12.1动能势能机械能2

12.1动能势能机械能一、单选题1．关于能的概念，下列说法中正确的是（）A．一个物体能够做功，就说这个物体具有能B．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多C．一个物体做了功，说明这个物体具有能D．用线悬挂着的小球，没有做功，所以没有能【答案】A【解析】A．由能量的概念可知，一个物体能够做功，就说明这个物体具有能量，简称能，故A正确；B．物体能量我可以做更多的功，但一个物体已做的功越多，不能说明这个物体具有的能越多，故B错误；C．一个物体做了功，说明原来具有能量，但做功后不一定还具有能，故C错误；D．一用线悬挂着的小球，没有做功，但它有一定的高度，所以具有重力势能，故D错误。故选A。2．下列物体中即具有动能又具有势能的是（）A．在平直公路上行驶的汽车 B．拉长的橡皮筋C．正在下落的雨滴 D．水库里的水【答案】C【解析】【分析】A．在水平地面上行驶的汽车，有速度无高度，所以只具有动能，故A不符合题意；B．被拉长的橡皮筋，发生弹性形变，具有弹性势能，故B不符合题意；C．在空中下落的雨滴，有高度也有速度，所以具有动能和重力势能，故C符合题意；D．被拦河坝拦住的河水，有高度无速度，所以只具有重力势能，故D不符合题意。故选C。3．下列现象中势能转化为动能的是（）A．火箭发射升空 B．汽车匀速驶上斜坡C．小球从光滑斜面顶端滚下 D．跳伞运动员匀速下落【答案】C【解析】A．火箭发射升空，质量不变，高度增高，速度变大，火箭的动能增大，重力势能也增大，故A不符合题意；B．汽车匀速驶上斜坡，其质量不变，速度不变，动能不变，高度增高，重力势能增加，故B不符合题意；C．小球从光滑斜面顶端滚下，质量不变，速度变大，动能变大，高度降低，重力势能减少，重力势能转化为小球的动能，故C符合题意；D．跳伞运动员匀速下落，其质量不变，速度不变，动能也不变，高度降低，重力势能减少。故D不符合题意。故选C。4．科技助力农业生产，如图是无人机喷洒农药的场景。在无人机沿着水平方向匀速飞行喷洒农药的过程中，它的（）A．动能不变、机械能不变 B．动能减小、机械能减小C．动能增大、机械能增大 D．动能减小，机械能不变【答案】B【解析】无人机沿着水平方向匀速飞行喷洒农药的过程中，高度不变，质量逐渐减小，重力势能减小；速度不变，质量逐渐减小，动能减小，因此机械能也减小，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。5．在探究“物体的动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量相同的小车从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图所示，下列说法不正确的是（）A．小车在斜面上下滑时重力势能转化成动能B．该实验的目的是探究小车在水平面上的动能大小与质量的关系C．小车在斜面上自由释放时位置越高，到达水平面时初速度越快D．木块被撞击后滑行距离不同，但滑行时所受摩擦力相同【答案】B【解析】A．小车在斜面上下滑时，质量不变，速度增大，高度降低，重力势能转化为动能，故A正确，不符合题意；B．小车的质量不变，由不同高度释放，故探究的是动能大小与速度的关系，故B错误，符合题意；C．小车斜面上下滑时，重力势能转化为动能，位置越高，重力势能越大，到达水平面时初速度越快，故C正确，不符合题意；D．木块被撞击后滑行距离不同，但是木块对水平面的压力和接触面粗糙程度相同，所以滑行时所受摩擦力相同，故D正确，不符合题意。故选B。6．如图所示，球从A位置踢出去到达最高点B，最后落地的过程中，它的重力势能(

