第三章第2节《机械能》培优训练(原卷版+解析)

浙教版科学九年级上第三章第2节《机械能》培优训练学习目标：1.能表示物体由于运动而具有的能叫做动能，解释动能的大小与物体的质量和运动速度有关。2.说明重力势能及重力势能的决定因素；判断弹性势能及弹性势能的决定因素。3.能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化，判断机械能和其他形式的能的转化实例。同步训练：1.篮球抛向空中，忽略空气阻力，下列哪一幅图像能正确反映球离手后至落回地面前机械能E与篮球离地高度h的关系？(▲)2.如图所示，一个玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚。弹簧在运动过程中，有哪些机械能发生了转化(▲)A.只有动能和重力势能B.只有动能和弹性势能C.只有重力势能和弹性势能D.动能、重力势能和弹性势能都发生了转化3.如图所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜面A点自由滚下，分别经过图中a、b、c各位置，关于小球的动能和重力势能描述错误的是(▲)A.从a到b动能转化为重力势能B.在b、c处重力势能相等C.从a到c重力势能转化为动能D.在a处动能最大4.为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验(如图所示)，让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离。关于该实验的说法中不正确的是(▲)A.该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小B.该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等C.在实验器材的选择时，可以不考虑斜面的光滑程度，被撞木块的质量和软硬等因素D.实验过程中，让同一小球从不同高度落下，目的是让小球获得不同的运动速度5.2018年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗“北斗”导航卫星，如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列说法正确的是(▲)A.卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒B.卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒C.卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒D.卫星从近地点运行到远地点，重力势能减小，动能减小，机械能不守恒6.如图所示，甲、乙是两个完全相同的网球。在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是(▲)A.甲球在空中下落时，重力势能增大，动能减小B.乙球上升过程中，重力势能转化为动能C.抛出时甲、乙两球的机械能相等D.抛出时甲球的动能小于乙球的动能7.下列有关机械能的说法中正确的是(▲)A.只要对物体施力，物体的动能就会改变B.在平衡力作用下运动的木块的动能可能保持不变C.推出的铅球在下落的过程中动能保持不变D.如果物体的运动速度不变，则物体的机械能也不变8.2018年5月26日，“勇者荣耀花式蹦极”挑战赛在湖南张家界大峡谷玻璃桥展开，来自俄罗斯等国的多名蹦极高手在此成功挑战260m高的世界最高蹦极台，挑战者从平台起跳到下落到最低点的过程中，蹦极绳发生了▲形变，若不计空气阻力和摩擦，在能量转化的过程中机械能的总量▲(填“不变”“变小”或“变大”)。9.甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上。甲、乙两人质量相等，甲上行中动能▲(填“增加”“不变”或“减少”)。某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能▲(填“大于”“等于”或“小于”，下同)乙的重力势能，甲的机械能▲乙的机械能。10.小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。他们的实验装置如下图，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：(1)弹簧弹性势能的大小是通过▲来衡量的。(2)探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用▲(填“相同”或“不同”)的弹簧进行实验，并先后改变▲之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。