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1 在“模拟打桩”实验中，原来处于同一沙槽、相同深度的4个相同木桩，经A、B、C三个重锤从高处由静止下落撞击后，最终所处的位置如图所示。由此可知：
（1）实验中可通过观察
（2）若木桩4下陷过程中所受重力做的功为100 J，则木桩3下陷过程中所受重力做的功
（1）实验中可通过观察
木桩陷入沙子的深度
来比较重锤重力势能的大小，若B、C两个重锤下落高度相同，则B
(B/C)重锤的质量要大一些；若A重锤的质量大于B重锤的质量，则可推测B
(A/B)重锤下落高度较高。（2）若木桩4下陷过程中所受重力做的功为100 J，则木桩3下陷过程中所受重力做的功
大于
(大于/等于/小于)100 J。答案
1.（1）木桩陷入沙子的深度 B B （2）大于
解析
【分析】
本题围绕“模拟打桩”实验考查重力势能的相关知识，核心思路是利用转换法判断重锤重力势能的大小，结合控制变量法分析重力势能与质量、高度的关系，同时明确重力做功与下陷深度的联系。重力势能的大小通过木桩陷入沙子的深度体现，下陷越深，重锤重力势能越大；重力势能公式为$E_p=mgh$，当高度相同时，质量越大重力势能越大；当质量相同时，高度越高重力势能越大；重力做功$W=Gh$，下陷深度越大，重力做功越多。
【解析】
（1）实验中，重锤的重力势能越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙子的深度越深，因此通过观察木桩陷入沙子的深度来比较重锤重力势能的大小（转换法）。
若B、C下落高度相同，根据$E_p=mgh$，高度$h$相同时，重力势能越大则质量越大。由图可知，B撞击后木桩3下陷比C撞击的木桩4更深，说明B的重力势能更大，故B重锤质量更大。
若A重锤质量大于B重锤质量，由图可知A撞击的木桩2下陷比B撞击的木桩3更浅，说明A的重力势能更小。根据$E_p=mgh$，$m_A＞m_B$、$E_{pA}＜E_{pB}$，可得$h_A＜h_B$，即B重锤下落高度更高。
（2）重力做功$W=Gh$，木桩下陷深度越大，重力做功越多。由图可知，木桩3下陷深度比木桩4大，木桩4重力做功为100J，因此木桩3下陷过程中重力做功大于100J。
【答案】
（1）木桩陷入沙子的深度；B；B （2）大于
【知识点】
重力势能、转换法、重力做功
【点评】
本题是初中物理探究重力势能影响因素的典型实验题，重点考查转换法和控制变量法的应用，需学生理解实验设计的原理，明确重力势能与质量、高度的关系，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕“模拟打桩”实验考查重力势能的相关知识，核心思路是利用转换法判断重锤重力势能的大小，结合控制变量法分析重力势能与质量、高度的关系，同时明确重力做功与下陷深度的联系。重力势能的大小通过木桩陷入沙子的深度体现，下陷越深，重锤重力势能越大；重力势能公式为$E_p=mgh$，当高度相同时，质量越大重力势能越大；当质量相同时，高度越高重力势能越大；重力做功$W=Gh$，下陷深度越大，重力做功越多。
【解析】
（1）实验中，重锤的重力势能越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙子的深度越深，因此通过观察木桩陷入沙子的深度来比较重锤重力势能的大小（转换法）。
若B、C下落高度相同，根据$E_p=mgh$，高度$h$相同时，重力势能越大则质量越大。由图可知，B撞击后木桩3下陷比C撞击的木桩4更深，说明B的重力势能更大，故B重锤质量更大。
若A重锤质量大于B重锤质量，由图可知A撞击的木桩2下陷比B撞击的木桩3更浅，说明A的重力势能更小。根据$E_p=mgh$，$m_A＞m_B$、$E_{pA}＜E_{pB}$，可得$h_A＜h_B$，即B重锤下落高度更高。
