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11.3 动能和势能
一、选择题
1．（2021·江苏九年级专题练习）下列物体中即具有动能又具有势能的是（ ）
A．在平直公路上行驶的汽车 B．拉长的橡皮筋
C．正在下落的雨滴 D．水库里的水
【答案】C
【详解】
A．在水平地面上行驶的汽车，有速度无高度，所以只具有动能，故A不符合题意；
B．被拉长的橡皮筋，发生弹性形变，具有弹性势能，故B不符合题意；
C．在空中下落的雨滴，有高度也有速度，所以具有动能和重力势能，故C符合题意；
D．被拦河坝拦住的河水，有高度无速度，所以只具有重力势能，故D不符合题意。
故选C。
2．（2021·全国八年级期末）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
【详解】
A．甲乙两组实验将小球从不同高度释放，是为了使小球的速度不同，探究动能与速度的关系，故
A错误；B．乙丙两组实验，小球释放的高度不同，所以不能控制小球的速度相同，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，木块是用来显示小球动能的大小，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后再放手，不能保持两球的速度相同，所以
不能研究动能与质量的关系，故D错误。
故选B。
3．（2021·广东清远市·九年级期末）关于能的概念，下列说法中正确的是（ ）
A．一个物体能够做功，就说这个物体具有能
B．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多
C．一个物体做了功，说明这个物体具有能
D．用线悬挂着的小球，没有做功，所以没有能
【答案】A
【详解】
A．由能量的概念可知，一个物体能够做功，就说明这个物体具有能量，简称能，故A正确；
B． 物体能量我可以做更多的功，但一个物体已做的功越多，不能说明这个物体具有的能越多，故
B错误；
C．一个物体做了功，说明原来具有能量，但做功后不一定还具有能，故C错误；
D．一用线悬挂着的小球，没有做功，但它有一定的高度，所以具有重力势能，故D错误。
故选A。
4．（2021·全国八年级课时练习）如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，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（ ）
K
A． B． C．D．
【答案】A
【分析】
铅球在整个飞行过程中，质量不变，铅球一直在运动，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。
【详解】
A．由图可知，动能先减小后增大，落地时具有的动能大于出手时的动能，故A符合题意；
B．动能先减小后增大，出手时的动能小于落地时的动能，B图落地时的动能小于出手时的动能，
故B不符合题意；
CD．铅球在整个过程中动能都不会为0，CD两图均有动能为0的时刻，故CD不符合题意。
故选A。
5．（2021·全国八年级课时练习）行驶中的摩托车，加足马力以恒定速度冲上斜坡，它在上坡的过
程中（ ）
A．动能逐渐减少，势能保持不变
B．动能逐渐减少，势能逐渐增大
C．动能保持不变，势能逐渐增大
D．动能和势能之和保持不变
【答案】C
【详解】
行驶中的摩托车以不变的速度冲上斜坡，其质量不变，速度不变，故动能不变；同时其质量不变，
高度增加，故重力势能增加，所以动能和势能之和增加。
故选C。
6．（2021·全国八年级课时练习）直升机在匀速下降过程中，能量变化情况是（ ）
A．势能减少，动能增加
B．势能减少，动能不变
C．势能不变，动能减少
D．势能不变，动能不变
【答案】B【详解】
直升机在空中匀速下降的过程中，质量不变，直升机的高度越来越小，则重力势能越来越小；直升
机在空中匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变。
故选B。
7．（2021·全国八年级课时练习）“某高楼大厦发生高空抛物不文明行为，一位老太太被抛下的西
瓜皮砸伤…”，被抛下的西瓜皮在下落过程中逐渐增大的物理量是（ ）
A．重力势能 B．重力 C．动能 D．密度
【答案】C
【详解】
AC．西瓜皮在下落过程中重力势能转化为动能，速度不断增大，所以动能不断增大，重力势能逐
渐减小，下落过程中克服空气阻力做功，机械能减小，转化为内能，西瓜皮下落过程中不具有弹性
势能，故A错误，C正确；
B．重力是由地球的吸引而产生的，重力保持不变，故B错误；
D．密度是物质本身的一种属性，与高度无关，故D错误。
故选C。
8．（2021·全国八年级课时练习）高空抛物是极不文明的行为，会造成很大的伤害，因为高处的物
体具有较大的（ ）
A．弹性势能 B．重力势能 C．动能 D．重力
【答案】B
【详解】
