資源簡介

12.1 《動能和勢能》 筑基提能同步分層練習設計（提升版） 初中物理八年級下冊（教科版2024）
一、單選題
1．（2023八下·紫金期末）如圖所示是兒童樂園的摩天輪，小明乘坐勻速轉動的“摩天輪”向最高點運動的過程中，關于小明的能量變化，下列說法正確的是（　　）
A．動能轉化為重力勢能，機械能守恒
B．動能轉化為重力勢能，機械能變小
C．動能不變，重力勢能變大，機械能變大
D．動能不變，重力勢能不變，機械能不變
2．高空拋物現象曾被稱為“懸在城市上空的痛”，這是一種不文明的行為，會帶來很大的社會危害，這是因為處在高處的物體具有較大的（　　）
A．動能 B．重力勢能
C．彈性勢能 D．以上都不是
3．（2024八下·期末）小艾同學在中考體育測試中，兩次推鉛球的出手點分別是點和點，出手時鉛球的速度大小相同，、分別是兩次運動過程的最高點，如圖所示。不計空氣阻力，下列說法正確的是(　　)
A．鉛球從點到 點重力勢能增大
B．鉛球在 點時的動能大于 點的動能
C．鉛球在 點時的動能小于 點的動能
D．兩次推鉛球過程中機械能都不守恒
4．（2024八下·蒸湘期末）如圖，環衛清掃車的車身離地面約高，在平直路面上勻速前進并將地面上的落葉吸入車內，此過程中，掃地車整體的(　　)
A．動能變大，重力勢能變大 B．動能不變，重力勢能變大
C．動能變大，重力勢能不變 D．動能不變，重力勢能不變
5．（2024八下·越秀期末）如圖所示，把輕彈簧固定在水平地面上，小球從O處由靜止自由下落到此輕彈簧上并壓縮彈簧．從小球剛接觸彈簧（P處）到將彈簧壓縮到最短（Q處）．整個過程不計空氣阻力，下列說法正確的是（　　）
A．在P處彈簧的彈力最大
B．從O到P的過程中，小球的速度變大
C．從P到Q的過程中，彈簧的彈性勢能變小
D．從O到Q的過程中，小球的機械能的大小不變
6．（2024八下·樂山期末） 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，由葉光富、李聰、李廣蘇三名航天員組成的飛行乘組，與“神舟十七號”乘組在空間站勝利會師，執行一系列科技實驗及科普教育工作。關于火箭發射如圖所示，在運載火箭加速升空過程中，下列說法正確的是（　　）
A．動能減小，重力勢能增大 B．動能增大，重力勢能增大
C．動能增大，重力勢能減小 D．動能不變，重力勢能增大
7．（2024八下·邯鄲期末）如圖所示，將一彈性小球沿一定角度斜拋出去，小球落地后被彈出，依次經過A點、B點、C點和D點后又被多次彈起，圖中虛線為小球的運動軌跡。則該彈性小球在運動過程中，下列說法正確的是（　　）
A．小球在B點時機械能為零
B．小球第一次反彈后到達最高點C時動能為零
C．小球經過相同高度的A、D兩點時動能相等
D．小球在C點時的機械能大于在D點時的機械能
二、多選題
8．（2024八下·長沙期末）學習力學的過程中，老師帶領大家做了很多小實驗，以下實驗描述的現象及說明的物理知識均正確的是（　　）
A．如圖，空瓶扎上橡皮膜豎直浸入水中，一次瓶口朝上，一次朝下，橡皮膜均向外凸出，說明在液體內部各個方向都有壓強。
B．在隔熱的條件下，拿著自制氣壓計從一樓上到30樓，氣壓計玻璃管中的液面會下降，說明大氣壓隨著海拔的升高而降低。
C．沉在水底的雞蛋加適量鹽、攪拌后，雞蛋懸浮，雞蛋所受浮力變大，說明物體在液體中受到的浮力大小與液體的密度有關。
D．將小鐵塊用細繩綁在皮筋的中部，穿入罐中，固定在易拉罐兩端的小孔上，推動易拉罐向前滾出去，它又可以滾回來。這說明動能和彈性勢能可以相互轉化。
9．如圖 5.34 所示， 小球從 點自由落下， 在 點恰與堅立在地面上的彈簧接觸， 并在 點將彈簧壓縮得最短， 不計空氣阻力， 則下列說法正確的是 （　　）。
A．小球從 點下落到 點的過程中，小球機械能守恒
B．小球從 點下落到 點的過程中，小球機械能守恒
C．小球在 點速度達到最大
D．小球在 點時彈簧的彈性勢能小于小球在 點時的重力勢能
10．（2021八下·羅湖期末）同學們用如圖裝置測定斜面的機械效率。在實驗過程中，同學們對實驗過程和裝置發表了下列不同的看法。其中不正確的是（　　）
A．勻速拉動木塊時，拉力與摩擦力是一對平衡力
B．斜面的機械效率與木塊被勻速拉動的距離是無關的
C．勻速拉動木塊的過程中，木塊的機械能是不變的
D．斜面越陡，所用的拉力越大，斜面的機械效率越高
三、實驗填空題
11．（2024八下·廉江月考）小藍同學在“探究動能大小與哪些因素有關”的實驗中，設計了如下兩種方案：
A．讓同一輛小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑，與放在水平面上的木塊相碰，比較木塊在水平面上移動的距離（如圖甲所示）。
