第11講動(dòng)能、重力勢(shì)能實(shí)驗(yàn)

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1、了解影響動(dòng)能和重力勢(shì)能的因素;

2、知道情景分析題的解題方法；

3、了解表格歸納題的分析方法。

【基礎(chǔ)知識(shí)】

【知識(shí)梳理1】

探究決定動(dòng)能大小的因素:

①猜想：動(dòng)能大小與物體質(zhì)最和速度有關(guān):（影響因

素）

②實(shí)驗(yàn)研究：研究對(duì)象：小鋼球方法：控制變量；

如何判斷動(dòng)能大?。嚎葱′撉蚰芡苿?dòng)木塊做功的多少；

如何控制速度不變：使鋼球從同?高度滾下，則到達(dá)斜面底端時(shí)速度大小相同；

如何改變鋼球速度：使鋼球從不同同高度滾下；

③分析歸納：保持鋼球質(zhì)量不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量相同時(shí)；速度越大不能越大；

保持鋼球速度不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體速度相同時(shí)；質(zhì)量越大動(dòng)能越大；

④得出結(jié)論：物體動(dòng)能與?質(zhì)量和速度有關(guān)；速度越大動(dòng)能越大，質(zhì)量越大動(dòng)能也越大。

本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了兩種方法：一是控制變量法:二是轉(zhuǎn)換法.就本題來(lái)說(shuō)：用木塊

被撞距離s的大小來(lái)反映小球動(dòng)能大小的方法就是轉(zhuǎn)換法。

【考點(diǎn)剖析】

例1.從斜面上滾下來(lái)的小球能將水平面上的木塊撞出一定的距離，我們說(shuō)滾動(dòng)著的小球具有

動(dòng)能。同樣的小球，從斜面的越高處滾下，它在水平面上的速度，將木塊撞得,

則小球的動(dòng)能,所以說(shuō)小球的,則動(dòng)能越大。從同一高度滾下的質(zhì)量不同的小

球，剛滾到水平面時(shí)，所具有的速度（填“相同”或“不同”），但質(zhì)量大的小球?qū)⒛?/p>

塊撞擊得更（填“遠(yuǎn)”或“近”）。由此可見(jiàn)，以相同速度運(yùn)動(dòng)的物體，質(zhì)量越大，動(dòng)

【解析】小球的動(dòng)能主要是通過(guò)木塊被撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離來(lái)體現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)距離越遠(yuǎn)，小球的動(dòng)能

越大。

【答案】越大，越遠(yuǎn)，越大，速度越大，相同，遠(yuǎn)，越大

例2.如圖7所示，某同學(xué)在做“研究動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，分別將A、B、

C三個(gè)小球先后從同一裝置的不同高度處滾下（nu二h/\=hc>hB）,分別推動(dòng)同

一木盒運(yùn)動(dòng)一段距離后靜I匕（已知小球所處的高度越高，到達(dá)水平面的速度越大）

（1）從圖中可以看出，A、B、C三個(gè)小球剛到達(dá)水平面時(shí)，球的動(dòng)能最大，理

由是三球中它的本領(lǐng)最強(qiáng)。

（2）分析比較（a）、（b）兩圖所示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

（2）分析比較（a）、（c）兩圖所示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：

【解析】此題是通木盒運(yùn)動(dòng)的距離來(lái)反映小球動(dòng)能的大??；由于小球下滑的高度不同所以小球

下滑到底端時(shí)速度不同，高度越高，速度越大。

【答案】（1）c,做功；

（2）質(zhì)量相同的小球，速度越大，動(dòng)能越大；

（3）速度相同的小球，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。

例3.某小組同學(xué)用實(shí)驗(yàn)小車(chē)去撞擊同一木塊來(lái)研究小車(chē)的動(dòng)能與小車(chē)的質(zhì)量和速度之間的關(guān)

系，實(shí)驗(yàn)時(shí)利用DIS裝置精確地測(cè)出了小車(chē)撞擊木塊時(shí)的速度，小車(chē)撞擊木塊后與木塊一起向

前滑動(dòng)，該同學(xué)借用木塊滑動(dòng)的距離來(lái)反映小車(chē)動(dòng)能的大小，記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。為

了進(jìn)一步探究動(dòng)能與所測(cè)物那量之間的數(shù)值關(guān)系，他們進(jìn)行了適量的運(yùn)算，將結(jié)果記錄在表的

