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安全常识:禁止高空抛物
一块西瓜皮(巴掌大)或者一枚鸡蛋(约50g)从25楼抛下,可致人死亡;将鸡蛋从18楼抛下能砸破人的头骨。思考以下问题。
(1)为什么西瓜皮和鸡蛋会有这么大的破坏力?
(2)为什么西瓜皮和鸡蛋下落高度越小破坏力越小?
一块西瓜皮(巴掌大)或者一枚鸡蛋(约50g)从25楼抛下,可致人死亡;将鸡蛋从18楼抛下能砸破人的头骨。思考以下问题。
(1)为什么西瓜皮和鸡蛋会有这么大的破坏力?
(2)为什么西瓜皮和鸡蛋下落高度越小破坏力越小?
答案
解析
【分析】
要解答这两个问题，需从动能的影响因素以及重力势能向动能的转化规律入手：
1. 针对问题（1）：动能的大小由物体的质量和速度决定，质量越大、速度越大，动能就越大，物体的破坏力随动能增大而增强。西瓜皮和鸡蛋从高空下落时，下落高度大，在下落过程中，重力势能不断转化为动能，使得它们到达地面时的速度非常大。虽然西瓜皮、鸡蛋的质量不算大，但极大的速度让它们获得了很大的动能，因此具备极强的破坏力。
2. 针对问题（2）：当下落高度越小时，物体下落过程中重力势能转化为动能的总量越少，到达地面时的速度也就越小。在物体质量保持不变的情况下，速度越小，动能就越小，对应的破坏力也就越小。
【解析】
（1）根据动能的相关知识，动能的大小与物体的质量和速度有关，表达式为$E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}$，其中$E_{k}$表示动能，$m$表示质量，$v$表示速度。西瓜皮、鸡蛋从25楼或18楼这类高空下落时，初始重力势能大，下落过程中重力势能持续转化为动能，到达地面时速度$v$极大。尽管它们的质量$m$较小，但速度的大幅提升使得动能$E_{k}$显著增大，因此会产生极强的破坏力。
（2）忽略空气阻力时，物体下落的速度与下落高度的关系可由$v^{2}=2gh$（$g$为重力加速度，$h$为下落高度）表示，下落高度$h$越小，物体到达地面时的速度$v$越小。结合动能公式$E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}$，在质量$m$不变时，速度$v$越小，动能$E_{k}$越小，所以物体的破坏力越小。
【答案】
(1) 西瓜皮和鸡蛋从高空下落时，下落高度大，下落过程中重力势能转化为大量的动能，到达地面时速度很大，虽然质量不大，但动能很大，因此具有极强的破坏力。
(2) 下落高度越小，西瓜皮和鸡蛋下落时获得的速度越小，在质量不变的情况下，动能越小，所以破坏力越小。
【知识点】
动能的影响因素；重力势能与动能的转化
【点评】
本题结合生活中的高空抛物安全警示，将物理知识与实际生活紧密结合，既考查了动能和势能转化的核心知识点，又引导学生认识高空抛物的严重危害性，树立安全意识，体现了物理知识的实用性与教育意义。
【难度系数】
0.6
要解答这两个问题，需从动能的影响因素以及重力势能向动能的转化规律入手：
1. 针对问题（1）：动能的大小由物体的质量和速度决定，质量越大、速度越大，动能就越大，物体的破坏力随动能增大而增强。西瓜皮和鸡蛋从高空下落时，下落高度大，在下落过程中，重力势能不断转化为动能，使得它们到达地面时的速度非常大。虽然西瓜皮、鸡蛋的质量不算大，但极大的速度让它们获得了很大的动能，因此具备极强的破坏力。
2. 针对问题（2）：当下落高度越小时，物体下落过程中重力势能转化为动能的总量越少，到达地面时的速度也就越小。在物体质量保持不变的情况下，速度越小，动能就越小，对应的破坏力也就越小。
【解析】
（1）根据动能的相关知识，动能的大小与物体的质量和速度有关，表达式为$E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}$，其中$E_{k}$表示动能，$m$表示质量，$v$表示速度。西瓜皮、鸡蛋从25楼或18楼这类高空下落时，初始重力势能大，下落过程中重力势能持续转化为动能，到达地面时速度$v$极大。尽管它们的质量$m$较小，但速度的大幅提升使得动能$E_{k}$显著增大，因此会产生极强的破坏力。
