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2021中考物理二轮考点过关：动能和势能探究实验
考点梳理
1．探究影响物体动能大小的因素
提出问题：动能的大小与哪些因素有关？
猜想和假设：动能的大小可能与物体的质量有关，还可能与物体的运动速度有关
实验器材：斜面、钢球、木块
实验步骤：
①让同一个钢球从斜面的不同高度自由滚下，推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近；
②换用质量不同的钢球，让它们从斜面的同一高度自由滚下，推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近。
实验现象：
①同一钢球从不同高度滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球滚到平面上时的速度越大，木块被推得越远；
②质量不同的钢球从同一高度滚下，钢球滚到平面上时的速度相同。质量越大的钢球将木块推得越远。
得出结论：
①物体动能的大小与物体的运动速度有关，物体运动速度越大，物体的动能越大；
②物体动能的大小与物体的质量有关，物体的质量越大，物体的动能越大。
归纳总结：
动能的大小与物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大
2．探究影响物体势能大小的因素
（1）物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能．例如：被举高的重锤，空中的飞机，阳台上的花盆等都具有重力势能．
重力势能的大小与两个因素有关：一个是物体的质量，另一个是物体距零势能面的高度．当物体的质量一定时，物体距零势能面的高度越大，其重力势能越大，物体距零势能面的高度越小，其重力势能越小；当物体距零势能面的高度一定时，物体质量越大其重力势能越大，物体质量越小其重力势能越小．物体的质量越大，举得越高，其重力势能就越大．
（2）物体由于发生形变而具有的能量叫做弹性势能．物体在外力作用下，它的形变会发生变化，称为形变．如果将对物体施加的外力撤消，物体的形变能够完全消失，恢复原状，这种形变称为弹性形变．发生弹性形变的物体有恢复原来形状的能力，具有做功的本领，因此具有能，这种能称为弹性势能．
弹性势能的大小与两个因素有关：一个是弹簧本身的性质，另一个是弹性形变的大小．当弹簧本身的性质相同时，形变越大，它具有的弹性势能就越大，形变越小，具有的弹性势能就越小；当弹簧形变相同时，性质不同的弹簧弹性势能不同．
强化练习
1．如图所示，是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中mA＝mB＜mC，hA＝hC＝hB。
（1）实验中，探究的动能是指　 　（填选项前面的字母代号）；
A.小球在斜面上的动能
B.小球撞击木块时的动能
C.小球撞击木块后的动能
D.木块被小球撞击的动能
（2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与　 　的关系；
（3）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球　 　（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
2．如图所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置示意图，让小球A从斜面上某点滚下，撞击在水平面上的木块B，木块B移动一段距离。
（1）该实验中所探究物体的动能是指　 　（选填“小球A”或“木块B”）的动能。
（2）实验表明，让小球A分别从斜槽不同高度由静止滚下，高度越大，速度越　 　，木块B被撞得越远。可得结论：质量相同时，小球的速度越　 　，动能越大。
（3）若要研究物体动能与质量的关系，应让不同质量的小球A从斜面　 　高度由静止滚下，观察比较木块B被撞移动的距离。
3．在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，小明提出如下猜想：
A．物体的动能可能与物体的质量有关；
B．物体的动能可能与物体的速度有关。
设计以下探究实验：让质量为m的小球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动，运动的小球碰上水平面上静止的木块后，能将木块撞出一段距离s。实验过程如图甲、乙、丙所示。图中，水平面上所用的木块是同一木块。
（1）通过观察比较木块在水平面上移动的距离远近就可以反映小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是　 　（选填“转换”或“放大”）法。
（2）实验表明：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越　 　；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越　 　。
4．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H＞h）静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图1所示。
（1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是　 　（选填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本实验将　 　（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（2）由图1甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与　 　有关。
