11.3 動(dòng)能和勢(shì)能（分層作業(yè)）【解析版】（人教版）

學(xué)而優(yōu)教有方第3節(jié)動(dòng)能和勢(shì)能一、動(dòng)能1.敘述功和能的關(guān)系時(shí)有以下幾種說(shuō)法，哪一種是正確的 （）A.物體具有的能量越大，做的功越多 B.具有能量的物體一定做功C.做功的物體一定具有能量 D.物體不做功就沒(méi)有能量【答案】C?！窘馕觥课矬w具有的能量越大，能夠做的功越多，但做的功不一定越多，故A錯(cuò)誤；山坡上的巨石具有重力勢(shì)能，但落下前并未做功，所以說(shuō)具有能量的物體不一定做功，不做功的物體也不一定沒(méi)有能量，故B、D錯(cuò)誤；一個(gè)物體如果能對(duì)外做功，我們就說(shuō)它具有能量，故做功的物體一定具有能量，故C正確。所以選C。2.北京時(shí)間2022年4月16日9時(shí)56分，神舟十三號(hào)載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸。飛船返回艙在距地面10千米左右區(qū)域時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)降落傘，返回艙速度逐漸降低，此過(guò)程中其動(dòng)能（）A．增大 B．減小 C．不變 D．消失【答案】B【解析】返回艙速度逐漸降低，質(zhì)量不變，所以動(dòng)能減小，故B符合題意；ACD不符合題意。故選B。3.“車窗拋物”扔掉的不僅是文明，還會(huì)引發(fā)事故。一個(gè)蘋(píng)果從時(shí)速120km/h的汽車上拋出，其威力相當(dāng)于一顆手槍子彈的威力，這是因?yàn)閺母咚傩旭偟钠囍袙伋龅奈矬w具有較大的 （）A.內(nèi)能 B.動(dòng)能 C.重力勢(shì)能 D.彈性勢(shì)能【答案】B.【解析】一個(gè)蘋(píng)果從時(shí)速120km/h的汽車上拋出，其威力相當(dāng)于一顆手槍子彈的威力，表明蘋(píng)果具有很大的動(dòng)能，易引發(fā)事故；與物體的內(nèi)能無(wú)關(guān)；蘋(píng)果也不會(huì)具有較大的重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能。所以選B。4．正在空中飛行的鴿子和麻雀，若它們具有相同的動(dòng)能，則下列說(shuō)法正確的是（）A．鴿子飛得快 B．麻雀飛得快C．鴿子飛得高 D．麻雀飛得高【答案】B【解析】麻雀的質(zhì)量小于鴿子的質(zhì)量，根據(jù)動(dòng)能大小的影響因素可知，若它們具有相同的動(dòng)能，則麻雀的速度快，即麻雀飛得快。故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。5．如圖是高速公路上的交通標(biāo)志，“100”表示___________。由標(biāo)志圖可知，同樣的道路，不同車型，車的限速不同，這是因?yàn)橄嗤俣刃旭倳r(shí)，大型車的質(zhì)量大，以同樣速度行駛，大型車的_________，破壞力越強(qiáng)不同。【答案】小汽車最高車速不超過(guò)100km/h；動(dòng)能?！窘馕觥扛咚俟飞系慕煌?biāo)志，“100”表示小汽車最高車速不超過(guò)100km/h。在同樣道路上不同車型的限制車速不同的原因是：大型車的質(zhì)量大，以同樣速度行駛，大型車的動(dòng)能大，破壞力越強(qiáng)。二、勢(shì)能6.正在飛行的烏鴉和燕子，若它們具有相同的重力勢(shì)能，則（）A．烏鴉飛得快 B．烏鴉飛得慢 C．燕子飛得高 D．烏鴉飛得高【答案】C【解析】AB．正在飛行的烏鴉和燕子，因重力勢(shì)能的大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)，所以無(wú)法判斷二者運(yùn)動(dòng)的快慢，故AB不符合題意；CD．若它們具有相同的重力勢(shì)能，由于烏鴉的質(zhì)量大于燕子的質(zhì)量，所以烏鴉飛得較低，而燕子飛得更高，故C符合題意，D不符合題意。故選C。7．