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第3节：动能和势能
动能
1.什么是动能：物体由于运动而具有的能。如图（1）所示，物体都具有动能。
行驶的汽车 飞翔的小鸟 空中的客机 自由下落的小球
图（1）运动的物体
2.影响动能的因素
物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小；具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。
3.动能是“由于运动”而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”，不运动的物体也具有能量，但不具有动能。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。
二、势能
1.重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。
（1）重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。
（2）重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其他形式能量。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。
2.弹性势能：物体由于发生弹性形变，而具有的能叫做弹性势能。如图（2）所示，撑杆跳高时弯曲的杆、拉开的弓箭都具有弹性势能。
弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；形变程度越大，其弹性势能越大。
撑杆跳高 拉开的弓箭
图（2）物体的形变
1.考试内容
动能和势能都是机械能，是本章的重要内容，同样也是中学物理重点内容，在中考试卷中属于常考知识点。从近几年的中考试题来看，“动能”主要考查物体是否具有动能、动能大小比较以及影响物体动能大小的因素；“势能”主要考查物体是否具有势能，势能大小比较以及影响势能大小的因素（势能分为重力势能和弹性势能）。动能和势能考题中，注意联系生活实际，把所学知识与生活相结合。21教育网
2.题型与难度
中考考题中，有关动能和势能问题形式基本上固定，常见于选择题、填空题，涉及动能实验探究题出现概率也较高，至于势能的实验探究题也曾出现过，但概率不高。填空题、选择题均属于基础题型，试题难度以中等偏下为主，只要能很好地掌握动能和势能的基本概念，一般情况下都可以很好地解答；难度较高主要集中在动能和势能的实验探究问题中，要想很好解答实验探究类试题，大家应正确理解动能和势能的基本概念以及影响它们大小的因素，另一方面利用物理分析方法结合所探究的问题，就可以很好解答此类考题。本节知识点在近几年中考中分值保持在2—5分之间，平均分值在2.5分左右。www.21-cn-jy.com
3.考点分类：考点分类见下表
考点分类 考点内容 考点分析与常见题型
常考热点 动能与势能大小判断、物体是否具有动能或势能 填空题、选择题较多，主要考查动能或势能的基本概念以及影响它们大小的因素
一般考点 动能和势能的使用探究 主要是填空题，结合物理方法探究影响它们大小的因素
冷门考点 弹性势能 选择题或填空题，考查影响弹性势能的因素或物体是否具有弹性势能
★考点一：动能
◆典例一：（2016·深圳）深圳已进入地铁时代，大大提高了出行效率。以下说法中正确的是（ ）。
A．列车行驶的速度越大，惯性越大；
B．列车上坡时重力势能增大，下坡时重力势能减小；
C．列车进站时动能增大，出站时动能减小；
D．人必须站在安全线以外的区域候车，这是因为空气流速越大，压强越大
【解析】A：惯性的大小只与物体的质量有关，与运动的速度无关，故A错误。
B：列车上坡时高度增大，所以重力势能增大，下坡时高度减小，所以重力势能减小，故B正确。
C：列车进站时速度减小，所以动能减小，出站时速度增大，所以动能增大，故C错误。
D：人必须站在安全线以外的区域候车，这是因为空气流速越大，压强越小，而不是空气流速越大，压强越大，故D错误。21世纪教育网
【答案】B。
【考点】惯性、动能、势能、流体压强。
◆典例二：（2017 龙东）（多选题）为了更好的推进习总书记提出的“一带一路”发展战略，我国计划发射十八颗通信卫星，为沿线国家提供服务。下列关于人造卫星说法中，正确的是（ ）。
A．卫星运动到近地点时，动能最大，重力势能最小；
B．卫星运动到远地点时，动能最大，重力势能最小；
C．卫星由近地点向远地点运动，重力势能转化为动能；
D．卫星由远地点向近地点运动，重力势能转化为动能
【解析】卫星运动到近地点时，速度最大，距离最近，所以动能最大，重力势能最小，故A正确。
卫星运动到远地点时，速度最小，距离最远，所以动能最小，重力势能最大，故B错误。
卫星由近地点向远地点运动，速度越来越小，动能越来越小，同时距离地球越来越远，重力势能越来越大，动能转化为重力势能，故C错误。2-1-c-n-j-y
卫星由远地点向近地点运动，速度越来越大，动能越来越大，同时距离地球越来越近，重力势能越来越小，重力势能转化为动能，故D正确。
【答案】A、D。
【考点】动能和势能的大小变化、动能和势能的转化与守恒。
★考点二：重力势能、弹性势能
◆典例一：（2017 扬州）扬州城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的（ ）。
A．弹性势能 B．重力势能 C．体积 D．阻力
【解析】物体的重力势能与物体的高度有关，物体的质量越大、高度越高，重力势能越大，所以高处的物体具有较大重力势能，故B正确为答案。
【答案】B。
【考点】重力势能和动能的转化。
◆典例二：（2017·深圳）关于功和能，下列描述正确的是（ ）。
A．机械表上发条是增加了发条的弹性势能；
B．深圳大亚湾核电站是把电能转化为核能；
C．汽车加油后，以原来的速度继续匀速行驶它的动能会降低；
D．“飞流直下三千尺”中水的动能转化为重力势能
【解析】①发生弹性形变的物体具有弹性势能，弹性形变越大弹性势能越大；②核电站是将核能转化为电能的设备；③影响动能的因素是质量和速度；④影响重力势能的因素是质量和所在高度，在一定条件下动能和势能可以相互转化。
A：上紧的机械表发条具有弹性势能，并且发条形变越大具有的弹性势能越大；故A正确。
