2025年中考复习物理专项练习15：探究影响物体动能、势能大小的因素

专项练习15：探究影响物体动能、势能大小的因素 1．在“探究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知木块A、B、C的质量关系为；三个完全相同的木桩和三个木块从高处释放时的位置如图甲所示；木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，木块B、C将木桩打入沙中的深度相同。 （1）实验时，木块应在木桩的　 　（填“正上方”或“后上方”）释放，将木桩打入沙中； （2）比较木块A和B将木桩打入沙中的深度可得出结论：当质量一定时，　 　； （3）比较木块B和C将木桩打入沙中的深度，小刚认为：物体重力势能的大小与质量无关，你认为小刚的观点是　 　（填“正确”或“错误”）的，理由是　 　。 2．小明在“探究物体的重力势能与哪些因素有关”时，选用下列实验器材：一块厚泡沫，三个相同的铁钉，三个铝块、和质量为，他做了如下实验：将铁钉插入泡沫的相同深度，分别将三个铝块由空中静止释放撞击铁钉，铁钉进入泡沫如图所示。 （1）在这个实验中，可以通过观察　 　来比较铝块重力势能的大小。 （2）甲、乙实验说明　 　 ；比较　 　 实验的情况，说明铝块位置相同时，质量越大，铝块的重力势能越大。 （3）分析上述实验，得出的结论是：　 　 ，它的重力势能越大。 3．某同学在探究“物体的重力势能与哪些因素有关”时，选用下列实验器材：一块厚泡沫，三个相同的铁钉，三个铝块m1、m2和m3（m1=m2<m3）。他做了如下实验：将铁钉插入泡沫的相同深度，分别将三个铝块由空中静止释放撞击铁钉，铁钉进入泡沫深度如图所示。 （1）在这个实验中，铝块在下落的过程中，它的　 　能转化为动能，可以通过观察　 　来比较铝块重力势能的大小； （2）a、b两次实验可得到的结论是　 　；比较　 　两次实验的情况，说明铝块高度相同时，质量越大，铝块的重力势能越大；实验后，同学们联想到高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，是一种不文明的行为，而且会带来很大的社会危害，因为高处的物体具有较大的　 　。 （3）铝块落在铁钉上不能立即停下，是因为铝块具有　 　；铁钉最终停下来是因为受到　 　的作用。 4．如图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m）。 （1）实验中探究的动能是指 　 　。（选填序号） A.钢球撞击木块时的动能 B.钢球撞击木块后的动能 C.木块被钢球撞击后的动能 （2）实验中通过比较　 　来判断小球具有动能的大小。 （3）小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是 　 　（选填“正确”或“错误”）。 （4）通过比较步骤甲和 　 　可以判断动能大小与物体质量的关系。 （5）若斜面下方的水平面是光滑的，本实验 　 　（选填“能”或“不能”）达到实验目的。 5．小东为了探究动能的大小可能与那些因素有关，他设计了如图装置进行实验：让小球在同一斜面上，从静止开始下滑后撞击水平面上的纸盒直至静止，比较纸盒移动的距离。 （1）该实验物体动能的大小是通过　 　来反应的，这种研究方法叫　 　。 （2）图甲所示的实验得出的结论是质量相同的物体，运动的　 　越大，它的动能越大。 （3）图乙所示，让不同质量的两个小球从同一高度静止滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的　 　，这个实验研究的动能与物体的　 　有关。 （4）汽车超速或超载都会造成危险，能说明超载造成危险的实验是图　 　选填“甲”或“乙”。 6．小明在探究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验中，他用质量不同的两个钢球和（的质量大于），分别从不同的高度和由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。 （1）小明通过观察　 　来判断钢球动能的大小； （2）实验中，钢球滚到斜面底端后会继续向前运动，是因为钢球具有　 　；木块最终会停下来是因为受到　 　的作用； （3）由图甲、乙两图可得实验结论：　 　 （4）某同学用下图所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法不可行，原因是　 　。 7．如图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作步骤甲、乙、丙中小球质量分别为、、。 （1）让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的　 　； （2）实验中通过比较木块被小球撞击后移动的距离来判断小球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于　 　选填“控制变量法”或“转换法”； （3）由步骤甲和步骤乙可以得出的结论是：速度相同时，　 　越大的物体具有的动能越大，小华认为由步骤乙和步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是　 　选填“正确”或“错误”的，理由是　 　； （4）通过比较步骤　 　可以判断动能大小与物体质量的关系； （5）若斜面下方的水平面光滑，本实验　 　选填“能”或“不能”达到实验目的。 8．在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，小彭同学用质量不同的两个钢球和的质量大于，分别从不同的高度和由静止开始滚下，观察木块被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。 （1）如图甲所示，该实验中所探究物体的动能是指　 　选填“钢球”或“木块”的动能，物体的动能大小是通过　 　来显示的，这种研究方法是　 　法选填“控制变量”或“转换”； （2）由图甲、乙可得实验结论：当物体质量相同时，　 　，动能越大； （3）由图乙、丙可得实验结论：当物体　 　相同时，质量越大，动能越大； （4）小彭同学根据图甲、丙得出结论：物体的动能大小与质量有关。你认为他得出结论的依据是　 　选填“正确”或“错误”的； （5）若水平面绝对光滑，本实验将　 　选填“能”或“不能”达到探究目的。 9．小明通过下面的实验，探究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。 （1）让质量相同的小球，从斜面的不同高度处自由滚下，目的是使小球到达水平面时的速度　 　； （2）如图甲、乙所示，将同一小球从分别从斜面顶端和斜面中点自由滚下，观察到　 　。可以得出结论：同一物体，　 　，动能越大； （3）如图丙所示，将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点自由滚下，依次经过A、B两点到达C点（忽略空气阻力），设A、B两点的机械能分别为EA和Eg，则EA　 　EB（选填“>”、“＝”或“<”）。当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将　 　。 A.沿a轨迹运动　　B.沿b轨迹运动　　C.沿c轨迹运动　　D.保持静止 10．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，用质量不同的两个小球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图1所示。 （1）实验中小球动能的大小是通过观察比较　 　反映出来的。若水平面绝对光滑，本实验将　 　（选填“能”或“不能”）达到探究目的； （2）由图1甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与　 　有关； （3）小明根据图1甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，他的看法是否正确？　 　（选填“正确”或“错误”），理由是　 　； （4）某同学用图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是　 　（选填“正确”或“错误”）的。 11．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C，球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线球所示： （1）根据　 　可以判断出　 　球释放前的重力势能最大； （2）比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是　 　； （3）球在空中下落时减少的重力势能主要转化为　 　； （4）为了显示重力势能的大小，小明用橡皮泥代替沙子，小丽用海绵代替沙子，你认为更合适的方法是　 　（填“小明”或“小丽”），理由是　 　。 12．某物理实验小组在探究“影响重力势能大小的因素”时提出了如下猜想： 猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关。 猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关。 猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。 为了验证猜想，他们准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，刻度尺一把，体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示（图乙中，小球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验中均让小球从图中高度自由下落，待小球静止后，分别用刻度尺测出小球陷入花泥的深度。请你根据图中实验情景完成下列内容： （1）本实验是通过观察　 　来判断重力势能大小的； （2）比较A、B两球，由此可得出结论：　 　； （3）比较　 　两球，可得出结论：当物体的质量相同时，高度越高，物体具有的重力势能越大； （4）比较C、D两球，可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径　 　（选填“有关”或“无关”）； （5）小球下落陷入花泥前，将重力势能转化为　 　能。 13．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关．于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，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）．实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3。 （1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过　 　来反映的。 （2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，质量　 　，重力势能　 　。 （3）比较　 　和　 　两球，发现C球陷入沙中深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大。 （4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径　 　（有关/无关）。 （5）铅球在陷入沙面之前，将重力势能转化为　 　能。 14．如图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作步骤甲、乙、丙中小球质量分别为、、。 （1）实验中探究的动能是指____；选填序号 A．钢球撞击木块时的动能 B．钢球撞击木块后的动能 C．木块被钢球撞击后的动能 （2）实验中通过比较　 　来判断钢球具有动能的大小． （3）小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是　 　选填“正确”或“错误”的； （4）通过比较步骤　 　和　 　可以判断动能大小与物体质量的关系； （5）若斜面下方的水平面是光滑的，本实验　 　选填“能”或“不能”达到实验目的。 15．如图1所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块在水平面上向前移动一段距离s后停下。先后完成图1甲、乙、丙所示的三组实验。 （1）小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过　 　（选填“高度h”或“距离s”）大小来反映的； （2）分析比较甲和乙两组实验可得：　 　； （3）分析比较　 　两组实验可得：物体速度相同时，质量越大，动能越大； （4）综上可知，如图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定不同的最高　 　； （5）在实验中，若增大水平面的粗糙程度，则木块移动的距离将　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 16．如图是“探究影响动能大小因素”的装置，其中A、B、C三个小球满足 （1）实验中研究的是　 　（选填“木块”或“小球”）的动能； （2）由甲、乙两次实验可初步得出结论：物体的动能大小与　 　有关； （3）由甲、丙两次实验得出“物体动能的大小与质量有关”的结论是　 　（选填“正确”或“错误”）的，理由是　 　； （4）若实验过程中发现木块被撞后滑出木板，接下来可进行的操作是　 　 （5）实验后，同学们联想到在交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物内体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大，于是利用上述器材进行了实验探究，得到的数据如下表。 实验序号 小球的质量m/g 小球自由滚下的高度h/cm 木块被撞后运动的距离s/m 1 30 10 4 2 30 20 16 3 60 20 32 ①为了探究“超载”隐患，应选择　 　序号的实验进行比较； ②分析表格中对应的数据可知，　 　（选填“超载”或“超速”）对物体的动能影响更大，即当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。 17．如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置图。 （1）该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体　 　的关系(物体A、B质量不变)。 （2）该实验中所探究物体的动能是指物体　 　(填“A”或“B”)的动能。 （3）该实验物体动能的大小是通过　 　来反映的。 （4）该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B即将碰撞时的速度， 它是通过　 　(填“高度”或“质量”)来改变的。 （5）实验表明，同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被撞得越远，可得结论　 　。 （6）若要研究物体动能与质量的关系，则需不同质量的物体从斜面　 　高度由静止滚下，并观察记录。 18．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：（提出问题）汽车的动能大小跟什么因素有关？ （1）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； （2）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。物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越大，实验中探究的动能是指　 　（填序号）； A．小球在斜面上的动能 B．小球撞击木块前瞬间的动能 C．小球撞击木块后的动能 （3）分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：　 　； （4）本实验中水平面若绝对光滑，将　 　（选填“能”或“不能”）达到实验探究目的； （5）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。 19．为“探究动能的大小跟哪些因素有关”，进行了如图所示的实验，其中所用物块为木块。 （1）本实验研究的是　 　（选填“小球”或“木块”）的动能与它的质量、速度的关系；实验中物体的速度是指　 　（选填“即将碰撞木块时”或“碰撞木块后”）的速度；实验甲和乙是为了探究动能与　 　的关系； （2）甲、乙两次实验中木块克服摩擦力做功分别为 W1和 W2，则W1　 　 W2（选填“>”“=”或“<”），从能量转化的角度也可以看出，两次实验中甲实验中的小球的动能　 　； （3）在丙实验中，若木块运动时冲出了水平面，　 　（选填“需要”或“不需要”）换用更长的水平面重做本次实验； （4）若水平面是光滑的，木块被小球碰撞后将　 　（选填“静止”或“匀速直线运动”），　 　（选填“能”或“不能”）完成该实验探究。 