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8. 2025年2月8日，第九届亚冬会自由式滑雪女子U型场地技巧赛，中国运动员以95.25分的绝对优势夺得首金。图甲为滑雪U型池比赛场地，图乙为该场地的横截面的示意图。比赛时，运动员从A点滑下，经U型雪道从B点竖直向上飞出并完成动作，然后又从B点返回U型雪道。下列关于该运动叙述正确的是（
A.在B点上方上升到最高点时，动能最大
B.从空中的最高点下落的过程中机械能逐渐增大
C.从A点加速下滑的过程中动能越来越小
D.从A点加速下滑的过程中重力势能越来越小
D
）A.在B点上方上升到最高点时，动能最大
B.从空中的最高点下落的过程中机械能逐渐增大
C.从A点加速下滑的过程中动能越来越小
D.从A点加速下滑的过程中重力势能越来越小
答案
8.D
解析
【分析】
本题考查动能、重力势能的影响因素及机械能的变化规律，需结合各物理量的决定因素，逐一分析选项：动能与质量、速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；重力势能与质量、高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大；若存在摩擦等阻力，机械能会减小。
【解析】
选项A：在B点上方上升到最高点时，运动员速度为0，动能最小，并非最大，故A错误；
选项B：运动员在空中下落过程中，需要克服空气阻力做功，机械能会逐渐减小，而非增大，故B错误；
选项C：从A点加速下滑时，运动员质量不变，速度增大，因此动能越来越大，故C错误；
选项D：从A点加速下滑时，运动员质量不变，高度降低，因此重力势能越来越小，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
动能与势能转化、机械能变化
【点评】
本题结合滑雪运动场景，考查动能、重力势能的影响因素及机械能变化，需准确掌握相关概念，逐一分析选项即可得出结论，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题考查动能、重力势能的影响因素及机械能的变化规律，需结合各物理量的决定因素，逐一分析选项：动能与质量、速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；重力势能与质量、高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大；若存在摩擦等阻力，机械能会减小。
【解析】
选项A：在B点上方上升到最高点时，运动员速度为0，动能最小，并非最大，故A错误；
选项B：运动员在空中下落过程中，需要克服空气阻力做功，机械能会逐渐减小，而非增大，故B错误；
选项C：从A点加速下滑时，运动员质量不变，速度增大，因此动能越来越大，故C错误；
选项D：从A点加速下滑时，运动员质量不变，高度降低，因此重力势能越来越小，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
动能与势能转化、机械能变化
【点评】
本题结合滑雪运动场景，考查动能、重力势能的影响因素及机械能变化，需准确掌握相关概念，逐一分析选项即可得出结论，难度适中。
【难度系数】
0.6
9.压缩的弹簧可以将小球向上弹起,说明发生弹性形变的物体具有弹性势能;小萌同学利用甲图探究“物体的弹性势能的大小与弹性形变程度的关系”。将弹簧和金属球(球上有一直小孔)套在铁架台的金属杆AB(足够长)上面,每次用小球压缩弹簧后松手。
实验次数 弹簧压缩量$x/\mathrm{cm}$ 上升的高度$h/\mathrm{cm}$
1 1.00 1.50
2 2.00 6.00
3 3.00 13.50
4 4.00 24.00
5 5.00
(1)实验时每次将弹簧压缩(选填“相同”或“不同”)的长度,分析比较(选填“小球第一次弹起的高度”“小球最终静止时的高度”或“任意一次弹起的高度”),从而比较弹簧的弹性势能大小;
(2)当压缩的弹簧$x=5.00\ \mathrm{cm}$时,小球离开弹簧后继续向上运动,达到最高点$H$时,弹性势能全部转化为能。小萌记录小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。在整个过程中,小球在$t_1$、$t_2$、$t_3$时刻的动能最大的是时刻;
(3)上表中的数据是小萌同学的实验记录。分析数据后发现弹簧的弹性势能$E$与压缩量$x\_\_\_\_\_\_\mathrm{cm}$。
实验次数 弹簧压缩量$x/\mathrm{cm}$ 上升的高度$h/\mathrm{cm}$
1 1.00 1.50
2 2.00 6.00
3 3.00 13.50
4 4.00 24.00
5 5.00
