高中物理人教版特色专题11站得高一定摔得惨吗重力势能《讲义教师版》.docx

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高中物理人教版特色专题11站得高一定摔得惨吗重力势能《讲义教师版》

第11讲站得高一定摔得惨吗--重力势能

学习目标

1.理解重力势能的意义以及大小计算；

2.理解弹性势能的意义；

3.理解“实验：

探究功与速度变化的关系”的实验原理、数据分析、数据处理等

入门测

单选题

练习1.

（2021春∙宁德期末）如图所示，物体在大小为10N、方向与水平地面成θ=60°角的拉力F作用下，水平向右运动6m，此过程中拉力F对物体做的功是（　）

A．20J

B．30J

C．30

J

D．60J

【答案】B

【解析】

题干解析:

F做功W=Fxcos60°=10×6

J=30J，

故B正确ACD错误。

练习2.

（2021春∙盐山县校级月考）如图所示，一物体分别沿aO、bO轨道由静止滑下至底端，物体与轨道间的动摩擦因数相同。

物体克服摩擦力做功分别是W1和W2，则（　）

A．W1>W2

B．W1=W2

C．W12

D．无法比较

【答案】B

【解析】

题干解析:

设斜面的倾角为θ，滑动摩擦力大小为f=μmgcosθ，则物体克服摩擦力所做的功为μmgscos，由几何关系可知scosθ=x，水平距离相同，所以克服摩擦力做功相等，故B正确，ACD错误。

练习3.

（2021春∙射洪县校级期中）如图所示，把A、B两相同小球离地面同一高度处以相同大小初速度v0分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　）

A．两小球落地时速度相同

B．从开始运动至落地，重力对两小球做的功不相同

C．两小球落地时，A球重力的瞬时功率小于B球重力的瞬时功率

D．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同

【答案】C

【解析】

题干解析:

A、球落地时，速度方向斜向下，B球落地时，速度方向竖直向下，与地面垂直，所以两球落地时速度方向不同。

故A错误。

B、由重力做功的特点可知，重力的功为W=mgh，由于两球下落的高度相同，两球的质量相同，所以重力对两球做的功相同。

故B错误。

C、设A球落地时速度方向与水平方向成θ角，所以A球落地时重力的瞬时功率为PA=mgvsinθ，B球落地时与水平方向垂直，所以B球落地时重力的瞬时功率为PB=mgv所以两小球落地时，A球重力的瞬时功率小于B球重力的瞬时功率。

故C正确。

D、从开始运动至落地，重力的做的功相同，但是落地时间不同，所以重力对两小球做功的平均功率也不相同。

故D错误。

情境导入

运动员在进行撑杆跳的过程中，重力势能是如何变化的？

其变化是由哪个力做功引起的？

这个过程中，除了运动员的重力势能在改变，还有哪些能量在改变?

知识精讲

重力势能

知识讲解

（1）定义：

物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能．

（2）表达式：

Ep=mgh，其中h是物体的重心到参考平面（即高度取为零，零势能面）的高度．在参考面以上，h>0；在参考面以下，h<0．

（3）重力势能的理解：

重力势能是状态量；是标量，可正可负；单位为焦耳．

（4）重力势能的特点

①重力势能的相对性：

重力势能是相对的，通常选择地面作为参考平面．参考平面不同，重力势能值不同，因而重力势能具有相对性．

②重力势能的变化量是绝对的，具有绝对性：

重力势能的变化是绝对的，与参考平面的选取无关．WG=-ΔEp

③系统性：

重力势能是地球与物体共同具有的，由地球和地面上物体的相对位置决定.

（4）重力做功的特点

①由功能关系WG=-ΔEp可知重力所做的功只跟初位置的高度h1末位置的高度h2有关，跟物体具体运动的路径无关．即：

只要起点和终点的位置相同，不论是沿着直线路径由起点到终点，或是沿着曲线路径由起点到终点，做功结果均相同．

②重力做功对应物体重力势能的变化，即WG=-ΔEp．

例题精讲

重力势能

例1.

（2021∙深圳一模）在水平地面上方某处，把质量相同的P、O两小球以相同速率沿竖直方向抛出，P向上，O向下，不计空气阻力，两球从抛出到落地的过程中（　）

A．P球重力做功较多

B．两球重力的平均功率相等

C．落地前瞬间，P球重力的瞬时功率较大

D．落地前瞬间，两球重力的瞬时功率相等

【答案】D

【解析】

题干解析:

A、根据W=mgh可知两球重力做功相同，故A错误；

B、上抛的物体运动时间长，根据P

可知两球重力的平均功率不相等，故B错误；

C、根据机械能守恒定律可知

可知，两球落地的速度相同，根据P=mgv可知落地前瞬间，两球重力的瞬时功率相等，故C错误，D正确；

例2.