B．讓不同質量的小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑，與放在水平面上的木塊相碰，比較木塊在水平面上移動的距離（如圖乙所示）。
（1）實驗中是通過觀察　 　來比較小車動能大小的，這里運用的物理研究方法是　 　；
（2）A方案是為了探究動能大小與　 　的關系，得到的結論是　 　；
（3）小藍想用B方案探究動能大小與質量的關系。該方案　 　（填“合理”或“不合理”）；
（4）本實驗　 　（選填“能”或“不能”）在光滑的玻璃板上進行。
12．（2023八下·禹城期末）體育課上，小明在同一位置用相同的力多次將足球踢出，發現足球斜向上飛出的角度越大，球運動得越高，但并不能運動得越遠。小明查閱資料后知道：足球所做的運動叫做斜拋運動，其運動軌跡如圖所示。足球起始運動方向與水平方向的夾角叫做拋射角，拋出點到落地點的水平距離叫做射程，射程與拋出速度和拋射角的大小有關。若物體的動能大小EK= mv2，重力勢能大小Ep=mgh，不計空氣阻力，g=10N/kg，則：
（1）若將質量為0.4kg足球從地面踢出時，具有的動能是120J，踢出后能達到的最大高度是5m，則足球在最高點時具有的動能是 　 　 ；
（2）若足球的射程x與拋出速度、拋射角θ之間滿足公式x= ，當足球以20m/s的速度且與水平方向成45°角被踢出，足球的射程是 　 　 ；
（3）足球運動的速度v可以分解成水平速度vx和豎直速度vy，三者可構成如圖所示的矩形。足球在空中飛行時，水平速度保持不變，豎直速度先減小后增大。若足球在地面以10 m/s的速度且與水平方向成45°角被踢出，當足球的速度與水平方向夾角為30°角時，此時足球距地面的高度是 　 　 m。（小數點后保留2位數）
四、解答與計算題
13．（2022八下·成武期末）滑旱冰是青少年喜歡的一項運動，如圖所示，小兵質量為34kg，所穿的四輪直排旱冰鞋每只質量為3kg，鞋底每個輪子與地面接觸面積為4×10-6m2（每只鞋有四個輪子，g取10N/kg）求：
（1）小兵穿著旱冰鞋的總重力；
（2）小兵單腳滑行時對地面的壓強；
（3）小兵在練習時，想沖上一個斜坡，請從能量角度分析他該怎樣做，為什么（不計斜坡阻力）？
14．（ 勢能的影響因素）如圖所示的是某地的等高線圖，數字表示海拔．若把同一物體分別放在A、B、C三點，則相對于C點，A點是B點重力勢能的幾倍？
15．（2023八下·寶山期中）2012年9月25日上午，中國首艘航空母艦“遼寧”號（圖甲）正式交接服役，從此中國擺脫了沒有航母的歷史。航母上安裝有衛星通訊天線、有源相控陣雷達等設備，配備近防武器系統和各型艦載機，有關參數如表所示。新型固定翼艦載機（圖乙）在“遼寧”號航母訓練平臺上的著落、起飛試驗已取得成功。
遼寧號航空母艦參數
滿載排水量/t 67500 總功率/kW 1.5×105
動力提供（燃料） 重油 最高航速km/h 54
最大艦長/m 304 最大艦寬/m 70.5
發動機的效率/% 25 最大艦載機數量/架 30
（1）艦載機降落時，飛機尾鉤必須掛住甲板上的彈性阻攔索，使飛機的動能轉化為彈性阻攔索的　 　能；
（2）如果航母總功率全部用來提供它向前的牽引力，當航母以最高航速54km/h航行時，它產生的牽引力　 　N；
（3）若航母儲存燃油的質量一定，發動機的效率一定，它在水中航行時受到的阻力與航速的平方成正比，航母　 　（選填“低速”、“中速”或“高速”）行駛時續航里程（連續航行的最大距離）大，若將航速提高到原來的2倍，則發動機的功率必須提高到原來功率的　 　倍。
答案解析部分
1．【答案】C
【知識點】動能和勢能的大小變化
【解析】【解答】根據圖片可知，小明乘坐勻速轉動的“摩天輪”向最高點運動的過程中，它的質量不變，速度不變，則動能不變；質量不變，高度增大，則重力勢能增大。根據“機械能=動能+重力勢能”可知，摩天輪的機械能變大，故C正確，而A、B、D錯誤。
故選C。
【分析】動能與質量和速度有關，重力勢能與質量和高度有關，而機械能=動能+重力勢能。
2．【答案】B
【知識點】勢能的影響因素
【解析】【解答】解：“高空拋物”說明物體一開始所處的高度很高，根據影響重力勢能的因素可知，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．故選B．
【分析】被舉高的物體具有重力勢能．重力勢能的影響因素是物體的質量和高度，質量越大、位置越高，重力勢能越大．
3．【答案】A
【知識點】動能大小的比較；勢能大小的比較
【解析】【解答】A、根據圖像，鉛球從a點到b點，高度變大，質量不變，重力勢能增大，A符合題意；
BC、在圖像中，鉛球在a點和d點的質量、速度相同，動能相等，BC不符合題意；
D、由于不計空氣阻力，鉛球運動時，沒有能量損失，兩次推鉛球時機械能都守恒，D不符合題意。
故答案為：A.
