12.机械能及其转化极限挑战训练（含答案及解析）

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12.机械能及其转化极限挑战
一．选择题（共3小题）
1．将一支内有弹_?°§???????????????_下按压（如图），放手后笔会向上弹起一定高度。下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（　　）21世纪21世纪教育网有21世纪教育网版权所有
A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小 B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大
C．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大 D．笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大
2．如图所示，一个滑雪的人，以v＝2m/s的速度沿山坡匀速地滑下，则在他向下匀速滑动过程中，下列说法正确的是（　　）21cnjy.com
A．人的动能转化为重力势能 B．人的重力势能全部转化为动能
C．人的机械能不变 D．人的机械能一定减小
3．如图所示，将一小钢球从a点竖直向上抛出（不计空气阻力），经过b点到达最高点c时速度为零，图中hab＝hbc，下列判断正确的是（　　）www.21-cn-jy.com
A．小钢球运动到最高点c时受到平衡力的作用
B．小钢球在ac段重力势能的增加量与动能的减小量相等
C．小钢球在ab段克服重力的做功小于在bc段克服重力的做功
D．就a、b、c三点而言，小钢球在a点具有的机械能最大
二．多选题（共4小题）
4．如图是某选手在射箭比赛中的一次正中远处靶心O的照片，下列分析正确的是（　　）
A．她是略朝靶心上方射击的 B．她是朝靶心射击的
C．射箭时弹性势能主要转化为动能 D．射箭时弹性势能主要转化为重力势能
5．如图所示，斜面与水平面_??¨M???é??è???°?_圆弧相连，弹簧左端固定，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点，则（　　）www-2-1-cnjy-com
A．小物块从P向M运动过程中，重力势能减少 B．小物块从P向M运动过程中，机械能减少
C．小物块从P向M运动过程中，机械能不变 D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大
6．蹦床比赛已被列入奥运会正式比_è??é??????????????_小朋友玩蹦床的情景，对他们在上升和下落过程中机械能的变化，下列分析正确的是（忽略空气阻力）（　　）21世纪教育网21-cn-jy.com【来源：21cnj*y.co*m】
A．小孩上升到最高点时的重力势能最大 B．小孩在空中下落的过程中重力势能转化为动能
C．小孩下落到最低点时的动能最大 D．小孩下落到最低点时蹦床的弹性势能最大
7．如图甲所示_????°??????????é??_度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度△l之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则（　　）21教育名师原创作品
A．小球受到的弹力始终不变 B．向下运动时小球动能先增大后减小
C．小球运动过程机械能不变 D．小球在b点时重力等于弹力
三．填空题（共1小题）
8．小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。
（1）如图1所示，小球从A点静止释放，小球到达C点时速度是否为零？　 　。
（2）将轨道B_C??????????°????_，如图2所示，小球仍从A点静止释放，小球经过M点时的机械能大于、小于还是等于其在A点的机械能？　 　。以小球经过M点时为计时起点，大致画出小球在MN段运动的速度﹣时间图线。21教育网
四．实验探究题（共2小题）
9． 如图所示，单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动。请回答：
（1）这两个实验可以说明的同一个物理问题是：　 　；
