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初中人教版11.3 动能和势能优秀课后作业题
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这是一份初中人教版11.3 动能和势能优秀课后作业题，文件包含113动能和势能同步基础练习解析版docx、113动能和势能同步基础练习原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共50页， 欢迎下载使用。
人教版 八年级物理下册 第11章《功和机械能》
第3节 动能和势能
（同步基础练习）
姓名： 学校： 老师：
题型
选择题
填空题
作图题
实验题
计算题
总计
题数
20
5
0
5
5
35
一、选择题（共20小题）：
1．汽车匀速上坡，关于它的动能与重力势能下列说法正确的是（ ）
A．重力势能变小 B．重力势能不变
C．动能变小 D．动能不变
【答案】D
【解析】（1）动能大小跟质量、速度有关；速度一定时，质量越大，动能越大；质量一定时，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小跟质量、被举的高度有关；被举的高度一定时，质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大。
解：汽车匀速上坡过程中，汽车的质量和速度都不变，则它的动能不变；
汽车匀速上坡过程中，汽车的质量不变，但高度增大，其重力势能增大，故ABC错误，D正确。
故选：D。
2．高空抛物存在巨大的安全隐患，因为位于高处的物体具有较大的（ ）
A．弹性势能 B．重力势能 C．内能 D．动能
【答案】B
【解析】物体由于被举高而具有的能叫重力势能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关。
解：由题意可知，高空抛物现象只所以会造成危害，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大，下落到地面能做的功越多，因此高空抛物会造成很大的危害，故ACD错误，B正确。
故选：B。
3．我国已经有了六次载人飞船成功发射并安全返回的历史。当飞船的返回舱下落到地面附近时，其质量不变，减速下降。在此过程中，返回舱的动能和势能变化情况（ ）
A．动能减小，势能增大 B．动能不变，势能减小
C．动能减小，势能减小 D．动能减小，势能不变
【答案】C
【解析】根据影响动能和重力势能的因素分析回答。
解：在减速下降的过程中，返回舱的质量不变，高度变低，重力势能变小；质量不变，速度变小，动能减小；故C正确。
故选：C。
4．打篮球是很受中学生喜欢的体育运动，下列说法中正确的是（ ）
A．篮球被抛出后，在上升过程中，动能增大，重力势能也增大
B．篮球在离开手后，继续飞行，是因为人仍然在对篮球做功
C．在相互传球的过程中，篮球被抛出后，在上升到最高点时，动能，重力势能都为0
D．篮球被抛出后，在下落过程中，动能增大，重力势能减小
【答案】D
【解析】（1）（3）（4）动能和物体的质量、速度有关；重力势能和物体的质量、高度有关；
（2）任何物体都有惯性；做功的两个条件：有力，且在力的方向上通过距离。
解：A、篮球被抛出后，在上升过程中，质量不变，速度变小，动能变小，高度变大，重力势能增大，故A错误；
B、篮球在离开手后能继续飞行，是因为篮球具有惯性，人没有对篮球施加力，对篮球不做功，故B错误；
C、在相互传球的过程中，篮球被抛出后，在上升到最高点时，在水平方向上有一定的速度，所以动能、重力势能都不为0，故C错误；
D、篮球被抛出后，在下落过程中，速度变大，质量不变，动能增大，高度变小，重力势能减小，故D正确。
故选：D。
5．如图所示，一架大疆无人机在空中匀速上升的过程中，它的（ ）
A．质量增大
B．动能减小
C．机械能增大
D．动能转化为重力势能
【答案】C
【解析】（1）动能大小跟质量、速度有关。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。
（2）重力势能大小跟质量、被举得高度有关。被举得高度一定时，质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大。
（3）动能和势能统称为机械能。
解：无人机匀速上升过程中，无人机的质量不变，高度增大，重力势能增大；速度不变，质量不变，其动能不变；无人机上升过程中，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，机械能等于重力势能与动能的总和，机械能增大，故C正确、ABD错误。
故选：C。
6．2020年6月23日，我国完成了北斗全球卫星平航系统收官卫星的发射，全面建成了北斗系统。关于如图所示的情景，说法正确的是（ ）
A．卫星加速上升的过程中动能变小，势能变大
B．星箭分离前，卫星相对于运载火箭是静止的
C．北斗卫星绕轨道运行时受到平衡力的作用
D．北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运行时，动能增大，势能减小
【答案】B
【解析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大，速度越大，则物体的动能越大；
重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度；质量越大，高度越高，则物体的重力势能越大。
（2）判断一个物体相对于另一个物体是运动还是静止的，关键是看这两个物体间的位置有无变化，如果位置发生变化就说明是运动的，如果位置没有变化就说明是静止的；
（3）物体受平衡力的作用时处于平衡状态（即静止状态或匀速直线运动状态）。
解：A、卫星加速上升的过程中，质量不变，速度增大，则动能增大；同时高度增大，其重力势能增大，故A错误；
B、星箭分离前，卫星相对于运载火箭并没有位置的变化，所以卫星相对于运载火箭是静止的，故B正确；
C、北斗卫星绕椭圆轨道运行时，其运动状态不断改变，所以卫星受到的力不是平衡力，故C错误；
D、北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运行时，卫星的质量不变，速度减小，动能减小，相对于地球的高度增加，重力势能增大，故D错误。
故选：B。
7．下列情境没有利用弹性势能的是（ ）
A．跳板跳水 B．撑杆跳高 C．拉弓射箭 D．雨滴下落
【答案】D
【解析】物体发生弹性形变，则物体具有弹性势能。
解：A、跳板跳水时，跳板发生了弹性形变，则跳板具有弹性势能，该情境中利用了弹性势能，故A不符合题意；
B、撑杆跳高时，撑杆发生了弹性形变，则撑杆具有弹性势能，该情境中利用了弹性势能，故B不符合题意；
C、拉弓射箭时，弓发生了弹性形变，则弓具有弹性势能，该情境中利用了弹性势能，故C不符合题意；
D、雨滴下落时，雨滴没有发生弹性形变，不具有弹性势能，故D符合题意。
故选：D。
8．如图为冬奥会的一些运动项目，关于这些项目中的情景，下列说法中正确的是（ ）
A．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，重力势能不变
B．短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动状态不变
C．冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性力
D．运动员用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中，冰球所受重力没有做功
【答案】D
【解析】（1）重力势能与质量和高度有关；质量越大、高度越高，重力势能越大。
（2）力可以改变物体的运动状态，包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化；
（3）任何物体都具有惯性，惯性是物体保持原运动状态不变的性质；
（4）做功的两个必要因素：作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可。
解：A、跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，质量不变、高度减小，其重力势能减小，故A错误；
B、短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动方向发生改变，所以其运动状态发生改变，故B错误；
C、冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性要保持原来的运动状态，惯性是一种性质，不是力，故C错误；
D、用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中，冰球所受重力方向竖直向下，距离的方向沿水平方向；力和距离的方向不一致，故重力没有做功，故D正确。
故选：D。
9．小虎用如图所示装置探究影响动能大小的因素，在高度为h的光滑斜槽顶端，将质量不同的钢球由静止释放，观察长木板上的木块被撞后移动的距离，则下列说法正确的是（ ）
A．质量大的钢球到达水平木板的初速度大
B．本实验必须选择光滑的长木板
C．本实验可探究木块的动能跟质量大小的关系
D．实验中用到了控制变量法和转换法
【答案】D
【解析】（1）钢球下滑的高度相同，则到达水平面时的速度是相同的；
（2）实验中，通过观察木块移动的距离来表示动能的大小；
（3）动能的大小与质量和速度有关；探究动能大小与质量关系时，需要控制速度相同，质量不同；
（4）根据控制变量法和转换法分析。
解：A、质量不同的钢球由相同斜面的同一高度由静止释放，则到达水平面时的速度是相同的，故A错误；
B、实验中通过观察水平长木板上的木块被撞动的距离来表示动能的大小，若水平面光滑，则木块会做匀速直线运动，不能比较距离的大小，故B错误；
C、实验中无法改变木块的质量，所以不能探究木块的动能与质量的关系，故C错误；
D、实验中通过观察水平长木板上的木块被撞动的距离来表示动能的大小，采用的是转换法；动能的影响因素有两个，实验中采用的是控制变量法，故D正确。
故选：D。
10．如图所示，当摆线自然下垂时，小球在B点，现将小球拉到A点，然后释放，小球将从A摆向B，再从B摆向C，下列判断正确的是（ ）
A．小球在A点时，重力势能和动能都最大
B．小球从A到B的过程中，拉力和重力都做功
C．小球在B点时，重力势能和动能都最大
D．小球从B到C的过程中，拉力不做功，重力做功
【答案】D
【解析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大，速度越大，则动能越大；
重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度；质量越大，高度越高，则重力势能越大；
（2）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离。
解：AC、小球在A点时速度为0，则动能为0，此时高度最高，其重力势能最大；在B点时速度最大，则动能最大，此时高度最低，其重力势能最小，故AC错误；
BD、小球由A到B，高度下降，从B到C的过程中，高度上升，重力做功；小球在拉力的方向上没有通过距离，所以拉力对小球不做功，故B错误，D正确。
故选：D。
11．如图（a）所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动。两次拉动木块得到的s﹣t图像分别是图（b）中的图线甲、乙，则以下说法不正确的是（ ）
A．两次木块都在做匀速直线运动
B．两次对应的弹簧测力计示数一定相等
C．两次木块受到地面的摩擦力一定相等
D．两次木块的动能一定相等
【答案】D
【解析】（1）弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速直线运动时，水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力；
（2）摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度有关，与速度大小无关。
解：A、由图像知，物体运动的路程与时间关系图像是正比例函数图像，可知物体做匀速直线运动，故A说法正确；
BC、两次同一物体在同一水平面上运动，所以压力大小和接触面的粗糙程度相同，则摩擦力相同，又因为都做匀速直线运动，所以拉力等于摩擦力，两次的拉力也相等，故BC说法正确；
D、木块的质量不变，由图像可知，甲的速度较大，动能较大，故D说法不正确。
综上所述，不正确的应为D选项。
故选：D。
12．掷实心球是我市中考体育考试项目之一。实心球离手后，在空中飞行过程中动能E随时间t变化的曲线最接近的是（ ）
【答案】C
