内容正文:
探究影响动能和势能大小的因素
课题
鲁科版 八年级下
(十一)
第十章 机械能及其转化
【2022·泰安模拟】某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中,准备的器材有:质量分别为m、2m两个钢球,木块和斜面等。实验过程如图:
1
2
(1)本实验是通过_______________来反映钢球动能大小的。
(2)为了探究物体动能大小与质量的关系,应选择________两图进行实验分析。
木块移动距离
乙、丙
3
(3)实验中为了探究动能大小与速度的关系,应让质量相同的钢球,从同一斜面__________(填“相同高度”或“不同高度”)由静止滚下。实验现象表明:当质量一定时,钢球速度越大,动能越________。这个结论可用来解释汽车________(填“超速”或“超载”)带来的危害。
不同高度
大
超速
4
(4)实验装置中,如果水平面光滑,能否完成本实验的探究内容?并说明理由。______________________________________________。
不能,被撞后木块将做匀速直线运动,无法停下来
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【2022·河池】如图所示是某实验小组探究动能的大小与什么因素有关的实验装置。实验中,用力将钢球推出,让钢球瞬间获得速度并向右运动,钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。
2
(1)本实验是通过观察________________来比较钢球动能的大小;
(2)保持钢球的质量不变,推出钢球的速度越大,弹簧被压缩的程度也越大。表明:物体的动能大小与________有关;
弹簧被压缩的程度
速度
(3)换不同质量的钢球,以相同的速度推出,钢球的质量越大,弹簧被压缩的程度也越大。表明:物体的动能大小与________有关;
(4)本实验中用到的研究方法是____________________(填其中一种即可)。
质量
控制变量法(或转换法)
王瑞利用实验小桌、箱体透明的沙箱、质量不同的重物A和B(mA<mB),让重物从高处落下,撞击小桌,观察桌腿陷入沙子的深度,探究重力势能的大小与哪些因素有关,请观察
甲、乙、丙所示的
实验操作,按要求
回答下列问题:
3
(1)比较甲、乙可知,物体的重力势能与物体被举高的________有关;
【点拨】
甲、乙两次实验物体质量相同,被举的高度不同,是探究重力势能与物体被举的高度之间的关系;
高度
(2)比较________可知,物体的重力势能与物体的质量有关;________相同的物体,质量越大,它的重力势能越大;
【点拨】
要探究物体的重力势能与物体的质量有关,必须控制物体被举的高度相同,质量不同,所以应该选择比较甲和丙;
甲、丙
高度
(3)在实验操作中通过观察桌腿陷入沙子的________来比较物体重力势能大小;
【点拨】
在实验操作中通过观察桌腿陷入沙子的深度来比较物体重力势能大小用的是转换法;
深度
(4)设乙实验操作中物体A的重力势能是WA,丙实验操作中物体B的重力势能是WB,则WA和WB的大小关系是________。
A.WA>WB B.WA<WB
C.WA=WB D.无法判断
B
【点拨】
物体做功本领越强,具有的能就越大,比较乙图和丙图,丙图中桌腿陷入沙子的深度更深,即丙实验操作中物体B落下时做功本领更大,势能更大,故选B。
为了探究“物体的重力势能的大小跟哪些因素有关”,某同学设计了如图所示的实验,他选用的A、B、C、D四个铅球的大小、形状都相同,且A、C、D三个球的质量相同,B球质量较大,让A、B两球从距沙表面高h静止下落,C球从距沙表面高2h静止下落,D球从距沙表面高2h的光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直地落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。
4
(1)本实验是通过比较________________来判断铅球的重力势能大小。
(2)比较A、C两次实验观察的现象,是为了探究物体的重力势能的大小跟________的关系。
(3)比较C、D两球,发现两球运动的路径不同,陷入沙深度相同,由此可得结论:物体的重力势能与物体运动的路径________(填“有关”或“无关”)。
球陷入沙的深度
下落高度
无关
【2022·南阳三模】在学习了弹性势能的物理知识之后,小丽想自己设计实验探究弹簧的弹性势能可能与哪些因素有关,实验前她先提出了以下猜想:
猜想一:弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关;
猜想二:弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。
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为实验探究小丽准备了多根弹簧,还有小球、木块和长刻度尺。请你帮助小丽一起完成下面的实验。
(1)在验证猜想一时,小丽用同一根弹簧设计了如图甲、乙所示的实验。实验中弹性势能的大小可以间接比较__________________来实现,这里用到了研究方法叫________。
木块被推动的距离
转换法
(2)为验证猜想二,需选用粗细________的两根弹簧,将两根弹簧压缩________的长度,再让小球碰到同一位置的相同木块比较木块运动的距离来得出结论。(均填“相同”或“不同”)
不同
相同
(3)如图丙所示,为更好地研究弹性势能与动能的之间的转化,小丽将弹簧的左端固定,右端连接小球,把它们套在光滑的水平杆上,a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置,b点是弹簧原长的位置,c点是小球到达最右端的位置。
则小球由a点运动到c点的过程中小球速度最大的位置是________(填“a”“b”或“c”)。由a点运动到b点的过程中能量转化的过程是___________________。
b
弹性势能转化为动能
$$