后四列中。

⑴分析比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是:

在小車(chē)質(zhì)量相同的情況下，速度越大，小車(chē)的動(dòng)能就越大。

⑵分析比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)1與5（或5與9或1與9）及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：

⑶請(qǐng)進(jìn)一步綜合分析比較表一、表二中經(jīng)運(yùn)算后得到的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，并歸納得出結(jié)論。

A、分析比較表一、表二或表三中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可初步得出：

B、分析比較表一、表二和表三中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可初步得出:

【解析】此題是借用木塊滑動(dòng)的距離來(lái)反映小車(chē)動(dòng)能的大小，動(dòng)能與質(zhì)量和小車(chē)的速度有關(guān),

要仔細(xì)分析表格中的數(shù)據(jù)，通過(guò)比值或者是乘積來(lái)比較。

【答案】（1）1、4、7（或2、5、8,或3、6、9）

（2）在小車(chē)運(yùn)動(dòng)速度相同的情況下，小車(chē)的動(dòng)能與小車(chē)的質(zhì)量成正比

（3）A、當(dāng)小車(chē)質(zhì)量與速度平方的乘積相同時(shí)，小車(chē)具有的動(dòng)能相同；

B、小車(chē)質(zhì)量與速度平方的乘積越大，小車(chē)具有的動(dòng)能越大。

^3【真題演練】

1.兩輛相同的汽車(chē)在高速公路上行駛，甲車(chē)的速度是120km/h,乙車(chē)的速度是35m/s,則

車(chē)具有的動(dòng)能大，這表明物體的相同時(shí)，大的物體

具有的動(dòng)能大。

【答案】乙質(zhì)量速度

2.裝滿水的灑水車(chē)，在平直的馬路上一邊灑水，一邊勻速前行。在它灑水的過(guò)程中，灑水車(chē)的

動(dòng)能將o

【答案】減小

3.某同學(xué)在探究“動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行

了如下的實(shí)驗(yàn)：

（4）速度中學(xué)生的質(zhì)量是牛的1/12,而速度是牛的12倍，此時(shí)中學(xué)生的動(dòng)能反而是牛的12

倍，所以速度對(duì)動(dòng)能的影響大。

【知識(shí)梳理2】

探究決定重力勢(shì)能大小的因素

①猜想：重力勢(shì)能大小與物體質(zhì)量和所在高度有關(guān);（影響因素）

②實(shí)驗(yàn)研究：研究對(duì)象：小物塊方法：控制變量、轉(zhuǎn)化法；

如何判斷重力勢(shì)能能大小：看小物塊能夠陷入沙面的深度（或?qū)ι趁嫔系奈矬w做功的多少）；

③分析歸納：保持物塊質(zhì)量不變時(shí)結(jié)論：物體質(zhì)量相同時(shí)；所處高度越高重力勢(shì)能越大；

保持物塊高度不變時(shí)結(jié)論：不同質(zhì)量的物體所處高度相同時(shí)，質(zhì)量大的重力勢(shì)

能大。

④得出結(jié)論：物體重力勢(shì)能和質(zhì)量、高度有關(guān)；質(zhì)量越大、高度越高，重力勢(shì)能越大。

【考點(diǎn)剖析】

例1,某同學(xué)為了“探究決定重力勢(shì)能大小的因素”，利用質(zhì)量不同的實(shí)心銅塊A和B、刻度

尺、相同的小桌和沙面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)觀察小桌陷入沙面的深度來(lái)比較重力勢(shì)能的大小。如

圖7（a）和（b）所示，他先將小桌放在沙面上，然后讓銅塊A從一定的高度下落到小桌的桌

面上。接著他按圖7（c）、：d）所示，重新實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)仔細(xì)觀察圖中下落的銅塊與小桌陷入沙

面的情況，然后歸納得出初步結(jié)論。

（1）比較圖7中的（a）、（b）和（c）實(shí)驗(yàn)過(guò)程及相關(guān)條件可知:

