人教版物理八年级寒假班 第11讲 动能 势能 预习讲义(难)(学生版+教师版)

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人教版物理八年级寒假班 第11讲 动能 势能 预习讲义(难)(学生版+教师版)

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动能和势能
知识点一、能
如果一个物体能够对外做功,我们就说它具有能量。能量和功的单位都是焦耳。具有能量的物体不一定正在做功,做功的物体一定具有能量。

要点诠释:
1、物体具有做功的本领,即说明此物体具有能。但是有能不一定正在做功。物体能做多少功,就说它具有多少能。
2、功就是能转化多少的量度。功代表了能量从一种形式转化为一另种形式,因而功和能的单位也是相同的。功的单位是焦耳(J),能的单位也是焦耳(J)。
知识点二、动能
动能:物体由于运动而具有的能。
要点诠释:
1、物体动能的大小与两个因素有关:一是物体的质量,二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时,物体运动的速度越大其动能越大,物体的速度越小其动能越小。具有相同运动速度的物体,质量越大动能越大,质量越小动能越小。
2、动能是“由于运动”这个原因而产生的,一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”。例如在空中飞行的飞机,不但有动能而且还具有其它形式的能量。
3、一切运动的物体都具有动能,静止的物体动能为零,匀速运动且质量一定的物体(不论匀速上升、匀速下降,匀速前进、匀速后退,只要是匀速)动能不变。物体是否具有动能的标志是:是否在运动。
知识点三、势能
重力势能:物体由于被举高而具有的能量,叫做重力势能。
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。
要点诠释:
1、重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大,被举得越高,则它的重力势能越大。
2、重力势能是“被举高”这个原因而产生的,一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”。例如在空中飞行的飞机,不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。
3、一般认为,水平地面上的物体重力势能为零。位置升高且质量一定的物体(不论匀速升高,还是加速升高,或减速升高,只要是升高)重力势能在增大,位置降低且质量一定的物体(不论匀速降低,还是加速降低,或减速降低,只要是降低)重力势能在减小,高度不变且质量一定的物体重力势能不变。
4、影响弹性势能大小的因素是:弹性形变的大小(对同一个弹性物体而言)。
(3)对同一弹簧或同一橡皮筋来讲(在一定弹性范围内)形变越大,弹性势能越大。物体是否具有弹性势能的标志:是否发生弹性形变。
【典型例题】
类型一、基础知识
1、下列关于能量的说法,不正确的是(  )
A.正在做功的物体,才具有能量
B.被压缩的弹簧具有能
C.具有能的物体,可能在做功,也可能不在做功
D.同步卫星相对于地面静止不动,实际上它也具有能
【答案】A
【解析】A、正在推土的推土机,推土机对土做功,推土机具有能;被举高的杠铃静止不动,没有做功,杠铃具有重力势能,故A错误,符合题意;
B、被压缩的弹簧具有弹性势能,不符合题意;
C、具有能的物体,具有做功的本领,可能正在做功,可能不在做功,不符合题意;
D、同步卫星相对于地面静止不动,实际上它是运动的,运动的物体具有动能,不符合题意。
类型二、知识应用
2、如左图所示,天花板上挂一个单摆,放手后摆球沿弧来回摆动。若在点钉一枚钉子,当摆球从点摆到点时,绳子被钉子挡住。则小球在左侧升高的高度将(

A、高于点
B、低于点
C、与点等高
D、无法判断
【答案】C
【解析】木板上挂一个单摆,放手后摆球沿弧来回摆动,因为、
两点的高度相同,说明摆球在摆动过程中机械能守恒。若在点钉一枚钉子,当摆球从
点摆到点时,虽然绳子被钉子挡住,但是摆
球由于惯性继续向左运动,只是摆球的运动轨迹是在以点为圆心,以为半径的圆弧上,如右图所示。在
沿
圆弧上升的过程中,摆球的动能转化为重力势能,而它的机械能没有转化为其它形式的能量,即摆球的机械能守恒。所以摆球在右侧升高的高度与点等高。因此选C。
一.选择题(共24小题)
1.屹立在山上的巨石给人以危险的感觉,原因是它具有较大的(  )
A.重力
B.高度
C.动能
D.重力势能
2.如图是高速公路失控车辆紧急避险车道。高速行驶的汽车出现刹车失灵时,可通过进入避险车道快速降低车速并停止。它的作用主要是降低汽车哪种能量带来的危害(  )
A.动能
B.重力势能
C.弹性势能
D.惯性
3.“珍爱生命,远离危险!”学校严禁同学们玩耍极其危险的玩具“牙签弩”,如图4所示,射出的牙签能穿透易拉罐。这说明射出的牙签具有很大的(  )
A.动能
B.重力势能
C.弹性势能
D.惯性
4.下列物体一定具有弹性势能的是(  )
A.弹簧
B.吊着猴子的树枝
C.被压扁的橡皮泥
D.橡皮筋
5.我国最新研制的“复兴号”列车,实验的最高时速超过400km/h,下列说法错误的是(  )
A.它和普通列车相比,动能不一定大
B.路旁的树相对于高速行驶的列车是运动的
C.静止在水平桌面上的杯子所受的重力和它对桌面的压力是一对平衡力
D.列车匀速行驶时,同车厢的乘客看到竖直向上跳起的人落回原处
6.小明同学在“探究滑动摩擦力与哪些因素有关”的实验时,用弹簧测力计匀速拉动木块,如图甲所示,图乙是他两次拉动同一木块得到的速度随时间变化的图象。下列说法正确的是(  )
A.两次木块受到的拉力相等
B.两次木块的动能一样多
C.木块第一次受到的摩擦力较大
D.两次拉力对木块做的功一样多
7.如图是物体离手后,在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线,运动的物体可能是(  )
A.斜向上投掷出去的铅球
B.一松手由静止下落的乒乓球
C.竖直向上垫起的排球
D.离开脚后在地上滚动的足球
8.两个完全相同的篮球,表面涂黑,从不同的高度自由下落至同一地面,在地面上留下如图所示的黑色圆斑,下列判断正确的是(  )
A.落在甲处的初始重力势能大
B.落在乙处的篮球质量大
C.落在乙处的篮球初始高度大
D.落在甲处的篮球重力做功多
9.下列动物飞行过程中,如果它们的飞行高度相同,重力势能最大的是(  )
A.麻雀
B.鸽子
C.乌鸦
D.老鹰
10.如图所示,用力将质量相同的甲乙两物分别沿斜面L1和L2推至平台上。将甲物体推上平台做的功是W1,比将乙物体推上平台做的功W2多,下列说法中正确的是(  )
A.甲物体的重力势能大
B.乙物体的重力势能大
C.将甲物体推上平台做的额外功较多
D.将甲物体推上平台做的有用功较多
11.如图所示,小华同学竖直向上垫起排球,若排球离开手臂后在空中自由飞行,那么排球离手后,在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线最接近的是(  )
A.
B.
C.
D.
12.如图所示,用细绳吊着一个物块,静止靠在粗糙程度一致的墙壁上,剪断细绳的同时,用一个由零逐渐增大的水平作用力F压在物块上,墙壁足够高,则物块(  )
A.所受摩擦力一直变大
B.所受摩擦力先变大后不变
C.动能一直增大
D.动能先变大再变小后不变
13.“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,经上升到最高位置C点,在B点时速度最大。对此过程,下列描述正确的是(  )
A.人从A到C的过程中,重力势能增加,动能一直减少
B.人从A到B的过程中,动能增加,重力势能减少
C.人在B点时动能最大
D.弹性绳的弹性势能在B点时最大
14.如图所示,下列说法不正确的是( )
A.图甲:该装置可探究压力作用效果与受力面积的关系
B.图乙:不计空气阻力,小球在下落过程中,当弹簧的弹力F与小球重力G大小相等时,速度达到最大
C.图丙:火箭在点火升空的过程中,动能和势能都增大
D.图丁:此图说明液压机的工作原理是连通器原理
15.如图所示,在光滑的水平台面上,弹簧(质量不计)左端固定。右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球,小球就在AB间做往复运动(已
知AO=OB)。下列判断正确的是(  )
A.小球从A点运动到O点的过程中,小球的动能不断减小
B.小球从A点运动到O点时其动能与弹簧的弹性势能相等
C.小球从O点运动到B点的过程中,小球的动能不断增加
D.小球在OB间任一位置动能和弹簧的弹性势能之和保持不变
16.如图所示,是把小球放在相同的斜面上自由滚下,撞击静止在水平面上的木块进行的实验。能说明物体的动能与物体的质量有关的是(  )
A.甲、丙
B.乙、丙
C.甲、乙
D.甲、乙、丙
17.仔细观察如图所示的交通标志牌提供的信息,提出一个有价值且可探究的问题,下列最合适的是(  )
A.为什么不同的汽车最高限速是不一样的?
B.汽车的质量与它的最高限速之间有什么关系?
C.汽车的动能与它的质量和速度有什么关系?
D.物体的动能与它的质量和速度有什么关系?
