力学之机械能的转化和机械能守恒压轴题（含解析）
一、选择题
1.（2014·贵阳）如图所示，是国产歼﹣15舰载机正在“辽宁号”航母上进行阻拦着舰时的情景：战机呼啸着舰，机尾挂钩精准钩住阻拦索，在阻拦索的拉力帮助下，使战机在航母的飞行甲板上短距离滑行便停下来．根据对舰载机着舰过程的介绍可判断，舰载机在滑行过程中（ ）
A．受平衡力的作用
B．其机械能逐渐减小
C．使“辽宁号”航母的内能减小
D．使“辽宁号”航母的机械能减小
【答案】B．
考点：平衡状态， 动能和势能的大小
2.（2014·来宾）下列图形是体育运动的瞬间，其中运用物理知识分析正确的是（ ）
A． 体操运动员在手上涂防滑粉是为了减少摩擦
B． 举重运动员举着杠铃原地不动，他对杠铃做了功
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C． 拉弯的弓将箭射出，是弓的弹性势能转化为箭的动能
D． 跳高运动员将竿压弯，说明力可以改变物体的运动状态
【答案】C．
【解析】
试题分析：体操运动员在手上涂防滑粉是为了在压力一定时，增大接触面的粗糙程度、增大摩擦力，故选项A不正确；举重运动员举着杠铃原地不动，在力的方向上没有移动距离，所以他对杠铃没有做功，故选项B不正确；当运动员将弓拉开时，当人松手后，弦的弹性形变变小，弹性是能变小，箭的速度增加，即动能增加，故选项C 正确；跳高运动员将竿压弯，说明力改变了物体的形状，而不是运动状态，故选项D不正确.
考点： 增大摩擦的方法、做功的两个必要因素、动能和势能的转换、力的作用效果。
3.（2014·娄底）如图所示，小球从距离地面一定高度的O点沿x轴竖直落下，不计空气阻力，图象表示小球某种形式的能量E随下落高度x的变化情况．E可能表示小球的（ ）
A． 动能 B． 内能 C． 机械能 D． 重力势能
【答案】A
【解析】
试题分析：横坐标代表的是能量，纵坐标代表的物体下降的高度．据图能看出随着高度的减小，能量的形式是增加的；动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．物体下落时质量保持不变，速度变快，故动能变大，故选项A符合题意；由于不计空气的阻力，所以在小球下降过程中，没有机械能的损失，故内能不变，故选项B不符合题意；由于不计空气的阻力，所以在小球下降过程中，没有机械能的损失，机械能不变，故选项C不符合题意；重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．物体下落时质量保持不变，高度变小，故重力势能变小，故选项D不符合题意；
考点： 机械能和内能
4.（2014·铁岭）我国大型隐身无人攻击机“利剑”的首飞成功，使我国成为世界上第三个拥有大型隐身无人攻击机的国家．下列有关“利剑”说法正确的是（ ）
A．飞机在加速上升过程中，一定受到非平衡力的作用
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B．飞机在加速上升过程中，以大地为参照物飞机是静止的
C．飞机飞行时，发动机将机械能转化为内能给飞机提供动力
D．飞机机翼上凸下平，使机翼上方气体流速慢压强小，从而获得向上的升力
【答案】A
考点： 平衡状态、参照物、能量转化、流体压强与流速的关系
5.（2014·湖州）一物体在空气中沿竖直方向运动，运动过程中只受重力和空气阻力的作用。则该物体的( )
A．动能可能不变 B．势能可能不变 C．机械能一定不变 D．机械能可能不变
【答案】A
【解析】
试题分析：物体在空气中只受重力和空气阻力的作用且沿竖直方向运动，当两力方向相反时，若重力等于阻力做匀速运动，动能不变，势能减小；若重力大于阻力物体做加速运动，物体的动能增大，势能减小；
当两力方向相同时，物体向上做减速运动，动能减小，势能增加；由于受空气阻力，运动的过程中要克服阻力做功消耗一部分机械能，所以机械能一定减小。故本题正确选项是A。
考点：运动与力的关系，影响动能、势能大小的因素
6.（2014·南宁）如图所示，滑板运动员从高处平台的末端水平飞出，落在水平地面上。若不计空气的阻力，则运动员在下落过程中（ ）。
A、重力势能转化为动能，机械能增大
B、重力势能转化为动能，机械能不变
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C、动能转化为重力势能，机械能增大
D、动能转化为重力势能，机械能减小
【答案】B
【解析】
试题分析：动能跟物体的质量和速度有关，速度越大，质量越大，动能越大；重力势能跟物体的质量和高度有关；板运动员从高处平台的末端水平飞出，落在水平地面上的过程中，高度减小，重力势能减小，下落时速度变大，动能增大了，所以是重力势能转化为动能，此题不计空气的阻力，说明机械能没有转化为其它形式的能，即机械能不变；故选C．
考点：动能和势能
7.（2014·眉山）如图所示，一物体静止靠在粗糙的竖直墙面上，当撤去水平作用F后，物体沿墙面竖直下落的过程中，忽略空气阻力，对物体的受力和机械能变化分析正确的是（ ）
A．物体只受重力作用，机械能减小