【解析】影响动能大小的因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度。质量越大，高度越大，重力势能就越大，据此分析。
解：如图，实心球在整个飞行过程中，质量不变，实心球一直在运动，动能不为零。从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大；处于最高点时竖直方向速度为0，但水平方向仍然有速度，因此动能不为0，故选C。
故选：C。
13．在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图所示三个实验，质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求滚下，与水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。下列说法不正确的是（ ）
A．实验中所探究的“物体的动能”是指小球的动能
B．由甲、乙两图可知物体动能的大小与物体的高度有关
C．此实验中物体动能的大小是通过纸盒移动的距离来表示的
D．由甲、丙两图可知物体的动能大小与物体的质量大小有关
【答案】B
【解析】AC、根据转换法，小球的动能大小是通过观察小球推动纸盒运动距离的远近来体现的，实验中研究对象是小球；
BD、物体的动能大小与物体的质量和速度有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；
小球运动到水平面的速度由小球自由下滑的高度决定，据此分析回答。
解：AC、在物理学中，能够做功的多少表示物体具有能量的大小，实验中小球能够做功体现在推动纸盒运动的距离长短，推动纸盒移动的距离越远，说明小球能够做的功越多，小球具有的动能就越大，所以通过观察纸盒被推动的距离的大小，可以判断小球动能的大小，故A正确，C正确；
B、甲、乙两次实验，小球的质量相同，B由静止自由滚下的高度大于A滚下的高度，B运动到水平面时速度较大，B球将纸盒推动得更远，说明动能更大，可得：质量相同的物体，运动速度越大，它具有的动能就越大，由甲、乙两图可知物体动能的大小与物体的速度有关，故B错误；
D、甲、丙两图中，让质量不同的小球从相同高度自由下滑，目的是控制小球运动到水平面时的速度相同，根据控制变量法，可探究动能大小与质量的关系，由甲、丙两图实验现象可知，丙图中小球的动能大，故由甲、丙两图可知物体的动能大小与物体的质量大小有关，D正确。
故选：B。
14．弹簧左端固定在挡板上，小车压紧弹簧，释放后被弹开，最终静止，如图。从小车释放到静止的过程中，下列分析正确的是（ ）
A．弹簧的弹性势能增加
B．小车的动能一直增加
C．弹簧对小车做功使小车动能增加
D．小车动能不变，所以弹簧对小车不做功
【答案】C
【解析】动能的大小与质量、速度有关；弹性势能的大小与弹簧的形变程度有关；做功的条件：有力，且在力的方向上通过距离。
解：A、小车压紧弹簧，释放后被弹开，弹簧的形变减小，则弹性势能减小；故A错误；
B、开始时弹簧的弹性势能转化为小车的动能，小车的动能变大，小车最终静止，动能为0，故小车的动能先变大，后减小，故B错误；
CD、弹簧具有弹力，弹力推动小车运动，对小车做功使小车动能增加，故C正确，D错误。
故选：C。
15．物理兴趣小组的同学利用如图所示的装置研究影响动能的因素，下列说法正确的是（ ）
A．甲乙两组实验是研究动能与高度的关系
B．乙丙两组实验不能用于研究动能与质量的关系
C．甲乙丙三组实验中的研究对象是小木块
D．如图丁，用形状相同的塑料球和铁球（铁球质量大）将弹簧压缩到相同程度后再放手，可研究动能与质量的关系
【答案】B
【解析】（1）物体由于运动而具有的能叫做动能，动能的大小与物体的质量和速度有关；
（2）实验过程要采用控制变量法，当研究动能大小与质量的关系时，要让钢球沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同，当研究动能大小与速度的关系时，应选择同一钢球从不同的 高度释放，这样可以保证小球的质量相同；即只有这样实验才更为科学严密。
解：A、让同一小球从不同高度由静止出发，小球与木块接触时，小球的速度不同，是为了研究动能与速度的关系，故A错误；
B、乙丙两组实验中，小球的质量不同，下滑的高度不同，到达水平面时的速度不同，所以不能用于研究动能与质量的关系，故B正确；
C、甲乙丙三组实验中的研究对象是小球动能的大小，是通过小木块移动的距离的大小来体现的，故C错误；
D、用形状相同的塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度，弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，两小球的质量不同，所以速度不同，但由于动能相同，对纸盒做的功应相同，对纸盒做得功是克服水平面给纸盒的摩擦力做功，摩擦力是相同的，根据W＝Fs可知，纸盒运动的距离也应该是相同的，所以无法探究动能与质量的关系，故D错误。
故选：B。
16．在探究“动能大小与速度的关系”实验中，设计如图所示的实验装置，利用同一铁球先将弹簧压缩到不同程度后释放，让铁球撞击同一木块。下列说法中不正确的是（ ）
A．实验中是根据木块被撞出距离的远近来判断小球的动能大小
B．实验中铁球将弹簧压缩不同程度可以用来探究动能大小和速度的关系
C．弹簧被压缩时弹性势能转化为动能
D．在实验过程中机械能总量是不守恒的
【答案】C
【解析】（1）小球动能的大小是通过物体被推动移动的距离体现的；
（2）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，要结合控制变量法的要求，看是否合理的控制了相关变量，并改变了要研究的变量，这样才能知道是否符合实验要求；
（3）物体发生弹性形变时具有弹性势能；
（4）克服摩擦做功，机械能转化为内能。
解：A、实验中采用了转换法，根据木块被撞出距离的远近来判断小球的动能大小，故A正确；
B、实验中铁球将弹簧压缩不同程度，释放弹簧时，铁球的速度不同，质量不变，可以用来探究动能大小和速度的关系，故B正确；
C、弹簧被压缩时，弹簧具有弹性势能，是动能转化为弹性势能，故C错误；
D、小球在运动的过程中，会克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，故在实验过程中机械能总量是不守恒的，故D正确。
故选：C。
17．如图所示，小球在一定高度由静止落下，接触弹簧后再被弹起，每次弹起的高度都低于落下时的高度。则小球从刚接触弹簧到刚离开弹簧的过程中，则小球动能随时间的变化图像正确（ ）
【答案】D
【解析】在运动过程中小球受重力与弹簧的弹力，根据合力的方向和大小判定小球运动速度的变化，从而判定动能的变化。
解：小球刚接触弹簧时，有一定的速度，具有一定的动能；小球向下压弹簧，则小球会受到向上的弹力，开始时弹力小于重力，合力方向向下，小球继续向下做加速运动；随着弹簧形变程度的增大，弹力变大，当弹力等于重力时，速度最大；小球继续向下运动，弹力会大于重力，合力方向向上，小球做减速运动，到最低点时速度为0；
在最低点时小球受到的弹力大于小球的重力，小球会向上做加速运动，当弹力等于重力时，上升过程中的速度最大，继续向上运动，向上的弹力小于向下的重力，小球做减速运动，直至离开弹簧；
由此可知，在下落过程中，小球的速度先变大后变小，则小球的动能也是先变大后变小；上升过程中，小球的速度先变大后变小，则小球的动能也是先变大后变小；
已知每次弹起的高度都低于落下时的高度，这说明小球的机械能是变小的（原因是小球还受到空气阻力或者碰撞过程中存在机械能损失），所以，下落过程中的动能最大值要大于上升过程中的动能最大值，故D图符合题意。
故选：D。
18．“蹦极”是运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从高处竖直跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动时，其所受绳子的拉力F大小随时间t变化的图像如图所示，由此可知运动员（ ）
A．t0时刻重力势能最小
B．从起跳到t0弹性绳的弹性势能一直变大
C．所受拉力F对运动员始终做功
D．t0到tn过程中动能不变
【答案】A
【解析】（1）物体的重力势能与物体所受的重力与物体的高度有关，在重力一定的情况下，高度越低，重力势能越小；
（2）弹性势能的大小与弹性形变程度的大小有关；
（3）力作用在物体上，物体在力的方向上如果移动一端距离，则力对物体做功；
（4）物体的动能与物体的质量与速度有关，在质量一定时，物体速度越大，动能越大。
解：A、t0时刻，绳子的拉力最大，绳子被拉得最长，跳跃者位置最低，高度最小，重力势能最小，故A正确；
B、从起跳后到运动员到达绳子的自然长度时，绳子没有被拉伸，绳子拉力为零，弹性势能为零，超过自然长度后，绳子被拉伸，弹性势能增大，所以从起跳到t0弹性绳的弹性势能先不变，后变大，故B错误；
C、在弹性绳恢复到原状之前，弹性绳对跳跃者有拉力，跳跃者在拉力F方向上移动了距离时，拉力对跳跃者做了功，当弹性绳恢复原状后，没有拉力，则不做功，故C错误；
D、t0到tn过程中，运动员下降时，动能先变大后变小；运动员上升时，动能先变大后变小，动能是变化的，故D错误。
故选：A。
19．如图甲所示，水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒，筒底固定一根弹簧。将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点（如图乙）。现将小球下压至B点，并用此处的装置锁定（如图丙）。解锁后，小球向上弹出筒口。下列说法正确的是（ ）
A．图乙中圆筒对桌面的压力小于图丙中的压力
B．弹簧弹性势能一直变小
C．图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中速度先变大后变小
D．图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中速度一直变大
【答案】C
【解析】（1）以整体为研究对象分析甲乙图中圆筒对水平桌面的压力大小关系；
（2）弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；
（3）在运动过程中小球受重力与弹簧的弹力，当两力大小相等时，小球速度最大，此时弹力与重力是一对平衡力。
解：以整体为研究对象，图乙、丙对桌面的压力相等，都等于圆筒、弹簧和小球的总重力；
将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点，现将小球下压至B点，并用此处的装置锁定，弹簧的弹性形变程度变大，弹性势能变大；
解锁后，小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力，重力小于弹力，合力向上，小球速度越来越大；随着弹簧压缩量的减小，弹力逐渐减小，当弹力与重力相等，小球的速度达到最大；弹力小于重力时，合力向下，小球速度减小，此过程中弹簧恢复原状，弹性势能减小；
由此可知，从乙到丙，弹簧弹性势能逐渐变大；图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中，弹簧弹性势能逐渐变小；
综上所述，C正确，ABD错误。
故选：C。
20．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一重为G＝50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，则以下说法错误的是（ ）
A．t2时刻小球的动能最大
B．t3时刻小球处于非平衡状态
C．t2到t3时间内，小球的动能先增加后减小
D．t2到t3时间内，小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能
【答案】A
【解析】根据影响动能、重力势能、弹性势能的大小因素和机械能守恒分析。
解：A、由图像可知，t2时刻弹力最大，此时小球压缩弹簧到最低点，此时小球的速度减小为0，动能最小，故A错误；
B、t3时刻小球的速度为0，处于最高点，受到重力的作用，处于非平衡状态，故B正确；
C、t2到t3时间内，小球在弹力的作用下先加速上升，动能变大；当弹力等于重力时，速度最大，动能最大；继续上升时重力大于弹力，小球做减速运动，动能变小；综上所述，t2到t3时间内，小球的动能先增加后减少，故C正确；
D、t2～t3段时间内，弹力逐渐减小，是小球被弹起直至离开弹簧的过程，此过程中小球和弹簧组成的整体机械能守恒，所以小球增加的动能与重力势能之和等于弹簧减少的弹性势能，故D正确。
故选：A。
二、填空题（共5小题）：
21．暴雨来临前，狂风把小树吹弯了“腰”，这说明是风力使小树发生 ；被吹弯“腰”的小树具有 能。
【答案】形变；弹性势。
【解析】（1）力能改变物体的运动状态和改变物体的形状。
（2）物体由于发生弹性形变而具有的能量。
解：（1）力的作用效果：①改变物体的运动状态；②改变物体的形状。题中考查的是改变了物体的形状，使小树发生了形变。