18.如图所示是高速公路的交通标志牌,下列说法错误的是(  )
A.对机动车设定限制速度,可以限制它的动能
B.速度相同时,机动车的质量越大,动能越大
C.当图中三种车辆都以最高限速行驶,小汽车的动能最大
D.对机动车限定最高行驶速度,是因为质量相同时,速度越大动能越大
19.质量较小的鸽子与质量较大的大雁在空中飞行。如果它们的动能相等,那么(  )
A.大雁比鸽子飞得快
B.鸽子比大雁飞得快
C.大雁比鸽子飞得高
D.鸽子比大雁飞得高
20.在粗糙程度相同的水平面上,手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置;松手后,木块最终静止在图乙所示位置。下列说法正确的是(  )
A.如图甲,弹簧被压缩过程中,长度变短,弹簧的弹性势能减小
B.木块被弹簧弹离的瞬间,如果它受到的力全部消失,木块将做匀速直线运动
C.木块从被弹簧弹离至最终静止的过程中,速度减小,惯性减小
D.图乙中,木块对水平面的压力和水平面对木块的支持力是一对平衡力
21.高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”,是一种不文明的行为,而且会带来很大的社会危害,因为高处的物体具有较大的(  )
A.弹性势能
B.重力势能
C.质量
D.重力
22.关于弹性势能,下列说法正确的是(  )
A.当弹簧变长时,它的弹性势能一定增大
B.弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有关
C.弹性势能的大小与弹簧原来的长度有关
D.同一根弹簧,在压缩和伸长相同长度时(均在弹性限度内)弹性势能的大小是相等的
23.高空抛物是极不文明的行为,会造成很大的危害,2018年3月9日下午4时30分左右,在东莞深圳交界处的东莞塘厦镇观澜碧桂园小区,3个月大的女婴凡凡(化名)被楼上落下的苹果砸中,孩子随即被送医院抢救,至今仍在昏迷中。因为高处的物体具有较大的(  )
A.弹性势能
B.重力势能
C.体积
D.重力
24.跳远运动员助跑的目的是(  )
A.增大向前的冲力
B.增大惯性
C.增大起跳时的动能
D.增大内能
二.填空题(共13小题)
25.说明下列物体各具有哪种形式的机械能:
(1)水平路面上行驶的汽车具有 
 
(2)正在拉长的弹簧具有 
 
(3)飞流直下的瀑布具有 
 
26.如图甲,拉满的弓具有 
 能;手在拉弦的同时感到弦也在拉手,这是由于物体间力的作用是 
 的。如图乙,运动员拉弦的手要戴上“护指”,这是通过增大手的受力面积来 
 (选填“增大”或“减小”)弦对手的压强。
27.从离地20m高的A点斜向上抛出重1N的小球,其运动轨迹如图所示。小球离开手时的动能为20J,则当它运动到与A点等高的B点时具有的动能是 
 J,刚接触地面时的动能是 
 J.(不计空气阻力)
28.沿水平桌面自由滚落的小球的运动轨迹如图所示,C、D两处高度相同。B点的动能 
 C点的动能。(选填“>”“=”或“<”)
29.如图所示是“无人机”为隔离人员运送物资的情景。无人机下降时,以地面为参照物,无人机是 
 的(选填“运动”或“静止”);下降过程中,其重力势能 
 ,惯性 
 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
30.地铁“九号线”为松江市民出行带来了方便,全程分为地下、高架铺设。若以行驶的地铁为参照物,地铁内的座椅是 
 的(选填“静止”或“运动”);地铁由高架驶往地下时,其重力势能 
 ;当地铁减速进站时,惯性 
 (后两空均选填“增大”“不变”或“减小”)。
31.如图甲所示,将一根弹簧和一个质量为1kg的金属球(球上有小孔)套在铁架台的金属杆AB上面.现将小球提到B端后松手,小球的高度随时间变化情况如图乙所示,弹簧原来的长度 
 (选填“大于”、“小于”或“等于”)40cm,在0~t1过程中,小球的动能 
 (选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“不变”),此过程中小球重力势能的变化量 
 (选填“大于”、“小于”或“等于”)动能变化量,在t1、t2两个时刻,小球的动能分别为Ek1、Ek2,则Ek1 
 Ek2(选填“>”、“=”或“<”)
32.如图所示,小伟玩蹦蹦杆的情景,蹦蹦杆由地面弹起,在空中升高的过程中:小伟的重力势能 
 ,小伟的动能 
 ;在下落后,从杆尖触地到弹簧压缩至最短,弹性势能 
 (均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
33.已知物体的动能的表达式为Ek=,其中m为物体的质量,v是物体运动的速度,质量为100g的物体从高空下落,速度为20m/s时,其动能大小为 
 J。
34.我国自主研制的某种型号手枪,其发射出的子弹能穿透距离25m处的厚为4mm钢板或6cm砖墙,该子弹之所以有很强的穿透性是因为子弹的速度很大, 
 大(选填“动能”或“惯性”),对障碍物产生很大的穿透力。
35.如图所示,将一张卡片对折,在开口的一边剪两刀,然后将橡皮筋套在开口边,就做成了一个会“跳”的卡片。将卡片反过来,用手压平在桌面上,使橡皮筋伸长,迅速松开手,会看到卡片 
 ,这一现象说明:发生弹性形变的橡皮筋具有 
 能,对卡片做功。卡片在上升过程中,重力势能将 
 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
36.弹弓是一种常见的玩具,它能把“子弹”射出一段距离。如图所示,小刚同学用弹弓研究橡皮筋弹性势能大小的影响因素。保持弹弓的高度和“子弹”水平的发射方向不变,小明发现,在弹性限度内,橡皮筋拉的越长,同样的“子弹”射得越远。由此,小明得到结论:在弹性限度内,橡皮筋的弹性势能的大小与橡皮筋的 
 有关。
37.骑车上坡前,小兴用力猛蹬自行车的目的是 
 ,其惯性将 
 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
三.实验探究题(共4小题)
38.在“探究影响动能大小因素”的实验中,如图所示,让小球从同一光滑斜面上由静止滚下,小球撞击放在水平面上的木块,使木块滑动,虚线位置为木块滑动一段距离后静止的位置。(已知h1<h2<h3)
(1)球从斜面滚下的过程中,小球的能量转化情况为 
 。
(2)本实验是通过 
 比较小球动能的大小。
(3)小明发现小球撞击木块后,小球偏离了原来的轨道,而木块则被撞飞,于是他对实验进行了改进,下列做法有效的是 
 
A.增大球的质量
B.减小木块的质量
C.使小球从更高的位置上滚下
D.在斜面和水平面上刻上凹形的滑槽,使小球沿滑槽运动,同时适当增加木块质量
39.小明做“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验.实验中,小球从同一斜面由静止滚下,到达水平面后推动木块运动一段距离后静止.
(1)图甲实验中,让两小球从同一高度由静止释放的目的是 
 .该实验是通过观察 
 的大小来说明小球动能的大小,探究的是动能与 
 的关系.
(2)由图乙实验得到的结论是: 
 ,物体的动能越大.
(3)小华利用图丙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时,通过观察小球撞击相同塑料软片的数目来比较小球的动能大小(图中未画出固定塑料软片的装置).老师指出此装置不适合体积不同的两个小球做实验,原因是 
 .
(4)得出正确的实验结论后,小红用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块.观察到木块被撞击后移动的情况是 
 .
