3.1-3.2常見的能量及機械能-2022-2023學年九年級上冊科學（浙教版）

20222023學年九年級上冊科學精講精練3.13.2常見的能量及機械能知識點一：能量常見的能量：化學能、聲能、光能、電能、電磁能、機械能、內(nèi)能等【考點練習】【例1】通過電磁波進行信息傳遞，這些電磁波就是人們常說的是“輻射”?！拜椛洹本哂校ǎC械能B.電磁能C.聲能D．化學能【答案】B【解答】“輻射”是電流產(chǎn)生磁場，磁場產(chǎn)生電流的過程，因此具有電磁能，故B正確，而A、C、D錯誤。故選B。知識點二：機械能機械能：由動能和勢能組成能量動能重力勢能彈性勢能定義物體由于運動具有的能量叫做動能物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能物體由于發(fā)生彈性形變具有的能量叫做彈性勢能影響因素質(zhì)量、速度質(zhì)量、高度形變程度、材料舉例奔馳的小汽車樓頂?shù)幕ㄅ枥_的弓【考點練習】【例2】2020年12月17日“嫦娥五號返回器”成功著陸。如圖是“返回器”通過大氣層返回地球時“打水漂”過程示意圖“返回器”躍出大氣層后不躍出大氣層再受摩擦阻力。下列關(guān)于“返回器”能量變化的說法正確的是（）從A到B點內(nèi)能增大，勢能增大B.從B點到C點動能增大，勢能減小C.從C點到D點動能先減小后增大，機械能不變D.從C點到D點動能先增大后減小，機械能變小【答案】D【解答】A.從A到B點時高度不變，則勢能不變。由于與大氣摩擦將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，因此機械能減小，內(nèi)能增大，故A錯誤；B.從B點到C點時，返回器在大氣層外面運動，高度不變，則重力勢能不變。由于沒有大氣層的摩擦，因此機械能保持不變，那么動能不變，故B錯誤；CD.從C點到D點時，返回器與大氣不斷摩擦，即機械能不斷減小。由于高度不斷減小，則重力勢能不斷減小。由于重力勢能不斷轉(zhuǎn)化為動能，則動能先變大。當快到達地面時，打開減速傘后速度減小，則動能又開始減小，故C、D錯誤。故選D。知識點三：探究動能大小的決定因素提出問題：動能大小跟什么因素有關(guān)？猜想與假設(shè)：動能大小可能跟物體的質(zhì)量、速度有關(guān)設(shè)計實驗：控制變量法的運用控制m相同，改變物體的v（物體的高度），研究物體的動能跟物體v的關(guān)系；控制v相同，改變物體的m，研究物體的動能跟物體m的關(guān)系；實驗裝置進行實驗：=1\*GB3①讓質(zhì)量為m，體積為V的小球從高度為h的斜面，自由下落，記錄木塊被小球撞擊移動的距離S1；=2\*GB3②讓質(zhì)量為m，體積為V小球從高度為2h的斜面，自由下落，記錄木塊被小球撞擊移動的距離S2；=3\*GB3③讓質(zhì)量為2m，體積為V小球從高度為h的斜面，自由下落，記錄木塊被小球撞擊移動的距離S3；實驗現(xiàn)象：同樣質(zhì)量的小球，在斜面上放的越高，從斜面滾下將木塊推動的越遠不同質(zhì)量的小球，在斜面上相同位置下落，質(zhì)量重的物體從斜面滾下將木塊推動的越遠實驗結(jié)論物體的動能大小跟物體的質(zhì)量和運動速度有關(guān)。質(zhì)量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大；運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能也越大?！究键c練習】【例3】興趣小組的同學認為車禍的危害程度與汽車的動能大小有關(guān)，于是他們進行了如下探究：【提出問題】汽車的動能大小跟什么因素有關(guān)？（1）【猜想假設(shè)】由“十次車禍九次快”可猜想：汽車的動能可能跟____________有關(guān)；由“安全駕駛莫超載”可猜想：汽車的動能可能跟____________有關(guān)?！具M行實驗】他們做了如圖所示的三次實驗：用金屬球模擬汽車，讓金屬球從斜槽的某一高度由靜止開始滾下，碰到水平面上的物塊，將物塊撞出一段距離。