（2）在单摆左右摆动和滚摆上下往复运动的过程中，你将会看到它们上升的高度逐渐降低。产生此现象的原因是：　 　。【版权所有：21教育】
（3）小球从A点摆到O'的过程跟滚摆从　 　到　 　的过程能量转化一致。（填“上”或“下”）
（4）b图中的滚摆上升时正在由　 　能向　 　能转化。
10．“蹦极”是年轻人喜爱的一项游玩项目，小海同学做了一个模拟“蹦极”的探究实验。他将橡皮筋一端固定在铁架台上，自然下垂如图甲。
（1）小海在橡皮筋另一端挂一只钩_???????°?é????????_高后自由释放。到达最低点如低点如图乙，此过程中橡皮筋长度增加，说明力可以　 　，橡皮筋的　 　能增加：钩码的下落速度变化是　 　（选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”），它的重力势能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）实验过程中，细心的小海同_????????°é????????_最低处向上弹起时。弹起的高度每次都会减小。则弹起过程中机械能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”），能量是否守恒？　 　（选填“是”或“否”）。
五．计算题（共1小题）
11．如图，半径为R的光滑圆环竖直放置，质量为m的小球在其轨道内运动，小球在最高点A时的速度为v＝，小球的机械能守恒，已知物体动能大小Ek＝mv2，重力势能Ep＝mgh。【来源：21·世纪·教育·网】
①小球经过最低点C时的速度vC＝　 　。
②小球的速度v与角速度ω（单位时间内转过多少角度）、转动半径R的关系为v＝ωR，小球到达位置B时的角速度为ωB，请推理证明：ωB＝。
六．解答题（共1小题）
12．小华是一位爱动脑，勤动手_??????????????????_了探究水的势能与动能的转化规律，他在课余时间用易拉罐上的金属皮自制了一个水轮机，在饮料瓶的底部钻孔再装满水，让水流冲击水轮机转动，如图所示。
（1）在水冲击水轮机转动的过程中，能量的转化情况是　 　。
（2）小华发现：将饮料瓶的高度增加，小水轮便转得快一些。这说明小水轮的转速与水的　 　有关。
（3）小华换用一个钻有更大的孔的_é????????è???°????_当水流冲击水轮时，发现小水轮的转速也增大了，这说明小水轮的转速与水的　 　有关。21cnjy.com2·1·c·n·j·y
（4）由小华的实验结果，请你解_é?????????????????_用江河中的水发电时，都要建设较高的大坝，而不直接利用江河中流动的水冲击水轮发电机发电？【出处：21教育名师】2-1-c-n-j-y
机械能及其转化极限挑战
参考答案与试题解析
一．选择题（共3小题）
1．将一支内有弹簧的圆珠笔向下按_??????????????????_放手后笔会向上弹起一定高度。下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（　　）2-1-c-n-j-y21*cnjy*com
A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小 B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大
C．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大 D．笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大
【分析】动能和物体的质量、速度有关；重力势能和物体的质量、高度有关；弹性势能和物体发生弹性形变的程度有关。
【解答】A、向下按笔的过程中，弹簧的弹性形变程度变大，故其具有的弹性势能变大，故A错误；
B、由于重力势能与质量、高度有关，所以向下按笔的过程中，笔的高度减小，故其重力势能减小，故B错误；
C、笔向上弹起的过程中，笔的质量不变，高度增加，故笔的重力势能增大，故C正确；
D、笔向上弹起的过程中，弹簧形变程度变小，所以其弹性势能变小，故D错误；
故选：C。
【点评】知道动能、重力势能和弹性势能的大小的影响因素是解决该题的关键。
2．如图所示，一个滑雪的人，以v＝2m/s的速度沿山坡匀速地滑下，则在他向下匀速滑动过程中，下列说法正确的是（　　）2·1·c·n·j·y
A．人的动能转化为重力势能 B．人的重力势能全部转化为动能
C．人的机械能不变 D．人的机械能一定减小