B：在核电站中，核燃料发生裂变，释放出核能，把核能再转化为电能；故B错误。
C：汽车加油后相对于原来质量增加，虽然仍按原速度行驶，但动能相对于原来是增加的；故C错误。
D：“流直下三千尺”中，高处的水具有大量重力势能，下落过程中重力势能转化为动能；故D错误。
【答案】A。
【考点】动能和势能的概念、动能和势能的转化与守恒、核能。
★考点三：动能、势能实验探究
◆典例一：（2017 毕节）下图是探究物体的动能跟哪些因素有关的实验图。
（1）实验中通过观察木块B被钢球撞出距离的长短，来判断钢球动能大小，这种实验方法叫 （选填”控制变量法“、”转换法“或”理想模型法“）。
（2）让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块B被撞得越远，所以质量相同时，钢球的速度越大，动能就 。改变钢球的质量，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下， 的钢球将木块B撞得越远，其动能就越大。
【解析】（1）比较木块移动的距离是为了比较钢球具有动能的大小，物理学称这种实验方法为转换法；（2）钢球放置位置越高，滑到水平面的速度越大，将木块撞击的更远，这表明质量相同时，速度越大，物体的动能越大；不同小球从同一斜面同一高度滑下，滑到水平面的速度相同，质量大的将木块撞击的更远，这表明速度相同时，质量越大，物体动能越大。
【答案】（1）转换法；（2）越大、质量大。
【考点】探究影响物体动能大小的因素。
◆典例二：（2017 西宁）如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。
（1）该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体 的关系（物体A、B质量不变）；
（2）该实验中所探究物体的动能是指物体 （选填“A”或“B”）的动能；
（3）该实验物体动能的大小是通过 来反映的；
（4）该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B即将碰撞时的速度，它是通过 （选填“高度”或“质量”）来改变的；
（5）实验表明，同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被撞得越远，可得结论；
（6）若要研究物体动能与质量的关系，则需不同质量的物体从斜面 高度由静止滚下，并观察记录。
【解析】（1）动能的大小与物体的质量和速度都有关系，因此探究“物体动能的大小与什么因素有关？”的实验中，要探究的是物体动能的大小与物体质量和速度的关系；（2）该实验研究的主体是小球A，研究的是小球A动能的大小与速度和质量的关系；（3）该实验中小球动能的大小是通过B被撞距离的远近体现的，B被撞的越远，说明小球的动能越大，被撞的越近，说明小球的动能越小，这里采用了转换法的思想；（4）该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时碰撞前A的速度，这个速度的大小是通过控制小球A在斜面上的高度改变的；（5）同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被撞得越远，说明动能越大，可得结论为：当物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大；（6）为了研究物体动能与物体质量的关系，实验中多次让不同质量的物体从斜面同一高度上静止滚下时，控制了小球的速度相同，应改变物体A的质量。
【答案】（1）速度；（2）A； （3）B被撞的距离大小； （4）高度；（5）当物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大；（6）相同。
【考点】探究影响物体动能大小的因素。
1.（2017 眉山）如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是（ ）。
A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大；
B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大；
C．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变；
D．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
2.（2017 广州）电梯匀速上升过程中，电梯的（ ）。
A.动能保持不变 B.机械能保持不变 C.重力势能保持不变 D.动能转化为重力势能
3.（2017 杭州）如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的（ ）。
A．重力势能减小，动能增大；B．重力势能减小，机械能减小；
C．动能不变，机械能不变； D．重力势能不变，机械能减小
4.（2017 绵阳）2017年4月20日19点41分在文昌航天发射场，长征七号重型运载火箭搭载天舟一号货运飞船发射升空。该型号火箭以液氧煤油为燃料，在火箭加速上升过程中（ ）。
A. 液氧煤油燃烧放出的热量全部转化为火箭和天舟一号的机械能；
B. 液氧煤油燃烧放出的热量全部转化为火箭和天舟一号的动能；
C.天舟一号的动能和重力时能都增大；
D.天舟一号的动能转化为重力势能
5.（2017 怀化）在2016年8月8日巴西奥运会中，我国运动员吴敏霞与施廷懋在女子双人三米板跳水比赛中，勇夺金牌，她们在下落过程中，重力势能变 ，动能变 。
6.（2017 怀化）在2016年8月8日巴西奥运会中，我国运动员吴敏霞与施廷懋在女子双人三米板跳水比赛中，勇夺金牌，她们在下落过程中，重力势能变 ，动能变 。
7.（2017 舟山）如图所示，不计空气阻力，将排球竖直向上击出后，其运动速度越来越小，原因是排球受到的重力方向与运动方向________。而将排球向斜上方击出后，其运动速度的大小和方向都会发生变化，原因是________；排球在上升过程中动能将________（选填“增大”或“减小”）。
8.（2017 绍兴）探究“水平抛出物体飞行的距离a与物体质量m、抛出高度H、抛出时的速度v的关系”时，设计并进行了如图甲实验。www-2-1-cnjy-com
