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2.1功和机械能知识点讲练（三）
功与能、动能和势能
【学习目标】
1. 建立能量的初步概念，理解功和能的关系。
2. 了解动能的功能，理解影响动能的因素。
3. 了解势能的含义。
4. 了解弹性势能和重力势能的含义，理解影响重力势能的因素。
5、掌握控制变量法、转换法在实验探究中的应用。
一、功和能
（一）认识能量
1、能量无处不在，我们的生活离不开能量。
2、通过伽利略斜面实验认识能量
①实验现象：小球从斜面滚下，继续滚上另一个斜面。
如果没有摩擦力，会发生什么呢：
②实验推理：如果没有摩擦力,不管斜面乙、丙比斜面甲陡些还是缓些,小球总是会滚到另一个斜面上与起始高度相同的位置。
③现象解释：将小球提高到A处时,就给予了小球一种与升高高度相联系的能量。
3、能量的形式多种多样，可分为机械能、化学能、声能、电能、太阳能、核能，电磁能等。
（二）功和能的关系
1、物体做功的过程实质是能量转化的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生转化。
2、功是能的量度，可以用做功的多少来量度能量转化的多少。
3、功和能的单位相同，都是焦耳。
（三）功和能转化的特点
1、功是能量转化的“桥梁”，没有做功，能量不会自发地从一种形式转换成另一种形式。
2、做功的多少等于能力转化的多少。
3、能量转化具有方向性。
二、动能
1、定义：物体由于运动而具有的能叫做动能．（一切做机械运动的物体都具有动能）
2、影响动能大小的因素：速度和质量。
探究影响动能大小的因素
实验器材：质量不同的两个小钢球 木块 斜面
【建立假设】可能与物体的速度和物体的质量等有关。
【设计实验】
如图所示，放在斜面上，某一高度处的小钢球A滚下时，撞击水平面上的木块B，并将木块B推出一段距离。木块B被推出的距离越远，说明小钢球A的动能越大。
实验探究方法
1、控制变量法：①同一个小钢球（质量相同）、不同的高度（速度不同）；
②相同的高度（速度相同）、不同的小钢球（质量不同）。
2、转换法：用木块被推出的距离大小来反映动能大小。
【实验过程】
1、如甲、乙两图，让同一个钢球从斜面上不同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小。
★注意：①从不同高度释放小球的目的：改变小钢球到达水平面的速度。
②斜面的作用：使物体获得速度，并通过改变斜面的高度来改变物体速度大小。
2、如乙、丙两图，让不同质量的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小。
★注意：从同一高度下滑的目的：使小球到达斜面低端的速度相同。
【实验记录】
实验序号 小钢球的质量 （m/g） 小钢球自由滚下的高度 （h/cm） 木块被撞击后滑行的距离 （s/cm）
甲
乙
丙
【实验现象】
1、同一钢球从不同的高度滚下，钢球碰撞木块时的速度不同，高度越高，钢球滚下时速度越大，木块被推得越远，说明物体动能大小与物体的速度有关；
2、不同钢球从同一高度滚下，钢球碰撞木块时的速度相同，质量越大的钢球将木块推得越远，说明物体动能的大小与物体的质量有关。
【实验结论】
物体的动能大小与质量和运动速度有关．
（1）质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大；
（2）运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。
【拓展探究】
1、甲、丙两图不能进行探究的原因：存在（质量和速度）两个变量（或没有控制单一变量）。
2、木块最终停下来的原因：木块在水平面受到摩擦力。
3、如果水平面绝对光滑，能否完成该实验？不能，因为小钢球将做匀速直线运动，无法比较木块运动的距离。
4、该实验的不足之处：不能保证小钢球在水平面上沿直线运动。
5、若木块被撞击后，滑出木板，怎样改进实验？①换用质量更大的木块；②换用质量更小的钢球；③换用更长的木板。
6、超载、超速问题：超载时，速度不变，质量越大，动能越大；超速时，质量不变，速度越大，动能越大。
图中汽车和摩托车，哪一个动能大？
汽车和摩托车的速度相同，汽车质量大，动能大。
在同一条高速公路上，为什么对小型客车、大型客车的限制速度不同？
运动速度相同的汽车，质量越大，动能也越大。汽车的动能越大，运动的距离越长，在短时间内越不容易刹车停下来 。所以大型客车的限制速度比小型客车更小。
【学以致用】判断动能变化情况
①一辆电动加速运动，它的动能增大。
②火车进站时做减速运动，它的动能减小；停止后，它的动能为0。
③一辆洒水车在马路上匀速前进并洒水，它的动能减小。
三、势能
1、重力势能：物体由于被举高而具有的能叫重力势能．
2、影响重力势能大小的因素：物体的高度和质量。
探究重力势能的大小影响因素
实验器材：体积相同质量不同的金属小球 沙盘 刻度尺
【建立假设】可能跟物体的质量与物体被举高的高度有关。
【设计实验】
在一个铝盘中放入约2cm厚的细沙，取体积相同而质量不同的金属小球，将一根米尺直立在细沙上，把小球拿到某一高度自由释放，观察并记录被金属小球所撞出的沙坑深度和大小。
实验探究方法
1、控制变量法：①同一个金属小球（质量相同）、不同的高度（高度不同）；
②相同的高度（高度相同）、不同的金属小球（质量不同）。
2、转换法：用沙盘的凹陷程度来反映重力势能大小。
【实验过程】
1、抹平盘中的沙，从不同的高度自由释放同一个金属小球，观察并记录被金属小球所撞出的沙坑深度和大小。
2、抹平盘中的沙，从相同的高度自由释放不同质量金属小球，观察并记录被金属小球所撞出的沙坑深度和大小。
【实验现象】
1、同一金属小球从不同的高度由静止放下，高度大小球砸入沙盘的凹陷程度越大，说明质量相等时，高度越高重力势能越大；
2、不同的金属小球从同一高度由静止放下，质量大小球砸入沙盘的凹陷程度越大，说明高度相等时，质量越大，重力势能越大．
【实验结论】物体的重力势能大小与质量和高度有关．
（1）质量相同的物体，高度越大，它的重力势能越大；
（2）高度相同的物体，质量越大，它的重力势能越大．
