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11.3 动能和势能
一、动能
1. 叙述功和能的关系时有以下几种说法，哪一种是正确的 （ ）
A. 物体具有的能量越大，做的功越多
B. 具有能量的物体一定做功
C. 做功的物体一定具有能量
D. 物体不做功就没有能量
【答案】C。
【解析】物体具有的能量越大，能够做的功越多，但做的功不一定越多，故A错误；山坡上的巨
石具有重力势能，但落下前并未做功，所以说具有能量的物体不一定做功，不做功的物体也不一定没
有能量，故B、D错误；一个物体如果能对外做功，我们就说它具有能量，故做功的物体一定具有能量，
故C正确。所以选C。
2. 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
【详解】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A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
3．正在空中飞行的鸽子和麻雀，若它们具有相同的动能，则下列说法正确的是（ ）
A．鸽子飞得快 B．麻雀飞得快 C．鸽子飞得高 D．麻雀飞得高
【答案】B
【解析】麻雀的质量小于鸽子的质量，根据动能大小的影响因素可知，若它们具有相同的动能，
则麻雀的速度快，即麻雀飞得快。故ACD错误，B正确。故选B。
4．暴雨天，在山体滑坡的地方，极易发生泥石流。原因之一是，在雨水的作用下，滑坡处的泥石
与地面（泥石）之间的 减小了。与水流相比，由于相同体积泥石流的 较大，故具有
的 能较大，其造成的破坏和损失更大。因此，暴雨天，尤其在山体滑坡的地方，要加强防范泥
石流灾害。
【答案】摩擦力，质量，动。【详解】在雨水的作用下，滑坡处的泥石与地面（泥石）之间的接触面变得光滑了，故摩擦力减
小了。
泥石流的密度大于水的密度，根据m=ρV，则水流相比，相同体积泥石流的质量较大。
动能的大小与质量和速度有关，速度相同时，质量越大，具有的动能越大。
5．在探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小车从斜面上由静止释放，小车下滑后撞
击斜面底部的木块。
（1）本实验的研究对象是 （选填“斜面”或“小车”或“木块”）；
（2）实验时通过观察 来比较动能大小；
（3）实验研究的动能是指 （填字母）
A．小车在斜面上时的动能 B．小车撞击木块前瞬间的动能
C．小车撞击木块后瞬间的动能 D．木块被撞击后的动能
（4）让同一小车从同一斜面不同高度由静止开始滚下，是探究动能大小与 的关系。
【答案】（1）小车；（2）木块移动的距离；（3）C；（4）速度.
【详解】（1）本实验研究的是影响小车动能的因素，故研究对象是小车。
（2）实验中通过木块被小车推动的距离来比较动能的大小。
（3）实验探究的是小车具有的动能，通过木块被小车推动的距离来反映小车具有动能的多少，应
用了转换法，所以探究的动能是指小车撞击木块后瞬间小车具有的动能，故C符合题意，ABD不符合
题意。故选C。
（4）让同一小车从同一斜面不同高度由静止开始滚下，小车的质量不变，高度不同，到达水平面
时的速度是不同的，所以是探究动能大小与速度的关系。
二、 势能
6. 正在飞行的乌鸦和燕子，若它们具有相同的重力势能，则（ ）
A．乌鸦飞得快 B．乌鸦飞得慢 C．燕子飞得高 D．乌鸦飞得高
【答案】C
【解析】AB．正在飞行的乌鸦和燕子，因重力势能的大小与物体运动的速度无关，所以无法判断
二者运动的快慢，故AB不符合题意；
CD．若它们具有相同的重力势能，由于乌鸦的质量大于燕子的质量，所以乌鸦飞得较低，而燕子
飞得更高，故C符合题意，D不符合题意。故选C。
