人教版八年級(jí)物理下冊(cè)同步考點(diǎn)專題訓(xùn)練專題12機(jī)械能綜合培優(yōu)訓(xùn)練(原卷版+解析)_第1頁(yè)
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專題12機(jī)械能綜合培優(yōu)訓(xùn)練(原卷版)考點(diǎn)直擊教你一招教你一招1、在能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,總是變小的那種形式的能轉(zhuǎn)化為變大的那種形式的能。2、比較質(zhì)量和速度兩個(gè)因素哪一個(gè)對(duì)動(dòng)助能影響大,采用控制變量法。即分別讓其其中一個(gè)變量擴(kuò)大n倍后,哪一個(gè)因素?cái)U(kuò)大后的動(dòng)能大,則該因素對(duì)動(dòng)能影響大?!族e(cuò)點(diǎn):誤認(rèn)為物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí),一定是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能(物體向上運(yùn)動(dòng),可以是其他形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,比如火箭加速上升,是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能)。典例分析+變式訓(xùn)練典例分析+變式訓(xùn)練考點(diǎn)1探究動(dòng)能和勢(shì)能的影響因素類(lèi)型1探究動(dòng)能的影響因素1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄课矬w動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān);2、實(shí)驗(yàn)原理:車(chē)在木板上移動(dòng)的距離越遠(yuǎn),小車(chē)對(duì)木塊做的功越多,小車(chē)具的動(dòng)能越大;3、實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法、轉(zhuǎn)換法。4、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:(1)同一小球在斜面越高的地方滾下,木塊被推的越遠(yuǎn);(2)質(zhì)量不同的小球,在同一高度滾下,質(zhì)量越大的小車(chē),把木塊被推的越遠(yuǎn)。5、實(shí)驗(yàn)結(jié)論:(1)質(zhì)量相同的物體,運(yùn)動(dòng)速度越大,動(dòng)能越大;(2)運(yùn)動(dòng)速度相同的物體,質(zhì)量越大,動(dòng)能越大;(3)動(dòng)能與物體的質(zhì)量和物體運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)。【典例1】在“探究動(dòng)能的大小與哪些因素”有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中(如圖),讓同一鐵球從斜面的不同高度由靜止釋放,撞擊同一木塊。下列說(shuō)法中正確的是()A.這樣做的目的是研究物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系 B.鐵球能從斜槽上滾下是因?yàn)樗哂袘T性 C.鐵球從斜面上滾下的過(guò)程中,鐵球受到的支持力沒(méi)有做功 D.木塊B受到的重力與它對(duì)水平面的壓力是一對(duì)平衡力【典例2】小明在“探究物體的動(dòng)能大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,他用質(zhì)量不同的兩個(gè)鋼球m和M(M的質(zhì)量大于m)分別從不同的高度h和H(H大于h)由靜止開(kāi)始滾下,觀察木塊B被撞擊后移動(dòng)的距離,實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖1所示。(1)小明通過(guò)觀察木塊B移動(dòng)的距離長(zhǎng)短,來(lái)判斷鋼球動(dòng)能的大小,這種研究方法是(選填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”)。(2)實(shí)驗(yàn)中,鋼球滾到斜面底端后會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),是因?yàn)殇撉蚓哂?。木塊最終會(huì)停下來(lái)是因?yàn)槭艿降淖饔谩H羲矫娼^對(duì)光滑,本實(shí)驗(yàn)將(選填“能”或“不能”)達(dá)到探究目的。(3)由甲、乙兩圖可得實(shí)驗(yàn)結(jié)論:物體的動(dòng)能大小與有關(guān)。(4)小麗根據(jù)甲、丙兩圖得出結(jié)論:物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量有關(guān),她的看法是否正確(選填“正確”或“錯(cuò)誤”),理由是:。(5)某同學(xué)用圖2的方法探究動(dòng)能的大小與速度的關(guān)系,他將相同質(zhì)量的小球從不同高度由靜止開(kāi)始釋放,通過(guò)觀察木塊在鐵板和毛巾上滑行的距離來(lái)判斷小球動(dòng)能的大小,這種方法是(選填“正確的”或“錯(cuò)誤的”)?!咀兪接?xùn)練1】如圖所示,讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L下,打到一個(gè)小木塊上,能將木塊撞出一段距離。放在同一水平面上相同位置的木塊,被撞得越遠(yuǎn),表示鋼球的動(dòng)能越大?,F(xiàn)用質(zhì)量不同的鋼球從同一高度滾下,看哪次木塊被推得遠(yuǎn)。回答以下問(wèn)題:(1)設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)的目的是研究。(2)讓質(zhì)量不同的鋼球從同一高度滾下是為了。(3)下表中給出了一頭牛慢步行走和一名普通中學(xué)生百米賽跑時(shí)的一些數(shù)據(jù)。物體質(zhì)量m/kg速度v/m?S﹣1動(dòng)能E/J牛約600約0.5約75中學(xué)生約50約6約900分析數(shù)據(jù),可以看出對(duì)物體動(dòng)能大小影響較大的因素是,你這樣判斷的依據(jù)是。【變式訓(xùn)練2】在探究“物體動(dòng)能與質(zhì)量和速度的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,如圖甲所示,將鋼球從某一高度由靜止釋放,鋼球擺到豎直位置時(shí),撞擊水平木板上的木塊,將木塊撞出一段距離。試驗(yàn)次數(shù)鋼球的質(zhì)量/g鋼球下擺的高度h/cm木塊滑行的距離/cm120202524020453602062(1)從表中數(shù)據(jù)可以看出,實(shí)驗(yàn)中控制了鋼球的相同,從而探究動(dòng)能與的關(guān)系。(2)第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)若不考慮能量損失,鋼球?qū)δ緣K最多可做J的功;第3次實(shí)驗(yàn)時(shí),木塊被撞后在木板滑行無(wú)法記錄數(shù)據(jù),需要重做第三次實(shí)驗(yàn),甲同學(xué)建議換用同樣較長(zhǎng)的木板,乙同學(xué)建議換一個(gè)較大的木塊,丙同學(xué)建議降低鋼球下擺的高度,若要將第三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與前兩次比較,你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采用同學(xué)的建議。由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可得出結(jié)論:在速度一定時(shí),物體的質(zhì)量越大,動(dòng)能越。(3)小華將實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)成圖乙所示,利用質(zhì)量相同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s不同程度后靜止釋放,撞擊同一木塊,將木塊撞出一段距離進(jìn)行比較,來(lái)研究鐵球動(dòng)能大小的關(guān)系。(4)小華還想用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s相同程度后由靜止釋放,撞擊同一木塊,探究鐵球的動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系,這個(gè)設(shè)計(jì)方案是(選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的。類(lèi)型2探究重力勢(shì)能的影響因素1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄课矬w重力勢(shì)能大小與哪些因素有關(guān);2、實(shí)驗(yàn)原理:木樁打入沙中深度越深,木樁對(duì)沙子做功越多,木樁具的重力勢(shì)能越大;3、實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法、轉(zhuǎn)換法;4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論:物體的質(zhì)量越大,所處的高度越高,物體的重力勢(shì)能就越大?!镜淅?】在“模擬打樁”的實(shí)驗(yàn)中,原來(lái)處于同一沙槽。相同深度的1、2、3、4四個(gè)相同木樁,經(jīng)A、B、C三個(gè)重錘從高處由靜止下落撞擊后,最終所處的位置如圖所示。由此可知:(1)實(shí)驗(yàn)中可通過(guò)觀察來(lái)比較重錘重力勢(shì)能的大小,若B、C兩錘下落高度相同,則(B/C)錘的質(zhì)量要大一些;若A錘質(zhì)量大于B錘質(zhì)量,可推測(cè)(A/B)錘下落高度較高。(2)若木樁4下陷過(guò)程中所受重力做功為100J,則木樁3下陷過(guò)程中所受重力做功約為J?!镜淅?】小明同學(xué)在“探究重力勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),提出了如下猜想:猜想一:物體的重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量有關(guān)猜想二:物體的重力勢(shì)能與物體所在高度有關(guān)為了驗(yàn)證上述猜想,他計(jì)劃利用小桌、沙子、質(zhì)量不同的鐵塊和刻度尺進(jìn)行實(shí)驗(yàn):如圖所示,將小桌桌腿朝下放在平整的沙面上,把鐵塊從距桌面某一高度由靜止釋放,撞擊在桌面的中心部位,記錄桌腿進(jìn)入沙子的深度。按上述方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。實(shí)驗(yàn)序號(hào)鐵塊質(zhì)量m/g鐵塊距桌面高度H/cm桌腿進(jìn)入沙子的深度h/cm①20201.9②20302.9③20403.8④30202.9⑤40204.1(1)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)比較來(lái)判斷物體重力勢(shì)能的大?。唬?)為了驗(yàn)證猜想一,需選擇表中(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))三組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析;(3)分析表中①②③的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是:。(4)小明同學(xué)在做猜想二實(shí)驗(yàn)時(shí),聯(lián)想到本實(shí)驗(yàn)的器材與“探究壓力作用效果的因素”實(shí)驗(yàn)很相似,于是想用海綿替代裝沙子的盆來(lái)完成實(shí)驗(yàn),(選填“能”或“不能”)根據(jù)小桌桌腿陷入海綿深度來(lái)判斷鐵塊下落前的重力勢(shì)能?!咀兪接?xùn)練1】現(xiàn)代農(nóng)業(yè)利用噴藥無(wú)人機(jī)噴灑農(nóng)藥,安全又高效。如圖所示,噴藥無(wú)人機(jī)在農(nóng)田上方沿水平方向勻速飛行,同時(shí)均勻噴灑農(nóng)藥。在此過(guò)程中,噴藥無(wú)人機(jī)的()A.升力大于重力 B.螺旋槳對(duì)空氣的作用力和空氣對(duì)螺旋槳的作用力是一對(duì)平衡力 C.動(dòng)能減小、重力勢(shì)能減小 D.懸停的無(wú)人機(jī)沒(méi)有慣性【變式訓(xùn)練2】小明同學(xué)在探究重力勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)時(shí),提出了如下猜想:猜想一:物體的重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量有關(guān)猜想二:物體的重力勢(shì)能與物體所在高度有關(guān)為了驗(yàn)證上述猜想,他計(jì)劃利用小桌、沙子、質(zhì)量不同的鐵塊和刻度尺進(jìn)行實(shí)驗(yàn):如圖所示,將小桌桌腿朝下放在平整的沙面上,把鐵塊從距桌面某一高度由靜止釋放,撞擊在桌面的中心部位,記錄桌腿進(jìn)入沙子的深度。按上述方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。