1、11.3动能和势能一、选择题1.下列关于能的叙述中,正确的是()。A.一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能；B.挂在树枝上的苹果,没有做功,所以没有能；C.一个物体已做过的功越多,说明这个物体具有的能越多；D.运动的物体具有能,静止的物体没有能【答案】A。【解析】一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能,故A说法正确；挂在树枝上的苹果,虽然没有做功,但具有做功的本领,所以具有能,故B错误；一个物体已做过的功的多少与这个物体具有的能没有必然联系,故C错误；运动的物体具有动能,静止的物体可能具有势能,故D错误。2.下列物体不具有动能的是()。【答案】C。【解析】运动的物体具有动能，静止的物体没
2、有动能。空中飞行的铅球、草地上滚动的足球、下落的瀑布都是运动的，都具有动能，而窗台上的花盆是静止的，不具有动能。故选C。3.在探究“动能的大小与质量的关系”的实验中，记录数据如下。下列说法错误的是()。小球质量m/g102030木块移动距离s/cm8.316.825.2A.实验时,让小球从斜面的同一高度自由滚下；B.小球动能的大小通过木块移动的距离来判断；C.物体质量越大，动能一定越大；D.实验过程中运用了控制变量法和转换法【答案】C。【解析】因为动能的大小与物体的质量和速度有关，质量大的物体，速度可能很小，所以动能不一定大，故C选项说法错误。故选C。4.(2016江苏徐州)月球表面有很多陨石
3、撞击造成的大大小小的陨石坑,关于造成陨石坑大小不一的因素,下列猜测不合理的是()。A.陨石的质量；B.陨石的撞击速度；C.被撞处的硬度；D.被撞处是否在阴影中【答案】D。【解析】力可以使物体发生形变,而坑的大小体现了力的作用效果，这与陨石的动能大小有直接关系，同时与被撞处的硬度也有直接关系。陨石的质量越大,速度越大,在撞击时做功越多，所造成的坑会越大，因此A、B猜测合理；被撞处的硬度越小，则越容易形变，所以被撞处的硬度会影响陨石坑的大小，因此C猜想合理；被撞处是否在阴影中不会造成力的作用效果的不同，故与之无关，因此D猜测不合理。故选D。5.如图，为了探究动能的大小与哪些因素有关，某同学设计了“
4、小球撞物块”的实验，将静止的木质小球释放，观察物块被推动的距离，关于该实验的说法中，不正确的是（ ）。 A该实验的设计思路是采用转换法，用物块移动的距离来表示动能的大小；B小球在下落的过程中，重力势能减小，动能增大；C将木球换成同样大小的铁球，重复实验，发现物块被推动距离增大，说明质量越大，动能越大；D将木球从不同高度释放，比较物块被推动的距离，是为了探究动能与高度之间的关系【答案】D。【解析】A、C：实验中通过观察物块在同一水平面上被推动的距离来比较小球的动能大小，故A正确。将木球换成同样大小的铁球，重复实验，发现物块被推动距离增大，说明质量越大，动能越大，故C正确。B：小球在下落的过程中，
5、高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故B正确。D：动能大小的影响因素：质量、速度与物体的高度无关，故D错误。6.下列说法中正确的是( )。A. 用同样的速度抛出去的铅球和乒乓球具有相等的动能；B. 重力势能相等的物体一定在同一高度上；C. 两辆相同的汽车，行驶在同一条公路上，它们具有相等的动能；D. 同一物体的弹性形变越大时，它所具有的弹性势能也越大【答案】D。【解析】A、铅球和乒乓球的速度相同，但质量不同，二者具有的动能大小不同，故A错；B、重力势能相等的物体，因为质量不一定相同，所以不一定在同一高度上，故B错；C、两辆相同的汽车，质量相同，但速度不一定相同，它们具有的动能不一定相同
6、，故C错；D、同一物体的弹性形变越大时，它所具有的弹性势能也越大，正确。故选D。7. 小孩从滑梯上匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是( )。A. 重力势能减少，动能增加；B. 重力势能增加，动能减少；C. 重力势能增加，动能不变；D. 重力势能减少，动能不变【答案】D。【解析】小孩从滑梯上匀速下滑的过程中，小孩的质量不变，速度不变，所处的高度降低，所以小孩的动能不变，重力势能减小；故ABC错误，D正确，故选D。8. 关于能量的大小，下列说法中错误的是( )。A. 运动速度越大的物体，动能也越大；B. 质量大的物体，动能不一定大；C. 质量大的物体，其重力势能不一定大；D. 质量越大的物体，被
