資源簡介

第 07 講 動能 勢能 機械能
模塊一 思維導圖串知識 1．知道動能、重力（彈性）勢能及機械能的概念。
模塊二 基礎知識全梳理（吃透教材） 2．了解影響動能、重力（彈性）勢能大小的因素。
模塊三 教材習題學解題 3．掌握探究影響動能、重力勢能大小的實驗過程。
模塊四 核心考點精準練（13 大考點） 4．了解機械能的轉化。
模塊五 小試牛刀過關測
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機械能大小：動能和勢能的總和。
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。
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。
4、探究影響物體動能大小的因素
（1）提出問題：動能的大小與哪些因素有關？
（2）猜想和假設：動能的大小可能與物體的質量有關，還可能與物體的運動速度有關。
（3）實驗器材：斜面、鋼球、木塊。
（4）實驗步驟
①讓同一個鋼球從斜面的不同高度自由滾下，推動木塊移動，比較兩次木塊被推距離的遠近。
②換用質量不同的鋼球，讓它們從斜面的同一高度自由滾下，推動木塊移動，比較兩次木塊被推距離的遠
近。
（4）實驗現象
①同一鋼球從不同高度滾下，鋼球碰撞木塊時的速度不同。高度越高，鋼球滾到平面上時的速度越大，木
塊被推得越遠。
②質量不同的鋼球從同一高度滾下，鋼球滾到平面上時的速度相同。質量越大的鋼球將木塊推得越遠。
（5）得出結論
①物體動能的大小與物體的運動速度有關，物體運動速度越大，物體的動能越大。
②物體動能的大小與物體的質量有關，物體的質量越大，物體的動能越大。
（6）歸納總結
動能的大小與物體的質量和運動速度有關。質量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大；運動速度
相同的物體，質量越大，它的動能也越大。
5、探究影響物體勢能大小的因素
（1）物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢能；例如：被舉高的重錘，空中的飛機，陽臺上的花盆等
都具有重力勢能。
重力勢能的大小與兩個因素有關：一個是物體的質量，另一個是物體距零勢能面的高度；當物體的質量一
定時，物體距零勢能面的高度越大，其重力勢能越大，物體距零勢能面的高度越小，其重力勢能越小；當
物體距零勢能面的高度一定時，物體質量越大其重力勢能越大，物體質量越小其重力勢能越小；物體的質
量越大，舉得越高，其重力勢能就越大。
（2）物體由于發生形變而具有的能量叫做彈性勢能；物體在外力作用下，它的形變會發生變化，稱為形變；
如果將對物體施加的外力撤消，物體的形變能夠完全消失，恢復原狀，這種形變稱為彈性形變；發生彈性
形變的物體有恢復原來形狀的能力，具有做功的本領，因此具有能，這種能稱為彈性勢能。
彈性勢能的大小與兩個因素有關：一個是彈簧本身的性質，另一個是彈性形變的大小；當彈簧本身的性質
相同時，形變越大，它具有的彈性勢能就越大，形變越小，具有的彈性勢能就越小；當彈簧形變相同時，
性質不同的彈簧彈性勢能不同。
教材習題 01 解題方法
通常，載重汽車造成的車禍比小 ①物體保持原來運動狀態不變的性質叫慣性，一切物體都有
轎車造成的車禍嚴重的多，這是 慣性，慣性是物體的一種屬性，慣性大小只跟物體的質量大
為什么？但有時也有例外，這又 小有關。
是為什么？ ②影響動能的影響因素是物體的質量和物體運動的速度……
【答案】答：由于載重汽車的質量要比小轎車的質量大得多，在速度差不多的情況下，載重
汽車的動能比小轎車的動能大，能對外做的功更多，因此造成的車禍也更嚴重一些；
小轎車有時比載重汽車造成的車禍嚴重的多，是因為雖然小轎車的質量比載重汽車小，但是
其速度比載重汽車快許多，小轎車的動能更大。
教材習題 03 解題方法
在水平地面上鋪一張紙，將皮球表面涂黑，使其分 ①重力勢能的大小與物體的質量和下落
別從不同高度處自由下落，在紙上留下黑色圓斑 高度有關，下落高度相同時，質量越大，
A、B，如圖所示，皮球從較高處下落形成的圓 重力勢能越大；質量相同時，下落高度越
斑是圖中的哪一個？你判斷的依據是什么？ 大，重力勢能越大；皮球下落過程中，具
有的重力勢能轉化為動能，與地面碰撞接
觸時又轉化為彈性勢能……
【答案】答：皮球從較高處下落形成的圓斑是圖中的 B；因為皮球分別從不同高度處自由下
落，在紙上留下黑色圓斑 A、B，留下圓斑說明皮球下落到紙面上時發生了彈性形變，此時，
能量的轉化過程是將動能轉化為彈性勢能，分析圖中兩個圓斑大小可看出，圓斑大的 B 皮球
發生彈性形變的程度較大，轉化的彈性勢能較大，說明它原來所具有的重力勢能大，即其所
處的高度較高，下落時轉化為的動能較大，最后轉化為的彈性勢能最大。
教材習題 04 解題方法
如圖所示，一個玩具彈簧放在斜面 ①動能大小的影響因素：質量、速度。質量越大，速度越
（傾角約 30°）上端，將彈簧彎 大，動能越大。
曲一定程度后釋放，觀察彈簧的運 ②重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度。質量越
動情況，說說在彈簧運動的過程 大，高度越高，重力勢能越大。
中，有哪些機械能發生了轉化。 ③物體由于發生彈性形變而具有的能量叫彈性勢能，影響
彈性勢能的因素有彈性形變的大小，在彈性限度內，彈性
形變越大，物體具有的彈性勢能越大……
【答案】答：玩具彈簧放在斜面上端，將彈簧彎曲一定程度后釋放，彈簧沿斜面向下翻滾。
彈簧在運動過程中，質量不變，速度變大，動能變大；彈簧高度降低，重力勢能變小；同時
彈簧要恢復原來的形狀，形狀變小，故彈性勢能變小。
因此，彈簧運動的過程中，動能、重力勢能和彈性勢能都發生了轉化。
教材習題 06 解題方法
如圖所示，將一張卡片（約 9cm×5cm）對折，在開口的一 ①橡皮筋拉開后具有彈性勢能，恢
邊剪兩個小豁口，然后套上橡皮筋，就做成了一個會跳的 復時轉化為動能，卡片會跳起來。
卡片，將卡片反過來，用手把它在桌面上壓平，使橡皮筋 ②彈性勢能是指物體由于發生彈
伸長，迅速松開手，會出現什么現象？在此過程中，彈性 性形變而具有的能，決定彈性勢能
勢能、動能、重力勢能是如何轉化的？ 大小的因素是物體彈性形變的程
度……
【答案】答：迅速松開手，會出現卡片向上跳起來；
把橡皮筋拉開才會有彈性勢能，把卡片按平后放在水平面上然后松開，松開后，橡皮筋對卡
片做功，橡皮筋的彈性勢能轉化為紙片的動能，卡片能跳起來，跳起來以后又轉變為卡片的
重力勢能。
考點一 動能和勢能的概念
1．投石帶是人類使用的最古老的遠射器具，如圖所示，它由索繩和石頭構成，投擲者手握索繩一端，將石
頭飛向野獸，石頭在空中向前運動的過程中（　　）
A．沒有動能
B．沒有重力勢能
C．受到的重力方向豎直向下
D．重力減小
【答案】C
【解答】解：A、石頭在空中向前運動的過程中由于物體在運動，所以具有動能，故 A 錯誤；
B、石頭在空中向前運動的過程中有一定的高度，所以具有重力勢能，故 B 錯誤；
C、重力的方向總是豎直向下的，故 C 正確；
D、石頭在空中向前運動的過程質量不變，物體的重力也不變，故 D 錯誤。
故選：C。
考點二 動能大小的比較
2．如圖所示，農民趕著牛拉著鏵犁在田里勞動，它們以相同速度向前行進，則其動能（　　）
