第3章第2节机械能典例精讲与跟踪训练-2025-2026学年科学九年级上册浙教版

第3章第2节机械能典例精讲与跟踪训练-2025-2026学年科学九年级上册浙教版 典例例题精讲 精讲一：动能和势能的转化与守恒 甲、乙、丙是三个完全相同的网球，如图所示，在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出，丙球斜向上抛出，不计空气阻力。落地前的运动过程中，甲球的动能 （选填“增大”“不变”或“减小”），乙、丙两球上升的最大高度 （选填“相等”或“不相等”），落地瞬间，乙球的速度 （选填“大于”“等于”或“小于”）甲球的速度。 【答案】 增大 不相等 等于 【详解】[1]落地前的运动过程中，甲球向下做加速运动，质量不变，速度增加，则甲球的动能增加。 [2]不计空气阻力，乙、丙两球的机械能是守恒的，乙球做竖直向上运动，故运动到最高点时速度为零 ，动能全部转化为重力势能；丙球做曲线运动，曲线运动的最高点速度不为零，动能没有全部转化为重力势能，故丙球的高度为比乙球低。 [3]由于甲、乙两球运动过程中机械能守恒，开始时机械能相等，落地时重力势能全部转化为动能，因此乙球的速度等于甲球的速度。 精讲二：动能的影响因素 如图所示，钢球从高h处的斜槽上由静止滚下，在水平面上运动，运动的钢球A碰上木块B后，能将B撞出一段距离s。再让同一钢球从高1.5h处由静止滚下，重复第一次实验。实验表明：质量相同时，钢球的速度越 ，木块B被撞得越远。在两次实验中木块移动时受到的摩擦力分别为、，则 （填“>”“=”或“<”）。 【答案】 快 = 【详解】[1]钢球的质量相同时，钢球的速度越快，具有的动能越大，对木块B做功越多，木块B被撞击的越远，因此实验表明：质量相同时，钢球的速度越大，木块B被撞得越远。 [2]木块在水平面上移动时，压力的大小和接触面粗糙程度不变，摩擦力大小不变，所以。 精讲三：机械能大小变化 如图甲所示，压力传感器能够测量出其表面受到的压力大小，与电脑连接后，放置在水平地面上，将一排球从正上方某一高度处由静止释放，落到传感器上后再竖直弹起上升，反复多次后静止在传感器上。传感器测得的弹力F的大小随时间t变化情况如图乙所示。A、B、C三点对应的时刻是、、，则、、三个时刻中重力势能最小的时刻是 ，时刻的动能 （填“大于”“等于”“小于”）时刻的动能。 【答案】 t2 大于 【详解】[1]由图可知，t2时刻排球受到的压力最大，故此时排球下降到最低点，排球的重力势能最小； [2]排球在整个运动过程中，由于有空气阻力，此过程中排球的机械能减小，则t3时刻的机械能小于t1时刻，t1时刻和t3时刻高度相同，重力势能相等，所以排球t1时刻的动能大于t3时刻的动能。 精讲四：功率计算 高空抛物有极大的安全隐患，物体在自由下落过程中运动速度会越来越快。一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知，如图所示，物体在AB段重力做功，功率为；在BC段重力做功，功率为。请回答以下问题： (1) （选填“>”、“<”或“=”）。 (2) （选填“>”、“<”或“=”）。 (3)物体在下落过程中（空气阻力忽略不计），逐渐增大的是___________。 A．重力势能 B．动能 C．质量 D．机械能 【答案】(1)= (2)< (3)B 【详解】（1）已知AB=BC，根据W=Gh可知，物体在AB段和BC段做的功相等，即 W1=W2 （2）由于小球在自由下落时做加速运动，因为AB=BC，所以小球在BC段运动的时间短，根据公式可知，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即 P1＜P2 （3）物体在下落过程中，质量不变，高度减小，速度变大，所以物体在下落过程中（空气阻力忽略不计），重力势能变小，动能变大，机械能等于重力势能和动能之和，所以机械能也变小，故选B。 跟踪训练 一、选择题 1．重为100牛的物体放在水平桌面上，用F为20N的水平推力将物体从静止向右推动了8米，撤去力后，物体继续向右运动了2米后静止。在此过程中，下列说法错误的是（　　） A．推力做功为160焦 B．物体所受地面的摩擦力大小为80牛 C．此过程中，重力不做功 D．撤去力的瞬间，物体的动能最大 2．如图所示为一只正在空中飞行的足球（不计空气阻力），从A点运动到B点的过程中，足球的（　　） A．