（1）如图1所示，小球从A点静止释放，小球到达C点时速度是否为零？ 是 ． （2）针对小球的运动，从势能与动能相互转化的角度提出一个问题并回答．
问题： 小球向下运动的过程中，动能和势能是如何转化的 ？回答： 重力势能逐渐转化为动能 ．
（3）将轨道BC段改为水平，如图2所示．小球仍从A点静止释放，小球经过M点时的机械能大于、小于还是等于其在A点的机械能？ 等于 ．以小球经过M点时为计时起点，大致画出小球在MN段运动的速度﹣时间图线．（如图3）
（4）小球在MN段运动的过程中受到哪些力的作用？ 重力、支持力 ．维持小球运动的原因是什么？ 小球具有惯性 ． 【分析】（1）在不计阻力和摩擦的情况下，机械能是守恒的．
（2）动能和势能之间可以相互转化，根据其不同运动阶段可判断其机械能转化情况； （3）据牛顿第一运动定律可知，一切物体在没有受到外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态；
（4）根据小球在水平面的运动情况，可从惯性角度做出解释，同时可确定其受力情况． 【解答】解：（1）小球从A点静止释放，由于不计空气阻力和摩擦，没有机械能的损失，所以小球到达C点时速度是0；
（2）由于动能和势能之间可以相互转化，所以小球向下运动的过程中，重力势能逐渐转化为动能；同样，小球向上运动的过程中，动能转化逐渐为重力势能．
（3）据题目可知，由于不计空气阻力和摩擦，机械能是守恒的，所以小球经过M点时的机械能是等于其在A点的机械能的； 同时由于不计空气阻力和摩擦力，小球原来是运动的，所以小球在MN段做匀速直线运动，如下图：
（4）由题意可知，轨道无摩擦，小球在MN段运动的过程中受到重力和支持力的作用； 小球只所以在MN段仍可继续向前运动，是因为小球具有惯性． 故答案为：（1）是；
（2）小球向下运动的过程中，动能和势能是如何转化的？重力势能逐渐转化为动能．（合理即可）
（3）等于；图象见上图；
（4）重力、支持力； 小球具有惯性．
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【点评】读懂题意，知道在不计空气阻力和摩擦的情况下，机械能是守恒的．会分析动能与势能的转化，会对物体进行受力分析等，是解答本题的关键． 23．（2016?从化区模拟）让一个乒乓球沿如图甲所示轨道滚动．
（1）乒乓球从A点静止释放，到达最高点C时，速度是否为零？ 是 ．乒乓球在A点时的机械能EA大于、小于还是等于其在C点的机械能EC？ EA＞EC ．
（2）将轨道BC段改为水平，如图乙所示．乒乓球仍从A点静止释放，若受到的阻力不能忽略，经过B点后在MN段运动的速度将如何变化？ 减小 ．（选填“增大”“减小”或“不变”） 【分析】（1）小球从A点运动过程中，先将重力势能转化为动能，又把动能转化为重力势能；此过程中，由于摩擦，所以在运动过程中，一部分机械能会损失掉，转化成内能； （2）力是改变物体运动状态的原因； 【解答】解：（1）小球从A点运动过程中，先将重力势能转化为动能，又把动能转化为重力势能，所以乒乓球从A点静止释放，到达最高点C时，速度是零；此过程中，由于摩擦，所以在运动过程中，一部分机械能会损失掉，转化成内能，故A点的机械能大于C点的机械能，即EA＞EC． （2）将轨道BC段改为水平，如图乙所示．乒乓球仍从A点静止释放，当其滚动到平面上，由于惯性能继续运动，但由于阻力的作用，即乒乓球的速度越来越小，最终会静止． 故答案为：（1）是；EA＞EC；（2）减小．
【点评】熟悉常见能量的转化，并能准确的判断机械能的变化是解决该题的关键． 24．（2016?香洲区模拟）“蹦极”是年轻人喜爱的一项游玩项目，小海同学做了一个模拟“蹦极”的探究实验．他将橡皮筋一端固定在铁架台上，自然下垂如图甲． （1）小海在橡皮筋另一端挂一只钩码，将钩码提高后自由释放．到达最低点如低点如图乙，此过程中橡皮筋长度增加，说明力可以 改变物体的形状 ，橡皮筋的 弹性势 能增加：钩码的下落速度变化是 先增大后减小 （选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”），它的重力势能 减小 （选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）实验过程中，细心的小海同学发现钩码从最低处向上弹起时．弹起的高度每次都会减小．则弹起过程中机械能 减小 （选填“增大”、“减小”或“不变”），能量是否守恒？ 是 （选填“是”或“否”）．
【分析】（1）力的作用效果有两个，即力可以改变物体的形状，可以改变物体的运动状态；
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动能和物体的质量、速度有关；重力势能和物体的质量、高度有关；弹性势能和物体发生弹性形变的程度有关；
