实验15 探究“影响物体动能大小因素有哪些”实验-2022年中考三轮冲刺物理实验题专项训练

实验15 探究“影响物体动能大小因素有哪些”实验（解析版） 【实验目的、原理、方法】 ①实验目的：探究物体动能大小与哪些因素有关； ②实验原理：车在木板上移动的距离越远，小车对木块做的功越多，小车具的动能越大； ③实验方法：控制变量法、转换法。 【实验器材】 斜槽、木板、长方体木块、质量不同的小球。 【器材作用及图像】 ①斜槽：提供小球初速度； ②长方体木块：承受小球撞击； ③质量不同的小球：实验主体。 【实验步骤】 步骤①组装斜槽和木板，将木块放置在斜槽底部； 步骤②让小球在斜面的不同高度滚下，推动木块在木板上前进，观察木块在木板上移动的距离。（做三次）； 步骤③换做质量在较大的小球在斜面的同一高度滚下， 观察木板在木板上移动的距离。（做三次）。 【实验现象及结论】 1、实验现象： （1）同一小球在斜面越高的地方滚下，木块被推的越远； （2）质量不同的小球，在同一高度滚下，质量越大的小车，把木块被推的越远。 2、实验结论： （1）质量相同的物体，运动速度越大，动能越大； （2）运动速度相同的物体，质量越大，动能越大； （3）动能与物体的质量和物体运动的速度有关。 【实验补充】 1、动能： （1）概念：物体由于运动而具有的能，叫做动能。一切物体都具有动能。 （2）影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。 2、动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小；当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小．具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小 【常考实验问题】如图（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB） 1、在甲、丙两图所示的实验中，A、C两球刚滚到水平面时的速度　相等　（选填“相等”或“不相等”）； 2、用来研究超速带来的安全隐患时，应选择　甲、乙　两图所示的实验进行比较； 3、如何判断动能大小：看木块被小钢球推动的距离多少； 4、使质量不同的钢球从同一高度静止释放的目的：使小球到达水平面时的初速度相同； 5、如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下； 6、斜面的作用：使物体具有速度并改变物体速度的大小； 7、木块最终停下来的原因：在水平面受到摩擦力； 8、超载、超速问题判断：超速时，质量不变，速度越大，动能越大；超载时，速度不变，质量越大，动能越大。 【典例分析】某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中.准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图所示。 （1）本实验是通过 　木块移动距离　来反映钢球动能大小的。 （2）为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 　乙、丙　两图进行实验分析。 （3）实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面 　不同高度　（选填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 　大　。 （4）实验小组的同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离（如表），小车在三个表面克服摩擦力做功 　相等　（选填“相等”或“不相等”），若水平面绝对光滑，小车将做 　匀速直线　运动。 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 【答案】（1）木块移动距离；（2）乙、丙；（3）不同高度；大；（4）相等；匀速直线。 【解答】解：（1）该实验中钢球动能的大小是通过木块被撞距离的远近体现的，木块被撞得越远，说明钢球的动能越大，这里采用了转换法的思想； （2）为了探究物体动能大小与质量的关系，实验中采用的是控制变量法，需要控制速度相同，质量不同，即使质量不同的钢球从相同斜面的相同高度由静止自由滚下，故选用乙丙进行对比； （3）实验中为了探究动能大小与速度的关系，应控制质量相同，速度不同，即应让质量相同的钢球，从同一斜面不同高度由静止滚下；实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，推动木块移动的距离越远，动能越大； （4）让小车从斜面顶端由静止滑下，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； 水平面是光滑的，则木块在水平方向上受力为0，竖直方向上受到平衡力作用，根据牛顿第一定律，运动的物体在没有受到力的作用时，将一直做匀速直线运动。 故答案为：（1）木块移动距离；（2）乙、丙；（3）不同高度；大；（4）相等；匀速直线。 【变式训练】小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于