（2）重力做功$W=Gh$，木桩下陷深度越大，重力做功越多。由图可知，木桩3下陷深度比木桩4大，木桩4重力做功为100J，因此木桩3下陷过程中重力做功大于100J。
【答案】
（1）木桩陷入沙子的深度；B；B （2）大于
【知识点】
重力势能、转换法、重力做功
【点评】
本题是初中物理探究重力势能影响因素的典型实验题，重点考查转换法和控制变量法的应用，需学生理解实验设计的原理，明确重力势能与质量、高度的关系，难度适中。
【难度系数】
0.6
2 将球竖直向上抛出并落回地面，该过程中球先、后经过M、S两点，球在这两点的动能和重力势能大小如图所示，则球在这两点的速度$v_M$
＜
$(＞/=/＜)v_S$，这两点离地的高度$h_M$ ＞
$(＞/=/＜)h_S$，球在运动过程中的机械能 不守恒
(守恒/不守恒)。答案
2. ＜ ＞ 不守恒
解析
【分析】
要解决本题，需结合动能、重力势能的影响因素及机械能的概念分析：①动能大小与质量、速度有关，质量不变时，动能越大速度越大；②重力势能大小与质量、高度有关，质量不变时，重力势能越大高度越高；③机械能是动能与势能的总和，若机械能不变则守恒，否则不守恒。从图像中读取M、S两点的动能和重力势能数值，再逐一推导结论。
【解析】
1. 比较速度：由图可知，M点动能为20J，S点动能为40J。球的质量不变，根据动能公式$E_k=\frac{1}{2}mv^2$，动能越大速度越大，因此$v_M ＜ v_S$。
2. 比较高度：M点重力势能为48J，S点重力势能为20J。球的质量不变，根据重力势能公式$E_p=mgh$，重力势能越大高度越高，因此$h_M ＞ h_S$。
3. 判断机械能：机械能为动能与重力势能之和，M点机械能为$20J+48J=68J$，S点机械能为$40J+20J=60J$，两点机械能不相等，说明球运动过程中机械能不守恒。
【答案】
＜；＞；不守恒
【知识点】
动能与速度的关系；重力势能与高度的关系；机械能守恒
【点评】
本题结合图像考查动能、重力势能的影响因素及机械能的判断，核心是从图像提取能量数值，结合相关公式分析，属于基础应用题型。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合动能、重力势能的影响因素及机械能的概念分析：①动能大小与质量、速度有关，质量不变时，动能越大速度越大；②重力势能大小与质量、高度有关，质量不变时，重力势能越大高度越高；③机械能是动能与势能的总和，若机械能不变则守恒，否则不守恒。从图像中读取M、S两点的动能和重力势能数值，再逐一推导结论。
【解析】
1. 比较速度：由图可知，M点动能为20J，S点动能为40J。球的质量不变，根据动能公式$E_k=\frac{1}{2}mv^2$，动能越大速度越大，因此$v_M ＜ v_S$。
2. 比较高度：M点重力势能为48J，S点重力势能为20J。球的质量不变，根据重力势能公式$E_p=mgh$，重力势能越大高度越高，因此$h_M ＞ h_S$。
3. 判断机械能：机械能为动能与重力势能之和，M点机械能为$20J+48J=68J$，S点机械能为$40J+20J=60J$，两点机械能不相等，说明球运动过程中机械能不守恒。
【答案】
＜；＞；不守恒
【知识点】
动能与速度的关系；重力势能与高度的关系；机械能守恒
【点评】
本题结合图像考查动能、重力势能的影响因素及机械能的判断，核心是从图像提取能量数值，结合相关公式分析，属于基础应用题型。
【难度系数】
0.5
3 [2025 泗阳期末]如图所示，避险车道被称为高速公路上的“救命道”。避险车道的陡坡上铺有厚厚的碎石，失控车辆冲上陡坡会快速停下，保护驾乘人员和车辆的安全。失控车辆冲上陡坡减速的过程中，下列有关失控车辆的说法正确的是（
A.动能减小，重力势能减小
B.动能减小，重力势能增大
C.动能增大，重力势能减小
D.动能增大，重力势能增大
B
）A.动能减小，重力势能减小
B.动能减小，重力势能增大
C.动能增大，重力势能减小
D.动能增大，重力势能增大