(3)小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和▲两种物理思想方法。11.探究影响物体弹性势能大小的因素，选择弹簧进行研究，将光滑水平面与光滑斜面连接，如图。①将甲弹簧放置在水平面上，用小球压缩弹簧2cm,释放后，小球滚上A斜面，记录小球在斜面最高点时的高度，重复三次，取平均值记录在下表中，更换B斜面，重复实验。②压缩甲弹簧3cm,重复实验①步骤。③换用不同弹簧，重复实验①步骤。实验序号弹簧弹簧长度／cm弹簧材料压缩量／cm小球在斜面A上高度／m小球在斜面B上高度／m1甲20合金120.180.182甲20合金130.400.403乙20合金220.220.224丙30合金120.120.125丁30合金220.150.15(1)实验中，通过观察▲判断弹簧弹性势能的大小。(2)比较▲(填实验序号)，说明弹簧的弹性势能与弹簧的形变大小有关。(3)由实验结果可知，弹簧的弹性势能大小还与弹簧的▲有关。12.排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次反弹的高度都低于落下时的高度。(1)解释整个过程中能量是否守恒。(2)排球从接触地面到形变最大的过程中，速度υ与形变大小ΔV之间的关系大致如图，请说明该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系。13.为了探究物体动能大小的影响因素，同学们设计了如图甲、乙、丙所示的实验装置，让小球从同一斜面由静止开始下滑，撞击水平木板上的木块来进行实验。请回答下列问题：(1)本实验是研究动能大小与▲的关系。(2)比较甲、乙两次实验可以得到的结论是▲。(3)某同学改用如图丁所示装置探究小球的动能与质量的关系，为了让小球到达B点时速度相同，用质量不同的小球，每次将弹簧压缩到A位置，然后由静止释放，请判断该方案是否可行，并说明理由▲。14.第53届世乒赛中首次使用了“40+”新球，新球与“40”旧球如图甲所示。小科想比较两种球的弹性大小，做了如下实验；将两球从相同高度由静止同时释放，比较两球落到同一桌面上弹起的高度得出弹性的大小，发现很难比较两球弹起的高度，继续观察，两球在桌面上反复弹跳，发现新球停止弹跳时，旧球还在弹跳，如图乙所示。多次实验结果相同，说明旧球的弹性比新球好。(1)乒乓球下落过程中重力势能逐渐▲。(2)该实验体现了转换的思想，将比较球的弹性分别转换为比较弹起的高度和▲。15.小松妈妈去百货大楼购物，自动扶梯把她从一楼匀速送到二楼的过程中，她的(▲)A.动能增大，势能增大，机械能增大B.动能增大，势能增大，机械能不变C.动能不变，势能增大，机械能不变D.动能不变，势能增大，机械能增大16.兴趣小组同学探究“物体动能大小的影响因素”实验中，猜想“物体动能大小与质量大小有关”，所用的实验装置如图甲，图乙和丙为实验改进装置，A、B为质量不同的两个小球。(1)图甲的几次实验中，木块运动到了长木板的末端之外，在现有器材的基础上，解决的办法有▲(列举一点)。(2)有同学对“质量不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑。小组同学在图乙的基础上改进，在斜面上增设两个相同的光滑小凹槽和两个钢尺(如图丙)。实验开始时，将钢尺1在如图位置竖直向上拉起，目的是为了保证▲。(3)图丙的实验中，若观察到▲。则可以确认两小球刚到达底部时的速度大小相等。17.观察、实验、推理是物理研究的重要手可段，物理学家伽利略因观察到比萨大教堂穹顶上。吊灯因风不停摆动，发现了摆的重要特性。某兴与趣小组根据当时情况，准备了小钢球(大小可忽略不计)、弹性很小的结实轻细绳等器材组成了图甲装置。在无风的情况下，把小钢球拉离到最低位置(A)x处释放。如图乙所示，小钢球将来回摆动。兴趣小组猜想影响小钢球往返一次的时间因素有：摆绳长L,小钢球质量m,起始小钢球拉离到最低位置(A)的距离x。由此进行实验，用秒表记下小钢球往返的时间。实验数据记录如下：实验序号摆绳长L/m小钢球质量／g最初将小钢球拉至最低位置的距离x/cm小钢球往返运动一次的平均时间／s11505.01.9921507.02.0031509.02.00411009.02.00511509.02.0062509.02.8374509.03.99(1)由表中(填表中实验次第序号)三组数据可知：小钢球往返一次的时间与小钢球拉离最低位置的距离x无关。(2)由表中第3、4、5次实验数据分析可知：小钢球往返一次的时间与无关。(3)由表中第3、6、7次实验数据分析可知：摆绳越长，小钢球往返一次的时间越。