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沪科版八年级全册第六节 合理利用机械能优秀综合训练题
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这是一份沪科版八年级全册第六节 合理利用机械能优秀综合训练题，共16页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验探究题，综合题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共10小题，共20分。
1.如图所示，质量一定的木块放在粗糙程度不同的水平桌面上，AB=BC，木块在水平恒力F作用下从静止开始从A运动到C，AB过程中加速运动，BC过程中匀速运动，下列说法中正确的是( )
A. 木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B. 水平拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功
C. 木块在AB段与桌面有摩擦，它的机械能逐渐减小
D. 水平拉力F在AB段的功率大于在BC段的功率
2.如图所示，一轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连接一物块，物块在C点时，弹簧没有形变，物块从C点由静止释放，在C、D之间做往复运动。物块在下降过程中，运动到图中O点时，动能达到最大值。对于物块从C到D的下降过程中(不考虑空气阻力)，下列说法正确的是( )
A. 物块受到弹簧的弹力和弹簧对天花板的弹力是一对相互作用力
B. 物块到达D点时，弹簧对物块的弹力和物块受到的重力大小相等
C. 物块从O点向D点运动的过程中，重力势能转化为动能和弹性势能
D. 物块从C点向O点运动的过程中，重力势能转化为动能和弹性势能
3.如图，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在A、B间做往复运动(已知AO=OB)。下列说法正确的是( )
A. 小球在往复运动过程中机械能守恒B. 小球在O点动能最大
C. 小球从B往A运动过程中速度不断增大D. 小球在往复运动过程中所受弹力方向不变
4.如图所示，物理项目化学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行能力。测试时将重20N的物体A固定在无人机上，并控制无人机完成以3m/s的速度匀速上升、在空中悬停、以2m/s的速度匀速下降三个阶段的测试项目，同时利用系统软件记录多次测量的相关信息，并做出测评报告。下列说法中( )
①匀速上升阶段，物体A相对于地面是运动的
②匀速上升阶段，物体A的机械能不变
③匀速下降阶段，物体A的重力势能转化为动能
④物体A匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能
A. 只有①③正确B. 只有②④正确C. 只有①④正确D. 只有①②③正确
5.在空中匀速水平飞行的飞机，在投放救灾物资的过程中( )
A. 飞机的重力势能不变，动能不变B. 飞机的重力势能减小，动能不变
C. 飞机的重力势能减小，动能减小D. 飞机的重力势能增加，动能减小
6.如图所示，用轻质细绳悬挂一小球在竖直平面内摆动。在某次摆动过程中，小球依次经过A、B、C三点，A、C两点高度相同，B点为最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 小球在B点动能最大
B. 小球从B点运动到C点，重力势能转化为动能
C. A、C两点速度大小不同
D. 小球机械能不守恒
7.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，机械能增大
8.滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然(不用力)变化，最有可能滑到滑台C处的是( )
A. B.
C. D.
9.如图所示是北京冬奥会开幕式上惊艳的一幕，奥运五环“破冰而出”——在音乐烘托下晶莹剔透的五环于碎冰中徐徐升起，宛如夜空中璀璨的恒星，将开幕式气氛推向高潮。奥运五环被匀速升至13m高处，则上升过程中奥运五环的( )
A. 动能不变，重力势能增大，机械能增大B. 动能减小，重力势能增大，机械能不变
C. 动能不变，重力势能增大，机械能减小D. 动能增大，重力势能减小，机械能不变
10.用力将篮球抛出，篮球在空中运动了一段时间后落向水平地面．下列说法正确的是
A. 篮球在向上运动时，机械能增加B. 篮球在落向地面过程中，机械能增加
C. 篮球落在地面弹起之前，具有机械能D. 篮球在运动到最高点时，势能为零
第II卷（非选择题）
二、填空题：本大题共4小题，共8分。
11.如图所示，用“模拟打桩”来探究______(木/重物)在开始时的重力势能大小与哪些因素有关，重物的质量m1=m212.在物理学中，如果一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。在日常生活中，拉伸后的橡皮筋、流动的水、风都可以对别的物体做功，说明它们都具有能。物体由于运动具有的能叫做动能，动能与物体的质量和速度都有关系，质量越大，速度越大，物体具有的动能越大。现有以下器材：①一块薄木板、②一支圆柱状的记号笔、③几本书、④纸盒。为了探究动能的大小与速度有关，应进行的操作是：______；如果观察到______，则说明质量相同的物体，速度越大，动能越大。
13.用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1=m214.“祝融号”火星车着陆在火星上，火星车在加速上坡的过程中，火星车以火星表面为参照物是______的(选填“运动”或“静止”)，其机械能______，惯性______(后两空均选填“增大”“不变”或“减小”)。
三、实验探究题：本大题共2小题，共12分。
15.贵贵为研究动能大小与哪些因素有关，设计了如图所示的实验，让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和水平面平滑相接，请结合实验回答下列问题：
(L0为弹簧原长，L3(1)实验中通过______反映小球动能的大小；实验中小球压缩弹簧后被弹簧弹回至弹簧恢复到原长时是______能转化为______能；
(2)为了研究动能大小是否和物体质量有关，应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度滚下，这样做的目的是______；
(3)比较实验2和实验3，可以探究小球的动能与______的关系；
(4)贵贵在实验基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回的越高，如果接触面光滑到没有摩擦，那么小球将______；
A.沿着斜面匀速直线运动
B.不能上升到初始高度，最终静止在平面上
C.上升到初始高度后静止
D.能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动
(5)在(4)中用到一种科学方法，与下列哪个定律或原理的得出用到的方法相同______。
