第十一章功和机械能——第3节 动能和势能(同步练习)

第3节动能和势能
知识要点：
1．物体能够，我们就说这个物体具有能量，能量的单位是____。

2．物体由于而具有的能，叫做动能；物体的越大，越大，它的动能就越大。

3．在地球表面附近与有关的能，叫做重力势能；物体的越大，越高，具有的重力势能越大。

4．物体由于而具有的能叫做弹性势能；同一物体发生的越大，具有的弹性势能越大。

5．和统称为势能。

※基础练习1
一、选择题
1．关于功和能的关系，下列几种说法中，正确的是( )
A．具有能的物体一定正在做功B．物体具有的能量越多，做的功越多
C．物体做的功越多，它具有的能越大D．物体能够做的功越多，它具有的能就越大
2．我国研制成功的超音速反舰导弹,因为速率极快,故很难被拦截。

导弹发射后，若敌舰侥幸将其拦截击中,导弹的残骸仍能以极高的速率横扫敌舰,将其重创。

高速飞行的导弹残骸能有这么大的威力是因为它们具有( )
A．较大的动能B．较大的势能C．较大的质量D．较大的密度
3．下列物体中，既有动能又有势能的是( )
A．在水平公路上行驶的汽车B．空中正在下落的雨滴
C．拉长的弹簧D．被拦河坝挡住的水
4．如图11 -3 -1所示是某地的等高线，数字表示海拔．若把同一物体分别放在A、B、C
三点。

则相对于海平面，物体在哪一点时的重力势能最大( )
A．在A点时最大B．在B点时最大
C．在C点时最大D．在A、B、C点一样大
5．面对壮观的庐山瀑布（如图11 -3 -2所示），李白挥毫写下了“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”的千古名句．瀑布飞流而下时，水的( )
A．动能增加，重力势能增加B．动能减小，重力势能增加
C．动能减小，重力势能减小D．动能增加，重力势能减小
6．如图11 -3 -3所示，热气球匀速上升．下列有关这个过程中热气球的说法正确的是( ) A．动能增加，重力势能增加B．动能不变，重力势能增加
C．动能增加，重力势能不变D．动能减小，重力势能增加
二、填空题
7．下列物体中：①挂在屋顶上的电灯；②被拉开的弹簧门；③空中飞行的小鸟；④在冰场上滑行的运动员；⑤从斜坡上滚下的石头；⑥在平直公路上行驶的汽车。

只具有动能的是；只具有势能的是；既具有动能，又具有势能的是。

8．以同样速度行驶的大卡车和小轿车，的动能大，所以在同样的道路上，不同车型的限制车速是不同的，大卡车的最大行驶速度应比小轿车（填“大”或“小”）。

9．据美国媒体报道，美国东部时间2011年3月9日11时57分，发现号航天飞机在佛罗里达州肯尼迪航天中心安全降落，并退役。

航天飞机下落到地面附近时，由于受到阻力而做减速运动，在减速下降的过程中，航天飞机的动能，重力势能。

（选填“增大”、“减小”或“不变”）
三、实验探究题
10．小明猜想，动能的大小可能与物体的质量和速度有关，为了探究这个问题，他设计了如图11 -3 -4所示的实
验：让同一小车从同一斜面的相同或不同高度滑下，观察它推动木块的距离（虚
框是木块被推动后的位置）。

（1）在上面实验中，小车动能的大小并不能直接观察到，我们是通过来
判断小车动能的大小的。

（2）在图乙、丙中，保持小车开始滑下时所处的高度相同，其目的是使小车到达水
平面时相同；比较实验现象可知：在物体____相同时，越大，动能越大。

（3）要想探究动能与速度的关系，应采用图和两个实验进行比较，可以得到的结论是。

11．在探究重力势能与什么因素有关时，同学们经过讨论，提出如下猜想：重力势能的大小可能跟物体的质量有关；也可能跟物体的高度有关。

下面是小明和小聪关于这个问题讨论后的实验设计。

设计一：让质量为m的物体从不同高度落向插入沙坑中的木桩．
设计二：让质量为m和2m的两个大小不同的物体从同一高度落向插入沙坑中的木桩。

实验发现B比A插入得深，D比C插入得深，如图11 -3 -5所示，请
解答下列问题：
（1）要探究重力势能与高度的关系应选用——．
（2）根据设计二及实验结果的图示，可得出的结论是____．
※基础练习2
一、填空题
1．“歼－20”是我国自主研制的新一代隐身重型歼击机，具有卓越的机动性能，当它在空中加速向下俯冲时，动能，重力势能。

