第十一讲 功和机械能 第2节 机械能及其转化
考向1 机械能及其转化（7年3考）
1.对我国一些科技成就相关内容分析正确的打“√”，错误的打“ ”。
（2024天津10题节选0.75分）神舟飞船返回舱——它在地面附近减速下降过程中机械能不变
2.（2020天津3题3分）2020年6月23日，我国“北斗三号”全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射成功。若某卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时速度增大了，由此可知其动能
A．减小 B．增大 C．不变 D．消失
3.（2018天津6题3分）用细线将小球系好后，固定在天花板上，做成一个摆。如图所示，小球从A点摆动到B点的过程中
A．速度变小，动能变大
B．速度变小，动能变小
C．速度变大，重力势能变小
D．速度变大，重力势能变大
考向2 探究物体的动能跟哪些因素有关（7年1考）
4. （2021天津22题6分）兴趣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。
考向3 探究物体的重力势能跟哪些因素有关（7年2考）
5.（2019天津22题6分）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想。
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；
猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关。
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验，如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块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，其实验数据如下表所示。
实验 序号 铁块质 量m/g 铁块距桌面 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，需选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析。
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是： 。
重难点1 机械能及其转化
1.（2023河东区一模）如图所示的情境中，势能转化为动能的是
A.运动员从高处 B.运动员将弓拉弯 C.滚摆向上运动 D.卫星从近地点向
落下 远地点运动
2. （2024部分区一模）2023年5月23日，我国科考队再次登上珠穆朗玛峰，进行“珠峰科考”。如图所示，科考队员在踏着皑皑白雪向上攀登的过程中，其重力势能将
A.增大
B.减小
C.不变
D.先增大后减小
3.（2024河东区二模）小杰在商场购物时，他随自动扶梯一起匀速上升的过程中
A.动能减小 B.机械能增大 C.机械能减小 D.重力势能不变
4. （2024连云港）2024年4月25日，我国长征运载火箭成功将“神舟十八号”载人飞船送往预定轨道。载人飞船离开地面加速上升的过程中
A.动能增大，重力势能不变
B.动能增大，重力势能增大
C.动能不变，重力势能不变
D.动能不变，重力势能增大
5.（2024和平区二模）北斗导航系统与伽利略导航系统、GPS导航系统并称为世界三大导航系统，如图所示，北斗卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，在大气层外运行，不受空气阻力。关于此人造卫星从远地点运行到近地点的运行过程中，下列说法正确的是
A．势能减小，动能增大
B．势能减小，动能减小
C．势能增大，动能减小
D．势能增大，动能增大
6.（2024红桥区结课）如图所示的单摆，摆球在摆动过程中，下列说法正确
的是
A．a处动能最大
B．a到b过程中，重力势能先变小后变大
C．O处的重力势能最大
D．b到a过程中，动能先变小后变大
7.（2023东丽区一模）如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降，在此过程中重力势能 (选填“增大”或“减小”）。若以地面为参照物，运动员是 (选填“运动”或“静止”)的。
8. （2024红桥区一模）在校运会上，当小明参加百米跑到达终点时，他不能立即停下来，是由于他们具有 。蹦床运动员在空中下落的过程中，他的 能转化为动能。
9. （2024部分区一模）2023年1月16日，我国首艘具有破冰功能的大型航标船“海巡156”轮在天津列编。“海巡156”轮加速航行时动能 ；若其由河水驶入海水时所受浮力 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
10.（2024河北区二模）如图所示是海河边上的摩天轮，小明乘坐匀速转动的“摩天轮”向最高点运动的过程中，小明的重力势能 ，小明的机械能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