B．物体受重力和摩擦力作用，机械能减小
C．物体只受重力作用，机械能不变
D．物体受重力和摩擦力作用，机械能不变
【答案】C
【解析】
试题分析：下滑过程，水平方向没有向左运动，说明墙壁没有压力，而没有压力就没有摩擦力，所以物体只受重力作用，选项BD错。下滑过程，动能增加重力势能减少，机械能不变，选项C对A错。
考点：摩擦力 机械能
8.（2014·永州）以下是核电站工作情况的方框图，关于方框图中各装置的能量转化，下列说法正确的是（ ）
A． 核反应堆将核能转化为电能 B．蒸汽轮机将机械能转化为内能
C． 发电机将机械能转化为电能 D．各种用电器只能将电能转化为内能
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【答案】C
【解析】
试题分析：核电站发电过程：核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能．所以A选项说法不正确；B选项说法不正确；C选项说法正确，选填C；不同的用电器可将电能转化为内能、机械能、化学能、光能等我们需要的各种能量，D选项说法不正确。
考点：核电站发电过程中的能量转化形式，用电器使用过程中的能量转化形式。
9.（2014·资阳）跳伞运动员在空中匀速下落的过程中（ ）
A．动能一定增大 B．机械能一定不变 C．重力势能一定减小 D．机械能一定增加
【答案】C
【解析】
试题分析：物体由于运动具有的能是动能，动能的大小跟物体的质量和速度有关；重力势能是由于物体被举高具有的能量，它跟物体的质量和被举高的的高度有关。跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，速度和质量是不变的，所以动能不变；质量不变，高度减小，重力势能减小，总的机械能是减小的。故选C。
考点：机械能
10.（2014·滨州）如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，长时间后滚摆会停止上下摆动．从能量角度对其分析，下列说法不正确的是（ ）
A．滚摆沿着悬线向下运动时，重力势能减小，动能增加
B．滚摆到最低点后又上升，动能转化为重力势能
C．滚摆整个运动过程中，机械能守恒
D．滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆具有的机械能减小
【答案】C
【解析】
试题分析：滚摆下降时，重力势能转化成动能，上升时，动能转化成重力势能，由于每次上升的最大高度逐渐减小，到最后停止，所以其机械能减小，C的说法是错误的，其余都正确。
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考点：机械能及其转化
11.（2014·泸州）蹦床运动是运动员在一张绷紧的弹性蹦床上蹦跳后，在空中上、下运动并做各种动作的运动项目，如图所示是运动员从蹦床上弹跳后沿竖直方向上升过程中的图片。对运动员离开蹦床后的下列判断，正确的是
A．竖直上升过程中合力的方向竖直向上，动能增加
B．竖直上升到最高点时，动能为0，合力不为0
C．竖直下降过程中，合力方向数值向下，重力势能增加
D．竖直下降过程中，合力方向竖直向上，重力势能减少
【答案】B
【解析】
试题分析：在运动员离开蹦床后的过程中，他受到的合力方向竖直向下，不为零，选项A和D都是错误的。B选项，在最高点，运动员的速度减为零，动能也就为零，选项正确。C选项，竖直下降的过程中，运动员的高度降低，重力势能减小，选项错误。
考点：机械能
12.（2013·锦州）小亮踢足球，球离开脚后向上运动到一定高度又落回地面，不计空气阻力，关于足球离开脚后的运动过程，下列说法中正确的是（ ）
A．上升过程中，足球受力方向是竖直向下的
B．上升过程中，小亮对足球做功
C．下落过程中，足球机械能总量增大
D．下落过程中，足球重力势能增大
【答案】A
【解析】
试题分析：（1）不计空气阻力，球离开脚之后，只受到重力作用，根据重力方向进行判断．
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
（3）抓住做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离．二者缺一不可．
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A、不计空气阻力，球离开脚之后，球只受到重力作用，重力方向竖直向下．选项正确，符合题意．
B、球在上升过程中，球离开脚之后，球不再受脚的作用力，脚对篮球不做功，球上升是依靠惯性完成的．选项错误，不符合题意．
C、下落过程中，重力势能转化为动能，不计空气阻力，足球机械能总量不变，选项不正确，不符合题意．
D、球在下落过程中，球的质量不变，高度减小，重力势能减小．选项不正确，不符合题意．
故选A．
考点：重力的方向；功的计算；势能的影响因素；机械能