重力势能不断增加 B．重力势能不断减小 C．机械能不断增加 D．机械能不断减小 3．2022年11月，我国首款齿轨列车上线。该齿轨列车能以40千米/时匀速登上48°的斜坡（如图）。这一过程中，齿轨列车的（　　） A．动能增大 B．动能减小 C．重力势能增大 D．重力势能减小 4．在某冬奥会上，一运动员在比赛过程中运动的轨迹（a→b→c→d→e）如图所示，如果不计空气阻力，下列说法不正确的是（　　） A．从a点下滑到b点过程中，动能增加 B．在a点的重力势能等于c点的重力势能 C．在c点的机械能等于d点的机械能 D．从b点运动到c点过程中，重力势能增加 5．如图所示，在“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．实验所用斜面和水平面都必须是光滑的 B．木块向前滑行的过程中机械能保持不变 C．小球质量越大，到达斜面底端的速度越大 D．木块被撞击后滑行的越远，说明小球的动能越大 6．电梯的简化模型如图甲所示，考虑安全、舒适、省时等因素，电梯速度要经过加速、匀速和减速的过程，这一过程是通过改变拉力大小来实现的。某次电梯上升过程中所受拉力F随上升高度h变化的图像如图乙所示。下列所示的图像中，能正确反应电梯在上升过程中拉力所做的功W与高度h关系的是（　　） A． B． C． D． 7．2022年11月29日23时，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，火箭所用燃料是偏二甲肼与四氧化二氮。随着我国科技的进步，未来我国的运载火箭将可以使用国产液态氢作为燃料。下列说法正确的是（　　） A．火箭选用液态氢作燃料，主要是因为液态氢具有较大的热值 B．火箭加速升空的过程中，火箭的动能转化为重力势能 C．火箭加速升空的过程中，航天员的机械能守恒 D．火箭飞行过程中，燃料燃烧产生的内能全部转化为火箭的机械能 8．一段弹簧固定在水平桌面上（如图甲所示），将一个小球放在弹簧上使其处于静止状态（如图甲所示），用竖直向下的力F压小球至图丙位置，然后撤去力F，小球向上运动到A点后下落（如图甲所示），不计空气阻力的影响。则从撤去力F到小球运动到点A的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．小球一直做加速运动 B．小球离开弹簧时的速度最大 C．小球在A点处于静止状态 D．小球离开弹簧前，受到的合力先减小后增大 9．如图所示，将一弹簧固定在水平桌面上，在其上放置一个小钢球，钢球静止时弹簧长度为L，用手向下压弹簧到一定程度，释放后钢球运动到距离水平桌面2L处，不计能量损失，整个过程中，对钢球分析错误的是（　　） A．甲图中，钢球静止时受到平衡力的作用 B．钢球在弹簧上静止时，弹簧的弹性势能不为零 C．钢球上升但未离开弹簧之前钢球先加速后减速运动 D．钢球上升但未离开弹簧之前，弹簧越小的弹性势能等于小球增加的重力势能 10．小乐用可乐瓶制作水火箭，先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气，如图甲所示；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭竖直向上飞向空中，如图乙所示。下列分析正确的是（　　） A．上升过程中，喷出的水对水火箭有向下的推力 B．上升过程中，水火箭瓶内气体的内能减少 C．上升过程中，水火箭的重力势能转化为动能 D．下降过程中，水火箭的机械能逐渐增大 二、填空题 11．下列物体只有动能的是 ，只有重力势能的是 ，只有弹性势能的是 ，又有动能又有势能的是 ． A、在水平路面上行驶的汽车  B、被举高的重锤  C、在空中飞行的炮弹 D、拧紧的钟表发条  E、屋顶的瓦  F、被拦河坝挡住的河水  G、投出去的标枪 12．如下图，摆球从A点向下摆动，可以在A到B之间自由摆动，如果将摆球换成盛沙的漏斗下边放一木板，让漏斗摆动起来，同时其中细沙匀速流出且不计阻力，如下右图所示经历一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况。请回答：   （1）则沙堆的剖面应是上右图中的 ；     （2）请将你的选择做合理的解释。 13．