课时10. 3 动能和势能-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练[北师大版(北京) (2024)]

第十章 功和机械能 课时10. 3 动能和势能 2022年课程标准 物理素养 3.1.1了解能量及其存在的不同形式。能描述不同形式的能量和生产生活的联系。 3.2.1知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。 物理观念：认识机械功，是与能量转化或转移密切相关的物理量，知道它的含义； 科学思维：知道能量的利用存在效率问题，100％的能量利用率只是一种理想情况； 科学探究：能通过观察周围事物，发现并提出关于能量的问题，能根据已有知识对问题作出猜想和假设；能根据控制变量法制订简单的探究方案；能用表格、图像等多种方式展示实验数据，并通过分析和处理数据得出实验结论；能撰写实验报告，书面或口头表述科学探究的过程和结果。 科学态度与责任：培养学生勇于探索、严谨认真的科学态度；能从能量转化的角度认识提高效率的重大意义，增强学习物理学的动力。 动能和势能 能量：物体能够对外做功，表示这个物体具有能量，简称能。 理解：①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。(物体做的功越多，表示物体的能量就越大。另一方面，能量越大，说明做功的本领也越大)②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已经做功”，如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。 1、 动能    ①定义：物体由于运动而具有的能，叫做动能。 ②决定动能大小的因素：动能的大小与质量和速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 2、 重力势能    ①物体由于高度所决定的能，叫做重力势能。 ②决定重力势能大小的因素:   重力势能的大小与物体的质量和物体被举起的高度有关。高度相同的物体，物体的质量越大，重力势能越大；质量相同的物体，物体的高度越高，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。物体的弹性形变越大，它的弹性势能就越大。 探究物体的动能跟哪些因素有关 ① 研究对象：小钢球 ② 研究方法：控制变量法。 如何判断钢球的动能大小：看木块在水平面移动距离的远近（转换法）。 如何控制速度不变：不同钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，使到达斜面底端时速度大小相同。 如何改变钢球速度：使钢球从不同高度滚下。 ③ 分析归纳： 保持钢球质量不变时结论：质量相同的物体，运动速度越大，动能越大； 保持钢球速度不变时结论：运动速度相同的物体，质量越大，动能越大； ④ 得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大，质量越大，动能也越大。 问题一：基础 【角度1】能量的基础 【典例1】关于能量、功和功率说法错误的是（　　） A．能够做功的物体就一定具有能量 B．能量越大的物体做功越多，功率也越大 C．物体的功率越大表示其做功越快 D．有力作用在物体上且沿着力的方向上移动了一段距离，这个力就做了功 【变式1-1】 力和运动、功和能量是物理学的核心概念，它们之间存在着密切的联系。关于力和运动、功和能量之间的关系，下列说法错误的是（　　） A．运动的物体一定具有能量 B．物体受到力的作用，力一定对物体做功 C．做功的本质是能量的转化 D．功和能量的单位都是焦耳 【变式1-2】 下列关于功、功率和机械效率的说法中，正确的是（    ） A．做功少的物体，做功一定越快 B．做功多的物体，效率也一定越高 C．做功越快的物体，功率一定越大 D．物体具有的能量越多，它做的功就越多 问题二：动能 【角度1】动能的影响因素 【典例1】如图所示是“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中， hA=hC，下列说法正确的是（　　） A．图中是探究木块被小球撞击时的动能 B．图中两次实验可以模拟汽车超载带来的危害 C．图中实验装置中不能探究动能大小和速度的关系 D．图中实验的水平面若是光滑的，也能完成本次实验 【变式1-1】 ．在“探究动能的大小与哪些因素”有关的实验中（如图），让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块。下列说法中正确的是（　　） A．这样做的目的是研究物体的动能大小与质量的关系 B．铁球能从斜槽上滚下是因为它具有惯性 C．铁球从斜面上滚下的过程中，铁球受到的支持力没有做功 D．该实验研究对象是木块B 【变式1-2】 在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小车从斜面上由静止滑下，撞击放在水平面上的木块，小车推动木块滑行一段距离后停止，实验过程如图所示。下列说法正确的是（    ） A．实验中木块被推出距离的远近反映小车动能的大小 B．由甲、乙两图可知，小车动能的大小与质量有关 C．由乙、丙两图可知，小车动能的大小与速度有关 D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，机械能增大 问题三：重力势能 【角度1】重力势能的影响因素 【典例1】 ．小王在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物的质量关系为，木桩相同，木桩和重物位置如图甲所示，重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．重物下落时，重物的动能转化为重力势能 B．木桩打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小 C．比较A、C可知，重物下落的高度越高，重力势能越大 D．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则 【变式1-1】 如图所示为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点自由释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中B、C的高度分别为H、h（忽略空气阻力）。则A点高度为（　　） A．H+h B．2H﹣h C．2h+H D．3h﹣H 【变式1-2】 如图所示是一座高山的等高线图，一位登山运动员从A点匀速到达B点时（　　） A．动能不变，重力势能不变 B．动能不变，重力势能增大 C．动能增大，重力势能不变 D．动能增大，重力势能增大 【基础强化】 一、单选题 1．2021年3月17日，成都市温江区人民法院开庭审理了江某被诉高空抛物罪一案并当庭宣判。被告人江某犯高空抛物罪，被判处有期徒刑六个月，并处罚金3000元。据悉，该案是“高空抛物罪”入刑后的四川省首例判决。被抛下的物体在下落过程中逐渐增大的物理量是（　　） A．重力势能 B．动能 C．重力 D．密度 2．如图所示，斜面顶端的物体，分别沿 OA、OB、OC 三个不同路径滑落到 A、B、C 三 个位置时，若不计摩擦和空气阻力，则比较它们动能的大小，正确的是 A．