（2）忽略空气阻力时，物体下落的速度与下落高度的关系可由$v^{2}=2gh$（$g$为重力加速度，$h$为下落高度）表示，下落高度$h$越小，物体到达地面时的速度$v$越小。结合动能公式$E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}$，在质量$m$不变时，速度$v$越小，动能$E_{k}$越小，所以物体的破坏力越小。
【答案】
(1) 西瓜皮和鸡蛋从高空下落时，下落高度大，下落过程中重力势能转化为大量的动能，到达地面时速度很大，虽然质量不大，但动能很大，因此具有极强的破坏力。
(2) 下落高度越小，西瓜皮和鸡蛋下落时获得的速度越小，在质量不变的情况下，动能越小，所以破坏力越小。
【知识点】
动能的影响因素；重力势能与动能的转化
【点评】
本题结合生活中的高空抛物安全警示，将物理知识与实际生活紧密结合，既考查了动能和势能转化的核心知识点，又引导学生认识高空抛物的严重危害性，树立安全意识，体现了物理知识的实用性与教育意义。
【难度系数】
0.6
实验探究
物体的动能跟哪些因素有关
[实验思路]
如图所示,钢球从斜槽上高为h处滚下,在水平面上运动。运动的钢球碰到木块后,将木块撞出的距离为s。在同样的水平面上,木块被撞得越远,说明钢球对木块做的功就越，钢球的动能越。
[实验方法]
(1)转换法:木块被撞的反映了钢球动能的大小。
(2)控制变量法:在探究物体动能的大小与速度(质量)是否有关时,只改变物体的速度(质量),让物体的质量(速度)保持不变,看动能的大小如何变化。
[实验过程]
(1)探究物体的动能与速度的关系
让同一个钢球分别从不同高度由静止开始滚下,高度越高,钢球运动到水平面时速度越，木块被撞得越。所以,质量相同时,钢球的速度越大,动能越。
(2)探究物体的动能与质量的关系
让质量不同的钢球从同一高度由静止开始滚下,速度相同时,质量越的钢球将木块撞得越远。所以,钢球的速度相同时,质量越大,动能越。
物体的动能跟哪些因素有关
[实验思路]
如图所示,钢球从斜槽上高为h处滚下,在水平面上运动。运动的钢球碰到木块后,将木块撞出的距离为s。在同样的水平面上,木块被撞得越远,说明钢球对木块做的功就越，钢球的动能越。
[实验方法]
(1)转换法:木块被撞的反映了钢球动能的大小。
(2)控制变量法:在探究物体动能的大小与速度(质量)是否有关时,只改变物体的速度(质量),让物体的质量(速度)保持不变,看动能的大小如何变化。
[实验过程]
(1)探究物体的动能与速度的关系
让同一个钢球分别从不同高度由静止开始滚下,高度越高,钢球运动到水平面时速度越，木块被撞得越。所以,质量相同时,钢球的速度越大,动能越。
(2)探究物体的动能与质量的关系
让质量不同的钢球从同一高度由静止开始滚下,速度相同时,质量越的钢球将木块撞得越远。所以,钢球的速度相同时,质量越大,动能越。
答案
多
大
远近
大
远
大
大
大
大
远近
大
远
大
大
大
解析
【分析】
本题是探究物体动能影响因素的实验题，解题思路如下：
1. 首先理解动能的间接判断方法：动能的大小无法直接观察，因此通过钢球对木块做功的多少来间接判断。在相同水平面上，木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多，而做功的多少取决于钢球动能的大小，动能越大，能对外做的功就越多。
2. 明确实验方法的应用：
转换法：将不易测量的动能大小，转换为容易观察的木块被撞出的距离，木块被撞的距离越远，钢球动能越大。
控制变量法：探究动能与速度的关系时，控制钢球质量不变（用同一个钢球），改变滚下的高度来改变速度；探究动能与质量的关系时，控制钢球到达水平面的速度不变（从同一高度滚下），改变钢球的质量。
3. 根据实验过程的变量控制，分析实验现象对应的结论：
探究动能与速度关系：同一钢球从更高高度滚下，到达水平面的速度更大，木块被撞得更远，说明质量相同时，速度越大，动能越大。