（2）比較圖7中的（a）、（c）和（d）實(shí)驗(yàn)過(guò)程及相關(guān)條件可知：

【解析】此題是通過(guò)小桌陷入沙地的深度來(lái)反映重力勢(shì)能的大小，重力勢(shì)能只與物體的質(zhì)量和

所處高度有關(guān)。

【答案】（1）物體質(zhì)量相同時(shí)，所處高度越高，重力鉆能越大：

（2）不同質(zhì)量的物體，所處高度相同時(shí)，質(zhì)量大的重力勢(shì)能大。

例2.如下是研究重力勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)的一種實(shí)驗(yàn)。某小組同學(xué)每次都讓重錘從高處

由靜止下落，砸到鐵釘上。他們觀察到不同情況下，鐵釘進(jìn)入泡沫塑料的深度不同，深度

越大，表明重錘對(duì)鐵釘做的功越大，即重錘具有的重力勢(shì)能越大。他們用m表示重錘的質(zhì)

量，h表示重錘升起的高度，x表示鐵釘進(jìn)入泡沫塑料的深度，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄在下

面的表格中。為了進(jìn)一步深究重錘的重力勢(shì)能跟重錘做功本領(lǐng)的關(guān)系，他們還進(jìn)行了適量

的運(yùn)算，計(jì)算的一部分?jǐn)?shù)據(jù)也記錄在表格的后兩列中。

實(shí)驗(yàn)重錘質(zhì)量重錘升起鐵釘進(jìn)入泡沫

序號(hào)m（千克）高度h塑料深度X（米）1/X（米I）X2（米2）

（米）

10.10.60.02441.6660.0006

2（）.10.90.03033.3330.0009

30.20.30.02441.6660.0006

40.20.60.03528.5710.0012

50.30.30.03033.3330.0009

60.30.40.03528.5710.0012

⑴分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與2（或3與4或5與6）的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可得出的初步結(jié)論

是：O

⑵分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可得出的初步結(jié)

論是：在高度相同的情況下，物體的質(zhì)量越大，具有的重力勢(shì)能就越大。

⑶分析比較表中第二列、第三列及第四列中的數(shù)據(jù)，可初步得出：

⑷為進(jìn)一步探究重錘具有的重力勢(shì)能跟重錘做功本領(lǐng)的關(guān)系，可綜合分析、比較表中記錄的

數(shù)據(jù)，以及經(jīng)運(yùn)算得到的數(shù)據(jù)，同時(shí)結(jié)合觀察到的現(xiàn)象，歸納并得出結(jié)論：

【答案】

C）物體質(zhì)量一定時(shí)，高度越高，重力勢(shì)能越大；（2）1與4或3與5；

（3）物體質(zhì)量與高度的乘積越大時(shí)，重力勢(shì)能越大；

鐵燈進(jìn)入泡沫塑料深度x的平方與物體質(zhì)量與高度乘積的比值是個(gè)定值。

1.在學(xué)習(xí)勢(shì)能的知識(shí)時(shí)，小明同學(xué)猜想物體重力勢(shì)能的大小可能與以下兩個(gè)因素布?關(guān)：A.物體

的高度；B.物體的質(zhì)量。為了證明自己的猜想，他把橡反泥平鋪在水平面上，讓同一小球從不

同高度自由下落，記錄結(jié)果如右表。

（1）由記錄結(jié)果可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：；

（2）若想對(duì)另一個(gè)因素進(jìn)行驗(yàn)證，你認(rèn)為小明應(yīng)該怎么做？

球離橡皮泥球在橡皮泥中

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

的高度/m的凹陷程度

11.0較淺

22.0較深

33.0很深

【答案】（1）質(zhì)量一定時(shí)，物體高度越高，重力勢(shì)能越大

（2）讓兒個(gè)質(zhì)量不同的小球從同一高度自由下落，觀察球在橡皮泥中凹陷程度

2.如下是研究重力勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)的一種實(shí)驗(yàn)。某小組同學(xué)每次都讓重錘從高處由

靜止下落，砸到鐵釘上。他們觀察到不同情況下，鐵釘進(jìn)入泡沫塑料的深度不同，深度越大,

表明重錘對(duì)鐵釘做的功越大，即重錘具有的重力勢(shì)能越大。他們用m表示重錘的質(zhì)量，h表示

重錘升起的高度，X表示鐵釘進(jìn)入泡沫塑料的深度，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄在下面的表格中。