A 点的动能大 B．B 点的动能大 C．C 点的动能大 D．三点的动能一样大 3．乒乓球的直径被加大后，提高了乒乓球比赛的观赏性，玛丽认为直径增加了，乒乓球的弹性减弱了，吉姆认为乒乓球弹性是否减弱必须通过实验来证明。能够验证玛丽的说法是否正确的是（   ） A．把直径不同的乒乓球掷向竖直墙壁，比较反弹后落地的距离 B．把直径不同的乒乓球抛向地面，比较落地后反弹的高度 C．把直径不同的乒乓球在不同高度由静止释放，比较落地后反弹的高度 D．把直径不同的乒乓球在同一高度由静止释放，比较落地后反弹的高度 4．如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一小物体m连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点静止，物体与水平地面间的摩擦力恒定，下列说法中正确的是（　　） A．物体从A到B动能先增大后减小，从B到C动能一直减小 B．物体从A到B动能越来越小，从B到C动能越来越大 C．物体从A到B动能越来越大，从B到C弹性势能越来越大 D．物体从A到B弹性势能越来越大，从B到C弹性势能越来越小 5．“十次车祸九次快，还有喝酒和超载”这句话形象说明了发生车祸的原因。对于引发交通事故的原因，以下分析不正确的是（　　） A．“快”——物体运动速度越大，惯性越大 B．“超载”——物体质量越大，惯性越大 C．“快”———物体运动速度越大，动能越大 D．“超载”——物体质量越大，动能越大 6．在“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小的影响因素”实验中，说法不正确的是（　　） A．研究对象都是小车 B．控制小车从同一斜面同一高度下滑的目的相同 C．只有前者实验需要改变水平面的粗糙程度 D．都需要在实验基础上通过理想推理得出结论 7．某同学骑自行车匀速下坡的过程中，他和自行车的（　　） A．重力势能逐渐增大，动能逐渐增大 B．重力势能逐渐增大，动能逐渐减小 C．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大 D．重力势能逐渐减小，动能大小不变 8．如图，滑雪运动员正在比赛。下列分析正确的是（    ）    A．雪地上的影子是光的折射形成的 B．滑雪板可以减小运动员对雪地的压强 C．运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，重力势能增大 D．运动员在沿倾斜赛道加速下滑过程中，运动状态保持不变 9．下列关于运动和力的说法中，正确的是（　　） A．扣排球时使球的运动方向发生改变，表明力可以改变物体的运动状态 B．骑自行车上坡时用力蹬几下，是为了增大惯性 C．静止在桌面上的茶杯，受到的重力与桌面对茶杯的支持力是一对相互作用力 D．在月球上不能用弹簧测力计测力的大小 10．下面是某同学的物理笔记的部分内容，其中有错误的是（　　） A．机械停表和电子停表是测量时间的仪器 B．能量是与物体运动有关的物理量 C．降落伞实验中涉及了控制变量法的应用 D．匀速直线运动中，物体的运动速度与物体运动的路程和时间有关 11．如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，图乙是探究“物体的动能与质量的关系”的实验装置。关于这两个实验的说法中错误的是（　　） A．两个实验都控制物体从同一高度自由下滑，是为了保证物体到水平面时的初速度相同 B．甲实验可以推理出，如果运动的物体不受力，它将以恒定不变的速度一直运动下去 C．乙实验可得出物体的速度一定时，质量越大，动能越大 D．甲、乙实验中物体运动时，机械能始终保持不变 12．结合实验探究和活动，用比值定义物理量，是物理学中常用的方法，以下物理概念不是利用这种方法定义的是（　　） A．探究压力的作用效果，定义了压强 B．比较做功快慢的活动，定义了功率 C．探究物体的质量与体积的关系，定义了密度 D．探究动能的大小与哪些因素有关，定义了动能 13．2024年5月23日至24日，东部战区在我国台湾省周边开展“联合利剑—2024A”军事演习，震慑台独分裂势力，坚决捍卫国家主权和领土完整。参加演习的某架战机加速升空过程中，若不考虑燃油消耗引起的质量变化，则该战机（　　） A．动能减少，重力势能减少 B．动能减少，重力势能增大 C．动能增大，重力势能减少 D．动能增大，重力势能增大 14．2019年6月5日，我国航天完成首次海上发射，用长征十一号运载火箭将七颗卫星送入太空．火箭加速升空过程中，这七颗卫星的动能（　　） A．变小 B．不变 C．变大 D．无法判断 15．如图所示，水平传送带以v=0.8m/s的速度顺时针匀速转动，将行李箱轻轻的放在传动器的左端。下列分析正确的是（忽略空气阻力，传送带足够长）（　　） A．行李箱在传送过程中动能越来越大 B．行李箱受到的摩擦力是阻力 C．行李箱刚放上传送带时受到向左的静摩擦力 D．若传送带突然停止运动，行李箱由于惯性将向右运动或倾倒 二、多选题 16．做为唐县市民的我们要积极践行“文明出行”的各项规定，比如对骑摩托车或电瓶车的规定为：出行要戴头盔（头盔外部材料坚硬，内部材料松软），不带12岁以上的人，不超速行驶，下面对以上解释正确的是（　　） A．头盔内部材料松软，发生碰撞时增大头部的受力面积，增大压强 B．超速行驶的摩托车在紧急刹车时制动距离长，容易导致交通事故的发生 C．头盔外部材料坚硬，能抵抗一定程度来自外部的力量，减小对头部的伤害 D．电瓶车总质量越大、速度越大时，动能越大，发生交通事故时将造成更大的伤害 17．如图所示，在“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中（m1=m2<m3）。下列说法正确的是（　　） A．实验中木桩下陷的深度越深，则物体的重力势能越大 B．比较a、b两图可知：质量一定时，物体被举的越高，重力势能越大 C．选择b、c两图可比较物体的重力势能大小与质量的关系 D．本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法 18．根据能量守恒定律，以下情形不可能发生的是（　　） A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进 B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止 C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面 D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年 19．如图所示，材质均匀的弧形轨道固定在竖直平面，将小球置于轨道的顶端A点，小球具有的机械能为100J．让小球从A点由静止开始滚动，到右侧所能达到的最高位置B点时，具有的机械能为80J，随即小球向左侧滚动，则关于此小球运动过程中的各种描述正确的是（不计空气阻力）（  ） A．小球最后将静止在轨道最低处 B．小球在运动过程中，轨道对小球的支持力是变化的 C．小球从B点滚回左侧所能达到的最高位置点时，具有的机械能一定小于80J D．小球在运动过程中机械能守恒 20．如图所示，将一木块放在弹簧上，用手压木块，弹簧被压缩．松开手，木块竖直向上飞起直到最高点．下列说法正确的是（　　） A．