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3.2 机械能（第1课时） 分层练习
科学观念：能描述动能、势能的概念及影响因素。
科学思维：通过对实验现象的观察和分析,培养观察、分析、归纳、概括等能力；能利用动能、势能的初步知识理解、分析简单的实际问题。
探究实践：能设计简单的实验方案探究动能、重力势能的大小各与什么因素有关；通过设计实验并进行实验，培养实验设计能力和动手操作能力。
态度责任：树立科学的探究品质和创新精神，有将知识应用于生活的意识；在实验过程中，激发学习兴趣和探索精神，树立大胆质疑的科学精神；通过基本的科学探究过程，形成尊重事实、探索真理的科学态度。
01 动能
1．下列物体只具有动能的是（ ）.
A．被运动员举着不动的杠铃 B．沿坡路向上行驶的汽车
C．在水平地面上行驶的汽车 D．站在树上的猴子
2．（2022九上·临海月考）为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验(如图所示)，让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离。关于该实验的说法中，不正确的是（ ）
A．该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小
B．该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等
C．在实验器材选择时，可以不考虑斜面的光滑程度、被撞木块的质量和软硬等因素
D．实验过程中，让同一小球从不同高度滚下，目的是为了让小球获得不同的运动速度
02 重力势能
1．（2022九上·长兴期中）最新刑法修正案生效，“高空抛物”正式人刑。高空抛物存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的（ ）
A．重力 B．动能 C．重力势能 D．弹性势能
2．（2023九上·衢江期中）小衢同学在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验时提出了如下猜想：
猜想一：物体的重力势能大小可能与物体的质量有关。
猜想二：物体的重力势能大小可能与物体所在高度有关。
为了验证上述猜想，他利用小桌子、沙子、质量不同的重物和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌子腿朝下放在平整的沙面上，把重物从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。按上述方案进行实验，其实验数据如表所示。
实验序号 重物质量m/g 重物距桌面高度H/cm 桌腿进入沙子的深度h/cm
① 20 20 1.9
② 20 30 2.9
③ 20 40 3.8
④ 30 20 2.9
⑤ 40 20 4.1
（1）实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小。
（2）为了验证猜想一，需要选择表中 （填实验序号）三组实验数据进行分析。
（3）分析表中①②③三组实验数据，可以得出结论 。
03 弹性势能
1．下列物体不具有弹性势能的是（ ）
A．被压紧的弹簧 B．被撑竿跳运动员压弯的撑竿
C．从拉弯的弓中射出的箭 D．发生形变的蹦床
2．人拉弓射箭时，下列说法中正确的是（ ）
A．放在张紧了的弓上的箭，具有弹性势能
B．弓被拉得越弯，人的弹性势能越大
C．弓被拉得越弯，弓的弹性势能越大
D．弓的弹性势能还和它的质量有关
1．下列各个物体中，具有弹性势能的是（ ）
A．空中飞行的排球 B．被拧紧的闹钟发条
C．楼上的砖 D．正在下落的雨滴
2．下列物体具有弹性势能的是（ ）
A．在水平公路上行驶的小轿车 B．悬挂在天花板上的电灯
C．被拉开的弹弓 D．在空中飞行的飞机
3．下列关于物体势能的说法，正确的是（ ）。
A．把压缩的弹簧放松，它的长度增加，势能也增加
B．同一根橡皮筋拉得越长，它的势能也越大
C．树上的两个苹果，位置高的一定比位置低的势能大
D．正在下落的两个铅球，5千克的铅球一定比4千克的铅球势能大
4．以下说法正确的是（ ）
A．在空中飞翔的雄鹰只具有动能 B．在空中匀速下落的降落伞具有动能和重力势能
C．橡皮筋具有弹性势能 D．以上说法都不正确
5．关于重力势能的说法，正确的是（ ）
A．质量大的物体，重力势能一定大
B．被举得高的物体，重力势能一定大
C．质量相等的物体，被举得越高，重力势能就越大
D．质量相等的物体，速度越大，重力势能就越大
6．如图所示，在探究“物体的动能跟哪些因素有关“的实验中，让质量相同的钢球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，比较木块被推动的距离。该实验是研究（ ）。