20．某同学在学了动能这一知识点之后，猜想动能的大小可能和物体的质量、物体的速度有关，为了验证其猜想，采用了如下图所示的装置进行了探究。实验步骤如下： 第一步：将质量为m的小球从光滑斜面的A处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。 第二步：将质量为m的小球从光滑斜面的B处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。 第三步：将质量为2m的小球从光滑斜面的B处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图丙所示。 根据上述三次实验，回答下列问题： （1）小球运动到水平面上的速度大小可以用　 　表示（选填“小球开始释放的高度”或“木块在水平面上滑行的距离”）； （2）通过观察比较　 　（选填“小球开始释放的高度”或“木块在水平面上滑行的距离”），就可以反映小球动能的大小； （3）上面2个小问中用到的物理学研究问题的方法是　 　法（选填“直接测量”“放大”或“转换”或“控制变量”）； （4）为探究动能大小与物体运动速度的关系，应选用　 　两个图来分析； （5）观测结果是，实验结论是　 　。 1．【答案】正上方；物体高度越高，重力势能越大；错误；木块B、C释放时的高度不同 【解析】（1）由于木块在下落过程中只受重力，且重力方向竖直向下，所以木块由静止释放后在重力的作用下竖直向下运动，所以为了使木块准确撞击木桩，故木块应在木桩的正上方释放； （2）由图可知：A、B的质量是相同的，物块B的高度大于A的高度，B撞击的木桩陷入沙中的深度大于A撞击的木桩陷入沙中的深度，B对木桩做的功多，B的重力势能大，所以结论为：当质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能越大； （3）第3空，由甲图可知，木块B、C下落的高度不同，质量也不同，木桩被打入沙中的深度相同，由控制变量法可知，要探究物体重力势能的大小与质量的关系，应控制B和C两个物体下落的高度相同，质量不同，所以，由以上实验得出的结论是错误的。 故答案为：（1）正上方；（2）物体的高度越高，具有的重力势能越大；（3）错误；B、C两木块释放的高度不同。 【分析】（1）根据重力的方向分析回答； （2）观察图象中的相同点和不同点，从而得出结论； （3）根据图象分析B、C的相同点和不同点，利用控制变量法回答。 2．【答案】（1）铁钉插入泡沫的深度在质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大 （2）甲；丙 （3）物体的高度越高、质量越大 【解析】1）重力势能无法直接观察，通过转换法将铁定插入泡沫的深度，间接比较重力势能的大小； 综上 第1空为铁钉插入泡沫的深度在质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大 2） 甲、乙实验说明 铁钉插入泡沫的深度在质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大 ； 比较乙丙验的情况，说明铝块位置相同时，质量越大，铝块的重力势能越大。 综上第1空为甲；第2空为丙 3） 得出的结论是： 物体的高度越高、质量越大 ，它的重力势能越大。 综上 第1空为物体的高度越高、质量越大 【分析】根据控制变量法、重力势能影响因素填空 物理学方法：转换法：在物理实验中，某些物理量（势能、电能）难以直接观察，需要转换成容易观察的指标进行测量，如本题中重力势能的大小难以直接测量，所以需要通过 铁钉插入泡沫的深度进行测量；控制变量法：在物理实验中，存在多个影响因素共同决定某个物理量，如重力势能的影响因素有：质量和高度。在探究某个单一变量对物理量的影响时，需要控制其余变量相同，如要探究势能与物体的质量是否有关时，要保证其他因素保持相同，即高度相同， 在探究动能与物体的高度是否有关时，要保持质量不变，物体的高度越高、质量越大 ，其的重力势能越大。 3．【答案】（1）重力势；铁钉插入泡沫的深度 （2）质量相同时，高度越大，物体具有的重力势能越大；a、c；重力势能 （3）惯性；阻力(或摩擦力) 【解析】（1）铝块下落的过程中质量不变，高度变小，速度变大，重力势能转化为动能，我们是通过观察比较铁钉插入泡沫的深度来间接比较铝块重力势能的大小，这是转换法的应用。 （2）a、b中铝块的质量相同，高度不同，铁钉进入泡沫深度不同，故可得到的结论：在质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大。 根据控制变量法可知，比较 a、c两次实验的情况，说明铝块高度相同时，质量越大，铝块的重力势能越大。 高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，因为高处的物体具有较大的重力势能，会带来很大的社会危害。 （3）因为铝块具有惯性，所以铝块落在铁钉上不能立即停下；因为铁钉受到阻力的作用，所以铁钉最终停下来。 【分析】（1）探究重力势能的影响因素时，物体从高处下落，重力势能转化为动能；通过下落的物体将铁钉打入的深度，反映重力势能的大小； （2）当质量相同时，物体的高度越高，重力势能越大； （3）惯性是物体继续保持原有状态的性质；物体受到力，运动状态会改变。 4．【答案】A；木块移动距离；错误；步骤乙；不能 【解析】探究动能大小跟哪些因素有关时，（1）实验中，通过木块被撞击后移动的距离来比较钢球到达水平面时动能的大小，探究的动能是指钢球撞击木块时的动能，故选A。 （2）实验中，通过木块B被小球撞击后移动的距离，判断小球具有动能的大小，利用了转换法。 （3）探究动能和速度的关系时，需要保持质量相等，实验乙和丙，质量和下落的高度都不同，不能判断动能大小与速度的关系。 （4）探究动能大小与物体质量的关系，需要控制速度相同，改变物体的质量，选择甲、乙进行实验。 （5）若水平面绝对光滑，钢球撞击木块后，木块不受摩擦力作用，在水平方向不受外力作用，将做匀速直线运动，不能通过比较木块移动的距离来比较动能的大小。 【分析】（1）运动的物体具有动能； （2）通过木块移动的距离反应动能大小，是转换法； （3）探究动能大小和速度的关系时，需要保持质量相等； （4）探究动能和物体质量的关系时，要保持物体运动速度相等； （5）水平面光滑，不受摩擦力，运动的物体做匀速直线运动。 5．【答案】（1）纸盒移动的距离；转换法 （2）速度 （3）速度；质量 （4）乙 【解析】（1）小球推动纸盒移动的距离越大，说明小球对纸盒做的功越多，也反映了小球具有的动能越大；纸盒移动的距离长短反映了物体动能的大小，这种方法叫作转换法。 （2）由图甲可知，两小球所处的高度不同，运动到平面时的速度不同，可探究动能与速度的关系；滚下的高度越大，到达水平面的速度越大，将纸盒推得越远，得出的结论是：质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大。 （3）让不同质量的两个小球从同一高度由静止滚下，两球到达水平面时的速度是相同的，两小球的质量不同，探究的是动能与质量的关系。 （4）图乙中探究的是动能与质量的关系，超载时，汽车的速度一定，质量越大，动能越大，所以说明超载造成危险的实验是图乙。 故答案为：（1）纸盒移动的距离；转换法；（2）速度；（3）速度；质量；（4）乙。 【分析】（1）小球把纸盒推出的距离长，说明它原来具有的动能大，这是一种转换法的思想。 （2）分析甲图，两小球所处的高度不同，到达平面时的速度不同，可探究动能与速度的关系。 （3）分析图乙，两小球的质量不同，可探究动能与质量的关系。 （4）超载指的是在速度一定时，质量大。 6．【答案】（1）木块被撞击后移动的距离 （2）惯性；阻力 （3）在质量一定时，速度越大，动能越大 （4）没有控制水平面的粗糙程度相同 【解析】（1）该实验用到的物理学研究问题的方法是转换法，实验中通过观察木块被撞后移动的距离长短，来判断小球动能的大小。 （2）小钢球在水平面上不能立即停下，是由于小钢球具有惯性，仍会保持向前的运动状态；因为受到阻力的作用，木块的速度越来越慢，最终会停下来。 （3）甲、乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，高度越高，到达水平面时的速度越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，由此得出结论：在质量一定时，速度越大，动能越大。 （4）图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系，应改变小球撞击木块前的速度，控制其它因素相同，而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，所以这种实验方法是错误的。 故答案为：（1） 木块被撞击后移动的距离 ；（2） 惯性 ； 阻力 ；（3） 在质量一定时，速度越大，动能越大 ；（4） 没有控制水平面的粗糙程度相同 。 【分析】(1)实验中通过观察木块被推动的距离来比较物体动能的大小，这用到了转换法； (2)一切物体都具有惯性，惯性的大小只与物体的质量有关；力是改变物体运动状态的原因；根据牛顿第一定律，若水平面绝对光滑，则木块不受摩擦力作用，运动后将保持匀速直线运动； (3)(4)动能大小跟质量和速度有关，在探究动能大小跟质量关系时，控制速度大小不变；在探究动能大小跟速度关系时，控制质量不变；影响动能大小的因素有物体的质量与速度，因此，在探究和分析结论时，一定要注意控制变量法的运用，并据此得出结论。 （1）实验中通过观察木块被撞后移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。 （2）[1]小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有惯性，仍会保持向前的运动状态。 [2]由于受到阻力的作用，木块的速度越来越慢，最终会停下来。 （3）甲、乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，高度越高，到达水平面时的速度越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，故可以得出结论：在质量一定时，速度越大，动能越大。 （4）图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系，应改变小球撞击木块前的速度，控制其它因素相同，而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，故这种实验方法是错误的。 7．【答案】（1）速度 （2）转换法 （3）质量；错误；小球质量不同 （4）甲、乙 （5）不能 【解析】1） 让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的 速度 综上 第1空、速度 2）试验中动能大小难以直接观察，所以 通过比较木块被小球撞击后移动的距离来判断小球具有动能的大小 ，该方法属于转换法 综上 第1空、转换法 3）甲乙只有质量不同，速度相同，质量越大，动能越大，乙丙的变量包括质量和速度，所以结论不正确 综上第1空、质量；第2空、错误；第3空、小球质量不同 4）判断动能和质量的关系，需要控制质量不同，速度相同，选择甲乙 综上 第1空、甲、乙 5）水平面光滑，则物体运动不会通知，不能达到试验目的 【分析】1、物理学方法：转换法：在物理实验中，某些物理量（动能、电能）难以直接观察，需要转换成容易观察的指标进行测量，如本题试验中动能大小难以直接观察，所以 通过比较木块被小球撞击后移动的距离来判断小球具有动能的大小 2、机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比； 3、制变量法：在物理实验中，存在多个影响因素共同决定某个物理量，如电阻的影响因素有：材料、电阻丝的长度、横截面积。