7．2023年5月30日9时31分在酒泉卫星发射中心，搭载“神舟十六号”载人飞船的长征二F运载火箭发射升空（如图），在运载火箭加速升空过程中，关于“神州十六号”载人飞船，下列说法正
确的是（ ）
A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能增大
C．动能增大，重力势能减小 D．动能不变，重力势能增大
【答案】B
【详解】运载火箭加速升空过程中，质量不变，速度增大，所以动能增大；质量不变，高度增大，
所以重力势能增大，故ACD错误，B正确。
故选B。
8．下列事例中的物体都与能量有关，其中，描述的物体具有弹性势能的是（ ）
A．被撑杆跳高运动员跳高时压弯的撑杆
B．为了捕获到食物，在森林里快速奔跑的猎豹
C．举到高处的重锺
D．竖直向上运动到达到最高点的皮球
【答案】A
【解析】A．被撑杆跳高运动员跳高时压弯的撑杆发生了弹性形变，具有弹性势能，故A符合题
意；
B．为了捕获到食物，在森林里快速奔跑的猎豹具有一定的速度和质量，具有动能，不具有弹性势
能，故B不符合题意；
C．举到高处的重锤具有质量和高度，具有重力势能，不具有弹性势能，故C不符合题意；
D．竖直向上运动到达到最高点的皮球，具有一定的高度和质量，具有重力势能，不具有弹性势能，
故D不符合题意。
所以选A。
9．如图所示是舰载机在我国自主建造的国产航母“山东舰”甲板上降落时的情景。舰载机着舰后
必须适时放下着舰钩，钩住甲板上的拦阻索，达到强行减速的目的，最后舰载机停在航母水平甲板上。
从舰载机放下着舰钩钩住拦阻索至舰载机停下的过程中，拦阻索（可视为弹性绳）的弹性形变越来越
大，则飞机受到的弹力将越来越 （选填“大”或“小”）；发生弹性形变的拦阻索具有 能。【答案】大，弹性势。
【详解】弹力的大小与物体的形变程度有关，形变量越大，弹力越大，所以拦阻索（可视为弹性
绳）的弹性形变越来越大，飞机受到的弹力将越来越大。
拦阻索（可视为弹性绳）发生弹性形变，所以发生弹性形变的拦阻索具有弹性势能。
10．热爱劳动的津津，在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时，一个饮料瓶不小心落到了松软的
玉米面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用玉米面团和装有水的饮料瓶，依次做
了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。
问题一：压力作用效果跟哪些因素有关
问题二：重力势能大小跟哪些因素有关
（1）做实验①②③是为了探究______（选填“问题一”或“问题二”）；
（2）利用实验④⑤可探究重力势能大小与______是否有关；
（3）《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危
害公共安全的行为，“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释，请你写
出该结论______。
【答案】（1）问题一；（2）质量；（3）质量相同的物体，位置越高，重力势能越大。
【解析】（1）由图中可知，实验①②中，压力不同，而受力面积相同，实验②③中，压力相同，
而受力面积不同，故可知做实验①②③是为了探究问题一。
（2）由实验④⑤可知，瓶子下落的高度相同，而瓶子和水的总质量不同，故可探究重力势能大小
与质量是否有关。
（3）由实验⑤⑥中可知，瓶子和水的质量相同，而瓶子下落的高度不同，面团的凹陷程度不同，故可知“高空抛物”危害性大的原因是：质量相同的物体，位置越高，重力势能越大。
11．如图所示，用细线系住一个小石块并悬挂起来，就构成了一个摆。那么当摆摆到如图中的最
高点A点时。
（1）画出小石块的受力示意图 ；
（2）小石块重力势能最大时处于 位置，动能最大时处于 位置。
【答案】（1） A；（2）B.