【分析】質量一定時，速度越大，動能越大；高度越大，重力勢能越大；運動的物體若不計空氣阻力，機械能不變。
4．【答案】A
【知識點】動能和勢能的大小變化
【解析】【解答】環衛清掃車在平直路面上勻速前進并將地面上的落葉吸入車內，此過程中，掃地車的總質量變大，速度和高度不變，則動能和重力勢能均變大，故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
【分析】影響動能的影響因素是物體的質量和運動的速度，影響重力勢能的因素是物體的質量和高度，據此分析即可解答。
5．【答案】B
【知識點】動能和勢能的概念；動能和勢能的大小變化
【解析】【解答】A．在P處，彈簧的形變最小，彈力最小，故A錯誤；
B．從O到P的過程中，小球的重力勢能轉化為動能，小球的速度變大，故B正確；
C．從P到Q的過程中，彈簧的形變程度變大，彈簧的彈性勢能變大，故C錯誤；
D．從O到Q的過程中，小球的機械能轉化為彈簧的彈性勢能，小球的機械能減小，故D錯誤。
故答案為：B。
【分析】小球的重力勢能轉化為動能，小球的速度變大，下落過程小球的機械能轉化為彈簧的彈性勢能。
6．【答案】B
【知識點】動能和勢能的大小變化
【解析】【解答】 在運載火箭加速升空過程中， 質量不變速度增大，則動能增大；質量不變，高度增大，則重力勢能增大，故B正確，而A、C、D錯誤。
故選B。
【分析】動能與質量和高度有關，重力勢能與質量和高度有關。
7．【答案】D
【知識點】動能和勢能的大小變化
【解析】【解答】 A.小球在B點時，質量一定，高度最低，速度最大，所以動能最大，重力勢能最小，動能和勢能統稱為機械能，機械能不為零，故A錯誤；
B.從軌跡來看，小球既有水平方向的速度又有豎直方向的速度，第一次反彈后到達最高點C時，豎直方向速度為零，水平方向速度不為零，則小球在C點的動能不為零，故B錯誤；
C.小球在多次彈起過程中，機械能逐漸變小，而A點在D點之前，因此小球在D點的機械能小于在A點的機械能，由于A、D兩點高度相同，重力勢能相等，所以D點的動能小于A點的動能，故C錯誤。
D.小球在多次彈起過程中，機械能逐漸變小，而C點在D點之前，所以小球在C點時的機械能大于在D點時的機械能，故D正確。
故選D。
【分析】 影響重力勢能的因素：質量、高度；影響動能的因素：質量、速度；影響彈性勢能的因素：彈性形變程度；小球彈跳的高度會越來越低，這說明在勢能和動能的轉化過程中有能量的消耗，所以小球的機械能一次比一次少。
8．【答案】C,D
【知識點】動能和勢能的大小變化；液體壓強的特點；大氣壓強與高度的關系；探究浮力大小的實驗
【解析】【解答】 A.如圖，空瓶扎上橡皮膜豎直浸入水中，一次瓶口朝上，一次朝下，橡皮膜均向外凸出，說明在液體內部的壓強隨深度的增加而增大，故A錯誤；
B.在隔熱的條件下，拿著自制氣壓計從一樓上到30樓，氣壓計玻璃管中的液面會上升，說明大氣壓隨著海拔的升高而降低，故B錯誤；
C.沉在水底的雞蛋加適量鹽、攪拌后，雞蛋懸浮，雞蛋所受浮力變大，說明物體在液體中受到的浮力大小與液體的密度有關，故C正確；
D.將小鐵塊用細繩綁在皮筋的中部，穿入罐中，固定在易拉罐兩端的小孔上，推動易拉罐向前滾出去，它又可以滾回來。這說明動能和彈性勢能可以相互轉化，故D正確。
故選CD。
【分析】 A.液體內部的壓強隨深度的增加而增大。
B.大氣壓隨高度的增加而減小。
C.浸在液體中的物體受到的浮力與排開液體的體積和液體的密度有關。
D.在一定的條件下，動能和勢能可以相互轉化。
9．【答案】A,D
【知識點】勢能大小的比較；勢能的影響因素
【解析】【解答】A.小球從A點下落到B點的過程中，不計空氣阻力，小球機械能守恒，A符合題意；
B.小球從A點下落到C點的過程中，小球的能量轉化為彈簧的彈性勢能，機械能減小，B不符合題意；
C.小球在B點剛接觸彈簧，在繼續下落時，仍加速，B點下方速度達到最大，C不符合題意；
D.小球在C點時，小球仍有重力勢能，彈簧的彈性勢能小于小球在A點時的重力勢能，D符合題意。
故答案為：AD.
【分析】自由運動的物體，不計空氣阻力，機械能不變；物體的速度越大，動能越大；物體具有高度，重力勢能越大。
10．【答案】A,C
【知識點】動能和勢能的大小變化；平衡力的辨別；機械效率的計算
【解析】【解答】A.勻速拉動木塊時，拉力與摩擦力和重力在斜面上的分力相互平衡，故A錯誤符合題意；
B.根據公式可知，斜面的機械效率與斜面與水平面的夾角大小有關，與木塊運動的距離大小無關，故B正確不合題意；
C.勻速拉動木塊的過程中，木塊的質量不變，高度增大，則重力勢能增大；質量不變，速度不變，則動能不變。根據機械能=動能+重力勢能可知，木塊的機械能增大，故C錯誤符合題意；
D.斜面越陡，所用的拉力越大，而物體對斜面的壓力越小，受到的摩擦力越小，做的額外功越小，則斜面的機械效率越高，故D正確不合題意。
故選AC。
【分析】（1）對木塊進行受力分析即可；
（2）根據機械效率的計算公式判斷；
（3）根據機械能=動能+重力勢能分析；
（4）根據斜面機械效率的影響因素判斷。
11．【答案】（1）木塊移動的距離；轉換法
（2）速度；質量相同時，物體的速度越大，動能越大
（3）不合理
（4）不能
【知識點】探究影響物體動能大小的因素