11. （2024南开区二模）为减少扬尘对空气质量的影响，各地进行洒水作业。洒水车沿道路匀速行驶，在洒水过程中，洒水车受到地面的摩擦力将 ，整车的动能将 。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
12. （2024滨海新区二模）如图所示，小孩从滑梯上坐着滑下时，速度越来越快，是因为他的重力势能转化为 能；他感觉到臀部发烫，是因为他的部分机械能转化为 能。
重难点2 探究物体的动能跟哪些因素有关
13.（2024河北区一模）为探究物体的动能跟哪些因素有关，利用斜槽、钢球、木块等器材在同一水平面上进行探究活动。钢球从高为h的斜槽上由静止滚下，在水平面上运动，运动的钢球碰上木块后，能将木块撞出一段距离s，如图所示。
（1）实验中探究的“物体的动能”是指 （选填字母）。
A.钢球在斜面上的动能
B.钢球撞击木块时的动能
C.木块被撞击后的动能
（2）若水平面是光滑的， （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（3）实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施： 。
14.（2024部分区二模）在探究“影响动能大小的因素”的实验中。
（1）让同一个小球分别从斜面上不同高度由静止滚下，小球到达水平面时的速度是 （选填“相同”或“不同”）的。
（2）让小球从斜面顶端由静止滚下，观察到木块被撞出的距离为s1，如图甲所示；让小球从斜面中间由静止滚下，观察到木块被撞出的距离为s2，如图乙所示；由上述两次实验现象，可以初步得出结论：同一物体， ,动能越大。
（3）如图丙所示，将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点由静止开始滚下，依次经过A、B两点到达C点，设A、B两点的动能分别为EA和EB，则EA （选填“大于”“等于”或“小于”）EB。当小球从B点运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将沿 （选填 “a”“b”或 “c”）轨迹运动。
15.（2023东丽区一模）小明骑自行车时发现，下坡后不踩脚踏板车子也能滑行一段距离，车子在较光滑路面上滑行的距离比粗糙的路面上要远，基于上述实例和生活经验，他依次做了下列实验。
实验一：如图1，探究阻力对物体运动的影响。
实验二:如图2，探究物体的动能跟哪些因素有关。
(1)由实验一所示，钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，目的是使钢球到达水平面时具有相同的 ；比较钢球在不同表面运动的距离，可以得出水平面越光滑，受到的摩擦力越 ，小车运动得越远。推理:如果运动的物体不受阻力，它将 。
(2)由实验二所示，实验中通过比较木块被钢球撞击后移动的距离s来比较钢球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于 (选填“控制变量法”或“转换法”);要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图；小明认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是 (选填“正确”或“错误”)的，理由是 。
重难点3 探究物体的势能跟哪些因素有关
16. （2022滨海新区二模）某物理实验小组在探究“影响重力势能大小的因素”时，提出了猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关；
猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关；
猜想三：重力势能的大小可能与物体运动路径有关。
为了验证猜想，他们准备了如下实验器材：细沙、刻度尺、一些体积相同但质量不同的小球。用上述器材做了如图所示的四次实验（小球在光滑管道中运动时无能量损失）。实验时让小球从某高度自由下落，小球陷入沙子中静止后，用刻度尺测出小球陷入沙子的深度。请根据图中实验情景完成下列内容：
（1）本实验是通过观察 来判断重力势能大小的。
（2）为了验证猜想一，需通过 （填序号）两次实验进行分析。
（3）通过对①、③两次实验进行分析，可得出结论：当物体 相同时，高度越高，物体具有的重力势能越大。
（4）通过对四次实验的分析，我们可得出的结论是：物体的重力势能与物体的高度和 有关，与物体 无关。
17. 小明探究重力势能大小与物体质量和高度的关系，实验装置如图甲所示。
（1）将铁球从斜面由静止释放后到压缩弹簧，记录铁球速度减为0时弹簧的长度。整个过程涉及的能量转化情况为 ，铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，则说明铁球的重力势能越 （选填“大”或“小”）。
（2）将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1＜h2）处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2（l1＞l2），则你能得出的结论是 。