实验一：质量不同的A、B球在斜面同一高度处由静止滑下，下落到不同高度的地面。
实验二：质量不同的A、B球在斜面不同高度处由静止滑下，下落到同一高度的地面。
实验得到表一、表二两组数据：
表一
mA=100克，mB=50克，h=0.2米
次数 球 桌面离地高度H/米 落地点与抛出点水平距离s/米
1 A 0.5
2 A 1.0 0.74
3 A 1.5 0.90
4 B 0.5 0.53
5 B 1.0 0.74
6 B 1.5 0.91
表二
mA=100克，mB=50克，H=1.2米
次数 球 桌面离地高度H/米 落地点与抛出点水平距离s/米
1 A 0.1 0.59
2 A 0.2 0.81
3 A 0.3 0.99
4 B 0.1 0.58
5 B 0.2 0.81
6 B 0.3 1.00
(1)如图乙是A球从斜面高h=0.2米处下落时，测量球落地点与抛出点水平距离的示意图，该距离是 米。21cnjy.com
(2)实验一，球在斜面的同一高度静止释放，是为了保持小球离开桌面时的 相同。
(3)根据实验数据，可得出的结论是 。
9.（2017 广元）如图甲所示是小张“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验装置。
（1）小张让大小不同的实心钢球从同一斜面上相同的高度处由静止滚下，在水平面上运动并推动木块移动，是为了探究动能大小与 的关系；2·1·c·n·j·y
（2）同班同学小红发现，木块被钢球撞击后移动的距离没有其他同学的明显，认为是木块太重导致滑动摩擦力过大的原因造成。为了验证猜测，小红设计了如图乙所示“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的实验，当接触面粗糙程度不变，用弹簧测力计拉动木块匀速直线运动时，通过多次实验得到了表格中的相关数据，请你根据表中数据帮她分析并得出，滑动摩擦力f与压力F之间的数量关系式为 。【21·世纪·教育·网】
实验次数 1 2 3 4 5
木块对木板压力F/N 2 3 4 5 6
弹簧测力计读数f/N 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
跟踪训练解析
1.（2017 眉山）如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是（ ）。
A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大；
B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大；
C．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变；
D．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
【解析】卫星在近地点时，速度最大，动能最大，距离地球最近，势能最小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒；故A错误。21·世纪*教育网
卫星在远地点时，速度最小，动能最小，距离地球最远，势能最大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒；故B错误。【21cnj*y.co*m】
卫星从近地点向远地点运行时，速度越来越小，动能逐渐减小，距离地球越来越远，势能逐渐增大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒；故C正确。
卫星从远地点向近地点运行时，速度越来越大，动能逐渐增大，距离地球越来越近，势能逐渐减小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒；故D错误。
【答案】C。
【考点】动能和势能的大小变化。
2.（2017 广州）电梯匀速上升过程中，电梯的（ ）。
A.动能保持不变 B.机械能保持不变 C.重力势能保持不变 D.动能转化为重力势能
【解析】动能与质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能与质量和高度有关，质量厚度越大，重力势能越大。因为电梯匀速，因此动能不变；又因为上升，所以重力势能增大，机械能是重力势能和动能之和。因此机械能增大。【21教育】
【答案】A。
【考点】能重力势能的影响因素、机械能。
3.（2017 杭州）如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的（ ）。
A．重力势能减小，动能增大；B．重力势能减小，机械能减小；
C．动能不变，机械能不变； D．重力势能不变，机械能减小
【解析】木块在匀速下滑的过程中，速度不变，动能不变；高度减小，重力势能减小；木块在下滑过程中，受到摩擦力的作用；木块要克服摩擦力做功，机械能减少。21*cnjy*com
【答案】B。
【考点】动能和势能的大小变化。
4.（2017 绵阳）2017年4月20日19点41分在文昌航天发射场，长征七号重型运载火箭搭载天舟一号货运飞船发射升空。该型号火箭以液氧煤油为燃料，在火箭加速上升过程中（ ）。
A. 液氧煤油燃烧放出的热量全部转化为火箭和天舟一号的机械能；
B. 液氧煤油燃烧放出的热量全部转化为火箭和天舟一号的动能；
C.天舟一号的动能和重力时能都增大；
D.天舟一号的动能转化为重力势能
【解析】飞船发射升空后，高度在增加，速度也在增加，且与空气之间有摩擦力产生，所以燃料燃烧放出热量转化为火箭和天舟一号的机械能以及火箭和天舟一号克服阻力所做的功，故A、B均错误。21*教*育*名*师
天舟一号速度增加，动能增大，高度增加，重力势能增大，故C正确。
天舟一号的动能和势能没有转化，二者的增加均来自燃料的燃烧内能的转化，故D是错误的。
【答案】C。
【考点】能量转化、机械能。
5.（2017 怀化）在2016年8月8日巴西奥运会中，我国运动员吴敏霞与施廷懋在女子双人三米板跳水比赛中，勇夺金牌，她们在下落过程中，重力势能变 ，动能变 。
【解析】跳水运动员下落过程中，质量不变，高度减小，所以重力势能变小；同时其速度变大，所以动能变大。
【答案】小、大。
【考点】动能和势能的大小变化。
