資源簡介

3.2 機械能
目錄
模塊一 知己知彼 1
模塊二 知識掌握 2
知識點一、動能 2
知識點二、勢能 4
知識點三、動能和勢能的轉(zhuǎn)化 5
模塊三 鞏固提高 10
模塊一 知己知彼
學習目標 目標解讀
1.會識別動能、重力勢能和彈性勢能。 2.知道決定物體的動能、重力勢能和彈性勢能的因素并能判斷其變化。 3.初步學會用控制變量法探究物體動能、重力勢能和彈性勢能的大小的方法。 4.理解動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化。 5.描述機械能守恒的含義，能利用機械能守恒解釋簡單的現(xiàn)象。 解讀1:利用控制變量法、轉(zhuǎn)換法等探究動能大小跟質(zhì)量、速度的定性關(guān)系，重力勢能大小跟質(zhì)量、舉高高度的定性關(guān)系，彈性勢能大小跟彈性形變的定性關(guān)系，常見題型為實驗探究題，難度適中。 解讀2:舉例說出動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，能判斷機械能是否守恒并能解釋簡單的現(xiàn)象，常見題型為選擇題和填空題，難度較難。 解讀3:會分析彈簧彈性勢能與物體機械能之間的變化關(guān)系,常見題型為選擇題、解答題，難度較大。
模塊二 知識掌握
知識點一、動能
（一）動能的概念
物體由于運動而具有的能量叫做 。一切做機械運動的物體都具有動能。例如:飛翔的小鳥、行走的人、行駛的汽車、流動的水和空氣等，都具有動能。
（二）探究影響動能大小的因素
(1)提出問題:動能的大小與哪些因素有關(guān)
(2)猜想與假設(shè):物體動能大，表示物體由于運動而具有的能量大，
所以動能可能與物體的 有關(guān)，還可能與 有關(guān)。
(3)設(shè)計實驗與制訂計劃:讓小車從斜面上滑下，碰到一個木塊上，推動木塊做功。在同樣的水平面上，通過木塊被推動的距離大小，判斷出小車動能的大小。
①探究動能大小與速度的關(guān)系:讓同一小車從不同高度滑下，看哪次木塊被推得遠
②探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系:換用質(zhì)量不同小車，讓它們從同一高度滑下，看哪個小車把木塊推得遠
(4)進行實驗與收集證據(jù):
①同一小車從不同高度滑下，小車碰撞木塊時的速度不同。高度越高，小車滑下時速度越大，木塊被推得越遠，說明 。
②不同小車從同一高度滑下，小車碰撞木塊時的速度相同。質(zhì)量大的小車將木塊推得遠，說明 。
(5)實驗結(jié)論:物體動能的大小與物體的質(zhì)量和運動速度有關(guān)。質(zhì)量相同的物體，運動的速度越大，它的動能 ；運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能也 。
（三）在探究和理解動能大小與哪些因素有關(guān)時，應(yīng)注意以下兩點
(1)因動能的大小與物體的質(zhì)量、運動的速度兩個因素有關(guān)，所以要用 的方法進行實驗。
(2)一切運動的物體都具有動能，物體的動能由物體的質(zhì)量和其速度的大小共同決定，在比較物體的動能大小或分析物體動能大小的變化時，要同時考慮到物體的質(zhì)量和物體的速度兩個因素，不能只考慮其中的一個方面。例如:一顆子彈的速度大于火車的速度，并不能說明子彈的動能就一定比火車的動能大，因為子彈的質(zhì)量比火車的質(zhì)量小得多；也不能因為火車的質(zhì)量比子彈的質(zhì)量大得多，就認為火車的動能就一定比子彈的動能大，因為火車的速度比子彈小得多。
【能力拓展】
①任何物體都有質(zhì)量，無論固體、液體還是氣體，只要它是 的，它就具有動能。
②本實驗主要運用了 (控制物體的質(zhì)量或物體的速度相同)和 (根據(jù)小車將木塊推動的距離遠近來判斷小車具有的動能大小)。
（2023 上城區(qū)一模）灑水車在清潔龍港市街道衛(wèi)生環(huán)境中起到了很重要的作用，灑水車在水平路面上進行酒水作業(yè)時保持勻速行駛，則灑水車發(fā)動機的牽引力如何改變，灑水車的動能將如何改變（　?。?br/>A．牽引力不變，動能不變 B．牽引力減小，動能減小
C．牽引力減小，動能不變 D．牽引力不變，動能減小
（2022秋 永康市期末）“跳遠”是一項常見的體育運動。運動員在比賽中都是先助跑一段距離后才起跳，這樣做是為了（　　）
A．增大運動員的慣性 B．減小運動員的機械能
C．減小運動員的勢能 D．增大運動員的動能
（2023春 濱江區(qū)校級月考）如圖1，大小相同的水平拉力F分別拉著物體M、N在甲、乙兩個水平地面上以相同速度做勻速直線運動，乙地面比甲地面更粗糙。M的動能隨時間變化如圖3。
（1）物體M受到的摩擦力 物體N受到的摩擦力，物體M的質(zhì)量 物體N的質(zhì)量（以上兩空選填“大于”、“等于”或“小于”）。
（2）請在圖2中大致畫出此過程N的動能隨時間變化的圖像。
知識點二、勢能
（一）重力勢能
(1)定義:物體由于被舉高而具有的能量叫做 。
判斷一個物體是否具有重力勢能，關(guān)鍵是看此物體相對某一個平面有沒有被舉高，即相對此平面有沒有一定的高度。 若有，則物體具有重力勢能；若沒有，則物體不具有重力勢能。
(2)探究影響重力勢能大小的因素的實驗
實驗原理 金屬小球的重力勢能由被金屬小球所撞出的沙坑的深度和大小來表示，撞出的沙坑越深越大，表明金屬小球的重力勢能越大
實驗過程 a.探究重力勢能與高度的關(guān)系:從不同高度自由釋放同一金屬小球，觀察并記錄金屬小球所撞出沙坑的深度和大小； b.探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系:從同一高度自由釋放質(zhì)量不同的金屬小球，觀察并記錄金屬小球所撞出沙坑的深度和大小
實驗現(xiàn)象 a.同一個金屬小球，下落高度越高，金屬小球所撞出的沙坑越深越大； b.下落相同的高度，質(zhì)量越大的金屬小球撞出的沙坑越深越大
分析現(xiàn)象 得出結(jié)論 a.在質(zhì)量相同時，物體被舉得越高，它具有的重力勢能越大； b.物體被舉高的高度相同，物體的質(zhì)量越大，它具有的重力勢能就越大
(3)物體的重力勢能大小與物體的 和被舉高的 有關(guān)。物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，它具有的重力勢能就越大。
（二）彈性勢能
(1)定義:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量叫做 。例如，張開的弓、拉長的橡皮條、卷緊的鐘表發(fā)條、壓彎的桿等都是由于發(fā)生形生彈性形變而具有了彈性勢能。判斷一個物體是否具有彈性勢能，關(guān)鍵是看物體是否發(fā)生了彈性形變，若物體發(fā)生了彈性形變，則此物體具有彈性勢能。
(2)影響彈性勢能大小的因素:彈性勢能的大小與物體 有關(guān)。物體的彈性形變越大，彈性勢能就越大。例如，射箭時手拉弓弦使弓的彈性形變越大，彈性勢能就越大，箭就射得越遠。同樣，機械表內(nèi)發(fā)條卷得越緊，彈性形變越大，彈性勢能就越大，機械表走動的時間就越長。
【能力拓展】
在沒有特別指明的情況下，“高度”一般是相對于地面而言的，在初中階段通常認為地面上的物體具有的重力勢能為零。
彈性勢能說明：