3、弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能．
物体受到外力作用而发生的形状变化，叫做形变。如果外力撤消，物体能恢复原状，这种形变叫做弹性形变。
4、影响弹性势能大小的因素： 物体弹性形变的大小，物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大．
例1：（2026九上 温州期中）新能源电动车（如图）利用电池提供能量来驱动汽车，传统的燃油车以燃料（如汽油）燃烧释放能量供汽车运动。电池和汽油中都蕴含有相同形式的能量，该能量是（　　）
A. 化学能 B. 电能 C. 机械能 D. 电磁能
【答案】A
【详解】电池和汽油中都蕴含有相同形式的能量，该能量是化学能。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选：A。
例2：（2026中考 衢州一模）直线下降一定比曲线快吗 科技馆的展厅里有一个演示装置（图甲），其示意图如图乙所示。将两个完全相同的小球M、N从同一高度同时由静止释放（不计摩擦和空气阻力），分别沿直轨道和弧形轨道运动，N球先到达终点。下列说法正确的是（ ）
A．释放时，两球的重力势能不同 B．运动中，N球的机械能大于M球
C．到达各自轨道中点时，N球的动能大于M球 D．运动过程中，两球的内能逐渐增大
【答案】C
【详解】A.重力势能的影响因素是质量和高度，两个小球完全相同，又从同一高度静止释放，高度相同、质量相同，所以它们的重力势能是相同的，故A错误；
B.不计摩擦和空气阻力，机械能守恒，且初始机械能相同，所以运动中N球和M球的机械能是相等的，故B错误；
C.由于N球先到达终点，且路程较长，故整体的平均速度较大，对于一半时，弧形轨道一开始更陡，小球N在运动初期下落得更快，N球的速度比M球大，而两个小球质量相同，速度大的动能就大，所以N球的动能大于M球的动能，故C正确；
D.因为不计摩擦和空气阻力，小球运动时不会有能量转化为内能，所以它们的内能不会变大，故D错误。
故选：C。
例3：（2026中考 舟山一模）如图所示是2026年1月19日神舟二十号飞船返回过程中进入大气层后加速下降的场景。下列关于飞船加速下降过程中的能量变化情况分析，正确的是（　　）
A、动能增加，重力势能增加 B、动能增加，重力势能减少
C、动能减少，重力势能增加 D、动能减少，重力势能减少
【答案】B
【详解】A、重力势能增加的结论不符合飞船高度下降的变化规律，错误。
B、飞船加速下降过程中，质量保持不变，运动速度增大，因此动能增加；所处高度不断降低，因此重力势能减少，正确。
C、动能减少、重力势能增加的结论均与飞船加速、高度下降的运动特征不符，错误。
D、动能减少的结论不符合飞船加速的运动状态，错误。
故选:B。
例4：（2026中考 杭州二模）我国自主研制的大型水陆两栖飞机AG600性能先进，可用于森林灭火等多项任务。
（1）在研发阶段，AG600需进行风洞测试，如图甲所示，将飞机模型固定在风洞的测试平台上，让高速气流通过飞机模型，模拟飞机在空中高速运动的效果，以高速气流为参照物，飞机模型是_____（选填 “运动”或“静止”）的。
（2）AG600在陆地跑道快速滑行的过程中，机翼上侧空气流速比下侧大，如图乙所示，则机翼上侧气压_____下侧气压（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）AG600在洒水灭火过程中，保持飞行高度和飞行速度不变，飞机的机械能_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】(1) 运动 ；(2) 小于 ；(3) 减小 。
【详解】（1）飞机模型固定不动，高速气流相对于模型位置不断变化，故以高速气流为参照物，模型是 运动 的（依据运动相对性原理）。
（2）根据压强和流速的关系，流体流速越大压强越小；机翼上侧流速大，因此气压 小于 下侧，从而产生升力。
（3）洒水过程中飞机质量减小，速度不变则动能减小，高度不变则重力势能减小，机械能（动能 + 势能）随之 减小 。
例5：（2026中考 杭州三模）为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图所示的实验，利用金属小球沿斜面滚下去撞击水平面的木块。请回答下列问题：
（1）本实验是利用_______来比较小球动能的大小。
（2）有同学说：水平面做得越光滑越好，你认为该同学说法对吗？并说明理由：_______。
（3）实验后，同学们联想到在交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”。那么在影响物体动能大小的因素中，哪个因素的影响更大呢？于是利用上述器材进行了实验，得到的数据如下表。
实验序号 小球的质量m/g 小球自由滚下的高度h/cm 木块被撞后运动的距离s/m
1 30 10 4
2 30 20 16
3 60 10 8
①在探究“超载”隐患时，应选择_______序号的实验进行比较。
②分析表格中对应的数据可知：当发生交通事故时，_______造成的危害更严重。
【答案】（1） 木块被撞后运动的距离 ；（2） 不对 ，若水平面绝对光滑，木块将做匀速直线运动无法停下，导致无法通过距离比较动能大小；（3）① 1、3 ；② 超速 。
【详解】（1）动能无法直接测量，利用转换法通过观察木块被推动的距离远近来间接反映小球动能大小，距离越远动能越大 。
（2） 水平面要求需具备适度摩擦力使木块最终停下；若过于光滑（理想光滑），依据牛顿第一定律木块将永远运动，无法测定位移从而无法比较动能 。
（3）探究“超载”隐患时需控制速度相同（即滚下高度相同）改变质量，故选实验 1 和 3（高度均为 10cm，质量分别为 30g 和 60g）。
危害程度分析 ：对比实验 1、2（质量同，高度 2 倍→速度约 2 倍，距离变 4 倍）与实验 1、3（高度同，质量 2 倍，距离变 2 倍），可知速度对动能影响呈平方关系，质量呈线性关系，故 超速 造成的危害更严重 。