物塊被撞得越遠，說明金屬球到達水平面時的動能就越_____________________（3）【分析論證】分析甲、丙兩圖的實驗現(xiàn)象，可以初步得到的結(jié)論是：_____________（4）【實踐應(yīng)用】用甲、乙兩圖的實驗現(xiàn)象所得到的結(jié)論，可以解釋汽車_____________（選填“超載”或“超速”）行駛時危險性大的原因。【答案】速度質(zhì)量大物體質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大超速【解答】【猜想假設(shè)】“十次車禍九次快”中的“快”，就是速度大，可猜想：汽車的動能可能跟速度有關(guān)；“安全駕駛莫超載”中“超載”就是質(zhì)量大，可猜想：汽車的動能可能跟質(zhì)量有關(guān)?！具M行實驗】他們做了如圖所示的三次實驗：用金屬球模擬汽車，讓金屬球從斜槽的某一高度由靜止開始滾下，碰到水平面上的物塊，將物塊撞出一段距離。物塊被撞得越遠，說明金屬球到達水平面時的動能就越大?！痉治稣撟C】分析甲、丙兩圖的實驗現(xiàn)象可知，小球的質(zhì)量相同，開始滾下時的斜面高度不同，即到達水平面時的速度不同，可以初步得到的結(jié)論是：物體質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大。【實踐應(yīng)用】甲和乙圖中，小球在斜面上的高度相同，即到達水平面時的速度相同，而質(zhì)量不同，因此可以解釋：汽車超載行駛時危險性大的原因。知識點四：探究勢能大小的決定因素提出問題：勢能大小跟什么因素有關(guān)？猜想與假設(shè)：勢能大小可能跟物體的質(zhì)量、高度有關(guān)設(shè)計實驗：控制變量法的運用（1）控制質(zhì)量相同，改變物體的高度，研究物體的勢能跟物體高度的關(guān)系；（2）控制高度相同，改變物體的質(zhì)量，研究物體的勢能跟物體質(zhì)量的關(guān)系；實驗裝置進行實驗：=1\*GB3①讓質(zhì)量為m，體積為V的小球從高度為h的自由下落，記錄小球撞擊形成沙坑的深度h1；=2\*GB3②讓質(zhì)量為m，體積為V的小球從高度為2h的自由下落，記錄小球撞擊形成沙坑的深度h2；=3\*GB3③讓質(zhì)量為2m，體積為V的小球從高度為h的自由下落，記錄木小球撞擊形成沙坑的深度h3；實驗現(xiàn)象：同樣質(zhì)量的小球，從不同位置下落，高度高的小球撞擊形成沙坑的深度越深不同質(zhì)量的小球，從相同位置下落，質(zhì)量大的小球撞擊形成沙坑的深度越深實驗結(jié)論物體的勢能大小跟物體的質(zhì)量和高度有關(guān)。質(zhì)量相同的物體，高度越高，它的勢能越大；高度相同的物體，質(zhì)量越大，它的勢能也越大。注意事項：小球的體積要相等，排除體積對實驗的干擾1．“天宮一號”為中國載人航天工程發(fā)射第一個目標飛行器，是中國第一個空間實驗室，它繞地球飛行一圈的時間約為90分鐘，下列說法中正確的是（）A．從近地點向遠地點運動過程中，動能減小，勢能增大B．在真空中繞地球勻速飛行的過程中，“天宮一號”受力平衡C．在失重狀態(tài)下，天宮一號不具有慣性D．“天宮一號”與“神舟飛船”空間交會對接后，兩者就不再運動【答案】A【詳解】A．當飛船從近地點向遠地點運動過程中，質(zhì)量不變，所處高度增大，勢能增大，但運動的速度減小，動能減小，這一過程中動能轉(zhuǎn)化為了勢能，故A正確；B．在真空中繞地球勻速飛行的過程中，做的是曲線運動，速度的方向時刻在改變，即不是平衡態(tài)，所以，受到的不是平衡力，故B錯誤；C．慣性是物質(zhì)的屬性，僅與質(zhì)量有關(guān)，任何物體在任何時候都具有慣性，與運動狀態(tài)無關(guān)，故C錯誤；D．“天宮一號”與“神舟八號”飛船交會對接成功后，它們的相對位置不變，但仍然圍繞地球做曲線運動，故D錯誤。慣性A。2．對于一些看不見摸不著的現(xiàn)象或不易直接測量的量，通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認識或用易測量的量間接測量，這種研究問題的方法叫轉(zhuǎn)換法，以下沒有運用轉(zhuǎn)換法的是（）