7、举得越高，其重力势能就越大【答案】A。【解析】A、影响动能的因素是物体的质量和速度，只知道速度的大小，无法判断动能的大小，故A错误，符合题意；B、物体运动的速度越大，质量越大，物体的动能就越大，故B正确，不符合题意；C、影响重力势能的因素是物体的质量和高度，只知道质量的大小不能判断重力势能的大小，故C正确，不符合题意；D、质量越大的物体，被举得越高，它的重力势能就越大，故D正确，不符合题意。故选A。9.小明用图示装置探究动能大小与速度的关系。下列说法正确的是（ ）。A.要改变小车质量；B.实验中要尽量保持水平面光滑；C.让同一小车从同一高处由静止开始下滑；D.用木块移动的距离来比较小车动能的大
8、小【答案】D。【解析】此实验是验证动能与速度关系的实验，小车从高处自由下滑，到达平面时与木块产生作用，使木块向右运动，根据木块向右运动的距离来判定小车动能的大小。所以，整个实验过程，小车质量不变，同时水面不能是光滑的平面，否则小车回永远运动下去，也就无法验证动能与速度的关系。在验证动能与速度的关系时，应让同一小车在不同高度自由滑下，从木块向前移动的路程来验证动能与速度的关系。10.质量较大的鸽子与质量较小的燕子在相同高度飞行，如果它们的动能相等，那么()。A.燕子的速度大，重力势能也大；B.鸽子的速度大，重力势能也大；C.燕子的速度小，重力势能大； D.鸽子的速度小，重力势能大【答案】D。【解
9、析】质量较大的鸽子与质量较小的燕子具有的动能相等，说明鸽子的速度小；它们的高度相等，鸽子的质量大，重力势能就大。故选D。11.金秋时节柿子熟了，红柿垂枝，如霞似火，悬金挂彩，令人陶醉，对图示柿子的重力势能的评价，下列说法正确的是(m甲m丙m乙)()。A.乙柿子最高,所以势能最大；B.甲柿子最重,所以势能最大；C.丙柿子的质量和高度都不是最大,故势能不可能最大；D.以上说法都不严密【答案】D。【解析】A.选项只考虑到了重力势能的大小和高度的关系，而忽略了和质量的关系，故错误；B.选项只考虑到了重力势能和质量的关系，而忽略了和高度的关系，故错误；C.丙柿子虽然质量和高度都不是最大，但是重力势能的大
10、小也有可能是最大的，因为要同时考虑到质量和高度，故C选项错误。故选D。二、填空题12.2015年8月6日，中国选手宁泽涛以47秒84的成绩获得2015年游泳世锦赛男子自由泳冠军，这是亚洲选手第一次在男子短距离游泳世界大赛中获得金牌。比赛哨声响起时，他用力蹬出发台后飞跃入水，这说明力可以改变物体的，在他奋力加速的过程中，他的惯性，动能。(后两空均选填“增大”、“不变”或“减小”)【答案】运动状态；不变；增大。【解析】他用力蹬出发台后飞跃入水，他由静止变为运动，这说明力可以改变物体的运动状态；惯性大小只跟物体的质量大小有关，动能的大小与物体的质量和物体运动的速度有关，在他奋力加速的过程中，他的质量
11、不变，速度增大，所以惯性不变。动能增大。答案是：运动状态；不变；增大。13.通常，载重汽车造成的车祸比小汽车造成的车祸严重得多，这是因为载重汽车比小汽车质量大得多，在相当时，物体越大，其动能越大；但也有例外，如较小的载重汽车比较大的小汽车造成的车祸反而相对轻一些。【答案】速度；质量；速度；速度。【解析】通常载重汽车造成的车祸比小轿车造成的车祸要严重得多，这是因为在速度相当时，载重汽车的质量比小轿车的质量大得多，动能大得多；小轿车有时比载重汽车造成的车祸严重，是因为虽然小轿车的质量比载重汽车小，但是其速度却比载重汽车大，因此造成速度较小的载重汽车比速度较大的小汽车的车祸反而轻一些。答案是：速度；
12、质量；速度；速度。14.美国正在实验助推火箭无损回收技术:火箭将飞船推送至一定高度;箭船分离,火箭停止喷火、落向地面;接近地面时,火箭再次消耗燃料、向下喷火,并以2 m/s的速度匀速下降,如图所示。匀速下降时,火箭的动能(变小/不变/变大),重力势能(变小/不变/变大)。【答案】不变；变小。【解析】火箭匀速下降时，火箭的质量不变，速度不变，动能不变；质量不变，高度减小，重力势能变小。答案是：不变；变小。三、实验探究题15.为了模拟汽车超载和超速带来的安全隐患,小谢同学设计了如图所示的探究实验,将A、B、C三个小球先后从同一斜面的高度hA、hB、hC处自由下滑(mA=mBhB),推动小木块运动一