答案
3. B
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确动能和重力势能的影响因素：动能与物体的质量、速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；重力势能与物体的质量、被举高的高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。接下来分析失控车辆冲上陡坡的过程：车辆减速说明速度减小，冲上陡坡说明高度增大，结合质量不变的条件，即可判断动能和重力势能的变化。
【解析】
动能的大小由质量和速度决定，重力势能的大小由质量和高度决定。失控车辆冲上陡坡减速时，车辆的质量不变，速度减小，因此动能减小；同时车辆的高度增大，质量不变，因此重力势能增大。综上，选项B正确，A、C、D错误。
【答案】
B
【知识点】
动能影响因素、重力势能影响因素
【点评】
本题考查动能和重力势能的影响因素，属于基础题型，解题关键是掌握两个能量的决定因素，结合车辆运动时速度和高度的变化分析即可，难度较低。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需先明确动能和重力势能的影响因素：动能与物体的质量、速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；重力势能与物体的质量、被举高的高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。接下来分析失控车辆冲上陡坡的过程：车辆减速说明速度减小，冲上陡坡说明高度增大，结合质量不变的条件，即可判断动能和重力势能的变化。
【解析】
动能的大小由质量和速度决定，重力势能的大小由质量和高度决定。失控车辆冲上陡坡减速时，车辆的质量不变，速度减小，因此动能减小；同时车辆的高度增大，质量不变，因此重力势能增大。综上，选项B正确，A、C、D错误。
【答案】
B
【知识点】
动能影响因素、重力势能影响因素
【点评】
本题考查动能和重力势能的影响因素，属于基础题型，解题关键是掌握两个能量的决定因素，结合车辆运动时速度和高度的变化分析即可，难度较低。
【难度系数】
0.6
4 如图所示为“探究物体动能的大小与什么因素有关”实验的示意图。
（1）该实验通过比较
（2）实验可以得出的结论是
（3）若在实验中，由于木板较短，木块B被碰后滑出木板，则在不改变原有器材的情况下，如何保证被碰后木块B能始终在木板上滑行？方法是
（4）实验后，同学们联想到造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，用如图所示的器材可以探究
（5）拿去木块B，将小车A从斜面同一高度由静止释放，让其分别滑上铺有毛巾和玻璃的木板表面直到静止，若把两次在水平面上克服摩擦力做的功分别记为$W_{毛巾}$、$W_{玻璃}$，则$W_{毛巾}$
（1）该实验通过比较
木块移动的距离
来反映动能的大小。该小车A的动能是由重力势
能转化而来的。（2）实验可以得出的结论是
当质量一定时，速度越大，动能越大
。（3）若在实验中，由于木板较短，木块B被碰后滑出木板，则在不改变原有器材的情况下，如何保证被碰后木块B能始终在木板上滑行？方法是
适当降低小车释放的高度
。（4）实验后，同学们联想到造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，用如图所示的器材可以探究
超速
（超载/超速）的安全隐患。（5）拿去木块B，将小车A从斜面同一高度由静止释放，让其分别滑上铺有毛巾和玻璃的木板表面直到静止，若把两次在水平面上克服摩擦力做的功分别记为$W_{毛巾}$、$W_{玻璃}$，则$W_{毛巾}$
=
（＞/=/＜）$W_{玻璃}$。答案
4.（1）木块移动的距离 重力势 （2）当质量一定时，速度越大，动能越大 （3）适当降低小车释放的高度 （4）超速 （5）=