A．①中借助無色酚酞試液判斷酸堿反應(yīng)是否發(fā)生B．②中根據(jù)木塊被推出的距離判斷小球動能的大小C．③中根據(jù)水升溫的多少判斷食物含有的能量的多少D．④中根據(jù)置換反應(yīng)能否發(fā)生判斷金屬的活動性【答案】D【詳解】A、氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸，看不到明顯現(xiàn)象，①中借助無色酚酞試液判斷兩者反應(yīng)是否發(fā)生，屬于轉(zhuǎn)換法，不符合題意；B、小球動能的大小不能直接觀察，在探究動能大小的實驗中，根據(jù)木塊被推出的距離判斷小球動能的大小，屬于轉(zhuǎn)換法，不符合題意；C、食物含有的能量的多少不能直接觀察，③中根據(jù)水升溫的多少來判斷，屬于轉(zhuǎn)換法，不符合題意；D、④中根據(jù)置換反應(yīng)能否發(fā)生判斷金屬的活動性，可以直接觀察，不屬于轉(zhuǎn)換法，符合題意。故選D。3．乒乓球發(fā)球機在同一高度以相同的初速度朝不同方向分別發(fā)出a、b、c三個球，若不計空氣阻力，則落到水平桌面時三者的速度大小關(guān)系是（）A．va>vb>vc B．va<vb<vc C．va>vc>vb D．va=vb=vc【答案】D【詳解】乒乓球發(fā)球機在同一高度以相同的初速度朝不同方向分別發(fā)出a、b、c三個球，由于高度和速度都相同，則機械能是相同的；不計空氣阻力，三個小球的機械能是守恒的，所以三個小球到達桌面時的機械能相同，由于高度相同，重力勢能相同，則動能相同，速度相同，故D符合題意。故選D。4．如圖所示，在粗糙的水平臺面上，一輕彈簧左端固定，右端連接一金屬小球，O點是彈簧保持原長時小球的位置。開始時通過小球壓縮彈簧到A位置（已知AO>OB），釋放小球，則小球從A點運動到B點的過程中，下列說法正確的是（）

A．小球從O運動到B的過程中所受彈力方向向右、速度不斷減小B．小球從A運動到O的過程中，速度增大，機械能不變C．小球運動到B點時將停止運動并保持靜止D．小球在A點處，彈簧的彈性勢能最大【答案】D【詳解】A．小球從O運動到B的過程中，彈簧被拉長，球的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，此時小球所受彈力方向向左、速度不斷減小，故A錯誤；B．小球從A運動到O的過程中，彈簧恢復(fù)原狀，將彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能，此時小球的速度不斷增大，動能不斷增大，機械能不斷增大，故B錯誤；C．小球運動到B點時，動能轉(zhuǎn)化為全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，此時向右的速度為零，因此會停止向右運動。但是由于彈簧向左的拉力，所以不會保持靜止，而是向左開始運動，故C錯誤；D．小球在A點時，形變程度最大，因此彈簧的彈性勢能最大，故D正確。故選D。5．如圖所示，甲、乙是兩個相同的小球，在同一高度將甲乙兩球拋出：甲球以速度v豎直向下拋出后落地；乙球以速度v豎直向上拋出至最高點A后落地，若不考慮空氣阻力，下列說法正確的是（）A．拋出時刻，甲球的動能比乙球的動能小B．拋出時刻，甲球的機械能比乙球的機械能大C．乙球在上升至最高點的過程中動能逐漸減小為零D．甲球落地時的速度大于乙球落地時的速度【答案】C【詳解】AB．拋出時甲、乙兩球質(zhì)量相等，速度相等，動能相等；高度相同，重力勢能相同，故機械能相同；故AB錯誤；C．乙球在上升至最高點的過程中，質(zhì)量不變，速度減小，動能減小，達到最高點速度為零，動能為零，故C正確；D．由于不計空氣阻力，則小球的機械能是守恒的，故落地時兩球的機械能相同，又因為兩球落地時高度相同，則重力勢能相同，故兩球落地時的動能也相同，根據(jù)動能大小的影響因素可知，兩球落地時的速度相等，故D錯誤。6．為探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系，某同學選擇了體積不同的實心鋁球a、b，體積相同的實心銅球c和實心鋁球d，以及平整的橡皮泥進行實驗，如圖所示。下列關(guān)于本實驗的法不正確的是（）A．實驗時要讓球從同一高度自由落下B．使用a球和b球可以探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系C．球落在橡皮泥中的凹陷程度可以反映重力勢能的大小D．利用本實驗的器材還可以探究重力勢能與高度的關(guān)系【答案】B【詳解】A．由題可知，題中要探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系，所以要控制兩球下落的高度相同，質(zhì)量不同，故A正確。B．在探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系時，要控制兩球下落的高度相同，質(zhì)量不同，因此在選取器材時應(yīng)選質(zhì)量不同的兩個小球，同時為了避免球的體積大小對實驗的影響，所選取的兩個球的體積應(yīng)相同，而a球和b球體積不同，故B錯誤。C．利用轉(zhuǎn)換法，通過比較球落在橡皮泥中的凹陷程度來反映勢能的大小，故C正確。D．本實驗器材還可以選擇同一個小球（質(zhì)量一定），分別從不同的高度自由落下，可以探究重力勢能與高度的關(guān)系，故D正確。故選B。7．在學習牛頓第一定律的時候，我們做了如圖所示實驗，下列有關(guān)敘述正確的是（）A．根據(jù)甲、乙、丙的實驗現(xiàn)象可以直接得出牛頓第一定律B．每次實驗時，小車可以從斜面上的任何位置開始下滑C．實驗表明，小車受到的摩擦力越小，運動的距離越大D．小車在毛巾上運動的距離最短，所以它消耗的機械能最少【答案】C【詳解】A．接觸面越光滑，摩擦力越小，小車的速度減小得慢。由此推理得出：假如小車受到的阻力為零，小車將做勻速直線運動。牛頓第一定律是在實驗的基礎(chǔ)上進一步推理概括出來的，故A錯誤；B．實驗中，我們應(yīng)讓小車從同一斜面的同一高度由靜止開始下滑，是為了讓小車每次到達水平面時的速度相同，便于得出小車滑行的距離與摩擦力的關(guān)系，故B錯誤；C．小車在木板表面運動的距離最遠，該現(xiàn)象說明小車受到阻力越小，運動的距離越遠，故C正確；D．每次實驗讓小車從同一斜面同一高度由靜止滑下，其一開始具有的重力勢能是相同的，最后小車在水平面靜止，其機械能為零，因此，整個過程中，消耗的機械能是相同的，故D錯誤。故選C。8．將小球豎直上拋，然后又落回到拋出點。小球向上過程的中點為A，取拋出點的重力勢能為零。若該球在整個過程所受的空氣阻力大小不變，則小球()A．上升過程損失的機械能大于下降過程損失的機械能B．