為了進(jìn)一步探究重錘的重力勢(shì)能跟重錘做功本領(lǐng)的關(guān)系，他們還進(jìn)行了適量的運(yùn)算，計(jì)算的一

部分?jǐn)?shù)據(jù)也記錄在表格的后兩列中。

實(shí)驗(yàn)重錘質(zhì)量重錘升起鐵釘進(jìn)入泡沫

序號(hào)m（千克）高度h塑料深度x（米）1/x(米?)X*2(米2)

（米）

10.10.60.02441.6660.0006

20.10.90.03033.3330.0009

30.2().30.02441.6660.0006

4().20.60.03528.5710.0012

5().3().30.03033.3330.0009

6().30.40.03528.5710.0012

⑴分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與2（或3與4或5與6）的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可得出的初步結(jié)論

是：。

⑵分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可得出的初步結(jié)

論是：在高度相同的情況下，物體的質(zhì)量越大，具有的重力勢(shì)能就越大。

⑶分析比較表中第二列、第三列及第四列中的數(shù)據(jù)，可初步得出：

⑷為進(jìn)一步探究重錘具有的重力勢(shì)能跟重錘做功本領(lǐng)的關(guān)系，可綜合分析、比較表中記錄的

數(shù)據(jù)，以及經(jīng)運(yùn)算得到的數(shù)據(jù)，同時(shí)結(jié)合觀察到的現(xiàn)象，歸納并得出結(jié)論：

【答案】（1）物體質(zhì)量一定時(shí)，高度越高，重力勢(shì)能越大；

（2）1與4或3與5；

（4）物體質(zhì)量與高度的乘積越大時(shí)，重力勢(shì)能越大；

鐵燈進(jìn)入泡沫塑料深度x的平方與物體質(zhì)量與高度乘積的比值是個(gè)定值。

【過(guò)關(guān)檢測(cè)】

一、單選題

1.一個(gè)蘋(píng)果從4點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落，速度越來(lái)越大°相繼經(jīng)過(guò)月.C兩點(diǎn)，A,〃兩點(diǎn)間距離與〃，。兩點(diǎn)

間距離相等，如圖所示，忽略空氣阻力，下列說(shuō)法不走強(qiáng)的是（）

：C

A.蘋(píng)果在A點(diǎn)重力勢(shì)能最大

B.蘋(píng)果下落過(guò)程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能

C.重力在A8段做的功小于在3c段做的功

D.重力在段做功的功率小于在8C段做功的功率

【答案】C

【詳解】

A.A點(diǎn)位置最高，所以4點(diǎn)重力勢(shì)能最大，故A正確，A不符合題意；

B.蘋(píng)果下落過(guò)程中，高度降低，速度變大，所以重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，忽略空氣阻力，減少的重力勢(shì)

能轉(zhuǎn)化為增加的動(dòng)能，故B正確，B不符合題意；

C.由題意可知，A3段和4c段距離相等，蘋(píng)果的重力不變，根據(jù)功的計(jì)算公式可知，重力在A3段

和BC段所做的功相等，故C錯(cuò)誤，C符合題意；

D.因?yàn)樘O(píng)果在下落時(shí)速度越來(lái)越大，所以在48段的平均速度大于在BC段的平均速度，蘋(píng)果在/小段下落

所用的時(shí)間大于8c段，而這兩段所做的功相同，故重力在4B段做功的功率小于在BC段做功的功率，故

D正確，D不符合題意。

故選C。

2.5月29日晚8時(shí)55分，長(zhǎng)征七號(hào)遙三火箭托舉著天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船飛向太空，在火箭加速上升過(guò)程中，

下列關(guān)于天舟二號(hào)的說(shuō)法正確的是（）

A.動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減少B.動(dòng)能增加，重力勢(shì)能不變

C.動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加D.動(dòng)能增加，重力勢(shì)能增大

【答案】D

【詳解】

動(dòng)能的影響因素是速度和質(zhì)量，重力勢(shì)能的影響因素是高度和質(zhì)量，火箭加速上升，天舟二號(hào)質(zhì)量不變速

度變大、高度增加，故動(dòng)能增加，重力勢(shì)能增大，故D正確，ABC錯(cuò)誤。

故選Do

3.如圖，無(wú)人機(jī)在農(nóng)田上方沿水平方向勻速飛行噴灑農(nóng)藥。此過(guò)程無(wú)人機(jī)的（）

A.動(dòng)能不變、重力勢(shì)能不變B.動(dòng)能不變、重力勢(shì)能減小

C.動(dòng)能減小、重力勢(shì)能減小D.動(dòng)能減小、重力勢(shì)能不變

【答案】C

【詳解】

動(dòng)能和質(zhì)量以及速度有關(guān)，在速度一定時(shí)，質(zhì)量越小動(dòng)能越小，重力勢(shì)能和質(zhì)量以及高度有關(guān)，在高度一

