专题02 功和机械能（考题猜想）--2024-2025学年八年级物理下学期期末考点大串讲（北师大版（北京）2024）

专题02 功和机械能（解析版） 考点1 判断力是否做功 考点2 功的计算 考点3 功率的计算 考点4 判断动能与势能的大小和变化 考点5 机械能的转化及守恒 考点6 影响动能大小的因素 考点7 影响重力势能大小的因素 考点1 判断力是否做功 1．某同学在水平地面上玩滑板车时的情境如图所示，一开始，人用力蹬地，人和滑板车一起向前运动；停止蹬地后，人和滑板车运动得越来越慢，最终停下来．下列说法正确的是（　　） A．人用力蹬地，使人和滑板车一起向前运动的力是人的脚施加的 B．人停止蹬地后，人和滑板车继续向前运动的过程中，阻力对滑板车做功 C．人停止蹬地后，人和滑板车运动得越来越慢，最终停下来，说明运动需要力来维持 D．人停止蹬地后，滑板车还能继续运动，是因为滑板车的惯性大于受到的摩擦力 【答案】B 【详解】A．人用力蹬地时，脚对地面施加向后的力，地面同时对人施加向前的反作用力。正是这个反作用力推动人和滑板车向前运动，而非脚直接施加的力，故A错误； B．人停止蹬地后，人和滑板车继续向前运动的过程中，滑板车在阻力的方向上通过一段距离，阻力对滑板车做功，故B正确； C．滑板车减速直至停止是因为受到阻力（外力），而非“运动需要力维持”。根据牛顿第一定律，力是改变运动状态的原因，而非维持运动的原因，故C错误； D．惯性是物体保持原有运动状态的属性，不是力，不能与摩擦力比较大小。滑板车继续运动是因惯性，而摩擦力是改变其运动状态的外因，故D错误。 故选B 。 2．如图所示，力对物体做功的是（　　） A．用力搬石头，搬而未动 B．货物在叉车的作用下水平移动 C．推着小车前进 D．手扶轮胎静止不动 【答案】C 【详解】A．用力搬石头但没有搬动，人给石头一个向上的力，石头没有向上移动距离，人对石头没有做功，故A不符合题意； B．货物在叉车的作用下水平移动，叉车给货物一个向上的力，货物没有向上移动距离，叉车对货物没有做功，故B不符合题意； C．推着小车向前运动了一段距离，施加了推力，并且小车在推力的方向上移动了距离，推力对小车做了功，故C符合题意； D．手扶轮胎静止不动，手对轮胎有力的作用，但轮胎没有在力的方向上移动距离，所以手对轮胎没有做功，故D不符合题意。 故选C。 3．2024年9月25日，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹（如图），导弹准确落入预定海域。下列说法正确的是（    ） A．加速升空的过程中燃气对导弹做了功 B．加速升空的过程中导弹受到平衡力 C．穿过大气层后导弹的惯性增大 D．穿过大气层后若所有力消失，导弹将保持静止 【答案】A 【详解】A．做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。 在导弹加速升空的过程中，燃气对导弹施加了一个向上的推力，同时导弹在推力的方向上移动了一段距离，满足做功的两个必要因素，所以燃气对导弹做了功，故A正确；   B．物体处于平衡状态时，受到的力为平衡力，此时物体将保持静止状态或匀速直线运动状态。 而导弹在加速升空的过程中，速度在不断增大，其运动状态发生了改变。根据牛顿第一定律，力是改变物体运动状态的原因，所以导弹受到的力不是平衡力，故B错误；   C．惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。导弹穿过大气层后，其质量并没有发生改变，导弹的惯性也不会增大，故C错误； D．导弹穿过大气层后具有一定的速度，若此时所有力都消失，由牛顿第一定律可知，导弹将保持原来的速度和方向做匀速直线运动，故D错误。 故选A。 4．中国动漫《哪吒之魔童闹海》创造了中电影史上首部全亚洲票房过百亿的影片，并创造了全球单一电影市场至高票房纪录！如图所示，电影中哪吒与父亲李靖踢毽子时，涉及到的物理知识说法正确的是（　　） A．哪吒对毽子的托力与毽子的重力是一对相互作用力 B．毽子由静止变运动是因为力可以改变物体的形状 C．飞在空中的毽子受到惯性力的作用 D．毽子上升的过程中需要克服重力和空气阻力做功 【答案】D 【详解】A．哪吒对毽子的托力与毽子的重力，作用在同一物体上，不是一对相互作用力，故A错误； B．毽子由静止变运动是因为力可以改变物体的运动状态，故B错误； C．毽子被踢出后，由于惯性会继续在空中飞行，惯性不是力，故C错误； D．毽子上升的过程中受到重力和空气阻力，需要克服重力和空气阻力做功，故D正确。 故选D。 5．如图各情境中有力对物体做功的是（　　） A．推而不动 B．搬而未起 C．站立不动 D．推车前进 【答案】D 【详解】A．人推汽车，汽车不动，有力作用在汽车上，但汽车在力的方向上没有移动距离，根据做功的两个必要因素（力和在力的方向上移动的距离 ），力不做功，故A不符合题意。 B．人搬石头，石头未被搬起，有力作用在石头上，但石头在力的方向上没有移动距离，力不做功，故B不符合题意。 C．人站立不动，没有在力的方向上移动距离，不存在力做功的情况，故C不符合题意。 D．人推车前进，人对车施加了力，车在力的方向上移动了距离，满足做功的两个必要因素，力对物体做功，故D符合题意。 故选D。 6．目前我国的无人机技术已经处于领先地位。如图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是（　　） A．无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小 B．无人机水平匀速飞行时，无人机对货物的拉力不做功 C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零 D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大 【答案】B 【详解】A．重力势能的大小与物体的质量和高度有关，无人机上升过程中，质量不变，高度增加，货物的重力势能变大，故A错误； B．无人机水平匀速飞行时，因为货物没有在拉力的方向上通过距离，无人机对货物的拉力不做功，故B正确； C．无人机在某一高度悬停时，货物仍具有重力势能，货物的机械能一定不为零，故C错误； D．无人机下降过程中，质量不变，速度不一定增大，所以货物的动能不一定增大，故D错误。 故选B。 考点2 功的计算 7．如图所示，将物体G分别沿斜面AC和BC拉到顶端C，所用的力分别是F1和F2，所做的功分别是W1和W2，不计摩擦，比较它们的大小（   ） A．   B．   C．   D．   【答案】C 【详解】因不计摩擦，所以，将物体分别沿斜面和拉到顶端，拉力做的功等于克服物体重力做的功；因为重力相同、上升高度h相同，由可知，拉力对物体做的功相同，即；由图可知，，根据可知，。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 8．全国中小学生安全教育日这天老师为同学们讲解了高空抛物的危害：一个鸡蛋从高空落下，可以使人头皮受损，甚至危及人的生命。如果一个鸡蛋从20m高处落下，则下列数值与鸡蛋重力所做的功最接近的是（   ） A．1J B．10J C．100J D．0.1J 【答案】B 【详解】一个鸡蛋的重力约为0.5N，则从20m高处落下，鸡蛋重力所做的功为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9．对日常生活中相关数据的估测，符合实际的是（　　） A．将一只鸡蛋从地面缓缓举过头顶做的功约为10J B．教室内一盏日光灯的额定功率约40W C．中学生双脚站在水平地面时对地面的压强约为1.5×105Pa D．洗澡时合适的水温约为50℃ 【答案】B 【详解】A．一个鸡蛋的重力约为0.5N，从地上到头顶的距离约为2m，所做的功约为，故A不符合题意； B．教室内一盏日光灯的额定功率约40W~60W，故B符合题意； C．中学生双脚面积（受力面积）约S=0.04m2；中学生的质量大约为50kg，压力 压强为，故C不符合题意； D．洗澡时合适的水温略高于人的正常体温，约为40℃，故D不符合题意。 故选B。 10．物体在水平拉力的作用下，沿粗糙程度相同的水平面做直线运动，其运动图像如图所示。图像中OA段拉力对物体做的功和功率分别为和，AB段拉力对物体做的功和功率分别为和。根据图像分析可知（   ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】AB．由图像可知，物体做匀速直线运动，拉力等于摩擦力，同一物体对水平面压力相等，接触面的粗糙程度不变，故物体受到的摩擦力相等，拉力相同，根据可知，运动的距离越远，所做的功越大，由图可知，，则，故AB不符合题意； CD．运动的时间相同都是，根据可知，相同时间内，做功越多，功率越大，即，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 11．科技馆的展厅里有一个如图甲所示的“最速降线”装置，其示意图如图乙所示。将分别位于直轨道和弧形轨道上的M、N两个完全相同的小球同时从起点由静止释放，N球先到达终点。不考虑摩擦和空气阻力，N球一定（　　） A．到达终点时的动能更大 B．整个过程重力做功更多 C．到达终点时的惯性更大 D．整个过程重力做功更快 【答案】D 【详解】A．M、N两个完全相同的小球同时从起点由静止释放，两小球具有的重力势能相同。不考虑摩擦和空气阻力，在下滑过程中，由重力势能转化为动能，到达终点时的两小球具有的动能相同，故A不符合题意； BD．M、N两个完全相同的小球，则质量相等，由可知二者重力相等，竖直方向运行距离相等，由知整个过程重力做功相等，N球先到达终点，即N球用时较短，由知N球整个过程重力做功更快，故B不符合题意，D符合题意； C．M、N两个完全相同的小球，则质量相等，惯性大小只与质量有关，故两个球到达终点时的惯性相等，故C不符合题意。 故选D。 12．在一次劳动课上，小明将一装有重物的推车沿水平面从A点经B点推至C点，其示意图如图所示。