探究动能与质量关系：不同质量钢球从同一高度滚下，速度相同，质量大的钢球撞木块更远，说明速度相同时，质量越大，动能越大。
【解析】
[实验思路]：在同样的水平面上，木块被撞得越远，钢球对木块施加的力作用距离越长，根据功的含义可知，钢球对木块做的功就越多；做功的过程是动能转化的过程，动能越大，能对外做的功越多，所以钢球的动能越大。因此两个空依次填“多”“大”。
[实验方法](1)：转换法的应用是将不易直接观察的钢球动能大小，转换为容易观察的木块被撞的远近，因此木块被撞的远近反映了钢球动能的大小。
[实验过程](1)：同一个钢球从不同高度滚下，高度越高，钢球运动到水平面时的速度越大，木块被撞得越远，由此可知质量相同时，钢球的速度越大，动能越大。
(2)：让质量不同的钢球从同一高度由静止开始滚下，此时钢球到达水平面的速度相同，质量越大的钢球将木块撞得越远，说明钢球的速度相同时，质量越大，动能越大。
【答案】
多；大；远近；大；远；大；大；大
【知识点】
动能的影响因素；转换法；控制变量法
【点评】
本题围绕“物体的动能跟哪些因素有关”的实验展开，核心考查转换法和控制变量法在实验中的应用，同时需要通过实验现象总结动能与质量、速度的关系，是力学中基础且重要的实验探究题，帮助学生理解动能的影响因素，掌握物理实验的常用研究方法。
【难度系数】
0.7
本题是探究物体动能影响因素的实验题，解题思路如下：
1. 首先理解动能的间接判断方法：动能的大小无法直接观察，因此通过钢球对木块做功的多少来间接判断。在相同水平面上，木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多，而做功的多少取决于钢球动能的大小，动能越大，能对外做的功就越多。
2. 明确实验方法的应用：
转换法：将不易测量的动能大小，转换为容易观察的木块被撞出的距离，木块被撞的距离越远，钢球动能越大。
控制变量法：探究动能与速度的关系时，控制钢球质量不变（用同一个钢球），改变滚下的高度来改变速度；探究动能与质量的关系时，控制钢球到达水平面的速度不变（从同一高度滚下），改变钢球的质量。
3. 根据实验过程的变量控制，分析实验现象对应的结论：
探究动能与速度关系：同一钢球从更高高度滚下，到达水平面的速度更大，木块被撞得更远，说明质量相同时，速度越大，动能越大。
探究动能与质量关系：不同质量钢球从同一高度滚下，速度相同，质量大的钢球撞木块更远，说明速度相同时，质量越大，动能越大。
【解析】
[实验思路]：在同样的水平面上，木块被撞得越远，钢球对木块施加的力作用距离越长，根据功的含义可知，钢球对木块做的功就越多；做功的过程是动能转化的过程，动能越大，能对外做的功越多，所以钢球的动能越大。因此两个空依次填“多”“大”。
[实验方法](1)：转换法的应用是将不易直接观察的钢球动能大小，转换为容易观察的木块被撞的远近，因此木块被撞的远近反映了钢球动能的大小。
[实验过程](1)：同一个钢球从不同高度滚下，高度越高，钢球运动到水平面时的速度越大，木块被撞得越远，由此可知质量相同时，钢球的速度越大，动能越大。
(2)：让质量不同的钢球从同一高度由静止开始滚下，此时钢球到达水平面的速度相同，质量越大的钢球将木块撞得越远，说明钢球的速度相同时，质量越大，动能越大。
【答案】
多；大；远近；大；远；大；大；大
【知识点】
动能的影响因素；转换法；控制变量法
【点评】
本题围绕“物体的动能跟哪些因素有关”的实验展开，核心考查转换法和控制变量法在实验中的应用，同时需要通过实验现象总结动能与质量、速度的关系，是力学中基础且重要的实验探究题，帮助学生理解动能的影响因素，掌握物理实验的常用研究方法。
【难度系数】
0.7
1. 能量
(1)物体能够，我们就说这个物体具有能量,简称能。
(2)一般来说,一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越。
(3)能量的单位与功的单位相同,也是焦耳。
2. 动能