【解析】【解答】(1) 第1空、 在實驗中，小車的動能大小無法直接測量，而小車撞擊木塊后，木塊會移動一段距離，木塊移動的距離越遠，說明小車對它做的功越多，也就反映出小車的動能越大，所以通過觀察木塊移動的距離來比較小車動能大小。故該空填“ 木塊移動的距離 ”；
第2空、 這種通過一個容易測量或觀察的量來反映一個不易測量或觀察的量的方法就是轉換法。故該空填“ 轉換法 ”；
(2) 第1空、 A 方案中，讓同一輛小車從不同高度下滑，由于是同一輛車，質量是相同的，而不同高度下滑則到達水平面時的速度不同，這樣就能探究動能大小與速度的關系。故該空填“ 速度 ”；
第2空、 經過實驗可以發現，在質量相同的情況下，高度越高，速度越大，木塊移動的距離越遠，從而得出質量相同時，物體的速度越大，動能越大的結論。故該空填“ 質量相同時，物體的速度越大，動能越大 ”；
(3) 第1空、 B 方案中，讓不同質量的小車從同一斜面的不同高度下滑，這樣既改變了小車的質量，又改變了小車到達水平面時的速度，存在兩個變量同時變化，無法確定動能的變化到底是由質量引起的還是速度引起的，所以無法準確探究動能大小與質量的關系，該方案不合理。故該空填“ 不合理 ”；
(4) 第1空、 如果在光滑的玻璃板上進行實驗，當小車撞擊木塊后，木塊會因為沒有摩擦力而一直勻速直線運動下去，無法停下來，這樣就無法確定木塊移動的具體距離，也就無法根據木塊移動的距離來判斷小車動能的大小了，所以不能在光滑的玻璃板上進行。故該空填“ 不能 ”。
【分析】 首先明確實驗目的是探究動能大小與哪些因素有關。在具體實驗中，通過觀察木塊移動的距離這一容易觀測的量來體現小車動能大小，運用了轉換法。A 方案保持小車質量不變，改變速度，從而探究動能與速度的關系并得出相應結論。B 方案同時改變質量和速度，存在變量不唯一的問題，所以不合理）。而選擇實驗平面時，光滑玻璃板會導致無法準確測量木塊移動距離，故不能在此平面進行實驗。
12．【答案】（1）100J
（2）40m
（3）3.33
【知識點】動能和勢能的大小變化
【解析】【解答】（1）將地面的重力勢能看作零，
則從地面踢出時足球具有的動能EK1=120J，具有的重力勢能EP1=0J，
足球踢出后能達到的最大高度是5m，具有的重力勢能EP2=mgh=0.4kg×10N/kg×5m=20J，
因不計空氣阻力時足球的機械能守恒，
所以E1=E2，即：EK1+EP1=EK2+EP2，
120J+0J=EK2+20J；
解得：EK2=100J
則足球在最高點時具有的動能為100J；
（2）根據公式x= 得到：
當足球以20m/s的速度且與水平方向成45°角被踢出，
足球的射程；
（3）若足球在地面以10m/s的速度且與水平方向成45°角被踢出，
則水平方向的速度vx=v′cos45°=
因足球在空中飛行時，水平速度保持不變，
所以，當足球的速度與水平方向夾角為30°角時，足球的速度，
因不計空氣阻力時足球的機械能守恒，
所以，有EK1′+EP1′=EK2′+EP2′，即；
；
，
解得：h′≈3.33m。
【分析】（1）當只有重力做功或彈簧的彈力做功時，物體的機械能守恒。將地面上物體的重力勢能看作零，據此可知足球具有的重力勢能，足球踢出后能達到的最大高度是5m，根據EP=mgh求出此時足球具有的重力勢能，不計空氣阻力時足球的機械能守恒，據此得出等式即可求出足球在最高點時具有的動能；
（2）當足球以20m/s的速度且與水平方向成45°角踢出，根據射程公式求出足球的射程；
（3）若足球在地面以10m/s的速度且與水平方向成45°角被踢出，根據三角函數關系求出水平方向的速度，根據“足球在空中飛行時，水平速度保持不變”可知當足球的速度與水平方向夾角為30°角時水平方向的速度，再根據三角函數關系求出此時小球的速度，不計空氣阻力時足球的機械能守恒，據此結合動能和重力勢能的表達式得出等式即可求出此時足球距地面的高度。
13．【答案】（1）解：小兵穿著旱冰鞋每只質量為3kg，由 知道，早冰鞋的總重力
答：小兵穿著旱冰鞋的總重力是60N
（2）解：小兵單腳滑行時對地面的壓力
小兵單腳滑行時，受力面積為S=4×4×10-6m2=1.6×10-5m2
小兵單腳滑行時對地面的壓強
答：小兵單腳滑行時對地面的壓強為2.5×107Pa；
（3）解：沖上斜坡時，動能轉化為重力勢能，所以他應該提高速度，增大動能，容易沖上斜坡。
答：速度大，動能大，容易沖上斜坡。
【知識點】動能大小的比較；重力及其大小的計算；壓強的大小及其計算
【解析】【分析】 （1）根據物體的質量可以計算重力；
（2）根據水平面上的總質量計算總重力，分析壓力；利用壓力和受力面積的比值， 計算壓強；
（3）質量一定時，增大物體的速度，動能變大。
14．【答案】解：由圖可看出，C點的海拔高度為200米，A點的海拔高度為800米，B點的海拔高度為400米；
A點相對于C點的高度為800米﹣200米=600米；
B點相對于C點的高度為400米﹣200米=200米，
則它們相對高度之比： =3，
由于是同一物體，質量不變，所以相對于C點，物體在A點是B點重力勢能的3倍．
答：若把同一物體分別放在A、B、C三點，則相對于C點，A點是B點重力勢能的3倍．
【知識點】勢能的影響因素
【解析】【分析】重力勢能大小的影響因素：質量和高度．質量相同的物體，被舉得高度越高的物體，重力勢能就越大．根據等高線地圖，確定兩點的高度，可判斷其重力勢能的關系．