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。因此，高空抛物会造成很大的危害。
故选B。
9．（2021·全国八年级课时练习）仔细观察如图所示的交通标志牌提供的信息，提出一个有价值且
可探究的问题，下列最合适的是（ ）A．为什么不同的汽车最高限速是不一样的？
B．汽车的质量与它的最高限速之间有什么关系？
C．汽车的动能与它的质量和速度有什么关系？
D．物体的动能与它的质量和速度有什么关系？
【答案】D
【详解】
图片提供的信息是不同车型的汽车限制速度不同，而不同车型主要是车辆自身质量不同。所以此题
可以探究的是物体的动能与车本身的因素（质量、速度等）的关系。
故选D 。
10．（2021·江苏九年级期末）将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压，放手后笔会向上弹起一定高度。
下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（ ）
A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小
B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大
C．笔向上弹起的过程中，笔的动能一直增大
D．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大
【答案】D
【详解】
A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性形变程度变大，故其具有的弹性势能变大，故A错误；
B．由于重力势能与质量、高度有关，所以向下按笔的过程中，笔的高度减小，故其重力势能减小，
故B错误；
C．笔向上弹起的过程中，笔的质量不変，速度先增大后减小，故笔的动能先增大后减小，故C错
误；
D．笔向上弹起的过程中，笔的质量不変，高度增加，故笔的重力势能增大，故D正确。
故选D。
二、填空题
11．（2021·江苏九年级专题练习）如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是
小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中，___________（选填“a”、“b”或
“c”）点的动能最大，从b点到c点，弹簧的弹性势能___________（选填“减小”、“增大”或
“不变”）。
【答案】b 增大
【详解】
[1]因为水平杆光滑，所以小球在a点时只受到弹簧向右的弹力，则小球由a向b运动时会加速运动，
即到达b点时速度最快，动能最大。
[2]b点是弹簧原长时小球的位置，弹性势能为0，小球到达b点后由于惯性继续向右运动，所以弹
簧逐渐被拉伸，弹簧的弹性势能逐渐增大。
12．（2021·全国八年级课时练习）质量相同的铁球和木球在水平地面上匀速运动，木球的速度比
铁球的大，则木球的动能______；质量相同的铁罐和木盒静止在书架上，木盒的高度比铁罐的高，
则木盒的重力势能______。（均选填“大”或“小”）
【答案】大 大
【详解】
[1]动能的大小与物体的质量和速度有关，质量相同时，木球的速度比铁球的大，则木球的动能大。
[2]重力势能的大小与物体的质量和被举的高度有关，质量相同时，木盒的高度比铁罐的高，则木盒
的重力势能大。
13．（2021·全国八年级课时练习）如图所示，小伟玩蹦蹦杆的情景，蹦蹦杆由地面弹起，在空中
升高的过程中：小伟的重力势能__________________，小伟的动能________________；在下落后，
从杆尖触地到弹簧压缩至最短，弹性势能___________（均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】增大 减小 增大
【详解】[1] 蹦蹦杆由地面弹起，在空中升高的过程中，小伟的质量不变，高度增大，其重力势能增大。
[2]同时速度减小，其动能减小。
[3]在下落后，从杆尖触地到弹簧压缩至最短，弹簧的形变变大，则弹簧的弹性势能增大。
14．（2021·全国八年级课时练习）已知物体的动能的表达式为 ，其中 为物体的质量，
是物体运动的速度，质量为 的物体从高空下落，速度为 时，其动能大小为
___________J。
【答案】20
【详解】
由动能公式，可知物体的动能为
15．（2021·全国八年级课时练习）2020年6月23日，北斗3号最后一颗全球组网卫星发射成功！
历时26年终于完成了北斗卫星导航系统的组网，展现了大国实力。搭载卫星的火箭在加速升空过
程中，卫星的动能______，重力势能______（均选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】增大 增大
【详解】
[1]在加速升空过程中，速度变大，故动能变大。
[2]由于升空，离地面的高度越来越远，故重力势能越来越大。
三、实验题
16．（2021·上海市格致初级中学八年级月考）在研究物体的动能与哪些因素有关的实验中，小华