實(shí)驗(yàn)序號(hào)鐵塊質(zhì)量m/g鐵塊距桌面高度H/cm桌腿進(jìn)入沙子的深度h/cm①20201.9②20302.9③20403.8④30202.9⑤40204.1(1)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)比較來(lái)判斷物體重力勢(shì)能的大?。唬?)為了驗(yàn)證猜想一,需選擇表中(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))三組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析;(3)分析表中①②③的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是:。類(lèi)型3探究彈性勢(shì)能的影響因素1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄课矬w彈性勢(shì)能大小與哪些因素有關(guān);2、實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法、轉(zhuǎn)換法;3、實(shí)驗(yàn)結(jié)論:當(dāng)彈簧本身的性質(zhì)相同時(shí),形變?cè)酱?,它具有的彈性?shì)能就越大,形變?cè)叫?,具有的彈性?shì)能就越?。划?dāng)彈簧形變相同時(shí),性質(zhì)不同的彈簧彈性勢(shì)能不同。【典例1】小宇利用一個(gè)鋼珠、三根厚度和材料相同、長(zhǎng)與寬都不同的橡皮條,做“探究橡皮條的彈性勢(shì)能與長(zhǎng)度、寬度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。他依次將橡皮條固定在彈弓上,如圖所示,在彈性范圍內(nèi),拉伸相同的伸長(zhǎng)量,將鋼珠在同一位置沿水平方向彈射到水平地面,測(cè)出彈射的水平距離,相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:次數(shù)橡皮條橡皮條寬/cm橡皮條長(zhǎng)/cm彈射的水平距離/m1a0.5020.0010.102b0.5030.008.203c1.0020.0014.00請(qǐng)回答:(1)實(shí)驗(yàn)是通過(guò)來(lái)間接比較橡皮條的彈性勢(shì)能大??;(2)比較第1次和第次實(shí)驗(yàn)可知,拉伸相同的伸長(zhǎng)量,橡皮條的彈性勢(shì)能與橡皮條的寬度有關(guān);(3)比較第1次和第次實(shí)驗(yàn)可知,拉伸相同的伸長(zhǎng)量,橡皮條的彈性勢(shì)能與橡皮條的長(zhǎng)度有關(guān);(4)用同種材料同厚度的橡皮條,拉伸相同的伸長(zhǎng)量,彈性勢(shì)能最小的橡皮條是A.寬且長(zhǎng)的B.窄且長(zhǎng)的C.寬且短的D.窄且短的【典例2】小蘇同學(xué)的物理興趣小組準(zhǔn)備探究“彈簧彈性勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)”他們猜想:彈簧彈性勢(shì)能可能與彈簧長(zhǎng)度變化量、彈簧螺紋圈直徑、彈簧的材料等因素有關(guān)。他們的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,把彈簧放在水平面上,其左端固定在墻上,AO等于彈簧原長(zhǎng),水平面O點(diǎn)左側(cè)光滑,右側(cè)粗糙。將物體M從O點(diǎn)壓縮彈簧到P點(diǎn),然后由靜止釋放,當(dāng)物體M運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)與彈簧分開(kāi),最終運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)靜止。請(qǐng)補(bǔ)充完成他們的探究過(guò)程:(1)彈簧彈性勢(shì)能的大小是通過(guò)來(lái)衡量的。(2)探究彈簧彈性勢(shì)能與彈簧長(zhǎng)度變化量的關(guān)系,應(yīng)該選用(選填“相同”或“不同”)彈簧進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并先后改變之間的距離,測(cè)出OQ的距離,重復(fù)實(shí)驗(yàn),測(cè)量多組數(shù)據(jù)并記錄。(3)小蘇的實(shí)驗(yàn)小組經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)得出了結(jié)論。在上面的實(shí)驗(yàn)中,他們運(yùn)用到了轉(zhuǎn)換法和兩種物理思想方法?!咀兪接?xùn)練1】如圖,彈弓是一種常見(jiàn)的玩具,它能把“子彈”彈出去.小明同學(xué)用彈弓研究彈性勢(shì)能的大小與物體形變的關(guān)系。通過(guò)實(shí)驗(yàn)他觀察的記錄是:彈弓的橡皮筋被拉得越長(zhǎng),“子彈”射得越遠(yuǎn)。(1)彈弓彈性勢(shì)能的大小是通過(guò)來(lái)比較的;(2)當(dāng)彈弓橡皮筋形變相同時(shí),所用的“子彈”質(zhì)量不同,射出去的距離也不同,質(zhì)量較大的子彈,射出的距離(大/小),所以實(shí)驗(yàn)中所選用“子彈”的質(zhì)量應(yīng)是(選填“相同”或“不同”)的;(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:彈性限度內(nèi),彈性形變程度越大,彈性勢(shì)能越(選填“大”或“小”)。【變式訓(xùn)練2】同學(xué)們所用的筆,有些在靠近筆端的地方裝有一個(gè)輕質(zhì)彈簧,如圖甲所示。小文和小軍各自拿自己裝有彈簧的筆玩彈筆游戲。結(jié)果發(fā)現(xiàn)小軍的筆彈得高一些。小文分析:筆彈起的高度與筆內(nèi)彈簧的彈性勢(shì)能的大小有關(guān),那么彈簧彈性勢(shì)能的大小又跟什么因素有關(guān)呢?小文猜想:①?gòu)椈蓮椥詣?shì)能的大小可能跟它的材料有關(guān);②彈簧彈性勢(shì)能的大小可能跟它彈性形變的程度有關(guān)。(1)為了驗(yàn)證猜想②,小文利用兩個(gè)外形完全相同但材料不同的彈簧A和B、一個(gè)小鋼球、一個(gè)輕木塊,在同一水平面上進(jìn)行了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn):a.將小球置于彈簧A的右端,使彈簧被壓縮的長(zhǎng)度為2cm,放手后小球被彈出,并與一木塊相碰,木塊被推動(dòng)了一段距離S1;b.將另一個(gè)彈簧B壓縮的程度稍大一些,把小球置于彈簧的右端,觀察小球撞擊木塊后木塊移動(dòng)的距離S2;(2)請(qǐng)你指出小文實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題。(3)寫(xiě)出改進(jìn)措施??键c(diǎn)2探究動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)化的規(guī)律類(lèi)型1探究彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化的規(guī)律在一定的條件下,彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如玩蹦蹦床時(shí)往上運(yùn)動(dòng)時(shí)彈性勢(shì)能減小,重力勢(shì)能增加,彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。【典例1】如圖所示,將鋼鋸條固定在桌面邊緣,將棋子放在鋼鋸條的端部,然后用手將鋸條的端部壓下一段距離,松手后,棋子會(huì)被彈起一定的高度,此過(guò)程中,鋼鋸條的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為棋子的勢(shì)能。增加鋼鋸條被下壓的距離,發(fā)現(xiàn)棋子被彈起的高度增加,實(shí)驗(yàn)表明,物體的越大,它的彈性勢(shì)能越大?!咀兪接?xùn)練】撐桿跳運(yùn)動(dòng)員借助手中的撐桿跳高時(shí),要比徒手跳高高得多(如圖),這是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員利用撐桿發(fā)生彈性形變時(shí),具有了彈性勢(shì)能的緣故。在運(yùn)動(dòng)員上升的過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。類(lèi)型2探究動(dòng)能和重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化的規(guī)律在一定的條件下,動(dòng)能和重力勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如將一塊小石塊,從低處拋向高處,再?gòu)母呦侣涞倪^(guò)程中,先是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,后又是重力勢(shì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能?!镜淅?】如圖所示,單擺(圖1)在豎直平面內(nèi)左右擺動(dòng),滾擺(圖2)在豎直平面內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)回答(1)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明的同一個(gè)物理問(wèn)題是:;(2)滾擺從最低點(diǎn)擺到最高點(diǎn)的過(guò)程中,是轉(zhuǎn)化為能。(3)在單擺左右擺動(dòng)和滾擺上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,你將會(huì)看到它們上升的高度逐漸降低。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是:,使逐漸減少?!咀兪接?xùn)練】如圖所示,單擺在豎直平面內(nèi)左右擺動(dòng),滾擺在豎直平面內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。(1)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明的同一個(gè)物理問(wèn)題是:。(2)在單擺左右擺動(dòng)和滾擺上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,你將會(huì)看到它們上升的高度逐漸降低。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是:??键c(diǎn)3彈力與彈性勢(shì)能的綜合類(lèi)型1水平方向的力【典例1】如圖,在光滑的水平臺(tái)面上,一輕彈簧左端固定,右端連接一金屬小球,O點(diǎn)是彈簧保持原長(zhǎng)時(shí)小球的位置。壓縮彈簧使小球至A位置,然后釋放小球,小球就在AB間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)(已知AO=OB)。小球從A位置運(yùn)動(dòng)到B位置的過(guò)程中,判斷正確的是()A.小球的動(dòng)能不斷增加 B.彈簧的彈性勢(shì)能不斷減少 C.在任一位置彈簧的彈性勢(shì)能和小球的動(dòng)能之和保持不變 D.小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能相等【變式訓(xùn)練】在探究彈簧長(zhǎng)度與力的關(guān)系時(shí),選取甲、乙、丙完全相同的三根彈簧,將甲、乙彈簧左端固定在墻上,用大小為F的力拉甲的右端,用大小為F的力壓乙的右端,在丙彈簧左右兩端施加大小為F的拉力,三根彈簧都水平靜止,如圖所示,下列分析正確的是()

