10.6合理利用機(jī)械能（備作業(yè)）（解析版）（滬科版）

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(shuō)法中正確的是（）A．一個(gè)物體能夠做功，就說(shuō)這個(gè)物體具有能B．一個(gè)物體已做過(guò)的功越多，說(shuō)明這個(gè)物體具有的能越多C．一個(gè)物體做了功，說(shuō)明這個(gè)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(gè)物體能夠做功，就說(shuō)明這個(gè)物體具有能量，簡(jiǎn)稱能，故A正確；B．物體能量我可以做更多的功，但一個(gè)物體已做的功越多，不能說(shuō)明這個(gè)物體具有的能越多，故B錯(cuò)誤；C．一個(gè)物體做了功，說(shuō)明原來(lái)具有能量，但做功后不一定還具有能，故C錯(cuò)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(shì)能，故D錯(cuò)誤。故選A。2．下列物體具有動(dòng)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(dòng)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(dòng)能，故B不符合題意；C．飛行的飛機(jī)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，具有動(dòng)能，故C符合題意；D．拉開的彈弓具有彈性勢(shì)能，故D不符合題意。故選C。3．下列現(xiàn)象中勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)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(dòng)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(dòng)能增大，重力勢(shì)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(dòng)能不變，高度增高，重力勢(shì)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(dòng)能變大，高度降低，重力勢(shì)能減少，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能，故C符合題意；D．跳傘運(yùn)動(dòng)員勻速下落，其質(zhì)量不變，速度不變，動(dòng)能也不變，高度降低，重力勢(shì)能減少。故D不符合題意。故選C。4．下列物體中即具有動(dòng)能又具有勢(shì)能的是（）A．在平直公路上行駛的汽車 B．拉長(zhǎng)的橡皮筋C．正在下落的雨滴 D．水庫(kù)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(wú)高度，所以只具有動(dòng)能，故A不符合題意；B．被拉長(zhǎng)的橡皮筋，發(fā)生彈性形變，具有彈性勢(shì)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(dòng)能和重力勢(shì)能，故C符合題意；D．被攔河壩攔住的河水，有高度無(wú)速度，所以只具有重力勢(shì)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(guò)程中，它的重力勢(shì)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(guò)程中，球的質(zhì)量不變，高度增加，根據(jù)重力勢(shì)能的決定因素，所以其重力勢(shì)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(shì)能的決定因素可知，球的重力勢(shì)能減小．綜上分析，球的重力勢(shì)能是先增大后減?。蔆正確．6．如圖所示，為我國(guó)某地的等高線圖，若把同一個(gè)物體分別放在a點(diǎn)和b點(diǎn)，則物體的重力勢(shì)能（）A．在a點(diǎn)時(shí)大 B．在b點(diǎn)時(shí)大C．在兩點(diǎn)一樣大 D．條件不足，無(wú)法判斷【答案】A【解析】【分析】重力勢(shì)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(duì)同一個(gè)物體，它的位置越高，重力勢(shì)能越大．故物體在a點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)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(dòng)的過(guò)程．針對(duì)該過(guò)程，以下說(shuō)法正確的是A．動(dòng)能逐漸增大，機(jī)械能增大B．勢(shì)能逐漸減小，機(jī)械能減小C．動(dòng)能逐漸增大，勢(shì)能逐漸減小，機(jī)械能不變D．動(dòng)能逐漸增大，勢(shì)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(shí)具有較大的勢(shì)能，近地點(diǎn)時(shí)具有較大的動(dòng)能，故當(dāng)衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，故動(dòng)能逐漸增大，勢(shì)能逐漸減小，但其動(dòng)能和勢(shì)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(guò)a、b兩個(gè)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，比較物塊在a、b兩點(diǎn)的能量，下列說(shuō)法正確的是（）A．