小明先用水平推力F把推车从A匀速推到B，用时T1；在B点卸货，用时T2；再用水平推力将车匀速推至C，用时T3；AB段和BC段推力做功之比为2∶1.已知AB长为s1，BC长为s2。下列说法正确的是（　　） A．从A到C小明的平均速度为 B．从B到C小明的水平推力为 C．从B到C小明的水平推力做功功率为 D．若把空车从C沿原路匀速推回A，推力做的功为 【答案】C 【详解】A．从A到C小明的平均速度为，故A错误； B．根据题意，在AB段推力做的功为，由于AB段和BC段推力做功之比为2∶1，则BC段的推力为 故B错误； C．从B到C小明的水平推力做功功率为 故C正确； D．若把空车从C沿原路匀速推回A，此时车对地面的压力变小，导致摩擦力变小，匀速推行时，推力与摩擦力为一对平衡力，此时推力的大小不是F，故D错误。 故选C。 考点3 功率的计算 13．如图所示，完全相同的A、B两个长方体物块叠放在水平桌面上，用F＝20N的水平向右的推力作用在B物块上，使A、B一起向右做匀速直线运动，经过3s，两个物块一起移动了60cm的距离。下列相关说法中（　　） ①物块B受到的重力和地面对B的支持力是一对平衡力 ②物块A对B的摩擦力大小是20N，方向向右 ③地面对物块B的摩擦力大小是20N，方向向左 ④推力F的功率为4W A．只有②④正确 B．只有③④正确 C．只有②③正确 D．只有①④正确 【答案】B 【详解】①物块B受到的重力和地面对B的支持力大小不等，不是一对平衡力，故①错误； ②A、B一起向右做匀速直线运动，A、B之间没有发生相对运动，也没有相对运动趋势，所以没有摩擦力，故②错误； ③B向右做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上受到的推力和地面对物块B的摩擦力是一对平衡力，推力水平向右，大小为20N，则地面对物块B的摩擦力大小是20N，方向向左，故③正确； ④推力F做功为 则推力F的功率为 故④正确。 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 14．如图所示，重为500N的工人师傅用300N的拉力，在10s内将550N的货物沿竖直方向匀速提升了4m，不计绳重与摩擦，则下列判断正确的是（　　） A．所用动滑轮的重力是100N B．绳自由端移动速度是0.2m/s C．人拉绳时，拉力的功率是240W D．人受到地面的支持力是200N 【答案】C 【详解】A．由图可知，滑轮是动滑轮，不计绳重与摩擦，动滑轮的重力G动=nF-G=2×300N-550N=50N 故A错误； B．绳子自由端移动的距离s=nh=2×4m=8m 绳子自由端移动的速度 故B错误； C．人拉绳时，拉力的功率 故C正确； D．人受到地面的支持力F支=G+F=500N+300N=800N 故D错误。 故选C。 15．“升国旗，唱国歌”，学校每周一都举行升国旗活动（如图所示），下列说法正确的是（　　） A．国旗在上升过程中，以旗手为参照物是静止的 B．国旗在刚要上升时，它的惯性最大 C．国旗升到最高处处于静止时，动能为零、机械能为零 D．每次升国旗的过程中，国旗重力做功的功率（近似）相等 【答案】D 【详解】A．国旗在上升过程中，以旗手为参照物，国旗的位置发生改变，是运动的，故A错误； B．惯性大大小与物体的质量有关，国旗在刚要上升时，质量不变，则惯性不变，故B错误； C．国旗升到最高处处于静止时，动能为零，此时具有重力势能，因此机械能不为零，故C错误； D．每次升国旗的过程中，几乎做匀速直线运动，根据可知，国旗重力做功的功率（近似）相等，故D正确。 故选D。 16．如图甲所示，重8N的铁块吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动。铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图像如图乙所示。若铁块受到的摩擦力为2N，下列说法错误的是（    ） A．在0-2s内铁块做匀速运动 B．在2-6s内铁块经过的路程为12m C．在2-6s内拉力F做的功为120J D．在2-6s内拉力F的功率是30W 【答案】A 【详解】A．由图乙可知，在0~2s中，速度越来越大，做加速运动，故A错误，符合题意； B．在2~6s内铁块的速度是3m/s，运动的时间为 在2~6s内铁块经过的路程为 故B正确，不符合题意； C．由于铁块在2~6s内做匀速直线运动，铁块在竖直方向上受到了向下的重力、向下摩擦力和向上的拉力F，故拉力F的大小为，拉力F做的功为 故C正确，不符合题意； D．在2~6s内拉力F的功率是 故D正确，不符合题意。 故选A。 17．如图，某次拓展训练中，在安全保护措施的前提下中学生小明沿直杆匀速下滑，在4s的时间内人通过AB段．下列关于小明所受重力在AB段做功的功率最接近的是（　　） A．200W B．400W C．700W D．1000W 【答案】B 【详解】由小明的身高对比，AB段距离约为3m，小明的体重约为60kg，重力 小明所受重力在AB段做功 小明所受重力在AB段做功的功率 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 18．某同学的质量约为50kg，他以正常速度从教学楼的一楼走上二楼，请估算在此过程中该同学上楼的功率最接近于（　　） A．2W B．20W C．100W D．200W 【答案】C 【详解】某同学的重力约为 一层楼的高度约为4m，从教学楼的一楼走上二楼所用的时间约为20s，则该同学上楼的功率为 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 考点4 判断动能与势能的大小和变化 19．2024年11月4日，我国神舟十八号载人飞船返回舱在经历了制动离轨、自由滑行、减速下降、点火缓冲等多个阶段后，最终在东风着陆场成功着陆，如图所示。关于降落过程下列说法正确的是（　　）    A．减速下降阶段，返回舱的重力势能减小 B．减速下降阶段，返回舱的动能不变 C．点火缓冲阶段，返回舱的重力势能不变 D．点火缓冲阶段，返回舱的动能增加 【答案】A 【详解】A．减速下降阶段，返回舱的质量不变，高度降低，重力势能减小，故A正确； B．减速下降阶段，返回舱的质量不变，速度减小，动能减小，故B错误； C．点火缓冲阶段，返回舱的质量不变，高度降低，重力势能减小，故C错误； D．点火缓冲阶段，返回舱的质量不变，速度减小，动能减小，故D错误。 故选A。 20．跳水运动中蕴含着许多物理知识，如图所示，有关跳板跳水过程中能量变化的说法正确的是（　　） A．运动员用力下压跳板的过程中，跳板的弹性势能减小 B．运动员被跳板向上弹起的过程中，重力势能减小 C．运动员离开跳板向上运动的过程中，动能减小 D．运动员从最高点下落的过程中，动能减小 【答案】C 【详解】A．运动员用力下压跳板的过程中，跳板的弹性形变程度变大，弹性势能增大，故A错误； B．运动员被跳板向上弹起的过程中，运动员的质量不变，高度变大，重力势能增大，故B错误； C．运动员离开跳板向上运动的过程中，质量不变，速度变小，动能减小，故C正确； D．运动员从最高点下落的过程中，质量不变，速度变大，动能变大，故D错误。 故选C。 21．如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，则它的（　　） A．动能减小，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大 C．动能不变，重力势能减小 D．动能不变，重力势能不变 【答案】A 【详解】由题意可知，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，质量减小、速度不变，所以动能减小；高度不变、质量减小，所以重力势能减小，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 22．如图是八达岭长城无人机帮助运送物资的情景，下列说法正确的是（　　） A．无人机上升过程中，货物的重力势能减小 B．无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变 C．无人机到达送货地点上空悬停期间，始终对货物做功 D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大 【答案】B 【详解】A．无人机装载的货物的质量不变，高度增加，因此货物的重力势能会增大，故A错误； B．无人机装载货物的质量不变，水平匀速飞行时动能不变，因为高度不变，所以重力势能也不变。机械能是动能和重力势能的总和，因此货物的机械能保持不变，故B正确； C．无人机到达送货地点上空悬停期间，有力的作用，但在力的方向上没有移动距离，此时不做功，故C错误； D．无人机装载货物的质量不变，下降时，如果货物是匀速下降，则动能保持不变；如果货物是减速下降，则动能减小；如果货物是加速下降，则动能会增大。但题目中并未明确说明下降的速度情况，因此不能断定货物动能的变化情况，故D错误。 故选B。 23．小明从滑梯顶端加速下滑的过程中，下列说法正确的是（   ） A．重力势能增大 B．动能保持不变 C．重力势能转化为动能 D．机械能不变 【答案】C 【详解】ABC．小明从滑梯顶端加速下滑的过程中，质量不变，速度变大，则动能变大，高度降低，则重力势能减小，所以是重力势能转化为动能，故AB错误，C正确； D．小明从滑梯顶端加速下滑的过程中，因为要克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，所以机械能减小，故D错误。 故选C。 24．如图所示，小邦在国色天乡玩蹦极，不考虑空气阻力，关于他在下降过程中的能量分析，下列说法正确的是（    ） A．下降到最低点，小邦的动能最小，绳子的弹性势能最大 B．弹性绳绷到最低点，小邦的重力势能全部转化为动能 C．