學(xué)而優(yōu)教有方.6合理利用機(jī)械能一、單選題1．關(guān)于能的概念，下列說法中正確的是（）A．一個物體能夠做功，就說這個物體具有能B．一個物體已做過的功越多，說明這個物體具有的能越多C．一個物體做了功，說明這個物體具有能D．用線懸掛著的小球，沒有做功，所以沒有能【答案】A【解析】A．由能量的概念可知，一個物體能夠做功，就說明這個物體具有能量，簡稱能，故A正確；B．物體能量我可以做更多的功，但一個物體已做的功越多，不能說明這個物體具有的能越多，故B錯誤；C．一個物體做了功，說明原來具有能量，但做功后不一定還具有能，故C錯誤；D．一用線懸掛著的小球，沒有做功，但它有一定的高度，所以具有重力勢能，故D錯誤。故選A。2．下列物體具有動能的是（）A．懸掛在天花板上的吊燈 B．靜止在山頂上的大石頭C．飛行的飛機(jī) D．拉開的彈弓【答案】C【解析】A．懸掛在天花板上的吊燈處于靜止?fàn)顟B(tài)，不具有動能，故A不符合題意；B．靜止在山頂上的大石頭處于靜止?fàn)顟B(tài)，不具有動能，故B不符合題意；C．飛行的飛機(jī)處于運(yùn)動狀態(tài)，具有動能，故C符合題意；D．拉開的彈弓具有彈性勢能，故D不符合題意。故選C。3．下列現(xiàn)象中勢能轉(zhuǎn)化為動能的是（）A．火箭發(fā)射升空 B．汽車勻速駛上斜坡C．小球從光滑斜面頂端滾下 D．跳傘運(yùn)動員勻速下落【答案】C【解析】A．火箭發(fā)射升空，質(zhì)量不變，高度增高，速度變大，火箭的動能增大，重力勢能也增大，故A不符合題意；B．汽車勻速駛上斜坡，其質(zhì)量不變，速度不變，動能不變，高度增高，重力勢能增加，故B不符合題意；C．小球從光滑斜面頂端滾下，質(zhì)量不變，速度變大，動能變大，高度降低，重力勢能減少，重力勢能轉(zhuǎn)化為小球的動能，故C符合題意；D．跳傘運(yùn)動員勻速下落，其質(zhì)量不變，速度不變，動能也不變，高度降低，重力勢能減少。故D不符合題意。故選C。4．下列物體中即具有動能又具有勢能的是（）A．在平直公路上行駛的汽車 B．拉長的橡皮筋C．正在下落的雨滴 D．水庫里的水【答案】C【解析】【分析】A．在水平地面上行駛的汽車，有速度無高度，所以只具有動能，故A不符合題意；B．被拉長的橡皮筋，發(fā)生彈性形變，具有彈性勢能，故B不符合題意；C．在空中下落的雨滴，有高度也有速度，所以具有動能和重力勢能，故C符合題意；D．被攔河壩攔住的河水，有高度無速度，所以只具有重力勢能，故D不符合題意。故選C。5．如圖所示，球從A位置踢出去到達(dá)最高點(diǎn)B，最后落地的過程中，它的重力勢能(

