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华师大版 初科 九上 5.4.1 机械能 同步练习（含解析）
一、单选题
1．如图所示是小明同学使用苹果手机相机的“慢动作”功能拍摄的小球的运轨迹，小球在1、2位置的高度相同。（假设小球接触地面并反弹的过程，无能量损耗）下面说法正确的是（　　）
A．小球在3位置速度为零，受到平衡力的作用
B．此过程只有小球的动能和重力势能之间的转化
C．小球在1、2位置的重力势能相同，1位置机械能比2位置时大
D．小球在1、2位置的重力势能相同，且机械能大小也相同
2．2021年10月16日，我国自主研制的“神舟十三号“载人飞船发射升空，在飞船刚离地上升的过程中（　　）
A．动能增加，势能增加 B．动能不变，势能减少
C．动能减少，势能不变 D．动能减少，势能减少
3．如图为小明同学骑电动平衡车匀速下坡的情景，对该同学的机械能变化说法正确的是（　　）
A．动能不变，重力势能不变 B．动能不变，重力势能减少
C．动能减少，重力势能不变 D．动能减少，重力势能减少
4．概念图可以比较直观地体现概念之间的包含、并列和交叉等关系，下列概念图中，错误的是（　　）
A． B．
C． D．
5．2019年9月29日，中国女排以十一连胜的骄人战绩，第十次捧起了世界冠军的奖杯，同时也为新中国成立70周年华诞献上了厚礼。下列关于排球的说法正确的是（　　）
A． 排球离开手后还能继续上升，是由于受到惯性的作用
B．排球匀速上升过程中，机械能增大
C．排球上升到最高点时受力平衡
D．运动员扣球时，手对球的力大于球对手的力
6．如图所示，两个内壁光滑、半径不同的半球形碗，放在不同高度的水平面上，使两碗口处于同一高度。现将质量相同的两个小球分别从两个碗的边缘由静止释放，当两球分别通过碗的最低点时，下列说法中错误的是（　　）
A．两球的速度各自达到最大值 B．两球具有相同的惯性
C．两球的机械能相等 D．两球的速度大小相等
7．如图是单摆实验，A点的高度大于B点的高度，让小球从A点由静止开始释放，当小球荡到B点位置时绳子突然断裂（不计空气阻力）。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是（　　）
A．A B．B C．c D．d
8．某跳伞运动员从飞机上跳下，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．OA段：动能增大 B．AB段：势能不变
C．BC段：动能不变 D．CD段：机械能不变
9．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
10．2019中国女排世界杯全胜夺冠。“ 顽强战斗、勇敢拼搏”的女排精神也成为了时代正能量。如图是朱婷在比赛抓住机会大力扣杀的场景，下列有关分析(不计空气阻力)正确的是（　　）
A． 排球离手后上升过程中动能先增大后减小，重力势能一直减小
B．运动员在跳离地面的一瞬间受到地面的支持力等于人的重力
C．球被向下扣杀时，手的动能转变为排球的弹性势能和重力势能
D．被扣杀后的球在斜向下加速下落时，只有球的重力在做功
二、填空题
11．在水平地面上铺一张白纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从 h1、h2 高度处由静止自由下落，分别在纸上留下黑色圆斑 A、B，如图所示。
（1）分析图中两个圆斑大小，可推断 h1　 　h2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（2）皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，由此判断，皮球的机械能总量　 　（选填“不变”、“减少”或“增大”）。
12．如图a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的图线（不计阻力），其中　 　是动能-高度关系图线，小石块上升到 5m 时的机械能为　 　J。
13．图甲为玩具“弹跳杆"及组成部件，使用弹跳杆进行弹跳运动时，弹簧从被压缩到最短位置开始将人连同杆竖直向上弹起，直到人和杆到达最高处，图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程（跳杆、弹簧和脚踏板的质量、弹簧和脚踏板与跳杆间的摩擦力忽略不计）。
（1）a→b的过程中，弹簧的弹力将　 　(选填“增大”“减小”或“不变”，下同)，小金的机械能将　 　.
