高中物理机械能的组卷.docx
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高中物理机械能的组卷
高中物理机械能的组卷
一．选择题（共24小题）
1．（2016•扬州模拟）篮球场上，运动员练习投篮，篮球划过一条漂亮的弧线落入篮筐，球的轨迹如图中虚线所示．从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力势能（ ）
A．一直增大B．一直减小C．先减小后增大D．先增大后减小
2．（2016•武清区校级模拟）如图所示，质量m=0.5kg的小球，从距桌面h1=1.2m高处的A点下落到地面上的B点，桌面高h2=0.8m．以桌面为重力势能的参考平面，重力加速度取10m/s2．下列说法正确的是（ ）
A．小球在A点时的重力势能为10J
B．小球在B点时的重力势能为0J
C．小球在B点时的动能为10J
D．小球在B点时的机械能为10J
3．（2016•吴忠模拟）如图所示，将一质量为m的小球从空气O点以速度v0水平抛出，飞行一段时间后，小球经过P点时动能Ek=5mv02，不计空气阻力，则小球从O到P（ ）
A．下落的高度为
B．经下落的高度为
C．经过的时间为
D．经过的时间为
4．（2016•武威校级模拟）质量为m的物体在空中由静止下落，由于空气阻力的影响，运动的加速度是
，物体下落高度为h，重力加速度为g，以下说法正确的是（ ）
A．重力势能减少了
B．动能增加了mgh
C．机械能损失了
D．克服阻力做功为
5．（2016•海南）在地面上方某一点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，则小球在随后的运动中（ ）
A．速度和加速度的方向都在不断变化
B．速度与加速度方向之间的夹角一直减小
C．在相等的时间间隔内，速率的改变量相等
D．在相等的时间间隔内，动能的改变量相等
6．（2016•鹰潭一模）如图所示，绝缘粗糙斜面体固定在水平地面上，斜面所在空间存在平行于斜面向上的匀强电场E，轻弹簧一端固定在斜面顶端，另一端拴接一不计质量的绝缘薄板．一带正电的小滑块，从斜面上的P点处由静止释放后，沿斜面向上运动，并能压缩弹簧至R点（图中未标出），然后返回，则（ ）
A．滑块从P点运动到R点的过程中，其机械能增量等于电场力与弹簧弹力做功之和
B．滑块从P点运动到R点的过程中，电势能的减小量大于重力势能和弹簧弹性势能的增加量之和
C．滑块返回能到达的最低位置在P点的上方
D．滑块最终停下时，克服摩擦力所做的功等于电势能的减小量与重力势能增加量之差
7．（2016•铜仁市校级模拟）如图所示，质量为m的物体在水平传送带上有静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v做匀速运动．物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，物体最后能与传送带保持相对静止．对于物体从开始释放到与传送带相对静止这一过程，下列说法正确的是（ ）
A．电动机多做的功为
mv2
B．摩擦力对物体做的功为mv2
C．传送带克服摩擦力做的功为
mv2
D．电动机增加的功率为mgvμ
8．（2016•澄城县校级模拟）如图所示，质量相等的物体A和物体B与地面的动摩擦因数相等，在力F的作用下，一起沿水平地面向右移动x，则（ ）
A．摩擦力对A、B做功相等
B．A、B动能的增量相同
C．F对A做的功与F对B做的功相等
D．合外力对A做的总功与合外力对B做的总功不相等
9．（2016•宿迁模拟）做自由落体运动的小球，重力的瞬时功率随时间（ ）
A．逐渐减小B．逐渐增大C．保持不变D．先增大后减小
10．（2016•广西模拟）一物体放在水平面上，受到F=50N的水平力的作用，从静止开始以5m/s2的加速度做匀加速运动，则拉力F在第2s末的瞬时功率为（ ）
A．100WB．250WC．500WD．1000W
11．（2016•常州模拟）关于重力做功和重力势能的变化，下列叙述正确的是（ ）
A．做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做负功，重力势能减少