)A．一直增大 B．一直减小C．先增大后减小 D．先减小后增大【答案】C【解析】上升过程中，球的质量不变，高度增加，根据重力势能的决定因素，所以其重力势能增加．到了最高点以后，球处于下落状态，高度下降，根据重力势能的决定因素可知，球的重力势能减小．综上分析，球的重力势能是先增大后减小．故C正确．7．如图所示，为我国某地的等高线图，若把同一个物体分别放在a点和b点，则物体的重力势能（）A．在a点时大 B．在b点时大C．在两点一样大 D．条件不足，无法判断【答案】A【解析】【分析】重力势能大小的影响因素：质量和高度。由题图可看出，a点所在的海拔为1370m，b点所在的海拔为1360m，而对同一个物体，它的位置越高，重力势能越大．故物体在a点时重力势能大。故选A。8．人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示为卫星从远地点向近地点运动的过程．针对该过程，以下说法正确的是A．动能逐渐增大，机械能增大B．势能逐渐减小，机械能减小C．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变D．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小【答案】C【解析】由于卫星在远地点时具有较大的势能，近地点时具有较大的动能，故当卫星由远地点向近地点运动的过程中，故动能逐渐增大，势能逐渐减小，但其动能和势侧的总和即机械能是不变的，故C是正确的．9．如图所示，物块在光滑斜面上由静止开始下滑，依次经过a、b两个点，不计空气阻力，比较物块在a、b两点的能量，下列说法正确的是（）A．物块在a点动能大 B．物块在b点动能大C．物块在b点重力势能大 D．物块在a、b两点的重力势能一样大【答案】B【解析】物块在光滑斜面上由静止开始下滑（不计空气阻力），在下滑过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能变大；由于a点的位置要高于b点的位置，所以a处的重力势能大于b处的重力势能；物块在下滑过程中动能变大，所以物块在b点动能大，故B正确，ACD错误．10．如图所示，小球从A点摆动到C点的过程中(不计空气阻力)，下列说法正确的是A．从A到B的过程中，动能增大，重力势能减小B．从A到B的过程中，动能减小，重力势能增大C．从B到C的过程中，动能增大，重力势能增大D．从B到C的过程中，动能减小，重力势能减小【答案】A【解析】小球在整个过程中质量不变．动能大小与物体的质量和速度有关，重力势能大小与物体的质量和高度有关．A、B．从A到B的过程中，高度降低，重力势能减小；速度增大，动能增大．故A正确、B错误．C、D．从B到C的过程中，高度增加，重力势能增大；速度减小，动能减小．动能减小，重力势能增大．故C、D错误．11．如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定.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）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断不正确的是（）A．小球的动能先增大后减小B．弹簧的弹性势能先减小后增大C．小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等D．任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变【答案】C【解析】由题知，O点是弹簧保持原长时小球的位置，则小球位于A点时弹簧处于压缩状态，位于B点时弹簧处于拉伸状态；①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，水平台面光滑，则小球不受摩擦力；该过程中小球所受弹力方向向右，其速度不断增大，动能变大，所以此过程中弹性势能转化为动能；②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，此时小球的速度最大，动能最大；③小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉长，弹性形变程度变大，弹性势能变大，该过程中小球所受弹力方向向左，其速度不断减小，动能变小，所以此过程中动能转化为弹性势能；则小球从A位置运动到B位置的过程中：A．小球的动能先增加后减少，在B点时小球的动能最小，弹簧的弹性势能最大，故A正确，不符合题意；B．弹簧的弹性势能先减少后增大，故B正确，不符合题意；C．小球运动到O点时的动能（最大）与此时弹簧的弹性势能（为零）不相等，故C错误，符合题意；D．由于整体的机械能守恒，所以任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变，故D正确，不符合题意。故选C。12．小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），速度为5m/s。将弹簧压缩到最短（如图丙）的整个过程中，小球的速度和弹簧缩短的长度之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点。已知轻弹簧每受到0.5N的压力就缩短1cm，并且轻弹簧在从受到撞击到被压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变（g=10N/kg）。以下说法正确的是（）A．实验中所用小球的质量为0.25kgB．从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球的动能不断减小C．小球在最低点速度等于零，处于平衡状态D．整个过程中小球的机械能不变【答案】A【解析】A．在小球向下运动且开始压缩弹簧的过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力。开始时，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大；随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当弹力与重力相等时，两力是一对平衡力，合力为零。小球再向下运动，弹力大于重力，合力向下，小球速度减小。由此可见，当重力G与弹力F是一对平衡力时，小球速度最大。此时，由图可知弹簧的压缩量ΔL=5cm，由平衡条件得小球的质量为小球的质量为0.25kg，故A正确；BD．由图像看出：在小球刚开始撞击弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中，小球速度先变大后变小。小球动能先变大后变小；故压缩弹簧过程中，小球的机械能会转化为弹簧的弹性势能，整个系统机械能守恒，但小球的机械能变小，故B、D错误；C．在小球向下运动过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力。开始时，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当弹力与重力相等时，两力是一对平衡力，合力为零。小球再向下运动，弹力大于重力，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，弹力大于重力，小球处于非平衡状态，故C错误。故选A。二、填空题13．写出下列过程中能的转化(1)物体自由下落时，_____能转化为_____能．(2)被推开的弹簧门，自动关闭的过程中，____能转化为____能．(3)上升的滚摆，______能转化_______能．(4)海水涨潮时，是_____能转化______能．海水退潮时，是____能转为___能．【答案】