)A．一直增大 B．一直減小C．先增大后減小 D．先減小后增大【答案】C【解析】上升過程中，球的質(zhì)量不變，高度增加，根據(jù)重力勢能的決定因素，所以其重力勢能增加．到了最高點(diǎn)以后，球處于下落狀態(tài)，高度下降，根據(jù)重力勢能的決定因素可知，球的重力勢能減小．綜上分析，球的重力勢能是先增大后減小．故C正確．6．如圖所示，為我國某地的等高線圖，若把同一個物體分別放在a點(diǎn)和b點(diǎn)，則物體的重力勢能（）A．在a點(diǎn)時大 B．在b點(diǎn)時大C．在兩點(diǎn)一樣大 D．條件不足，無法判斷【答案】A【解析】【分析】重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量和高度。由題圖可看出，a點(diǎn)所在的海拔為1370m，b點(diǎn)所在的海拔為1360m，而對同一個物體，它的位置越高，重力勢能越大．故物體在a點(diǎn)時重力勢能大。故選A。7．人造衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行，如圖所示為衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動的過程．針對該過程，以下說法正確的是A．動能逐漸增大，機(jī)械能增大B．勢能逐漸減小，機(jī)械能減小C．動能逐漸增大，勢能逐漸減小，機(jī)械能不變D．動能逐漸增大，勢能逐漸減小，機(jī)械能減小【答案】C【解析】由于衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)時具有較大的勢能，近地點(diǎn)時具有較大的動能，故當(dāng)衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動的過程中，故動能逐漸增大，勢能逐漸減小，但其動能和勢側(cè)的總和即機(jī)械能是不變的，故C是正確的．8．如圖所示，物塊在光滑斜面上由靜止開始下滑，依次經(jīng)過a、b兩個點(diǎn)，不計空氣阻力，比較物塊在a、b兩點(diǎn)的能量，下列說法正確的是（）A．物塊在a點(diǎn)動能大 B．物塊在b點(diǎn)動能大C．物塊在b點(diǎn)重力勢能大 D．物塊在a、b兩點(diǎn)的重力勢能一樣大【答案】B【解析】物塊在光滑斜面上由靜止開始下滑（不計空氣阻力），在下滑過程中，高度減小，重力勢能減小，速度增大，動能變大；由于a點(diǎn)的位置要高于b點(diǎn)的位置，所以a處的重力勢能大于b處的重力勢能；物塊在下滑過程中動能變大，所以物塊在b點(diǎn)動能大，故B正確，ACD錯誤．9．如圖所示，小球從A點(diǎn)擺動到C點(diǎn)的過程中(不計空氣阻力)，下列說法正確的是A．從A到B的過程中，動能增大，重力勢能減小B．從A到B的過程中，動能減小，重力勢能增大C．從B到C的過程中，動能增大，重力勢能增大D．從B到C的過程中，動能減小，重力勢能減小【答案】A【解析】小球在整個過程中質(zhì)量不變．動能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，重力勢能大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)．A、B．從A到B的過程中，高度降低，重力勢能減?。凰俣仍龃?，動能增大．故A正確、B錯誤．C、D．從B到C的過程中，高度增加，重力勢能增大；速度減小，動能減?。畡幽軠p小，重力勢能增大．故C、D錯誤．10．如圖所示，在光滑的水平臺面上，一輕彈簧左端固定.右端連接一金屬小球，O點(diǎn)是彈簧保持原長時小球的位置。壓縮彈簧使小球至A位置，然后釋放小球，小球就在AB間做往復(fù)運(yùn)動（已知AO＝OB）。小球從A位置運(yùn)動到B位置的過程中，下列判斷不正確的是（）A．小球的動能先增大后減小B．彈簧的彈性勢能先減小后增大C．小球運(yùn)動到O點(diǎn)時的動能與此時彈簧的彈性勢能相等D．任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動能之和保持不變【答案】C【解析】由題知，O點(diǎn)是彈簧保持原長時小球的位置，則小球位于A點(diǎn)時彈簧處于壓縮狀態(tài)，位于B點(diǎn)時彈簧處于拉伸狀態(tài)；①小球從A運(yùn)動到O的過程中，彈簧逐漸恢復(fù)原狀，彈性形變程度變小，彈性勢能變小，水平臺面光滑，則小球不受摩擦力；該過程中小球所受彈力方向向右，其速度不斷增大，動能變大，所以此過程中彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能；②到達(dá)O點(diǎn)時，彈簧恢復(fù)原長，彈性勢能為零，小球所受彈力為零，此時小球的速度最大，動能最大；③小球從O運(yùn)動到B的過程中，彈簧被拉長，彈性形變程度變大，彈性勢能變大，該過程中小球所受彈力方向向左，其速度不斷減小，動能變小，所以此過程中動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能；則小球從A位置運(yùn)動到B位置的過程中：A．小球的動能先增加后減少，在B點(diǎn)時小球的動能最小，彈簧的彈性勢能最大，故A正確，不符合題意；B．彈簧的彈性勢能先減少后增大，故B正確，不符合題意；C．小球運(yùn)動到O點(diǎn)時的動能（最大）與此時彈簧的彈性勢能（為零）不相等，故C錯誤，符合題意；D．由于整體的機(jī)械能守恒，所以任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動能之和保持不變，故D正確，不符合題意。故選C。二、填空題11．寫出下列過程中能的轉(zhuǎn)化(1)物體自由下落時，_____能轉(zhuǎn)化為_____能．(2)被推開的彈簧門，自動關(guān)閉的過程中，____能轉(zhuǎn)化為____能．(3)上升的滾擺，______能轉(zhuǎn)化_______能．(4)海水漲潮時，是_____能轉(zhuǎn)化______能．海水退潮時，是____能轉(zhuǎn)為___能．【答案】