A.三根彈簧具有不同的彈性勢(shì)能B.丙的長(zhǎng)度比甲大C.丙的彈性勢(shì)能比甲大D.丙和乙具有相同的形變量類(lèi)型2豎直方向的力【典例1】如圖,輕質(zhì)彈簧豎直放置,下端固定于地面,上端位于O點(diǎn)時(shí)彈簧恰好不發(fā)生形變,現(xiàn)將一小球放在彈簧上端,再用力向下把小球壓至圖中A位置后由靜止釋放,小球?qū)⒇Q直向上運(yùn)動(dòng)并脫離彈簧,不計(jì)空氣阻力,則小球()A.運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí),受平衡力作用 B.被釋放瞬間,所受重力大于彈簧彈力 C.從O點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 D.從A點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,動(dòng)能先增大后減小【典例2】如圖所示,小明在做模擬“蹦極”“的小實(shí)驗(yàn),一根橡皮筋一端系一個(gè)小石塊,另一端固定在A點(diǎn)。B點(diǎn)是橡皮筋不系小石塊自然下垂時(shí)下端所在的位置,C點(diǎn)是小石塊從A點(diǎn)自由釋放后所能達(dá)到的最低點(diǎn),關(guān)于小石塊從A點(diǎn)到C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,下列說(shuō)法中正確的是()A.小石塊在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大 B.小石塊在C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大 C.從A點(diǎn)下落到C點(diǎn)的過(guò)程中,小石塊的動(dòng)能一直在增大 D.從B點(diǎn)下落到C點(diǎn)的過(guò)程中,小石塊的動(dòng)能先增大后減小【變式訓(xùn)練1】如圖所示,在處于自然狀態(tài)的彈簧上端放置一個(gè)鐵球,松手后,鐵球從A位置開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng),到達(dá)B位置速度最大,到達(dá)C位置鐵球的速度變?yōu)榱悖ㄕ麄€(gè)過(guò)程不計(jì)能量損耗)。則下列說(shuō)法中正確的是()A.到達(dá)B位置時(shí),鐵球所受的合力不為零 B.到達(dá)C位置時(shí),鐵球的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和最小 C.從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程中,鐵球的動(dòng)能一直不斷減小 D.從B點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程中,鐵球始終受到平衡力的作用【變式訓(xùn)練2】如圖中,一段彈簧固定在水平桌面上(如圖甲所示),將一個(gè)小球放在彈簧上使其處于靜止?fàn)顟B(tài)(如圖乙所示),用豎直向下的力F壓小球至圖丙的位置,然后撤去力F,小球向上運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)后下落(如圖丁所示),不計(jì)空氣阻力的影響。則從撤去力F到小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是()A.小球一直做加速運(yùn)動(dòng) B.小球在A點(diǎn)是平衡狀態(tài) C.小球離開(kāi)彈簧時(shí)的動(dòng)能最大 D.小球離開(kāi)彈簧后,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能【變式訓(xùn)練】蹦極是一項(xiàng)極限體育運(yùn)動(dòng),如圖所示,A點(diǎn)為最高點(diǎn),B點(diǎn)為彈性繩自然伸長(zhǎng)的位置,蹦極人在C點(diǎn)受彈性繩的彈力與自身重力相等,D點(diǎn)是能下落到的最低點(diǎn)。在蹦極人從A點(diǎn)下落到D點(diǎn)的過(guò)程中,(填“B”、“C”或“D”)點(diǎn)動(dòng)能最大,在這個(gè)過(guò)程中,機(jī)械能(填“守恒”或“不守恒”)。(忽略空氣阻力)能力提升訓(xùn)練能力提升訓(xùn)練一、選擇題。1.下列關(guān)于功和能量的說(shuō)法正確的是()A.具有能的物體一定在做功 B.物體做的功越多,它具有的能越大 C.物體具有的能越多,它做的功就越多 D.物體能夠做的功越多,它具有的能就越大2.關(guān)于能的概念,下列說(shuō)法中正確的是()A.懸在空中的打樁重錘,因?yàn)闆](méi)有做功,所以沒(méi)有能 B.運(yùn)動(dòng)速度相同的物體,它們具有的動(dòng)能一定相等 C.重力勢(shì)能相等的物體,它們一定處于同一高度 D.同一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別掛2N、5N的重物(在彈性限度內(nèi)),掛5N重物時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能較大3.圖為一種爬桿機(jī)器人,僅憑電池提供的能量,就能像人一樣沿桿豎直向上勻速爬行。機(jī)器人在此過(guò)程中()A.所受摩擦力方向豎直向下 B.對(duì)桿的握力增大時(shí),所受摩擦力增大C.勻速爬行速度增大時(shí),所受摩擦力不變 D.動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能4.如圖所示,A、B兩球質(zhì)量相等,A球用不可伸長(zhǎng)的輕繩系于O點(diǎn),B球用輕彈簧系于O′點(diǎn),O與O′點(diǎn)在同一水平面上。分別將A、B球拉到與懸點(diǎn)等高處,細(xì)繩和輕彈簧均處于水平,彈簧處于自然狀態(tài),將兩球分別由靜止開(kāi)始釋放,當(dāng)兩球第一次達(dá)到各自懸點(diǎn)的正下方時(shí),兩球仍處在同一水平面上,則兩球各自第一次到達(dá)懸點(diǎn)正下方時(shí)(不計(jì)空氣阻力)()A.A球的速度較大 B.B球的動(dòng)能較大 C.兩球的動(dòng)能相等 D.兩球的機(jī)械能相等5.如圖所示,運(yùn)動(dòng)員在一端固定一端有彈性的跳板上起跳,下列說(shuō)法正確的是()A.人壓彎跳板時(shí),動(dòng)能不變,跳板具有彈性勢(shì)能 B.人離開(kāi)跳板瞬間,動(dòng)能最小,重力勢(shì)能最大 C.人離開(kāi)跳板上升過(guò)程中,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能 D.人在最高點(diǎn)時(shí),動(dòng)能最大,重力勢(shì)能最小6.2022年2月15日,在北京冬奧會(huì)單板滑雪男子大跳臺(tái)決賽中,中國(guó)小將蘇翊鳴全程動(dòng)作行云流水,發(fā)揮穩(wěn)健,最終獲得金牌。如圖所示是他在空中某一瞬間的照片,下列說(shuō)法正確的是()A.他從高坡上加速下滑過(guò)程中,他的動(dòng)能增大,重力勢(shì)能減小 B.起跳后他在空中旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中,不受力的作用 C.落地后仍繼續(xù)向前滑行,是由于他受到慣性的作用 D.落地后站在水平雪面上時(shí),他對(duì)雪面的壓力與他受到的重力是一對(duì)平衡力7.如圖所示,小球在弧形軌道A點(diǎn)靜止自由下落后到達(dá)最高點(diǎn)E點(diǎn)。在這過(guò)程中,C點(diǎn)為弧形軌道最低點(diǎn),B、D兩點(diǎn)的高度相等,不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是()A.小球從A點(diǎn)到E點(diǎn)的過(guò)程中,機(jī)械能守恒 B.小球在A點(diǎn)的機(jī)械能最大 C.小球在B、D兩點(diǎn)的動(dòng)能相等 D.小球從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)過(guò)程中,重力勢(shì)能在逐漸減小8.彈跳桿運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)廣受歡迎的運(yùn)動(dòng)。其結(jié)構(gòu)如圖甲所示。圖乙是小金玩彈跳桿時(shí)由最低位置上升到最高位置的過(guò)程,其中b是彈簧處在原長(zhǎng)的狀態(tài),針對(duì)此過(guò)程分析正確的是()A.a(chǎn)→b,小金的機(jī)械能不斷增加,在b時(shí)動(dòng)能最大 B.b→c,彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小金的重力勢(shì)能 C.在a狀態(tài)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大,人的動(dòng)能最小 D.在c狀態(tài)時(shí)小金受力平衡,故速度為零9.如圖所示是物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能EK隨時(shí)間t變化的曲線,則該運(yùn)動(dòng)的物體可能()A.由靜止下落的乒乓球 B.離開(kāi)腳后在地上滾動(dòng)的足球 C.豎直向上墊起的排球 D.斜向上投擲出去的鉛球(沒(méi)有落地)10.如圖所示,在蹦床運(yùn)動(dòng)中,A點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)員到達(dá)的最低點(diǎn),B點(diǎn)是蹦床恢復(fù)原狀的位置。運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中(不計(jì)空氣阻力),下列判斷正確的是()A.蹦床的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能 B.蹦床的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能 C.運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能保持不變 D.運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能逐漸增大二、填空題。11.衛(wèi)星在大氣層外運(yùn)動(dòng)時(shí),不受空氣阻力作用,因此守恒,衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)最大,在近地點(diǎn)時(shí)大。(選填“動(dòng)能”、“重力勢(shì)能”或“機(jī)械能”)12.用“模擬打樁”來(lái)探究物體重力勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān),物體的質(zhì)量m1=m2<m3,實(shí)驗(yàn)時(shí),讓物體從木樁正上方的某一高度處自由下落,將木樁打入沙中,三次實(shí)驗(yàn)?zāi)緲哆M(jìn)入沙中的深度如圖所示,木樁進(jìn)入沙中的深度越深,則物體對(duì)木樁做的功越,比較a、b可知:物體重力勢(shì)能的大小與物體的有關(guān);比較可知:物體重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)。13.如圖所示,直軌道AB和圓弧形軌道平滑連接,其內(nèi)壁光滑,現(xiàn)從A點(diǎn)處?kù)o止釋放一實(shí)心均勻小球,在從A到C運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,小球的機(jī)械能(填“變大”、“變小”或“不變”);小球運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)離開(kāi)軌道后,可能沿虛線的方向運(yùn)動(dòng),你推理的理由是。14.將球豎直向上拋出并落回地面,該過(guò)程中先后經(jīng)過(guò)M、S兩點(diǎn),球在這兩點(diǎn)的動(dòng)能和重力勢(shì)能如圖所示,則球在該兩點(diǎn)的速度vMvS(>/=/<),該兩點(diǎn)離地的高度hMhS(>/=/<),球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能(守恒/不守恒)。15.如圖所示,小吳用滑雪板滑雪,從高點(diǎn)C處由靜止滑下,經(jīng)過(guò)B點(diǎn)到達(dá)最低點(diǎn)然后到達(dá)另一側(cè)與B點(diǎn)等高的點(diǎn)A時(shí)剛好速度為零。由C到B點(diǎn)過(guò)程中,能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,從C到A點(diǎn)過(guò)程中,點(diǎn)的動(dòng)能最大,從最低點(diǎn)O到A點(diǎn)的過(guò)程中,機(jī)械能的總量(選填“變大”、“變小”或“不變”)。三、實(shí)驗(yàn)探究題。16.如圖所示,有一輕質(zhì)彈簧左端固定,右端連接一金屬小球,O點(diǎn)是彈簧保持原長(zhǎng)時(shí)小球的位置,小球壓縮彈簧至A位置,然后由靜止釋放小球,小球向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度為v1,繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)處的C點(diǎn),已知AO>OC。(1)小球經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí),有沒(méi)有受到彈簧的彈力?答:。(2)小球從A到C的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,小球的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能之間是如何轉(zhuǎn)化的?(3)到達(dá)C點(diǎn)后,小球向左運(yùn)動(dòng),再次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為v2。則:①v1v2(選填“<”“=”“>”);②小球前后兩次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí),彈簧彈力的方向(選填“相同”“相反”)。17.小江同學(xué)利用一個(gè)彈珠、三根材料和厚度相同、長(zhǎng)寬不同的橡皮條,探究“橡皮條的彈性勢(shì)能與長(zhǎng)度、寬度的關(guān)系。”他依次將橡皮條固定在彈弓上,如圖所示,在彈性范圍內(nèi),拉伸相同的伸長(zhǎng)量,將彈珠在同一位置沿水平方向彈射出去,測(cè)得彈射的水平距離,數(shù)據(jù)如下表:次數(shù)橡皮條橡皮條寬/cm橡皮條長(zhǎng)/cm彈射的水平距離/m1a0.5020.0010.102b0.5030.008.203c1.0020.0014.00請(qǐng)回答以下問(wèn)題:(1)實(shí)驗(yàn)中,是通過(guò)比較來(lái)間接反映橡皮條的彈性勢(shì)能大??;(2)比較第1次和第2次實(shí)驗(yàn)可知,拉伸相同的伸長(zhǎng)量,橡皮條的彈性勢(shì)能與橡皮條的有關(guān);(3)比較第1次和第3次實(shí)驗(yàn)可知,拉伸相同的伸長(zhǎng)量,橡皮條的彈性勢(shì)能還與橡皮條的有關(guān);(4)用同種材料同厚度的橡皮條,拉伸相同的伸長(zhǎng)量,彈性勢(shì)能最大的橡皮條是A、窄而長(zhǎng)的B、寬而長(zhǎng)的C、窄而短的D、寬而短的。