(1)不是所有發(fā)生形變的物體都具有彈性勢能，如橡皮泥發(fā)生形變就不具有彈性勢能，因為它發(fā)生形變后不能恢復原狀，屬于塑性形變。具有彈性的物體也不一定具有彈性勢能，若彈簧被拉伸，超出彈性限度，不能恢復原狀，此時彈簧就不具有彈性勢能。
(2)要判斷物體的彈性勢能是否發(fā)生了變化，關(guān)鍵是要看此物體的形變程度有沒有發(fā)生改變。若物體的形變程度變大，則物體的彈性勢長能變大；若物體的形變程度變小，則物體的彈性勢能變小。
（2021秋 長興縣期中）2021年3月1日，最新刑法修正案生效，“高空拋物”正式入刑。高空拋物存在巨大的安全隱患，因為高處的物體具有較大的（　?。?br/>A．重力 B．動能 C．重力勢能 D．彈性勢能
（2020春 江北區(qū)月考）在下列情況中，物體既具有動能又具有勢能的是（　?。?br/>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．拉長的橡皮條
知識點三、動能和勢能的轉(zhuǎn)化
（一）動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化
動能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，一般發(fā)生在重力作用下的運動過程中。
(1)擺錘的擺動:在擺錘向下擺動的過程中，高度越來越低，速度越來越大，重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能:在擺錘擺過中點向上擺動的過程中，高度越來越高，速度越來越小，重力勢能增大，動能減小，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。
(2)滾擺的運動:在滾擺下降的過程中，高度越光越低，速度越來越大，重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；在滾擺上升的過程中，高度越來越高，速度越來越小，重力勢能增大，動能減小，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。
(3)高處滾下的小球:小球在最高點運動速度是零，不具有動能，只具有重力勢能； 到最低點只具有動能；之間既有動能又有重力勢能。最高點開始小球在滾動過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；最低點開始動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。
（二）動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化
一個木球從高處滾下來，撞擊到彈簧片上。
研究的過程 球的速度 動能 彈簧片形變程度 彈性勢能 能的轉(zhuǎn)化
木球壓彎彈簧片 不斷減小直至為零 不斷減小直至為零 由小變大 不斷增大 動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能
彈簧片把木球彈回 由零不斷增大 由零不斷增大 由大變小 不斷減小，直至為零 彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能
（三）機械能守恒
動能和勢能之和稱為機械能。物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中，如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化,機械能的總量就保持不變，即機械能守恒。
（四）動能和勢能轉(zhuǎn)化的應(yīng)用
動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化有著廣泛的應(yīng)用。如撐桿跳高運動員起跳后，身體不斷上升，撐竿劇烈彎曲，動能轉(zhuǎn)化為運動員的重力勢能和撐竿的彈性勢能。當上升到一定高度時，動能變得很小。此后，撐竿的彈性勢能將逐漸轉(zhuǎn)化為運動員的重力勢能。水力發(fā)電站是利用水的勢能轉(zhuǎn)化為水的動能，再轉(zhuǎn)化為葉輪的動能，進而帶動發(fā)電機發(fā)電的。
【能力拓展】
正確分析動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，可分以下幾步進行:
(1)明確研究對象和所要研究的過程。
(2)物體在起始位置所具有的動能、勢能。
(3)在運動過程中，物體的位置、形狀、速度是否發(fā)生變化，如何變化，物體的重力勢能、彈性勢能、動能是否變化。
(4)得出結(jié)論:減小的一種形式的能必定轉(zhuǎn)化為增大的另一種形式的能。
（2023 湖州模擬）如圖是物體在空中飛行過程中動能Ek隨時間t變化的曲線，運動的物體可能是（　?。?br/>A．由靜止下落的乒乓球
B．豎直向上墊起的排球
C．離開腳后在地上滾動的足球
D．從肩上斜向上投擲出去的鉛球
（2023 龍灣區(qū)模擬）撐桿跳高時，運動員先加速助跑，起跳后，他的身體不斷上升，撐桿劇烈彎曲，促使運動員繼續(xù)上升，最后，撐桿離手，運動員越過橫桿下落。若整個過程中不考慮空氣阻力、人和撐桿之間的摩擦產(chǎn)生的能量損耗，從開始助跑到落地前，下列有關(guān)能量隨時間變化正確的是（　?。?br/>A． B．
C． D．
（2023春 余杭區(qū)月考）如圖所示為某市輕軌車站的設(shè)計方案，與站臺連接的軌道有一個小坡度，這樣能有效地提高能量的利用率，對此，下面有關(guān)說法正確的是（　?。?br/>A．列車進站過程動能減小，勢能減小
B．列車進站過程動能增大，勢能增大
C．列車出站過程動能減小，勢能增大
D．列車出站過程動能增大，勢能減小
（2022秋 鄞州區(qū)期末）跳遠運動的幾個階段如圖所示，則運動員（　?。?br/>A．在助跑階段，動能保持不變
B．在起跳時，機械能最小
C．在最高點時，動能最大
D．從起跳到最高點的過程中，部分動能轉(zhuǎn)化為重力勢能
（2022秋 鄞州區(qū)期末）如圖所示，粗糙的弧形軌道豎直固定于水平面，一小球由A點以度v沿軌道滾下，依次經(jīng)過等高的A點和C點。下列關(guān)于小球滾動過程的分析正確的是（　?。?br/>A．小球在B點的動能大于C點動能
B．小球在B點的機械能等于C點的機械能
C．小球不可能到達D點，因為軌道是粗糙的
D．小球從A點到B點的過程中，減少的重力勢能都轉(zhuǎn)化為球的動能
（2023 杭州三模）如圖所示，完全相同的兩個小球A、B分別與輕質(zhì)細線和輕質(zhì)彈簧連接，將兩球拉高使細線與彈簧在同一水平方向上，且彈簧長度小于細線長度。由靜止釋放后，兩球運動到最低點時在同一水平面上（不計空氣阻力）vA vB （填“＞”“＜”或“＝”），你判斷的理由是：
（2023 余杭區(qū)二模）如圖甲所示，在一個罐子的蓋和底各開兩個小洞，將小鐵塊用細繩綁在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋兩端穿過小洞用竹簽固定，如圖乙為其截面圖。做好后如圖丙所示，將該罐子從斜面A點由靜止釋放，滾到水平面D點停止，然后返回，自行滾上斜面的B點停止后又滾下斜面……如此往返，最后停在水平面上。橡皮筋在 點（選填字母）的彈性勢能最大；若罐內(nèi)沒有橡皮筋和小鐵塊，罐子 （選填“可能”或“不能”）返回滾上斜面；第一次返回斜面，向上滾動的過程中，罐子整體在C點時的機械能 （選填“大于”、“小于”或“等于”）在B點時的機械能。