在探究某个单一变量对物理量的影响时，需要控制其余变量相同，如探究 动能与质量的关系时，需要控速度相同。 8．【答案】（1）钢球；木块被撞击后移动的距离；转换 （2）速度越大 （3）速度 （4）错误 （5）不能 【解析】1）小球下落过程中重力势能转化为动能，所以动能指钢球的动能，动能不能直观得出，需要通过转换法，将其转换为木块被撞击后移动的距离 表示 综上第1空、钢球；第2空、木块被撞击后移动的距离；第3空、转换 2）质量相同，速度越大，动能越大 综上 第1空、速度越大 3） 由图乙、丙可得实验结论：当物体 速度相同时，质量越大，动能越大 综上 第1空、速度 4）甲丙，物体的质量和高度不同，所以变量不唯一，结论错误 综上 第1空、错误 5）水平面绝对光滑，小木块运动将不会停止，所以不能达到探究目的 综上 第1空、不能 【分析】转换法：在物理实验中，某些物理量（动能、电能）难以直接观察，需要转换成容易观察的指标进行测量，如本题中动能不能直观得出，需要通过转换法，将其转换为木块被撞击后移动的距离 表示； 机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比； 9．【答案】不同；见解析；速度越大；>；A 【解析】探究动能的大小与物体运动的速度有关，（1）根据甲、乙两图，小球相同，下落的高度不同，到达水平面时的速度不同。 （2）由甲、乙两图，将同一小球从下落高度不同，图乙中小球到达水平面的速度较小，木块被撞出的距离比图甲中木块被撞出的距离短，可以得到：物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （3）根据图丙，若小球从粗糙斜槽轨道（OAB）O点自由滚下，小球运动过程中，要克服摩擦做功，小球的机械能逐渐减小，小球在A点的机械能大于B点的机械能，即EA>EB；当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，根据牛顿第一定律可知，小球将做匀速直线运动，将沿a轨迹运动。 故选A。 【分析】（1）质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，到达水平面的速度相同； （2）物体下滑的高度不同，速度不同，推动木块移动的距离不同，则动能大小不同； （3）运动的物体克服摩擦力时，消耗机械能，机械能减小；运动的物体若不受，做匀速直线运动。 10．【答案】木块B移动的距离；不能；速度；错误；没有控制速度一定；错误 【解析】探究物体的动能大小跟哪些因素有关时，（1）实验中，小球动能的大小不同，推动木块移动的距离不同，通过木块B被撞击后移动的距离反映动能的大小，运用了转换法。 若水平面绝对光滑，木块B水平方向不受力，将做匀速直线运动，无法停下来，不能比较木块B移动的距离，不能比较小球的动能大小，不能达到探究目的。 （2）根据图1甲、乙两图，质量相同，下落高度不同，速度不同，木块移动的距离不同，则物体的动能大小与物体运动的速度有关，速度越大，动能越大。 （3）根据图1甲、丙两图，小球质量不同，滚下的高度不同，到达水平面时的速度不同。得出结论：物体的动能大小与质量有关，结论是错误的，应控制两球滚下的高度相同，只改变它们的质量； （4）根据图2，探究动能的大小与速度的关系，将相同质量的小球从不同高度由静止释放，通过木块在铁板和毛巾上滑行的距离，判断小球动能的大小，因木板和毛巾表面的粗糙程度不同，摩擦力不同，影响木块的滑行距离，做法错误。 【分析】（1）通过小球推动木块移动的距离，可以反映动能的大小，利用了转换法； （2）质量相同时，可以探究动能和物体运动速度的关系； （3）探究动能和质量的关系时，需要保持速度相同； （4）小球推动木块时，木块运动的水平面粗糙程度相同，受到的阻力相同。 11．【答案】（1）球陷入沙中的深度；A （2）质量 （3）动能 （4）小明；橡皮泥形变不能恢复，便于前后进行比较 【解析】解：（1）小球释放前的重力势能越大，小球的能量就越多，做功本领越强，则小球陷入沙中越深； 图中铁球A陷入沙中的深度最大，说明铁球A的重力势能最大；（2）比较A、C两球可知，两球所处的高度相同，A是铁球，C是塑料球，铁球A的质量大，A球陷入沙的深度大，因此得出的结论是：物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大；（3）球在空中下落时，高度降低、速度变大，重力势能主要转化为动能。（4）本实验是通过观察小球陷入沙中的深浅来判断影响小球的重力势能大小的因素，因重力势能的大小无法直接观察到，所以采用的是转换法，橡皮泥形变不能恢复，便于前后进行比较，而海绵会部分恢复原状不能保持最大形变，故更合适的是小明的方法； 故答案为：（1）球陷入沙中的深度；A；（2）质量；（3）动能；（4）小明；橡皮泥形变不能恢复，便于前后进行比较。 【分析】物体重力势能大小的影响因素，探究过程充分应用了控制变量法（重力势能的大小与物体的质量，物体被举起的高度有关，当高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；当质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大）和转换法（小球陷入沙坑的深度表示重力势能的大小），要求学生牢固掌握，正确应用. 12．【答案】（1）小球陷入花泥的深度 （2）当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大 （3）A、C （4）无关 （5）动 【解析】(1)本实验中，小球的重力势能大小是通过小球陷入花泥的深度来反映的。