重力勢

動

彈性勢

動

動

重力勢

動

重力勢

重力勢

動【解析】(1)[1][2]物體在空中自由下落的過程中，質(zhì)量不變，速度增加，高度減小，即動能增大，重力勢能減小，將重力勢能轉(zhuǎn)化動能；(2)[3][4]彈簧門被推開后，彈簧被卷緊，發(fā)生了彈性形變，具有了彈性勢能．放手后，彈簧恢復(fù)彈性形變，彈性勢能變小，同時門由靜止變?yōu)檫\(yùn)動，門具有了動能．所以彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能；(3)[5][6]滾擺上升過程中，上升時速度越來越慢，質(zhì)量不變，故動能減?。毁|(zhì)量不變、高度增加，故重力勢能增大，說明動能轉(zhuǎn)化為了重力勢能；(4)[7][8]海水漲潮時,海平面上升，海水向岸邊運(yùn)動的速度減小，所以海水漲潮時是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；[9][10]海水退潮時，海平面下降，海水向海里運(yùn)動的速度增大，所以海水退潮時是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；12．小華去商場購物，站在勻速上升的扶梯上，她的動能將________，重力勢能將______，她的機(jī)械能將________．(均選填“增加”“不變”或“減少”)．【答案】

不變

增加

增加【解析】小華站在自動扶梯上，在扶梯勻速上升的過程中，則小華的質(zhì)量不變，速度不變，動能不變；高度增大，重力勢能增大，因為機(jī)械能動能勢能，故小華的機(jī)械能增加．13．撐竿跳高運(yùn)動員通過助跑獲得______能，在起跳瞬間把這種能量轉(zhuǎn)化為撐竿的______勢能，在撐竿恢復(fù)原狀的過程中，這種能又不斷轉(zhuǎn)化為運(yùn)動員的______勢能。老鷹和麻雀在同一高度飛行，______（選填“老鷹”或“麻雀”）具有的重力勢能較大。【答案】

動

彈性

重力

老鷹【解析】[1]撐竿跳高運(yùn)動員助跑時速度較大，通過助跑獲得動能。[2]在跳的過程，竿被壓彎，因此在起跳瞬間把動能轉(zhuǎn)化為撐竿的彈性勢能。[3]撐竿恢復(fù)原狀的過程中，彈性勢能減小，將運(yùn)動員推高，轉(zhuǎn)化為運(yùn)動員的重力勢能。[4]重力勢能與高度和質(zhì)量有關(guān)，在等高時，老鷹質(zhì)量大，因此老鷹的重力勢能大。14．如圖所示，捻動滾擺的軸使它升高后釋放，可以觀察到滾擺沿著懸線向下運(yùn)動，此過程中，它的______能減小，______能增加．滾擺到最低點(diǎn)后又上升，每次上升的高度逐漸減小，這說明滾擺具有的機(jī)械能______（填“減小”、“增大”或“不變”）．【答案】

重力勢能

動能

減小【解析】[1][2]觀察滾擺上下運(yùn)動的特點(diǎn)能看出，滾擺的動能和重力勢能之間是可以相互轉(zhuǎn)化的；滾擺向下運(yùn)動時，高度下降，速度增大，是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；[3]滾擺在上下往復(fù)運(yùn)動的過程中，能上升到的最大高度會逐漸下降，物體最終停下來是由于與空氣的摩擦和阻力，使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能．故在這個過程中，機(jī)械能的總量是減小的．15．大小、形狀相同的A、B、C三個圓球，它們的質(zhì)量關(guān)系是mA=mC<mB，如圖，將A、B球距離沙子表面等高H處、C球高H′處由靜止釋放，三球砸出的沙坑深度如圖所示；由此可得出：物體的重力勢能與物體的______和______有關(guān)?！敬鸢浮?/p>