（3）小丽根据图1甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？　 　（选填“正确”或“错误”），理由是：　 　。
（4）某同学用图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2＞h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是　 　（选填“正确的”或“错误的”）。
5．如图是小明探究“物体动能的大小与什么因素有关？”的实验示意图。A球的质量和在斜面上的高度都可改变，问：
（1）该实验的研究对象是　 　；
（2）该实验物体动能的大小是通过　 　来反映的；
（3）该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B　 　的速度（选填“碰撞前A”、“碰撞后A”、“碰撞前B”或“碰撞后B”），它是通过小球的　 　来改变的（选填“高度”或“质量）；
（4）小明联想到以前探究牛顿第一定律时，也用到了斜面，让同一小车从同一斜面的同一高度下滑，在不同的水平面，看滑行的距离远近，如下表所示。最终停下来后，小车在三个表面克服摩擦力做功是否相等　 　，（选填“相等”或“不相等”）理由是　 　。
表面 毛巾 棉布 木板
摩擦力 最大 较大 最小
小车运动距离 最近 较远 最远
6．在“探究物体动能大小与物体速度、质量关系”的实验中，让小球A从斜面的不同高度由静止开始滚下，撞击水平木板上的木块B，如图。
（1）将小球A放在同一斜面上　 　（填“相同”或“不同”）高度处由静止释放，目的是使小球在撞击木块B时速度不同，通过实验现象可以得出结论：质量相同的物体，　 　，动能越大。
（2）通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，利用的研究方法是　 　（选填“控制变量法”或“转换法”）；若不计空气阻力，水平面绝对光滑，本实验将　 　（选填“能”或“不能”）达到探究目的，理由是　 　。
（3）实验中若小球A释放高度一定，为了防止木块滑出木板，你的措施是　 　（增大/减小）木块B的质量。
（4）小明同学联想到以前探究牛顿第一定律时，也用到了斜面，让小车从同一高度下滑，在不同的表面，看滑行的距离远近，最终停下来后，忽略空气阻力不计，小车在三个表面克服摩擦力做功是否相等：　 　（选填“相等”或“不相等”）。
表面 毛巾 棉布 木板
摩擦力 最大 较大 最小
小车运动距离 最近 较远 最远
7．小宇用如图所示的装置探究“动能大小与哪些因素有关”。实验步骤如下：
（1）将质量为m的钢球从斜槽上高h处由静止释放，钢球滚下与放在水平面上的木块相碰后，将木块撞出一段距离s1，如图甲所示。
（2）将机质量为m的小球从斜槽上高2h处由静止释放，其余条件保持不变，钢球将木块撞出一段距离s2，如图乙所示。
（3）将质量为2m小的钢球从斜槽上高h处由静止释放，其余条件保持不变，钢球将木块撞出一段距离s3，如图丙所示。
根据上述三次实验，回答下列问题：
（1）通过比较木块在水平面上滑动的距离，目的是比较　 　。（选填序号）
A．小球的动能B．小球的重力势能 C．木块的动能 D．木块的机械能
（2）实验中测得s2＞s1，说明　 　。（选填序号）
A．小球质量越大，动能越大 B．小球速度越大，动能越大
C．木块质量越大，动能越大D．木块速度越大，动能越大
（3）实验中测得s3＞s1，说明　 　。（选填序号）
A．小球质量越大，动能越大B．小球速度越大，动能越大
C．木块质量越大，动能越大D．木块速度越大，动能越大
8．在探究影响物体的重力势能因素的实验中，小明猜想重力势能可能与物体质量和物体被举高的高度有关：
（1）小明要完成探究，需要找数个　 　不同的物体进行实验。
（2）小明找来A、B、C三个物体进行实验，实验中比较图甲和丙，（A、C是体积不等的实心铁块）可以得出的初步结论是　 　。
（3）由图中现象　 　（选填“能”、“不能”）比较B、C两个物体的重力势能。
9．小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过　 　来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用　 　（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变　 　之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和　 　两种物理思想方法。
10．沈仔细同学在研究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关；
猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关；
猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。
他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，刻度尺一把，
体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示。
为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落，测得A、B小球陷入花泥的深度为h1和h2，如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。测得C、D小球陷入花泥的深度均为h3，且h1＜h2＜h3．请你完成下列内容：
（1）本实验中，小球的重力势能大小是通过　 　来反映的；
（2）分析图甲所示的实验现象，可得出结论：当物体的　 　、　 　相同时，　 　越大，重力势能越大；
（3）分析图乙所示的实验现象，发现两球运动的路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径　 　（选填“有关”或“无关”）；
（4）综合分析图甲、乙所示的实验现象，还可得出的结论是：　 　。
