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11. 如图所示,小球从A点抛出时具有 300 J的机械能,其中动能为200 J,小球经过B、C两点落到地面上的D点。已知B点是最高点,A、C点在同一高度,若不计空气阻力,则小球在B点的机械能为
300
J,在C点的重力势能为100
J,在D点的动能为300
J。答案
11. 300 100 300
提示:A点的机械能为300 J,不计空气阻力,B点的机械能也为300 J。A点的重力势能$E_A=300\ \mathrm{J}-200\ \mathrm{J}=100\ \mathrm{J}$,又因C点与A点等高,则C点的重力势能也为100 J。没有能量损失,D点的机械能也为300 J,重力势能为0,则动能为300 J。
提示:A点的机械能为300 J,不计空气阻力,B点的机械能也为300 J。A点的重力势能$E_A=300\ \mathrm{J}-200\ \mathrm{J}=100\ \mathrm{J}$,又因C点与A点等高,则C点的重力势能也为100 J。没有能量损失,D点的机械能也为300 J,重力势能为0,则动能为300 J。
解析
【分析】
这道题的核心条件是不计空气阻力，首先要明确此时小球的机械能是守恒的，也就是运动全过程中小球的总机械能保持初始的300J不变。第一步先求B点的机械能：因为机械能守恒，任意位置的总机械能都和A点相等，直接得到B点机械能。第二步求C点的重力势能：先算出A点的重力势能，A点总机械能是动能加重力势能，已知A点总机械能300J、动能200J，就能算出A点重力势能；又因为A、C高度相同，同一小球重力势能只和高度有关，所以C点重力势能和A点相等。第三步求D点的动能：D点小球在地面上，以地面为零势能面，重力势能为0，总机械能全部转化为动能，就可以得到D点的动能。
【解析】
1. 小球运动过程不计空气阻力，没有能量损失，机械能总量保持不变，已知A点机械能为300J，因此B点的机械能也等于300J。
2. 机械能的构成为：机械能=动能+重力势能，因此A点的重力势能$E_{pA}=E_A - E_{kA}=300\ \mathrm{J}-200\ \mathrm{J}=100\ \mathrm{J}$。由于A、C两点高度相同，小球质量不变，重力势能仅由高度决定，因此C点的重力势能$E_{pC}=E_{pA}=100\ \mathrm{J}$。
3. 小球到达D点时位于地面，以地面为重力势能零参考面，D点重力势能为0，总机械能全部转化为动能，因此D点的动能等于总机械能，为300J。
【答案】
300；100；300
【知识点】
机械能守恒，重力势能影响因素，动能势能转化
【点评】
本题是机械能守恒的基础应用型题目，解题关键是抓住不计空气阻力时机械能总量恒定的核心规律，结合重力势能与高度的对应关系分析各点的能量构成，易错点是误将斜抛运动最高点B的动能判定为0，忽略该位置小球仍具有水平方向动能的特点。
【难度系数】
0.8
这道题的核心条件是不计空气阻力，首先要明确此时小球的机械能是守恒的，也就是运动全过程中小球的总机械能保持初始的300J不变。第一步先求B点的机械能：因为机械能守恒，任意位置的总机械能都和A点相等，直接得到B点机械能。第二步求C点的重力势能：先算出A点的重力势能，A点总机械能是动能加重力势能，已知A点总机械能300J、动能200J，就能算出A点重力势能；又因为A、C高度相同，同一小球重力势能只和高度有关，所以C点重力势能和A点相等。第三步求D点的动能：D点小球在地面上，以地面为零势能面，重力势能为0，总机械能全部转化为动能，就可以得到D点的动能。
【解析】
1. 小球运动过程不计空气阻力，没有能量损失，机械能总量保持不变，已知A点机械能为300J，因此B点的机械能也等于300J。
2. 机械能的构成为：机械能=动能+重力势能，因此A点的重力势能$E_{pA}=E_A - E_{kA}=300\ \mathrm{J}-200\ \mathrm{J}=100\ \mathrm{J}$。由于A、C两点高度相同，小球质量不变，重力势能仅由高度决定，因此C点的重力势能$E_{pC}=E_{pA}=100\ \mathrm{J}$。