質(zhì)量

高度【解析】【分析】[1][2]比較A、B兩球，下落高度相同，B球質(zhì)量大于A球質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)B球陷入沙面的深度更大，由此可得出結(jié)論：當(dāng)所處高度相同時，物體的質(zhì)量越大，重力勢能越大。比較A、C兩球，兩球的質(zhì)量相同，C球的下落高度大于A球的下落高度，發(fā)現(xiàn)C球陷入沙面的深度更大，由此可得出結(jié)論：當(dāng)物體的質(zhì)量相同時，下落高度越高，物體的重力勢能越大。16．如圖所示，粗糙的弧形軌道豎直固定在水平面上，鋼球從C點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過B點(diǎn)到達(dá)最低點(diǎn)O，然后到達(dá)另一側(cè)與B點(diǎn)等高的點(diǎn)A時剛好速度為零。由O到A點(diǎn)過程中，______能轉(zhuǎn)化為重力勢能，______點(diǎn)的動能最大，從C點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，機(jī)械能的總量______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。【答案】

動

O

變小【解析】【分析】[1]鋼球由O點(diǎn)到A點(diǎn)的過程中，高度增大，重力勢能增大，而動能減小，到A點(diǎn)剛好為0，所以是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能的過程。[2]鋼球由C點(diǎn)靜止釋放，向下運(yùn)動的過程中，高度減小，重力勢能減小，轉(zhuǎn)化為動能，O點(diǎn)時的重力勢能最小，則動能最大。[3]軌道是粗糙的，則鋼球由C點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，需要克服摩擦做功，將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以機(jī)械能的總量變小。17．如圖是皮球落地后彈跳過程中，每隔相等時間曝光一次所拍攝的照片．A、B是同一高度的兩點(diǎn)，則A點(diǎn)的重力勢能___B點(diǎn)的重力勢能（選填“大于”“小于”或“等于”）；此過程中皮球的機(jī)械能___（選填“增大”“減小”或“不變”）．【答案】

等于

減小【解析】[1]重力勢能的大小與物體的質(zhì)量、高度有關(guān)，質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大，據(jù)圖可知，皮球位于A、B兩點(diǎn)時，其質(zhì)量不變，高度相等，故其所具有的重力勢能相等；[2]物體具有的動能和勢能在相互轉(zhuǎn)化過程中，如果存在摩擦等阻力，機(jī)械能會減小，由題意知：皮球被反彈的高度逐漸變小，即說明在反彈過程中有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，故該過程中的機(jī)械能是減小的．18．如圖1所示，質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球接觸彈簧并將彈簧壓縮至最低點(diǎn)（形變在彈性限度內(nèi)），然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后又下落，如此反復(fù)．通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出該過程中彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖2所示，不計空氣阻力．（1）在整個運(yùn)動過程中，小球的機(jī)械能_____（填“守恒”或“不守恒”）（2）小球動能最小的時刻是_____（填t1、t2或t3）（3）在t2～t3這段時間內(nèi)，小球的動能_____（填“先增大后減小”，“先減小后增大”，“一直增大”，“一直減小”）【答案】

不守恒

t2

先增大后減小【解析】（1）t1～t2這段時間內(nèi)，小球與彈簧接觸后，彈簧的彈力F逐漸增大，小球由于受到彈簧的彈力作用，彈力對小球做功，只有重力做功的情況下，物體機(jī)械能守恒，故小球的機(jī)械能不守恒；（2）由圖看出，t2時刻，彈力F最大，故彈簧的壓縮量最大，小球運(yùn)動到最低點(diǎn)，速度為零，動能最??；（3）t2～t3這段時間內(nèi)，小球從最低點(diǎn)被彈起，彈簧的彈力F逐漸減小；當(dāng)向上的彈力大于向下的重力時，合力向上，小球做加速運(yùn)動；當(dāng)向上的彈力小于向下的重力時，合力向下，小球做減速運(yùn)動；即小球的速度先增大后減小，所以小球的動能先增大后減小．三、實驗題19．如圖所示，是探究“動能的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗裝置圖，若讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下，碰到同一木塊上。請回答：(1)高度h越高，鋼球運(yùn)動到水平面時速度越大，木塊B被撞得越_____。(2)若斜面有摩擦阻力，小球從斜面頂端由靜止?jié)L到斜面底部的過程中，其機(jī)械能_______（選填“變大”、“不變”或“變小”）。【答案】