11．小明看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远。小明猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关。
（1）为了验证其猜想是否正确，他设计了如图所示的实验（弹簧被压缩后未超过其弹性限度）：将同一个弹簧压缩　 　（选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球将碰到同一位置的相同木块上，分析比较木块被小球推动的距离，从而比较弹性势能的大小。
（2）若水平面光滑，本实验将　 　（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（3）小明根据实验现象认为：小球推动木块移动一段距离后都要停下来，所以，弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消失了。你认为小明的观点是　 　的（选填“正确”或“错误”）。
12．小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过　 　来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用　 　（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变　 　之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了　 　和控制变量法两种物理研究方法。
13．如图所示，是探究“动能的大小跟哪些因素有关”的实验装置图，若让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。请回答：
（1）高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块B被撞得越　 　。
（2）若斜面有摩擦阻力，小球从斜面顶端由静止滚到斜面底部的过程中，其机械能　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
14．在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图甲、乙、丙所示，让质量为1kg、2kg的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
（1）本实验探究的是　 　（选填“小球”或“木块”）的动能与哪些因素有关；
（2）比较甲、乙两图可得：物体的动能与　 　有关；
（3）比较甲、丙两图可得：物体的动能与　 　有关。
15．如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB。
（1）实验中，探究的动能是指　 　（填序号）
A．小球在斜面上的动能
B．小球撞击木块时的动能
C．小球撞击木块后的动能
D．木块被小球撞击的动能
（2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与　 　的关系。
（3）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球　 　（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
表面 毛巾 棉布 木板
摩擦力 最大 较大 最小
小车运动距离 最近 较远 最远
（4）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功　 　（选填“相等”或“不相等”）
2021中考物理二轮考点过关：动能和势能探究实验
参考答案
1．如图所示，是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中mA＝mB＜mC，hA＝hC＝hB。
（1）实验中，探究的动能是指　B　（填选项前面的字母代号）；
A.小球在斜面上的动能
B.小球撞击木块时的动能
C.小球撞击木块后的动能
D.木块被小球撞击的动能
（2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与　速度　的关系；
（3）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球　静止　（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
【解答】解：
（1）实验探究的是小球具有的动能，通过木块被小球推动的距离来反映小球具有动能的多少，应用了转换法，所以探究的动能是指小球撞击木块时小球具有的动能，故选B；
（2）探究动能的大小与什么因素有关采用控制变量法，控制小球的质量相同，改变小球在斜面上的高度，使小球到达水平面时的初始速度不同，是为了研究动能大小与速度的关系。
（3）让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，以A球为参照物，若C球相对于A球的位置没有发生变化，即C球相对于A球静止，说明任一时刻两球的速度大小相等。
故答案为：（1）B；（2）速度；（3）静止。
2．如图所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置示意图，让小球A从斜面上某点滚下，撞击在水平面上的木块B，木块B移动一段距离。
（1）该实验中所探究物体的动能是指　小球A　（选填“小球A”或“木块B”）的动能。
（2）实验表明，让小球A分别从斜槽不同高度由静止滚下，高度越大，速度越　大　，木块B被撞得越远。可得结论：质量相同时，小球的速度越　大　，动能越大。
（3）若要研究物体动能与质量的关系，应让不同质量的小球A从斜面　同一　高度由静止滚下，观察比较木块B被撞移动的距离。
【解答】解：（1）该实验研究的主体是小球A，研究的是小球A动能的大小与速度和质量的关系；