（2）物体由于发生弹性形变而具有的能量，叫弹性势能。
故答案为：形变；弹性势。
22．3月28日，辽宁省第三批援鄂返辽医疗队队员乘坐的包机在沈阳桃仙国际机场受到“水门礼”迎接。“过水门”仪式是由两辆消防车在飞机两侧喷射水柱，形成一个“水门”，这项民航中高级别的礼仪寓意“接风洗尘”。从消防车喷水口喷出的水在上升的过程中，动能 ，重力势能 （以上两空均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】减小；增大。
【解析】（1）动能大小跟质量、速度有关。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。
（2）重力势能大小跟质量、被举得高度有关。被举得高度一定时，质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大。
解：从消防车喷水口喷出的水在上升的过程中，水的质量不变，速度减小，动能减小；
从消防车喷水口喷出的水在上升的过程中，水的质量不变，高度增加，重力势能增大。
故答案为：减小；增大。
23．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关，于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，共中A、C、D三个球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙面高为H处静止下落，C、D两球从距沙面高为2H处静止下落，其中D球从光滑弯曲轨道上端静止滑入。最后从光滑管道下端竖直的落下（球在光滑管道中的运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙中的深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙中的深度均为加，且h1＜h2＜h3。
（1）本实验中，铅球具有的重力势能大小是通过 来反映的。
（2）探究物体具有的重力势能是否与物体的质量有关，应选择 两球。
（3）比较C、D两球及观察到的实验现象等，可初步得出的结论： 。
【答案】（1）球陷入沙中的深度；（2）A、B；（3）物体的重力势能与物体的运动路径无关。
【解析】（1）实验中通过球陷入沙面的深度来反映铅球重力势能的大小，用到转换法；
（2）影响重力势能的因素有物体的质量和下落高度，实验中研究物体的重力势能与物体的质量关系时，需要保持下落高度和运动路径相同，改变物体质量；研究物体重力势能与下落高度的关系时，需要保持物体质量和运动路径相同，改变下落高度；
（3）研究物体重力势能与运动路径的关系时，需要保持物体质量和下落高度相同，改变运动路径。
解：（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙中的深度来反映；
（2）探究物体具有的重力势能是否与物体的质量有关时，需要控制两球下落高度和运动路径相同，质量不同，故需要对比A、B球；
（3）比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。
故答案为：（1）球陷入沙中的深度；（2）A、B；（3）物体的重力势能与物体的运动路径无关。
24．如图所示，一根不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系一小球，O点的正下方固定有一根钉子P．位置1在O点的正下方，位置3与A点等高，位置5是A与l之间的某点，位置2是l与3之间的某点，位置4是高于3的某点。不考虑空气阻力，小球从A点静止释放，则小球第一次过位置l后最高能到达位置 ，此时小球动能 零（填“＜”、“＝”或“＞”），受 （“平衡力”或“非平衡力”）A到1之间绳子对物体的拉力做功 零（填“＜”、“＝”或“＞”）。
【答案】3；＝；非平衡力；＝。
【解析】（1）根据机械能守恒，小球从某一高度静止释放后它所能达到的高度不会超过原来的高度，或者说它所具有的机械能的大小不会超过原来所具有的机械能的大小。
（2）据二力平衡的条件分析判断即可解决。
（3）做功的条件是：作用在物体上有力，沿力的方向运动一段距离。
解：根据机械能守恒，小球能到达的最高点是动能为零的位置，而初始时动能也为零，所以能到达的最高点必然是与A相同的高度，即第一次过1最高应该能到达位置3，且此时小球处于静止状态，即此时的动能是零；而在该情况下，小球下一步将向下运动，所以受到向下的力大，故受到的不是平衡力；
A到1的过程中，绳子对小球有拉力，但是沿力的方向并没有移动距离，所以绳子对小球没有做功。
故答案为：3；＝；非平衡力；＝。
25．重为G的小球以速度为0m/s释放，下落的小球先后经过A、B、C三点位置如图所示，小球在AB过程中，动能 ，重力势能 （两空选填“增加”“不变”或“减少”）；小球在BC段受到弹力的作用，方向为 （选填“竖直向上”、“竖直向下”）；落到C点时速度为0m/s，小球在BC段的重力势能 ，弹性势能 （两空选填“增加”“不变”或“减少”）。
【答案】增加；减少；竖直向上；减少；增加。
【解析】动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关；根据弹簧的形变情况判定弹力的方向；弹性势能的大小与弹性形变的程度有关。
解：小球在AB过程中，质量不变，高度变小，重力势能减少，速度变大，动能增加；
小球在BC段受到弹力的作用，弹性被压缩，所以产生的弹力的方向是竖直向上的；
小球在BC段的质量不变，高度减小，重力势能减少；弹簧的形变程度增加，弹性势能增加。
故答案为：增加；减少；竖直向上；减少；增加。
三、实验探究题（共5小题）：
26．在探究动能大小与质量关系的两次实验中，小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图所示，木板固定在水平面上。
（1）该实验中的研究对象是 （选填“小球”或“木块”），通过比较木块在木板上滑行的 来比较动能大小的，这种研究方法是 法。
（2）图中错误的操作是 。改正错误后进行实验，发现乙图木块滑出的远些，则可以做出判断，在 相同的情况下， 越大，动能越大。
（3）木块与小球分离后，在水平木板上继续向前滑行，此时木块在水平方向受到摩擦力作用，这个力对木块运动状态的影响是 。
【答案】（1）小球；距离；转换；（2）木块的初始位置不同；速度；质量；（3）木块由运动变为静止。
【解析】（1）探究物体的动能的大小与什么因素有关实验中，根据转换法，小球的动能大小是通过木块被推的距离大小来反应的，据此分析小该实验研究的主体；
（2）根据控制变量法分析；
（3）力可以改变物体的运动状态和形状。
解：（1）探究物体的动能的大小与什么因素有关实验中，小球的动能大小是通过木块被推的距离大小来反应的，小该实验研究的主体是小球；
该实验中小车动能的大小是通过木块被推的距离体现的，木块被撞的越远，说明小球的动能越大，被撞的越近，说明小球的动能越小，这是转换法的应用；
（2）探究动能大小与质量关系时需要控制小球的速度相同，质量不同，小球去撞击木板上相同位置的木块；由图可知，木块的初始位置不同，是错误的；
改正错误后进行实验，发现乙图木块滑出的远些，这说明乙中的小球的动能大；则可以做出判断，在速度相同的情况下，质量越大，动能越大；
（3）木块在水平方向受到摩擦力作用，摩擦力改变了木块的运动状态，木块最终会静止在木板上。
故答案为：（1）小球；距离；转换；（2）木块的初始位置不同；速度；质量；（3）木块由运动变为静止。
27．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小欣同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球到达水平面的 （填“质量”、“速度”、“动能”）相同。
（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时， 。
（3）此套装置能否用来探究重力势能大小的影响因素？ 。
（4）小欣同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离（如表所示），小车在三个表面克服摩擦力做功 （选填“相等”或“不相等”）；若水平面绝对光滑，小车将 。
【答案】（1）速度；（2）速度越大，动能越大；（3）能；（4）相等；做匀速直线运动。
【解析】（1）要探究动能大小与物体质量的关系，需保持物体的速度相同，则需使小球从同一斜面的同一高度由静止开始运动；
（2）分析图甲、丙所示两次实验，根据实验控制的变量与实验现象分析答题；
（3）重力势能和两个因素有关，一是物体质量，二是物体所处的高度；
（4）直接比较小车在三个表面上克服摩擦力做功是否相等不好确定，可根据重力势能大小关系及能量的转化分析；根据牛顿第一定律，若水平面绝对光滑，则木块不受摩擦力作用，运动后将保持匀速直线运动。
解：（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保持小球的速度相同，而质量不同，所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下，保证铁球达到水平面时的速度相同；
（2）由图示实验可知，甲、丙两次实验，两球的质量相同，甲图中小球滚下时的高度较大，该小球到达斜面底端时的速度较大，将纸盒推动得更远，说明甲图中小球的动能更大，由此可得：质量相同的物体，运动速度越大，它具有的动能就越大；
（3）实验中可以选用质量相同的小球从同一斜面的不同高度滚下，来探究重力势能与高度的关系，通过纸盒在水平面上移动的距离反映小球最初的重力势能大小；实验中还可以用质量不相同的小球从同一斜面的相同高度滚下，来探究重力势能与质量的关系；
（4）让小车从同一高度（由静止）下滑，根据决定重力势能大小的因素，小车最初的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来时，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，小车在三个表面克服摩擦力做功相同；
小车从斜面上滚下，若水平面绝对光滑，小车不受摩擦力作用，小车所受合力为0N，所以小车将做匀速直线运动。
故答案为：（1）速度；（2）速度越大，动能越大；（3）能；（4）相等；做匀速直线运动。
28．如图所示，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，并使木块向前移动一段距离。
（1）实验中，小球动能的大小是通过 来反映的，这种方法称为转换法；如果水平面绝对光滑，则 （选填“能”或“不能”）完成本实验。
（2）分析比较 两次实验，可初步得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大。
（3）实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车“超载”或“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响较大？于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如下表：
试验序号
小球的质量m/g
小球自由滚下的高度h/cm
木块被撞后移动的距离s/cm
1
30
10
4
2
30
20
16
3
60
10
8
①为了探究“超载”安全隐患，应选择 两个序号的实验进行比较。
②分析表格中对应的实验数据可知： 对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。
【答案】（1）木块移动的距离；不能；（2）甲、乙；（3）①1、3；②速度。
【解析】（1）动能的大小与物体的质量、速度有关；重力势能的大小与物体的质量、高度有关；观察木块被撞击后移动的距离来判断小球动能的大小，用到了转换法；
如果水平面绝对光滑，木块被撞击后将做匀速直线运动。
（2）探究动能大小与速度的关系时，需要控制质量不变，改变速度（改变小球自由滑下时的高度）；
（3）①研究超载危害，应控制速度相等，即小球下滑的高度相同而质量不同，分析表中实验数据，然后答题；
②应用控制变量法，分析表中实验数据，然后答题。
解：（1）小球从斜面滚下过程中，将重力势能转化为动能，小球撞击木块，并使木块向前移动一段距离，小球的动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的，这属于转换法的应用；
如果水平面绝对光滑，没有阻力作用，木块被撞击后将做匀速直线运动，不能通过被撞击的距离来比较动能大小；
（2）探究动能大小与速度的关系时，需要控制质量不变，改变速度，故实验中应选用质量相同的小球从斜面的不同高度滚下，所以需要对比甲、乙两图；