（2）钩码在运动过程中，一部分的机械能会损失掉，变成内能；但能的总量是不变的． 【解答】解：（1）如图所示，将钩码提高后自由释放．到达最低点如低点如图乙，此过程中橡皮筋长度增加，说明力可以改变物体的形状，同时橡皮筋伸长，弹性形变程度变大，即橡皮筋的弹性势能增加；
钩码的下落过程中，在弹簧的拉力小于重力时，做加速运动，在弹簧的拉力大于重力时，做减速运动，直到最低点静止，故其速度变化是先增大后减小；在下落过程总，质量不变，高度减小，所以它的重力势能减小；
（2）细心的小海同学发现钩码从最低处向上弹起时．弹起的高度每次都会减小，这是由于钩码在运动过程中，一部分的机械能会损失掉，变成内能；但能的总量是不变的； 故答案为：（1）改变物体的形状；弹性势；先增大或减小；减小；（2）减小；是．
【点评】此题考查了力的作用效果的判断、动能、重力势能和弹性势能的影响因素及能量的转化和守恒定律，是一道综合题，但难度不大． 25．（2016春?青龙县期末）如图所示，滚摆在竖直平面内上下往复运动． （1）该实验可说明的物理问题是 重力势能和动能的相互转化 ．
（2）滚摆运动到 最低 点时转动的最快，滚摆从最低点到最高点的过程中， 动 能转化为 重力势 能． （3）滚摆在上下往复运动的过程中，可以看到滚摆上升的高度逐渐 减小 （选填“增大”、“减小”或“不变”），说明滚摆具有的 机械能 在逐渐减少．
【分析】动能的大小取决于物体的质量和运动的速度，即质量越大，速度越快，其动能越大；重力势能的大小与物体的质量和物体上升的高度有关，即物体的质量越大，高度越高，其重力势能就越大；同时动能和重力势能之间可以相互转化，故据上面的知识分析即可解决． 【解答】解：（1）观察滚摆上下运动的特点能看出，滚摆的动能和重力势能之间是可以相互转化的；
（2）滚摆运动到最低点时转动的最快，滚摆质量不变，从最低点到最高点的过程中，速度逐渐变小，高度逐渐升高，动能变小，重力势能变大，动能转化为重力势能．
（3）滚摆在上下往复运动的过程中，能上升到的最大高度会逐渐下降，由于与空气的摩擦和阻力，使部分机械能转化为了内能．故在这个过程中，机械能的总量是减小的． 故答案为：（1）重力势能和动能的相互转化；（2）最低；动；重力势；（3）减小；机械能． 【点评】本题考查了动能与重力势能的转化．动能与质量和速度有关，重力势能与高度和质量有关．分析能量转化时，就看什么能量减少了，什么能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量． 26．（2013?厦门自主招生）如图所示，将两根细线上端固定在横杆上，细线的末端固定在圆柱形金属筒上，慢慢卷起金属筒，使得细线绕在金属筒上，从高处释放金属筒，金属筒下降的速度越来越快．
（1）这是由于金属筒受 重力 作用，将 重力势 能转化为动能．
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（2）金属筒转动到底部后，此时由于 金属筒具有惯性 保持原来的转动状态，将会重新上升．
（3）由于摩擦阻力，机械能的总量 减小 ，从而使每次上升的高度都比原来小．
【分析】（1）地面附近的任何物体都受到重力的作用，将重物举高，物体便获得了重力势能，在下落时便可以转化为动能；
（2）一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性；
（3）机械能只有在理想状态下才可能守恒，而在正常情况下，由于摩擦的存在，机械能会越来越小． 【解答】解：
（1）金属筒之所以会下落是因为受到了重力的作用，在下落过程中，高度降低重力势能减小，速度增大，重力势能转化为动能；
（2）金属筒转动到底部后由于惯性会继续保持原来的转动状态，所以才重新上升；
（3）金属筒每次上升的高度都会比原来小，这是因为受到了摩擦阻力及空气阻力的作用，在这一过程中，机械能有一部分转化为内能，机械能总量减小． 故答案为：
（1）重力；重力势； （2）金属筒具有惯性； （3）减小． 【点评】本题中的滚筒与我们物理实验室中的滚摆的原理是一样的，体现了重力势能与动能之间的转化过程，在整个过程中，机械能不守恒，有一部分因摩擦阻力的存在而转化为内能．
三．解答题（共4小题） 27．（2016?绍兴）光滑斜面甲与水平面AB平滑连接，从斜面甲高H处静止释放小球，小球运动到B点静止，如图甲，在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙．已知AB=3AC，如图乙，回答下列问题：
（1）如果小球从斜面甲高H处静止释放，说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的数量关系及理由．
（2）要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为2h，小球应在甲斜面上多高处静止释放，并说明理由． 【分析】（1）据AB=3AC可知，在AC上损耗的机械能是AB上的三分之一，进而判断乙斜面上时机械能比甲斜面上时的机械能少的关系，进而判断出上升高度；