A.阿基米德原理
B.杠杆原理
C.牛顿第一定律
16.如图所示，摆线的长度L相同，小球A、B的质量mA
(1)图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的______无关；
(2)小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较木块移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫______法；
(3)根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与______有关(选填“速度”、“高度”或“质量”)；
(4)若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做______直线运动(选填“减速”、“匀速”或“加速”)；
(5)在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能______(选填“相等”或“不相等”)，该方案______(选填“正确”或“错误”)。
四、综合题：本大题共2小题，共20分。
17.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(如图一)。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(如图二、三)。避险车道很大程度上解决了汽车刹车失灵时的安全隐患，请你联系所学物理知识，解答下列问题，
(1)失控车辆驶入避险车道时，动能______，重力势能______(填写“增大”“减少”或“不变”)。
(2)紧急刹车时，人由于______会向前倾，因此，为了安全起见，不能______行驶。
(3)避险车道路面上铺着疏松的石子、沙土层的作用是______。
(4)废旧轮胎和防撞桶起到缓冲的作用，车的动能转化为______能，使车减速。
18.元代王祯《农书》记载的高转筒车是一种提水机械，须借助湍急的河水来推动。水轮转动推动竹索，水筒也随竹索上下运动，当水筒下行到水中时，兜满水后随竹索上行，到达上轮高处时，水筒将水倾泻到水槽内，如此循环往复。若接水槽离取水处高4 m，竹索上共有18个取水筒，一个取水筒每次可取水3 kg，竹索运行一圈所用时间为60 s。(接水槽离取水筒倒水处的高度忽略不计，g取10 N/kg)
(1)高转筒车的工作原理是利用水的__________能转化为水的__________能；
(2)求一个取水筒运行一周对进入筒的水所做的功；
(3)若水流冲击筒车的功率为45 W，求竹索运行一圈提水的机械效率。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.木块在AB段做加速运动，木块受力不平衡，则木块受到的摩擦力小于水平拉力的大小，即，木块在BC段做匀速运动，此时木块受力平衡，则木块受到的摩擦力大小等于水平拉力的大小，即，因水平拉力F大小不变，所以木块在AB段受到的摩擦力小于木块在BC段的摩擦力，故A错误；
B.木块在AB段和BC段运动的距离相等，拉力F是恒力，则根据W=Fs可知，水平拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功，故B正确；
C.木块在AB段做加速运动，则木块的动能增大，木块的高度不变，质量不变，则木块的势能不变，因机械能等于动能与势能之和，所以木块在AB段的机械能逐渐增大，故C错误；
D.由题知，木块在AB段做加速运动，在BC段做匀速运动，整个过程中速度的变化是连续的(即在BC段木块是以到达B点时的速度做匀速运动)，所以木块在AB段的平均速度小于BC段的速度，拉力F是恒力，则根据公式P=Wt=Fst=Fv可知，水平拉力在AB段的功率小于在BC段的功率，故D错误。
故选B。
2.【答案】D
【解析】解：A、物块受到弹簧的弹力和弹簧对天花板的弹力不是作用在相互作用的两个物体之间的力，所以不是一对相互作用力，故A错误。
BCD、物块在C点时，弹簧没有形变，即弹簧对物体没有拉力；物块从C点运动到O点的过程中，受到拉力和作用，重力大于拉力，物块受到的合力方向向下，做加速运动；运动到图中O点时，动能达到最大值，此时拉力等于重力；从O点运动到D点的过程中，重力小于拉力，物块受到的合力方向向上，做减速运动。
根据以上分析可知：物块到达O点时，弹簧对物块的弹力和物块受到的重力大小相等；
物块从O点向D点运动的过程中，物块的重力势能和动能转化为弹簧的弹性势能；
物块从C点向O点运动的过程中，物块的重力势能转化为自身的动能和弹簧的弹性势能。故BC错误、D正确。
故选：D。
(1)相互作用力的特点：大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上。
(2)物块在C点时，弹簧没有形变，即弹簧对物体没有拉力；物块从C点运动到O点的过程中，受到拉力和作用，重力大于拉力，物块受到的合力方向向下，做加速运动；运动到图中O点时，动能达到最大值，此时拉力等于重力；从O点运动到D点的过程中，重力小于拉力，物块受到的合力方向向上，做减速运动。据此结合动能、重力势能和弹性势能的影响因素分析解答。
此题考查平衡力和相互作用力的辨别、动能和势能的转化，有一定难度。对物块进行正确的受力分析，得出其在各段的受力情况和运动状态是关键。
3.【答案】B
【解析】解：A、小球在光滑的水平台面上AB间做往复运动，且AO=OB，这表明小球和弹簧的整体机械能是守恒的，在任一位置，小球的动能与弹簧的弹性势能的总和保持不变，小球在往复运动过程中机械能不守恒，故A错误；
BC、小球从A(或B)位置运动到O位置的过程中，弹簧的形变程度变小，弹性势能变小，小球的速度变大，动能变大，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，到达O点时，弹簧的弹性势能全部转化为小球的动能，弹性势能为0，小球的动能最大；从O到B(或A)的过程中，弹簧的形变程度变大，弹性势能变大，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，所以整个过程中小球在O点动能最大，小球从B往A运动过程中速度先增大后减小，故B正确，C错误；
D、小球在往复运动过程中弹簧在AO段是缩短的，弹力方向向右，弹簧在OB段是伸长的，弹力方向向左，所受弹力方向不同。故D错误。
故选：B。
动能的大小与速度、质量有关；弹性势能的大小与弹性形变程度的大小有关；小球在AB间做往复运动，AO=OB，且水平台面是光滑的，则小球和弹簧的机械能是守恒的。
此题考查动能和势能的转化与守恒，知道并理解小球在该过程中的速度变化是解决该题的关键。
4.【答案】C
【解析】解：①、匀速上升阶段，物体A相对于地面有位置的变化，因此物体A相对于地面是运动的，故①正确；
②、物体A的机械能等于A的动能和重力势能之和，匀速上升阶段，物体A的质量不变，速度不变，则物体A的动能不变，但上升过程中物体A的高度变大，则物体A的重力势能变大，因此物体A的机械能变大，故②错误；
③、匀速下降阶段，物体A的质量和速度均不变，则物体A的动能不变，因此物体A的重力势能未转化为动能，故③错误；
④、由题可知，物体A匀速下降阶段的速度小于匀速上升阶段的速度，因此物体A匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能，故④正确；
总上所述分析可知①④正确，故A、B、D错误，C正确。
故选：C。
(1)若物体相对于参照物有位置的变化，则该物体就是运动的；若物体相对于参照物没有位置的变化，该物体就是静止的；
(2)物体由于机械运动而产生的能量叫做机械能，机械能大小等于动能和势能之和；
(3)物体的动能是由于运动而产生的能量，与物体的质量和速度有关；
(4)重力势能是由于物体被举高而具有的能量，与物体的质量和高度有关。
本题考查了对参照物、机械能、动能和重力势能的理解，此题难度不大，但需要熟练掌握动能和重力势能的影响因素。
5.【答案】C
【解析】解：匀速水平飞行的飞机，速度不变，高度不变．但物体的重力势能和动能都与物体的质量有关，飞机向地面投放救灾物资时，飞机质量越来越小，故动能减小，重力势能也减小，所以C符合题意；
故选C．
(1)重力势能大小的影响因素：质量和高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
(2)动能大小的影响因素：质量和速度．质量越大，速度越大，动能越大．
影响动能大小的因素有质量和速度，分析动能的变化就是分析质量和速度的变化；影响重力势能的因素是质量和高度，分析重力势能的变化就是分析质量和高度的变化．本题特别注意质量的变化，很多学生容易出错．
6.【答案】A
【解析】解：A、根据题意可知，B点为最低点，则小球在B点时速度最大，所以在B点时动能最大，故A正确。
B、小球从B点运动到C点，质量不变，高度变大，速度变小，则重力势能增多，动能减少，将动能转化为重力势能，故B错误。
CD、不计空气阻力，小球机械能守恒，则小球在A、C两点的机械能相等。A、C两点高度相等，重力势能相等。机械能等于动能和势能之和，所以A、C两点动能相等，根据动能大小的影响因素可知，A、C两点速度大小相同，故CD错误。
故选：A。
(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)不计空气阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒。
掌握动能、重力势能的影响因素，理解重力势能和动能的转化可从高度和速度来理解，可以帮助我们更好的理解能量的转化。
7.【答案】C
【解析】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，由于受到空气阻力的作用，一部分机械能转化为内能，使得机械能减小，故D错误。
故选：C。
动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；
重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；
动能和势能统称为机械能。
本题关键：一是掌握动能、重力势能的影响因素，二是知道考虑摩擦阻力机械能是不守恒的。
8.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查机械能守恒和相互转化的相关知识，哪段一般。
根据机械能守恒和动能、势能的影响因素解答。
【解答】
不计滑台摩擦和空气阻力，则运动员在整个过程中机械能守恒；
A、若运动员站立着从A开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点时，若是站立着，则此时重力势能等于A点的重力势能，动能为零，所以运动员不会继续向前滑行，就不会到达C点，故A错误;
B、若运动员站立着从A开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点时，若是全蹲着，则此时重勤势能小于A点的重力势能，则A点部分重力势能转化为动能，动能此时不为零，所以运动员会继续向前滑行，就可能会到达C点，故B正确；
CD、若运动员全蹲着从A开始滑行，若是站着或者平蹲着到达B点，则运动员在B点的重力势能大于初始的A点(违反机械能守恒定律)，所以站着或者平蹲着无法到达B点，更不用说到达C点，故CD错误。
9.【答案】A
【解析】【分析】
本题主要考查机械能的知识，较为简单。
动能大小与物体的质量、运动速度有关；重力势能与物体的质量、高度有关；机械能为动能与势能的总和。
此题主要考查的是学生对动能、重力势能、机械能影响因素的理解和掌握，基础性题目。
【解答】
奥运五环被匀速升至13m高处，此时速度不变，高度变大，故动能不变，重力势能增大，由于机械能为动能与势能的总和。故机械能变大，选 A。
10.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了对机械能概念的理解；
机械能是动能和势能的总和，势能又分为重力势能和弹性势能；
物体由于运动而具有的能叫做动能；由于被举高而具有的能叫做重力势能，由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
【解答】
A.篮球在向上运动时，由于有空气摩擦则机械能减小，错误；
B.篮球在落向地面过程中，由于有空气摩擦则机械能减小，错误；
C.篮球落在地面弹起之前，篮球发生弹性形变而具有弹性势能，也就是具有机械能，正确；
D.篮球在运动到最高点时，具有一定的高度，重力势能不为零，错误。
11.【答案】重物 高度 甲、丙
【解析】解：“模拟打桩”来探究重物在开始时的重力势能大小与哪些因素有关；
物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能越大，木桩陷入沙坑就越深，表明物体对木桩做的功就越多；
比较甲、乙可知，物体的质量相同，从不同高度落下，下落的位置越高，木桩被打得越深，即物体的重力势能越大，说明重力势能跟高度有关；
比较甲、丙可知，物体的质量不同，下落高度相同，质量越大，木桩被打得越深，即重力势能越大，说明重力势能与质量有关。
故答案为：重物；高度；甲、丙。
重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关，根据控制变量法，研究重力势能的大小与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变，据此分析。
此题是探究“物体的重力势能的大小与哪些因素有关”的实验，考查了转换法和控制变量法在实验中的应用，同时考查了影响重力势能的两个因素。
12.【答案】用几本书将薄木板的一端垫起，使薄木板倾斜放置在水平面上，将纸盒紧挨着薄木板放置，将一本书从薄木板的顶端滑下，用记号笔标记纸盒移动的距离，改变这本书的滑下的高度，让这本书再次滑下，用记号笔标记纸盒移动的距离 同一本书，滑下高度越大时，纸盒移动的距离越远
【解析】解：用几本书将薄木板的一端垫起，使薄木板倾斜放置在水平面上，将纸盒紧挨着薄木板放置，将一本书从薄木板的顶端滑下，用记号笔标记纸盒移动的距离，改变这本书的滑下的高度，让这本书再次滑下，用记号笔标记纸盒移动的距离，如果观察到滑下高度越大时，纸盒移动的距离越远，则说明质量相同的物体，速度越大，动能越大。
故答案为：用几本书将薄木板的一端垫起，使薄木板倾斜放置在水平面上，将纸盒紧挨着薄木板放置，将一本书从薄木板的顶端滑下，用记号笔标记纸盒移动的距离，改变这本书的滑下的高度，让这本书再次滑下，用记号笔标记纸盒移动的距离；同一本书，滑下高度越大时，纸盒移动的距离越远。