(4)我们生活用的摆钟(如图丙)，就是利用这一原理工作的，有人发现正在工作的摆钟往返一次的时间变长了(即钟的走时比准确时慢)，则需将摆锤往(填“上”或“下”)调。18.如图所示，斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定。小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点。则下列说法中正确的是(▲)A.小物块从P向M运动过程中，机械能减小B.小物块从P向M运动过程中，重力势能增大C.弹簧被压缩到最短时，小物块动能最大D.小物块从M向T透动过程中，速度变快19.如图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。实验中，让同一铜球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，下列说法正确的是(▲)A.该实验探究的是物体动能大小与高度的关系B.该实验探究的是物体动能大小与质量的关系C.该实验中，物体的动能是指木块B的动能D.该实验结论可以解释为什么对机动车限速20.相关资料表明，大部分重大交通事故是因为汽车超载超速造成的。兴趣小组决定对超载超速问题进行一次模拟探究，经讨论后认为，可以用小球作为理想模型，代替汽车作为研究对象。如图，将小球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙三次实验，其中h1＝h3>h2,m==mB<mc。(1)把小球放在同一高度由静止开始沿斜面滚下是为了控制▲相同。(2)实验中超载超速带来的危害程度用▲表示。(3)研究超载带来的危害时，选择甲、乙、丙三次实验中的▲进行比较。(4)为比较超载超速带来的危害程度，兴趣小组利用上述器材进行定量研究。得到数据如下表：小球质量／g高度／cm木块移动距离／cmA10510B20518C30529D101038E101586请根据上表数据分析，货车超载20%与超速20%两者相比，潜在危害较大的是▲。浙教版科学九年级上第三章第2节《机械能》培优训练学习目标：1.能表示物体由于运动而具有的能叫做动能，解释动能的大小与物体的质量和运动速度有关。2.说明重力势能及重力势能的决定因素；判断弹性势能及弹性势能的决定因素。3.能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化，判断机械能和其他形式的能的转化实例。同步训练：1.篮球抛向空中，忽略空气阻力，下列哪一幅图像能正确反映球离手后至落回地面前机械能E与篮球离地高度h的关系？(▲)【答案】A【解析】【分析】【详解】略2.如图所示，一个玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚。弹簧在运动过程中，有哪些机械能发生了转化(▲)A.只有动能和重力势能B.只有动能和弹性势能C.只有重力势能和弹性势能D.动能、重力势能和弹性势能都发生了转化【答案】D【解析】(1)动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。(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。(3)物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能，影响弹性势能的因素有弹性形变的大小，在弹性限度内，弹性形变越大，物体具有的弹性势能越大。【分析】此题考查动能和势能的大小变化，关键是知道动能、重力势能和弹性势能的概念、以及影响因素。【详解】玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚。弹簧在运动过程中，质量不变，速度变大，动能变大；弹簧高度降低，重力势能变小；同时弹簧要恢复原来的形状，形变变小，故弹性势能变小。综上分析可知，动能、重力势能和弹性势能都发生了转化。故ABC错误，D正确。故选：D.3.如图所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜面A点自由滚下，分别经过图中a、b、c各位置，关于小球的动能和重力势能描述错误的是(▲)A.从a到b动能转化为重力势能B.在b、c处重力势能相等C.从a到c重力势能转化为动能D.在a处动能最大【答案】C【解析】(1)动能和物体的质量、速度有关；(2)重力势能和物体的质量、高度有关；(3)动能和重力势能是可以相互转化的。【分析】明确影响动能重力势能的因素，并对小球的降低和升高状态做出判断是解答此题的关键。