定時(shí)，質(zhì)量越小，重力勢(shì)能越小，無(wú)人機(jī)在農(nóng)田上方沿水平方向勻速飛行噴灑農(nóng)藥時(shí)，質(zhì)量減小，速度不

變，高度不變，所以動(dòng)能減小，重力勢(shì)能也減小。

故逃C。

4.“神舟十號(hào)”載人飛船在返回時(shí)，減速下降過(guò)程中，關(guān)于航天員的能量分析，下列說(shuō)法正確的是（）

A.動(dòng)能減小，重力勢(shì)能不變

B.動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小

C.機(jī)械能總量減小

D.機(jī)械能總量不變

【答案】C

【詳解】

“神舟十號(hào)”載人飛船在返回時(shí).，減速下降過(guò)程中，航天員的質(zhì)量不變，速度變小，故其動(dòng)能減小，同時(shí)

其高度減小，故其重力勢(shì)能也變??；由于機(jī)械能是動(dòng)能和勢(shì)能之和，所以機(jī)械能也是減小的，故C正確。

故選C。

二、填空題

5.瑞麗市2021年“3.29”新冠肺炎疫情發(fā)生以來(lái)，接收到大量的社會(huì)捐贈(zèng)物資，可謂“一方有難，八方支

援”。捐贈(zèng)50t的救援物資受到的重力是_____N；一輛正在噴灑消毒液的汽車(chē)勻速行駛在水平道路上，汽

車(chē)的動(dòng)能（選填“增大”“減小”或“不變”）。

【答案】5x1"減小

【詳解】

[1]救援物資受到的重力

G=〃?g=50x103kgx10N/kg=5x1"N

⑵勻速行駛的噴灑消毒液的汽車(chē)，速度不變，質(zhì)量變小，所以動(dòng)能減小。

6.禪城道路上常見(jiàn)有霧炮車(chē)噴霧降塵抑溫，當(dāng)霧炮車(chē)勻速行駛在水平道路上噴霧工作時(shí)，它的動(dòng)能是

的。交通安全是人們十分關(guān)注的問(wèn)題，汽車(chē)的超速、超載容易引發(fā)交通事故，這是因?yàn)樗俣仍酱螅?/p>

越大；質(zhì)量越大，_越大。

【答案】減小動(dòng)能慣性

【詳解】

⑴當(dāng)霧炮車(chē)勻速行駛在水平道路上噴霧工作時(shí)，它的質(zhì)量變小，速度不變，動(dòng)能減小。

⑵[3]慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大，與速度無(wú)關(guān)；汽車(chē)的質(zhì)量不變，速度越大，

汽車(chē)具有的動(dòng)能越大，汽車(chē)的速度不變，質(zhì)量越大，汽車(chē)具有的動(dòng)能越大；所以，速度越大，動(dòng)能越大；

質(zhì)量越大，慣性和動(dòng)能越大。

7.將表面涂墨（墨充足）的皮球從離地某一高度水平拋出，球落地后又彈起，如圖所示是小球在地面彈跳

的頻閃照片，A、B兩點(diǎn)高度相同，小球在4點(diǎn)的重力勢(shì)能（選填“大于”、“小于”或“等于”）

3點(diǎn)的重力勢(shì)能，小球在A點(diǎn)的動(dòng)能（選填“大于”、“小于”或“等于"）8點(diǎn)的動(dòng)能；皮球先

后三次在地面。、E、尸著地并留下黑色墨跡，墨跡逐漸（填“變小”、“變大”或“不變”）。

[1]皮球在4點(diǎn)的高度和B點(diǎn)的高度相等，質(zhì)量也沒(méi)變，根據(jù)重力勢(shì)能的影響因素可知：皮球在A、8兩點(diǎn)