重力势

动

弹性势

动

动

重力势

动

重力势

重力势

动【解析】(1)[1][2]物体在空中自由下落的过程中，质量不变，速度增加，高度减小，即动能增大，重力势能减小，将重力势能转化动能；(2)[3][4]弹簧门被推开后，弹簧被卷紧，发生了弹性形变，具有了弹性势能．放手后，弹簧恢复弹性形变，弹性势能变小，同时门由静止变为运动，门具有了动能．所以弹性势能转化为动能；(3)[5][6]滚摆上升过程中，上升时速度越来越慢，质量不变，故动能减小；质量不变、高度增加，故重力势能增大，说明动能转化为了重力势能；(4)[7][8]海水涨潮时,海平面上升，海水向岸边运动的速度减小，所以海水涨潮时是动能转化为重力势能；[9][10]海水退潮时，海平面下降，海水向海里运动的速度增大，所以海水退潮时是重力势能转化为动能；14．如图所示是拉弓射箭时的情境，松手后箭飞出，这是因为箭具有______；此过程中将弓的______能转化为箭的动能。【答案】

惯性

弹性势【解析】[1]箭离开手后继续前进，这是因为箭具有惯性。[2]被拉开的弓具有弹性势能，把箭射出去时是弓的弹性势能转化为箭的动能。15．宇航员乘坐的返回舱进入大气层后降落得越来越快，原因是发生了能量的转化，具体为_____能转化为_____能．为了实现软着陆，在接近地面的阶段会向舱体运行的前方喷气，此时返回舱的机械能在_____(选填“增大”“减小”或“不变”)．【答案】

重力势

动

减小【解析】【分析】宇航员乘坐的返回舱，进入大气层后高度减小，速度增大，由此分析能量的转化；软着陆时，利用力的作用是相互的向相反方向喷出气体从而实现减速，据此解答．宇航员乘坐的返回舱，进入大气层后高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，所以降落越来越快；为了实现软着陆，在接近地面的阶段会向舱体运行的前方喷出气体，根据力的作用是相互的，返回舱获得一个相反的作用力，从而降低速度，实现软着陆，使得返回舱更有效地减速．16．如图所示，捻动滚摆的轴使它升高后释放，可以观察到滚摆沿着悬线向下运动，此过程中，它的______能减小，______能增加．滚摆到最低点后又上升，每次上升的高度逐渐减小，这说明滚摆具有的机械能______（填“减小”、“增大”或“不变”）．【答案】