在2021年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)鉛球比賽中，我國(guó)選手鞏立姣勇奪冠軍。如圖是比賽時(shí)，鞏立姣擲出的鉛球運(yùn)動(dòng)的情景，則鉛球在圖中哪個(gè)位置時(shí)重力勢(shì)能最?。ǎ〢．a(chǎn)點(diǎn) B．b點(diǎn) C．c點(diǎn) D．都一樣【答案】C【解析】物體由于受到重力并處在一定高度時(shí)所具有的能叫重力勢(shì)能，重力勢(shì)能大小與質(zhì)量和高度有關(guān)，由圖中可知，c點(diǎn)的位置最低，所以c點(diǎn)的重力勢(shì)能最小，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。8．下列事例中的物體都與能量有關(guān)，其中，描述的物體具有彈性勢(shì)能的是（）A．被撐桿跳高運(yùn)動(dòng)員跳高時(shí)壓彎的撐桿B．為了捕獲到食物，在森林里快速奔跑的獵豹C．舉到高處的重鍾D．豎直向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)到最高點(diǎn)的皮球【答案】A【解析】A．被撐桿跳高運(yùn)動(dòng)員跳高時(shí)壓彎的撐桿發(fā)生了彈性形變，具有彈性勢(shì)能，故A符合題意；B．為了捕獲到食物，在森林里快速奔跑的獵豹具有一定的速度和質(zhì)量，具有動(dòng)能，不具有彈性勢(shì)能，故B不符合題意；C．舉到高處的重錘具有質(zhì)量和高度，具有重力勢(shì)能，不具有彈性勢(shì)能，故C不符合題意；D．豎直向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)到最高點(diǎn)的皮球，具有一定的高度和質(zhì)量，具有重力勢(shì)能，不具有彈性勢(shì)能，故D不符合題意。所以選A。9．如圖是小華玩彈弓的情景。經(jīng)驗(yàn)表明，在一定范圍內(nèi)，橡皮筋拉得越長(zhǎng)，同樣的“子彈”射得越遠(yuǎn)，橡皮筋對(duì)“子彈”做的功越____，橡皮筋具有的彈性勢(shì)能越____，說(shuō)明橡皮筋的彈性勢(shì)能與___有關(guān)?！敬鸢浮慷啵淮?；彈性形變的程度?！窘馕觥吭谝欢ǚ秶鷥?nèi)，橡皮筋拉得越長(zhǎng)，橡皮筋的彈性形變量越大，具有的彈性勢(shì)能越大，將同樣的“子彈”射得越遠(yuǎn)，橡皮筋對(duì)“子彈”做的功越多。10．研究物體的重力勢(shì)能與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，小民采用三個(gè)體積相同而質(zhì)量不同的小球做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)分別將小球由某個(gè)高度自由落下，然后觀察在松軟的花泥上砸出的痕跡，從而判斷重力勢(shì)能的大小，實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象如圖所示。（m鋼>m玻>m木）（1）實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察________，判斷重力勢(shì)能的大小。本實(shí)驗(yàn)中主要采用的實(shí)驗(yàn)方法有________（選填“類比法”或“控制變量法”）和轉(zhuǎn)換法；（2）實(shí)驗(yàn)序號(hào)a、b、c是在研究重力勢(shì)能與___________是否有關(guān)；（3）分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)a、d、e，可歸納得出初步結(jié)論：當(dāng)小球質(zhì)量相同時(shí)，小球所處高度_________小球重力勢(shì)能__________?！敬鸢浮浚?）花泥的凹陷程度；控制變量法；（2）質(zhì)量；（3）越高；越大?！窘馕觥浚?）重力勢(shì)能是不易直接觀察的，所以該題中我們通過(guò)觀察花泥的凹陷程度反映重力勢(shì)能的大小。