（2）a→c 的过程中，小金的速度将　 　(选填增大”“减小”“不变”或“先增大后变减小”)
14．物质、能量、信息是科学中三个重要的概念。我们周围的物质都具有能量，如被拉弯的弓具有 　 　能。信息需要传播，如电视、电话是传播信息的 　 　。
15．如图所示的健身拉力器，锻炼时可以根据自己的实际选择配重的金属块数量。
（1）在使用过程中，利用拉力器上的滑轮　 　(选填“能”或“不能”）省力。
（2）小科拉动拉杆使配重匀速上升，配重的机械能将　 　(选填“变大”、“不变”或“变小”）。
三、实验探究题
16．小明同学在做“探究物体的动能与什么因素有关”的实验中，设计了如图实验，用一条没有弹性的细绳吊着一个实心铁球制成单摆，将一滑块放到滑槽上并使之左端刚好在悬点O的正下方。小明进行了以下三步实验操作：
步骤一：将小球挪到a点位置静止释放，打到滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离s1。
步骤二：将滑块摆放回到原处，将小球挪到b点位置静止释放，打到滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离s2。
步骤三：换一等体积的实心铝球，将铝球挪到b点位置静止释放打到摆放在原处的滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离s3。
（1）小明同学进行“步骤一”和“步骤二”的实验，他基于的猜想是　 　。
（2）该实验中物体的动能是指_____（选填序号）。
A．小球在撞击滑块前的平均动能 B．小球撞击滑块时的动能
C．小球撞击滑块后的动能 D．滑块的动能
（3）若滑槽表面绝对光滑，本实验能否达到探究目的，为什么？　 　
17．如图所示，小明在探究物体动能大小与质量的关系时，设计了如下方案：让质量分别为m1和m2（m1＜m2）的两个小球沿同一斜面从同一点A处由静止滚下，然后与放在水平木板上的纸盒相碰，记录纸盒移动的距离。
（1）小明是根据　 　判断小球动能大小的；
（2）小明顺利完成步骤①，记录下纸盒移动的距离x1，在进行步骤②时，纸盒被撞后滑出木板，导致无法记录移动的距离x2，此时同组的甲同学建议换一个较重的木块代替纸盒重做步骤②，乙同学建议降低小球m2的释放高度重做步骤②，你认为哪位同学的建议是合理的？　 　（“甲同学”、“乙同学”、“都合理”或“都不合理”）。
（3）上述实验操作可以得出的结论是：　 　。
18．在“探究动能大小与速度的关系”的实验中，小明将质量为m1的小球从斜面上的A点静止释放，小球沿斜面滚下后撞击水平面上的木块，将木块推至虚线位置（如图甲）。然后选择小球从相应的高度静止释放，小球将木块分别推至如图乙和图丙所示的虚线位置。
（1）实验中，小明通过　 　比较小球动能的大小。
（2）请选择图丁中的器材，在乙图和丙图中斜面的相应位置上，用画图形式将实验补充完整。
（3）小科用图2所示装置来探究，他将小球从斜面的不同高度释放，并记录数据如下表：
组别 1 2 3 4
小球质量／克 4 4 8 36
小球下滑高度／厘米 5 20 20
弹簧的最大压缩长度／厘米 4 8 8 24
根据表中数据，推测第3组时，小球下滑高度为　 　厘米。
19．利用斜面探究“动能大小与哪些因素有关”的实验如图所示，实验中质量为m和2m的小球从图示的高度由静止开始滚下，撞击水平面上的物体M，并将物体M推至虚线所在位置。
（1）甲组实验探究的问题是　 　。
（2）根据乙组实验所示的结果，可得出的结论是　 　。
（3）实验中通过观察比较水平面上的物体M移动的距离大小来判断小球动能的大小。这种方法称为转换法，请写出可以这样转换的原因　 　。
四、解答题
20．在北京冬奥会上，中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。
（1）滑雪板底面越宽大，对雪地的压强　 　。
（2）若滑雪板与雪地总接触面积为0.4米，苏翊鸣和滑雪板的总质量为72千克，当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时，对雪地的压强为多大？
