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6. 提升题（多选）运动会上，小敏同学掷铅球。若不计空气阻力，铅球从离手到落地瞬间的过程中，下列关于动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的图像中，正确的是（）
答案
解：
不计空气阻力，铅球从离手到落地瞬间的过程中：
1. 动能变化：铅球离手时具有初速度，初始动能不为0；上升阶段速度减小，动能减小；到达最高点时铅球仍具有水平方向的速度，动能不为0；下落阶段速度增大，动能增大。因此动能先减小后增大，且最小值大于0，A图像符合该规律，B图像中动能最小值为0，不符合实际，故A正确，B错误。
2. 重力势能变化：铅球离手时具有一定高度，初始势能不为0；上升阶段高度增大，重力势能增大；到达最高点时重力势能达到最大值；下落阶段高度减小，落地瞬间高度为0，重力势能减为0。因此重力势能先增大后减小到0，C图像符合该规律，故C正确。
3. 机械能变化：不计空气阻力，铅球的机械能守恒，总机械能大小保持不变，D图像为水平直线，符合该规律，故D正确。
答：正确选项是ACD。
不计空气阻力，铅球从离手到落地瞬间的过程中：
1. 动能变化：铅球离手时具有初速度，初始动能不为0；上升阶段速度减小，动能减小；到达最高点时铅球仍具有水平方向的速度，动能不为0；下落阶段速度增大，动能增大。因此动能先减小后增大，且最小值大于0，A图像符合该规律，B图像中动能最小值为0，不符合实际，故A正确，B错误。
2. 重力势能变化：铅球离手时具有一定高度，初始势能不为0；上升阶段高度增大，重力势能增大；到达最高点时重力势能达到最大值；下落阶段高度减小，落地瞬间高度为0，重力势能减为0。因此重力势能先增大后减小到0，C图像符合该规律，故C正确。
3. 机械能变化：不计空气阻力，铅球的机械能守恒，总机械能大小保持不变，D图像为水平直线，符合该规律，故D正确。
答：正确选项是ACD。
解析
【分析】
要解决本题，需先明确铅球做斜抛运动（不计空气阻力）的过程，结合动能、重力势能、机械能的影响因素分析各图像：动能与质量、速度有关，重力势能与质量、高度有关，不计空气阻力时机械能守恒。分析时，先判断动能变化：铅球离手时有初速度，初始动能不为0；上升阶段速度减小，动能减小，最高点仍有水平速度，动能不为0；下落阶段速度增大，动能增大，故动能先减后增且最小值大于0。再判断重力势能变化：初始有高度，势能不为0；上升时高度增加，势能增大；下落时高度减小，落地时高度为0，势能为0，故势能先增后减到0。最后判断机械能：不计空气阻力，机械能守恒，大小不变，据此筛选正确选项。
【解析】
不计空气阻力，铅球从离手到落地的过程中：
1. 动能变化：铅球离手时具有初速度，初始动能不为0；上升阶段，速度逐渐减小，动能减小；到达最高点时，铅球仍有水平方向的速度，动能不为0；下落阶段，速度逐渐增大，动能增大。因此动能随时间变化规律是先减小后增大，且最小值大于0，对应图像A；图像B中动能最小值为0，不符合实际，故A正确，B错误。
2. 重力势能变化：铅球离手时具有一定高度，初始重力势能不为0；上升阶段，高度逐渐增大，重力势能增大；到达最高点时，重力势能达到最大值；下落阶段，高度逐渐减小，落地瞬间高度为0，重力势能减为0。因此重力势能随时间变化规律是先增大后减小到0，对应图像C，故C正确。
3. 机械能变化：不计空气阻力，铅球的机械能（动能与重力势能之和）守恒，总机械能大小保持不变，对应图像D，故D正确。
【答案】ACD
【知识点】动能与势能的变化、机械能守恒