【详解】A、小球从最高点释放，滚动到最低点a点时的速度最大，即动能最大，故从a到b过程中，质量不变，速度变小，动能变小，同时高度增加，重力势能增大，所以是动能转化为重力势能的过程，故A正确；B、在b,c处小球的质量相同，高度相同，所以重力势能相同，故B正确；C、小球从最高点释放，滚动到最低点a点时的速度最大，即动能最大，故从a到c过程中，质量不变，速度变小，能变小，同时高度增加，重力势能增大，所以是动能转化为重力势能的过程，故C错误；D、小球从最高点释放，滚动到最低点a点时的速度最大，即动能最大，故D正确；故选C.4.为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验(如图所示)，让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离。关于该实验的说法中不正确的是(▲)A.该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小B.该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等C.在实验器材的选择时，可以不考虑斜面的光滑程度，被撞木块的质量和软硬等因素D.实验过程中，让同一小球从不同高度落下，目的是让小球获得不同的运动速度【答案】C【解析】动能的决定因素有两个：质量和速度，在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”时，应该利用控制变量法的思路，去分析解决；钢球把木块推出的距离长，说明的动能大这是一种转换的方法。【分析】本题全面地考查动能的大小与哪些因素得实验，解答时注意多因素问题时需要运用控制变量法，反映动能多少时运用了转换法。【详解】A、球的动能是从木块被推出的距离看出的，这里采用了转换法的思想，故该选项说法正确；B、球的动能与质量和速度都有关系，根控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等；故该选项说法正确；C、斜面的光滑程度影响小球滚下的速度，木块的质量和软硬影响碰撞的程度，所以在实验器材的选择时，考虑斜面的光滑程度，木块的质量和软硬等因素，故该选项说法不正确；D、球滚到水平面上时获得的速度与球在斜面上的高度有关，同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球获得不同的运动速度，故该选项说法正确。故选C。5.2018年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗“北斗”导航卫星，如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列说法正确的是(▲)A.卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒B.卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒C.卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒D.卫星从近地点运行到远地点，重力势能减小，动能减小，机械能不守恒【答案】A【解析】影响动能的因素是物体的质量和物体运动的速度；影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度。根据动能、重力势能影响因素的情况得出动能和重力势能的大小情况。再根据能量变化的规律：减小的能量转化为增大的能量得出答案。【分析】掌握动能、势能大小的影响因素，掌握动能、势能的大小变化情况。同时知道卫星在绕地球运动时，没有任何物质和卫星摩擦，机械能没有消耗，机械能是守恒的。【详解】AB.在大气层外运行，不受空气阻力，机械能是守恒的，卫星从远地点运行到近地点时，相对高度减小，所以势能减小，同时速度增大，动能增大，机械能守恒，故A正确，B错误；CD.在大气层外运行，不受空气阻力，机械能是守恒的，卫星从近地点运行到远地点时，相对高度增大，所以势能增大，同时速度减小，动能减小，机械能守恒，故CD错误。故选：A.6.如图所示，甲、乙是两个完全相同的网球。在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是(▲)A.甲球在空中下落时，重力势能增大，动能减小B.乙球上升过程中，重力势能转化为动能C.抛出时甲、乙两球的机械能相等D.抛出时甲球的动能小于乙球的动能【答案】C【解析】动能大小的影响因素是质量和速度，质量一定时，物体的速度越大，动能就越大；速度一定时，物体的质量越大，动能就越大；重力势能大小的影响因素是质量和高度，质量一定时，物体的高度越大，重力势能就越大；高度一定时，物体的质量越大，重力势能就越大。