3. 小球到达D点时位于地面，以地面为重力势能零参考面，D点重力势能为0，总机械能全部转化为动能，因此D点的动能等于总机械能，为300J。
【答案】
300；100；300
【知识点】
机械能守恒，重力势能影响因素，动能势能转化
【点评】
本题是机械能守恒的基础应用型题目，解题关键是抓住不计空气阻力时机械能总量恒定的核心规律，结合重力势能与高度的对应关系分析各点的能量构成，易错点是误将斜抛运动最高点B的动能判定为0，忽略该位置小球仍具有水平方向动能的特点。
【难度系数】
0.8
12. 如图所示,弹簧的左端固定,右端连接一个小球,把它们套在光滑的水平杆上,a 是压缩弹簧后小球静止释放的位置,b 是弹簧为原长时小球的位置,c 是小球到达最右端的位置。则小球从 a 运动到 c 的过程中,在
b
(填“a”“b”或“c”)位置机械能最大;从 b 运动到 c 的过程中,小球的动能转化为弹簧的弹性势能
。答案
12. $b$ 弹性势能
提示:小球从$a$运动到$b$时,弹簧的弹性势能转化为小球的动能,到达$b$点时,弹簧恢复原长,不计摩擦阻力,其弹性势能全部转化为小球的动能;再从$b$运动到$c$时,弹簧被拉伸,小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能,小球的动能将变小,故在$b$位置时小球的动能最大,机械能最大。
提示:小球从$a$运动到$b$时,弹簧的弹性势能转化为小球的动能,到达$b$点时,弹簧恢复原长,不计摩擦阻力,其弹性势能全部转化为小球的动能;再从$b$运动到$c$时,弹簧被拉伸,小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能,小球的动能将变小,故在$b$位置时小球的动能最大,机械能最大。
解析
【分析】
首先明确题干给出的核心条件：水平杆是光滑的，不存在摩擦损耗，小球和弹簧组成的整体机械能守恒。接下来分阶段梳理小球的机械能变化规律：第一阶段从a到b，弹簧从压缩状态逐渐恢复原长，弹簧的弹性势能不断转化为小球的动能，小球的机械能持续增大；第二阶段从b到c，弹簧从原长逐渐被拉伸，小球的动能不断转化为弹簧的弹性势能，小球的机械能持续减小。由此可推导出小球机械能的最大值出现在两个阶段的分界点，也就是弹簧原长的b位置。再分析b到c的过程，小球速度不断减小、弹簧的形变程度不断变大，即可判断出能量的转化方向。
【解析】
1. 分析小球从a运动到b的过程：光滑水平杆无摩擦力，压缩的弹簧释放后，弹力向右推动小球运动，弹簧的弹性势能逐步转化为小球的动能，小球速度持续增大，小球的机械能不断增加。到达b位置时弹簧恰好恢复原长，此时弹簧弹性势能为0，此前弹簧储存的弹性势能全部转化为小球的机械能，小球速度达到最大值。
2. 分析小球从b运动到c的过程：小球依靠惯性继续向右运动，弹簧被逐渐拉长，小球受到向左的弹力作用，速度不断减小，小球的动能逐步转化为弹簧的弹性势能，小球的机械能不断减小。
因此小球从a运动到c的全过程中，在b位置机械能最大；从b运动到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的弹性势能。
【答案】
$b$；弹性势能
【知识点】
机械能转化，弹性势能
【点评】
本题的易错点是容易混淆研究对象，误将小球和弹簧组成的系统机械能守恒当成小球自身的机械能守恒，错认为小球机械能全程不变。解题时要明确：弹簧弹力对小球做功的过程会改变小球的机械能，只有弹簧和小球的总机械能保持不变，结合弹簧形变、小球速度的变化分析能量转化即可顺利得到结论。
【难度系数】
0.7
首先明确题干给出的核心条件：水平杆是光滑的，不存在摩擦损耗，小球和弹簧组成的整体机械能守恒。接下来分阶段梳理小球的机械能变化规律：第一阶段从a到b，弹簧从压缩状态逐渐恢复原长，弹簧的弹性势能不断转化为小球的动能，小球的机械能持续增大；第二阶段从b到c，弹簧从原长逐渐被拉伸，小球的动能不断转化为弹簧的弹性势能，小球的机械能持续减小。由此可推导出小球机械能的最大值出现在两个阶段的分界点，也就是弹簧原长的b位置。再分析b到c的过程，小球速度不断减小、弹簧的形变程度不断变大，即可判断出能量的转化方向。