（3）图甲是他在决赛中的完美飞行轨迹，AB是飞跃跳台的上升阶段，BC是下落阶段。请在图乙中画出他在飞行过程中速度随时间变化的大致曲线图，（为A点的速度，不计空气阻力）
21．如图甲所示，光滑的斜面甲与粗糙水平面AB平滑连接，从斜面甲高出处静止释放小球。小球运动到B点静止：如图乙在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙，若不计空气阻力。
（1）图甲中，小球最终停下来的原因是　 　
（2）图乙中，如果小球从斜面甲高H处静止释放，小球在乙斜面到达的最大高度h与H的关系为 ，（填字母）
A．hH C．h=H D．无法确定
（3）若将轨道换成如图丙AOB的完全光滑轨道。A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点在由静止开始自由滑下，沿轨道AOB到达B点后离开，则小球离开B点后最符合实际的运动轨迹是　 　。（填字母）
22．阅读短文，回答问题：
过山车当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越岭”呢？
过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能。过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值，当它开始下行时，它的势能不断减小，动能不断增大；由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低(如图所示)。像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。
（1）过山车通过A点向上运动过程中，动能　 　，重力势能　 　。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
（2）后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，是由于过山车运动过程中，机械能　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
（3）过山车旅行过程中，遇到紧急情况，刹车能够准确停下来，是由于　 　。
（4）过山车第一次下行后，是利用　 　能作为“发动机”的。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【分析】（1）分析小球在竖直方向和水平方向上的速度是否都为零；
（2）小球在接触地面时会发生弹性形变；
（3）根据小球能够到达的最高处可知，小球在运动过程中，机械能不断减少，即小球要克服空气阻力消耗能量；
（4）根据（3）中的分析判断。
【解答】小球在3位置时竖直方向上的速度为零，而水平方向上的速度不为零；由于此时它只受竖直向下的重力作用，所以它不受平衡力，故A错误；
下降过程中，小球的重力势能→动能→弹性势能；上升过程中，小球的弹性势能→动能→重力势能，故B错误；
小球在1、2位置时高度相同，且质量相同，所以重力势能相同；由于每次到达的最高点都比前一次低，说明小球在运动过程中需要克服空气阻力，因为1的位置时间靠前，所以位置1的机械能比位置2的机械能大，故C正确，D错误。
故选C。
2．【答案】A
【解析】【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关。
【解答】“神舟十三号“载人飞船发射升空，在飞船刚离地上升的过程中，飞船的重力不变，高度增大，则重力势能增大；质量不变，速度增大，则动能增加，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
3．【答案】B
【解析】【分析】质量和速度影响动能的大小，质量和高度影响重力势能的大小，据此判断选择即可。
【解答】小明同学骑电动平衡车匀速下坡时，质量不变且速度不变，因此他的动能不变；质量不变但高度减小，因此他的重力势能减小，故B正确，A、C、D错误。