（2022秋 瑞安市校級期末）圖甲是小科所做的課外興趣實驗，他將小球從同一個位置以相同速度拋出，不斷改變發(fā)射角度θ，發(fā)現(xiàn)發(fā)射角度θ越大，小球上升的最高高度越高。忽略空氣阻力，請在乙圖中畫出小球到達最高處的速度與發(fā)射角度θ的大致變化曲線，并結(jié)合所學知識進行分析。
模塊三 鞏固提高
（2023 越城區(qū)模擬）共享單車為廣大市民提供了“低碳環(huán)?！钡某鲂蟹绞健Ｏ铝嘘P(guān)于自行車結(jié)構(gòu)及使用中，正確的是（　?。?br/>A．自行車勻速轉(zhuǎn)彎時受到平衡力的作用
B．增大座墊面積能減小坐墊對人的壓強
C．自行車勻速下坡過程中自行車機械能守恒
D．把手的花紋是為了增大接觸面積，從而增大摩擦力
（2023 龍灣區(qū)二模）某跳傘運動員從飛機上跳下，一段時間后打開降落傘，最后安全著地。跳傘過程中下降的速度與時間的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是（　?。?br/>A．OA段：動能增大 B．AB段：勢能不變
C．BC段：動能不變 D．CD段：機械能不變
（2023春 義烏市期中）強大的國防力量，捍衛(wèi)著我國主權(quán)和領(lǐng)土，也保障著我國人民安居樂業(yè)。如圖所示是我國高超音速導彈“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。下列說法正確的是（　?。?br/>A．導彈運動到 b 點時，不受重力作用
B．導彈飛出大氣層后，仍受到慣性作用
C．導彈從 a 點運動至 b 點，重力勢能不變
D．從起飛點到攻擊點的過程中，導彈的運動狀態(tài)發(fā)生改變
（2023 杭州二模）如圖甲是某運動員正在做蹦極運動。如圖乙所示，運動員從高處O點開始下落，OA段的長度是彈性繩的自由長度，在B點時他所受彈性繩彈力恰好等于其重力，C點是第一次下落到達的最低點。運動員所受彈性繩彈力F的大小隨時間t變化的情況如圖丙所示（蹦極過程視為豎直方向的運動）。下列判斷正確的是（　?。?br/>A．t0時刻運動員正好在B點位置
B．運動員重力大小等于F0
C．從O點到B點過程中運動員動能增大
D．蹦極的整個過程，運動員的機械能保持不變
（2023 溫州）如圖是滾擺完成一次下降和上升的示意圖。該過程中，滾擺處于甲、乙位置時（　?。?br/>A．重力勢能不同，動能相同
B．重力勢能不同，動能不同
C．重力勢能相同，動能相同
D．重力勢能相同，動能不同
（2023 鎮(zhèn)海區(qū)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Ek隨運動距離s變化的關(guān)系圖象可能是（　　）
A． B．
C． D．
（2023 杭州）小金將小球豎直向上拋出，小球先上升后下落，不計空氣阻力。小球從離開手后到落回手中之前，此過程中能量變化的分析，正確的是（　?。?br/>A．動能先增大后減小 B．勢能先減小后增大
C．機械能先減小后增大 D．機械能保持不變
（2023 瑞安市模擬）乒乓球發(fā)球機在同一高度以相同的初速度朝不同方向分別發(fā)出a、b、c三個球，若不計空氣阻力，則落到水平桌面時三者的速度大小關(guān)系是（　　）
A．va＞vb＞vc B．va＜vb＜vc C．va＞vc＞vb D．va＝vb＝vc
（2023 西湖區(qū)模擬）一中間有孔的木塊套有光滑桿，用手將該木塊按壓至距桌面H0處（如圖甲），松手后，木塊將上升到最大高度H（如圖乙）。若摩擦忽略不計，則木塊上升過程中（　?。?br/>A．彈簧的彈性勢能逐漸增大
B．彈簧的彈性勢能先增大后不變
C．木塊的機械能逐漸增大
D．木塊的機械能先增大后不變
（2023 蕭山區(qū)校級二模）過山車是杭州樂園里一項刺激有趣的項目。過山車會由機械將車體送至左側(cè)高臺上，推出高臺后便不再提供動力，下列過山車模型中，一定無法到達右邊平臺的是（　　）
A． B．
C． D．
（2023 濱江區(qū)二模）蹦床是集藝術(shù)性和競技性于一身的運動，深受廣大青少年喜愛。蹦床公園應(yīng)運而生，圖甲為蹦床運動的簡化示意圖，O點是小濱由靜止開始自由落下的起始位置，C點是小濱到達的最低點。從高處開始下落到彈回的整個過程中，他的運動速度隨時間變化的圖象如圖乙所示（速度為負值，表示運動方向向上。整個過程忽略空氣阻力）。
（1）從O點下落到A點的過程中，小濱的機械能 （填“增大”“減小”“不變”“先增大后減小”或“先減小后增大”，下同），從A點下落到C點的過程中，蹦床的彈性勢能 。
（2）小濱下落過程中動能增大的時間段為 。（用圖乙中的0、t1—t6表示）
（2023 淳安縣一模）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，b是彈簧原長時小球的位置，c是小球到達最右端的位置。（整個過程中忽略空氣阻力）
（1）從a運動到b的過程中小球的機械能 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。
（2）從b到c的過程中，小球的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的 。
（3）小球從a運動到c的過程中，在 （選填“a”、“b”或“c”）位置速度最大。
（2023 玉環(huán)市二模）高臺躍下，天際中滑翔出一道優(yōu)美曲線一跳臺滑雪，一項勇敢者的運動。這項運動中滑雪賽道的設(shè)置和運動員的技術(shù)動作、飛行姿勢會影響滑雪速度和落點距離。

資料1：滑雪賽道的設(shè)置
賽道分為出發(fā)點、助滑坡、起跳點和著陸坡等幾個區(qū)域，其中出發(fā)點和起跳點存在44米的高度差：賽道表面覆蓋雪的厚度需達到6—8米。雪內(nèi)有很多小孔，小孔內(nèi)充滿空氣?；r，踏著滑雪板的人和滑雪板壓在雪上時，雪內(nèi)的空氣就會被逼出。
資料2：滑雪運動員技術(shù)動作和飛行姿勢
滑雪過程中，運動員通過助滑坡到達起跳點后，在起跳的瞬間用力一蹬伸展身體，調(diào)整好姿勢在空中飛行，飛行至頂端時身體與滑板構(gòu)成上表面凸起的流線型。結(jié)合上述信息并運用所學知識，對滑雪賽道的設(shè)置以及運動員的技術(shù)動作和飛行姿勢會影響滑雪速度和落點距離的原因作出合理解釋。3.2 機械能
目錄
模塊一 知己知彼 1
模塊二 知識掌握 2
知識點一、動能 2
知識點二、勢能 4
知識點三、動能和勢能的轉(zhuǎn)化 6
模塊三 鞏固提高 13
模塊一 知己知彼
學習目標 目標解讀
1.會識別動能、重力勢能和彈性勢能。 2.知道決定物體的動能、重力勢能和彈性勢能的因素并能判斷其變化。 3.初步學會用控制變量法探究物體動能、重力勢能和彈性勢能的大小的方法。 4.理解動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化。 5.描述機械能守恒的含義，能利用機械能守恒解釋簡單的現(xiàn)象。 解讀1:利用控制變量法、轉(zhuǎn)換法等探究動能大小跟質(zhì)量、速度的定性關(guān)系，重力勢能大小跟質(zhì)量、舉高高度的定性關(guān)系，彈性勢能大小跟彈性形變的定性關(guān)系，常見題型為實驗探究題，難度適中。 解讀2:舉例說出動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，能判斷機械能是否守恒并能解釋簡單的現(xiàn)象，常見題型為選擇題和填空題，難度較難。 解讀3:會分析彈簧彈性勢能與物體機械能之間的變化關(guān)系,常見題型為選擇題、解答題，難度較大。