【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）机械能＝动能+势能。
（4）机械能的相互转化：如果在_è?????è???¨???????_有其他形式能的参与，则重力势能全部转化为动能，机械能的总量保持不变；如果需要克服摩擦做功，则有了能量的消耗，则重力势能中的一部分转化为动能。
【解答】A、因为是下坡，重力势能减小，动能不变，因此不是动能转化为重力势能，故A错；
B、在下滑的过程中，要克服摩擦消耗能量并且人的动能不变，因此人的重力势能转化为内能，故B错；
C、在下滑过程中要消耗一部分能量来克服摩擦做功，因此机械能的总量减小，故C错，D正确。
故选：D。
【点评】此题考查的是动能和势能变化以及在转化过程中机械能是否守恒的问题。
3．如图所示，将一_?°?é????????a???_竖直向上抛出（不计空气阻力），经过b点到达最高点c时速度为零，图中hab＝hbc，下列判断正确的是（　　）www-2-1-cnjy-com
A．小钢球运动到最高点c时受到平衡力的作用
B．小钢球在ac段重力势能的增加量与动能的减小量相等
C．小钢球在ab段克服重力的做功小于在bc段克服重力的做功
D．就a、b、c三点而言，小钢球在a点具有的机械能最大
【分析】（1）小球到达最高点时，只受到重力的作用；
（2）动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，重力势能的影响因素是物体的质量和物体的高度，不计空气阻力，整个系统中机械能守恒；
（3）功等于力和距离的乘积，分析ab段和bc段距离的关系，用W＝Gh比较功的大小。
【解答】
A、小钢球运动到最高点c时，只受重力的作用，没有受平衡力的作用，故A错误；
BD、小钢球从a点到c点_???è???¨???????è?¨_量不变，速度不断变小，动能不断变小，同时高度不断增大，重力势能不断变大，动能转化为重力势能；不计空气阻力，小钢球的机械能守恒，所以，小钢球在ac段重力势能的增加量与动能的减小量相等，小钢球在a、b、c三点时具有的机械能相等，故B正确，D错误。
C、小钢球在ab段和bc段重力不_??????hab???_hbc，根据W＝Gh可知，小钢球在ab段和bc段克服重力做功相等，故C错误。21教育名师原创作品
故选：B。
【点评】本题考查动能和势能的转化与守恒、对物体的受力分析、功的大小比较，是一道综合性较强的题目，难度不大。
二．多选题（共4小题）
4．如图是某选手在射箭比赛中的一次正中远处靶心O的照片，下列分析正确的是（　　）
A．她是略朝靶心上方射击的 B．她是朝靶心射击的
C．射箭时弹性势能主要转化为动能 D．射箭时弹性势能主要转化为重力势能
【分析】①重力的方向是竖直向下的，地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用；
②运动的物体具有动能，被举高的物体具有重力势能，发生弹性形变的物体具有弹性势能。
【解答】
A、B、射出去的箭在飞行_è???¨?????????°é??_力的作用，所以运行的轨迹不是直线，而是一条弧线；为命中目标，选手应该略朝靶心上方射击，而不能直接对准目标。A项正确，B项错误；
C、D、射箭过_?¨?????????????é??_行方向接近水平，重力势能基本不变，而箭获得了足够大的动能，所以此过程中主要是弓的弹性势能转化为箭的动能。C项正确，D项错误。
故选：AC。
【点评】此题考查了重力的存在及机械能的转化，属于基本规律的考查，也是一道联系实际的应用题，体现了物理规律与社会生活的密切联系。
5．如图所示，斜面与水平面_??¨M???é??è???°?_圆弧相连，弹簧左端固定，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点，则（　　）
A．小物块从P向M运动过程中，重力势能减少 B．小物块从P向M运动过程中，机械能减少
C．小物块从P向M运动过程中，机械能不变 D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大
【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；
（2）影响重力势能大小的因素：质量、高度，即物体的质量越大，高度越高，其重力势能越大。
【解答】A、小物块从P向M运动过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小，故A正确；