的重力勢(shì)能相等。

⑵由于皮球每次彈起后所達(dá)到的最大高度不斷減小，所以皮球的機(jī)械能在不斷減小，即A位置的機(jī)械能大

于B位置時(shí)的機(jī)械能，因此在A、4兩位置重力勢(shì)能相等的情況下，A位置的動(dòng)能大于8位置的動(dòng)能。

⑶每次皮球反彈后到的最高點(diǎn)都化上一次的最高點(diǎn)要低，機(jī)械能逐漸變小，落地時(shí)，轉(zhuǎn)化成皮球的彈性勢(shì)

能也越來(lái)越小，皮球彈性形變程度也越來(lái)越小，所以看到黑色墨跡逐漸變小。

8.夏季每天灑水車(chē)都要清潔街道。勻速行駛的灑水車(chē)在灑水的過(guò)程中，灑水車(chē)的動(dòng)能,機(jī)械能

O（均填“增大”“不變”或“減小”）

【答案】減小減小

【詳解】

[1]⑵灑水車(chē)在勻速灑水過(guò)程中，速度不變，所處的高度不變，質(zhì)量變小，則動(dòng)能減小，重力勢(shì)能減小，機(jī)

械能也減小。

9.甲、乙兩輛完全相同的小車(chē)同時(shí)、同地、同方向開(kāi)始沿水平路面直線行駛，它們的“圖像如下圖所示。

以甲為參照物，乙是_____的(選填“靜止”或“運(yùn)動(dòng)”),在行駛過(guò)程中，甲車(chē)的動(dòng)能______乙車(chē)的動(dòng)

能(選填“小于”或“大于”)。

【答案】運(yùn)動(dòng)大于

【詳解】

⑵由⑴解析可知，在行駛過(guò)程中，甲車(chē)行駛的速度大于乙車(chē)的，甲、乙兩輛車(chē)完全相同，則它們的質(zhì)量也

相同，甲車(chē)的動(dòng)能大于乙車(chē)的動(dòng)能。

三、計(jì)算題

(1)物體在4點(diǎn)時(shí)具有的重力勢(shì)能是多少？

(2)物體到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度是多少？

(3)物體在水平面上滑行時(shí)受到的摩擦力是多少？

(4)物體在水平面上滑行的距離是多少？

【答案】(I)1.6J；(2)4m/s；(3)0.4N；(4)4m

【詳解】

解：(1)物體在4點(diǎn)時(shí)具有的重力勢(shì)能為

(2)由于機(jī)械能守恒，所以

即

可得物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度

（3）根據(jù)

由題意知：

（4）根據(jù)題意

即

解得

答：（1）物體在4點(diǎn)時(shí)具有的重力勢(shì)能是1.6J；

（2）物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度是4in/s；

（3）物體在水平面上滑行時(shí)受到的摩擦力是0.4N；

（4）物體在水平面上滑行的距離是4m。

四、實(shí)驗(yàn)題

11.如圖所示是探究“物體動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖；

（1）該實(shí)驗(yàn)裝置要探究的是物體動(dòng)能的大小與物體的關(guān)系（物體A、B的質(zhì)量不變）；

（2）該實(shí)驗(yàn)中所探究物體的動(dòng)能是指物體（選填"A”或"B”）的動(dòng)能；

（3）該實(shí)驗(yàn)中物體動(dòng)能的大小是通過(guò)來(lái)反映的；該實(shí)驗(yàn)采用的是（選填“轉(zhuǎn)換法”或“控

制變量法”）；

（4）該實(shí)驗(yàn)中物體的速度是指物體A從的速度；

（5）實(shí)驗(yàn)表明，同一物體A從斜面高處滾下，高度越高，物體B被撞得越遠(yuǎn)，可得出結(jié)論：。

【答案】速度AB被撞開(kāi)的距離大小轉(zhuǎn)換法斜面上靜止?jié)L下與物體B即將碰撞時(shí)當(dāng)物

體的質(zhì)量相同時(shí)，物體的速度越大，動(dòng)能越大

【詳解】

（1）［1］動(dòng)能的大小與物體的質(zhì)量和速度都有關(guān)，由于這一實(shí)驗(yàn)中只有一個(gè)物體A從斜面上滑下，質(zhì)量不能

