专题7 探究物体的动能跟哪些因素有关 2022-2023八年级物理（下）期末复习专题集训

专题7 探究物体的动能跟哪些因素有关 知识点睛 主要实验器材：质量不同的钢球、木块、斜面等； 【分析和论证】 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。 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（钢球的速度与质量无关）。 （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。 （5）水平面绝对光滑时对实验的影响：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：换质量更大的木块，换质量更小的钢球，换更长的木板。 ②木块质量较大，确保实验现象较明显：增大钢球滚下的高度。 ③不用木块的实验改进：在桌上铺一条毛巾，钢球在毛巾上表面滚动的距离来反映动能的大小。 （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）。 题型演练 1．为了探究物体的动能大小跟哪些因素有关，同学们设计了如下实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中h2＞h1，不考虑空气阻力。 （1）实验中是通过观察 　 　来判断 　 　（选填“钢球”或“木块”）的动能大小的；用来研究超速安全隐患时，我们应选择 　 　两图所示实验来进行比较。 （2）实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能 　 　（选填“＞”、“＜”或“＝”）木块克服摩擦力所做的功。 （3）若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，如果仅对图丙所示的实验进行改进，下列措施中可行的是 　 　（填写序号）。 A.换质量更大的木块 B.降低钢球开始的高度 C.换质量大于m2的钢球 D.换质量小于m1的钢球 （4）小斌在实际操作的过程中，发现钢球从斜面上滚下时，运动的方向难以控制，有时撞不到木块，有时撞歪了，请你为小明提供一种改进的实验方案：　 　。 （5）小斌还利用图丁来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t1，B小球通过凹形槽的时间为t2，则通过时间较长的是小球 　 　（选填“A”或“B”）。 2．在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，实验小组的同学让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。 （1）实验中是通过观察物块滑动的距离来判断 　 　的动能大小。 （2）要探究动能大小与速度的关系，应该选择 　 　两图进行探究；通过对比乙、丙两图，　 　（选填“能”或“不能”）得到物体的动能大小与质量有关的结论。 （3）金属球从斜槽的某一高度由静止滚下的过程中，　 　（选填“重力势能”或“动能”）在减小；物块在水平面上运动的过程中，物块的机械能 　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”）。如果水平面绝对光滑且不计空气阻力，则这套实验装置 　 　（选填