遠(yuǎn)

變小【解析】(1)[1]高度h越高，鋼球運(yùn)動到水平面時速度越大，鋼球的動能越大，木塊B被撞得越遠(yuǎn)。(2)[2]若斜面有摩擦阻力，小球從斜面頂端由靜止?jié)L到斜面底部的過程中，其機(jī)械能會克服摩擦做功，轉(zhuǎn)化為部分內(nèi)能，故其機(jī)械能變小。20．如圖所示，在“研究物體動能與哪些因素有關(guān)”的實驗中，將A、B、C三小球先后從同一裝置的hA、hB、hC高處滾下（mA=mB<mC，hA=hC>hB）推動紙盒運(yùn)動一段距離后靜止．（1）要研究動能與質(zhì)量的關(guān)系，我們要選擇______兩圖來進(jìn)行比較．實驗中通過觀察______的大小，來判斷小球動能的大?。畬嶒炛袨榱搜芯縿幽艽笮∨c質(zhì)量的關(guān)系．需要控制小球撞擊時的速度不變，具體的控制方法是______；（2）要研究動能與速度的關(guān)系，我們應(yīng)該選擇______兩圖來進(jìn)行實驗；（3）若水平面絕對光滑，本實驗將______（選填“能”或“不能”）達(dá)到探究目的；（4）小王根據(jù)實驗現(xiàn)象認(rèn)為：紙盒、小球最終都停下來了，所以它們的機(jī)械能最終都消失了．你認(rèn)為小王的觀點(diǎn)是______（選填“正確”或錯誤"）的．【答案】

a、c

紙盒移動的距離

讓小球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下

a、b

不能

錯誤【解析】第一空．要研究動能與質(zhì)量的關(guān)系，變量為質(zhì)量，因此應(yīng)選擇a、c兩組；第二空．實驗中，小球推動紙盒，對紙盒做功，紙盒被推動的越遠(yuǎn)，說明小球做功越多，小球具有的動能越大；第三空．小球在由斜面下滑的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，要控制小球的初始速度相同，應(yīng)讓小球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下；第四空．要研究動能與速度的關(guān)系，變量為速度，小球從不同高度靜止下滑時到達(dá)底端獲得的速度不同，因此應(yīng)選擇a、b兩圖來進(jìn)行實驗；第五空．若平面絕對光滑，由牛頓第一定律可知，小球?qū)蛩僖恢边\(yùn)動下去，因此不能達(dá)到探究目的；第六空．小球推動木塊移動一段距離后都要停下來，是因為水平面有摩擦力，木塊克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而不是機(jī)械能消失了．21．如圖所示，是“探究物體動能跟哪些因素有關(guān)”的實驗過程。（1）圖1實驗中要判斷研究對象的動能大小需要比較___________；（2）圖1甲、乙兩圖是為了探究動能與___________的關(guān)系，得出的結(jié)論是：在速度相同時，___________越大動能越大；（3）如圖2將一彈簧固定在水平軌道末端，鋼球下滑到水平面壓縮彈簧后又被彈簧彈開，若想增大彈簧最大壓縮量，提出兩點(diǎn)可行的做法：___________、___________；（4）將圖2中末端的擋板和彈簧取掉，并將OB向上彎折形成如圖3的軌道，再次將鋼球沿軌道AOB到達(dá)B點(diǎn)后離開軌道，鋼球在B點(diǎn)的機(jī)械能___________（選填“大于”“等于”或“小于”）在A點(diǎn)的機(jī)械能。若離開B點(diǎn)后鋼球不受外力，通過B點(diǎn)后的運(yùn)動軌跡是___________（選填字母序號）。【答案】

