球的重力勢能增大B．小彤將實心球用力投出后，實心球在空中運動過程中，小彤對實心球做功，實心球的機械能增大 C．小彤將實心球用力投出后，實心球在空中最高點時所受的合力為零 D．實心球落地后在水平地面上滾動一段距離停止，實心球在地面滾動階段機械能不變【答案】A?！窘獯稹拷猓篈、小彤撿起實心球，并緩慢舉高的過程中，小彤對實心球做功，因為力和距離的方向均向上；實心球的重力勢能增大，因為球的高度變大，故A正確；B、實心球在空中運動過程中，小彤對實心球沒有做功，因為球不再受到小彤的推力；實心球的機械能減小，因為受到空氣阻力作用，求克服阻力做功消耗一部分機械能，故B錯誤；C、實心球的整個運動過程中，受到非平衡力作用，任何點的合力均不為零，所以在空中最高點時所受的合力不為零，故C錯誤；D、實心球在地面滾動階段機械能減小，因為球的速度逐漸變小，故D錯誤。故選：A。3．（2021秋?秦都區校級月考）質量相等、半徑相同的鉛球、鐵球和鋁球，放在同一水平桌面上，它們具有的勢能是（）A．鉛球最大 B．鐵球最大 C．鋁球最大 D．一樣大【答案】D?！窘獯稹拷猓喝齻€球半徑相同，三個球的重心到桌面的距離相同，由于放在同一桌面上，因此三個球的高度相同，又因為質量相同，所以三個球的重力勢能相同。故選：D。4．（2022?建湖縣一模）蕩秋千的人從最高點向最低點擺動過程中速度變大，則他的（）A．重力勢能增加，動能不變 B．重力勢能減小，動能增加 C．重力勢能減小，動能減少 D．重力勢能不變，動能增加【答案】B?！窘獯稹拷猓菏幥锴У娜藦淖罡唿c向最低點擺動過程中，質量不變，速度變大，則動能增大；同時高度變小，則重力勢能減小，故B正確。故選：B。5．（2021?越秀區校級模擬）人造地球衛星在大氣層外繞地球運行，只有動能和勢能的相互轉化，衛星從遠地點向近地點運動的過程中越來越快．如圖是人造地球衛星的軌道示意圖，下列說法正確的是（）A．衛星在運動過程中不受任何力的作用 B．衛星在近地點和遠地點的機械能相等 C．衛星在遠地點向近地點運動的過程中機械能越來越大 D．衛星從遠地點向近地點運動的過程中機械能越來越小【答案】B。【解答】解：人造地球衛星在大氣層外繞地球運行，只有動能和勢能的相互轉化，則機械能是守恒的；A、衛星在運動過程中受到地球的吸引力的作用，故A錯誤；BCD、由于機械能守恒，則衛星在近地點和遠地點的機械能相等，故B正確，CD錯誤。故選：B。6．（2021春?望城區期末）把一個鐵鎖用繩子懸掛起來，將鐵鎖拉到自己的鼻子附近，穩定后松手，鐵鎖向前擺去，如圖所示。下列說法中正確的是（）A．鐵鎖擺回時一定會打到鼻子 B．鐵鎖的擺動不會停下來 C．鐵鎖由高處擺到低處的過程中重力勢能轉化為動能 D．鐵鎖上升的最大高度逐次降低，是由于受到重力作用【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、鐵鎖在擺動過程中，不斷與空氣摩擦，一部分機械能轉化為內能，機械能減小，所以鐵鎖擺回時不會打到鼻子，故A錯誤；B、鐵鎖在擺動過程中，不斷與空氣摩擦，機械能不斷轉化為內能，機械能不斷減小，當機械能全部轉化為內能時鐵鎖就會停下來，故B錯誤；C、鐵鎖由高處擺到低處的過程中質量不變，高度降低，速度變大，則重力勢能減少，動能增大，故將重力勢能轉化為動能，故C正確；D、鐵鎖上升的最大高度逐次降低，是由于受空氣阻力的作用，機械能不斷減小，高度不斷減小，故D錯誤。故選：C。7．（2021?永嘉縣校級模擬）原長為l的橡皮筋一端固定在O點，另一端懸掛一個小鋼球，將鋼球從O點釋放，鋼球運動到A點后開始向上返回，O、A兩點間距離為2l，如圖所示。則能反映鋼球從O點運動到A點的過程中，其動能E隨運動距離s變化的關系圖像可能是（）A．B．C．D．【答案】B?！