专题09 研究物体的动能跟哪些因素有关（新教材）-【同步实验课】2024-2025学年八年级物理下册教材实验大盘点（人教版2024）

实验09 研究物体的动能跟哪些因素有关 实验：研究物体的动能跟哪些因素有关 【实验目的】 研究动能的大小跟哪些因素有关。 【实验器材】 斜面、滑道、滑块、质量不同的钢球，刻度尺等。 【进行实验与收集证据】 （1）让同一个钢球分别从不同的高度由静止开始滚下，运动的钢球碰上木块后，比较两次木块被钢球撞出距离的远近； 实验次数 钢球质量 钢球高度 木块被钢球撞出距离 1 m h S1 2 m H S2 （2）让质量不同的钢球从同一高度由静止开始滚下，运动的钢球碰上木块后，比较 两次木块被钢球撞出距离的远近； 实验次数 钢球质量 钢球高度 木块被钢球撞出距离 1 m H S2 2 M H S3 【注意事项】 （1）释放钢球时避免用力，应该让钢球自由滚下。 （2）斜面尽可能光滑，减小摩擦力的影响。 【实验结论】 质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 【典例1】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？ 【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 　速度　 有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 　质量　 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 　大　 。 【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：　质量一定时，物体的速度越大，动能越大　 。 【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 　超载　 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。 解：“十次车祸九次快”指的是汽车的动能与速度有关，“安全驾驶莫超载”指的是汽车的动能与质量有关； 物块被撞击得越远，说明物块在水平面做的功越多，那么金属球到达水平面时的动能就越大。 分析甲、丙两图可知，此时物体的质量相等，到达水平面的速度不同，甲图小球到达水平面的速度越大，物体被撞击得更远，说明质量一定时，物体的速度越大，动能越大。 分析甲、乙两图可知，此时物体的质量不相等，初始速度相同，甲图小球的质量越大，物体被撞击得更远，可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。 答案： 【猜想假设】速度；质量； 【进行实验】大； 【分析论证】质量一定时，物体的速度越大，动能越大；超载。 【典例2】实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。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）本实验使钢球获得动能的操作方法是　将钢球从某一高度由静止释放　 ，钢球动能的大小是通过观察　木块运动的距离　 来判断的。 实验次数 钢球质量/g 钢球下摆高度/cm 木块滑行距离/cm 1 20 20 20 2 40 20 58 3 60 20 （2）从表中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达竖直位置的　速度　 相同，从而探究动能与　质量　 的关系。 （3）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，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。你认为应当采用　甲　 同学的建议。 （4）由上述实验数据和现象可得出结论：　在速度一定时，质量越大动能越大　 。 解：（1）让钢球从某一高度由静止释放，使钢球获得动能；钢球动能的大小是通过钢球对木块做功的多少来体现出来的，木块运动的距离越长，就表示钢球的动能越大； （2）使质量不同的钢球从相同的高度摆下，可使钢球到达竖直位置时速度相同，从而探究动能与质量的关系；（3）三次实验的目的是探究动能的大小与质量的关系，所以第3次实验应保证钢球的质量、木块的质量、钢球下摆的高度都不变，现做实验时木块被撞后滑出木板，所以应换用同样较长的木板，应采用甲的建议； （4）由表中的数据知：速度一定时，质量越大动能越大。 答案：（1）将钢球从某一高度由静止释放；木块运动的距离；（2）速度；质量；（3）甲；（4）在速度一定时，质量越大动能越大。 【训练1】在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图a、b、c所示，让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。 （1）小球动能是由　重力势能　 （填某种能量）转化来的。 （2）实验中通过　木块滑动的距离　 反映小球动能的大小。 （3）比较　a、c　 两图进行的实验，可以探究小球的动能与速度的关系。 （4）比较a、b两图进行的实验，可以得到小球的动能随质量增大而　增大　 。 解：（1）实验中，小球从高处滑下，重力势能转化为动能； （2）实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小。 （3）探究小球的动能与速度的关系，应控制质量相同，速度不同，应使质量相同的小球从不同的高度滚下，故选a、c两图； （4）比较a、b两图进行的实验，质量不同的小球从相同高度滚下，质量大的小球推动木块运动的距离远，故结论为：小球的动能随质量增大而增大。 答案：（1）重力势能；（2）木块滑动的距离；（3）a、c； （4）增大。 