A．農民最大 B．鏵犁最大 C．牛最大 D．一樣大
【答案】C
【解答】解：農民趕著牛拉著鏵犁在田里勞動，它們以相同速度向前行進，即三者速度大小相等，但由
于牛的質量最大，所以，牛的動能最大，故 C 正確。
故選：C。
3．小安同學正在進行傳接排球訓練。他將排球斜向上拋出，排球的運動軌跡如圖所示，a、b、c、d 為軌跡
上的點，其中 a、c 兩點高度相同。若不計空氣阻力，則排球在 a 點的動能 　小于　（選填“大于”“等
于”或“小于”）在 d 點的動能。
【答案】小于。
【解答】解：（1）不計空氣阻力，排球從 a 到 d 的過程中，只有的動能和勢能轉化，故排球的機械能守
恒，在 a、c 點的機械能相等；球在 a 比 d 高，d 點的高度低，重力勢能小，機械能相同，則 d 點動能大，
排球在 a 點的動能小于在 d 點的動能。
故答案為：小于。
考點三 勢能大小的比較
4．如圖所示，是我國某地的等高線圖，若把同一物體分別放在 A、B、C、D 時，那么在哪一點時，此物體
的重力勢能最大（　　）
A．在 A 點 B．在 B 點 C．在 C 點 D．在 D 點
【答案】B
【解答】解：由等高線圖標出的海拔高度可知，B 點的海拔最高，同一物體質量一定，它的位置越高，
重力勢能越大，故 B 點的物體的重力勢能最大。
故選：B。
考點四 動能和勢能的轉化
5．如圖所示，艦載飛機正從“遼寧號”航母上起飛，下列說法中正確的是（　　）
A．飛機在起飛過程中，飛機的重力勢能保持不變
B．飛機在航母甲板上加速飛行時，處于平衡狀態
C．飛機從起跑到飛離航母的過程，航母始終漂浮，航母所受浮力大小保持不變
D．飛機飛行時由于機翼上方空氣流速大于機翼下方空氣流速，從而獲得升力
【答案】D
【解答】解：A、飛機在起飛過程中，高度增大，質量幾乎不變，飛機的重力勢能增大，故 A 錯誤；
B、飛機在航母甲板上加速飛行時，處于非平衡狀態，受非平衡力作用，故 B 錯誤；
C、航載飛機飛離航母后，航母的總重力減小，航母始終漂浮，浮力等于重力，所以浮力會減小，故 C
錯誤；
D、飛機飛行時能獲得向上的壓強差，是因為機翼上方空氣流速大于機翼下方空氣流速，上方壓強小于
下方，從而產生向上的升力，故 D 正確；
故選：D。
6．“投壺”是古代的一種投擲游戲。游戲時擲出的箭（用竹、木等制成）由于 　慣性　可以在空中繼續
飛行；箭在下落過程中，將重力勢能轉化為 　動　能。
【答案】慣性；動。
【解答】解：游戲時的箭擲出后，由于慣性繼續保持原來的運動狀態，所以能在空中繼續飛行；
箭在下落過程中，高度減小，速度變大，重力勢能減小，動能變大，重力勢能轉化為動能。
故答案為：慣性；動。
考點五 動能的影響因素
7．臨沂沂水天上王城景區觀看大型實景演出《王者之戰》，感受金戈鐵馬、彎弓擒敵的氣勢！下列關于彎
弓射箭現象的分析不正確的是（　　）
A．離弦的箭受到重力、彈力和空氣阻力
B．用力將弓拉彎，說明力可以改變物體的形狀
C．弓被拉得越彎，弓所具有的彈性勢能越大
D．飛出去的箭速度越大，動能越大
【答案】A
【解答】解：A、離弦的箭受到重力、空氣阻力，不再受彈力，故 A 錯誤；
B、拉弓時，弓的形狀發生了變化，說明力可以改變物體的形狀，故 B 正確；
C、弓的彈性勢能與弓的形變有關，形變量越大，彈性勢能越大，故弓拉得越彎，所具有的彈性勢能越
大，故 C 正確；
D、飛出去的箭質量一定，速度越大，動能越大，故 D 正確。
故選：A。
考點六 勢能的影響因素
8．C919 是中國首款按照國際通行適航標準自行研制、具有自主知識產權的噴氣式中程干線客機，讓中國的
大飛機飛上藍天，是國家的意志，人民的意志。圖中 C919 正在向上爬升，下列有關說法正確的是（　　）
A．隨著高度的增加，C919 的重力勢能減小
B．隨著高度的增加，機艙內氣壓小于艙外大氣壓
C．機翼下方氣流的速度較大，氣流對機翼下表面的壓強較小
D．機翼上方氣流的速度較大，氣流對機翼上表面的壓強較小
【答案】D
【解答】解：A、C919 大飛機在升空的過程，高度上升，重力勢能增大，故 A 錯誤；
B、隨著海拔高度的增加，艙外大氣壓逐漸減小，機艙內氣壓小于艙外大氣壓，故 B 錯誤；
CD、機翼上方氣流的速度較大，氣流對機翼上表面的壓強較小，故 D 正確，C 錯誤。
故選：D。
考點七 探究影響物體動能大小的因素
9．在探究“物體的動能跟哪些因素有關”的實驗中，如圖甲、乙、丙所示，將 A、B、C 三個鋼球先后從
同一裝置高度分別為 h1、h2、h3 的位置由靜止開始滾下（mA＝mB＜mC，h1＝h3＞h2），水平面上同一位
置的木塊被撞出一段距離后停下。請回答以下問題：
（1）該實驗探究的是 　鋼球　（選填“木塊”或“鋼球”）的動能；
（2）實驗通過觀察木塊被鋼球撞出后 　距離　的長短，來判斷鋼球動能的大小，這種研究問題的方法
叫 　轉換法　；
（3）比較 　甲、乙　兩圖進行的實驗，可以探究鋼球動能大小與速度有關；
（4）比較甲、丙兩圖進行的實驗，可以探究鋼球動能大小與 　質量　有關。此探究過程中兩球剛好運
動到水平面時的速度 　相等　（選填“相等”或“不相等”）。
【答案】（1）鋼球；（2）距離；轉換法；（3）甲、乙；（4）質量；相等。
【解答】解：（1）該實驗研究的主體是鋼球，研究的是鋼球動能的大小與速度和質量的關系；
（2）該實驗中鋼球動能的大小是通過木塊移動的距離體現的，木塊被撞的越遠，說明鋼球的動能越大，
被撞的越近，說明鋼球的動能越小，這里采用了轉換法的思想；
（3）為了研究物體動能與物體速度的關系，應多次讓同一鋼球從斜面不同高度上靜止滾下，控制鋼球的
質量相同，改變鋼球的速度，故選甲、乙兩圖；質量相同，速度越大，鋼球推動木塊移動的距離越大，
動能越大；
（4）為了研究物體動能與物體質量的關系，應多次讓不同鋼球從斜面相同高度上靜止滾下，控制鋼球到
達水平面時的速度相同，改變鋼球的質量，故選甲、丙兩圖；速度相同，質量越大，鋼球推動木塊移動
的距離越大，動能越大；
故答案為：（1）鋼球；（2）距離；轉換法；（3）甲、乙；（4）質量；相等。
考點八 探究影響物體勢能大小的因素
10．如圖甲、乙是小華和小強兩位同學探究“物體的動能和勢能的大小與哪些因素有關”的實驗裝置。
（1）為了探究動能與質量的關系，小華利用圖甲進行的實驗如下：讓質量 m＜M 的兩個小球從斜面上
同一高度下滑，并撞擊放在水平面上的木塊，由于 M 在水平面上滑行一段距離之后再撞擊木塊，最終木
塊在水平面上滑行的距離相同。于是小華根據實驗得出結論：物體動能大小與質量無關。這個結論與我
們學習的結論不符，原因是 　木塊沒有放在斜面底端相同位置　；
（2）小強利用圖乙探究物體重力勢能與哪些因素有關的實驗，三個相同木樁在沙中所處的初始深度相同，
A、B、C 三個物體的質量關系為：mA＝mB＜mC。圖乙中 B、C 兩物體從圖示位置由靜止釋放，分別撞
擊兩木樁使之扎入沙坑的深度相同，由此 　能　（選填“能”或“不能”）說明 B、C 的初始重力勢能
相同。
【答案】（1）木塊沒有放在斜面底端相同位置；（2）能。
【解答】解：（1）由圖得，兩球的質量不同，讓小球從斜面上同一高度下滑，小球到達水平面的速度相
同，實驗中通過小球撞擊木塊，木塊移動的距離看出小球動能大小，此時木塊放在斜面的底端，由圖得，
木塊沒有放在斜面底端，導致結論出錯。
（2）B、C 兩物體從圖示位置由靜止釋放，撞擊兩木樁使之扎入沙坑的深度相同，說明 BC 撞擊木樁過
