初中物理人教版（2024）八年级下册第十一章 功和机械能11.3 动能和势能巩固练习

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•知识点1 动能和势能的概念
•知识点2 动能和势能的大小
•知识点3 动能和势能的影响因素及应用
•知识点4 动能和势能的转化
•知识点5 动能和势能的影响因素实验探究
•作业 巩固训练
知识点1
动能和势能的概念
1、动能
（1）动能概念：物体由于运动而具有的能，叫做动能。一切物体都具有动能。
（2）影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。
（3）单位：焦耳（J）。
2、重力势能
（1）重力势能概念：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。
（2）影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大。
（3）单位：焦耳（J），重为1N的物体（质量约为0.1kg），被举高1m时所获得的能量，就是1J。
3、弹性势能
（1）弹性势能概念：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。
（2）影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势能就越大。
（3）单位：焦耳（J）。
4、势能：弹性势能和重力势能统称为势能。
【典例1-1】（2023秋•柳州期末）下列具有弹性势能的是（ ）
A．匀速行驶的汽车B．射出去的箭
C．被拉弯的弓D．树上掉落的苹果
【答案】C
【解答】解：A、匀速行驶的汽车具有动能，故A不符合题意；
B、射出去的箭具有动能和重力势能，故B不符合题意；
C、被拉弯的弓具有弹性势能，故C符合题意；
D、树上掉落的苹果具有重力势能，故D不符合题意。
故选：C。
【典例1-2】（2023秋•辽阳期末）唐诗中有“黄河远上白云间”“不尽长江滚滚来”的诗句，前一句生动形象地表明黄河储藏着大量的 重力势 能，后一句表明长江具有大量的 动 能。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：从前一句中诗可看出黄河之水高高在上，由于有一定的高度而具有重力势能；
后一诗句可看出长江之水在流动，由于运动而具有动能。
故答案为：重力势；动。
【变式1-1】（2023秋•琼中县校级期中）下列选项中，具有动能的是（ ）
A．滚动的足球B．山上的石头
C．树上的小鸟D．楼上听课的同学
【答案】A
【解答】解：A、滚动的足球，处于运动状态，具有动能；故A正确；
B、山上的石头，静止在地面上，故没有动能；故B错误；
C、树上的小鸟，处于静止状态，故不具有动能；故C错误；
D、楼上听课的同学，由于处于静止状态，不具有动能；故D错误。
故选：A。
【变式1-2】（2023秋•清远期末）2023年10月17日—25日在西安举办2023年全国射箭锦标赛（室外），在比赛中，选手拉弦时，拉弯的弓具有 弹性势 能，当弓形变变大时，这种能 变大 （选填“变大”“变小”或“不变”）；松开箭，箭射出去后具有 动 能。
【答案】弹性势；变大；动
【解答】解：（1）被拉弯的弓放手后，可以把箭射出去，说明弓能够对箭做功，所以弓具有弹性势能；
（2）当弓形变变大时，弹性形变变大，弹性势能变大；
（3）松开箭，弓的弹性势能转化为箭的动能。
故答案为：弹性势；变大；动。
知识点2
动能和势能的大小
1、影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。
2、影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大。
3、影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势能就越大。
【典例2-1】（2023•蒙阴县校级开学）体育课上，李华同学让铅球和足球在跑道上以相同的速度滚动，则（ ）
A．铅球的动能大 B．足球的动能大
C．铅球、足球的动能一样大 D．无法比较
【答案】A
【解答】解：铅球和足球在跑道上的滚动速度相同，但铅球的质量大于足球的质量，所以铅球的动能大。
故选：A。