【训练2】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m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H＞h）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）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是 　转换法　 （选填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本实验将 　不能　 （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 　速度　 有关。 （3）小丽根据图1甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？　正确　 （选填“正确”或“错误”），理由是：　丙图中质量大的球到达水平面时的速度小，木块移动的距离反而大，即球的动能大，说明动能大小还和质量有关　 。 （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（h2＞h1）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 　错误的　 （选填“正确的”或“错误的”）。 解： （1）实验中通过观察木块B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； 若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。 （2）甲、乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，到达水平面时的速度不同，对木块做功多少不同，故可以得出结论：物体的动能大小与速度有关。 （3）虽然甲、丙两图中没有控制小球到达水平面时的速度相同（没有控制小球下落的高度相同），但丙图中质量大的球到达水平面时的速度小，木块移动的距离反而大（S3＞S1），即球的动能大，说明动能大小还和质量有关，故小丽的看法是正确的。 （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，故错误的。 答案： （1）转换法；不能；（2）速度；（3）正确；丙图中质量大的球到达水平面时的速度小，木块移动的距离反而大，即球的动能大，说明动能大小还和质量有关；（4）错误的。 5．（2023•广西中考）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，将静止在水平面上的木块撞出一段距离，如图所示。 （1）在钢球从斜槽滚下的过程中，钢球的重力势能转化为 　动能　 。 （2）实验表明，钢球质量越大，将木块撞得越远，对木块做功越 　多　 。钢球的动能就越 　大　 。 （3）在水平面上，被撞出的木块由于受到 　摩擦　 力的作用而停下。假如水平面光滑且足够长，它将做 　匀速　 直线运动。 解：（1）钢球从斜槽中滚下的过程中，高度降低、速度增大，所以重力势能转化成动能； （2）钢球质量越大，木块被撞得越远，表明钢球对木块做的功越多，钢球的动能就越大； （3）木块最终会停下来是因为受到阻力的作用； 如果水平面是绝对光滑且足够长的，没有阻力作用，木块被撞击后将做匀速直线运动。 答案：（1）动能；（2）多；大；（3）摩擦；匀速。 6．（2024•兰州模拟）如图所示，甲是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。乙是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动。请回答下列问题： （1）甲实验的目的是探究钢球动能的大小与速度的关系；实验时，它是通过观察　木块B被推动的距离　 ，从而判断钢球动能的大小。 （2）进行乙实验时，每一次都让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，其目的是使小车在水平面运动的起始　速度　 相同；通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动距离的大小来判断小车在不同的水平面受到　阻力　 的大小。从而可以推理：如果运动的物体不受力，它将　做匀速直线运动　 。 解：（1）实验时，通过观察木块B被推动的距离来判断钢球动能的大小； （2）进行乙实验时，每一次都让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，其目的是使小车在水平面运动的起始速度相同； 通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动距离的大小来判断小车在不同的水平面受到阻力的大小； 物体受到的阻力越小，物体运动的越远，推理如果运动的物体不受力，它将做匀速直线运动。 答案：（1）木块B被推动的距离；（2）速度；阻力；做匀速直线运动。 7．（2024•宿迁期末）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）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　 。 （2）实验中通过比较木块B被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于 　转换法　 （选填“控制变量法”或“转换法”）。 （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 　错误　 （选填“正确”或“错误”），理由是 　没有控制小球质量相同　 。 （4）通过比较步骤 　甲　 和 　乙　 可以判断动能大小与物体质量的关系。 解：（1）让不同质量的两个小球从同一高度由静止滚下，使小球到达水平面时的速度是相同的； （2）木块B被小球撞击后移动的距离s越大，说明小球对木块做的功越多，也反映了小球具有的动能越大；木块的距离长短反映了物体动能的大小，这种方法叫作转换法； （3）由图知实验步骤乙和实验步骤丙的质量和下落的高度都不同，不可以判断动能大小与速度的关系； （4）要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，步骤甲、乙符合题意。 