15．【答案】（1）彈性勢
（2）航母的最高航速由可得航母產生的牽引力
（3）低速；由題意知當航母勻速運動時，牽引力與阻力大小相等。可得因此發動機的功率為將航速提高到原來的2倍，此時發動機的功率為因此若將航速提高到原來的2倍，則發動機的功率必須提高到原來功率的8倍
【知識點】功率的計算；動能和勢能的概念
【解析】【解答】（1）彈性攔阻索受到飛機的拉力后發生形變而產生彈性勢能，即將飛機的動能轉化為攔阻索的彈性勢能；
（3）①若航母儲存燃油的質量一定，發動機的效率一定，則航母做的機械能相同，當續航里程最大時，根據可知，此時航母受到的阻力最小。根據“F=f=kv2”可知，此時航母的速度最小，即低速行駛。
②當航母速度提高到原來的2倍時，根據“F=f=kv2”可知，此時的牽引力是原來的4倍。根據P=Fv可知，此時航母的功率是原來的：4×2=8倍。
【分析】（1）物體由于發生彈性形變而具有的能量叫彈性勢能；
（2）根據公式計算航母產生的牽引力。
（3）①首先根據分析續航里程最大時阻力的變化，再根據“在水中航行時受到的阻力與航速的平方成正比”分析速度的變化。
②首先根據“F=f=kv2”計算速度增大時航母受到的牽引力之比，再根據P=Fv計算航母的功率之比。
1 / 112.1 《動能和勢能》 筑基提能同步分層練習設計（提升版） 初中物理八年級下冊（教科版2024）
一、單選題
1．（2023八下·紫金期末）如圖所示是兒童樂園的摩天輪，小明乘坐勻速轉動的“摩天輪”向最高點運動的過程中，關于小明的能量變化，下列說法正確的是（　　）
A．動能轉化為重力勢能，機械能守恒
B．動能轉化為重力勢能，機械能變小
C．動能不變，重力勢能變大，機械能變大
D．動能不變，重力勢能不變，機械能不變
【答案】C
【知識點】動能和勢能的大小變化
【解析】【解答】根據圖片可知，小明乘坐勻速轉動的“摩天輪”向最高點運動的過程中，它的質量不變，速度不變，則動能不變；質量不變，高度增大，則重力勢能增大。根據“機械能=動能+重力勢能”可知，摩天輪的機械能變大，故C正確，而A、B、D錯誤。
故選C。
【分析】動能與質量和速度有關，重力勢能與質量和高度有關，而機械能=動能+重力勢能。
2．高空拋物現象曾被稱為“懸在城市上空的痛”，這是一種不文明的行為，會帶來很大的社會危害，這是因為處在高處的物體具有較大的（　　）
A．動能 B．重力勢能
C．彈性勢能 D．以上都不是
【答案】B
【知識點】勢能的影響因素
【解析】【解答】解：“高空拋物”說明物體一開始所處的高度很高，根據影響重力勢能的因素可知，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．故選B．
【分析】被舉高的物體具有重力勢能．重力勢能的影響因素是物體的質量和高度，質量越大、位置越高，重力勢能越大．
3．（2024八下·期末）小艾同學在中考體育測試中，兩次推鉛球的出手點分別是點和點，出手時鉛球的速度大小相同，、分別是兩次運動過程的最高點，如圖所示。不計空氣阻力，下列說法正確的是(　　)
A．鉛球從點到 點重力勢能增大
B．鉛球在 點時的動能大于 點的動能
C．鉛球在 點時的動能小于 點的動能
D．兩次推鉛球過程中機械能都不守恒
【答案】A
【知識點】動能大小的比較；勢能大小的比較
【解析】【解答】A、根據圖像，鉛球從a點到b點，高度變大，質量不變，重力勢能增大，A符合題意；
BC、在圖像中，鉛球在a點和d點的質量、速度相同，動能相等，BC不符合題意；
D、由于不計空氣阻力，鉛球運動時，沒有能量損失，兩次推鉛球時機械能都守恒，D不符合題意。
故答案為：A.
【分析】質量一定時，速度越大，動能越大；高度越大，重力勢能越大；運動的物體若不計空氣阻力，機械能不變。
4．（2024八下·蒸湘期末）如圖，環衛清掃車的車身離地面約高，在平直路面上勻速前進并將地面上的落葉吸入車內，此過程中，掃地車整體的(　　)
A．動能變大，重力勢能變大 B．動能不變，重力勢能變大
C．動能變大，重力勢能不變 D．動能不變，重力勢能不變
【答案】A
【知識點】動能和勢能的大小變化
【解析】【解答】環衛清掃車在平直路面上勻速前進并將地面上的落葉吸入車內，此過程中，掃地車的總質量變大，速度和高度不變，則動能和重力勢能均變大，故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
【分析】影響動能的影響因素是物體的質量和運動的速度，影響重力勢能的因素是物體的質量和高度，據此分析即可解答。
5．（2024八下·越秀期末）如圖所示，把輕彈簧固定在水平地面上，小球從O處由靜止自由下落到此輕彈簧上并壓縮彈簧．從小球剛接觸彈簧（P處）到將彈簧壓縮到最短（Q處）．整個過程不計空氣阻力，下列說法正確的是（　　）
A．在P處彈簧的彈力最大
B．從O到P的過程中，小球的速度變大
C．從P到Q的過程中，彈簧的彈性勢能變小
D．從O到Q的過程中，小球的機械能的大小不變
【答案】B
【知識點】動能和勢能的概念；動能和勢能的大小變化
【解析】【解答】A．在P處，彈簧的形變最小，彈力最小，故A錯誤；
B．從O到P的過程中，小球的重力勢能轉化為動能，小球的速度變大，故B正確；