18.如圖所示,在“探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,將小鋼球從高度為h的同一斜面上由靜止開(kāi)始滾下,推動(dòng)同一小木塊向前移動(dòng)一段距離s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次實(shí)驗(yàn),其中h1=h3>h2,mA=mB<mc。(1)在本實(shí)驗(yàn)中,小鋼球動(dòng)能大小是通過(guò)(選填“高度h”或“距離s”)大小來(lái)反映的;(2)小鋼球在水平面上不能立即停下,是因?yàn)樾′撉蚓哂?;?)分析比較甲和乙兩組實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論:;(4)分析比較兩組實(shí)驗(yàn)可得出物體的動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系。(5)實(shí)驗(yàn)后,同學(xué)們聯(lián)想到在許多交通事故中,造成安全隱患的因素有汽車(chē)的“超載”與“超速”,進(jìn)一步想知道,在影響物體動(dòng)能大小的因素中,哪個(gè)因素對(duì)動(dòng)能影響更大?于是利用上述器材進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)定,得到的數(shù)據(jù)如下表:實(shí)驗(yàn)序號(hào)小球的質(zhì)量m/g小球自由滾下的高度h/cm木塊被撞后運(yùn)動(dòng)的距離s/m1301042302016360108(a)為了探究“超載”安全隱患,應(yīng)選擇兩個(gè)序號(hào)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較。(b)為了探究“超速”安全隱患,應(yīng)選擇兩個(gè)序號(hào)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較。分析表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:對(duì)物體的動(dòng)能影響更大,當(dāng)發(fā)生交通事故時(shí),由此造成的危害更嚴(yán)重。專題12機(jī)械能綜合培優(yōu)訓(xùn)練(解析版)考點(diǎn)直擊教你一招教你一招1、在能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,總是變小的那種形式的能轉(zhuǎn)化為變大的那種形式的能。2、比較質(zhì)量和速度兩個(gè)因素哪一個(gè)對(duì)動(dòng)助能影響大,采用控制變量法。即分別讓其其中一個(gè)變量擴(kuò)大n倍后,哪一個(gè)因素?cái)U(kuò)大后的動(dòng)能大,則該因素對(duì)動(dòng)能影響大?!族e(cuò)點(diǎn):誤認(rèn)為物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí),一定是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能(物體向上運(yùn)動(dòng),可以是其他形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,比如火箭加速上升,是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能)。典例分析+變式訓(xùn)練典例分析+變式訓(xùn)練考點(diǎn)1探究動(dòng)能和勢(shì)能的影響因素類(lèi)型1探究動(dòng)能的影響因素1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄课矬w動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān);2、實(shí)驗(yàn)原理:車(chē)在木板上移動(dòng)的距離越遠(yuǎn),小車(chē)對(duì)木塊做的功越多,小車(chē)具的動(dòng)能越大;3、實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法、轉(zhuǎn)換法。4、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:(1)同一小球在斜面越高的地方滾下,木塊被推的越遠(yuǎn);(2)質(zhì)量不同的小球,在同一高度滾下,質(zhì)量越大的小車(chē),把木塊被推的越遠(yuǎn)。5、實(shí)驗(yàn)結(jié)論:(1)質(zhì)量相同的物體,運(yùn)動(dòng)速度越大,動(dòng)能越大;(2)運(yùn)動(dòng)速度相同的物體,質(zhì)量越大,動(dòng)能越大;(3)動(dòng)能與物體的質(zhì)量和物體運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)?!镜淅?】在“探究動(dòng)能的大小與哪些因素”有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中(如圖),讓同一鐵球從斜面的不同高度由靜止釋放,撞擊同一木塊。下列說(shuō)法中正確的是()A.這樣做的目的是研究物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系 B.鐵球能從斜槽上滾下是因?yàn)樗哂袘T性 C.鐵球從斜面上滾下的過(guò)程中,鐵球受到的支持力沒(méi)有做功 D.木塊B受到的重力與它對(duì)水平面的壓力是一對(duì)平衡力【答案】C?!窘獯稹拷猓篈、此實(shí)驗(yàn)中利用的是同一個(gè)鐵球,因此質(zhì)量是相等的,它們的高度不同,則到達(dá)底端時(shí)的速度就會(huì)不同,所以該實(shí)驗(yàn)可以探究動(dòng)能大小與速度的關(guān)系,故A錯(cuò)誤;B、球能從斜槽上滾下的原因是受力不平衡,力改變了鐵球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);故B錯(cuò)誤;C、鐵球從斜面上滾下的過(guò)程中,在支持力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離,所以鐵球受到的支持力沒(méi)有做功,故C正確;D、木塊B受到的重力與它對(duì)水平面的壓力,大小相等,方向相同,不是一對(duì)平衡力,故D錯(cuò)誤;故選:C?!镜淅?】小明在“探究物體的動(dòng)能大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,他用質(zhì)量不同的兩個(gè)鋼球m和M(M的質(zhì)量大于m)分別從不同的高度h和H(H大于h)由靜止開(kāi)始滾下,觀察木塊B被撞擊后移動(dòng)的距離,實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖1所示。(1)小明通過(guò)觀察木塊B移動(dòng)的距離長(zhǎng)短,來(lái)判斷鋼球動(dòng)能的大小,這種研究方法是轉(zhuǎn)換法(選填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”)。(2)實(shí)驗(yàn)中,鋼球滾到斜面底端后會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),是因?yàn)殇撉蚓哂袘T性。木塊最終會(huì)停下來(lái)是因?yàn)槭艿阶枇Φ淖饔?。若水平面絕對(duì)光滑,本實(shí)驗(yàn)將不能(選填“能”或“不能”)達(dá)到探究目的。(3)由甲、乙兩圖可得實(shí)驗(yàn)結(jié)論:物體的動(dòng)能大小與速度有關(guān)。(4)小麗根據(jù)甲、丙兩圖得出結(jié)論:物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量有關(guān),她的看法是否正確錯(cuò)誤(選填“正確”或“錯(cuò)誤”),理由是:實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有控制小球滾下的高度相同。(5)某同學(xué)用圖2的方法探究動(dòng)能的大小與速度的關(guān)系,他將相同質(zhì)量的小球從不同高度由靜止開(kāi)始釋放,通過(guò)觀察木塊在鐵板和毛巾上滑行的距離來(lái)判斷小球動(dòng)能的大小,這種方法是錯(cuò)誤的(選填“正確的”或“錯(cuò)誤的”)?!敬鸢浮浚?)轉(zhuǎn)換法;(2)慣性;阻力;不能;(3)速度;(4)錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有控制小球滾下的高度相同;(5)錯(cuò)誤的。【解答】解:(1)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察木塊B移動(dòng)的距離長(zhǎng)短,來(lái)判斷小球動(dòng)能的大小,這里用到的物理學(xué)研究問(wèn)題的方法是轉(zhuǎn)換法;(2)小鋼球在水平面上不能立即停下,是因?yàn)樾′撉蚓哂袘T性,小木塊最終會(huì)停下來(lái)是因?yàn)槭艿阶枇Φ淖饔?;若水平面絕對(duì)光滑,木塊被撞擊后將做勻速直線運(yùn)動(dòng),無(wú)法通過(guò)木塊移動(dòng)的距離來(lái)判定動(dòng)能的大小,所以不能達(dá)到探究目的;(3)甲、乙兩圖中小球的質(zhì)量一定,初始高度不同,到達(dá)水平面的時(shí)的速度不同,對(duì)木塊做功多少不同,故可以得出結(jié)論:物體的動(dòng)能大小與速度有關(guān);(4)探究動(dòng)能的大小與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),需要控制小球的速度相同,質(zhì)量不同,即需要使質(zhì)量不同的小球從斜面的同一高度由靜止滑下,選用甲、丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有控制小球滾下的高度相同,所以她的看法錯(cuò)誤;(5)圖2所示的方法探究動(dòng)能的大小與速度的關(guān)系,應(yīng)改變小球撞擊木塊前的速度,控制其它因素相同,而實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有控制水平面的粗糙程度相同,故錯(cuò)誤的。故答案為:(1)轉(zhuǎn)換法;(2)慣性;阻力;不能;(3)速度;(4)錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有控制小球滾下的高度相同;(5)錯(cuò)誤的。【變式訓(xùn)練1】如圖所示,讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L下,打到一個(gè)小木塊上,能將木塊撞出一段距離。放在同一水平面上相同位置的木塊,被撞得越遠(yuǎn),表示鋼球的動(dòng)能越大?,F(xiàn)用質(zhì)量不同的鋼球從同一高度滾下,看哪次木塊被推得遠(yuǎn)?;卮鹨韵聠?wèn)題:(1)設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)的目的是研究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系。(2)讓質(zhì)量不同的鋼球從同一高度滾下是為了使小球到達(dá)水平面有相等的初速度。(3)下表中給出了一頭牛慢步行走和一名普通中學(xué)生百米賽跑時(shí)的一些數(shù)據(jù)。物體質(zhì)量m/kg速度v/m?S﹣1動(dòng)能E/J牛約600約0.5約75中學(xué)生約50約6約900分析數(shù)據(jù),可以看出對(duì)物體動(dòng)能大小影響較大的因素是速度,你這樣判斷的依據(jù)是人的質(zhì)量約是牛的質(zhì)量的,而速度約是牛的12倍,此時(shí)動(dòng)能約是牛的12倍,所以速度對(duì)動(dòng)能的影響較大。【答案】(1)動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系;(2)使小球到達(dá)水平面有相等的初速度;(3)速度;人的質(zhì)量約是牛的質(zhì)量的,而速度約是牛的12倍,此時(shí)動(dòng)能約是牛的12倍,所以速度對(duì)動(dòng)能的影響較大?!窘獯稹拷猓海?)由于用的是質(zhì)量不同的球,起始點(diǎn)的高度相同,說(shuō)明它們的速度相同,由控制變量法的思路可知,研究的是動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系;(2)小球到達(dá)斜面的低端時(shí)的速度是由起始點(diǎn)的高度決定的,讓不同的鋼球從同一高度滾下是為了控制小球到達(dá)斜面的低端時(shí)的速度相同,此實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了控制變量法;(3)對(duì)物體動(dòng)能大小影響較大的因素是速度;因?yàn)槿说馁|(zhì)量約是牛的質(zhì)量的,而速度約是牛的12倍,此時(shí)動(dòng)能約是牛的12倍,所以速度對(duì)動(dòng)能的影響較大。