滚摆从图中的位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点3，这三个位置：滚摆重力势能最大的是(填写位置序号) 、动能为零的是 、机械能最大的是 。整个过程中，机械能是否守恒? 。(选填“是”或“否”) 14．甲、乙是两个完全相同的网球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出，不计空气阻力。抛出时两球机械能 （填“相等”或“不相等”）；甲球下落过程中的动能 （填“增大”、“不变”或“减小”）。 15．如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让同一钢球A从斜面上不同的高度由静止滚下，撞到同一木块B上。实验中，通过观察 来判断钢球动能的大小；本实验用到的科学研究方法是 (说出一种即可)。 16．如图为某建筑工地上用的打桩机示意图，卷扬机把重锤提升到一定高度，释放后重锤自由下落，将桩打入地下。(g取10牛／千克) （1）该装置中定滑轮的作用是 。     （2）已知重锤的质量为400千克，若卷扬机把重锤匀速提高5米，则钢绳对重锤做功至少为 焦。      （3）如果要把桩打得深些，可以采用的方法是 。(例举一种) 三、探究题 17．在科学实验中常用到斜面这一简单工具，请回答问题： （1）利用斜面研究阻力对物体运动的影响，如图甲所示，小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，在毛巾、木板、平板玻璃等不同的表面上前进不同的距离后停止。假设在毛巾、木板、平板玻璃表面上小车克服阻力做的功分别为W1、W2、W3，请比较并写出它们的大小关系式： ； （2）利用斜面探究动能大小与哪些因素有关，如图乙所示。在这个实验中通过观察比较 来判断小球动能的大小，要探究动能大小与物体的运动速度的关系，应该如何操作？ 18．小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。 （1）实验中探究的动能是指 ； A．钢球在斜面上运动的平均动能          B．钢球撞击木块时的动能     C．钢球撞击木块后的动能                 D．木块被钢球撞击后的动能 （2）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA>mB，高度hA>hB，距离sA>sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 （选填“正确”或“错误”），理由是 ； （3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与 的关系。实验中用到的科学方法有控制变量法和 。 19．小明在探究“物体的动能大小与什么因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面上的同一高度有静止释放，撞击水平面上同一木块，能将木块撞出一段距离，如图甲所示。 　　 （1）该实验基于的假设是 。 （2）为了使不同铁球的实验现象差异更明显，除了可以选用更光滑的水平面外，还可以怎样改进？ 。（写出一种） （3）有同学将实验装置改成图乙所示，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。该方案是否合理？说明理由。 20．在探究“物体的动能与质量和速度是否有关”实验中，小明先探究“物体的动能与质量是否有关”，所用的器材有：一个用长木板搭成的斜面、两个质量不同的铁球、一个木块。各器材的组装示意图如图1所示。 （1）如图1，每一次实验时都应将铁球从同一斜面的 处由静止释放，通过观察比较木块移动的距离来判断铁球动能大小。 （2）如图1，小明两次实验操作，第一次木块被撞得远，木块受到摩擦力为f1；第二次木块A被撞得近，木块受到摩擦力为f2，则f1与f2大小关系是f1 f2（填“”、“=”或“>”）。 （3）小金对小明的实验方案进行改进：不用木块，在木块的位置上固定一个面积较大的挡板，在挡板前面贴上足够厚的长方体橡皮泥，如图2所示，每次实验后都要换上另一块相同的橡皮泥，通过观察比较橡皮泥的凹陷程度来判断铁球动能大小。此外，他还需要调整 相同。 四、解答题 21．高速公路的建设给人们开车出行带来方便，同时推动经济快速发展。 (1)汽车用汽油、柴油作燃料。燃料不完全燃烧时，会生成CO、碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘等空气污染物，通常用催化转化的方法处理尾气，其反应原理用化学方程式表示为：，其中“X”的化学式为 。 (2)高速公路限速牌上标明“120”和“100”字样，根据动能大小的影响因素分析， （选填“大客车”或“小轿车”）的限速应该是100km/h。 (3)避险车道是与公路主干道相连的一段距离很短的分岔专用车道，供速度失控车辆安全减速。一般设置在长陡坡的拐弯处，保证驾驶员能看到（如图1、2）。这种车道很特别，一般长度在50-100米，有一定的坡度，路面上铺着疏松的石子、沙土层，两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来（如图3、4）。避险车道很大程度上解决了汽车刹车失灵时的安全隐患。请你从能量转化角度谈谈避险车道设置所包含的科学知识并作简要解释 （写出两点）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第3章第2节机械能典例精讲与跟踪训练-2025-2026学年科学九年级上册浙教版》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B C ACD D B A D D B 1．B 【详解】A．推力做功 W=Fs=20N×8m=160J 故A正确，不符合题意； B．用F为20N的水平推力将物体从静止向右推动了8米，物体做加速运动，所以无法根据二力平衡条件求出摩擦的大小，故B错误，符合题意； C．物体在重力的方向上没有移动距离，故重力没有做功，故C正确，不符合题意； D．由于推力存在时，物体做加速运动，撤去力后做减速运动，则撤去力的瞬间，物体的速度最大，物体的动能最大，故D正确，不符合题意。 故选B。 2．B 【详解】AB．足球从A点运动到B点的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，故A不符合题意，B符合题意； CD．足球从A点运动到B点的过程中，只受到重力作用，机械能守恒，故CD不符合题意。 故选B。 3．C 【详解】齿轨列车以40千米时匀速登上48°的斜坡的过程中，列车的质量不变、速度不变，动能不变；列车的质量不变、高度增大，重力势能增大，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．ACD 【详解】A．从a点下滑到b点的过程中，高度减小，重力势能转化为动能，因此动能增加，故A正确； B．运动员质量不变，c点高度比a点低，运动员的重力势能不相等，故B错误； C．不计空气阻力，运动员在空中下降时机械能总量不变，是守恒的，因此在c点的机械能等于在d点的机械能，故C正确； D．从b点运动到c点过程中，运动员质量不变，高度增加，重力势能增大，故D正确。 故选ACD。 5．D 【详解】A．动能的大小与速度、质量有关，在研究时控制其他的条件相同即可，不需要斜面和平面必须光滑。故A错误； B．木块在滑行过程中受到摩擦阻力，克服摩擦做功，有部分机械能转化为内能，故机械能减小。故B错误； C．实验证明，质量不同的物体在同一斜面的同一高度由静止自由下滑，到达斜面底端时的速度是相同的。故C错误； D．小球将木块撞击得越远，说明小球对木块做的功越多，说明小球的动能就越大。故D正确。 故选D。 6．B 【详解】由做功公式 W=Fs=Fh 可得，由图乙可知，F加速>F匀速>F减速，即加速阶段W—h图像的斜率最大，减速阶段W—h图像的斜率最小，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 7．A 【详解】A．火箭选用液态氢作燃料，主要是因为液态氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的液态氢可以释放出更多的热量，故A正确； B．火箭加速升空过程中，质量不变，速度和高度都增加，动能增加，重力势能增加，机械能增加，不是动能转化为重力势能，故B错误； C．火箭加速升空的过程中，航天员质量不变，速度和高度都增加，机械能增加，故C错误； D．燃料燃烧产生的内能只有一部分转化成火箭的机械能，还有一部分被损失了，故D错误。 故选A。 8．