A．动能的大小与高度的关系 B．动能的大小与质量的关系
C．动能的大小与速度的关系 D．动能的大小与距离的关系
7．有三个物体，甲是一个被拉伸了0.5m的弹簧；乙是一个从地面被举高0.5m的小球，丙是一个正在以0.5m/s的速度运动的小球．根据以上信息，请你判断上列三个物体具有的共性是（ ）
A．都具有能量 B．都受到拉力的作用
C．所受的作用力相等 D．除数字相同外，没有其他共性
8．关于能的概念，下列说法中正确的是（ ）
A．悬在空中的打桩重锤，因为没有做功，所以没有能
B．运动速度相同的物体，它们具有的动能一定相等
C．重力势能相等的物体，它们一定处于同一高度
D．在弹性限度内，同一个弹簧测力计挂5N重物时弹簧的弹性势能比挂2N时大
9．小明用图示装置探究“动能大小与速度的关系”.下列说法正确的是（ ）
A．改变小车质量多次进行试验
B．实验中要尽量保持水平面光滑
C．让同一小车从同一高处由静止开始下滑
D．用木块移动的距离来比较小车动能的大小
10．在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，用木块被撞击后移动的距离反映钢球动能的大小，下列研究问题的方法与之相同的是（ ）
A．通过水流初步认识电流
B．用磁感线描述磁体的磁场
C．通过小球撞出的沙坑深度反映重力势能的大小
D．保持电阻不变探究通过导体的电流与电压的关系
11．为探究重力势能与质量的关系，某同学选择了体积不同的实心铝球a、b，体积相同的实心铜球c和实心铝球d，以及平整的橡皮泥进行实验，如图所示。下列关于本实验的法不正确的是（ ）
A．实验时要让球从同一高度自由落下
B．使用a球和b球可以探究重力势能与质量的关系
C．球落在橡皮泥中的凹陷程度可以反映重力势能的大小
D．利用本实验的器材还可以探究重力势能与高度的关系
12．如图，甲、乙、丙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，丙球沿倾角为θ的足够长斜面以速度v上滑。上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能和重力势能（ ）
A．动能：E甲＝E丙＜E乙 B．动能：E甲＝E乙＝E丙
C．重力势能：E甲＝E丙＜E乙 D．重力势能：E甲＝E乙＝E丙
13．如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图，雨滴在t1～t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（ ）
A．E1＜E2＜E3 B．E1＞E2＞E3
C．E1＜E2＝E3 D．E1＝E2＜E3
14．在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示装置。有关该实验的说法正确的（ ）
A．水平面光滑更有利于得出正确的结论
B．研究弹性势能的大小跟弹簧自然长度是否有关时，将同一根弹簧分别压缩不同程度后静止释放钢球，比较木块被撞击后移动的距离
C．利用该实验不能研究钢球动能与速度的关系
D．该实验用到了“控制变量法”和“转换法”两种科学方法
15．地震过后往往会伴随有泥石流等灾害，泥石流之所以会造成巨大的危害，是因为岩石、泥土等物质在高处具有 能，被雨水冲下来转化为巨大的 能。
16．小科用如图装置研究动能大小的影响因素。
（1）将质量相同的小钢球从斜面上不同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小。这样做的目的是为了研究动能大小与 的关系。
（2）小球的动能大小是通过木块向前移动的距离体现出来的，这种科学方法称作 。
17． 小科在探究物体动能的大小可能与哪些因素有关实验时，他认为动能的大小可能与物体质量有关，也可能与物体运动速度有关。为探究此问题，小科用相同的斜面、长木板、纸盒和两个不同质量的小球，设计了如图所示的甲、乙、丙三个实验，并通过比较分析，得出相关结论。请回答：
（1）小科是通过观察比较 来比较小球动能的大小。
（2）其中，甲、丙两次实验是为了探究物体的 对其动能的影响。
18．建高楼先要打好地基，原来高度相同的地桩，经过打击后三个地桩所处的位置如图，若A、B两锤的质量相同，下落时 锤的高度要高些。若B、C两锤刚下落的高度相同， 锤的质量要小些。此过程中B锤将地桩打得最深，B锤的重力势能 （选填“一定”、“不一定”）最大。
19．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B求质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 来反映的；
（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论： ；