改變，通過(guò)改變物體A最初的高度，可以改變其達(dá)到水平面的速度，所以本實(shí)驗(yàn)要探究的是物體動(dòng)能的大

小與物體速度的關(guān)系。

（2）[2]該實(shí)驗(yàn)研究的主體是物體A,研究的是物體A的動(dòng)能。

（3）[3][4]該實(shí)驗(yàn)物體動(dòng)能的大小是通過(guò)物體B被撞開(kāi)的距離大小反映的，B被撞的越遠(yuǎn)，說(shuō)明小球的動(dòng)能

越大；這里采用了轉(zhuǎn)換法，將看不見(jiàn)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為看得見(jiàn)的物體B被的距離，故是轉(zhuǎn)換法。

（4）[5]該實(shí)驗(yàn)物體的速度是指物體A從斜面上靜止?jié)L下與物體B即將碰撞時(shí)的速度，這個(gè)速度是通過(guò)改

變小球A在斜面上的高度實(shí)現(xiàn)的。

（5）[6]同一物體A從斜面高處滾下，高度越大，物體B被撞得越遠(yuǎn)，說(shuō)明物體A的動(dòng)能越大，可得結(jié)論

為：當(dāng)物體質(zhì)量相同時(shí)、物體的速度越大，動(dòng)能越大。

12.圖甲是“探究物體動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球A從斜面上不同的高

度由^止釋放，碰到同一木塊B上。圖乙是研究“牛頓第一定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中讓同一小車(chē)從斜面

上相同的高度由靜止釋放，在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動(dòng)。

（1）設(shè)計(jì)甲實(shí)驗(yàn)的目的是研究鋼球動(dòng)能的大小與的關(guān)系；設(shè)計(jì)乙實(shí)驗(yàn)的目的是研究運(yùn)動(dòng)的小

車(chē)與所受___________的關(guān)系；

（2）甲實(shí)驗(yàn)中讓鋼球從高為h的斜面由靜止釋放碰上水平面上靜止的木塊B,如圖甲所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)觀

察來(lái)判斷鋼球動(dòng)能的大小。若斜面光滑，鋼球從靜止?jié)L到斜面底端的過(guò)程中，鋼球的機(jī)械能

（選填“守恒”或“不守恒”），甲實(shí)驗(yàn)將（選填“能”或“不能”）達(dá)到探究目的；

（3）乙實(shí)驗(yàn)是通過(guò)木塊在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動(dòng)距離的遠(yuǎn)近推理得出運(yùn)動(dòng)的物體如果,

將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

【答案】速度阻力

木塊被推動(dòng)的距離守恒能不受力

【詳解】

（1）[1]甲實(shí)驗(yàn)中同一?鋼球從斜面的不同高度由靜止滑下，目的是研究質(zhì)量一定時(shí)，物體的動(dòng)能大小與速度

的關(guān)系。

〔2〕乙實(shí)驗(yàn)中，讓同一個(gè)小車(chē)從同一高度滑下，則到達(dá)底端時(shí)速度相同，在粗糙程度不同的平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)所

受的阻力不同，所以乙實(shí)驗(yàn)的目的是探究小車(chē)的運(yùn)動(dòng)與所受阻力的關(guān)系。

（2）[引甲實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察木塊被推動(dòng)的距離的大小來(lái)間接的判斷物體動(dòng)能的大小，木塊被推的越遠(yuǎn)，表示

鋼球的動(dòng)能越大，這種常用的實(shí)驗(yàn)方法是轉(zhuǎn)換法。

[4][5]若斜面光滑，鋼球從靜止?jié)L到斜面底端的過(guò)程中只受重力；乍用，鋼球的機(jī)械能守恒；斜面是否光滑與

木塊移動(dòng)的距離無(wú)關(guān)，所以能完成實(shí)驗(yàn)探究。

（3）[6]由實(shí)驗(yàn)可知，接觸面越光滑，物體所受阻力越小，物體運(yùn)動(dòng)的越遠(yuǎn)，所以由此推理，如果物體不受

力，則運(yùn)動(dòng)的物體將永遠(yuǎn)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

13.下圖為探究物體（鋼球）動(dòng)能大小跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置。

（1）實(shí)驗(yàn)原理：

①鋼球從平滑斜面上由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，到達(dá)斜面底端時(shí)的速度只與鋼球起點(diǎn)位置的高度有關(guān)，起點(diǎn)位

置越高，速度就越___________。

②鋼球撞擊木塊時(shí)，木塊運(yùn)動(dòng)的距離越長(zhǎng)，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)鋼球所具有的動(dòng)能就越__________0