C．從P到Q的過程中，彈簧的形變程度變大，彈簧的彈性勢能變大，故C錯誤；
D．從O到Q的過程中，小球的機械能轉化為彈簧的彈性勢能，小球的機械能減小，故D錯誤。
故答案為：B。
【分析】小球的重力勢能轉化為動能，小球的速度變大，下落過程小球的機械能轉化為彈簧的彈性勢能。
6．（2024八下·樂山期末） 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，由葉光富、李聰、李廣蘇三名航天員組成的飛行乘組，與“神舟十七號”乘組在空間站勝利會師，執行一系列科技實驗及科普教育工作。關于火箭發射如圖所示，在運載火箭加速升空過程中，下列說法正確的是（　　）
A．動能減小，重力勢能增大 B．動能增大，重力勢能增大
C．動能增大，重力勢能減小 D．動能不變，重力勢能增大
【答案】B
【知識點】動能和勢能的大小變化
【解析】【解答】 在運載火箭加速升空過程中， 質量不變速度增大，則動能增大；質量不變，高度增大，則重力勢能增大，故B正確，而A、C、D錯誤。
故選B。
【分析】動能與質量和高度有關，重力勢能與質量和高度有關。
7．（2024八下·邯鄲期末）如圖所示，將一彈性小球沿一定角度斜拋出去，小球落地后被彈出，依次經過A點、B點、C點和D點后又被多次彈起，圖中虛線為小球的運動軌跡。則該彈性小球在運動過程中，下列說法正確的是（　　）
A．小球在B點時機械能為零
B．小球第一次反彈后到達最高點C時動能為零
C．小球經過相同高度的A、D兩點時動能相等
D．小球在C點時的機械能大于在D點時的機械能
【答案】D
【知識點】動能和勢能的大小變化
【解析】【解答】 A.小球在B點時，質量一定，高度最低，速度最大，所以動能最大，重力勢能最小，動能和勢能統稱為機械能，機械能不為零，故A錯誤；
B.從軌跡來看，小球既有水平方向的速度又有豎直方向的速度，第一次反彈后到達最高點C時，豎直方向速度為零，水平方向速度不為零，則小球在C點的動能不為零，故B錯誤；
C.小球在多次彈起過程中，機械能逐漸變小，而A點在D點之前，因此小球在D點的機械能小于在A點的機械能，由于A、D兩點高度相同，重力勢能相等，所以D點的動能小于A點的動能，故C錯誤。
D.小球在多次彈起過程中，機械能逐漸變小，而C點在D點之前，所以小球在C點時的機械能大于在D點時的機械能，故D正確。
故選D。
【分析】 影響重力勢能的因素：質量、高度；影響動能的因素：質量、速度；影響彈性勢能的因素：彈性形變程度；小球彈跳的高度會越來越低，這說明在勢能和動能的轉化過程中有能量的消耗，所以小球的機械能一次比一次少。
二、多選題
8．（2024八下·長沙期末）學習力學的過程中，老師帶領大家做了很多小實驗，以下實驗描述的現象及說明的物理知識均正確的是（　　）
A．如圖，空瓶扎上橡皮膜豎直浸入水中，一次瓶口朝上，一次朝下，橡皮膜均向外凸出，說明在液體內部各個方向都有壓強。
B．在隔熱的條件下，拿著自制氣壓計從一樓上到30樓，氣壓計玻璃管中的液面會下降，說明大氣壓隨著海拔的升高而降低。
C．沉在水底的雞蛋加適量鹽、攪拌后，雞蛋懸浮，雞蛋所受浮力變大，說明物體在液體中受到的浮力大小與液體的密度有關。
D．將小鐵塊用細繩綁在皮筋的中部，穿入罐中，固定在易拉罐兩端的小孔上，推動易拉罐向前滾出去，它又可以滾回來。這說明動能和彈性勢能可以相互轉化。
【答案】C,D
【知識點】動能和勢能的大小變化；液體壓強的特點；大氣壓強與高度的關系；探究浮力大小的實驗
【解析】【解答】 A.如圖，空瓶扎上橡皮膜豎直浸入水中，一次瓶口朝上，一次朝下，橡皮膜均向外凸出，說明在液體內部的壓強隨深度的增加而增大，故A錯誤；
B.在隔熱的條件下，拿著自制氣壓計從一樓上到30樓，氣壓計玻璃管中的液面會上升，說明大氣壓隨著海拔的升高而降低，故B錯誤；
C.沉在水底的雞蛋加適量鹽、攪拌后，雞蛋懸浮，雞蛋所受浮力變大，說明物體在液體中受到的浮力大小與液體的密度有關，故C正確；
D.將小鐵塊用細繩綁在皮筋的中部，穿入罐中，固定在易拉罐兩端的小孔上，推動易拉罐向前滾出去，它又可以滾回來。這說明動能和彈性勢能可以相互轉化，故D正確。
故選CD。
【分析】 A.液體內部的壓強隨深度的增加而增大。
B.大氣壓隨高度的增加而減小。
C.浸在液體中的物體受到的浮力與排開液體的體積和液體的密度有關。
D.在一定的條件下，動能和勢能可以相互轉化。
9．如圖 5.34 所示， 小球從 點自由落下， 在 點恰與堅立在地面上的彈簧接觸， 并在 點將彈簧壓縮得最短， 不計空氣阻力， 則下列說法正確的是 （　　）。
A．小球從 點下落到 點的過程中，小球機械能守恒
B．小球從 點下落到 點的過程中，小球機械能守恒
C．小球在 點速度達到最大
D．小球在 點時彈簧的彈性勢能小于小球在 點時的重力勢能
【答案】A,D
【知識點】勢能大小的比較；勢能的影響因素
【解析】【解答】A.小球從A點下落到B點的過程中，不計空氣阻力，小球機械能守恒，A符合題意；
B.小球從A點下落到C點的過程中，小球的能量轉化為彈簧的彈性勢能，機械能減小，B不符合題意；
C.小球在B點剛接觸彈簧，在繼續下落時，仍加速，B點下方速度達到最大，C不符合題意；
D.小球在C點時，小球仍有重力勢能，彈簧的彈性勢能小于小球在A點時的重力勢能，D符合題意。
故答案為：AD.