【典例2-2】（2023春•威远县校级期中）如图所示，货架上放着ABCD四个体积相同的实心球，其中A和B为铝球，C和D为铁球，那么A和B两球相比较， B 球的重力势能小；B和C两球相比较，做功本领更大的是 C 球。（ρ铁＞ρ铝）
【答案】B；C
【解答】解：由于四个实心球的体积相同，A和B为铝球，C和D为铁球，ρ铝＜ρ铁，由m＝ρV可知，A、B两球的质量小于C、D两球的质量。A与B相比，质量相同，但A的高度更高，所以A球的重力势能大、B球的重力势能小；
B与C相比，高度相同，C的质量更大，所以C球的重力势能大，故C球的做功本领更大。
故答案为：B；C。
【变式2-1】（2023春•黄岛区期末）如图所示是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A点和B点，则此物体的重力势能（ ）
A．在A点时较大B．在B点时较大
C．在两点一样大D．条件不足，无法判定
【答案】B
【解答】解：由图可看出，A点所在的海拔为995m，B点所在的海拔为1040m，而对同一个物体，它的位置越高，重力势能越大，故B点的重力势能大。
故选：B。
【变式2-2】（2023秋•苏州校级月考）荡秋千是中小学生喜欢的游戏，如图为荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。球在B、C两点的动能大小EkB ＞ EkC（选填“＞”、“＝”或“＜”），小球从B点摆动到D点的过程中，绳的拉力对小球 没有 （选填“有”或“没有”）做功。
【答案】＞；没有。
【解答】解：由于存在空气的摩擦，秋千在摆动的过程中，机械能转化为内能，机械能会逐渐减小；球在B、C两点高度相同，重力势能相同，B的机械能大于C的机械能，B的动能大于C的动能，绳的拉力始终与运动方向垂直，即拉力方向没有移动距离，因而拉力不做功。
故答案为：＞；没有。
知识点3
动能和势能的影响因素及应用
1、动能和势能的影响因素：
（1）动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小；当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小，具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小；
（2）重力势能的大小与两个因素有关：一个是物体的质量，另一个是物体距零势能面的高度。当物体的质量一定时，物体距零势能面的高度越大，其重力势能越大，物体距零势能面的高度越小，其重力势能越小；当物体距零势能面的高度一定时，物体质量越大其重力势能越大，物体质量越小其重力势能越小，物体的质量越大，举得越高，其重力势能就越大；
（3）弹性势能的大小与两个因素有关：一个是弹簧本身的性质，另一个是弹性形变的大小。当弹簧本身的性质相同时，形变越大，它具有的弹性势能就越大，形变越小，具有的弹性势能就越小；当弹簧形变相同时，性质不同的弹簧弹性势能不同。
2、动能和势能的影响应用：
（1）水轮发电机，将水下落的重力势能转化成轮子的动能，从而带动线圈在磁场中转动，产生感应电流，通过导线传出去，完成发电；
（2）撑杆跳，将助跑时的动能装化成重力势能，使人升高；
（3）秋千，是动能和重力势能互相转化的结果。
【典例3-1】（2023秋•镇江期末）抽水蓄能电站白天时放出山上的水用来发电，下列关于水向下流动时能量转化分析正确的是（ ）
A．水的重力势能增加 B．水的动能减少
C．水的重力势能转化为动能 D．水的动能转化为重力势能
【答案】C
【解答】解：水从山上向下流动的过程中，水的重力势能转化为动能，水重力势能减小，动能增大，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【典例3-2】（2023秋•东台市期末）《天工开物》中写道：“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这是利用蚕丝的弹性好。拉弯的弓发生 弹性形变 ，对箭有弹力作用；放手后，弓恢复形变过程中，弓的 弹性势 能转化为箭的 动 能。
【答案】弹性形变；弹性势；动。
【解答】解：拉弯的弓发生弹性形变，对箭有弹力作用；放手后，弓恢复形变过程中，弓的弹性势能转化为箭的动能。
故答案为：弹性形变；弹性势；动。
【变式3-1】（2023秋•海安市期末）如图是空军进行空中加油科目训练的情况，图中在同一高度匀速飞行的加油机正在给受油机加油。则加油过程中（ ）
