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10. 分析下列过程中物体动能和势能的变化情况，完成下列填空：
(1)一辆车加速前进，它的动能；火车进站时做减速运动，它的动能；停止后，它的动能。(均填“增大”“减小”或“不变”)
(2)一架飞机在空中水平匀速飞行并投放物资的过程中，它的动能，重力势能。(均填“增大”“减小”或“不变”)
(1)一辆车加速前进，它的动能；火车进站时做减速运动，它的动能；停止后，它的动能。(均填“增大”“减小”或“不变”)
(2)一架飞机在空中水平匀速飞行并投放物资的过程中，它的动能，重力势能。(均填“增大”“减小”或“不变”)
答案
增大
减小
不变
减小
减小
减小
不变
减小
减小
解析
【解析】
(1)动能大小与物体的质量和速度有关，质量不变时，速度越大动能越大。车加速前进，速度增大、质量不变，动能增大；火车进站减速运动，速度减小、质量不变，动能减小；停止后速度为0，动能保持不变。
(2)飞机水平匀速飞行投放物资时，速度、高度不变，但质量减小。动能与质量、速度有关，速度不变、质量减小，动能减小；重力势能与质量、高度有关，高度不变、质量减小，重力势能减小。
【答案】
增大；减小；不变；减小；减小
【知识点】
动能的影响因素；重力势能的影响因素
【点评】
本题考查动能和势能影响因素的实际应用，需结合物体质量、速度、高度的变化判断能量变化，侧重对基本概念的理解与运用。
【难度系数】
0.8
(1)动能大小与物体的质量和速度有关，质量不变时，速度越大动能越大。车加速前进，速度增大、质量不变，动能增大；火车进站减速运动，速度减小、质量不变，动能减小；停止后速度为0，动能保持不变。
(2)飞机水平匀速飞行投放物资时，速度、高度不变，但质量减小。动能与质量、速度有关，速度不变、质量减小，动能减小；重力势能与质量、高度有关，高度不变、质量减小，重力势能减小。
【答案】
增大；减小；不变；减小；减小
【知识点】
动能的影响因素；重力势能的影响因素
【点评】
本题考查动能和势能影响因素的实际应用，需结合物体质量、速度、高度的变化判断能量变化，侧重对基本概念的理解与运用。
【难度系数】
0.8
11. 学习小组的同学在“探究重力势能大小与哪些因素有关”时，提出如下猜想：
①重力势能的大小可能与物体被举起的高度有关；
②重力势能的大小可能与物体质量的大小有关；
该小组设计了如图11-3-3所示的实验，在透明容器中装入足够的细砂，将质量不同的实心铁块举高到距小桌面不同高度处，由静止释放(h₁ ＜ h₂)，铁块砸到小桌面上后与小桌一起向下运动，使小桌腿陷入细砂中。
(1)通过观察来比较各铁球重力势能的大小。
(2)分析甲、乙两图可知，该小组探究的问题是猜想。(选填“①”或“②”)
(3)分析乙、丙两图，得到的初步结论是：当高度一定时，重力势能的大小与有关。
①重力势能的大小可能与物体被举起的高度有关；
②重力势能的大小可能与物体质量的大小有关；
该小组设计了如图11-3-3所示的实验，在透明容器中装入足够的细砂，将质量不同的实心铁块举高到距小桌面不同高度处，由静止释放(h₁ ＜ h₂)，铁块砸到小桌面上后与小桌一起向下运动，使小桌腿陷入细砂中。
(1)通过观察来比较各铁球重力势能的大小。
(2)分析甲、乙两图可知，该小组探究的问题是猜想。(选填“①”或“②”)
(3)分析乙、丙两图，得到的初步结论是：当高度一定时，重力势能的大小与有关。
答案
小桌腿陷入细砂中的深度
①
物体
质量
①
物体
质量
解析
【解析】
(1) 实验中采用转换法，将重力势能的大小转换为可见的现象，通过观察小桌腿陷入细砂中的深度来比较各铁球重力势能的大小。
(2) 甲、乙两图中，铁块的质量相同，被举高的高度不同（$h_1 ＜ h_2$），控制了质量不变，改变了高度，所以探究的是重力势能与高度的关系，对应猜想①。
(3) 乙、丙两图中，铁块被举高的高度相同，质量不同（$m$和$2m$），小桌腿陷入细砂的深度不同，说明当高度一定时，重力势能的大小与物体质量有关。
【答案】
(1) 小桌腿陷入细砂中的深度
(2) ①
(3) 物体质量
【知识点】
重力势能的影响因素；转换法；控制变量法
【点评】
本题借助转换法将抽象的重力势能大小转换为直观的小桌腿下陷深度，利用控制变量法分别探究重力势能与高度、质量的关系，注重对实验探究方法的考查，是力学探究实验的典型题型。
【难度系数】
0.7
(1) 实验中采用转换法，将重力势能的大小转换为可见的现象，通过观察小桌腿陷入细砂中的深度来比较各铁球重力势能的大小。
(2) 甲、乙两图中，铁块的质量相同，被举高的高度不同（$h_1 ＜ h_2$），控制了质量不变，改变了高度，所以探究的是重力势能与高度的关系，对应猜想①。
(3) 乙、丙两图中，铁块被举高的高度相同，质量不同（$m$和$2m$），小桌腿陷入细砂的深度不同，说明当高度一定时，重力势能的大小与物体质量有关。