探究物体的动能与速度的关系需控制物体的质量不变，改变物体的速度，物体的速度由物体滑下的高度决定，根据控制变量法和转换法设计实验。
探究物体的动能与速度是否有关的实验考查控制变量法和转换法的运用。
13.【答案】多
【解析】物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能越大，对木桩做功越多，木桩进入沙中越深，所以我们可以通过木桩陷入沙中的深度来判断重力势能的大小，这用到了转换法；由a、b可知，物体的质量m1=m2，从不同高度落下，落下的位置越高，木桩进入沙中的深度越深，物体的重力势能越大，说明物体重力势能的大小与高度有关；比较a、c可知，物体的质量m114.【答案】运动 增大 不变
【解析】火星车在加速上坡的过程中，以火星地面为参照物，火星车是相对运动的；因火星车加速上坡，速度变大，动能变大，离地面高度增加，势能也变大，故火星车总机械能变大；惯性只和火星车质量有关，质量不变，惯性不变。
故答案为：运动；增大；不变。
(1)被研究物体相对与参照物位置发生变化，我们就说物体是运动的，反之，就是静止的；
(2)机械能包括动能和重力势能；
(3)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。
能根据参照物判断物体的运动和静止；理解掌握机械能的概念；理解惯性的概念。
15.【答案】弹簧被压缩的程度 弹性势 动 使小球到达水平面的初速度相同 速度 D C
【解析】(1)实验中通过弹簧被压缩的程度反映小球动能的大小，这是转换法；实验中小球压缩弹簧后被弹簧弹回至弹簧恢复到原长时是弹性势能转化为动能；
(2)为了研究动能大小是否和物体质量有关，应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度滚下，这样做的目的是使小球到达水平面的速度相同；
(3)比较实验2和实验3，小球的质量相同，下落的高度不同，到达水平面的速度不同，可以探究小球的动能与速度的关系；
(4)(5)贵贵在实验基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回的越高，如果接触面光滑到没有摩擦，小球运动过程中没有能量损耗，那么小球将能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动，这是推理法，故选D；
牛顿第一定律无法通过实验证明，也是通过推理法得到的，故选C。
故答案为：(1)弹簧的压缩程度；弹性势；动；(2)使小球水平面的初速度相同；(3)速度；(4)D；(5)C。
(1)实验中通过弹簧被压缩的程度反映小球动能的大小；实验中小球压缩弹簧后被弹簧弹回至弹簧恢复到原长时是弹性势能转化为动能；
(2)小球到达水平面的速度由小球下落的高度决定，根据控制变量法分析即可；
(3)比较实验2和实验3，小球的质量相同，下落的高度不同，到达水平面的速度不同，根据控制变量法分析即可；
(4)(5)如果接触面光滑到没有摩擦，小球运动过程中没有能量损耗，那么小球将能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动，这是推理法，
牛顿第一定律无法通过实验证明，也是通过推理法得到的。
研究动能大小与哪些因素有关考查控制变量法和转换法在实验中的运用。
16.【答案】质量 转换 速度 匀速 相等 错误
【解析】解：(1)图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量无关；
(2)实验中，小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。本实验就是通过木块移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫转换法；
(3)乙、丙所示的探究过程，当悬线与竖直方向的夹角越大，小球开始时的高度越高，小球撞击木块时的速度越大；观察到图丙中木块C撞得更远，说明：物体的动能大小与速度有关；
(4)由牛顿第一定律知，如果小车不受力，小车将做匀速直线运动；
(5)在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度时，弹簧的弹性势能转换成小球的动能，所以不同小球的动能是相同的；小球的动能与其质量和速度都有关，由于小球的动能不变，改变其质量，因而小球的速度也会发生改变，所以该方案存在两个变量，故错误。
故答案为：(1)质量；(2)转换；(3)速度；(4)匀速；(5)相等；错误。
(1)比较甲、乙两图的速度和质量的关系便可得出结论；
(2)分析实验现象可根据小木块被撞的距离比较出动能的大小，从而根据转换法得出结论；
(3)木块被撞出得远，说明小球的动能大，根据动能大小和质量大小比较，得出动能和质量的关系，与速度无关；
(4)木块在水平面上的初速度相等，水平面越光滑，木块受到的阻力越小，木块滑行的距离越远；根据实验事实，进行合理的推理，得出相关的结论；
(5)根据控制变量法和能量的转换情况判断。
此题是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验，实验装置与以往的课本装置不同，采用悬挂的小球做实验，实验更容易操作，同时考查了学生根据实验现象得出结论的能力。
17.【答案】见解析
【解析】【分析】
(1)影响动能大小的因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大；
影响重力势能大小的因素：质量、被举高度；质量越大，高度越高，重力势能越大；
(2)一切物体都具有惯性，保持原来运动状态不变；
(3)影响摩擦力大小的因素有压力和接触面粗糙程度；压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大；
(4)从机械能与其它形式能量转化的角度可做出解释。
本题围绕避险车道这一设计，考查了机械能的转化，影响摩擦力大小的因素、惯性等知识，体现了物理在生活中的应用，难度不大。
【解答】
(1)失控车辆驶入避险车道时，质量不变，速度变小，动能减少；高度增加，重力势能增大。
(2)汽车在紧急刹车时，汽车受到外力影响处于减速状态，由于惯性，司机会仍然按照原来的速度向前运动，所以身体会前倾，因此为了安全起见，不能高速行驶，切记要系安全带。
(3)铺上疏松的碎石、沙土可增大摩擦力，使汽车的机械能转化为内能，让汽车的速度减小，便于汽车停下；
(4)避险车道两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来，是为了起到缓冲作用，且车的机械能转化为废旧轮胎或防撞桶的弹性势能，使车减速。
18.【答案】解：
(1)水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流对筒车做功，使水筒内水的高度增大，重力势能增大，所以是将动能转化为重力势能；
(2)该筒车一个取水筒提升水的质量为：m=3kg，上升的高度h=4m，
则一个取水筒运行一周对进入筒的水所做的功：W=Gh=mgh=3kg×10N/kg×4m=120J；
(3)竹索运行一圈所做的有用功(即对18个取水筒中的水做的功)：W有=18W=18×120J=2160J，