BC、物块从P到N碰撞后还能返_?????°Pè????????_能量损失，机械能守恒；小物块从P向M运动过程中，重力势能转化为动能，机械能不变；故B错误，C正确；【出处：21教育名师】
D、弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性形变达到最大限度，弹性势能最大，故D正确。
故选：ACD。
【点评】本题考查动能和势能的转化及弹性势能，明确动能和势能大小的影响因素是解答此题的关键。
6．蹦床比赛已被列入奥运会正式_???è??é???????????_是小朋友玩蹦床的情景，对他们在上升和下落过程中机械能的变化，下列分析正确的是（忽略空气阻力）（　　）
A．小孩上升到最高点时的重力势能最大 B．小孩在空中下落的过程中重力势能转化为动能
C．小孩下落到最低点时的动能最大 D．小孩下落到最低点时蹦床的弹性势能最大
【分析】解决此题的关键是要_???é??????????±???_运动而具有的能叫动能，物体由于被举高而具有的能叫重力势能，物体由于发生形变而具有的势能叫弹性势能，可根据选项进行判断各能量是如何变化的，进而分析能量的转化。
【解答】A、小孩上升到最高点时，高度最高，重力势能最大，说法正确，符合题意；
B、小孩在空中下落的过程中重力势能转化为动能，说法正确，符合题意；
C、小孩下落到最低点时，动能全部转化为了弹性势能，故动能最小，说法错误，不符合题意；
D、小孩下落到最低点时蹦蹦床的形变最大，弹性势能最大，说法正确，符合题意；
故选：ABD。
【点评】解决此类问题的关键是要知道各能量跟哪些因素有关，根据各因素的变化情况分析能量的变化情况。
7．如图甲所示，小球从_???é??????¤?é?????_下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度△l之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则（　　）【来源：21·世纪·教育·网】
A．小球受到的弹力始终不变 B．向下运动时小球动能先增大后减小
C．小球运动过程机械能不变 D．小球在b点时重力等于弹力
【分析】（1）弹簧形变程度越大，小球受到弹力越大；
（2）物体的动能与质量和速度有关，速度越大、质量越大，物体的动能越大；
（3）机械能是动能和势能的统称，动能与物体的质量和速度有关；
（4）小球从a到b的过程中，_???????°§?????????_、重力，重力大于弹力，小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当小球到达b点时，弹力与重力相等。
【解答】
A、小球从某高_????¤?é????????è??_到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，弹簧形变程度逐渐变大，所以小球受到弹力也逐渐变大，故A错误；
B、由图象乙可知，小球速度先变大，后变小。小球质量不变，所以小球动能先变大，后变小，故B正确；
C、小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。此过程中小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能变小，故C错误；
D、小球从a到b的_è???¨?????????????_直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当小球到达b点时，弹力与重力相等，两力是一对平衡力，合力为零，故D正确。
故选：BD。
【点评】本题_è?????????????????_动能和能量转化以及运动和力关系等问题。解题的关键要读懂图，由图获取弹簧压缩量，小球速度变化的信息分析小球的运动过程，分析弹力的变化情况。【来源：21cnj*y.co*m】
三．填空题（共1小题）
8．小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。
（1）如图1所示，小球从A点静止释放，小球到达C点时速度是否为零？　是　。
（2）将轨道BC段改为水平，如图_2????¤?????°????_仍从A点静止释放，小球经过M点时的机械能大于、小于还是等于其在A点的机械能？　等于　。以小球经过M点时为计时起点，大致画出小球在MN段运动的速度﹣时间图线。