（3）①研究超载隐患时，应控制小球下滑的速度相同（高度相同）而质量不同，由表中实验数据可知，应选择序号1、3所示实验进行比较；
②根据序号为1、2的实验数据可知，质量相同的物体，速度越大，动能越大；由表中实验数据可知，在同等条件下超速带来的安全隐患更大一些。
故答案为：（1）木块移动的距离；不能；（2）甲、乙；（3）①1、3；②速度。
29．某物理实验小组探究物体的动能大小跟哪些因素有关。用质量不同的两个小钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H＞h）静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程中如图甲、乙、丙所示。
（1）若水平面绝对光滑，本实验 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（2）由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与 有关。
（3）小华同学根据甲、丙两图得出结论：物体动能的大小与质量有关，她的看法是否正确？
（选填“正确”或“错误”），理由是 。
【拓展】小明将实验进行了改装：用形状相同的塑料球和铁球（铁球质量大）将弹簧压缩到相同程度后放手，如图丁所示；两球离开弹簧时的速度 （选填“相同”或“不相同”），纸盒被推开的距离 （选填“相同”或“不相同”）。
【答案】（1）不能；（2）速度；（3）错误；没有控制小球到达水平面时的速度相同；【拓展】不同；相同。
【解析】（1）根据牛顿第一定律，若水平面绝对光滑，则木块不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，实验将不能达到探究目的；
（2）动能大小跟质量和速度有关。在探究动能大小跟质量关系时，控制速度大小不变；在探究动能大小跟速度关系时，控制质量不变；
（3）影响动能大小的因素有物体的质量与速度，因此，在探究和分析结论时，一定要注意控制变量法的运用，并据此得出结论；
【拓展】弹性势能的大小与物体的弹性形变的程度有关。
解：（1）若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的；
（2）由甲、乙图可知，小球的质量相同，小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，到达斜面底部时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，说明小球的动能不同，所以得出的实验结论为：物体的动能大小与速度有关；
（3）要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同，即不同质量的小球从同一高度由静止滑下，而甲、丙两图没有让小球从同一高度滚下，没有控制小球的速度相同，所以小明的看法错误；
【拓展】用形状相同的塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度，弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，两小球的质量不同，所以速度不同，但由于动能相同，对纸盒做的功应相同，对纸盒做得功是克服水平面给纸盒的摩擦力做功，摩擦力是相同的，根据W＝Fs可知，纸盒运动的距离也应该是相同的。
故答案为：（1）不能；（2）速度；（3）错误；没有控制小球到达水平面时的速度相同；【拓展】不同；相同。
30．（1）小强在“探究影响动能大小的因素”实验时，用质量分别为m、2m的两个钢球做了如图所示的实验，虚线位置为木块滑动﹣段距离后停止的位置。
①让不同钢球从斜面的同一高度由静止滚下是为了 。
②比较甲、丙两图进行的实验，可得出结论 。
③同桌小红根据乙、丙两图得出结论，物体的动能大小与质量有关，她的看法 （选填“正确”或“错误”）。
（2）周末，小强和小红在小强家玩魔方，在洗魔方时，发现魔方漂浮在水面上。他们突发奇想，能不能利用浮力测出魔方的平均密度。经过讨论，他们用透明玻璃水杯盛适量的水，再找来一个三角板，仅用两个测量步骤，再代入表达式中计算，很轻易地完成了实验。聪明的你，请帮他们①写出测量步骤（用符号表示测得的物理量）。②用测得的物理量符号和已知的物理量符号写出测魔方密度的最后计算达式。
步骤一： 。
步骤二：将魔方慢慢浸没入水中， ，测出密度的最后计算达式 。
【答案】（1）①使两球到达水平面时的速度相同；②在质量相同时，速度越大，动能越大；③错误；（2）玻璃水杯中倒入适量的水，用刻度尺测量出水的深度为h；把魔方放入水中，用刻度尺测量水的深度为h1；测量出水的深度为h2；ρ=h1−hh2−hρ水。
【解析】（1）动能的决定因素有两个：质量和速度，要利用控制变量法去研究。研究与速度关系时要保证质量相同，速度不同。研究与质量关系时，要保证速度相同，质量不同；
（2）物体漂浮时受到的浮力等于物体的重力，根据阿基米德原理得出浮力与重力的关系式；魔方全部浸入水中，排开的水的体积与魔方的体积相等；然后根据密度公式得出密度的表达式。
解：（1）①实验中让不同质量的两个钢球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时的速度相同；
②根据甲、乙可知，钢球的质量相同，滚下的高度不同，高度越高，钢球到达水平面的速度越大，撞击木块移动的距离越远，动能越大，故结论为：在质量相同时，速度越大，动能越大；
③对比乙、丙两图可知，钢球的质量不同，滚下的高度不同，到达水平面的速度不同，所以无法探究物体的动能大小与质量的关系，故小红的看法是错误的；
（2）①步骤一：玻璃水杯中倒入适量的水，用刻度尺测量出水的深度为h；把魔方放入水中，用刻度尺测量水的深度为h1；
②将魔方慢慢浸没水中，测量出水的深度为h2；
魔方漂浮时排开的水的体积为：V排1＝（h1﹣h）S；魔方浸没时排开的水的体积即魔方的体积为：V＝V排2＝（h2﹣h）S；
根据阿基米德原理可知，漂浮时受到的浮力为：F浮1＝ρ水gV排1＝ρ水g（h1﹣h）S；漂浮时浮力等于重力，即G＝F浮1＝ρ水g（h1﹣h）S；
则魔方的密度为：ρ=mV=GgV=ρ水g(h1−h)Sg(h2−h)S=h1−hh2−hρ水。
故答案为：（1）①使两球到达水平面时的速度相同；②在质量相同时，速度越大，动能越大；③错误；（2）玻璃水杯中倒入适量的水，用刻度尺测量出水的深度为h；把魔方放入水中，用刻度尺测量水的深度为h1；测量出水的深度为h2；ρ=h1−hh2−hρ水。
四、计算题（共5小题）：
31．中国研制生产的世界最大水陆两栖飞机“鲲龙”﹣﹣AG600（如图）于2017年12月24日在广东珠海成功首飞。AG600可在水面直接起飞，主要用于森林灭火和水上救援。最大起飞的质量为53.5吨，根据以上信息，回答下列问题：
（1）飞机在投水灭火过程中，若保持一定高度匀速飞行，则这一过程中飞机的动能将
（填“增大”，“减小”或者“不变”）
（2）装满水的AG600从水面起飞至400米高空，飞机克服重力至少需要做多少功？（g取10N/kg）
【答案】（1）减小；（2）2.14×108J。
【解析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）根据W＝Gh可求飞机克服重力做的功。
解：（1）装满水的AG600在投水灭火过程中，在空中某一高度匀速飞行，飞机的质量减小，速度不变，动能减小；
（1）最大起飞质量为AG600携带水时的总质量：m＝5.35×104kg，总重力：
G＝mg＝5.35×104kg×10N/kg＝5.35×105N，
上升的高度：s＝400m，
飞机克服重力至少需要做功：W＝Fs＝Gs＝5.35×105N×400m＝2.14×108J；
故答案为：（1）减小；（2）2.14×108J。
32．物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半，即E动=12mv2，物体的重力势能等于物体的重力与高度的乘积，即E势＝mgh．现将一定质量的小球在水平桌面上以竖直向上的速度v0＝20m/s掷出，不计空气阻力。求：
（1）小球能达到的最大高度；
（2）当小球的动能与其重力势能相等时，小球的速度。
【答案】（1）20m；（2）14m/s。
【解析】（1）设小球在水平桌面上时重力势能为0，不计空气阻力，小球上升时，小球的动能全转化为重力势能，达到最大高度时的重力势能等于开始的动能，据此求最大高度；
（2）当小球的动能与其重力势能相等时，小球的动能等于开始动能的二分之一，据此求此时小球的速度。
解：（1）设小球在水平桌面上时重力势能为0，不计空气阻力，小球上升时，小球的动能全转化为重力势能，则达到最大高度H时：
mgH=12mv02，
解得：H=12(20m/s)210N/kg=20m；
（2）当小球的动能与其重力势能相等时，
mgh=12mv2=12×12mv02，
解得此时小球的速度：v2=12v02，
解得：v=22v0≈0.7×20m/s＝14m/s。
答：（1）小球能达到的最大高度为20m；
（2）当小球的动能与其重力势能相等时，小球的速度为14m/s。
33．已知物体的重力势能表达式为Ep＝mgh，动能的表达式为Ek=12mv2，其中m为质量，h为物体距水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，距沙坑高h＝7m处，以v0＝10m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体，不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程机械能守恒。求：
（1）物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek；
（2）物体上升到最高点时离抛出点的高度H；
【答案】（1）物体被抛出时的重力势能为35J，动能为25J；（2）5m。
【解析】（1）由重力势能和动能公式计算物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1；
（2）根据能量转化和守恒分析解答。
解：（1）由题知，物体质量和被抛出时的高度和速度，
物体的重力势能：Ep＝mgh＝0.5kg×10N/kg×7m＝35J；
动能EK=12mv2=12×0.5kg×（10m/s）2＝25J；
（2）不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程机械能守恒，
故E′p＝Ep+Ek
0.5kg×10N/kg×（H+7m）＝35J+25J
解得：H＝5m。
答：（1）物体被抛出时的重力势能为35J，动能为25J；
（2）物体上升到最高点时离抛出点的高度为5m。
34．已知物体的动能表达式为Ek=12mv2；在无其他外力做功的情况下，运动的物体克服阻力做了多少功，物体的动能就会减小多少。现有一质量为0.4kg的足球，以5m/s的速度在水平操场上沿直线滚动25m后静止，求：
（1）初始时刻，足球的动能；
（2）整个运动过程中，足球动能的改变量；
（3）足球在运动过程中所受的阻力（设阻力大小始终不变）。
【答案】（1）5J；（2）5J；（3）0.2N。
【解析】（1）根据Ek=12mv2求出动能的大小；
（2）根据动能的变化分析；（3）根据W＝fs求出阻力的大小。
解：（1）初始时刻，足球的动能为：Ek=12mv2=12×0.4kg×（5m/s）2＝5J；
（2）整个运动过程中，足球最终静止，动能为0，则足球动能的改变量5J；
（3）足球在运动过程中动能全部用来克服阻力做功，根据W＝fs可知，所受的阻力为：f=Ws=Eks=5J25m=0.2N。
答：（1）初始时刻，足球的动能为5J；（2）整个运动过程中，足球动能的改变量为5J；
（3）足球在运动过程中所受的阻力为0.2N。
35．已知物体的重力势能表达式为Eρ＝mgh，动能表达式为EK=12mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，光滑的圆弧轨道AB与粗糙水平面BC相连，A点到水平面BC的垂直高度为0.8m，水平面BC长2m，现有一质量为4kg的物块由静止开始从A点滑下，经B点进入水平面，最后静止在C点，整个过程不考虑空气阻力。求：
（1）物块位于A点时的重力势能：
（2）物块滑至B点时的速度；
（3）若物体在水平面BC上运动时减少的机械能全部用来克服摩擦力做功，求物体在水平面上所受摩擦力。
【答案】（1）32J；（2）4m/s；（3）16N。
【解析】（1）根据Eρ＝mgh算出物体的重力势能；
（2）由机械能守恒可以求出物体在B点的速度；
（3）根据W＝fs算出物体在水平面上所受摩擦力。
解：（1）物体的重力势能：Eρ＝mgh＝4kg×10N/kg×0.8m＝32J；
（2）由机械能守恒得 mgh=12mvB2
vt=2gh=2×10N/kg×0.8m=4m/s；
（3）物体在水平面BC上运动时减少的机械能全部用来克服摩擦力做功，
克服阻力所做的功：Wf＝Eρ＝32J，