木塊移動的距離

質(zhì)量

質(zhì)量

見解析

見解析

小于

c【解析】（1）[1]動能越大，對外做功的本領(lǐng)越大，動能大小可以通過對外做功的多少來反映，實驗時小球推動木塊對它做功，所以可以通過木塊被撞后移動的距離來比較動能的大小。（2）[2]圖-1甲、乙兩圖中，小球滾下的高度相同，到達(dá)水平面時的速度相同，小球的質(zhì)量不同，根據(jù)控制變量法可知，探究的是動能大小與質(zhì)量的關(guān)系。[3]由圖可知，小球的質(zhì)量越大，推動木塊移動的距離越遠(yuǎn)，動能越大，故結(jié)論為：物體的速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大。（3）[4][5]若想增大彈簧最大壓縮量，即增大彈簧的彈性勢能，就需要更多的鋼球動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，可以采取的方法有：①在其他條件不變時，換用質(zhì)量更大的小球，增大小球動能；②在其他條件不變時，提高小球的初始高度，使小球進(jìn)入水平面時具有更大的速度，增大小球動能。（4）[6]鋼球沿軌道AOB到達(dá)B點(diǎn)時要克服鋼球與軌道之間的摩擦做功，將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能減少，故鋼球在B點(diǎn)的機(jī)械能小于在A點(diǎn)的機(jī)械能。[7]小球到達(dá)B點(diǎn)時的速度方向沿著軌道方向斜向上，若此時小球受到的力消失，根據(jù)牛頓第一定律可知，小球?qū)袁F(xiàn)在的速度做勻速直線運(yùn)動，故通過B點(diǎn)后的運(yùn)動軌跡是c。22．某同學(xué)在體育活動中，從鉛球下落陷入沙坑的深度情況猜想到：物體的重力勢能可能與物體的質(zhì)量、下落高度和運(yùn)動路徑有關(guān)。于是設(shè)計了如圖所示的實驗：用大小、形狀相同的A、B、C、D四個鉛球，其中A、C、D三球的質(zhì)量為m，B球質(zhì)量為2m，讓A、B兩球從距沙表面高H處靜止下落，C球從距沙表面高2H處靜止下落，D球從距沙表面高2H的光滑彎曲管道上端靜止滑入，最后從管道下端豎直地落下（球在光滑管道中運(yùn)動的能量損失不計）。實驗測得A、B兩球陷入沙深度分別為h1和h2，C、D兩球陷入沙深度均為h3，且h1＜h2＜h3（1）本實驗中，鉛球的重力勢能大小是通過___________來反映的，這里用到的實驗方法是___________（選填“轉(zhuǎn)換法”或“控制變量法”）；（2）比較A、B兩球，發(fā)現(xiàn)B球陷入沙深度更大，由此可得出結(jié)論：___________；（3）比較A、C兩球，發(fā)現(xiàn)C球陷入沙深度更大，由此可得出結(jié)論：___________；（4）比較C、D兩球，發(fā)現(xiàn)兩球運(yùn)動路徑不同，但陷入沙深度相同，由此可得出結(jié)論：物體的重力勢能與物體運(yùn)動的路徑___________（選填：“有關(guān)”或“無關(guān)”）；（5）不計空氣阻力，小球在下落過程陷入沙面之前，將重力勢能轉(zhuǎn)化為___________能。小球這種能的增加量___________小球重力勢能的減小量。（選填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】

鉛球下陷的深度

轉(zhuǎn)換法

當(dāng)物體的高度一定時，質(zhì)量越大，重力勢能越大

當(dāng)物體的質(zhì)量一定時，高度越大，重力勢能越大

無關(guān)

動

等于【解析】（1）[1][2]本實驗中，鉛球的重力勢能大小是通過鉛球陷入沙中的深度來反映的，采用了轉(zhuǎn)換法。（2）[3]比較A、B兩球，下落高度和運(yùn)動路徑相同，B球質(zhì)量大于A球質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)B球陷入沙中的深度更大，說明最初B球的重力勢能更大，由此可得出結(jié)論：當(dāng)下落高度一定時，物體的質(zhì)量越大，重力勢能越大。（3）[4]比較A、C兩球，兩球質(zhì)量相同，下落路徑也相同，C球的下落高度大于A球的下落高度，發(fā)現(xiàn)C球陷入沙中的深度更大，說明最初C球的重力勢能更大，由此可得出結(jié)論：當(dāng)物體的質(zhì)量相同時，下落高度越高，物體的重力勢能越大。（4）[5]比較C、D兩球，兩球的質(zhì)量相同，下落高度也相同，兩球的運(yùn)動路徑不同，但陷入沙中的深度相同，說明最初C、D兩球的重力勢能相同，由此可得出結(jié)論：物體的重力勢能與物體運(yùn)動的路徑無關(guān)。（5）[6][7]鉛球在下落過程陷入沙面之前，其高度減小，速度增加，將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；不計空氣阻力，則鉛球的機(jī)械能是守恒的，動能的增加量等于重力勢能的減小量。23．如圖是探究“物體的動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置圖，其中，，表面毛巾棉布木板摩擦力最大較大最小小車運(yùn)動距離最近較遠(yuǎn)最遠(yuǎn)（1）實驗中，探究的動能是指___________（填序號）A．小球在斜面上的動能