故选B。
4．【答案】B
【解析】【分析】（1）机械能：动能和势能的统称。
（2）纯净物由一种物质组成；混合物有两种或两种以上物质组成，单质是由一种元素组成的纯净物。
（3）无机物是无机化合物的简称，通常指不含碳元素的化合物．有机物通常指含碳元素的化合物， 蛋白质是一种含氮的有机高分子化合物
（4）人体的消化腺有唾液腺、胃腺、肠腺、胰腺和肝脏等， 消化系统是由消化道和消化腺两大部分组成。消化道可分为口腔、咽、食管、胃、小肠、大肠和肛门等；消化腺包括唾液腺、胃腺、肠腺、肝脏和胰腺。
【解答】A、机械能包括势能和动能，势能包括弹性势能，A不符合题意；
B、纯净物包括单质和化合物，B符合题意；
C、有机物包括蛋白质、淀粉、脂肪和维生素，C不符合题意；
D、消化系统是由消化道和消化腺两大部分组成，消化腺包括唾液腺、胃腺、肠腺、肝脏和胰腺，D不符合题意。
故答案为：B
5．【答案】B
【解析】【分析】（1）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；
（2）动能与物体的质量和速度有关，重力势能与物体的质量和高度有关，最后根据机械能=动能+重力势能判断即可；
（3）对排球进行受力分析，确定它是否处于合力为零的状态即可；
（4）根据相互作用力的原理分析。
【解答】A. 惯性是物体的一种性质，而不是力的作用，故A错误；
B.排球匀速上升过程中，质量不变，速度不变，那么动能不变；质量不变，高度增大，那么重力势能增大；根据机械能=动能+重力势能可知，它的机械能增大，故B正确；
C.排球上升到最高点时，只受向下的重力作用，即合力不为零，因此受力不平衡，故C错误；
D.运动员扣球时，手对球的力和球对手的力是相互作用力，因此二者大小相等，故D错误。
故选B。
6．【答案】D
【解析】【分析】（1）注意重力势能和动能的相互转化，确定最低点时小球的动能大小，进而确定速度大小；
（2）惯性的大小只与物体的质量大小有关；
（3）表面光滑，没有阻力，那么小球的机械能守恒，据此分析它们机械能的大小；
（4）比较最低点时两个小球的动能大小，进而确定速度大小。
【解答】A.在小球下滑的过程中，它的重力势能转化为动能。当到达最低点时，此时的动能最大，自然速度也最大，故A正确不合题意；
B.两个小球的质量相同，那么它们的惯性相同，故B正确不合题意；
C.开始时，两个小球的高度相等，那么重力势能相等。两个小球都处于静止状态，那么它们的的动能都为零。根据机械能=动能+重力势能可知，开始时两个小球的机械能相同。由于表面光滑，没有阻力，那么小球的机械能守恒，因此最低点时两球的机械能相等，故C正确不合题意；
D.最低点时，左边小球比右边小球的位置更低，因此会有更多的重力势能转化为动能，即左边小球的动能更大，那么它的速度更大，故D错误符合题意。
故选D。
7．【答案】C
【解析】【分析】根据机械能守恒的知识分析判断。
【解答】不计空气阻力，那么小球在运动过程中没有机械能的损失，即机械能守恒。当B点时绳子断开，由于惯性，小球肯定会向上运动一段距离，故D错误；
当小球到达最高点时，它在水平方向上的速度不为零，即动能不为零。根据“机械能=动能+重力势能”可知，小球在最高点时的重力势能小于A点，即高度小于A点，即运动轨迹为c，故C正确，而A、B错误。
故选C。
8．【答案】A
【解析】【分析】动能与质量和速度有关，势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能，结合能量转化的知识判断。
【解答】根据图片可知，OA段速度逐渐增大，则动能增大，故A正确；
AB段速度不变，BC段速度进行，但是高度始终在减小，即重力势能减小，故B、C错误；
CD段速度减小了，动能减小；高度减小了，重力势能减小。根据“机械能=动能+重力势能”可知，机械能减小了，故D错误。
故选A。
9．【答案】D
【解析】【分析】（1）重力势能与物体的质量和高度有关，动能与物体的质量和速度有关；
（2）在转化的过程中，总是能量多的转化为能量少的；
（3）如果机械能守恒，那么滚摆会永远不停的运动下去；
（4）当滚摆到达最高点时，根据重力势能的大小判断机械能的改变。