模塊二 知識掌握
知識點一、動能
（一）動能的概念
物體由于運動而具有的能量叫做動能。一切做機械運動的物體都具有動能。例如:飛翔的小鳥、行走的人、行駛的汽車、流動的水和空氣等，都具有動能。
（二）探究影響動能大小的因素
(1)提出問題:動能的大小與哪些因素有關(guān)
(2)猜想與假設(shè):物體動能大，表示物體由于運動而具有的能量大，所以動能可能與物體的運動速度有關(guān)，還可能與物體的質(zhì)量有關(guān)。
(3)設(shè)計實驗與制訂計劃:讓小車從斜面上滑下，碰到一個木塊上，推動木塊做功。在同樣的水平面上，通過木塊被推動的距離大小，判斷出小車動能的大小。
①探究動能大小與速度的關(guān)系:讓同一小車從不同高度滑下，看哪次木塊被推得遠
②探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系:換用質(zhì)量不同小車，讓它們從同一高度滑下，看哪個小車把木塊推得遠
(4)進行實驗與收集證據(jù):
①同一小車從不同高度滑下，小車碰撞木塊時的速度不同。高度越高，小車滑下時速度越大，木塊被推得越遠，說明物體動能的大小與物體的速度有關(guān)。
②不同小車從同一高度滑下，小車碰撞木塊時的速度相同。質(zhì)量大的小車將木塊推得遠，說明物體動能的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)。
(5)實驗結(jié)論:物體動能的大小與物體的質(zhì)量和運動速度有關(guān)。質(zhì)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(zhì)量越大，它的動能也越大。
（三）在探究和理解動能大小與哪些因素有關(guān)時，應(yīng)注意以下兩點
(1)因動能的大小與物體的質(zhì)量、運動的速度兩個因素有關(guān)，所以要用控制變量的方法進行實驗。
(2)一切運動的物體都具有動能，物體的動能由物體的質(zhì)量和其速度的大小共同決定，在比較物體的動能大小或分析物體動能大小的變化時，要同時考慮到物體的質(zhì)量和物體的速度兩個因素，不能只考慮其中的一個方面。例如:一顆子彈的速度大于火車的速度，并不能說明子彈的動能就一定比火車的動能大，因為子彈的質(zhì)量比火車的質(zhì)量小得多；也不能因為火車的質(zhì)量比子彈的質(zhì)量大得多，就認為火車的動能就一定比子彈的動能大，因為火車的速度比子彈小得多。
【能力拓展】
①任何物體都有質(zhì)量，無論固體、液體還是氣體，只要它是運動的，它就具有動能。
②本實驗主要運用了控制變量法(控制物體的質(zhì)量或物體的速度相同)和轉(zhuǎn)換法(根據(jù)小車將木塊推動的距離遠近來判斷小車具有的動能大小)。
（2023 上城區(qū)一模）灑水車在清潔龍港市街道衛(wèi)生環(huán)境中起到了很重要的作用，灑水車在水平路面上進行酒水作業(yè)時保持勻速行駛，則灑水車發(fā)動機的牽引力如何改變，灑水車的動能將如何改變（　?。?br/>A．牽引力不變，動能不變 B．牽引力減小，動能減小
C．牽引力減小，動能不變 D．牽引力不變，動能減小
【解答】解：當灑水車工作時，自身重力不斷減小，對地面的壓力不斷減小，那么它受到的摩擦力不斷減小。當它做勻速直線運動時，牽引力和摩擦力相互平衡，因此牽引力減??；灑水的過程中，速度不變，質(zhì)量減小，因此動能減?。还蔅正確。
故選：B。
（2022秋 永康市期末）“跳遠”是一項常見的體育運動。運動員在比賽中都是先助跑一段距離后才起跳，這樣做是為了（　?。?br/>A．增大運動員的慣性 B．減小運動員的機械能
C．減小運動員的勢能 D．增大運動員的動能
【解答】解：運動員在比賽中都是先助跑一段距離后才起跳，這是為了利用人的慣性，可提高成績，但由于人的質(zhì)量不變，所以慣性不變；提高了運動員的速度，可增大運動員的動能。
故選：D。
（2023春 濱江區(qū)校級月考）如圖1，大小相同的水平拉力F分別拉著物體M、N在甲、乙兩個水平地面上以相同速度做勻速直線運動，乙地面比甲地面更粗糙。M的動能隨時間變化如圖3。
（1）物體M受到的摩擦力 　等于　物體N受到的摩擦力，物體M的質(zhì)量 　大于　物體N的質(zhì)量（以上兩空選填“大于”、“等于”或“小于”）。
（2）請在圖2中大致畫出此過程N的動能隨時間變化的圖像。
【解答】解：（1）已知大小相同的水平拉力F分別拉著物體M、N在不同的水平地面上做勻速直線運動，則物體在水平方向上受到的拉力和滑動摩擦力是一對平衡力，大小相等，可知物體M受到的摩擦力等于物體N受到的摩擦力，又乙地面比甲地面更粗糙，則物體M的質(zhì)量大于物體N的質(zhì)量；
（2）物體M與物體N的速度大小相等，而物體M的質(zhì)量大于物體N的質(zhì)量，所以物體M的動能大于物體N的動能，N的動能隨時間變化的圖像如圖所示：
故答案為：（1）等于；大于；（2）見解答圖。
知識點二、勢能
（一）重力勢能
(1)定義:物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能。
判斷一個物體是否具有重力勢能，關(guān)鍵是看此物體相對某一個平面有沒有被舉高，即相對此平面有沒有一定的高度。 若有，則物體具有重力勢能；若沒有，則物體不具有重力勢能。
(2)探究影響重力勢能大小的因素的實驗
實驗原理 金屬小球的重力勢能由被金屬小球所撞出的沙坑的深度和大小來表示，撞出的沙坑越深越大，表明金屬小球的重力勢能越大
實驗過程 a.探究重力勢能與高度的關(guān)系:從不同高度自由釋放同一金屬小球，觀察并記錄金屬小球所撞出沙坑的深度和大小； b.探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系:從同一高度自由釋放質(zhì)量不同的金屬小球，觀察并記錄金屬小球所撞出沙坑的深度和大小
實驗現(xiàn)象 a.同一個金屬小球，下落高度越高，金屬小球所撞出的沙坑越深越大； b.下落相同的高度，質(zhì)量越大的金屬小球撞出的沙坑越深越大
分析現(xiàn)象 得出結(jié)論 a.在質(zhì)量相同時，物體被舉得越高，它具有的重力勢能越大； b.物體被舉高的高度相同，物體的質(zhì)量越大，它具有的重力勢能就越大
(3)物體的重力勢能大小與物體的質(zhì)量和被舉高的高度有關(guān)。物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，它具有的重力勢能就越大。
（二）彈性勢能
(1)定義:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能。例如，張開的弓、拉長的橡皮條、卷緊的鐘表發(fā)條、壓彎的桿等都是由于發(fā)生形生彈性形變而具有了彈性勢能。判斷一個物體是否具有彈性勢能，關(guān)鍵是看物體是否發(fā)生了彈性形變，若物體發(fā)生了彈性形變，則此物體具有彈性勢能。
(2)影響彈性勢能大小的因素:彈性勢能的大小與物體彈性形變的大小有關(guān)。物體的彈性形變越大，彈性勢能就越大。例如，射箭時手拉弓弦使弓的彈性形變越大，彈性勢能就越大，箭就射得越遠。同樣，機械表內(nèi)發(fā)條卷得越緊，彈性形變越大，彈性勢能就越大，機械表走動的時間就越長。
【能力拓展】