【详解】（1）如图，小石块会受到竖直向下的重力和沿着细线方向的拉力，作用点都在重心，如
下图所示：
（2）由于实际石块在摆动时会受到空气阻力的作用，又因为重力势能与物体的质量、高度有关，
质量不变时，高度越大，重力势能越大，故小石块重力势能最大时，就是小石块位置最高的时候所在
的位置，即A位置。
石块在下落过程中，重力势能转化为动能，在最低点时，重力势能最小，动能最大，故动能最大
时，就是小石块位置最低时，即处于B位置。
12．如图所示为小红在玩“套圈”游戏，出手后“套”在空中先后经历了a、b、c三个位置（不
计空气阻力），其中a为“套圈”运动的最高点且h =h 。则“套圈”在a点的动能_____（选填“>”、
ab bc
“=”或“<”）0J。“套圈”在ab段、bc段重力所做的功W _____W （选填“>”、“=”或“<”）。
ab bc【答案】>；=。
【解析】“套圈”在最高点a 时，仍有向前的速度，所以其动能大于零。
“套圈”从a点到c点的过程中，质量不变，hab=hbc
根据W=Gh=mgh可知，“套圈”在ab段、bc段重力所做的功Wab=Wbc。
13．在北京冬奥会的跳台滑雪比赛中（如图），运动员从陡坡下滑、加速、起跳，然后在落差100
多米的山地上自由“飞翔”。针对从陡坡加速下滑的过程，下列说法正确的是（ ）
A．运动员的动能不变 B．运动员的重力势能不变
C．运动员的重力势能减小 D．运动员的动能转化为重力势能
【答案】C
【详解】A．从陡坡加速下滑的过程，运动员的质量不变，速度变大，故其动能变大，故A错误；
BC．从陡坡加速下滑的过程，运动员的质量不变，高度降低，故其重力势能减小，故B错误，C
正确；
D．从陡坡加速下滑的过程，因运动员的重力势能减小，动能变大，故可知是运动员的重力势能转
化为动能，故D错误。
故选C。
14. 如图所示，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保
持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动。小球从
A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．从A到O，小球的动能减小，弹簧的弹性势能增大
B．在O位置，弹簧的弹性势能最大
C．从O到B，小球的动能转化为弹簧的弹性势能D．在B位置，小球的动能最大
【答案】C
【详解】A．由受力分析可知，从A到O，小球在弹簧弹力的作用下向右做加速运动，弹簧的形变
量逐渐减小，故小球的速度增大，动能增大，弹簧的弹性势能减小，故A错误；
B．由题意知，在O位置，弹簧保持原长，形变量为零，故此时弹簧的弹性势能最小，故B错误；
C．从O到B，弹簧的形变量逐渐增大，弹性势能增大，小球在弹簧的弹力作用下做减速运动，速
度减小，动能减小，故小球的动能转化为弹簧的弹性势能，故C正确；
D．由C中分析可知，从O到B，小球做减速运动，在B位置，小球的速度最小，故动能最小，故
D错误。
故选C。
15．图甲是探究“影响动能大小因素”的实验装置。
（1）甲中小球A的动能大小是通过木块B在水平桌面上 来体现。
（2）将小球A放在同一斜面上不同高度处由静止释放，目的是使小球在撞击木块B时速度
（选填“相同”或“不同”）。该实验现象表明： 相同的物体，速度越大，动能越大。
（3）小明用如图乙所示的方案进行实验：用质量不同的两个钢球将同一弹簧压缩到相同程度，放
手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块。
①此过程中将弹簧的 转化为钢球的动能；
②这样做 （填“能”或“不能”）验证动能与质量的关系。
【答案】（1）移动的距离；（2）不同，质量；（3）弹性势能，不能。
【详解】（1）实验中，通过比较木块B在同一水平面上被撞击后移动的距离来比较小球A到达水
平面时动能的大小，运用了转换法。
（2）让小球A从不同的高度由静止开始滚下，小球到达水平面时的速度不同，是为了研究小球动
能的大小是否与速度有关；可以得出的结论是：当质量一定时，速度越大，动能越大。
（3）用质量不同两个钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击放在同一位置的木块，撞击
的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧势能相同，转