物塊在a點(diǎn)動(dòng)能大 B．物塊在b點(diǎn)動(dòng)能大C．物塊在b點(diǎn)重力勢(shì)能大 D．物塊在a、b兩點(diǎn)的重力勢(shì)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(jì)空氣阻力），在下滑過(guò)程中，高度減小，重力勢(shì)能減小，速度增大，動(dòng)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(shì)能大于b處的重力勢(shì)能；物塊在下滑過(guò)程中動(dòng)能變大，所以物塊在b點(diǎn)動(dòng)能大，故B正確，ACD錯(cuò)誤．9．如圖所示，小球從A點(diǎn)擺動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中(不計(jì)空氣阻力)，下列說(shuō)法正確的是A．從A到B的過(guò)程中，動(dòng)能增大，重力勢(shì)能減小B．從A到B的過(guò)程中，動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大C．從B到C的過(guò)程中，動(dòng)能增大，重力勢(shì)能增大D．從B到C的過(guò)程中，動(dòng)能減小，重力勢(shì)能減小【答案】A【解析】小球在整個(gè)過(guò)程中質(zhì)量不變．動(dòng)能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，重力勢(shì)能大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)．A、B．從A到B的過(guò)程中，高度降低，重力勢(shì)能減??；速度增大，動(dòng)能增大．故A正確、B錯(cuò)誤．C、D．從B到C的過(guò)程中，高度增加，重力勢(shì)能增大；速度減小，動(dòng)能減?。畡?dòng)能減小，重力勢(shì)能增大．故C、D錯(cuò)誤．10．如圖所示，在光滑的水平臺(tái)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(zhǎng)時(shí)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(dòng)（已知AO＝OB）。小球從A位置運(yùn)動(dòng)到B位置的過(guò)程中，下列判斷不正確的是（）A．小球的動(dòng)能先增大后減小B．彈簧的彈性勢(shì)能先減小后增大C．小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能相等D．任一位置彈簧的彈性勢(shì)能和小球的動(dòng)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(zhǎng)時(shí)小球的位置，則小球位于A點(diǎn)時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)，位于B點(diǎn)時(shí)彈簧處于拉伸狀態(tài)；①小球從A運(yùn)動(dòng)到O的過(guò)程中，彈簧逐漸恢復(fù)原狀，彈性形變程度變小，彈性勢(shì)能變小，水平臺(tái)面光滑，則小球不受摩擦力；該過(guò)程中小球所受彈力方向向右，其速度不斷增大，動(dòng)能變大，所以此過(guò)程中彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；②到達(dá)O點(diǎn)時(shí)，彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，彈性勢(shì)能為零，小球所受彈力為零，此時(shí)小球的速度最大，動(dòng)能最大；③小球從O運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，彈簧被拉長(zhǎng)，彈性形變程度變大，彈性勢(shì)能變大，該過(guò)程中小球所受彈力方向向左，其速度不斷減小，動(dòng)能變小，所以此過(guò)程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能；則小球從A位置運(yùn)動(dòng)到B位置的過(guò)程中：A．小球的動(dòng)能先增加后減少，在B點(diǎn)時(shí)小球的動(dòng)能最小，彈簧的彈性勢(shì)能最大，故A正確，不符合題意；B．彈簧的彈性勢(shì)能先減少后增大，故B正確，不符合題意；C．小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能（最大）與此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能（為零）不相等，故C錯(cuò)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(shì)能和小球的動(dòng)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(guò)程中能的轉(zhuǎn)化(1)物體自由下落時(shí)，_____能轉(zhuǎn)化為_____能．(2)被推開的彈簧門，自動(dòng)關(guān)閉的過(guò)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(shí)，是_____能轉(zhuǎn)化______能．海水退潮時(shí)，是____能轉(zhuǎn)為___能．【答案】