根据Wf＝fs得，
物体在水平面上所受摩擦力：f=Wfs=32J2m=16N。
答：（1）物块位于A点时的重力势能为32J；（2）物块滑至B点时的速度的速度为4m/s；
（3）物体在水平面上所受摩擦力为16N。
人教版 八年级物理下册 第11章《功和机械能》
第3节 动能和势能
（同步基础练习）
姓名： 学校： 老师：
题型
选择题
填空题
作图题
实验题
计算题
总计
题数
20
5
0
5
5
35
一、选择题（共20小题）：
1．汽车匀速上坡，关于它的动能与重力势能下列说法正确的是（ ）
A．重力势能变小 B．重力势能不变
C．动能变小 D．动能不变
【答案】D
【解析】（1）动能大小跟质量、速度有关；速度一定时，质量越大，动能越大；质量一定时，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小跟质量、被举的高度有关；被举的高度一定时，质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大。
解：汽车匀速上坡过程中，汽车的质量和速度都不变，则它的动能不变；
汽车匀速上坡过程中，汽车的质量不变，但高度增大，其重力势能增大，故ABC错误，D正确。
故选：D。
2．高空抛物存在巨大的安全隐患，因为位于高处的物体具有较大的（ ）
A．弹性势能 B．重力势能 C．内能 D．动能
【答案】B
【解析】物体由于被举高而具有的能叫重力势能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关。
解：由题意可知，高空抛物现象只所以会造成危害，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大，下落到地面能做的功越多，因此高空抛物会造成很大的危害，故ACD错误，B正确。
故选：B。
3．我国已经有了六次载人飞船成功发射并安全返回的历史。当飞船的返回舱下落到地面附近时，其质量不变，减速下降。在此过程中，返回舱的动能和势能变化情况（ ）
A．动能减小，势能增大 B．动能不变，势能减小
C．动能减小，势能减小 D．动能减小，势能不变
【答案】C
【解析】根据影响动能和重力势能的因素分析回答。
解：在减速下降的过程中，返回舱的质量不变，高度变低，重力势能变小；质量不变，速度变小，动能减小；故C正确。
故选：C。
4．打篮球是很受中学生喜欢的体育运动，下列说法中正确的是（ ）
A．篮球被抛出后，在上升过程中，动能增大，重力势能也增大
B．篮球在离开手后，继续飞行，是因为人仍然在对篮球做功
C．在相互传球的过程中，篮球被抛出后，在上升到最高点时，动能，重力势能都为0
D．篮球被抛出后，在下落过程中，动能增大，重力势能减小
【答案】D
【解析】（1）（3）（4）动能和物体的质量、速度有关；重力势能和物体的质量、高度有关；
（2）任何物体都有惯性；做功的两个条件：有力，且在力的方向上通过距离。
解：A、篮球被抛出后，在上升过程中，质量不变，速度变小，动能变小，高度变大，重力势能增大，故A错误；
B、篮球在离开手后能继续飞行，是因为篮球具有惯性，人没有对篮球施加力，对篮球不做功，故B错误；
C、在相互传球的过程中，篮球被抛出后，在上升到最高点时，在水平方向上有一定的速度，所以动能、重力势能都不为0，故C错误；
D、篮球被抛出后，在下落过程中，速度变大，质量不变，动能增大，高度变小，重力势能减小，故D正确。
故选：D。
5．如图所示，一架大疆无人机在空中匀速上升的过程中，它的（ ）
A．质量增大
B．动能减小
C．机械能增大
D．动能转化为重力势能
【答案】C
【解析】（1）动能大小跟质量、速度有关。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。
（2）重力势能大小跟质量、被举得高度有关。被举得高度一定时，质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大。
（3）动能和势能统称为机械能。
解：无人机匀速上升过程中，无人机的质量不变，高度增大，重力势能增大；速度不变，质量不变，其动能不变；无人机上升过程中，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，机械能等于重力势能与动能的总和，机械能增大，故C正确、ABD错误。
故选：C。
6．2020年6月23日，我国完成了北斗全球卫星平航系统收官卫星的发射，全面建成了北斗系统。关于如图所示的情景，说法正确的是（ ）
A．卫星加速上升的过程中动能变小，势能变大
B．星箭分离前，卫星相对于运载火箭是静止的
C．北斗卫星绕轨道运行时受到平衡力的作用
D．北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运行时，动能增大，势能减小
【答案】B
【解析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大，速度越大，则物体的动能越大；
重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度；质量越大，高度越高，则物体的重力势能越大。
（2）判断一个物体相对于另一个物体是运动还是静止的，关键是看这两个物体间的位置有无变化，如果位置发生变化就说明是运动的，如果位置没有变化就说明是静止的；
（3）物体受平衡力的作用时处于平衡状态（即静止状态或匀速直线运动状态）。
解：A、卫星加速上升的过程中，质量不变，速度增大，则动能增大；同时高度增大，其重力势能增大，故A错误；
B、星箭分离前，卫星相对于运载火箭并没有位置的变化，所以卫星相对于运载火箭是静止的，故B正确；
C、北斗卫星绕椭圆轨道运行时，其运动状态不断改变，所以卫星受到的力不是平衡力，故C错误；
D、北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运行时，卫星的质量不变，速度减小，动能减小，相对于地球的高度增加，重力势能增大，故D错误。
故选：B。
7．下列情境没有利用弹性势能的是（ ）
A．跳板跳水 B．撑杆跳高 C．拉弓射箭 D．雨滴下落
【答案】D
【解析】物体发生弹性形变，则物体具有弹性势能。
解：A、跳板跳水时，跳板发生了弹性形变，则跳板具有弹性势能，该情境中利用了弹性势能，故A不符合题意；
B、撑杆跳高时，撑杆发生了弹性形变，则撑杆具有弹性势能，该情境中利用了弹性势能，故B不符合题意；
C、拉弓射箭时，弓发生了弹性形变，则弓具有弹性势能，该情境中利用了弹性势能，故C不符合题意；
D、雨滴下落时，雨滴没有发生弹性形变，不具有弹性势能，故D符合题意。
故选：D。
8．如图为冬奥会的一些运动项目，关于这些项目中的情景，下列说法中正确的是（ ）
A．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，重力势能不变
B．短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动状态不变
C．冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性力
D．运动员用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中，冰球所受重力没有做功
【答案】D
【解析】（1）重力势能与质量和高度有关；质量越大、高度越高，重力势能越大。
（2）力可以改变物体的运动状态，包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化；
（3）任何物体都具有惯性，惯性是物体保持原运动状态不变的性质；
（4）做功的两个必要因素：作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可。
解：A、跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，质量不变、高度减小，其重力势能减小，故A错误；
B、短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动方向发生改变，所以其运动状态发生改变，故B错误；
C、冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性要保持原来的运动状态，惯性是一种性质，不是力，故C错误；
D、用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中，冰球所受重力方向竖直向下，距离的方向沿水平方向；力和距离的方向不一致，故重力没有做功，故D正确。
故选：D。
9．小虎用如图所示装置探究影响动能大小的因素，在高度为h的光滑斜槽顶端，将质量不同的钢球由静止释放，观察长木板上的木块被撞后移动的距离，则下列说法正确的是（ ）
A．质量大的钢球到达水平木板的初速度大
B．本实验必须选择光滑的长木板
C．本实验可探究木块的动能跟质量大小的关系
D．实验中用到了控制变量法和转换法
【答案】D
【解析】（1）钢球下滑的高度相同，则到达水平面时的速度是相同的；
（2）实验中，通过观察木块移动的距离来表示动能的大小；
（3）动能的大小与质量和速度有关；探究动能大小与质量关系时，需要控制速度相同，质量不同；
（4）根据控制变量法和转换法分析。
解：A、质量不同的钢球由相同斜面的同一高度由静止释放，则到达水平面时的速度是相同的，故A错误；
B、实验中通过观察水平长木板上的木块被撞动的距离来表示动能的大小，若水平面光滑，则木块会做匀速直线运动，不能比较距离的大小，故B错误；
C、实验中无法改变木块的质量，所以不能探究木块的动能与质量的关系，故C错误；
D、实验中通过观察水平长木板上的木块被撞动的距离来表示动能的大小，采用的是转换法；动能的影响因素有两个，实验中采用的是控制变量法，故D正确。
故选：D。
10．如图所示，当摆线自然下垂时，小球在B点，现将小球拉到A点，然后释放，小球将从A摆向B，再从B摆向C，下列判断正确的是（ ）
A．小球在A点时，重力势能和动能都最大
B．小球从A到B的过程中，拉力和重力都做功
C．小球在B点时，重力势能和动能都最大
D．小球从B到C的过程中，拉力不做功，重力做功
【答案】D
【解析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大，速度越大，则动能越大；
重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度；质量越大，高度越高，则重力势能越大；
（2）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离。
解：AC、小球在A点时速度为0，则动能为0，此时高度最高，其重力势能最大；在B点时速度最大，则动能最大，此时高度最低，其重力势能最小，故AC错误；
BD、小球由A到B，高度下降，从B到C的过程中，高度上升，重力做功；小球在拉力的方向上没有通过距离，所以拉力对小球不做功，故B错误，D正确。
故选：D。
11．如图（a）所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动。两次拉动木块得到的s﹣t图像分别是图（b）中的图线甲、乙，则以下说法不正确的是（ ）
A．两次木块都在做匀速直线运动
B．两次对应的弹簧测力计示数一定相等
C．两次木块受到地面的摩擦力一定相等
D．两次木块的动能一定相等
【答案】D
【解析】（1）弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速直线运动时，水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力；
（2）摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度有关，与速度大小无关。
解：A、由图像知，物体运动的路程与时间关系图像是正比例函数图像，可知物体做匀速直线运动，故A说法正确；
BC、两次同一物体在同一水平面上运动，所以压力大小和接触面的粗糙程度相同，则摩擦力相同，又因为都做匀速直线运动，所以拉力等于摩擦力，两次的拉力也相等，故BC说法正确；
D、木块的质量不变，由图像可知，甲的速度较大，动能较大，故D说法不正确。
综上所述，不正确的应为D选项。
故选：D。
12．掷实心球是我市中考体育考试项目之一。实心球离手后，在空中飞行过程中动能E随时间t变化的曲线最接近的是（ ）
【答案】C
【解析】影响动能大小的因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度。质量越大，高度越大，重力势能就越大，据此分析。
解：如图，实心球在整个飞行过程中，质量不变，实心球一直在运动，动能不为零。从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大；处于最高点时竖直方向速度为0，但水平方向仍然有速度，因此动能不为0，故选C。