手压木块时，手对木块的压力与弹簧对木块的支持力是一对平衡力 B．弹簧恢复原状过程中，弹性势能不变 C．木块在没有离开弹簧前，所受弹力方向竖直向上 D．木块到达最高点时，只受到重力作用 三、实验题 21．实验一：如图所示，小联在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用两个质量不同的钢球m和M（M>m），分别从不同的高度h和H（H>h）由静止滚下，观察木块B被撞击后移动的距离。 （1）本实验主要采用的实验方法有 法和转换法； （2）由乙、丙两图可得出实验结论：物体的动能大小与 有关； （3）“珍爱生命、注意安全”是同学们日常生活中必须具有的意识，下列安全警示语与其对应的物理知识相符合的是 ； A．“高空抛物，害人害己”——物体的高度越高，重力势能越小 B．“向超速挥手，与平安牵手”——物体的速度越快，动能越大 C．“超载运输，祸从货起”——物体的压力越大，动能越大 实验二：在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中，小渝同学用一块海绵和两块完全相同的长方体砖块做了如图所示的实验。 （1）实验中通过观察海绵的 来比较压力的作用效果； （2）比较 两图可知，压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显； （3）下列实例中，直接应用了丙、丁两图所得出的结论的是 A．交管部门规定，货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t B．小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破 C．在沙漠中行车时应选用宽大的轮胎 22．如图（1）所示是“探究物体的动能与哪因素有关”的实验，将小钢球从同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块在水平方向上向右移动一段距离s后停下。先后完成甲、乙、丙所示的三组实验。 (1)实验中探究的动能是指___________。 A．碰撞前小球的动能； B．碰撞后小球的动能； C．碰撞后木块的动能； (2)实验过程中动能大小是通过 （选填“高度h”或“距离s”）大小来反映的； (3)分析场景甲和乙的实验现象，可推理得出结论：质量相同时，物体的 越大，动能越大。 23．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． 他们的实验装置如图所示，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 （选填“相同”或“不同”）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． 【素养提升】 四、科普阅读题 24．阅读短文，回答问题。 三峡船闸 三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程，三峡大坝上下游的水位差最高可达113m。巨大的落差有利于生产可观的电力，当然也带来了航运方面的问题：下游的船只驶往上游，怎样把这些船只举高一百多米？上游的船只驶往下流，又怎样让船只徐徐降落一百多米？解决这个问题的途径就是修建船闸。 船闸由闸室和上下游闸门以及上、下游阀门组成，如图所示。 三峡船闸总长1621m，是世界上最大的船闸，船只在船闸中要经过5个闸室使船依次升高（或降低），每个闸室水位变化超过20m，因此三峡船的闸门非常高大，首级人字闸门高近40m，宽近20m，如果平放在地面上，有两个篮球场大，倘若门外的水压在闸门上，设想有10万人每人用1000N的力来顶着门，也挡不住水的压力，可见水对闸门的压力之大，为此，三峡船闸的闸门足足有3m厚，无愧是“天下第一门”。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，标准大气压p0=1.0×105Pa） 请回答下列问题： （1）三峡船闸是根据 原理建造的，船只从上游进入闸室航行时，闸室阀门A、B的开启情况是：A ，B （选填“打开”、“关闭”）； （2）船只从上游经过船闸到达下游，重力势能 （选填“增加”或“减少”）； （3）一艘总重为100t的船，在闸室中缓慢上升20m，此过程中浮力对船做功为 J； （4）若三峡大坝内蓄水深度为113m，请你计算一下，此时水对坝底产生的压强是 Pa，约为 个标准大气压（结果取整数）。 【能力培优】 五、计算题 25．某同学在课上听了伽利略对摆的研究故事之后，回家用支架、细绳、两个质量不同的小球A、B和停表研究摆的周期和哪些因素有关，他分别设计了4次实验，如图所示，每次实验各有不同，摆动的角度∠1小于∠2，A球的质量比B球的大。图甲、丙、丁中的摆线的长度相同，都比图乙中长。 （1）比较图甲、乙两次实验，可以研究摆的周期与 是否有关； （2）比较图 两次实验，可以研究摆的周期与摆球质量是否有关； （3）比较图甲、丁两次实验，可以研究摆的周期与 是否有关； （4）这种实验探究方法叫 法。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十章 功和机械能 课时10. 3 动能和势能 2022年课程标准 物理素养 3.1.1了解能量及其存在的不同形式。能描述不同形式的能量和生产生活的联系。 3.2.1知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。 物理观念：认识机械功，是与能量转化或转移密切相关的物理量，知道它的含义； 科学思维：知道能量的利用存在效率问题，100％的能量利用率只是一种理想情况； 科学探究：能通过观察周围事物，发现并提出关于能量的问题，能根据已有知识对问题作出猜想和假设；能根据控制变量法制订简单的探究方案；能用表格、图像等多种方式展示实验数据，并通过分析和处理数据得出实验结论；能撰写实验报告，书面或口头表述科学探究的过程和结果。 科学态度与责任：培养学生勇于探索、严谨认真的科学态度；能从能量转化的角度认识提高效率的重大意义，增强学习物理学的动力。 动能和势能 能量：物体能够对外做功，表示这个物体具有能量，简称能。 理解：①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。(物体做的功越多，表示物体的能量就越大。另一方面，能量越大，说明做功的本领也越大)②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已经做功”，如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。 1、 动能    ①定义：物体由于运动而具有的能，叫做动能。 ②决定动能大小的因素：动能的大小与质量和速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 2、 重力势能    ①物体由于高度所决定的能，叫做重力势能。 ②决定重力势能大小的因素:   重力势能的大小与物体的质量和物体被举起的高度有关。高度相同的物体，物体的质量越大，重力势能越大；质量相同的物体，物体的高度越高，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。物体的弹性形变越大，它的弹性势能就越大。 