故答案為:(1)動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系;(2)使小球到達(dá)水平面有相等的初速度;(3)速度;人的質(zhì)量約是牛的質(zhì)量的,而速度約是牛的12倍,此時(shí)動(dòng)能約是牛的12倍,所以速度對(duì)動(dòng)能的影響較大?!咀兪接?xùn)練2】在探究“物體動(dòng)能與質(zhì)量和速度的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,如圖甲所示,將鋼球從某一高度由靜止釋放,鋼球擺到豎直位置時(shí),撞擊水平木板上的木塊,將木塊撞出一段距離。試驗(yàn)次數(shù)鋼球的質(zhì)量/g鋼球下擺的高度h/cm木塊滑行的距離/cm120202524020453602062(1)從表中數(shù)據(jù)可以看出,實(shí)驗(yàn)中控制了鋼球的速度相同,從而探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系。(2)第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)若不考慮能量損失,鋼球?qū)δ緣K最多可做0.04J的功;第3次實(shí)驗(yàn)時(shí),木塊被撞后在木板滑行無(wú)法記錄數(shù)據(jù),需要重做第三次實(shí)驗(yàn),甲同學(xué)建議換用同樣較長(zhǎng)的木板,乙同學(xué)建議換一個(gè)較大的木塊,丙同學(xué)建議降低鋼球下擺的高度,若要將第三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與前兩次比較,你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采用甲同學(xué)的建議。由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可得出結(jié)論:在速度一定時(shí),物體的質(zhì)量越大,動(dòng)能越大。(3)小華將實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)成圖乙所示,利用質(zhì)量相同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s不同程度后靜止釋放,撞擊同一木塊,將木塊撞出一段距離進(jìn)行比較,來(lái)研究鐵球動(dòng)能大小與速度的關(guān)系。(4)小華還想用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s相同程度后由靜止釋放,撞擊同一木塊,探究鐵球的動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系,這個(gè)設(shè)計(jì)方案是錯(cuò)誤(選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的?!敬鸢浮浚?)速度;質(zhì)量;(2)0.04;甲;大;(3)與速度;(4)錯(cuò)誤?!窘獯稹拷猓海?)與從斜面上滾下類(lèi)似,質(zhì)量不同的鋼球從相同高度處擺下,擺線豎直時(shí),鋼球的速度是相同的;鋼球的速度相同而質(zhì)量不同,是探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系;(2)第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)若不考慮能量損失,鋼球?qū)δ緣K最多可做的功:W=mgh=0.02kg×10N/kg×0.2m=0.04J;上面的兩次實(shí)驗(yàn)是在速度一定時(shí),改變物體的質(zhì)量,探究動(dòng)能的大小,降低鋼球下擺的高度會(huì)改變鋼球速度,因此不能采用丙同學(xué)建議;動(dòng)能的大小通過(guò)木塊移動(dòng)距離的大小表現(xiàn)出來(lái)的,因此不能采用乙同學(xué)建議改變木塊大小,綜上所述,應(yīng)采用甲的建議,換用同樣較長(zhǎng)的木板;由表中的數(shù)據(jù)知:速度一定時(shí),質(zhì)量越大動(dòng)能越大;(3)質(zhì)量相同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s不同程度后靜止釋放,撞擊同一木塊,將木塊撞出一段距離進(jìn)行比較,此時(shí)質(zhì)量相同,速度不相同,所以可以研究鐵球的動(dòng)能大小與速度的關(guān)系;(4)觀察圖乙的裝置可知,若用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s相同程度后靜止釋放,撞擊同一木塊,撞擊的動(dòng)能由彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化而來(lái),而彈簧的彈性勢(shì)能的大小與形變程度有關(guān),故彈簧勢(shì)能相同,轉(zhuǎn)化出的動(dòng)能相同,因此,木塊最終移動(dòng)的距離相同,這樣是不能完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。故答案為:?)速度;質(zhì)量;(2)0.04;甲;大;(3)與速度;(4)錯(cuò)誤。類(lèi)型2探究重力勢(shì)能的影響因素1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄课矬w重力勢(shì)能大小與哪些因素有關(guān);2、實(shí)驗(yàn)原理:木樁打入沙中深度越深,木樁對(duì)沙子做功越多,木樁具的重力勢(shì)能越大;3、實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法、轉(zhuǎn)換法;4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論:物體的質(zhì)量越大,所處的高度越高,物體的重力勢(shì)能就越大。【典例1】在“模擬打樁”的實(shí)驗(yàn)中,原來(lái)處于同一沙槽。相同深度的1、2、3、4四個(gè)相同木樁,經(jīng)A、B、C三個(gè)重錘從高處由靜止下落撞擊后,最終所處的位置如圖所示。由此可知:(1)實(shí)驗(yàn)中可通過(guò)觀察木樁下陷的深度來(lái)比較重錘重力勢(shì)能的大小,若B、C兩錘下落高度相同,則B(B/C)錘的質(zhì)量要大一些;若A錘質(zhì)量大于B錘質(zhì)量,可推測(cè)B(A/B)錘下落高度較高。(2)若木樁4下陷過(guò)程中所受重力做功為100J,則木樁3下陷過(guò)程中所受重力做功約為133J。【答案】(1)木樁下陷的深度;B;B;(2)133?!窘獯稹拷猓海?)木樁下陷的深度越深,表明重錘做功的本領(lǐng)越大,也說(shuō)明了重錘具有的重力勢(shì)能越大,所以實(shí)驗(yàn)中可通過(guò)觀察木樁下陷的深度來(lái)比較重錘重力勢(shì)能的大?。籅、C相比,B下陷的較深,表明B錘的重力勢(shì)能更大,如果B、C兩錘剛下落時(shí)的高度相同,則B錘的質(zhì)量要大一些;A、B相比,B下陷的較深,表明B錘的重力勢(shì)能較大,如果A、B兩錘的質(zhì)量相同,則剛開(kāi)始下落時(shí),B錘的高度要高一些;(2)實(shí)驗(yàn)中可通過(guò)觀察木樁下陷的深度來(lái)比較重錘重力勢(shì)能的大小,由圖知3下陷的深度約為4下陷深度的倍,所以木樁3下陷過(guò)程中所受重力做功約為木樁4下陷過(guò)程中所受重力做功的倍,即100J×≈133J。故答案為:(1)木樁下陷的深度;B;B;(2)133?!镜淅?】小明同學(xué)在“探究重力勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),提出了如下猜想:猜想一:物體的重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量有關(guān)猜想二:物體的重力勢(shì)能與物體所在高度有關(guān)為了驗(yàn)證上述猜想,他計(jì)劃利用小桌、沙子、質(zhì)量不同的鐵塊和刻度尺進(jìn)行實(shí)驗(yàn):如圖所示,將小桌桌腿朝下放在平整的沙面上,把鐵塊從距桌面某一高度由靜止釋放,撞擊在桌面的中心部位,記錄桌腿進(jìn)入沙子的深度。按上述方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。實(shí)驗(yàn)序號(hào)鐵塊質(zhì)量m/g鐵塊距桌面高度H/cm桌腿進(jìn)入沙子的深度h/cm①20201.9②20302.9③20403.8④30202.9⑤40204.1(1)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)比較桌腿進(jìn)入沙子的深度來(lái)判斷物體重力勢(shì)能的大??;(2)為了驗(yàn)證猜想一,需選擇表中①④⑤(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))三組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析;(3)分析表中①②③的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是:質(zhì)量相同的物體,高度越大,重力勢(shì)能越大。(4)小明同學(xué)在做猜想二實(shí)驗(yàn)時(shí),聯(lián)想到本實(shí)驗(yàn)的器材與“探究壓力作用效果的因素”實(shí)驗(yàn)很相似,于是想用海綿替代裝沙子的盆來(lái)完成實(shí)驗(yàn),不能(選填“能”或“不能”)根據(jù)小桌桌腿陷入海綿深度來(lái)判斷鐵塊下落前的重力勢(shì)能。【答案】(1)桌腿進(jìn)入沙子的深度;(2)①④⑤;(3)質(zhì)量相同的物體,高度越大,重力勢(shì)能越大;(4)不能。【解答】解:(1)通過(guò)小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)可以知道,他是通過(guò)比較桌腿進(jìn)入沙子的深淺來(lái)比較重力勢(shì)能的大小的。桌腿進(jìn)入沙堆越深說(shuō)明物體做的功越多,它原來(lái)具有的重力勢(shì)能越大;該實(shí)驗(yàn)方法是轉(zhuǎn)換法;在探究影響動(dòng)能大小的因素時(shí),通過(guò)木塊被推動(dòng)的距離來(lái)比較動(dòng)能的大小,也是轉(zhuǎn)換法;(2)根據(jù)控制變量法,要驗(yàn)證物體的重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量有關(guān),應(yīng)控制物體的高度相同,改變物體質(zhì)量的大小,故小明要完成探究,需要找數(shù)個(gè)質(zhì)量不同的物體進(jìn)行實(shí)驗(yàn);故①④⑤三組數(shù)據(jù)符合,所以應(yīng)利用①④⑤三組數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論;(3)比較表中①②③的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn),高度相同,③中桌腿進(jìn)入沙子的深度更深,所以,③中的物體具有重力勢(shì)能大,即可以得出的初步結(jié)論是:質(zhì)量相同的物體,高度越大,重力勢(shì)能越大;(4)由于海綿受到的壓力一定時(shí),形變程度一樣,且海綿具有彈性,會(huì)恢復(fù)原狀,不能根據(jù)最終的形變程度來(lái)比較重力勢(shì)能大小與高度的關(guān)系。故答案為:(1)桌腿進(jìn)入沙子的深度;(2)①④⑤;(3)質(zhì)量相同的物體,高度越大,重力勢(shì)能越大;(4)不能?!咀兪接?xùn)練1】現(xiàn)代農(nóng)業(yè)利用噴藥無(wú)人機(jī)噴灑農(nóng)藥,安全又高效。如圖所示,噴藥無(wú)人機(jī)在農(nóng)田上方沿水平方向勻速飛行,同時(shí)均勻噴灑農(nóng)藥。在此過(guò)程中,噴藥無(wú)人機(jī)的()A.升力大于重力 B.螺旋槳對(duì)空氣的作用力和空氣對(duì)螺旋槳的作用力是一對(duì)平衡力 C.動(dòng)能減小、重力勢(shì)能減小 D.懸停的無(wú)人機(jī)沒(méi)有慣性【答案】C?!窘獯稹拷猓篈.噴藥無(wú)人機(jī)在農(nóng)田上方沿水平方向勻速飛行,處于平衡狀態(tài),豎直方向上受到的重力和升力是一對(duì)平衡力,大小相等,故A錯(cuò)誤;B.螺旋槳對(duì)空氣的作用力和空氣對(duì)螺旋槳的作用力,是兩個(gè)物體之間的相互作用,是相互作用力,由于這兩個(gè)力沒(méi)有作用在同一個(gè)物體上,不是一對(duì)平衡力,故B錯(cuò)誤;C.噴藥無(wú)人機(jī)在農(nóng)田上方沿水平方向勻速飛行,同時(shí)均勻噴灑農(nóng)藥,無(wú)人機(jī)的總質(zhì)量變小,速度不變,動(dòng)能減小;高度不變,質(zhì)量變小,重力勢(shì)能減小,故C正確;D.任何物體都有慣性,懸停的無(wú)人機(jī)也有慣性,故D錯(cuò)誤。故選:C。【變式訓(xùn)練2】小明同學(xué)在探究重力勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)時(shí),提出了如下猜想:猜想一:物體的重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量有關(guān)猜想二:物體的重力勢(shì)能與物體所在高度有關(guān)為了驗(yàn)證上述猜想,他計(jì)劃利用小桌、沙子、質(zhì)量不同的鐵塊和刻度尺進(jìn)行實(shí)驗(yàn):如圖所示,將小桌桌腿朝下放在平整的沙面上,把鐵塊從距桌面某一高度由靜止釋放,撞擊在桌面的中心部位,記錄桌腿進(jìn)入沙子的深度。