【分析】自由運動的物體，不計空氣阻力，機械能不變；物體的速度越大，動能越大；物體具有高度，重力勢能越大。
10．（2021八下·羅湖期末）同學們用如圖裝置測定斜面的機械效率。在實驗過程中，同學們對實驗過程和裝置發表了下列不同的看法。其中不正確的是（　　）
A．勻速拉動木塊時，拉力與摩擦力是一對平衡力
B．斜面的機械效率與木塊被勻速拉動的距離是無關的
C．勻速拉動木塊的過程中，木塊的機械能是不變的
D．斜面越陡，所用的拉力越大，斜面的機械效率越高
【答案】A,C
【知識點】動能和勢能的大小變化；平衡力的辨別；機械效率的計算
【解析】【解答】A.勻速拉動木塊時，拉力與摩擦力和重力在斜面上的分力相互平衡，故A錯誤符合題意；
B.根據公式可知，斜面的機械效率與斜面與水平面的夾角大小有關，與木塊運動的距離大小無關，故B正確不合題意；
C.勻速拉動木塊的過程中，木塊的質量不變，高度增大，則重力勢能增大；質量不變，速度不變，則動能不變。根據機械能=動能+重力勢能可知，木塊的機械能增大，故C錯誤符合題意；
D.斜面越陡，所用的拉力越大，而物體對斜面的壓力越小，受到的摩擦力越小，做的額外功越小，則斜面的機械效率越高，故D正確不合題意。
故選AC。
【分析】（1）對木塊進行受力分析即可；
（2）根據機械效率的計算公式判斷；
（3）根據機械能=動能+重力勢能分析；
（4）根據斜面機械效率的影響因素判斷。
三、實驗填空題
11．（2024八下·廉江月考）小藍同學在“探究動能大小與哪些因素有關”的實驗中，設計了如下兩種方案：
A．讓同一輛小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑，與放在水平面上的木塊相碰，比較木塊在水平面上移動的距離（如圖甲所示）。
B．讓不同質量的小車分別從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑，與放在水平面上的木塊相碰，比較木塊在水平面上移動的距離（如圖乙所示）。
（1）實驗中是通過觀察　 　來比較小車動能大小的，這里運用的物理研究方法是　 　；
（2）A方案是為了探究動能大小與　 　的關系，得到的結論是　 　；
（3）小藍想用B方案探究動能大小與質量的關系。該方案　 　（填“合理”或“不合理”）；
（4）本實驗　 　（選填“能”或“不能”）在光滑的玻璃板上進行。
【答案】（1）木塊移動的距離；轉換法
（2）速度；質量相同時，物體的速度越大，動能越大
（3）不合理
（4）不能
【知識點】探究影響物體動能大小的因素
【解析】【解答】(1) 第1空、 在實驗中，小車的動能大小無法直接測量，而小車撞擊木塊后，木塊會移動一段距離，木塊移動的距離越遠，說明小車對它做的功越多，也就反映出小車的動能越大，所以通過觀察木塊移動的距離來比較小車動能大小。故該空填“ 木塊移動的距離 ”；
第2空、 這種通過一個容易測量或觀察的量來反映一個不易測量或觀察的量的方法就是轉換法。故該空填“ 轉換法 ”；
(2) 第1空、 A 方案中，讓同一輛小車從不同高度下滑，由于是同一輛車，質量是相同的，而不同高度下滑則到達水平面時的速度不同，這樣就能探究動能大小與速度的關系。故該空填“ 速度 ”；
第2空、 經過實驗可以發現，在質量相同的情況下，高度越高，速度越大，木塊移動的距離越遠，從而得出質量相同時，物體的速度越大，動能越大的結論。故該空填“ 質量相同時，物體的速度越大，動能越大 ”；
(3) 第1空、 B 方案中，讓不同質量的小車從同一斜面的不同高度下滑，這樣既改變了小車的質量，又改變了小車到達水平面時的速度，存在兩個變量同時變化，無法確定動能的變化到底是由質量引起的還是速度引起的，所以無法準確探究動能大小與質量的關系，該方案不合理。故該空填“ 不合理 ”；
(4) 第1空、 如果在光滑的玻璃板上進行實驗，當小車撞擊木塊后，木塊會因為沒有摩擦力而一直勻速直線運動下去，無法停下來，這樣就無法確定木塊移動的具體距離，也就無法根據木塊移動的距離來判斷小車動能的大小了，所以不能在光滑的玻璃板上進行。故該空填“ 不能 ”。
【分析】 首先明確實驗目的是探究動能大小與哪些因素有關。在具體實驗中，通過觀察木塊移動的距離這一容易觀測的量來體現小車動能大小，運用了轉換法。A 方案保持小車質量不變，改變速度，從而探究動能與速度的關系并得出相應結論。B 方案同時改變質量和速度，存在變量不唯一的問題，所以不合理）。而選擇實驗平面時，光滑玻璃板會導致無法準確測量木塊移動距離，故不能在此平面進行實驗。
12．（2023八下·禹城期末）體育課上，小明在同一位置用相同的力多次將足球踢出，發現足球斜向上飛出的角度越大，球運動得越高，但并不能運動得越遠。小明查閱資料后知道：足球所做的運動叫做斜拋運動，其運動軌跡如圖所示。足球起始運動方向與水平方向的夾角叫做拋射角，拋出點到落地點的水平距離叫做射程，射程與拋出速度和拋射角的大小有關。若物體的動能大小EK= mv2，重力勢能大小Ep=mgh，不計空氣阻力，g=10N/kg，則：
（1）若將質量為0.4kg足球從地面踢出時，具有的動能是120J，踢出后能達到的最大高度是5m，則足球在最高點時具有的動能是 　 　 ；
（2）若足球的射程x與拋出速度、拋射角θ之間滿足公式x= ，當足球以20m/s的速度且與水平方向成45°角被踢出，足球的射程是 　 　 ；
（3）足球運動的速度v可以分解成水平速度vx和豎直速度vy，三者可構成如圖所示的矩形。足球在空中飛行時，水平速度保持不變，豎直速度先減小后增大。若足球在地面以10 m/s的速度且與水平方向成45°角被踢出，當足球的速度與水平方向夾角為30°角時，此時足球距地面的高度是 　 　 m。（小數點后保留2位數）
【答案】（1）100J
（2）40m
（3）3.33
【知識點】動能和勢能的大小變化
【解析】【解答】（1）將地面的重力勢能看作零，
則從地面踢出時足球具有的動能EK1=120J，具有的重力勢能EP1=0J，
足球踢出后能達到的最大高度是5m，具有的重力勢能EP2=mgh=0.4kg×10N/kg×5m=20J，
因不計空氣阻力時足球的機械能守恒，
所以E1=E2，即：EK1+EP1=EK2+EP2，