解析
【分析】
本题是探究物体动能大小影响因素的实验，需结合转换法、控制变量法分析：（1）利用转换法，通过木块移动距离反映动能大小；小车从斜面滑下时，重力势能转化为动能。（2）实验中控制质量不变，改变速度，得出动能与速度的关系。（3）木块滑出木板，说明小车动能过大，需减小小车动能，可降低释放高度。（4）图中是同一小车（质量不变），改变释放高度（改变速度），对应超速隐患。（5）同一小车从同一高度滑下，动能相同，克服摩擦力做功等于动能，故两次做功相等。
【解析】
（1）实验中，小车动能越大，推动木块移动的距离越远，因此通过比较木块移动的距离反映动能大小；小车A从斜面滑下时，高度降低，重力势能减小，动能增加，其动能由重力势能转化而来。
（2）实验中使用同一小车，质量一定，从斜面不同高度滑下时，到达水平面的速度不同，推动木块移动的距离不同，因此结论为：当质量一定时，物体的速度越大，动能越大。
（3）木块B滑出木板，是因为小车动能过大，在不改变原有器材的情况下，可适当降低小车释放的高度，减小小车到达水平面的速度，从而减小小车的动能，使木块滑行距离减小，不会滑出木板。
（4）图中实验使用同一小车，质量不变，改变小车释放高度（改变速度），因此可以探究超速的安全隐患（超载需改变质量，本题未改变质量）。
（5）拿去木块B，小车A从斜面同一高度由静止释放，到达水平面时的动能相同，最终静止时，动能全部用来克服摩擦力做功，因此两次克服摩擦力做的功相等，即$W_{毛巾}=W_{玻璃}$。
【答案】
（1）木块移动的距离；重力势
（2）当质量一定时，速度越大，动能越大
（3）适当降低小车释放的高度
（4）超速
（5）=
【知识点】
动能的影响因素、重力势能与动能的转化、功的计算
【点评】
本题为力学经典实验题，考查转换法、控制变量法的应用，涵盖动能影响因素、能量转化、实验优化及功的比较，是对基础实验知识的综合考查，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题是探究物体动能大小影响因素的实验，需结合转换法、控制变量法分析：（1）利用转换法，通过木块移动距离反映动能大小；小车从斜面滑下时，重力势能转化为动能。（2）实验中控制质量不变，改变速度，得出动能与速度的关系。（3）木块滑出木板，说明小车动能过大，需减小小车动能，可降低释放高度。（4）图中是同一小车（质量不变），改变释放高度（改变速度），对应超速隐患。（5）同一小车从同一高度滑下，动能相同，克服摩擦力做功等于动能，故两次做功相等。
【解析】
（1）实验中，小车动能越大，推动木块移动的距离越远，因此通过比较木块移动的距离反映动能大小；小车A从斜面滑下时，高度降低，重力势能减小，动能增加，其动能由重力势能转化而来。
（2）实验中使用同一小车，质量一定，从斜面不同高度滑下时，到达水平面的速度不同，推动木块移动的距离不同，因此结论为：当质量一定时，物体的速度越大，动能越大。
（3）木块B滑出木板，是因为小车动能过大，在不改变原有器材的情况下，可适当降低小车释放的高度，减小小车到达水平面的速度，从而减小小车的动能，使木块滑行距离减小，不会滑出木板。
（4）图中实验使用同一小车，质量不变，改变小车释放高度（改变速度），因此可以探究超速的安全隐患（超载需改变质量，本题未改变质量）。
（5）拿去木块B，小车A从斜面同一高度由静止释放，到达水平面时的动能相同，最终静止时，动能全部用来克服摩擦力做功，因此两次克服摩擦力做的功相等，即$W_{毛巾}=W_{玻璃}$。
【答案】
（1）木块移动的距离；重力势
（2）当质量一定时，速度越大，动能越大
（3）适当降低小车释放的高度
（4）超速
（5）=
【知识点】
动能的影响因素、重力势能与动能的转化、功的计算
【点评】
本题为力学经典实验题，考查转换法、控制变量法的应用，涵盖动能影响因素、能量转化、实验优化及功的比较，是对基础实验知识的综合考查，难度适中。
【难度系数】
0.5
