题文

下列现象中物体动能和重力势能都发生变化的是：

[     ]

A．水平轨道上正在进站的列车 B．站在观光电梯上匀速下降的游客 C．站在商场自动扶梯上匀速上升的顾客 D．体育考试时，抛出的实心球从高处下落的过程

题型：单选题  难度：偏易

答案

D

据专家权威分析，试题“下列现象中物体动能和重力势能都发生变化的是：[]A．水平轨道上正在..”主要考查你对  势能大小的比较，动能大小的比较  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

势能大小的比较动能大小的比较

考点名称：势能大小的比较

• 重力势能的影响因素：
  

  判断物体是否具有重力势能的方法	看此物体相对某一个平面是否被举高，即相对此平面有没有一定的高度。若有高度，则物体具有重力势能
  实例	被举高的重锤、吊在天花板上的吊灯、山上的石块
  比较大小的方法	首先要确定这两个因素中哪一个是不变的．然后根据另一个因素的变化情况来判断比较
  说明：物体所处的高度具有相对性，所以物体重力势能的大小也具有相对性。例如，放在桌面上的铁块，相对于地面来说有一定的高度，所以铁块具有一定的重力势能；若相对于桌面来说其高度为零，则铁块的重力势能就为零。在不特别指出参照物的情况下，一般以地面为参照物。

  
  弹性势能的影响因素：
  

  判断物体是否具有弹性势能的方法	看此物体是否发生了弹性形变，物体有弹性无形变或有形变无弹性都没有弹性势能，必须既有弹性又有形变
  实例	拉伸的弹簧、被拉弯的弓、压弯的树枝
  比较大小的方法	同一物体形变量变大，弹性势能变大，不同物体还要看弹性的大小

• 动能、势能的大小变化及判断：
      比较动能、势能的大小和判断它们大小的变化，关键是全面考虑决定它们大小的两个因素，不能只注意一个因素，忽视另一个因素。
  
  例1：2010年4月14日，青海玉树发生强烈地震。地震后运送救灾物资的飞机对灾区投放物品，物品在空中匀速下落的过程中，其动能和重力势能的变化是 (   )
  A．动能增加，重力势能增加
  B．动能减少，重力势能减少
  C．动能不变，重力势能减少
  D．动能小变，重力势能增加
  
  解析：救灾物品在匀速下落的过程中，其速度不变，高度逐渐减小，所以其动能不变，重力势能减小，选C。
  答案：C
  
  例2：如图所示，杂技表演者在离板后的上升过程中，她的(    )
  
  A．重力势能增加，动能减少
  B．重力势能增加，动能增加
  C．重力势能减少，动能减少
  D．重力势能减少，动能增加
  
  解析：杂技表演者在离板后的上升过程中，其高度增大，重力势能增加。但随高度的增大其速度不断减小，则动能减少。
  答案：A

  控制变量法研究影响重力势能大小的因素：
      重力势能的大小与质量和被举高的高度有关。要用“控制变量法思想”进行探究。研究重力势能大小与质量的关系时，保持高度不变；研究重力势能大小与高度的关系时，保持物体质量不变。
  例：在综合实践活动课上，王明同学发现学校运动场地上有若干大小不等的铅球，如图所示，于是他想利用这些器材亲身体验一下“重力势能的大小与哪些因素有关”。
  (1)请你帮他设计应如何去做。
  (2)说明该实践中怎样判断物体重力势能的大小。
  
  解析：重力势能的大小与质量和高度有关，分析时要审明题意，运用控制变量法进行设计。
  
  答案：(1)将质量不同的铅球从同一高度释放，落至地面(沙坑)。将同一铅球从不同高度释放，落至地面(沙坑)。
  (2)根据铅球对地面的作用效果(或引起地面形变的大小、砸出坑的深浅)，作用效果越明显 (或引起地面形变越大、砸出的坑越深)物体的重力势能越大，反之，重力势能越小。

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_________________。