水流冲击筒车的功率为45W，水流所做的总功为：W总=Pt=45W×60s=2700J；
竹索运行一圈提水的机械效率为：η=W有W总×100%=2160J2700J×100%=80%。
【解析】(1)动能的大小与质量、速度有关，重力势能的大小与质量、高度有关，二者可以相互转化；
(2)根据W=Gh=mgh求出一个取水筒运行一周对进入筒的水所做的功；
(3)由题意可知对18个取水筒中的水做的功为有用功，根据W=Pt求出水流所做的总功，然后根据机械效率的定义求出机械效率的大小。
本题考查了动能和势能的转化、功和机械效率的计算等，明确有用功和总功的含义是解答的关键。实验次数
小球下落高度h/cm
小球质量m/g
弹簧长度
1
4
10
L1
2
4
20
L2
3
6
20
L3
一、单选题：本大题共10小题，共20分。
1.如图所示，质量一定的木块放在粗糙程度不同的水平桌面上，AB=BC，木块在水平恒力F作用下从静止开始从A运动到C，AB过程中加速运动，BC过程中匀速运动，下列说法中正确的是( )
A. 木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B. 水平拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功
C. 木块在AB段与桌面有摩擦，它的机械能逐渐减小
D. 水平拉力F在AB段的功率大于在BC段的功率
2.如图所示，一轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连接一物块，物块在C点时，弹簧没有形变，物块从C点由静止释放，在C、D之间做往复运动。物块在下降过程中，运动到图中O点时，动能达到最大值。对于物块从C到D的下降过程中(不考虑空气阻力)，下列说法正确的是( )
A. 物块受到弹簧的弹力和弹簧对天花板的弹力是一对相互作用力
B. 物块到达D点时，弹簧对物块的弹力和物块受到的重力大小相等
C. 物块从O点向D点运动的过程中，重力势能转化为动能和弹性势能
D. 物块从C点向O点运动的过程中，重力势能转化为动能和弹性势能
3.如图，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在A、B间做往复运动(已知AO=OB)。下列说法正确的是( )
A. 小球在往复运动过程中机械能守恒B. 小球在O点动能最大
C. 小球从B往A运动过程中速度不断增大D. 小球在往复运动过程中所受弹力方向不变
4.如图所示，物理项目化学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行能力。测试时将重20N的物体A固定在无人机上，并控制无人机完成以3m/s的速度匀速上升、在空中悬停、以2m/s的速度匀速下降三个阶段的测试项目，同时利用系统软件记录多次测量的相关信息，并做出测评报告。下列说法中( )
①匀速上升阶段，物体A相对于地面是运动的
②匀速上升阶段，物体A的机械能不变
③匀速下降阶段，物体A的重力势能转化为动能
④物体A匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能
A. 只有①③正确B. 只有②④正确C. 只有①④正确D. 只有①②③正确
5.在空中匀速水平飞行的飞机，在投放救灾物资的过程中( )
A. 飞机的重力势能不变，动能不变B. 飞机的重力势能减小，动能不变
C. 飞机的重力势能减小，动能减小D. 飞机的重力势能增加，动能减小
6.如图所示，用轻质细绳悬挂一小球在竖直平面内摆动。在某次摆动过程中，小球依次经过A、B、C三点，A、C两点高度相同，B点为最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 小球在B点动能最大
B. 小球从B点运动到C点，重力势能转化为动能
C. A、C两点速度大小不同
D. 小球机械能不守恒
7.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，机械能增大
8.滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然(不用力)变化，最有可能滑到滑台C处的是( )
A. B.
C. D.
9.如图所示是北京冬奥会开幕式上惊艳的一幕，奥运五环“破冰而出”——在音乐烘托下晶莹剔透的五环于碎冰中徐徐升起，宛如夜空中璀璨的恒星，将开幕式气氛推向高潮。奥运五环被匀速升至13m高处，则上升过程中奥运五环的( )
A. 动能不变，重力势能增大，机械能增大B. 动能减小，重力势能增大，机械能不变
C. 动能不变，重力势能增大，机械能减小D. 动能增大，重力势能减小，机械能不变
10.用力将篮球抛出，篮球在空中运动了一段时间后落向水平地面．下列说法正确的是
A. 篮球在向上运动时，机械能增加B. 篮球在落向地面过程中，机械能增加
C. 篮球落在地面弹起之前，具有机械能D. 篮球在运动到最高点时，势能为零
第II卷（非选择题）
二、填空题：本大题共4小题，共8分。
11.如图所示，用“模拟打桩”来探究______(木/重物)在开始时的重力势能大小与哪些因素有关，重物的质量m1=m2
13.用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1=m2
三、实验探究题：本大题共2小题，共12分。
15.贵贵为研究动能大小与哪些因素有关，设计了如图所示的实验，让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和水平面平滑相接，请结合实验回答下列问题：
(L0为弹簧原长，L3
(2)为了研究动能大小是否和物体质量有关，应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度滚下，这样做的目的是______；
(3)比较实验2和实验3，可以探究小球的动能与______的关系；
(4)贵贵在实验基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回的越高，如果接触面光滑到没有摩擦，那么小球将______；
A.沿着斜面匀速直线运动
B.不能上升到初始高度，最终静止在平面上
C.上升到初始高度后静止
D.能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动
(5)在(4)中用到一种科学方法，与下列哪个定律或原理的得出用到的方法相同______。
A.阿基米德原理
B.杠杆原理
C.牛顿第一定律
16.如图所示，摆线的长度L相同，小球A、B的质量mA
(1)图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的______无关；
(2)小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较木块移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫______法；
(3)根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与______有关(选填“速度”、“高度”或“质量”)；