A．加油机的动能减小，重力势能减小
B．受油机的动能不变，重力势能不变
C．加油机的动能不变，重力势能不变
D．受油机的动能增加，重力势能减小
【答案】A
【解答】解：在同一高度匀速飞行的加油机正在给受油机加油，在加油的过程中，加油机的质量减小，速度不变，所以动能减小；由于质量减小，高度不变，所以重力势能减小，机械能减小。
在加油的过程中，受油机的质量增大，速度不变，所以动能增大；由于质量增大，高度不变，所以重力势能增大，机械能增大。
故BCD错误，A正确。
故选：A。
【变式3-2】（2023秋•修水县期末）科技实践是提高学生核心素养重要途径，如图是某科技实践小组制作的水火箭的运动轨迹，运动到A点后不再喷水，B点是最高点，则在B点时水火箭的动能 不为零 （选填“为零”或“不为零”），从B运动到C，水火箭重力势能 减小 （选填“增大”或“减小”）。
【答案】不为零；减小。
【解答】解：水火箭在最高的B点时，在水平方向上有一定的速度，具有动能，即动能不为零；
在B到C的过程中，水火箭质量不变，高度变小，重力势能减小。
故答案为：不为零；减小。
知识点4
动能和势能的转化
1、动能大小与质量和速度有关，重力势能的大小与质量和高度有关。
2、判断一个物体的动能（势能）是否发生变化或发生了怎样的变化，首先要确定速度（所处高度）或质量这两个因素中哪一个因素是不变的，然后再根据另一个因素的变化情况来判断物体动能（势能）的变化情况。
【典例4-1】（2022秋•库车市期末）我们曾听到鸟与飞机相撞而引起机毁人亡的报道，空中飞翔的鸟对飞机构成了巨大威胁，鸟与飞机相撞引起机毁的原因是（ ）
A．鸟飞行的速度很大 B．以飞机为参照物，鸟的速度很大
C．鸟飞行的速度很小 D．以飞机为参照物，鸟的速度很小
【答案】B
【解答】解：以相向而行的飞机为参照物，相同的时间内，鸟和飞机之间的距离变化很大，以飞机为参照物，鸟的速度很大。小鸟的速度越大，它的动能越大，所以鸟与飞机相撞引起机毁。
故选：B。
【典例4-2】（2023秋•睢宁县期中）在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑甲、乙，圆斑 甲 是皮球从较高处落下形成的，试分析原因： 质量相同时，高度越高，重力势能越大，落地时转化为的弹性势能越大、弹性形变越大 。
【答案】甲；质量相同时，高度越高，重力势能越大，落地时转化为的弹性势能越大、弹性形变越大。
【解答】解：使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑甲、乙，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了弹性形变，此时，能量的转化过程是将动能转化为弹性势能，分析图中两个圆斑大小可看出，圆斑大的甲皮球转化的弹性势能较大，说明它原来所具有的重力势能大，即其所处的高度较高，即质量相同时，高度越高，重力势能越大，落地时转化为的弹性势能越大、弹性形变越大。
故答案为：甲；质量相同时，高度越高，重力势能越大，落地时转化为的弹性势能越大、弹性形变越大。
【变式4-1】（2023春•鼓楼区校级期末）如图所示，运动员在射箭比赛时总是要把弓拉得很弯，其主要目的是（ ）
A．增大箭的弹性势能B．减小箭的动能
C．增大弓的弹性势能D．使箭沿直线运动
【答案】C
【解答】解：物体的弹性形变程度越大，其弹性势能就越大；运动员在射箭比赛时总是要把弓拉得很弯，就是让弓的弹性形变程度增大，获得更大的弹性势能；题中只是说把弓拉得很弯，不能增大箭的弹性势能和弓的弹性，也无法使箭沿直线运动；故ABD错误，C正确。
故选：C。
【变式4-2】（2023春•江岸区校级月考）如图为某道路交道标志牌：小型车最 高 （选填“低”、“高”）行驶速度为100km/h，该路段全程40km，大型客车以标志牌上速度行驶需要 30 min才能通过该路段；载货汽车限速较低是因为其本身质量大，若速度大则其 动能 越大，能克服摩擦阻力做功越多，越不容易刹住，行驶时的危险性越大。
【答案】高；30；动能。
【解答】解：道路交道标志牌上表示此路段不同车型的最高时速不同，此路段小型车最高行驶速度为100km/h；
此路段大型客车最高时速为80km/h，行驶40km所需时间为t＝＝＝0.5h＝30min；
动能的影响因素有质量和速度，载货汽车本身质量大，若速度大，则动能更大，越不容易刹住，行驶时的危险性越大。
故答案为：高；30；动能。