化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验的。16．（2023·黑龙江哈尔滨·统考中考真题）航天员桂海潮乘坐神舟十六号飞船，升空过程中感觉
“坐飞船真爽”，此过程中他的质量 ，重力势能 。（以上两空均选填“变大”“不变”
或“变小”）
【答案】不变，变大。
【详解】质量是物体本身的一种属性，与物体的位置无关，故航天员升空的过程中其质量不变。
航天员升空的过程中，其质量不变，距离地面的高度变大，故其重力势能变大。
17．（2023·四川广元·统考中考真题）如图所示是运动员在冬奥会跳台滑雪空中下落的情景，在下
落过程中，运动员的重力势能逐渐 （选填“减小”“不变”或“增大”）；若某运动员质
量为60kg，在空中经1.5s下落的竖直高度为10m，则这段时间内该运动员的重力的功率是 W。
（g取10N/kg）
【答案】减小，4000。
【详解】在下落过程中，运动员的质量不变，高度减小，由重力势能大小的影响因素可知，运动
员的重力势能逐渐减小。
运动员的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N
运动员的重力做的功W=Gh=600N×10m=6000J
运动员的重力的功率
W 6000J
P= = =4000W
t 1.5s
18．（2023·吉林·统考中考真题）关于小球竖直上抛后的运动情况，下列说法中正确的是（
）
A．运动过程中小球始终具有惯性 B．运动至最高点时动能不为零
C．上升过程中受到平衡力作用 D．下落过程中重力势能变大
【答案】A
【详解】A．物体惯性大小只与它的质量有关，与运动情况无关，所以运动过程中小球始终具有惯性，故A正确；
B．竖直上抛后，小球到达最高点时的瞬时速度为0，动能为0，故B错误；
C．上升过程中，球的运动状态发生了改变，因此受到的是非平衡力，故C错误；
D．下落过程中，球的质量不变，高度变小，重力势能变小，故D错误。
故选A。
19.（多选题）（2023·辽宁大连·统考中考真题）苏轼在《江城子·密州出猎》中写到“会挽雕弓如
满月，西北望，射天狼”，表达了作者强国抗敌的心愿。对词中提到的弯弓射箭现象，下列分析正确
的是（ ）
A．用力将弓拉弯，说明力可以改变物体的形状
B．弓被拉得越弯，弓所具有的弹性势能越大
C．飞出去的箭速度越大，惯性越大
D．离弦的箭受到重力、弹力和空气阻力
【答案】AB
【详解】A．拉弓时，弓的形状发生了变化，说明力可以改变物体的形状，故A正确；
B．弓的弹性势能与弓的形变有关，形变量越大，弹性势能越大，故弓拉得越弯，所具有的弹性势
能越大，故B正确；
C．惯性的大小取决于物体的质量，与物体的速度无关，飞出去的箭速度越大，质量不变，惯性不
变，故C错误；
D．离弦的箭能在空中飞行很远的一段距离，在此过程中箭受到重力、空气阻力，不再受弹力，故
D错误。
故选AB。
20．（2023·甘肃兰州·统考中考真题）近年来，渣土车因“多拉快跑”而引发的交通事故时有发生，
引起了交通管理部门的高度重视。小彤设计了如图所示的实验来模拟汽车超速、超载带来的危害，通
过电磁铁的控制，让质量分别为m 和m（m＜m）的小钢球从圆弧轨道的一定高度（h＜h）由静止
1 2 1 2 1 2
滚下，撞击水平面上的纸盒并将纸盒推动一段距离（实验中的圆弧轨道、水平面和纸盒均不变）。
（1）分析甲、乙两图可知， （选填“甲”或“乙”）图中的小钢球在刚到达水平面时的
速度更大；
（2）比较甲、乙两图可知，在 一定时，小钢球的 越大，动能越大。
（3）比较 两图可以模拟汽车超载带来的危害；
（4）假如你是一名汽车驾驶员，请你从物理学的角度谈谈在安全行车方面需要注意哪些事项
。【答案】（1）乙；（2）质量，速度；（3）乙、丙；（4）见解析.
【详解】（1）分析甲、乙两图可知，实验用小球质量相同，乙图水平面上的纸盒移动的距离较大，
说明乙图中小球的动能较大，则乙图中钢球在刚到达水平面时的速度更大。
（2）比较甲、乙两图可知，小球质量相同，h＜h，则乙图中小球速度较大，纸盒移动的距离较
1 2
大，故可得出结论：在质量一定时，小钢球的速度越大，动能越大。
（3）乙丙两图钢球在斜面高度相同，则到达水平面的速度相同，丙图的质量较大，纸盒移动的距
离较大，说明丙图钢球的动能较大，则可以模拟汽车超载带来的危害。