程中，克服摩擦阻力做的功相同，說明 B、C 的初始重力勢能相同。
故答案為：（1）木塊沒有放在斜面底端相同位置；（2）能。
考點九 動能與勢能的應用
11．如圖所示，你一定動手做過這個“會跳的卡片”吧！圖甲中，A 為外表面，B 為內表面，實驗時用手把
卡片平壓在桌面上，使橡皮筋伸長，當　B　（選填“A”或“B”）表面在下面時，卡片會彈跳得高一
些．在圖乙、丙中（橡皮筋松弛），實驗時　乙　（選填“乙”或“丙”）圖中卡片會彈跳得高一些，
這是因為其橡皮筋的　彈性勢能　較大．
【答案】見試題解答內容
【解答】解：
由圖中可知要利用橡皮筋的彈性勢能，只有把橡皮筋拉開才會有彈性勢能，所以要把卡片 B 面按平后放
在水平面上然后松開，松開后，橡皮筋的彈性勢能轉化為紙片的動能，所以卡片能跳起來。
由于彈性勢能的大小與物體發生彈性形變的程度有關；實驗時操作過程相同，乙圖和丙圖相比，乙中卡
口之間的間隔大，卡片壓平后橡皮筋發生彈性形變的程度就大，則橡皮筋具有的彈性勢能就大，當然最
終轉化成卡片的能量就大，卡片會跳得高一些。
故答案為：B；乙；彈性勢能。
考點十 機械能的概念
12．如圖所示，重慶長江索道有“空中走廊”之美譽。下列說法正確的是（　　）
A．轎廂斜向上勻速運動時，它的機械能在減小
B．在加速起步階段，轎廂里的乘客受到的慣性逐漸變大
C．在滑輪處涂抹潤滑油是為了增大滑輪與軸間的摩擦力
D．鋼索對轎廂的拉力與轎廂對鋼索的拉力是一對相互作用力
【答案】D
【解答】解：A、轎廂斜向上勻速運動時，它的速度和質量不變，則動能不變；它的高度增大，則重力
勢能增大，所以它的機械能增大，故 A 錯誤；
B、轎廂里的乘客的質量不變，所以乘客的慣性不變，故 B 錯誤；
C、在滑輪處涂抹潤滑油是為了減小滑輪與軸間的摩擦，故 C 錯誤；
D、鋼索對轎廂的拉力與轎廂對鋼索的拉力是一對相互作用力，故 D 正確。
故選：D。
考點十一 機械能的轉化
13．如圖所示，一輕質彈簧左端固定，右端系一小物塊，物塊與水平面的最大靜摩擦力和滑動摩擦力都為
f，彈簧無形變時，物塊位于 O 點．每次都把物塊拉到右側不同位置由靜止釋放，釋放時彈力 F 大于 f，
物體沿水平面滑動一段路程直到停止．下列說法中正確的是（　　）
A．釋放時彈性勢能等于全過程克服摩擦力做的功
B．每次釋放后物塊速度達到最大的位置保持不變
C．從開始釋放到運動到 O 點，速度一直在減小
D．物塊到達 O 點時速度最大
【答案】B
【解答】解：A、如果最終恰好停止在 O 點，則釋放時彈性勢能等于全過程克服摩擦力做的功，如果不
是 O 點，則仍有彈性勢能，故釋放時彈性勢能大于全過程克服摩擦力做的功，故 A 錯誤；
BCD、開始釋放時，彈力大于摩擦力，做加速運動，當彈力小于摩擦力則減速，因而彈力等于摩擦力的
位置速度最大，故每次彈力等于摩擦力位置不變，且速度最大的點在 O 的右側，則釋放到 O 的過程，速
度先變大后變小，故 B 正確，CD 錯誤。
故選：B。
14．如圖所示，兩個完全相同的小木塊 A 和 B 分別沿高度相同、傾角不同的光滑斜面由頂端自由下滑，不
計空氣阻力，當兩木塊滑到斜面底端時的速度 vA　＝　vB（選填“＞”“＝”或“＜”）。
【答案】＝。
【解答】解：兩個完全相同的小木塊 A 和 B 分別沿高度相同、傾角不同的光滑斜面由頂端自由下滑，不
計空氣阻力，機械能是守恒的；開始時，A 和 B 的質量相同，高度相同，重力勢能相同；由于機械能守
恒，到達底端時，重力勢能全部轉化為動能，所以動能的大小相同，由于質量相同，所以速度相同。
故答案為：＝。
考點十二 機械能守恒條件
15．2023 年 12 月 30 日 8 點 13 分，我國在酒泉衛星發射中心使用長征二號丙運載火箭，成功將衛星互聯網
技術試驗衛星發射升空，衛星順利進入預定軌道，發射任務獲得圓滿成功。這是中國航天 2023 年的收官
之作，也是全年第 67 次發射，連續第三年刷新了年度發射數量紀錄。如圖所示的衛星沿橢圓軌道繞地球
運行，離地球最近的一點叫近地點，最遠的一點叫遠地點，它在大氣層外運行，不受空氣阻力，則下列
說法正確的是（　　）
A．衛星從遠地點運行到近地點，重力勢能增大，動能減小，機械能守恒
B．衛星從遠地點運行到近地點，重力勢能減小，動能增大，機械能守恒
C．衛星從近地點運行到遠地點，重力勢能增大，動能增大，機械能不守恒
D．衛星從近地點運行到遠地點，重力勢能減小，動能減小，機械能不守恒
【答案】B
【解答】解：AB、衛星在大氣層外運行，不受空氣阻力，其機械能是守恒的；衛星從遠地點運行到近地
點，質量不變，高度減小，因此重力勢能減小，而速度增大，動能增大；故 A 錯誤，B 正確；
CD、衛星從近地點運行到遠地點，質量不變，高度增大，因此重力勢能增大，而速度減小，動能減小；
故 CD 錯誤。
故選：B。
考點十三 機械能和其他形式能的轉化
16．2024 年 4 月 25 日 20 時 59 分，神舟十八載著三位航天員叩問蒼穹。火箭從發射到升空過程中涉及的物
理知識說法正確的是（　　）
A．火箭加速升空過程中，機械能轉化成內能
B．火箭加速升空過程中，火箭搭載的衛星相對于火箭是靜止的
C．火箭加速升空過程中，發動機推力和火箭重力是一對相互作用力
D．火箭升空過程中航天員質量減小
【答案】B
【解答】解：A、火箭加速升空過程中，質量不變，速度變大，高度變大，動能增大，重力勢能增大，
機械能增大，其他形式的能轉化為機械能，故 A 錯誤；
B、火箭升空過程中，神舟十八號飛船相對于運載火箭位置沒有發生變化，是靜止的，故 B 正確；
C、火箭加速升空過程中，速度大小變化，即運動狀態變化，受力不平衡，發動機推力和火箭重力大小
不相等，不是一對相互作用力，故 C 錯誤；
D、火箭升空過程中航天員質量不變，故 D 錯誤。
故選：B。
一．選擇題（共 9 小題）
1．2023 年 5 月 8 日，全紅蟬以五跳兩滿分的成績，奪得跳水世界杯第二站比賽的冠軍。下列對全紅蟬在空
中下落過程的分析，其中正確的是（　　）
A．動能不變，重力勢能變大
B．動能變大，機械能變大
C．重力勢能轉化為動能
D．動能轉化為重力勢能
【答案】C
【解答】解：全紅蟬在空中下落過程中，速度變大，質量不變，動能增大；全紅蟬的高度變小，質量不
變，重力勢能減小，重力勢能轉化為動能。
故選：C。
2．高空拋物被稱為“懸在城市上方的痛”，這是因為高處的物體具有較大的（　　）
A．彈性勢能 B．重力勢能 C．動能 D．內能
【答案】B
【解答】解：“高空拋物”說明物體一開始所處的高度很高，一定質量的物體，高度越高，物體的重力
勢能越大，在下落過程中將重力勢能轉化為動能就越多，危害就會越大，故 B 正確。
故選：B。
3．圖甲中小車從 A 點出發，先后經過 B、C、D、E 點。圖乙是過山車在 B、C、D、E 點的動能和重力勢
能大小的示意圖，則下列說法正確的是（　　）
A．在 D 點時一切外力消失，過山車動能為零
B．B 點到 C 點的過程中，過山車的機械能是守恒的
C．D 點到 E 點的過程中，過山車速度越來越快，過山車機械能守恒的
D．過山車的機械能在 B 點最大
【答案】D
【解答】解：A、由圖乙可知，在 D 點時過山車的動能不為零，有一定速度，所以若此時一切外力消失，
過山車將做勻速直線運動，過山車動能為零，故 A 錯誤；
BD、整個過程中，小車克服阻力做功，機械能逐漸變小，過山車的機械能在 B 點最大，故 B 錯誤，D
正確；