知识点5
动能和势能的影响因素实验探究
1、探究动能的大小与哪些因素有关？
（1）实验方法：控制变量法和转换法
（2）实验结论：
①物体动能的大小与物体的运动速度有关，物体运动速度越大，物体的动能越大；
②物体动能的大小与物体的质量有关，物体的质量越大，物体的动能越大。
（3）归纳总结：
动能的大小与物体的质量和运动速度有关。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，它的动能也越大
2、探究重力势能的大小与哪些因素有关？
（1）实验方法：控制变量法和转换法
（2）实验结论：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大。
3、探究弹性势能的大小与哪些因素有关？
（1）实验方法：控制变量法和转换法
（2）实验结论：同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势能就越大。
【典例5-1】（2023春•兴宁区校级月考）如图所示，在“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中（m1＝m2＜m3），下列说法错误的是（ ）
A．实验中木桩下陷的深度越深，则物体的重力势能越大
B．比较a、b两图可知：物体被举得越高，重力势能越大
C．选择a、c两图可比较物体的重力势能大小与质量的关系
D．比较b、c两图可比较物体的重力势能大小与质量的关系
【答案】D
【解答】解：A、根据转换法可知，实验中是把物体的重力势能转化成木桩下陷的深度来比较各物体重力势能的大小的，实验中木桩下陷的深度越深，则物体的重力势能越大，故A正确；
B、比较a、b两图可知：物体的质量相同，物体被举的越高，木桩下陷的深度越深，重力势能越大，故B正确；
C、选择a、c两图，其质量不同，高度相同，可比较物体的重力势能大小与质量的关系，故C正确；
D、比较b、c两图，其质量不同，高度不同，无法比较物体的重力势能大小与质量的关系，故D错误；
故选：D。
【典例5-2】（2023秋•东莞市校级期末）小伟在探究“动能的大小可能与哪些因素有关的”时，设计了如图所示的实验，让小球从光滑斜面上由静止滑下，与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止。
（1）图甲是控制两球的 质量 相等，探究的是动能与 速度 的关系，得出的结论是： 在质量相同时，物体的速度
越大，动能越大 。
（2）木块被撞击后，最终会停下来，在此过程中将机械能转化为 内 能。
（3）利用图乙得出的结论可以解释的现象是 B 。（填正确选项前的字母）
A.将弹弓拉得越开，子弹被弹射得越远
B.高速公路上，大卡车所造成的车祸往往很惨烈
（4）这个实验中，利用木块被碰撞后移动的 距离 来比较物体的动能大小。下列实例中与此实验方法相同的有 ②③ 。（单选并填编号）
①认识电流大小时，用水流进行类比
②用海绵的凹陷程度来表示压力的作用效果
③用酚酞试液滴入溶液便红色来判断溶液呈碱性
【答案】（1）质量；速度；在质量相同时，物体的速度越大，动能越大；（2）内；（3）B；（4）距离；②③。
【解答】解：（1）由图甲可知，两球的质量相等，下落的高度不同，故探究的是动能与速度的关系；
观察甲图可以发现：小球的速度越大，木块移动的距离越大，因此此实验的结论是：在质量相同时，物体的速度
越大，动能越大；
（2）木块最终会停下来是因为木块受到了摩擦力的作用，在此过程中木块克服摩擦力做功，木块的机械能转化为内能；
（3）根据乙图可知，小球滚下的高度相同，撞击木块时的速度相同，质量不同，质量越大，撞击木块移动的距离越远，这表明小球的动能越大，故结论为：在速度一定时，质量越大，动能越大；
A、将弹弓拉得越开，子弹被弹射得越远，是探究影响弹性势能大小的因素，故A错误；
B、高速路上，大卡车的质量大，在速度一定时，具有的动能大，所造成的车祸往往很惨，探究物体动能与质量的关系，故B正确，故选：B；
（4）实验中利用木块被碰撞后移动的距离来比较物体的动能大小，属于转换法的思想，采用这个研究方法的还有用海绵的凹陷程度来表示压力的作用效果和用酚酝试液滴入溶液变红色来判断溶液呈碱性，故选：②③。
故答案为：（1）质量；速度；在质量相同时，物体的速度越大，动能越大；（2）内；（3）B；（4）距离；②③。