B．做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做正功，重力势能增加
C．做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做负功，重力势能增加
D．做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做正功，重力势能减少
12．（2016春•德州校级月考）如图所示，质量为m的物体从h高处由静止滑下，至水平面上A点静止；若使物体由A点沿原路径返回C点，则外力至少做功为（ ）
A．mghB．2mghC．3mghD．不能确定
13．（2016春•邵阳校级月考）一根弹簧的弹力﹣位移图线如图所示，那么弹簧由伸长量4cm到伸长量8cm的过程中，弹力的功和弹性势能的变化量为（ ）
A．1.8J，﹣1.8JB．﹣1.8J，1.8JC．3.6J，﹣3.6JD．﹣3.6J，3.6J
14．（2016•武清区校级模拟）在《探究功与物体速度变化关系》的实验中，甲、乙两位同学的实验操作均正确．甲同学根据实验数据作出了功和速度的关系图线，即W﹣v图，如图甲，并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比”的结论．乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图线，即W﹣v2图，如图乙，并由此也得出“功与速度的平方一定成正比”的结论．关于甲、乙两位同学的分析，你的评价是（ ）
A．甲的分析不正确，乙的分析正确
B．甲的分析正确，乙的分析不正确
C．甲和乙的分析都正确
D．甲和乙的分析都不正确
15．（2016•宝鸡模拟）利用如图所示装置可以做力学中的许多实验，则下列利用此装置进行相关实验时哪一个说法是正确的？
（ ）
A．利用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和木板间摩擦阻力的影响
B．利用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出小车的加速度a随质量M变化的a﹣M图象不是直线，就可确定加速度与质量成反比
C．利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高平衡摩擦力
D．实验时不需要调整滑轮高度，不用管细线与木板是否平行
16．（2016春•海淀区期中）
（1）用如图1所示装置做“验证动能定理”的实验．实验中，小车碰到制动挡板时，钩码尚未到达地面．
①为了保证细绳的拉力等于小车所受的合外力，以下操作必要的是 （选填选项前的字母）．
A．在未挂钩码时，将木板的右端垫高以平衡摩擦力
B．在悬挂钩码后，将木板的右端垫高以平衡摩擦力
C．调节木板左端定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行
D．所加钩码的质量尽量大一些
（2）如图2是某次实验中打出纸带的一部分．O、A、B、C为4个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出，所用交流电源的频率为50Hz．通过测量，可知打点计时器打B点时小车的速度大小为 m/s．
（3）甲同学经过认真、规范地操作，得到一条点迹清晰的纸带．他把小车开始运动时打下的点记为O，再依次在纸带上取等时间间隔的1、2、3、4、5、6等多个计数点，可获得各计数点到O的距离s及打下各计数点时小车的瞬时速度v．图3是根据这些实验数据绘出的v2﹣s图象．已知此次实验中钩码的总质量为0.015kg，小车中砝码的总质量为0.100kg，取重力加速度g=9.8m/s2，则由图象可知小车的质量为 kg（结果保留两位有效数字）．
（4）在钩码质量远小于小车质量的情况下，乙同学认为小车所受拉力大小等于钩码所受重力大小．但经多次实验他发现拉力做的功总是要比小车动能变化量小一些，造成这一情况的原因可能是 （选填选项前的字母）．
A．滑轮的轴处有摩擦
B．小车释放时离打点计时器太近
C．长木板的右端垫起的高度过高