弹性绳绷直前，小邦的重力势能增大，动能减小 D．降到最低点，小邦的重力势能最大，绳子的弹性势能最大 【答案】A 【详解】A．下降到最低点时，人的速度减小为0，动能最小；高度最小，重力势能最小；弹性绳的形变最大，则弹性势能最大，故A正确； BD．下降到最低点时，人的高度最小，重力势能最小；弹性绳的形变最大，则弹性势能最大，不考虑空气阻力，小邦的重力势能全部转化为弹性势能，故BD错误； C．人在下降过程中，弹性绳绷直前，高度减小，重力势能减小，速度变大，则动能变大，故C错误。 故选A。 考点5 机械能的转化及守恒 25．毛主席在《沁园春·雪》一词中写到：“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕”。其中所蕴含的物理知识，下列理解正确的是（　　） A．拉弓时所用力越大，弓产生的弹力越小 B．弯弓说明力可以改变物体的运动状态 C．拉开弓的过程中，弓的弹性势能增大 D．箭射出的过程中，动能转化为弹性势能 【答案】C 【详解】A．拉弓时所用力越大，由物体间力的作用是相互的得，弓产生的弹力越大，故A错误； B．弯弓，弓在力的作用下，形状发生改变，说明力可以改变物体的形状，故B错误； C．拉开弓的过程中，弓的弹性形变变大，弹性势能增大，故C正确； D．箭射出的过程中，弓的弹性势能变小，箭的动能变大，弹性势能转化为动能，故D错误。 故选C。 26．2025年2月27日，我国在酒泉卫星发射中心，使用长征二号丙运载火箭成功将四维高景一号03、04星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。关于运载火箭和卫星，下列说法正确的是（　　） A．火箭加速升空的过程中，卫星的重力势能转化为动能 B．火箭加速升空的过程中，卫星的机械能守恒 C．卫星在大气层外沿椭圆轨道向近地点运动时，机械能变小 D．卫星在大气层外沿椭圆轨道运动到远地点时，重力势能最大，动能最小 【答案】D 【详解】A．火箭加速升空的过程中，卫星的质量不变，速度变大，高度升高，卫星的动能变大，重力势能变大，故A错误； B．火箭加速升空的过程中，卫星的动能变大，重力势能变大，机械能为动能与势能的总和，则卫星的机械能变大，故B错误； C．卫星在大气层外沿椭圆轨道向近地点运动时，质量不变，速度变快，高度下降，动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能，机械能不变，故C错误； D．卫星在大气层外沿椭圆轨道运动到远地点时，质量不变，速度最慢，高度最高，重力势能最大，动能最小，故D正确。 故选D。 27．蹦极是一种具有刺激性的运动项目；如图所示，某次蹦极时，人从蹦极台跳下，到A点时弹性绳刚好绷直，人继续下落到最低点B；若不考虑空气阻力，下列关于人在下降过程中能量分析的说法中正确的是（　　） A．到达A点前，人减小的重力势能全部转化为动能 B．到达A点时，弹性绳的弹性势能最小，人的动能最大 C．从A点运动到B点过程中，人的机械能守恒 D．从A点运动到B点过程中，人的重力势能全部转化为弹性势能 【答案】A 【详解】A．人从蹦极台跳下，到A点时弹性绳刚好绷直，到达A点前，弹性绳没有弹性势能，这一过程中，人的质量不变，高度变小，速度变大，则重力势能变小，动能变大，所以人减小的重力势能全部转化为动能，故A正确； B．到达A点时，弹性绳刚好绷直，所以到达A点时，弹性绳没有弹性势能，弹性绳的弹性势能最小；由于到达A点时，弹性绳刚好绷直，弹性绳没有形变，弹性绳对人没有拉力，人只受到重力，即人受到的合力向下，所以人的速度继续增大，故到达A点时，人的动能不是最大，故B错误； C．不考虑空气阻力，从A点运动到B点过程中，人的机械能转化为弹性绳的弹性势能，所以人的机械能减小，故C错误； D．从A点运动到B点过程中，人的重力势能不仅转化为弹性势能，还转化为人的动能，故D错误。 故选A。 28．蹦床属于体操运动的一种，是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动，有“空中芭蕾”之称。如图所示是运动员到达最高点A后沿竖直方向下落到最低点C的过程，若不计空气阻力，关于该过程说法正确的是（    ） A．运动员下落过程中，到达B点时速度最快，动能最大 B．运动员在最低点C时，速度为0，受到非平衡力的作用 C．运动员从B点下落到C点的过程中，具有的惯性逐渐减小 D．运动员从B点下落到C点的过程中，只有动能转化为弹性势能 【答案】B 【详解】A．由图可知，运动员下落过程中，到达B点时，刚接触蹦床，此时运动员只受到竖直向下的重力，运动员的速度继续增大，此时速度不是最快，动能不是最大，故A错误； B．运动员在最低点C时，速度为0，受到的弹力大于重力，受到非平衡力的作用，故B正确； C．惯性只与物体的质量有关，运动员从B点下落到C点的过程中，质量不变，具有的惯性不变，故C错误； D．运动员从B点下落到C点的过程中，质量不变，速度先变大后减小，高度降低，先是重力势能转化为动能和弹性势能，过了速度最大点后，动能和重力势能转化为弹性势能，故D错误。 故选B。 29．如图所示，小球以某速度从M点开始沿粗糙轨道MOP运动，经P点离开轨道，上升至最高点N，又下落经过Q点，N位于P、Q之间，O、P、Q处在同一水平高度。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球经过O、P两点时动能相等 B．小球到达最高点N时速度一定为零 C．小球到达的最高点N不可能高于M点 D．小球经过N点时的机械能等于经过Q点时的机械能 【答案】D 【详解】A．由于球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功，有部分机械能转化为内能，因此球到达P点的机械能一定小于在O点的机械能，O、P处在同一水平高度，球的重力势能相等，则球在P点的动能一定小于在O点的动能，故A错误； B．球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，球在M点既有动能又有重力势能，球上升至最高点N时，仍水平方向飞行，也既有动能又有重力势能，则在N点的速度不为0，故B错误； C．球在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功，有部分机械能转化为内能，球在N点的机械能一定小于在M点的机械能，但由于球在M、N点的动能大小不确定，因此球在M、N两点的重力势能大小也不确定，即N点重力势能有可能比M点重力势能大，则最高点N与M点对比，N点可能M高，故C错误； D．忽略空气阻力，球从N点到Q点机械能守恒，因此球在N点的机械能等于Q点的机械能，故D正确。 故选D。 30．小明把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，若不计空气阻力，则下列说法中错误的是（　　） A．铁锁来回摆动过程中，只有重力一直做功 B．铁锁来回摆动过程中运动状态一直改变 C．铁锁上升过程中，在达到最高点瞬间速度为零，机械能为零 D．小明说“它打不着我”，因为铁锁在摆动过程中机械能守恒 【答案】C 【详解】A．铁锁来回摆动过程中，受到重力与拉力作用，重力与运动方向不垂直，拉力与运动方向垂直，此过程中只有重力一直做功，故A正确，不符合题意； B．铁锁来回摆动过程中，运动方向一直改变，运动状态一直改变，B正确，不符合题意； C．铁锁上升过程中，在达到最高点瞬间速度为零，动能为0，重力势能不为0，机械能为动能与势能的总和，则机械能不为零，故C错误，符合题意； D．小明说“它打不着我”，因为不计空气阻力，铁锁摆动过程中，在摆动过程中只有重力做功，机械能守恒，铁锁摆到最高点时，速度为0，高度不变，故D正确，不符合题意。 故选C。 考点6 影响动能大小的因素 31．如图所示是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中。 (1)实验中，探究的动能是指_______（填序号）。 A．小球在斜面上的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块被小球撞击时的动能 (2)实验中，通过观察木块被小球撞击后 来判断小球的动能大小。 (3)甲、丙两次实验，让质量不同的小球从斜面的同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时有相同的 。 (4)对比 两次实验，可以研究物体的动能与速度的关系。 (5)分析图甲和图丙，得到的实验结论： 相同时，物体 越大，动能越大。 【答案】(1)B (2)运动的距离 (3)速度 (4)甲、乙 (5) 速度 质量 【详解】（1）根据转换法，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小，所以探究的动能是小球撞击木块时的动能，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （2）实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小，这是转换法的应用，木块滑行的距离越远，小球的动能越大。 （3）实验时采用控制变量法，让质量不同的小球从斜面的同一高度滚下，小球到达水平面时动能大小相等，是为了使两球到达水平面时速度相等。 （4）研究物体的动能与速度的关系，要控制质量相同，小球从斜面下滑时的高度不同，由可知，应选择甲、乙两次实验。 （5）[1][2]图甲和图丙中，小球的质量不同，从斜面的同一高度滚下，小球到达水平面时速度相等，丙图中木块移动的距离远，所以丙图中小球撞击木块时的动能大，可以得到的结论是速度相同，质量越大，动能越大。 32．如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，实验小组将小钢球从高度为的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块向前移动一段距离后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，。 （1）小钢球在滚下斜面的过程中， 能转化为动能。小钢球的动能大小是通过 （选填“高度”或“距离”）的大小来反映的，这种方法在物理学中叫作 法。本实验用到另一种物理探究方法是 法； （2）在同样的水平面上，木块被撞得越远，小钢球对木块做的功就越 ，小钢球的动能就越 ； （3）分析比较甲、乙两图可得结论：物体质量相同时，速度越大，动能越 ； （4）比较 两图，可探究动能与质量的关系，此探究过程中两球刚到达水平面时的速度 （选填“相等”或“不相等”），结论是 ； 【补充设问】 （5）若水平面绝对光滑，木块受到小钢球撞击后将 ， （选填“能”或“不能”）达到实验探究的目的； （6）小丽根据乙、丙两图也得出了“物体的动能大小与质量有关”的结论，她的结论是否可靠? （选填“是”或“否”），理由是 ； （7）小欣联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端同一高度由静止滑下，比较小车在不同表面滑行的距离，则小车在三个表面克服摩擦力做功 （选填“相等”或“不相等”）； （8）实验过程中，小明发现木块移动的距离较短，不易进行观察和比较，对此请你写出一条改进措施： ； 小华发现钢球从斜面滚下时，运动的方向难控制，有时撞不到木块，有时撞歪了，请你为小华提供一种改进方案： ； （9）①请你根据得出的实验结论解释为什么相同路段不同车型的限速不同（如图丁所示）： ； ②请你从物理学的角度谈谈安全行车需要注意的问题： ； （10）同学们进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大，于是利用实验器材进行了测定，得到数据如表： 实验序号 小球的质量 小球自由滚下到水平面的速度 木块被撞后运动的距离 1 30 2 4 2 30 4 16 3 60 2 8 分析表格中对应的数据可知， 对物体的动能影响更大。 【答案】 重力势 距离 转换 控制变量 多 大 大 甲、丙 相等 物体的速度相同时，质量越大，动能越大 做匀速直线运动 不能 否 没有控制小钢球到达水平面的速度相同 相等 增大钢球在斜面上的高度 将斜面换成斜槽 见解析 不超载行驶，不超速行驶 速度 【详解】（1）[1][2]小钢球从斜面滚下过程中，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时速度变大，动能增加，所以是将重力势能转化为动能的过程。 [3][4]小钢球从斜面滚下过程中，小球的动能越大，小木块移动的距离越远，故小球的动能大小是通过小木块移动的距离s大小来反映的，运用了转换法。在研究动能的大小与速度的关系时，应控制小球的质量不变，因此本实验还用到了控制变量法。 （2）[5][6]木块被撞的过程中，小钢球对木块施加力且木块沿力的方向移动一段距离，小钢球对木块做功，且木块被撞得越远，小钢球对木块做的功就越多，说明小钢球具有的动能越多。 （3）[7]甲、乙两图中小球的质量相同，速度不同，且速度越大，木块被撞击移动的距离越远，说明小球具有的动能越多，因此可得结论为：物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （4）[8][9][10]探究动能与质量的关系，需要控制小球的速度相同，即小球所处的高度相同。因此选择甲、丙两图，由甲丙两图可知，小球的质量越大，木块被撞击的距离越远，说明小球具有的动能越大。因此可得结论为：物体的速度相同时，质量越大，动能越大。 （5）[11][12]若水平面绝对光滑，木块受到小钢球撞击后将一直做匀速直线运动，由于该实验是通过木块移动距离的远近来表示小球具有动能的大小，因此平面绝对光滑不能达到实验探究的目的。 （6）[13][14]探究动能与质量的关系，需要控制物体的速度相同，而乙、丙两图中质量和速度都不同，因此得出的结论不可靠。 （7）[15]让小车从斜面顶端同一高度由静止滑下，小车到达斜面底端的速度相同，即小车具有的动能相同，最终小车在不同表面静止时，小车具有的动能均转化为克服摩擦做功，因此小车在三个表面克服摩擦力做功相等。 （8）[16]木块移动的距离较短，说明小球具有的动能较小，即小球的速度较小，因此可以增大钢球在斜面上的高度。 [17]钢球从斜面滚下时，运动的方向难控制，可以将将斜面换成斜槽。 （9）[18]由于不同的车质量不同，速度相同时，质量大的车动能更大，不易刹车，造成的危害更大。 [19]根据动能的影响因素可知，为了安全驾驶，不超载行驶，不超速行驶。 [20]对比1、2和1、3数据可知，物体的速度对物体的动能影响更大。 33．某实验小组探究物体的动能大小跟哪些因素有关。 (1)在同一段高速公路，小明发现对小型客车限速120km/h，而对大型货车限速却是90km/h，由此可以猜想动能大小可能与 有关；在校园里对车辆限速低至5km/h，由此可以猜想，动能大小可能与 有关； (2)如图所示，用质量不同的两个小钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H>h）由静止开始滚下，分别测出木块B被撞击后移动的距离，结果是s3>s1>s2，实验中是通过木块移动的距离反映 （选填“木块”或“钢球”）的动能大小； (3)对比甲、乙两图可得出的结论是： ； (4)要探究动能大小与物体质量的关系，应选用 两图，由题中 的信息可以得出“速度一定时，物体质量越大动能越大”的结论； (5)该小组同学在实验中发现，当小钢球在一定高度释放时，往往会将木块撞出木板右端，对此现象，请你写出一条改进措施： 。 【答案】(1) 质量 速度 (2)钢球 (3)质量一定时，速度越大，动能越大 (4) 乙、丙 s3>s2 (5)可以换用质量更小的小球（或降低释放小球的高度，或增大木块的质量） 【详解】（1）[1]对小型客车限速120km/h，而对大型货车限速却是90km/h，小客车与大货车的质量不同，限速不同，说明能动能大小可能与物体质量有关。 [2]在校园里对车辆限速低至5km/h，同一物体，质量不变时，对速度有要求，说明动能与速度有关。 （2）实验中，通过木块移动的距离大小来反映钢球动能大小，用到了转换法。 （3）对比甲、乙两图，钢球的质量相同，而滚下的高度不同，到达水平面的速度不同，探究动能与速度的关系，由木块移动的距离，甲中钢球从斜面上滚下的高度更高，到达水平面的速度更大，木块移动的距离更远，可得：质量一定时，速度越大，动能越大。 （4）[1]要探究动能大小与物体质量的关系，需控制物体速度不变，改变物体质量，故应该选乙、丙两图。 [2]由木块移动的距离s3>s2可知，速度一定时，物体质量越大动能越大。 （5）当小钢球在一定高度释放时，往往会将木块撞出木板右端，说明钢球动能太大，可以换用质量更小的小球（或降低释放小球的高度，或增大木块的质量）。 34．小明认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是进行探究。 【猜想假设】由“十次车祸九次快”猜想：动能大小可能跟 有关；由“安全驾驶莫超载”猜想：动能大小可能跟质量有关。 【设计实验】如图甲所示装置中，将一根橡皮筋的两端固定在水平长木板上，橡皮筋的中间连接在小车上，用来发射小车，小车被弹出后将木块撞出一段距离。 实验中用木块被撞后运动的距离来反映小车撞击木块前动能大小的物理依据是：碰撞时，小车将动能转移给木块，木块运动时克服 力做功而减速，根据公式 ，在力的大小不变时，木块运动距离越远，说明木块克服这个力做功越 ，即撞击前小车的动能越大。 【进行实验】通过给小车增加配重和调节橡皮筋被拉伸的长度来改变实验条件，多次实验后，收集数据如下表。 实验序号 小车的质量m/g 小车撞击木块前的速度 木块被撞后运动的距离s/cm 1 200 1 5 2 200 2 20 3 300 1 7.5 【评估交流】若实验时发现木块运动距离太远，已经超出木板范围，可以采用的改进方法是： 。（写出一种方法即可） 【实践应用】综合分析表格中的数据，可以得出汽车 （选填“超载”或“超速”）行驶时危害程度更大。 【答案】 速度 摩擦 W=fs 多 减小橡皮筋被拉伸的长度/增大小车的质量/增大木板表面的粗糙程度/增大木块的质量 超速 【详解】[1]“十次车祸九次快”，汽车运动快就是速度大，所以猜想动能大小可能跟速度有关。 [2][3][4]木块在长木板上运动时，受到滑动摩擦力的作用，所以碰撞时，小车将动能转移给木块，木块在水平面移动过程中克服摩擦力做功，根据W=fs可知，在摩擦力的大小不变时，木块运动距离越远，说明木块克服摩擦力做功越多，即撞击前小车的动能越大。 [5]若实验时发现木块运动距离太远，已经超出木板范围，说明动能太大，可以橡皮筋被拉伸的长度减小；也可以考虑增大摩擦力以减小木块运动的距离，所以还可以增大小车的质量或增大木板表面的粗糙程度或增大木块的质量等。 [6]由表中实验数据可知，速度变为原来的2倍时，木块移动的距离变为原来的4倍，质量变为原来的1.5倍时，木块移动的距离变为原来的1.5倍，所以在同等条件下超速带来的安全隐患更大一些。 35．小文在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块（图中木块未画出）撞出一段距离。 (1)该实验目的是研究铁球的动能大小与 的关系； (2)该实验是通过观察 的大小，来说明铁球对木块 的多少，从而判断出 具有的动能的大小； (3)图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案，小文实验时应该选择 （选填“A”或“B”）方案，原因是 ； (4)小文利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时，通过观察球撞击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小（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球做实验，原因是 。 