1、（2026九上 杭州月考）在“电闪雷鸣”这一自然现象中，没有涉及到的能量形式是( )
A.电能 B.声能 C.光能 D.化学能
【答案】D
【详解】电闪雷鸣中的“电闪”具有电能、光能。同时声音可以传递能量，雷鸣说明具有声能；电闪雷鸣中没有涉及到化学能。
故选：D。
2、（2026九上 绍兴期末）能量有多种多样的形式，下列有关能量的说法错误的是( )
A．奔跑的猎豹具有机械能 B．人的食物中储存有化学能
C．电视遥控器发射的信号具有机械能 D．雷电爆发时具有电能、声能等
【答案】C
【详解】A、奔跑的猎豹因运动具有动能，属于机械能范畴,正确；
B、食物中的营养物质通过化学键储存能量，属于化学能，正确；
C、电视遥控器发射的是红外线（电磁波），其能量形式为 电磁能 ，而非机械能；机械能需与物体宏观运动或位置相关，错误；
D、雷电爆发伴随放电（电能）、强光（光能）和雷鸣（声能）等多种能量形式，正确；
故选：C。
3、（2026九上 杭州月考）高空抛物是极不文明的行为,会造成很大的伤害,因为高处的物体具有较大的( )。
A. 重力势能 B. 动能 C. 重力 D. 体积
【答案】A
【详解】高空抛物的危害主要是由于物体从高处落下时具有较大的能量。重力势能的计算公式为Ep=mgh其中h为高度，当物体处于高处时，h增大，导致重力势能增加。当物体下落时，重力势能转化为动能，从而造成更大的冲击力。
重力势能：与物体高度直接相关，符合题意。
B.动能：下落过程中才增大，高处静止时为零，故错误。
C重力：同一物体的重力（G=mg）在地球表面随高度变化极小，可忽略，故错误。
D.体积：体积大小与能量无直接关系，例如体积大但质量小的物体（如泡沫）能量未必大，故错误。
故选:A
4、（2026九上 绍兴月考）下列关于能的表述正确的是（ ）
A. 人在运动时需要消耗能，在睡觉时不需要消耗能
B. 米饭、汽油、木材、天然气、煤炭中储存着化学能
C. 天体的运行不属于机械运动，不具有机械能
D. 水库中的水不具有能量，而只有当它从水库中流下时才具有能量
【答案】B
【详解】A、人在睡觉时仍需要消耗能量用于基础代谢，如呼吸、血液循环等生理活动，因此睡觉时也需要消耗能，错误。
B、正确。米饭、汽油、木材、天然气、煤炭等物质通过化学键储存能量，属于化学能的形式，在化学反应（如燃烧）中可释放，正确。
C、天体的运行（如行星公转）属于机械运动，具有动能和势能，因此具有机械能，错误。
D、水库中的水由于位置高度而具有重力势能；流下时势能转化为动能，但并非只有在流动时才具有能量，错误。
故选:B。
5、（2026九上 杭州月考）一中学生骑自行车下坡时,不蹬脚踏板恰好匀速向下运动。在此过程中,他的动能、势能和机械能的变化情况是（ ）
A.动能不变,势能减小,机械能减小 B.动能增大,势能减小,机械能不变
C.动能减小,势能减小,机械能减小 D.动能不变,势能减小,机械能不变
【答案】A
【详解】中学生骑自行车下坡时,恰好匀速向下运动,质量不变,速度不变,动能不变。高度减小,重力势能减小。机械能=动能+势能,没有发生弹性形变,不具有弹性势能,动能不变,重力势能减小,机械能减小。 故选:A。
6、（2026九上 绍兴期中）如图所示,跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中,关于运动员(不包含降落伞和绳)下列说法正确的是( )
A.动能不变,重力势能不变,机械能不变 B.动能变大,重力势能变小,机械能不变
C.动能不变,重力势能交小,机械能变小 D.动能变小,重力势能变小,机械能变小
【答案】C
【详解】跳伞运动员，在空中匀速下降过程中，运动员的质量不变，速度不变，动能不变，运动员的质量不变，高度不断减小，重力势能不断减小，运动员在下降过程中没有发生弹性形变，运动员不具有弹性势能，所以机械能==动能++重力势能，动能不变，重力势能不断减小，机械能不断减小．
故选C．
7、（2026九上 杭州月考）如图是2024年射箭世界杯总决赛中国选手斩获女子反曲弓冠军的比赛掠影，该运动员在射箭比赛过程中，不考虑空气阻力，下列分析错误的是（ ）
A．箭射出后能在空中继续向前运动，该过程中箭的机械能不变
B．射箭者用力拉弦使弓张开，弓的形变程度越大，弹性势能也越大
C．射箭者释放弓弦后箭会射出，通过弓的弹性势能转化为箭的动能
D．箭射出后能在空中继续向前运动，是因为有向前的惯性
【答案】D
【详解】
A、不考虑空气阻力时，箭在空中仅受重力，机械能（动能 + 重力势能）守恒，正确；
B 项正确 ：弹性势能与形变程度正相关，弓形变越大，储存的弹性势能越大，正确；
C 项正确 ：释放瞬间，弓的弹性势能转化为箭的动能，正确；
D 项错误 ：惯性是物体保持原有运动状态的 性质 ，不是力，不能说“受到向前的惯性”或“有向前的惯性”，正确表述应为“箭具有惯性”，正确；
故选：D。
8、（2026九上 杭州月考）如图是打网球时，挥拍击球的某一瞬间，网球和球拍都是最大形变时刻。关于此时刻的下列说法不正确的是（　　）
A.球拍的弹性势能最大
B.球的弹性势能最大
C.球的速度为零，受平衡力
D.不管击球方向是哪个方向，网球拍对球的力和球对网球拍的力大小相等
【答案】C
【详解】A、弹性势能的大小与物体弹性形变的程度正相关，此时球拍处于最大形变状态，因此球拍的弹性势能最大，表述正确。
B、网球同样处于最大形变状态，因此网球的弹性势能也达到最大值，表述正确。
C、此时刻球的速度为零，但后续球会在球拍弹力作用下加速飞出，说明球受到的合力不为零，因此球并不受平衡力作用，表述错误。
D、球拍对球的力和球对球拍的力是一对相互作用力，相互作用力的大小始终相等，与击球方向无关，表述正确。
故选C．
9、（2026九上 杭州月考）《天工开物》中记载一种古代远程兵器——弩（如图），请回答下列问题：
（1）弩箭射出时，弦的______________转化为弩箭的动能。
（2）若弦被拉长的长度相同，而所用的弩箭质量不同，则质量大的弩箭射的距离小，原因是质量大的弩箭射出时的______________小。
【答案】（1）弹性势能；（2）速度。