探究物体的动能跟哪些因素有关 ① 研究对象：小钢球 ② 研究方法：控制变量法。 如何判断钢球的动能大小：看木块在水平面移动距离的远近（转换法）。 如何控制速度不变：不同钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，使到达斜面底端时速度大小相同。 如何改变钢球速度：使钢球从不同高度滚下。 ③ 分析归纳： 保持钢球质量不变时结论：质量相同的物体，运动速度越大，动能越大； 保持钢球速度不变时结论：运动速度相同的物体，质量越大，动能越大； ④ 得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大，质量越大，动能也越大。 问题一：基础 【角度1】能量的基础 【典例1】关于能量、功和功率说法错误的是（　　） A．能够做功的物体就一定具有能量 B．能量越大的物体做功越多，功率也越大 C．物体的功率越大表示其做功越快 D．有力作用在物体上且沿着力的方向上移动了一段距离，这个力就做了功 【答案】B 【详解】A．做功过程就是能量转化的过程，物体能够对外做功，就说物体具有能量，故A正确，不符合题意； B．能量越大的物体做功多，但不知道做功时间，做功不一定快，功率不一定大，故B错误，符合题意； C．功率表示物体做功的快慢，物体的功率越大，表示物体做功越快，故C正确，不符合题意； D．功等于力乘以力方向移动的距离，有力作用在物体上且沿着力的方向上移动了一段距离，这个力就做了功，故D正确，不符合题意。 故选B。 【变式1-1】 力和运动、功和能量是物理学的核心概念，它们之间存在着密切的联系。关于力和运动、功和能量之间的关系，下列说法错误的是（　　） A．运动的物体一定具有能量 B．物体受到力的作用，力一定对物体做功 C．做功的本质是能量的转化 D．功和能量的单位都是焦耳 【答案】B 【详解】A．物体由于运动而具有的能量叫做动能，因此运动的物体具有动能，故A正确，不符合题意； B．有力作用在物体上，如果物体没有在力的方向上通过一定的距离，则力没有对物体做功，故B错误，符合题意； C．做功是能量转化的重要途径，它不仅反映了力的空间累积效应，也是能量守恒和转化定律的具体体现，通过做功，各种能量形式之间得以相互转化，故C正确，不符合题意； D．为纪念焦耳在热学和能量研究领域取得的卓越成就，物理量以其名字命名功和各种能量的基本单位，故D正确，不符合题意。 故选B。 【变式1-2】 下列关于功、功率和机械效率的说法中，正确的是（    ） A．做功少的物体，做功一定越快 B．做功多的物体，效率也一定越高 C．做功越快的物体，功率一定越大 D．物体具有的能量越多，它做的功就越多 【答案】C 【详解】A．做功少的物体，做功时间未知，做功不一定越快，故A错误； B．做功多的物体，有用功在总功中的比例不一定高，效率不一定越高，故B错误； C．功率是表示做功快慢的物理量，做功越快的物体，功率一定越大，故C正确； D．物体具有的能量越多，它能够做的功就越多，但是不一定对外做功多，故D错误。 故选C。 问题二：动能 【角度1】动能的影响因素 【典例1】 如图所示是“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中， hA=hC，下列说法正确的是（　　） A．图中是探究木块被小球撞击时的动能 B．图中两次实验可以模拟汽车超载带来的危害 C．图中实验装置中不能探究动能大小和速度的关系 D．图中实验的水平面若是光滑的，也能完成本次实验 【答案】B 【详解】A．实验中，探究的动能是指小球撞击木块时的动能，动能大小通过木块移动的距离来反映，故A错误； B．图中两个小球从同一高度由静止滚下，到达水平面的速度相同，C球的质量较大，木块被撞击时运动的距离较大，说明C球的动能较大，可以得到速度相同时，质量越大，动能越大，可以模拟超载带来的危害，故B正确； C．探究动能大小与速度的关系，保持质量不变，改变速度的大小，可以用一个小球，从不同高度由静止滚下，到达水平面的速度不同，观察木块被撞击的距离，故C错误； D．若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，小球和木块将做匀速直线运动，无法比较木块移动的距离，因此不能达到实验目的，故D错误。 故选B。 【变式1-1】 在“探究动能的大小与哪些因素”有关的实验中（如图），让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块。下列说法中正确的是（　　） A．这样做的目的是研究物体的动能大小与质量的关系 B．铁球能从斜槽上滚下是因为它具有惯性 C．铁球从斜面上滚下的过程中，铁球受到的支持力没有做功 D．该实验研究对象是木块B 【答案】C 【详解】A．此实验中利用的是同一个铁球，质量不变，它们释放的高度不同，则到达水平面的速度不同，所以该实验可以探究动能大小与速度的关系，故A错误； B．球能从斜槽上滚下的原因是受力不平衡，故B错误； C．铁球从斜面上滚下的过程中，没有在支持力的方向上移动距离，所以铁球受到的支持力没有做功，故C正确； D．该试验的研究对象是铁球，铁球动能大小通过木块移动的距离显示，故D错误。 故选C。 【变式1-2】 在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小车从斜面上由静止滑下，撞击放在水平面上的木块，小车推动木块滑行一段距离后停止，实验过程如图所示。下列说法正确的是（    ） A．实验中木块被推出距离的远近反映小车动能的大小 B．由甲、乙两图可知，小车动能的大小与质量有关 C．由乙、丙两图可知，小车动能的大小与速度有关 D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，机械能增大 【答案】A 【详解】A．在研究动能大小与什么因素有关时，我们是通过观察小车推动木块移动的距离来反映小球动能大小的，采用的是转换法的思想，故A正确； B．甲、乙两图中，小车的质量相同，释放的高度不同，则到达水平面的速度不同，木块被推出距离不同，说明小车动能的大小与速度有关，故B错误； C．乙、丙两图中，小车的质量不同，释放的高度相同，则到达水平面的速度相同，木块被推出距离不同，说明小车动能的大小与质量有关，故C错误； D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，因为要克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以机械能减小，故D错误。 故选A。 问题三：重力势能 【角度1】重力势能的影响因素 【典例1】 小王在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物的质量关系为，木桩相同，木桩和重物位置如图甲所示，重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．重物下落时，重物的动能转化为重力势能 B．木桩打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小 C．比较A、C可知，重物下落的高度越高，重力势能越大 D．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则 【答案】B 【详解】A．重物下落时，重物的质量不变，高度降低，速度增大，重物的重力势能转化为动能，故A错误； B．