按上述方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。實(shí)驗(yàn)序號(hào)鐵塊質(zhì)量m/g鐵塊距桌面高度H/cm桌腿進(jìn)入沙子的深度h/cm①20201.9②20302.9③20403.8④30202.9⑤40204.1(1)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)比較桌腿進(jìn)入沙子的深度來(lái)判斷物體重力勢(shì)能的大??;(2)為了驗(yàn)證猜想一,需選擇表中①④⑤(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))三組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析;(3)分析表中①②③的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是:質(zhì)量相同的物體,高度越大,重力勢(shì)能越大?!敬鸢浮浚?)桌腿進(jìn)入沙子的深度;(2)①④⑤;(3)質(zhì)量相同的物體,高度越大,重力勢(shì)能越大?!窘獯稹拷猓海?)通過(guò)小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)可以知道,他是通過(guò)比較桌腿進(jìn)入沙子的深淺來(lái)比較重力勢(shì)能的大小的。桌腿進(jìn)入沙堆越深說(shuō)明物體做的功越多,它原來(lái)具有的重力勢(shì)能越大;(2)根據(jù)控制變量法,要驗(yàn)證物體的重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量有關(guān),應(yīng)控制物體的高度相同,改變物體質(zhì)量的大小,故小明要完成探究,需要找數(shù)個(gè)質(zhì)量不同的物體進(jìn)行實(shí)驗(yàn);故①④⑤三組數(shù)據(jù)符合,所以應(yīng)利用①④⑤三組數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論。(3)比較表中①②③的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn),高度相同,③中桌腿進(jìn)入沙子的深度更深,所以,③中的物體具有重力勢(shì)能大,即可以得出的初步結(jié)論是:質(zhì)量相同的物體,高度越大,重力勢(shì)能越大。故答案為:(1)桌腿進(jìn)入沙子的深度;(2)①④⑤;(3)質(zhì)量相同的物體,高度越大,重力勢(shì)能越大。類(lèi)型3探究彈性勢(shì)能的影響因素1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄课矬w彈性勢(shì)能大小與哪些因素有關(guān);2、實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法、轉(zhuǎn)換法;3、實(shí)驗(yàn)結(jié)論:當(dāng)彈簧本身的性質(zhì)相同時(shí),形變?cè)酱?,它具有的彈性?shì)能就越大,形變?cè)叫。哂械膹椥詣?shì)能就越??;當(dāng)彈簧形變相同時(shí),性質(zhì)不同的彈簧彈性勢(shì)能不同?!镜淅?】小宇利用一個(gè)鋼珠、三根厚度和材料相同、長(zhǎng)與寬都不同的橡皮條,做“探究橡皮條的彈性勢(shì)能與長(zhǎng)度、寬度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。他依次將橡皮條固定在彈弓上,如圖所示,在彈性范圍內(nèi),拉伸相同的伸長(zhǎng)量,將鋼珠在同一位置沿水平方向彈射到水平地面,測(cè)出彈射的水平距離,相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:次數(shù)橡皮條橡皮條寬/cm橡皮條長(zhǎng)/cm彈射的水平距離/m1a0.5020.0010.102b0.5030.008.203c1.0020.0014.00請(qǐng)回答:(1)實(shí)驗(yàn)是通過(guò)鋼珠被彈射的水平距離來(lái)間接比較橡皮條的彈性勢(shì)能大??;(2)比較第1次和第2次實(shí)驗(yàn)可知,拉伸相同的伸長(zhǎng)量,橡皮條的彈性勢(shì)能與橡皮條的寬度有關(guān);(3)比較第1次和第3次實(shí)驗(yàn)可知,拉伸相同的伸長(zhǎng)量,橡皮條的彈性勢(shì)能與橡皮條的長(zhǎng)度有關(guān);(4)用同種材料同厚度的橡皮條,拉伸相同的伸長(zhǎng)量,彈性勢(shì)能最小的橡皮條是BA.寬且長(zhǎng)的B.窄且長(zhǎng)的C.寬且短的D.窄且短的【答案】(1)鋼珠被彈射的水平距離;(2)2;(3)3;(4)B?!窘獯稹拷猓海?)橡皮條彈性勢(shì)能的大小是通過(guò)彈珠射出的距離來(lái)表示,射出的越遠(yuǎn),彈弓的彈性勢(shì)能越大;(2)比較第1次和第2次實(shí)驗(yàn)可知,拉伸相同的伸長(zhǎng)量,橡皮條寬度相同,長(zhǎng)度不同,彈珠射出的距離不同,故橡皮條的彈性勢(shì)能與橡皮條的長(zhǎng)度有關(guān);(3)比較第1次和第3次實(shí)驗(yàn)可知,拉伸相同的伸長(zhǎng)量,橡皮長(zhǎng)度相同,條寬不同,彈珠射出的距離不同,故橡皮條的彈性勢(shì)能與橡皮條的寬度有關(guān);(4)由以上可知,彈性勢(shì)能的大小與寬度、長(zhǎng)度有關(guān);在拉伸相同的伸長(zhǎng)量時(shí),寬度越寬,彈性勢(shì)能越大,長(zhǎng)度越短,彈性勢(shì)能越大,故彈性勢(shì)能最小的橡皮條是窄而長(zhǎng)的,故選B。故答案為:(1)鋼珠被彈射的水平距離;(2)2;(3)3;(4)B?!镜淅?】小蘇同學(xué)的物理興趣小組準(zhǔn)備探究“彈簧彈性勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)”。他們猜想:彈簧彈性勢(shì)能可能與彈簧長(zhǎng)度變化量、彈簧螺紋圈直徑、彈簧的材料等因素有關(guān)。他們的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,把彈簧放在水平面上,其左端固定在墻上,AO等于彈簧原長(zhǎng),水平面O點(diǎn)左側(cè)光滑,右側(cè)粗糙。將物體M從O點(diǎn)壓縮彈簧到P點(diǎn),然后由靜止釋放,當(dāng)物體M運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)與彈簧分開(kāi),最終運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)靜止。請(qǐng)補(bǔ)充完成他們的探究過(guò)程:(1)彈簧彈性勢(shì)能的大小是通過(guò)物體M被彈出的距離來(lái)衡量的。(2)探究彈簧彈性勢(shì)能與彈簧長(zhǎng)度變化量的關(guān)系,應(yīng)該選用相同(選填“相同”或“不同”)彈簧進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并先后改變AP之間的距離,測(cè)出OQ的距離,重復(fù)實(shí)驗(yàn),測(cè)量多組數(shù)據(jù)并記錄。(3)小蘇的實(shí)驗(yàn)小組經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)得出了結(jié)論。在上面的實(shí)驗(yàn)中,他們運(yùn)用到了轉(zhuǎn)換法和控制變量法兩種物理思想方法?!敬鸢浮浚?)物體M被彈出的距離;(2)相同;AP;(3)控制變量法?!窘獯稹拷猓海?)實(shí)驗(yàn)中彈性勢(shì)能的大小是通過(guò)物體M被彈出的距離來(lái)間接的反映,這用到了轉(zhuǎn)換法;(2)探究的是彈性勢(shì)能和彈簧長(zhǎng)度變化量之間的關(guān)系,必須控制彈簧的螺紋圈直徑、彈簧的材料相同(即相同的彈簧),改變彈簧長(zhǎng)度變化量,即AP間的距離;彈性勢(shì)能通過(guò)彈簧推動(dòng)物體在粗糙表面上運(yùn)動(dòng)的距離遠(yuǎn)近來(lái)體現(xiàn),所以必須測(cè)出OQ間的距離;為了使結(jié)論具有普遍性,應(yīng)改變彈簧長(zhǎng)度變化量,即AP間的距離,多測(cè)幾組數(shù)據(jù);(3)通過(guò)以上分析可以看出,本實(shí)驗(yàn)通過(guò)彈簧推動(dòng)物體在粗糙表面上運(yùn)動(dòng)的距離遠(yuǎn)近來(lái)體現(xiàn)彈性勢(shì)能的大小,用到了轉(zhuǎn)換法;同時(shí),探究與多個(gè)量的關(guān)系時(shí),還用到了控制變量法。故答案為:(1)物體M被彈出的距離;(2)相同;AP;(3)控制變量法。【變式訓(xùn)練1】如圖,彈弓是一種常見(jiàn)的玩具,它能把“子彈”彈出去.小明同學(xué)用彈弓研究彈性勢(shì)能的大小與物體形變的關(guān)系。通過(guò)實(shí)驗(yàn)他觀察的記錄是:彈弓的橡皮筋被拉得越長(zhǎng),“子彈”射得越遠(yuǎn)。(1)彈弓彈性勢(shì)能的大小是通過(guò)“子彈”射出的距離來(lái)比較的;(2)當(dāng)彈弓橡皮筋形變相同時(shí),所用的“子彈”質(zhì)量不同,射出去的距離也不同,質(zhì)量較大的子彈,射出的距離?。ù?小),所以實(shí)驗(yàn)中所選用“子彈”的質(zhì)量應(yīng)是相同(選填“相同”或“不同”)的;(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:彈性限度內(nèi),彈性形變程度越大,彈性勢(shì)能越大(選填“大”或“小”)?!敬鸢浮浚?)“子彈”射出的距離;(2)小;相同;(3)大。【解答】解:(1)彈弓彈性勢(shì)能的大小是通過(guò)“子彈”射出的距離來(lái)比較的,“子彈”射出的越遠(yuǎn),說(shuō)明彈弓的彈性勢(shì)能越大;(2)當(dāng)彈弓橡皮筋形變相同時(shí),彈性勢(shì)能相同,射出“子彈”時(shí),“子彈”飛行的遠(yuǎn)近跟“子彈”的質(zhì)量有關(guān),“子彈”的質(zhì)量越大,飛行距離越??;用“子彈”射出的遠(yuǎn)近來(lái)反映彈弓的彈性勢(shì)能時(shí),要保持“子彈”的質(zhì)量相同,這種方法稱為控制變量法。(3)“子彈”的質(zhì)量相同時(shí),彈弓的橡皮筋被拉得越長(zhǎng),“子彈”射得越遠(yuǎn),所以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:彈性限度內(nèi),彈性形變程度越大,彈性勢(shì)能越大。故答案為:(1)“子彈”射出的距離;(2)??;相同;(3)大?!咀兪接?xùn)練2】同學(xué)們所用的筆,有些在靠近筆端的地方裝有一個(gè)輕質(zhì)彈簧,如圖甲所示。小文和小軍各自拿自己裝有彈簧的筆玩彈筆游戲。結(jié)果發(fā)現(xiàn)小軍的筆彈得高一些。小文分析:筆彈起的高度與筆內(nèi)彈簧的彈性勢(shì)能的大小有關(guān),那么彈簧彈性勢(shì)能的大小又跟什么因素有關(guān)呢?小文猜想:①?gòu)椈蓮椥詣?shì)能的大小可能跟它的材料有關(guān);②彈簧彈性勢(shì)能的大小可能跟它彈性形變的程度有關(guān)。(1)為了驗(yàn)證猜想②,小文利用兩個(gè)外形完全相同但材料不同的彈簧A和B、一個(gè)小鋼球、一個(gè)輕木塊,在同一水平面上進(jìn)行了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn):a.將小球置于彈簧A的右端,使彈簧被壓縮的長(zhǎng)度為2cm,放手后小球被彈出,并與一木塊相碰,木塊被推動(dòng)了一段距離S1;b.將另一個(gè)彈簧B壓縮的程度稍大一些,把小球置于彈簧的右端,觀察小球撞擊木塊后木塊移動(dòng)的距離S2;(2)請(qǐng)你指出小文實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題沒(méi)有控制彈簧材料相同。(3)寫(xiě)出改進(jìn)措施選取同一根彈簧分別壓縮不同的程度釋放彈出小鋼珠,比較輕木塊被小鋼珠撞擊后移動(dòng)的距離?!敬鸢浮浚?)沒(méi)有控制彈簧材料相同;(3)選取同一根彈簧分別壓縮不同的程度釋放彈出小鋼珠,比較輕木塊被小鋼珠撞擊后移動(dòng)的距離?!窘獯稹拷猓海?)要探究猜想②:彈簧彈性勢(shì)能的大小可能跟它彈性形變的程度有關(guān),應(yīng)控制彈簧的材料相同,改變彈簧的形變大小,放手后小球被彈出,并與一木塊相碰,觀察木塊被推動(dòng)距離的遠(yuǎn)近來(lái)比較彈性勢(shì)能的大小;題目中利用兩個(gè)外形完全相同但材料不同的彈簧A和B,沒(méi)有控制彈簧的材料相同;(3)應(yīng)選取同一根彈簧分別壓縮不同的程度釋放彈出小鋼珠,比較輕木塊被小鋼珠撞擊后移動(dòng)的距離,如果木塊被撞擊后移動(dòng)的距離不同,說(shuō)明彈簧彈性勢(shì)能與彈簧彈性形變的程度有關(guān);反之則無(wú)關(guān)。故答案為:(2)沒(méi)有控制彈簧材料相同;(3)選取同一根彈簧分別壓縮不同的程度釋放彈出小鋼珠,比較輕木塊被小鋼珠撞擊后移動(dòng)的距離。