【详解】（1）用弩将箭水平射出时，弩弦发生弹性形变，具有弹性势能，在恢复原状的过程中，弩弦的弹性势能转化为箭的动能，使箭获得速度射出。（2）若弦被拉长的长度相同，弹性势能相同，若这些弹性势能会全部转化为弩箭的动能，则质量大的弩箭速度小，射的距离小。
10、（2026中考 宁波三模）滑雪是北方冬季随处可见的娱乐项目，请回答下列问题：
（1）滑雪杖是滑雪项目的必备道具之一，图1所示滑雪杖往后划，人给滑雪杖一个向后的力，滑雪杖就给人一个向前的力，这一现象说明了______。
（2）滑雪爱好者在学习滑行减速时，发现制动后不能马上停下，仍会继续往前运动一段距离，这是因为人具有______，仍会保持原来的运动状态。
（3）图2是某滑雪比赛过程中运动员的飞行轨迹图，图3中能准确反映运动员在飞行过程中的动能随时间变化的图像是 （填字母）。
A． B． C．
【答案】(1)物体间力的作用是相互的；(2)惯性；(3)B。
【详解】(1)当人给滑雪杖一个向后的力时，滑雪杖给人一个向前的力，这体现了力的作用情况。根据力的相关知识，一个物体对另一个物体施加力的同时，也会受到另一个物体对它的反作用力，所以这一现象说明了物体间力的作用是相互的。
(2)制动后不能马上停下，仍会继续往前运动一段距离，这是关于物体运动状态保持的性质。惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，所以这是因为人具有惯性，仍会保持原来的运动状态。
(3)运动员从A到B的过程中，速度减小，根据动能与速度的关系（质量不变时，速度越小，动能越小），动能减小；从B到C的过程中，速度增大，动能增大。观察图3，B图像能准确反映运动员在飞行过程中的动能随时间变化情况，故选：B。
11、（2026中考 浙江一模）新型隐形战机歼-35A是我国重要的新一代隐身战机。从图中可以看出，该战机的机身设计具有良好的流线型，符合现代先进战机的气动设计要求。
（1）歼-35A在跑道加速滑行时，对跑道的压力____________（选填“增大”“减小”或“不变”）。歼-35A在空中飞行时，飞行员相对于战机是___________（选填“静止”或“运动”）。
（2）歼-35A在空中加速上升时，重力势能____________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】（1）减小；静止；（2）增大。
【详解】（1）飞机的机翼上凸下平，在跑道加速滑行时，相同时间内，空气经过上方的路程比下方路程长，流速大，压强小，机翼下方压强大于上方压强，产生向上的升力。根据力的平衡，飞机对跑道的压力等于重力减去升力，所以飞机对跑道的压力减小。
判断物体的运动和静止，首先选择一个参照物，被研究的物体和参照物之间如果发生位置的变化，被研究的物体是运动的，否则是静止的。飞行员相对于战机的位置没有发生变化，所以飞行员相对于战机是静止的。
（2）歼-35A在空中加速上升时，质量不变，高度增大，所以重力势能增大。
12、（2026九上 宁波期末）健腹轮是一种健身器材，使用时可将膝盖跪在垫上，双手紧握健腹手柄，向前推动健腹轮至身体水平于地面（如状态2），其中健腹轮内置的弹性钢圈会因形变而绕紧，然后归位复原（如状态1）。
（1）从状态1到状态2，健腹轮内置的钢圈弹性势能将________（选“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）体重500牛的人，身体从状态1到状态2的过程中，其重心下降30cm，重力所做的功为________J。
【答案】（1）健腹轮的弹性势能；（2）150J。
【详解】（1）从状态1到状态2，人的重力势能减小，健腹轮内置的弹性钢圈弹性势能增大，人的重力势能转化为健腹轮的弹性势能；
（2）体重500牛的人，身体从状态1到状态2的过程中，其重心下降30cm，即0.3m，则重力做功为：
W=Gh=500N×0.3m=150J。
13、（2026九上 湖州期中）生活与实验中都蕴含着丰富的科学道理，请回答：
（1）“禁止超速”，这是因为同样情况下，速度越大的物体具有的________越大，容易引发交通事故；
（2）“禁止高空抛物”，这是因为高处的物体具有较大的________，容易引起伤人事件；
（3）在“探究影响重力势能大小因素”的实验中，小科将皮球表面涂黑，使这个皮球分别从同一幢楼的不同楼层自由下落。其实验目的是探究重力势能大小与________的关系。如图所示是皮球撞击地面时留下的黑色圆斑，圆斑________（填“A”或“B”）是皮球从较高楼层下落形成的。
【答案】（1）动能（2）重力势能（3）① 高度 ② B
【详解】（1）动能的大小与物体的质量和速度有关，质量相同时速度越大动能越大，速度相同时质量越大动能越大。因此同样情况下，速度越大的物体具有的动能越大，易引发交通事故。
（2）重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量相同时高度越高，物体具有的重力势能越大。因此高处的物体具有较大的重力势能，易引起伤人事件。
（3）重力势能的大小与物体的质量和高度有关。根据控制变量法，同一个皮球质量相等，从不同楼层自由下落时高度不同，因此实验目的是探究重力势能大小与高度的关系。
质量相同时高度越高，物体具有的重力势能越大，撞击地面时留下的黑色圆斑就越大，因此圆斑B是皮球从较高楼层下落形成的。
14、（2026九上 杭州月考）在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，小科提出如下猜想：弹性势能的大小与弹性形变程度有关。选用了弹簧、小球、木块、长木板等器材，利用如图所示的实验装置进行实验。实验数据记录如表：
序号 弹簧被压缩的长度/cm 木块移动距离s/cm
① 2 s1
② 5 s2
（1）本实验主要运用的科学方法是_______（选填“类比法”或“转换法”）。
（2）若木板是光滑的，该实验_______（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（3）若s1_______s2（选填“>”或“<”），则说明弹性形变越大，弹性势能就越大。
（4）小科换用不同规格的弹簧实验时，发现木块被撞出木板，影响“木块移动距离s”的测量。在不改变木板长度的条件下，提一条改进建议_______。