（3）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径 （选填：“有关”或“无关”）
20．小宁用图甲的弹簧笔玩游戏，发现弹起的高低不同。小宁认为笔弹起的高度取决于内部弹簧的弹性势能，而弹簧的弹性势能大小与弹簧的弹性形变和弹簧种类有关。为了探究相同弹簧其弹性势能大小与其弹性形变的关系，小宁利用图乙所示的实验装置进行实验。【不计小球滚动和碰撞的能量损失】
【实验步骤】：①用小球在水平面上压缩弹簧至一定位置；
②释放小球撞击木块，测得木块移动的距离S。
③改变小球在水平面上压缩弹簧的位置，重复实验多次。
（1）将弹簧压缩至不同位置后释放撞击木块，若出现 现象，则可得出结论：相同弹簧弹性形变的程度越大，弹簧弹性势能越大。
（2）小宁在其中几次实验中，用小球压缩弹簧释放后撞击木块，发现木块移动到水平桌面末端并掉下桌面，影响实验的观测。在无法增加水平桌面长度的情况下，请你就上述实验提出一个合理化的改进建议： 。
21．小科同学利用如图所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。他先将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度的位置，然后都由静止释放，当小球法动到竖直位置时，将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。图中的摆长L都相同，球A、B的质量分别为、（）。
请回答：
（1）基于 的假设，小科进行甲、乙两组实验。
（2）在甲、乙两组实验中，小科每次都将小球拉到与竖直方向成的位置，然后都由静止释放。他这样做的主要目的是 。
（3）小科发现丙组木块C撞击最远，比较乙、丙实验，得出的结论是 。
22．科学小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究。
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 有关。由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 有关。
【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的同一物块，将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越 。
【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是 。
【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。
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3.2 机械能（第1课时） 分层练习
科学观念：能描述动能、势能的概念及影响因素。
科学思维：通过对实验现象的观察和分析,培养观察、分析、归纳、概括等能力；能利用动能、势能的初步知识理解、分析简单的实际问题。
探究实践：能设计简单的实验方案探究动能、重力势能的大小各与什么因素有关；通过设计实验并进行实验，培养实验设计能力和动手操作能力。
态度责任：树立科学的探究品质和创新精神，有将知识应用于生活的意识；在实验过程中，激发学习兴趣和探索精神，树立大胆质疑的科学精神；通过基本的科学探究过程，形成尊重事实、探索真理的科学态度。
01 动能
1．下列物体只具有动能的是（ ）.
A．被运动员举着不动的杠铃 B．沿坡路向上行驶的汽车
C．在水平地面上行驶的汽车 D．站在树上的猴子
【答案】C
【解析】【分析】物体由于运动具有的能叫动能，由于被举高而具有的能叫重力势能，由于发生弹性形变具有的能叫弹性势能，据此分析即可。
【解答】A. 被运动员举着不动的杠铃，不具有动能，但具有重力势能，故A错误；
B.沿坡路向上行驶的汽车，由于运动具有动能，由于位置升高具有重力势能，故B错误；
C. 在水平地面上行驶的汽车，由于运动具有动能，由于高度没有变化，因此不具有重力势能，故C正确；
D. 站在树上的猴子，没有运动不具有动能，由于位置升高而具有重力势能，故D错误。
故选C。
2．（2022九上·临海月考）为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验(如图所示)，让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离。关于该实验的说法中，不正确的是（ ）
A．该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小
B．该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等
