实验14 探究物体的动能跟哪些因素有关-2023年中考物理实验专项突破（全国通用）

实验14 探究物体的动能跟哪些因素有关 基础考点梳理 1.实验装置 探究1 探究2 【分析和论证】 探究1中：当钢球质量相同时，钢球达到斜面底端速度越大，木块被撞击滑行的距离越远，说明钢球的动能与速度有关，速度越大，动能越大。 探究2中：当钢球达到斜面底端速度相同时，钢球质量越大，木块被撞击滑行的距离越远，说明钢球的动能与质量有关，质量越大，动能越大。 【实验结论】 物体动能大小与物体的质量和运动速度有关： ①质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大； ②运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。 【实验方法】 （1）转换法： 通过小球推动木块运动的距离来反映小球动能大小，推动木块运动距离越远，小球的动能越大 ； （2）控制变量法： ①探究动能大小与质量的关系（控制小球速度不变，将质量不同的两小球，从同一高度由静止释放，小球质量越大，撞击后木块运动的距离越大，小球动能越大）。 ②探究动能大小与速度的关系（控制小球质量不变，将质量相同的两小球，从不同高度由静止释放，小球速度越大，撞击木块后运动的距离越大，小球动能越大）。 【交流与讨论】 （1）使钢球获得动能的方法： 将钢球由斜面某一高度静止释放（重力势能转化为动能） 。 （2）将质量不同的钢球放在斜面上同一高度处静止释放的目的： 控制钢球达到斜面底端时具有相同的初速度 。 （3）将质量相同的钢球由斜面上不同位置静止释放的目的： 改变钢球达到斜面底端时的初速度 。 （4）实验推理： 当水平面绝对光滑时，木块将一直做匀速直线运动（力不是维持物体运动状态的原因，而是改变改变物体运动状态的原因） 。 （5）水平面绝对光滑时对实验的影响评估： 钢球撞击木块后木块移动的距离无法确定，钢球动能的大小无法比较 。 （6）钢球在水平面上不能立即停下的原因： 钢球具有惯性 。 （7）木块最终停止的原因： 受到摩擦力的作用（力是改变物体运动状态的原因） 。 （8）实验中能量的转化。 ①小球从斜面上由静止下落，下滑过程中重力势能转化为动能和内能；木块在水平面上运动时动能转化为内能。 ②钢球在运动过程中机械能不守恒，机械能减少量最终转化为内能。 （9）实验改进： ①木块被撞后滑出木板的解决办法： 换更长的木板 。 ②木块质量较大，确保实验现象较明显的方法： 增大钢球滚下的高度 。 （10）实验结论的应用：生活中超载、超速问题（超速：速度大，超载：质量大，则动能大，危险性大）。 典型例题赏析 实验结论：物体动能与物体的质量和速度有关． （1）质量相同时，速度越大的物体具有的动能越大． （2）速度相同时，质量越大的物体具有的动能越大． 1.为了探究“物体的动能跟哪些因素有关”，实验小组的同学们利用斜面、金属球、木块等器材在同一水平面上开展了探究活动． （1）让金属球在斜面上由静止开始滚下，金属球的起点位置越____，到达斜面底端的速度越大． （2）实验时将木块放在水平面，金属球由静止开始沿斜面向下运动，撞击木块并与木块一起运动一段距离后静止．金属球动能的大小是通过____ ______________来反映的． 要点1.金属球获得动能的操作：金属球从斜面某高度由静止释放的重力势能转化而来，下滑的高度越高，动能越大，到达斜面底部的速度越大. （3）实验小组进行了三次实验如图所示： ①分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是 . ②分析_______两图实验现象，让不同质量的金属球从同一斜面的同一高度由静止滚下，目的是__________ _____________________，可初步得到的结论是______________________________________． （4）（真实情境）另一小组在结束图甲操作后再进行图乙操作时，发现金属球撞击木块后一起滑出了木板．为了使木块不滑出木板，在不改变木板长度的情况下，且仍能与图甲对比分析，可行的操作方法是 ． 要点2.木块被撞后“滑出”木板的原因：木块运动的距离较长即金属球的动能过大． （5）（生活应用）（2021天津改编）用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车______（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因，根据实验探究请解释车辆限速的原因______