重力勢(shì)

動(dòng)

彈性勢(shì)

動(dòng)

動(dòng)

重力勢(shì)

動(dòng)

重力勢(shì)

重力勢(shì)

動(dòng)【解析】(1)[1][2]物體在空中自由下落的過(guò)程中，質(zhì)量不變，速度增加，高度減小，即動(dòng)能增大，重力勢(shì)能減小，將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化動(dòng)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(shì)能．放手后，彈簧恢復(fù)彈性形變，彈性勢(shì)能變小，同時(shí)門由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，門具有了動(dòng)能．所以彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；(3)[5][6]滾擺上升過(guò)程中，上升時(shí)速度越來(lái)越慢，質(zhì)量不變，故動(dòng)能減?。毁|(zhì)量不變、高度增加，故重力勢(shì)能增大，說(shuō)明動(dòng)能轉(zhuǎn)化為了重力勢(shì)能；(4)[7][8]海水漲潮時(shí),海平面上升，海水向岸邊運(yùn)動(dòng)的速度減小，所以海水漲潮時(shí)是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能；[9][10]海水退潮時(shí)，海平面下降，海水向海里運(yùn)動(dòng)的速度增大，所以海水退潮時(shí)是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；12．小華去商場(chǎng)購(gòu)物，站在勻速上升的扶梯上，她的動(dòng)能將________，重力勢(shì)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(dòng)扶梯上，在扶梯勻速上升的過(guò)程中，則小華的質(zhì)量不變，速度不變，動(dòng)能不變；高度增大，重力勢(shì)能增大，因?yàn)闄C(jī)械能動(dòng)能勢(shì)能，故小華的機(jī)械能增加．13．撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員通過(guò)助跑獲得______能，在起跳瞬間把這種能量轉(zhuǎn)化為撐竿的______勢(shì)能，在撐竿恢復(fù)原狀的過(guò)程中，這種能又不斷轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)員的______勢(shì)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(shì)能較大?！敬鸢浮?/p>

動(dòng)

彈性

重力

老鷹【解析】[1]撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員助跑時(shí)速度較大，通過(guò)助跑獲得動(dòng)能。[2]在跳的過(guò)程，竿被壓彎，因此在起跳瞬間把動(dòng)能轉(zhuǎn)化為撐竿的彈性勢(shì)能。[3]撐竿恢復(fù)原狀的過(guò)程中，彈性勢(shì)能減小，將運(yùn)動(dòng)員推高，轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能。[4]重力勢(shì)能與高度和質(zhì)量有關(guān)，在等高時(shí)，老鷹質(zhì)量大，因此老鷹的重力勢(shì)能大。14．如圖所示，捻動(dòng)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(dòng)，此過(guò)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(shuō)明滾擺具有的機(jī)械能______（填“減小”、“增大”或“不變”）．【答案】

重力勢(shì)能

動(dòng)能

減小【解析】[1][2]觀察滾擺上下運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)能看出，滾擺的動(dòng)能和重力勢(shì)能之間是可以相互轉(zhuǎn)化的；滾擺向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，高度下降，速度增大，是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；[3]滾擺在上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，能上升到的最大高度會(huì)逐漸下降，物體最終停下來(lái)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(gè)過(guò)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(gè)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(shì)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(shí)，物體的質(zhì)量越大，重力勢(shì)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(shí)，下落高度越高，物體的重力勢(shì)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(guò)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(shí)剛好速度為零。由O到A點(diǎn)過(guò)程中，______能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，______點(diǎn)的動(dòng)能最大，從C點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中，機(jī)械能的總量______（選填“變大”、“變小”或“不變”）?！敬鸢浮?/p>

動(dòng)

