拓展10 机械能实验探究-【帮课堂】九年级科学上册同步学与练（华师大版）

实验探究1：探究物体的动能跟哪些因素有关 【实验猜想】动能大小可能跟物体的质量、速度有关。 【实验图示】 【实验步骤】 （1）如图甲所示，让质量为 m 的小球从斜面上高度为 h 处由静止滑下，运动到水平面上后撞击小木块，测量小木块在水平面上滑行的距离，并将相关数据填入表格; （2）如图乙所示，让质量为 m 的小球从同一斜面上高度为2h处由静止滑下，运动到水平面上后撞击同一位置的同小本块测量小木块在水平面上滑行的距离，并将相关数据填入表格; （3）如图丙所示，让质量为 2m 的小球从同一斜面上高度为 2h处由静止滑下，运动到水平面上后撞击同一位置的同一小木块，测量小木块在水平面上滑行的距离，并将相关数据填入表格。 物理方法：转换法、控制变量法 （1）转换法∶小球的动能大小无法直接观察，实验中将小球的动能大小转换为被撞击木块运动距离的大小，这是转换法的应用。 （2）控制变量法∶实验中应注意控制变量法的应用。探究动能大小与速度的关系时，应保证小球质量相同，到达水平面的速度不同，即图甲、乙;探究动能大小与质量的关系时，应控制小球到达水平面的速度相同，质量不同，即图乙、丙。还要注意保持其他因素不变，如实验过程中要使用同一个斜面（粗糙程度、倾角不变）、被撞击的是同一个木块等。 【知识拓展】从斜面滑下的物体的速度 小球在光滑斜面上由静止开始滚下，到达斜面底端时的速度大小只与起点的高度有关，高度越高，到达底端时的速度就越大，与其他因素无关;因此质量不等的小球从斜面的同一高度由静止释放，运动到水平面时，它们的速度大小相等。 【实验记录】 实验序号 小球质量 小球在斜面上的高度 小木块运动的距离s/cm 1 m h 4.5 2 m 2h 8.7 3 2m 2h 16.8 【实验分析】对比 1、2 两组数据可知，从斜面不同高度处释放同一小球.起点高的小球到达底端的速度大，木块被撞击后运动的距离长，小球对木块做功多，表明速度大的小球动能大;对比 2 、3 两组数据可知，将质量不同的小球从斜面同一高度释放，它们到达斜面底端的速度相同，但木块被质量大的小球撞击后运动的距离长，质量大的小球对木块做的功多，表明质量大的小球的动能大。 【实验结论】物体动能的大小与物体的速度和质量有关，速度越大，质量越大，物体所具有的动能就越大。 实验探究 2 探究物体的重力势能跟哪些因素有关 【实验猜想】重力势能可能跟物体的高度、质量有关。 【实验图示】 【实验步骤】 （1）如图甲、乙所示，将质量相等（均为 m）的重物分别从不同高度（高度分别为h和 2h）由静止释放，记录这两次实验小桌陷下去的深度; （2）如图乙、丙所示，将质量不等（分别为 m 和 M）的重物从相同高度（均为2h）由静止释放，记录这两次实验小桌陷下去的深度。 【注意事项】（1）实验操作时，要注意使重物下落后击中小桌的中部，以免小桌发生歪斜，影响陷入深度的测量。 （2）每次实验后要将实验小桌恢复原样放置。 物理方法：转换法、控制变量法 （1）转换法∶重物的重力势能大小无法直接观察，实验中将重物的重力势能大小转换为被撞击的小桌陷入沙子的深度，这是转换法的应用。 （2）控制变量法∶实验中应注意控制变量法的应用。探究重力势能大小与高度的关系时，应保持重物质量相同，高度不同，即图甲、乙;探究重力势能大小与质量的关系时，应控制高度相同，质量不同，即图乙、丙。 【实验记录】 实验序号 重物质量 重物距桌面高度 小桌子陷入沙子的深度H/cm 1 m h 1.9 2 m 2h 2.9 3 M 2h 3.8 【实验分析】实验1 和2 中，重物的质量相同，距桌面的高度不同，高度高的重物使小桌陷入得深，说明重物被提起高度越高，对"小桌"做功越多，具有的重力势能越大;实验2 和3 中，重物的质量不同，距桌面的高度相同，质量大的重物使小桌陷入得深，说明重物的质量越大，对"小桌"做功越多，具有的重力势能越大。 【实验结论】物体的重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越高，物体所具有的重力势能就越大。 1、如图1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．小球在斜面上时的动能        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）小球从斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木块后继续向前运动，木块在水平木板上滑行一段距离后停下，如图1中的A所示，设木块克服摩擦力所做的功为W，小球与木块碰撞前的动能为E，