C．在实验器材选择时，可以不考虑斜面的光滑程度、被撞木块的质量和软硬等因素
D．实验过程中，让同一小球从不同高度滚下，目的是为了让小球获得不同的运动速度
【答案】C
【解析】【分析】根据对影响动能因素的探究实验的过程、现象和结论的认识分析判断。
【解答】A.该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小，故A正确不合题意；
B.该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等，故B正确不合题意；
C.在实验器材选择时，斜面的光滑程度、被撞木块的质量和软硬等因素，都会影响木块在水平面上运动距离的远近，从而影响动能大小的判断，故C错误符合题意；
D.实验过程中，让同一小球从不同高度滚下，目的是为了让小球获得不同的运动速度，故D正确不合题意。
故选C。
02 重力势能
1．（2022九上·长兴期中）最新刑法修正案生效，“高空抛物”正式人刑。高空抛物存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的（ ）
A．重力 B．动能 C．重力势能 D．弹性势能
【答案】C
【解析】【分析】根据重力势能的定义判断。
【解答】物体由于被举高具有的能量叫重力势能，且高度越大，重力势能越大，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
2．（2023九上·衢江期中）小衢同学在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验时提出了如下猜想：
猜想一：物体的重力势能大小可能与物体的质量有关。
猜想二：物体的重力势能大小可能与物体所在高度有关。
为了验证上述猜想，他利用小桌子、沙子、质量不同的重物和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌子腿朝下放在平整的沙面上，把重物从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。按上述方案进行实验，其实验数据如表所示。
实验序号 重物质量m/g 重物距桌面高度H/cm 桌腿进入沙子的深度h/cm
① 20 20 1.9
② 20 30 2.9
③ 20 40 3.8
④ 30 20 2.9
⑤ 40 20 4.1
（1）实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小。
（2）为了验证猜想一，需要选择表中 （填实验序号）三组实验数据进行分析。
（3）分析表中①②③三组实验数据，可以得出结论 。
【答案】（1）桌腿进入沙子中的深度大小
（2）①④⑤
（3）说明物体质量一定时，物体高度越高，重力势能越大
【解析】【分析】 本实验运用了转换法，通过桌腿进入沙子的深度来反映了重物具有重力势能的大小；根据控制变量法可知，要验证重力势能的大小与物体所在高度有关，需控制物体的质量相同，高度不同，设计了 ①②③ 组实验，要验证重力势能的大小与物体的质量有关，需控制物体所处的高度相同，质量不同。设计了①④⑤ 组实验。
【解答】 (1)该实验方法是转换法，实验中通过桌腿进入沙子中的深度大小来判断物体重力势能的大小；
(2)要验证猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关，要控制物体所处的高度相同，改变物体的质量进行实验，故应选择①④⑤三组数实验据进行分析；
(3)分析①②③组实验数据可得，重物质量一定，重物距离桌面高度越大，桌腿进入沙子的深度越深，说明物体质量一定时，物体高度越高，重力势能越大。
03 弹性势能
1．下列物体不具有弹性势能的是（ ）
A．被压紧的弹簧 B．被撑竿跳运动员压弯的撑竿
C．从拉弯的弓中射出的箭 D．发生形变的蹦床
【答案】C
【解析】【分析】发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能，判断一个物体是否具有弹性势能，只要看这个物体是否发生了弹性形变.
【解答】被压紧的弹簧发生了弹性形变，具有弹性势能，故A不符合题意；
B、被撑杆跳运动员压弯的撑杆发生了弹性形变，具有弹性势能，故B不符合题意；
C、从拉弯的弓中射出的箭，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，具有动能，故C符合题意；
D、发生形变的蹦床具有弹性势能，故D不符合题意.
故答案为C.
2．人拉弓射箭时，下列说法中正确的是（ ）
A．放在张紧了的弓上的箭，具有弹性势能
B．弓被拉得越弯，人的弹性势能越大
C．弓被拉得越弯，弓的弹性势能越大
D．弓的弹性势能还和它的质量有关
【答案】C
【解析】【分析】物体由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能，弹性势能的大小与物体所发生的弹性形变的程度有关．