O

變小【解析】【分析】[1]鋼球由O點(diǎn)到A點(diǎn)的過(guò)程中，高度增大，重力勢(shì)能增大，而動(dòng)能減小，到A點(diǎn)剛好為0，所以是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能的過(guò)程。[2]鋼球由C點(diǎn)靜止釋放，向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，高度減小，重力勢(shì)能減小，轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，O點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能最小，則動(dòng)能最大。[3]軌道是粗糙的，則鋼球由C點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)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(guò)程中，每隔相等時(shí)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(shì)能___B點(diǎn)的重力勢(shì)能（選填“大于”“小于”或“等于”）；此過(guò)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(shì)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(shì)能越大，據(jù)圖可知，皮球位于A、B兩點(diǎn)時(shí)，其質(zhì)量不變，高度相等，故其所具有的重力勢(shì)能相等；[2]物體具有的動(dòng)能和勢(shì)能在相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中，如果存在摩擦等阻力，機(jī)械能會(huì)減小，由題意知：皮球被反彈的高度逐漸變小，即說(shuō)明在反彈過(guò)程中有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，故該過(guò)程中的機(jī)械能是減小的．18．如圖1所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時(shí)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?cè)趶椥韵薅葍?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(guò)安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測(cè)出該過(guò)程中彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖2所示，不計(jì)空氣阻力．（1）在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球的機(jī)械能_____（填“守恒”或“不守恒”）（2）小球動(dòng)能最小的時(shí)刻是_____（填t1、t2或t3）（3）在t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球的動(dòng)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(shí)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(duì)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(shí)刻，彈力F最大，故彈簧的壓縮量最大，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，速度為零，動(dòng)能最小；（3）t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球從最低點(diǎn)被彈起，彈簧的彈力F逐漸減??；當(dāng)向上的彈力大于向下的重力時(shí)，合力向上，小球做加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)向上的彈力小于向下的重力時(shí)，合力向下，小球做減速運(yùn)動(dòng)；即小球的速度先增大后減小，所以小球的動(dòng)能先增大后減?。?shí)驗(yàn)題19．如圖所示，是探究“動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)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(qǐng)回答：(1)高度h越高，鋼球運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)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(guò)程中，其機(jī)械能_______（選填“變大”、“不變”或“變小”）?！敬鸢浮?/p>

遠(yuǎn)

變小【解析】(1)[1]高度h越高，鋼球運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)速度越大，鋼球的動(dòng)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(guò)程中，其機(jī)械能會(huì)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(dòng)能與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)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(dòng)紙盒運(yùn)動(dòng)一段距離后靜止．（1）要研究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，我們要選擇______兩圖來(lái)進(jìn)行比較．實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察______的大小，來(lái)判斷小球動(dòng)能的大?。畬?shí)驗(yàn)中為了研究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系．需要控制小球撞擊時(shí)的速度不變，具體的控制方法是______；（2）要研究動(dòng)能與速度的關(guān)系，我們應(yīng)該選擇______兩圖來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；（3）若水平面絕對(duì)光滑，本實(shí)驗(yàn)將______（選填“能”或“不能”）達(dá)到探究目的；（4）小王根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象認(rèn)為：紙盒、小球最終都停下來(lái)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(cuò)誤"）的．【答案】

a、c

紙盒移動(dòng)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(cuò)誤【解析】第一空．要研究動(dòng)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(shí)驗(yàn)中，小球推動(dòng)紙盒，對(duì)紙盒做功，紙盒被推動(dòng)的越遠(yuǎn)，說(shuō)明小球做功越多，小球具有的動(dòng)能越大；第三空．小球在由斜面下滑的過(guò)程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)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(dòng)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(shí)到達(dá)底端獲得的速度不同，因此應(yīng)選擇a、b兩圖來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；第五空．若平面絕對(duì)光滑，由牛頓第一定律可知，小球?qū)蛩僖恢边\(yùn)動(dòng)下去，因此不能達(dá)到探究目的；第六空．小球推動(dòng)木塊移動(dòng)一段距離后都要停下來(lái)，是因?yàn)樗矫嬗心Σ亮?，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(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。（1）圖1實(shí)驗(yàn)中要判斷研究對(duì)象的動(dòng)能大小需要比較___________；（2）圖1甲、乙兩圖是為了探究動(dòng)能與___________的關(guān)系，得出的結(jié)論是：在速度相同時(shí)，___________越大動(dòng)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(guò)B點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)軌跡是___________（選填字母序號(hào)）?！敬鸢浮?/p>