根据转换法的思想，可以用木桩打入沙中的深度反映重物重力势能的大小，故B正确； C．根据控制变量法的思想，A、C的质量不同，下落的高度也不同，因此比较A、C不能得出重力势能与高度的关系，故C错误； D．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则B、C的重力势能相同，C下落的高度小，因此质量大，所以，故D错误。 故选B。 【变式1-1】 如图所示为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点自由释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中B、C的高度分别为H、h（忽略空气阻力）。则A点高度为（　　） A．H+h B．2H﹣h C．2h+H D．3h﹣H 【答案】B 【详解】物体在B处具有的重力势能为 EpB＝mgH 物体在C处具有的重力势能为 EpC＝mgh 则物体在水平面上消耗的机械能为 ΔE＝EpB-EpC＝mgH-mgh 当物体从A处到达B处时，物体具有的重力势能为 EpA＝EpB+ΔE＝mgH+（mgH-mgh）＝2mgH-mgh 则A点距离水平面的高度为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【变式1-2】 如图所示是一座高山的等高线图，一位登山运动员从A点匀速到达B点时（　　） A．动能不变，重力势能不变 B．动能不变，重力势能增大 C．动能增大，重力势能不变 D．动能增大，重力势能增大 【答案】B 【详解】登山运动员从A点匀速到达B点时，质量不变，速度不变，动能不变；高度增大，重力势能增大。 故选B。 【基础强化】 一、单选题 1．2021年3月17日，成都市温江区人民法院开庭审理了江某被诉高空抛物罪一案并当庭宣判。被告人江某犯高空抛物罪，被判处有期徒刑六个月，并处罚金3000元。据悉，该案是“高空抛物罪”入刑后的四川省首例判决。被抛下的物体在下落过程中逐渐增大的物理量是（　　） A．重力势能 B．动能 C．重力 D．密度 【答案】B 【详解】A．物体的重力势能与质量和高度有关，在物体下落的过程中，质量不变，高度降低，所以重力势能减小；故A不符合题意； B．物体的动能与质量和速度有关，在物体下落的过程中，质量不变，速度变大，所以动能增大；故B符合题意； C．物体的重力与质量有关，不考虑g的变化时，质量不变，重力不变；故C不符合题意； D．密度是物质本身的一种物理特性，物体在下落的过程中密度不变，故D不符合题意。 故选B。 2．如图所示，斜面顶端的物体，分别沿 OA、OB、OC 三个不同路径滑落到 A、B、C 三 个位置时，若不计摩擦和空气阻力，则比较它们动能的大小，正确的是 A．A 点的动能大 B．B 点的动能大 C．C 点的动能大 D．三点的动能一样大 【答案】D 【详解】不计摩擦和空气阻力，物体沿不同的斜面滑下时，重力势能全部转化为动能，由于同一物体在顶端时的重力势能相同，所以物体到达斜面底端时的动能相同．故选D. 【点睛】不计摩擦和空气阻力时，物体下降时，重力势能全部转化为动能． 3．乒乓球的直径被加大后，提高了乒乓球比赛的观赏性，玛丽认为直径增加了，乒乓球的弹性减弱了，吉姆认为乒乓球弹性是否减弱必须通过实验来证明。能够验证玛丽的说法是否正确的是（   ） A．把直径不同的乒乓球掷向竖直墙壁，比较反弹后落地的距离 B．把直径不同的乒乓球抛向地面，比较落地后反弹的高度 C．把直径不同的乒乓球在不同高度由静止释放，比较落地后反弹的高度 D．把直径不同的乒乓球在同一高度由静止释放，比较落地后反弹的高度 【答案】D 【详解】A．选用不同直径的乒乓球，没有控制离墙壁的距离以及球的初始速度，无法比较反弹后落地的距离，A错误； BC．乒乓球抛向地面时没控制与地面的高度和球的初始速度，B C错误； D．只有控制乒乓球的高度和球与地面的距离，以及球的初始速度，比较落地后反弹的高度，才能验证乒乓球弹性强弱是否与乒乓球的直径大小有关，D正确。 故选D。 4．如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一小物体m连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点静止，物体与水平地面间的摩擦力恒定，下列说法中正确的是（　　） A．物体从A到B动能先增大后减小，从B到C动能一直减小 B．物体从A到B动能越来越小，从B到C动能越来越大 C．物体从A到B动能越来越大，从B到C弹性势能越来越大 D．物体从A到B弹性势能越来越大，从B到C弹性势能越来越小 【答案】A 【详解】ABC．物体在竖直方向受到重力与地面的支持力平衡，水平方向受到弹簧的弹力和滑动摩擦力；从A到B过程中，弹簧的弹力水平向右，摩擦力水平向左，弹簧的弹力先大于摩擦力，后小于摩擦力，所以物体先加速后减速，从B到C过程，物体由于惯性继续向前运动，摩擦力方向向左，物体做减速运动；当质量一定时，速度越大，动能越大，速度越小，动能越小，所以，物体从A到B过程中，动能先增大后减小，从B到C过程中，动能一直减小，故A正确，BC错误； D．物体从A到B弹簧的形变不断变小，弹性势能越来越小，从B到C弹簧的形变不断变大，弹性势能越来越大，故D错误。 故选A。 5．“十次车祸九次快，还有喝酒和超载”这句话形象说明了发生车祸的原因。对于引发交通事故的原因，以下分析不正确的是（　　） A．“快”——物体运动速度越大，惯性越大 B．“超载”——物体质量越大，惯性越大 C．“快”———物体运动速度越大，动能越大 D．“超载”——物体质量越大，动能越大 【答案】A 【详解】AB．惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，惯性大小与速度无关，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意； CD．动能由质量和速度决定，汽车速度越大，质量越大，则动能越大，故CD正确，不符合题意。 故选A。 6．在“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小的影响因素”实验中，说法不正确的是（　　） A．研究对象都是小车 B．控制小车从同一斜面同一高度下滑的目的相同 C．只有前者实验需要改变水平面的粗糙程度 D．都需要在实验基础上通过理想推理得出结论 【答案】D 【详解】A．两个实验均可以用小车进行实验，在“探究阻力对物体运动的影响”中观察小车在水平面上滑动的距离，“探究动能大小的影响因素”中探究小车将木块推动的距离，研究对象都是小车，故A正确，不符合题意； B．两个实验中，控制小车从同一斜面同一高度下滑，都是为了让小车在到达斜面时有相同的初速度，故控制小车从同一斜面同一高度下滑的目的相同，故B正确，不符合题意； C．在“探究阻力对物体运动的影响”中，阻力是需要探究的变量，阻力受接触面的粗糙程度影响，只需要需要改变水平面的粗糙程度即可，故C正确，不符合题意； D．在“探究阻力对物体运动的影响”中，根据实验结果，小车所受的阻力越小，速度减小的越慢，可以据此推测，当小车不受阻力时，将会做匀速直线运动，但无法提供不受阻力的实验条件，故需要在实验基础上通过理想推理得出结论；而“探究动能大小的影响因素”中，只需要探究质量与速度对动能的影响，通过改变小车的质量或提高小车下滑的高度即可达到目的，可以直接得出实验结果，不需要在实验基础上通过理想推理得出结论，故D错误，符合题意。 