窘獯稹拷猓合鹌そ铋L為l，小球從初始狀態下降至l過程中，重力勢能轉化為動能，小球做加速運動，動能逐漸變大；小球從l繼續下降至2l過程中，彈力先小于重力，所以小球繼續加速，動能繼續增大。當彈力等于重力時，合力等于零，此時小球達到最大速度，因此，動能最大的點在大于l的位置，此后彈力大于重力，小球做減速運動，動能逐漸減小，對照選項中的圖像可知，只有B選項符合題意。故選：B。8．（2021?泰州二模）如圖所示，將一木塊放在彈簧上，用手壓木塊，彈簧被壓縮。松開手，木塊豎直向上飛起直到最高點。下列說法正確的是（）A．手壓木塊時，手對木塊的壓力與彈簧對木塊的支持力是一對平衡力 B．彈簧恢復原狀過程中，彈性勢能不變 C．木塊在沒有離開彈簧前，所受彈力方向豎直向上 D．木塊到達最高點時，木塊處于平衡狀態【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、手壓木塊時，木塊受到重力、壓力和彈簧的支持力，這三個力平衡。手對木塊的壓力小于彈簧對木塊的支持力所以這兩個力不是一對平衡力，故A錯誤；B、彈簧恢復原狀過程中，彈性形變的程度變小，彈性勢能減小，故B錯誤；C、木塊在沒有離開彈簧前，彈簧被壓縮，所以木塊受彈力方向豎直向上，故C正確；D、木塊上升到最高點時，受到重力作用，合力不為0，不是平衡狀態，故D錯誤。故選：C。二、填空題。9．（2021?綠園區一模）如圖a、b為豎直向上拋出的小石塊在上升過程中動能和重力勢能隨高度變化的圖線（不計阻力），其中a是動能﹣高度關系圖線，小石塊上升到5m時的機械能為4J。【答案】a；4。【解答】解：拋出的小石塊在上升過程中，受豎直向下重力的作用，則小石塊上升的速度越來越小，當小石塊的質量一定時，速度減小，小石塊的動能減小，由圖可知，圖線a是小石塊動能﹣高度關系圖線；在只有動能和勢能轉化過程中，機械能總量保持不變，由于小石塊的機械能總量E＝2J+2J＝4J，即當小石塊上升至5m時，小石塊的機械能為4J。答：a；4。10．（2021?樂山）如圖所示，跳傘運動員在空中勻速直線下降，在此過程中運動員和傘的動能不變（選填“增大”、“減小”或“不變”），重力勢能減小（選填“增大”、“減小”或“不變”）?！敬鸢浮坎蛔儯粶p小。【解答】解：跳傘運動員正在勻速下降，在此過程中，質量和速度不變，高度減小，所以運動員和傘的動能不變，重力勢能減小。故答案為：不變；減小。11．（2021?西寧）龍羊峽水電站攔河大壩使上游水位升高，提高了水的重力勢能。水從大壩的上游流下時沖擊水輪機發電，水的能量最終轉化為電能?！敬鸢浮恐亓?；電?！窘獯稹拷猓糊堁驆{水電站攔河大壩使上游水位升高，水的質量變大，高度變大，水的重力勢能變大；水從上游流下來時水的重力勢能減小，動能增加，重力勢能轉化為動能；沖擊水輪機的葉輪，使水的動能轉移到葉輪上；水輪機的葉輪，帶動發電機發電，將葉輪上的機械能轉化成電能。故答案為：重力勢；電。12．（2021?臺安縣校級模擬）汽車速度越快，出事故時破壞越嚴重，說明物體動能的大小與它的速度有關，一輛汽車以相同的速度運動，重載比空載時出事故更嚴重，說明物體的動能還跟物體的質量有關，所以為了交通安全，不要超速和超載。【答案】速度；質量；超速。【解答】解：汽車速度越快，出事故時破壞越嚴重，是因為汽車的質量一定，速度越大，動能越大，即動能的大小與物體的速度有關。一輛汽車以相同的速度運動，重載比空載時出事故更嚴重，是因為速度相同，質量越大，動能越大，即物體的動能還跟物體的質量有關。綜上分析可知，為了交通安全，不要超速和超載。故答案為：速度；質量；超速。13．（2021春?睢縣期末）小明看到運動員拉弓射箭時，弓拉得越彎，箭射得越遠。小明猜想：彈性勢能的大小可能與物體的彈性形變有關。（1）為驗證其猜想是否正確，他設計了如