D 【详解】ABD．当小球向上运动时，在开始的一段时间内，它受到的弹力大于重力，即合力向上，因此小球做加速运动。当弹力和重力相同时，合力为零，此时加速停止，速度达到最大。由于此时仍然有弹力，即弹簧仍然处于收缩状态，故B错误；当弹力小于重力时，合力向下，小球向上做减速运动。由于弹力的减小，那么合力逐渐增大，故A错误，D正确； C．小球在A点时开始向下运动，此时只受重力作用，不处于静止状态，故C错误。 故选D。 9．D 【详解】A．甲图中，钢球静止时，处于平衡状态，所以钢球一定受到平衡力的作用（弹力和重力平衡），故A正确，不符合题意； B．钢球在弹簧上静止时，弹簧在钢球的压力作用下发生了弹性形变，所以弹簧的弹性势能不为0，故B正确，不符合题意； C．用手向下压弹簧到一定程度后，突然将手撤去，开始一段时间内，弹簧的弹力大于钢球的重力，其合力方向竖直向上，钢球向上做加速运动；当弹簧的弹力小于钢球的重力时，合力方向竖直向下，而速度方向竖直向上，钢球做减速运动，所以钢球先做加速运动后做减速运动，故C正确，不符合题意； D．钢球上升但未离开弹簧之前，钢球增加的动能和重力势能之和等于弹簧减少的弹性势能，故D错误，符合题意。 故选D。 10．B 【详解】A．物体间力的作用是相互的，上升过程中，水火箭向下喷水，对水施加向下的推力，同时水对水火箭产生向上的推力，故A错误； B．上升过程中，水火箭内的气体推动水向下做功，则气体的内能减小，故B正确； C．上升过程中，水火箭的高度增大，重力势能增大；速度增大，则动能增大，因此它的动能不是由重力势能转化而来，故C错误； D．下降过程中，水火箭的机械能会不断转化为空气的内能，因此机械能逐渐减小，故D错误。 故选B。 11． A BEF D CG 【详解】[1]在水平面上行驶的汽车，有速度无高度，所以具有动能而无重力势能，故选A； [2]被举高的重锤，只有高度，具有重力势能；屋顶的瓦，无速度有高度，所以具有重力势能；被拦河坝挡住的河水，只有高度具有重力势能，故选BEF； [3] 拧紧的钟表发条，只有形变，所以具有弹性势能，故选D； [4] 在空中飞行的炮弹，投出去的标枪，有速度有高度，所以具有动能也具有重力势能，故选CG。 12． 乙 能从动能和势能转化的角度描述即可 【详解】(1)[1]沙堆的剖面应是上右图中的乙图； (2)[2]漏斗从A到B再到C的过程中，机械能保持不变；它的高度先减小后增大，那么它的重力势能先减小后增大，而它的动能则先变大后减小，即重力势能转换为动能，动能再转化为重力势能；速度越大的位置，运动时间越短，沙子露出的就越少，因此沙子应该是先变少后变多，故选乙. 13． 1 1和3 1 否 【详解】[1]滚摆从图的位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点3，位置1的高度最高，滚摆的重力势能最大； [2]位置1静止释放、位置3达到最高点，滚摆在两点的瞬时速度为零，动能为零； [3]开始释放的位置最高，所以图示三个位置中位置1 的重力势能最大，动能为零，机械能最大； [4]滚摆下落后不能回到位置1，这是由于滚摆受到空气阻力的作用，有一部机械能会转化为内能，整个过程中滚摆的机械能一直变小。 14． 相等 增大 【详解】[1]抛出时甲乙两球质量相等，速度相等，动能相等；高度相同，重力势能相同，故机械能相同； [2]甲球在空中下落时，甲球质量不变，速度增大，动能增大。 15． 木块B被撞后移动的距离； 控制变量法(或转换法) 【分析】“控制变量法”是研究物理问题最常用的一种方法，影响动能大小的因素不止一个，要研究与其中一个因素的关系时，应该保证其他因素不变；要研究动能的大小与质量的关系时，应保证小球在平面上具有相同的速度；把质量不同的小球放在斜面的同一高度可以使小球在到达平面时具有相同的速度；“控制变量法”便于研究物体的动能的大小与物体质量的关系。 【详解】让同一钢球沿斜面的不同高度静止滚下撞击水平板上的本块，这是控制了质量相同，目的是探究物体的动能与速度的关系，采用的是控制变量法；实验中通过观察木块B被撞击后运动的距离的大小来间接判断物体动能的大小；因此实验中，通过观察木块B被撞后移动的距离来判断钢球动能的大小，本实验用到的科学研究方法是控制变量法(或转换法)。 【点睛】本题通过实验研究动能大小的决定因素，考察了对控制变量法的理解。 