故选D。 7．某同学骑自行车匀速下坡的过程中，他和自行车的（　　） A．重力势能逐渐增大，动能逐渐增大 B．重力势能逐渐增大，动能逐渐减小 C．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大 D．重力势能逐渐减小，动能大小不变 【答案】D 【详解】同学骑自行车匀速下坡的过程中，质量、速度不变，高度下降，所以动能不变，重力势能减小。故ABC项不符合题意，D项符合题意。 故选D。 8．如图，滑雪运动员正在比赛。下列分析正确的是（    ）    A．雪地上的影子是光的折射形成的 B．滑雪板可以减小运动员对雪地的压强 C．运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，重力势能增大 D．运动员在沿倾斜赛道加速下滑过程中，运动状态保持不变 【答案】B 【详解】A．雪地上的影子由于光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，故A错误； B．滑雪板一般都做得宽大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对雪地的压强，故B正确； C．运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，故C错误； D．运动员在沿倾斜赛道加速下滑过程中，运动速度发生了变化，所以运动状态改变了，故D错误。 故选B。 9．下列关于运动和力的说法中，正确的是（　　） A．扣排球时使球的运动方向发生改变，表明力可以改变物体的运动状态 B．骑自行车上坡时用力蹬几下，是为了增大惯性 C．静止在桌面上的茶杯，受到的重力与桌面对茶杯的支持力是一对相互作用力 D．在月球上不能用弹簧测力计测力的大小 【答案】A 【详解】A．运动员扣球时对球施加了力的作用，使球的运动方向发生了改变，故A正确； B．当用力紧蹬几下脚踏板可以增大自行车的动能，这样就可以有更多的动能转化为重力势能；不是为了增大自行车的惯性，故B错误； C．茶杯受到的重力和茶杯受到的支持力是作用在一个物体上，故受到的重力与桌面对茶杯的支持力不是一对相互作用力，故C错误； D．在月球上，重力相当于地球的六分之一，不同方向的拉力可以通过弹簧测力计测得，故D错误。 故选A。 10．下面是某同学的物理笔记的部分内容，其中有错误的是（　　） A．机械停表和电子停表是测量时间的仪器 B．能量是与物体运动有关的物理量 C．降落伞实验中涉及了控制变量法的应用 D．匀速直线运动中，物体的运动速度与物体运动的路程和时间有关 【答案】D 【详解】A．机械停表和电子停表都可以用来测量时间，故A正确，A不符合题意； B．能量是与物体运动有关的物理量，不同的运动形态对应着不同的能量形式，故B正确，B不符合题意； C．降落伞在空中停留的时间可能与多个因素有关，在探究降落伞在空中停的时间与哪些因素有关时，采用的是控制变量法，故C正确，C不符合题意； D．匀速直线运动中，速度大小不变，故物体的运动速度与物体运动的路程和时间无关，故D错误，D符合题意。 故选D。 11．如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，图乙是探究“物体的动能与质量的关系”的实验装置。关于这两个实验的说法中错误的是（　　） A．两个实验都控制物体从同一高度自由下滑，是为了保证物体到水平面时的初速度相同 B．甲实验可以推理出，如果运动的物体不受力，它将以恒定不变的速度一直运动下去 C．乙实验可得出物体的速度一定时，质量越大，动能越大 D．甲、乙实验中物体运动时，机械能始终保持不变 【答案】D 【详解】A．两实验中，都控制物体从同一高度自由下滑，是为了保证物体到水平面时的初速度相同，这样才符合控制变量法的研究要求，故A正确； B．甲实验中，如果水平面越来越光滑，则小车运动的距离就会越来越远，可以推理出：如果运动的物体不受力，它将以恒定不变的速度一直运动下去；故B正确； C．图乙让不同钢球从同一高度滚下（速度相同），发现钢球的质量越大、木块被撞击的越远，说明物体的速度一定时，质量越大，动能越大，故C正确； D．甲、乙实验中物体运动时，都受到摩擦阻力的作用，因为会有一部分机械能转化为内能，故D错误。 故选D。 12．结合实验探究和活动，用比值定义物理量，是物理学中常用的方法，以下物理概念不是利用这种方法定义的是（　　） A．探究压力的作用效果，定义了压强 B．比较做功快慢的活动，定义了功率 C．探究物体的质量与体积的关系，定义了密度 D．探究动能的大小与哪些因素有关，定义了动能 【答案】D 【详解】A．将压力与受力面积之比定义为压强，采用了比值定义法，故A不符合题意； B．将功与做功时间之比定义为功率，采用了比值定义法，故B不符合题意； C．将质量与体积之比定义为密度，采用了比值定义法，故C不符合题意； D．动能是物体由于运动而具有的能，没有采用比值定义法，故D符合题意。 故选D。 13．2024年5月23日至24日，东部战区在我国台湾省周边开展“联合利剑—2024A”军事演习，震慑台独分裂势力，坚决捍卫国家主权和领土完整。参加演习的某架战机加速升空过程中，若不考虑燃油消耗引起的质量变化，则该战机（　　） A．动能减少，重力势能减少 B．动能减少，重力势能增大 C．动能增大，重力势能减少 D．动能增大，重力势能增大 【答案】D 【详解】战机加速升空过程中，若不考虑燃油消耗引起的质量变化，则它的质量不变，速度变大，则动能变大，高度变高，则重力势能增大，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 14．2019年6月5日，我国航天完成首次海上发射，用长征十一号运载火箭将七颗卫星送入太空．火箭加速升空过程中，这七颗卫星的动能（　　） A．变小 B．不变 C．变大 D．无法判断 【答案】C 【详解】动能的大小与速度和质量有关，火箭加速升空的过程中，质量不变，速度变大，则动能变大，故C选项正确． 15．如图所示，水平传送带以v=0.8m/s的速度顺时针匀速转动，将行李箱轻轻的放在传动器的左端。下列分析正确的是（忽略空气阻力，传送带足够长）（　　） A．行李箱在传送过程中动能越来越大 B．行李箱受到的摩擦力是阻力 C．行李箱刚放上传送带时受到向左的静摩擦力 D．若传送带突然停止运动，行李箱由于惯性将向右运动或倾倒 【答案】D 【详解】ABC．将行李箱轻轻的放在传动器的左端时，行李箱的速度为0，行李箱受到传动带对行李箱向右的摩擦力的作用，与传送带发生相对滑动，滑动摩擦力使行李箱向右运动，故是动力；由于摩擦力的方向和运动的方向一致，所以行李箱的速度逐渐增大，由于传动带足够长，所以行李箱的速度最终等于传送带的速度，与传送带一起向右运动。由于行李箱的质量不变，故行李箱的动能先增大后不变。故ABC错误； D．在传送过程中，若传送带突然停止运动，行李箱由于惯性，将保持原来的运动状态，继续向右运动或倾倒。故D正确。 故选D。 二、多选题 16．做为唐县市民的我们要积极践行“文明出行”的各项规定，比如对骑摩托车或电瓶车的规定为：出行要戴头盔（头盔外部材料坚硬，内部材料松软），不带12岁以上的人，不超速行驶，下面对以上解释正确的是（　　） A．头盔内部材料松软，发生碰撞时增大头部的受力面积，增大压强 B．超速行驶的摩托车在紧急刹车时制动距离长，容易导致交通事故的发生 C．