【解答】解：A、张紧了的弓具有弹性势能，箭没有弹性势能；故A错误；
B、弓被拉得越弯，弓的弹性势能越大，而人没有弹性势能；故B错误；
C、弹性势能跟弹性形变的程度有关，弓拉得越弯，弓的弹性势能越大，故C正确；
D、弹性势能的大小与物体所发生的弹性形变的程度有关，弓的弹性势能和它的质量无关，故D错误．
故选C．
1．【答案】B
【解析】【解答】A空中飞行的排球并没有发生弹性形变，所以不具有弹性势能，故A错误，不符合题意；
B被拧紧的闹钟发条发生了弹性形变，根据弹性势能的定义，所以该物体具有弹性势能，故B正确，符合题意；
C楼上的砖，没有发生弹性形变，所以不具有弹性势能，故C错误，不符合题意；
D正在下落的雨滴没有发生弹性形变，所以也不具有弹性势能，故D错误，不符合题意．
【分析】利用弹性势能的定义，分析出物体具有弹性势能的特征，从而判定出选项中的物体是否具有弹性势能．
2．【答案】C
【解析】【分析】判定物体具有什么形式的机械能，要利用该形式机械能的特征去判定：具有动能的特征是运动；重力势能的特征是举高；弹性势能的特征是发生弹性形变。
【解答】A、在水平公路上行驶的小轿车，只具有动能，没有发生弹性形变，因此没有弹性势能；
B、悬挂在天花板上的电灯，具有一定高度，具有重力势能，没有弹性势能；
C、被拉开的弹弓，发生了弹性形变，具有弹性势能；
D、在空中飞行的飞机具有动能和重力势能，没有弹性势能。
故答案为：C
3．【答案】B
【解析】【分析】AB.弹性势能大小与物体发生弹性形变大小的程度有关；
CD.重力势能与质量和高低有关。
【解答】A.把压缩的弹簧放松，它的长度增加，形变程度减小，则势能减小，故A错误；
B.同一根橡皮筋拉得越长，形变程度越大，则它的势能也越大，故B正确；
C.树上的两个苹果，位置高的质量小，位置低的质量大，那么二者的势能可能相同，故C错误；
D.正在下落的两个铅球，5千克的铅球高度小，4千克的铅球高度大，则二者重力势能可能相同，故D错误。
故选B。
4．【答案】B
【解析】【解答】A.在空中飞翔的雄鹰同时具有动能和重力势能，故A错误，不符合题意；
B.在空中匀速下落的降落伞具有动能和重力势能，故B正确，符合题意；
C.发生弹性形变的橡皮筋具有弹性势能，不发生弹性形变的橡皮筋不具有弹性势能，故C错误，不符合题意；
D.B正确故D错误，不符合题意．
【分析】(1)机械能包括动能和势能，弹性势能和重力势能统称为势能；(2)物体由于运动而具有的能，叫做动能．物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能．物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能．
5．【答案】C
【解析】【解答】 质量大的物体，如果被举的高度不大，重力势能不一定大，A错；
被举得高的物体，如果质量较小，重力势能不一定大，B错；
重力势能大小与物体速度无关，D错；
故选C
【分析】判断一个物体是否具有重力势能，关键看此物体有没有被举高，若被举高了，则物体具有重力势能。重力势能除与物体所在的高度有关，还与物体质量有关，质量越大，高度越大，重力势能越大。
6．【答案】C
【解析】【分析】根据图片确定实验中哪个因素相同，哪个因素不同即可。
【解答】在实验中，小球的质量相同，它从斜面上的不同高度释放，那么到达水平面时的速度不同，通过木块被推动的距离可以判断小球动能的大小，则该实验探究动能的大小与速度的关系，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
7．【答案】A
【解析】【分析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能，弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关；（2）物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，重力势能与物体的质量和高度有关；（3）物体由于运动而具有的能叫做动能，动能与物体的质量和速度有关．
【解答】解：（1）甲是一个被拉伸了0.5m的弹簧，发生弹性形变，具有弹性势能；（2）乙是一个从地面被举高0.5m的小球，具有重力势能；（3）丙是一个正在以0.5m/s的速度运动的小球，具有动能．
因此这三个物体都具有机械能．
故选A．
8．【答案】D
【解析】【分析】（1）如果物体能够做功，那么物体就具有能量；
（2）动能与质量和速度有关；
（3）重力势能与质量和高度有关；
（4）弹性势能的大小与形变程度有关。
【解答】A.悬在空中的打桩重锤，虽然没有做功，但是它能够做功，所以具有能量，故A错误；
B.运动速度相同的物体，由于不明确质量的大小关系，因此它们具有的动能不一定相等，故B错误；