6.（2017 怀化）在2016年8月8日巴西奥运会中，我国运动员吴敏霞与施廷懋在女子双人三米板跳水比赛中，勇夺金牌，她们在下落过程中，重力势能变 ，动能变 。
【解析】跳水运动员下落过程中，质量不变，高度减小，所以重力势能变小；同时其速度变大，所以动能变大。
【答案】小、大。
【考点】动能和势能的大小变化。
7.（2017 舟山）如图所示，不计空气阻力，将排球竖直向上击出后，其运动速度越来越小，原因是排球受到的重力方向与运动方向________。而将排球向斜上方击出后，其运动速度的大小和方向都会发生变化，原因是________；排球在上升过程中动能将________（选填“增大”或“减小”）。
【解析】（1）将排球竖直向上击出后，其运动速度越来越小，原因是排球受到的重力方向与运动方向相反；（2）斜上方击出后，速度方向斜向上，重力方向竖直向下，由于排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上（或“成一夹角”），排球的运动速度的大小和方向都会发生变化；（3）球在上升过程中，重力势能不断增加，由于该系统中只受到重力，因此机械能守恒，势能增大，动能减小。
【答案】（1）相反；（2）排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上；（3）减小。
【考点】动能和势能的转化与守恒。
8.（2017 绍兴）探究“水平抛出物体飞行的距离a与物体质量m、抛出高度H、抛出时的速度v的关系”时，设计并进行了如图甲实验。
实验一：质量不同的A、B球在斜面同一高度处由静止滑下，下落到不同高度的地面。
实验二：质量不同的A、B球在斜面不同高度处由静止滑下，下落到同一高度的地面。
实验得到表一、表二两组数据：
表一
mA=100克，mB=50克，h=0.2米
次数 球 桌面离地高度H/米 落地点与抛出点水平距离s/米
1 A 0.5
2 A 1.0 0.74
3 A 1.5 0.90
4 B 0.5 0.53
5 B 1.0 0.74
6 B 1.5 0.91
表二
mA=100克，mB=50克，H=1.2米
次数 球 桌面离地高度H/米 落地点与抛出点水平距离s/米
1 A 0.1 0.59
2 A 0.2 0.81
3 A 0.3 0.99
4 B 0.1 0.58
5 B 0.2 0.81
6 B 0.3 1.00
(1)如图乙是A球从斜面高h=0.2米处下落时，测量球落地点与抛出点水平距离的示意图，该距离是 米。21·cn·jy·com
(2)实验一，球在斜面的同一高度静止释放，是为了保持小球离开桌面时的 相同。
(3)根据实验数据，可得出的结论是 。
【解析】（1）根据尺子的示数，估读距离为0.51～0.54m；（2）球在斜面的同一高度静止释放，使重力做的功相同，保持小球离开桌面时的速度相同；（3）根据实验数据，可得出的结论是水平抛出物体飞行的距离与抛出点的水平速度和抛出高度有关，与质量大小无关。水平抛出速度越大、抛出高度越高，水平飞行距离越远。【21教育名师】
【答案】（1）0.51～0.54；（2）水平速度；（3）水平抛出物体飞行的距离与抛出点的水平速度和抛出高度有关，与质量大小无关。水平抛出速度越大、抛出高度越高，水平飞行距离越远。
【考点】影响动能大小的因素。
9.（2017 广元）如图甲所示是小张“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验装置。
（1）小张让大小不同的实心钢球从同一斜面上相同的高度处由静止滚下，在水平面上运动并推动木块移动，是为了探究动能大小与 的关系；21-cnjy*com
（2）同班同学小红发现，木块被钢球撞击后移动的距离没有其他同学的明显，认为是木块太重导致滑动摩擦力过大的原因造成。为了验证猜测，小红设计了如图乙所示“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的实验，当接触面粗糙程度不变，用弹簧测力计拉动木块匀速直线运动时，通过多次实验得到了表格中的相关数据，请你根据表中数据帮她分析并得出，滑动摩擦力f与压力F之间的数量关系式为 。
实验次数 1 2 3 4 5
木块对木板压力F/N 2 3 4 5 6
弹簧测力计读数f/N 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
【解析】（1）影响动能大小的因素是物体质量和运动速度；小明选用大小不同的钢球，故其质量也不同，如果从同一斜面的同一高度静止滚下，它们的速度相同，故实验是为了探究动能大小与质量的关系。
（2）由表哥中的数据，可求得f1=0.3F；滑动摩擦力的大小等于拉力大小，即弹簧测力计的示数，故滑动摩擦力的大小与压力之间的关系为：f=0.3F。
【答案】（1）质量；（2）f=0.3F。
【考点】探究影响物体动能大小的因素。
知识点精析
考点概览
典例精析
跟踪训练
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第3节：动能和势能跟踪训练（附解析）
一、选择题
1.如图所示，让小球从A点静止释放时，小球从A点向C点摆动的过程中，以下说法不正确的是（ ）。
A．球从A点摆到B点的过程中，动能逐渐变大；
B．球摆到C点时，只受到重力和拉力的作用；
C．若不计空气阻力，A点与C点的高度相同；
D．球摆到C点时，若绳断开，所有力消失，球将做匀速直线运动
2.一个实心铁球和一个实心木球质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列结论中正确的是（ ）。
A．铁球的重力势能大于木球的重力势能；B．铁球的重力势能小于木球的重力势能；
C．铁球的重力势能等于木球的重力势能；D．上述三种情况都有可能
3.洒水车沿平直公路匀速行驶，将水洒在路面上，这个过程中，下列说法正确的是（ ）。
A．动能不变，势能减小；B．动能势能都减小；
C．动能势能都不变；D．不能确定动能势能是变大还是变小
4.改革开放以来，我国的航天事业得到了空前的发展，并取得了举世瞩目的成就。如图所示，为我国神舟号飞船返回舱减速降落的情景。返回舱在此过程中（ ）。21教育网
A．动能减小，重力势能减小 B．动能增大，重力势能增大
C．动能不变，重力势能减小 D．动能减小，重力势能不变
5.用电梯往高处搬运货箱．当货箱随着电梯一同匀速上升时，货箱的（ ）。