D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力．
17．（2015•淄博）在“探究功与速度变化关系”的实验中，同学们在实验中得到如图几种图象，根据理论分析，其中可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
18．（2015春•亳州期末）如图所示，轻弹簧一端固定在挡板上．质量为m的物体以实速度v0沿水平面开始运动，起始点A与轻弹簧自由端O距离为s，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则弹簧被压缩过程中具有最大的弹性势能为（ ）
A．
mv02﹣μmg（s+x）B．μmgs
C．
mv02﹣μmgxD．μmg（s+x）
19．（2015春•延边州校级月考）如图所示，弹簧的一端固定在墙上，另一端在水平力F作用下缓慢拉伸了x．关于拉力F、弹性势能Ep随伸长量x的变化图象正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
20．（2014•河南三模）如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P连接，另一端与物体A相连，物体A置于光滑水平桌面上，A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连．开始时托住B，让A处于静止且细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度．下列有关该过程的分析正确的是（ ）
A．B物体受到细线的拉力保持不变
B．A物体与B物体组成的系统机械能不守恒
C．B物体机械能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量
D．当弹簧的拉力等于B物体的重力时，A物体的动能最大
21．（2016•梅州校级模拟）一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离．假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A．运动员到达最低点前重力势能始终减小
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加
C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
22．（2016•徐州模拟）如图所示，为某质点（质量不变）运动过程中机械能（E）随速度平方（v2）变化的图象，关于该质点到零势能面竖直距离的变化，下列说法正确的是（ ）
A．AB过程一定不变B．AB过程一定增大
C．BC过程一定不变D．BC过程一定增大
23．（2016•广西模拟）两个质量不同的物块A和B分别从高度相同的、固定的、光滑的斜面和弧形曲面的顶点滑向底部，如图所示，它们的初速度为零，下列说法中正确的是（ ）
A．下滑过程中重力所做的功相等
B．它们到达底部时速率相等
C．它们到达底部时动能相等
D．物块A在最高点时的机械能大于它到达最低点时的机械能
24．（2016•杨浦区一模）如图，两质量均为m的小球，通过长为L的不可伸长轻绳水平相连，从某一高处自由下落，下落过程中绳处于水平伸直状态．在下落h高度时，绳的中点碰到水平放置的光滑钉子O．重力加速度为g，空气阻力不计，则（ ）
A．小球从开始下落到刚到达最低点的过程中机械能守恒
B．从轻绳与钉子相碰到小球刚到达最低点的过程，重力的瞬时功率先增大后减小
C．小球刚到达最低点时速度大小为
D．小球刚到达最低点时的加速度大小为（
+2）g
二．实验题（共6小题）
25．（2016•绵阳三模）某学生用图甲所示的实验装置测量物块在斜面上向下匀加速滑动的某段过程中摩擦力所做的功．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中得到纸带的一部分如图乙所示，图中的s1、s2、s3、s4、s5是6个连续点A、B、C、D、E、F两相邻点间的距离．
（1）根据纸带可计算打点计时器在打下各点时物块的速度大小．要计算vB，已经测得s1，还需要测量 ．
A．s2B．s3C．s4D．s5
（2）要测量物块在BD段运动过程中摩擦力所做的功WBD，已经测得s1、s2、s3、s4，已知重力加速度为g．
①下列器材，还需要的是 ．
A．秒表B．天平C．弹簧秤
②下列物理量，还需要测量是 ．
A．纸带的总长度B．斜面的高度C．斜面的倾角．
26．（2016•大名县模拟）某兴趣小组准备探究“合外力做功和物体速度变化的关系”，实验前组员们提出了以下几种猜想：
①W∝v；②W∝v2；③W∝
．
为了验证猜想，他们设计了如图甲所示的实验装置．PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器（用来测量物体每次通过Q点的速度）．在刚开始实验时，小刚同学提出“不需要测出物体质量，只要测出物体初始位置到速度传感器的距离L和读出速度传感器的读数v就行了”，大家经过讨论采纳了小刚的建议．
（1）请你说明小刚建议的理由：
．
（2）让物体分别从不同高度无初速释放，测出物体初始位置到速度传感器的距离L1、L2、L3、L4…，读出物体每次通过Q点的速度v1、v2、v3、v4、…，并绘制了如图乙所示的L﹣v图象．若为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应该作出 ；
A．L﹣v2图象B．L﹣
图象C．L﹣
图象D．L﹣
图象
（3）实验中，木板与物体间摩擦力 （会”或“不会”）影响探究的结果．
27．（2016•吉林校级模拟）某兴趣小组利用图甲所示实验装置，验证“合外力做功和动能变化的关系”．小车及车中砝码的质量为M，沙桶和沙的质量为m，小车的速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到．
（1）在实验中，下列说法正确的有
A．将木板的右端垫起，以平衡小车的摩擦力
B．每次改变小车的质量时，都要重新平衡摩擦力
C．用直尺测量细线的长度作为沙桶下落的高度
D．在小车运动过程中，对于M、m组成的系统，m的重力做正功
（2）图乙是某次实验时得到的一条纸带，O点为静止开始释放沙桶纸带上打的第一个点，速度为0．相邻两个计数点之间的时间间隔为T，根据此纸带可得出小车通过计数点E时的速度vE= ．
（3）若用O、E两点来研究合外力做功和动能变化的关系，需要验证的关系式为 （用所测物理量的符号表示）．
28．在一次实验测量中，由于没有天平，某同学用如图所示装置测物体的质量：
一根橡皮绳一端固定，另一端与待测物质水平连接，O点是橡皮绳原长位置．若在待测物体上固定一质量为m0的砝码，并将其沿水平面上向右拉动，使橡皮绳伸长至A点，由静止释放后，物体和砝码能够一起运动经过O点至B点停止；将砝码拿下后，再次从A点由静止释放，物块经过O点后停止在C点．实验过程中橡皮绳始终在弹性限度范围内．
（1）根据上述操作，要测量物体的质量，除了砝码质量m0，还需要测量的有 ．
A．AB间的距离x1
B．AC间距离x2
C．橡皮绳的自然长度L0
D．物体与水平面间的动摩擦因数μ
（2）待测物体质量的表达式为m= ．
29．（2016•邢台校级模拟）如图所示，斜面体A固定在水平桌面上，A的斜面是曲面，其下端与水平桌面末端相切，另有一个小铁块B，现提供的实验测量工具有：
天平、毫米刻度尺、重垂线．现要设计一个实验，测量小铁块B自斜面顶端由静止下滑到底端的过程中，小铁块B克服摩擦力做的功，请回答下列问题：
（1）除提供的器材外还需要的实验器材是 ；
（2）实验中除了测量斜面体A的高度H，桌面高度h，小铁块平抛的水平距离x，还需要测量的物理量有 （写出物理量的名称和符号）．
（3）写出实验中小铁块B克服摩擦力做功的表达式（重力加速度g已知） ．
30．（2016•天津校级二模）如图所示，竖直放置固定的光滑半圆形轨道与光滑水平面AB相切于B点，半圆形轨道的最高点为C．轻弹簧一端固定在竖直挡板上，另一端有一质量m=0.1kg的小球（小球与弹簧不拴接）．用力将小球向左推，小球将弹簧压缩一定量时，用轻绳固定住，此时弹簧的弹性势能Ep=5J，烧断细绳，弹簧将小球弹出．取g=10m/s2．求