答案：（1）速度；（2）转换法；（3）错误；没有控制小球质量相同；（4）甲；乙。 8．（2024•武汉模拟）小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。 （1）实验中探究的动能是指 　A　 。 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）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA＞mB，高度hA＞hB，距离sA＞sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 　错误　 （选填“正确”或“错误”），理由是 　没有控制钢球的速度相同　 。 （3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与 　速度　 的关系。 解：（1）根据题意可知，实验中需要改变小球的质量或小球撞击木块时的速度，所以是探究小球的动能，即小球撞击木块时的动能的大小，故选A； （2）根据甲、乙两图可知，乙图中小球的质量大于甲图中小球的质量，甲图的高度大于乙图的高度，不符合控制变量法的操作要求，所以无法得到物体的动能大小与质量有关，想要探究物体的动能大小与质量有关，需要控制小球到达水平面时的速度相同； （3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，小球的质量相同，速度不同，这是为了探究物体动能与速度的关系。 答案：（1）A；（2）错误；没有控制钢球的速度相同；（3）速度。 9．（2024•镇江模拟）“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图所示：将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至木板上后与木块碰撞。通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法，得到了图2虚线框内的四个实验场景。 （1）为探究小车动能与质量的关系，应选用场景①和 　③　 （选填“②”、“③”或“④”）进行实验；选用场景③和④进行实验时，可探究小车动能与 　速度　 的关系。 （2）在实验中，小车动能越大，发生碰撞时对木块所做的功就越 　多　 ，木块被碰撞后在木板上 　滑行的距离越长　 。 （3）若将场景①和②中的木块均移走，利用这两个场景可探究 　阻力（或摩擦力）　 对物体运动的影响。为提高实验结论的准确性，还需再增加一次实验，为此，在场景①的基础上，你所作的调整是：　在木板上铺设玻璃板（或毛巾）　 。 解： （1）由图知，场景①和场景②中小车的质量相同，场景①②③中小车最初所处的高度相同，且场景③④中小车的总质量更大，而场景④中小车最初所处的高度最小； 为探究小车动能与质量的关系，应控制小车到达水平面时的初速度相同（即释放时的高度相同），而小车的质量不同，所以应让两质量不同的小车分别从同一斜面同高度由静止滑下，则由图中信息可知应选场景①和③。 选用场景③和④进行实验时，控制了两小车的质量相同，而由静止释放时的高度不同，则小车到达水平面时的初速度大小不同，所以可探究小车的动能与速度的关系。 （2）在实验中，小车动能越大，发生碰撞时对木块所做的功就越多，木块被碰撞后在木板上滑行的距离越长。 （3）若将场景①和②中的木块均移走，完全相同的两小车到达水平面时初速度相同，水平面的粗糙程度不同，小车的滑行距离不同，据此场景可以探究摩擦力对物体运动的影响。 为提高实验结论的准确性，应改变水平面的粗糙程度进行重复实验，得到普遍性规律，还需再增加一次实验；为此，在场景①的基础上，所作的调整是：在木板上铺设玻璃板（或毛巾）。 答案：（1）③；速度；（2）多；滑行的距离越长；（3）阻力（摩擦力）；在木板上铺设玻璃板（或毛巾）。 10．（2024•娄底期末）如图甲是探究“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 　B　 （填序号） A．小球在斜面上的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块被小球撞击的动能 （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 　速度　 的关系。 （3）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图乙所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球 　静止　 （选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。 表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 小车运动距离 最近 较远 最远 （4）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功 　相等　 （选填“相等”或“不相等”） 解： （1）据题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小；故选B； （2）实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关； 使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，则小球到达水平面时的速度不同，所以，这是为了研究动能大小与物体速度的关系； （3）让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若任一时刻两球的速度大小相等，即以任何一个小球为参照物，另一个小球都是静止的，所以若C球相对于A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。 （5）让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相等。 