认识动能和势能习题 2021-2022学年沪粤版物理九年级上册

沪粤版九年级第十一章11.4认识动能和势能习题精练
一、单选题
1.下列关于能的说法中正确的是()
A. 静止的物体不具有能
B. 没有做功的物体不具有能
C. 具有能的物体一定在做功
D. 能够做功的物体一定具有能
2.2020年12月17日，“嫦娥五号”携带着质量为1731g
的月球样品着陆地球，实现我国首次月球无人采样返回，
如图所示。

返回器落入大气层加速下落的过程中()
A. 动能减小
B. 重力势能减小
C. 机械能不变
D. 动能增大，重力势能减小，机械能增大
3.高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，因为高处的物体具有较大的()
A. 重力
B. 弹性势能
C. 重力势能
D. 动能
4.关于能量下列说法正确的是()
A. 质量大的物体具有的能量多
B. 物体能够对外做的功越多，则该物体具有的能量越多
C. 因为物体具有的能量很多，所以物体对外做的功也一定很多
D. 因为能量很抽象，所以无法判断能量大小关系
5.一小孩从公园中的滑梯上加速滑下如图，对于其机
械能的变化情况，下列说法中正确的是()
A. 重力势能减少，动能不变，机械能减少
B. 重力势能减少，动能增加，机械能增加
C. 重力势能减少，动能增加，机械能减少
D. 重力势能减少，动能增加，机械能不变
6.如图所示，小球沿竖直轨道由静止开始从A处运动到
D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和
势能互相转化。

则()
A. 小球在A处的动能等于在D处的动能
B. 小球在D处的机械能大于在A处的机械能
C. 小球在B处的机械能小于在C处的机械能
D. 小球在B处的机械能等于在C处的机械能
7.如图所示，用手将一重为G的铁球缓慢放在一自然
伸长的弹簧上，放手后，铁球从A点开始向下运动，
到达B点速度达到最大，到达C点时铁球的速度变
为零。

整个过程中不计能量损耗，则下列说法正确
的是()
A. 从A点到C点铁球的动能一直减小
B. 从A点到C点铁球的动能和重力势能之和一直增大
C. 从A点到B点铁球的动能和重力势能之和不变
D. 在C点弹簧的弹性势能最大
8.如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，
长时间后滚摆停止上下滚动．下列说法中正确的是()．
A. 滚摆下降时，重力势能减小，动能减小
B. 滚摆到最低点后又上升，重力势能转化为动能
C. 滚摆整个运动过程中，机械能守恒
D. 滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小
9.如图是经常可以在公园看到的一种儿童活动项目——儿童
蹦极。

在儿童从最低点到达最高点的过程中，他的动能和重
力势能变化情况分别是()
A. 动能减小，重力势能增大
B. 动能增大，重力势能减小
C. 动能先增大后减小，重力势能增大
D. 动能先减小后增大，重力势能减小
10.为探究重力势能与质量的关系，小龙选择了体积不同的实心铝球a、b，体积相同
的实心铜球c和实心铝球d以及平整的橡皮泥进行实验，如图所示。

下列关于本实验说法不正确的是()
A. 实验时要让球从同一高度自由落下
B. 比较球落在橡皮泥中的凹陷程度来反映重力势能的大小
C. 研究a球和b球可以验证重力势能与质量的大小有关
D. 本实验器材还可以用来探究重力势能与高度的关系
二、填空题
11.运用知识解决问题：交通部门在不同的路段对机动车行驶速度进行限制，这是因为
质量一定时，______越大，物体的动能越大，在同一路段，不同车型限速不同，是因为______越大，物体的动能越大。

12.“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”表达了苏轼期望为国御敌立功的壮志．拉弯
的弓把箭射出去，这一过程中能量的转化情况是弓的能转化为箭的能．13.许多人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行．离地球
最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点．卫星
在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能
的转化，因此守恒．卫星在远地点时势能最大，
当它从远地点向近地点运动时势能减小、动能，
速度．
14.俗话说“不插六月秧”，五月正是插秧的高峰期．插秧机以0.5m/s的速度匀速直
线运动时，则插秧时插秧机的动能(填“变大”“变小”或“不变”)．
三、实验探究题
15.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。