16． （1）改变力的方向 （2）20000 （3）将重锤举的更高或使用更重的重锤 【分析】定滑轮的特点:使用定滑轮不省力但能改变力的方向。钢丝绳对重锤的拉力所做的功就是卷扬机克服重力做的功，根据W =Gh = mgh求出其大小。 【详解】（1）该装置中定滑轮的作用是改变施力的方向。 （2）已知：m= 400kg， W =Gh = mgh = 400kgx10N/kgx5m = 2x104J 。 （3）在重锤不变的情况下，可以通过可以改变钢绳的做工来把桩打得深些，因此可以将重锤举的更高或使用更重的重锤。 【点睛】本题考查压强的定义和简单计算以及定滑轮的特点、应用以及做工的两个必要因素：一是有力的作用，二是在该力作用下有位移。 17． W1=W2=W3 木块移动的距离 见解析 【详解】（1）[1]实验中，小车的质量始终不变，小车到达水平面时的速度相同，因此，小车具有的动能相同，也就是说，小车的做功能力是相同的，最终克服阻力做的功也是相等的，即 W1=W2=W3 （2）[2]本实验中通过小车推动木块的距离来反映动能的大小，木块运动的距离越大，说明小车的动能越大，用的是转换法。 [3]要探究动能大小与物体的运动速度的关系，需要控制物体的质量不变，改变速度，即让质量相同的物体从同一斜面的不同高度自由滚下。 18． B 错误 没有控制钢球的速度相同 速度 转换法 【详解】（1）[1]根据题意可知，实验中需要改变小球的质量或小球撞击木块时的速度，因此探究小球的动能，即小球撞击木块时的动能大小，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （2）[2][3]钢球A、B的质量mA>mB，高度hA>hB，不符合控制变量法的操作要求，没有控制钢球的速度相同，所以无法得到物体的动能大小与质量有关，因此他的实验方法是错误的，想要探究物体的动能大小与质量有关，需要控制小球到达水平面时的速度相同，两钢球应从同一斜面的相同高度由静止自由滚下。 （3）[4]小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，小球的质量相同，速度不同，这是为了探究物体动能与速度的关系。 [5]实验中通过木块移动的距离来反映钢球动能的大小，这是转换法的使用，所以实验中用到的科学方法有控制变量法和转换法。 19． 物体的动能大小与质量有关 高度变得更高；木块质量变得更小（答案合理即可） 不合理，存在两个变量（答案合理即可） 【详解】（1）[1]该实验基于的假设是：物体的动能大小与质量有关。 （2）[2]为了使不同铁球的实验现象差异更明显，除了可以选用更光滑的水平面外，还可以这样改进：高度变得更高；木块质量变得更小。 （3）[3] 探究动能的大小与质量大小的关系时，必须控制铁球的速度相同而改变铁球的质量。根据乙图可知，弹簧压缩到相同程度时，具有的弹性势能相同，则推动铁球时的动能就相同。根据动能与质量和速度有关可知，质量大的铁球速度小，质量小的铁球速度大小，两个都是变量，因此无法分析。 20． 同一高度 = 金属球的体积 【详解】（1）[1]根据实验的要求可知，从同一高度由静止释放的目的是控制到达水平面速度相同，该实验的目的是研究铁球的动能大小与质量的关系。 （2）[2]木块移动的距离不同，但木块压力大小和接触面的粗糙程度不变，摩擦力大小不变，两次实验中木块受到的摩擦力大小相同。 （3）[3]如图2所示，每次实验后都要换上另一块相同的橡皮泥，通过观察比较橡皮泥的凹陷程度来判断铁球动能大小。根据控制变量的原则，金属球的质量不同，但是需要调整金属球的体积相同。 21．(1)N2 (2)大客车 (3)见解析 【详解】（1）根据化学方程式可知，每个X中含有2个氮原子，是氮气，化学式为：N2。 （2）当速度相等时，物体质量越大，动能越大； 因速度相同时，质量越大，动能越大，克服摩擦力做功的越多，越不容易刹车，因大客车的质量更大，故限制的速度要越小，大客车的限速应该是100km/h。 （3）避险车道有一定坡度是为了汽车上坡时，动能转化为重力势能，使汽车的速度减小，便于汽车停下来； 铺上疏松的碎石、沙土可增大摩擦阻力，使机械能转化为内能，让汽车的速度减小，便于汽车停下； 废旧轮胎和防撞桶的作用是在撞击的过程中起缓冲作用，而且机械能转化为内能，汽车的速度减小，便于汽车停下。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $