内容正文:
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模块五 功和机械能、简单机械
第十一章 功和机械能
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实验考点30 探究动能和重力势能的影响因素
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实验1 探究动能大小的影响因素
1.实验器材:斜面、质量不同的钢球、木块。
2.实验装置
考点30
探究动能和重力势能的影响因素
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3.斜面的作用是把钢球的重力势能转化为动能。
4.实验中使钢球从斜面的同一位置自由滚下,目的是___________________________
____。
5.选择钢球从斜面上滚下而不选择木块的原因是_______________________________
_____________________。
6.转换法:通过木块被撞击后在水平面上移动距离的远近反映动能的大小。
使钢球到达水平面的初速度相同
钢球与斜面间的滚动摩擦小于木块与斜面间的滑动摩擦
考点30
探究动能和重力势能的影响因素
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7.控制变量法
①探究动能大小与质量的关系:让质量______的两个钢球从同一斜面的同一位置由
静止滚下,控制钢球撞击水平面上的木块的速度______,观察木块被推动的距离。
②探究动能大小与速度的关系:让同一钢球从同一斜面的__________由静止滚下,
控制钢球撞击水平面上的木块的速度______,观察木块被推动的距离。
8.实验结论:质量相同的物体,运动速度越大,它的动能______;速度相同的物体,
质量越大,它的动能______。
不同
相等
不同高度
不同
越大
越大
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探究动能和重力势能的影响因素
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甲
练习1 在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离,如图甲所示。请回答下列问题:
(1)研究铁球的动能大小与质量的关系,应控制______相同,
实验时应________________________________________________
来达到这一目的。
速度
让质量不同的铁球从同一斜面的同一高度由静止释放
【解析】 研究铁球的动能大小与质量的关系时,要控制铁球的速度相同,实验时应让质量不同的铁球从同一斜面的同一高度由静止释放。
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探究动能和重力势能的影响因素
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(2)该实验是通过观察______________________的大小,来比较铁球动能的大小。
木块被撞击后移动距离
【解析】 实验中通过观察木块被撞击后在水平面上移动距离的大小,来比较铁球具有的动能的大小,这是转换法的应用。
考点30
探究动能和重力势能的影响因素
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乙
(3)有同学将实验装置改进成如图乙所示,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后进行比较。可以研究铁球的动能大小与
______(选填“质量”或“速度”)的关系。
速度
【解析】 观察图乙装置可知,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,弹簧的弹性势能不同,铁球撞击木块时的速度不同,通过比较木块被撞出后移动距离的大小来比较铁球的动能大小,可以研究铁球的动能大小与速度的关系。
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探究动能和重力势能的影响因素
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(4)木块被撞击后在水平面上滑动的过程中,受到水平面的摩擦力______(选填
“变大”“变小”或“不变”),克服摩擦力做功的功率______(选填“变大”“变小”或“不
变”)。
不变
变小
【解析】 木块被撞击后在水平面上滑动时,受到水平面的摩擦力是滑动摩擦力,滑
动摩擦力与压力大小和接触面的粗糙程度有关,木块对水平面的压力和接触面的粗
糙程度不变,则滑动摩擦力不变;根据 可知,滑动摩擦力 不变,速度减小,
则木块在水平面上滑动的过程中,克服摩擦力做功的功率变小。
考点30
探究动能和重力势能的影响因素
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(5)实验结束后,某同学拿走木块,先后将同一铁球从同一斜面的不同高度处由静
止释放,记录铁球在相同水平面上运动 到静止的距离,根据此现象,该同学得出了
动能与速度有关的结论,你认为该同学的实验方案是否可行:______(选填“可行”
或“不可行”)。
可行
【解析】 同一铁球从同一斜面的不同高度处由静止释放,到达水平面的速度不同,相同的水平面对同一铁球的阻力是相同的,通过观察铁球运动到静止的距离可以判断出铁球的动能大小,即铁球运动的距离越大,铁球的动能越大,可以得出动能与速度的关系,该实验方案可行。
考点30
探究动能和重力势能的影响因素
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实验2 探究重力势能大小的影响因素
练习2 如图是“探究影响重力势能大小的因素”的实验过程(容器中装有沙