【答案】(1)质量 (2) 木块运动的距离 做功 铁球 (3) A B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同 (4)塑料软片对不同体积的球的阻力不同 【详解】（1）质量不同的铁球从同一高度由静止释放的目的是铁球到达水平面获得的初速度相同，控制速度大小相等，改变铁球的质量，可以探究动能大小跟质量的关系。 （2）[1][2][3]该实验运用转换法，通过观察铁球推动木块运动距离大小来说明铁球对木块做功多少，从而反映铁球动能的大小。 （3）[1][2]图A中挡板水平放置，两小球从起始位置到水平位置的高度差相同，图B中挡板与斜面垂直放置，两小球从起始位置到水平位置的高度差不同，为来控制大小不同的两个小球在斜面上从起始位置到水平位置的高度差相同，实验时选择A方案而不能选择B方案。 （4）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”。 36．如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。 (1)小球滚下的过程中，它的 能转化为动能，它的动能大小是通过 来反映的。 (2)甲、乙两图是探究动能的大小与 是否有关的。 (3)本实验探究的是 在碰撞 （选填“前”或“后”）瞬间的动能。 (4)实验中，木块的质量过大或过小都不行，若木块质量过大会导致 。 【答案】(1) 重力势能 木块移动的距离 (2)速度 (3) 小球 前 (4)见解析 【详解】（1）[1][2]小球从斜面滚下时，高度降低，重力势能减小。 同时，小球的速度变大，动能增加。 因此，小球滚下的过程中，重力势能转化为动能；小球撞击木块后，木块会移动一段距离。木块移动的距离越远，说明小球的动能越大。因此，小球的动能大小是通过木块移动的距离来反映的。 （2）甲、乙两图中，小球的质量相同，但位于斜面的不同高度处。 从斜面上滚下时的速度不同，因此可以探究动能的大小与速度是否有关。 （3）[1][2]本实验是通过观察木块被撞击后移动的距离来判断小球动能的大小。 因此，本实验探究的是小球在碰撞前瞬间的动能。 （4）若木块质量过大，会导致木块被撞击后移动的距离过短，难以准确判断动能大小。 考点7 影响重力势能大小的因素 37．小明将一张卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口，然后套上橡皮筋，就做成了一个会跳的卡片。为了“探究卡片弹起的高度与哪些因素有关”。 小明和同学们提出如下猜想： 猜想1：与橡皮筋的形变量大小有关； 猜想2：与卡片的质量有关； 猜想3：与橡皮筋的条数有关。 (1)根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的，判断的依据是 。 (2)为探究猜想2，他们选用两张大小和豁口相同、质量不同的卡片，分别套上相同的橡皮筋，每次把它在桌面上用手压平，迅速松开手，发现质量越小的卡片弹起的高度越高。 ①“每次把它在桌面上用手压平”的目的是 。 ②上述实验说明猜想2是 （选填“正确”或“错误”）的。 (3)在验证猜想2之后，小明他们又选用两张大小和豁口相同、质量不同的卡片1和卡片2（m1＜m2），分别在卡片1套上一根的橡皮筋，在卡片2套上两根相同的橡皮筋，把它们在桌面上用手压平，迅速松开手，发现卡片2弹起的高度更高。你认为小明他们的实验 （选填“能”或“不能”）验证猜想3是否正确，理由 。 (4)在某次实验中，小明将放在桌上套有橡皮筋的卡片用手压平，此时橡皮筋的弹性势能E1；卡片弹到最高点时，卡片具有的重力势能为E2；则E1 E2（选填“＜”“=”“＞”）。 【答案】(1) 正确 见解析 (2) 见解析 正确 (3) 能 见解析 (4)＞ 【详解】（1）[1][2]橡皮筋的弹性势能与形变量（即伸长量）有关，形变量越大，弹性势能越大，卡片弹起的高度越高。 因此，猜想1是正确的。 （2）[1][2]选用两张大小和豁口相同、质量不同的卡片，分别套上相同的橡皮筋，每次用手压平后松开，观察弹起高度。发现质量越小的卡片弹起的高度越高。 “每次把它在桌面上用手压平”的目的是：使橡皮筋的形变量相同，即确保每次实验中橡皮筋的弹性势能相同。实验现象说明猜想2是正确的。 （3）[1][2]选用两张大小和豁口相同、质量不同的卡片1和卡片2（m1＜m2）。卡片2（两根橡皮筋）弹起的高度更高。该实验能验证猜想3是正确的。 原因是实验中卡片2的质量较大，​相同条件下质量越大，弹起的高度越低。卡片2上套有两根橡皮筋，弹起的高度比卡片1更高，说明卡片2弹起的高度更高主要是橡皮筋的数量决定的。 （4）卡片从压平到最高点的过程中，弹性势能主要转化为重力势能。上升过程中，因需克服空气阻力做功，消耗一部分弹性势能。因此E1>E2。 38．某物理学习小组为了探究重力势能的大小与什么因素有关，进行猜想：重力势能的大小可能与物体的高度和质量有关。根据猜想，小明进行探究：用一个铁架台、小沙盒、小钢球，让小钢球从不同高度下落，落在细沙上（如图所示）。 (1)该装置是通过观察 来判断物体重力势能的大小的； (2)小明设计的实验是探究猜想：物体的重力势能与 有关，通过实验观察到的现象是当小球离细沙的高度为下落时比高度为下落时小球陷入得深些，说明了在 一定的条件下，高度越大，物体的重力势能就越大； (3)为了探究重力势能的大小与另一个因素的关系，请你在以上实验的基础上，再选择一个器材进行探究并简述你的实验方案。 你选择的器材是： ； 你的实验方案： ； 得出的结论： 。 【答案】(1)小钢球陷入沙坑的深度 (2) 高度 质量 (3) 等体积的不同质量的其他小球 见解析 见解析 【详解】（1）高处的小钢球具有重力势能，具有的重力势能越大，落下时陷入沙坑越深，所以本实验是通过观察小钢球陷入沙坑的深度来判断物体重力势能的大小的。 （2）[1]小明设计的实验是让同一小钢球从不同高度下落，即质量相同，高度不同，则探究的是重力势能的大小与高度的关系。 [2]当小球离细沙的高度为h1下落时比高度为h2下落时小球陷入得深些，由图可知，h1>h2，说明在质量一定时，高度越大，物体的重力势能就越大。 （3）[1][2][3]重力势能的大小与质量跟速度有关，为了探究重力势能的大小与另一个因素的关系，即与质量的关系，应该控制高度不变，只改变小钢球的质量，因此应该选择一个与该小钢球质量不同的小球，同时为了防止因小球的体积不同，而影响小球陷入沙坑的效果，还应该使小球的体积与该小钢球相同，即选择与小钢球相同体积，不同质量的小球。让不同质量的小球从等高度的位置下落，观察不同小球陷入沙坑的深度；若质量较大的小球陷入沙坑的深度较大，则可得出：在高度一定时，质量越大，物体具有的重力势能就越大；若质量较小的小球陷入沙坑的深度较大，则可得出：在高度一定时，质量越小，物体具有的重力势能就越大。 39．如图所示，让相同的小球从不同的高度静止落下到平整沙地上，探究影响小球重力势能大小的因素。 (1)该实验通过 反映重力势能的大小，物理学中，把该实验方法叫做 ； (2)通过该实验可得出的结论是 。 【答案】(1) 沙地的凹陷程度 转换法 (2)质量一定时，高度越高，物体的重力势能越大 【详解】（1）[1][2]实验中，小球重力势能大小不易直接测量，根据转换法，可以通过沙地的凹陷程度反映重力势能的大小。 （2）如图所示，让相同的小球从不同的高度静止落下到平整沙地上，释放的高度越高，沙地的凹陷程度越大，可得：质量一定时，高度越高，物体的重力势能越大。 40．小龙在研学时发现，强夯机（如图a所示）在打夯时，夯锤的质量越大，被提升得越高，地面被砸出的坑就越深。由此，小龙猜想，物体的重力势能可能与物体的质量和高度有关。为了验证自己的猜想是否正确，小龙和科技小组的同学们设计了图b所示的“模拟打桩”实验，探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。已知物体质量，实验时，让物体从木桩正上方某一高度自由下落，将木桩打入沙中。 (1)物体下落过程中，重力势能转化为 能，可以通过比较 来判断物体重力势能的大小，由图b可判断：物体 （选填“甲”“乙”或“丙”）释放前的重力势能最小； (2)通过图b中、两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论： ； (3)通过图b中 两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：物体下落的高度一定时，质量越大，具有的重力势能越大； (4)由图b中B、C两木桩被打入沙中的深度相同， （选填“能”或“不能”）说明物体乙、丙释放前的重力势能相同，你的理由是 。 【答案】(1) 动 木桩被打入沙中的深度 甲 (2)当物体的质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能越大 (3)A、C (4) 能 物体乙、丙对木桩做的功相同 【详解】（1）[1]物体下落过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增加，动能增加，因此是将重力势能转化为动能。 [2]根据转换法，本实验是通过木桩进入沙中的深度来反应物体的重力势能大小的。 [3]图b中，甲物体将木桩下压的深度最小，说明甲释放前的重力势能最小。 （2）图b中A木桩被打入的深度小，B木桩被打入的深度大，说明乙物体的重力势能大于甲物体的重力势能，由于甲乙两物体的质量相同，乙物体的高度高，因此可得结论为：当物体的质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能越大。 （3）探究物体的重力势能与质量的关系，需要控制高度相同，质量不同，因此选择A、C两木桩。 （4）B、C两木桩被打入沙中的深度相同，说明物体乙、丙对木桩做的功相同，因此能够说明物体乙、丙释放前的重力势能相同。 