（2）该实验中小球动能的大小是通过物体B移动的距离体现的，小球A从斜槽不同高度由静止滚下，高度越大，滚到水平面时的速度越大，木块B被撞的越远，说明小球的速度越大，动能越大，这里采用了转换法的思想。
（3）动能的大小与物体的质量和速度都有关系，若要研究物体动能与质量的关系，需控制小球滚到水平面时的速度相同，改变小球的质量，所以应让不同质量的小球从斜面同一高度由静止滚下。
故答案为：（1）小球A；（2）大；大；（3）同一。
3．在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，小明提出如下猜想：
A．物体的动能可能与物体的质量有关；
B．物体的动能可能与物体的速度有关。
设计以下探究实验：让质量为m的小球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动，运动的小球碰上水平面上静止的木块后，能将木块撞出一段距离s。实验过程如图甲、乙、丙所示。图中，水平面上所用的木块是同一木块。
（1）通过观察比较木块在水平面上移动的距离远近就可以反映小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是　转换　（选填“转换”或“放大”）法。
（2）实验表明：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越　大　；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越　大　。
【解答】解：
（1）在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，我们通过观察木块被推动的距离来判断物体具有动能大小，利用了转换法；
（2）质量相同的物体，运动的速度越大，推动木块移动的距离越远，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，推动木块移动的距离越远，它的动能也越大。
故答案为：（1）转换；（2）大；大。
4．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H＞h）静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图1所示。
（1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是　转换法　（选填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本实验将　不能　（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（2）由图1甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与　速度　有关。
（3）小丽根据图1甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？　错误　（选填“正确”或“错误”），理由是：　没有控制速度一定　。
（4）某同学用图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2＞h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是　错误的　（选填“正确的”或“错误的”）。
【解答】解：（1）实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法；
若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。
（2）甲、乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，到达水平面时的速度不同，对木块做功多少不同，故可以得出结论：物体的动能大小与速度有关。
（3）小丽的看法是错误的，因为要探究动能与质量的关系，需要保证小球的速度不变，甲、丙两图中小球下落的高度不同，则到达水平面的速度不同，故不能得出动能大小与质量的关系。
（4）图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系，应改变小球撞击木块前的速度，控制其它因素相同，而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，故错误的。
故答案为：（1）转换法；不能；（2）速度；（3）错误；没有控制速度一定；（4）错误的。
5．如图是小明探究“物体动能的大小与什么因素有关？”的实验示意图。A球的质量和在斜面上的高度都可改变，问：
（1）该实验的研究对象是　A　；
（2）该实验物体动能的大小是通过　物体B被推动的距离s　来反映的；
（3）该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B　碰撞前A　的速度（选填“碰撞前A”、“碰撞后A”、“碰撞前B”或“碰撞后B”），它是通过小球的　高度　来改变的（选填“高度”或“质量）；
（4）小明联想到以前探究牛顿第一定律时，也用到了斜面，让同一小车从同一斜面的同一高度下滑，在不同的水平面，看滑行的距离远近，如下表所示。最终停下来后，小车在三个表面克服摩擦力做功是否相等　相等　，（选填“相等”或“不相等”）理由是　小车的重力势能相等，刚下滑到水平面时动能相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，在三个表面克服摩擦力做功相同　。
表面 毛巾 棉布 木板
摩擦力 最大 较大 最小
小车运动距离 最近 较远 最远
【解答】解：（1）该实验研究的主体是小球A，研究的是小球A动能的大小与速度和质量的关系；
（2）该实验中小球动能的大小是通过B被撞距离的远近体现的，B被撞的越远，说明小球的动能越大，被撞的越近，说明小球的动能越小，这里采用了转换法的思想；