（3）若要探究重力势能大小与物体质量的关系，请简要写出你的设计思路： 。
（4）结合本实验和所学知识，分析图乙所示的水坝，发电机安装在 位置较为合理（选填“C”或“D”），你认为适合建造大型水力发电站的地方应该具备哪些条件： 。
1. （2024红桥区结课）毛主席在《沁园春·雪》一词中写到：“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕”。对于“弯弓”的过程中所蕴含的物理知识，下列理解正确的是
A.“弯弓”发生的是塑性形变
B.“弯弓”说明力可以改变物体的运动状态
C.“弯弓”的过程中弓的弹性势能增大
D.“弯弓”的过程中弓的机械能不变
2.（2024南开区一模）2023年10月26日，搭载“神舟十七号”载人飞船的“长征二号”F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是
A.分离前以火箭为参照物，飞船是运动的
B.火箭在加速升空过程中受到非平衡力作用
C.火箭在加速升空过程中动能转化为重力势能
D.火箭外壳一般选用高强铝合金是因为它密度大，便于减轻自重
3.（2024河东区一模）如图所示，下列关于运动员在跳板跳水过程中分析正确的是
A．运动员起跳时对跳板的压力的施力物体是跳板
B．运动员起跳时，跳板对运动员的力大于运动员对跳板的力
C．运动员离开跳板后上升过程中重力势能转化为动能
D．运动员从空中下落至水面过程中重力势能转化为动能
4.（2024河西区二模）如图所示，体育运动的瞬间，其中运用物理知识分析正确的是
A．图甲，体操运动员在手上涂防滑粉是为了减少摩擦
B．图乙，举重运动员举着杠铃原地不动，他对杠铃做了功
C．图丙，拉弯的弓将箭射出，是弓的弹性势能转化为箭的动能
D．图丁，撑竿跳高运动员将竿压弯，说明力可以改变物体的运动状态
5. （2024河东区一模）小明乘坐大巴去旅游，看到高速公路旁的限速牌如图甲所示，他猜想不同车型限速不同的原因可能是质量和速度影响车辆的动能大小，而动能越大，发生交通事故的后果越严重。于是他进行了如图乙所示的实验：让钢球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的木块，将木块撞出一段距离，记录实验数据如表。
实验 序号 钢球的 质量m/g 钢球自由 滚下的高 度h/cm 木块被撞击 后移动的距 离s/cm
① 30 10 4
② 30 20 16
③ 60 20 32
（1）实验时通过观察木块被撞击后移动的距离来比较钢球动能的大小，这种物理研究方法称为 。为了探究物体的动能大小与质量的关系，应选择 （填实验序号）两次实验进行比较。
（2）分析实验①和实验②的数据可以初步得到的结论是： 。
（3）“超载”与“超速”都会给汽车造成严重的安全隐患。分析表中数据可知： （选填“超载”或“超速”）对汽车的动能影响更大，即当发生交通事故时，造成的危害更严重。
6. 小雨和小明利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。
（1）如图1所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，探究重力势能的大小与哪些因素有关。
①实验探究的是 （选填“重物”或“小桌”）的重力势能。
②通过实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越 ，说明它的重力势能越 。
③要进一步探究重力势能与质量的关系，应换用不同的重物，让它们从同一高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度。
（2）把重物按图2所示方式分别放在小桌上，观察小桌陷入沙子的深度，探究压力作用效果与什么因素有关。
①在分析压力作用效果与压力大小的关系时，小雨选择甲、乙两次实验进行比较，得出结论：压力越大，压力作用效果越明显；小明选择甲、丙两次实验进行比较，得出结论：压力越大，压力作用效果越不明显，你认为 的实验结论是错误的，理由是 。
②分析乙、丙两次实验可发现压力作用效果与 有关。
（3）上述探究过程中都通过小桌陷入沙子的深度来显示要探究的问题，下列实验中也用到这种研究方法是 （填字母）。
A.测量物体运动的速度
B.探究物质的吸热能力
C.探究电流与电压、电阻的关系第十一讲 功和机械能 第2节 机械能及其转化
考向1 机械能及其转化（7年3考）
1.对我国一些科技成就相关内容分析正确的打“√”，错误的打“ ”。
（2024天津10题节选0.75分）神舟飞船返回舱——它在地面附近减速下降过程中机械能不变（ ）
2.（2020天津3题3分）2020年6月23日，我国“北斗三号”全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射成功。若某卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时速度增大了，由此可知其动能（ B ）
A．减小 B．增大 C．不变 D．消失
3.（2018天津6题3分）用细线将小球系好后，固定在天花板上，做成一个摆。如图所示，小球从A点摆动到B点的过程中（ C ）