A.质量大的铁球将木块推动的距离较远
B.质量小的铁球将木块推动的距离较远
C.质量不同的铁球将木块推动的距离相同
40.学校物理小组在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”时,提出以下猜想:
猜想一:弹性势能的大小与弹簧的材料有关;
猜想二:弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。
为此,小新选用了长度和粗细分别相同,但材料不同的两根弹簧A和B,小球、木块等器材,利用如图所示的实验装置进行实验,实验数据记录如表:
实验次数
使用弹簧次数
被压缩后弹簧的长度/cm
木块移动的距离/cm
1
弹簧A
5
2
弹簧A
8
3
弹簧B
5
4
弹簧B
8
(1)弹簧将小球弹开的过程中,弹簧的弹性势能转化成小球的 
 。
(2)为验证猜想一,可选用实验 
 和 
 (选填实验次序)记录的数据进行比较。对数据进行比较分析时,若 
 ,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
(3)为验证猜想二,可选用实验 
 和 
 (选填实验次序)记录的数据进行比较。
(4)由于弹性势能的大小不便用仪器测量,本实验中弹性势能的大小可通过为木块移动距离的大小来反映,这种研究方法叫 
 。
41.某物理实验小组在探究“影响重力势能大小的因素”时,提出了如下猜想:
猜想一:重力势能的大小可能与物体的质量有关
猜想二:重力势能的大小可能与物体所在的高度有关
猜想三:重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。
为了验证猜想,他们准备了如下实验器材:
花泥(易产生塑性形变)若干块,刻度尺一把,体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图所示(小球在光滑管道中运动的能量损失不计)。实验中均让小球从图中高度自由下落,待小球静止后,分别用刻度尺测出小球陷入花泥的深度。请你根据图中实验情景完成下列内容。
(1)本实验是通过观察 
 来判断重力势能大小的。
(2)比较A、B两球,由此可得出结论: 
 。
(3)比较 
 两球,可得出结论:当物体 
 相同时,高度越高,物体具有的重力势能越大。
(4)比较C、D两球,可得出:物体的重力势能与物体运动的路径 
 (选填“有关”或“无关”)。
(5)小球下落陷入花泥前,将重力势能转化为 
 能。
(6)该实验采用的物理研究方法是 
 (写出其中的一种即可)。动能和势能
知识点一、能
如果一个物体能够对外做功,我们就说它具有能量。能量和功的单位都是焦耳。具有能量的物体不一定正在做功,做功的物体一定具有能量。

要点诠释:
1、物体具有做功的本领,即说明此物体具有能。但是有能不一定正在做功。物体能做多少功,就说它具有多少能。
2、功就是能转化多少的量度。功代表了能量从一种形式转化为一另种形式,因而功和能的单位也是相同的。功的单位是焦耳(J),能的单位也是焦耳(J)。
知识点二、动能
动能:物体由于运动而具有的能。
要点诠释:
1、物体动能的大小与两个因素有关:一是物体的质量,二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时,物体运动的速度越大其动能越大,物体的速度越小其动能越小。具有相同运动速度的物体,质量越大动能越大,质量越小动能越小。
2、动能是“由于运动”这个原因而产生的,一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”。例如在空中飞行的飞机,不但有动能而且还具有其它形式的能量。
3、一切运动的物体都具有动能,静止的物体动能为零,匀速运动且质量一定的物体(不论匀速上升、匀速下降,匀速前进、匀速后退,只要是匀速)动能不变。物体是否具有动能的标志是:是否在运动。
知识点三、势能
重力势能:物体由于被举高而具有的能量,叫做重力势能。
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。
要点诠释:
1、重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大,被举得越高,则它的重力势能越大。
2、重力势能是“被举高”这个原因而产生的,一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”。例如在空中飞行的飞机,不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。
3、一般认为,水平地面上的物体重力势能为零。位置升高且质量一定的物体(不论匀速升高,还是加速升高,或减速升高,只要是升高)重力势能在增大,位置降低且质量一定的物体(不论匀速降低,还是加速降低,或减速降低,只要是降低)重力势能在减小,高度不变且质量一定的物体重力势能不变。
4、影响弹性势能大小的因素是:弹性形变的大小(对同一个弹性物体而言)。
(3)对同一弹簧或同一橡皮筋来讲(在一定弹性范围内)形变越大,弹性势能越大。物体是否具有弹性势能的标志:是否发生弹性形变。
【典型例题】
类型一、基础知识
1、下列关于能量的说法,不正确的是(  )
A.正在做功的物体,才具有能量
B.被压缩的弹簧具有能
C.具有能的物体,可能在做功,也可能不在做功
D.同步卫星相对于地面静止不动,实际上它也具有能
【答案】A
【解析】A、正在推土的推土机,推土机对土做功,推土机具有能;被举高的杠铃静止不动,没有做功,杠铃具有重力势能,故A错误,符合题意;
B、被压缩的弹簧具有弹性势能,不符合题意;
C、具有能的物体,具有做功的本领,可能正在做功,可能不在做功,不符合题意;
D、同步卫星相对于地面静止不动,实际上它是运动的,运动的物体具有动能,不符合题意。
类型二、知识应用
2、如左图所示,天花板上挂一个单摆,放手后摆球沿弧来回摆动。若在点钉一枚钉子,当摆球从点摆到点时,绳子被钉子挡住。则小球在左侧升高的高度将(

A、高于点
B、低于点
C、与点等高
D、无法判断
【答案】C
【解析】木板上挂一个单摆,放手后摆球沿弧来回摆动,因为、
两点的高度相同,说明摆球在摆动过程中机械能守恒。若在点钉一枚钉子,当摆球从
点摆到点时,虽然绳子被钉子挡住,但是摆
球由于惯性继续向左运动,只是摆球的运动轨迹是在以点为圆心,以为半径的圆弧上,如右图所示。在
沿
圆弧上升的过程中,摆球的动能转化为重力势能,而它的机械能没有转化为其它形式的能量,即摆球的机械能守恒。所以摆球在右侧升高的高度与点等高。因此选C。
一.选择题(共24小题)
1.屹立在山上的巨石给人以危险的感觉,原因是它具有较大的(  )
A.重力
B.高度
C.动能
D.重力势能
【分析】根据重力势能、动能的定义,结合巨石所处的状态,即可得到巨石给人危险感觉的原因。
【解答】解:
静止的巨石,由于其处于一定的高度,容易落下来,对外界做功从而造成危害,物体由于举高而具有的能量是重力势能;
由于巨石是静止的,根据动能的定义可知,巨石不具有动能。
故选:D。
【点评】此题考查了动能、重力势能定义,通过定义能够确定巨石具有什么形式的机械能。
2.如图是高速公路失控车辆紧急避险车道。高速行驶的汽车出现刹车失灵时,可通过进入避险车道快速降低车速并停止。它的作用主要是降低汽车哪种能量带来的危害(  )
A.动能
B.重力势能
C.弹性势能
D.惯性
【分析】机械能包括动能和势能;动能的大小与质量和速度有关;重力势能大小与质量和高度有关。
【解答】解:高速行驶的汽车出现刹车失灵时,可通过进入避险车道快速降低车速并停止,是将动能转化为重力势能。它的作用主要是降低汽车动能带来的危害。
故BCD错误,A正确。
故选:A。
【点评】深入理解影响动能和重力势能的因素;是解答此题的关键。
3.“珍爱生命,远离危险!”学校严禁同学们玩耍极其危险的玩具“牙签弩”,如图4所示,射出的牙签能穿透易拉罐。这说明射出的牙签具有很大的(  )
A.动能
B.重力势能
C.弹性势能
D.惯性
【分析】物体能够对外做功,我们就说物体具有能量;物体由于运动具有的能叫动能。
【解答】解:图中射出的牙签由于运动的速度很大,所以它具有很大的动能,能穿透易拉罐。
故选:A。
【点评】本题主要考查了对动能概念的理解,并能解释玩具“牙签弩”存在的安全隐患。
4.下列物体一定具有弹性势能的是(  )
A.弹簧
B.吊着猴子的树枝
C.被压扁的橡皮泥
D.橡皮筋
【分析】能够做功的物体具有能。
(1)物体由于运动而具有的能,叫做动能,一切物体都具有动能。影响动能大小的因素:物体的质量和速度。
(2)物体由于被举高而具有的能量,叫做重力势能。影响重力势能大小的因素:物体的质量和物体所处的高度。
(3)物体由于发生弹性形变而具有的能,叫做弹性势能。影响弹性势能大小的因素:弹性形变程度和材料。
【解答】解:
A、弹簧发生弹性形变时具有弹性势能,没有发生弹性形变时不具备弹性势能;故A不符合题意;
B、带着猴子的树枝发生弹性形变,具有弹性势能;故B符合题意;
C、被压扁的橡皮泥,发生了形变,但不会恢复原状,即不是弹性形变;故C不符合题意;
D、橡皮筋被拉长时,发生了弹性形变,具有弹性势能;没有被拉长时,不具备弹性势能;故D不符合题意。
故选:B。
【点评】判定物体具有什么形式的机械能,要利用该形式机械能的特征去判定:具有动能的特征是运动;重力势能的特征是举高;弹性势能的特征是发生弹性形变。
5.我国最新研制的“复兴号”列车,实验的最高时速超过400km/h,下列说法错误的是(  )
A.它和普通列车相比,动能不一定大
B.路旁的树相对于高速行驶的列车是运动的
C.静止在水平桌面上的杯子所受的重力和它对桌面的压力是一对平衡力