(4)若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做______直线运动(选填“减速”、“匀速”或“加速”)；
(5)在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能______(选填“相等”或“不相等”)，该方案______(选填“正确”或“错误”)。
四、综合题：本大题共2小题，共20分。
17.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(如图一)。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(如图二、三)。避险车道很大程度上解决了汽车刹车失灵时的安全隐患，请你联系所学物理知识，解答下列问题，
(1)失控车辆驶入避险车道时，动能______，重力势能______(填写“增大”“减少”或“不变”)。
(2)紧急刹车时，人由于______会向前倾，因此，为了安全起见，不能______行驶。
(3)避险车道路面上铺着疏松的石子、沙土层的作用是______。
(4)废旧轮胎和防撞桶起到缓冲的作用，车的动能转化为______能，使车减速。
18.元代王祯《农书》记载的高转筒车是一种提水机械，须借助湍急的河水来推动。水轮转动推动竹索，水筒也随竹索上下运动，当水筒下行到水中时，兜满水后随竹索上行，到达上轮高处时，水筒将水倾泻到水槽内，如此循环往复。若接水槽离取水处高4 m，竹索上共有18个取水筒，一个取水筒每次可取水3 kg，竹索运行一圈所用时间为60 s。(接水槽离取水筒倒水处的高度忽略不计，g取10 N/kg)
(1)高转筒车的工作原理是利用水的__________能转化为水的__________能；
(2)求一个取水筒运行一周对进入筒的水所做的功；
(3)若水流冲击筒车的功率为45 W，求竹索运行一圈提水的机械效率。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.木块在AB段做加速运动，木块受力不平衡，则木块受到的摩擦力小于水平拉力的大小，即，木块在BC段做匀速运动，此时木块受力平衡，则木块受到的摩擦力大小等于水平拉力的大小，即，因水平拉力F大小不变，所以木块在AB段受到的摩擦力小于木块在BC段的摩擦力，故A错误；
B.木块在AB段和BC段运动的距离相等，拉力F是恒力，则根据W=Fs可知，水平拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功，故B正确；
C.木块在AB段做加速运动，则木块的动能增大，木块的高度不变，质量不变，则木块的势能不变，因机械能等于动能与势能之和，所以木块在AB段的机械能逐渐增大，故C错误；
D.由题知，木块在AB段做加速运动，在BC段做匀速运动，整个过程中速度的变化是连续的(即在BC段木块是以到达B点时的速度做匀速运动)，所以木块在AB段的平均速度小于BC段的速度，拉力F是恒力，则根据公式P=Wt=Fst=Fv可知，水平拉力在AB段的功率小于在BC段的功率，故D错误。
故选B。
2.【答案】D
【解析】解：A、物块受到弹簧的弹力和弹簧对天花板的弹力不是作用在相互作用的两个物体之间的力，所以不是一对相互作用力，故A错误。
BCD、物块在C点时，弹簧没有形变，即弹簧对物体没有拉力；物块从C点运动到O点的过程中，受到拉力和作用，重力大于拉力，物块受到的合力方向向下，做加速运动；运动到图中O点时，动能达到最大值，此时拉力等于重力；从O点运动到D点的过程中，重力小于拉力，物块受到的合力方向向上，做减速运动。
根据以上分析可知：物块到达O点时，弹簧对物块的弹力和物块受到的重力大小相等；
物块从O点向D点运动的过程中，物块的重力势能和动能转化为弹簧的弹性势能；
物块从C点向O点运动的过程中，物块的重力势能转化为自身的动能和弹簧的弹性势能。故BC错误、D正确。
故选：D。
(1)相互作用力的特点：大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上。
(2)物块在C点时，弹簧没有形变，即弹簧对物体没有拉力；物块从C点运动到O点的过程中，受到拉力和作用，重力大于拉力，物块受到的合力方向向下，做加速运动；运动到图中O点时，动能达到最大值，此时拉力等于重力；从O点运动到D点的过程中，重力小于拉力，物块受到的合力方向向上，做减速运动。据此结合动能、重力势能和弹性势能的影响因素分析解答。
此题考查平衡力和相互作用力的辨别、动能和势能的转化，有一定难度。对物块进行正确的受力分析，得出其在各段的受力情况和运动状态是关键。
3.【答案】B
【解析】解：A、小球在光滑的水平台面上AB间做往复运动，且AO=OB，这表明小球和弹簧的整体机械能是守恒的，在任一位置，小球的动能与弹簧的弹性势能的总和保持不变，小球在往复运动过程中机械能不守恒，故A错误；
BC、小球从A(或B)位置运动到O位置的过程中，弹簧的形变程度变小，弹性势能变小，小球的速度变大，动能变大，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，到达O点时，弹簧的弹性势能全部转化为小球的动能，弹性势能为0，小球的动能最大；从O到B(或A)的过程中，弹簧的形变程度变大，弹性势能变大，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，所以整个过程中小球在O点动能最大，小球从B往A运动过程中速度先增大后减小，故B正确，C错误；
D、小球在往复运动过程中弹簧在AO段是缩短的，弹力方向向右，弹簧在OB段是伸长的，弹力方向向左，所受弹力方向不同。故D错误。
故选：B。
动能的大小与速度、质量有关；弹性势能的大小与弹性形变程度的大小有关；小球在AB间做往复运动，AO=OB，且水平台面是光滑的，则小球和弹簧的机械能是守恒的。
此题考查动能和势能的转化与守恒，知道并理解小球在该过程中的速度变化是解决该题的关键。
4.【答案】C
【解析】解：①、匀速上升阶段，物体A相对于地面有位置的变化，因此物体A相对于地面是运动的，故①正确；
②、物体A的机械能等于A的动能和重力势能之和，匀速上升阶段，物体A的质量不变，速度不变，则物体A的动能不变，但上升过程中物体A的高度变大，则物体A的重力势能变大，因此物体A的机械能变大，故②错误；
③、匀速下降阶段，物体A的质量和速度均不变，则物体A的动能不变，因此物体A的重力势能未转化为动能，故③错误；
④、由题可知，物体A匀速下降阶段的速度小于匀速上升阶段的速度，因此物体A匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能，故④正确；
总上所述分析可知①④正确，故A、B、D错误，C正确。
故选：C。
(1)若物体相对于参照物有位置的变化，则该物体就是运动的；若物体相对于参照物没有位置的变化，该物体就是静止的；
(2)物体由于机械运动而产生的能量叫做机械能，机械能大小等于动能和势能之和；
(3)物体的动能是由于运动而产生的能量，与物体的质量和速度有关；
(4)重力势能是由于物体被举高而具有的能量，与物体的质量和高度有关。
本题考查了对参照物、机械能、动能和重力势能的理解，此题难度不大，但需要熟练掌握动能和重力势能的影响因素。
5.【答案】C
【解析】解：匀速水平飞行的飞机，速度不变，高度不变．但物体的重力势能和动能都与物体的质量有关，飞机向地面投放救灾物资时，飞机质量越来越小，故动能减小，重力势能也减小，所以C符合题意；