13、段距离后静止,请你结合生活经验并运用物理知识解答下列问题:(1)由图甲和图丙的实验可知,在A、C两球刚滚到水平面时速度(选填“相等”或“不相等”),球具有的动能大；(2)小球推动小木块运动的距离越,表明安全隐患越大；(3)在研究超载带来的安全隐患时,我们应选择两个图所示实验进行比较；(4)在研究超速带来的安全隐患时,我们应选择两个图所示实验进行比较。【答案】(1)相等；C；(2)大；(3)甲、丙；(4)甲、乙。【解析】(1)小球从同一高度释放,运动到水平面时,它们的速度相等,而mAmC,所以C球的动能大；(2)实验中通过比较滚下的小球推动木块移动的距离，来比较小球动能的大小，在同样的平面上木块
14、被推动得越远，小球的动能就越大,安全隐患越大；(3)超载是指汽车的速度一定时，质量越大，动能越大，故应选择到达水平面的速度相等、质量不同的A、C两小球进行实验,即甲、丙两图；(4)超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，故应选择质量相等、到达水平面速度不同的A、B两小球，即甲、乙两图。答案是：(1)相等；C；(2)大；(3)甲、丙；(4)甲、乙。一、选择题1.（2020广州）球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在M点的（）。A. 速度比在S点的大；B. 机械能大于在S点的；C. 机械能等于在S点的；D. 离地高度比在S点的低【答案
15、】B。【解析】A由图可知，M点的动能小于S点的动能，所以球在M点的速度比在S点的小，故A不符合题意；BC由图可知，M点的动能和重力势能之和大于S点的动能和重力势能之和，故M点的机械能大于在S点的机械能，故B符合题意，C不符合题意；D由图可知，M点的重力势能大于S点的重力势能，所以M点的离地高度比在S点的高，故D不符合题意。故选B。2.（2020黄石）如图，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球向下运动到最低点B（不超过弹簧弹性限度），小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（）。A. 小球的重力势能-直在减少，动能一直在增加；B. 小
16、球减少的重力势能全部转化为动能；C. 弹簧的弹性势能不断增大；D. 小球运动到B点时，重力势能最小，动能最大【答案】C。【解析】A小球高度下降，故小球的重力势能一直减小，小球受重力和弹力作用，在开始阶段时，重力大于弹力物体将一直加速，当弹力等于重力后物体开始减速，故小球的动能先增大后减小，故A错误；B弹簧的形变量增大，小球减少的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，故B错误；C弹簧的形变量一直增大，弹簧的弹性势能不断增大，故C正确；D小球运动到B点时，高度最小，重力势能最小，速度为0，动能为0，故D错误。故选C。3（2020湘西）在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车，其动能大小的情况是（）。
17、A一直变大B一直变小C先变大后变小D始终不变【答案】D。【解答】解：在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车，速度不变，质量不变，动能不变。故选：D。4.（2020大连）体育课上，同学们进行投掷铅球的练习。铅球在空中下落时，铅球的（ ）。A. 重力势能变大，速度变小B. 重力势能变小，速度变小C. 重力势能变大，速度变大D. 重力势能变小，速度变大【答案】D。【解析】铅球在空中下落时，其高度降低、速度不断增大，所以它的重力势能减小，动能增大，重力势能不断向动能转化。故选D。二、填空题5.（2020龙东）炎热的夏天，一辆正在喷洒消毒液的汽车匀速行驶在水平公路上，汽车的动能惯性（变大、变小或不变）
18、。【答案】变小；变小。【解析】物体动能大小与物体的质量和速度有关；惯性的大小只与物体的质量有关；正在喷洒消毒液匀速行驶的汽车质量不断减小，惯性减小，速度不变，故动能减小。6.（2020天门）一颗子弹以一定的速度水平射向静止的木块（如图甲），然后子弹和木块一起以某一速度开始向右摆动（如图乙）此过程中，子弹的动能_，子弹和木块的内能之和_（选填“增大”“减小”或“不变”）【答案】(1)减小；(2)增大。【解析】一颗子弹以一定的速度水平射向静止的木块，子弹和木块一起以某一速度开始向右摆动，说明子弹的速度变小了，子弹的质量不变，它的动能变小。子弹在木块运动时，子弹受到阻力的作用，克服阻力做功，内能增加