D.列车匀速行驶时,同车厢的乘客看到竖直向上跳起的人落回原处
【分析】(1)动能的大小由质量和速度共同决定;
(2)首先确定被研究的物体,看被研究的物体与所选的标准,即参照物之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,则物体是运动的;如果未发生变化,则物体是静止的;
(3)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;
(4)一切物体都有惯性,惯性是物体的固有属性,不能说受到惯性、惯性力、惯性的作用等;物体在任何情况下都有惯性,并会用惯性解释现象。
【解答】解:
A、虽然“复兴号”列车的速度快,但不知道两列车的质量关系,所以不能确定它和普通列车动能的大小关系,故A正确;
B、路旁的树相对于行驶的列车在不断发生位置的变化,因此以行驶的列车为参照物时,路旁的树是运动的,故B正确;
C、静止在水平桌面上的杯子所受的重力和它对桌面的压力分别作用在不同物体上,且二力的方向相同,不是一对平衡力,故C错误;
D、在平直轨道上匀速行驶的火车车厢里,竖直向上跳起的人由于惯性还要保持原来的运动状态,因此同车厢的乘客会看到他落回原处;故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查动能,运动的相对性,平衡力的辨别,以及惯性,是一道综合题,难度中等。
6.小明同学在“探究滑动摩擦力与哪些因素有关”的实验时,用弹簧测力计匀速拉动木块,如图甲所示,图乙是他两次拉动同一木块得到的速度随时间变化的图象。下列说法正确的是(  )
A.两次木块受到的拉力相等
B.两次木块的动能一样多
C.木块第一次受到的摩擦力较大
D.两次拉力对木块做的功一样多
【分析】(1)先判断木块两次的运动状态,然后根据二力平衡的条件分析拉力和摩擦力的关系;
(2)根据速度的计算公式:v=利用图象比较速度的大小,从而确定动能的大小。
(3)根据决定功的因素即木块的拉力和木块移动距离进行分析。
【解答】解:A、从图象上可以看出,木块两次都是作匀速直线运动,而做匀速直线运动的物体受平衡力作用,所以两次木块受到的拉力和摩擦力相等,故A选项正确;
B、从图中可以看出第二次木块运动的速度较大,而木块的质量不变,所以第二次木块具有的动能多,故B错误;
C、用弹簧测力计拉木块沿水平木板匀速滑动,木块做匀速直线运动,不论其速度大小如何,都受到平衡力的作用,在水平方向上,摩擦力和拉力是一对平衡力;故两次实验的拉力和摩擦力均相等;故C错误;
D、根据公式W=Fs=Fvt可知,拉力做功的时间不明确,所以不能确定做功多少;故D选项错误;
故选:A。
【点评】要结合物体受力与运动状态的关系以及相关的计算公式,根据平衡力的知识和对图象的理解来解决此题。
7.如图是物体离手后,在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线,运动的物体可能是(  )
A.斜向上投掷出去的铅球
B.一松手由静止下落的乒乓球
C.竖直向上垫起的排球
D.离开脚后在地上滚动的足球
【分析】动能大小的影响因素:质量和速度。质量一定时,速度增大,动能增大;速度一定时,质量增大,动能增大。
【解答】解:
A、斜向上投掷出去的铅球在整个飞行过程中,质量不变,一直在运动,动能不为零(处于最高点时竖直方向速度为0,但水平方向仍然有速度,因此动能不为0)。
从出手到最高点过程中速度减小,此过程动能减小;在下落的过程中,速度不断增大,到达地面最大,此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大。
B、一松手由静止下落的乒乓球的动能始终在增大,故B错误;
C、竖直向上垫起的排球,排球到达最高点时的动能为零,故C错误;
D、离开脚后在地上滚动的足球,足球滚动的越来越慢,动能越来越小,故D错误;
故选:A。
【点评】掌握动能大小的影响因素,能通过图象判断动能的大小变化。
8.两个完全相同的篮球,表面涂黑,从不同的高度自由下落至同一地面,在地面上留下如图所示的黑色圆斑,下列判断正确的是(  )
A.落在甲处的初始重力势能大
B.落在乙处的篮球质量大
C.落在乙处的篮球初始高度大
D.落在甲处的篮球重力做功多
【分析】对于重力势能,其大小由地球和地面上物体的相对位置决定,物体质量越大、位置越高、物体具有的重力势能就越大;物体由于发生弹性形变而具有的势能叫弹性势能,弹性物体在一定范围内形变越大,具有的弹性势能就越多;本题是重力势能转化为弹性势能的例子。
【解答】解:从高处下落的篮球具有重力势能,高度越高,重力势能越大;当篮球与地面接触时,篮球发生弹性形变,具有弹性势能,这样篮球的重力势能转化为篮球的弹性势能;
高度越高,篮球落地时的形变量越大,即痕迹面积越大;
由图可知,乙图的篮球痕迹较大,乙处球落下,重力势能转化为弹性势能大,所以,落在乙处的篮球初始重力势能较大,又因为两个完全相同的篮球,所以质量相同,落在乙处的篮球初始高度大,故C正确。
故选:C。
【点评】此题型灵活的考查了能的影响因素及能转化问题,有一定的难度。
9.下列动物飞行过程中,如果它们的飞行高度相同,重力势能最大的是(  )
A.麻雀
B.鸽子
C.乌鸦
D.老鹰
【分析】重力势能大小的影响因素:质量、高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
【解答】解:高度越小,质量越小,重力势能越小。高度相同时,质量越大,重力势能越大。质量从小到大的是:麻雀﹣鸽子﹣乌鸦﹣老鹰。高度相同,老鹰质量最大,重力势能最大。
故选:D。
【点评】本题考查影响势能的因素,影响重力势能的因素是质量和高度,二者缺一不可。
10.如图所示,用力将质量相同的甲乙两物分别沿斜面L1和L2推至平台上。将甲物体推上平台做的功是W1,比将乙物体推上平台做的功W2多,下列说法中正确的是(  )
A.甲物体的重力势能大
B.乙物体的重力势能大
C.将甲物体推上平台做的额外功较多
D.将甲物体推上平台做的有用功较多
【分析】(1)物体由于被举高而具有的能叫重力势能,物体的重力势能与物体的质量和高度有关,质量越大、高度越大,物体的重力势能越大;
(2)将物体推上平台,推力做的有用功W=Gh,总功W=Fs,总功等于有用功加上额外功,据此分析解答。
【解答】解:
AB、甲乙物体的质量相同,被推至平台上上升的高度相同,甲乙物体的重力势能相同,故AB错;
CD、甲乙物体的质量相同,被推至平台上上升的高度相同,由W=Gh=mgh可知推力做的有用功相同,由题知推力做的总功W1>W2,因为总功=有用功+额外功,所以将甲物体推上平台做的额外功较多,故C正确、D错。
故选:C。
【点评】本题考查了物体重力势能大小比较以及有用功、额外功、总功的理解,要知道将甲乙沿不同斜面推上平台提升的高度相同。
11.如图所示,小华同学竖直向上垫起排球,若排球离开手臂后在空中自由飞行,那么排球离手后,在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线最接近的是(  )
A.
B.
C.
D.
【分析】影响动能的因素是物体的质量和速度,质量越大、速度越大,动能越大。
【解答】解:
小华同学竖直向上垫起排球,排球在上升过程中,速度越来越小,动能越来越小,到达最高点时,速度为0,动能为0;排球在下落过程中,速度越来越大,动能越来越大,所以动能是先减小(能减小到0),后增大。
故选:C。
【点评】本题考查动能的影响因素,关键是根据动能的变化来判断图象。同时还要知道小球的运动情况。
12.如图所示,用细绳吊着一个物块,静止靠在粗糙程度一致的墙壁上,剪断细绳的同时,用一个由零逐渐增大的水平作用力F压在物块上,墙壁足够高,则物块(  )
A.所受摩擦力一直变大
B.所受摩擦力先变大后不变
C.动能一直增大
D.动能先变大再变小后不变
【分析】对物块进行受力分析,根据摩擦力大小的影响因素判断其摩擦力变化;进而判断物块在滑落过程中的运动状态,对其速度变化做出判断,然后根据动能大小的影响因素判断其动能变化。
【解答】解:用细绳吊着一个物块,静止靠在墙壁上,此时重力与拉力是一对平衡力;
当剪断细绳时,拉力消失,但同时用一个由零逐渐增大的水平作用力F压在物块上,则木块对墙面产生压力,进而产生沿墙壁向上的滑动摩擦力,且滑动摩擦力随着压力的增大而变大。开始时摩擦力较小,小于重力(f滑<G),物块向下做加速运动;然后瞬间等于重力;摩擦力再大于重力(f滑>G),物块做减速运动;当速度为零时物体静止,此时静摩擦力等于物重(f静=G)。
则:
AB、物块所受摩擦力先变大再变小后不变,故AB错误;
CD、由前面分析可知,物块的速度先变大再变小后不变(最后速度为0不变),则物块的动能先变大再变小后不变,故C错误,D正确;
故选:D。
【点评】此题通过一个场景,综合考查了摩擦力大小的影响因素、动能和势能的大小变化等多个物理知识点,属于中考热点题型,本题关键是通过对物块进行正确的受力分析,对物块在滑落过程中的运动状态作出准确判断,有一定难度。
13.“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,经上升到最高位置C点,在B点时速度最大。对此过程,下列描述正确的是(  )
A.人从A到C的过程中,重力势能增加,动能一直减少
B.人从A到B的过程中,动能增加,重力势能减少
C.人在B点时动能最大
D.弹性绳的弹性势能在B点时最大
【分析】(1)影响动能的因素有:质量和速度,质量一定时,速度越大,动能越大;
(2)影响重力势能的因素有:质量和高度,质量一定时,高度越高,重力势能越大;
(3)影响弹性势能的因素是弹性形变的程度,物体弹性形变的程度越大,弹性势能越大。
【解答】解:A、人从A到C的过程中,质量不变,高度增大,重力势能增加;AB段速度逐渐变大,动能逐渐变大;BC段速度逐渐变小,动能逐渐变小;故A错误;