【变式5-1】（2023秋•渭滨区期末）如图是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究 小球 （选填“小球”或“木块”）动能的大小与 速度 （选填“高度”或“速度”）的关系。
【答案】小球；速度。
【解答】解：实验的主体是小球，该实验通过比较木块被推动后移动的距离，比较小球对木块做功的多少，判断小球动能的大小，这用到了转换法；
让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，小球运动到水平面时速度不同，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与速度的关系。
故答案为：小球；速度。
【变式5-2】（2023秋•秦都区期末）某同学在探究“物体的重力势能与哪些因素有关”时，选用下列实验器材：一块厚泡沫，三个相同的铁钉，三个金属块m1、m2和m3（m1＝m2＜m3）。他做了如下实验：将铁钉插入泡沫的相同深度，分别将三个金属块由空中静止释放撞击铁钉，铁钉进入泡沫深度如图所示。
（1）金属块下落的过程中，将 重力势 能转化为动能。实验中可以通过观察 铁钉进入泡沫的深度 来比较金属块重力势能的大小。
（2）通过a、b两次实验可初步得出的结论是：在质量相同时，物体 被举得越高 ，重力势能越大。
（3）比较 a、c 两次实验，说明金属块位置相同时，质量越大，金属块的重力势能越大。
【答案】（1）重力势；铁钉进入泡沫的深度；（2）被举得越高；（3）a、c。
【解答】解：（1）金属块下落的过程中质量不变，高度变小，速度变大，重力势能转化为动能；我们是通过观察比较铁钉进入泡沫的深度来间接比较金属块重力势能的大小，这是转换法的应用；
（2）a、b中金属块的质量相同，高度不同，铁钉进入泡沫深度不同，故可得到的结论：在质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大；
（3）根据控制变量法可知，比较a、c两次实验，金属块高度相同时，质量越大，铁钉进入泡沫的深度，说明金属块的重力势能越大。
故答案为：（1）重力势；铁钉进入泡沫的深度；（2）被举得越高；（3）a、c。
1．（2023秋•汉中期末）在探究“物体的动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量相同的铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．上述操作的目的是探究铁球动能的大小与高度的关系
B．木块被撞击后滑行距离不同，但滑行时所受摩擦力大小相同
C．用小车代替木块更便于得到实验结论
D．该实验中如果水平长木板的表面是光滑的，也能得出实验结论
【答案】B
【解答】解：A、实验中，让质量相同的铁球从斜面的不同高度由静止释放，使小球到达斜面底端的速度不同，是探究铁球在水平面上滚动时动能的大小与速度的关系，不是动能大小与高度的关系，故A错误；
B、木块被撞击后滑行距离不同，但木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度都相同，木块滑行时所受摩擦力相同，故B正确；
C、用小车代替木块，小车与水平面之间的摩擦是滚动摩擦，由于滚动摩擦力相对较小，小车被撞击后运动的路程较远，不易探究，故C错误；
D、如果水平长木板的表面是光滑的，被撞击后做匀速直线运动，无法显示动能大小，故D错误。
故选：B。
2．（2024•惠阳区校级开学）在国际马拉松比赛中，当运动员加速冲刺时，运动员的（ ）
A．动能增大B．惯性增大
C．重力增大D．运动状态不变
【答案】A
【解答】解：A、运动员加速冲刺时，质量不变，速度变大，动能增大，故A正确；
B、惯性大小只跟物体的质量大小有关，运动员加速冲刺时，质量不变，惯性大小不变。故B错误；
C、运动员加速冲刺时，质量不变，重力不变。故C错误；
D、运动状态的改变包括运动方向和速度大小的改变，所以运动员加速冲刺时，运动状态改变。故D错误。
故选：A。
3．（2024•鞍山模拟）小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是（ ）
A．皮球由a到b时，动能逐渐增大 B．皮球在b点时的机械能最大
C．皮球由c到d时，机械能一直减小 D．皮球在a、c两点时动能相等
【答案】C
【解答】解：A、皮球由a到b时，其质量不变，速度变慢，故动能变小，同时其高度增加，重力势能变大，故A错误；