在沒有特別指明的情況下，“高度”一般是相對于地面而言的，在初中階段通常認為地面上的物體具有的重力勢能為零。
彈性勢能說明：
(1)不是所有發(fā)生形變的物體都具有彈性勢能，如橡皮泥發(fā)生形變就不具有彈性勢能，因為它發(fā)生形變后不能恢復原狀，屬于塑性形變。具有彈性的物體也不一定具有彈性勢能，若彈簧被拉伸，超出彈性限度，不能恢復原狀，此時彈簧就不具有彈性勢能。
(2)要判斷物體的彈性勢能是否發(fā)生了變化，關(guān)鍵是要看此物體的形變程度有沒有發(fā)生改變。若物體的形變程度變大，則物體的彈性勢長能變大；若物體的形變程度變小，則物體的彈性勢能變小。
（2021秋 長興縣期中）2021年3月1日，最新刑法修正案生效，“高空拋物”正式入刑。高空拋物存在巨大的安全隱患，因為高處的物體具有較大的（　?。?br/>A．重力 B．動能 C．重力勢能 D．彈性勢能
【解答】解：由題意可知，高空拋物現(xiàn)象之所以存在巨大的安全隱患，是因為物體被舉高后具有了重力勢能，而且物體的質(zhì)量越大、高度越高，重力勢能越大，因此高空拋物會造成很大的危害。
故選：C。
（2020春 江北區(qū)月考）在下列情況中，物體既具有動能又具有勢能的是（　?。?br/>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．拉長的橡皮條
【解答】解：A、海上航行的輪船，只具有動能，故該選項不符合題意；
B、空中飛行的子彈，既具有動能又具有重力勢能，故該選項符合題意；
C、吊在天花板上的電燈，只具有重力勢能，故該選項不符合題意；
D、拉開的弓，具有彈性勢能，故該選項不符合題意。
故選：B。
知識點三、動能和勢能的轉(zhuǎn)化
（一）動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化
動能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，一般發(fā)生在重力作用下的運動過程中。
(1)擺錘的擺動:在擺錘向下擺動的過程中，高度越來越低，速度越來越大，重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能:在擺錘擺過中點向上擺動的過程中，高度越來越高，速度越來越小，重力勢能增大，動能減小，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。
(2)滾擺的運動:在滾擺下降的過程中，高度越光越低，速度越來越大，重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；在滾擺上升的過程中，高度越來越高，速度越來越小，重力勢能增大，動能減小，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。
(3)高處滾下的小球:小球在最高點運動速度是零，不具有動能，只具有重力勢能； 到最低點只具有動能；之間既有動能又有重力勢能。最高點開始小球在滾動過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；最低點開始動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。
（二）動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化
一個木球從高處滾下來，撞擊到彈簧片上。
研究的過程 球的速度 動能 彈簧片形變程度 彈性勢能 能的轉(zhuǎn)化
木球壓彎彈簧片 不斷減小直至為零 不斷減小直至為零 由小變大 不斷增大 動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能
彈簧片把木球彈回 由零不斷增大 由零不斷增大 由大變小 不斷減小，直至為零 彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能
（三）機械能守恒
動能和勢能之和稱為機械能。物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中，如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化,機械能的總量就保持不變，即機械能守恒。
（四）動能和勢能轉(zhuǎn)化的應(yīng)用
動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化有著廣泛的應(yīng)用。如撐桿跳高運動員起跳后，身體不斷上升，撐竿劇烈彎曲，動能轉(zhuǎn)化為運動員的重力勢能和撐竿的彈性勢能。當上升到一定高度時，動能變得很小。此后，撐竿的彈性勢能將逐漸轉(zhuǎn)化為運動員的重力勢能。水力發(fā)電站是利用水的勢能轉(zhuǎn)化為水的動能，再轉(zhuǎn)化為葉輪的動能，進而帶動發(fā)電機發(fā)電的。
【能力拓展】
正確分析動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，可分以下幾步進行:
(1)明確研究對象和所要研究的過程。
(2)物體在起始位置所具有的動能、勢能。
(3)在運動過程中，物體的位置、形狀、速度是否發(fā)生變化，如何變化，物體的重力勢能、彈性勢能、動能是否變化。
(4)得出結(jié)論:減小的一種形式的能必定轉(zhuǎn)化為增大的另一種形式的能。
（2023 湖州模擬）如圖是物體在空中飛行過程中動能Ek隨時間t變化的曲線，運動的物體可能是（　　）
A．由靜止下落的乒乓球
B．豎直向上墊起的排球
C．離開腳后在地上滾動的足球
D．從肩上斜向上投擲出去的鉛球
【解答】解：分析圖象可知，動能先減小再增大。
A、由靜止下落的乒乓球質(zhì)量不變，速度不斷變大，故其動能始終在增大，故A不合題意；
B、豎直向上墊起的排球，排球質(zhì)量不變，速度先減小后增大，所以動能先減小后增大，但排球運動到最高點時速度為0，動能為0，故B不合題意；
C、離開腳后在地上滾動的足球，足球滾動的越來越慢，動能越來越小，故C不合題意；
D、斜向上投擲出去的鉛球在整個飛行過程中，質(zhì)量不變，一直在運動，動能不為零（處于最高點時豎直方向速度為0，但水平方向仍然有速度，因此動能不為0）。
從出手到最高點過程中速度減小，此過程動能減?。辉谙侣涞倪^程中，速度不斷增大，到達地面最大，此過程動能增大。整個過程動能先減小再增大。故D符合題意；
故選：D。
（2023 龍灣區(qū)模擬）撐桿跳高時，運動員先加速助跑，起跳后，他的身體不斷上升，撐桿劇烈彎曲，促使運動員繼續(xù)上升，最后，撐桿離手，運動員越過橫桿下落。若整個過程中不考慮空氣阻力、人和撐桿之間的摩擦產(chǎn)生的能量損耗，從開始助跑到落地前，下列有關(guān)能量隨時間變化正確的是（　?。?br/>A． B．
C． D．
【解答】解：運動員先加速助跑，速度變大，質(zhì)量不變，動能先變大；質(zhì)量不變，高度不變，重力勢能不變；起跳后，他的身體不斷上升，質(zhì)量不變，速度變小，動能變小，高度變大，重力勢能變大，桿發(fā)生了彈性形變，人的機械能轉(zhuǎn)化為桿的彈性勢能，使得人的機械能減小，然后桿的彈性勢能轉(zhuǎn)化為人的機械能，人的機械能增大；到達最高點時，重力勢能最大，動能最小（但不為0）；下落過程中，質(zhì)量不變，速度變大，高度變小，動能變大，重力勢能變??；不考慮空氣阻力、人和撐桿之間的摩擦產(chǎn)生的能量損耗，從開始助跑到落地前，機械能先增大后不變；根據(jù)四個選項可知，C正確。