B、从A到B的过程中,质量不变、高度增大,重力势能增加;质量不变、速度逐渐变大,动能变大;故B错误;
C、人的质量一定,在B点时速度最大,动能最大;故C正确;
D、弹性绳在A点时弹性形变最大,弹性势能最大;故D错误。
故选:C。
【点评】在蹦极的过程中,是重力势能与动能、弹性势能之间的相互转化,掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素是解题的关键。
14.如图所示,下列说法不正确的是(  )
A.图甲:该装置可探究压力作用效果与受力面积的关系
B.图乙:不计空气阻力,小球在下落过程中,当弹簧的弹力F与小球重力G大小相等时,速度达到最大
C.图丙:火箭在点火升空的过程中,动能和势能都增大
D.图丁:此图说明液压机的工作原理是连通器原理
【分析】(1)影响压力作用效果的因素有两个:压力大小和受力面积的大小。
(2)根据力和运动的关系,当合力方向与物体运动方向相同时,物体加速运动,当合力方向与运动方向相反时,物体减速运动,根据弹簧的形变判断弹力和重力的大小关系,得出速度的变化,从而可得出结论。
(3)物体由于运动而具有的能叫动能,质量越大,速度越大,动能就越大;物体由于被举高而具有的能叫重力势能,质量越大,高度越高,重力势能就越大。
(4)液压机的工作原理是帕斯卡原理:密闭液体上的压强,能够大小不变地向各个方向传递,在一个小面积的活塞上施加一个很小的力,在另一边的面积大的活塞上就会产生更大的力。
【解答】解:
A、影响压力作用效果的因素有压力大小和受力面积的大小;实验中通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,金属块分别平放、侧放和立放时的压力大小相同(等于金属块的重力),但受力面积不同,可探究压力作用效果与受力面积的关系,故A正确;
B、小球从高处下落过程中,重力势能转化为动能,速度加快;当接触弹簧后,弹簧发生形变,弹力竖直向上,重力竖直向下,开始形变较小,弹力小于重力,合力方向竖直向下,小球做加速运动,当弹力增大到一定程度弹力等于重力,此时小球的速度最大;小球继续向下运动,此时弹力大于重力,合力方向竖直向上,小球做减速运动。所以当小球速度达到最大时,弹簧弹力F与小球重力G相等;故B正确;
C、火箭点火升空的过程,质量不变,速度增大,动能增大;高度增加,重力势能增大;故C正确;
D、液压机的工作原理是帕斯卡原理,而连通器是两端开口,底部相连的容器,所以不是连通器原理;故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了影响压强大小的因素、机械能的转化、液压机原理等探究实验,明确控制变量法和转换法是解题的关键。
15.如图所示,在光滑的水平台面上,弹簧(质量不计)左端固定。右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球,小球就在AB间做往复运动(已
知AO=OB)。下列判断正确的是(  )
A.小球从A点运动到O点的过程中,小球的动能不断减小
B.小球从A点运动到O点时其动能与弹簧的弹性势能相等
C.小球从O点运动到B点的过程中,小球的动能不断增加
D.小球在OB间任一位置动能和弹簧的弹性势能之和保持不变
【分析】(1)动能的大小与物体的质量、速度有关,即质量越大,速度越大,物体的动能越大。
(2)弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关,弹性形变程度越大,则弹性势能越大;
(3)水平台面光滑,且AO=OB,说明没有机械能转化为内能,小球和弹簧组成的整体机械能守恒。
【解答】解:
由题知,O点是弹簧保持原长时小球的位置,则AO段弹簧处于压缩状态,OB段弹簧处于拉伸状态;
小球从A运动到O的过程中,弹簧逐渐恢复原状,弹性形变程度变小,弹性势能变小,
该过程中小球所受弹力方向向右、速度不断增大,动能变大,此过程中弹性势能转化为动能;
到达O点时,弹簧恢复原长,弹性势能为零,小球所受弹力为零,此时速度最大,动能最大;
小球从O运动到B的过程中,弹簧被拉长,形变程度变大,弹性势能变大,
该过程中小球所受弹力方向向左、速度不断减小,动能变小,此过程中动能转化为弹性势能;
AC、小球从A点运动到O点的过程中,动能逐渐增大;小球从O点运动到B点的过程中,动能逐渐减小,故AC错误;
B、小球运动到O点时的速度最大,动能最大;弹簧恢复到原长,弹性势能为零,所以动能和弹性势能不相等,故B错误;
D、水平台面光滑,且AO=OB,说明没有机械能转化为内能,小球和弹簧组成的整体机械能守恒,所以小球在OB间任一位置的动能和弹簧的弹性势能之和保持不变,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了动能和势能的转化与守恒,知道并理解小球在该过程中的速度变化是解决该题的关键。
16.如图所示,是把小球放在相同的斜面上自由滚下,撞击静止在水平面上的木块进行的实验。能说明物体的动能与物体的质量有关的是(  )
A.甲、丙
B.乙、丙
C.甲、乙
D.甲、乙、丙
【分析】(1)一个物体能够做功就说这个物体具有能量,若物体做的功越多就说明物体具有的能量越大;
(2)影响动能大小的因素是质量和速度,在研究时要采用控制变量法。
【解答】解:小球动能的大小是通过小球对木块做功的多少来体现出来的,木块运动的距离越长,就表示小球的动能越大。
动能的大小与质量和速度大小有关,要研究物体动能与物体的质量有关时,必须控制速度一定,即让小球从相同高度处滚下,改变物体的质量。因此符合条件的是乙、丙两图。
故选:B。
【点评】本题考查了探究影响动能大小的因素,实验中注意控制变量法的应用,是中考考查的热点实验。
17.仔细观察如图所示的交通标志牌提供的信息,提出一个有价值且可探究的问题,下列最合适的是(  )
A.为什么不同的汽车最高限速是不一样的?
B.汽车的质量与它的最高限速之间有什么关系?
C.汽车的动能与它的质量和速度有什么关系?
D.物体的动能与它的质量和速度有什么关系?
【分析】解决此题要结合科学探究的主要环节进行分析,结合图片所描述的现象提出问题。
【解答】解:图片提供的信息是不同车型的汽车限制速度不同,而不同车型主要是车辆自身质量不同。所以此题可以探究的是物体的动能与车本身的因素(质量、速度等)的关系。
故选:D。
【点评】此类问题是考查对实验探究中的提出问题环节的理解与掌握情况,提出问题是科学探究过程的首个重要环节,也是物理科学研究中重要的一个环节。
18.如图所示是高速公路的交通标志牌,下列说法错误的是(  )
A.对机动车设定限制速度,可以限制它的动能
B.速度相同时,机动车的质量越大,动能越大
C.当图中三种车辆都以最高限速行驶,小汽车的动能最大
D.对机动车限定最高行驶速度,是因为质量相同时,速度越大动能越大
【分析】(1)明确交通标志牌的含义;
(2)影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度;在动能一定时,质量越大,速度越小;质量越小,速度越大。
【解答】解:
AD、物体的动能与物体的质量和速度有关,同一辆汽车的质量不变,速度越大,其动能越大,所以对机动车设定限制速度,可以限制它的动能,故AD正确;
B、动能与质量和速度都有关,速度相同时,机动车的质量越大,动能越大,故B正确;
C、动能与质量和速度都有关系,小汽车的最高限速大,但质量小,而质量的具体大小关系不确定,所以动能大小不确定,故C错误。
故选:C。
【点评】此题考查了动能的影响因素,是一道联系实际的应用题,体现了物理来源于生活,服务于社会的基本理念。
19.质量较小的鸽子与质量较大的大雁在空中飞行。如果它们的动能相等,那么(  )
A.大雁比鸽子飞得快
B.鸽子比大雁飞得快
C.大雁比鸽子飞得高
D.鸽子比大雁飞得高
【分析】明确动能大小的影响因素为质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;动能相等的两个物体质量越大,则速度越小。
【解答】解:
质量较小的鸽子与质量较大的大雁在空中飞行,如果速度相同,质量大的大雁动能大;
如果它们动能相等,则质量较大的大雁速度较小,质量较小的鸽子速度较大,即鸽子比大雁飞得快,故B正确,A错误;
物体动能大小与高度无关,故CD错误。
故选:B。
【点评】本题考查了动能的影响因素的知识点,要求学生牢固掌握。
20.在粗糙程度相同的水平面上,手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置;松手后,木块最终静止在图乙所示位置。下列说法正确的是(  )
A.如图甲,弹簧被压缩过程中,长度变短,弹簧的弹性势能减小
B.木块被弹簧弹离的瞬间,如果它受到的力全部消失,木块将做匀速直线运动
C.木块从被弹簧弹离至最终静止的过程中,速度减小,惯性减小
D.图乙中,木块对水平面的压力和水平面对木块的支持力是一对平衡力
【分析】(1)弹性势能的大小与物体的弹性形变有关;
(2)物体没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。
(3)惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系,质量越大,惯性越大。
(4)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解:
A、弹簧被压缩过程中,长度变短,形变变大,所以弹簧的弹性势能增大,故A错误;
B、木块被弹簧弹离的瞬间具有一定的速度,如果它受到的力全部消失,由牛顿第一定律可知,木块将做匀速直线运动;故B正确;