上升過程損失的機械能小于下降過程損失的機械能C．上升至A點時的動能大于勢能D．下落至A點時的動能大于勢能【答案】C【詳解】AB.球在上升和下降的過程中，會克服空氣的阻力做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；該球在整個過程所受的空氣阻力大小不變，運動的距離是相同的，所以根據(jù)W=fs可知，損失的機械能是相同的，故AB錯誤。C.A在中點，小球的質(zhì)量不變，高度不變，所以小球在A點的重力勢能為最高點重力勢能的一半，小球在上升過程中，動能會轉(zhuǎn)化為重力勢能和內(nèi)能，所以小球的機械能會大于A點重力勢能的2倍，即在A點時的動能要大于重力勢能，故C正確。D.小球在A點的重力勢能為最高點重力勢能的一半，在下落的過程中，小球繼續(xù)克服摩擦做功，機械能繼續(xù)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機械能會繼續(xù)減?。挥捎贏點的高度不變，重力勢能不變，減小的重力勢能會轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能，所以A點的動能要小于勢能，故D錯誤。故選C。9．如圖（甲）所示，質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上，時刻，一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)。通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力隨時間變化的圖像如圖（乙）所示，則（）A．時刻小球動能最大B．時刻小球動能最大C．這段時間內(nèi)，小球的動能先增加后減少D．這段時間內(nèi)，小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能【答案】C【詳解】A．時刻小球剛與彈簧接觸，小球的重力大于彈簧的彈力，仍在加速，速度不是最大，動能不是最大，故A不符合題意；B．時刻小球受到的彈力最大，處于最低點，此時速度最小，動能最小，故B不符合題意；C．時刻小球受到的彈力最大，處于最低點，合力向上，故先加速向上運動，當重力與彈力平衡時，速度最大，之后做減速運動，所以時間內(nèi)，小球速度先增大后減小，小球的動能先增加后減少，故C符合題意；D．由圖乙可知，每次小球在彈簧上運動時，F(xiàn)t圖象都是相同的，說明小球和彈簧構(gòu)成的整體，它們的機械能守恒；這段時間內(nèi)，小球從最低點被彈起，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的動能和重力勢能，小球增加的動能和重力勢能等于彈簧減少的彈性勢能。故D不符合題意。故選C。10．物體A掛于彈簧測力計下，分別做圖甲、乙、丙所示的勻速直線運動，已知運動的速度。則下列判斷正確的是（）A．甲圖中彈簧測力計的示數(shù)大于物體的重力B．乙圖中彈簧測力計對物體的拉力做功的功率最大C．丙圖中勻速直線運動的物體的動能最小D．甲、乙、丙三圖中物體的機械能均增加【答案】B【分析】物體處于平衡狀態(tài)時，受平衡力，據(jù)此判斷彈簧測力計的示數(shù)與物體A的重力大小；首先根據(jù)力做功的兩個必要因素判斷三圖中力是否對物體A做功，然后根據(jù)比較功率大小；影響動能的影響因素是物體的質(zhì)量和物體運動的速度，影響重力勢能的因素是物體的質(zhì)量和物體的高度，其中動能和勢能統(tǒng)稱為機械能，在分析各個能量的變化時，根據(jù)各自的影響因素進行分析?！驹斀狻緼．由題意可知，物體每次都是做勻速直線運動，即處于平衡狀態(tài)，所以物體受到的是平衡力，則拉力與重力平衡，即彈簧測力計的示數(shù)都等于物體A的重力，故A錯誤；B．根據(jù)力做功的兩個必要因素可知，甲乙兩圖中，物體A受到拉力的作用，也在拉力的方向上通過了距離，拉力對物體A做功，丙圖中，拉力與運動方向垂直，拉力不做功；所以做功的是甲、乙兩圖；而甲、乙中，拉力相等，v1<v2，由功率公式可知，乙圖中彈簧測力計對物體A的拉力做功的功率最大，故B正確；C．物體A質(zhì)量一定，甲、乙、丙三圖中v1<v2<v3，則丙圖中勻速運動的物體A的動能最大，故C錯誤；D．甲乙兩圖中，物體A的速度不變，高度增加，動能不變，重力勢能變大，所以機械能增大；丙圖中物體A的速度不變，高度不變，動能和重力勢能都不變，所以機械能不變，故D錯誤。故選B。11．下列事例中，能量各發(fā)生了怎樣的變化？（1）電燈發(fā)光：消耗了____能，獲得了_______能。（2）植物的光合作用：消耗了_______能，獲得了_______能。（3）煤的燃燒：消耗了_______能，獲得了____能。（4）火箭發(fā)射升空：消耗了_______能，獲得了_______能。【答案】

