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9. 在“探究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中,小林同学用了如图11-3-2所示的实验方法,三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击,陷入沙坑中。
(1)此实验中,小林是通过观察来比较各铁块重力势能的大小的。
(2)若A、B两铁块质量相同,则两铁块下落的高度的关系是$h_{A}\_\_\_\_\_\_h_{B}$;若A、B两铁块下落的高度相同,则两铁块质量的关系是$m_{A}\_\_\_\_\_\_m_{C}$。
(3)小林在实验中最后得出的结论是:物体重力势能的大小与有关。
(1)此实验中,小林是通过观察来比较各铁块重力势能的大小的。
(2)若A、B两铁块质量相同,则两铁块下落的高度的关系是$h_{A}\_\_\_\_\_\_h_{B}$;若A、B两铁块下落的高度相同,则两铁块质量的关系是$m_{A}\_\_\_\_\_\_m_{C}$。
(3)小林在实验中最后得出的结论是:物体重力势能的大小与有关。
答案
（1）木桩陷入沙坑中的深度
（2）＜
＜
（3）质量和所处的高度
（2）＜
＜
（3）质量和所处的高度
解析
【分析】
本题是探究重力势能大小影响因素的实验，需结合转换法和控制变量法分析：
1. 对于第(1)问，重力势能的大小无法直接观察，所以采用转换法，通过铁块对木桩做功的效果来间接判断，即木桩陷入沙坑的深度越深，说明铁块的重力势能越大。
2. 第(2)问，利用控制变量法：当A、B质量相同时，B的木桩陷得更深，说明B的重力势能更大，根据质量相同时，高度越高重力势能越大，可判断高度关系；当A、C下落高度相同时，C的木桩陷得更深，说明C的重力势能更大，根据高度相同时，质量越大重力势能越大，可判断质量关系。
3. 第(3)问，综合前两问的实验现象，总结重力势能的影响因素。
【解析】
(1) 实验中，铁块的重力势能越大，对木桩做的功就越多，木桩陷入沙坑的深度就越深，因此通过观察木桩陷入沙坑中的深度来比较各铁块重力势能的大小，这用到了转换法。
(2) 若A、B两铁块质量相同，由图可知B撞击的木桩陷入更深，说明B的重力势能更大，根据“质量相同时，物体下落的高度越高，重力势能越大”，可得两铁块下落的高度关系是$h_{A} \boldsymbol{＜} h_{B}$；
若A、C两铁块下落的高度相同，C撞击的木桩陷入更深，说明C的重力势能更大，根据“高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大”，可得两铁块质量的关系是$m_{A} \boldsymbol{＜} m_{C}$。
(3) 结合实验现象可知，当物体的质量不同或所处高度不同时，重力势能的大小不同，因此物体重力势能的大小与物体的质量和所处的高度有关。
【答案】
(1) 木桩陷入沙坑中的深度
(2) ＜；＜
(3) 物体的质量和所处的高度
【知识点】
重力势能的影响因素；转换法；控制变量法
【点评】
本题通过实验探究重力势能的影响因素，核心是转换法和控制变量法的应用，将不易观察的重力势能转换为易观察的木桩陷入深度，同时通过控制变量分别探究质量和高度对重力势能的影响，帮助理解重力势能的决定因素，是力学中的基础实验题。
【难度系数】
0.7
本题是探究重力势能大小影响因素的实验，需结合转换法和控制变量法分析：
1. 对于第(1)问，重力势能的大小无法直接观察，所以采用转换法，通过铁块对木桩做功的效果来间接判断，即木桩陷入沙坑的深度越深，说明铁块的重力势能越大。
2. 第(2)问，利用控制变量法：当A、B质量相同时，B的木桩陷得更深，说明B的重力势能更大，根据质量相同时，高度越高重力势能越大，可判断高度关系；当A、C下落高度相同时，C的木桩陷得更深，说明C的重力势能更大，根据高度相同时，质量越大重力势能越大，可判断质量关系。
3. 第(3)问，综合前两问的实验现象，总结重力势能的影响因素。
【解析】
(1) 实验中，铁块的重力势能越大，对木桩做的功就越多，木桩陷入沙坑的深度就越深，因此通过观察木桩陷入沙坑中的深度来比较各铁块重力势能的大小，这用到了转换法。
(2) 若A、B两铁块质量相同，由图可知B撞击的木桩陷入更深，说明B的重力势能更大，根据“质量相同时，物体下落的高度越高，重力势能越大”，可得两铁块下落的高度关系是$h_{A} \boldsymbol{＜} h_{B}$；
若A、C两铁块下落的高度相同，C撞击的木桩陷入更深，说明C的重力势能更大，根据“高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大”，可得两铁块质量的关系是$m_{A} \boldsymbol{＜} m_{C}$。