（3）该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时碰撞前A的速度；这个速度的大小是通过控制小球在斜面上的高度改变的；
（4）让小车从同一高度（由静止）下滑，根据决定重力势能大小的因素，小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相同。
故答案为：（1）A；（2）物体B被推动的距离s；（3）碰撞前A；高度；（4）相等；小车的重力势能相等，刚下滑到水平面时动能相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，在三个表面克服摩擦力做功相同。
6．在“探究物体动能大小与物体速度、质量关系”的实验中，让小球A从斜面的不同高度由静止开始滚下，撞击水平木板上的木块B，如图。
（1）将小球A放在同一斜面上　不同　（填“相同”或“不同”）高度处由静止释放，目的是使小球在撞击木块B时速度不同，通过实验现象可以得出结论：质量相同的物体，　速度越大　，动能越大。
（2）通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，利用的研究方法是　转换法　（选填“控制变量法”或“转换法”）；若不计空气阻力，水平面绝对光滑，本实验将　不能　（选填“能”或“不能”）达到探究目的，理由是　木块做匀速直线运动　。
（3）实验中若小球A释放高度一定，为了防止木块滑出木板，你的措施是　增大　（增大/减小）木块B的质量。
（4）小明同学联想到以前探究牛顿第一定律时，也用到了斜面，让小车从同一高度下滑，在不同的表面，看滑行的距离远近，最终停下来后，忽略空气阻力不计，小车在三个表面克服摩擦力做功是否相等：　相等　（选填“相等”或“不相等”）。
表面 毛巾 棉布 木板
摩擦力 最大 较大 最小
小车运动距离 最近 较远 最远
【解答】解：
（1）将同一小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，到达斜面底部时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，通过实验现象可以得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大；
（2）实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法；
若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的；
（3）若小球A释放高度一定，为了防止木块滑出木板，可以增大木块B的质量，从而增大木块B受到的摩擦力，减小木块在木板上滑行的距离；
（4）让小车从同一高度（由静止）下滑，根据决定重力势能大小的因素，小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相同。
故答案为：（1）不同；速度越大；（2）转换法；不能；木块做匀速直线运动；（3）增大；（4）相等。
7．小宇用如图所示的装置探究“动能大小与哪些因素有关”。实验步骤如下：
（1）将质量为m的钢球从斜槽上高h处由静止释放，钢球滚下与放在水平面上的木块相碰后，将木块撞出一段距离s1，如图甲所示。
（2）将机质量为m的小球从斜槽上高2h处由静止释放，其余条件保持不变，钢球将木块撞出一段距离s2，如图乙所示。
（3）将质量为2m小的钢球从斜槽上高h处由静止释放，其余条件保持不变，钢球将木块撞出一段距离s3，如图丙所示。
根据上述三次实验，回答下列问题：
（1）通过比较木块在水平面上滑动的距离，目的是比较　A　。（选填序号）
A．小球的动能B．小球的重力势能 C．木块的动能 D．木块的机械能
（2）实验中测得s2＞s1，说明　B　。（选填序号）
A．小球质量越大，动能越大 B．小球速度越大，动能越大
C．木块质量越大，动能越大D．木块速度越大，动能越大
（3）实验中测得s3＞s1，说明　A　。（选填序号）
A．小球质量越大，动能越大B．小球速度越大，动能越大
C．木块质量越大，动能越大D．木块速度越大，动能越大
【解答】解：
（1）小球从斜面由静止滑下，到达水平面推动木块运动越远，小球对木块做功越多，说明小球动能越大，实验探究小球的动能大小的影响因素，实验研究对象是小球，故A正确，BCD错误；
（2）在甲、乙两次实验中，小球的质量相等，下落高度不同，小球在实验乙中速度大于小球在实验甲中的速度，测得s2＞s1，说明实验乙小球对木块做功多，小球动能大，所以在质量相同时，物体速度越大，动能越大，故B正确，ACD错误；
（3）在甲、丙两次实验中，小球的下落高度相同，质量不同，小球在实验丙中质量大于小球在实验甲中的质量，测得s3＞s1，说明实验丙小球对木块做功多，小球动能大，所以在速度相同时，物体质量越大，动能越大，故A正确，BCD错误。
故答案为：（1）A；（2）B；（3）A。
8．在探究影响物体的重力势能因素的实验中，小明猜想重力势能可能与物体质量和物体被举高的高度有关：
（1）小明要完成探究，需要找数个　质量　不同的物体进行实验。
（2）小明找来A、B、C三个物体进行实验，实验中比较图甲和丙，（A、C是体积不等的实心铁块）可以得出的初步结论是　高度相同时，物体质量越大，重力势能越大　。
（3）由图中现象　能　（选填“能”、“不能”）比较B、C两个物体的重力势能。
【解答】解：（1）根据控制变量法，要验证重力势能的大小与质量有关，应控制物体的高度相同，改变物体质量的大小，故小明要完成探究，需要找数个质量不同的物体进行实验；
（2）通过小明设计的实验可以知道，他是通过比较钉子进入沙堆的深浅来比较重力势能的大小的。钉子进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大；比较图AC，可以发现，高度相同，C中钉子插入更深，所以C具有重力势能大，即可以得出的初步结论是：高度相同时，物体质量越大，重力势能越大；