【解析】
1. 分析小球从a运动到b的过程：光滑水平杆无摩擦力，压缩的弹簧释放后，弹力向右推动小球运动，弹簧的弹性势能逐步转化为小球的动能，小球速度持续增大，小球的机械能不断增加。到达b位置时弹簧恰好恢复原长，此时弹簧弹性势能为0，此前弹簧储存的弹性势能全部转化为小球的机械能，小球速度达到最大值。
2. 分析小球从b运动到c的过程：小球依靠惯性继续向右运动，弹簧被逐渐拉长，小球受到向左的弹力作用，速度不断减小，小球的动能逐步转化为弹簧的弹性势能，小球的机械能不断减小。
因此小球从a运动到c的全过程中，在b位置机械能最大；从b运动到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的弹性势能。
【答案】
$b$；弹性势能
【知识点】
机械能转化，弹性势能
【点评】
本题的易错点是容易混淆研究对象，误将小球和弹簧组成的系统机械能守恒当成小球自身的机械能守恒，错认为小球机械能全程不变。解题时要明确：弹簧弹力对小球做功的过程会改变小球的机械能，只有弹簧和小球的总机械能保持不变，结合弹簧形变、小球速度的变化分析能量转化即可顺利得到结论。
【难度系数】
0.7
13. (2025·常州天宁期中)如图为蹦床运动简化示意图,其中运动员在O点时速度为零,A点是蹦床不发生形变时的原位置,B点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处,C点是运动员到达的最低点。若整个过程忽略空气阻力,则:
(1) 从O点下落到A点的过程中,运动员的机械能
(2) 从B点运动到C点的过程中,运动员的重力势能
(3) 从O点到C点的过程中,在
(1) 从O点下落到A点的过程中,运动员的机械能
不变
(填“增大”“减小”或“不变”)。(2) 从B点运动到C点的过程中,运动员的重力势能
减小
,蹦床的弹性势能增大
。(均填“增大”“减小”或“不变”)(3) 从O点到C点的过程中,在
B
(填“A”“B”或“C”)点处运动员的动能最大。答案
13. (1)不变 (2)减小 增大 (3)$B$
提示:(1)不计空气阻力,人从O点自由下落到A点,机械能不变。(2)人从B点下落到C点时,重力势能减小,人的机械能转化为蹦床的弹性势能,蹦床的弹性势能增大。(3)人到达B点前,人的重力大于蹦床对人的弹力,速度变大。人过B点后,蹦床对人的弹力大于人的重力,速度减小,故人在B点的速度最大,动能最大。
提示:(1)不计空气阻力,人从O点自由下落到A点,机械能不变。(2)人从B点下落到C点时,重力势能减小,人的机械能转化为蹦床的弹性势能,蹦床的弹性势能增大。(3)人到达B点前,人的重力大于蹦床对人的弹力,速度变大。人过B点后,蹦床对人的弹力大于人的重力,速度减小,故人在B点的速度最大,动能最大。
解析
【分析】
我们可以分三步逐个梳理解题思路：
1. 第一问：先明确O到A的过程中运动员的受力特点，A是蹦床的原位置，这段过程运动员还没有接触蹦床，题目说明忽略空气阻力，运动员只受重力作用，满足机械能守恒的条件，直接就能判断机械能的变化情况。
2. 第二问：重力势能的大小和质量、高度相关，弹性势能的大小和弹性形变程度相关，从B到C的过程中运动员高度持续下降，蹦床被压得形变越来越大，据此就能判断两种势能的变化。
3. 第三问：动能大小由质量和速度决定，运动员质量不变，只需要判断哪个位置速度最大即可：接触A点后，初始阶段蹦床弹力很小，重力大于弹力，运动员仍在加速，直到B点重力和弹力相等，速度才达到最大值，之后弹力大于重力，运动员开始减速，因此速度最大的点是B，对应动能最大。
【解析】
(1) 从O点下落到A点的过程中，运动员尚未接触蹦床，忽略空气阻力时运动员只受重力作用，没有其他力消耗机械能，因此运动员的机械能保持不变。
(2) 从B点运动到C点的过程中，运动员质量不变，高度不断降低，因此重力势能随高度减小而减小；同时蹦床的弹性形变程度持续增大，因此蹦床的弹性势能随形变增大而增大。
(3) 运动员从O到A的过程中加速下落，接触A点后到B点前，运动员受到的重力大于蹦床的弹力，合力向下，运动员持续加速，速度不断增大；到达B点时，重力与蹦床对运动员的弹力大小相等，合力为0，此时速度达到最大值；从B点到C点的过程中，弹力大于重力，合力向上，运动员做减速运动，速度不断减小。因此整个过程中B点处运动员的速度最大，动能最大。