41．如图所示是“探究重力势能大小影响因素”的实验。实验器材有体积较大的容器、A的质量比B的质量小的实心铁块、小方桌、橡皮泥。 (1)实验探究的是 （选填“铁块”或“小桌”）的重力势能； (2)实验中通过 来反映铁块重力势能的大小；在物理学中，这种方法叫 （选填“控制变量法”或“转换法”）； (3)通过对比图甲、乙两次实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越多，说明它的重力势能越 ； (4)下列现象或应用与本实验结论有关的是___________； A．禁止高空抛物 B．大货车限载限速 C．机翼上部总是凸起下部平滑 (5)（科学论证）小明认为由实验步骤甲和丙或由实验步骤乙和丙，均可判断重力势能的大小和重物质量的关系。该观点 （选填“正确”或“错误”），理由是 。 【答案】(1)铁块 (2) 橡皮泥的凹陷程度 转换法 (3)大 (4)A (5) 错误 见解析 【详解】（1）实验中实心铁块下落撞击小桌时将小桌向下压，对小方桌做功，说明实心铁块具有能量，该实验研究的是实心铁块的重力势能。 （2）[1][2]实验中实心铁块具有重力势能的大小通过观察橡皮泥的凹陷程度来表示的。这种方法叫转换法。 （3）甲、乙两实验中，铁块的质量相同，高度不同，且铁块的高度越高，橡皮泥的凹陷程度越大，说明铁块对外做功越多，铁块的重力势能越大。 （4）A．禁止高空抛物，是由于高度越高，物体具有的重力势能越大，能够对外做的功越多，破坏力越强。故A符合题意； B．大货车限载限速，是由于质量越大、速度越快，动能越大，故B不符合题意； C．机翼上部总是凸起下部平滑，利用机翼上方空气流速快，压强小，下方空气流速慢，压强大，产生向上的压强差，从而获得向上的升力，故C不符合题意。 故选A。 （5）[1][2]探究重力势能的大小和重物质量的关系，需要控制下落的高度相同，而甲和丙两实验中未控制下落高度相同，因此该观点是错误的。 42．【实验名称】探究影响重力势能大小的因素。 【猜想】在探究影响重力势能大小的因素时，某同学提出了如下猜想： 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。 【证据】他为了验证猜想，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的小球三个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示： 为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落，测得A、B小球陷入花泥的深度分别为和，如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端由静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计），测得C、D小球陷入花泥的深度均为，且。 【解释】 (1)本实验是通过观察 来判断重力势能大小的； (2)分析图甲所示的实验现象，可得出结论：当物体的运动路径、 相同时， 越大，重力势能越大； (3)分析图乙所示的实验现象，发现两个球运动的路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径 （选填“有关”或“无关”）； (4)比较 两个球，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； 【交流】 (5)本实验中主要采用的实验方法有转换法和 法； (6)由B、C两个球不能探究重力势能的大小与质量的关系，理由是没有控制 。 【答案】(1)小球陷入花泥中的深度 (2) 高度 质量 (3)无关 (4)A、C (5)控制变量 (6)下落高度相同 【详解】（1）小球的重力势能难以直接观察，可以观察小球陷入花泥中深度来间接反映，利用了转换法。 （2）[1][2]分析图甲所示的实验现象，两球高度相同，质量不同，质量大的陷入花泥中更深，根据控制变量法，可得出结论：当物体的运动路径、高度相同时，质量越大，重力势能越大。 （3）分析图乙所示的实验现象，质量和高度相同，两个球运动的路径不同，陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径无关。 （4）根据控制变量法，探究重力势能大小与高度的关系时，应保持质量相同，高度不同，故应选择A、C两球进行实验。 （5）小球的重力势能难以直接观察，可以观察小球陷入花泥中深度来间接反映，利用了转换法，重力势能的大小与质量和高度有关，每次只探究其中一个，另一个保持相同，应用了控制变量法，故本实验中主要采用的实验方法有转换法和控制变量法。 （6）探究重力势能的大小与质量的关系，根据控制变量法，应保持高度相同，质量不同，B、C两个球质量不同，下落高度也不相同，故不能完成探究重力势能的大小与质量的关系实验。 1 / 37 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 功和机械能（原卷版） 考点1 判断力是否做功 考点2 功的计算 考点3 功率的计算 考点4 判断动能与势能的大小和变化 考点5 机械能的转化及守恒 考点6 影响动能大小的因素 考点7 影响重力势能大小的因素 考点1 判断力是否做功 1．某同学在水平地面上玩滑板车时的情境如图所示，一开始，人用力蹬地，人和滑板车一起向前运动；停止蹬地后，人和滑板车运动得越来越慢，最终停下来．下列说法正确的是（　　） A．人用力蹬地，使人和滑板车一起向前运动的力是人的脚施加的 B．人停止蹬地后，人和滑板车继续向前运动的过程中，阻力对滑板车做功 C．人停止蹬地后，人和滑板车运动得越来越慢，最终停下来，说明运动需要力来维持 D．人停止蹬地后，滑板车还能继续运动，是因为滑板车的惯性大于受到的摩擦力 2．如图所示，力对物体做功的是（　　） A．用力搬石头，搬而未动 B．货物在叉车的作用下水平移动 C．推着小车前进 D．手扶轮胎静止不动 3．2024年9月25日，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹（如图），导弹准确落入预定海域。下列说法正确的是（    ） A．加速升空的过程中燃气对导弹做了功 B．加速升空的过程中导弹受到平衡力 C．穿过大气层后导弹的惯性增大 D．穿过大气层后若所有力消失，导弹将保持静止 4．中国动漫《哪吒之魔童闹海》创造了中电影史上首部全亚洲票房过百亿的影片，并创造了全球单一电影市场至高票房纪录！如图所示，电影中哪吒与父亲李靖踢毽子时，涉及到的物理知识说法正确的是（　　） A．哪吒对毽子的托力与毽子的重力是一对相互作用力 B．毽子由静止变运动是因为力可以改变物体的形状 C．飞在空中的毽子受到惯性力的作用 D．毽子上升的过程中需要克服重力和空气阻力做功 5．如图各情境中有力对物体做功的是（　　） A．推而不动 B．搬而未起 C．站立不动 D．推车前进 6．目前我国的无人机技术已经处于领先地位。如图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是（　　） A．无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小 B．无人机水平匀速飞行时，无人机对货物的拉力不做功 C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零 D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大 考点2 功的计算 7．如图所示，将物体G分别沿斜面AC和BC拉到顶端C，所用的力分别是F1和F2，所做的功分别是W1和W2，不计摩擦，比较它们的大小（   ） A．   B．   C．   D．   8．全国中小学生安全教育日这天老师为同学们讲解了高空抛物的危害：一个鸡蛋从高空落下，可以使人头皮受损，甚至危及人的生命。如果一个鸡蛋从20m高处落下，则下列数值与鸡蛋重力所做的功最接近的是（   ） A．1J B．10J C．100J D．0.1J 9．对日常生活中相关数据的估测，符合实际的是（　　） A．将一只鸡蛋从地面缓缓举过头顶做的功约为10J B．教室内一盏日光灯的额定功率约40W C．中学生双脚站在水平地面时对地面的压强约为1.5×105Pa D．洗澡时合适的水温约为50℃ 10．物体在水平拉力的作用下，沿粗糙程度相同的水平面做直线运动，其运动图像如图所示。图像中OA段拉力对物体做的功和功率分别为和，AB段拉力对物体做的功和功率分别为和。根据图像分析可知（   ） A． B． C． D． 11．科技馆的展厅里有一个如图甲所示的“最速降线”装置，其示意图如图乙所示。将分别位于直轨道和弧形轨道上的M、N两个完全相同的小球同时从起点由静止释放，N球先到达终点。不考虑摩擦和空气阻力，N球一定（　　） A．到达终点时的动能更大 B．整个过程重力做功更多 C．到达终点时的惯性更大 D．整个过程重力做功更快 12．在一次劳动课上，小明将一装有重物的推车沿水平面从A点经B点推至C点，其示意图如图所示。小明先用水平推力F把推车从A匀速推到B，用时T1；在B点卸货，用时T2；再用水平推力将车匀速推至C，用时T3；AB段和BC段推力做功之比为2∶1.已知AB长为s1，BC长为s2。下列说法正确的是（　　） A．从A到C小明的平均速度为 B．从B到C小明的水平推力为 C．从B到C小明的水平推力做功功率为 D．若把空车从C沿原路匀速推回A，推力做的功为 考点3 功率的计算 13．如图所示，完全相同的A、B两个长方体物块叠放在水平桌面上，用F＝20N的水平向右的推力作用在B物块上，使A、B一起向右做匀速直线运动，经过3s，两个物块一起移动了60cm的距离。下列相关说法中（　　） ①物块B受到的重力和地面对B的支持力是一对平衡力 ②物块A对B的摩擦力大小是20N，方向向右 ③地面对物块B的摩擦力大小是20N，方向向左 ④推力F的功率为4W A．