C、惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系。木块从被弹簧弹离至最终静止的过程中,速度减小,但其质量不变,故其惯性大小是不变的,故C错误;
D、图乙中,木块对水平面的压力和水平面对木块的支持力分别作用在不同物体上,所以不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查弹性势能的影响因素、力与运动的关系、惯性大小的影响因素、平衡力的辨别等,涉及到的知识点,综合性强,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
21.高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”,是一种不文明的行为,而且会带来很大的社会危害,因为高处的物体具有较大的(  )
A.弹性势能
B.重力势能
C.质量
D.重力
【分析】被举高的物体具有重力势能。重力势能的影响因素是物体的质量和高度,质量越大、位置越高,重力势能越大。
【解答】解:“高空抛物”说明物体一开始所处的高度很高,根据影响重力势能的因素可知,高度越高,物体的重力势能越大,在下落过程中将重力势能转化为动能就越多,危害就会越大。
故选:B。
【点评】本题涉及重力势能概念和影响因素、重力势能与动能之间的相互转化,解题时要熟记这些知识点。
22.关于弹性势能,下列说法正确的是(  )
A.当弹簧变长时,它的弹性势能一定增大
B.弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有关
C.弹性势能的大小与弹簧原来的长度有关
D.同一根弹簧,在压缩和伸长相同长度时(均在弹性限度内)弹性势能的大小是相等的
【分析】弹簧的弹性势能是由于弹簧发生弹性形变而具有的势能,与弹簧的形变量大小有关,与劲度系数有关,与其他因素无关。
【解答】解:A、当弹簧变长时,它的弹性势能不一定增大,若弹簧处于压缩状态时,弹簧的弹性势能减小。故A错误。
BC、弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数和形变量有关,与使弹簧发生形变的物体、弹簧原来的长度无关。故BC错误。
D、对于同一弹簧,在弹性限度内,劲度系数一定,形变量越大,弹性势能越大;所以对同一根弹簧,在压缩和伸长相同长度时(均在弹性限度内)弹性势能的大小是相同的。故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查对弹簧弹性势能的理解,掌握弹簧的弹性势能公式及能量转化关系即可轻松解答。
23.高空抛物是极不文明的行为,会造成很大的危害,2018年3月9日下午4时30分左右,在东莞深圳交界处的东莞塘厦镇观澜碧桂园小区,3个月大的女婴凡凡(化名)被楼上落下的苹果砸中,孩子随即被送医院抢救,至今仍在昏迷中。因为高处的物体具有较大的(  )
A.弹性势能
B.重力势能
C.体积
D.重力
【分析】物体由于被举高而具有的能叫重力势能,重力势能的大小与物体的质量和高度有关。
【解答】解:
物体被举高后具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,重力势能越大;物体下落时重力势能转化动能,重力势能越大,转化成的动能就越大。因此高楼上落下的苹果具有较大的重力势能,下落时转化的动能很大,给女婴凡凡造成很大的危害。
故选:B。
【点评】本题主要考查我们对重力势能的掌握,了解其概念和影响因素,可顺利做出判断,难度不大。
24.跳远运动员助跑的目的是(  )
A.增大向前的冲力
B.增大惯性
C.增大起跳时的动能
D.增大内能
【分析】(1)物体具有保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,任何物体都具有惯性;
(2)物体由于运动而具有的能叫做动能,影响动能大小的因素有质量和速度。
(3)物体内能主要与温度、质量有关。
【解答】解:运动员先助跑一段距离后,获得一定的速度,增大了运动员的动能,起跳后由于惯性会继续向前运动,增大了跳远的距离。但运动员的惯性由运动员的质量决定,运动员的质量不变,因此惯性不变;运动员的内能主要与温度、质量有关,助跑时,其质量不变,温度也没有明显变化,所以内能不变。
综上分析可知,选项ABD错误,C正确。
故选:C。
【点评】此题考查动能的应用、同时考查惯性和内能大小的影响因素,熟练掌握基础知识即可正确解题。
二.填空题(共13小题)
25.说明下列物体各具有哪种形式的机械能:
(1)水平路面上行驶的汽车具有 动能 
(2)正在拉长的弹簧具有 弹性势能 
(3)飞流直下的瀑布具有 动能和重力势能 
【分析】关于机械能,我们学习了三种:
①物体由于运动而具有的能量叫做动能;
②物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能;
③物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
分析题中提到的三个物体所具有的特征,结合动能、重力势能、弹性势能的定义,即可得到此题的答案。
【解答】解:(1)水平路面上行驶的汽车,具有一定的速度,故具有动能。
(2)正在拉长的弹簧发生了弹性形变,故具有弹性势能。
(3)飞流直下的瀑布,瀑布在运动,所以具有动能;瀑布在山上,有一定的高度,所以具有重力势能。
故答案为:(1)动能;(2)弹性势能;(3)动能和重力势能。
【点评】物体具有什么形式的机械能,判断的依据就是:有没有运动(动能)、有没有一定的高度(重力势能)、有没有发生弹性形变(弹性势能)。
26.如图甲,拉满的弓具有 弹性势 能;手在拉弦的同时感到弦也在拉手,这是由于物体间力的作用是 相互 的。如图乙,运动员拉弦的手要戴上“护指”,这是通过增大手的受力面积来 减小 (选填“增大”或“减小”)弦对手的压强。
【分析】物体发生弹性形变会产生弹性势能;物体间力的作用是相互的;当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,大小相等,方向相反,作用在两个物体上;减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强
【解答】解:物体发生弹性形变会产生弹性势能,拉弯的弓发生形变,因此弓具有弹性势能;
手拉弦,手对弦施加力的同时,弦也对手有力的作用,因此人觉得弦也在拉手,能说明物体间力的作用是相互的;
运动员拉弦的手要戴上“护指”,这是通过增大手的受力面积来减小弦对手的压强;
故答案为:弹性势;相互;减小。
【点评】此题考查了弹性势能、改变压强方法等知识,都是基础知识的考查,生活处处有物理,留心观察皆学问。
27.从离地20m高的A点斜向上抛出重1N的小球,其运动轨迹如图所示。小球离开手时的动能为20J,则当它运动到与A点等高的B点时具有的动能是 20 J,刚接触地面时的动能是 40 J.(不计空气阻力)
【分析】(1)不计空气阻力,小球在运动过程中机械能守恒。据此分析小球在A点和B点的机械能和重力势能的大小,进而得出动能的大小。
(2)小球从A点运动到刚接触地面时,其具有的重力势能全部转化为动能,据此计算刚接触地面时的动能。
【解答】解:
(1)不计空气阻力,小球在运动过程中机械能守恒,故小球在B点的机械能等于在A点的机械能,A点和B点等高,则小球的重力势能相等,而机械能等于动能与势能的总和,所以小球在B点的动能等于在A点的动能,即它运动到B点时具有的动能是20J。
(2)小球离开手时的动能为20J,
小球在A点时的重力势能EP=Gh=1N×20m=20J,
小球从A点运动到刚接触地面时,其具有重力势能全部转化为动能,
故刚接触地面时的动能Ek=20J+20J=40J。
故答案为:20;40。
【点评】此题考查了动能和势能的大小变化,以及机械能守恒,有一定难度。
28.沿水平桌面自由滚落的小球的运动轨迹如图所示,C、D两处高度相同。B点的动能 < C点的动能。(选填“>”“=”或“<”)
【分析】物体由于运动而具有的能量叫动能,其大小与质量和速度有关,从B点到C点的过程中,小球的质量不变,所处高度减小,重力势能转化为动能。
【解答】解:从B点到C点的过程中,小球的质量不变,所处高度减小,小球的重力势能减小,重力势能转化为动能,故动能越来越大,即B点的动能小于C点的动能;
故答案为:<。
【点评】本题考查动能的大小变化,明确影响动能的因素是解答此题的关键。
29.如图所示是“无人机”为隔离人员运送物资的情景。无人机下降时,以地面为参照物,无人机是 运动 的(选填“运动”或“静止”);下降过程中,其重力势能 减小 ,惯性 不变 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【分析】(1)物体运动还是静止,关键是看它相对参照物位置是否变化;
(2)判断重力势能大小的变化,从重力势能的两个影响因素质量和高度去判断;
(3)惯性是物质的一种属性,只与物体的质量有关。
【解答】解:
(1)无人机下降过程中相对于地面的位置在不断发生变化,所以无人机下降时,以地面为参照物,无人机是运动的;
(2)无人机下降过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小;
(3)无人机降过程中,质量不变,惯性只与物体的质量有关,故惯性不变。
故答案为:运动;减小;不变。
【点评】此题主要考查学生对参照物的选择、运动和静止的相对性的理解和掌握,研究同一物体的运动状态,如果选择不同的参照物,得出的结论可以不同,但都是正确的结论;掌握重力势能的大小,以及惯性,是基础题。