(1)要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球达到水平面的___________相同，
为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球______________________。

(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)三次实验中，碰撞前动能最小的是图______(选填“甲”“乙”或“丙”)中的
小球，原因是_______________________________________。

16.体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角
度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。

小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。

足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做推射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小
mv2，重力势能大小E p=mgℎ，不计空气阻力，有关。

若物体的动能大小E K=1
2
g=10N/kg，则：
(1)若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达到的最大
高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是______ ；
(2)若足球的射程x与抛出速度、抛射角θ之间满足公式x=2v2sinθcosθ
，当足球以
g
20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，足球的射程是______ ；
(3)足球运动的速度v可以分解成水平速度v x和竖直速度v y，三者可构成如图所示
的矩形。

足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。

若足球
在地面以10√2m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是______ m。

(小数点后保留2位数字) 17.小苏同学所在的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。

他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。

他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO为弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。

将物体M从O点压缩弹簧到P 点，然后由静止释放，物体M运动到O点后与弹簧分开，最终运动到Q点静止。

请补充完成他们的探究过程。

(1)弹簧弹性势能的大小是通过____________________来反映的。

(2)探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用__________(填“相同”
或“不同”)的弹簧进行实验，并先后改变__________之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。

(3)小苏所在的实验小组经过多次实验得出了结论。

在上面的实验中，他们运用到
了转换法和__________两种物理方法。

答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：物体具有能量说明物体具有做功的本领，不一定正在做功，与物体运动与否无关．
2.【答案】B
【解析】解：返回器落入大气层加速下落的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大；由于需要克服空气的阻力做功，机械能转化为内能，机械能减小，故B正确。

故选：B。

3.【答案】C
【解析】解：由题意可知，高空抛物会造成危害，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。

选C。

4.【答案】B
【解析】解：质量大的物体具有的能量不一定多，例如物体静止，其动能为零，故A错误；物体能够对外做的功越多，说明该物体具有的能量越多，故B正确；物体具有能量，但不一定做功，如举在高处静止的物体具有重力势能，但没有做功，故C错误；物体具有能量的多少可根据能够对外做功的多少来判断，故D错误。

选B。

5.【答案】C
【解析】解：小孩从公园中的滑梯上加速滑下，没有发生弹性形变，不具有弹性势能；小孩有一定的质量，加速滑下，速度变大，动能增加；高度不断减小，重力势能减少；小孩在下滑过程中与滑梯摩擦生热，一部分机械能转化成内能，导致机械能总量减少。

选C。

6.【答案】D
【解析】解：根据题意可知，小球在运动过程中仅有动能和势能互相转化，所以小球在重力势能较大的地方时其动能肯定较小。

观察题图可知，小球在A处比在D处所处的位置高，具有的重力势能较大，所以小球在A处具有的动能小于在D处的动能，故A 错误。

根据题意，在整个过程中没有能量的损耗，动能和势能的总和即机械能是不会减少的，小球在各处的机械能都是相等的，故B、C错误，D正确。

故选D。

7.【答案】D
【解析】解：由题可知，铁球由A点到C点的过程中，速度先变大后变小，则其动能也先变大后变小，故A错误；
从A点到B点的运动过程中，弹簧被压缩，其弹性势能增大，即该过程中铁球的一部分动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能，由于铁球和弹簧总的机械能是不变的，故铁球的动能和重力势能之和是减小的，故B、C错误；
由题图可知，在C点弹簧的弹性形变程度最大，故弹性势能最大，故D正确，故选D。