考點(diǎn)2探究動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)化的規(guī)律類(lèi)型1探究彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化的規(guī)律在一定的條件下,彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如玩蹦蹦床時(shí)往上運(yùn)動(dòng)時(shí)彈性勢(shì)能減小,重力勢(shì)能增加,彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能?!镜淅?】如圖所示,將鋼鋸條固定在桌面邊緣,將棋子放在鋼鋸條的端部,然后用手將鋸條的端部壓下一段距離,松手后,棋子會(huì)被彈起一定的高度,此過(guò)程中,鋼鋸條的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為棋子的重力勢(shì)能。增加鋼鋸條被下壓的距離,發(fā)現(xiàn)棋子被彈起的高度增加,實(shí)驗(yàn)表明,物體的彈性形變程度越大,它的彈性勢(shì)能越大。【答案】重力;彈性形變程度?!窘獯稹拷猓核墒趾?,棋子會(huì)被彈起一定的高度,此過(guò)程中,鋼鋸條的彈性勢(shì)能最終轉(zhuǎn)化為棋子的重力勢(shì)能。增加鋼鋸條被下壓的距離,鋼鋸條形變更大,發(fā)現(xiàn)棋子被彈起的高度增加,表明物體的彈性形變程度越大,它的彈性勢(shì)能越大。故答案為:重力;彈性形變程度?!咀兪接?xùn)練】撐桿跳運(yùn)動(dòng)員借助手中的撐桿跳高時(shí),要比徒手跳高高得多(如圖),這是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員利用撐桿發(fā)生彈性形變時(shí),具有了彈性勢(shì)能的緣故。在運(yùn)動(dòng)員上升的過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能?!敬鸢浮繌椥孕巫儯粡椥詣?shì)能;動(dòng);重力勢(shì)?!窘獯稹拷猓寒?dāng)撐桿發(fā)生彎曲后,撐桿發(fā)生彈性形變就具有了彈性勢(shì)能,在運(yùn)動(dòng)員上升的過(guò)程中,速度越來(lái)越小,動(dòng)能越來(lái)越小,高度越來(lái)越大,重力勢(shì)能越來(lái)越大;所以說(shuō)在這個(gè)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為了重力勢(shì)能。故答案為:彈性形變;彈性勢(shì)能;動(dòng);重力勢(shì)。類(lèi)型2探究動(dòng)能和重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化的規(guī)律在一定的條件下,動(dòng)能和重力勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如將一塊小石塊,從低處拋向高處,再?gòu)母呦侣涞倪^(guò)程中,先是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,后又是重力勢(shì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能?!镜淅?】如圖所示,單擺(圖1)在豎直平面內(nèi)左右擺動(dòng),滾擺(圖2)在豎直平面內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)回答(1)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明的同一個(gè)物理問(wèn)題是:動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化;(2)滾擺從最低點(diǎn)擺到最高點(diǎn)的過(guò)程中,是動(dòng)轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。(3)在單擺左右擺動(dòng)和滾擺上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,你將會(huì)看到它們上升的高度逐漸降低。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是:克服摩擦阻力做功,使機(jī)械能逐漸減少?!敬鸢浮浚?)動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化;(2)動(dòng);重力勢(shì);(3)克服摩擦阻力做功;機(jī)械能?!窘獯稹拷猓海?)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明的同一個(gè)物理問(wèn)題是:動(dòng)能和勢(shì)能是可以相互轉(zhuǎn)化的;(2)滾擺從最低點(diǎn)擺到最高點(diǎn)的過(guò)程中,速度減小,動(dòng)能減小,高度增大,重力勢(shì)能增大,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能;(3)在單擺左右擺動(dòng)和滾擺上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,它們需要克服摩擦阻力做功,消耗一部分機(jī)械能,所以機(jī)械能減小,將會(huì)看到它們上升的高度逐漸降低。故答案為:(1)動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化;(2)動(dòng);重力勢(shì);(3)克服摩擦阻力做功;機(jī)械能?!咀兪接?xùn)練】如圖所示,單擺在豎直平面內(nèi)左右擺動(dòng),滾擺在豎直平面內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。(1)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明的同一個(gè)物理問(wèn)題是:動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。(2)在單擺左右擺動(dòng)和滾擺上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,你將會(huì)看到它們上升的高度逐漸降低。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是:存在摩擦阻力,物體的機(jī)械能減小。【答案】(1)動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化;(2)存在摩擦阻力,物體的機(jī)械能減小。【解答】解:(1)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明的同一個(gè)物理問(wèn)題是:動(dòng)能和重力勢(shì)能是相互轉(zhuǎn)化的。(2)在單擺左右擺動(dòng)和滾擺上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,將會(huì)看到它們上升的高度逐漸降低;產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是:存在摩擦阻力,物體的機(jī)械能減小。故答案為:(1)動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化;(2)存在摩擦阻力,物體的機(jī)械能減?。豢键c(diǎn)3彈力與彈性勢(shì)能的綜合類(lèi)型1水平方向的力【典例1】如圖,在光滑的水平臺(tái)面上,一輕彈簧左端固定,右端連接一金屬小球,O點(diǎn)是彈簧保持原長(zhǎng)時(shí)小球的位置。壓縮彈簧使小球至A位置,然后釋放小球,小球就在AB間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)(已知AO=OB)。小球從A位置運(yùn)動(dòng)到B位置的過(guò)程中,判斷正確的是()A.小球的動(dòng)能不斷增加 B.彈簧的彈性勢(shì)能不斷減少 C.在任一位置彈簧的彈性勢(shì)能和小球的動(dòng)能之和保持不變 D.小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能相等【答案】C?!窘獯稹拷猓河深}知,O點(diǎn)是彈簧保持原長(zhǎng)時(shí)小球的位置,則AO段彈簧處于壓縮狀態(tài),OB段彈簧處于拉伸狀態(tài);小球從A運(yùn)動(dòng)到O的過(guò)程中,彈簧逐漸恢復(fù)原狀,形變程度變小,彈性勢(shì)能變小,小球所受彈力方向向右、速度不斷增大,動(dòng)能變大,此過(guò)程中彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;到達(dá)O點(diǎn)時(shí),彈簧恢復(fù)原長(zhǎng),彈性勢(shì)能為零,小球所受彈力為零,此時(shí)速度最大,動(dòng)能最大;小球從O運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,彈簧被拉長(zhǎng),形變程度變大,彈性勢(shì)能變大,此時(shí)小球所受彈力方向向左、速度不斷減小,動(dòng)能變小,此過(guò)程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能;則小球從A位置運(yùn)動(dòng)到B位置的過(guò)程中:A、小球的動(dòng)能先增加后減少,故A錯(cuò)誤;B、彈簧的彈性勢(shì)能先減少后增大,故B錯(cuò)誤;C、水平臺(tái)面光滑,且AO=OB,說(shuō)明沒(méi)有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,小球和彈簧組成的整體機(jī)械能守恒,所以在任一位置彈簧的彈性勢(shì)能和小球的動(dòng)能之和保持不變,故C正確;D、小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能(最大)與此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能(為零)不相等,故D錯(cuò)誤。故選:C?!咀兪接?xùn)練】在探究彈簧長(zhǎng)度與力的關(guān)系時(shí),選取甲、乙、丙完全相同的三根彈簧,將甲、乙彈簧左端固定在墻上,用大小為F的力拉甲的右端,用大小為F的力壓乙的右端,在丙彈簧左右兩端施加大小為F的拉力,三根彈簧都水平靜止,如圖所示,下列分析正確的是()

A.三根彈簧具有不同的彈性勢(shì)能B.丙的長(zhǎng)度比甲大C.丙的彈性勢(shì)能比甲大D.丙和乙具有相同的形變量【答案】D?!窘獯稹拷猓簭椈墒艿降睦εc其伸長(zhǎng)量(彈簧實(shí)際長(zhǎng)度與原長(zhǎng)之間的差值)成正比;而圖甲和丙都是使彈簧伸長(zhǎng)的,圖乙是壓縮彈簧的,圖甲和圖丙上的作用力相同,故伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同;圖乙和圖甲、丙上的作用力相同,故壓縮的長(zhǎng)度和伸縮的長(zhǎng)度都是相同的,它們具有的彈性勢(shì)能是相同的;故D說(shuō)法正確。

故選:D。類(lèi)型2豎直方向的力【典例1】如圖,輕質(zhì)彈簧豎直放置,下端固定于地面,上端位于O點(diǎn)時(shí)彈簧恰好不發(fā)生形變,現(xiàn)將一小球放在彈簧上端,再用力向下把小球壓至圖中A位置后由靜止釋放,小球?qū)⒇Q直向上運(yùn)動(dòng)并脫離彈簧,不計(jì)空氣阻力,則小球()A.運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí),受平衡力作用 B.被釋放瞬間,所受重力大于彈簧彈力 C.從O點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 D.從A點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,動(dòng)能先增大后減小【答案】D。【解答】解:A、不計(jì)空氣阻力,小球在最高點(diǎn)時(shí)只受重力的作用,所以小球受到的力不是平衡力,故A錯(cuò)誤;B、小球被釋放后會(huì)加速向上運(yùn)動(dòng),則被釋放瞬間,小球所受重力小于彈簧的彈力,故B錯(cuò)誤;C、從O點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,小球的質(zhì)量不變,速度變小,同時(shí)高度升高,所以小球的動(dòng)能減小,重力勢(shì)能增加,則該過(guò)程中是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,故C錯(cuò)誤;D、不計(jì)空氣阻力,小球在從A點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過(guò)程中,受到豎直向下的重力和豎直向上的彈力;開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)時(shí),彈力大于重力,小球所受合力方向向上,速度不斷增大;當(dāng)彈力小于重力時(shí),其所受合力方向向下,速度不斷變?。划?dāng)離開(kāi)O點(diǎn)后,小球只受重力作用,重力的方向與小球運(yùn)動(dòng)方向相反,速度繼續(xù)減小;由此可知,整個(gè)向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,小球的速度先增大后減小,故D正確。故選:D?!镜淅?】如圖所示,小明在做模擬“蹦極”“的小實(shí)驗(yàn),一根橡皮筋一端系一個(gè)小石塊,另一端固定在A點(diǎn)。