(3) 结合实验现象可知，当物体的质量不同或所处高度不同时，重力势能的大小不同，因此物体重力势能的大小与物体的质量和所处的高度有关。
【答案】
(1) 木桩陷入沙坑中的深度
(2) ＜；＜
(3) 物体的质量和所处的高度
【知识点】
重力势能的影响因素；转换法；控制变量法
【点评】
本题通过实验探究重力势能的影响因素，核心是转换法和控制变量法的应用，将不易观察的重力势能转换为易观察的木桩陷入深度，同时通过控制变量分别探究质量和高度对重力势能的影响，帮助理解重力势能的决定因素，是力学中的基础实验题。
【难度系数】
0.7
1.【立德树人】高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”,这是一种不文明的行为,会带来很大的社会危害,因为高处的物体具有较大的()
A.重力
B.动能
C.质量
D.重力势能
A.重力
B.动能
C.质量
D.重力势能
答案
D
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确各选项中物理量的定义及影响因素，再结合“高空物体”的特点逐一分析：
1. 重力：由$G=mg$可知，同一物体的重力大小仅与质量和$g$有关，与高度无关，因此高处的物体重力不会更大，排除A；
2. 动能：动能与物体的质量和速度有关，高空的物体若处于静止状态，动能为0，并非较大，排除B；
3. 质量：质量是物体的固有属性，不随物体的高度变化而改变，排除C；
4. 重力势能：重力势能与物体的质量和被举高的高度有关，在质量一定时，物体所处高度越高，重力势能越大，高空抛物时，重力势能会转化为较大的动能，从而带来极大危害，因此应选D。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：重力大小由$G=mg$决定，同一物体的重力与高度无关，高处物体的重力不会较大，A错误；
选项B：动能与物体的质量和速度有关，高空静止的物体动能极小，并非较大，B错误；
选项C：质量是物体的固有属性，不随高度变化而改变，C错误；
选项D：重力势能与物体的质量和被举高的高度有关，质量一定时，物体高度越高，重力势能越大，高空抛物时重力势能转化为动能，带来巨大危害，D正确。
【答案】
D
【知识点】
重力势能的影响因素，动能的影响因素，质量的固有属性
【点评】
本题结合“高空抛物”这一社会现象，考查对基础物理量概念及影响因素的理解，既落实物理知识的考查，又引导学生认识高空抛物的危害，树立文明行为意识，体现立德树人的教育目标。解题的关键是准确掌握各物理量的决定因素，结合物体所处的高空环境分析判断。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，需先明确各选项中物理量的定义及影响因素，再结合“高空物体”的特点逐一分析：
1. 重力：由$G=mg$可知，同一物体的重力大小仅与质量和$g$有关，与高度无关，因此高处的物体重力不会更大，排除A；
2. 动能：动能与物体的质量和速度有关，高空的物体若处于静止状态，动能为0，并非较大，排除B；
3. 质量：质量是物体的固有属性，不随物体的高度变化而改变，排除C；
4. 重力势能：重力势能与物体的质量和被举高的高度有关，在质量一定时，物体所处高度越高，重力势能越大，高空抛物时，重力势能会转化为较大的动能，从而带来极大危害，因此应选D。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：重力大小由$G=mg$决定，同一物体的重力与高度无关，高处物体的重力不会较大，A错误；
选项B：动能与物体的质量和速度有关，高空静止的物体动能极小，并非较大，B错误；
选项C：质量是物体的固有属性，不随高度变化而改变，C错误；
选项D：重力势能与物体的质量和被举高的高度有关，质量一定时，物体高度越高，重力势能越大，高空抛物时重力势能转化为动能，带来巨大危害，D正确。
【答案】
D
【知识点】
重力势能的影响因素，动能的影响因素，质量的固有属性
【点评】
本题结合“高空抛物”这一社会现象，考查对基础物理量概念及影响因素的理解，既落实物理知识的考查，又引导学生认识高空抛物的危害，树立文明行为意识，体现立德树人的教育目标。解题的关键是准确掌握各物理量的决定因素，结合物体所处的高空环境分析判断。
【难度系数】
0.8
2.【家国情怀】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
A.减小
B.增大
C.不变
D.消失
答案
B
解析
【分析】
要解决这道题，首先需回忆动能的影响因素：物体的动能大小与质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能越大。题目中卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时，其质量保持不变，速度增大，结合动能的影响因素可判断出动能的变化情况。