19、，对木块做功，内能增加，子弹和木块的内能之和增加。7.（2020镇江）如图所示，某同学站在电梯内的电子秤上，在电梯向下匀速运动的过程中，该同学的重力势能_，机械能_（上述两空均选填“増大”、“减小”或“不变”）。在电梯减速停靠一楼的过程中，电子秤的示数比该同学所受重力_【答案】(1)减小；(2)减小；(3)大。【解析】在电梯向下匀速运动的过程中，该同学运动速度不变，高度减小，故其重力势能减小、动能不变，机械能减小。在电梯减速停靠一楼的过程中，该同学也在减速，支持力大于重力，故电子秤的示数比该同学所受重力大。8（2020东莞）2020年5月5日，长征五号B运载火箭首飞任务取得圆满成功（如图所示）
20、，实现空间站阶段飞行任务首战告捷，拉开我国载人航天工程“第三步”任务序幕。火箭在加速升空时，动能 ，重力势能 （两空均选填“变大”、“变小”或“不变”，忽略燃料质量的损耗）；“柔性充气式货物返回舱试验舱”本质是带有“充气热盾”的飞船，膨胀起来的充气外壳能把飞船进入大气层的动能转化为 能，从而减小飞船速度，保护飞船不受损害。【答案】变大；变大；弹性势。【解析】火箭加速升空过程中，卫星的质量不变、速度增大，动能增大；质量不变、高度增大，重力势能增大；膨胀起来的充气外壳发生弹性形变，能把飞船进入大气层的动能转化为弹性势能，从而减小飞船速度，保护飞船不受损害。故答案为：变大；变大；弹性势。9.（202
21、0安顺）小明在实验室看到一科学玩具牛顿摆，如图1甲所示，它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成，每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上，并紧挨着排列在同一水平直线上。拉起最左侧的钢球，释放后，它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球，仅把最右侧的钢球撞出，其他球几乎静止不动。这引发了小明的思考：为什么碰撞后仅有一个球摆动，而其余球仍然保持静止？于是他提出问题：被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关？接着他作出以下猜想：I可能与撞击球撞击时的速度大小有关II可能与撞击球的数量多少有关将牛顿摆等效为单摆模型，如图1乙所示是一个钢球撞击其它钢球的情形，五个钢球自左向右标为AE球。若不考虑能量损失，请回答下列问题
22、：（1）将A球作为撞击球拉至一定的高度（保持细线绷直），释放后，A球向右摆动过程中，将 能转化为动能。（2）探究猜想I时，为了改变撞击球撞击时的速度，你的操作办法是： 。释放后，当钢球发生碰撞时，仅有E球被撞出，由此可判断：被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度 （选填：“有关”或“无关”）。（3）通过上述实验，小明还是不明白为什么仅有一个球被撞出，于是他向老师请教，老师说：牛顿摆的钢球间发生碰撞时，撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，所以最终只有一个钢球被撞出。根据老师的讲解，小明继续探究猜想II，将AB两球作为撞击球紧挨着拉起一定高度后同时释放，A、B球向右摆动并与C球相撞，则此时
23、可观察到的现象是如图2中的 （选填：“甲”、“乙”或“丙”）；请闸述你选择的理由： 。【答案】（1）重力势；（2）将A球拉至不同的高度有静止释放；无关；（3）乙；撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球。【解析】（1）释放后，A球向右摆动过程中，高度减小，速度变大，重力势能转化为动能；（2）探究被撞而摆动的钢球数量与撞击球撞击时的速度大小有关时，需要改变撞击球的速度的大小，即将A球拉至不同的高度有静止释放；当钢球发生碰撞时，仅有E球被撞出，这表明被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度无关；（3）将A、B两球作为撞击球紧挨着拉起一定高度后同时释放，由于在撞击的过程中，撞击球的速度被大小不变地依