（2）据（1）可判断出小球在AC上损失的机械，而后可以计算出（2）中小球在甲斜面上的高度．
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【解答】答：（1）从释放点到B点静止，减少的机械能等于在AB水平面上由于摩擦而损失的机械能，因为AB=3AC，所以在AC上损耗的机械能是AB上的三分之一，所以乙斜面上时机械能比甲斜面上时的机械能少三分之一，故上升的高度h=H；
（2）小球在乙斜面上升高度为2h，即H，因为AC段上消耗的机械能与第一次相同，即消耗高度的机械能，所以原来小球在甲斜面上的释放高度是：2h+=H；
【点评】弄懂题意，并能明确小球在AC段损失的机械能相当与斜面的多大高度是解决该题的关键． 28．（2016?君山区校级模拟）小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动． （1）如图1所示，小球从A点静止释放，小球到达C点时速度是否为零？ 是 ．
（2）将轨道BC段改为水平，如图2所示，小球仍从A点静止释放，小球经过M点时的机械能大于、小于还是等于其在A点的机械能？ 等于 ．以小球经过M点时为计时起点，大致画出小球在MN段运动的速度﹣时间图象． 【分析】（1）在不计阻力和摩擦的情况下，机械能是守恒的．
（2）据牛顿第一运动定律可知，一切物体在没有受到外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态． 【解答】解：（1）小球从A点静止释放，由于不计空气阻力和摩擦，没有机械能的损失，所以小球到达C点时速度是0；
（2）据题目可知，由于不计空气阻力和摩擦，机械能是守恒的，所以小球经过M点时的机械能是等于其在A点的机械能的； 同时由于不计空气阻力和摩擦力，小球原来是运动的，所以小球在MN段做匀速直线运动，如下图：
故答案为：（1）是；（2）等于；如图所示．
【点评】读懂题意，知道在不计空气阻力和摩擦的情况下机械能是守恒的，是解决该题的关键． 29．（2016?天桥区一模）我国计划于今年发射神舟十一号载人飞船和天宫二号空间实验室，长征五号和长征七号运载火箭也将进行首飞?飞船在升空过程中，它的机械能 增大 （选填“增大”或“减小”）；在穿越大气层时，飞船克服摩擦，将部分机械能转化为 内能 ．
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【分析】（1）机械能包括动能和势能，物体动能和势能的变化会引起机械能的变化；动能与质量和速度有关，质量越大、速度越大则动能越大；重力势能与质量和高度有关，质量越大、高度越大则重力势能越大．
（2）由于飞船与空气摩擦，需克服摩擦做功，使物体的内能增加、温度升高． 【解答】解：
神舟十一号载人飞船升空过程中，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大，机械能=动能+势能，所以机械能增大．
飞船在穿越大气层时，需要克服与空气间的摩擦做功，机械能转化为内能，使内能增加、温度升高．
故答案为：增大；内能．
【点评】本题考查了做功与物体内能改变、影响机械能大小的因素，要求能够从不同事例中分析机械能的变化，属于对基础知识的考查． 30．（2016?黔东南州模拟）如图是一则公益广告：现如今随着入住高楼的人们越来越多，高空抛物的现象也屡屡发生．高空抛物有非常大的危险性，一个鸡蛋从18楼抛下来就可以砸碎行人头骨．请从能量的角度解释高空落下的鸡蛋能砸伤人的原因．
【分析】根据动能的影响因素是物体的质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大； 重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大、位置越高，重力势能越大，分析解答． 【解答】解：根据鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨，可知高度越高，造成的后果越严重，说明高度越高鸡蛋具有的重力势能就越大，从而得出重力势能与抛出的高度有关；鸡蛋下落过程中，质量不变，高度减小，速度增大，因此鸡蛋下落过程将重力势能转化为动能较多，其破坏力越大．
答：高空中的鸡蛋具有很大的重力势能，下落过程中重力势能转化为动能，在落地前鸡蛋具有很大的动能，砸向行人时会造成较大的伤害．
【点评】本题涉及重力势能的影响因素、重力势能与动能之间的相互转化，解题是要熟记这些知识点，从题干中获取有用的信息，结合相关知识解决问题．
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