故选：C。
13．在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图所示三个实验，质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求滚下，与水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。下列说法不正确的是（ ）
A．实验中所探究的“物体的动能”是指小球的动能
B．由甲、乙两图可知物体动能的大小与物体的高度有关
C．此实验中物体动能的大小是通过纸盒移动的距离来表示的
D．由甲、丙两图可知物体的动能大小与物体的质量大小有关
【答案】B
【解析】AC、根据转换法，小球的动能大小是通过观察小球推动纸盒运动距离的远近来体现的，实验中研究对象是小球；
BD、物体的动能大小与物体的质量和速度有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；
小球运动到水平面的速度由小球自由下滑的高度决定，据此分析回答。
解：AC、在物理学中，能够做功的多少表示物体具有能量的大小，实验中小球能够做功体现在推动纸盒运动的距离长短，推动纸盒移动的距离越远，说明小球能够做的功越多，小球具有的动能就越大，所以通过观察纸盒被推动的距离的大小，可以判断小球动能的大小，故A正确，C正确；
B、甲、乙两次实验，小球的质量相同，B由静止自由滚下的高度大于A滚下的高度，B运动到水平面时速度较大，B球将纸盒推动得更远，说明动能更大，可得：质量相同的物体，运动速度越大，它具有的动能就越大，由甲、乙两图可知物体动能的大小与物体的速度有关，故B错误；
D、甲、丙两图中，让质量不同的小球从相同高度自由下滑，目的是控制小球运动到水平面时的速度相同，根据控制变量法，可探究动能大小与质量的关系，由甲、丙两图实验现象可知，丙图中小球的动能大，故由甲、丙两图可知物体的动能大小与物体的质量大小有关，D正确。
故选：B。
14．弹簧左端固定在挡板上，小车压紧弹簧，释放后被弹开，最终静止，如图。从小车释放到静止的过程中，下列分析正确的是（ ）
A．弹簧的弹性势能增加
B．小车的动能一直增加
C．弹簧对小车做功使小车动能增加
D．小车动能不变，所以弹簧对小车不做功
【答案】C
【解析】动能的大小与质量、速度有关；弹性势能的大小与弹簧的形变程度有关；做功的条件：有力，且在力的方向上通过距离。
解：A、小车压紧弹簧，释放后被弹开，弹簧的形变减小，则弹性势能减小；故A错误；
B、开始时弹簧的弹性势能转化为小车的动能，小车的动能变大，小车最终静止，动能为0，故小车的动能先变大，后减小，故B错误；
CD、弹簧具有弹力，弹力推动小车运动，对小车做功使小车动能增加，故C正确，D错误。
故选：C。
15．物理兴趣小组的同学利用如图所示的装置研究影响动能的因素，下列说法正确的是（ ）
A．甲乙两组实验是研究动能与高度的关系
B．乙丙两组实验不能用于研究动能与质量的关系
C．甲乙丙三组实验中的研究对象是小木块
D．如图丁，用形状相同的塑料球和铁球（铁球质量大）将弹簧压缩到相同程度后再放手，可研究动能与质量的关系
【答案】B
【解析】（1）物体由于运动而具有的能叫做动能，动能的大小与物体的质量和速度有关；
（2）实验过程要采用控制变量法，当研究动能大小与质量的关系时，要让钢球沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同，当研究动能大小与速度的关系时，应选择同一钢球从不同的 高度释放，这样可以保证小球的质量相同；即只有这样实验才更为科学严密。
解：A、让同一小球从不同高度由静止出发，小球与木块接触时，小球的速度不同，是为了研究动能与速度的关系，故A错误；
B、乙丙两组实验中，小球的质量不同，下滑的高度不同，到达水平面时的速度不同，所以不能用于研究动能与质量的关系，故B正确；
C、甲乙丙三组实验中的研究对象是小球动能的大小，是通过小木块移动的距离的大小来体现的，故C错误；
D、用形状相同的塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度，弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，两小球的质量不同，所以速度不同，但由于动能相同，对纸盒做的功应相同，对纸盒做得功是克服水平面给纸盒的摩擦力做功，摩擦力是相同的，根据W＝Fs可知，纸盒运动的距离也应该是相同的，所以无法探究动能与质量的关系，故D错误。
故选：B。
16．在探究“动能大小与速度的关系”实验中，设计如图所示的实验装置，利用同一铁球先将弹簧压缩到不同程度后释放，让铁球撞击同一木块。下列说法中不正确的是（ ）
A．实验中是根据木块被撞出距离的远近来判断小球的动能大小
B．实验中铁球将弹簧压缩不同程度可以用来探究动能大小和速度的关系
C．弹簧被压缩时弹性势能转化为动能
D．在实验过程中机械能总量是不守恒的
【答案】C
【解析】（1）小球动能的大小是通过物体被推动移动的距离体现的；
（2）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，要结合控制变量法的要求，看是否合理的控制了相关变量，并改变了要研究的变量，这样才能知道是否符合实验要求；
（3）物体发生弹性形变时具有弹性势能；
（4）克服摩擦做功，机械能转化为内能。
解：A、实验中采用了转换法，根据木块被撞出距离的远近来判断小球的动能大小，故A正确；
B、实验中铁球将弹簧压缩不同程度，释放弹簧时，铁球的速度不同，质量不变，可以用来探究动能大小和速度的关系，故B正确；
C、弹簧被压缩时，弹簧具有弹性势能，是动能转化为弹性势能，故C错误；
D、小球在运动的过程中，会克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，故在实验过程中机械能总量是不守恒的，故D正确。
故选：C。
17．如图所示，小球在一定高度由静止落下，接触弹簧后再被弹起，每次弹起的高度都低于落下时的高度。则小球从刚接触弹簧到刚离开弹簧的过程中，则小球动能随时间的变化图像正确（ ）
【答案】D
【解析】在运动过程中小球受重力与弹簧的弹力，根据合力的方向和大小判定小球运动速度的变化，从而判定动能的变化。
解：小球刚接触弹簧时，有一定的速度，具有一定的动能；小球向下压弹簧，则小球会受到向上的弹力，开始时弹力小于重力，合力方向向下，小球继续向下做加速运动；随着弹簧形变程度的增大，弹力变大，当弹力等于重力时，速度最大；小球继续向下运动，弹力会大于重力，合力方向向上，小球做减速运动，到最低点时速度为0；
在最低点时小球受到的弹力大于小球的重力，小球会向上做加速运动，当弹力等于重力时，上升过程中的速度最大，继续向上运动，向上的弹力小于向下的重力，小球做减速运动，直至离开弹簧；
由此可知，在下落过程中，小球的速度先变大后变小，则小球的动能也是先变大后变小；上升过程中，小球的速度先变大后变小，则小球的动能也是先变大后变小；
已知每次弹起的高度都低于落下时的高度，这说明小球的机械能是变小的（原因是小球还受到空气阻力或者碰撞过程中存在机械能损失），所以，下落过程中的动能最大值要大于上升过程中的动能最大值，故D图符合题意。
故选：D。
18．“蹦极”是运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从高处竖直跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动时，其所受绳子的拉力F大小随时间t变化的图像如图所示，由此可知运动员（ ）
A．t0时刻重力势能最小
B．从起跳到t0弹性绳的弹性势能一直变大
C．所受拉力F对运动员始终做功
D．t0到tn过程中动能不变
【答案】A
【解析】（1）物体的重力势能与物体所受的重力与物体的高度有关，在重力一定的情况下，高度越低，重力势能越小；
（2）弹性势能的大小与弹性形变程度的大小有关；
（3）力作用在物体上，物体在力的方向上如果移动一端距离，则力对物体做功；
（4）物体的动能与物体的质量与速度有关，在质量一定时，物体速度越大，动能越大。
解：A、t0时刻，绳子的拉力最大，绳子被拉得最长，跳跃者位置最低，高度最小，重力势能最小，故A正确；
B、从起跳后到运动员到达绳子的自然长度时，绳子没有被拉伸，绳子拉力为零，弹性势能为零，超过自然长度后，绳子被拉伸，弹性势能增大，所以从起跳到t0弹性绳的弹性势能先不变，后变大，故B错误；
C、在弹性绳恢复到原状之前，弹性绳对跳跃者有拉力，跳跃者在拉力F方向上移动了距离时，拉力对跳跃者做了功，当弹性绳恢复原状后，没有拉力，则不做功，故C错误；
D、t0到tn过程中，运动员下降时，动能先变大后变小；运动员上升时，动能先变大后变小，动能是变化的，故D错误。
故选：A。
19．如图甲所示，水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒，筒底固定一根弹簧。将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点（如图乙）。现将小球下压至B点，并用此处的装置锁定（如图丙）。解锁后，小球向上弹出筒口。下列说法正确的是（ ）
A．图乙中圆筒对桌面的压力小于图丙中的压力
B．弹簧弹性势能一直变小
C．图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中速度先变大后变小
D．图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中速度一直变大
【答案】C
【解析】（1）以整体为研究对象分析甲乙图中圆筒对水平桌面的压力大小关系；
（2）弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；
（3）在运动过程中小球受重力与弹簧的弹力，当两力大小相等时，小球速度最大，此时弹力与重力是一对平衡力。
解：以整体为研究对象，图乙、丙对桌面的压力相等，都等于圆筒、弹簧和小球的总重力；
将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点，现将小球下压至B点，并用此处的装置锁定，弹簧的弹性形变程度变大，弹性势能变大；
解锁后，小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力，重力小于弹力，合力向上，小球速度越来越大；随着弹簧压缩量的减小，弹力逐渐减小，当弹力与重力相等，小球的速度达到最大；弹力小于重力时，合力向下，小球速度减小，此过程中弹簧恢复原状，弹性势能减小；
由此可知，从乙到丙，弹簧弹性势能逐渐变大；图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中，弹簧弹性势能逐渐变小；
综上所述，C正确，ABD错误。
故选：C。
20．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一重为G＝50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，则以下说法错误的是（ ）
A．t2时刻小球的动能最大
B．t3时刻小球处于非平衡状态
C．t2到t3时间内，小球的动能先增加后减小
D．t2到t3时间内，小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能
【答案】A
【解析】根据影响动能、重力势能、弹性势能的大小因素和机械能守恒分析。
解：A、由图像可知，t2时刻弹力最大，此时小球压缩弹簧到最低点，此时小球的速度减小为0，动能最小，故A错误；
B、t3时刻小球的速度为0，处于最高点，受到重力的作用，处于非平衡状态，故B正确；
C、t2到t3时间内，小球在弹力的作用下先加速上升，动能变大；当弹力等于重力时，速度最大，动能最大；继续上升时重力大于弹力，小球做减速运动，动能变小；综上所述，t2到t3时间内，小球的动能先增加后减少，故C正确；
D、t2～t3段时间内，弹力逐渐减小，是小球被弹起直至离开弹簧的过程，此过程中小球和弹簧组成的整体机械能守恒，所以小球增加的动能与重力势能之和等于弹簧减少的弹性势能，故D正确。
故选：A。
二、填空题（共5小题）：
21．暴雨来临前，狂风把小树吹弯了“腰”，这说明是风力使小树发生 ；被吹弯“腰”的小树具有 能。
【答案】形变；弹性势。
【解析】（1）力能改变物体的运动状态和改变物体的形状。
（2）物体由于发生弹性形变而具有的能量。
解：（1）力的作用效果：①改变物体的运动状态；②改变物体的形状。题中考查的是改变了物体的形状，使小树发生了形变。
（2）物体由于发生弹性形变而具有的能量，叫弹性势能。
故答案为：形变；弹性势。