（2021∙无锡模拟）水上摩天轮耸立在蠡湖北岸，为无锡增添了一道风景，它架设70个轿厢，可同时容纳384个人观光，如图所示。

设摩天轮的半径为R，一质量为m的游客乘摩天轮匀速旋转一圈所用时间为T，重力加速度为g。

求：

（1）摩天轮旋转的角速度大小；

（2）从最低点到最高点，该游客重力势能的增加量；

（3）该游客在最高点时对轿厢的压力。

【答案】

（1）摩天轮旋转的角速度大小为

；

（2）从最低点到最高点，该游客重力势能的增加量为2mgR；（3）该游客在最高点时对轿厢的压力为

【解析】

题干解析:

（1）摩天轮旋转的角速度大小为

（2）根据△EP=mgh得，游客重力势能的增加量为：

△Ep=2mgR（3）在最高点由牛顿第二定律得：

解得：

由牛牛顿第三定律得：

游客在最高点时对轿厢的压力

例3.

（2021春∙福清市校级期中）关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是（　）

A．物体克服重力做的功等于重力势能的减少量

B．在同一高度将同一物体以大小相同的初速度向不同的方向抛出，从抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等

C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功

D．用手托住一个物体加速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的动能之和

【答案】BD

【解析】

题干解析:

A、物体克服重力做的功等于重力势能的增加，故A错误；

B、在同一高度，将物体以初速v0向不同的方向抛出，从抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等，故B正确；

C、重力势能具有相对性，重力势能的大小与零势能的选取有关，重力势能等于零的物体，可以对别的物体做功，故C错误；

C、用手托住一个物体加速上举时，手的支持力做的功等于克服重力的功与物体所增加的动能之和，故D正确；

例4.

（2021春∙青铜峡市校级期末）已知物体在运动过程中克服重力做功50J，则以下说法正确的有（　）

A．重力做功为50J

B．重力做功为-50J

C．物体的重力势能一定减小50J

D．物体的重力势能一定增加50J

【答案】BD

【解析】

题干解析:

物体在运动过程中，克服重力做功50J，说明重力做了-50J的功，重力做负功；

A、重力做了-50J的功，故A错误，B正确；

C、重力做了-50J功，物体重力势能增加50J，故C错误，D正确；

例5.

（2021春∙沙坪坝区校级期中）如图所示，质量m=1kg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，下列说法正确的是（　）

A．小球在A点时的重力势能为20J

B．小球在A点时的重力势能为12J

C．小球在B点时的重力势能为-8J

D．小球在B点时的重力势能为零

【答案】BC

【解析】

题干解析:

AB、以桌面为重力势能的参考平面，小球在A点的重力势能为：

EPA=mgh1=1×10×1.2J=12J，故A错误，B正确；

CD、在B点的重力势能为：

EPB=-mgh2=1×10×（-0.8）J=-8J，故C正确，D错误。

例6.

（2021春∙凉州区校级期末）如图所示，桌面距地面0.8m，一物体质量为2kg，放在距桌面0.4m的支架上。

（g取10m/s2）

（1）以地面为零势能位置，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中，势能减少多少？

（2）以桌面为零势能位置，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中，势能减少多少？

【答案】

（1）以地面为零势能位置，物体具有的势能为24J，物体由支架下落到桌面过程中，势能减少8J；

（2）以桌面为零势能位置，物体具有的势能为8J，物体由支架下落到桌面过程中势能减少8J

【解析】

题干解析:

（1）以地面为零势能位置，物体具有的势能EP1=mgh=2×10×1.2J=24J，物体由支架下落到桌面过程中，势能减少量△EP1=mgh1=2×10×0.4=8J

（2）以桌面为参考平面，物体的重力势能为：

EP2=mgh1=2×10×0.4J=8J，物体由支架下落到桌面过程中，势能减少量△EP1=mgh1=2×10×0.4=8J．

弹性势能

知识讲解

1.定义：

物体由于发生弹性形变，各部分之间存在着弹性力的相互作用而具有的势能叫做“弹性势能”．

2.弹性势能的理解：

①弹性势能是状态量，标量，单位是焦耳．

②弹性势能

是相对的，其大小的确定须选取零势能面，一般选取弹簧未发生任何形变而处于自由状态的情况下其弹性势能为零．

③弹力对物体做功等于弹性势能变化的负值，即弹力所做的功只与弹簧在初状态和末状态的伸长量有关，而与弹簧形变过程无关．

④弹性势能是以弹力的存在为前提，所以弹性势能是在发生弹性形变时，各部分之间有弹性作用的物体所具有的．如果两物体相互作用都发生形变，那么每一物体都有弹性势能，总弹性势能为二者之和．

例题精讲

弹性势能

例1.