A．速度变小，动能变大
B．速度变小，动能变小
C．速度变大，重力势能变小
D．速度变大，重力势能变大
考向2 探究物体的动能跟哪些因素有关（7年1考）
4.【科学探究】（2021天津22题6分）兴趣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 速度 有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 质量 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 大 。
【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： 质量一定时，物体的速度越大，动能越大 。
【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 超载 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。
考向3 探究物体的重力势能跟哪些因素有关（7年2考）
5.（2019天津22题6分）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想。
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；
猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关。
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验，如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块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，其实验数据如下表所示。
实验 序号 铁块质 量m/g 铁块距桌面 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 桌腿进入沙子的深度 来判断物体重力势能的大小。
（2）为了验证猜想一，需选择表中 ①④⑤ （填实验序号）三组数据进行分析。
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是： 质量相同的物体，高度越大，重力势能越大 。
重难点1 机械能及其转化
1.（2023河东区一模）如图所示的情境中，势能转化为动能的是（ A ）
A.运动员从高处 B.运动员将弓拉弯 C.滚摆向上运动 D.卫星从近地点向
落下 远地点运动
2.【信息意识】（2024部分区一模）2023年5月23日，我国科考队再次登上珠穆朗玛峰，进行“珠峰科考”。如图所示，科考队员在踏着皑皑白雪向上攀登的过程中，其重力势能将（ A ）
A.增大
B.减小
C.不变
D.先增大后减小
3.（2024河东区二模）小杰在商场购物时，他随自动扶梯一起匀速上升的过程中（ B ）
A.动能减小 B.机械能增大 C.机械能减小 D.重力势能不变
4.【津津甄选】（2024连云港）2024年4月25日，我国长征运载火箭成功将“神舟十八号”载人飞船送往预定轨道。载人飞船离开地面加速上升的过程中（ B ）
A.动能增大，重力势能不变
B.动能增大，重力势能增大
C.动能不变，重力势能不变
D.动能不变，重力势能增大
5.（2024和平区二模）北斗导航系统与伽利略导航系统、GPS导航系统并称为世界三大导航系统，如图所示，北斗卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，在大气层外运行，不受空气阻力。关于此人造卫星从远地点运行到近地点的运行过程中，下列说法正确的是（ A ）
A．势能减小，动能增大
B．势能减小，动能减小
C．势能增大，动能减小
D．势能增大，动能增大
6.（2024红桥区结课）如图所示的单摆，摆球在摆动过程中，下列说法正确
的是（ B ）
A．a处动能最大
B．a到b过程中，重力势能先变小后变大
C．O处的重力势能最大
D．b到a过程中，动能先变小后变大
7.（2023东丽区一模）如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降，在此过程中重力势能 减小 (选填“增大”或“减小”）。若以地面为参照物，运动员是 运动 (选填“运动”或“静止”)的。
8. （2024红桥区一模）在校运会上，当小明参加百米跑到达终点时，他不能立即停下来，是由于他们具有 惯性 。蹦床运动员在空中下落的过程中，他的 重力势能 能转化为动能。
9.【本土素材】（2024部分区一模）2023年1月16日，我国首艘具有破冰功能的大型航标船“海巡156”轮在天津列编。“海巡156”轮加速航行时动能 变大 ；若其由河水驶入海水时所受浮力 不变 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
10.（2024河北区二模）如图所示是海河边上的摩天轮，小明乘坐匀速转动的“摩天轮”向最高点运动的过程中，小明的重力势能 增大 ，小明的机械能 增大 。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