13.（2013·荆州）“神舟十号”飞船于2013年6月用“长征二号F”运载火箭在酒泉卫星发射中心发射，发射初始轨道为近地200km，远地330km的椭圆轨道，执行与“天宫一号”的对接、绕飞等任务．荆州市“七一一”厂为飞船提供了返回过程中的通讯保障．下列说法中正确的是（ ）
A．火箭载着飞船加速升空的过程中，火箭与飞船系统的机械能守恒
B．飞船在椭圆轨道上运行过程中的机械能守恒
C．飞船在椭圆轨道上运行过程中，宇航员不受重力作用
D．飞船在椭圆轨道上由远地点向近地点运行过程中，动能转化为势能
【答案】B
【解析】
试题分析：（1）动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
（3）在能量转化中是减小的能转化为增大的能，不计阻力，机械能守恒．
A、火箭载着飞船加速升空的过程中，速度增加，高度增加，即动能和重力势能都增加，即火箭与飞船系统的机械能增加；
B、飞船在椭圆轨道上运行过程中，不受阻力作用，故机械能守恒；
C、飞船在椭圆轨道上运行过程中，由于地球引力的作用，因此宇航员受重力作用；
D、飞船在椭圆轨道上由远地点向近地点运行过程中，高度减小，速度增加，因此势能转化为动能．
考点：动能和势能的转化与守恒
14.（2013·齐齐哈尔）如图所示，一个小球从光滑斜面的顶端自由下滑经过A点到达斜面底端，如果小球经过A点时具有的重力势能为50J，若不计空气阻力，以下说法正确的是（ ）
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A．小球到达底端时动能大于50J
B．小球从顶端到达底端的过程中，重力势能转化为动能
C．小球到达底端时的机械能大于经过A点时的机械能
D．小球到达底端时的机械能等于经过A点时的机械能
【答案】ABD
【解析】
试题分析：因为是光滑的曲面，所以在斜面上滑下的小球没有能量的损耗，在能量转化过程中能量是守恒的，重力势能全部转化为动能．
A、当滑到A点时具有的重力势能是50J，由于此时小球运动，所以在A点也具有动能，故此时小球的机械能大于50J；故A正确；
B、小球从顶端到达底端的过程中，质量不变，速度增大，高度减小，因此将重力势能转化为动能，故B正确；
CD、在下滑过程中，斜面是光滑的，若不计空气阻力，没有机械能损失，故机械能守恒，任一点的机械能都相等，故C错误，D正确．
考点：能量转化的现象；机械能
15.（2012·包头）图所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从A点由静止释放，若小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做的功用W表示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A.小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量与动能的增加量之差等于W
B.小球能够从A点运动到D点
C.小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量
D.小球从A点运动到C点的过程中，机械能的减少量等于动能的增加量
【答案】A
【解析】
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试题分析：因为考虑摩擦力，根据能量守恒定律小球从A点静止释放后，到B点势能转化为动能和克服摩擦力做功W。小球只能从A点运动到C点，因为克服摩擦力做功，不能运动到D点。机械能包括动能和势能，机械能减少量等于克服摩擦力做功量。
考点：能量转化的现象；机械能
二、填空题
1.（2014·宜昌）如图所示，小孩在滑梯上由静止开始下滑，速度越来越快．则该过程中小孩的动能 ，机械能 ．（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】变大；变小．
【解析】
试题分析：动能与物体的质量和运动速度有关，质量越大，速度越快，动能就越大；重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越高，重力势能就越大；小孩从滑梯上自由滑下的过程中，质量不变，位置降低，速度变大，故重力势能减小，动能增大；小孩从滑梯上自由滑下的过程中，由于需要克服摩擦做功，部分械能转化成了内能，机械能变小．
考点：机械能及其转化
2.（2014·铁岭）如图是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同且距地面30cm，小球在A点的重力势能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）B点的重力势能，小球在A点的动能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）B点的动能；若小球的质量为100g，它从A点落到地面，重力做功 J．（g=10N/kg）
【答案】等于；大于；0.3．
【解析】