(2)比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入花泥更深，说明B球的重力势能较大。由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。(3)比较A、 C两球，两球的质量相同，下落路径也相同，C球的下落高度大于A球的下落高度，发现C球陷入花泥更深，说明C球的重力势能较大。由此可得出结论：当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大。(4)比较C、D两球，两球的质量相同，下落的高度也相同，两球的运动路径不同，但陷入花泥的深度相同。由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。(5)小球下落陷入花泥前，质量不变，高度减小，速度增大，将重力势能转化为动能。 【分析】（1）该实验采用了转换法，小球陷入的深度越深，重力势能越大； （2）（3）（4）影响重力势能的因素有高度和物体的质量，要探究每一个因素对重力势能的影响，需要用到控制变量法； （5）运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。 13．【答案】（1）球陷入沙的深度 （2）越大；越大 （3）A；C （4）无关 （5）动 【解析】 （1）本实验应用了转换法，球陷入沙的深度转换为铅球的重力势能的大小，所以本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙的深度来反映。 （2）因为乙球的质量是甲球质量的2倍，比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，质量越大，重力势能越大 （3）要物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大，所以只能比较A和C两球，发现C球陷入沙中深度更大才能得出该结论。 （4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 （5）铅球在陷入沙面之，重力势能减小，动能增加，所以铅球在陷入沙面之前，将重力势能转化为动能 【分析】 （1）实验采用了转换法 （2）重力势能的影响因素：物体的质量和下落高度，实验中采用控制变量法，注意控制相应变量进行分析物体的重力势能与质量和下落高度的关系 14．【答案】（1）A （2）木块移动距离 （3）错误 （4）甲；乙 （5）不能 【解析】1）小球的重力势能转化为动能，所以动能是指 钢球撞击木块时的动能 ，A正确，BC错误 综上选A 2）动能难以观察，所以使用转换法，将动能转换为 木块移动距离 来判断钢球具有动能的大小 综上 第1空、木块移动距离 3）乙丙质量和高度不同，所以变量不唯一，结论错误 综上 第1空、错误 4）比较动能和质量的关系，需要控制质量不同，其余因素相同，所以比较甲乙 综上第1空、甲；第2空、乙 5）水平面时光滑的，则小球和物块会一直运动，不能达到试验目的 综上 第1空、不能 【分析】1、物理学方法：转换法：在物理实验中，某些物理量（动能、电能）难以直接观察，需要转换成容易观察的指标进行测量，如本题中电阻的大小难以直接测量，所以将动能转换为 木块移动距离 来判断钢球具有动能的大小 2、机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比 15．【答案】距离s；见解析；甲、丙；速度；减小 【解析】（1）推动木块移动的距离越大，小钢球的动能越大，小钢球滚下，在水平面具有动能，能对木块做功，所以小钢球的动能是通过推动木块移动的距离s大小来反映。 （2）物体质量相同时，速度越大，动能越大。对比甲、乙两图可知，将质量为m的小钢球从同一斜面的不同高度静止滚下，推动木块移动的距离不同，高度越高，滚到水平面时的速度越大，推动木块移动的距离越大，小钢球具有的动能越大。 （3）由图甲、丙两组实验知，质量不同的小钢球由同一斜面的相同高度由静止滚下，速度相同，质量越大，推动木块移动的距离越大，小钢球的动能越大。所以可得：物体速度相同时，质量越大，动能越大。 （4）由以上实验知，物体的动能与质量及速度有关，质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。由图2中，交通标志牌是交通管理部门对不车型设定的最高速度，质量越大的车，限速越低。 （5）实验中，若增大水平面的粗糙程度，则压力一定时，所受的摩擦力变大，速度减小得快，木块移动的距离将减小。 【分析】(1)根据本实验是通过观察木块被撞击后移动的距离来判断小球动能的大小，采用了转换法； (2)(3)影响物体动能大小的因素有质量和速度，找出相同的量和变化的量，分析得出动能大小与变化量的关系； (4)根据影响动能大小的因素分析，对于质量较大的车，允许的最高速度比质量较小的车要低； (5)在速度一定时，受到的阻力越大，速度减小得越快，据此分析。 16．【答案】小球；速度；错误；没有控制小球的速度相同；见解析；2、3；超速 【解析】（1）实验探究的是小球动能，通过木块的移动距离来反映小球的动能； （2）斜面不同高度，两球到达水平面时速度不相等，木块移动的距离也不相等，因此得出：物体的动能大小与速度有关； （3）探究动能的大小与质量有关时，需控制小球的速度相； （4）木块被撞后滑出木板，动能过大，可适当降低小球释放高度或换一块更长的木板； （5）此时要探究的是质量对动能的影响，故应改变小球质量；从表中数据可知，质量相同时，当速度为原来速度的2倍时，木块被撞后运动的距离是原来的4倍；当速度相同，质量为原来的2倍时，木块被撞后运动的距离是原来的2倍，由此可判断速度对动能影响的更大。 