花泥下陷的越深，重力勢(shì)能越大；本實(shí)驗(yàn)中主要采用的實(shí)驗(yàn)方法有控制變量法和轉(zhuǎn)換法。（2）若想研究重力勢(shì)能與質(zhì)量的關(guān)系，即需選擇不同質(zhì)量的球，讓其處于相同的高度，觀察其下落時(shí)砸花泥的凹陷程度即可，故選擇abc三組實(shí)驗(yàn)即可；實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鋼球砸出的痕跡最深，說(shuō)明重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)，且質(zhì)量越大，重力勢(shì)能越大，得出的結(jié)論是：當(dāng)小球所處高度相同時(shí)，小球質(zhì)量越大，小球重力勢(shì)能越大。（3）比較ade三次實(shí)驗(yàn)，兩次小球的質(zhì)量相同，但所處高度不同，小球所處高度越高，落下來(lái)砸出的痕跡越深，說(shuō)明小球具有的重力勢(shì)能越大。11.下列物體中，只具有動(dòng)能的是；只具有勢(shì)能的是；既具有動(dòng)能，又具有勢(shì)能的是。（以上各空均選填字母）A．飛向籃筐的籃球B．發(fā)射升空的火箭C．繃緊的橡皮筋D．安裝在墻上的空調(diào)E．在平直公路上行駛的汽車【答案】E；C、D；A、B?！窘馕觥竣傥矬w只具有動(dòng)能的是只在水平面上運(yùn)動(dòng)，故應(yīng)該為E：在平直公路上行駛的汽車；②只具有勢(shì)能的是物體有高度或發(fā)生形變，但是沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該是C：繃緊的橡皮筋；D：安裝在墻上的空調(diào)；③既具有動(dòng)能又具有勢(shì)能的是物體離開(kāi)地面有一定的高度且在運(yùn)動(dòng)；滿足條件的是：A．飛向籃筐的籃球；B．發(fā)射升空的火箭。12.一顆子彈以一定的速度水平射向靜止的木塊（如圖甲），然后子彈和木塊一起以某一速度開(kāi)始向右擺動(dòng)（如圖乙）。整個(gè)過(guò)程中，子彈的動(dòng)能______，木塊的動(dòng)能______?！敬鸢浮繙p小；增大?！窘馕觥慨?dāng)子彈和木塊一起以某一速度開(kāi)始向右擺動(dòng)時(shí)，子彈的速度變小，動(dòng)能減?。荒緣K的速度變大，動(dòng)能變大。13．如圖所示為小紅在玩“套圈”游戲，出手后“套”在空中先后經(jīng)歷了a、b、c三個(gè)位置（不計(jì)空氣阻力），其中a為“套圈”運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)且hab=hbc。則“套圈”在a點(diǎn)的動(dòng)能_____（選填“>”、“=”或“<”）0J?！疤兹Α痹赼b段、bc段重力所做的功Wab_____Wbc（選填“>”、“=”或“<”）?！敬鸢浮?gt;；=?！窘馕觥俊疤兹Α痹谧罡唿c(diǎn)a時(shí)，仍有向前的速度，所以其動(dòng)能大于零。“套圈”從a點(diǎn)到c點(diǎn)的過(guò)程中，質(zhì)量不變，hab=hbc根據(jù)W=Gh=mgh可知，“套圈”在ab段、bc段重力所做的功Wab=Wbc。14．如圖是打網(wǎng)球時(shí)，某球員揮拍擊球的一瞬間，網(wǎng)球和球拍都處于最大形變狀態(tài)。關(guān)于這一瞬間，下列說(shuō)法不正確的是（）A．球拍的彈性勢(shì)能最大 B．球的彈性勢(shì)能最大C．球的動(dòng)能為零 D．球的重力勢(shì)能為零【答案】D【解析】AB．網(wǎng)球和球拍都是在最大的形變時(shí)刻，所以網(wǎng)球和球拍的彈性勢(shì)能都最大，故AB正確，不符合題意；C．網(wǎng)球和球拍都是最大形變時(shí)刻，此時(shí)的速度為0，動(dòng)能為0，故C正確，不符合題意；D．由于球具有一定的高度，球具有重力勢(shì)能，球還具有彈性勢(shì)能，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。