1、动能大小的影响因素是质量和速度，质量一定时，物体的速度越大，动能就越大；速度一定时，物体的质量越大，动能就越大；重力势能大小的影响因素是质量和高度，质量一定时，物体的高度越大，重力势能就越大；高度一定时，物体的质量越大，重力势能就越大；2、甲球在空中下落时，质量不变，速度增大，高度减小；3、乙球上升过程中，质量不变，速度减小，高度增大；4、抛出时，甲、乙两球质量相等，速度相等，高度相等，动能和势能统称为机械能。【分析】本题主要考查了动能和重力势能的概念及影响其大小的因素，属于基本内容，在判断动能和重力势能的大小时，要注意看影响动能和重力势能大小的因素怎么变化。【详解】A、甲球在空中下落时，质量不变，速度增大，所以动能增大；质量不变，高度减小，所以重力势能减小，故A错；B、乙球上升过程中，质量不变，速度减小，所以动能减小；质量不变，高度增大，所以重力势能增大，是动能转化为重力势能，故B错；C、抛出时，甲、乙两球质量相等，速度相等，所以动能相等；质量相等，高度相等，所以重力势能相等；动能和势能统称为机械能，所以机械能相等，故C正确；D、抛出时，甲、乙两球质量相等，速度相等，所以动能相等。(动能和势能的概念【动能和势能】)7.下列有关机械能的说法中正确的是(▲)A.只要对物体施力，物体的动能就会改变B.在平衡力作用下运动的木块的动能可能保持不变C.推出的铅球在下落的过程中动能保持不变D.如果物体的运动速度不变，则物体的机械能也不变【答案】B【解析】(1)力是改变物体运动状态的原因，维持物体运动不需要力，如果一个物体的运动状态发生了改变，那它一定是受到了力的作用。(2)受平衡力作用的物体，可能静止也可能做匀速直线运动。(3)影响动能大小的因素是质量和速度，质量一定时，速度越大，动能越大；(4)机械能等于动能和势能之和；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。【分析】本题目考查了力的作用效果以及物体运动状态的改变，需要学生明确力的作用效果以及力对物体运动状态的影响。【详解】AB、若一个物体受到平衡力的作用，处于平衡状态，平衡状态就包括两种：静止状态或匀速直线运动状态，所以其动能不变；即物体受到了力，动能不一定就会改变，故A错误，B正确；C、推出去的铅球在下落过程中，质量一定，速度变大，动能变大；故C错误；D、物体质量一定，运动速度不变，其动能不变；若高度发生变化，其重力势能改变，所以机械能会发生改变；故D错误。故选：B.8.2018年5月26日，“勇者荣耀花式蹦极”挑战赛在湖南张家界大峡谷玻璃桥展开，来自俄罗斯等国的多名蹦极高手在此成功挑战260m高的世界最高蹦极台，挑战者从平台起跳到下落到最低点的过程中，蹦极绳发生了▲形变，若不计空气阻力和摩擦，在能量转化的过程中机械能的总量▲(填“不变”“变小”或“变大”)。【答案】弹性；不变【解析】①在弹性限度内，在力的作用下弹性物体可以发生弹性形变，产生弹性势能；②机械能包括动能和势能。动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能。不计能量损失，机械能总量保持不变。【分析】此题考查了弹性形变的产生及机械能转化和守恒定律的应用，将研究对象的运动过程分成几个阶段，明确每个阶段的能量转化，是解答此类问题的一般方法。【详解】蹦极绳具有弹性，当挑战者从平台起跳到下落到最低点的过程中，人对蹦极绳有向下的拉力，蹦极绳发生了弹性形变；此过程中，挑战者的重力势能转化为动能，人的动能又转化为蹦极绳的弹性势能；若不计空气阻力和摩擦，在能量转化的过程中机械能的总量保持不变(机械能守恒)。9.甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上。甲、乙两人质量相等，甲上行中动能▲(填“增加”“不变”或“减少”)。某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能▲(填“大于”“等于”或“小于”，下同)乙的重力势能，甲的机械能▲乙的机械能。【答案】不变；等于；小于【解析】将题目中提到的物理情景与对应的动能、重力势能、机械能的定义决定因素联系起来即可解决此题。【分析】通过题意，明确甲乙两者各因素的异同点是解决此题的突破口。【详解】甲在上行过程中，甲的质量和速度都不变，动能的大小由质量和速度决定，两者都不变，所以甲的动能不变。在图示位置中，甲乙两人的高度相同，质量相等，根据物体重力势能的大小由质量和举高的高度这两个因素来决定可知，所以两人的重力势能相同。由题意知，甲的速度小于乙的速度，两人质量相等，结合动能的决定因素可知，甲的动能小于乙的动能。根据机械能包括动能和势能结合两人的势能相等，甲的动能小于乙的动能，所以可以判断，甲的机械能小于乙的机械能。故答案为：不变；等于；小于。10.小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。