8.【答案】D
【解析】略
9.【答案】C
【解析】解：儿童从最低点开始向上时，先是弹性势能转化为动能和重力势能，当蹦床对人的弹力与重力相等的时候速度最大，动能最大；人离开蹦床后弹力消失，在上升到达最高点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，故整个过程中，动能先增大后减小，重力势能增大。

选C。

10.【答案】C
【解析】A.由题可知，题中要探究重力势能与质量的关系，所以要控制两球下落的高度相同，质量不同，故A正确；
B.利用转换法，通过比较球落在橡皮泥中的凹陷程度来反映势能的大小，故B正确；
C.在探究重力势能与质量的关系时，要控制两球下落的高度相同，质量不同，因此在选取器材时应选质量不同的两个小球，同时为了避免球的体积大小对实验的影响，所选取的两个球的体积应相同，而a球和b球体积不同，故C错误；
D.本实验器材还可以选择同一个小球(质量一定)，分别从不同的高度自由落下，可以探究重力势能与高度的关系，故D正确。

故选：C。

11.【答案】速度；质量
【解析】解：交通部门在不同路段对机动车行驶速度进行限制，这是因为质量一定时，物体的速度越大，物体的动能越大；
在同一路段，不同车型限速不同，是因为速度一定时，质量越大，物体的动能越大。

故答案为：速度；质量。

动能的大小与物体的质量和速度有关，且动能越大，其对外所能做的功就越多。

本题考查了对动能的理解，有一定的难度，主要考查对物理知识的实际应用能力。

12.【答案】弹性势
动
13.【答案】机械能
增大
增大
14.【答案】变小
15.【答案】(1)速度；从斜面的同一高度由静止滚下；(2)速度越大，动能越大；(3)丙；纸盒被推动的距离最小。

【解析】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，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，保证铁球到达水平面的速度相同。

(2)由图示实验可知，甲、丙两次实验，球的质量相同，甲中小球滚下的高度大于丙中小球滚下的高度，甲中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)三次实验中，是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的，这种方法是转换法，丙图中纸盒被推动的距离最小，故碰撞前动能最小。

16.【答案】100J40m 3.33
【解析】解：(1)取地面为零势能面，从地面踢出时足球具有的动能E K1=120J，具有的重力势能E P1=0J，
足球踢出后能达到的最大高度是5m，具有的重力势能E P2=mgℎ=0.4kg×10N/kg×5m=20J，
因不计空气阻力时足球的机械能守恒，
所以，有E1=E2，即E K1+E P1=E K2+E P2，
则足球在最高点时具有的动能E K2=E K1+E P1−E P2=120J+0J−20J=100J；(2)当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，
足球的射程x=2v2sinθcosθ
g =2×(20m/s)
2×√2
2
×√2
2
10N/kg
=40m；
(3)若足球在地面以10√2m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，
则水平方向的速度v x=v′cos45°=10√2m/s×√2
2
=10m/s，
因足球在空中飞行时，水平速度保持不变，
所以，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，小球的速度v″=
v x
cos30∘
=
√3
2
=
20√3
3
m/s，
因不计空气阻力时足球的机械能守恒，
所以，有E K1′+E P1′=E K2′+E P2′，即1
2m(v′)2+0=1
2
m(v″)2+mgℎ′，
此时足球距地面的高度ℎ′=(v′)2−(v″)2
2g =(10√2)
2−(20√3
3
m/s)2
2×10N/kg
10
3
m≈3.33m。

故答案为：(1)100J；(2)40m；(3)3.33。

17.【答案】(1)物体M被弹出的距离
(2)相同AP
(3)控制变量法
【解析】解：(1)实验中弹簧弹性势能的大小是通过物体M被弹出的距离来间接反映的，这用到了转换法。

(2)探究弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系时，必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同(即相同的弹簧)，改变弹簧长度变化量，即AP间的距离。

弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出OQ间的距离。

为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即改变AP间的距离，多测几组数据。

(3)通过以上分析可以看出，本实验通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小，用到了转换法。

同时，探究弹性势能与多个量的关系时，还用到了控制变量法。