(1)实验时每次将弹簧压缩(选填“相同”或“不同”)的长度,分析比较(选填“小球第一次弹起的高度”“小球最终静止时的高度”或“任意一次弹起的高度”),从而比较弹簧的弹性势能大小;
(2)当压缩的弹簧$x=5.00\ \mathrm{cm}$时,小球离开弹簧后继续向上运动,达到最高点$H$时,弹性势能全部转化为能。小萌记录小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。在整个过程中,小球在$t_1$、$t_2$、$t_3$时刻的动能最大的是时刻;
(3)上表中的数据是小萌同学的实验记录。分析数据后发现弹簧的弹性势能$E$与压缩量$x\_\_\_\_\_\_\mathrm{cm}$。
答案
9.(1)不同 小球第一次弹起的高度
(2)重力势 $t_1$
(3)不成 37.50
(2)重力势 $t_1$
(3)不成 37.50
解析
【分析】
要解决这道题，需结合控制变量法、转换法和能量转化的知识分析：
1. 探究弹性势能与弹性形变程度的关系时，根据控制变量法，需改变弹簧的压缩量，因此每次压缩不同长度；弹性势能的大小无法直接观察，采用转换法，通过小球第一次弹起的高度判断，因为最终静止高度受摩擦力等干扰，任意一次弹起高度也不能准确反映初始弹性势能，故选小球第一次弹起的高度。
2. 小球到达最高点时速度为0，弹性势能全部转化为重力势能；动能与速度有关，小球在弹簧上时弹力使其加速，离开弹簧后重力使其减速，因此刚离开弹簧的t₁时刻速度最大，动能最大。
3. 分析实验数据，弹簧压缩量x与小球上升高度h满足h=1.5x²，弹性势能转化为重力势能E=mgh，故E与x²成正比，与x不成正比；当x=5.00cm时，h=1.5×(5.00)²=37.50cm。
【解析】
(1) 探究弹性势能与弹性形变程度的关系，需控制其他条件不变，改变弹簧压缩量，因此每次将弹簧压缩不同长度；实验利用转换法，通过小球第一次弹起的高度反映弹簧弹性势能的大小，该高度直接对应弹簧初始弹性势能的转化结果，避免后续能量损耗的干扰。
(2) 小球到达最高点时，速度为0，弹性势能全部转化为重力势能；小球在弹簧上运动时，弹簧弹力大于重力，速度逐渐增大，离开弹簧后仅受重力，速度减小，因此t₁时刻（刚离开弹簧时）小球速度最大，动能最大。
(3) 由实验数据可知，h与x²成正比，弹性势能E=mgh，故E与x²成正比，与x不成正比；当x=5.00cm时，h=1.5×(5.00)²=37.50cm。
【答案】
(1)不同；小球第一次弹起的高度
(2)重力势；t₁
(3)不成；37.50
【知识点】
弹性势能、动能与势能的转化、控制变量法
【点评】
本题围绕探究弹性势能大小与弹性形变程度的关系展开，综合考查实验方法、能量转化规律及数据分析能力，需学生理解实验设计原理，能结合数据推导物理量关系，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合控制变量法、转换法和能量转化的知识分析：
1. 探究弹性势能与弹性形变程度的关系时，根据控制变量法，需改变弹簧的压缩量，因此每次压缩不同长度；弹性势能的大小无法直接观察，采用转换法，通过小球第一次弹起的高度判断，因为最终静止高度受摩擦力等干扰，任意一次弹起高度也不能准确反映初始弹性势能，故选小球第一次弹起的高度。
2. 小球到达最高点时速度为0，弹性势能全部转化为重力势能；动能与速度有关，小球在弹簧上时弹力使其加速，离开弹簧后重力使其减速，因此刚离开弹簧的t₁时刻速度最大，动能最大。
3. 分析实验数据，弹簧压缩量x与小球上升高度h满足h=1.5x²，弹性势能转化为重力势能E=mgh，故E与x²成正比，与x不成正比；当x=5.00cm时，h=1.5×(5.00)²=37.50cm。
【解析】
(1) 探究弹性势能与弹性形变程度的关系，需控制其他条件不变，改变弹簧压缩量，因此每次将弹簧压缩不同长度；实验利用转换法，通过小球第一次弹起的高度反映弹簧弹性势能的大小，该高度直接对应弹簧初始弹性势能的转化结果，避免后续能量损耗的干扰。
(2) 小球到达最高点时，速度为0，弹性势能全部转化为重力势能；小球在弹簧上运动时，弹簧弹力大于重力，速度逐渐增大，离开弹簧后仅受重力，速度减小，因此t₁时刻（刚离开弹簧时）小球速度最大，动能最大。
(3) 由实验数据可知，h与x²成正比，弹性势能E=mgh，故E与x²成正比，与x不成正比；当x=5.00cm时，h=1.5×(5.00)²=37.50cm。
【答案】
(1)不同；小球第一次弹起的高度
(2)重力势；t₁
(3)不成；37.50
【知识点】
弹性势能、动能与势能的转化、控制变量法
【点评】
本题围绕探究弹性势能大小与弹性形变程度的关系展开，综合考查实验方法、能量转化规律及数据分析能力，需学生理解实验设计原理，能结合数据推导物理量关系，难度适中。
【难度系数】
0.6