故選：C。
（2023春 余杭區(qū)月考）如圖所示為某市輕軌車站的設(shè)計方案，與站臺連接的軌道有一個小坡度，這樣能有效地提高能量的利用率，對此，下面有關(guān)說法正確的是（　　）
A．列車進站過程動能減小，勢能減小
B．列車進站過程動能增大，勢能增大
C．列車出站過程動能減小，勢能增大
D．列車出站過程動能增大，勢能減小
【解答】解：
由題意可知，列車進站時，是由低處向高處運動，高度增大，速度減小，列車的動能轉(zhuǎn)化成重力勢能；
列車出站時，是由高處向低處運動，高度減小，速度增大，重力勢能又轉(zhuǎn)化成了動能。
所以ABC錯誤，D正確。
故選：D。
（2022秋 鄞州區(qū)期末）跳遠運動的幾個階段如圖所示，則運動員（　?。?br/>A．在助跑階段，動能保持不變
B．在起跳時，機械能最小
C．在最高點時，動能最大
D．從起跳到最高點的過程中，部分動能轉(zhuǎn)化為重力勢能
【解答】解：A、在助跑階段，速度越來越快，所以動能不斷增大，故A錯誤；
B、在起跳時，人的速度達到最大，此時機械能最大，故B錯誤；
C、在最高點時，重力勢能最大，由于速度不是最快，所以動能不是最大，故C錯誤；
D、從起跳到最高點的過程中，速度減小，高度增加，部分動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故D正確。
故選：D。
（2022秋 鄞州區(qū)期末）如圖所示，粗糙的弧形軌道豎直固定于水平面，一小球由A點以度v沿軌道滾下，依次經(jīng)過等高的A點和C點。下列關(guān)于小球滾動過程的分析正確的是（　?。?br/>A．小球在B點的動能大于C點動能
B．小球在B點的機械能等于C點的機械能
C．小球不可能到達D點，因為軌道是粗糙的
D．小球從A點到B點的過程中，減少的重力勢能都轉(zhuǎn)化為球的動能
【解答】解：AB、弧形軌道是粗糙的，小球運動過程中要克服摩擦做功，整個過程中小球的機械能逐漸減小，所以小球在B點的機械能大于C點的機械能；A點和C點等高，小球的質(zhì)量不變，所以A點和C點的重力勢能相同，則A點的動能大于C點的動能，故A正確、B錯誤；
C、由于小球的機械能逐漸減小，但小球具有一定的初始動能，所以小球可能到達D點，故C錯誤；
D、小球從A點到B點的過程中，一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，減少的重力勢能沒有全部轉(zhuǎn)化為球的動能，故D錯誤。
故選：A。
（2023 杭州三模）如圖所示，完全相同的兩個小球A、B分別與輕質(zhì)細線和輕質(zhì)彈簧連接，將兩球拉高使細線與彈簧在同一水平方向上，且彈簧長度小于細線長度。由靜止釋放后，兩球運動到最低點時在同一水平面上（不計空氣阻力）vA?。尽B （填“＞”“＜”或“＝”），你判斷的理由是：　A和B的最終高度相同，當A球擺動到最低點時，它的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能；B球在下降的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和彈簧的彈性勢能，因此A球的動能大，速度大?！?br/>【解答】解：兩個小球質(zhì)量相同，且開始時處于同一高度，因此它們具有的重力勢能相等，也就是機械能相等。由題意可知，兩球下降的高度相等，則兩球的重力勢能減小量相等，即兩球損失的重力勢能相等。不計空氣阻力，當A球擺動到最低點時，它的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能，即動能等于原來的重力勢能；B球在下降的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和彈簧的彈性勢能，因此A球的動能大，由于A和B的質(zhì)量相同，所以A的速度大。
故答案為：＞；A和B的最終高度相同，當A球擺動到最低點時，它的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能；B球在下降的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和彈簧的彈性勢能，因此A球的動能大，速度大。
（2023 余杭區(qū)二模）如圖甲所示，在一個罐子的蓋和底各開兩個小洞，將小鐵塊用細繩綁在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋兩端穿過小洞用竹簽固定，如圖乙為其截面圖。做好后如圖丙所示，將該罐子從斜面A點由靜止釋放，滾到水平面D點停止，然后返回，自行滾上斜面的B點停止后又滾下斜面……如此往返，最后停在水平面上。橡皮筋在 　D　點（選填字母）的彈性勢能最大；若罐內(nèi)沒有橡皮筋和小鐵塊，罐子 　不能?。ㄟx填“可能”或“不能”）返回滾上斜面；第一次返回斜面，向上滾動的過程中，罐子整體在C點時的機械能 　大于?。ㄟx填“大于”、“小于”或“等于”）在B點時的機械能。
【解答】解：（1）罐子在整個運動過程中的質(zhì)量不變，在A點時的高度最高，重力勢能最大；罐子從A點運動到D點，橡皮筋發(fā)生了彈性形變，在D點時的形變程度最大，所以在D點的彈性勢能最大；
（2）若罐內(nèi)沒有橡皮筋和小鐵塊，罐子的重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和罐子的動能，罐子不具有彈性勢能，所以不會返回斜面；
（3）第一次返回斜面，向上滾動的過程中，由于一部分機械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能，所以罐子整體在C點時的機械能大于在B點時的機械能。
故答案為：D；不能；大于。
（2022秋 瑞安市校級期末）圖甲是小科所做的課外興趣實驗，他將小球從同一個位置以相同速度拋出，不斷改變發(fā)射角度θ，發(fā)現(xiàn)發(fā)射角度θ越大，小球上升的最高高度越高。忽略空氣阻力，請在乙圖中畫出小球到達最高處的速度與發(fā)射角度θ的大致變化曲線，并結(jié)合所學知識進行分析。
【解答】解：已知發(fā)射角度θ越大，小球上升的最高高度越高，小球在空氣中運動的過程中，忽略空氣阻力，小球的機械能是守恒的；小球上升的最高高度越高，小球的質(zhì)量不變，重力勢能越大，由于小球的機械能守恒，所以小球的動能越小，速度越小，由此可知，發(fā)射角度θ越大，小球到達最高處時的速度就越小，當角度為90°時，小球到達最高點的速度為0，小球到達最高處的速度與發(fā)射角度θ的大致變化曲線如下圖所示：
。
模塊三 鞏固提高
（2023 越城區(qū)模擬）共享單車為廣大市民提供了“低碳環(huán)?！钡某鲂蟹绞健Ｏ铝嘘P(guān)于自行車結(jié)構(gòu)及使用中，正確的是（　　）
A．自行車勻速轉(zhuǎn)彎時受到平衡力的作用
B．增大座墊面積能減小坐墊對人的壓強
C．自行車勻速下坡過程中自行車機械能守恒
D．把手的花紋是為了增大接觸面積，從而增大摩擦力
【解答】解：A、自行車轉(zhuǎn)彎時其運動方向發(fā)生了改變，不是平衡狀態(tài)，所以不是受到平衡力的作用，故A錯誤；
B、增大座墊面積可以在壓力一定時，減小坐墊對人的壓強，故B正確；
C、下坡時自行車克服地面的摩擦力做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，勻速下坡，動能不變，重力勢能減小，機械能減小，機械能不守恒，故C錯誤；