【答案】(1)转换法；(2)不能；(3)＜；(4)增大木块重力(合理即可)
【详解】(1)弹性势能的大小无法直接测量，实验中通过木块移动的距离来间接反映弹性势能的大小，这种将不易直接测量的物理量转换为易测量的物理量的方法是转换法。
(2)若木板光滑，木块不受摩擦力，根据牛顿第一定律，木块会一直做匀速直线运动，无法停止，也就无法测量木块移动的距离，因此不能达到探究目的。
(3)弹簧被压缩的长度越大（序号②中弹簧被压缩5cm大于序号①的2cm），弹性形变越大，若弹性势能越大，则小球获得的动能越大，推动木块移动的距离越远，因此s2应大于s1，即s1＜s2。
(4)木块被撞出木板说明其移动距离过大，在不改变木板长度的条件下，增大木块重力可增大木块与木板之间的摩擦力（摩擦力f=μG，G为木块重力），使木块减速更快，从而减小移动距离，避免被撞出木板。
15、（2026九上 浙江期中）小金利用如图甲所示装置（固定装置未画出）和三个相同的金属圆环，探究“重力势能大小与哪些因素有关”。实验中，金属环从不同高度下落撞击轻质木板，压缩弹簧（如图乙所示），读出木板对应位置的刻度并记录，实验数据如表所示：
组别 金属环个数 起始位置 弹簧的最大压缩量/cm
1 1 A 2.00
2 2 A 3.00
3 3 A 4.00
4 1 B 1.00
（1）本实验是通过观察_______来比较重力势能大小的；
（2）下列四个实例所用研究方法与实验中判断重力势能大小所采用的研究方法相同的是____（填字母）；
A．用铁屑显示磁体周围磁场分布
B．研究光的传播时，引入“光线”
C．选用两个10 Ω的电阻串联代替20 Ω的电阻
D．用U 形管压强计两侧液面高度差反映液体压强的大小
（3）要探究重力势能大小与高度的关系，需要选择的组别是_______；
（4）根据实验组别1、2、3的数据，可以得出的结论是________。
【答案】（1） 弹簧的最大压缩量 ；(2) D ；(3) 1、4 ；(4) 当高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大 。
【详解】（1）重力势能无法直接测量，实验通过金属环下落撞击木板压缩弹簧，将重力势能大小转换为 弹簧的最大压缩量 来反映，压缩量越大，说明重力势能越大，该方法为 转换法 。
（2）选项中只有 D（用 U 形管液面高度差反映液体压强）采用了 转换法 ；A 是模型可视化，B 是理想模型法，C 是等效替代法。
（3）探究重力势能与 高度 的关系，需控制 质量相同 （金属环个数相同），改变 起始位置（高度） ，故选组别 1 和 4 。
（4）组别 1、2、3 起始位置相同（高度一定），金属环个数不同（质量不同），弹簧压缩量随质量增加而增大，结论为： 在高度相同时，物体质量越大，重力势能越大 。
16、（2026九上 温州期中）某学校科技节推出了一种新型保龄球游戏，参赛者将保龄球从一个斜坡上由静止释放，滚上另一个斜坡后撞击斜坡上的塑料瓶，撞倒塑料瓶数量多者获胜。小明提出疑问：保龄球撞倒塑料瓶的数量是否与斜坡倾角大小θ有关？于是设计了如图甲所示的装置。
（1）不考虑阻力，保龄球在左侧斜坡下滑过程中机械能大小________（填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）为保证每次保龄球冲上右侧斜坡的初速度不变，小明的做法是________。
（3）由图乙可得出的实验结论是________。
（4）若将保龄球置于Q点由静止释放，请分析是否能完成以上实验，并说明理由：________________________。
【答案】（1）不变
（2）让保龄球从左侧斜坡的同一位置由静止释放
（3）斜面倾角越小，撞倒塑料瓶的数量越多
（4）不能，机械能守恒时保龄球在右侧斜坡能到达的最高点与Q点等高，低于塑料瓶的摆放高度，无法撞击到塑料瓶。
【详解】（1）不考虑阻力的情况下，保龄球下滑过程只有动能和重力势能相互转化，无额外能量损耗，因此机械能总量保持不变。
（2）根据控制变量法要求，要保证每次保龄球冲上右侧斜坡的初速度相同，需要控制初始重力势能一致，因此需让保龄球从左侧斜坡同一高度（同一位置）由静止释放，根据机械能守恒，到达底部时动能相同，速度大小一致。
（3）观察图乙的实验数据趋势，横坐标斜面倾角θ越小，纵坐标撞倒塑料瓶的数量越多，因此可推测当θ=0°（斜坡放平）时，撞倒的塑料瓶数量最多。
（4）不考虑阻力时机械能守恒，保龄球从Q点由静止释放，初始机械能等于Q点的重力势能，冲上右侧斜坡时最多能到达与Q点等高的位置，而塑料瓶摆放位置高于Q点高度，因此保龄球无法撞击到塑料瓶，不能完成实验。
本实验采用控制变量法探究斜坡倾角对撞倒塑料瓶数量的影响，实验中需控制除倾角外的其余变量保持一致。
17、（2026九上 浙江月考）小科利用自制的实验装置（如图甲）探究物体动能大小的影响因素，实验过程如下：
①取2条相同的带凹槽轨道，用双面胶将软尺固定在轨道侧壁；
②将两条轨道平行固定在水平桌面上，钢球可在轨道上自由滚动；
③取两个完全相同的小钢球，置于图甲所示不同初始位置；
④一只手固定木尺一端（O点），另一只手向前推动木尺，使木尺绕着O点旋转；
⑤当木尺旋转至与轨道垂直（虚线位置）时停止推动，同时释放两个小球；
⑥测量？________，比较小钢球动能的大小。
（1）请将⑥横线上“？”处的内容补充完整：________。
（2）小科探究的是动能大小与小球________的关系。
（3）图乙是教材中探究物体动能大小的影响因素的装置。相比较图乙装置，图甲装置的优点是________。
（4）实验时发现，两个圆柱体在轨道上滑行的距离相同（均未滑出轨道范围），且圆柱体1的质量大于圆柱体2。结合该现象，能否判断两小球的动能大小关系？请说明理由：________。
【答案】（1） 圆柱体被小钢球推动的距离 ；（2） 速度 ；（3） 能同时释放两球保证到达水平面时速度变化同步（或消除手动释放的时间误差，便于对比） ；（4） 能判断，圆柱体 1 动能更大；理由：滑行距离相同说明克服摩擦力做功相同，但圆柱体 1 质量大、惯性大，在相同阻力下本应更快停下，却能滑行同等距离，说明其初始动能更大（或：若动能相同，质量大的物体因惯性大、减速慢，滑行距离应更远；现距离相同，反推质量大的初动能必更大） 。