30.地铁“九号线”为松江市民出行带来了方便,全程分为地下、高架铺设。若以行驶的地铁为参照物,地铁内的座椅是 静止 的(选填“静止”或“运动”);地铁由高架驶往地下时,其重力势能 减小 ;当地铁减速进站时,惯性 不变 (后两空均选填“增大”“不变”或“减小”)。
【分析】(1)物体运动还是静止,关键是看它相对参照物位置是否变化;
(2)判断重力势能大小的变化,从重力势能的两个影响因素质量和高度去判断;
(3)惯性是物质的一种属性,只与物体的质量有关。
【解答】解:
(1)地铁内的座椅相当于行驶的地铁的位置没有发生变化,因此以行驶的地铁为参照物,地铁内的座椅是静止的;
(2)地铁由高架驶往地下时,地铁的质量不变,高度减小,地铁的重力势能减小;
(3)惯性只与物体的质量有关,当地铁减速进站时,地铁的质量不变,故地铁的惯性不变。
故答案为:静止;减小;不变。
【点评】此题主要考查学生对参照物的选择、运动和静止的相对性的理解和掌握,研究同一物体的运动状态,如果选择不同的参照物,得出的结论可以不同,但都是正确的结论;掌握重力势能的大小,以及惯性,是基础题。
31.如图甲所示,将一根弹簧和一个质量为1kg的金属球(球上有小孔)套在铁架台的金属杆AB上面.现将小球提到B端后松手,小球的高度随时间变化情况如图乙所示,弹簧原来的长度 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)40cm,在0~t1过程中,小球的动能 增大 (选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“不变”),此过程中小球重力势能的变化量 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)动能变化量,在t1、t2两个时刻,小球的动能分别为Ek1、Ek2,则Ek1 > Ek2(选填“>”、“=”或“<”)
【分析】(1)影响动能的因素是质量和速度,影响重力势能的因素是质量和高度,影响弹性势能的因素是弹簧的弹性形变程度;
(2)动能、势能、内能之间可以相互转化。
【解答】解:
由图象可知,小球最终会静止在弹簧上,此时弹簧受到了小球向下的压力,且此时小球的高度为40cm,故弹簧的原长要大于40cm;
由图象可知,小球最终会静止在40cm高的弹簧上,小球在这一位置受平衡力,即小球的重力和弹簧对小球的弹力相等,说明小球在0~t1过程中,受力不平衡,合力方向向下,向下做加速运动,小球质量不变,小球的动能增大;
由图象可知,小球每次弹起的最大高度减小,说明小球运动时受到阻力的作用,在0﹣t1过程中小球重力势能转化为弹簧的弹性势能、小球的动能和内能,故在0﹣t1过程中小球重力势能的变化量大于动能变化量;
由于小球受到阻力的作用,小球的一部分机械能会转化为内能,在t1、t2两个时刻,小球的高度是相同的,小球的重力势能相同,弹簧的弹性势能相同,根据能量守恒,动能会越来越小,其大小关系为:Ek1>Ek2。
故答案为:大于;增大;大于;>。
【点评】本题考查影响动能、势能的因素和能量之间的转化,主要考查学生对所学物理知识点的灵活应用能力。
32.如图所示,小伟玩蹦蹦杆的情景,蹦蹦杆由地面弹起,在空中升高的过程中:小伟的重力势能 增大 ,小伟的动能 减小 ;在下落后,从杆尖触地到弹簧压缩至最短,弹性势能 增大 (均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量、速度;
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举的高度;
(3)弹性势能大小的影响因素:发生弹性形变的程度。
【解答】解:
蹦蹦杆由地面弹起,在空中升高的过程中,小伟的质量不变,高度增大,其重力势能增大;同时速度减小,其动能减小;
在下落后,从杆尖触地到弹簧压缩至最短,弹簧的形变变大,则弹簧的弹性势能增大。
故答案为:增大;减小;增大。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素,能判断动能、重力势能、弹性势能的大小变化可顺利解答。
33.已知物体的动能的表达式为Ek=,其中m为物体的质量,v是物体运动的速度,质量为100g的物体从高空下落,速度为20m/s时,其动能大小为 20 J。
【分析】由动能公式计算物体动能。
【解答】解:物体的动能:Ek=mv2=×0.1kg×(20m/s)2═20J。
故答案为:20.
【点评】此题考查动能大小的计算,虽然初中学生没有接触过动能公式,但因为条件已知,所以难度不大。
34.我国自主研制的某种型号手枪,其发射出的子弹能穿透距离25m处的厚为4mm钢板或6cm砖墙,该子弹之所以有很强的穿透性是因为子弹的速度很大, 动能 大(选填“动能”或“惯性”),对障碍物产生很大的穿透力。
【分析】动能大小的影响因素:质量、速度;物体的质量越大,速度越大,其动能越大。
【解答】解:运动的物体具有动能,而动能的大小与物体的质量和速度有关,该子弹之所以有很强的穿透性是因为子弹的速度很大,动能大,对障碍物产生很大的穿透力。
故答案为:动能。
【点评】此题考查动能大小的影响因素,难度不大,属于基础题目。
35.如图所示,将一张卡片对折,在开口的一边剪两刀,然后将橡皮筋套在开口边,就做成了一个会“跳”的卡片。将卡片反过来,用手压平在桌面上,使橡皮筋伸长,迅速松开手,会看到卡片 跳起 ,这一现象说明:发生弹性形变的橡皮筋具有 弹性势 能,对卡片做功。卡片在上升过程中,重力势能将 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【分析】(1)发生弹性形变的物体就具有了弹性势能,也具有了弹力,必然会对使它发生形变的物体施加力的作用。
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
【解答】解:“橡皮筋伸长”说明橡皮筋发生弹性形变,发生弹性形变的物体要恢复原状,就会对使它发生形变的物体施加力的作用,所以橡皮筋对硬卡片施力,使它跳起。橡皮筋发生了弹性形变,所以它具有了弹性势能。
卡片在上升过程中,质量不变,高度升高,所以重力势能将增大。
故答案为:跳起;弹性势;增大。
【点评】此题考查势能的影响因素,属于基础知识考查,难度不大。
36.弹弓是一种常见的玩具,它能把“子弹”射出一段距离。如图所示,小刚同学用弹弓研究橡皮筋弹性势能大小的影响因素。保持弹弓的高度和“子弹”水平的发射方向不变,小明发现,在弹性限度内,橡皮筋拉的越长,同样的“子弹”射得越远。由此,小明得到结论:在弹性限度内,橡皮筋的弹性势能的大小与橡皮筋的 形变程度 有关。
【分析】(1)弹性势能的大小不易观察,故我们用射出子弹的远近来反映出弹性势能的大小,这种方法是转换法。
(2)子弹射出距离的远近,反映了橡皮筋具有弹性势能的多少,将其与橡皮筋的弹性形变的程度联系起来,即可得到结论。
【解答】解:弹性势能的大小不易观察,故我们用射出子弹的远近来反映出弹性势能的大小,橡皮筋形变程度越大,子弹被射出的越远;子弹被射出的越远,说明橡皮筋具有的弹性势能越大。故结论为:在弹性限度内,橡皮筋的弹性势能的大小与橡皮筋的形变程度有关,形变程度越大,弹性势能越大。
故答案为:形变程度。
【点评】物体具有能量的多少,可以通过物体对外做功的多少来反映,在此过程中橡皮筋具有弹性势能的多少可以通过其对外做功的多少来体现,这是一种转换的思想。
37.骑车上坡前,小兴用力猛蹬自行车的目的是 增加动能 ,其惯性将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】(1)根据动能大小的影响因素分析解答:物体的动能大小由物体的质量和物体的速度两个因素决定,并且质量越大,速度越大,物体的动能就越大。
(2)根据惯性大小的影响因素分析解答:惯性的大小只与物体的质量有关。
【解答】解:动能大小的影响因素是质量和速度,骑车上坡前,人和车的质量不变,如果用力猛蹬自行车,会提高车速,则车的动能会增加;
惯性的大小只与物体的质量有关,与速度大小无关,骑车上坡,人和车的质量不变,其惯性是不变的。
故答案为:增加动能;不变。
【点评】解决此类问题要结合影响动能和惯性大小的因素进行分析解答。
三.实验探究题(共4小题)
38.在“探究影响动能大小因素”的实验中,如图所示,让小球从同一光滑斜面上由静止滚下,小球撞击放在水平面上的木块,使木块滑动,虚线位置为木块滑动一段距离后静止的位置。(已知h1<h2<h3)
(1)球从斜面滚下的过程中,小球的能量转化情况为 重力势能转化为动能 。
(2)本实验是通过 木块被推开的距离 比较小球动能的大小。
(3)小明发现小球撞击木块后,小球偏离了原来的轨道,而木块则被撞飞,于是他对实验进行了改进,下列做法有效的是 D 
A.增大球的质量
B.减小木块的质量
C.使小球从更高的位置上滚下
D.在斜面和水平面上刻上凹形的滑槽,使小球沿滑槽运动,同时适当增加木块质量
【分析】(1)小球在斜面上有一定的高度具有重力势能,从斜面滑下将重力势能转化为动能;
(2)实验中通过比较小球推动木块移动的距离来判断小球动能的大小;
(3)小球撞击木块后,小球偏离了原来的轨道,说明球在撞击木块时偏离了方向,要让球滑下时方向不偏可以让球在凹型槽中运动;
【解答】解:
(1)小球在斜面上有一定的高度,小球具有重力势能,小球从斜面滑下,重力势能变小,动能变大,重力势能转化为动能;
(2)实验中通过比较小球推动木块移动的距离来判断小球动能的大小,这是采用了转换法;
(3)小球撞击木块后,小球偏离了原来的轨道,说明小球在撞击木块时偏离了原来的运动方向,要让小球不偏离原来的轨道,可以让小球在凹型槽中运动,且可以适当的增大木块的质量使其运动更加稳定(不会撞飞),故选D。
故答案为:(1)重力势能转化为动能;(2)木块被推开的距离;(3)D.