【分析】（1）小球从斜面上滑下，具有一定的动能； （2）（3）影响物体动能大小的因素有质量和速度，找出相同的量和变化的量，分析得出动能大小与变化量的关系； （4）木块被撞滑出木板，说明小球的动能太大，可以减小小球的质量或速度，也可以增大木块质量； （5）a、研究超载危害，应控制速度相等，即小球下滑的高度相同而质量不同，分析表中实验数据，然后答题；b、应用控制变量法，分析表中实验数据，然后答题。 17．【答案】（1）速度 （2）A （3）B被撞的距离大小 （4）高度 （5）当物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大 （6）相同 【解析】探究物体动能的大小与什么因素有关时， (1)、由于小球A的质量不变，可以改变速度，探究的是物体动能的大小与物体速度的关系。 (2)、实验时，小球A下滑时，具有动能，探究的是物体A的动能。 (3)、实验时，小球A的动能越大，推动物体B运动越远，通过B被撞的距离大小来反映A的动能大小。 (4)、物体的速度是指物体A从斜面上滚下与物体B碰撞时的速度，通过高度的改变，可以改变速度。 (5)、根据实验，物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被撞得越远，可得结论：当物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 (6)、探究物体动能与质量的关系，需物体质量不同，速度相同，物体从斜面相同高度由静止滚下，并观察记录。 【分析】（1）物体的质量一定时，可以探究动能和速度的关系； （2）从斜面上下滑的物体具有速度，具有动能； （3）物体推动木块时速度大，动能大； （4）改变物体下滑的高度，物体到达水平面的速度不同； （5）质量一定时，速度越大，动能越大； （6）探究动能和质量的关系时，需要保持物体的速度相同，从斜面上下滑的高度相同。 18．【答案】速度；质量；B；质量相同时，速度越大动能越大；不能；超载 【解析】(1)十次车祸九次快的快说的是速度，则汽车的动能可能跟速度有关。安全驾驶莫超载中的超载说的是质量，则汽车的动能可能跟质量有关； (2)实验中通过木块被撞击的距离去比较小球撞击木块前具有的动能的大小，故ACD不符合题意，B符合题意； (3)图甲、丙中，小球的质量相同，下落高度不同则碰撞时，小球的速度不同，物块在水平面移动的距离不同，则说明：质量相同时，物体的动能与速度有关，且速度越大，动能越大； (4)本实验中是通过木块移动距离来反映小球动能大小的，水平面若绝对光滑，木块将在水平面上做匀速直线运动，因无法通过木块移动的距离去比较小球动能的大小，因此将不能达到实验探究目的； (5)图甲、乙中，小球下落的高度相同，则小球下滑到水平面时的速度相同，甲图中小球的质量大于乙图的，撞击后，甲图中物块移动的距离大于乙图的，则说明：速度一定时，物体的质量越大，物体的动能越大。则可以说明汽车超载时，危险性大。 【分析】(1)(2)(4)物体的动能跟物体的速度和质量有关在实验过程中，通过观察物体被小球撞击的距离来判断小球动能的大小； (3)(5)动能的大小与物体的质量和运动速度有关。 19．【答案】小球；即将碰撞木块时；速度；＞；大；不需要；匀速直线运动；不能 【解析】（1）本实验的探究对象是小球，通过改变小球的质量和速度，探究的是碰撞之前小球的动能，即实验中物体的速度指的是即将碰撞木块时的速度；实验甲和乙是质量相同的小球，释放高度不同，使得到达水平面的速度不同，故探究动能与速度的关系。 （2）甲、乙两次实验中木块受到的摩擦力大小相等，由于甲图中移动的距离大，克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1＞W2，从能量转化的角度也可以看出，动能越大，能够做功越多，故两次实验中甲实验中的小球的动能大； （3）在丙实验中，若木块运动时冲出了水平面，与甲图对比，速度相同，质量大的动能大，故不需要换用更长的水平面重做本次实验； （4）若平面绝对光滑，则本实验将不能达到实验目的，因为若平面绝对光滑，被碰撞后的木块将一直做匀速直线运动，小球碰撞前的动能大小就不能由木块移动的距离体现，不能完成实验。 【分析】(1)实验中通过小球推动木块的距离来反映小球动能的大小，用到转换法；根据控制变量法分析； (2)根据摩擦力一定，通过移动距离显示做功多少； (3)根据移动距离显示动能大小分析； (4)由牛顿第一定律内容分析回答。 20．【答案】（1）小球开始释放的高度 （2）木块在水平面上滑行的距离 （3）转换 （4）甲、乙 （5）物体的速度越大，质量越大，其动能越大 【解析】(1)小球从斜面滚下时，重力势能转化为动能。小球开始释放时的高度越高，重力势能越大，运动到水平面上的速度就越大，所以小球运动到水平面上的速度大小可以用小球开始释放的高度表示，利用了转换法。 (2)小球滚到平面上时推动木块做功，小球动能越大，推动木块做的功越多，木块在水平面上滑行的距离就越远，所以通过观察比较木块在水平面上滑行的距离就可以反映小球动能的大小，这种方法叫转换法。 (3)所以上面2个小问中用到的物理学研究问题的方法是转换法。 (4)为探究动能大小与物体运动速度的关系，需让质量相同的小球从斜面不同的高度开始释放，应选用甲、乙两个图来分析。 (5)由可知：动能大小与速度有关，质量相同时，速度越大，动能越大；动能大小与质量有关，速度相同时，质量越大，动能越大。 故答案为：(1)小球开始释放的高度；(2)木块在水平面上滑行的距离；(3)转换；(4)甲、乙；(5) 物体的速度越大，质量越大，其动能越大 。 【分析】(1)小球开始释放时的高度越高，重力势能越大，运动到水平面上的速度就越大，所以小球运动到水平面上的速度大小可以用小球开始释放的高度表示； (2)小球动能越大，推动木块做的功越多，木块在水平面上滑行的距离就越远； (4)(5)研究物体的动能跟速度的关系，应控制小球的质量相同、高度不同。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$