【答案】
(1) 小桌腿陷入细砂中的深度
(2) ①
(3) 物体质量
【知识点】
重力势能的影响因素；转换法；控制变量法
【点评】
本题借助转换法将抽象的重力势能大小转换为直观的小桌腿下陷深度，利用控制变量法分别探究重力势能与高度、质量的关系，注重对实验探究方法的考查，是力学探究实验的典型题型。
【难度系数】
0.7
12. 为探究动能的大小与哪些因素有关，同学们设计了如图11-3-4甲、乙所示的实验。
步骤一：如图11-3-4甲所示，让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。
步骤二：如图11-3-4乙所示，让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。
上述甲、乙两组实验中：
(1)实验中通过观察、比较大小，来判断小球动能的大小。
(2)选用图11-3-4甲探究的是动能大小与的关系，根据实验现象得出的初步结论是：。
(3)选用图11-3-4乙探究的是动能大小与的关系，实验中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的。根据实验现象得出的初步结论是：。
(4)物理研究方法有许多，如类比法、对比法、控制变量法、转换法等。本实验中运用了两种研究方法，一是法；二是法。
步骤一：如图11-3-4甲所示，让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。
步骤二：如图11-3-4乙所示，让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。
上述甲、乙两组实验中：
(1)实验中通过观察、比较大小，来判断小球动能的大小。
(2)选用图11-3-4甲探究的是动能大小与的关系，根据实验现象得出的初步结论是：。
(3)选用图11-3-4乙探究的是动能大小与的关系，实验中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的。根据实验现象得出的初步结论是：。
(4)物理研究方法有许多，如类比法、对比法、控制变量法、转换法等。本实验中运用了两种研究方法，一是法；二是法。
答案
纸盒滑行的距离
速度
质量相同时，物体的运
动速度越大，动能越大
质量
速度
速度相同时，物体的质量越大，动能越大
控制变量
转换
速度
质量相同时，物体的运
动速度越大，动能越大
质量
速度
速度相同时，物体的质量越大，动能越大
控制变量
转换
解析
【解析】
1. 实验采用转换法，通过观察纸盒在水平面上滑行的距离大小，判断小球动能的大小，纸盒滑行距离越远，小球动能越大。
2. 甲图中，两小球质量相同，从斜面不同高度滑下，到达水平面时速度不同，探究动能大小与速度的关系。实验现象显示从B处滑下的小球推动纸盒滑行距离更远，得出结论：质量相同时，物体的运动速度越大，动能越大。
3. 乙图中，两小球从斜面同一高度滑下，目的是使两球到达水平面时具有相同的速度，两小球质量不同，探究动能大小与质量的关系。实验现象显示质量更大的小球推动纸盒滑行距离更远，得出结论：速度相同时，物体的质量越大，动能越大。
4. 实验中探究动能与一个因素的关系时控制其他因素不变，运用了控制变量法；通过纸盒移动距离反映动能大小，运用了转换法。
【答案】
(1) 纸盒滑行的距离
(2) 速度；质量相同时，物体的运动速度越大，动能越大
(3) 质量；速度；速度相同时，物体的质量越大，动能越大
(4) 控制变量；转换
【知识点】
动能的影响因素、控制变量法、转换法
【点评】
本实验通过控制变量法和转换法探究动能的影响因素，需明确实验控制条件，理解转换法的应用。
【难度系数】
0.7
1. 实验采用转换法，通过观察纸盒在水平面上滑行的距离大小，判断小球动能的大小，纸盒滑行距离越远，小球动能越大。
2. 甲图中，两小球质量相同，从斜面不同高度滑下，到达水平面时速度不同，探究动能大小与速度的关系。实验现象显示从B处滑下的小球推动纸盒滑行距离更远，得出结论：质量相同时，物体的运动速度越大，动能越大。
3. 乙图中，两小球从斜面同一高度滑下，目的是使两球到达水平面时具有相同的速度，两小球质量不同，探究动能大小与质量的关系。实验现象显示质量更大的小球推动纸盒滑行距离更远，得出结论：速度相同时，物体的质量越大，动能越大。
4. 实验中探究动能与一个因素的关系时控制其他因素不变，运用了控制变量法；通过纸盒移动距离反映动能大小，运用了转换法。
【答案】
(1) 纸盒滑行的距离
(2) 速度；质量相同时，物体的运动速度越大，动能越大
(3) 质量；速度；速度相同时，物体的质量越大，动能越大
(4) 控制变量；转换
【知识点】
动能的影响因素、控制变量法、转换法
【点评】
本实验通过控制变量法和转换法探究动能的影响因素，需明确实验控制条件，理解转换法的应用。
【难度系数】
0.7