答案：（1）B；（2）速度；（3）静止；（4）相等。 11．（2024•无锡期中）小明为了“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”时，将质量相同的小球从不同高度h1、h2处由静止释放，撞击水平面上的木块，h1≤h2。 （1）比较甲、乙两次实验，可初步得到的结论是 　质量相同的物体，速度越大，动能越大　 ； （2）若在乙图实验过程中，在木板上铺毛巾，则无法通过比较木块在水平面滑动的距离s1和s2的大小来比较动能，请简述其原因 　没有控制接触面的粗糙程度相同　 。 （3）甲、乙两个实验中，克服水平面摩擦力f所做的功分别为W1、W2，则W1　小于　 W2。 解：（1）由甲、乙两次实验可知，小球的质量相同，下滑的高度不同，到达水平面时的速度不同，下滑的高度越高，到达水平面时的速度越大，推动木块移动的距离越远，故可探究出的结论是：质量相同的物体，速度越大，动能越大； （2）在乙图实验中的水平木板上铺毛巾，给乙图水平木板铺上毛巾，不能与甲控制相同的接触面，故此方案不可行； （3）两次实验中木块被推动时，木块对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以滑动摩擦力大小不变，即f1等于f2； 木块被推动的距离s2＞s1，由W＝fs可知，克服摩擦力做的功W1小于W2。 答案：（1）质量相同的物体，速度越大，动能越大；（2）没有控制接触面的粗糙程度相同；（3）小于。 12．（2024•绵阳期末）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和M（M的质量大于m），分别不从同的高度h和H（H＞h）静止开始放下，观察木块B被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。 （1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是 　转换法　 （选填“控制变量法”或“转换法”）；若水平面绝对光滑，本实验将 　不能　 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。 （2）由甲、乙图可得实验结论：物体的动能大小与 　速度　 有关。 （3）小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？　正确　 （选填“正确”或“错误”），理由是：　丙图中质量大的球到达水平面时的速度小，木块移动的距离反而大，即球的动能大，说明动能大小还和质量有关　 。 解： （1）实验中通过观察木块B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； 若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的； （2）由甲、乙图可知，小球的质量相同，小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，到达斜面底部时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，说明小球的动能不同，所以得出的实验结论为：物体的动能大小与速度有关； （3）虽然甲、丙两图中没有控制小球到达水平面时的速度相同（没有控制小球下落的高度相同），但丙图中质量大的球到达水平面时的速度小，木块移动的距离反而大（s3＞s1），即球的动能大，说明动能大小还和质量有关，故小明的看法是正确的。 答案：（1）转换法；不能；（2）速度；（3）正确；丙图中质量大的球到达水平面时的速度小，木块移动的距离反而大，即球的动能大，说明动能大小还和质量有关。 13．（2024•南宁模拟）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向前移动一段距离s后停下。先后完成甲、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 　距离s　 （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，物体质量相同时，速度越大，动能越 　大　 ； （3）分析比较 　甲、丙　 两组实验可得，物体速度相同时，质量越大，动能越大； （4）综合上述可知，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 　速度　 ； （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 　减小　 （选填“增大”、“不变”或“减小”） 解：（1）小钢球从斜面滚下过程中，其动能大小是通过小木块移动距离s的大小来反映的。 （2）分析比较甲和乙两组实验可知，小球的质量相同，而小球在斜面上释放时的高度不同，甲图中小球释放时的高度大，到达水平面时的速度大，推动木块滑行的距离远，故可得出结论：物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （3）研究物体的动能与质量的关系，要控制速度大小相同（即小球在斜面上释放时的高度相同），而小球的质量不同，故分析比较甲、丙两组实验可得出物体的动能与质量的关系； （4）图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高速度，质量越大的车，限速越低； （5）在实验中，若增大水平面的粗糙程度，木块受到的阻力增大，则木块移动的距离将减小。 答案：（1）距离s；（2）大；（3）甲、丙；（4）速度；（5）减小。 14．（2024•泉州期末）如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。其中，小球的质量关系是mA＝mB＜mC，小球在斜面上的高度关系是hA＝hC＞hB。 （1）甲、乙两实验是为了研究动能大小与 　速度　 的关系； （2）比较乙、丙两图实验现象可知撞击木块前 　C　 （选填“B”或“C”）球的动能较大。 （3）完成实验后，同学们还联想到探究牛顿第一定律时也用到了斜面，让小车从斜面顶端静止滑下，观察比较小车在不同表面滑行的距离，实验中发现：小车在毛巾表面上滑行的距离最长。说明小车受到的阻力越小，速度减小得越 　慢　 （选填“快”或“慢”），进一步推理得出：如果小车在水平面运动时受到的阻力为零，它将做 　匀速直线　 运动，小车在三个表面克服摩擦力做功 　相等　 （选填“相等”或“不等”）。 解：（1）根据甲、乙两图可知，小球的质量是相同的，但滚下的高度不同，撞击木块时的速度是不同的，所以探究的是动能与速度的关系； （2）比较乙、丙两图实验现象可知，丙中的木块被推动的距离远，则丙中的小球C对木块做功多，丙中的小球C的动能大； （3）表面越光滑，阻力就越小，小车运动的距离就越远，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；假如小车受到的阻力为零，即小车不受力，小车的运动状态将不会改变，做匀速直线运动； 让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相同。 答案：（1）速度；（2）C；（3）慢；匀速直线；相等。 15．（2024•无锡期中）如图甲，小华用小球和木块来“探究动能大小与哪些因素有关”。 （1）实验中是通过 　木块被撞击后移动的距离　 比较来比较动能大小；本实验研究的动能是指 　C　 （填序号）。 A.小球在斜面上时的动能 B.小球撞击木块后木块的动能 C.小球撞击木块时的动能 （2）完成图甲、乙所示的操作是为了探究动能大小与 　速度　 的关系。 （3）甲实验中，若先让质量为m的小球从斜面h高处由静止下滑，测出木块被撞击的距离为s1，接着他立即让同一小球仍从斜面h高处由静止下滑，测出木块被撞击的距离为s2，则s1　＞　 s2（选填“大于”“小于”或“等于”）。 （4）得出正确的实验结论后，小华又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，如图丙所示，观察到木块被撞击后移动的情况是 　B　 。（本小题铁球滚动时所受摩擦力忽略不计） A.质量大的铁球将木块推动的距离较远 B.质量不同的铁球将木块推动的距离相同 C.质量小的铁球将木块推动的距离较远 （5）在探究动能的大小与质量的关系时，小华又提出新的实验方案：在图甲实验器材的基础上，取走木块，让质量不等的小球从斜面同一高度由静止开始下滑，最终小球静止在水平长木板（设木板足够长），测出小球在木板上通过的距离，然后分析数据即可得出结论。你认为这种方案是否可行？　不可行　 （可行/不可行）。 解：（1）由图可知，小球从斜面滚下，将木块推得越远，动能就越大，通过木块在水平面上被撞击的距离来反映动能的大小； 实验中，研究的动能是指在水平面上，撞击木块时小球的动能，故选：C； （2）由图甲、乙可知，相同的小球从不同高度滚下，速度不相同，速度大的将木块推得较远，动能较大，此实验为了研究动能大小与速度的关系； （3）第一次实验时，小球刚滚下斜面就撞击到木块，第二次实验时，小球在水平面上滚动了一段距离后才撞击到木块，小球在运动的过程中要克服摩擦力做功，机械能转化为内能，所以小球在第二次撞击木块时的机械能比第一次小，故木块移动的距离s1大于s2； （4）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，由于弹簧的压缩程度相同，则具有的弹性势能相同，转换成的动能相同，所以推动木块移动的距离也相同，故选：B； （5）改变后的装置是通过观察小球滑行到静止的距离大小来判断出小球的动能的大小，把小球的动能转化为克服摩擦力做功，摩擦力相同时，距离越远，动能越大，在探究动能的大小与质量的关系时，控制速度相同，质量不同，但质量不同的小球在相同的表面上，阻力不同，所以实验不可行。 答案：（1）木块被撞击后移动的距离；C；（2）速度；（3）＞；（4）B；（5）不可行。 16．（2024•深圳二模）物理课上，军军同学在“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m1和m2（m1＜m2），分别从不同的高度h1和h2（h1＞h2）静止开始滚下，观察木块A被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。 （1）原理：通过运动的小球碰上木块A后，能将A撞出一段距离s。在同样的水平面上，A被撞得越远，小球对A做的功就越多，小球的动能就越大，通过A被撞后运动的距离远近来反映小球动能大小的方法在物理学中属于 　转换法　 （选填“控制变量法”或“转换法”）。 （2）选乙、丙两次实验可得实验结论：物体的动能大小与 　质量　 有关。 （3）在图甲中，小球撞击木块后仍然和木块一起继续向前运动是因为 　惯性　 。如果水平面绝对光滑，小球撞击到木块A后将和木块一起 　匀速直线运动　 （选填“静止”、“匀速直线运动”或“变速直线运动”）。 （4）实验课上，小龙同学自己设计了如图丁所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将质量相同的小球从不同高度（h2＞h1）由静止开始释放，通过观察木块A分别在如图丁所示的木板表面和毛巾表面上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是错误的，因为 　实验中没有控制水平面的粗糙程度相同　 。 解：（1）该实验中小球动能的大小是通过物体A移动的距离体现的，A被撞的越远，说明小球的动能越大，被撞的越近，说明小球的动能越小，这里采用了转换法的思想； （2）实验中小球从不同的高度由静止滚下，高度越高，小球到达水平面时的速度越大，因此让小球从同一斜面同一高度由静止开始滚下是为了使小球到达水平面的初速度相同； 比较乙、丙两次实验，小球质量不同，下滑的高度相同，到达水平面时的速度相同，小球质量越大，推动木块移动距离越远，故可得结论：物体的动能大小与质量有关；（3）实验中，小球从斜面上运动到斜面底端，由于小球具有惯性，所以小球滚到斜面底端后会继续向前运动； 力是改变物体运动状态的原因，木块最终会停下来，由运动变为静止，是因为木块受到阻力的作用； 实验中通过比较木块A被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小的，若水平面绝对光滑，小球和木块A将做匀速直线运动； （4）图丁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，故错误的。 