A．动能变小，重力势能变小 B．动能变小，重力势能变大
C．动能不变，重力势能变小 D．动能不变，重力势能变大
6.如图所示，旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山，它具有的（ ）。
A．动能增加，重力势能增加 B．动能不变，机械能减少
C．动能减少，重力势能增加 D．动能不变，机械能增加
7.如图，旋翼式无人机被广泛的运用在民用领域，发挥了越来越重要的作用。下列关于这款无人机的说法，正确的是（ ）。21*教*育*名*师
A．无人机在空中悬停时，旋翼相对于机身是静止的；
B．无人机无法勘探月球表面的月貌；
C．无人机匀速下降时，重力势能转化为动能；
D．无人机在空中飞行时，始终受到平衡力作用
二、填空题
8.如图为撑杆跳的过程示意图，在这项运动中，根据能量以及能量转化的物理知识，可知：运动员助跑的目的是为了在起跳前获得较大的 。撑杆起跳时， 能转化为重力势能，越过横杆在最高点时重力势能最大，此时动能 （大于/等于/小于）0。
9.用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么小球在最高点的势能 下降至最低点的动能；实际上，小球在摆动过程中，会与空气摩擦产生热，摆幅逐渐减小，最终停下来，那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能 小球在最高点所具有的势能。（填“大于”、“等于”或“小于”）
10.在2016年8月8日巴西奥运会中，我国运动员吴敏霞与施廷懋在女子双人三米板跳水比赛中，勇夺金牌，她们在下落过程中，重力势能变 ，动能变 。2·1·c·n·j·y
11.如图是人造地球卫星的轨道示意图。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。卫星在远地点时 能最大，从远地点向近地点运动时，它的势能减小、 能增大，速度也就增大。
12.如图所示，快递公司尝试用无人机运送包裹，在带着包裹匀速飞行过程中，无人机受到的升力的施力物体是 ，包裹的动能 （填“变大”、“变小”或“不变”），以无人机为参照物，包裹是 的（填“运动”或“静止”）。
13．2017年5月5日，中国首款按照最新国际适航标准民用飞机C919在浦东机场第四跑道成功起飞．飞机起飞前在跑道上加速行驶，此时飞机的重力势能 （选填”增大“、”减小“或”不变“）；当飞机起飞后，以飞机为参照物，机上乘客是 的；飞机前进时，升力的产生应用的物理知识是 。
14.用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么小球在最高点的势能 下降至最低点的动能；实际上，小球在摆动过程中，会与空气摩擦产生热，摆幅逐渐减小，最终停下来，那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能 小球在最高点所具有的势能。（填“大于“、”等于“或”小于“）
三、实验探究题
15.如图甲所示是小张“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验装置。
（1）小张让大小不同的实心钢球从同一斜面上相同的高度处由静止滚下，在水平面上运动并推动木块移动，是为了探究动能大小与 的关系；
（2）同班同学小红发现，木块被钢球撞击后移动的距离没有其他同学的明显，认为是木块太重导致滑动摩擦力过大的原因造成。为了验证猜测，小红设计了如图乙所示“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的实验，当接触面粗糙程度不变，用弹簧测力计拉动木块匀速直线运动时，通过多次实验得到了表格中的相关数据，请你根据表中数据帮她分析并得出，滑动摩擦力f与压力F之间的数量关系式为 。
实验次数 1 2 3 4 5
木块对木板压力F/N 2 3 4 5 6
弹簧测力计读数f/N 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
16.如图，为了探究动能的大小与哪些因素有关，某同学设计了“小球撞物块”的实验，将静止的木质小球释放，观察物块被推动的距离，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，用物块移动的距离来表示动能的大小；
B．小球在下落的过程中，重力势能减小，动能增大；
C．将木球换成同样大小的铁球，重复实验，发现物块被推动距离增大，说明质量越大，动能越大；
D．将木球从不同高度释放，比较物块被推动的距离，是为了探究动能与高度之间的关系
17.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.要改变小车质量；
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
18.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块(如图所示)，下列说法中正确的是( )。21·世纪*教育网
A．本实验研究的是木块的动能与它的质量、速度的关系；
B．在探究动能与速度的关系时，要保持小球的质量不变，让小球从相同的高度滚下，以不同的速度推动木块移动；21*cnjy*com
C．在探究动能与物体质量的关系时，要选择两个质量不同的小球，并让它们分别从同一斜面的不同高度滚下；
D．实验中通过观察木块移动的距离来比较动能大小的。
19.如图甲所示，用斜面、木板、棉布、玻璃板、小车做“探究阻力对物体运动的影响”的实验。
（1）①为了使小车到达水平面的速度相同，应让小车从斜面的 自由下滑。
②小车在水平玻璃板上运动时受到 个力的作用。
③通过实验观察到：小车受到的阻力越小，运动的路程越 ；由此可以推测，如果小车在绝对光滑的水平面上运动，即不受阻力作用，小车将做 运动。www.21-cn-jy.com
甲 乙
（2）如图乙所示，用装有细沙的容器、三脚小桌和质量不同的木块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”实验。
① 该实验是通过观察比较 来间接判断物体重力势能大小的。
② 实验中采用质量不同的木块，是为了探究物体重力势能大小与物体 的关系，操作时应该让木块从 （选填“相同”或“不同”）的高度自由下落。