【解答】A.滚摆下降时，质量不变高度减小，因此重力势能减小；质量不变速度增大，因此动能增大，故A错误；
B.滚摆到最低点后又上升，此时动能最大，重力势能最小，因此是动能转化为重力势能，故B错误；
C.经过长时间运动后，滚摆会停止下来，这说明它的机械能会不断减小，故C错误；
D.滚摆每次上升到最大高度时，动能为零，重力势能达到最大。因为最大高度逐渐减小，说明此点时的重力势能逐渐减小，即滚摆的机械能减小，故D正确。
故选D。
10．【答案】D
【解析】【分析】（1）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关；
（2）根据力与运动的关系判断；
（3）根据能量转化的过程判断；
（4）根据功的两个要素判断。
【解答】A.排球离手后上升，质量不变，速度减小，那么动能减小；高度增大，那么重力势能增大，故A错误；
B.运动员在跳离地面的一瞬间向上做加速运动，此时受到的合力向上，即支持力大于重力，故B错误；
C.球被向下扣杀时，手的动能转变为排球的弹性势能和动能，故C错误；
D.被扣杀后的球在斜向下加速下落时，球只受向下的重力，且向下运动，因此只有球的重力在做功，故D正确。
故选D。
11．【答案】（1）小于
（2）减少
【解析】【分析】（1）在皮球下落的过程中，皮球的重力势能转化为动能，再转化为皮球的弹性势能；而弹性势能的大小与形变程度的大小有关。因为B发生的形变程度大，具有的弹性势能大，因此下落时具有的重力势能更大，那么高度h1小于h2。
（2）高度低，说明皮球到达最高点时重力势能比原来减小了，即机械能的总量减小了。
【解答】（1）分析图中两个圆斑大小，可推断 h1小于h2；
(2)、皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，由此判断，皮球的机械能总量减少。
12．【答案】a；2
【解析】【分析】（1）根据动能和重力势能的变化情况判断；
（2）根据机械能=动能+重力势能分析解答。
【解答】（1）在小石块上升过程中，质量不变，高度增大，则重力势能增大；质量不变，速度减小，则动能减小，那么b是重力势能-高度关系曲线，而a是动能-高度曲线；
（2）石块在运动过程中，不计空气阻力，那么机械能守恒。根据图片可知，当高度为4m时，石块的动能为1J，重力势能为1J，则石块具有的机械能为：1J+1J=2J，那么小石块上升到5m时的机械能也为2J。
13．【答案】（1）减小；增大
（2）先增大后减小
【解析】【分析】势能分为重力势能和弹性势能；重力势能与高度和质量有关，质量越大，高度越高，重力势能越大；动能和质量和速度有关，质量越大，速度越快，动能越大；弹性势能和形变量有关，形变量越大，弹性势能越大；
【解答】（1）弹簧的弹力和形变量有关，形变量越大，弹簧的弹力越大，所以a→b的过程中，弹簧的弹力将减小；a→b的过程中，弹簧的弹性势能转化为人的机械能，所以小金的机械能增加；
（2）a到b的过程中，人受到弹力大于重力，合力方向向上，与运动方向相同，所以人增速，在b到c的过程中，弹簧被拉长，人受到向下的弹力和重力，与运动方向相反，所以做减速，因此a→c 的过程中，小金的速度将先增大后减小 ；
故答案为：（1）减小、增大（2） 先增大后减小
14．【答案】弹性势；物体
【解析】【分析】】物体由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能，物体的形变量越大，物体的弹性势能越强； 物体，指自然界客观存在的一切有形体的物质。
【解答】物体由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能，所以如被拉弯的弓具有弹性势能。自然科学的物质概念只涉及物质世界中自然界的一部分，只涉及物质形态的具体特性。所以信息需要传播，如电视、电话是传播信息的物体。
故答案为：弹性势能；物体；
15．【答案】（1）不能
（2）变大
【解析】【分析】（1）定滑轮不省力不费力，只能改变力的方向；动滑轮不能改变拉力方向，但是能最多省一半的力。