15．爸爸開(kāi)車帶著小明行駛在高速公路上，小明看到圖所示的限速標(biāo)志，想起了學(xué)過(guò)的“動(dòng)能”的知識(shí)，也產(chǎn)生了一系列有關(guān)的問(wèn)題。其中最有探究?jī)r(jià)值且易于探究的是（）A．物體的動(dòng)能與物體的形狀是否有關(guān)？B．物體的動(dòng)能與它的速度有什么關(guān)系？C．物體的動(dòng)能與它的質(zhì)量和速度有什么關(guān)系？D．物體的動(dòng)能與哪些因素有關(guān)？【答案】C【解析】ABC．由圖可知，三種汽車的質(zhì)量不同，限制的速度不同，從質(zhì)量和速度兩個(gè)方面進(jìn)行探究動(dòng)能，動(dòng)能的大小與物體的形狀無(wú)關(guān)，最有探究?jī)r(jià)值且易于探究的是物體的動(dòng)能與它的質(zhì)量和速度有什么關(guān)系，故C符合題意，AB不符合題意；D．“物體的動(dòng)能與哪些因素有關(guān)？”這問(wèn)題不具體，范圍較廣，故D不符合題意。所以選C。16．（2022廣西玉林?統(tǒng)考中考真題）如圖所示，艦載機(jī)在“山東艦”航母上起飛，其在加速上升過(guò)程中（）A．動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大B．動(dòng)能增大，重力勢(shì)能減小C．動(dòng)能增大，重力勢(shì)能增大D．動(dòng)能減小，重力勢(shì)能減小【答案】C【解析】艦載機(jī)在“山東艦”航母上起飛，其在加速上升過(guò)程中，質(zhì)量不變，速度和高度都變大，所以其動(dòng)能和重力勢(shì)能都增大，故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。17．（2022·四川攀枝花?統(tǒng)考中考真題）2022年北京冬奧會(huì)賽場(chǎng)上，我國(guó)選手谷愛(ài)凌摘得自由式滑雪大跳臺(tái)比賽的金牌。谷愛(ài)凌離開(kāi)跳臺(tái)后，從低處向高處躍起后下落，在此過(guò)程中（）A．動(dòng)能一直減小 B．重力勢(shì)能一直減小C．動(dòng)能先減小后增大 D．重力勢(shì)能先減小后增大【答案】C【解析】AC．谷愛(ài)凌離開(kāi)跳臺(tái)后，從低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí)，質(zhì)量不變，速度減小，動(dòng)能減小，從高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí)，質(zhì)量不變，速度增大，動(dòng)能增大，所以整個(gè)過(guò)程動(dòng)能先減小后增大，故C符合題意，A不符合題意；BD．谷重力勢(shì)能減小，所以整個(gè)過(guò)程重力勢(shì)能先增大后減小，故BD不符合題意。故選C。18．（2022北京?中考真題）圖所示的是神舟十三號(hào)載人飛船返回艙返回地面時(shí)的情境。打開(kāi)降落傘后，若返回艙在一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可看作是豎直向下的勻速運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于返回艙在這段時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是（）A．返回艙的動(dòng)能不變 B．返回艙的重力勢(shì)能不變C．返回艙的機(jī)械能不變 D．返回艙所受重力不做功【答案】A【解析】A．因?yàn)榉祷嘏撌莿蛩龠\(yùn)動(dòng)，且質(zhì)量未改變，所以返回艙的動(dòng)能不變，故A正確；B．返回艙的質(zhì)量未變，但其高度在不斷減小，所以返回艙的重力勢(shì)能變小，故B錯(cuò)誤；C．機(jī)械能等于動(dòng)能和勢(shì)能之和，動(dòng)能不變，勢(shì)能減小，所以機(jī)械能減小，故C錯(cuò)誤；D．