重力势能

动能

减小【解析】[1][2]观察滚摆上下运动的特点能看出，滚摆的动能和重力势能之间是可以相互转化的；滚摆向下运动时，高度下降，速度增大，是重力势能转化为动能；[3]滚摆在上下往复运动的过程中，能上升到的最大高度会逐渐下降，物体最终停下来是由于与空气的摩擦和阻力，使机械能转化为了内能．故在这个过程中，机械能的总量是减小的．17．弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动．其结构如图甲所示．图乙是小明玩弹跳杆时，由最低位置被处于压缩状态的弹簧向上弹起，到弹簧恢复原长后，与弹跳杆一起离开地面继续向上运动至最高位置的过程．在从a到c的全过程中，弹簧的______转化为人的动能和重力势能，从a到b的过程中，人动能的变化情况是_______。【答案】

弹性势能

先增大后减小【解析】[1]在从a到c的过程中，弹簧因受力发生弹性形变而产生弹性势能，弹簧在恢复形变的过程中，将弹性势能转化为人的动能和重力势能。[2]由图可知，从a到b的过程中，开始一段时间内，弹簧的形变量较大，向上的弹力大于向下的重力，小明做加速运动，这过程中小明的动能增加；随着弹簧形变量的减小，弹力减小，当弹力等于重力时，小明的速度达到最大；当弹力小于重力，由于惯性，小明向上做减速运动，故动能减小，故从a到b的过程中小明的动能先增大后减小的。18．如图所示，完全相同的两个小球A、B分别与轻质细线和轻质弹簧连接，将两球拉高使细线与弹簧在同一水平方向上，此时弹簧处于原长状态，且弹簧长度小于细线长度，由静止释放后，两球运动到最低点时在同一水平面上（不计空气阻力），请你判断两个小球在最低点时速度关系vA_____vB（填“＞”、“＜”或“=”），你判断的理由是：_____。【答案】

＞

见解析【解析】【分析】[1][2]两个小球质量相同，且开始时处于同一高度，因此它们具有的重力势能相等，也就是机械能相等。由题意可知，两球下降的高度相等，则两球的重力势能减小量相等，即两球损失的重力势能相等。不计空气阻力，当A球摆动到最低点时，它的重力势能全部转化为动能，即动能等于原来的重力势能；B球在下降的过程中，重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，因此A球的动能大，由于A和B的质量相同，所以A的速度大。19．中考前小明同学进行实心球训练，他将球斜向上抛出，球的运动轨迹如图所示，a、b、c、d为轨迹上的点，其中a、c两点高度相同，不计空气阻力，则球在a点的机械能_________（选填“大于”、“小于”或“等于”，下同）b点的机械能；小球在a点的动能_________在c点的动能；小球在a点的动能_________在d点的动能。【答案】

等于

等于

小于【解析】[1]不计空气阻力，实心球从a到b的过程中，只有动能和势能转化，故实心球的机械能守恒，在a、b、c、d点的机械能都相等。[2]a点的高度与c点的高度相同，则重力势能相等，因机械能守恒，而机械能等于动能和势能之和，故a点的动能与c点的动能相等。[3]a点的高度比d点的高度高，故a点的重力势能大，因机械能守恒，而机械能等于动能和势能之和，故a点的动能比d点的动能小。20．如甲图AOB是光滑轨道，A点的高度为H，B点的高度为h，h小于H，A、B两点水平距离为s，让一个小球由A点静止开始自由滑下，沿轨道AOB到达B点后离开轨道，如图乙所示，不计空气阻力。则小球从A点运动到B点时，它经O点的动能是由______能转化而来。小球离开B点后的运动轨迹a、b、c、d，最符合题意的是轨迹______。若右侧的光滑轨道也足够高，则小球_____（选填“能”或“不能”）达到与A等高的A′位置。【答案】