電

光能和內(nèi)

太陽

化學

化學

內(nèi)

化學

內(nèi)能和機械【詳解】(1)[1][2]電燈發(fā)光，消耗電能，產(chǎn)生光能和內(nèi)能；(2)[1][2]光合作用，消耗太陽能，產(chǎn)生化學能；(3)[1][2]燃燒是將化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；(4)[1][2]火箭發(fā)射升空，消耗化學能，產(chǎn)生內(nèi)能和機械能。12．滑板是深受青少年喜歡的一項體育運動。如圖是U型滑臺和運動員姿勢的簡化示意圖。運動員在滑臺A處下滑，僅依靠滑行，滑到與A相同高度的滑臺B處時靜止。請回答下列問題：（1）整個過程中動能最大的位置是_______，機械能最大的位置是_________（選填“A”、“O”或“B”）。（2）若想滑到C點，小金提出只要增加“用力豎直向上跳起一段高度”這個操作即可實現(xiàn)，則在___________（選填“A”、“O”或“B”）點起跳有可能達到該目的。【答案】

O

A

A【詳解】（1）[1][2]在下滑的過程中，重力勢能減小，而動能增大，此時重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。O點時的高度最小，則轉(zhuǎn)化成的動能最多，因此動能最大的位置在O點。A點時剛開始運動，機械能還沒有損失，則機械能最大的位置在A點。（2）[3]根據(jù)圖片可知，要想滑到C點，則需要有更多的機械能，如果在到達B點之前能夠向上跳起，從而增大重力勢能，進而增大機械能，就能達到目的，則選A。13．如圖甲所示，光滑的斜面甲與粗糙水平面AB平滑連接，從斜面甲高H處靜止釋放質(zhì)量為m的小球，小球運動到B點靜止；如圖乙，在AB上的C點平滑連接另一光滑的斜面乙。(不計空氣阻力，C點與A點不重合)(1)圖甲中，摩擦力對小球做功_______(用題中的字母表示)；(2)圖乙中，如果小球從斜面甲高H處靜止釋放，小球在乙斜面到達的最高高度h，那么h與H的關(guān)系是：h_______H；(填“＞”、“＜”或“＝”)(3)若將軌道換成如圖丙的AOB完全光滑軌道，A點的高度H大于B點的高度h，讓小球在A點由靜止開始自由滑下，到達B點后離開，則小球離開B點后的運動軌跡為_______(填“a”、“b”或“c”)【答案】

mgH

＜

c【分析】本題主要考查的是考生對能量守恒定律的運用，根據(jù)AB面粗糙，C點不與A點重合，可知在該段過程中會有摩擦力做功，建立能量守恒式就可解題；AOB完全光滑時，小球在A點的重力勢能轉(zhuǎn)化為小球拋出時的重力勢能和動能。【詳解】（1）小球m在高處H時的重力勢能為mgH，因為斜面甲完全光滑，小球運動到B點時靜止，即重力勢能全部轉(zhuǎn)化為摩擦力做的功，所以摩擦力對小球做功為mgH。（2）因為C點不與A點重合，所以小球m在AC段運動時會受到摩擦力做功，此時，，所以h<H（3）根據(jù)題意，若將軌道換成如圖丙AOB的完全光滑軌道，則機械能守恒；小球從A點由靜止滑下，所以小球的機械能等于A點時的重力勢能，整個過程中，機械能守恒。a虛線的最高點超過了A點的高度，這是不可能的；b虛線的最高點與A點的高度相同，而在最高點時，小球仍具有向右運動的速度，所以b虛線所示的機械能大于A點的機械能，也是不可能的；c虛線的最高點低于A點，由于在最高點時小球仍運動，其總機械能可能與開始時的機械能相等，符合實際。故選c【點睛】本題的易錯點為考生在判斷哪條拋出曲線正確時會近考慮小球在最高點時的重力勢能，而忽略了此時小球還存在動能，因此拋出小球的最高點應(yīng)比A點低。14．過山車是一種富有刺激性的娛樂工具，小江同學制作了一個過山車模型，如圖所示。他把重力為G的鐵球放在A點，然后讓它沿軌道滾下，軌道的右側(cè)有一彈簧，鐵球先后經(jīng)過B、C、D點，到達E點。已知B點離臺面高度為零，A、D點離臺面的高度分別為hA、hD，則從A位置到B位置鐵球的重力做功是___；C點小球具有的機械能大小是___；當?shù)竭_E點時，彈簧最短，小球的速度變?yōu)榱?，小球___（選填“處于”、“不處于”）受力平衡狀態(tài)（整個過程中不計摩擦及能量損耗）?！敬鸢浮?/p>