木塊移動(dòng)的距離

質(zhì)量

質(zhì)量

見解析

見解析

小于

c【解析】（1）[1]動(dòng)能越大，對(duì)外做功的本領(lǐng)越大，動(dòng)能大小可以通過(guò)對(duì)外做功的多少來(lái)反映，實(shí)驗(yàn)時(shí)小球推動(dòng)木塊對(duì)它做功，所以可以通過(guò)木塊被撞后移動(dòng)的距離來(lái)比較動(dòng)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(shí)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(dòng)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(dòng)木塊移動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，動(dòng)能越大，故結(jié)論為：物體的速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)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(shì)能，就需要更多的鋼球動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，可以采取的方法有：①在其他條件不變時(shí)，換用質(zhì)量更大的小球，增大小球動(dòng)能；②在其他條件不變時(shí)，提高小球的初始高度，使小球進(jìn)入水平面時(shí)具有更大的速度，增大小球動(dòng)能。（4）[6]鋼球沿軌道AOB到達(dá)B點(diǎn)時(shí)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(shí)的速度方向沿著軌道方向斜向上，若此時(shí)小球受到的力消失，根據(jù)牛頓第一定律可知，小球?qū)?huì)以現(xiàn)在的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故通過(guò)B點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)軌跡是c。22．某同學(xué)在體育活動(dòng)中，從鉛球下落陷入沙坑的深度情況猜想到：物體的重力勢(shì)能可能與物體的質(zhì)量、下落高度和運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān)。于是設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：用大小、形狀相同的A、B、C、D四個(gè)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?kù)o止下落，C球從距沙表面高2H處?kù)o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(dòng)的能量損失不計(jì)）。實(shí)驗(yàn)測(cè)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(shí)驗(yàn)中，鉛球的重力勢(shì)能大小是通過(guò)___________來(lái)反映的，這里用到的實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(shì)能與物體運(yùn)動(dòng)的路徑___________（選填：“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）；（5）不計(jì)空氣阻力，小球在下落過(guò)程陷入沙面之前，將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為___________能。小球這種能的增加量___________小球重力勢(shì)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(shí)，質(zhì)量越大，重力勢(shì)能越大

當(dāng)物體的質(zhì)量一定時(shí)，高度越大，重力勢(shì)能越大

無(wú)關(guān)

動(dòng)

等于【解析】（1）[1][2]本實(shí)驗(yàn)中，鉛球的重力勢(shì)能大小是通過(guò)鉛球陷入沙中的深度來(lái)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(dòng)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(shuō)明最初B球的重力勢(shì)能更大，由此可得出結(jié)論：當(dāng)下落高度一定時(shí)，物體的質(zhì)量越大，重力勢(shì)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(shuō)明最初C球的重力勢(shì)能更大，由此可得出結(jié)論：當(dāng)物體的質(zhì)量相同時(shí)，下落高度越高，物體的重力勢(shì)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(dòng)路徑不同，但陷入沙中的深度相同，說(shuō)明最初C、D兩球的重力勢(shì)能相同，由此可得出結(jié)論：物體的重力勢(shì)能與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。（5）[6][7]鉛球在下落過(guò)程陷入沙面之前，其高度減小，速度增加，將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；不計(jì)空氣阻力，則鉛球的機(jī)械能是守恒的，動(dòng)能的增加量等于重力勢(shì)能的減小量。23．如圖是探究“物體的動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)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(dòng)距離最近較遠(yuǎn)最遠(yuǎn)（1）實(shí)驗(yàn)中，探究的動(dòng)能是指___________（填序號(hào)）A．小球在斜面上的動(dòng)能