重力势

c

能【解析】[1]小球从A点滑下时高度减小速度变大，重力对小球做功，小球的重力势能减小，动能变大，故小球的重力势能转化为经过O点时的动能。[2]因为AOB为光滑轨道，无摩擦力作用，重力势能和动能相互转化，机械能大小不变，经过B点后由于惯性小球会保持斜向上运动的趋势，d不符合题意；经过B点后小球在空中运动时速度不为0，而机械能大小不变，故小球的重力势能要小于A点时的重力势能，则小球不可能达到A点时的高度，故a、b不符合题意，c符合题意。[3]右侧轨道光滑，小球在运动过程中不受摩擦力作用，机械能不会减少，只会是重力势能和动能相互转化，经过O点向上滑动过程中小球克服重力做功，故动能转化为重力势能，当动能为0时，机械能全部为重力势能，和A点时重力势能相等，小球会达到A点同一高度。21．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一重为N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，则上述过程中小球的机械能___________（选填“是”或者“不是”）守恒的；小球在到时间内动能的变化情况是___________（选填“先减小后增大”“先增大后减小”，“一直增大”，“一直减小”）。【答案】

不是

先增大后减小【解析】【分析】[1]由图知，小球上下运动过程每次弹力达到最大时弹力相等，说明小球和弹簧整体的机械能总量守恒，小球单独的机械能不守恒。[2]时刻弹力最大，小球在最低点，此时弹力大于重力，小球加速上升，中间某时刻弹力开始小于重力，小球减速上升，到时弹力为0，所以到时间内动能的变化情况是先增大后减小。三、实验题22．用如图的装置探究动能大小与哪些因素有关。让小车从斜面顶部由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块。（1）实验时用木块被撞击后移动的______来反映小车动能大小。（2）让装有钩码的小车和未装钩码的小车分别从斜面顶部由静止开始下滑，小车运动到水平面上时的速度大小______（选填“相等”或“不等”），装有钩码的小车将木块推得较远，这说明动能的大小与物体的______有关。【答案】

距离

相等

质量【解析】【分析】（1）[1]通过木块运动距离大小来反映小车动能大小，木块运动距离越远，小车具有动能越大。（2）[2][3]因为从斜面顶部由静止开始下滑，所以达到底部速度相同，装有钩码的小车质量大，将木块推得较远，说明速度相同时动能的大小与物体的质量有关。23．小明在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，让小铁球从斜面的不同高度由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块。如图所示。(1)本实验的研究对象是______（填“小球”或“木块”）。(2)小球沿斜面滚落到水平面时获得一定的动能，该动能可能与小球的______和______有关，小球动能的大小可以转换成______来表示。(3)小球放置的位置越高，滚落水平面时速度越______（填大或小），小球获得的动能越______（填大或小）；(4)本实验中对木块的要求正确的是______（填字母）A．木块质量不能改变，初始位置可以改变B．木块质量可以改变，初始位置不能改变C．木块的质量和初始位置都不能改变D．木块的质量和初始位置都可以改变【答案】

小球

质量

速度

木块滑动的距离

大

大

C【解析】(1)[1]实验中让小球从斜面上滚下对木块做功，因此研究对象是小球。(2)[2][3]小球沿斜面滚落到水平面时获得一定的动能，动能的大小可能与小球的质量和速度有关。[4]小球推动木块移动的距离越大，说明小球对木块做的功越多，也反映了小球具有的动能越大，所以木块滑动的距离反映了小球动能的大小。(3)[5][6]质量相同的小球，小球放置的位置越高，具有的重力势能越大，小球从滚落到水平面上时，重力势能转化为动能，小球的动能越大，滚落水平面时速度越大。(4)[7]“探究动能大小与哪些因素有关”，通过木块滑动的距离反映小球动能的大小，则本实验中木块的质量和初始位置都不能改变，故ABD错误，C正确。故选C。24．被举高的物体具有重力势能，小明猜想：猜想一：重力势能的大小可能与物体的高度有关；猜想二：重力势能的大小可能与物体的质量有关。为了验证猜想，小明进行了如图所示的实验：让物体下落冲击小桌，小桌的桌腿是三根钉子，并放置在沙箱的沙面上。m＜M，实验数据如表格所示。步骤①②③下落方式自由下落小桌下陷深度51015（1）本实验中他通过观察___________来判断物体重力势能的大小。（2）表格设计的缺陷是___________。（3）关于猜想一，由相关步骤___________可得结论：___________；【答案】