11.【环境意识】（2024南开区二模）为减少扬尘对空气质量的影响，各地进行洒水作业。洒水车沿道路匀速行驶，在洒水过程中，洒水车受到地面的摩擦力将 减小 ，整车的动能将 减小 。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
12.【教材图片改编】（2024滨海新区二模）如图所示，小孩从滑梯上坐着滑下时，速度越来越快，是因为他的重力势能转化为 动 能；他感觉到臀部发烫，是因为他的部分机械能转化为 内 能。
重难点2 探究物体的动能跟哪些因素有关
13.（2024河北区一模）为探究物体的动能跟哪些因素有关，利用斜槽、钢球、木块等器材在同一水平面上进行探究活动。钢球从高为h的斜槽上由静止滚下，在水平面上运动，运动的钢球碰上木块后，能将木块撞出一段距离s，如图所示。
（1）实验中探究的“物体的动能”是指 B （选填字母）。
A.钢球在斜面上的动能
B.钢球撞击木块时的动能
C.木块被撞击后的动能
（2）若水平面是光滑的， 不能 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（3）实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施： 增大斜面的高度 。
14.（2024部分区二模）在探究“影响动能大小的因素”的实验中。
（1）让同一个小球分别从斜面上不同高度由静止滚下，小球到达水平面时的速度是 不同 （选填“相同”或“不同”）的。
（2）让小球从斜面顶端由静止滚下，观察到木块被撞出的距离为s1，如图甲所示；让小球从斜面中间由静止滚下，观察到木块被撞出的距离为s2，如图乙所示；由上述两次实验现象，可以初步得出结论：同一物体， 速度越大 ,动能越大。
（3）如图丙所示，将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点由静止开始滚下，依次经过A、B两点到达C点，设A、B两点的动能分别为EA和EB，则EA 大于 （选填“大于”“等于”或“小于”）EB。当小球从B点运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将沿 a （选填 “a”“b”或 “c”）轨迹运动。
15.（2023东丽区一模）小明骑自行车时发现，下坡后不踩脚踏板车子也能滑行一段距离，车子在较光滑路面上滑行的距离比粗糙的路面上要远，基于上述实例和生活经验，他依次做了下列实验。
实验一：如图1，探究阻力对物体运动的影响。
实验二:如图2，探究物体的动能跟哪些因素有关。
(1)由实验一所示，钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，目的是使钢球到达水平面时具有相同的 速度 ；比较钢球在不同表面运动的距离，可以得出水平面越光滑，受到的摩擦力越 小 ，小车运动得越远。推理:如果运动的物体不受阻力，它将 做匀速直线运动 。
(2)由实验二所示，实验中通过比较木块被钢球撞击后移动的距离s来比较钢球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于 转换法 (选填“控制变量法”或“转换法”);要探究动能大小与物体质量的关系应选用 甲、乙 两图；小明认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是 错误 (选填“正确”或“错误”)的，理由是 没有控制钢球的质量相等 。
重难点3 探究物体的势能跟哪些因素有关
16.【科学探究】（2022滨海新区二模）某物理实验小组在探究“影响重力势能大小的因素”时，提出了猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关；
猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关；
猜想三：重力势能的大小可能与物体运动路径有关。
为了验证猜想，他们准备了如下实验器材：细沙、刻度尺、一些体积相同但质量不同的小球。用上述器材做了如图所示的四次实验（小球在光滑管道中运动时无能量损失）。实验时让小球从某高度自由下落，小球陷入沙子中静止后，用刻度尺测出小球陷入沙子的深度。请根据图中实验情景完成下列内容：
（1）本实验是通过观察 小球陷入沙子的深度 来判断重力势能大小的。
（2）为了验证猜想一，需通过 ①② （填序号）两次实验进行分析。
（3）通过对①、③两次实验进行分析，可得出结论：当物体 质量 相同时，高度越高，物体具有的重力势能越大。
（4）通过对四次实验的分析，我们可得出的结论是：物体的重力势能与物体的高度和 质量 有关，与物体 运动路径 无关。
17.【科学态度与责任】小明探究重力势能大小与物体质量和高度的关系，实验装置如图甲所示。
（1）将铁球从斜面由静止释放后到压缩弹簧，记录铁球速度减为0时弹簧的长度。整个过程涉及的能量转化情况为 重力势能先转化为动能，动能再转化为弹性势能 ，铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，则说明铁球的重力势能越 小 （选填“大”或“小”）。