(1)概念:物体由于而具有的能,叫作动能。一切的物体都具有动能。
(2)影响因素:动能的大小跟物体的和有关。质量相同的物体,运动的速度越，它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越，它的动能也越大。
(1)物体能够，我们就说这个物体具有能量,简称能。
(2)一般来说,一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越。
(3)能量的单位与功的单位相同,也是焦耳。
2. 动能
(1)概念:物体由于而具有的能,叫作动能。一切的物体都具有动能。
(2)影响因素:动能的大小跟物体的和有关。质量相同的物体,运动的速度越，它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越，它的动能也越大。
答案
对外做功
大
运动
运动
质量
速度
大
大
重力
高度
大
高
弹性形变
大
钩码
桌腿陷入沙子的深度
甲、乙
物体的质量相同时，所处位置越高，重力势能越大
不能
木块移动的距离
不同
相同
木块移动的距离不同
运动
越大
大
运动
运动
质量
速度
大
大
重力
高度
大
高
弹性形变
大
钩码
桌腿陷入沙子的深度
甲、乙
物体的质量相同时，所处位置越高，重力势能越大
不能
木块移动的距离
不同
相同
木块移动的距离不同
运动
越大
解析
【分析】
这是一道关于能量和动能基础概念的填空题，解题思路如下：
1. 对于能量的相关填空，回忆能量的核心定义，物体具有能量的标志是能够对外做功，物体能做的功越多，其能量越大；
2. 对于动能部分，先明确动能的产生原因是物体的运动状态，所有运动的物体都具备动能；再结合控制变量法的结论，分析动能与质量、速度的关系，逐一对应题目空缺完成填写。
【解析】
1. 能量
(1) 根据能量的定义，物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。
(2) 一般来说，一个物体能够做的功越多，代表这个物体的能量越大。
2. 动能
(1) 物体由于运动而具有的能，叫作动能。一切运动的物体都具有动能。
(2) 动能的大小跟物体的质量和速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。
【答案】
1. (1) 对外做功；(2) 大
2. (1) 运动；运动；(2) 质量；速度；大；大
【知识点】
能量的定义、动能的定义、动能的影响因素
【点评】
本题属于力学基础概念题，主要考查能量和动能的核心定义、动能的影响因素，均为教材入门级知识点，侧重对基础知识识记能力的考察，有助于夯实力学知识体系的基础。
【难度系数】
0.9
这是一道关于能量和动能基础概念的填空题，解题思路如下：
1. 对于能量的相关填空，回忆能量的核心定义，物体具有能量的标志是能够对外做功，物体能做的功越多，其能量越大；
2. 对于动能部分，先明确动能的产生原因是物体的运动状态，所有运动的物体都具备动能；再结合控制变量法的结论，分析动能与质量、速度的关系，逐一对应题目空缺完成填写。
【解析】
1. 能量
(1) 根据能量的定义，物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。
(2) 一般来说，一个物体能够做的功越多，代表这个物体的能量越大。
2. 动能
(1) 物体由于运动而具有的能，叫作动能。一切运动的物体都具有动能。
(2) 动能的大小跟物体的质量和速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。
【答案】
1. (1) 对外做功；(2) 大
2. (1) 运动；运动；(2) 质量；速度；大；大
【知识点】
能量的定义、动能的定义、动能的影响因素
【点评】
本题属于力学基础概念题，主要考查能量和动能的核心定义、动能的影响因素，均为教材入门级知识点，侧重对基础知识识记能力的考察，有助于夯实力学知识体系的基础。
【难度系数】
0.9