D、把手的花紋是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力，故D錯誤。
故選：B。
（2023 龍灣區(qū)二模）某跳傘運動員從飛機上跳下，一段時間后打開降落傘，最后安全著地。跳傘過程中下降的速度與時間的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是（　?。?br/>A．OA段：動能增大 B．AB段：勢能不變
C．BC段：動能不變 D．CD段：機械能不變
【解答】解：在整個過程中，運動員的質(zhì)量不變；根據(jù)圖示可知，OA段運動員的速度變大，所以動能增大；AB段速度不變，動能大小不變，但高度變低，重力勢能變??；BC段速度變小，動能變小；CD段的速度不變，動能不變，高度變小，重力勢能變小，所以機械能減小；
綜上所述，A正確。
故選：A。
（2023春 義烏市期中）強大的國防力量，捍衛(wèi)著我國主權(quán)和領(lǐng)土，也保障著我國人民安居樂業(yè)。如圖所示是我國高超音速導彈“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。下列說法正確的是（　?。?br/>A．導彈運動到 b 點時，不受重力作用
B．導彈飛出大氣層后，仍受到慣性作用
C．導彈從 a 點運動至 b 點，重力勢能不變
D．從起飛點到攻擊點的過程中，導彈的運動狀態(tài)發(fā)生改變
【解答】解：A、地球附近的物體都受重力，所以導彈運動到 b 點時仍受重力作用，故A錯誤；
B、導彈飛出大氣層后仍然有慣性，但慣性不是力，不能說受到慣性的作用，故B錯誤；
C、導彈從 a 點運動至 b 點，質(zhì)量不變，高度減小，導彈的重力勢能減小，故C錯誤；
D、導彈從起飛點到攻擊點的過程中，導彈的速度大小和運動方向不斷變化，所以運動狀態(tài)發(fā)生改變，故D正確。
故選：D。
（2023 杭州二模）如圖甲是某運動員正在做蹦極運動。如圖乙所示，運動員從高處O點開始下落，OA段的長度是彈性繩的自由長度，在B點時他所受彈性繩彈力恰好等于其重力，C點是第一次下落到達的最低點。運動員所受彈性繩彈力F的大小隨時間t變化的情況如圖丙所示（蹦極過程視為豎直方向的運動）。下列判斷正確的是（　?。?br/>A．t0時刻運動員正好在B點位置
B．運動員重力大小等于F0
C．從O點到B點過程中運動員動能增大
D．蹦極的整個過程，運動員的機械能保持不變
【解答】解：A、由圖可知，t0時刻的彈力最大，彈性繩形變程度最大，是C點位置，故A錯誤；
B、由圖知，最后繩的彈性勢能幾乎不變，說明此時運動員已經(jīng)靜止下來，此時拉力與重力平衡，由圖象知，彈力小于F0，則重力小于F0，故B錯誤；
C、運動員從O到A的過程中，質(zhì)量不變，高度變小，重力勢能變小，速度變大，動能變大；從A點到B點過程中，運動員受到的彈力小于重力，所以運動員向下做加速運動，速度變大，質(zhì)量不變，動能變大，故C正確；
D、從O到A，運動員向下運動，彈性繩沒有發(fā)生形變，運動員機械能不變；A到B的過程中，運動員的一部分機械能轉(zhuǎn)化為彈性勢能；最終靜止時，人的一部分機械能轉(zhuǎn)化為了彈性勢能，所以整個過程中運動員的機械能是變化的，故D錯誤。
故選：C。
（2023 溫州）如圖是滾擺完成一次下降和上升的示意圖。該過程中，滾擺處于甲、乙位置時（　?。?br/>A．重力勢能不同，動能相同
B．重力勢能不同，動能不同
C．重力勢能相同，動能相同
D．重力勢能相同，動能不同
【解答】解：整體過程中，滾擺的質(zhì)量不變，由圖可知，滾擺起點位置的高度大于滾擺上升的最高高度，由重力勢能影響因素可知，滾擺起點位置的重力勢能大于滾擺上升到最高位置的重力勢能，而這兩個位置時的速度為零，由動能影響因素可知，這兩個位置時的動能為零，而機械能等于重力勢能加動能，因此滾擺起點位置的機械能大于滾擺上升到最高位置的機械能，說明滾擺在運動的過程中機械能在不斷的減小，因此滾擺乙位置時的機械性能小于在甲位置時的機械能，由于甲、乙兩位置滾擺的高度相同，由重力勢能影響因素可知，滾擺在甲、乙兩位置時的重力勢能相等，因此滾擺在乙位置時的動能小于在甲位置時動能，即該過程中，滾擺處于甲、乙位置時重力勢能相同，動能不同，故D正確。
故選：D。
（2023 鎮(zhèn)海區(qū)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Ek隨運動距離s變化的關(guān)系圖象可能是（　?。?br/>A． B．
C． D．
【解答】解：橡皮筋長為l，小球從初始狀態(tài)下降至l過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，小球做加速運動，動能逐漸變大；
小球從l繼續(xù)下降至2l過程中，受到橡皮筋向上的拉力作用；當拉力小于重力時，合力向下，小球仍加速，動能仍然增大；當拉力大于重力時，合力向上，小球做減速運動，動能逐漸減小，最后變?yōu)榱悖?br/>對照選項中的圖象可知，只有D選項符合題意。
故選：D。
（2023 杭州）小金將小球豎直向上拋出，小球先上升后下落，不計空氣阻力。小球從離開手后到落回手中之前，此過程中能量變化的分析，正確的是（　?。?br/>A．動能先增大后減小 B．勢能先減小后增大
C．機械能先減小后增大 D．機械能保持不變
【解答】解：將小球豎直向上拋出，小球先上升后下落，上升的過程中，高度變大，速度變小，故重力勢能變大，動能變小；下落的過程中，重力勢能變小，動能變大；因不計空氣阻力，小球的機械能守恒。
故選：D。
（2023 瑞安市模擬）乒乓球發(fā)球機在同一高度以相同的初速度朝不同方向分別發(fā)出a、b、c三個球，若不計空氣阻力，則落到水平桌面時三者的速度大小關(guān)系是（　?。?br/>A．va＞vb＞vc B．va＜vb＜vc C．va＞vc＞vb D．va＝vb＝vc
【解答】解：乒乓球發(fā)球機在同一高度以相同的初速度朝不同方向分別發(fā)出a、b、c三個球，由于高度和速度都相同，則機械能是相同的；不計空氣阻力，三個小球的機械能是守恒的，所以三個小球到達桌面時的機械能相同，由于高度相同，重力勢能相同，則動能相同，速度相同。
故選：D。
（2023 西湖區(qū)模擬）一中間有孔的木塊套有光滑桿，用手將該木塊按壓至距桌面H0處（如圖甲），松手后，木塊將上升到最大高度H（如圖乙）。若摩擦忽略不計，則木塊上升過程中（　?。?br/>A．彈簧的彈性勢能逐漸增大
B．彈簧的彈性勢能先增大后不變
C．木塊的機械能逐漸增大
D．木塊的機械能先增大后不變
【解答】解：AB、在木塊上升的過程中，彈簧逐漸恢復原來形狀，即形變程度逐漸減小，因此彈性勢能逐漸減小，故AB錯誤；
CD．在彈簧恢復原來形狀的過程中，彈性勢能轉(zhuǎn)化為木塊的機械能，此時機械能逐漸增大。當彈簧恢復原來長度后，由于不計摩擦，因此木塊沒有機械能的損失，則它的機械能保持不變，故C錯誤、D正確。
故選：D。
（2023 蕭山區(qū)校級二模）過山車是杭州樂園里一項刺激有趣的項目。過山車會由機械將車體送至左側(cè)高臺上，推出高臺后便不再提供動力，下列過山車模型中，一定無法到達右邊平臺的是（　?。?br/>A． B．
C． D．