（2）将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1＜h2）处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2（l1＞l2），则你能得出的结论是 质量相同，高度越低，重力势能越小 。
（3）若要探究重力势能大小与物体质量的关系，请简要写出你的设计思路： 质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度 。
（4）结合本实验和所学知识，分析图乙所示的水坝，发电机安装在 D 位置较为合理（选填“C”或“D”），你认为适合建造大型水力发电站的地方应该具备哪些条件： 水资源丰富（或水量大）和地势高度差大 。
1.【人文情怀】（2024红桥区结课）毛主席在《沁园春·雪》一词中写到：“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕”。对于“弯弓”的过程中所蕴含的物理知识，下列理解正确的是（ C ）
A.“弯弓”发生的是塑性形变
B.“弯弓”说明力可以改变物体的运动状态
C.“弯弓”的过程中弓的弹性势能增大
D.“弯弓”的过程中弓的机械能不变
2.（2024南开区一模）2023年10月26日，搭载“神舟十七号”载人飞船的“长征二号”F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（ B ）
A.分离前以火箭为参照物，飞船是运动的
B.火箭在加速升空过程中受到非平衡力作用
C.火箭在加速升空过程中动能转化为重力势能
D.火箭外壳一般选用高强铝合金是因为它密度大，便于减轻自重
3.（2024河东区一模）如图所示，下列关于运动员在跳板跳水过程中分析正确的是（ D ）
A．运动员起跳时对跳板的压力的施力物体是跳板
B．运动员起跳时，跳板对运动员的力大于运动员对跳板的力
C．运动员离开跳板后上升过程中重力势能转化为动能
D．运动员从空中下落至水面过程中重力势能转化为动能
4.（2024河西区二模）如图所示，体育运动的瞬间，其中运用物理知识分析正确的是（ C ）
A．图甲，体操运动员在手上涂防滑粉是为了减少摩擦
B．图乙，举重运动员举着杠铃原地不动，他对杠铃做了功
C．图丙，拉弯的弓将箭射出，是弓的弹性势能转化为箭的动能
D．图丁，撑竿跳高运动员将竿压弯，说明力可以改变物体的运动状态
5.【情景设置·实验探究】（2024河东区一模）小明乘坐大巴去旅游，看到高速公路旁的限速牌如图甲所示，他猜想不同车型限速不同的原因可能是质量和速度影响车辆的动能大小，而动能越大，发生交通事故的后果越严重。于是他进行了如图乙所示的实验：让钢球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的木块，将木块撞出一段距离，记录实验数据如表。
实验 序号 钢球的 质量m/g 钢球自由 滚下的高 度h/cm 木块被撞击 后移动的距 离s/cm
① 30 10 4
② 30 20 16
③ 60 20 32
（1）实验时通过观察木块被撞击后移动的距离来比较钢球动能的大小，这种物理研究方法称为 转换法 。为了探究物体的动能大小与质量的关系，应选择 ②③ （填实验序号）两次实验进行比较。
（2）分析实验①和实验②的数据可以初步得到的结论是： 物体的质量一定时，速度越大，物体的动能越大 。
（3）“超载”与“超速”都会给汽车造成严重的安全隐患。分析表中数据可知： 超速 （选填“超载”或“超速”）对汽车的动能影响更大，即当发生交通事故时，造成的危害更严重。
6.【勇于探究】小雨和小明利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。
（1）如图1所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，探究重力势能的大小与哪些因素有关。
①实验探究的是 重物 （选填“重物”或“小桌”）的重力势能。
②通过实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越 多 ，说明它的重力势能越 大 。
③要进一步探究重力势能与质量的关系，应换用不同的重物，让它们从同一高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度。
（2）把重物按图2所示方式分别放在小桌上，观察小桌陷入沙子的深度，探究压力作用效果与什么因素有关。
①在分析压力作用效果与压力大小的关系时，小雨选择甲、乙两次实验进行比较，得出结论：压力越大，压力作用效果越明显；小明选择甲、丙两次实验进行比较，得出结论：压力越大，压力作用效果越不明显，你认为 小明 的实验结论是错误的，理由是 没有控制受力面积相同 。
②分析乙、丙两次实验可发现压力作用效果与 受力面积 有关。
（3）上述探究过程中都通过小桌陷入沙子的深度来显示要探究的问题，下列实验中也用到这种研究方法是 B （填字母）。
A.测量物体运动的速度
B.探究物质的吸热能力
C.探究电流与电压、电阻的关系