【详解】（1）实验采用“转换法”，通过观察被撞击物体（圆柱体）在阻力作用下滑行的距离来间接反映小钢球动能大小，距离越远动能越大 。
（2）两球完全相同（质量不变），初始位置不同导致滚下高度不同，到达水平面时速度不同，故探究的是动能与 速度 的关系 。
（3）图甲利用旋转木尺同时触发两球释放，避免了人工先后释放造成的时间差和速度控制不均，确保了对比实验的严谨性；而图乙通常需分别释放，难以保证两次实验条件完全一致 。
（4）能判断。根据W=fs，若滑行距离s相同且接触面粗糙程度一致（f似相同），则克服摩擦力做功相同。但圆柱体1质量大，若初动能与圆柱体2相同，因其惯性大、减速慢，理论上滑行距离应更远；现两者距离相同，说明圆柱体1必须拥有更大的初动能才能抵消其质量带来的“滑行优势”从而与轻球停在同一点。2.1功和机械能知识点讲练（三）
功与能、动能和势能
【学习目标】
1. 建立能量的初步概念，理解功和能的关系。
2. 了解动能的功能，理解影响动能的因素。
3. 了解势能的含义。
4. 了解弹性势能和重力势能的含义，理解影响重力势能的因素。
5、掌握控制变量法、转换法在实验探究中的应用。
一、功和能
（一）认识能量
1、能量无处不在，我们的生活离不开能量。
2、通过伽利略斜面实验认识能量
①实验现象：小球从斜面滚下，继续滚上另一个斜面。
如果没有摩擦力，会发生什么呢：
②实验推理：如果没有摩擦力,不管斜面乙、丙比斜面甲陡些还是缓些,小球总是会滚到另一个斜面上与 的位置。
③现象解释：将小球提高到A处时,就给予了小球一种与 相联系的能量。
3、能量的形式多种多样，可分为机械能、化学能、声能、电能、太阳能、核能，电磁能等。
（二）功和能的关系
1、物体做功的过程实质是 的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生转化。
2、功是能的量度，可以用 来量度能量转化的多少。
3、功和能的单位相同，都是 。
（三）功和能转化的特点
1、功是能量转化的“桥梁”，没有做功，能量不会自发地从一种形式转换成另一种形式。
2、做功的多少 能力转化的多少。
3、能量转化具有 性。
二、动能
1、定义：物体由于运动而具有的能叫做动能．（一切做 的物体都具有动能）
2、影响动能大小的因素： 和 。
探究影响动能大小的因素
实验器材：质量不同的两个小钢球 木块 斜面
【建立假设】可能与物体的 和物体的 等有关。
【设计实验】
如图所示，放在斜面上，某一高度处的小钢球A滚下时，撞击水平面上的木块B，并将木块B推出一段距离。木块B被推出的距离越远，说明小钢球A的动能越大。
实验探究方法
1、控制变量法：①同一个小钢球（ ）、不同的高度（ ）；
②相同的高度（ ）、不同的小钢球（ ）。
2、转换法：用 来反映动能大小。
【实验过程】
1、如甲、乙两图，让同一个钢球从斜面上不同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小。
★注意：①从不同高度释放小球的目的： 。
②斜面的作用： 。
2、如乙、丙两图，让不同质量的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小。
★注意：从同一高度下滑的目的： 。
【实验记录】
实验序号 小钢球的质量 （m/g） 小钢球自由滚下的高度 （h/cm） 木块被撞击后滑行的距离 （s/cm）
甲
乙
丙
【实验现象】
1、同一钢球从不同的高度滚下，钢球碰撞木块时的 不同，高度越 ，钢球滚下时速度越 ，木块被推得越 ，说明物体动能大小与物体的 有关；
2、不同钢球从同一高度滚下，钢球碰撞木块时的 相同，质量越 的钢球将木块推得越 ，说明物体动能的大小与物体的质量有关。
【实验结论】
物体的动能大小与质量和运动速度有关．
的物体， 越大，它的动能越大；
的物体， 越大，它的动能越大。
【拓展探究】
1、甲、丙两图不能进行探究的原因： 。
2、木块最终停下来的原因： 。
3、如果水平面绝对光滑，能否完成该实验？ 。
4、该实验的不足之处： 。
5、若木块被撞击后，滑出木板，怎样改进实验？ 。
6、超载、超速问题：超载时，速度 ，质量 ，动能 ；超速时，质量 ，速度 ，动能 。
图中汽车和摩托车，哪一个动能大？
在同一条高速公路上，为什么对小型客车、大型客车的限制速度不同？
【学以致用】判断动能变化情况
①一辆电动加速运动，它的动能 。
②火车进站时做减速运动，它的动能 ；停止后，它的动能为 。
③一辆洒水车在马路上匀速前进并洒水，它的动能 。
三、势能
1、重力势能：物体由于被举高而具有的能叫重力势能．
2、影响重力势能大小的因素：物体的 和 。
探究重力势能的大小影响因素
实验器材：体积相同质量不同的金属小球 沙盘 刻度尺
【建立假设】可能跟物体的 与物体 有关。
【设计实验】
在一个铝盘中放入约2cm厚的细沙，取体积相同而质量不同的金属小球，将一根米尺直立在细沙上，把小球拿到某一高度自由释放，观察并记录被金属小球所撞出的沙坑深度和大小。
实验探究方法
1、控制变量法：①同一个金属小球（ ）、不同的高度（ ）；
②相同的高度（ ）、不同的金属小球（ ）。
2、转换法：用 来反映重力势能大小。
【实验过程】
1、抹平盘中的沙，从不同的高度自由释放同一个金属小球，观察并记录被金属小球所撞出的沙坑深度和大小。
2、抹平盘中的沙，从相同的高度自由释放不同质量金属小球，观察并记录被金属小球所撞出的沙坑深度和大小。
【实验现象】
1、同一金属小球从不同的高度由静止放下，高度大小球砸入沙盘的凹陷程度越大，说明质量相等时，高度越高重力势能越大；
2、不同的金属小球从同一高度由静止放下，质量大小球砸入沙盘的凹陷程度越大，说明高度相等时，质量越大，重力势能越大．
【实验结论】物体的重力势能大小与质量和高度有关．
（1）质量相同的物体，高度越 ，它的重力势能越 ；
（2）高度相同的物体，质量越 ，它的重力势能越 ．
3、弹性势能：物体由于发生 而具有的能，叫做弹性势能．