故选C．
(1)重力势能大小的影响因素：质量和高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
(2)动能大小的影响因素：质量和速度．质量越大，速度越大，动能越大．
影响动能大小的因素有质量和速度，分析动能的变化就是分析质量和速度的变化；影响重力势能的因素是质量和高度，分析重力势能的变化就是分析质量和高度的变化．本题特别注意质量的变化，很多学生容易出错．
6.【答案】A
【解析】解：A、根据题意可知，B点为最低点，则小球在B点时速度最大，所以在B点时动能最大，故A正确。
B、小球从B点运动到C点，质量不变，高度变大，速度变小，则重力势能增多，动能减少，将动能转化为重力势能，故B错误。
CD、不计空气阻力，小球机械能守恒，则小球在A、C两点的机械能相等。A、C两点高度相等，重力势能相等。机械能等于动能和势能之和，所以A、C两点动能相等，根据动能大小的影响因素可知，A、C两点速度大小相同，故CD错误。
故选：A。
(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)不计空气阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒。
掌握动能、重力势能的影响因素，理解重力势能和动能的转化可从高度和速度来理解，可以帮助我们更好的理解能量的转化。
7.【答案】C
【解析】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，由于受到空气阻力的作用，一部分机械能转化为内能，使得机械能减小，故D错误。
故选：C。
动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；
重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；
动能和势能统称为机械能。
本题关键：一是掌握动能、重力势能的影响因素，二是知道考虑摩擦阻力机械能是不守恒的。
8.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查机械能守恒和相互转化的相关知识，哪段一般。
根据机械能守恒和动能、势能的影响因素解答。
【解答】
不计滑台摩擦和空气阻力，则运动员在整个过程中机械能守恒；
A、若运动员站立着从A开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点时，若是站立着，则此时重力势能等于A点的重力势能，动能为零，所以运动员不会继续向前滑行，就不会到达C点，故A错误;
B、若运动员站立着从A开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点时，若是全蹲着，则此时重勤势能小于A点的重力势能，则A点部分重力势能转化为动能，动能此时不为零，所以运动员会继续向前滑行，就可能会到达C点，故B正确；
CD、若运动员全蹲着从A开始滑行，若是站着或者平蹲着到达B点，则运动员在B点的重力势能大于初始的A点(违反机械能守恒定律)，所以站着或者平蹲着无法到达B点，更不用说到达C点，故CD错误。
9.【答案】A
【解析】【分析】
本题主要考查机械能的知识，较为简单。
动能大小与物体的质量、运动速度有关；重力势能与物体的质量、高度有关；机械能为动能与势能的总和。
此题主要考查的是学生对动能、重力势能、机械能影响因素的理解和掌握，基础性题目。
【解答】
奥运五环被匀速升至13m高处，此时速度不变，高度变大，故动能不变，重力势能增大，由于机械能为动能与势能的总和。故机械能变大，选 A。
10.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了对机械能概念的理解；
机械能是动能和势能的总和，势能又分为重力势能和弹性势能；
物体由于运动而具有的能叫做动能；由于被举高而具有的能叫做重力势能，由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
【解答】
A.篮球在向上运动时，由于有空气摩擦则机械能减小，错误；
B.篮球在落向地面过程中，由于有空气摩擦则机械能减小，错误；
C.篮球落在地面弹起之前，篮球发生弹性形变而具有弹性势能，也就是具有机械能，正确；
D.篮球在运动到最高点时，具有一定的高度，重力势能不为零，错误。
11.【答案】重物 高度 甲、丙
【解析】解：“模拟打桩”来探究重物在开始时的重力势能大小与哪些因素有关；
物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能越大，木桩陷入沙坑就越深，表明物体对木桩做的功就越多；
比较甲、乙可知，物体的质量相同，从不同高度落下，下落的位置越高，木桩被打得越深，即物体的重力势能越大，说明重力势能跟高度有关；
比较甲、丙可知，物体的质量不同，下落高度相同，质量越大，木桩被打得越深，即重力势能越大，说明重力势能与质量有关。
故答案为：重物；高度；甲、丙。
重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关，根据控制变量法，研究重力势能的大小与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变，据此分析。
此题是探究“物体的重力势能的大小与哪些因素有关”的实验，考查了转换法和控制变量法在实验中的应用，同时考查了影响重力势能的两个因素。
12.【答案】用几本书将薄木板的一端垫起，使薄木板倾斜放置在水平面上，将纸盒紧挨着薄木板放置，将一本书从薄木板的顶端滑下，用记号笔标记纸盒移动的距离，改变这本书的滑下的高度，让这本书再次滑下，用记号笔标记纸盒移动的距离 同一本书，滑下高度越大时，纸盒移动的距离越远
【解析】解：用几本书将薄木板的一端垫起，使薄木板倾斜放置在水平面上，将纸盒紧挨着薄木板放置，将一本书从薄木板的顶端滑下，用记号笔标记纸盒移动的距离，改变这本书的滑下的高度，让这本书再次滑下，用记号笔标记纸盒移动的距离，如果观察到滑下高度越大时，纸盒移动的距离越远，则说明质量相同的物体，速度越大，动能越大。
故答案为：用几本书将薄木板的一端垫起，使薄木板倾斜放置在水平面上，将纸盒紧挨着薄木板放置，将一本书从薄木板的顶端滑下，用记号笔标记纸盒移动的距离，改变这本书的滑下的高度，让这本书再次滑下，用记号笔标记纸盒移动的距离；同一本书，滑下高度越大时，纸盒移动的距离越远。
探究物体的动能与速度的关系需控制物体的质量不变，改变物体的速度，物体的速度由物体滑下的高度决定，根据控制变量法和转换法设计实验。
探究物体的动能与速度是否有关的实验考查控制变量法和转换法的运用。
13.【答案】多
【解析】物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能越大，对木桩做功越多，木桩进入沙中越深，所以我们可以通过木桩陷入沙中的深度来判断重力势能的大小，这用到了转换法；由a、b可知，物体的质量m1=m2，从不同高度落下，落下的位置越高，木桩进入沙中的深度越深，物体的重力势能越大，说明物体重力势能的大小与高度有关；比较a、c可知，物体的质量m1