只有②④正确 B．只有③④正确 C．只有②③正确 D．只有①④正确 14．如图所示，重为500N的工人师傅用300N的拉力，在10s内将550N的货物沿竖直方向匀速提升了4m，不计绳重与摩擦，则下列判断正确的是（　　） A．所用动滑轮的重力是100N B．绳自由端移动速度是0.2m/s C．人拉绳时，拉力的功率是240W D．人受到地面的支持力是200N 15．“升国旗，唱国歌”，学校每周一都举行升国旗活动（如图所示），下列说法正确的是（　　） A．国旗在上升过程中，以旗手为参照物是静止的 B．国旗在刚要上升时，它的惯性最大 C．国旗升到最高处处于静止时，动能为零、机械能为零 D．每次升国旗的过程中，国旗重力做功的功率（近似）相等 16．如图甲所示，重8N的铁块吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动。铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图像如图乙所示。若铁块受到的摩擦力为2N，下列说法错误的是（    ） A．在0-2s内铁块做匀速运动 B．在2-6s内铁块经过的路程为12m C．在2-6s内拉力F做的功为120J D．在2-6s内拉力F的功率是30W 17．如图，某次拓展训练中，在安全保护措施的前提下中学生小明沿直杆匀速下滑，在4s的时间内人通过AB段．下列关于小明所受重力在AB段做功的功率最接近的是（　　） A．200W B．400W C．700W D．1000W 18．某同学的质量约为50kg，他以正常速度从教学楼的一楼走上二楼，请估算在此过程中该同学上楼的功率最接近于（　　） A．2W B．20W C．100W D．200W 考点4 判断动能与势能的大小和变化 19．2024年11月4日，我国神舟十八号载人飞船返回舱在经历了制动离轨、自由滑行、减速下降、点火缓冲等多个阶段后，最终在东风着陆场成功着陆，如图所示。关于降落过程下列说法正确的是（　　）    A．减速下降阶段，返回舱的重力势能减小 B．减速下降阶段，返回舱的动能不变 C．点火缓冲阶段，返回舱的重力势能不变 D．点火缓冲阶段，返回舱的动能增加 20．跳水运动中蕴含着许多物理知识，如图所示，有关跳板跳水过程中能量变化的说法正确的是（　　） A．运动员用力下压跳板的过程中，跳板的弹性势能减小 B．运动员被跳板向上弹起的过程中，重力势能减小 C．运动员离开跳板向上运动的过程中，动能减小 D．运动员从最高点下落的过程中，动能减小 21．如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，则它的（　　） A．动能减小，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大 C．动能不变，重力势能减小 D．动能不变，重力势能不变 22．如图是八达岭长城无人机帮助运送物资的情景，下列说法正确的是（　　） A．无人机上升过程中，货物的重力势能减小 B．无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变 C．无人机到达送货地点上空悬停期间，始终对货物做功 D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大 23．小明从滑梯顶端加速下滑的过程中，下列说法正确的是（   ） A．重力势能增大 B．动能保持不变 C．重力势能转化为动能 D．机械能不变 24．如图所示，小邦在国色天乡玩蹦极，不考虑空气阻力，关于他在下降过程中的能量分析，下列说法正确的是（    ） A．下降到最低点，小邦的动能最小，绳子的弹性势能最大 B．弹性绳绷到最低点，小邦的重力势能全部转化为动能 C．弹性绳绷直前，小邦的重力势能增大，动能减小 D．降到最低点，小邦的重力势能最大，绳子的弹性势能最大 考点5 机械能的转化及守恒 25．毛主席在《沁园春·雪》一词中写到：“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕”。其中所蕴含的物理知识，下列理解正确的是（　　） A．拉弓时所用力越大，弓产生的弹力越小 B．弯弓说明力可以改变物体的运动状态 C．拉开弓的过程中，弓的弹性势能增大 D．箭射出的过程中，动能转化为弹性势能 26．2025年2月27日，我国在酒泉卫星发射中心，使用长征二号丙运载火箭成功将四维高景一号03、04星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。关于运载火箭和卫星，下列说法正确的是（　　） A．火箭加速升空的过程中，卫星的重力势能转化为动能 B．火箭加速升空的过程中，卫星的机械能守恒 C．卫星在大气层外沿椭圆轨道向近地点运动时，机械能变小 D．卫星在大气层外沿椭圆轨道运动到远地点时，重力势能最大，动能最小 27．蹦极是一种具有刺激性的运动项目；如图所示，某次蹦极时，人从蹦极台跳下，到A点时弹性绳刚好绷直，人继续下落到最低点B；若不考虑空气阻力，下列关于人在下降过程中能量分析的说法中正确的是（　　） A．到达A点前，人减小的重力势能全部转化为动能 B．到达A点时，弹性绳的弹性势能最小，人的动能最大 C．从A点运动到B点过程中，人的机械能守恒 D．从A点运动到B点过程中，人的重力势能全部转化为弹性势能 28．蹦床属于体操运动的一种，是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动，有“空中芭蕾”之称。如图所示是运动员到达最高点A后沿竖直方向下落到最低点C的过程，若不计空气阻力，关于该过程说法正确的是（    ） A．运动员下落过程中，到达B点时速度最快，动能最大 B．运动员在最低点C时，速度为0，受到非平衡力的作用 C．运动员从B点下落到C点的过程中，具有的惯性逐渐减小 D．运动员从B点下落到C点的过程中，只有动能转化为弹性势能 29．如图所示，小球以某速度从M点开始沿粗糙轨道MOP运动，经P点离开轨道，上升至最高点N，又下落经过Q点，N位于P、Q之间，O、P、Q处在同一水平高度。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球经过O、P两点时动能相等 B．小球到达最高点N时速度一定为零 C．小球到达的最高点N不可能高于M点 D．小球经过N点时的机械能等于经过Q点时的机械能 30．小明把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，若不计空气阻力，则下列说法中错误的是（　　） A．铁锁来回摆动过程中，只有重力一直做功 B．铁锁来回摆动过程中运动状态一直改变 C．铁锁上升过程中，在达到最高点瞬间速度为零，机械能为零 D．小明说“它打不着我”，因为铁锁在摆动过程中机械能守恒 考点6 影响动能大小的因素 31．如图所示是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中。 (1)实验中，探究的动能是指_______（填序号）。 A．小球在斜面上的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块被小球撞击时的动能 (2)实验中，通过观察木块被小球撞击后 来判断小球的动能大小。 (3)甲、丙两次实验，让质量不同的小球从斜面的同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时有相同的 。 (4)对比 两次实验，可以研究物体的动能与速度的关系。 (5)分析图甲和图丙，得到的实验结论： 相同时，物体 越大，动能越大。 32．如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，实验小组将小钢球从高度为的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块向前移动一段距离后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，。 （1）小钢球在滚下斜面的过程中， 能转化为动能。小钢球的动能大小是通过 （选填“高度”或“距离”）的大小来反映的，这种方法在物理学中叫作 法。本实验用到另一种物理探究方法是 法； （2）在同样的水平面上，木块被撞得越远，小钢球对木块做的功就越 ，小钢球的动能就越 ； （3）分析比较甲、乙两图可得结论：物体质量相同时，速度越大，动能越 ； （4）比较 两图，可探究动能与质量的关系，此探究过程中两球刚到达水平面时的速度 （选填“相等”或“不相等”），结论是 ； 【补充设问】 （5）若水平面绝对光滑，木块受到小钢球撞击后将 ， （选填“能”或“不能”）达到实验探究的目的； （6）小丽根据乙、丙两图也得出了“物体的动能大小与质量有关”的结论，她的结论是否可靠? （选填“是”或“否”），理由是 ； （7）小欣联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端同一高度由静止滑下，比较小车在不同表面滑行的距离，则小车在三个表面克服摩擦力做功 （选填“相等”或“不相等”）； （8）实验过程中，小明发现木块移动的距离较短，不易进行观察和比较，对此请你写出一条改进措施： ； 小华发现钢球从斜面滚下时，运动的方向难控制，有时撞不到木块，有时撞歪了，请你为小华提供一种改进方案： ； （9）①请你根据得出的实验结论解释为什么相同路段不同车型的限速不同（如图丁所示）： ； ②请你从物理学的角度谈谈安全行车需要注意的问题： ； （10）同学们进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大，于是利用实验器材进行了测定，得到数据如表： 实验序号 小球的质量 小球自由滚下到水平面的速度 木块被撞后运动的距离 1 30 2 4 2 30 4 16 3 60 2 8 分析表格中对应的数据可知， 对物体的动能影响更大。 