第3节：动能和势能跟踪训练解析
一、选择题
1.如图所示，让小球从A点静止释放时，小球从A点向C点摆动的过程中，以下说法不正确的是（ ）。
A．球从A点摆到B点的过程中，动能逐渐变大；
B．球摆到C点时，只受到重力和拉力的作用；
C．若不计空气阻力，A点与C点的高度相同；
D．球摆到C点时，若绳断开，所有力消失，球将做匀速直线运动
【解析】小球从A点静止释放，小球的动能由零开始逐渐增大，到达B点时动能最大；动能的增加是重力势能的减小转化来的，整个过程小球只受重力和绳子的拉力作用，机械能守恒；小球达到C点时，动能为零，故C点与A点的高度相同。
【答案】D。
【考点】动能、重力势能、机械能的相互转化。
2.一个实心铁球和一个实心木球质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列结论中正确的是（ ）。
A．铁球的重力势能大于木球的重力势能；B．铁球的重力势能小于木球的重力势能；
C．铁球的重力势能等于木球的重力势能；D．上述三种情况都有可能
【解析】实心铁球与实心木球质量相等，由于铁球的密度大，故体积小，重心的高度低，根据Ep=mgh判断重力势能的大小即可。
一个实心铁球与一实心木球质量相等，将它们放在同一水平地面上，重心在球心位置；由于铁球的密度大，故体积小，重心的高度低；根据Ep=mgh，铁球的重力势能小。
【答案】B。
【考点】势能大小的比较。
3.洒水车沿平直公路匀速行驶，将水洒在路面上，这个过程中，下列说法正确的是（ ）。
A．动能不变，势能减小；B．动能势能都减小；
C．动能势能都不变；D．不能确定动能势能是变大还是变小
【解析】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；重力势能的影响因素是质量和高度，质量越大，高度越大，重力势能越大。
洒水车在不断的洒水工程中，质量减小，因匀速行驶，所以速度不变，则动能减小；又在水平街道上，高度不变，重力势能减小，所以洒水车的动能势能都减小。
【答案】B。
【考点】动能和势能的大小变化。
4.改革开放以来，我国的航天事业得到了空前的发展，并取得了举世瞩目的成就。如图所示，为我国神舟号飞船返回舱减速降落的情景。返回舱在此过程中（ ）。
A．动能减小，重力势能减小 B．动能增大，重力势能增大
C．动能不变，重力势能减小 D．动能减小，重力势能不变
【解析】（1）动能大小的影响因素：物体的质量、物体的速度，质量越大，速度越大，动能越大；（2）重力势能大小的影响因素：物体的质量、物体的高度，质量越大，所处的位置越高，重力势能越大。
解：回舱减速降落的过程中，质量不变，速度变小，高度变小，则返回舱的动能减小、重力势能减小，故A正确、BCD错误。
故选A。
【考点】动能和势能大小的判断，影响动能和重力势能的大小因素。
5.用电梯往高处搬运货箱．当货箱随着电梯一同匀速上升时，货箱的（ ）。
A．动能变小，重力势能变小 B．动能变小，重力势能变大
C．动能不变，重力势能变小 D．动能不变，重力势能变大
【解析】（1）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；（2）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。
解：货箱随着电梯一同匀速上升的过程中，质量不变，速度不变，动能不变，同时货箱所处的高度增大，重力势能变大。【21教育】
故选D。
【考点】动能、重力势能、弹性势能的影响因素；判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
6.如图所示，旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山，它具有的（ ）。
A．动能增加，重力势能增加 B．动能不变，机械能减少
C．动能减少，重力势能增加 D．动能不变，机械能增加
【解析】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；机械能是动能和势能的总和。
解：缆车是匀速上山，速度不变，故动能不变；缆车在上山过程中高度不断增加，故重力势能增大；动能不变，重力势能增加，故其总和机械能也在增大。
故选D。
【考点】动能和势能的大小变化。
7.如图，旋翼式无人机被广泛的运用在民用领域，发挥了越来越重要的作用。下列关于这款无人机的说法，正确的是（ ）。
A．无人机在空中悬停时，旋翼相对于机身是静止的；
B．无人机无法勘探月球表面的月貌；
C．无人机匀速下降时，重力势能转化为动能；
D．无人机在空中飞行时，始终受到平衡力作用
【解析】（1）断一个物体是否运动关键看被研究的物体与所选的标准，即与参照物之间的相对位置是否发生了改变，如果发生改变，则物体是运动的；如果未发生变化，则物体是静止的；（2）旋翼式无人机是依靠空气浮力升空的；（3）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；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；（4）静止或匀速直线运动的物体处于平衡状态，受到的力为平衡力。
解：A．无人机在空中悬停时，旋翼在不断转动，旋翼与机身之间的相对位置发生变化，所以旋翼相对于机身是静止运动的，故A错误。
B．旋翼式无人机是依靠空气浮力升空的，月球上是真空，旋翼式无人机无法飞行，故B正确。
C．无人机匀速下降时，质量不变，速度不变，动能不变；高度减小，重力势能减小，所以在该过程中，重力势能没有转化为动能，故C错误。
D．无人机只有在空中匀速飞行时，才受到平衡力作用，故D错误。
故选B。
【考点】运动和静止的相对性、力与运动的关系、动能和势能的转化与守恒。
二、填空题
8.如图为撑杆跳的过程示意图，在这项运动中，根据能量以及能量转化的物理知识，可知：运动员助跑的目的是为了在起跳前获得较大的 。撑杆起跳时， 能转化为重力势能，越过横杆在最高点时重力势能最大，此时动能 （大于/等于/小于）0。
【解析】撑杆运动员加速助跑是为了获得更大的动能，并在撑杆起跳过程中将动能转化为重力势能，此过程动能逐渐减小，重力势能逐渐增大，当运动员到底最高点时动能为零，重力势能最大。
【答案】动能、动、等于。
【考点】动能、重力势能及其转化。