（3）B、C将钉子被扎入沙中深度相同，对钉子做的功相同，说明它们具有的势能相同，故能比较B、C两个物体的重力势能的大小；
故答案为：（1）质量；（2）高度相同时，物体质量越大，重力势能越大；（3）能。
9．小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过　物体M被弹出的距离　来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用　相同　（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变　AP　之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和　控制变量法　两种物理思想方法。
【解答】解：
（1）实验中弹性势能的大小是通过物体M被弹出的距离来间接的反映，这用到了转换法；
（2）探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系，必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同（即相同的弹簧），改变弹簧长度变化量，即AP间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出OQ间的距离；为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即AP间的距离，多测几组数据；
（3）通过以上分析可以看出，本实验通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小，用到了转换法；同时，探究与多个量的关系时，还用到了控制变量法。
故答案为：（1）物体M被弹出的距离；（2）相同；AP；（3）控制变量法。
10．沈仔细同学在研究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关；
猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关；
猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。
他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，刻度尺一把，
体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示。
为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落，测得A、B小球陷入花泥的深度为h1和h2，如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。测得C、D小球陷入花泥的深度均为h3，且h1＜h2＜h3．请你完成下列内容：
（1）本实验中，小球的重力势能大小是通过　小球陷入花泥中的深度　来反映的；
（2）分析图甲所示的实验现象，可得出结论：当物体的　高度　、　运动路径　相同时，　质量　越大，重力势能越大；
（3）分析图乙所示的实验现象，发现两球运动的路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径　无关　（选填“有关”或“无关”）；
（4）综合分析图甲、乙所示的实验现象，还可得出的结论是：　当物体的运动路径、质量都相同时，所在的高度越高，重力势能越大　。
【解答】解：
（1）本实验中，小球的重力势能大小是通过小球陷入花泥中的深度来反映；
（2）图甲中，比较A、B两球，下落高度和运动路径都相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入花泥深度更大，由此可得出结论：当物体的高度、运动路径相同时，物体的质量越大，重力势能越大；
（3）图乙中，比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球陷入花泥深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。
（4）甲乙两图中，AC两球的质量和运动路径相同，高度不同，高度越高，陷入花泥深度越深，故结论为：当物体的运动路径、质量都相同时，所在的高度越高，重力势能越大。
故答案为：（1）小球陷入花泥中的深度；
（2）高度；运动路径；质量；
（3）无关；
（4）当物体的运动路径、质量都相同时，所在的高度越高，重力势能越大。
11．小明看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远。小明猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关。
（1）为了验证其猜想是否正确，他设计了如图所示的实验（弹簧被压缩后未超过其弹性限度）：将同一个弹簧压缩　不同　（选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球将碰到同一位置的相同木块上，分析比较木块被小球推动的距离，从而比较弹性势能的大小。
（2）若水平面光滑，本实验将　不能　（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（3）小明根据实验现象认为：小球推动木块移动一段距离后都要停下来，所以，弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消失了。你认为小明的观点是　错误　的（选填“正确”或“错误”）。
【解答】解：
（1）此题要改变弹簧的弹性形变大小，因此要将同一个弹簧压缩不同的长度；运用转换法，观察木块移动距离的远近来比较弹性势能的大小；
（2）若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的；
（3）小球推动木块移动一段距离后都要停下来，是因为水平面有摩擦力，木块克服摩擦做功，机械能转化为内能，而不是机械能消失了。故小明的观点是错误的。