物体受到外力作用而发生的形状变化，叫做形变。如果外力撤消，物体能恢复原状，这种形变叫做弹性形变。
4、影响弹性势能大小的因素： 物体弹性形变的 ，物体的弹性形变越 ，它具有的弹性势能就越 ．
例1：（2026九上 温州期中）新能源电动车（如图）利用电池提供能量来驱动汽车，传统的燃油车以燃料（如汽油）燃烧释放能量供汽车运动。电池和汽油中都蕴含有相同形式的能量，该能量是（　　）
A. 化学能 B. 电能 C. 机械能 D. 电磁能
例2：（2026中考 衢州一模）直线下降一定比曲线快吗 科技馆的展厅里有一个演示装置（图甲），其示意图如图乙所示。将两个完全相同的小球M、N从同一高度同时由静止释放（不计摩擦和空气阻力），分别沿直轨道和弧形轨道运动，N球先到达终点。下列说法正确的是（ ）
A．释放时，两球的重力势能不同 B．运动中，N球的机械能大于M球
C．到达各自轨道中点时，N球的动能大于M球 D．运动过程中，两球的内能逐渐增大
例3：（2026中考 舟山一模）如图所示是2026年1月19日神舟二十号飞船返回过程中进入大气层后加速下降的场景。下列关于飞船加速下降过程中的能量变化情况分析，正确的是（　　）
A、动能增加，重力势能增加 B、动能增加，重力势能减少
C、动能减少，重力势能增加 D、动能减少，重力势能减少
例4：（2026中考 杭州二模）我国自主研制的大型水陆两栖飞机AG600性能先进，可用于森林灭火等多项任务。
（1）在研发阶段，AG600需进行风洞测试，如图甲所示，将飞机模型固定在风洞的测试平台上，让高速气流通过飞机模型，模拟飞机在空中高速运动的效果，以高速气流为参照物，飞机模型是_____（选填 “运动”或“静止”）的。
（2）AG600在陆地跑道快速滑行的过程中，机翼上侧空气流速比下侧大，如图乙所示，则机翼上侧气压_____下侧气压（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）AG600在洒水灭火过程中，保持飞行高度和飞行速度不变，飞机的机械能_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
例5：（2026中考 杭州三模）为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图所示的实验，利用金属小球沿斜面滚下去撞击水平面的木块。请回答下列问题：
（1）本实验是利用_______来比较小球动能的大小。
（2）有同学说：水平面做得越光滑越好，你认为该同学说法对吗？并说明理由：_______。
（3）实验后，同学们联想到在交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”。那么在影响物体动能大小的因素中，哪个因素的影响更大呢？于是利用上述器材进行了实验，得到的数据如下表。
实验序号 小球的质量m/g 小球自由滚下的高度h/cm 木块被撞后运动的距离s/m
1 30 10 4
2 30 20 16
3 60 10 8
①在探究“超载”隐患时，应选择_______序号的实验进行比较。
②分析表格中对应的数据可知：当发生交通事故时，_______造成的危害更严重。
1、（2026九上 杭州月考）在“电闪雷鸣”这一自然现象中，没有涉及到的能量形式是( )
A.电能 B.声能 C.光能 D.化学能
2、（2026九上 绍兴期末）能量有多种多样的形式，下列有关能量的说法错误的是( )
A．奔跑的猎豹具有机械能 B．人的食物中储存有化学能
C．电视遥控器发射的信号具有机械能 D．雷电爆发时具有电能、声能等
3、（2026九上 杭州月考）高空抛物是极不文明的行为,会造成很大的伤害,因为高处的物体具有较大的( )。
A. 重力势能 B. 动能 C. 重力 D. 体积
4、（2026九上 绍兴月考）下列关于能的表述正确的是（ ）
A. 人在运动时需要消耗能，在睡觉时不需要消耗能
B. 米饭、汽油、木材、天然气、煤炭中储存着化学能
C. 天体的运行不属于机械运动，不具有机械能
D. 水库中的水不具有能量，而只有当它从水库中流下时才具有能量
5、（2026九上 杭州月考）一中学生骑自行车下坡时,不蹬脚踏板恰好匀速向下运动。在此过程中,他的动能、势能和机械能的变化情况是（ ）
A.动能不变,势能减小,机械能减小 B.动能增大,势能减小,机械能不变
C.动能减小,势能减小,机械能减小 D.动能不变,势能减小,机械能不变
6、（2026九上 绍兴期中）如图所示,跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中,关于运动员(不包含降落伞和绳)下列说法正确的是( )
A.动能不变,重力势能不变,机械能不变 B.动能变大,重力势能变小,机械能不变
C.动能不变,重力势能交小,机械能变小 D.动能变小,重力势能变小,机械能变小
7、（2026九上 杭州月考）如图是2024年射箭世界杯总决赛中国选手斩获女子反曲弓冠军的比赛掠影，该运动员在射箭比赛过程中，不考虑空气阻力，下列分析错误的是（ ）
A．箭射出后能在空中继续向前运动，该过程中箭的机械能不变
B．射箭者用力拉弦使弓张开，弓的形变程度越大，弹性势能也越大
C．射箭者释放弓弦后箭会射出，通过弓的弹性势能转化为箭的动能
D．箭射出后能在空中继续向前运动，是因为有向前的惯性
8、（2026九上 杭州月考）如图是打网球时，挥拍击球的某一瞬间，网球和球拍都是最大形变时刻。关于此时刻的下列说法不正确的是（　　）
A.球拍的弹性势能最大
B.球的弹性势能最大
C.球的速度为零，受平衡力
D.不管击球方向是哪个方向，网球拍对球的力和球对网球拍的力大小相等
9、（2026九上 杭州月考）《天工开物》中记载一种古代远程兵器——弩（如图），请回答下列问题：
（1）弩箭射出时，弦的______________转化为弩箭的动能。
（2）若弦被拉长的长度相同，而所用的弩箭质量不同，则质量大的弩箭射的距离小，原因是质量大的弩箭射出时的______________小。
10、（2026中考 宁波三模）滑雪是北方冬季随处可见的娱乐项目，请回答下列问题：
（1）滑雪杖是滑雪项目的必备道具之一，图1所示滑雪杖往后划，人给滑雪杖一个向后的力，滑雪杖就给人一个向前的力，这一现象说明了______。