（1）小球运动至B点时速度vB的大小；
（2）若轨道半径R=1.6m，小球通过最高点C后落到水平面上的水平距离x；
（3）欲使小球能通过最高点C，则半圆形轨道的最大半径Rm．
高中物理机械能的组卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共24小题）
1．（2016•扬州模拟）篮球场上，运动员练习投篮，篮球划过一条漂亮的弧线落入篮筐，球的轨迹如图中虚线所示．从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力势能（ ）
A．一直增大B．一直减小C．先减小后增大D．先增大后减小
【解答】解：
从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力不变，高度先增大后减小，则其重力势能先增大后减小，故D正确
故选：
D．
2．（2016•武清区校级模拟）如图所示，质量m=0.5kg的小球，从距桌面h1=1.2m高处的A点下落到地面上的B点，桌面高h2=0.8m．以桌面为重力势能的参考平面，重力加速度取10m/s2．下列说法正确的是（ ）
A．小球在A点时的重力势能为10J
B．小球在B点时的重力势能为0J
C．小球在B点时的动能为10J
D．小球在B点时的机械能为10J
【解答】解：
A、以桌面为参考平面，A点的重力势能为：
EPA=mgh1=0.5×10×1.2J=6J，B点的重力势能为：
EPB=mgh2=0.5×10×（﹣0.8）J=﹣4J，故AB错误；
C、根据动能定理得：
EkB=mg（h1+h2），即物体下落到B点时的动能为mg（h1+h2）=6+4=10J，故C正确；
D、物体在B点的重力势能为﹣4J，动能为10J，所以B点的机械能E=6J，故D错误．
故选：
C
3．（2016•吴忠模拟）如图所示，将一质量为m的小球从空气O点以速度v0水平抛出，飞行一段时间后，小球经过P点时动能Ek=5mv02，不计空气阻力，则小球从O到P（ ）
A．下落的高度为
B．经下落的高度为
C．经过的时间为
D．经过的时间为
【解答】解：
A、对小球从A到P由动能定理可得：
mgh=Ek﹣
，又Ek=5mv02，解得：
h=
，故A错误，B正确；
C、在竖直方向应有：
h=
，代入数据解得：
t=
，故CD错误；
故选：
B
4．（2016•武威校级模拟）质量为m的物体在空中由静止下落，由于空气阻力的影响，运动的加速度是
，物体下落高度为h，重力加速度为g，以下说法正确的是（ ）
A．重力势能减少了
B．动能增加了mgh
C．机械能损失了
D．克服阻力做功为
【解答】解：
A、重力对物体所做的功等于物体重力势能的减少量，重力对物体做多少功，则物体重力势能的减少多少．由题重力做功为mgh，则的重力势能减少mgh．故A错误；
B、物体的合力做正功为mah=0.9mgh，则物体的动能增加为0.9mgh，故B错误；
C、物体下落h高度，重力势能减小mgh，动能增加为0.9mgh，则机械能减小0.1mgh，故C正确．
D、由于阻力做功导致机械能减小，因此克服阻力做功为0.1mgh，故D错误；
故选C
5．（2016•海南）在地面上方某一点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，则小球在随后的运动中（ ）
A．速度和加速度的方向都在不断变化
B．速度与加速度方向之间的夹角一直减小
C．在相等的时间间隔内，速率的改变量相等
D．在相等的时间间隔内，动能的改变量相等
【解答】解：
A、平抛运动的物体其加速度恒定不变，速度方向时刻变化；故A错误；
B、由于竖直分速度一直增大，而水平分速度不变，故合速度的方向由水平逐渐变为接近竖直，故与竖直方向夹角越来越小；与加速度方向的夹角越来越小；故B正确；
C、由v=gt可知，在相等的时间间隔内速度的改变量相同；但是速率为水平速度和竖直速度的合速度的大小；故速率的改变量不相同；故C错误；
D、由C可知，速率的变化量不相等，故由动能的表达式可知，动能的改变量也不相等；故D错误；
故选：
B．