头盔外部材料坚硬，能抵抗一定程度来自外部的力量，减小对头部的伤害 D．电瓶车总质量越大、速度越大时，动能越大，发生交通事故时将造成更大的伤害 【答案】BCD 【详解】A．头盔内部材料松软，发生碰撞时增大头部的受力面积，减小了压强，故A错误； B．超速行驶的摩托车在紧急刹车时不容易停下，需要更长的制动距离，容易导致交通事故的发生，故B正确； C．头盔外部材料坚硬，能抵抗一定程度来自外部的力量，减小对头部的伤害，有效的保护了我们的头部，故C正确； D．动能与速度和质量有关，电瓶车总质量越大、速度越大时，动能越大，发生交通事故时将造成更大的伤害，故D正确。 故选BCD。 17．如图所示，在“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中（m1=m2<m3）。下列说法正确的是（　　） A．实验中木桩下陷的深度越深，则物体的重力势能越大 B．比较a、b两图可知：质量一定时，物体被举的越高，重力势能越大 C．选择b、c两图可比较物体的重力势能大小与质量的关系 D．本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法 【答案】ABD 【详解】A．实验通过比较木桩下陷的深度来反映物体重力势能的大小，采用了转换法，木桩下陷的深度越深，则物体的重力势能越大，故A正确； B．a、b两图中物体的质量相同，b图中物体被举的更高，木桩下陷的深度更深，说明物体的重力势能更大，可知：质量一定时，物体被举的越高，重力势能越大，故B正确； C．b、c两图中物体的质量不同，被举的高度也不同，没有控制变量，所以不能用于探究物体的重力势能大小与质量的关系，故C错误； D．实验通过比较木桩下陷的深度来反映物体重力势能的大小，采用了转换法；在探究重力势能大小与高度的关系时，控制物体的质量相同，采用了控制变量法，故D正确。 故选ABD。 18．根据能量守恒定律，以下情形不可能发生的是（　　） A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进 B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止 C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面 D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年 【答案】ABD 【详解】A．出膛的子弹射穿木板的过程中，子弹先是高速运动，说明子弹具有动能，由于与木板摩擦生热会使动能减小，它的速度将会减慢，故A符合题意； B．水沸腾的条件是达到沸点、继续吸热，因此，电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾将会停止，故B符合题意； C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，将动能转化为部分重力势能，故C不符合题意； D．机械表工作靠表内弹簧的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会默默地走了几十年，故D符合题意。 故选ABD。 19．如图所示，材质均匀的弧形轨道固定在竖直平面，将小球置于轨道的顶端A点，小球具有的机械能为100J．让小球从A点由静止开始滚动，到右侧所能达到的最高位置B点时，具有的机械能为80J，随即小球向左侧滚动，则关于此小球运动过程中的各种描述正确的是（不计空气阻力）（  ） A．小球最后将静止在轨道最低处 B．小球在运动过程中，轨道对小球的支持力是变化的 C．小球从B点滚回左侧所能达到的最高位置点时，具有的机械能一定小于80J D．小球在运动过程中机械能守恒 【答案】ABC 【详解】A．小球从轨道的顶端A点滚动到右侧所能达到的最高位置B点时，机械能减少了20J，小球克服摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能最终为0，所以小球最后将静止在轨道最低处，故A正确． B．小球受到的支持力与小球对轨道的压力有关，压力是变化的，所以轨道对小球的支持力也是变化的，故B正确． C．小球从B点滚回左侧所能达到的最高位置点时，克服摩擦做功，机械能减小，小球在B点时具有的机械能为80J，所以小球从B点滚回左侧所能达到的最高位置点时，具有的机械能一定小于80J，故C正确． D．小球在运动过程中，受重力和摩擦力，机械能不守恒，故D错误． 答案为ABC． 20．如图所示，将一木块放在弹簧上，用手压木块，弹簧被压缩．松开手，木块竖直向上飞起直到最高点．下列说法正确的是（　　） A．手压木块时，手对木块的压力与弹簧对木块的支持力是一对平衡力 B．弹簧恢复原状过程中，弹性势能不变 C．木块在没有离开弹簧前，所受弹力方向竖直向上 D．木块到达最高点时，只受到重力作用 【答案】CD 【详解】A．手对木块的压力大于弹簧对木块的支持力，两个力大小不相等，不是平衡力，故A错误； B．弹簧恢复原状过程中，弹性势能减小，故B错误； C．由于弹簧是被压缩的，有恢复原状的趋势，故所受弹力的方向是竖直向上的，故C正确； D．木块到达最高点时，不再受到弹簧的作用力，只受重力作用，故D正确。 故选CD。 三、实验题 21．实验一：如图所示，小联在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用两个质量不同的钢球m和M（M>m），分别从不同的高度h和H（H>h）由静止滚下，观察木块B被撞击后移动的距离。 （1）本实验主要采用的实验方法有 法和转换法； （2）由乙、丙两图可得出实验结论：物体的动能大小与 有关； （3）“珍爱生命、注意安全”是同学们日常生活中必须具有的意识，下列安全警示语与其对应的物理知识相符合的是 ； A．“高空抛物，害人害己”——物体的高度越高，重力势能越小 B．“向超速挥手，与平安牵手”——物体的速度越快，动能越大 C．“超载运输，祸从货起”——物体的压力越大，动能越大 实验二：在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中，小渝同学用一块海绵和两块完全相同的长方体砖块做了如图所示的实验。 （1）实验中通过观察海绵的 来比较压力的作用效果； （2）比较 两图可知，压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显； （3）下列实例中，直接应用了丙、丁两图所得出的结论的是 A．交管部门规定，货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t B．小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破 C．在沙漠中行车时应选用宽大的轮胎 【答案】 控制变量 质量 B 凹陷程度 乙、丙 A 【详解】实验一：（1）[1]实验中通过观察水平长木板上的木块被撞动的距离来表示动能的大小，采用的是转换法，动能的影响因素有两个，实验中采用的是控制变量法。 （2）[2]实验中应选择乙、丙两个图进行比较，得到的结论是，物体的动能大小与质量有关，物体的速度一定时，质量越大，动能越大。 （3）[3] A．高空抛物，害人害己是因为物体所处的高度越高，重力势能越大，与对应的物理知识不相符，故A不符合题意； B．