徐小平

一、影響動能的因素

例1（2019·湖南·長沙）如圖1所示，小海在研究“物體的動能與哪些因素有關”時，將質量為m的鋼球從斜槽的某高度h處由靜止釋放，鋼球運動到水平面時，將水平面上靜止的木塊撞出一段距離s。小海的部分實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象記錄如表1所示：

（1）上述3次實驗中，第_____次實驗鋼球滑到斜槽底端時動能最大;

（2）上述實驗數(shù)據(jù)表明：當速度一定時，鋼球的質量越大，動能越_____，這個結論可用于解釋汽車_____（選填“超速”或“超載”）帶來的危害。

考點分析：（1）影響動能大小的因素：動能大小跟質量、速度有關。質量一定時，速度越大，動能越大;速度一定時，質量越大，動能越大。

（2）比較動能大小的方法：根據(jù)鋼球將木塊在水平面上撞開的距離遠近來比較其動能的大小。

思路講解：（1）不同質量的物體從相同高度自由下滑到達斜面底端的速度是相同的。3次實驗中鋼球從斜槽的某高度h處由靜止釋放，運動到水平面時速度相同，鋼球的質量越大，推動木塊運動越遠，對木塊做功越多，說明鋼球的動能越大，所以第3次實驗中鋼球動能最大。（2）通過分析表格中數(shù)據(jù)可知，當速度一定時，鋼球的質量越大，動能越大。汽車超速是因為速度大造成動能大，汽車超載是因為質量大造成的動能大。

答案：（1）3 （2）大 超載

二、影響重力勢能的因素

例2（2019·天津）小明同學在探究“重力勢能的大小與什么因素有關”時，提出了如下猜想：

猜想一：物體的重力勢能與物體的質量有關。

猜想二：物體的重力勢能與物體所在高度有關。

為了驗證上述猜想，他計劃利用小桌、沙子、質量不同的鐵塊和刻度尺進行實驗。如圖2所示，將小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把鐵塊從距桌面某一高度由靜止釋放，撞擊在桌面的中心部位，記錄桌腿進入沙子的深度。

實驗數(shù)據(jù)如表2所示：

（1）實驗中通過比較_____來判斷物體重力勢能的大小;

（2）為了驗證猜想一，需選擇表中_____（填實驗序號）三組數(shù)據(jù)進行分析;

（3）分析表中①②③的實驗數(shù)據(jù)，可得出的結論是：_____。

考點分析：（1）影響重力勢能大小的因素：重力勢能的大小與物體的高度和質量有關。高度一定時，質量越大，重力勢能越大;質量一定時，高度越大，重力勢能越大。（2）判斷重力勢能大小的方法：根據(jù)實驗中桌腿被重物壓入沙中的深度大小判斷。

思路講解：（1）通過小明設計的實驗可知，通過比較桌腿進入沙子的深淺來比較重力勢能的大小。桌腿進入沙子越深說明物體做的功越多，物體原來具有的重力勢能越大。

（2）根據(jù)控制變量法，要驗證物體的重力勢能與物體的質量有關，應控制物體的高度相同，改變物體質量的大小，故需要找數(shù)個質量不同的物體、在相同高度下進行實驗;①④⑤三組數(shù)據(jù)符合，所以應利用①④⑤三組數(shù)據(jù)分析得出結論。

（3）比較表中①②③的實驗數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，③中桌腿進入沙子的深度最深，②其次，①最小，所以重力勢能從大到小依次是③②①，得出的結論是：質量相同的物體，高度越大，重力勢能越大。

答案：（1）桌腿進入沙子的深度 （2）①④⑤ （3）質量相同的物體，高度越大，重力勢能越大

三、機械能的相互轉化

例3（2019·廣東·深圳）如圖3所示，弧形軌道ab段光滑，bc段粗糙，小球從a點經最低點b運動至c點。下列分析正確的是（ ）。

A. 從a到b的過程中，小球動能轉化為重力勢能

B. 經過b點時，小球動能最大

C. 從b到c的過程中，小球動能增大

D. 從a到c的過程中，小球機械能守恒

考點分析：（1）判斷物體重力勢能是否改變，要看它的質量和高度是否變化;判斷物體動能是否改變，要看它的質量和運動快慢是否變化。（2）判斷能量轉化的方法：減小的能量轉化為增多的能量。

思路講解：從a到b的過程中，小球質量不變，高度降低，速度變大，故重力勢能減少，動能增大，重力勢能轉化為動能，故A錯誤;小球從a運動到b動能增大，從b運動到c動能減小，則在b點處小球動能最大，故B正確;小球從b到c的過程中，高度增加，速度減小，則小球的動能減小，故C錯誤;由于bc段弧形軌道粗糙，小球克服摩擦力做功，會有一部分機械能轉化為內能，則機械能會減小，故D錯誤。

答案：B

（作者單位：甘肅省隴西縣德興初級中學）