120J+0J=EK2+20J；
解得：EK2=100J
則足球在最高點時具有的動能為100J；
（2）根據公式x= 得到：
當足球以20m/s的速度且與水平方向成45°角被踢出，
足球的射程；
（3）若足球在地面以10m/s的速度且與水平方向成45°角被踢出，
則水平方向的速度vx=v′cos45°=
因足球在空中飛行時，水平速度保持不變，
所以，當足球的速度與水平方向夾角為30°角時，足球的速度，
因不計空氣阻力時足球的機械能守恒，
所以，有EK1′+EP1′=EK2′+EP2′，即；
；
，
解得：h′≈3.33m。
【分析】（1）當只有重力做功或彈簧的彈力做功時，物體的機械能守恒。將地面上物體的重力勢能看作零，據此可知足球具有的重力勢能，足球踢出后能達到的最大高度是5m，根據EP=mgh求出此時足球具有的重力勢能，不計空氣阻力時足球的機械能守恒，據此得出等式即可求出足球在最高點時具有的動能；
（2）當足球以20m/s的速度且與水平方向成45°角踢出，根據射程公式求出足球的射程；
（3）若足球在地面以10m/s的速度且與水平方向成45°角被踢出，根據三角函數關系求出水平方向的速度，根據“足球在空中飛行時，水平速度保持不變”可知當足球的速度與水平方向夾角為30°角時水平方向的速度，再根據三角函數關系求出此時小球的速度，不計空氣阻力時足球的機械能守恒，據此結合動能和重力勢能的表達式得出等式即可求出此時足球距地面的高度。
四、解答與計算題
13．（2022八下·成武期末）滑旱冰是青少年喜歡的一項運動，如圖所示，小兵質量為34kg，所穿的四輪直排旱冰鞋每只質量為3kg，鞋底每個輪子與地面接觸面積為4×10-6m2（每只鞋有四個輪子，g取10N/kg）求：
（1）小兵穿著旱冰鞋的總重力；
（2）小兵單腳滑行時對地面的壓強；
（3）小兵在練習時，想沖上一個斜坡，請從能量角度分析他該怎樣做，為什么（不計斜坡阻力）？
【答案】（1）解：小兵穿著旱冰鞋每只質量為3kg，由 知道，早冰鞋的總重力
答：小兵穿著旱冰鞋的總重力是60N
（2）解：小兵單腳滑行時對地面的壓力
小兵單腳滑行時，受力面積為S=4×4×10-6m2=1.6×10-5m2
小兵單腳滑行時對地面的壓強
答：小兵單腳滑行時對地面的壓強為2.5×107Pa；
（3）解：沖上斜坡時，動能轉化為重力勢能，所以他應該提高速度，增大動能，容易沖上斜坡。
答：速度大，動能大，容易沖上斜坡。
【知識點】動能大小的比較；重力及其大小的計算；壓強的大小及其計算
【解析】【分析】 （1）根據物體的質量可以計算重力；
（2）根據水平面上的總質量計算總重力，分析壓力；利用壓力和受力面積的比值， 計算壓強；
（3）質量一定時，增大物體的速度，動能變大。
14．（ 勢能的影響因素）如圖所示的是某地的等高線圖，數字表示海拔．若把同一物體分別放在A、B、C三點，則相對于C點，A點是B點重力勢能的幾倍？
【答案】解：由圖可看出，C點的海拔高度為200米，A點的海拔高度為800米，B點的海拔高度為400米；
A點相對于C點的高度為800米﹣200米=600米；
B點相對于C點的高度為400米﹣200米=200米，
則它們相對高度之比： =3，
由于是同一物體，質量不變，所以相對于C點，物體在A點是B點重力勢能的3倍．
答：若把同一物體分別放在A、B、C三點，則相對于C點，A點是B點重力勢能的3倍．
【知識點】勢能的影響因素
【解析】【分析】重力勢能大小的影響因素：質量和高度．質量相同的物體，被舉得高度越高的物體，重力勢能就越大．根據等高線地圖，確定兩點的高度，可判斷其重力勢能的關系．
15．（2023八下·寶山期中）2012年9月25日上午，中國首艘航空母艦“遼寧”號（圖甲）正式交接服役，從此中國擺脫了沒有航母的歷史。航母上安裝有衛星通訊天線、有源相控陣雷達等設備，配備近防武器系統和各型艦載機，有關參數如表所示。新型固定翼艦載機（圖乙）在“遼寧”號航母訓練平臺上的著落、起飛試驗已取得成功。
遼寧號航空母艦參數
滿載排水量/t 67500 總功率/kW 1.5×105
動力提供（燃料） 重油 最高航速km/h 54
最大艦長/m 304 最大艦寬/m 70.5
發動機的效率/% 25 最大艦載機數量/架 30
（1）艦載機降落時，飛機尾鉤必須掛住甲板上的彈性阻攔索，使飛機的動能轉化為彈性阻攔索的　 　能；
（2）如果航母總功率全部用來提供它向前的牽引力，當航母以最高航速54km/h航行時，它產生的牽引力　 　N；
（3）若航母儲存燃油的質量一定，發動機的效率一定，它在水中航行時受到的阻力與航速的平方成正比，航母　 　（選填“低速”、“中速”或“高速”）行駛時續航里程（連續航行的最大距離）大，若將航速提高到原來的2倍，則發動機的功率必須提高到原來功率的　 　倍。
【答案】（1）彈性勢
（2）航母的最高航速由可得航母產生的牽引力
（3）低速；由題意知當航母勻速運動時，牽引力與阻力大小相等。可得因此發動機的功率為將航速提高到原來的2倍，此時發動機的功率為因此若將航速提高到原來的2倍，則發動機的功率必須提高到原來功率的8倍
【知識點】功率的計算；動能和勢能的概念
【解析】【解答】（1）彈性攔阻索受到飛機的拉力后發生形變而產生彈性勢能，即將飛機的動能轉化為攔阻索的彈性勢能；
（3）①若航母儲存燃油的質量一定，發動機的效率一定，則航母做的機械能相同，當續航里程最大時，根據可知，此時航母受到的阻力最小。根據“F=f=kv2”可知，此時航母的速度最小，即低速行駛。
②當航母速度提高到原來的2倍時，根據“F=f=kv2”可知，此時的牽引力是原來的4倍。根據P=Fv可知，此時航母的功率是原來的：4×2=8倍。
【分析】（1）物體由于發生彈性形變而具有的能量叫彈性勢能；
（2）根據公式計算航母產生的牽引力。
（3）①首先根據分析續航里程最大時阻力的變化，再根據“在水中航行時受到的阻力與航速的平方成正比”分析速度的變化。
②首先根據“F=f=kv2”計算速度增大時航母受到的牽引力之比，再根據P=Fv計算航母的功率之比。
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