B．小球撞擊木塊時的動能C．小球撞擊木塊后的動能

D．木塊被小球撞擊的動能（2）使質(zhì)量相同的小球從斜面上不同高度處自由滾下，是為了研究動能大小與___________的關(guān)系。（3）對比甲丙圖的實驗現(xiàn)象可以得出的實驗結(jié)論是：在速度相同時，物體的質(zhì)量越大，動能越大。若水平面絕對光滑則___________得出結(jié)論。（選填“能”或“不能”）（4）完成實驗后，同學(xué)們還聯(lián)想到以前學(xué)習(xí)牛頓第一定律時，也用到了斜面：讓同一小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下，在三個不同的表面上能滑行的距離不同（如上表），小車在這三個表面上滑行的過程中克服摩擦力做功___________（選填“相等”或“不相等”）【答案】

B

速度

不能

相等【解析】【分析】（1）[1]探究“物體的動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗是研究小球在不同高度滾落到水平面撞擊木塊時動能的大小。（2）[2]使質(zhì)量相同的小球從斜面上不同高度處自由滾下，當(dāng)小球到達(dá)水平面時的速度不同，可以觀察不同速度撞出木塊的滑行距離。（3）[3]若水平面絕對光滑，木塊被撞擊后會保持勻速直線運(yùn)動，不會停止，無法判定不同質(zhì)量的小球動能的大小。（4）[4]讓同一小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下，說明小車到達(dá)水平面時速度相等，即動能相等；在水平面運(yùn)動時小車克服不同的摩擦力做功，根據(jù)能量守恒，直至摩擦力做功等于初始動能大小時，小車停止，故小車在這三個表面上滑行的過程中克服摩擦力做功相等。24．小羅在玩“水槍”玩具時，發(fā)現(xiàn)“水槍”水平放置，推動活塞的速度越快，水槍離地面的高度越高，水就會射得越遠(yuǎn)，據(jù)此，他提出了如下猜想：在空中水平拋出的物體，落地的水平距離與拋出的初速度及拋出點(diǎn)離地面的高度有關(guān)。為驗證猜想，小羅找來了如圖所示裝置進(jìn)行實驗。(1)讓小球從斜槽上自由滾下，是為了使小球到達(dá)水平槽時具有一定的______；不計摩擦，小球從斜槽滾下，重力勢能______，機(jī)械能______（填“增大”“減小”或“不變”）；(2)讓小球分別從斜槽上的A、B、C位置自由滾下，保持小球______不變，分別測出小球落地的水平距離sA、sB、sC，發(fā)現(xiàn)sA>sB>sC。這表明：空中水平拋出的物體，落地的水平距離與______有關(guān)；(3)逐步降低拋出點(diǎn)離地面的高度，分別為h1、h2、h3，每次都讓同一小球從斜槽上A處由靜止自由滾下，分別測出小球落地的水平距離s1、s2、s3，發(fā)現(xiàn)s1>s2>s3。這表明：空中水平拋出的物體，落地的水平距離與______有關(guān)；(4)若在水平槽鋪上毛巾，使拋出點(diǎn)離地面的高度為h3，讓同一小球從斜槽上A處由靜止自由滾下，測出小球落地的水平距離為s4，根據(jù)上述實驗的結(jié)果，應(yīng)該有s4______（填“>”“<”或“=”）s3；(5)如圖乙，不改變拋出點(diǎn)離地面的高度，在A點(diǎn)多次放置質(zhì)量不同的小球并讓它自由滾下，小明發(fā)現(xiàn)每次小球落地的位置都相同，這表明：在空中水平拋出的物體，落地的水平距離與其質(zhì)量_______（填“有關(guān)”或“無關(guān)”）?！敬鸢浮?/p>