C、D 點到 E 點的過程中，過山車速度越來越快，過山車重力勢能轉化為動能，克服阻力做功，一部分
機械能轉化為內能，故 C 錯誤。
故選：D。
4．2024 年 4 月 25 日，神舟十八號載人飛船在酒泉衛星發射中心成功發射，如圖所示，火箭在加速上升過
程中。下列說法正確的是（　　）
A．以航天員為參照物、火箭是運動的
B．火箭上升過程中動能不變
C．火箭上升過程中動能轉化為重力勢能
D．火箭上升過程中機械能增加
【答案】D
【解答】解：A、在火箭加速上升過程中，火箭與航天員之間的位置變化，以航天員為參照物，火箭是
運動的，故 A 運動；
B、火箭在加速上升過程中，火箭的速度增加，其動能增大，故 B 錯誤；
CD、火箭上升過程中從能量轉化的角度來看，消耗燃料的化學能，產生內能，而后再將內能轉化為火箭
的機械能，其動能增大，機械能增大，故 C 錯誤，D 正確。
故選：D。
5．如圖，跳傘運動員正在空中勻速直線下落，已知運動員和降落傘總重 1000N，下列說法錯誤的是（　　）
A．下降過程中，以降落傘為參照物，運動員是靜止的
B．下降過程中，運動員和降落傘總的機械能減小
C．下降過程中，運動員的重力勢能減小，重力勢能主要轉化為動能
D．運動員和降落傘受到阻力大小 1000N，方向豎直向上
【答案】C
【解答】解：A、下降過程中，跳傘運動員相對于降落傘位置保持不變，以降落傘為參照物，跳傘運動
員是靜止的，故 A 正確；
BC、跳傘運動員在空中勻速直線下落，運動員和降落傘的質量不變，速度不變，動能不變，高度減小，
重力勢能減小，機械能減小，運動員的重力勢能沒有轉化為動能，故 B 正確、C 錯誤；
D、由于運動員和降落傘在空中勻速直線下降，處于勻速直線運動狀態，所以運動員和降落傘受到的阻
力與運動員和降落傘的總重力是一對平衡力，大小相等，方向相反，因此阻力大小為 1000N，方向為豎
直向上，故 D 正確。
故選：C。
6．如圖所示，是我國“東風 17”從起飛到擊中目標的軌跡示意圖，如果把大氣層邊緣看作水面，導彈飛行
時就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力強，難以攔截。在此過程中，下列說法正確的是（　　）
A．導彈在 C 點的動能大于 D 點動能
B．導彈從 O 點到 B 點過程中，火箭機械能一直在變大
C．導彈從 A 點到 B 點過程中，重力不做功
D．導彈飛至 E 點時，動能為 0
【答案】A
【解答】解：AB、導彈從 O 點到 B 點過程中，先加速升空，速度增大，動能增大，然后再減速上升，
動能又減小，高度增大重力勢能增大，火箭機械能先變大后不變，導彈在 C 點的動能大于 D 點動能，由
于有阻力，機械能減小，而高度相同，重力勢能相同，因而 C 點的動能大于 B 點，故 A 正確，B 錯誤；
C、A 到 B 在重力方向移動了距離，因而重力做功了，故 C 錯誤；
D、由于慣性，最高點繼續運動，具有一定的速度，動能不為 0，故 D 錯誤。
故選：A。
7．小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上（如圖甲所示），小球的速度 v 和彈簧縮短的長度Δx 之間的關
系如圖乙所示，其中 A 為曲線的最高點。已知該小球重為 2.2N，彈簧在受到撞擊至壓繩到最短的過程中
始終發生彈性形變，彈簧的彈力大小與形變成正比。下列說法正確的是（　　）
A．從撞擊輕彈簧到它被壓縮至最短的過程中，小球的重力做功的功率先減小后增大
B．從撞擊輕彈簧到它被壓縮到最短的過程中，小球的機械能先增大后減小
C．當小球的速度為 5.1m/s 時，小球受到彈簧的彈力達到最大
D．撞擊輕彈簧到彈簧被壓縮至最短的時候，小球受到的合力為 11.22N
【答案】D
【解答】解：A、由圖乙知，從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中，小球下落速度的變化情況
是先增大后減小，根據公式 P＝Fv 可知，小球的重力做功的功率先增大后減小，故 A 錯誤；
B、從撞擊輕彈簧到它被壓縮到最短的過程中，只有重力和彈簧的彈力做功，所以小球與彈簧組成的整
體機械能守恒，彈簧的形變程度逐漸增大，則彈簧的彈性勢能增加，小球的機械能將減小，故 B 錯誤；
C、由圖乙知，小球的速度先增大，該過程中小球的重力大于彈簧對它的彈力，當Δx 為 0.1m 時，小球
的速度最大，然后速度減小，說明當Δx 為 0.1m 時（速度為 5.1m/s 時），小球受到彈簧對它的彈力 F 等
于其重力 G，小球壓縮彈簧至最低過程中，彈簧彈力最大，故 C 錯誤；
D、小球的速度最大時，即小球的形變量為 0.1m，小球受到彈簧對它的彈力 F 等于其重力 G，此時小球
的彈力 F＝G＝2.2N，則彈簧的勁度系數 k＝ ＝ ＝22N/m，
彈簧的形變量最大時彈力最大，由胡克定律知，小球受到的最大彈力為 Fmax＝kxmax＝22N/m×0.61m＝
13.42N，
此時小球受到的合力為 F 合＝Fmax﹣G＝13.42N﹣2.2N＝11.22N，故 D 正確。
故選：D。
8．跳遠是一項傳統的體育運動項目。某同學參加跳遠比賽的幾個階段如圖所示，空氣阻力不可忽略，關于
該同學在上述過程中，下列有關說法正確的是（　　）
A．助跑速度越大跳得越遠，是因為速度越大慣性越大
B．跳到最高點時，若受到的力全部消失，人將靜止
C．從起跳到落地的過程中，機械能一直變小
D．起跳后到最高點的過程中，重力勢能的增加量等于動能的減小量
【答案】C
【解答】解：A．慣性與物體的質量有關，與速度無關，助跑速度越大跳得越遠，是因為動能大，而慣
性不變，故 A 錯誤；
B、最高點速度不等 0，跳到最高點時，若受到的力全部消失，人將保持原來是速度做勻速直線運動，
故 B 錯誤；
C、從起跳到落地的過程中，一直克服空氣阻力做功，機械能變小，故 C 正確；
D、起跳后到最高點的過程中，高度增大，質量不變，重力勢能增大，速度減小，動能減小，但由于有
空氣阻力，重力勢能的增加量小于動能的減小量，故 D 錯誤。
故選：C。
9．質量相等的甲、乙兩個物體從同一斜面的同一高度處以相同的初速度向下運動，每隔相等時間曝光一次
得到的頻閃照片如圖所示，從照片發現甲物塊勻速下滑，乙小球加速滾下。則甲、乙物體在斜面上運動
的過程中（　　）
A．甲物塊的重力勢能轉化為動能
B．乙小球的動能轉化為重力勢能
C．兩個物體在初始位置的機械能相同
D．兩個物體在斜面底端的機械能相同
【答案】C
【解答】解：A、甲勻速下滑，質量不變，所以動能不變；甲的質量不變，高度變小，所以重力勢能變
小；則該過程中甲的重力勢能沒有轉化為動能，故 A 錯誤。
B、乙加速滾下，質量不變，所以動能變大；乙的質量不變，高度變小，所以重力勢能變小；則該過程
中乙的重力勢能轉化為動能，故 B 錯誤。
C、甲、乙質量相等，在初始位置時的高度相等，重力勢能相等，在初始位置時兩物體速度均為零，動
能均為零，所以機械能相同，故 C 正確。
D、甲、乙質量相等，在斜面底端時的高度相等，重力勢能相等；兩個物體從斜面向下運動時初速度相
等，甲勻速下滑，乙加速滾下，則到達斜面底端時，乙的速度大于甲的速度，乙的動能甲的動能，所以
在斜面底端時，甲的機械能小于乙的機械能，故 D 錯誤。
故選：C。
二．填空題（共 5 小題）
10．小明搭乘高鐵到成都，列車在運行中，以行李架上的行李為參照物，坐在座椅上的小明是 　靜止　