【解析】火星车在加速上坡的过程中，以火星地面为参照物，火星车是相对运动的；因火星车加速上坡，速度变大，动能变大，离地面高度增加，势能也变大，故火星车总机械能变大；惯性只和火星车质量有关，质量不变，惯性不变。
故答案为：运动；增大；不变。
(1)被研究物体相对与参照物位置发生变化，我们就说物体是运动的，反之，就是静止的；
(2)机械能包括动能和重力势能；
(3)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。
能根据参照物判断物体的运动和静止；理解掌握机械能的概念；理解惯性的概念。
15.【答案】弹簧被压缩的程度 弹性势 动 使小球到达水平面的初速度相同 速度 D C
【解析】(1)实验中通过弹簧被压缩的程度反映小球动能的大小，这是转换法；实验中小球压缩弹簧后被弹簧弹回至弹簧恢复到原长时是弹性势能转化为动能；
(2)为了研究动能大小是否和物体质量有关，应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度滚下，这样做的目的是使小球到达水平面的速度相同；
(3)比较实验2和实验3，小球的质量相同，下落的高度不同，到达水平面的速度不同，可以探究小球的动能与速度的关系；
(4)(5)贵贵在实验基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回的越高，如果接触面光滑到没有摩擦，小球运动过程中没有能量损耗，那么小球将能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动，这是推理法，故选D；
牛顿第一定律无法通过实验证明，也是通过推理法得到的，故选C。
故答案为：(1)弹簧的压缩程度；弹性势；动；(2)使小球水平面的初速度相同；(3)速度；(4)D；(5)C。
(1)实验中通过弹簧被压缩的程度反映小球动能的大小；实验中小球压缩弹簧后被弹簧弹回至弹簧恢复到原长时是弹性势能转化为动能；
(2)小球到达水平面的速度由小球下落的高度决定，根据控制变量法分析即可；
(3)比较实验2和实验3，小球的质量相同，下落的高度不同，到达水平面的速度不同，根据控制变量法分析即可；
(4)(5)如果接触面光滑到没有摩擦，小球运动过程中没有能量损耗，那么小球将能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动，这是推理法，
牛顿第一定律无法通过实验证明，也是通过推理法得到的。
研究动能大小与哪些因素有关考查控制变量法和转换法在实验中的运用。
16.【答案】质量 转换 速度 匀速 相等 错误
【解析】解：(1)图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量无关；
(2)实验中，小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。本实验就是通过木块移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫转换法；
(3)乙、丙所示的探究过程，当悬线与竖直方向的夹角越大，小球开始时的高度越高，小球撞击木块时的速度越大；观察到图丙中木块C撞得更远，说明：物体的动能大小与速度有关；
(4)由牛顿第一定律知，如果小车不受力，小车将做匀速直线运动；
(5)在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度时，弹簧的弹性势能转换成小球的动能，所以不同小球的动能是相同的；小球的动能与其质量和速度都有关，由于小球的动能不变，改变其质量，因而小球的速度也会发生改变，所以该方案存在两个变量，故错误。
故答案为：(1)质量；(2)转换；(3)速度；(4)匀速；(5)相等；错误。
(1)比较甲、乙两图的速度和质量的关系便可得出结论；
(2)分析实验现象可根据小木块被撞的距离比较出动能的大小，从而根据转换法得出结论；
(3)木块被撞出得远，说明小球的动能大，根据动能大小和质量大小比较，得出动能和质量的关系，与速度无关；
(4)木块在水平面上的初速度相等，水平面越光滑，木块受到的阻力越小，木块滑行的距离越远；根据实验事实，进行合理的推理，得出相关的结论；
(5)根据控制变量法和能量的转换情况判断。
此题是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验，实验装置与以往的课本装置不同，采用悬挂的小球做实验，实验更容易操作，同时考查了学生根据实验现象得出结论的能力。
17.【答案】见解析
【解析】【分析】
(1)影响动能大小的因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大；
影响重力势能大小的因素：质量、被举高度；质量越大，高度越高，重力势能越大；
(2)一切物体都具有惯性，保持原来运动状态不变；
(3)影响摩擦力大小的因素有压力和接触面粗糙程度；压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大；
(4)从机械能与其它形式能量转化的角度可做出解释。
本题围绕避险车道这一设计，考查了机械能的转化，影响摩擦力大小的因素、惯性等知识，体现了物理在生活中的应用，难度不大。
【解答】
(1)失控车辆驶入避险车道时，质量不变，速度变小，动能减少；高度增加，重力势能增大。
(2)汽车在紧急刹车时，汽车受到外力影响处于减速状态，由于惯性，司机会仍然按照原来的速度向前运动，所以身体会前倾，因此为了安全起见，不能高速行驶，切记要系安全带。
(3)铺上疏松的碎石、沙土可增大摩擦力，使汽车的机械能转化为内能，让汽车的速度减小，便于汽车停下；
(4)避险车道两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来，是为了起到缓冲作用，且车的机械能转化为废旧轮胎或防撞桶的弹性势能，使车减速。
18.【答案】解：
(1)水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流对筒车做功，使水筒内水的高度增大，重力势能增大，所以是将动能转化为重力势能；
(2)该筒车一个取水筒提升水的质量为：m=3kg，上升的高度h=4m，
则一个取水筒运行一周对进入筒的水所做的功：W=Gh=mgh=3kg×10N/kg×4m=120J；
(3)竹索运行一圈所做的有用功(即对18个取水筒中的水做的功)：W有=18W=18×120J=2160J，
水流冲击筒车的功率为45W，水流所做的总功为：W总=Pt=45W×60s=2700J；
竹索运行一圈提水的机械效率为：η=W有W总×100%=2160J2700J×100%=80%。
【解析】(1)动能的大小与质量、速度有关，重力势能的大小与质量、高度有关，二者可以相互转化；
(2)根据W=Gh=mgh求出一个取水筒运行一周对进入筒的水所做的功；
(3)由题意可知对18个取水筒中的水做的功为有用功，根据W=Pt求出水流所做的总功，然后根据机械效率的定义求出机械效率的大小。
本题考查了动能和势能的转化、功和机械效率的计算等，明确有用功和总功的含义是解答的关键。实验次数
小球下落高度h/cm
小球质量m/g
弹簧长度
1
4
10
L1
2
4
20
L2
3
6
20
L3
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