（2）滑雪爱好者在学习滑行减速时，发现制动后不能马上停下，仍会继续往前运动一段距离，这是因为人具有______，仍会保持原来的运动状态。
（3）图2是某滑雪比赛过程中运动员的飞行轨迹图，图3中能准确反映运动员在飞行过程中的动能随时间变化的图像是 （填字母）。
A． B． C．
11、（2026中考 浙江一模）新型隐形战机歼-35A是我国重要的新一代隐身战机。从图中可以看出，该战机的机身设计具有良好的流线型，符合现代先进战机的气动设计要求。
（1）歼-35A在跑道加速滑行时，对跑道的压力____________（选填“增大”“减小”或“不变”）。歼-35A在空中飞行时，飞行员相对于战机是___________（选填“静止”或“运动”）。
（2）歼-35A在空中加速上升时，重力势能____________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
12、（2026九上 宁波期末）健腹轮是一种健身器材，使用时可将膝盖跪在垫上，双手紧握健腹手柄，向前推动健腹轮至身体水平于地面（如状态2），其中健腹轮内置的弹性钢圈会因形变而绕紧，然后归位复原（如状态1）。
（1）从状态1到状态2，健腹轮内置的钢圈弹性势能将________（选“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）体重500牛的人，身体从状态1到状态2的过程中，其重心下降30cm，重力所做的功为________J。
13、（2026九上 湖州期中）生活与实验中都蕴含着丰富的科学道理，请回答：
（1）“禁止超速”，这是因为同样情况下，速度越大的物体具有的________越大，容易引发交通事故；
（2）“禁止高空抛物”，这是因为高处的物体具有较大的________，容易引起伤人事件；
（3）在“探究影响重力势能大小因素”的实验中，小科将皮球表面涂黑，使这个皮球分别从同一幢楼的不同楼层自由下落。其实验目的是探究重力势能大小与________的关系。如图所示是皮球撞击地面时留下的黑色圆斑，圆斑________（填“A”或“B”）是皮球从较高楼层下落形成的。
14、（2026九上 杭州月考）在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，小科提出如下猜想：弹性势能的大小与弹性形变程度有关。选用了弹簧、小球、木块、长木板等器材，利用如图所示的实验装置进行实验。实验数据记录如表：
序号 弹簧被压缩的长度/cm 木块移动距离s/cm
① 2 s1
② 5 s2
（1）本实验主要运用的科学方法是_______（选填“类比法”或“转换法”）。
（2）若木板是光滑的，该实验_______（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（3）若s1_______s2（选填“>”或“<”），则说明弹性形变越大，弹性势能就越大。
（4）小科换用不同规格的弹簧实验时，发现木块被撞出木板，影响“木块移动距离s”的测量。在不改变木板长度的条件下，提一条改进建议_______。
15、（2026九上 浙江期中）小金利用如图甲所示装置（固定装置未画出）和三个相同的金属圆环，探究“重力势能大小与哪些因素有关”。实验中，金属环从不同高度下落撞击轻质木板，压缩弹簧（如图乙所示），读出木板对应位置的刻度并记录，实验数据如表所示：
组别 金属环个数 起始位置 弹簧的最大压缩量/cm
1 1 A 2.00
2 2 A 3.00
3 3 A 4.00
4 1 B 1.00
（1）本实验是通过观察_______来比较重力势能大小的；
（2）下列四个实例所用研究方法与实验中判断重力势能大小所采用的研究方法相同的是____（填字母）；
A．用铁屑显示磁体周围磁场分布
B．研究光的传播时，引入“光线”
C．选用两个10 Ω的电阻串联代替20 Ω的电阻
D．用U 形管压强计两侧液面高度差反映液体压强的大小
（3）要探究重力势能大小与高度的关系，需要选择的组别是_______；
（4）根据实验组别1、2、3的数据，可以得出的结论是________。
16、（2026九上 温州期中）某学校科技节推出了一种新型保龄球游戏，参赛者将保龄球从一个斜坡上由静止释放，滚上另一个斜坡后撞击斜坡上的塑料瓶，撞倒塑料瓶数量多者获胜。小明提出疑问：保龄球撞倒塑料瓶的数量是否与斜坡倾角大小θ有关？于是设计了如图甲所示的装置。
（1）不考虑阻力，保龄球在左侧斜坡下滑过程中机械能大小________（填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）为保证每次保龄球冲上右侧斜坡的初速度不变，小明的做法是________。
（3）由图乙可得出的实验结论是________。
（4）若将保龄球置于Q点由静止释放，请分析是否能完成以上实验，并说明理由：________________________。
17、（2026九上 浙江月考）小科利用自制的实验装置（如图甲）探究物体动能大小的影响因素，实验过程如下：
①取2条相同的带凹槽轨道，用双面胶将软尺固定在轨道侧壁；
②将两条轨道平行固定在水平桌面上，钢球可在轨道上自由滚动；
③取两个完全相同的小钢球，置于图甲所示不同初始位置；
④一只手固定木尺一端（O点），另一只手向前推动木尺，使木尺绕着O点旋转；
⑤当木尺旋转至与轨道垂直（虚线位置）时停止推动，同时释放两个小球；
⑥测量？________，比较小钢球动能的大小。
（1）请将⑥横线上“？”处的内容补充完整：________。
（2）小科探究的是动能大小与小球________的关系。
（3）图乙是教材中探究物体动能大小的影响因素的装置。相比较图乙装置，图甲装置的优点是________。
（4）实验时发现，两个圆柱体在轨道上滑行的距离相同（均未滑出轨道范围），且圆柱体1的质量大于圆柱体2。结合该现象，能否判断两小球的动能大小关系？请说明理由：________。

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