B、从能量的转化的角度分析，当球离开手后的运动过程中，或与空气摩擦，或与地面摩擦，使得一部分机械能损失掉，所以相对来说，a点的机械能最大，故B错误；
C、皮球由c到d时，由于和空气、地面摩擦，故损失掉一部分机械能，故机械能减小，故C正确；
D、据机械能的损失可知，小球在a处的动能大于在c处的动能，故D错误；
故选：C。
4．（2023秋•睢宁县期中）实心球是我县中考体育测试的一个重要项目，小明斜向上与水平成45°角抛出实心球。从球离开手到最后落在地面的过程中，则动能Ek随时间t的变化关系（不计空气阻力），最接近图中的哪一个（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【解答】解：小明斜向上与水平成45°角抛出实心球，球在上升的过程中，动能转化为重力势能，动能逐渐变小；到最高点时，球水平方向上有一定的速度，具有一定的动能；下落过程中，重力势能转化为动能，动能逐渐变大，故D正确。
故选：D。
5．（2023秋•电白区期末）小华到家乡某区域进行跨学科主题学习，如图为该区域等高线地形示意图。若在该河段开展野外漂流活动，皮划艇从A点行驶到C点时，其重力势能将（ ）
A．不变 B．变大 C．变小 D．先变大后变小
【答案】C
【解答】解：由图可知，皮划艇从A点行驶到C点时，高度逐渐减小，又因为皮划艇的质量不变，所以其重力势能将变小。
故选：C。
6．（2023秋•茂南区校级期末）我集团校主校区在“职工之家”开设了乒乓球室，并同时增设发球机装备，这极大地提高了教师活动的积极性，如图是发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向，分别发出a、b、c三个完全相同的乒乓球，若不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．发球时b球的动能最大 B．c球落地时的动能最大
C．落地时三个小球的动能不同 D．a球在最高点时的重力势能最大
【答案】D
【解答】解：ABC、三个乒乓球开始时的速度和高度相同，因此三个乒乓球的动能和重力势能相等，机械能相等，由于不计空气阻力，整个过程中小球的机械能守恒，三个乒乓球落地时的高度相等，因此重力势能相等，由于三个乒乓球的机械能相等，因此三个乒乓球的动能相等，所以三个乒乓球的速度也相等，故ABC错误。
D、由于重力势能与质量和高度有关，三球的质量相同，而a球在最高点时的高度最大，因而重力势能最大，故D正确。
故选：D。
7．（2023秋•无锡期末）用如图所示的装置探究动能大小与哪些因素有关。改变小车在斜面上的高度h，由静止释放，撞击水平面上的木块，观察木块被撞击后移动的距离。下列说法中正确的是（ ）
A．木块被撞击后移动的距离越远，小车动能越大
B．木块被撞击后滑行过程中受到水平面的摩擦力逐渐增大
C．实验中，斜面和水平面必须是同种材料
D．此装置是探究动能大小与质量的关系
【答案】A
【解答】解：AC、在该实验中我们用到了转换的方法，即将小车动能的大小转化为其对木块做功的多少来比较，即小车推动木块在水平面运动的距离越远，小车具有的动能就越大，所以斜面和水平面材料可以不同，故A正确，C错误；
B、滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，压力不变，接触面的粗糙程度不变，木块在滑行过程中受到的摩擦力不变，故B错误；
D、动能的大小与物体的质量和速度有关，要探究动能大小与质量的关系，必须控制物体的速度相同，也就是保持小车的质量不同，让小车从同一斜面相同高度静止释放，而实验中是小车质量不变，故D错误。
故选：A。
8．（2023秋•东莞市校级期末）在如图探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，将质量不同的小球从同一高度静止释放撞击同木块，探究的是小球的动能大小与 质量 的关系，实验是通过 木块 （填“木块”或“木板”）移动的距离来比较小球动能大小的。
【答案】质量；木块。
【解答】解：根据实验的要求可知，从同一高度由静止释放的目的是控制到达水平面的速度相同，由控制变量法，该实验的目的是研究小球的动能大小与质量的关系；
根据转换法，实验中，是通过观察木块移动的距离的大小判断出小球具有的动能的大小。
故答案为：质量；木块。