（2021春∙白山期末）下列物体中，具有弹性势能的是（　）

A．被举高的重物

B．弯曲的撑竿

C．飞行的子弹

D．滚动的足球

【答案】B

【解析】

题干解析:

A、被举高的重物具有重力势能，没有弹性势能，故A错误；

B、弯曲的撑竿发生了弹性形变，故具有弹性势能，故B正确；

C、飞行的子弹不具有弹性形变，没有弹性势能，故C错误；

D、足球在滚动中没有发生弹性形变，故没有弹性势能，故D错误。

例2.

（2021秋∙华宁县校级月考）关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（　）

A．弹簧越长，弹性势能就越大

B．弹簧越短，弹性势能就越小

C．在拉伸长度相同时，劲度系数k越大的弹簧，它的弹性势能越大

D．同一根弹簧在拉伸时的弹性势能可能会小于压缩时的弹性势能

【答案】CD

【解析】

题干解析:

AB、由EP

得知，弹簧的弹性势能的大小与弹簧的变形量有关，与弹簧的长度没有直接的关系。

故AB错误；

C、由EP

得知，在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大。

故C正确。

D、弹簧的弹性势能与弹簧的形变量有关，弹簧在拉伸时的弹性势能不一定大于压缩时的弹性势能。

故D正确。

例3.

（2021春∙霍邱县期末）如果取弹簧伸长△x时的弹性势能为0，则下列说法中正确的是（　）

A．弹簧处于原长时，弹簧的弹性势能为正值

B．弹簧处于原长时，弹簧的弹性势能为负值

C．当弹簧的压缩量为△x时，弹性势能的值为0

D．只要弹簧被压缩，弹性势能的值都为负值

【答案】BC

【解析】

题干解析:

AB、如果取弹簧伸长△x时的弹性势能为0，弹簧回复原长，弹力对弹簧做正功，弹性势能减小，故弹簧处于原长时，弹簧的弹性势能为负值，故A错误，B正确；

C、当弹簧的压缩量为△x，又对弹簧做负功，势能增大，根据对称性知此时弹性势能为0，故C正确；

D、根据C分析知压缩弹簧势能不一定为负的，故D错误；

例4.

（2021春∙安阳月考）关于弹性势能，下列说法中正确的是（　）

A．发生形变的物体都具有弹性势能

B．弹性势能是一个标量

C．弹性势能的单位是焦耳（在国际单位制中）

D．弹性势能是状态量

【答案】BCD

【解析】

题干解析:

A、由弹性势能的定义和相关因素进行判断。

发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力作用而具有的势能，叫做弹性势能。

所以，任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能。

若物体发生了形变，若是非弹性形变，无弹力作用，则物体就不具有弹性势能。

故A错误；

B、弹性势能只有大小，没有方向，是标量。

故B正确；

C、在国际单位制中，弹性势能的单位与能量的单位是相同的，是焦耳。

故C正确；

D、弹性势能对应一定的状态，是状态量，故D正确。

例5.

（2021春∙石景山区期末）一根弹簧的弹力（F）大小与弹簧伸长量（x）的图线如图所示，那么在弹簧的伸长量由4cm伸长到8cm的过程中，弹簧弹力做功和弹性势能的变化量为（　）

A．0.6J，-0.6J

B．-0.6J，0.6J

C．1.8J，-1.8J

D．-1.8J，1.8J

【答案】D

【解析】

题干解析:

由胡克定律：

F=kx，可知F-x图象的斜率表示弹簧劲度系数，故该弹簧的劲度系数为：

k

/m=750N/m。

弹性势能的表达式为：

，故将此弹簧从原长拉伸0.04m时，它的弹性势能为：

Ep=0.6J。

将此弹簧从原长拉伸0.08m时，它的弹性势能为：

Ep=2.4J。

当弹簧由伸长量0.04m到伸长量0.08m的过程中，弹力做功和弹性势能的变化量为：

w=-△Ep=-（2.4-0.6）J=-1.8J

即为：

△Ep=1.8J，故D正确，ABC错误。

例6.