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试题分析：运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大；物体质量越大，被举得越高，重力势能就越大；皮球在A点的高度和B点的高度相等，质量也没变，根据重力势能的影响因素可知：皮球在A、B两点的重力势能相等；由于皮球在A位置的这次弹跳要高于B位置的这次弹跳，所以，皮球在A、B两位置是的机械能的大小不同，这是因为皮球与空气摩擦将部分机械能转化为内能，A位置的机械能大于B位置时的机械能，．因此，在A、B两位置重力势能相等的情况下，A位置的动能大于B位置的动能．
小球的重力G=mg=100g×103kg×10N/kg=1N，重力做功W=Gh=1N×30×10﹣2m=0.3J．
考点： 机械能、功的计算
3.（2014·牡丹江）如图所示，篮球撞击到地面时发生弹性形变，产生 （选填“弹力”、“重力”或“摩擦力”），这个过程中，篮球的动能转化为 能．（不考虑机械能的损失）
【答案】弹力；弹性势
【解析】
试题分析：篮球撞击到地面时发生弹性形变，发生弹性形变的物体会产生弹力；这个过程中，篮球的速度减小所以动能减小，篮球的弹性势能增大，所以篮球的动能转化为弹性势能．
考点：弹力；动能和势能的转化与守恒
4.（2014·丹东）“六·一 ”儿童节期间，小朋友在锦江山公园里荡秋千，当秋千从高处落下时，重力势能 （选填“变大”、“变小”或“不变”），不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能转化为 能。
【答案】变小；内
【解析】
试题分析：小朋友在荡秋千，当秋千从高处落下时，秋千的高度减小，所以重力势能变小，当不再用力推时，秋千最后会停下来，机械能减小，秋千克服空气阻力做功，在此过程中机械能转化为内能。
考点：能量的转化
5.（2014·襄阳）洒水车在水平路面上匀速前进并洒水时，它的动能 ，机械能 ．（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
【答案】变小 变小
【解析】
试题分析：动能的大小与物体的质量和速度大小有关，洒水车在水平路面上匀速前进并洒水时，速度不变，质量减小，所以它的动能变小，而动能和势能统称为机械能，故机械能变小。
考点：影响动能大小的因素，机械能
6.（2013·遵义）2012年6月16日“神州九号”
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载人飞船成功发射，完成任务后宇航员乘返回舱安全返回，返回舱到达离地面一定高度时打开降落伞，受到空气的阻力而匀速下落，在匀速下落过程中，返回舱的动能 ，机械能 ．（选填“增大”、“不变”或“减小”）
【答案】不变；减小
【解析】
试题分析：动能的大小跟物体的质量和速度有关；重力势能的大小跟物体的质量和高度有关
匀速下落，速度不变，质量不变，所以动能大小不变，高度减小，重力势能减小，机械能也就减小．
考点：动能和势能的大小变化
7.（2013·海南）如图甲所示，高为h的光滑斜面上，一物块从顶端A点由静止自由滑到底端B点，在此过程中，物块的机械能 （选填 “守恒”或“不守恒”）；图乙所示的图象表示该物块的 ___________（选填 “动能”或“重力势能”）随高度变化的规律。
甲 乙
【答案】守恒；重力势能。
【解析】
试题分析：由于斜面是光滑的，故物块滑下时没有其他形式的能产生，故机械能守恒，重力势能减小，动能增加；图乙显示的是能量随高度的增加而增大，随高度的减小而减小，故这个能量是重力势能。
考点：机械能及其转化
8.（2012·襄阳）“神州八号”飞船的返回舱下落接近地面附近时，由于受到阻力而做减速运动，在减速下降过程中，它具有的 能逐渐增加．
【答案】内
【解析】返回舱在减速下降过程中，质量不变，而速度减小，因此动能减小；质量不变，而高度减小，因此重力势能减小，所以机械能减小．飞船在下降过程中，克服空气摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减少，内能增加．
三、实验题
1.（2014·茂名）如图所示是课堂上做过的“探究物体动能大小与质量关系”的实验装置。
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(1)本实验的研究对象是 ，通过 来判断研究对象的动能的大小。
(2)实验过程中通过让小车从 高度由静止开始下滑，保证小车碰撞木块时速度大小不变，通过
改变研究对象的质量。
(3)小车在下滑的过程中，重力势能 ，动能 。木块在运动过程中，机械能转化
为 能。
(4)按(2)中要求先后做两次实验，比较木块运动距离的长短可以得到结论：物体速度大小相同， 。
【答案】（1）小车；比较木块运动距离；（2）相同；在小车上增减砝码或换用质量不同的小车；（3）减小；增大；内；（4）质量越大，动能越大．
【解析】
试题分析： （1）本实验的研究对象是小车，小车动能大小无法直接观察，通过小车推动木块运动的距离的大小来判断研究对象的动能的大小．