重力豎直向下，返回艙在重力的方向上移動(dòng)了距離，所以返回艙所受重力做功，故D錯(cuò)誤。故選A。19.（2022天津?統(tǒng)考中考真題）熱愛(ài)勞動(dòng)的津津，在家學(xué)做天津特色菜“貼餑餑熬魚(yú)”時(shí)，一個(gè)飲料瓶不小心落到了松軟的玉米面團(tuán)上，在面團(tuán)上留下較深的痕跡。于是他靈機(jī)一動(dòng)，利用玉米面團(tuán)和裝有水的飲料瓶，依次做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，對(duì)如下兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了探究。問(wèn)題一：壓力作用效果跟哪些因素有關(guān)問(wèn)題二：重力勢(shì)能大小跟哪些因素有關(guān)（1）做實(shí)驗(yàn)①②③是為了探究______（選填“問(wèn)題一”或“問(wèn)題二”）；（2）利用實(shí)驗(yàn)④⑤可探究重力勢(shì)能大小與______是否有關(guān)；（3）《民法典》中規(guī)定“禁止從建筑物中拋擲物品”，生活中更要杜絕“高空拋物”這種嚴(yán)重危害公共安全的行為，“高空拋物”危害性大的原因，可通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)⑤⑥得出的結(jié)論來(lái)解釋，請(qǐng)你寫(xiě)出該結(jié)論______?！敬鸢浮浚?）問(wèn)題一；（2）質(zhì)量；（3）質(zhì)量相同的物體，位置越高，重力勢(shì)能越大?！窘馕觥浚?）由圖中可知，實(shí)驗(yàn)①②中，壓力不同，而受力面積相同，實(shí)驗(yàn)②③中，壓力相同，而受力面積不同，故可知做實(shí)驗(yàn)①②③是為了探究問(wèn)題一。（2）由實(shí)驗(yàn)④⑤可知，瓶子下落的高度相同，而瓶子和水的總質(zhì)量不同，故可探究重力勢(shì)能大小與質(zhì)量是否有關(guān)。（3）由實(shí)驗(yàn)⑤⑥中可知，瓶子和水的質(zhì)量相同，而瓶子下落的高度不同，面團(tuán)的凹陷程度不同，故可知“高空拋物”危害性大的原因是：質(zhì)量相同的物體，位置越高，重力勢(shì)能越大。20．（2022·江蘇宿遷?統(tǒng)考中考真題）下圖為某學(xué)習(xí)小組“探究動(dòng)能大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)操作（步驟甲、乙、丙中小球質(zhì)量分別為m、2m、3m）。（1）讓小球從同一高度由靜止開(kāi)始滾下，目的是使小球到達(dá)水平面時(shí)具有相同的______；（2）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)比較木塊B被小球撞擊后移動(dòng)的距離s來(lái)判斷小球具有動(dòng)能的大小，這種方法在物理學(xué)中屬于______（選填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”）；（3）小華認(rèn)為由實(shí)驗(yàn)步驟乙和實(shí)驗(yàn)步驟丙可以判斷動(dòng)能大小與速度的關(guān)系，你認(rèn)為該觀點(diǎn)是_____（選填“正確”或“錯(cuò)誤”），理由是______；（4）通過(guò)比較步驟______和______可以判斷動(dòng)能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系?！敬鸢浮浚?）速度；（2）轉(zhuǎn)換法；（3）錯(cuò)誤，小球質(zhì)量不同；

（4）甲，乙?！窘馕觥浚?）小球開(kāi)始下落時(shí)起始點(diǎn)的高度在這里決定了小球到達(dá)平面時(shí)速度的大小，實(shí)驗(yàn)中小球的質(zhì)量不同，是探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，讓不同質(zhì)量的兩個(gè)小球從同一高度