【答案】
(1)不变 (2)减小；增大 (3)B
【知识点】
机械能守恒，势能影响因素，动能影响因素
【点评】
本题结合蹦床运动的实际场景，考察机械能的转化规律，易错点是容易错误认为运动员接触蹦床后立刻减速，误选A点为动能最大点，解题时需要结合受力分析判断速度的变化过程，才能准确得到动能最大的位置。
【难度系数】
0.6
我们可以分三步逐个梳理解题思路：
1. 第一问：先明确O到A的过程中运动员的受力特点，A是蹦床的原位置，这段过程运动员还没有接触蹦床，题目说明忽略空气阻力，运动员只受重力作用，满足机械能守恒的条件，直接就能判断机械能的变化情况。
2. 第二问：重力势能的大小和质量、高度相关，弹性势能的大小和弹性形变程度相关，从B到C的过程中运动员高度持续下降，蹦床被压得形变越来越大，据此就能判断两种势能的变化。
3. 第三问：动能大小由质量和速度决定，运动员质量不变，只需要判断哪个位置速度最大即可：接触A点后，初始阶段蹦床弹力很小，重力大于弹力，运动员仍在加速，直到B点重力和弹力相等，速度才达到最大值，之后弹力大于重力，运动员开始减速，因此速度最大的点是B，对应动能最大。
【解析】
(1) 从O点下落到A点的过程中，运动员尚未接触蹦床，忽略空气阻力时运动员只受重力作用，没有其他力消耗机械能，因此运动员的机械能保持不变。
(2) 从B点运动到C点的过程中，运动员质量不变，高度不断降低，因此重力势能随高度减小而减小；同时蹦床的弹性形变程度持续增大，因此蹦床的弹性势能随形变增大而增大。
(3) 运动员从O到A的过程中加速下落，接触A点后到B点前，运动员受到的重力大于蹦床的弹力，合力向下，运动员持续加速，速度不断增大；到达B点时，重力与蹦床对运动员的弹力大小相等，合力为0，此时速度达到最大值；从B点到C点的过程中，弹力大于重力，合力向上，运动员做减速运动，速度不断减小。因此整个过程中B点处运动员的速度最大，动能最大。
【答案】
(1)不变 (2)减小；增大 (3)B
【知识点】
机械能守恒，势能影响因素，动能影响因素
【点评】
本题结合蹦床运动的实际场景，考察机械能的转化规律，易错点是容易错误认为运动员接触蹦床后立刻减速，误选A点为动能最大点，解题时需要结合受力分析判断速度的变化过程，才能准确得到动能最大的位置。
【难度系数】
0.6
14. 如图所示，甲、乙是两个完全相同的小球，在同一高度同时以大小相等的速度$v$，将甲球竖直向下抛，乙球竖直向上抛，忽略空气阻力。
（1）抛出瞬间，甲球的机械能
（2）上升过程中，乙球的
（3）上升过程中（未到最高处），若乙球所受到的外力忽然全部消失，它将
A. 立刻静止
B. 匀速直线上升
C. 上升到最高处后下落
（1）抛出瞬间，甲球的机械能
等于
（填“大于”“等于”或“小于”）乙球的机械能。（2）上升过程中，乙球的
动
能转化成重力势
能；从放手到落地前的整个运动过程中，乙球的机械能保持不变
（填“先变大后变小”“先变小后变大”或“保持不变”）。（3）上升过程中（未到最高处），若乙球所受到的外力忽然全部消失，它将
B
（填字母）。A. 立刻静止
B. 匀速直线上升
C. 上升到最高处后下落
答案
14. (1)等于 (2)动 重力势 保持不变 (3)B
解析
【分析】
我们可以分三个小问逐步梳理思路：
1. 第一问判断抛出瞬间两球机械能大小：机械能是动能与重力势能的总和，先对比两球的质量、初始高度、初始速度：两球完全相同所以质量相等，同一高度抛出所以初始重力势能相等，初速度大小均为v所以初始动能也相等，相加后总机械能自然相等。
2. 第二问分析乙球的能量变化：乙球上升时速度减小、高度升高，对应动能减小、重力势能增大，因此是动能转化为重力势能；题目明确说明忽略空气阻力，整个运动过程没有机械能损耗，也没有额外力对小球做功，因此乙的机械能总量不会发生变化。
3. 第三问结合牛顿第一定律判断运动状态：物体不受外力作用时，会保持外力消失瞬间的运动状态不变，乙上升过程未到最高点时是向上运动的，所有外力消失后，它会维持当前的速度和运动方向一直运动下去。
【解析】