（選填“靜止”或“運動）的；列車到站剎車后仍會向前滑行段距離，是由于列車具有 　慣性　；從剎
車到列車停穩前，列車的動能 　變小　。
【答案】靜止；慣性；變小。
【解答】解：列車運行中，以行李架上的行李為參照物，坐在座椅上的小明的位置沒有發生變化變，則
坐在座椅上的小明是靜止的；列車剎車后仍會向前滑行一段距離，是由于列車具有慣性，保持原來的運
動狀態繼續運動；物體的動能與物體的質量和速度有關，從剎車到列車停穩前，列車的質量不變，速度
變小，所以列車的動能變小。
故答案為：靜止；慣性；變小。
11．籃球運動軌跡如圖 1 所示。籃球在運動過程中經過 M、N 兩點，其動能和重力勢能的參數如圖 2 所示。
（1）通過數據計算可得，小球在 M 點時的機械能為 　320　J；
（2）籃球在 M 點時離地高度 　小于　小球在 N 點時的離地高度；在 M 點時的速度 　小于　N 點時的
速度（前兩空選填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）在整個運動過程中，小球的機械能 　不守恒　（選填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】（1）320；（2）小于；小于；（3）不守恒。
【解答】解：（1）根據圖 2 可知，小球在 M 點時的機械能為：E＝ ＝ ＝320J；
（2）小球在 N 點的機械能為：E'＝ ＝ ＝500J，此時的重力勢能勢能為：500J×60%＝300J，
所以小球在 M 點時的重力勢能小于小球在 N 點時的重力勢能；M 點的高度小于 N 點，
M 點的動能為 320J×25%＝80J；小于 N 點的動能 200J，故 M 點的速度小于 N 點；
（3）由于各點的機械能不同，說明機械能不守恒。
故答案為：（1）320；（2）小于；小于；（3）不守恒。
12．撐桿跳高是一項技術性很強的體育運動，完整的過程可以簡化成如圖所示的三個階段：持桿助跑、撐
桿起跳上升、越桿下落，到達最高點的過程中是動能和 　彈性勢　（動/重力勢/彈性勢，下同）能轉化
為 　重力勢　能，下落過程中 　動　能逐漸增加。下落過程中，運動員以自己為參照物，發現地面是 　
運動　（靜止/運動）的。
【答案】彈性勢；重力勢；動；運動。
【解答】解：到達最高點的過程中，撐桿的彈性形變程度變小，彈性勢能變小，運動員的質量不變，速
度變小，動能變小，高度變大，重力勢能變大，是動能和彈性勢能轉化為重力勢能；
下落過程中，運動員的質量不變，高度變小，重力勢能變小，速度變大，動能逐漸增加變大；
運動員以自己為參照物，會看到地面與自己的位置不斷發生變化，在運動。
故答案為：彈性勢；重力勢；動；運動。
13．今年的哈爾濱冰雪大世界再次推出史上最長超級冰滑梯。如圖所示超級冰滑梯長度約 500m，游客乘坐
雪橇板從冰滑梯上滑下所用時間約為 50s，則游客的平均速度是 　10　m/s，以雪橇板為參照物，該游客
是 　靜止　的，在游客下滑的過程中，重力勢能逐漸 　減小　（選填“增大”或“減小”）。
【答案】10；靜止；減小。
【解答】解：（1）游客的速度是：v＝ ＝ ＝10m/s；
（2）以雪橇板為參照物，該游客相對于雪橇板的位置不變化，以雪橇板為參照物，該游客是靜止的；
（3）在游客下滑的過程中，游客的質量不變，高度減小，重力勢能逐漸減小。
故答案為：10；靜止；減小。
14．如圖所示是物理興趣小組的同學制作的“橡皮筋動力車”。旋轉扇葉，將橡皮筋擰緊；松手后，橡皮
筋的 　彈性勢能轉化為扇葉的動能　（填寫不同形式機械能之間的轉化），扇葉快速轉動，小車運動起
來。當扇葉停止轉動，小車仍能繼續向前運動，因為小車具有 　慣性　。
【答案】彈性勢能轉化為扇葉的動能；慣性。
【解答】解：將橡皮筋擰緊，松手后，橡皮筋的彈性勢能轉化為扇葉的動能，扇葉快速轉動，小車運動
起來。當扇葉停止轉動，小車仍能繼續向前運動，小車具有慣性。
故答案為：彈性勢能轉化為扇葉的動能；慣性。
三．實驗探究題（共 3 小題）
15．某課外興趣小組同學利用小車做如圖物理小實驗。
（1）如圖甲，小車長度為 　1.80　cm；
（2）如圖乙，小車 A 上固定磁體，小車 B 上固定鐵塊，將它們靠近一定距離后，固定小車 A，釋放小
車 B，小車 B 向小車 A 運動，說明力是使物體 　運動狀態改變　的原因；
（3）如圖丙，探究“阻力對物體運動的影響”時，水平部分的材料依次選用棉布、木板和玻璃板，其目
的是 　減小　小車在水平面受到的阻力；正確操作后，小車三次在不同水平面上由運動變為靜止過程中
克服阻力所做的功 　相等　（選填“相等”或“不相等”）；
（4）如圖丁，放在光滑水平地面的小車一端與彈簧連接，彈簧另一端固定在墻壁上，小車位于 A 點時
彈簧恰好為自然長度，現從 B 點釋放小車，小車在 B、C 之間運動，則彈性勢能轉化為動能的過程有 　
BD　。
A.從 A 到 B
B.從 B 到 A
C.從 A 到 C
D.從 C 到 A
【答案】（1）1.80；（2）運動狀態改變；（3）減小；相等；（4）BD。
【解答】解：（1）圖甲刻度尺上 1cm 之間有 10 個小格，所以一個小格代表的長度是 0.1cm，即此刻度
尺的分度值是 0.1cm＝1mm；小車左端與 0cm 刻度線對齊，刻度尺測量小車的長度是：1.80cm；
（2）固定小車 A，釋放小車 B，小車 B 向小車 A 運動，運動狀態改變，是受磁體的作用力，說明力是
使物體運動狀態改變的原因；
（3）要探究的是阻力對物體運動的影響，因此，應控制小車在到達水平面時的初速度相同，只改變小車
運動時所受阻力的大小，這就是分別選用棉布、木板和玻璃板進行實驗的目的；同一小車從斜面上相同
的高度由靜止滑下，到達水平面時的速度相同，動能相同；小車在粗糙程度不同的水平面上由運動到靜
止過程中，克服摩擦做功，動能轉化為內能，由于動能相同，所以克服摩擦力所做的功也相同；
（4）現從 B 點釋放小車，小車在 B、C 之間運動，兩端形變最大，彈性勢能最大，從 B 到 A 是彈性勢
能轉化為動能，而從 C 到 A 也是彈性勢能轉化為動能，故選：BD。
故答案為：（1）1.80；（2）運動狀態改變；（3）減小；相等；（4）BD。
16．如圖所示是某學習小組探究“動能大小跟哪些因素有關”的實驗操作（步驟甲、乙、丙中小球質量分
別為 m、2m、3m）。
（1）讓小球從同一高度由靜止開始滾下，目的是使小球到達水平面時具有相同的 　速度　。
（2）實驗中通過比較 　木塊 B 被小球撞擊后移動的距離 s　來判斷小球具有動能的大小。
（3）A 同學認為由步驟乙和步驟丙可以判斷動能大小與速度的關系，你認為他的觀點是 　錯誤　的（選
填“正確”或“錯誤”）。
（4）通過比較步驟甲和 　乙　（選填“乙”或“丙”）可以判斷動能大小與物體質量的關系。
【答案】（1）速度；（2）木塊 B 被小球撞擊后移動的距離 s；（3）錯誤；（4）乙。
【解答】解：（1）讓不同質量的兩個小球從同一高度由靜止滾下，使小球到達水平面時的速度是相同的；
（2）木塊 B 被小球撞擊后移動的距離 s 越大，說明小球對木塊做的功越多，也反映了小球具有的動能越
大；木塊的距離長短反映了物體動能的大小，這種方法叫作轉換法；
（3）由圖知實驗步驟乙和實驗步驟丙的質量和下落的高度都不同，不可以判斷動能大小與速度的關系；
（4）要探究動能大小與物體質量的關系，需要控制速度相同，改變物體的質量，步驟甲、乙符合題意。