（选填“增大”、“不变”或“减小”）
二、实验探究题
2．小阳同学探究动能大小与物体的质量和速度的关系时，他设计了如下两种实验方案：A．让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始自由下滑，与
放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离，如
图11 -3 -6甲所示．
B．让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始自由下
滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距
离，如图乙所示．
上述两个方案中：
（1）A方案是为了探究动能大小与的关系，若木块被撞后移动的距离越远，说明小车对木块的推力做功越多，小车撞击木块时的动能。

（2）小阳想用B方案探究动能大小与质量的关系，发现该方案不合理，原因是：。

3．了解到“重力势能”知识的小明同学，想用身边的器材（铅球），来探究影响重力势能大小的因素，其探究程序如下：
（1）猜想：影响重力势能大小的因素可能有：①重力势能大小可能与物体的质量有关；②重力势能大小可能与
物体的高度有关。

（2）实验提供的实心铅球有2 kg、2 kg,3 kg各一个，
细沙（足够多）、刻度尺、两个相同的大纸盒，请你利用上述器材，帮他设计实验方案、验证猜想、完成实验步骤：
①将适量潮湿的沙子分别倒入两个大纸盒里后刮平；
②取质量为的铅球各一个，将两球分别对准两个纸盒上方位置提高到相同高度然后放手，用刻度尺分
别量出两个铅球所砸沙坑的深度进行比较；
③取质量为的铅球各一个，将两球分别对准两个纸盒上方位置提高到不同高度然后放手，用刻度尺分
别量出两个铅球所砸沙坑的深度进行比较；
（3）通过探究，可以得到的结论是：重力势能跟有关。

本节配套练习
一、选择题
1．人骑自行车下坡时，不用蹬车自由滑行的过程中速度也会越来越快，下列关于这一运动过程的说法中，正确
的是( )
A．人与车的动能增大，重力势能增大B．人与车的动能增大，重力势能减小
C．人与车的动能减小，重力势能增大D．人与车的动能不变，重力势能不变
2．下列加点的物体中，具有弹性势能的是( )
A．弓开如满月B．箭去似流星C．云来云又往D．蜻蜓立杆头
3．如图11 -3 -7所示，杂技表演者在离板后的上升过程中，她的( )
A．重力势能增大，动能减小B．重力势能增大，动能增大
C．重力势能减小，动能减小D．重力势能减小，动能增大
4．质量相等的甲、乙两辆小车，在同一水平地面上做匀速直线运动，它们的s-t图象如图
11 -3 -8所示．分析图象可判断( )
A．甲车的动能大B．乙车的动能大
C．甲车的重力势能大D．乙车的重力势能大
二、实验探究题
5．图11 -3 -9为探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验．实验步骤如下：
I．让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击
后移动的距离。

Ⅱ．让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，观察木块
被撞击后移动的距离。

回答下列问题：
（1）步骤I是为了研究动能大小与的关系。

（2）步骤Ⅱ是为了研究动能大小与的关系。

（3）该实验中斜面的作用是为了控制钢球的大小，木块的作用是为了比较钢球的大小。

6．在探究“物体的重力势能与什么因素有关”时，小雨提出了如下猜想：
猜想一：物体的重力势能可能与物体的质量有关；
猜想二：物体的重力势能可能与物体所在的高度有关。

为此他设计了如图11 -3 -10甲所示的实验装置．将两端开口、长约1 m、
粗细均匀的圆柱形玻璃管竖直固定在铁架台上，将粗细适宜的圆柱形泡
沫塑料块置于玻璃管内O点处（塑料块与玻璃管内壁有适量的摩擦）；其
他器材还有：刻度尺、一组系有细线的质量不等的钩码、用于调整泡沫塑料块回到0点位置的木棒（如图乙所示）
请你帮助小雨回答下列问题：
（1）探究“猜想一”时，应使用质量（选填“相同”或“不同”）的钩码从（选填“相同”或“不同”）的高度在玻璃管内由静止下落，去冲击O点的泡沫塑料块，然后用刻度尺分别测量，
从而比较出重力势能的大小。

（2）设计探究“猜想二”的记录实验数据的表格。

探究创新练
弹性势能与什么因素有关呢？小磊和小明猜想物体的弹性势能与物体发生弹性形变的程
度有关，为此两位同学设计了一个实验验证他们的猜想。

他们的设计思路如下：用弹弓发射橡皮子弹，观察弹弓的弦在不同的形变程度下子弹射出的远近，于是他们各用一套子弹和弹弓，小磊将弓拉满，小明将弓拉得半满，射出子弹，如图11 -3 -11所示．结果小磊射击得远，小明射击得近．因此他们得出结论：弹弓的弦形变越大，弹性势能越大。

（1）小磊和小明得出的实验结论可靠吗？为什么？
（2）应当如何改进？。