【点评】本题探究影响动能大小因素的实验,考查机械能的转化、转换法的运用和对实验方案的改进。
39.小明做“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验.实验中,小球从同一斜面由静止滚下,到达水平面后推动木块运动一段距离后静止.
(1)图甲实验中,让两小球从同一高度由静止释放的目的是 控制速度相同 .该实验是通过观察 木块移动的距离 的大小来说明小球动能的大小,探究的是动能与 质量 的关系.
(2)由图乙实验得到的结论是: 物体的质量相同时,速度越大 ,物体的动能越大.
(3)小华利用图丙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时,通过观察小球撞击相同塑料软片的数目来比较小球的动能大小(图中未画出固定塑料软片的装置).老师指出此装置不适合体积不同的两个小球做实验,原因是 塑料软片对不同体积的小球的阻力不同 .
(4)得出正确的实验结论后,小红用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块.观察到木块被撞击后移动的情况是 C .
A.质量大的铁球将木块推动的距离较远
B.质量小的铁球将木块推动的距离较远
C.质量不同的铁球将木块推动的距离相同
【分析】(1)小球从同一高度由静止释放,到达斜面底部的速度相同;小球动能大小通过小球推动木块运动距离来反映;
(2)在乙图的两个实验中,控制了质量相同,速度不同,研究动能与速度关系;
(3)体积大小不同的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力不同,据此进行分析解答;
(4)弹性势能的大小与弹性形变程度的大小有关。
【解答】解:(1)质量不同的小球从同一高度由静止释放的目的是使小球到达水平面获得的初速度相同,控制速度大小相等,改变小球的质量,可以探究动能大小跟质量的关系;
该实验通过观察小球推动木块运动距离大小来说明小球对木块做功多少,从而反映小球动能的大小;
(2)由图可知,控制了小球质量相同,下降的高度不同,速度不同,而速度越大,木块被球撞击后移动的距离的越长,所得到的结论是:物体的质量相同时,速度越大,动能越大;
(3)体积大的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力大,即体积大小不同的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力不同,无法“探究动能大小与质量关系”;
(4)小红用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,由于弹簧的压缩程度相同,则具有的弹性势能相同,转换成的动能相同,所以推动木块移动的距离也相同,故选C。
故答案为:(1)控制速度相同;木块移动的距离;质量;(2)物体的质量相同时,速度越大;(3)塑料软片对不同体积的小球的阻力不同;(4)C。
【点评】解决此类问题要会利用控制变量法和转换法,是中考探究实验考查的重点,设计实验时,要考虑到实验的影响因素。
40.学校物理小组在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”时,提出以下猜想:
猜想一:弹性势能的大小与弹簧的材料有关;
猜想二:弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。
为此,小新选用了长度和粗细分别相同,但材料不同的两根弹簧A和B,小球、木块等器材,利用如图所示的实验装置进行实验,实验数据记录如表:
实验次数
使用弹簧次数
被压缩后弹簧的长度/cm
木块移动的距离/cm
1
弹簧A
5
2
弹簧A
8
3
弹簧B
5
4
弹簧B
8
(1)弹簧将小球弹开的过程中,弹簧的弹性势能转化成小球的 动能 。
(2)为验证猜想一,可选用实验 ① 和 ③ (选填实验次序)记录的数据进行比较。对数据进行比较分析时,若 木块被推动的距离不相等 ,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
(3)为验证猜想二,可选用实验 ① 和 ② (选填实验次序)记录的数据进行比较。
(4)由于弹性势能的大小不便用仪器测量,本实验中弹性势能的大小可通过为木块移动距离的大小来反映,这种研究方法叫 转换法 。
【分析】(1)弹簧弹开小球的过程中,弹簧逐渐恢复原长,弹簧的弹性势能转化为小球的动能。
(2)探究弹性势能的大小与弹簧的材料有关;需保证弹簧丝的长度、粗细、压缩程度相同,材料不同,放手后小球被弹出,并与一木块相碰,观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小;
(3)探究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关,改变弹簧的形变大小,放手后小球被弹出,并与一木块相碰,观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小;
(4)由于弹性势能的大小不便用仪器测量,本实验中把弹性势能的大小转换为观察木块被推动的距离大小,这种研究方法叫转换法。
【解答】解:(1)弹簧将小球弹开的过程中,将弹簧的弹性势能转化为小球的动能。
(2)为验证猜想一,需选用长度、粗细相同,材料不同的两根弹簧,将两根弹簧压缩相同的长度,将小球置于弹簧的右端,松开后小球碰到同一位置的相同木块上,对数据进行比较分析时,若木块被推动的距离不相等,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关;故选择实验①和③(或②和④)次实验。
(3)为验证猜想二,需选用长度、粗细和材料相同,改变弹簧的弹性形变大小,实验时可将同一个弹簧压缩不同的长度,观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小;故选择实验①和②(或③和④)次实验。
(4)小球碰到木块上,小球推动木块前进,弹簧的弹性势能越大,转化为小球的动能越大,木块被推动的距离越远,因此通过比较木块被推动距离的大小,可以比较弹簧弹性势能的大小;这里用到的物理方法是转换法。
故答案为:(1)动能;(2)①;③;木块被推动的距离不相等;(3)①;②;(4)转换法。
【点评】本题为探究弹性势能与形变大小关系的实验,考查了分析实验能力,以及对控制变量法、转换法的了解与掌握,要仔细分析,避免出错。
41.某物理实验小组在探究“影响重力势能大小的因素”时,提出了如下猜想:
猜想一:重力势能的大小可能与物体的质量有关
猜想二:重力势能的大小可能与物体所在的高度有关
猜想三:重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。
为了验证猜想,他们准备了如下实验器材:
花泥(易产生塑性形变)若干块,刻度尺一把,体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图所示(小球在光滑管道中运动的能量损失不计)。实验中均让小球从图中高度自由下落,待小球静止后,分别用刻度尺测出小球陷入花泥的深度。请你根据图中实验情景完成下列内容。
(1)本实验是通过观察 小球陷入花泥的深度 来判断重力势能大小的。
(2)比较A、B两球,由此可得出结论: 当下落高度一定时,物体的质量越大,重力势能越大 。
(3)比较 A、C 两球,可得出结论:当物体 质量 相同时,高度越高,物体具有的重力势能越大。
(4)比较C、D两球,可得出:物体的重力势能与物体运动的路径 无关 (选填“有关”或“无关”)。
(5)小球下落陷入花泥前,将重力势能转化为 动 能。
(6)该实验采用的物理研究方法是 控制变量 (写出其中的一种即可)。
【分析】(1)实验中通过球陷入沙面的深度来反映小球重力势能的大小用到转换法;
(2)(3)(4)影响重力势能的因素有物体的质量和下落高度,实验中研究物体的重力势能与物体的质量关系时,需要保持下落高度和运动路径相同,改变物体质量;研究物体重力势能与下落高度的关系时,需要保持物体质量和运动路径相同,改变下落高度;研究物体重力势能与运动路径的关系时,需要保持物体质量和下落高度相同,改变运动路径,上面的探究过程,用到控制变量法;
(5)机械能包括动能和势能;在一定条件下,不同形式的能量之间可以相互转化;
(6)根据控制变量法和转换法分析。
【解答】解:
(1)本实验中,小球的重力势能大小是通过小球陷入花泥的深度来反映的;这是转换法的应用;
(2)比较A、B两球,下落高度和运动路径相同,B球质量大于A球质量,发现B球陷入花泥的深度更大,说明B球的重力势能较大,由此可得出结论:当下落高度一定时,物体的质量越大,重力势能越大;
(3)比较A、C两球,两球质量相同,下落路径也相同,C球的下落高度大于A球的下落高度,发现C球陷入花泥的深度更大,说明C球的重力势能较大,由此可得出结论:当物体的质量相同时,下落高度越高,物体的重力势能越大;
(4)比较C、D两球,两球的质量相同,下落高度也相同,两球的运动路径不同,但陷入花泥的深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径无关。
(5)小球下落陷入花泥前,质量不变,高度减小,速度增大,所以将重力势能转化为动能;
(6)重力势能的影响因素有两个,实验中,采用的是控制变量法;实验中通过球陷入花泥的深度来反映小球重力势能的大小,用到的是转换法。
故答案为:(1)小球陷入花泥的深度;(2)当下落高度一定时,物体的质量越大,重力势能越大;(3)A、C;质量;(4)无关;(5)动;(6)控制变量。
【点评】此题考查学生对于物体重力势能的理解和掌握,注意分析实验时,控制变量法和转换法的应用。

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