故答案為：（1）速度；（2）木塊 B 被小球撞擊后移動的距離 s；（3）錯誤；（4）乙。
17．小剛在探究“重力勢能的大小與哪些因素有關”的實驗時，提出了如下猜想：
猜想一：物體的重力勢能與物體的質量有關；
猜想二：物體的重力勢能與物體所在高度有關。
為了驗證上述猜想，他們利用小桌、沙子、透明的箱子、質量不同的重物進行實驗。如圖所示，把小桌
放在平整的沙面上，讓重物從高處落下，撞擊桌面的中心部位，桌腿陷入沙子。如圖為實驗過程中的有
關情景。
（1）實驗探究的是 　重物　（選填“重物”或“小桌”）的重力勢能。
（2）實驗中通過比較 　桌腿陷入沙子的深度　來判斷物體重力勢能的大小。
（3）觀察甲和乙兩組實驗，可以驗證猜想，得出結論：當物體 　質量相同　時，物體所處高度越大，
重力勢能越大。
（4）通過比較 　乙和丙　（選填“甲和乙”、“乙和丙”或“甲和丙”）兩圖，可得出的結論是：物
體所處高度相同時，物體 　質量越大　，重力勢能越大。
【答案】（1）重物；（2）桌腿陷入沙子的深度；（3）質量相同；（4）乙和丙；質量越大。
【解答】解：（1）讓重物從高處落下，探究重力勢能的大小與哪些因素有關實驗中，探究的是重物的重
力勢能；
（2）實驗中通過比較桌腿進入沙子的深淺來比較重力勢能的大小的，桌腿進入沙堆越深說明物體做的功
越多，它原來具有的重力勢能越大，運用了轉換法；
（3）研究重力勢能與高度的關系要控制質量相同，比較甲、乙兩圖，物體的質量相同，乙圖中物體的高
度較大，桌腿進入沙子較深，說明它的重力勢能較大，可以得出：物體的質量相同時，所在高度越高，
重力勢能越大；
（4）探究重力勢能與質量的關系時，應保持物體的高度相同，由圖甲、乙和丙可知，乙和丙兩圖滿足實
驗要求；丙圖質量大，桌腿進入沙子較深，說明物體所處高度越相同時，物體質量越大，重力勢能越大。
故答案為：（1）重物；（2）桌腿陷入沙子的深度；（3）質量相同；（4）乙和丙；質量越大。第 07 講 動能 勢能 機械能
模塊一 思維導圖串知識 1．知道動能、重力（彈性）勢能及機械能的概念。
模塊二 基礎知識全梳理（吃透教材） 2．了解影響動能、重力（彈性）勢能大小的因素。
模塊三 教材習題學解題 3．掌握探究影響動能、重力勢能大小的實驗過程。
模塊四 核心考點精準練（13 大考點） 4．了解機械能的轉化。
模塊五 小試牛刀過關測
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機械能大小：動能和勢能的總和。
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。
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。
4、探究影響物體動能大小的因素
（1）提出問題：動能的大小與哪些因素有關？
（2）猜想和假設：動能的大小可能與物體的質量有關，還可能與物體的運動速度有關。
（3）實驗器材：斜面、鋼球、木塊。
（4）實驗步驟
①讓同一個鋼球從斜面的不同高度自由滾下，推動木塊移動，比較兩次木塊被推距離的遠近。
②換用質量不同的鋼球，讓它們從斜面的同一高度自由滾下，推動木塊移動，比較兩次木塊被推距離的遠
近。
（4）實驗現象
①同一鋼球從不同高度滾下，鋼球碰撞木塊時的速度不同。高度越高，鋼球滾到平面上時的速度越大，木
塊被推得越遠。
②質量不同的鋼球從同一高度滾下，鋼球滾到平面上時的速度相同。質量越大的鋼球將木塊推得越遠。
（5）得出結論
①物體動能的大小與物體的運動速度有關，物體運動速度越大，物體的動能越大。
②物體動能的大小與物體的質量有關，物體的質量越大，物體的動能越大。
（6）歸納總結
動能的大小與物體的質量和運動速度有關。質量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大；運動速度
相同的物體，質量越大，它的動能也越大。
5、探究影響物體勢能大小的因素
（1）物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢能；例如：被舉高的重錘，空中的飛機，陽臺上的花盆等
都具有重力勢能。
重力勢能的大小與兩個因素有關：一個是物體的質量，另一個是物體距零勢能面的高度；當物體的質量一
定時，物體距零勢能面的高度越大，其重力勢能越大，物體距零勢能面的高度越小，其重力勢能越小；當
物體距零勢能面的高度一定時，物體質量越大其重力勢能越大，物體質量越小其重力勢能越小；物體的質
量越大，舉得越高，其重力勢能就越大。
（2）物體由于發生形變而具有的能量叫做彈性勢能；物體在外力作用下，它的形變會發生變化，稱為形變；
如果將對物體施加的外力撤消，物體的形變能夠完全消失，恢復原狀，這種形變稱為彈性形變；發生彈性
形變的物體有恢復原來形狀的能力，具有做功的本領，因此具有能，這種能稱為彈性勢能。
彈性勢能的大小與兩個因素有關：一個是彈簧本身的性質，另一個是彈性形變的大小；當彈簧本身的性質
相同時，形變越大，它具有的彈性勢能就越大，形變越小，具有的彈性勢能就越小；當彈簧形變相同時，
性質不同的彈簧彈性勢能不同。
教材習題 01 解題方法
通常，載重汽車造成的車禍比小 ①物體保持原來運動狀態不變的性質叫慣性，一切物體都有
轎車造成的車禍嚴重的多，這是 慣性，慣性是物體的一種屬性，慣性大小只跟物體的質量大
為什么？但有時也有例外，這又 小有關。
是為什么？ ②影響動能的影響因素是物體的質量和物體運動的速度……
【答案】
教材習題 03 解題方法
在水平地面上鋪一張紙，將皮球表面涂黑，使其分 ①重力勢能的大小與物體的質量和下落
別從不同高度處自由下落，在紙上留下黑色圓斑 高度有關，下落高度相同時，質量越大，
A、B，如圖所示，皮球從較高處下落形成的圓 重力勢能越大；質量相同時，下落高度越
斑是圖中的哪一個？你判斷的依據是什么？ 大，重力勢能越大；皮球下落過程中，具
有的重力勢能轉化為動能，與地面碰撞接
觸時又轉化為彈性勢能……
【答案】
教材習題 04 解題方法
如圖所示，一個玩具彈簧放在斜面 ①動能大小的影響因素：質量、速度。質量越大，速度越
（傾角約 30°）上端，將彈簧彎 大，動能越大。
曲一定程度后釋放，觀察彈簧的運 ②重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度。質量越
動情況，說說在彈簧運動的過程 大，高度越高，重力勢能越大。
中，有哪些機械能發生了轉化。 ③物體由于發生彈性形變而具有的能量叫彈性勢能，影響
彈性勢能的因素有彈性形變的大小，在彈性限度內，彈性
形變越大，物體具有的彈性勢能越大……
【答案】
教材習題 06 解題方法
如圖所示，將一張卡片（約 9cm×5cm）對折，在開口的一 ①橡皮筋拉開后具有彈性勢能，恢
邊剪兩個小豁口，然后套上橡皮筋，就做成了一個會跳的 復時轉化為動能，卡片會跳起來。
卡片，將卡片反過來，用手把它在桌面上壓平，使橡皮筋 ②彈性勢能是指物體由于發生彈
伸長，迅速松開手，會出現什么現象？在此過程中，彈性 性形變而具有的能，決定彈性勢能
勢能、動能、重力勢能是如何轉化的？ 大小的因素是物體彈性形變的程
度……
【答案】
考點一 動能和勢能的概念
1．投石帶是人類使用的最古老的遠射器具，如圖所示，它由索繩和石頭構成，投擲者手握索繩一端，將石