【解析】
动能的大小由物体的质量和速度决定，公式为$E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}$（$E_{k}$表示动能，$m$表示质量，$v$表示速度）。
卫星在运动过程中质量$m$不变，题目明确说明其速度$v$增大，根据动能的变化规律：质量不变时，速度越大，动能越大，因此卫星的动能增大，故正确选项为B。
【答案】
B
【知识点】
动能的影响因素
【点评】
本题结合我国北斗三号卫星发射的时事背景，将物理知识与家国情怀教育结合，考查动能的基础知识点。题目难度低，只要掌握动能与质量、速度的关系即可解答，能帮助学生建立物理知识与科技成就的联系，增强民族自豪感。
【难度系数】
0.9
要解决这道题，首先需回忆动能的影响因素：物体的动能大小与质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能越大。题目中卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时，其质量保持不变，速度增大，结合动能的影响因素可判断出动能的变化情况。
【解析】
动能的大小由物体的质量和速度决定，公式为$E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}$（$E_{k}$表示动能，$m$表示质量，$v$表示速度）。
卫星在运动过程中质量$m$不变，题目明确说明其速度$v$增大，根据动能的变化规律：质量不变时，速度越大，动能越大，因此卫星的动能增大，故正确选项为B。
【答案】
B
【知识点】
动能的影响因素
【点评】
本题结合我国北斗三号卫星发射的时事背景，将物理知识与家国情怀教育结合，考查动能的基础知识点。题目难度低，只要掌握动能与质量、速度的关系即可解答，能帮助学生建立物理知识与科技成就的联系，增强民族自豪感。
【难度系数】
0.9
3.【跨学科·体育】立定跳远是长春市中考体育项目之一,如图11-3-3为学生立定跳远时的分解动作,下列说法正确的是()
A.上升时,学生的动能减小,重力势能增大
B.上升时,学生的动能增大,重力势能减小
C.下降时,学生的动能增大,重力势能增大
D.下降时,学生的动能减小,重力势能减小
A.上升时,学生的动能减小,重力势能增大
B.上升时,学生的动能增大,重力势能减小
C.下降时,学生的动能增大,重力势能增大
D.下降时,学生的动能减小,重力势能减小
答案
A
解析
【分析】
要解决这道题，首先需要明确动能和重力势能的影响因素：动能的大小与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
然后结合立定跳远的动作分析能量变化：
1. 上升过程：学生的质量不变，速度逐渐减小，高度逐渐升高，所以动能减小，重力势能增大。
2. 下降过程：学生的质量不变，速度逐渐增大，高度逐渐降低，所以动能增大，重力势能减小。
最后根据这个变化规律逐一分析选项，判断正确选项。
【解析】
逐一分析选项：
选项A：上升时，学生质量不变，速度减小，动能减小；高度增大，重力势能增大，该说法正确。
选项B：上升时动能应减小，重力势能应增大，该说法错误。
选项C：下降时重力势能应减小，该说法错误。
选项D：下降时动能应增大，该说法错误。
因此正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
动能的影响因素、重力势能的影响因素
【点评】
本题结合体育项目立定跳远考查动能和重力势能的变化，需要准确掌握动能、重力势能的影响因素，将物理知识与生活实际结合，体现了跨学科的特点，有助于提升知识的应用能力。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，首先需要明确动能和重力势能的影响因素：动能的大小与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
然后结合立定跳远的动作分析能量变化：
1. 上升过程：学生的质量不变，速度逐渐减小，高度逐渐升高，所以动能减小，重力势能增大。
2. 下降过程：学生的质量不变，速度逐渐增大，高度逐渐降低，所以动能增大，重力势能减小。
最后根据这个变化规律逐一分析选项，判断正确选项。
【解析】
逐一分析选项：
选项A：上升时，学生质量不变，速度减小，动能减小；高度增大，重力势能增大，该说法正确。
选项B：上升时动能应减小，重力势能应增大，该说法错误。
选项C：下降时重力势能应减小，该说法错误。
选项D：下降时动能应增大，该说法错误。
因此正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
动能的影响因素、重力势能的影响因素
【点评】