【点评】本题考查斜抛运动中能量的变化规律，需掌握动能、重力势能的影响因素，明确不计空气阻力时机械能守恒，易错点在于误将最高点动能视为0，或忽略机械能守恒，属于中等难度的能量分析题。
【难度系数】0.4
要解决本题，需先明确铅球做斜抛运动（不计空气阻力）的过程，结合动能、重力势能、机械能的影响因素分析各图像：动能与质量、速度有关，重力势能与质量、高度有关，不计空气阻力时机械能守恒。分析时，先判断动能变化：铅球离手时有初速度，初始动能不为0；上升阶段速度减小，动能减小，最高点仍有水平速度，动能不为0；下落阶段速度增大，动能增大，故动能先减后增且最小值大于0。再判断重力势能变化：初始有高度，势能不为0；上升时高度增加，势能增大；下落时高度减小，落地时高度为0，势能为0，故势能先增后减到0。最后判断机械能：不计空气阻力，机械能守恒，大小不变，据此筛选正确选项。
【解析】
不计空气阻力，铅球从离手到落地的过程中：
1. 动能变化：铅球离手时具有初速度，初始动能不为0；上升阶段，速度逐渐减小，动能减小；到达最高点时，铅球仍有水平方向的速度，动能不为0；下落阶段，速度逐渐增大，动能增大。因此动能随时间变化规律是先减小后增大，且最小值大于0，对应图像A；图像B中动能最小值为0，不符合实际，故A正确，B错误。
2. 重力势能变化：铅球离手时具有一定高度，初始重力势能不为0；上升阶段，高度逐渐增大，重力势能增大；到达最高点时，重力势能达到最大值；下落阶段，高度逐渐减小，落地瞬间高度为0，重力势能减为0。因此重力势能随时间变化规律是先增大后减小到0，对应图像C，故C正确。
3. 机械能变化：不计空气阻力，铅球的机械能（动能与重力势能之和）守恒，总机械能大小保持不变，对应图像D，故D正确。
【答案】ACD
【知识点】动能与势能的变化、机械能守恒
【点评】本题考查斜抛运动中能量的变化规律，需掌握动能、重力势能的影响因素，明确不计空气阻力时机械能守恒，易错点在于误将最高点动能视为0，或忽略机械能守恒，属于中等难度的能量分析题。
【难度系数】0.4
7. 小明做了下面的实验，探究动能的大小与物体运动的速度的关系，如图11.4-4所示。
图11.4-4
(1)图甲、乙中的实验是通过观察木块被小球撞击后在水平木板上运动的距离，来研究（选填“小球”或“木块”）动能的大小的。
(2)质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是（选填“相同”或“不同”）的。
(3)对比图甲、乙中的实验（使用的同一小球），我们可以得出结论：同一物体，越大，动能越大。
(4)图甲、乙实验中的木块被撞击后，滑行过程中所受摩擦力分别为$f_甲$、$f_乙$，则$f_甲$（选填“＞”“＜”或“＝”）$f_乙$。
(5)若在进行图甲、乙中的实验时，两次实验中木块被推动的距离相近，为了使实验结果更明显，下列方法可行的是（填字母）。
A. 换用一个质量较大的木板
B. 换用表面更粗糙的木板
C. 换用质量更大的小球
D. 降低图甲中小球在斜面上的高度
(6)若水平面绝对光滑，图甲、乙中的实验将（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
(7)如图丙所示，小球从一光滑斜槽轨道(OAB)上的O点自由滚下，依次经过A、B两点到达C点（忽略空气阻力）。设小球在A、B两点的机械能分别为$E_A$和$E_B$，则$E_A$（选填“＞”“＜”或“＝”）$E_B$。
(8)如图丙所示，当小球从B点运动到最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，小球将（填字母）。
A. 沿轨迹a运动
B. 沿轨迹b运动
C. 沿轨迹c运动
D. 保持静止
图11.4-4
