题文

在空气阻力不计的情况下，一只皮球从手中下落，被地面弹起．在整个过程中： （1）说明皮球机械能的转化情况； （2）指出皮球在哪几个位置时的动能为零； （3）其实，球被地面弹起后不能再回到原来的高度．请你在下课时间与同学们一起试试看，怎么做才能使球被地面弹起后回到原来的高度．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）皮球从手中下落时重力势能最大，下落过程中重力势能减小动能变大，刚接触地面动能减小弹性势能增大；被弹起时弹性势能最大，弹性势能转化成动能皮球弹起，在上升过程中，动能减小转化成重力势能． （2）①皮球在升到最高点静止时动能为零； ②皮球落到最低点动能全部转化成弹性势能时动能为零； ③小球弹起，且上升到最大高度时． （3）其实，球被地面弹起后不能再回到原来的高度，要使球被地面弹起后回到原来的高度，人必须给它施加一个力，通过消耗人的内能来增加皮球的动能．

据专家权威分析，试题“在空气阻力不计的情况下，一只皮球从手中下落，被地面弹起．在整个..”主要考查你对  动能大小的比较，动能的影响因素  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

动能大小的比较动能的影响因素

考点名称：动能大小的比较

• 影响动能大小的因素：
  

  判断物体是否具有动能的方法	看此物体是否运动，若物体是运动的则它必定具有动能
  实例	航行的帆船，急流的河水，飞行的小鸟
  比较大小的方法	相同质量时比较速度，相同速度时比质量，不能忽略其中任何一个因素
  （1）速度相同时，质量越大的物体，具有的动能就越多； （2）质量相同时，物体的速度越大，具有的动能就越多；

• 控制变量法研究影响动能大小的因素：
       “控制变量法”是研究物理问题最常用的一种方法。影响动能大小的因素不止一个，要研究与其中一个因素的关系时，应该保证其他因素不变。要研究动能的大小与质量的关系时，应保证小球在平面上具有相同的速度。把质量不同的小球放在斜面的同一高度可以使小球在到达平面时具有相同的速度。“控制变量法”便于研究物体的动能的大小与物体质量的关系。
  例1如图所示，是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。
  
  (1)实验中通过观察_____的大小，来判断小球动能的大小。
  (2)实验中为了研究动能大小与质量的关系，需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是_____________。
  (3)质量和速度谁对动能的影响较大呢?小文所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示。
  表一(钢球撞击时的速度为v=8cm/s)
  
  表二（钢球质量为m=100g）
  
  分析这两组数据可以得出：_________对物体的动能影响较大。依据是_________________。
  解析：(1)实验中动能的大小是通过观察木块被小球撞击后滑行的距离多少来衡量的，这是利用了转换法。
  (2)研究动能大小与质量的关系时，只要让小球从同一高度自由滚下，小球撞击时的速度不变，这是利用了控制变量法。
  (3)分析表中数据可知，质量增加一倍，动能变为原来的两倍，速度增加一倍，动能变为原来的四倍，所以说速度对动能大小的变化影响较大。
  
  答案：(1)木块滑行的距离
  (2)让小球从同一高度自由滚下
  (3)速度   质量增加一倍，动能变为原来的两倍，速度增加一倍，动能变为原来的四倍，因此速度对动能大小的变化影响较大

考点名称：动能的影响因素

• 动能决定因素：
  物体的质量和物体的运动速度。

• 动能影响因素的实验探究：
  探究：探究动能的大小与哪些因素关有？
  
  猜想：影响动能的因素：质量、速度、物体的大小形状、接触面的粗糙程度、接触面大小
  
  实验设计：选择质量、速度、大小形状设计实验进行验证；
  1.大小形状、速度相同，质量不同
  将质量不同小车从斜面同一高度释放（如图）
  
  2.大小形状、质量相同，速度不同。
  
  3.质量、速度相同，大小形状不同。
  
  
  4.实验结论：
  a.速度、大小形状相同，质量越大动能越大。
  b.大小形状、质量相同，速度越大动能越大。
  c.质量、速度相同，大小形状不同动能相同。