他们的实验装置如下图，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：(1)弹簧弹性势能的大小是通过▲来衡量的。(2)探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用▲(填“相同”或“不同”)的弹簧进行实验，并先后改变▲之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。(3)小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和▲两种物理思想方法。【答案】(1)物体M被弹出的距离;(2)相同;AP；(3)控制变量法【解析】【分析】本题主要考查了弹簧弹性势能的大小与什么因素有关。【详解】(1)实验中弹性势能的大小是通过物体M被弹出的距离来间接地反映，这用到了转换法；(2)探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系，必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同(即相同的弹簧)，改变弹簧长度变化量，即AP间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出OQ间的距离；为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即AP间的距离，多测几组数据；(3)通过以上分析可以看出，本实验通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小，用到了转换法；同时，探究与多个量的关系时，还用到了控制变量法。答案：(1)物体M被弹出的距离;(2)相同;AP；(3)控制变量法11.探究影响物体弹性势能大小的因素，选择弹簧进行研究，将光滑水平面与光滑斜面连接，如图。①将甲弹簧放置在水平面上，用小球压缩弹簧2cm,释放后，小球滚上A斜面，记录小球在斜面最高点时的高度，重复三次，取平均值记录在下表中，更换B斜面，重复实验。②压缩甲弹簧3cm,重复实验①步骤。③换用不同弹簧，重复实验①步骤。实验序号弹簧弹簧长度／cm弹簧材料压缩量／cm小球在斜面A上高度／m小球在斜面B上高度／m1甲20合金120.180.182甲20合金130.400.403乙20合金220.220.224丙30合金120.120.125丁30合金220.150.15(1)实验中，通过观察▲判断弹簧弹性势能的大小。(2)比较▲(填实验序号)，说明弹簧的弹性势能与弹簧的形变大小有关。(3)由实验结果可知，弹簧的弹性势能大小还与弹簧的▲有关。【答案】(1)小球到达斜面的高度；(2)1、2；(3)长度、材料【解析】弹势能和弹性形变程度有关，弹性形变程度越大，弹性势能越大。重力势能和两个因素有关，一是物体重力，二是物体上升高度。探究过程应按照控制变量法进行。【分析】本题考查学生对势能的影响因素及其转化的掌握情况；在研究多变量的关系时，一定要运用控制变量法。【详解】(1)当弹簧压缩程度越大时，弹簧弹性形变程度越大，对小球做功就越多，实验中，通过观察小球到达斜面的高度判断弹簧弹性势能的大小；(2)需要按照控制变量法，比较实验1、2说明弹簧的弹性势能大小与弹簧形变大小有关；(3)2、3组数据两弹簧的材料不同，弹性形变的程度相同；据图还能看出，它们推动小球上升高度不同，即表明它们所具有的弹性势能不同，这是由于材料不同造成的。通过比较2、4或3、5两个实验可知，弹簧的弹性势能与弹簧的长度有关。由实验结果可知，弹簧的弹性势能大小还与弹簧的长度、材料有关；故答案为：(1)小球到达斜面的高度；(2)1、2；(3)长度、材料12.排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次反弹的高度都低于落下时的高度。(1)解释整个过程中能量是否守恒。(2)排球从接触地面到形变最大的过程中，速度υ与形变大小ΔV之间的关系大致如图，请说明该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系。【答案】(1)排球下落和与地板的每次碰撞及排球上升过程中，能量始终守恒。由于排球与空气摩擦、与地板碰撞过程中有机械能转化成内能，但这些能量的总和仍然保持不变。(2)排球接触地面后，受到重力和地面的弹力，弹力小于重力，排球的重力势能转化成动能和弹性势能。到B点时，排球重力等于受到地面弹力，动能达到最大。从B点到形变最大，弹力大于重力，重力势能和动能全部转化成弹性势能。【解析】(1)根据能量守恒定律的观点，结合机械能与内能的转化可做出解释；(2)排球从接触地面到形变最大的过程中，受到重力与弹力的作用，同时动能转化为球的弹性势能，据此分析。