33．某实验小组探究物体的动能大小跟哪些因素有关。 (1)在同一段高速公路，小明发现对小型客车限速120km/h，而对大型货车限速却是90km/h，由此可以猜想动能大小可能与 有关；在校园里对车辆限速低至5km/h，由此可以猜想，动能大小可能与 有关； (2)如图所示，用质量不同的两个小钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H>h）由静止开始滚下，分别测出木块B被撞击后移动的距离，结果是s3>s1>s2，实验中是通过木块移动的距离反映 （选填“木块”或“钢球”）的动能大小； (3)对比甲、乙两图可得出的结论是： ； (4)要探究动能大小与物体质量的关系，应选用 两图，由题中 的信息可以得出“速度一定时，物体质量越大动能越大”的结论； (5)该小组同学在实验中发现，当小钢球在一定高度释放时，往往会将木块撞出木板右端，对此现象，请你写出一条改进措施： 。 34．小明认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是进行探究。 【猜想假设】由“十次车祸九次快”猜想：动能大小可能跟 有关；由“安全驾驶莫超载”猜想：动能大小可能跟质量有关。 【设计实验】如图甲所示装置中，将一根橡皮筋的两端固定在水平长木板上，橡皮筋的中间连接在小车上，用来发射小车，小车被弹出后将木块撞出一段距离。 实验中用木块被撞后运动的距离来反映小车撞击木块前动能大小的物理依据是：碰撞时，小车将动能转移给木块，木块运动时克服 力做功而减速，根据公式 ，在力的大小不变时，木块运动距离越远，说明木块克服这个力做功越 ，即撞击前小车的动能越大。 【进行实验】通过给小车增加配重和调节橡皮筋被拉伸的长度来改变实验条件，多次实验后，收集数据如下表。 实验序号 小车的质量m/g 小车撞击木块前的速度 木块被撞后运动的距离s/cm 1 200 1 5 2 200 2 20 3 300 1 7.5 【评估交流】若实验时发现木块运动距离太远，已经超出木板范围，可以采用的改进方法是： 。（写出一种方法即可） 【实践应用】综合分析表格中的数据，可以得出汽车 （选填“超载”或“超速”）行驶时危害程度更大。 35．小文在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块（图中木块未画出）撞出一段距离。 (1)该实验目的是研究铁球的动能大小与 的关系； (2)该实验是通过观察 的大小，来说明铁球对木块 的多少，从而判断出 具有的动能的大小； (3)图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案，小文实验时应该选择 （选填“A”或“B”）方案，原因是 ； (4)小文利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时，通过观察球撞击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小（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球做实验，原因是 。 考点7 影响重力势能大小的因素 36．如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。 (1)小球滚下的过程中，它的 能转化为动能，它的动能大小是通过 来反映的。 (2)甲、乙两图是探究动能的大小与 是否有关的。 (3)本实验探究的是 在碰撞 （选填“前”或“后”）瞬间的动能。 (4)实验中，木块的质量过大或过小都不行，若木块质量过大会导致 。 37．小明将一张卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口，然后套上橡皮筋，就做成了一个会跳的卡片。为了“探究卡片弹起的高度与哪些因素有关”。 小明和同学们提出如下猜想： 猜想1：与橡皮筋的形变量大小有关； 猜想2：与卡片的质量有关； 猜想3：与橡皮筋的条数有关。 (1)根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的，判断的依据是 。 (2)为探究猜想2，他们选用两张大小和豁口相同、质量不同的卡片，分别套上相同的橡皮筋，每次把它在桌面上用手压平，迅速松开手，发现质量越小的卡片弹起的高度越高。 ①“每次把它在桌面上用手压平”的目的是 。 ②上述实验说明猜想2是 （选填“正确”或“错误”）的。 (3)在验证猜想2之后，小明他们又选用两张大小和豁口相同、质量不同的卡片1和卡片2（m1＜m2），分别在卡片1套上一根的橡皮筋，在卡片2套上两根相同的橡皮筋，把它们在桌面上用手压平，迅速松开手，发现卡片2弹起的高度更高。你认为小明他们的实验 （选填“能”或“不能”）验证猜想3是否正确，理由 。 (4)在某次实验中，小明将放在桌上套有橡皮筋的卡片用手压平，此时橡皮筋的弹性势能E1；卡片弹到最高点时，卡片具有的重力势能为E2；则E1 E2（选填“＜”“=”“＞”）。 38．某物理学习小组为了探究重力势能的大小与什么因素有关，进行猜想：重力势能的大小可能与物体的高度和质量有关。根据猜想，小明进行探究：用一个铁架台、小沙盒、小钢球，让小钢球从不同高度下落，落在细沙上（如图所示）。 (1)该装置是通过观察 来判断物体重力势能的大小的； (2)小明设计的实验是探究猜想：物体的重力势能与 有关，通过实验观察到的现象是当小球离细沙的高度为下落时比高度为下落时小球陷入得深些，说明了在 一定的条件下，高度越大，物体的重力势能就越大； (3)为了探究重力势能的大小与另一个因素的关系，请你在以上实验的基础上，再选择一个器材进行探究并简述你的实验方案。 你选择的器材是： ； 你的实验方案： ； 得出的结论： 。 39．如图所示，让相同的小球从不同的高度静止落下到平整沙地上，探究影响小球重力势能大小的因素。 (1)该实验通过 反映重力势能的大小，物理学中，把该实验方法叫做 ； (2)通过该实验可得出的结论是 。 40．小龙在研学时发现，强夯机（如图a所示）在打夯时，夯锤的质量越大，被提升得越高，地面被砸出的坑就越深。由此，小龙猜想，物体的重力势能可能与物体的质量和高度有关。为了验证自己的猜想是否正确，小龙和科技小组的同学们设计了图b所示的“模拟打桩”实验，探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。已知物体质量，实验时，让物体从木桩正上方某一高度自由下落，将木桩打入沙中。 (1)物体下落过程中，重力势能转化为 能，可以通过比较 来判断物体重力势能的大小，由图b可判断：物体 （选填“甲”“乙”或“丙”）释放前的重力势能最小； (2)通过图b中、两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论： ； (3)通过图b中 两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：物体下落的高度一定时，质量越大，具有的重力势能越大； (4)由图b中B、C两木桩被打入沙中的深度相同， （选填“能”或“不能”）说明物体乙、丙释放前的重力势能相同，你的理由是 。 41．如图所示是“探究重力势能大小影响因素”的实验。实验器材有体积较大的容器、A的质量比B的质量小的实心铁块、小方桌、橡皮泥。 (1)实验探究的是 （选填“铁块”或“小桌”）的重力势能； (2)实验中通过 来反映铁块重力势能的大小；在物理学中，这种方法叫 （选填“控制变量法”或“转换法”）； (3)通过对比图甲、乙两次实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越多，说明它的重力势能越 ； (4)下列现象或应用与本实验结论有关的是___________； A．禁止高空抛物 B．大货车限载限速 C．机翼上部总是凸起下部平滑 (5)（科学论证）小明认为由实验步骤甲和丙或由实验步骤乙和丙，均可判断重力势能的大小和重物质量的关系。该观点 （选填“正确”或“错误”），理由是 。 42．【实验名称】探究影响重力势能大小的因素。 【猜想】在探究影响重力势能大小的因素时，某同学提出了如下猜想： 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。 【证据】他为了验证猜想，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的小球三个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示： 为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落，测得A、B小球陷入花泥的深度分别为和，如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端由静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计），测得C、D小球陷入花泥的深度均为，且。 【解释】 (1)本实验是通过观察 来判断重力势能大小的； (2)分析图甲所示的实验现象，可得出结论：当物体的运动路径、 相同时， 越大，重力势能越大； (3)分析图乙所示的实验现象，发现两个球运动的路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径 （选填“有关”或“无关”）； (4)比较 两个球，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； 【交流】 (5)本实验中主要采用的实验方法有转换法和 法； (6)由B、C两个球不能探究重力势能的大小与质量的关系，理由是没有控制 。 1 / 37 学科网（北京）股份有限公司 $$