速度

減小

不變

質(zhì)量

拋出點(diǎn)的初速度

拋出點(diǎn)離地面的距離

<

無關(guān)【解析】(1)[1]讓小球從斜槽自由滾下，是為了讓小球到達(dá)水平槽時具有一定的速度。[2][3]小球從斜槽滾下，高度變低，則重力勢能減小，而小球是自由滾下，即斜槽是光滑的，所以滾下過程機(jī)械能守恒，那么其大小不變。(2)[4][5]從題意知，此時探究的是物體拋出距離與拋出點(diǎn)的初速度的關(guān)系，因為從斜槽的不同高度沖下的小球到達(dá)水平槽時，具有不同的速度，那么要保持不變的量是小球的質(zhì)量。(3)[6]讓同一小球從斜槽的同一點(diǎn)靜止自由滾下，同時改變小球拋出點(diǎn)的高度，通過實驗知小球落地點(diǎn)的水平距離也不同，這表明：空中水平拋出的物體，落地的水平距離與拋出點(diǎn)的初速度有關(guān)。(4)[7]此小題的與上一小題的操作相同，但在水平槽鋪上毛巾后，小球在水平面上移動的過程，速度逐漸減小，則拋出點(diǎn)的初速度變小，那么落地的水平距離也減小，所以s4<s3。(5)[8]改變拋出點(diǎn)離地面的高度，多次讓不同質(zhì)量的小球從A點(diǎn)靜止自由滾下，而小球落地的位置相同，這表明：在空中水平拋出的物體，落地的水平距離與其質(zhì)量無關(guān)。25．如圖，小海在研究“物體的動能與哪些因素有關(guān)”時，將質(zhì)量為m的小鋼球從斜槽的某高度h處由靜止釋放，鋼球運(yùn)動到水平面時，將水平面上靜止的木塊撞出一段距離s。(1)實驗中，探究的動能是指______（填選項）；A．小球在斜面上的動能B．小球撞擊木塊前的動能C．小球撞擊木塊后的動能D．木塊被小球撞擊的動能(2)實驗中，使質(zhì)量相同的小球從斜面上不同高度處自由滾下，是為了研究動能大小與______的關(guān)系；(3)實驗中，使質(zhì)量不相同的小球從斜面上相同高度處自由滾下，測量所得的數(shù)據(jù)記錄在下表中。實驗次數(shù)123鋼球質(zhì)量m/g204060鋼球下落高度h/cm202020木塊滑行距離s近較遠(yuǎn)遠(yuǎn)①上述3次實驗中，第______次實驗鋼球滑到斜面底端時動能最大；②上述實驗數(shù)據(jù)表明：當(dāng)速度一定時，鋼球的質(zhì)量越大，動能越______，這個結(jié)論可用于解釋汽車______（超速/超載）帶來的危害；(4)在實驗中，為了驗證“質(zhì)量不同的小球從同一光滑斜面同一高度由靜止開始滾下，剛到達(dá)底部時的速度大小相等”的說法，小明設(shè)計了如圖所示的實驗：讓質(zhì)量不同的小球A、C同時從同一高度由靜止開始沿光滑斜面滾下，觀察和比較兩球相對運(yùn)動情況，為了說明任一時刻兩球的速度大小相等，實驗操作過程中你的增加做法是：______；(5)完成實驗后，同學(xué)們還聯(lián)想到以前學(xué)習(xí)牛頓第一定律時，也用到了斜面：讓同一小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下，在三個不同的表面上能滑行的距離不同（如下表），小車在這三個表面上滑行的過程中克服摩擦力做功______（選填“相等”或“不相等”）。表面毛巾棉布木板摩擦力最大較大最小小車運(yùn)動距離最近較遠(yuǎn)最遠(yuǎn)【答案】

B

速度

3

大

超載

觀察A和C的相對位置

相等【解析】(1)[1]實驗中探究小球動能，即小球撞擊木塊前的動能的大小，故選B。(2)[2]使質(zhì)量相同的小球從斜面上不同高度處自由滾下，則小球到達(dá)水平面時的速度不同，所以，這是為了研究動能大小與物體速度的關(guān)系。(3)①[3]第三次木塊滑行距離最遠(yuǎn)，根據(jù)轉(zhuǎn)化法可知，第三次小球動能最大。②[4][5]上面數(shù)據(jù)得出，