【分析】熟知能量守恒的观点，会对排球的受力情况、机械能的转化情况进行分析是本题的关键。【详解】略13.为了探究物体动能大小的影响因素，同学们设计了如图甲、乙、丙所示的实验装置，让小球从同一斜面由静止开始下滑，撞击水平木板上的木块来进行实验。请回答下列问题：(1)本实验是研究动能大小与▲的关系。(2)比较甲、乙两次实验可以得到的结论是▲。(3)某同学改用如图丁所示装置探究小球的动能与质量的关系，为了让小球到达B点时速度相同，用质量不同的小球，每次将弹簧压缩到A位置，然后由静止释放，请判断该方案是否可行，并说明理由▲。【答案】(1)速度和质量的；(2)在质量相同时，速度越大，动能越大；(3)不可行，因为两个质量不同的小球动能相同，速度会不同。【解析】(1)动能的大小与质量和速度有关，若要探究动能的大小与质量的关系，需控制小球的速度相同，质量不同；若要探究动能的大小与速度的关系，需控制小球的质量相同，速度不同；(2)比较甲、乙中的相同点和不同点，根据控制变量法得出结论；(3)根据机械能守恒及动能和势能的转化来分析此题；影响动能大小的因素是质量和速度，质量越大，速度越大，其动能也就越大。【分析】动能的决定因素有两个：质量和速度。要研究物体的动能与物体的质量和速度的关系时，要从控制变量法的思路入手分析。注意解本题时，要把握图中的相同点与不同点。【详解】(1)比较甲、乙两图可知，小球的质量相同，释放时的位置高度不同，甲图中小球释放时的位置高，到达水平面时的初速度大，木块被推动的距离大，说明甲球的动能大；故实验可以研究的问题是动能与速度的关系；比较乙、丙两图可知，球下落的高度相同，质量不同，所以能探究动能和质量的关系；故该实验探究的是动能与质量、速度的关系；(2)比较甲图和乙图可知，小球的质量相同，高度不相同，高度越高，到达水平面时的速度越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，故结论为：在质量相同时，速度越大，动能越大；(3)两球压缩弹簧到同样的形变程度后，弹簧具有的弹性势能相同，则转化成的动能也相同，所以两个质量不同的小球动能相同，速度会不同，因此该方案不合理。故答案为：(1)速度和质量的；(2)在质量相同时，速度越大，动能越大；(3)不可行，因为两个质量不同的小球动能相同，速度会不同。14.第53届世乒赛中首次使用了“40+”新球，新球与“40”旧球如图甲所示。小科想比较两种球的弹性大小，做了如下实验；将两球从相同高度由静止同时释放，比较两球落到同一桌面上弹起的高度得出弹性的大小，发现很难比较两球弹起的高度，继续观察，两球在桌面上反复弹跳，发现新球停止弹跳时，旧球还在弹跳，如图乙所示。多次实验结果相同，说明旧球的弹性比新球好。(1)乒乓球下落过程中重力势能逐渐▲。(2)该实验体现了转换的思想，将比较球的弹性分别转换为比较弹起的高度和▲。【答案】(1)减小；(2)弹跳时间(或次数)。【解析】(1)重力势能是由于物体被举高而具有的能。影响因素是质量和高度；(2)由题通过球落到下后弹起的高度比较弹性大小，或者球落下后弹跳时间比较弹性大小。【分析】本题考查了对重力势能和转换法的认识和理解。转化法就是把要解决的问题变换成另一个与此有关系的问题或现象分析，从而达到化难为易，化繁为简的目的。【详解】(1)乒乓球下落过程中高度减小，所以重力势能逐渐减小；(2)由题，两种球的弹性大小比较方法一：将两球从相同高度由静止同时释放，比较两球落到同一桌面上弹起的高度得出弹性大小；两种球的弹性大小比较方法二：将球从相同高度由静止同时释放，比较两球落到同一桌面上弹跳时间比较弹性大小。这里用到的研究方法有控制变量法和转换法。故答案为：(1)减小；(2)弹跳时间(或次数)。15.小松妈妈去百货大楼购物，自动扶梯把她从一楼匀速送到二楼的过程中，她的(▲)A.动能增大，势能增大，机械能增大B.动能增大，势能增大，机械能不变C.动能不变，势能增大，机械能不变D.动能不变，势能增大，机械能增大【答案】D【解析】(1)影响动能大小的因素是质量和速度；质量越大，速度越大，动能越大；(2)影响重力势能大小的因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大;(3)机械能是动能与势能的和。【分析】掌握动能、重力势能、弹性势能、机械能大小的影响因素，根据能量的影响因素判断动能、重力势能、弹性势能、机械能大小的变化。【详解】小松妈妈从一楼匀速送到二楼的过程中，质量和速度都没有变化，所以动能不变；但是他的位置变高了，也就是重力势能变大了，所以机械能变大了，所以选项D是正确的；故选D.16.(科学探究)兴趣小组同学探究“物体动能大小的影响因素”实验中，猜想“物体动能大小与质量大小有关”，所用的实验装置如图甲，图乙和丙为实验改进装置，A、B为质量不同的两个小球。