（2021春∙小店区校级期中）劲度系数分别为kA=2000N/m和kB=3000N/m的弹簧A和B连接在一起，拉长后将两端固定，如图所示，弹性势能EpA、EpB的关系为（　）

A．EpA=EpB

B．EpA

C．EpA

D．EpA

【答案】C

【解析】

题干解析:

两端的拉力大小相等，故由胡克定律F=kx知弹簧的形变量之比为3：

2，

由弹簧的弹性势能的表达式Ep

kx2，代入得EpA

，故C正确

实验：

探究功与速度变化的关系

知识讲解

一．利用橡皮筋做功探究动能定理

1.实验目的

（1）通过实验探究力对物体做功与物体速度变化的关系．

（2）体会探究过程和所用的方法．

2.实验原理

（1）功的确定：

让橡皮筋拉动小车做功使小车的速度增加，使拉小车的橡皮筋的条数由1条变为2条、3条……则橡皮筋对小车做的功为W，2W，3W，….

（2）速度的计算：

通过对打点计时器所打纸带的测量计算出每次橡皮筋做功结束时小车的速度．

（3）分析每次橡皮筋做的功与物体速度的关系，即可总结出功与速度变化的关系．

3.实验器材

木板、橡皮筋（若干）、小车、打点计时器、低压交流电源、纸带、刻度尺等．

4.实验步骤

（1）按如图所示安装好仪器．

（2）平衡摩擦力：

将安装有打点计时器的长木板的一端垫起，纸带穿过打点计时器，不挂橡皮筋，接通电源，轻推小车，打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点．

（3）第一次先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋弹力对小车做功为W，并将得到的数据记入表格．

（4）换用2条、3条、4条……同样的橡皮筋做实验，并使橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同，测出速度为v2，v3，v4，…，橡皮筋对小车做功分别为2W，3W，4W，…，将数据记入表格．

（5）分析数据，尝试做W-v、W-v2等图象，探究W，v的关系．

5.注意事项

（1）平衡摩擦力的方法：

将木板一端垫高，轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动，找到木板的一个合适的倾角．

（2）测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动的．

（3）橡皮筋应选规格一样的，力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值．

（4）每次释放小车时，都要让它从同一位置由静止开始运动．

（5）小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些．

（6）使小车挂住橡皮筋的中点，放正小车，使小车沿木板的中间线运动.

6.数据处理

（1）速度数值的获得：

实验获得的是如图所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功与小车速度的关系，需要测量的是弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度．所以，应该在纸带上测量的物理量是图中A1、A3间的距离x，小车此时速度的表达式为v＝

，其中T是打点计时器的打点周期．即选择相邻距离基本相同的若干点A1，A2，A3，…来计算小车匀速运动时的速度．

（2）计算小车做的功分别为W，2W，3W，…时对应的v，v2，v3，

的数值，填入表格．

（3）逐一与W的一组数值对照，判断W与v，v2，v3，

的可能关系或尝试着分别画出W与v，W与v2，W与v3，W与

间关系的图象，找出哪一组的图象是直线，从而确定功与速度的正确关系．

7.误差分析

误差类别

产生原因

减小方法

偶然误差

①橡皮筋长短、粗细不一

②纸带上“点”间距离测量不准

③描点不准

①选用规格相同的橡皮筋

②测量、描点尽量准确

系统误差

忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力

实验前精确地平衡摩擦力

二．利用牛顿第二定律的实验装置探究动能定理

1.实验目的

探究外力做功与物体动能变化的定量关系

2.实验原理

（1）在砝码和砝码盘的质量远小于小车质量时，可以认为细绳的拉力就是砝码和砝码盘的重力．

（2）平衡长木板的摩擦力

（3）在砝码盘中加放砝码并释放砝码盘，木块在砝码盘对他的拉力作用下做匀加速运动，在纸带记录的物体的匀加速阶段，适当间隔的取两个点A和B．只要取计算一小段的平均速度即可确定A和B两点各自的速度vA和vB，在这段过程中物体运动的距离s可通过运动的纸带测出，我们即可算出合外力的功W合=F绳sAB，另一方面，此过程中物体的动能变化量为ΔEk=