（1）甲、乙两球完全相同，质量相等，抛出时处于同一高度，因此初始重力势能相等；抛出时两球速度大小均为v，因此初始动能也相等。机械能为动能与重力势能之和，因此抛出瞬间甲球的机械能等于乙球的机械能。
（2）乙球上升过程中，速度逐渐减小，动能减小，高度逐渐增大，重力势能增大，因此是动能转化为重力势能；由于忽略空气阻力，运动过程中没有能量损失，只有重力做功，乙球的机械能守恒，因此从放手到落地前的整个运动过程中，乙球的机械能保持不变。
（3）根据牛顿第一定律，运动的物体在外力全部消失时，将保持外力消失瞬间的速度和运动方向做匀速直线运动。上升过程中乙球正向上运动，外力全部消失后，它将匀速直线上升，故选B。
【答案】
(1)等于 (2)动；重力势；保持不变 (3)B
【知识点】
机械能及其转化，牛顿第一定律，动能与势能
【点评】
本题是机械能板块的基础常考题，结合牛顿第一定律的基础应用，核心考察机械能的组成、能量转化判断以及机械能守恒的适用条件，整体侧重对基础概念的理解，没有复杂计算，适合巩固力学基础知识点。
【难度系数】
0.8
我们可以分三个小问逐步梳理思路：
1. 第一问判断抛出瞬间两球机械能大小：机械能是动能与重力势能的总和，先对比两球的质量、初始高度、初始速度：两球完全相同所以质量相等，同一高度抛出所以初始重力势能相等，初速度大小均为v所以初始动能也相等，相加后总机械能自然相等。
2. 第二问分析乙球的能量变化：乙球上升时速度减小、高度升高，对应动能减小、重力势能增大，因此是动能转化为重力势能；题目明确说明忽略空气阻力，整个运动过程没有机械能损耗，也没有额外力对小球做功，因此乙的机械能总量不会发生变化。
3. 第三问结合牛顿第一定律判断运动状态：物体不受外力作用时，会保持外力消失瞬间的运动状态不变，乙上升过程未到最高点时是向上运动的，所有外力消失后，它会维持当前的速度和运动方向一直运动下去。
【解析】
（1）甲、乙两球完全相同，质量相等，抛出时处于同一高度，因此初始重力势能相等；抛出时两球速度大小均为v，因此初始动能也相等。机械能为动能与重力势能之和，因此抛出瞬间甲球的机械能等于乙球的机械能。
（2）乙球上升过程中，速度逐渐减小，动能减小，高度逐渐增大，重力势能增大，因此是动能转化为重力势能；由于忽略空气阻力，运动过程中没有能量损失，只有重力做功，乙球的机械能守恒，因此从放手到落地前的整个运动过程中，乙球的机械能保持不变。
（3）根据牛顿第一定律，运动的物体在外力全部消失时，将保持外力消失瞬间的速度和运动方向做匀速直线运动。上升过程中乙球正向上运动，外力全部消失后，它将匀速直线上升，故选B。
【答案】
(1)等于 (2)动；重力势；保持不变 (3)B
【知识点】
机械能及其转化，牛顿第一定律，动能与势能
【点评】
本题是机械能板块的基础常考题，结合牛顿第一定律的基础应用，核心考察机械能的组成、能量转化判断以及机械能守恒的适用条件，整体侧重对基础概念的理解，没有复杂计算，适合巩固力学基础知识点。
【难度系数】
0.8
15. 已知物体的重力势能表达式为 $E_{\mathrm{p}}=mgh$，动能表达式为 $E_{\mathrm{k}}=\dfrac{1}{2}mv^{2}$；其中 $m$ 为物体的质量，$h$ 为物体距离水平地面的高度，$v$为物体的运动速度，$g$ 取 $10\ \mathrm{N/kg}$。如图所示，将一质量为 $0.4\ \mathrm{kg}$ 的物体从距离地面 $1.5\ \mathrm{m}$ 的高度沿水平方向以 $2\ \mathrm{m/s}$ 的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：
（1）物体被抛出时的重力势能 $E_{\mathrm{p}}$ 和动能 $E_{\mathrm{k}_{1}}$。
（2）物体从被抛出至落地的过程中，其重力所做的功 $W$。
（3）物体落地前瞬间的动能 $E_{\mathrm{k}_{2}}$。
（1）物体被抛出时的重力势能 $E_{\mathrm{p}}$ 和动能 $E_{\mathrm{k}_{1}}$。
（2）物体从被抛出至落地的过程中，其重力所做的功 $W$。
（3）物体落地前瞬间的动能 $E_{\mathrm{k}_{2}}$。