頭飛向野獸，石頭在空中向前運動的過程中（　　）
A．沒有動能
B．沒有重力勢能
C．受到的重力方向豎直向下
D．重力減小
考點二 動能大小的比較
2．如圖所示，農民趕著牛拉著鏵犁在田里勞動，它們以相同速度向前行進，則其動能（　　）
A．農民最大 B．鏵犁最大 C．牛最大 D．一樣大
3．小安同學正在進行傳接排球訓練。他將排球斜向上拋出，排球的運動軌跡如圖所示，a、b、c、d 為軌跡
上的點，其中 a、c 兩點高度相同。若不計空氣阻力，則排球在 a 點的動能 　 　（選填“大于”“等
于”或“小于”）在 d 點的動能。
考點三 勢能大小的比較
4．如圖所示，是我國某地的等高線圖，若把同一物體分別放在 A、B、C、D 時，那么在哪一點時，此物體
的重力勢能最大（　　）
A．在 A 點 B．在 B 點 C．在 C 點 D．在 D 點
考點四 動能和勢能的轉化
5．如圖所示，艦載飛機正從“遼寧號”航母上起飛，下列說法中正確的是（　　）
A．飛機在起飛過程中，飛機的重力勢能保持不變
B．飛機在航母甲板上加速飛行時，處于平衡狀態
C．飛機從起跑到飛離航母的過程，航母始終漂浮，航母所受浮力大小保持不變
D．飛機飛行時由于機翼上方空氣流速大于機翼下方空氣流速，從而獲得升力
6．“投壺”是古代的一種投擲游戲。游戲時擲出的箭（用竹、木等制成）由于 　 　可以在空中繼續飛
行；箭在下落過程中，將重力勢能轉化為 　 　能。
考點五 動能的影響因素
7．臨沂沂水天上王城景區觀看大型實景演出《王者之戰》，感受金戈鐵馬、彎弓擒敵的氣勢！下列關于彎
弓射箭現象的分析不正確的是（　　）
A．離弦的箭受到重力、彈力和空氣阻力
B．用力將弓拉彎，說明力可以改變物體的形狀
C．弓被拉得越彎，弓所具有的彈性勢能越大
D．飛出去的箭速度越大，動能越大
考點六 勢能的影響因素
8．C919 是中國首款按照國際通行適航標準自行研制、具有自主知識產權的噴氣式中程干線客機，讓中國的
大飛機飛上藍天，是國家的意志，人民的意志。圖中 C919 正在向上爬升，下列有關說法正確的是（　　）
A．隨著高度的增加，C919 的重力勢能減小
B．隨著高度的增加，機艙內氣壓小于艙外大氣壓
C．機翼下方氣流的速度較大，氣流對機翼下表面的壓強較小
D．機翼上方氣流的速度較大，氣流對機翼上表面的壓強較小
考點七 探究影響物體動能大小的因素
9．在探究“物體的動能跟哪些因素有關”的實驗中，如圖甲、乙、丙所示，將 A、B、C 三個鋼球先后從
同一裝置高度分別為 h1、h2、h3 的位置由靜止開始滾下（mA＝mB＜mC，h1＝h3＞h2），水平面上同一位
置的木塊被撞出一段距離后停下。請回答以下問題：
（1）該實驗探究的是 　 　（選填“木塊”或“鋼球”）的動能；
（2）實驗通過觀察木塊被鋼球撞出后 　 　的長短，來判斷鋼球動能的大小，這種研究問題的方法
叫 　 　；
（3）比較 　 　兩圖進行的實驗，可以探究鋼球動能大小與速度有關；
（4）比較甲、丙兩圖進行的實驗，可以探究鋼球動能大小與 　 　有關。此探究過程中兩球剛好
運動到水平面時的速度 　 　（選填“相等”或“不相等”）。
考點八 探究影響物體勢能大小的因素
10．如圖甲、乙是小華和小強兩位同學探究“物體的動能和勢能的大小與哪些因素有關”的實驗裝置。
（1）為了探究動能與質量的關系，小華利用圖甲進行的實驗如下：讓質量 m＜M 的兩個小球從斜面上
同一高度下滑，并撞擊放在水平面上的木塊，由于 M 在水平面上滑行一段距離之后再撞擊木塊，最終木
塊在水平面上滑行的距離相同。于是小華根據實驗得出結論：物體動能大小與質量無關。這個結論與我
們學習的結論不符，原因是 　；
（2）小強利用圖乙探究物體重力勢能與哪些因素有關的實驗，三個相同木樁在沙中所處的初始深度相同，
A、B、C 三個物體的質量關系為：mA＝mB＜mC。圖乙中 B、C 兩物體從圖示位置由靜止釋放，分別撞
擊兩木樁使之扎入沙坑的深度相同，由此 　 　（選填“能”或“不能”）說明 B、C 的初始重力勢能
相同。
考點九 動能與勢能的應用
11．如圖所示，你一定動手做過這個“會跳的卡片”吧！圖甲中，A 為外表面，B 為內表面，實驗時用手把
卡片平壓在桌面上，使橡皮筋伸長，當　 　（選填“A”或“B”）表面在下面時，卡片會彈跳得高一
些．在圖乙、丙中（橡皮筋松弛），實驗時　 　（選填“乙”或“丙”）圖中卡片會彈跳得高一些，這
是因為其橡皮筋的　 　較大．
考點十 機械能的概念
12．如圖所示，重慶長江索道有“空中走廊”之美譽。下列說法正確的是（　　）
A．轎廂斜向上勻速運動時，它的機械能在減小
B．在加速起步階段，轎廂里的乘客受到的慣性逐漸變大
C．在滑輪處涂抹潤滑油是為了增大滑輪與軸間的摩擦力
D．鋼索對轎廂的拉力與轎廂對鋼索的拉力是一對相互作用力
考點十一 機械能的轉化
13．如圖所示，一輕質彈簧左端固定，右端系一小物塊，物塊與水平面的最大靜摩擦力和滑動摩擦力都為
f，彈簧無形變時，物塊位于 O 點．每次都把物塊拉到右側不同位置由靜止釋放，釋放時彈力 F 大于 f，
物體沿水平面滑動一段路程直到停止．下列說法中正確的是（　　）
A．釋放時彈性勢能等于全過程克服摩擦力做的功
B．每次釋放后物塊速度達到最大的位置保持不變
C．從開始釋放到運動到 O 點，速度一直在減小
D．物塊到達 O 點時速度最大
14．如圖所示，兩個完全相同的小木塊 A 和 B 分別沿高度相同、傾角不同的光滑斜面由頂端自由下滑，不
計空氣阻力，當兩木塊滑到斜面底端時的速度 vA　 　vB（選填“＞”“＝”或“＜”）。
考點十二 機械能守恒條件
15．2023 年 12 月 30 日 8 點 13 分，我國在酒泉衛星發射中心使用長征二號丙運載火箭，成功將衛星互聯網
技術試驗衛星發射升空，衛星順利進入預定軌道，發射任務獲得圓滿成功。這是中國航天 2023 年的收官
之作，也是全年第 67 次發射，連續第三年刷新了年度發射數量紀錄。如圖所示的衛星沿橢圓軌道繞地球
運行，離地球最近的一點叫近地點，最遠的一點叫遠地點，它在大氣層外運行，不受空氣阻力，則下列
說法正確的是（　　）
A．衛星從遠地點運行到近地點，重力勢能增大，動能減小，機械能守恒
B．衛星從遠地點運行到近地點，重力勢能減小，動能增大，機械能守恒
C．衛星從近地點運行到遠地點，重力勢能增大，動能增大，機械能不守恒
D．衛星從近地點運行到遠地點，重力勢能減小，動能減小，機械能不守恒
考點十三 機械能和其他形式能的轉化
16．2024 年 4 月 25 日 20 時 59 分，神舟十八載著三位航天員叩問蒼穹。火箭從發射到升空過程中涉及的物
理知識說法正確的是（　　）
A．火箭加速升空過程中，機械能轉化成內能
B．火箭加速升空過程中，火箭搭載的衛星相對于火箭是靜止的
C．火箭加速升空過程中，發動機推力和火箭重力是一對相互作用力
D．火箭升空過程中航天員質量減小
一．選擇題（共 9 小題）
1．2023 年 5 月 8 日，全紅蟬以五跳兩滿分的成績，奪得跳水世界杯第二站比賽的冠軍。下列對全紅蟬在空
中下落過程的分析，其中正確的是（　　）
A．動能不變，重力勢能變大
B．動能變大，機械能變大
C．重力勢能轉化為動能
D．動能轉化為重力勢能
2．高空拋物被稱為“懸在城市上方的痛”，這是因為高處的物體具有較大的（　　）
A．彈性勢能 B．重力勢能 C．動能 D．內能
3．圖甲中小車從 A 點出發，先后經過 B、C、D、E 點。圖乙是過山車在 B、C、D、E 點的動能和重力勢