22．3月28日，辽宁省第三批援鄂返辽医疗队队员乘坐的包机在沈阳桃仙国际机场受到“水门礼”迎接。“过水门”仪式是由两辆消防车在飞机两侧喷射水柱，形成一个“水门”，这项民航中高级别的礼仪寓意“接风洗尘”。从消防车喷水口喷出的水在上升的过程中，动能 ，重力势能 （以上两空均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】减小；增大。
【解析】（1）动能大小跟质量、速度有关。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。
（2）重力势能大小跟质量、被举得高度有关。被举得高度一定时，质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大。
解：从消防车喷水口喷出的水在上升的过程中，水的质量不变，速度减小，动能减小；
从消防车喷水口喷出的水在上升的过程中，水的质量不变，高度增加，重力势能增大。
故答案为：减小；增大。
23．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关，于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，共中A、C、D三个球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙面高为H处静止下落，C、D两球从距沙面高为2H处静止下落，其中D球从光滑弯曲轨道上端静止滑入。最后从光滑管道下端竖直的落下（球在光滑管道中的运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙中的深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙中的深度均为加，且h1＜h2＜h3。
（1）本实验中，铅球具有的重力势能大小是通过 来反映的。
（2）探究物体具有的重力势能是否与物体的质量有关，应选择 两球。
（3）比较C、D两球及观察到的实验现象等，可初步得出的结论： 。
【答案】（1）球陷入沙中的深度；（2）A、B；（3）物体的重力势能与物体的运动路径无关。
【解析】（1）实验中通过球陷入沙面的深度来反映铅球重力势能的大小，用到转换法；
（2）影响重力势能的因素有物体的质量和下落高度，实验中研究物体的重力势能与物体的质量关系时，需要保持下落高度和运动路径相同，改变物体质量；研究物体重力势能与下落高度的关系时，需要保持物体质量和运动路径相同，改变下落高度；
（3）研究物体重力势能与运动路径的关系时，需要保持物体质量和下落高度相同，改变运动路径。
解：（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙中的深度来反映；
（2）探究物体具有的重力势能是否与物体的质量有关时，需要控制两球下落高度和运动路径相同，质量不同，故需要对比A、B球；
（3）比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。
故答案为：（1）球陷入沙中的深度；（2）A、B；（3）物体的重力势能与物体的运动路径无关。
24．如图所示，一根不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系一小球，O点的正下方固定有一根钉子P．位置1在O点的正下方，位置3与A点等高，位置5是A与l之间的某点，位置2是l与3之间的某点，位置4是高于3的某点。不考虑空气阻力，小球从A点静止释放，则小球第一次过位置l后最高能到达位置 ，此时小球动能 零（填“＜”、“＝”或“＞”），受 （“平衡力”或“非平衡力”）A到1之间绳子对物体的拉力做功 零（填“＜”、“＝”或“＞”）。
【答案】3；＝；非平衡力；＝。
【解析】（1）根据机械能守恒，小球从某一高度静止释放后它所能达到的高度不会超过原来的高度，或者说它所具有的机械能的大小不会超过原来所具有的机械能的大小。
（2）据二力平衡的条件分析判断即可解决。
（3）做功的条件是：作用在物体上有力，沿力的方向运动一段距离。
解：根据机械能守恒，小球能到达的最高点是动能为零的位置，而初始时动能也为零，所以能到达的最高点必然是与A相同的高度，即第一次过1最高应该能到达位置3，且此时小球处于静止状态，即此时的动能是零；而在该情况下，小球下一步将向下运动，所以受到向下的力大，故受到的不是平衡力；
A到1的过程中，绳子对小球有拉力，但是沿力的方向并没有移动距离，所以绳子对小球没有做功。
故答案为：3；＝；非平衡力；＝。
25．重为G的小球以速度为0m/s释放，下落的小球先后经过A、B、C三点位置如图所示，小球在AB过程中，动能 ，重力势能 （两空选填“增加”“不变”或“减少”）；小球在BC段受到弹力的作用，方向为 （选填“竖直向上”、“竖直向下”）；落到C点时速度为0m/s，小球在BC段的重力势能 ，弹性势能 （两空选填“增加”“不变”或“减少”）。
【答案】增加；减少；竖直向上；减少；增加。
【解析】动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关；根据弹簧的形变情况判定弹力的方向；弹性势能的大小与弹性形变的程度有关。
解：小球在AB过程中，质量不变，高度变小，重力势能减少，速度变大，动能增加；
小球在BC段受到弹力的作用，弹性被压缩，所以产生的弹力的方向是竖直向上的；
小球在BC段的质量不变，高度减小，重力势能减少；弹簧的形变程度增加，弹性势能增加。
故答案为：增加；减少；竖直向上；减少；增加。
三、实验探究题（共5小题）：
26．在探究动能大小与质量关系的两次实验中，小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图所示，木板固定在水平面上。
（1）该实验中的研究对象是 （选填“小球”或“木块”），通过比较木块在木板上滑行的 来比较动能大小的，这种研究方法是 法。
（2）图中错误的操作是 。改正错误后进行实验，发现乙图木块滑出的远些，则可以做出判断，在 相同的情况下， 越大，动能越大。
（3）木块与小球分离后，在水平木板上继续向前滑行，此时木块在水平方向受到摩擦力作用，这个力对木块运动状态的影响是 。
【答案】（1）小球；距离；转换；（2）木块的初始位置不同；速度；质量；（3）木块由运动变为静止。
【解析】（1）探究物体的动能的大小与什么因素有关实验中，根据转换法，小球的动能大小是通过木块被推的距离大小来反应的，据此分析小该实验研究的主体；
（2）根据控制变量法分析；
（3）力可以改变物体的运动状态和形状。
解：（1）探究物体的动能的大小与什么因素有关实验中，小球的动能大小是通过木块被推的距离大小来反应的，小该实验研究的主体是小球；
该实验中小车动能的大小是通过木块被推的距离体现的，木块被撞的越远，说明小球的动能越大，被撞的越近，说明小球的动能越小，这是转换法的应用；
（2）探究动能大小与质量关系时需要控制小球的速度相同，质量不同，小球去撞击木板上相同位置的木块；由图可知，木块的初始位置不同，是错误的；
改正错误后进行实验，发现乙图木块滑出的远些，这说明乙中的小球的动能大；则可以做出判断，在速度相同的情况下，质量越大，动能越大；
（3）木块在水平方向受到摩擦力作用，摩擦力改变了木块的运动状态，木块最终会静止在木板上。
故答案为：（1）小球；距离；转换；（2）木块的初始位置不同；速度；质量；（3）木块由运动变为静止。
27．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小欣同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球到达水平面的 （填“质量”、“速度”、“动能”）相同。
（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时， 。
（3）此套装置能否用来探究重力势能大小的影响因素？ 。
（4）小欣同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离（如表所示），小车在三个表面克服摩擦力做功 （选填“相等”或“不相等”）；若水平面绝对光滑，小车将 。
【答案】（1）速度；（2）速度越大，动能越大；（3）能；（4）相等；做匀速直线运动。
【解析】（1）要探究动能大小与物体质量的关系，需保持物体的速度相同，则需使小球从同一斜面的同一高度由静止开始运动；
（2）分析图甲、丙所示两次实验，根据实验控制的变量与实验现象分析答题；
（3）重力势能和两个因素有关，一是物体质量，二是物体所处的高度；
（4）直接比较小车在三个表面上克服摩擦力做功是否相等不好确定，可根据重力势能大小关系及能量的转化分析；根据牛顿第一定律，若水平面绝对光滑，则木块不受摩擦力作用，运动后将保持匀速直线运动。
解：（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保持小球的速度相同，而质量不同，所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下，保证铁球达到水平面时的速度相同；
（2）由图示实验可知，甲、丙两次实验，两球的质量相同，甲图中小球滚下时的高度较大，该小球到达斜面底端时的速度较大，将纸盒推动得更远，说明甲图中小球的动能更大，由此可得：质量相同的物体，运动速度越大，它具有的动能就越大；
（3）实验中可以选用质量相同的小球从同一斜面的不同高度滚下，来探究重力势能与高度的关系，通过纸盒在水平面上移动的距离反映小球最初的重力势能大小；实验中还可以用质量不相同的小球从同一斜面的相同高度滚下，来探究重力势能与质量的关系；
（4）让小车从同一高度（由静止）下滑，根据决定重力势能大小的因素，小车最初的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来时，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，小车在三个表面克服摩擦力做功相同；
小车从斜面上滚下，若水平面绝对光滑，小车不受摩擦力作用，小车所受合力为0N，所以小车将做匀速直线运动。
故答案为：（1）速度；（2）速度越大，动能越大；（3）能；（4）相等；做匀速直线运动。
28．如图所示，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，并使木块向前移动一段距离。
（1）实验中，小球动能的大小是通过 来反映的，这种方法称为转换法；如果水平面绝对光滑，则 （选填“能”或“不能”）完成本实验。
（2）分析比较 两次实验，可初步得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大。
（3）实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车“超载”或“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响较大？于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如下表：
试验序号
小球的质量m/g
小球自由滚下的高度h/cm
木块被撞后移动的距离s/cm
1
30
10
4
2
30
20
16
3
60
10
8
①为了探究“超载”安全隐患，应选择 两个序号的实验进行比较。
②分析表格中对应的实验数据可知： 对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。
【答案】（1）木块移动的距离；不能；（2）甲、乙；（3）①1、3；②速度。
【解析】（1）动能的大小与物体的质量、速度有关；重力势能的大小与物体的质量、高度有关；观察木块被撞击后移动的距离来判断小球动能的大小，用到了转换法；
如果水平面绝对光滑，木块被撞击后将做匀速直线运动。
（2）探究动能大小与速度的关系时，需要控制质量不变，改变速度（改变小球自由滑下时的高度）；
（3）①研究超载危害，应控制速度相等，即小球下滑的高度相同而质量不同，分析表中实验数据，然后答题；
②应用控制变量法，分析表中实验数据，然后答题。
解：（1）小球从斜面滚下过程中，将重力势能转化为动能，小球撞击木块，并使木块向前移动一段距离，小球的动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的，这属于转换法的应用；
如果水平面绝对光滑，没有阻力作用，木块被撞击后将做匀速直线运动，不能通过被撞击的距离来比较动能大小；
（2）探究动能大小与速度的关系时，需要控制质量不变，改变速度，故实验中应选用质量相同的小球从斜面的不同高度滚下，所以需要对比甲、乙两图；
（3）①研究超载隐患时，应控制小球下滑的速度相同（高度相同）而质量不同，由表中实验数据可知，应选择序号1、3所示实验进行比较；
②根据序号为1、2的实验数据可知，质量相同的物体，速度越大，动能越大；由表中实验数据可知，在同等条件下超速带来的安全隐患更大一些。
故答案为：（1）木块移动的距离；不能；（2）甲、乙；（3）①1、3；②速度。
