题目内容
1．阅读短文，回答问题小华在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动，称之为速度“交换”，如图甲所示．
小华想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？
通过了解和初步实验，小华发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象．为进一步探究，她设计了下述实验方案：
将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，将B球静置于轨道的水平部分，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h1，如图乙所示，释放A球，撞击后，A球静止，B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h2．通过比较h2与h1的大小关系即可作出判断．
请你作答以下问题：
（1）A球从斜面滑下的过程中，重力势能转化为动能．
（2）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了动能．
（3）已知重力势能的计算公式为EP=mgh，动能的计算公式为Ek=$\frac{1}{2}$mv2．若轨道光滑，则碰撞前瞬间A球运动速度的表达式vA=$\sqrt{2g{h}_{1}}$；若h2=h1，则说明B球被撞后开始运动的速度vB=vA（选填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）在实际实验中，测出的h2总小于h1，导致这一现象的主要原因是轨道不光滑（或碰撞时有能量损失）．
分析 （1）动能和势能可以相互转化，根据能量的变化情况进行分析；
（2）物体由于运动具有的能量是动能；
（3）轨道光滑，A球下滑的过程中重力势能全部转化为动能，据此得出等式求出碰撞前瞬间A球运动速度；若h2=h1，说明最高点时A和B球的重力势能相等，进一步说明B球碰撞后的速度和A球碰撞前的速度相等；
（4）实验中轨道的摩擦力是不可避免的，要消耗机械能，便可得结论．
解答 解：（1）A球从斜面滑下的过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；
（2）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了动能；
（3）动能的计算公式为Ek=$\frac{1}{2}$mv2；
因轨道光滑时，A球下滑的过程中重力势能全部转化为动能，
所以，Ep=Ek，即mgh1=$\frac{1}{2}$mvA2，
解得：vA=$\sqrt{2g{h}_{1}}$；
若h2=h1，则最高点时A和B球的重力势能相等，
由上面的匀速可知，B球碰撞后的速度和A球碰撞前的速度相等，即vB=vA；
（4）由于导轨不光滑，小球在滚动过程中及碰撞过程中具有能量损失，所以h2总小于h1．
故答案为：
（1）重力势；
（2）动；
（3）$\sqrt{2g{h}_{1}}$；=；
（4）轨道不光滑（或碰撞时有能量损失）．
点评 本题考查了验证动能定理的实验，利用好题干中所给的信息是关键，对学生获取知识和解决问题的能力要求较高．
练习册系列答案
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9．
如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置，实验中测得数据如下表所示：
请你分析：
（1）研究定滑轮特点实验时，如图（b）所示，测力计的正确操作方法是③．（填序号）
①竖直向下拉 ②保持静止 ③匀速向下拉
（2）通过实验可知：使用动滑轮可以省力，但不能改变用力的方向．
（3）通过实验可知：使用定滑轮可以改变用力的方向，但不能省力．
如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置，实验中测得数据如下表所示：| 钩码重G/N | 钩码升高高度h/m | 测力计示数/F/N | 测力计移动距离s/m | |
| （a） | 1 | 0.2 | 1.0 | 0.2 |
| （b） | 1 | 0.2 | 1.0 | 0.2 |
| （c） | 1 | 0.2 | 0.55 | 0.4 |
（1）研究定滑轮特点实验时，如图（b）所示，测力计的正确操作方法是③．（填序号）
①竖直向下拉 ②保持静止 ③匀速向下拉
（2）通过实验可知：使用动滑轮可以省力，但不能改变用力的方向．
（3）通过实验可知：使用定滑轮可以改变用力的方向，但不能省力．
13．
物理兴趣小组在“探究水果电池电压”的实验中：
小明用铜片和锌片作为电极插入较小的柠檬制成了一个水果电池，如图所示．小华用铜片和铝片插入较大的柠檬也制成了一个水果电池．他们分别连通相同的音乐芯片，小华比小明的芯片声音要响一些．在查阅资料得知水果电池电压与电极间距离、电极插入水果的深度有关的基础上，他们又作出如下猜想：
猜想一：水果电池电压可能与水果的大小有关．
猜想二：水果电池电压可能与电极的材料有关．
（1）由图分析可知：铜锌水果电池的铜（铜/锌）为正极
（2）为了验证猜想一，小明用同一个柠檬制成水果电池，沿着电极插入的方向不断慢慢地切去外侧的部分柠檬，分别测出电压，如表所示：
分析表中数据，说明猜想一是错误（正确/错误）的．
（3）为了验证猜想二，小华用铜片作为电池的一个电极，分别用外形相同的锌、铝、铁等金属片作为电池的另一个电极，将金属片电极插入柠檬，并保持电极间距离和电极插入水果深度相同，分别测出电压，如表所示：
分析表中数据，得到的结论是水果电池电压与电极的材料有关．
（4）小明先将柠檬压在桌面上滚了几下，再做成水果电池，测出电压达到1.0V，据此请你提出一个有价值、可探究的问题：水果电池电压与水果软硬程度是否有关．
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猜想一：水果电池电压可能与水果的大小有关．
猜想二：水果电池电压可能与电极的材料有关．
（1）由图分析可知：铜锌水果电池的铜（铜/锌）为正极
（2）为了验证猜想一，小明用同一个柠檬制成水果电池，沿着电极插入的方向不断慢慢地切去外侧的部分柠檬，分别测出电压，如表所示：
| 柠檬大小 | 一个 | 大半个 | 半个 | 小半个 |
| 电压U/V | 0.80 | 0.80 | 0.80 | 0.80 |
（3）为了验证猜想二，小华用铜片作为电池的一个电极，分别用外形相同的锌、铝、铁等金属片作为电池的另一个电极，将金属片电极插入柠檬，并保持电极间距离和电极插入水果深度相同，分别测出电压，如表所示：
| 电极材料 | 铜和锌 | 铜和铝 | 铜和铁 |
| 电压U/V | 0.880 | 0.60 | 0.46 |
（4）小明先将柠檬压在桌面上滚了几下，再做成水果电池，测出电压达到1.0V，据此请你提出一个有价值、可探究的问题：水果电池电压与水果软硬程度是否有关．
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