（2）本实验是探究物体动能大小与质量关系，应控制速度相同，实验过程中通过让小车从同一高度由静止滚下，这样目的是到达水平面时获得相同的速度．小车的质量可以通过在小车上增减砝码或换用质量不同的小车来完成．
（3）动能的大小与物体的质量和速度有关，重力是能的大小有物体的质量和高度有关；小车在下滑的过程中，质量不变，高度减小，速度变快，重力势能减小，动能增大．木块在运动过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能．
（4）实验中小车的高度相同，到达水平面的速度相同，质量越大，推动木块移动的距离越远，动能越大．
考点： 探究物体动能大小与质量关系
2.（2014·广州）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，这三个位置：滚摆重力势能最大的是______、动能为零的是______、机械能最大的是______。（填写位置序号）
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【答案】1，1、3，1
【解析】
试题分析：滚摆在下降的过程中重力势能转化为动能，上升的过程中动能转化为重力势能。因为存在空气阻力，滚摆在上升和下降的过程中有一小部分机械能转化为内能，故每次滚摆上升的高度会比前一次低。重力势能的大小与物体的质量和高度有关，滚摆的质量是不变的，故滚摆在位置最高时重力势能最大，即位置1，滚摆在位置1是静止的，在最高点位置3时也是静止的，速度都为零，而动能的大小与物体的质量和速度有关，速度为零，动能也为零。因为滚摆在运动的过程中机械能不守恒，而是一直在减小，故在位置1时机械能最大。
考点：动能与质量、速度的关系，重力势能与质量、高度的关系，机械能守恒
3.（2014·贵阳）小静在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动，如图甲所示．
小静想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？
通过了解和初步实验，小静发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象．为进一步探究，她设计了下述实验方案：
将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，将B球静置于轨道的滴水平部分，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h1，如图乙所示，释放A球，撞击后，A球静止，B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h2．通过比较h2与h1的大小关系即可作出判断．
请你作答以下问题：
（1）A球从斜面滑下的过程中， 能转化为动能．
（2）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了 能．
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（3）已知重力势能的计算公式为Ep=mgh，动能的计算公式为Ek=mv2．若轨道光滑，则碰撞前瞬间A球运动速度的表达式vA= ；若h2=h1，则说明B球被撞后开始运动的速度vB vA（选填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）在实际实验中，测出的h2总小于h1，若导致这一现象的原因是轨道不光滑，那么，在阻力不可避免的情况下，你认为小静的设计是否还有价值？请说出你的理由 ．
【答案】（1）重力势；（2）动；（3）；=；（4）有价值．在阻力无法避免的情况下，用光滑程度不同的轨道多次实验，轨道越光滑，h2约接近h1，即可推理得出：当无阻力时，h2=h1，即可判断vB=vA．
【解析】
试题分析： （1）A球从斜面滑下的过程中，小球质量不变，小球高度减小，速度变快，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；
（2）运动的物体具有动能，B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了动能；
（3）因轨道光滑时，A球下滑的过程中重力势能全部转化为动能，所以，Ep=Ek，即mgh1=mvA2，
解得：vA=；若h2=h1，则最高点时A和B球的重力势能相等，由上面的匀速可知，B球碰撞后的速度和A球碰撞前的速度相等，即vB=vA；
（4）有价值．在阻力无法避免的情况下，用光滑程度不同的轨道多次实验，轨道越光滑，h2约接近h1，在大量的实验基础上通过推理得出：当无阻力时，h2=h1，即可判断vB=vA．
考点： 探究性实验
4.（2014·抚州）同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧（如图1所示）．小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏．结果发现小军的笔弹得高一些，小文分析：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？