小桌下陷深度

未包含物体质量及下落高度

①②

同一物体，高度越高，具有的重力势能越大【解析】(1)[1]物体下落撞击小桌，对小桌做功，则可根据小桌下陷深度来判断物体重力势能大小；(2)[2]实验猜想中探究的变量有高度及质量，但实验数据表格中未记录高度和质量，无法定量对比；(3)[3][4]猜想一探究重力势能的大小与物体的高度的关系，故应保证物体质量相同，高度不同，则根据步骤①②观察，质量相同，②中物体高度更高，撞击小桌后，小桌下陷深度更深，可得结论：同一物体，高度越高，具有的重力势能越大。25．利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量分别为mA、mB（mA＜mB）。（1）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的______无关；（2）如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出动能与______有关；（3）图乙中小球B到达竖直位置时的速度______（填“大于”“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度。图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：______；（4）有同学在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丁所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块。该实验方案是否可行？答：______，若他按此方案操作，他会看到的现象是：______。【答案】

质量

质量

小于

质量一定时，速度大，物体的动能就越大

不可行

木块被撞的距离相等【解析】（1）[1]小球A、B质量不同，同时释放A、B，它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，说明任一时刻的速度大小与小球的质量无关。（2）[2]如图甲、乙所示，A球质量小于B球质量，B球能将木块C撞得更远，表明B球动能较大，可知动能与质量有关，速度相同时，质量越大，动能越大。（3）[3][4]乙丙两图所示，乙图角度θ1小于丙图角度θ2，丙中小球重力势能更大，小球到达竖直位置是重力势能转化成动能，因此丙图中小球到达竖直位置时的速度大于乙图速度。丙图中木块C滑行得更远，表明，说明质量相同时，速度越大，动能越大。（4）[5][6]实验装置改进成如图丁所示，质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度，静止释放，撞击同一木块，此过程中弹簧的弹性势能转化成小球动能，弹簧压缩相同程度，即弹簧的弹性势能相同，所以小球撞击木块时动能相同，因此推动木块的距离是相同的，故改进方案不可行。26．请仔细阅读材料，根据材料提供的信息回答问题：小文借助速度传感器和其他仪器，进行“探究影响动能大小的因素”的实验．测量小车在水平面上运动的初速度和滑行的距离，数据如下表所示（小车的质量为0.1kg）．实验次数1234小车初速度v/cm·s18162432小车滑行的距离s/cm104090160实验中，小车在水平面上运动一段距离后静止下来，是由于克服摩擦力做功，消耗了小车的动能，且克服摩擦力做功的多少就等于减少的动能．（1）该实验过程中，小车在平面上运动的初速度是通过改变_____（选填“高度”或“质量”）来实现的．（2）小车在最高点具有的机械能是以_____能的形式存在的，在水平面上运动的过程中，小车的动能_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）．（3）分析实验数据得出：质量相同时，小车的动能与小车初速度的具体关系是_____；当小车的初速度为20cm/s时，小车在水平面滑行的距离为_____cm．（4）小明同学发现，在小文实验的基础上，只要再用弹簧测力计测出一个物理量，就能推算出每次小车到达平面时的动能大小．①所需测量的物理量：_____；②测量物理量的方法：_____；③计算动能的表达式（用已知量和测量量表示）：E动＝_____．【答案】