向超速挥手，与平安牵手是因为物体的速度越快，动能越大，与对应的物理知识相符，故B符合题意； C．超载运输，祸从货起是因为物体的质量越大，动能越大，与对应的物理知识不相符，故C不符合题意。 故选B。 实验二：（1）[4]根据转换法，本实验是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。 （2）[5]探究压力的作用效果与受力面积时，应控制压力的大小不变，而受力面积不同，所以，应该比较图乙、丙，且可以得出结论，压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。 （3）[6]通过比较图丙、丁知，受力面积一定，丁中压力大，海绵的凹陷程度大，这说明受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显。 A．货车行驶时，地面的受力面相同，承载质量越大，对地面压力越大，压强越大，路面易损坏，故A符合题意； B．蚊子口器尖，受力面积小，在压力的情况，压强大，易刺破皮肤，故B不符合题意； C．在沙漠中行车时应选用宽大的轮胎，是增大受力面积，减小压强，故C不符合题意。 故选A。 22．如图（1）所示是“探究物体的动能与哪因素有关”的实验，将小钢球从同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块在水平方向上向右移动一段距离s后停下。先后完成甲、乙、丙所示的三组实验。 (1)实验中探究的动能是指___________。 A．碰撞前小球的动能； B．碰撞后小球的动能； C．碰撞后木块的动能； (2)实验过程中动能大小是通过 （选填“高度h”或“距离s”）大小来反映的； (3)分析场景甲和乙的实验现象，可推理得出结论：质量相同时，物体的 越大，动能越大。 【答案】(1)A (2)距离s (3)速度 【详解】（1）实验中通过木块被小球撞击的距离来判断小球动能的大小，因此探究的动能是指小球撞击木块前的动能，故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 （2）小球撞击木块后，小球对木块做功推动木块移动，小球的动能越大，木块移动的距离越远，因此小球的动能大小是通过木块移动的距离s大小来反映的，用到了转化法的思想。 （3）分析比较甲和乙两组实验可得，物体的质量相同，下滑的高度不同，甲图中下滑的高度大，运动到水平时速度大，推动木块滑行的距离大，故可以得出：质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 23．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． 他们的实验装置如图所示，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 （选填“相同”或“不同”）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】 物体M被弹出的距离 相同 AP 控制变量法 【详解】（1）实验中弹性势能的大小时通过物体M被弹出的距离来间接的反应，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，根据控制变量的思想，必须使用相同的弹簧，改变弹簧长度变化量，即AP（OP）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． 【点睛】除了控制变量法，还要注意理解转换法的思想，即对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，用一些非常直观的现象或易测量的物理量去间接的研究或测量的方法，两种实验方法都是初中物理常用的，注意总结做到心中有数． 【素养提升】 四、科普阅读题 24．阅读短文，回答问题。 三峡船闸 三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程，三峡大坝上下游的水位差最高可达113m。巨大的落差有利于生产可观的电力，当然也带来了航运方面的问题：下游的船只驶往上游，怎样把这些船只举高一百多米？上游的船只驶往下流，又怎样让船只徐徐降落一百多米？解决这个问题的途径就是修建船闸。 船闸由闸室和上下游闸门以及上、下游阀门组成，如图所示。 三峡船闸总长1621m，是世界上最大的船闸，船只在船闸中要经过5个闸室使船依次升高（或降低），每个闸室水位变化超过20m，因此三峡船的闸门非常高大，首级人字闸门高近40m，宽近20m，如果平放在地面上，有两个篮球场大，倘若门外的水压在闸门上，设想有10万人每人用1000N的力来顶着门，也挡不住水的压力，可见水对闸门的压力之大，为此，三峡船闸的闸门足足有3m厚，无愧是“天下第一门”。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，标准大气压p0=1.0×105Pa） 请回答下列问题： （1）三峡船闸是根据 原理建造的，船只从上游进入闸室航行时，闸室阀门A、B的开启情况是：A ，B （选填“打开”、“关闭”）； （2）船只从上游经过船闸到达下游，重力势能 （选填“增加”或“减少”）； （3）一艘总重为100t的船，在闸室中缓慢上升20m，此过程中浮力对船做功为 J； （4）若三峡大坝内蓄水深度为113m，请你计算一下，此时水对坝底产生的压强是 Pa，约为 个标准大气压（结果取整数）。 【答案】 连通器 打开 关闭 减少 11 【详解】（1）[1] 船闸是利用连通器的原理工作的。上下游、闸室构成了连通器。 [2] 船只从上游进入闸室航行时，打开阀门A，同时要关闭阀门B，此时上游与闸室形成连通器，船才能进入闸室。 （2）[3] 船只从上游经过船闸到达下游，船的质量不变，高度减小，所以船的重力势能减小。 （3）[4] 船只漂浮，受到的浮力为 则浮力对船做功为 （4）[5] 水对坝底产生的压强为 [6] 标准大气压p0=1.0×105Pa，因为 所以此时水对坝底产生的压强约为11个标准大气压。 【能力培优】 五、计算题 25．某同学在课上听了伽利略对摆的研究故事之后，回家用支架、细绳、两个质量不同的小球A、B和停表研究摆的周期和哪些因素有关，他分别设计了4次实验，如图所示，每次实验各有不同，摆动的角度∠1小于∠2，A球的质量比B球的大。图甲、丙、丁中的摆线的长度相同，都比图乙中长。 （1）比较图甲、乙两次实验，可以研究摆的周期与 是否有关； （2）比较图 两次实验，可以研究摆的周期与摆球质量是否有关； （3）比较图甲、丁两次实验，可以研究摆的周期与 是否有关； （4）这种实验探究方法叫 法。 【答案】 摆长 甲、丙 摆角 控制变量 【详解】（1）[1]比较甲、乙两次实验，可得，摆球的质量与摆角相同，摆长不同，可以研究摆的周期与摆长是否有关。 （2）[2]要研究摆的周期与摆球质量是否有关，要控制摆长和摆角相同，改变摆球的质量，由图可知比较甲和丙两次实验 （3）[3]比较甲、丁两次实验，摆长和摆球的质量相同，改变摆角，可研究摆的周期与摆角是否有关。 （4）[4]影响摆的周期的因素有多个，要研究摆的周期与某个因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，这种方法是控制变量法。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$