B點(diǎn)是橡皮筋不系小石塊自然下垂時(shí)下端所在的位置,C點(diǎn)是小石塊從A點(diǎn)自由釋放后所能達(dá)到的最低點(diǎn),關(guān)于小石塊從A點(diǎn)到C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,下列說(shuō)法中正確的是()A.小石塊在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大 B.小石塊在C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大 C.從A點(diǎn)下落到C點(diǎn)的過(guò)程中,小石塊的動(dòng)能一直在增大 D.從B點(diǎn)下落到C點(diǎn)的過(guò)程中,小石塊的動(dòng)能先增大后減小【答案】D?!窘獯稹拷猓喝鐖D:B點(diǎn)是橡皮筋不系小石塊自然下垂時(shí)下端所在的位置,C點(diǎn)是小石塊從A點(diǎn)自由釋放后所能達(dá)到的最低點(diǎn),O點(diǎn)是橡皮筋懸掛小球靜止時(shí)的點(diǎn)即重力和彈力相等的點(diǎn)。A、B點(diǎn)是橡皮筋不系小石塊自然下垂時(shí)下端所在的位置,在小石塊未到達(dá)B點(diǎn)之前繩子沒(méi)有發(fā)生形變,故從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)的過(guò)程中,小石塊只受到重力的作用,經(jīng)過(guò)B點(diǎn)向下到重力和彈簧的彈力相等的位置(O點(diǎn))的過(guò)程中,重力大于彈力,小球繼續(xù)加速,則動(dòng)能繼續(xù)增大,故A錯(cuò)誤;B、C點(diǎn)是小球達(dá)到的最低點(diǎn),此時(shí)速度為零,則小球的動(dòng)能為零,故B錯(cuò)誤;C、從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)的過(guò)程中,小石塊的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,由B到O的過(guò)程,小石塊受重力和彈力的作用,橡皮筋的形變量逐漸變大,彈力逐漸變大,重力大于彈力,小石塊受到的合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同,做加速運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不斷變大;由O到C的過(guò)程,重力小于彈力,小石塊受到的合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反,做減速運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不斷變小,因此在由A到C的過(guò)程中,小石塊的動(dòng)能先增大后減小,故C錯(cuò)誤;D、從B點(diǎn)下落到C點(diǎn)的過(guò)程中,可看作由B到O動(dòng)能不斷增大和由O到C動(dòng)能不斷減小的疊加,故D正確;故選:D?!咀兪接?xùn)練1】如圖所示,在處于自然狀態(tài)的彈簧上端放置一個(gè)鐵球,松手后,鐵球從A位置開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng),到達(dá)B位置速度最大,到達(dá)C位置鐵球的速度變?yōu)榱悖ㄕ麄€(gè)過(guò)程不計(jì)能量損耗)。則下列說(shuō)法中正確的是()A.到達(dá)B位置時(shí),鐵球所受的合力不為零 B.到達(dá)C位置時(shí),鐵球的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和最小 C.從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程中,鐵球的動(dòng)能一直不斷減小 D.從B點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程中,鐵球始終受到平衡力的作用【答案】B?!窘獯稹拷猓鸿F球從A位置開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng),重力大于彈力,即向下做加速運(yùn)動(dòng),速度變大;到達(dá)B位置速度達(dá)到最大,即此時(shí)球的重力等于彈力,受到的合力為0;再向下運(yùn)動(dòng),彈力大于重力,即小球做減速運(yùn)動(dòng),速度變小,到達(dá)C位置小球的速度變?yōu)榱?,故其?dòng)能是先變大,后變小,由于BC段做的是變速運(yùn)動(dòng),所以受到的不是平衡力,故ACD錯(cuò)誤;到達(dá)C位置時(shí),鐵球的速度為0,動(dòng)能為0,高度最小,重力勢(shì)能最小,所以重力勢(shì)能、動(dòng)能之和最小,故B正確。故選:B?!咀兪接?xùn)練2】如圖中,一段彈簧固定在水平桌面上(如圖甲所示),將一個(gè)小球放在彈簧上使其處于靜止?fàn)顟B(tài)(如圖乙所示),用豎直向下的力F壓小球至圖丙的位置,然后撤去力F,小球向上運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)后下落(如圖丁所示),不計(jì)空氣阻力的影響。則從撤去力F到小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是()A.小球一直做加速運(yùn)動(dòng) B.小球在A點(diǎn)是平衡狀態(tài) C.小球離開(kāi)彈簧時(shí)的動(dòng)能最大 D.小球離開(kāi)彈簧后,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能【答案】D。【解答】解:由題意知,乙圖小球受到的重力等于彈簧的彈力;當(dāng)將小球壓至丙圖時(shí),彈力大于重力,小球向上做加速運(yùn)動(dòng),到乙圖位置時(shí),彈力等于重力,速度最大,再向上運(yùn)動(dòng),彈力小于重力,做減速運(yùn)動(dòng);小球離開(kāi)彈簧向上減速運(yùn)動(dòng),到達(dá)最高點(diǎn)速度為零;A、小球先加速后減速。故A錯(cuò)誤;B、小球到達(dá)A點(diǎn)速度為零,但此時(shí)受力不平衡,所以不是靜止?fàn)顟B(tài)。故B錯(cuò)誤;C、在乙圖位置時(shí),質(zhì)量不變,速度最大,所以動(dòng)能最大。故C錯(cuò)誤;D、小球離開(kāi)彈簧向上質(zhì)量不變,做減速運(yùn)動(dòng),到達(dá)最高點(diǎn)速度為零,高度最大,所以此過(guò)程將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。故D正確。故選:D?!咀兪接?xùn)練】蹦極是一項(xiàng)極限體育運(yùn)動(dòng),如圖所示,A點(diǎn)為最高點(diǎn),B點(diǎn)為彈性繩自然伸長(zhǎng)的位置,蹦極人在C點(diǎn)受彈性繩的彈力與自身重力相等,D點(diǎn)是能下落到的最低點(diǎn)。在蹦極人從A點(diǎn)下落到D點(diǎn)的過(guò)程中,C(填“B”、“C”或“D”)點(diǎn)動(dòng)能最大,在這個(gè)過(guò)程中,機(jī)械能守恒(填“守恒”或“不守恒”)。(忽略空氣阻力)【答案】C;守恒?!窘獯稹拷猓簭椥岳K繃緊后,開(kāi)始階段,拉力小于重力,人向下做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)重力等于彈力時(shí),速度最大;當(dāng)拉力大于重力后,人做減速運(yùn)動(dòng),即速度先增大后減??;蹦極人在C點(diǎn)受彈性繩的彈力與自身重力相等,故此時(shí)人的動(dòng)能是最大的;A到C過(guò)程中,高度減小,速度變大,人在C點(diǎn)受彈性繩的彈力與自身重力相等,速度達(dá)到最大,動(dòng)能最大;在這個(gè)過(guò)程中忽略空氣阻力,只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能守恒。故答案為:C;守恒。能力提升訓(xùn)練能力提升訓(xùn)練一、選擇題。1.下列關(guān)于功和能量的說(shuō)法正確的是()A.具有能的物體一定在做功 B.物體做的功越多,它具有的能越大 C.物體具有的能越多,它做的功就越多 D.物體能夠做的功越多,它具有的能就越大【答案】D?!窘獯稹拷猓篈、具有能的物體不一定正在做功,例如拉長(zhǎng)的彈簧、吊燈等,故A錯(cuò)誤;BC、物體的具有的能越大,它能夠做的功越大,做的功不一定多,故BC錯(cuò)誤;D、物體能夠做的功越多,說(shuō)明它做功的能力強(qiáng),因此它具有的能就越大,故D正確。故選:D。2.關(guān)于能的概念,下列說(shuō)法中正確的是()A.懸在空中的打樁重錘,因?yàn)闆](méi)有做功,所以沒(méi)有能 B.運(yùn)動(dòng)速度相同的物體,它們具有的動(dòng)能一定相等 C.重力勢(shì)能相等的物體,它們一定處于同一高度 D.同一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別掛2N、5N的重物(在彈性限度內(nèi)),掛5N重物時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能較大【答案】D。【解答】解:A、懸在空中的打樁重錘,雖然沒(méi)有做功,但它由于被舉高而具有了重力勢(shì)能,故A錯(cuò)誤;B、動(dòng)能的影響因素是質(zhì)量和速度,運(yùn)動(dòng)速度相同的物體,它們具有的動(dòng)能不一定相等,故B錯(cuò)誤;C、重力勢(shì)能的影響因素是質(zhì)量和高度,重力勢(shì)能相等的物體,它們不一定處于同一高度,故C錯(cuò)誤;D、在彈性限度內(nèi),同一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別掛2N、5N的重物,掛5N重物時(shí)彈簧的形變程度大,所以彈性勢(shì)能較大,故D正確。故選:D。3.圖為一種爬桿機(jī)器人,僅憑電池提供的能量,就能像人一樣沿桿豎直向上勻速爬行。機(jī)器人在此過(guò)程中()A.所受摩擦力方向豎直向下 B.對(duì)桿的握力增大時(shí),所受摩擦力增大 C.勻速爬行速度增大時(shí),所受摩擦力不變 D.動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能【答案】C。【解答】解:A、機(jī)器人受到的重力豎直向下,在豎直向上勻速爬行時(shí)摩擦力與重力平衡,所以受摩擦力方向豎直向上,故A錯(cuò)誤;B、機(jī)器人在豎直向上勻速爬行時(shí)摩擦力與重力平衡,重力不變所以摩擦力不變,故B錯(cuò)誤;C、機(jī)器人在豎直向上勻速爬行時(shí)摩擦力與重力平衡,摩擦力大小與速度無(wú)關(guān),所以摩擦力不變,故C正確;D、機(jī)器人在豎直向上勻速爬行質(zhì)量不變,速度不變,動(dòng)能不變,高度增加,重力勢(shì)能增大,所以沒(méi)有動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,機(jī)器人靠電池提供的能量,所以其重力勢(shì)能的增大來(lái)自于消耗的電能,故D錯(cuò)誤。故選:C。4.如圖所示,A、B兩球質(zhì)量相等,A球用不可伸長(zhǎng)的輕繩系于O點(diǎn),B球用輕彈簧系于O′點(diǎn),O與O′點(diǎn)在同一水平面上。分別將A、B球拉到與懸點(diǎn)等高處,細(xì)繩和輕彈簧均處于水平,彈簧處于自然狀態(tài),將兩球分別由靜止開(kāi)始釋放,當(dāng)兩球第一次達(dá)到各自懸點(diǎn)的正下方時(shí),兩球仍處在同一水平面上,則兩球各自第一次到達(dá)懸點(diǎn)正下方時(shí)(不計(jì)空氣阻力)()A.A球的速度較大 B.B球的動(dòng)能較大 C.兩球的動(dòng)能相等 D.兩球的機(jī)械能相等【答案】A?!窘獯稹拷猓篈BC、兩個(gè)小球質(zhì)量相同,且開(kāi)始時(shí)處于同一高度,因此它們具有的重力勢(shì)能相等,也就是機(jī)械能相等。當(dāng)A球擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),不計(jì)空氣阻力,它的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,即動(dòng)能等于原來(lái)的重力勢(shì)能;當(dāng)B球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),小球的重力勢(shì)能會(huì)轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能,即小球的動(dòng)能小于它原來(lái)的重力勢(shì)能,因此A球的動(dòng)能大,速度較大,故A正確,而B(niǎo)、C錯(cuò)誤;D、小球A的機(jī)械能無(wú)損耗,而小球B的機(jī)械能部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能,因此兩球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能不相同,故D錯(cuò)誤。故選:A。5.如圖所示,運(yùn)動(dòng)員在一端固定一端有彈性的跳板上起跳,下列說(shuō)法正確的是()A.人壓彎跳板時(shí),動(dòng)能不變,跳板具有彈性勢(shì)能 B.人離開(kāi)跳板瞬間,動(dòng)能最小,重力勢(shì)能

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