小文猜想：
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①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；
②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关．
（1）小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块，在同一水平面上进行了如图2所示的实验，此实验是为了验证猜想 ，实验中弹性势能的大小是通过 来体现的．
（2）请你设计一个实验方案来验证另一个猜想（写出简要的实验步骤，分析可能出现的现象并得出结论）．
【答案】（1）①；木块被推动的距离；
（2）①a．将小球置于弹簧A的右端，使弹簧被压缩的长度为2cm，放手后小球被弹出，并与一木块相碰，木块被推动了一段距离S1；
b．将同一个弹簧压缩的程度稍大一些，把小球置于弹簧的右端，观察小球撞击木块后木块移动的距离S2；
②若 S1等于S2 说明弹簧的弹性势能的大小与弹性形变的程度无关；
若S1＞S2，说明弹簧弹性形变的程度越小，弹性势能的越小；
若S1＜S2，说明弹簧弹性形变的程度越大，弹性势能的越大．
【解析】
试题分析： （1）小文猜想：①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关．由图可知簧弹性形变程度相同，材料不同，此实验是为了验证猜想①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；弹簧具有弹性势能的大小，无法直接观察，该实验通过小球对木块做的功来反映弹簧弹性势能的大小；木块移动的距离反映小球对木块做功的多少，木块移动距离越远，小球做功越多，弹簧的弹性势能越大，反之越小；
（2）设计实验探究弹簧弹性势能的大小跟它弹性形变的程度有关．
①步骤：a．将小球置于弹簧A的右端，使弹簧被压缩的长度为2cm，放手后小球被弹出，并与一木块相碰，木块被推动了一段距离S1；
b．将同一个弹簧压缩的程度稍大一些，把小球置于弹簧的右端，观察小球撞击木块后木块移动的距离S2；
②比较S1、S2得出结论．
若 S1等于S2 说明弹簧的弹性势能的大小与弹性形变的程度无关；
若S1＞S2，说明弹簧弹性形变的程度越小，弹性势能的越小；
若S1＜S2，说明弹簧弹性形变的程度越大，弹性势能的越大．
考点： 探究影响物体弹性势能大小的因素．
5.（2014·绵阳）如图甲所示，是设计的“探究小球的重力势能大小与哪些因素有关“的实验装置．
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其中AB是四分之一光滑圆弧轨道，BC是粗糙的水平面，木块初始静止在B点，让小球从距水平面高h处由静止释放，小球刚好能沿着过A点的切线方向进入圆弧轨轨道，然后与木块发生碰撞，木块运动一段距离后最终停下来．小球可认为是光滑的，如圈乙所示，是实验过程中的三个步骤其中小球质量m1＜m2=m3，小球由静止释放的位置距水平面的高度h1=h2＜h3．
①在小球由静止释放到即将与木块碰撞的过程中，小球的重力势能转化为小球的 ．
②通过观察 来比较小球的重力势能的大小．
③歩骤一、歩骤二是探究小球的重力势能大小与 关系．
④步骤二、步骤三是探究小球的重力势能大小与 的关系．
【答案】（1）动能；（2）木块移动的距离；（3）小球的质量；（4）小球的高度
【解析】
试题分析：（1）图甲中将小球从图示位置由静止释放，小球的速度由零逐渐变大，则小球的动能逐渐增大，小球的高度逐渐减小则重力势能逐渐减小，小球的重力势能转化为小球的动能．（2）该实验利用了转化法，通过木块移动的距离大小反映小球重力势能的大小．（3）比较歩骤一、歩骤二可以看出小球释放的高度相同，小球的质量不同，木块移动的距离不同，由控制变量法可得这两次实验是探究小球的重力势能大小与小球质量的关系．（4）比较歩骤二、歩骤三可以看出小球质量相同，小球的释放高度不同，木块移动的距离不同，由控制变量法可得这两次实验是探究小球的重力势能大小与小球高度的关系．
考点：探究影响物体势能大小的因素
6.（2013·营口）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验．让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止．
（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图；实验中应保证 相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是 ．
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（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是 ．