9．（2023秋•永修县期末）目前在轨的有中国空间站和国际空间站。中国空间站的轨道高度是：远地点346.9km，近地点319.6km，如图所示，从远地点到近地点的过程中，其运动速度越来越大，动能逐渐 增大 ，重力势能逐渐 减小 。
【答案】增大；减小
【解答】解：从远地点到近地点的过程中，空间站的质量不变，运动速度越来越大，动能逐渐增大，高度逐渐降低，重力势能逐渐减小。
故答案为：增大；减小。
10．（2023秋•江都区期末）如图所示是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与其 橡皮筋伸长的长度 有关；若橡皮筋被拉的长度相同，而用的“子弹”不同，则质量大的“子弹”射出的距离较 小 ，原因是质量大的“子弹”射出时 速度 小。
【答案】橡皮筋伸长的长度；小；速度。
【解答】解：橡皮筋弹性势能的影响因素是橡皮筋发生形变的程度，橡皮筋形变的程度越大，橡皮筋的弹性势能就越大；“子弹”射得越远，说明橡皮筋的弹性势能越大，转化成的动能就越多，因此橡皮筋拉得越长，“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与橡皮筋伸长的长度有关；
当“子弹”射出时，“子弹”具有的动能是橡皮筋的弹性势能转化来的，橡皮筋被拉的长度相同，说明橡皮筋的弹性势能相同，在理想的情况下，转化成的动能也相同，根据动能的影响因素是质量和速度，在动能相同时，“子弹”速度的平方与质量成反比，因此“子弹”的质量越大，“子弹”的运动速度就越小。
故答案为：橡皮筋伸长的长度；小；速度。
12．（2023秋•英德市期中）跳水运动员在练习跳水时，如图，跳板发生了 弹性 （选填“弹性”或“塑性”）形变。弯曲的跳板能把运动员弹起，说明弯曲的跳板具有 弹性势能 。跳板的弯曲程度越大，具有的 弹性势 能越大。
【答案】弹性；弹性势能；弹性势。
【解答】解：如图所示跳水运动员在练习跳水时，跳板发生了弹性形变。于是产生了弹力，这个力的受力物体是运动员。
弯曲的跳板能把运动员弹起，说明弯曲的跳板具有弹性势能，跳板的弯曲程度越大，具有的弹性势能越大。
故答案为：弹性；弹性势能；弹性势。
13．（2023秋•舒城县期末）如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。
（1）该实验中所探究物体的动能是指物体 A （选填“A”或“B”）的动能。
（2）实验观察到，同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被撞得越远，可以得出结论 当物体的质量相同时，物体的速度越大，动能越大 。
【答案】（1）A；（2）当物体的质量相同时，物体的速度越大，动能越大。
【解答】解：（1）该实验研究的主体是物体A，研究的是物体A的动能；
（2）同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，则物体A的速度越大，物体B被撞得越远，说明物体A的动能越大，可得结论为：当物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大。
故答案为：（1）A；（2）当物体的质量相同时，物体的速度越大，动能越大。
14．（2023秋•阎良区期末）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后静止。
（1）实验中，探究的动能是指小球在 撞击木块时 （选填“斜面上”“撞击木块时”或“撞击木块后”）所具有的动能，其大小是通过 木块移动的距离 来反映的。
（2）分析 甲、乙 两图可知，当质量一定时，物体速度越大，动能越 大 。
（3）分析 甲、丙 两图实验现象，可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。
（4）如果水平面绝对光滑，则本实验 不能 （选填“能”或“不能”）达到探究的目的，理由是 木块做匀速直线运动，无法测量移动的距离 。
【答案】（1）撞击木块时；木块移动的距离；（2）甲、乙；大；（3）甲、丙；（4）不能；木块做匀速直线运动，无法测量移动的距离。
【解答】解：（1）根据题意可知，实验中小球从斜面上滚下撞击木块，则小球具有动能，所以探究的是小球撞击木块时的动能的大小；
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；