9.用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么小球在最高点的势能 下降至最低点的动能；实际上，小球在摆动过程中，会与空气摩擦产生热，摆幅逐渐减小，最终停下来，那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能 小球在最高点所具有的势能。（填“大于”、“等于”或“小于”）
【解析】（1）机械能守恒的条件：只有动能和势能的相互转化或者只有重力做功，机械能才守恒；（2）能量既不会创生，也不会消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律。
解：如图所示，用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么机械能守恒，所以小球在最高点的势能等于下降至最低点的动能。
小球在摆动过程中，除重力做功外，还有空气阻力做功，所以机械能不守恒，有一部分机械能转化为内能，但是仍旧遵从能量守恒定律，所以在摆动过程中由于摩擦而转化的内能等于小球在最高点所具有的势能。
故答案为：等于、等于。
【考点】动能和势能的转化与守恒。
10.在2016年8月8日巴西奥运会中，我国运动员吴敏霞与施廷懋在女子双人三米板跳水比赛中，勇夺金牌，她们在下落过程中，重力势能变 ，动能变 。www-2-1-cnjy-com
【解析】跳水运动员下落过程中，质量不变，高度减小，所以重力势能变小；同时其速度变大，所以动能变大。
【答案】小；大。
【考点】动能和势能的大小变化。
11.如图是人造地球卫星的轨道示意图。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。卫星在远地点时 能最大，从远地点向近地点运动时，它的势能减小、 能增大，速度也就增大。21cnjy.com
【解析】（1）影响动能大小的因素：质量和速度；质量不变时，速度越大，动能越大；（2）地面附近的物体由于被举高具有重力势能，物体到太空中由于有相对高度，物体具有势能。
解答：（1）卫星在运行过程中质量不变，卫星在远地点和地球的相对距离最大，速度最小，远地点势能最大，动能最小。【21·世纪·教育·网】
（2）卫星从远地点向近地点运动时，它的势能减小，动能增大。
故答案为：重力势、动。
【考点】动能和势能的大小变化。
12.如图所示，快递公司尝试用无人机运送包裹，在带着包裹匀速飞行过程中，无人机受到的升力的施力物体是 ，包裹的动能 （填“变大”、“变小”或“不变”），以无人机为参照物，包裹是 的（填“运动”或“静止”）。
【解析】（1）物体间力的作用是相互的，螺旋桨在对空气施力的同时，也受到空气对它施加的反作用力；（2）动能大小跟质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大；（3）解答此题的关键是看被研究的物体与所选的标准，即参照物之间的相对位置是否发生了改变，如果发生改变，则物体是运动的；如果未发生变化，则物体是静止的。21世纪教育网
解：（1）直升机的螺旋桨对空气施加了一个竖直向下的力，由于物体间力的作用是相互的，所以空气对直升机施加了一个竖直向上的反作用力，这个力就是飞机向上的升力。
（2）在带着包裹匀速飞行过程中，包裹的质量不变，速度不变，所以动能不变。
（3）以无人机为参照物，包裹与无人机之间的位置没有变化，所以，包裹是静止的。
故答案为：空气；不变；静止。
【考点】动能和势能的大小变化、参照物及其选择。
13．2017年5月5日，中国首款按照最新国际适航标准民用飞机C919在浦东机场第四跑道成功起飞．飞机起飞前在跑道上加速行驶，此时飞机的重力势能 （选填”增大“、”减小“或”不变“）；当飞机起飞后，以飞机为参照物，机上乘客是 的；飞机前进时，升力的产生应用的物理知识是 。【21cnj*y.co*m】
【解析】飞机起飞前在跑道上加速行驶时，质量不变，高度不变，飞机的重力势能不变。
当飞机起飞后，以飞机为参照物，机上乘客与飞机之间位置没有发生变化，则机上乘客是静止的。
由于机翼上表面弯曲，下表面平直，导致机翼上方空气流速大，压强较小。
机翼下方的空气流速小，压强大，使机翼上下表面存在向上的压强差，从而产生向上的升力。
【答案】不变；静止；流体在流速大的地方压强小。
【考点】动能和势能的大小变化、参照物及其选择、飞机的升力。
14.用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么小球在最高点的势能 下降至最低点的动能；实际上，小球在摆动过程中，会与空气摩擦产生热，摆幅逐渐减小，最终停下来，那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能 小球在最高点所具有的势能。（填“大于“、”等于“或”小于“）21-cnjy*com
【解析】（1）机械能守恒的条件：只有动能和势能的相互转化或者只有重力做功，机械能才守恒；（2）能量既不会创生，也不会消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律。
解：如图所示，用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么机械能守恒，所以小球在最高点的势能等于下降至最低点的动能。
小球在摆动过程中，除重力做功外，还有空气阻力做功，所以机械能不守恒，有一部分机械能转化为内能，但是仍旧遵从能量守恒定律，所以在摆动过程中由于摩擦而转化的内能等于小球在最高点所具有的势能。
故答案为：等于、等于。
【考点】动能和势能的转化与守恒。
三、实验探究题
15.如图甲所示是小张“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验装置。
（1）小张让大小不同的实心钢球从同一斜面上相同的高度处由静止滚下，在水平面上运动并推动木块移动，是为了探究动能大小与 的关系；
（2）同班同学小红发现，木块被钢球撞击后移动的距离没有其他同学的明显，认为是木块太重导致滑动摩擦力过大的原因造成。为了验证猜测，小红设计了如图乙所示“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的实验，当接触面粗糙程度不变，用弹簧测力计拉动木块匀速直线运动时，通过多次实验得到了表格中的相关数据，请你根据表中数据帮她分析并得出，滑动摩擦力f与压力F之间的数量关系式为 。