（3）该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小，从而得出结论的．下面的四个实例中也采用这种研究方法的是 ．
A．认识电压时，我们可以用水压来类比
B．用磁感线来描述磁场
C．探究电功大小与哪些因素有关，通过重物提升的高度来判断电流做功的多少
D．保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系
（4）若水平面绝对光滑，铁球将做 运动．
【答案】（1）甲、乙；铁球到达水平面时的初速度；让铁球从同一斜面的同一高度由静止开始运动；（2）质量相同的物体，运动的速度越大，它具有的动能就越大；（3）纸盒被撞击后移动的距离； C；（4）匀速直线．
【解析】
试题分析：首先需掌握影响动能大小的因素：速度和质量；
（1）要探究动能大小与物体质量的关系，需保持物体的速度相同；则需使小球从同一斜面的同一高度由静止开始运动；
（2）分析甲、丙两次实验中的相同点和不同点，得出影响动能的因素；
（3）掌握转换法在实验中的应用，通过对纸盒做功的多少，来体现小球动能的大小；
（4）若运动的物体不受阻力，将永远运动下去．
（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保持小球的速度相同，质量不同，所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下，因此要选择甲、乙两图；
（2）甲、丙两次实验，球的质量相同，甲滚下的高度大于丙滚下的高度，甲将纸盒推动得更远，说明动能更大，可得质量相同的物体，运动速度越大，它具有的动能就越大；
（3）该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的，这种方法是转换法；
A、认识电压时，我们可以用水压来类比，这是类比的方法；B、用磁感线来描述磁场，属于建模法；C、探究电功大小与哪些因素有关，通过重物提升的高度来判断电流做功的多少，采用了转换法的思想；D、保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系，采用了控制变量法的思想，所以应选C；
（4）若水平面绝对光滑，铁球将做匀速直线运动．
考点：探究影响物体动能大小的因素
7.（2013·绵阳）李明等几位同学准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”
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．同学们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧粗细有关．他们设计的实验装置如图，弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面A点左侧光滑，右侧粗糙．物体P压缩弹簧到B点后从静止释放，运动到C点弹簧恢复到原长与物体脱离，物体运动到D点停止．请补充完成他们的探究过程：
（1）对同一根弹簧，物体P压缩弹簧至B点，从静止释放，运动到D点．测量 之间的距离和 之间的距离，并改变 之间的距离，测多组数据，分析数据得到：弹簧长度变化量越大，弹性势能越大．
（2）对原长相同、只有粗细不同的两根弹簧，物体P分别压缩弹簧至同一位置B点，从静止释放，运动到D点．分别测量 之间的距离，改变压缩量，重复试验，分析数据得到：弹性势能与弹簧粗细有关．
【答案】（1）BC AD BC （2）AD
【解析】
试题分析：（1）同一根弹簧，验证的是和长度变化的关系。弹簧拉的越长，如果物体滑动的越远说明弹性势能越大。B点开始释放，C点恢复原长，那么BC之间就是弹簧拉伸的长度，而AD之间是物体运动的距离，这两个量是我们要测量的。改变弹簧拉伸的长度也就是BC之间的距离，多次测量。
（2） 对于粗细不同的弹簧，拉伸相同长度，控制的方法就是同一点释放，测量运动的距离AD，判断运动的远近和弹簧粗细也就是弹性势能的关系。
考点：探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”
8.（2012·南京）在“探究物体动能大小与物体的速度、质量关系”的实验中，让小车从斜面的不同高度由静止开始下滑，撞击水平木板上的木块．如图所示．
（1）本实验的研究对象是 ．
（2）小车放置的位置越高，木块被撞击得越远．研究表明：当 一定时，物体动能的大小与物体的 有关．
（3）甲、乙两次实验木块移动过程中受到的摩擦力分别为f甲、f乙，则 （填序号）．
①f甲＞f乙 ②f甲＜f乙 ③f甲=f乙．
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【答案】小车；质量；速度；③．
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