答案
15. (1)6 J 0.8 J (2)6 J (3)6.8 J
提示:(1) $E_{\mathrm{p}} = mgh = 0.4\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} × 1.5\ \mathrm{m}=6\ \mathrm{J}$,$E_{\mathrm{k}_{1}}=\dfrac{1}{2}mv^{2}=\dfrac{1}{2}×0.4\ \mathrm{kg}×(2\ \mathrm{m/s})^{2}=0.8\ \mathrm{J}$。(2) 物体从被抛出至落地的过程中,其重力做功 $W=Gh=mgh=0.4\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×1.5\ \mathrm{m}=6\ \mathrm{J}$。(3) 物体下落时,重力势能转化为动能,落地时高度为0,重力势能全部转化为动能,落地前瞬间,$E_{\mathrm{k}_{2}}=E_{\mathrm{k}_{1}}+E_{\mathrm{p}}=0.8\ \mathrm{J}+6\ \mathrm{J}=6.8\ \mathrm{J}$。
提示:(1) $E_{\mathrm{p}} = mgh = 0.4\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} × 1.5\ \mathrm{m}=6\ \mathrm{J}$,$E_{\mathrm{k}_{1}}=\dfrac{1}{2}mv^{2}=\dfrac{1}{2}×0.4\ \mathrm{kg}×(2\ \mathrm{m/s})^{2}=0.8\ \mathrm{J}$。(2) 物体从被抛出至落地的过程中,其重力做功 $W=Gh=mgh=0.4\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×1.5\ \mathrm{m}=6\ \mathrm{J}$。(3) 物体下落时,重力势能转化为动能,落地时高度为0,重力势能全部转化为动能,落地前瞬间,$E_{\mathrm{k}_{2}}=E_{\mathrm{k}_{1}}+E_{\mathrm{p}}=0.8\ \mathrm{J}+6\ \mathrm{J}=6.8\ \mathrm{J}$。
解析
【分析】
这道题是能量相关的基础计算题，解题思路可以按三个小问依次推进：
1. 第一问题目已经直接给出重力势能和动能的计算公式，我们只需要把题干里已知的物体质量、抛出高度、初速度、g的取值分别对应代入两个公式，就能直接算出抛出时的重力势能和初动能。
2. 第二问求重力做功，重力做功的大小只和物体的重力以及竖直方向下落的高度有关，公式为W=Gh=mgh，代入已知的m、g、下落高度h即可计算。
3. 第三问题干明确说明整个过程机械能守恒，不计空气阻力，物体落地瞬间高度为0，重力势能为0，此时的总机械能全部以动能的形式存在，因此落地前瞬间的动能就等于物体刚被抛出时的总机械能，也就是初动能和初始重力势能的和，相加就能得到结果。
【解析】
（1）计算物体被抛出时的重力势能$E_{\mathrm{p}}$和动能$E_{\mathrm{k}_{1}}$：
已知$m=0.4\ \mathrm{kg}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，$h=1.5\ \mathrm{m}$，初速度$v=2\ \mathrm{m/s}$
代入重力势能公式：
$E_{\mathrm{p}}=mgh=0.4\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} × 1.5\ \mathrm{m}=6\ \mathrm{J}$
代入动能公式：
$E_{\mathrm{k}_{1}}=\dfrac{1}{2}mv^{2}=\dfrac{1}{2} × 0.4\ \mathrm{kg} × (2\ \mathrm{m/s})^{2}=0.8\ \mathrm{J}$
（2）计算重力所做的功$W$：