实验次数 1 2 3 4 5
木块对木板压力F/N 2 3 4 5 6
弹簧测力计读数f/N 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
【解析】（1）要探究动能大小与质量的关系，需控制速度相同，则让质量不同的小球从同一高度滚下；（2）由表格中的数据分析得出。2-1-c-n-j-y
解：（1）影响动能大小的两个因素是质量和速度，小明选用大小不同钢球，故质量不同，从同一斜面的同一高度由静止滚下，那么它们的速度相同，故该实验是为了探究动能大小与质量的关系。
（2）根据表格中数据F=2N时，f1=0.6N，当F=3N时，f1=0.9N，则由此知f1=0.3F；滑动摩擦力的大小等于拉力的大小，即弹簧测力计的示数大小，故滑动摩擦力的大小与压力之间的表达式为：f=0.3F。
故答案为：（1）质量；（2）f=0.3F。
【考点】探究影响物体动能大小的因素。
16.如图，为了探究动能的大小与哪些因素有关，某同学设计了“小球撞物块”的实验，将静止的木质小球释放，观察物块被推动的距离，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，用物块移动的距离来表示动能的大小；
B．小球在下落的过程中，重力势能减小，动能增大；
C．将木球换成同样大小的铁球，重复实验，发现物块被推动距离增大，说明质量越大，动能越大；
D．将木球从不同高度释放，比较物块被推动的距离，是为了探究动能与高度之间的关系
【解析】（1）实验中通过物块被推动的距离来反映小球动能的大小；（2）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；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。
解答：A、C：实验中通过观察物块在同一水平面上被推动的距离来比较小球的动能大小，故A正确。
将木球换成同样大小的铁球，重复实验，发现物块被推动距离增大，说明质量越大，动能越大，故C正确。
B：小球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故B正确。
D：动能大小的影响因素：质量、速度．与物体的高度无关，故D错误。
【答案】D。
【考点】影响动能的因素。
17.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.要改变小车质量；
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
【解析】此实验是验证动能与速度关系的实验，小车从高处自由下滑，到达平面时与木块产生作用，使木块向右运动，根据木块向右运动的距离来判定小车动能的大小。【21教育名师】
所以，整个实验过程，小车质量不变，同时水面不能是光滑的平面，否则小车回永远运动下去，也就无法验证动能与速度的关系。
在验证动能与速度的关系时，应让同一小车在不同高度自由滑下，从木块向前移动的路程来验证动能与速度的关系。
【答案】D。
【考点】动能以及影响动能大小的因素。
18.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块(如图所示)，下列说法中正确的是( )。
A．本实验研究的是木块的动能与它的质量、速度的关系；
B．在探究动能与速度的关系时，要保持小球的质量不变，让小球从相同的高度滚下，以不同的速度推动木块移动；
C．在探究动能与物体质量的关系时，要选择两个质量不同的小球，并让它们分别从同一斜面的不同高度滚下；
D．实验中通过观察木块移动的距离来比较动能大小的。
【解析】本实验是探究动能大小与哪些因素有关，应该用质量不同的小球从不同高度碰击木块，通过观察木块向前移动的路程来判断动能的大小，研究对象是小球的动能。
A．本实验研究的是木块的动能与它的质量、速度的关系；此说法错误。本实验研究的是小球的动能与其质量、速度的关系。
B．在探究动能与速度的关系时，要保持小球的质量不变，让小球从相同的高度滚下，以不同的速度推动木块移动；此说法错误。应该是要保持小球的质量不变，让小球从不同的高度滚下，以不同的速度推动木块移动。
C．在探究动能与物体质量的关系时，要选择两个质量不同的小球，并让它们分别从同一斜面的不同高度滚下；此说法错误。应选择不同质量的小球，让它们从同一高度滚下。
D.实验中通过观察木块移动的距离来比较动能大小的；此说法正确。木块向前移动的距离越远，说明小球的动能越大；通过木块向前移动的距离比较动能的大小。
【答案】D。
【考点】动能大小因素的探究实验。
19.如图甲所示，用斜面、木板、棉布、玻璃板、小车做“探究阻力对物体运动的影响”的实验。
（1）①为了使小车到达水平面的速度相同，应让小车从斜面的 自由下滑。
②小车在水平玻璃板上运动时受到 个力的作用。
③通过实验观察到：小车受到的阻力越小，运动的路程越 ；由此可以推测，如果小车在绝对光滑的水平面上运动，即不受阻力作用，小车将做 运动。21·cn·jy·com
甲 乙
（2）如图乙所示，用装有细沙的容器、三脚小桌和质量不同的木块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”实验。
① 该实验是通过观察比较 来间接判断物体重力势能大小的。
② 实验中采用质量不同的木块，是为了探究物体重力势能大小与物体 的关系，操作时应该让木块从 （选填“相同”或“不同”）的高度自由下落。
【解析】（1）①为了使小车到达水平面的速度相同，应让小车从斜面的固定高度自由下滑。；②小车在水平玻璃板上运动时受到重力、玻璃板对小车的支持力以及摩擦力阻力三个力力的作用；③通过实验观察到：小车受到的阻力越小，运动的路程越长；由此可以推测，如果小车在绝对光滑的水平面上运动，即不受阻力作用，小车将做匀速直线运动。
（2）①该实验是通过观察比较三脚小桌下降深度来间接判断物体重力势能大小的。
②实验中采用质量不同的木块，是为了探究物体重力势能大小与物体质量的关系，操作时应该让木块从相同的高度自由下落。
【答案】（1）①同一高度，②三，③长、匀速直线；（2）①下降深度，②质量、相同。
【考点】阻力对物体运动影响、影响重力势能大小因素探究实验。
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