答案：（1）转换法；（2）质量；（3）惯性；匀速直线运动；（4）实验中没有控制水平面的粗糙程度相同。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 实验09 研究物体的动能跟哪些因素有关 实验：研究物体的动能跟哪些因素有关 【实验目的】 研究动能的大小跟哪些因素有关。 【实验器材】 斜面、滑道、滑块、质量不同的钢球，刻度尺等。 【进行实验与收集证据】 （1）让同一个钢球分别从不同的高度由静止开始滚下，运动的钢球碰上木块后，比较两次木块被钢球撞出距离的远近； 实验次数 钢球质量 钢球高度 木块被钢球撞出距离 1 m h S1 2 m H S2 （2）让质量不同的钢球从同一高度由静止开始滚下，运动的钢球碰上木块后，比较 两次木块被钢球撞出距离的远近； 实验次数 钢球质量 钢球高度 木块被钢球撞出距离 1 m H S2 2 M H S3 【注意事项】 （1）释放钢球时避免用力，应该让钢球自由滚下。 （2）斜面尽可能光滑，减小摩擦力的影响。 【实验结论】 质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 【典例1】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？ 【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。 【典例2】实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。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）本实验使钢球获得动能的操作方法是　 ，钢球动能的大小是通过观察　 　 来判断的。 实验次数 钢球质量/g 钢球下摆高度/cm 木块滑行距离/cm 1 20 20 20 2 40 20 58 3 60 20 （2）从表中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达竖直位置的　 　 相同，从而探究动能与　 　 的关系。 （3）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，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。你认为应当采用　 　 同学的建议。 （4）由上述实验数据和现象可得出结论：　 　 。 【训练1】在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图a、b、c所示，让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。 （1）小球动能是由　 　 （填某种能量）转化来的。 （2）实验中通过　 　 反映小球动能的大小。 （3）比较　 　 两图进行的实验，可以探究小球的动能与速度的关系。 （4）比较a、b两图进行的实验，可以得到小球的动能随质量增大而　 　 。 【训练2】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m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H＞h）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）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是 　 　 （选填“控制变量法”或“转换法”）。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）小丽根据图1甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？　 　 （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（h2＞h1）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“正确的”或“错误的”）。 5．（2023•广西中考）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，将静止在水平面上的木块撞出一段距离，如图所示。 （1）在钢球从斜槽滚下的过程中，钢球的重力势能转化为 　 　 。 （2）实验表明，钢球质量越大，将木块撞得越远，对木块做功越 　 　 。钢球的动能就越 　 　 。 （3）在水平面上，被撞出的木块由于受到 　 　 力的作用而停下。假如水平面光滑且足够长，它将做 　 　 直线运动。 6．（2024•兰州模拟）如图所示，甲是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。乙是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动。请回答下列问题： （1）甲实验的目的是探究钢球动能的大小与速度的关系；实验时，它是通过观察　 　 ，从而判断钢球动能的大小。 （2）进行乙实验时，每一次都让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，其目的是使小车在水平面运动的起始　 　 相同；通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动距离的大小来判断小车在不同的水平面受到　 　 的大小。从而可以推理：如果运动的物体不受力，它将　 　 。 7．