本题结合体育项目立定跳远考查动能和重力势能的变化，需要准确掌握动能、重力势能的影响因素，将物理知识与生活实际结合，体现了跨学科的特点，有助于提升知识的应用能力。
【难度系数】
0.7
4.【多选题】如图11-3-4所示是小通自制的弹簧小车,向下压小车,放手后小车会向上弹起一定高度。关于该过程中的能量变化,下列说法正确的是()
A.向下压小车,小车的动能一直增大
B.向下压小车,弹簧的弹性势能一直增大
C.小车向上弹起,弹簧的弹性势能一直增大
D.小车向上弹起,小车的重力势能一直增大
A.向下压小车,小车的动能一直增大
B.向下压小车,弹簧的弹性势能一直增大
C.小车向上弹起,弹簧的弹性势能一直增大
D.小车向上弹起,小车的重力势能一直增大
答案
BD
解析
【分析】
要解决本题，需先明确各类能量的影响因素：动能与质量、速度有关；弹性势能与弹性形变程度有关，形变越大弹性势能越大；重力势能与质量、高度有关，高度越高重力势能越大。再分“向下压小车”和“小车向上弹起”两个过程，逐一分析各选项：
1. 分析选项A：向下压小车时，初始小车静止，开始下压时向下的总力大于弹簧弹力，小车向下加速，动能增大；随着弹簧形变增大，弹力逐渐增大，当弹力等于向下的总力时，小车速度最大、动能最大；继续下压，弹力大于向下的总力，小车减速，动能减小。因此小车动能先增大后减小，并非一直增大。
2. 分析选项B：向下压小车的过程中，弹簧的压缩形变程度持续变大，根据弹性势能与形变程度的关系，弹性势能会一直增大。
3. 分析选项C：小车向上弹起时，弹簧先逐渐恢复原长，形变程度减小，弹性势能减小；当弹簧恢复原长后，小车继续上升，弹簧不再发生形变，弹性势能保持为零。因此弹性势能不是一直增大。
4. 分析选项D：小车向上弹起的过程中，小车的高度持续增加（直到到达最高点），质量不变，根据重力势能与高度的关系，重力势能会一直增大。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：向下压小车时，小车先加速后减速，速度先增大后减小，因此动能先增大后减小，A错误。
选项B：向下压小车，弹簧的压缩形变程度不断增大，弹性势能随形变程度的增大而增大，故弹簧的弹性势能一直增大，B正确。
选项C：小车向上弹起时，弹簧先恢复原长（形变减小，弹性势能减小），恢复原长后弹性势能保持为零，因此弹性势能不是一直增大，C错误。
选项D：小车向上弹起时，小车高度持续升高，质量不变，重力势能随高度升高而增大，故小车的重力势能一直增大，D正确。
【答案】
BD
【知识点】
动能的影响因素、弹性势能的影响因素、重力势能的影响因素
【点评】
本题综合考查不同形式能量的变化规律，需结合受力分析判断速度变化以分析动能，同时明确弹性势能、重力势能的影响因素，注重过程的阶段性分析，是对能量转化知识的典型考查。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需先明确各类能量的影响因素：动能与质量、速度有关；弹性势能与弹性形变程度有关，形变越大弹性势能越大；重力势能与质量、高度有关，高度越高重力势能越大。再分“向下压小车”和“小车向上弹起”两个过程，逐一分析各选项：
1. 分析选项A：向下压小车时，初始小车静止，开始下压时向下的总力大于弹簧弹力，小车向下加速，动能增大；随着弹簧形变增大，弹力逐渐增大，当弹力等于向下的总力时，小车速度最大、动能最大；继续下压，弹力大于向下的总力，小车减速，动能减小。因此小车动能先增大后减小，并非一直增大。
2. 分析选项B：向下压小车的过程中，弹簧的压缩形变程度持续变大，根据弹性势能与形变程度的关系，弹性势能会一直增大。
3. 分析选项C：小车向上弹起时，弹簧先逐渐恢复原长，形变程度减小，弹性势能减小；当弹簧恢复原长后，小车继续上升，弹簧不再发生形变，弹性势能保持为零。因此弹性势能不是一直增大。
4. 分析选项D：小车向上弹起的过程中，小车的高度持续增加（直到到达最高点），质量不变，根据重力势能与高度的关系，重力势能会一直增大。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：向下压小车时，小车先加速后减速，速度先增大后减小，因此动能先增大后减小，A错误。
选项B：向下压小车，弹簧的压缩形变程度不断增大，弹性势能随形变程度的增大而增大，故弹簧的弹性势能一直增大，B正确。
选项C：小车向上弹起时，弹簧先恢复原长（形变减小，弹性势能减小），恢复原长后弹性势能保持为零，因此弹性势能不是一直增大，C错误。
选项D：小车向上弹起时，小车高度持续升高，质量不变，重力势能随高度升高而增大，故小车的重力势能一直增大，D正确。
【答案】
BD
【知识点】
动能的影响因素、弹性势能的影响因素、重力势能的影响因素
【点评】
本题综合考查不同形式能量的变化规律，需结合受力分析判断速度变化以分析动能，同时明确弹性势能、重力势能的影响因素，注重过程的阶段性分析，是对能量转化知识的典型考查。
【难度系数】
0.6