6．（2016•鹰潭一模）如图所示，绝缘粗糙斜面体固定在水平地面上，斜面所在空间存在平行于斜面向上的匀强电场E，轻弹簧一端固定在斜面顶端，另一端拴接一不计质量的绝缘薄板．一带正电的小滑块，从斜面上的P点处由静止释放后，沿斜面向上运动，并能压缩弹簧至R点（图中未标出），然后返回，则（ ）
A．滑块从P点运动到R点的过程中，其机械能增量等于电场力与弹簧弹力做功之和
B．滑块从P点运动到R点的过程中，电势能的减小量大于重力势能和弹簧弹性势能的增加量之和
C．滑块返回能到达的最低位置在P点的上方
D．滑块最终停下时，克服摩擦力所做的功等于电势能的减小量与重力势能增加量之差
【解答】解：
由题可知，小滑块从斜面上的P点处由静止释放后，沿斜面向上运动，说明小滑块开始时受到的合力的方向向上，开始时小滑块受到重力、电场力、斜面的支持力和摩擦力的作用；小滑块开始压缩弹簧后，还受到弹簧的弹力的作用．
小滑块向上运动的过程中，斜面的支持力不做功，电场力做正功，重力做负功，摩擦力做负功，弹簧的弹力做负功．
在小滑块开始运动到到达R点的过程中，电场力做的功转化为小滑块的重力势能、弹簧的弹性势能以及内能．
A、由以上的分析可知，滑块从P点运动到R点的过程中，其机械能增量等于电场力与弹簧弹力做功、摩擦力做功之和．故A错误；
B、由以上的分析可知，电场力做的功转化为小滑块的重力势能、弹簧的弹性势能以及内能，所以电势能的减小量大于重力势能和弹簧弹性势能的增加量之和．故B正确；
C、小滑块运动的过程中，由于摩擦力做功，小滑块的机械能与电势能的和增加减小，所以滑块返回能到达的最低位置在P点的上方，不能在返回P点．故C正确；
D、滑块运动的过程中，由于摩擦力做功，小滑块的机械能与电势能的和逐渐减小，所以滑块最终停下时，克服摩擦力所做的功等于电势能的减小量与重力势能增加量、弹性势能增加量之差．故D错误．
故选：
BC
7．（2016•铜仁市校级模拟）如图所示，质量为m的物体在水平传送带上有静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v做匀速运动．物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，物体最后能与传送带保持相对静止．对于物体从开始释放到与传送带相对静止这一过程，下列说法正确的是（ ）
A．电动机多做的功为
mv2
B．摩擦力对物体做的功为mv2
C．传送带克服摩擦力做的功为
mv2
D．电动机增加的功率为mgvμ
【解答】解：
A、电动机多做的功转化成了物体的动能和内能，物体在这个过程中获得动能就是
，所以电动机多做的功一定要大于
，所以A错误．
B、在运动的过程中只有摩擦力对物体做功，由动能定理可知，摩擦力对物体做的功等于物体动能的变化，即为
，所以B错误．
C、传送带克服摩擦力做的功就为电动机多做的功，所以由A的分析可知，C错误．
D、电动机增加的功率即为克服摩擦力做功的功率，大小为fv=μmgv，所以D正确．
故选：
D．
8．（2016•澄城县校级模拟）如图所示，质量相等的物体A和物体B与地面的动摩擦因数相等，在力F的作用下，一起沿水平地面向右移动x，则（ ）
A．摩擦力对A、B做功相等
B．A、B动能的增量相同
C．F对A做的功与F对B做的功相等
D．合外力对A做的总功与合外力对B做的总功不相等
【解答】解：
对A、B分别受力分析，受力如图所示
对A分析Fn﹣Fsinaθ﹣G=0，f=μFn=μ（Fsinaθ+G）
对B分析Fn1=G，f1=μFn1=μG，
Wf=fL，Wf1=f1L，
∵f＞f1，∴Wf＞Wf1；
根据动能定理可知，A、B所受的合外力做的功等于A、B物体动能的变化，
而A、B动能的变化量相等，所以合外力对A、B做功相等，故B正确D错误；
而A所受合外力为F和摩擦力，B所受合力为A对B及摩擦力，所以F对A与A对B的力做功不相等，所以AC错误，
故选：
B．
9．（2016•宿迁模拟）做自由落体运动的小球，重力的瞬时功率随时间（ ）
A．逐渐减小B．逐渐增大C．保持不变D．先增大后减小
【解答】解：
物体做自由落体运动，获得的速度为：
v=gt
重力的瞬时功率为：
P
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