24、次“传递”给下一个球，所以会有两个球被弹起，故乙正确。故答案为：（1）重力势；（2）将A球拉至不同的高度有静止释放；无关；（3）乙；撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球。三、实验探究题10.（2020孝感）如图所示为“探究物体动能跟哪些因素有关”的装置示意图。(1)原理：运动的钢球A碰上木块B后，能将B撞出一段距离s。在同样的水平面上，B被撞得越远，A对B做的功就越多，A的动能就越大，通过B被撞的远近来反映物体A动能大小的方法在物理学中属于_（选填“控制变量法”或“转换法”）。(2)步骤：让同一钢球A分别从不同高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越_，木块B被撞得越
25、远；改变钢球的质量，让不同的钢球从_ （选填 “同一”或“不同”）高度由静止开始滚下，质量越大的钢球将木块B撞得越远。(3)结论：通过多次实验表明，质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大：运动速度相同的物体，质量越大，它的动能_。【答案】(1)转换法；(2)大；(3)同一；(4)越大。【解析】(1)动能与距离是两个不同性质的物理量，物体A动能大小用木块B被撞的远近来反映，属于转换法。(2)钢球A在斜面上做的是加速运动，高度h越高，钢球A到达水平面时的速度越大。探究动能大小与物体质量的关系，应使用不同质量的钢球进行实验，控制不同钢球到达水平面时的速度相同，即控制不同钢球从同一斜面同一高度由
26、静止释放，比较木块B被撞得距离远近。动能大小与物体的运动速度和质量有关，运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。11.（2020镇江）“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图1所示将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至木板上后与木块碰撞通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法，得到了图2虚线框内的四个实验场景(1)为探究小车动能与质量的关系，应选用场景和_（选填“”“”或“”）进行实验；选用场景和进行实验时，可探究小车动能与_的关系(2)在实验中，小车动能越大，发生碰撞时对木块所做的功就越_，木块被碰撞后在木板上_(3)若将场景和中的木块均移走，利用这两个场景
27、可探究_对物体运动的影响，为提高实验结论的准确性，还需再增加一次实验，为此，在场景的基础上，你所作的调整是_【答案】(1)；(2)速度；(3)大（或多）；(4)滑行的距离越长；(5)阻力（或摩擦力）；(6)在木板上铺设玻璃板（或毛巾）。【解析】(1)为探究小车动能与质量的关系，应控制小车滑下的高度相同、质量不同，故应选用场景和进行实验；选用场景和进行实验时，小车质量相同但滑下高度不同，即可探究小车动能与速度的关系。(2)在实验中通过木块被撞击后滑行的距离比较动能大小，即小车动能越大，发生碰撞时对木块所做的功就越大，木块被碰撞后在木板上滑行的距离越长(3)若将场景和中的木块均移走，利用这两个场景
28、可探究阻力或摩擦力对物体运动的影响，为提高实验结论的准确性，还需再增加不同接触面的实验数据，故在场景的基础上，在木板上铺设玻璃板或毛巾12（2020无锡）用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1m2m3，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越 ，比较a、b可知：物体重力势能的大小与物体的 有关；比较 可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。【答案】多；高度；a、c。【解析】（1）物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能就越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙坑越深，所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重力势能的大小，这用到了转换法；（2）由a、b两图可知，物体的质量m1m2，从不同高度落下，落下的位置越高，木桩被打得越深，物体的重力势能越大，说明重力势能与高度有关；比较a、c两图可知，物体的质量m1m3，物体从同一高度落下，质量越大，木桩被打得越深，说明重力势能与质量有关。故答案为：多；高度；a、c。