B．小球撞擊木塊時(shí)的動(dòng)能C．小球撞擊木塊后的動(dòng)能

D．木塊被小球撞擊的動(dòng)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(dòng)能大小與___________的關(guān)系。（3）對(duì)比甲丙圖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：在速度相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。若水平面絕對(duì)光滑則___________得出結(jié)論。（選填“能”或“不能”）（4）完成實(shí)驗(yàn)后，同學(xué)們還聯(lián)想到以前學(xué)習(xí)牛頓第一定律時(shí)，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(gè)不同的表面上能滑行的距離不同（如上表），小車在這三個(gè)表面上滑行的過(guò)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(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)是研究小球在不同高度滾落到水平面撞擊木塊時(shí)動(dòng)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(shí)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(duì)光滑，木塊被撞擊后會(huì)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，不會(huì)停止，無(wú)法判定不同質(zhì)量的小球動(dòng)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(shuō)明小車到達(dá)水平面時(shí)速度相等，即動(dòng)能相等；在水平面運(yùn)動(dòng)時(shí)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(dòng)能大小時(shí)，小車停止，故小車在這三個(gè)表面上滑行的過(guò)程中克服摩擦力做功相等。24．小羅在玩“水槍”玩具時(shí)，發(fā)現(xiàn)“水槍”水平放置，推動(dòng)活塞的速度越快，水槍離地面的高度越高，水就會(huì)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(yàn)證猜想，小羅找來(lái)了如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(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(shí)具有一定的______；不計(jì)摩擦，小球從斜槽滾下，重力勢(shì)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(cè)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(cè)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(cè)出小球落地的水平距離為s4，根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)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(wú)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(wú)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(shí)具有一定的速度。[2][3]小球從斜槽滾下，高度變低，則重力勢(shì)能減小，而小球是自由滾下，即斜槽是光滑的，所以滾下過(guò)程機(jī)械能守恒，那么其大小不變。(2)[4][5]從題意知，此時(shí)探究的是物體拋出距離與拋出點(diǎn)的初速度的關(guān)系，因?yàn)閺男辈鄣牟煌叨葲_下的小球到達(dá)水平槽時(shí)，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(shí)改變小球拋出點(diǎn)的高度，通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(dòng)的過(guò)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(wú)關(guān)。25．如圖，小海在研究“物體的動(dòng)能與哪些因素有關(guān)”時(shí)，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(dòng)到水平面時(shí)，將水平面上靜止的木塊撞出一段距離s。(1)實(shí)驗(yàn)中，探究的動(dòng)能是指______（填選項(xiàng)）；A．小球在斜面上的動(dòng)能B．小球撞擊木塊前的動(dòng)能C．小球撞擊木塊后的動(dòng)能D．木塊被小球撞擊的動(dòng)能(2)實(shí)驗(yàn)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(dòng)能大小與______的關(guān)系；(3)實(shí)驗(yàn)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(cè)量所得的數(shù)據(jù)記錄在下表中。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中，第______次實(shí)驗(yàn)鋼球滑到斜面底端時(shí)動(dòng)能最大；②上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：當(dāng)速度一定時(shí)，鋼球的質(zhì)量越大，動(dòng)能越______，這個(gè)結(jié)論可用于解釋汽車______（超速/超載）帶來(lái)的危害；(4)在實(shí)驗(yàn)中，為了驗(yàn)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(shí)的速度大小相等”的說(shuō)法，小明設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：讓質(zhì)量不同的小球A、C同時(shí)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(duì)運(yùn)動(dòng)情況，為了說(shuō)明任一時(shí)刻兩球的速度大小相等，實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中你的增加做法是：______；(5)完成實(shí)驗(yàn)后，同學(xué)們還聯(lián)想到以前學(xué)習(xí)牛頓第一定律時(shí)，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(gè)不同的表面上能滑行的距離不同（如下表），小車在這三個(gè)表面上滑行的過(guò)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(dòng)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(duì)位置

相等【解析】(1)[1]實(shí)驗(yàn)中探究小球動(dòng)能，即小球撞擊木塊前的動(dòng)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(shí)的速度不同，所以，這是為了研究動(dòng)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(dòng)能最大。②[4][5]上面數(shù)據(jù)得出，