(1)图甲、乙中的实验是通过观察木块被小球撞击后在水平木板上运动的距离，来研究（选填“小球”或“木块”）动能的大小的。
(2)质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是（选填“相同”或“不同”）的。
(3)对比图甲、乙中的实验（使用的同一小球），我们可以得出结论：同一物体，越大，动能越大。
(4)图甲、乙实验中的木块被撞击后，滑行过程中所受摩擦力分别为$f_甲$、$f_乙$，则$f_甲$（选填“＞”“＜”或“＝”）$f_乙$。
(5)若在进行图甲、乙中的实验时，两次实验中木块被推动的距离相近，为了使实验结果更明显，下列方法可行的是（填字母）。
A. 换用一个质量较大的木板
B. 换用表面更粗糙的木板
C. 换用质量更大的小球
D. 降低图甲中小球在斜面上的高度
(6)若水平面绝对光滑，图甲、乙中的实验将（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
(7)如图丙所示，小球从一光滑斜槽轨道(OAB)上的O点自由滚下，依次经过A、B两点到达C点（忽略空气阻力）。设小球在A、B两点的机械能分别为$E_A$和$E_B$，则$E_A$（选填“＞”“＜”或“＝”）$E_B$。
(8)如图丙所示，当小球从B点运动到最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，小球将（填字母）。
A. 沿轨迹a运动
B. 沿轨迹b运动
C. 沿轨迹c运动
D. 保持静止
答案
解：
(1) 小球
(2) 不同
(3) 速度
(4) ＝
(5) C
(6) 不能
(7) ＝
(8) A
(1) 小球
(2) 不同
(3) 速度
(4) ＝
(5) C
(6) 不能
(7) ＝
(8) A
解析
【分析】
本题围绕动能的影响因素实验及相关物理知识展开，需结合转换法、控制变量法，以及摩擦力、机械能守恒、牛顿第一定律等知识点分析：
1. 第(1)题：实验利用转换法，通过木块移动距离反映做功多少，进而判断小球动能大小；
2. 第(2)题：同一小球从斜面不同高度滚下，重力势能转化为动能，高度不同则到达水平面速度不同；
3. 第(3)题：控制质量相同，改变速度，观察动能变化，得出动能与速度的关系；
4. 第(4)题：摩擦力由压力和接触面粗糙程度决定，木块相同，压力和粗糙程度不变，故摩擦力相等；
5. 第(5)题：要使实验结果更明显，需增大动能差异，分析各选项的可行性；
6. 第(6)题：若水平面光滑，木块不受摩擦力，无法通过移动距离判断动能，故不能达到目的；
7. 第(7)题：光滑轨道且忽略空气阻力，机械能守恒，A、B两点机械能相等；
8. 第(8)题：小球到C点时速度方向水平，外力消失后，根据牛顿第一定律，保持匀速直线运动，沿水平轨迹运动。
【解析】
(1) 实验中，小球动能越大，对木块做功越多，木块被撞击后移动的距离越远，因此通过木块移动距离研究小球的动能大小；
(2) 同一小球从斜面上不同高度自由滚下，重力势能不同，转化为的动能不同，到达水平面时的速度不同；
(3) 甲、乙实验中，小球质量相同，乙图中小球位置更高，到达水平面速度更大，木块被撞击后移动距离更远，说明动能更大，因此结论为：同一物体，速度越大，动能越大；
(4) 木块滑行时，压力等于木块重力，接触面粗糙程度不变，根据摩擦力的影响因素，摩擦力大小不变，故$f_甲 = f_乙$；
(5) 要使实验结果更明显，需增大两次木块移动距离的差异：A选项换木板不改变小球动能，不可行；B选项换粗糙木板，摩擦力增大，木块移动距离减小，差异不明显；C选项换质量更大的小球，动能更大，推动木块距离更远，差异更明显；D选项降低甲中小球高度，速度减小，推动距离更近，差异更小，故选C；