-

，通过比较W和ΔEk的值，就可以找出两者之间的关系．

3.实验器材

长木板（一端带滑轮）、刻度尺、打点计时器、纸带、导线、电源、小车、细线、砝码盘、砝码、天平．

4.实验步骤及数据处理

（1）用天平测出小车的质量M，及砝码、砝码盘的总质量m．把器材按图装置好，纸带一端固定在小车上，另一端穿过打点计时器的限位孔．

（2）把小车靠近打点计时器，用手按住．先接打点计时器电源，再释放小车，让它加速运动．当小车到达定滑轮处（或静止）时，断开电源

（3）取下纸带，重复实验，得到多条纸带

（4）选取其中点迹清晰的纸带进行数据处理，先在纸带标明计数点，然后取间隔适当的两点A、B两点间的距离SAB，再利用平均速度公式求A、B两点间的速度vA、vB．

（5）通过实验数据分别求出W合与EkAB，通过比较W和ΔEk，就可以找出两者之间的关系．

5.注意事项

（1）实验前应调整长木板的倾角以平衡摩擦力，否则砝码和砝码盘的重力就不是小车受到的合外力．

（2）实验时要求砝码和砝码盘的质量远小于滑块的质量．

（3）应先接通打点计时器，后释放小车，使其运动．

6.误差分析

（1）没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大．

（2）利用打点的纸带测量位移和计算小车的速度时不准确也会带来误差．

例题精讲

实验：

探究功与速度变化的关系

例1.

（2021春∙郴州期末）某同学用如图所示的实验装置探究功与速度变化的关系。

实验步骤如下：

a．安装好实验器材。

b．接通电源后，让拖着纸带的小车在橡皮筋的作用下沿平板斜面向下弹出，沿木板滑行。

在纸带上选择合适的点距确定小车的速度v1。

c．换用2条、3条……同样的橡皮筋重复几次（每次都从同一初始位置释放小车），分别求出小车的速度v1、v2……。

d．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动。

结合上述实验步骤，请你完成下列任务：

（1）实验中，除电火花打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的还有___和___。

（填选项代号）

A．220V、50Hz的交流电源

B．低压直流电源

C．刻度尺

D．秒表

E．天平F．弹簧测力计

（2）实验操作中需平衡小车受到的摩擦力，其最根本的目的是___。

A．防止小车不能被橡皮筋拉动

B．确保橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功

C．便于小车获得较大的弹射速度

D．防止纸带上点迹不清晰

【答案】

（1）AC

（2）B。

【解析】

题干解析:

（1）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下列的器材中，必须使用的有电压合适的50Hz交流电源给打点计时器供电，需要用刻度尺测量计数点之间的距离处理数据，故AC正确，BDEF错误；

（2）实验过程中，需平衡摩擦力，其目的是平衡摩擦力后使细绳的拉力等于小车的合力。

确保橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功，故B正确，ACD错误；

例2.

（2021∙成都模拟）“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图甲。

当小车在1条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W；当用2条、3条……完全相同的橡皮筋进行第2次第3次……实验时，由于每次实验中橡皮筋的拉伸长度相同，因此第2次第3次……实验中橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W……．每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带求出。

（1）关于该实验，下列说法正确的是___和___。

（填选项序号字母）

A．打点计时器可以用干电池供电

B．必须平衡摩擦力

C．每次实验，小车必须从同一位置由静止弹出

D．可以选用规格不相同的橡皮筋

（2）图乙为某次实验打出的纸带，从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带，测得A、B、C、D、E相邻两点间的距离分别为AB=1.60cm，BC=1.62cm，CD=1.64cm，DE=1.64cm；已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm=______m/s。

（结果保留两位有效数字）

【答案】

（1）B，C；

（2）0.82

【解析】

题干解析:

（1）A、打点计时器使用的是低压交流电源。

故A错误；B、为了保证小车的动能都是橡皮筋做功的结果，必须平衡摩擦力，长木板要适当的倾斜，故B正确。

C、根据实验原理可知，每次实验，小车必须从同一位置由静止弹出。

故C正确。

D、根据实验原理可知，橡皮筋必须是相同的，故D错误。

（2）要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分。

即应选用纸带的C、D、E部分进行测量，时间间隔为0.02s，最大速度：

0.82m/s

例3.

（2021秋∙东湖区校级月考）某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如下图，图1中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。

每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、交流电源和_____。

（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是___。

A．放开小车，能够自由下滑即可

B．放开小车，能够匀速下滑即可

C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可

D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可

（3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是___。

A．橡皮筋处于原长状态

B．橡皮筋仍处于伸长状态

C．小车在两个铁钉的连线处

D．小车已过两个铁钉的连线

（4）图2给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的