（2）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能等于动能+重力势能。
【解答】（1）根据图片可知，两个滑轮都固定在天花板上，为定滑轮，因此它们不能省力。
（2）小科拉动拉杆使配重匀速上升，配重的质量不变高度增大，则重力势能增大；质量不变速度不变，则动能不变。根据“机械能=动能+重力势能”可知，配重的机械能将变大。
16．【答案】（1）物体动能大小可能与速度有关
（2）B
（3）不能，若绝对光滑，滑块将一直做匀速直线运动，无法比较滑动的距离
【解析】【分析】（1）小球的位置越高，具有的重力势能越大，转化成的动能越大，撞击木块时的速度越大，据此分析猜想的内容；
（2）当小球撞击木块时，会将它的动能转化为木块的动能，而木块克服摩擦做功，因此根据木块运动距离的远近就可以判断撞击时动能的大小。
（3）在本实验中，小球动能的大小依靠滑块运动的距离来反映。如果表面绝对光滑，那么没有摩擦力，滑块会一直运动，就无法比较动能的大小。
【解答】（1）小明同学进行“步骤一”和“步骤二”的实验，他基于的猜想是：物体动能大小可能与速度有关。
（2）该实验中物体的动能是指小球撞击滑块时的动能，故选B。
（3）若滑槽表面绝对光滑，本实验不能达到探究目的，原因：若绝对光滑，滑块将一直做匀速直线运动，无法比较滑动的距离。
17．【答案】（1）纸盒移动的距离
（2）都不合理
（3）物体速度不变时，质量越大，动能越大
【解析】【分析】（1）小球撞击木块，木块在水平面上移动时克服阻力做功，则木块移动的距离越大，克服阻力做功越大，说明小球的动能越大。
（2）根据控制变量法的要求分析解答；
（3）根据实验现象分析物体的动能与质量的关系。
【解答】（1）小明是根据纸盒移动的距离判断小球动能大小的；
（2）探究动能与质量的关系时，需要控制小球的速度相同，即它在斜面上的高度相同，而改变小球的质量。乙同学降低小球的释放高度后，就改变了小球的速度，没有控制变量。甲同学换用较重的木块后，它受到的阻力增大，就不能通过距离反应动能大小，因此他们的建议都不合理。
（3）根据图片可知，小球的质量越大，推动木块移动的距离越大，那么得到结论：物体速度不变时，质量越大，动能越大。
18．【答案】（1）木块被推动的距离
（2）
（3）10
【解析】【分析】（1）小球从斜面上滚下来，撞击水平面上的木块。木块在水平面上移动，克服摩擦力做功。根据W=fs可知，木块移动距离越大，则小球的动能越大。
（2）根据木块移动的距离确定小球动能的大小，再确定小球在斜面上的高度即可。
（3）根据已有数据分析弹簧被压缩长度与小球质量和下滑高度的数量关系，据此推算“？”的数值。
【解答】（1）实验中，小明通过木块被推动的距离比较小球动能的大小。
（2）根据图片可知，探究小球的动能与速度的关系时，需要控制小球的质量相同而改变小球在斜面上的高度。
由于甲中选用小球m1，所以乙和丙都使用m1；
木块在水平面上移动的距离s丙>s乙>s甲，则小球的动能丙>乙>甲，
则小球在斜面上的高度：h丙>h乙（3）比较实验1和2可知，当小球质量相同时，高度增大到原来的4倍时，弹簧压缩长度增大到原来的：倍，即弹簧最大压缩长度与高度的平方根成正比；
比较实验2和4可知，当小球下滑高度相同时，质量增大到原来的9倍时，弹簧压缩的最大长度增大到原来的：倍，即弹簧最大压缩长度与质量的平方根成正比。
那么得到弹簧最大压缩长度：L=a；
将实验2和3代入公式得到：8cm=a；
8cm=a；
解得：h=10cm。
19．【答案】（1）探究动能大小与物体的速度有什么关系？（或探究物体的速度是否会影响动能的大小等（合理即可）。
（2）在物体速度一定时，物体的质量越大，动能也越大（合理即可）
（3）物体M移动的距离越远，表示小球对物体M做的功越多，即小球的动能越大（合理即可）。
【解析】【分析】（1）小球从斜面上滚下，撞击水平面上的木块，木块移动的距离越远，克服摩擦做功越多，则小球的动能越大，根据图片确定影响动能的哪个因素不同即可；
（2）根据乙图确定哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求得到结论；