故答案为：（1）不同；
（2）不能；
（3）错误。
12．小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过　物体M被弹出的距离　来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用　相同　（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变　AP　之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了　转换法　和控制变量法两种物理研究方法。
【解答】解：
（1）实验中弹性势能的大小时通过物体M被弹出的距离来间接反映的，这用到了转换法；
（2）探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系，必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同（即相同的弹簧），改变弹簧长度变化量，即AP间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出OQ间的距离；为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即AP间的距离，多测几组数据；
（3）通过以上分析可以看出，本实验通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小，用到了转换法；同时，探究与多个量的关系时，还用到了控制变量法。
故答案为：（1）物体M被弹出的距离；（2）相同；AP；（3）转换法。
13．如图所示，是探究“动能的大小跟哪些因素有关”的实验装置图，若让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。请回答：
（1）高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块B被撞得越　远　。
（2）若斜面有摩擦阻力，小球从斜面顶端由静止滚到斜面底部的过程中，其机械能　变小　（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
【解答】解：（1）高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，钢球的动能越大，木块B被撞得越远。
（2）若斜面有摩擦阻力，小球从斜面顶端由静止滚到斜面底部的过程中，其机械能会克服摩擦做功，转化为部分内能，故其机械能变小。
故答案为：（1）远；（2）变小。
14．在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图甲、乙、丙所示，让质量为1kg、2kg的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
（1）本实验探究的是　小球　（选填“小球”或“木块”）的动能与哪些因素有关；
（2）比较甲、乙两图可得：物体的动能与　质量　有关；
（3）比较甲、丙两图可得：物体的动能与　速度　有关。
【解答】解：
（1）在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，“物体动能”指的是小球刚滚到水平面时的动能；
（2）甲、乙两图中，质量不同的小球从斜面的同一高度滚下，到达水平面的速度相同，是为了探究物体的动能与质量的关系；
（3）甲、丙两图中，质量相同的小球从斜面的不同高度滚下，到达水平面的速度不同，是为了探究物体的动能与速度的关系。
故答案为：（1）小球；（2）质量；（3）速度。
15．如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB。
（1）实验中，探究的动能是指　B　（填序号）
A．小球在斜面上的动能
B．小球撞击木块时的动能
C．小球撞击木块后的动能
D．木块被小球撞击的动能
（2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与　速度　的关系。
（3）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球　静止　（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
表面 毛巾 棉布 木板
摩擦力 最大 较大 最小
小车运动距离 最近 较远 最远
（4）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功　相等　（选填“相等”或“不相等”）
【解答】解：
（1）据题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小；故选B；
（2）实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关；
使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，则小球到达水平面时的速度不同，所以，这是为了研究动能大小与物体速度的关系；
（3）让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若任一时刻两球的速度大小相等，即以任何一个小球为参照物，另一个小球都是静止的，所以若C球相对于A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
（5）让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相等。
故答案为：（1）B；（2）速度；（3）静止；（4）相等。

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