高度

重力势

减小

小车的动能与速度的平方成正比

62.5

小车在水平面上所受的摩擦力

将小车放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动，使木块做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数；，则小车在水平面上所受的摩擦力f＝F

fs【解析】(1)[1]“探究影响动能大小的因素”的实验中，车在平面上运动的初速度是通过改变高度来实现的；(2)[2][3]小车在最高时具有的机械能是以重力势能的形式存在的，在水平面上运动的过程中，减少的动能转化为内能；(3)[4][5]从表中数据可以看出当小车初速度变为第一速度的2倍、3倍、4倍时，小车滑行的距离变为第一次的4倍、9倍、16倍，由此得出小车的动能与速度的关系是：小车的动能与速度的平方成正比；分析实验数据可以得到：=，=，解得：s2=62.5cm；(3)①[6]②[7][8]减少的动能是克服阻力做了功，根据E动=W=fs，只要测量小车在水平面上所受的摩擦阻力f；方法是将小车放在图中的水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动，使木块做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数F（小车所受的摩擦阻力f）．27．如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块在木板上向前移动一段距离s后停下，完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1＝h3＞h2，m1＝m2＜m3。（1）小钢球在滚下斜面的过程中，它的重力势能转化为动能，其动能大小是通过______大小来反映的；（2）分析比较甲和乙两组实验可得，结论是：______；（3）某学习小组同学做两实验时小木块被撞后滑出木板，A同学建议换用表面相同但长度较长的木板，B同学建议换质量较大的木块，C同学建议换用质量比前两次实验更小的钢球。你认为不恰当的是______同学的建议；（4）另有同学将实验装置改进成图丁所示，用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究小球的动能大小与______（质量/速度）的关系；该同学还想用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究小球的动能大小与质量的关系。这个设计方案______（可行/不可行），如果按此方案操作，将观察到的现象是______；（5）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如下表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功______（选填“相等”或“不相等”）。表面毛巾棉布木板摩擦力最大较大最小小车运动距离最近较远最远【答案】

木块在木板上向前移动的距离

在质量相同时，速度越快，动能越大

B

速度

不可行

每次木块移动的距离相同

相等【解析】（1）[1]小球在水平面上撞击木块时推动木块做功，根据功的公式，木块的质量和木板的粗糙程度相同时，阻力相同，动能与距离成正比，故可以通过木块移动的距离来反映小球动能的大小。（2）[2]甲乙质量相同，高度不同，到达水平面时速度不同，速度快的推动木块移动的距离越远，所以这是为了研究动能大小与速度的关系，故结论为在质量相同时，速度越快，动能越大。（3）[3]本实验动能大小是通过木块移动的距离来反映的，故实验中木块受到的摩擦力是不能改变的，即木块质量和表面的粗糙程度是不可以改变的。A同学更换表面相同，更长的木板，相当于延长了s；C同学的方案让小球的质量变小，同一高度时动能减小，对木板做的功也会减小，在木板上移动的距离也会减小，故AC同学的建议恰当。B同学更换质量更大的木块，会导致木块对木板的压力增大，其所受到的阻力变大，这样就无法根据距离来比较动能做功的多少了，故B同学建议不恰当。（4）[4]用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，这里质量相同，弹簧的压缩程度不同，弹性势能不同，弹簧把弹性势能转化为小球的能动，弹簧的弹性势能越大，小球的动能越大，当小球的质量相同时，小球的速度越快，故这里是在质量相同时，探究动能大小与速度的关系。[5][6]因为小球的动能是弹性势能转化而来的，当弹簧的压缩程度相同，即弹性势能相同时，小球获得的动能是相同的，小球推动木块所做的功也是相同，即移动的距离相同，这里只与弹簧的压缩程度有关，与小球的质量无关，所以不可以研究与小球的质量的关系，故此方案也不可行。（5）[7]让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，小车到达水平面时的动能是相同的，在滑行直到静止的过程中，动能全部克服阻力做了功，故动能相同时，在水平面上做的功也是一样的。四、综合题28．阅读短文并回答下列问题。蹦极蹦极（Bungeejumping），也叫机索跳，是近