【分析】（1）在不计阻力和摩擦的情况下，机械能是守恒的。
（2）据牛顿第一运动定律可知，一切物体在没有受到外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态；
【解答】（1）小球从A点静止释放，由于不计空气阻力和摩擦，没有机械能的损失，所以小球到达C点时速度是0；
（2）据题目可知，由于不计空气阻力和摩擦，机械能是守恒的，所以小球经过M点时的机械能是等于其在A点的机械能的；21*cnjy*com
同时由于不计空气阻力和摩擦力，小球原来是运动的，所以小球在MN段做匀速直线运动，如下图：
故答案为：（1）是；（2）等于；见上图。
【点评】读懂题意，并知道在不计空气阻力和摩擦的情况下，机械能是守恒的是解决该题的关键。
四．实验探究题（共2小题）
9． 如图所示，单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动。请回答：
（1）这两个实验可以说明的同一个物理问题是：　动能和势能可以相互转化　；
（2）在单摆左_????????¨?????????_上下往复运动的过程中，你将会看到它们上升的高度逐渐降低。产生此现象的原因是：　存在摩擦阻力，机械能减小　。21·世纪*教育网
（3）小球从A点摆到O'的过程跟滚摆从　上　到　下　的过程能量转化一致。（填“上”或“下”）
（4）b图中的滚摆上升时正在由　动　能向　重力势　能转化。
【分析】（1）单摆在_?????????é??????·?_右摆动，小球在最高位置时静止，动能为零，重力势能最大，小球摆到最低点时，速度最快，动能最大，重力势能最小，在这一过程中，重力势能转化成动能。反之，从最低点向最高点运动的过程中，动能转化成重力势能。21*cnjy*com
（2）在不计摩擦阻力的情况下，机械能是守恒的，若计摩擦阻力，机械能将不变；
（3）（4）动能的大小与物体的质量和速度有关，重力势能的大小与物体的质量、高度有关；
【解答】（1）这两个实验可以说明的同一个物理问题是：动能和重力势能是相互转化的；
（2）由于单摆实验中存在着_??????????????????_机械能损失，故在单摆左右摆动和滚摆上下往复运动的过程中，你将会看到它们上升的高度逐渐降低是由于摩擦阻力的作用，使得机械能减小造成的。
（3）小球从A点摆到_O'???è???¨????_其质量不变，高度变小，故其重力势能变小，同时其动能增加，故是将重力势能转化为动能的过程，故该过程跟滚摆上到下的过程能量转化一致；
（4）b图中的滚摆上升时，其质量不变，高度增加，故其重力势能增加，同时其速度变小，故其动能变小，所以该过程是将动能转化为重力势能的过程。
故答案为：
（1）动能和势能可以相互转化；（2）存在摩擦阻力，机械能减小；（3）上；下；（4）动；重力势。
【点评】本题考查了动能和重力势能的相互转化以及能量转化的知识，注意最后物体静止了，不是机械能消失了，而是转化为了内能。
10．“蹦极”_??????è??????????±_的一项游玩项目，小海同学做了一个模拟“蹦极”的探究实验。他将橡皮筋一端固定在铁架台上，自然下垂如图甲。【版权所有：21教育】
（1）小海在橡皮筋另一_????????????é?????_，将钩码提高后自由释放。到达最低点如低点如图乙，此过程中橡皮筋长度增加，说明力可以　改变物体的形状　，橡皮筋的　弹性势　能增加：钩码的下落速度变化是　先增大后减小　（选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”），它的重力势能　减小　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）实验过程中，细心的小_??·???????????°é??_码从最低处向上弹起时。弹起的高度每次都会减小。则弹起过程中机械能　减小　（选填“增大”、“减小”或“不变”），能量是否守恒？　是　（选填“是”或“否”）。
【分析】（1）力的作用效果有两个，即力可以改变物体的形状，可以改变物体的运动状态；
动能和物体的质量、速度有关；重力势能和物体的质量、高度有关；弹性势能和物体发生弹性形变的程度有关；
（2）钩码在运动过程中，一部分的机械能会损失掉，变成内能；但能的总量是不变的。
【解答】（1）如图所_?¤?????°?é????????_高后自由释放。到达最低点如低点如图乙，此过程中橡皮筋长度增加，说明力可以改变物体的形状，同时橡皮筋伸长，弹性形变程度变大，即橡皮筋的弹性势能增加；