29．某物理实验小组探究物体的动能大小跟哪些因素有关。用质量不同的两个小钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H＞h）静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程中如图甲、乙、丙所示。
（1）若水平面绝对光滑，本实验 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（2）由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与 有关。
（3）小华同学根据甲、丙两图得出结论：物体动能的大小与质量有关，她的看法是否正确？
（选填“正确”或“错误”），理由是 。
【拓展】小明将实验进行了改装：用形状相同的塑料球和铁球（铁球质量大）将弹簧压缩到相同程度后放手，如图丁所示；两球离开弹簧时的速度 （选填“相同”或“不相同”），纸盒被推开的距离 （选填“相同”或“不相同”）。
【答案】（1）不能；（2）速度；（3）错误；没有控制小球到达水平面时的速度相同；【拓展】不同；相同。
【解析】（1）根据牛顿第一定律，若水平面绝对光滑，则木块不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，实验将不能达到探究目的；
（2）动能大小跟质量和速度有关。在探究动能大小跟质量关系时，控制速度大小不变；在探究动能大小跟速度关系时，控制质量不变；
（3）影响动能大小的因素有物体的质量与速度，因此，在探究和分析结论时，一定要注意控制变量法的运用，并据此得出结论；
【拓展】弹性势能的大小与物体的弹性形变的程度有关。
解：（1）若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的；
（2）由甲、乙图可知，小球的质量相同，小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，到达斜面底部时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，说明小球的动能不同，所以得出的实验结论为：物体的动能大小与速度有关；
（3）要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同，即不同质量的小球从同一高度由静止滑下，而甲、丙两图没有让小球从同一高度滚下，没有控制小球的速度相同，所以小明的看法错误；
【拓展】用形状相同的塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度，弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，两小球的质量不同，所以速度不同，但由于动能相同，对纸盒做的功应相同，对纸盒做得功是克服水平面给纸盒的摩擦力做功，摩擦力是相同的，根据W＝Fs可知，纸盒运动的距离也应该是相同的。
故答案为：（1）不能；（2）速度；（3）错误；没有控制小球到达水平面时的速度相同；【拓展】不同；相同。
30．（1）小强在“探究影响动能大小的因素”实验时，用质量分别为m、2m的两个钢球做了如图所示的实验，虚线位置为木块滑动﹣段距离后停止的位置。
①让不同钢球从斜面的同一高度由静止滚下是为了 。
②比较甲、丙两图进行的实验，可得出结论 。
③同桌小红根据乙、丙两图得出结论，物体的动能大小与质量有关，她的看法 （选填“正确”或“错误”）。
（2）周末，小强和小红在小强家玩魔方，在洗魔方时，发现魔方漂浮在水面上。他们突发奇想，能不能利用浮力测出魔方的平均密度。经过讨论，他们用透明玻璃水杯盛适量的水，再找来一个三角板，仅用两个测量步骤，再代入表达式中计算，很轻易地完成了实验。聪明的你，请帮他们①写出测量步骤（用符号表示测得的物理量）。②用测得的物理量符号和已知的物理量符号写出测魔方密度的最后计算达式。
步骤一： 。
步骤二：将魔方慢慢浸没入水中， ，测出密度的最后计算达式 。
【答案】（1）①使两球到达水平面时的速度相同；②在质量相同时，速度越大，动能越大；③错误；（2）玻璃水杯中倒入适量的水，用刻度尺测量出水的深度为h；把魔方放入水中，用刻度尺测量水的深度为h1；测量出水的深度为h2；ρ=h1−hh2−hρ水。
【解析】（1）动能的决定因素有两个：质量和速度，要利用控制变量法去研究。研究与速度关系时要保证质量相同，速度不同。研究与质量关系时，要保证速度相同，质量不同；
（2）物体漂浮时受到的浮力等于物体的重力，根据阿基米德原理得出浮力与重力的关系式；魔方全部浸入水中，排开的水的体积与魔方的体积相等；然后根据密度公式得出密度的表达式。
解：（1）①实验中让不同质量的两个钢球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时的速度相同；
②根据甲、乙可知，钢球的质量相同，滚下的高度不同，高度越高，钢球到达水平面的速度越大，撞击木块移动的距离越远，动能越大，故结论为：在质量相同时，速度越大，动能越大；
③对比乙、丙两图可知，钢球的质量不同，滚下的高度不同，到达水平面的速度不同，所以无法探究物体的动能大小与质量的关系，故小红的看法是错误的；
（2）①步骤一：玻璃水杯中倒入适量的水，用刻度尺测量出水的深度为h；把魔方放入水中，用刻度尺测量水的深度为h1；
②将魔方慢慢浸没水中，测量出水的深度为h2；
魔方漂浮时排开的水的体积为：V排1＝（h1﹣h）S；魔方浸没时排开的水的体积即魔方的体积为：V＝V排2＝（h2﹣h）S；
根据阿基米德原理可知，漂浮时受到的浮力为：F浮1＝ρ水gV排1＝ρ水g（h1﹣h）S；漂浮时浮力等于重力，即G＝F浮1＝ρ水g（h1﹣h）S；
则魔方的密度为：ρ=mV=GgV=ρ水g(h1−h)Sg(h2−h)S=h1−hh2−hρ水。
故答案为：（1）①使两球到达水平面时的速度相同；②在质量相同时，速度越大，动能越大；③错误；（2）玻璃水杯中倒入适量的水，用刻度尺测量出水的深度为h；把魔方放入水中，用刻度尺测量水的深度为h1；测量出水的深度为h2；ρ=h1−hh2−hρ水。
四、计算题（共5小题）：
31．中国研制生产的世界最大水陆两栖飞机“鲲龙”﹣﹣AG600（如图）于2017年12月24日在广东珠海成功首飞。AG600可在水面直接起飞，主要用于森林灭火和水上救援。最大起飞的质量为53.5吨，根据以上信息，回答下列问题：
（1）飞机在投水灭火过程中，若保持一定高度匀速飞行，则这一过程中飞机的动能将
（填“增大”，“减小”或者“不变”）
（2）装满水的AG600从水面起飞至400米高空，飞机克服重力至少需要做多少功？（g取10N/kg）
【答案】（1）减小；（2）2.14×108J。
【解析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）根据W＝Gh可求飞机克服重力做的功。
解：（1）装满水的AG600在投水灭火过程中，在空中某一高度匀速飞行，飞机的质量减小，速度不变，动能减小；
（1）最大起飞质量为AG600携带水时的总质量：m＝5.35×104kg，总重力：
G＝mg＝5.35×104kg×10N/kg＝5.35×105N，
上升的高度：s＝400m，
飞机克服重力至少需要做功：W＝Fs＝Gs＝5.35×105N×400m＝2.14×108J；
故答案为：（1）减小；（2）2.14×108J。
32．物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半，即E动=12mv2，物体的重力势能等于物体的重力与高度的乘积，即E势＝mgh．现将一定质量的小球在水平桌面上以竖直向上的速度v0＝20m/s掷出，不计空气阻力。求：
（1）小球能达到的最大高度；
（2）当小球的动能与其重力势能相等时，小球的速度。
【答案】（1）20m；（2）14m/s。
【解析】（1）设小球在水平桌面上时重力势能为0，不计空气阻力，小球上升时，小球的动能全转化为重力势能，达到最大高度时的重力势能等于开始的动能，据此求最大高度；
（2）当小球的动能与其重力势能相等时，小球的动能等于开始动能的二分之一，据此求此时小球的速度。
解：（1）设小球在水平桌面上时重力势能为0，不计空气阻力，小球上升时，小球的动能全转化为重力势能，则达到最大高度H时：
mgH=12mv02，
解得：H=12(20m/s)210N/kg=20m；
（2）当小球的动能与其重力势能相等时，
mgh=12mv2=12×12mv02，
解得此时小球的速度：v2=12v02，
解得：v=22v0≈0.7×20m/s＝14m/s。
答：（1）小球能达到的最大高度为20m；
（2）当小球的动能与其重力势能相等时，小球的速度为14m/s。
33．已知物体的重力势能表达式为Ep＝mgh，动能的表达式为Ek=12mv2，其中m为质量，h为物体距水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，距沙坑高h＝7m处，以v0＝10m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体，不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程机械能守恒。求：
（1）物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek；
（2）物体上升到最高点时离抛出点的高度H；
【答案】（1）物体被抛出时的重力势能为35J，动能为25J；（2）5m。
【解析】（1）由重力势能和动能公式计算物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1；
（2）根据能量转化和守恒分析解答。
解：（1）由题知，物体质量和被抛出时的高度和速度，
物体的重力势能：Ep＝mgh＝0.5kg×10N/kg×7m＝35J；
动能EK=12mv2=12×0.5kg×（10m/s）2＝25J；
（2）不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程机械能守恒，
故E′p＝Ep+Ek
0.5kg×10N/kg×（H+7m）＝35J+25J
解得：H＝5m。
答：（1）物体被抛出时的重力势能为35J，动能为25J；
（2）物体上升到最高点时离抛出点的高度为5m。
34．已知物体的动能表达式为Ek=12mv2；在无其他外力做功的情况下，运动的物体克服阻力做了多少功，物体的动能就会减小多少。现有一质量为0.4kg的足球，以5m/s的速度在水平操场上沿直线滚动25m后静止，求：
（1）初始时刻，足球的动能；
（2）整个运动过程中，足球动能的改变量；
（3）足球在运动过程中所受的阻力（设阻力大小始终不变）。
【答案】（1）5J；（2）5J；（3）0.2N。
【解析】（1）根据Ek=12mv2求出动能的大小；
（2）根据动能的变化分析；（3）根据W＝fs求出阻力的大小。
解：（1）初始时刻，足球的动能为：Ek=12mv2=12×0.4kg×（5m/s）2＝5J；
（2）整个运动过程中，足球最终静止，动能为0，则足球动能的改变量5J；
（3）足球在运动过程中动能全部用来克服阻力做功，根据W＝fs可知，所受的阻力为：f=Ws=Eks=5J25m=0.2N。
答：（1）初始时刻，足球的动能为5J；（2）整个运动过程中，足球动能的改变量为5J；
（3）足球在运动过程中所受的阻力为0.2N。
35．已知物体的重力势能表达式为Eρ＝mgh，动能表达式为EK=12mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，光滑的圆弧轨道AB与粗糙水平面BC相连，A点到水平面BC的垂直高度为0.8m，水平面BC长2m，现有一质量为4kg的物块由静止开始从A点滑下，经B点进入水平面，最后静止在C点，整个过程不考虑空气阻力。求：
（1）物块位于A点时的重力势能：
（2）物块滑至B点时的速度；
（3）若物体在水平面BC上运动时减少的机械能全部用来克服摩擦力做功，求物体在水平面上所受摩擦力。
【答案】（1）32J；（2）4m/s；（3）16N。
【解析】（1）根据Eρ＝mgh算出物体的重力势能；
（2）由机械能守恒可以求出物体在B点的速度；
（3）根据W＝fs算出物体在水平面上所受摩擦力。
解：（1）物体的重力势能：Eρ＝mgh＝4kg×10N/kg×0.8m＝32J；
（2）由机械能守恒得 mgh=12mvB2
vt=2gh=2×10N/kg×0.8m=4m/s；
（3）物体在水平面BC上运动时减少的机械能全部用来克服摩擦力做功，
克服阻力所做的功：Wf＝Eρ＝32J，
根据Wf＝fs得，
物体在水平面上所受摩擦力：f=Wfs=32J2m=16N。
答：（1）物块位于A点时的重力势能为32J；（2）物块滑至B点时的速度的速度为4m/s；
（3）物体在水平面上所受摩擦力为16N。
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