【解答】解：在過山車運動過程中，發(fā)生動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，下降時重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，上升時動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，不考慮摩擦和空氣阻力時，過山車的機械能守恒；在實際運行中由于摩擦和空氣阻力的存在，克服摩擦做功，部分機械能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，導致過山車的機械能逐漸減少；設(shè)左側(cè)平臺的高度為h0；
A、圖中過山車在出發(fā)點速度v0＝v，不考慮摩擦和空氣阻力時，過山車在運行過程中能夠達到的最大高度必超過h0，在圖中過山車整個運行過程中的任意一點的高度均小于h0，所以物體在整個運行過程中，動能不為零，速度均不為零，物體能夠順利到達右邊平臺；在實際運行中由于存在摩擦和空氣阻力，會有部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，導致運行過程中機械能持續(xù)減少，如果損失的機械能不多，則依然有可能過山車順利到達右邊平臺，故A錯誤；
B、圖中過山車在出發(fā)點速度為零，不考慮摩擦和空氣阻力時，過山車在運行過程中能夠達到的最大高度為h0，在圖中過山車整個運行過程中的任意一點的高度均小于h0，所以物體在整個運行過程中，動能不為零，速度均不為零，物體能夠順利到達右邊平臺；在實際運行中由于存在摩擦和空氣阻力，會有部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，導致運行過程中機械能持續(xù)減少，如果損失的機械能不多，則依然有可能過山車順利到達右邊平臺，故B錯誤；
C、圖中過山車在出發(fā)點速度v0＝v，不考慮摩擦和空氣阻力時，過山車在運行過程中能夠達到的最大高度大于h0，圖中過山車運行過程中的最高點超過h0，但只要過山車速度足夠大，過山車依然能夠通過最高點，到達右邊平臺；在實際運行中由于存在摩擦和空氣阻力，會有部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，導致運行過程中機械能持續(xù)減少，如果損失的機械能不多，則依然有可能過山車順利到達右邊平臺，故C錯誤；
D、圖中過山車在出發(fā)點速度為零，不考慮摩擦和空氣阻力時，過山車在運行過程中能夠達到的最大高度為h0，在圖中過山車運行過程中的最高點為h0，過山車到達最高點時的速度為零，由于慣性，過山車仍然能夠經(jīng)過最高點；在實際運行中由于存在摩擦和空氣阻力，會有部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，導致運行過程中機械能持續(xù)減少，則過山車在到達最高點之前速度已經(jīng)為零，過山車將不能通過最高點，一定無法到達右邊平臺，故D正確。
故選：D。
（2023 濱江區(qū)二模）蹦床是集藝術(shù)性和競技性于一身的運動，深受廣大青少年喜愛。蹦床公園應(yīng)運而生，圖甲為蹦床運動的簡化示意圖，O點是小濱由靜止開始自由落下的起始位置，C點是小濱到達的最低點。從高處開始下落到彈回的整個過程中，他的運動速度隨時間變化的圖象如圖乙所示（速度為負值，表示運動方向向上。整個過程忽略空氣阻力）。
（1）從O點下落到A點的過程中，小濱的機械能 　不變?。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”“不變”“先增大后減小”或“先減小后增大”，下同），從A點下落到C點的過程中，蹦床的彈性勢能 　變大　。
（2）小濱下落過程中動能增大的時間段為 　0～t2　。（用圖乙中的0、t1—t6表示）
【解答】解：（1）從O點下落到A點的過程中，小濱自由下落，其重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，由于不計空氣阻力，所以小濱的機械能不變；
A點到B點的過程中，重力大于蹦床對運動員彈力，因此速度越來越大，動能越來越大；經(jīng)過B點后，彈力大于重力，運動員做減速運動，動能減小，所以運動員的動能先增大后減?。粡腁到C，蹦床的彈性形變程度逐漸變大，彈性勢能逐漸變大；
（2）小濱的質(zhì)量一定，由圖乙知，小濱下落過程中，t2時刻小濱的運動速度最大，動能最大，小濱下落過程中動能增大的時間段為0～t2。
故答案為：（1）不變；變大；（2）0～t2。
（2023 淳安縣一模）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，b是彈簧原長時小球的位置，c是小球到達最右端的位置。（整個過程中忽略空氣阻力）
（1）從a運動到b的過程中小球的機械能 　變大　（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
（2）從b到c的過程中，小球的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的 　彈性勢能　。
（3）小球從a運動到c的過程中，在 　b?。ㄟx填“a”、“b”或“c”）位置速度最大。
【解答】解：（1）因為水平桿光滑，整個過程中忽略空氣阻力，所以小球在a點時水平方向上只受到彈簧向右的彈力，則小球由a向b運動時會加速運動，即到達b點時速度變大，質(zhì)量不變，動能變大；高度不變，重力勢能不變，機械能變大；
（2）b點是彈簧原長時小球的位置，彈性勢能為0，小球到達b點后由于慣性繼續(xù)向右運動，速度減小，動能變小，同時所以彈簧逐漸被拉伸，彈簧的彈性勢能逐漸增大，此時小球的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能；
（3）小球從a運動到c的過程中，在b位置速度最大。
故答案為：（1）變大；（2）彈性勢能；（3）b。
（2023 玉環(huán)市二模）高臺躍下，天際中滑翔出一道優(yōu)美曲線一跳臺滑雪，一項勇敢者的運動。這項運動中滑雪賽道的設(shè)置和運動員的技術(shù)動作、飛行姿勢會影響滑雪速度和落點距離。

資料1：滑雪賽道的設(shè)置
賽道分為出發(fā)點、助滑坡、起跳點和著陸坡等幾個區(qū)域，其中出發(fā)點和起跳點存在44米的高度差：賽道表面覆蓋雪的厚度需達到6—8米。雪內(nèi)有很多小孔，小孔內(nèi)充滿空氣。滑雪時，踏著滑雪板的人和滑雪板壓在雪上時，雪內(nèi)的空氣就會被逼出。
資料2：滑雪運動員技術(shù)動作和飛行姿勢
滑雪過程中，運動員通過助滑坡到達起跳點后，在起跳的瞬間用力一蹬伸展身體，調(diào)整好姿勢在空中飛行，飛行至頂端時身體與滑板構(gòu)成上表面凸起的流線型。結(jié)合上述信息并運用所學知識，對滑雪賽道的設(shè)置以及運動員的技術(shù)動作和飛行姿勢會影響滑雪速度和落點距離的原因作出合理解釋。
【解答】答：根據(jù)圖可知，開始時運動員的位置最高，在高處運動員具有較大的重力勢能，下滑時重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，使得滑雪者能夠具有較大的動能，所以適合作為滑雪賽道；
當踏著滑雪板的人把重都壓在滑雪板上時，空氣被逼出時，形成了氣墊，滑雪板與地面脫離接觸，減少了摩擦力；
運動員起跳要用力蹬，因為力能改變物體的運動狀態(tài)且力的作用是相互的，可以跳得更高；
在空中形成表面凸起的流線型，減小了空氣阻力，且上表面流速大于下表面，得到了大氣向上的托力，可以飛行的更久。

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