首先猜想：
A．物体的动能可能与物体的质量有关
B．物体的动能可能与物体的速度有关
C．物体的动能可能与物体的材料有关
为了验证猜想，小华设计了以下探究实验：让小球从斜面上某一高度静止释放，撞击静止在水平面
上的木块，实验过程如图甲、乙、丙、丁所示。图中m＜m、s＜s、s＜s、h＜h，水平面上所
1 2 1 2 1 3 1 2
用的木块是同一木块。
（1）小华通过比较甲和乙两次实验，得出的猜想______（填序号）是正确的；（2）小华通过比较______两次实验，得出猜想A是正确的；
（3）小华通过比较乙和丁两次实验，得出猜想C是正确的。同组的小红同学认为他这样设计实验
得出的结论有问题，理由是：______。你认为通过比较______两次实验可以验证猜想C，并可得结
论：______。
【答案】B 甲和丙 没有控制速度相同 甲和丁 当物体质量和速度相同时，动能与材料
无关
【详解】
(1)[1]通过比较甲和乙两次实验可知，当铁球从较高处滚下时，进入水平面的速度较大，推动木块
的距离较远，即做的功较多，反映了铁球的动能较大，所以，可得出的猜想B是正确的。
(2)[2]通过比较甲和丙两次实验可知，铁球的质量越大，推动木块距离越远，做功较多，即铁球的
动能越大，可得出猜想A是正确的。
(3)[3]乙和丁两次实验，小球从不同高度滚下，没有控制进入水平面时的速度相同，所以不能得出
猜想C是正确的。
[4][5]甲和丁两次实验，小球质量相同，从相同高度滚下，可控制进入水平面时的速度相同，只有
小球材料不同，对木块做的功也相同，即小球的动能相同，所以可得出结论：当木块质量和速度相
同时，动能与材料无关。
17．（2021·天津河西区·九年级月考）小明在探究“弹簧弹性势能的大小跟哪些因素有关”的实验
时，提出了如下猜想：
猜想一：弹簧弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
为了验证上述猜想，小明选用材料不同的三根弹簧A、B和C（长度和粗细均相同），一把长刻度
尺，小球、木块各一个，设计了如图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同，实验
数据如下表所示。
实验次数 所使用的弹簧 弹簧被压缩后的长度/cm 木块移动的距离/cm1 弹簧A 8 3.5
2 弹簧A 5 6.2
3 弹簧A 2 10.6
4 弹簧B 5 8.7
5 弹簧C 6 11.5
6 弹簧C 5 13.1
(1)弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的___________能。实验中通过比较
___________来判断弹簧弹性势能的大小。
(2)为了验证猜想一，应选择表中___________（填实验序号）三组数据进行分析；由此得出的结论
是：___________相同时，___________越大，弹簧的弹性势能越___________。
(3)为了验证猜想二，应选择表中___________（填实验序号）三组数据进行分析。
【答案】动 木块移动的距离 1、2、3 弹簧的材料 弹簧被压缩的程度 大 2、
4、6
【详解】
(1)[1]弹簧将小球弹开的过程中，弹簧弹性势能减小，小球获得了机械能这个过程把弹性势能转化
为小球的机械能。
[2]实验中是通过木块被小球撞出的距离来确定小球动能的大小。
(2)[3]弹簧弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关，要改变弹簧被压缩的程度并保证其它因素不
变，故选择1、2、3。
[4][5][6]根据表格可看出，当弹簧的材料相同时，弹簧被压缩的程度越大，弹簧的弹性势能越大。
(3)[7]为了研究弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关，应该改变弹簧的材料并保证其它因素相同，
故选2、4、6。
18．（2021·广西河池市·九年级期末）如图是晓丽“探究重力势能大小跟哪些因素有关”的实验：
(1)由图甲和乙可知，质量相等的物体A和B，从______（选填“相同”或“不同”）高度落下，小木桩被打入沙中的深度不同。说明物体的重力势能与物体被举的高度有关；
(2)由图甲和丙可知，质量不同的物体A和C，从同一高度落下，小木桩被打入沙中的深度不同。说
明物体的重力势能与物体的______有关；
(3)由图中现象______（选填“能”或“不能”）比较B、C两个物体的重力势能大小。
【答案】不同 质量 能
【详解】
(1)[1]由甲、乙两图知，两物体质量相同，下落的高度不同，木桩被打入沙中的深度不同，故说明
重力势能与物体被举高的高度有关。
(2)[2]由甲、丙两图知，两物体的物质不同，下落的高度不同，木桩被打入沙中的深度不同，故说
明物体的重力势能与物体的质量有关。
(3)[3]由图知，B、C两个物体的质量不同，下落的高度不同，但木桩被打入沙中的深度相同，说明
两物体对木桩做功相同，则两物体具有的重力势能相同，故能比较两物体的重力势能的大小。