（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

①同一鋼球從斜面上不同高度處由靜止向下運(yùn)動(dòng)，在水平木板上撞擊木塊，鋼球開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)時(shí)的起點(diǎn)位

置越___________,木塊運(yùn)動(dòng)的距離越長(zhǎng)。

②質(zhì)量不同的鋼球從斜面上同一高度由靜止向下運(yùn)動(dòng)，在水平木板上撞擊木塊，鋼球的質(zhì)量越___________,

木塊運(yùn)動(dòng)的距離越長(zhǎng)。

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體的質(zhì)量越大，運(yùn)動(dòng)速度越大，動(dòng)能就越_________。

【答案】大大高大大

【詳解】

（1）①山鋼球從平滑斜面上由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，起點(diǎn)位置越高，重力勢(shì)能越大，

到達(dá)斜面底端時(shí)的動(dòng)能越大，速度越大。

②⑵實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)鋼球撞擊木塊移動(dòng)的距離來(lái)觀察鋼球動(dòng)能大小的，利用了轉(zhuǎn)換法；被撞木塊的運(yùn)動(dòng)距離

越長(zhǎng)，說(shuō)明鋼球?qū)Ρ蛔参矬w所做的功就越多，鋼球原來(lái)所具有的動(dòng)能就越大。

（2）①⑶質(zhì)量一定的鋼球開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)位置越高，到達(dá)水平面時(shí)的速度越大，因此動(dòng)能越大，對(duì)木

塊做功越多，木塊移動(dòng)的距離越長(zhǎng)。

②⑶不同質(zhì)量的鋼球從同一高度由靜止向下運(yùn)動(dòng)，到達(dá)水平面時(shí)的速度一定，質(zhì)量越大，所具有的動(dòng)能越

大，對(duì)木塊做功越多，木塊移動(dòng)的距離越長(zhǎng)。

（3）[5]由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，物體的質(zhì)量越大，運(yùn)動(dòng)速度越大，動(dòng)能就越大。

14.（-）小明用下圖器材探究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)：

（1）本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)觀察來(lái)判斷小球動(dòng)能大小的；

（2）要研究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，我們應(yīng)選擇兩圖來(lái)進(jìn)行比較；

（3）通過(guò)比較甲、乙兩圖可知，加hi（選填“>”、"V”或“=”）；

（二）如圖甲和乙所示為研究定滑輪和動(dòng)滑輪特點(diǎn)的裝置和實(shí)驗(yàn)操作；實(shí)驗(yàn)證明：使用定滑輪可以;

使用動(dòng)滑輪可以省力，但不改變力的方向；分析可知的機(jī)械效率較高。

【答案】木塊在水平面上運(yùn)動(dòng)的距離甲、丙<改變力的方向，但不能省力甲

【詳解】

（-）（1）［1］在此實(shí)驗(yàn)中我們通過(guò)觀察木塊被推出距離的遠(yuǎn)近來(lái)比較各小球動(dòng)能大小的，這是轉(zhuǎn)換法的運(yùn)

用。

（2）［2］為了探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)控制球的速度，改變小球的質(zhì)量，因此，根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)中小球的質(zhì)量

和滾下的高度可知，甲、丙兩圖符合要求。

（3）［3］通過(guò)比較甲、乙兩圖可知，兩圖中小球的質(zhì)量相同，乙圖中小球把木塊推動(dòng)的距離遠(yuǎn)，對(duì)木塊做功

多，說(shuō)明乙圖中小球的速度大，在斜面上下滑的高度大，即

h\<hi

（二）［4］從甲圖中可看出，三次拉力的方向都不相同；在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不斷改變拉力的方向；觀察測(cè)力計(jì)的

示數(shù)都為1N,等于物重，故可得出結(jié)論：定滑輪可以改變力的方向，但不能省力。

［5］根據(jù)甲圖中數(shù)據(jù)，定滑輪的機(jī)械效率為

根據(jù)乙圖中數(shù)據(jù)，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為

由此可知，定滑輪和動(dòng)滑輪的機(jī)械效率的大小關(guān)系是

〃定〉〃動(dòng)

即甲的機(jī)械效率高。

15.閱讀短文，回答問(wèn)題：

物理實(shí)驗(yàn)探究：

①用小球去撞擊木塊，并通過(guò)木