GhA

GhA

不處于【詳解】從A位置到B位置的豎直高度為hA，所以鐵球從A位置到B位置重力做功W=GhA.鐵球在A位置時,只有重力勢能,故A點的機械能=A點重力勢能=GhA.整個過程不計摩擦和能量損耗，故鐵球機械能守恒。故在C點時小球具有的能量=在A點時小球具有的能量=GhA.小球達到E點時，雖然速度為0，但小球在水平方向只受彈簧的彈力作用，故小球不處于平衡狀態(tài)。15．了解到“重力勢能”知識的小東同學，想用身邊的器材（鉛球），來探究影響重力勢能大小的因素，其探究程序如下：（1）猜想：影響重力勢能大小的因素可能有：a、重力勢能大小可能與物體的質(zhì)量有關(guān)b、重力勢能大小可能與物體的高度有關(guān)（2）實驗提供的實心鉛球有2kg、2kg、3kg各一個，細沙（足夠多）、刻度尺、兩個相同大紙盒，請你利用上述器材，幫他設(shè)計實驗方案、驗證猜想、完成實驗步驟：A、將適量的沙子放進大紙盒里撥平；B、取質(zhì)量為_______________的鉛球各一個，將兩球分別對準紙盒位置提高到相同高度然后放手，用刻度尺量出鉛球所砸沙坑的深度進行比較；C、取質(zhì)量為______________的鉛球各一個，將兩球分別對準紙盒位置提高到不同高度然后放手，用刻度尺量出鉛球所砸沙坑的深度進行比較。（3）通過對該實驗的探究，B步驟得到的結(jié)論是：重力勢能跟______________有關(guān)；C步驟得出的結(jié)論是：重力勢能跟________________有關(guān)。【答案】

2kg、3kg

2kg、2kg

質(zhì)量

高度【詳解】(2)[1]B中控制了相同的高度，那就肯定是研究重力勢能和質(zhì)量的關(guān)系，要控制鉛球的質(zhì)量不同，所以要選2kg和3kg的實心鉛球各一個；[2]C中控制了鉛球的高度不同，那就是在研究重力勢能和高度的關(guān)系，就要控制鉛球的質(zhì)量相同，所以要選兩個2kg的鉛球；(3)[3]B步驟是探究重力勢能和質(zhì)量的關(guān)系；[4]C步驟是探究重力勢能和高度的關(guān)系。16．某物理實驗小組在探究“影響重力勢能大小的因素”時，提出了如下猜想：猜想一：重力勢能的大小可能與物體的質(zhì)量有關(guān)猜想二：重力勢能的大小可能與物體所在的高度有關(guān)猜想三：重力勢能的大小可能與物體的體積有關(guān)。實驗中用到的小球，A、B、C球體積均為V，D球體積為2V，A、C、D球質(zhì)量均為m，B球質(zhì)量為2m。實驗時均讓小球從圖中高度自由下落，記錄小球下降到最低點時彈簧的長度，所用實驗裝置如上圖所示。請你根據(jù)圖中實驗情景完成下列問題：（1）為驗證猜想一，可以通過比較___________兩球的實驗；（2）通過本實驗可知，猜想___________是正確的；（3）小科認為利用這套實驗裝置，還可以探究影響動能大小的因素，比如通過比較A、C兩球?qū)嶒灒梢蕴骄縚__________對動能大小的影響?！敬鸢浮?/p>

A和B

一、二

速度【詳解】（1）[1]為驗證猜想一，即重力勢能的大小與物體的質(zhì)量的關(guān)系，保持高度相同，質(zhì)量不同，選擇AB兩球的實驗。（2）[2]選擇AB兩球的實驗，B球質(zhì)量大于A球質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)B球下降到最低點時彈簧的長度最短，B球的重力勢能較大，說明重力勢能的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)；選擇AC兩球的實驗，質(zhì)量相同，高度不同，C球高度較大，C球下降到最低點時彈簧的長度最短，C球的重力勢能較大，說明重力勢能的大小與物體所在的高度有關(guān)。選擇CD兩球的實驗，質(zhì)量和高度相同，體積不同，兩球下降到最低點時彈簧的長度相同，說明它們的重力勢能相同，重力勢能的大小與物體的體積無關(guān)。通過本實驗可知，猜想一、二是正確的。（3）[3]探究影響動能大小的因素，通過比較A、C兩球?qū)嶒?，質(zhì)量相同，高度不同，接觸彈簧時速度不同，探究速度對動能大小的影響。17．在探究動能大小與哪些因素有關(guān)的實驗中：（1）小明通過圖甲的實驗，通過比較________來比較小車具有的動能大小。能得出的結(jié)論________；（2）小華在設(shè)計動能與質(zhì)量關(guān)系實驗中，認為去掉木塊，利用粗糙且足夠