重力做功等于重力乘以竖直方向下落的距离：
$W=Gh=mgh=0.4\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} × 1.5\ \mathrm{m}=6\ \mathrm{J}$
（3）计算物体落地前瞬间的动能$E_{\mathrm{k}_{2}}$：
由题意可知整个过程机械能守恒，物体落地瞬间高度为0，重力势能为0，因此落地前瞬间的动能等于抛出时的总机械能：
$E_{\mathrm{k}_{2}}=E_{\mathrm{p}}+E_{\mathrm{k}_{1}}=6\ \mathrm{J}+0.8\ \mathrm{J}=6.8\ \mathrm{J}$
【答案】
(1) 重力势能为6 J，初动能为0.8 J；(2) 重力做功为6 J；(3) 落地前瞬间动能为6.8 J
【知识点】
重力势能计算，动能计算，机械能守恒
【点评】
本题属于能量模块的基础应用题，题目直接给出了重力势能和动能的计算公式，不需要额外推导复杂的平抛运动规律，重点考察学生对给定公式的代入计算能力，以及对机械能守恒条件的理解，难度较低，适合初学者巩固能量转化的相关基础知识点。
【难度系数】
0.8
这道题是能量相关的基础计算题，解题思路可以按三个小问依次推进：
1. 第一问题目已经直接给出重力势能和动能的计算公式，我们只需要把题干里已知的物体质量、抛出高度、初速度、g的取值分别对应代入两个公式，就能直接算出抛出时的重力势能和初动能。
2. 第二问求重力做功，重力做功的大小只和物体的重力以及竖直方向下落的高度有关，公式为W=Gh=mgh，代入已知的m、g、下落高度h即可计算。
3. 第三问题干明确说明整个过程机械能守恒，不计空气阻力，物体落地瞬间高度为0，重力势能为0，此时的总机械能全部以动能的形式存在，因此落地前瞬间的动能就等于物体刚被抛出时的总机械能，也就是初动能和初始重力势能的和，相加就能得到结果。
【解析】
（1）计算物体被抛出时的重力势能$E_{\mathrm{p}}$和动能$E_{\mathrm{k}_{1}}$：
已知$m=0.4\ \mathrm{kg}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，$h=1.5\ \mathrm{m}$，初速度$v=2\ \mathrm{m/s}$
代入重力势能公式：
$E_{\mathrm{p}}=mgh=0.4\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} × 1.5\ \mathrm{m}=6\ \mathrm{J}$
代入动能公式：
$E_{\mathrm{k}_{1}}=\dfrac{1}{2}mv^{2}=\dfrac{1}{2} × 0.4\ \mathrm{kg} × (2\ \mathrm{m/s})^{2}=0.8\ \mathrm{J}$
（2）计算重力所做的功$W$：
重力做功等于重力乘以竖直方向下落的距离：
$W=Gh=mgh=0.4\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} × 1.5\ \mathrm{m}=6\ \mathrm{J}$
（3）计算物体落地前瞬间的动能$E_{\mathrm{k}_{2}}$：
由题意可知整个过程机械能守恒，物体落地瞬间高度为0，重力势能为0，因此落地前瞬间的动能等于抛出时的总机械能：
$E_{\mathrm{k}_{2}}=E_{\mathrm{p}}+E_{\mathrm{k}_{1}}=6\ \mathrm{J}+0.8\ \mathrm{J}=6.8\ \mathrm{J}$
【答案】
(1) 重力势能为6 J，初动能为0.8 J；(2) 重力做功为6 J；(3) 落地前瞬间动能为6.8 J
【知识点】
重力势能计算，动能计算，机械能守恒
【点评】
本题属于能量模块的基础应用题，题目直接给出了重力势能和动能的计算公式，不需要额外推导复杂的平抛运动规律，重点考察学生对给定公式的代入计算能力，以及对机械能守恒条件的理解，难度较低，适合初学者巩固能量转化的相关基础知识点。
【难度系数】
0.8