1. 重力势能
(1)概念:在地球表面附近,物体由于受到并处在一定时所具有的能,叫作重力势能。
(2)影响因素:物体重力势能的大小跟物体的质量和物体所处的高度有关,物体的质量越，位置越，它具有的重力势能就越大。
2. 弹性势能
(1)概念:物体由于发生而具有的能叫作弹性势能。
(2)物体的弹性形变越，它具有的弹性势能就越大。
3. 重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
(1)概念:在地球表面附近,物体由于受到并处在一定时所具有的能,叫作重力势能。
(2)影响因素:物体重力势能的大小跟物体的质量和物体所处的高度有关,物体的质量越，位置越，它具有的重力势能就越大。
2. 弹性势能
(1)概念:物体由于发生而具有的能叫作弹性势能。
(2)物体的弹性形变越，它具有的弹性势能就越大。
3. 重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
答案
重力
高度
大
高
弹性形变
大
高度
大
高
弹性形变
大
解析
【分析】
要解决这道填空题，需回忆重力势能和弹性势能的相关基础概念：
1. 对于重力势能，先明确其定义是物体在地球表面附近，因受到重力且处于一定高度而具有的能；再回忆其影响因素，质量越大、位置越高，重力势能越大。
2. 对于弹性势能，定义是物体因发生弹性形变而具有的能，其影响因素是弹性形变的程度，形变越大，弹性势能越大。按照题目顺序，逐一对应填写即可。
【解析】
1. 重力势能
(1) 根据重力势能的概念，在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫作重力势能。
(2) 重力势能的大小与质量和高度有关，物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越大。
2. 弹性势能
(1) 根据弹性势能的概念，物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能。
(2) 弹性势能的大小与弹性形变程度有关，物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。
【答案】
重力；高度；大；高；弹性形变；大
【知识点】
重力势能、弹性势能
【点评】
本题属于力学基础概念填空题，主要考查重力势能和弹性势能的定义及影响因素，是势能部分的核心基础内容，需要学生准确识记相关知识点，为后续机械能的学习奠定基础。
【难度系数】
0.8
要解决这道填空题，需回忆重力势能和弹性势能的相关基础概念：
1. 对于重力势能，先明确其定义是物体在地球表面附近，因受到重力且处于一定高度而具有的能；再回忆其影响因素，质量越大、位置越高，重力势能越大。
2. 对于弹性势能，定义是物体因发生弹性形变而具有的能，其影响因素是弹性形变的程度，形变越大，弹性势能越大。按照题目顺序，逐一对应填写即可。
【解析】
1. 重力势能
(1) 根据重力势能的概念，在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫作重力势能。
(2) 重力势能的大小与质量和高度有关，物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越大。
2. 弹性势能
(1) 根据弹性势能的概念，物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能。
(2) 弹性势能的大小与弹性形变程度有关，物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。
【答案】
重力；高度；大；高；弹性形变；大
【知识点】
重力势能、弹性势能
【点评】
本题属于力学基础概念填空题，主要考查重力势能和弹性势能的定义及影响因素，是势能部分的核心基础内容，需要学生准确识记相关知识点，为后续机械能的学习奠定基础。
【难度系数】
0.8