（3）根据W=fs分析克服摩擦做功和物体移动距离的关系，再根据动能与做功多少的关系分析解答。
【解答】（1）根据甲图可知，小球的质量相同，在斜面上的高度越大，撞击M时的速度越大，m
移动的距离越远，则甲组实验要探究的问题是：探究动能大小与物体的速度有什么关系？（或探究物体的速度是否会影响动能的大小等）
（2）在乙图中，两个小球的高度相同，即撞击M时的速度相同，小球的质量越大，M被撞出的距离越大，因此得到结论：在物体速度一定时，物体的质量越大，动能也越大；
（3）实验中通过观察比较水平面上的物体M移动的距离大小来判断小球动能的大小。这种方法称为转换法，可以这样转换的原因：物体M移动的距离越远，表示小球对物体M做的功越多，即小球的动能越大。
20．【答案】（1）越小
（2）解：F=G=mg=72千克×10牛/千克=720牛
（3）
【解析】【分析】（1）减小压强的方法：①减小压力；②增大受力面积；
（2）首先根据F=G=mg计算出运动员对雪地的压力，再根据 计算出它对雪地的压强。
（3）根据动能和势能的相互转化，确定动能的变化，进而确定运动速度的变化。
【解答】（1）滑雪板底面越宽大，则与雪地的接触面积越大，那么对雪地的压强越小。
（3）在上升阶段，高度增大，重力势能增大，即将动能转化为重力势能，那么动能减小，速度减小。当到达最高点时，它的速度最小。在下降阶段，高度减小，重力势能减小，即将重力势能转化为动能，那么动能增大，速度增大。由于开始运动时运动员就有动能，因此下落到最低点时动能会大于开始时的动能，即此时的速度大于开始时的速度，如下图所示：
21．【答案】（1）小球受到了摩擦力、小球的机械能转化成了内能等合理即可
（2）A
（3）C
【解析】【分析】（1）小球静止下来，即运动状态发生改变，可以从受力情况方面回答；这时小球的机械能为0，因此也可从能量转化角度回答；
（2）由于水平面上有摩擦力，因此小球的机械能肯定有损耗，据此判断两个高度的关系；
（3）轨道完全光滑，即没有能量损失，小球在爬升过程中，原有的重力势能会转化为重力势能和动能，据此判断小球的运动轨迹。
【解答】（1）图甲中，小球最终停下来的原因是：小球受到了摩擦力或小球的机械能转化成了内能；
（2）图乙中，由于水平面上有摩擦力，因此小球的机械能会有损耗，即在乙处的重力势能会小于甲处的重力势能，那么h（3） 若将轨道换成如图丙AOB的完全光滑轨道。A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点在由静止开始自由滑下，沿轨道AOB到达B点后离开， 小球原有的重力势能会转化为B点的重力势能和动能，因此它到达的高度肯定小于A点高度，故符合实际的运动轨迹是C。
故答案为：（1）小球受到了摩擦力或小球的机械能转化成了内能；（2）A；（3）C
22．【答案】（1）变小；变大
（2）变小
（3）力能改变物体的运动状态(受到摩擦力或阻力的作用)
（4）重力势能
【解析】【分析】（1）首先根据质量和高度的变化分析A点后过山车的重力势能的变化，再根据动能和重力势能的相互转化分析动能的变化；
（2）由于运动过程中要克服摩擦阻力，因此部分机械能会不断的转化为内能，从而使机械能减小。
（3）力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因；
（4）根据“在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能”分析解得。
【解答】（1）过山车通过A点向上运动过程中，质量不变高度增大，因此重力势能变大；因为动能不断转化为重力势能，所以动能变小。
(2)、后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，是由于过山车运动过程中，机械能变小。
(3)、过山车旅行过程中，遇到紧急情况，刹车能够准确停下来，是由于力能改变物体的运动状态(受到摩擦力或阻力的作用)。
（4）过山车第一次下行后，是利用重力势能能作为“发动机”的。
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