（2）根据甲、乙两图可知，两球的质量相同，滚下的高度不同，高度越高，到达斜面底端时的速度越大，木块移动的距离越远，动能越大；
（3）为了探究物体动能的大小与质量的关系，需要控制速度相同，即小球滚下的高度相同，质量不同，故应选择甲、丙两图进行实验分析；
（4）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。
故答案为：（1）撞击木块时；木块移动的距离；（2）甲、乙；大；（3）甲、丙；（4）不能；木块做匀速直线运动，无法测量移动的距离。
15．（2023秋•南京期末）小明在探究“物体的动能、重力势能大小跟哪些因素有关”的实验中：
（1）如图甲所示，小明利用斜面、钢球（m＜M）、木块等器材进行实验，实验中小球撞击木块时的动能由小球的 重力势 能转化而来的，通过观察 木块移动的距离 来反映物体动能的大小；
（2）由甲、乙图可以得出的结论是：速度相同，质量越大，动能越 大 ；
（3）小明发现乙实验中木块移动距离与甲实验中相差不大，实验效果不明显，若只重新做乙实验，可采取的改进措施是 换一个质量更大的钢球 （写出一种即可）；
（4）如图丙所示，小明在探究“物体的重力势能与哪些因素有关”时，选用下列实验器材：一块厚泡沫，三个相同的铁钉，质量为m1、m2和m3的三个金属块（m1＝m2＜m3）。他做了如下a、b、c三次实验：将铁钉插入泡沫相同的深度，分别将三个金属块由空中静止释放撞击铁钉，铁钉进入泡沫深度如图所示。比较a、b实验可得出重力势能大小与 高度 的关系；比较b、c实验，则m2、m3重力势能大小关系为 m2较大 （选填“m2较大”、“m3较大”、“一样大”或“无法比较”）。
【答案】（1）重力势；木块移动的距离；（2）大；（3）换一个质量更大的钢球；（4）高度；m2较大。
【解答】解：（1）小球从斜面滚下过程中，其质量不变，高度减小，则重力势能减小，同时速度变大，动能增加，所以实验中小球撞击木块时的动能是由小球的重力势能转化而来的；
小球撞击木块时的动能大小是通过木块移动的距离来反映的，木块移动的距离越远，说明小球的动能越大，这是转换法的应用；
（2）甲、乙两图中，钢球的质量不相等，从相同的高度由静止滚下，到达水平面时的速度相同，质量大的钢球把木块推得更远，说明质量大的钢球对木块做的功多，其动能大，则可以得出结论：速度相同时，物体的质量越大，动能越大；
（3）小明发现乙实验中木块移动距离与甲实验中相差不大，实验效果不明显，若只重新做乙实验，根据控制变量法可知，不能改变小球最初的高度，也不能换用其它木块或其它水平面，但可以换一个质量更大的钢球，以增大小球撞击木块时的动能；
（4）如图丙所示，a、b中金属块的质量相同，高度不同，铁钉进入泡沫的深度不同，故可探究重力势能的大小与高度的关系，得到的结论为：在质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大；
在该实验中，我们是通过观察比较铁钉进入泡沫的深度来间接比较金属块重力势能的大小，比较b、c实验，m2对应的铁钉进入泡沫的深度较大，则m2的重力势能较大。
故答案为：（1）重力势；木块移动的距离；（2）大；（3）换一个质量更大的钢球；（4）高度；m2较大。
16．（2022•天津模拟）滑旱冰是青少年喜欢的一项运动，如图所示，小兵质量为34kg，所穿的四轮直排旱冰鞋每只质量为3kg，鞋底每个轮子与地面接触面积为4×10﹣6m2（每只鞋有四个轮子，g取10N/kg）求：
（1）小兵穿着旱冰鞋的总重力；
（2）小兵单脚滑行时对地面的压强；
（3）小兵在练习时，想冲上一个斜坡，请从能量角度分析他该怎样做，为什么（不计斜坡阻力）？
【答案】（1）小兵穿着旱冰鞋的总重力是60N；
（2）小兵单脚滑行时对地面的压强为2.5×107Pa；
（3）速度大，动能大，容易冲上斜坡。
【解答】解：（1）小兵穿着旱冰鞋每只质量为3kg，旱冰鞋的总重力G＝mg＝3kg×2×10N/kg＝60N；
（2）小兵单脚滑行时对地面的压力F＝G总＝（34kg+3kg×2）×10N/kg＝400N，
小兵单脚滑行时，受力面积为S＝4×4×10﹣6m2＝1.6×10﹣5m2，
小兵单脚滑行时对地面的压强p＝＝2.5×107Pa；
（3）冲上斜坡时，动能转化为重力势能，所以他应该提高速度，增大动能，容易冲上斜坡。
答：（1）小兵穿着旱冰鞋的总重力是60N；
（2）小兵单脚滑行时对地面的压强为2.5×107Pa；
（3）速度大，动能大，容易冲上斜坡。