C.重力势能相等的物体，由于不明确质量的大小关系，因此它们不一定处于同一高度，故C错误；
D.在弹性限度内，同一个弹簧测力计挂5N重物时弹簧的长度比挂2N时大，则它的弹性势能也大，故D正确。
故选D。
9．【答案】D
【解析】【分析】（1）动能的影响因素是质量和速度，根据控制变量法分析即可；
（2）小车推动木块，而木块克服水平面的摩擦做功，那么木块移动距离的远近将反映小车动能的大小；如果表面光滑，那么小车都会不停运动，无法判断动能大小；
（3）小车到达水平面时的速度由它在斜面上的高度决定，分析要控制的变量即可；
（4）根据上面的分析确定小车动能大小的分析方法。
【解答】A.探究“动能大小与速度的关系”，应该改变速度而控制小车的质量相同，故A错误；
B.在实验中，水平面要保持一定的粗糙程度，不能是光滑的，故B错误；
C.实验中，为了改变小车的速度，因此让小车从斜面上不同高度处开始下滑，故C错误；
D.用木块移动的距离来比较小车动能的大小，故D正确。
故选D。
10．【答案】C
【解析】【分析】分析各个选项中使用的物理研究方法即可。
【解答】用木块被撞击后移动的距离反映钢球动能的大小，使用了转换法。
A.通过水流初步认识电流，使用了类比法，故A不合题意；
B.用磁感线描述磁体的磁场，使用了模型法，故B不合题意；
C.通过小球撞出的沙坑深度反映重力势能的大小，使用了转换法，故C符合题意；
D.保持电阻不变探究通过导体的电流与电压的关系，使用了控制变量法，故D不合题意。
故选C。
11．【答案】B
【解析】【分析】（1）（2）重力势能的大小与质量和高度有关，根据控制变量法的要求判断；
（3）实心球撞击橡皮泥，橡皮泥发生凹陷，且凹陷程度越大，说明重力势能越大；
（4）根据控制变量法的要求，分析器材是否满足探究要求。
【解答】探究重力势能与质量的关系时，必须控制小球下落的高度相同，而改变小球的质量，应该选择c和d，故A正确不合题意，B错误符合题意；
球落在橡皮泥中的凹陷程度可以反映重力势能的大小，故C正确不合题意；
探究重力势能与高度的关系时，必须控制小球的质量和体积相同，而改变高度，因此任选其中一个小球即可，故D正确不合题意。
故选B。
12．【答案】A
【解析】【分析】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。
【解答】开始时，甲、乙、丙是完全相同的小球，质量相同，速度相同，则动能大小相同；高度为0，所以三个小球的重力势能都为0；
甲、乙、丙三个小球都到达最高点时，小球的质量不变，甲、丙小球在最高点时的速度为0，小球的动能全部转化为重力势能，所以甲、丙小球的重力势能是相同的；乙小球在最高点时在水平方向上具有一定的速度，具有一定的动能，所以此时乙小球的重力势能小于甲、丙小球的重力势能，故A正确、BCD错误。
故答案为：A。
13．【答案】C
【解析】【分析】根据动能的影响因素判断。
【解答】根据图像可知，t1~t3时刻中，雨滴的速度先增大后不变，即v1故选C。
14．【答案】D
【解析】【分析】（1）本实验中，小球推动木块运动，而木块克服摩擦力做功，因此木块移动距离的远近反映小球动能的大小，那么接触面必须是粗糙的；
（2）根据控制变量法的要求，探究弹性势能与弹簧自然长度的关系时，必须控制弹簧压缩程度相同而改变弹簧的自然长度；
（3）探究钢球动能与速度的关系，必须控制质量相同而改变速度；同一个钢球的质量相等，改变弹簧的压缩程度，那么钢球的速度就会不同，观察木块移动的距离可以知道钢球动能的大小；
（4）探究弹性势能的大小是否与形变程度有关时，控制其它因素相同改变弹簧的形变程度，这里应用了控制变量法；而通过木块移动的距离判断弹性势能的大小，这里运用了转换法。
【解答】A.如果水平面光滑，那么无论弹性势能大小，木块受到撞击后会不停运动，无法比较势能的大小，故A错误；
B.研究弹性势能的大小跟弹簧自然长度是否有关时，将长度不停的弹簧分别压缩相同程度后静止释放钢球，比较木块被撞击后移动的距离，故B错误；
C.利用该实验可以研究钢球动能与速度的关系，故C错误；
D.该实验用到了“控制变量法”和“转换法”两种科学方法，故D正确。
故选D。
15．【答案】重力势能；动能
【解析】【分析】物体由于运动具有的能量叫做动能，物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能，物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能，重力势能和弹性势能统称势能，动能和势能统称机械能。
16．【答案】（1）速度
（2）转换法
【解析】【分析】 （1）动能的大小与质量和速度有关，研究某一变量时要控制其他变量不变，这是控制变量法；
（2）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来，这种研究物理问题的方法叫转换法。