(1)图甲的几次实验中，木块运动到了长木板的末端之外，在现有器材的基础上，解决的办法有▲(列举一点)。(2)有同学对“质量不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑。小组同学在图乙的基础上改进，在斜面上增设两个相同的光滑小凹槽和两个钢尺(如图丙)。实验开始时，将钢尺1在如图位置竖直向上拉起，目的是为了保证▲。(3)图丙的实验中，若观察到▲。则可以确认两小球刚到达底部时的速度大小相等。【答案】(1)降低小球的高度；(2)两个小球在同一高度同时由静止开始运动；(3)两球同时碰到钢尺2【解析】【分析】【详解】(1)当木板长度不够长时，为了让木块滑行距离减小，可以降低小球的高度，也可以在保持小球高度不变的情况下，增大木板的摩擦或是降低斜面的倾角；(2)该实验要保证两个小球处于同一高度且同时下落，将钢尺1竖直向上拉起，目的是为了保证两个小球在同一高度同时由静止开始运动;(3)由v=s/t可知，当两个小球运动的路程和时间相同时，则到达底部速度相等，即同时碰到钢尺2时，两小球到达底部时的速度大小相等。17.观察、实验、推理是物理研究的重要手可段，物理学家伽利略因观察到比萨大教堂穹顶上。吊灯因风不停摆动，发现了摆的重要特性。某兴与趣小组根据当时情况，准备了小钢球(大小可忽略不计)、弹性很小的结实轻细绳等器材组成了图甲装置。在无风的情况下，把小钢球拉离到最低位置(A)x处释放。如图乙所示，小钢球将来回摆动。兴趣小组猜想影响小钢球往返一次的时间因素有：摆绳长L,小钢球质量m,起始小钢球拉离到最低位置(A)的距离x。由此进行实验，用秒表记下小钢球往返的时间。实验数据记录如下：实验序号摆绳长L/m小钢球质量／g最初将小钢球拉至最低位置的距离x/cm小钢球往返运动一次的平均时间／s11505.01.9921507.02.0031509.02.00411009.02.00511509.02.0062509.02.8374509.03.99(1)由表中(填表中实验次第序号)三组数据可知：小钢球往返一次的时间与小钢球拉离最低位置的距离x无关。(2)由表中第3、4、5次实验数据分析可知：小钢球往返一次的时间与无关。(3)由表中第3、6、7次实验数据分析可知：摆绳越长，小钢球往返一次的时间越。(4)我们生活用的摆钟(如图丙)，就是利用这一原理工作的，有人发现正在工作的摆钟往返一次的时间变长了(即钟的走时比准确时慢)，则需将摆锤往(填“上”或“下”)调。【答案】(1)1、2、3;(2)钢球的质量；(3)长；(4)上【解析】(1)(2)(3)由表中数据可知，研究小钢球往返动一次的平均时间与摆长、质量、最初将小钢球拉至最低位置的距离X(cm)有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制其它因素不变；根据题中条件分析得出结论；(4)利用(3)的结论回答。【分析】本题联系实验，考查控制变量法的运用及分析数据归纳结论的能力。【详解】研究小钢球往返一次的时间与小钢球拉离最低位置的距离x的关系时，要控制摆长、质量不变，故由表中1、2、3三组数据可知：小钢球往返一次的时间与小钢球拉离最低位置的距离X无关；由表中第3、4、5次实验数据可知，只有小钢球的质量不同，而其它因素相同，小钢球往返一次的时间相同，故小钢球往返一次的时间与小钢球质量无关；由表中第3、6、7次实验数据可知，只有摆长不同，因它因素相同，分折可知：摆绳越长，小钢球往返一次的时间越长；摆绳越长，小钢球往返一次的时间越长；摆绳越短，小钢球往返一次的时间越少，正在工作的摆钟往返一次的时间变长了，应缩短摆锤，则需将摆锤往上调。故答案：(1)1、2、3;(2)钢球的质量；(3)长；(4)上18.如图所示，斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定。小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点。则下列说法中正确的是(▲)A.小物块从P向M运动过程中，机械能减小B.小物块从P向M运动过程中，重力势能增大C.弹簧被压缩到最短时，小物块动能最大D.小物块从M向T透动过程中，速度变快【答案】A【解析】(1)影响动能大小的因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大；(2)影响重力势能大小的因素：质量、高度，即物体的质量越大，高度越高，其重力势能越大。(3)影响弹性势能的因素：弹性形变的程度，形变程度越大，其弹性势能越大。(4)机械能包括动能和势能。【分析】本题考查了动能、势能、弹性势能的转化，以及机械能变化的判断，明确各自的影响因素是解答此题的关键。【详解】A、小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点，说明接触面