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实验8 探究动能大小跟哪些因素有关
(云南砚山一模)在探究“物体动能与质量和速度的关系”实验中,如图甲所示,将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离。
1题图
实验次数
钢球的质量/g
钢球下摆的高度h/cm
木块滑行的距离/cm
1
20
20
25
2
40
20
45
3
60
20
(1)从表中数据可以看出,实验中控制了钢球的________相同,从而探究动能与________的关系。
(2)第1次实验时若不考虑能量损失,钢球对木块最多可做________J的功(g取10 N/kg);第3次实验时,木块被撞后在木板滑行无法记录数据,需要重做第3次实验,甲同学建议换用较长的木板(粗糙程度相同),乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度,若要将第3次实验数据与前两次比较,你认为应当采用________同学的建议。由上述实验数据和现象可得出结论:在速度一定时,物体的质量越大,动能越________。
(3)小华将实验装置改进成图乙所示,利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后由静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离进行比较,来研究铁球动能大小与________的关系。
(4)小华还想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,探究铁球的动能大小与质量的关系,这个设计方案是________(选填“正确”或“错误”)的。
(天津)兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究。
2题图
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关?
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟________有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟________有关。
【进行实验】他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,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。物块被撞击得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越________。
【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是___________________
__________________________________________________。
【实践应用】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。
某小组同学为了探究运动物体做功本领的大小与哪些因素有关,从实验室借用了弹射器、纸盒、质量与形状不同的物体(已知m甲=m丙<m乙=m丁),在同一水平地面上进行了实验。实验中,纸盒的初始位置始终相同,利用弹射器控制每次物体弹出时的速度相同,实验过程与结果如图(a)(b)(c)(d)所示。
3题图
(1)本实验通过观察__________________________________________________________
________________来比较运动物体做功本领的大小。
(2)图(a)(c)或图(b)(d)是在研究运动物体做功本领的大小与________的关系。
(3)他们分析比较图(a)(b)或图(c)(d)后认为:质量、速度相同的不同物体,球形的物体比方形的物体做功本领更大。你________(选填“赞同”或“不赞同”)他们的观点,你的理由:____________________。
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实验8 探究动能大小跟哪些因素有关
1.(1)速度 质量 (2)0.04 甲 大
(3)速度 (4)错误
[解析](1)由表格中数据得,钢球下摆的高度相同,质量不同,即控制钢球的速度不变,探究动能与质量的关系;(2)钢球对木块最多可做的功为W1=G1h1=m1gh1=20×10-3kg× 10 N/kg×0.2 m=0.04 J;若要将第3次实验数据与前两次比较,应该控制钢球下摆的高度相同,撞击的木块、木块与木板间的摩擦力相同,因此应该采取甲同学的建议;由表格中数据得,钢球下摆的高度相同时,质量越大,木块被撞击的距离越远,钢球对木块做的功越多,说明速度一定时,物体的质量越大,动能越大;(3)小华将实验装置改进成图乙所示,弹簧的弹性势能越大,铁球的动能越大,铁球的质量一定,铁球的速度越大,这是用来研究铁球动能大小与速度的关系;(4)实验中,弹簧的弹性势能相同,铁球的动能相同,但铁球的质量不同,因此铁球的速度也不同,这个设计方案是错误的。
2.速度 质量 大
质量一定,物体的速度越大,动能越大 超载
3.(1)纸盒滑动距离的远近
(2)物体质量
(3)不赞同 见解析
[解析](1)运动物体对纸盒做功的多少是由纸盒滑动距离的远近来确定的,