【解答】 （1）质量相同，下落时高度不同，小钢球速度不同，是为了研究动能大小与速度的关系；
（2）小球下落后，将会推动水平面上的木块做功，小球的动能越大，做功越多，木块移动的距离就越远，这里将小球的动能大小转化为木块在水平面上移动的距离，运用了转换法。
17．【答案】（1）纸盒被推动的距离
（2）速度
【解析】【分析】（1）小球撞击纸盒，纸盒在水平面上移动时克服阻力做功。根据W=fs可知，纸盒移动的距离越大，则克服阻力做功越大，那么小球的动能越大；
（2）根据图片分析甲和乙中哪个因素不同即可。
【解答】（1）小科是通过观察比较纸盒被推动的距离来比较小球动能的大小。
（2）根据图片可知，甲、丙两次实验中小球在斜面上的高度不同，即小球的速度不同，因此是为了探究物体的速度对其动能的影响。
18．【答案】B；C；一定
【解析】【分析】重力势能的大小与物体的质量和高度有关，据此分析解答。
【解答】（1）根据图片可知，B比A打得更深，则B的重力势能更大，即当A、B质量相同时，B锤的高度更高些；
（2）C比B打得更浅，则C的重力势能更小。当B、C下落高度相同时，C的质量更小些。
（3）此过程中B锤将地桩打得最深，B锤的重力势能一定最大。
19．【答案】（1）球陷入沙面的深度
（2）当所处高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大
（3）无关
【解析】【分析】（1）球撞击沙子从而陷入其中，即球陷入沙面的深度越大，则球的重力势能越大。
（2）根据图片分析哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论；
（3）当运动路径不同时，如果陷入深度相同，那么说明重力势能与路径无关；否则，二者有关。
【解答】（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映的；
（2）比较A、B两球可知，二者高度相同，B的质量更大，B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当所处高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；
（3）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。
20．【答案】（1）弹簧形变越大，木块移动距离越大
（2）增大木块质量/增加接触面的粗糙程度
【解析】【分析】 （1）在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的条件下，当弹簧被压缩的越多，弹性势能越大，小球撞击木块时具有的动能越大，对木块所做的功就越多，所以木块滑行的距离也就越长；
（2）从增大摩擦力缩短木块运动路程角度分析。
【解答】 （1）当弹簧被压缩的越多，如果小球撞击木块滑行的距离越长，说明小球对木块做的功就越多，小球撞击木块时的动能就越大，弹簧的弹性势能就越大，则可得出结论：相同弹簧弹性形变的程度越大，弹簧弹性势能越大；
（2） 。在无法增加水平桌面长度的情况下， 合理的建议为：可以增加水平桌面的粗糙程度，如在水平面上放足够长的毛巾，增大木块受到的摩擦力，缩短木块运动路程。
21．【答案】（1）物体动能的大小与物体的质量有关
（2）控制物体的速度相同（碰撞时）
（3）物体质量相同时，速度越大动能越大
【解析】【分析】控制变量法实验注意控制变量，通过被撞物体滑行距离来反映动能的大小。
【解答】（1）甲乙除了小球质量不同，其他因素都相同，所以是探究物体动能的大小与物体的质量有关 ；
（2）每次小球从相同高度释放，可以控制物体的速度相同；
（3）丙图夹角大，撞击时速度更大，被撞物体运动远，说明物体质量相同时，速度越大动能越大。
22．【答案】速度；质量；大；质量一定时，物体的速度越大，动能越大；超载
【解析】【分析】】本题通过转换法即物体移动距离反应动能大小。
【解答】【猜想假设】 物体的动能跟物体的速度和质量有关，“安全驾驶莫超载”，猜想：汽车的动能可能与质量有关。由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；
【进行实验】实验中运用转换法，通过观察物块被撞得远近来得到小球具有动能的大小的，且物块被撞得越远，球对物块做功越多，金属球到达水平面时的动能就越大。
【分析论证】 验证汽车的动能可能跟速度有关，控制质量不变，改变速度的大小，所以选择甲丙两图进行实验。 分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是质量一定时，物体的速度越大，动能越大
【实践应用】 分析甲、乙两图可知，金属球质量越大物块被撞击得更远，可以解释超载行驶是危险性大的原因。
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