能大小的示意圖，則下列說法正確的是（　　）
A．在 D 點時一切外力消失，過山車動能為零
B．B 點到 C 點的過程中，過山車的機械能是守恒的
C．D 點到 E 點的過程中，過山車速度越來越快，過山車機械能守恒的
D．過山車的機械能在 B 點最大
4．2024 年 4 月 25 日，神舟十八號載人飛船在酒泉衛星發射中心成功發射，如圖所示，火箭在加速上升過
程中。下列說法正確的是（　　）
A．以航天員為參照物、火箭是運動的
B．火箭上升過程中動能不變
C．火箭上升過程中動能轉化為重力勢能
D．火箭上升過程中機械能增加
5．如圖，跳傘運動員正在空中勻速直線下落，已知運動員和降落傘總重 1000N，下列說法錯誤的是（　　）
A．下降過程中，以降落傘為參照物，運動員是靜止的
B．下降過程中，運動員和降落傘總的機械能減小
C．下降過程中，運動員的重力勢能減小，重力勢能主要轉化為動能
D．運動員和降落傘受到阻力大小 1000N，方向豎直向上
6．如圖所示，是我國“東風 17”從起飛到擊中目標的軌跡示意圖，如果把大氣層邊緣看作水面，導彈飛行
時就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力強，難以攔截。在此過程中，下列說法正確的是（　　）
A．導彈在 C 點的動能大于 D 點動能
B．導彈從 O 點到 B 點過程中，火箭機械能一直在變大
C．導彈從 A 點到 B 點過程中，重力不做功
D．導彈飛至 E 點時，動能為 0
7．小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上（如圖甲所示），小球的速度 v 和彈簧縮短的長度Δx 之間的關系
如圖乙所示，其中 A 為曲線的最高點。已知該小球重為 2.2N，彈簧在受到撞擊至壓繩到最短的過程中始
終發生彈性形變，彈簧的彈力大小與形變成正比。下列說法正確的是（　　）
A．從撞擊輕彈簧到它被壓縮至最短的過程中，小球的重力做功的功率先減小后增大
B．從撞擊輕彈簧到它被壓縮到最短的過程中，小球的機械能先增大后減小
C．當小球的速度為 5.1m/s 時，小球受到彈簧的彈力達到最大
D．撞擊輕彈簧到彈簧被壓縮至最短的時候，小球受到的合力為 11.22N
8．跳遠是一項傳統的體育運動項目。某同學參加跳遠比賽的幾個階段如圖所示，空氣阻力不可忽略，關于
該同學在上述過程中，下列有關說法正確的是（　　）
A．助跑速度越大跳得越遠，是因為速度越大慣性越大
B．跳到最高點時，若受到的力全部消失，人將靜止
C．從起跳到落地的過程中，機械能一直變小
D．起跳后到最高點的過程中，重力勢能的增加量等于動能的減小量
9．質量相等的甲、乙兩個物體從同一斜面的同一高度處以相同的初速度向下運動，每隔相等時間曝光一次
得到的頻閃照片如圖所示，從照片發現甲物塊勻速下滑，乙小球加速滾下。則甲、乙物體在斜面上運動
的過程中（　　）
A．甲物塊的重力勢能轉化為動能
B．乙小球的動能轉化為重力勢能
C．兩個物體在初始位置的機械能相同
D．兩個物體在斜面底端的機械能相同
二．填空題（共 5 小題）
10．小明搭乘高鐵到成都，列車在運行中，以行李架上的行李為參照物，坐在座椅上的小明是 　 　（選
填“靜止”或“運動）的；列車到站剎車后仍會向前滑行段距離，是由于列車具有 　 　；從剎車到
列車停穩前，列車的動能 　 　。
11．籃球運動軌跡如圖 1 所示。籃球在運動過程中經過 M、N 兩點，其動能和重力勢能的參數如圖 2 所示。
（1）通過數據計算可得，小球在 M 點時的機械能為 　 　J；
（2）籃球在 M 點時離地高度 　 　小球在 N 點時的離地高度；在 M 點時的速度 　 　N 點時的速度
（前兩空選填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）在整個運動過程中，小球的機械能 　 　（選填“守恒”或“不守恒”）。
12．撐桿跳高是一項技術性很強的體育運動，完整的過程可以簡化成如圖所示的三個階段：持桿助跑、撐
桿起跳上升、越桿下落，到達最高點的過程中是動能和 　 　（動/重力勢/彈性勢，下同）能轉化
為 　 　能，下落過程中 　 　能逐漸增加。下落過程中，運動員以自己為參照物，發現地面
是 　 　（靜止/運動）的。
13．今年的哈爾濱冰雪大世界再次推出史上最長超級冰滑梯。如圖所示超級冰滑梯長度約 500m，游客乘坐
雪橇板從冰滑梯上滑下所用時間約為 50s，則游客的平均速度是 　 　m/s，以雪橇板為參照物，該游
客是 　 　的，在游客下滑的過程中，重力勢能逐漸 　 　（選填“增大”或“減小”）。
14．如圖所示是物理興趣小組的同學制作的“橡皮筋動力車”。旋轉扇葉，將橡皮筋擰緊；松手后，橡皮筋
的 　 　（填寫不同形式機械能之間的轉化），扇葉快速轉動，小車運動起來。
當扇葉停止轉動，小車仍能繼續向前運動，因為小車具有 　 　。
三．實驗探究題（共 3 小題）
15．某課外興趣小組同學利用小車做如圖物理小實驗。
（1）如圖甲，小車長度為 　 　cm；
（2）如圖乙，小車 A 上固定磁體，小車 B 上固定鐵塊，將它們靠近一定距離后，固定小車 A，釋放小
車 B，小車 B 向小車 A 運動，說明力是使物體 　 　的原因；
（3）如圖丙，探究“阻力對物體運動的影響”時，水平部分的材料依次選用棉布、木板和玻璃板，其目
的是 　 　小車在水平面受到的阻力；正確操作后，小車三次在不同水平面上由運動變為靜止過程
中克服阻力所做的功 　 　（選填“相等”或“不相等”）；
（4）如圖丁，放在光滑水平地面的小車一端與彈簧連接，彈簧另一端固定在墻壁上，小車位于 A 點時
彈簧恰好為自然長度，現從 B 點釋放小車，小車在 B、C 之間運動，則彈性勢能轉化為動能的過程有 　 　。
A.從 A 到 B B.從 B 到 A C.從 A 到 C D.從 C 到 A
16．如圖所示是某學習小組探究“動能大小跟哪些因素有關”的實驗操作（步驟甲、乙、丙中小球質量分
別為 m、2m、3m）。
（1）讓小球從同一高度由靜止開始滾下，目的是使小球到達水平面時具有相同的 　 　。
（2）實驗中通過比較 　 　來判斷小球具有動能的大小。
（3）A 同學認為由步驟乙和步驟丙可以判斷動能大小與速度的關系，你認為他的觀點是 　 　的（選
填“正確”或“錯誤”）。
（4）通過比較步驟甲和 　 　（選填“乙”或“丙”）可以判斷動能大小與物體質量的關系。
17．小剛在探究“重力勢能的大小與哪些因素有關”的實驗時，提出了如下猜想：
猜想一：物體的重力勢能與物體的質量有關；
猜想二：物體的重力勢能與物體所在高度有關。
為了驗證上述猜想，他們利用小桌、沙子、透明的箱子、質量不同的重物進行實驗。如圖所示，把小桌
放在平整的沙面上，讓重物從高處落下，撞擊桌面的中心部位，桌腿陷入沙子。如圖為實驗過程中的有
關情景。
（1）實驗探究的是 　 　（選填“重物”或“小桌”）的重力勢能。
（2）實驗中通過比較 　 　來判斷物體重力勢能的大小。
（3）觀察甲和乙兩組實驗，可以驗證猜想，得出結論：當物體 　 　時，物體所處高度越大，
重力勢能越大。
（4）通過比較 　 　（選填“甲和乙”、“乙和丙”或“甲和丙”）兩圖，可得出的結論是：物體
所處高度相同時，物體 　 　，重力勢能越大。

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