钩码的下落过程中，_??¨????°§?????????_小于重力时，做加速运动，在弹簧的拉力大于重力时，做减速运动，直到最低点静止，故其速度变化是先增大后减小；在下落过程总，质量不变，高度减小，所以它的重力势能减小；
（2）细心的小海_???????????°é?????_从最低处向上弹起时。弹起的高度每次都会减小，这是由于钩码在运动过程中，一部分的机械能会损失掉，变成内能；但能的总量是不变的；
故答案为：（1）改变物体的形状；弹性势；先增大或减小；减小；（2）减小；是。
【点评】此题考查了力的作用效果的判断、动能、重力势能和弹性势能的影响因素及能量的转化和守恒定律，是一道综合题，但难度不大。
五．计算题（共1小题）
11．如图，半径为R的光滑圆环竖直放置，质量为m的小球在其轨道内运动，小球在最高点A时的速度为v＝，小球的机械能守恒，已知物体动能大小Ek＝mv2，重力势能Ep＝mgh。21·cn·jy·com
①小球经过最低点C时的速度vC＝　；　。
②小球的速度v与角速度ω（单位时间内转过多少角度）、转动半径R的关系为v＝ωR，小球到达位置B时的角速度为ωB，请推理证明：ωB＝。
【分析】（1）小球从最高点运动到最低点的过程中机械能守恒，设小球到达最低点时的速度大小为vC，根据机械能守恒定律列式即可求解；21·世纪*教育网
（2）根据机械能守恒定律求出B点速度，由圆周运动角速度ω与线速度v的关系，得小球在B点的角速度。
【解答】（1）小球从最高点运动到最低点的过程中机械能守恒，设小球到达最低点时的速度大小为vC，根据机械能守恒定律
mg2R+mvA2＝mvC2
解得vC＝；
（2）设小球运动到B点时的速度大小为vB，根据机械能守恒定律
mgR（1﹣sin30°）+mvA2＝mvB2
解得：vB＝；
由圆周运动角速度ω与线速度v的关系，得小球在B点的角速度
ωB＝＝。
故答案为：（1）；（2）证明过程略。
【点评】本题主要考查了机械能守恒定律及圆周运动向心力公式、角速度与线速度的关系，理解和熟记相应的公式是关键。21教育网
六．解答题（共1小题）
12．小华是一位爱动脑，勤动手_??????????????????_了探究水的势能与动能的转化规律，他在课余时间用易拉罐上的金属皮自制了一个水轮机，在饮料瓶的底部钻孔再装满水，让水流冲击水轮机转动，如图所示。
（1）在水冲击水轮机转动的过程中，能量的转化情况是　水的重力势能转化为水轮机的动能；　。
（2）小华发现：将饮料瓶的高度增加，小水轮便转得快一些。这说明小水轮的转速与水的　高度　有关。
（3）小华换用一个钻有更_?¤§?????????é?????_瓶装水，当水流冲击水轮时，发现小水轮的转速也增大了，这说明小水轮的转速与水的　质量　有关。21·cn·jy·com21*cnjy*com
（4）由小华的实验结果，请你解释：为什么利用江河中的水发电时，都要建设较高的大坝，而不直接利用江河中流动的水冲击水轮发电机发电？
【分析】（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。
【解答】（1）水下落过程中_???é????????è??è??_化为动能，重力势能越大，转化为的动能越多，在水冲击水轮机转动的过程中，能量的转化情况是水的重力势能转化为水轮机的动能；
（2）将饮料瓶的高度增加，小_?°?è?????è????????_一些。这说明小水轮的转速与水的高度有关；修筑拦河坝是为了提高水位，提高高度，质量不变，重力势能增大。
（3）当高度不变时，水的质量越大，产生的重力势能就越大，转化的动能就越多，所以当水的流量也就是质量增加时，水轮机的转速增加；
（4）修筑较高的拦河坝是为了提高水位，提高高度，质量不变，重力势能增大；水下落过程中，重力势能转化为动能，重力势能越大，转化为的动能越多。
故答案为：（1）水的重力势能转化为水轮机的动能；（2）高度；（3）质量；
（4）修筑较高的拦河坝是为了提高水位，提高高度，质量不变，重力势能增大；水下落过程中，重力势能转化为动能，重力势能越大，转化为的动能越多。
【点评】（1）掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素。
（2）掌握重力势能、动能、弹性势能之间是可以相互转化的。
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