(6) 若水平面绝对光滑，木块不受摩擦力，被撞击后将做匀速直线运动，无法通过移动距离判断动能大小，因此不能达到探究目的；
(7) 轨道光滑且忽略空气阻力，小球机械能守恒，故A、B两点机械能相等，$E_A = E_B$；
(8) 小球在C点时，速度方向为水平方向，根据牛顿第一定律，外力全部消失后，小球将保持水平方向的匀速直线运动，沿轨迹a运动，故选A。
【答案】
(1) 小球；(2) 不同；(3) 速度；(4) ＝；(5) C；(6) 不能；(7) ＝；(8) A
【知识点】
动能的影响因素、摩擦力、机械能守恒、牛顿第一定律
【点评】
本题考查动能影响因素的探究实验，涉及转换法、控制变量法的应用，同时结合摩擦力、机械能守恒、牛顿第一定律等知识点，注重对基础概念和实验方法的考查，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕动能的影响因素实验及相关物理知识展开，需结合转换法、控制变量法，以及摩擦力、机械能守恒、牛顿第一定律等知识点分析：
1. 第(1)题：实验利用转换法，通过木块移动距离反映做功多少，进而判断小球动能大小；
2. 第(2)题：同一小球从斜面不同高度滚下，重力势能转化为动能，高度不同则到达水平面速度不同；
3. 第(3)题：控制质量相同，改变速度，观察动能变化，得出动能与速度的关系；
4. 第(4)题：摩擦力由压力和接触面粗糙程度决定，木块相同，压力和粗糙程度不变，故摩擦力相等；
5. 第(5)题：要使实验结果更明显，需增大动能差异，分析各选项的可行性；
6. 第(6)题：若水平面光滑，木块不受摩擦力，无法通过移动距离判断动能，故不能达到目的；
7. 第(7)题：光滑轨道且忽略空气阻力，机械能守恒，A、B两点机械能相等；
8. 第(8)题：小球到C点时速度方向水平，外力消失后，根据牛顿第一定律，保持匀速直线运动，沿水平轨迹运动。
【解析】
(1) 实验中，小球动能越大，对木块做功越多，木块被撞击后移动的距离越远，因此通过木块移动距离研究小球的动能大小；
(2) 同一小球从斜面上不同高度自由滚下，重力势能不同，转化为的动能不同，到达水平面时的速度不同；
(3) 甲、乙实验中，小球质量相同，乙图中小球位置更高，到达水平面速度更大，木块被撞击后移动距离更远，说明动能更大，因此结论为：同一物体，速度越大，动能越大；
(4) 木块滑行时，压力等于木块重力，接触面粗糙程度不变，根据摩擦力的影响因素，摩擦力大小不变，故$f_甲 = f_乙$；
(5) 要使实验结果更明显，需增大两次木块移动距离的差异：A选项换木板不改变小球动能，不可行；B选项换粗糙木板，摩擦力增大，木块移动距离减小，差异不明显；C选项换质量更大的小球，动能更大，推动木块距离更远，差异更明显；D选项降低甲中小球高度，速度减小，推动距离更近，差异更小，故选C；
(6) 若水平面绝对光滑，木块不受摩擦力，被撞击后将做匀速直线运动，无法通过移动距离判断动能大小，因此不能达到探究目的；
(7) 轨道光滑且忽略空气阻力，小球机械能守恒，故A、B两点机械能相等，$E_A = E_B$；
(8) 小球在C点时，速度方向为水平方向，根据牛顿第一定律，外力全部消失后，小球将保持水平方向的匀速直线运动，沿轨迹a运动，故选A。
【答案】
(1) 小球；(2) 不同；(3) 速度；(4) ＝；(5) C；(6) 不能；(7) ＝；(8) A
【知识点】
动能的影响因素、摩擦力、机械能守恒、牛顿第一定律
【点评】
本题考查动能影响因素的探究实验，涉及转换法、控制变量法的应用，同时结合摩擦力、机械能守恒、牛顿第一定律等知识点，注重对基础概念和实验方法的考查，难度适中。
【难度系数】
0.6