（2024•宿迁期末）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）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B被小球撞击后移动的距离s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）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”），理由是 　 　 。 （4）通过比较步骤 　 　 和 　 　 可以判断动能大小与物体质量的关系。 8．（2024•武汉模拟）小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。 （1）实验中探究的动能是指 　 　 。 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）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA＞mB，高度hA＞hB，距离sA＞sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 　 　 （选填“正确”或“错误”），理由是 　 　 。 （3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与 　 　 的关系。 9．（2024•镇江模拟）“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图所示：将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至木板上后与木块碰撞。通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法，得到了图2虚线框内的四个实验场景。 （1）为探究小车动能与质量的关系，应选用场景①和 　 　 （选填“②”、“③”或“④”）进行实验；选用场景③和④进行实验时，可探究小车动能与 　 　 的关系。 （2）在实验中，小车动能越大，发生碰撞时对木块所做的功就越 　 　 ，木块被碰撞后在木板上 　 　 。 （3）若将场景①和②中的木块均移走，利用这两个场景可探究 　 　 对物体运动的影响。为提高实验结论的准确性，还需再增加一次实验，为此，在场景①的基础上，你所作的调整是：　 　 。 10．（2024•娄底期末）如图甲是探究“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．木块被小球撞击的动能 （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）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图乙所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球 　 　 （选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。 表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 小车运动距离 最近 较远 最远 （4）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功 　 　 （选填“相等”或“不相等”）。 11．（2024•无锡期中）小明为了“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”时，将质量相同的小球从不同高度h1、h2处由静止释放，撞击水平面上的木块，h1≤h2。 （1）比较甲、乙两次实验，可初步得到的结论是 　 　 ； （2）若在乙图实验过程中，在木板上铺毛巾，则无法通过比较木块在水平面滑动的距离s1和s2的大小来比较动能，请简述其原因 　 　 。 （3）甲、乙两个实验中，克服水平面摩擦力f所做的功分别为W1、W2，则W1　 　 W2。 12．（2024•绵阳期末）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和M（M的质量大于m），分别不从同的高度h和H（H＞h）静止开始放下，观察木块B被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。 （1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是 　 　 （选填“控制变量法”或“转换法”）；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）由甲、乙图可得实验结论：物体的动能大小与 　 　 有关。 （3）小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？　 　 （选填“正确”或“错误”），理由是：　 　 。 13．（2024•南宁模拟）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向前移动一段距离s后停下。先后完成甲、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，物体质量相同时，速度越大，动能越 　 　 ； （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）综合上述可知，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”） 14．（2024•泉州期末）如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。其中，小球的质量关系是mA＝mB＜mC，小球在斜面上的高度关系是hA＝hC＞hB。 （1）甲、乙两实验是为了研究动能大小与 　 　 的关系； （2）比较乙、丙两图实验现象可知撞击木块前 　 　 （选填“B”或“C”）球的动能较大。 （3）完成实验后，同学们还联想到探究牛顿第一定律时也用到了斜面，让小车从斜面顶端静止滑下，观察比较小车在不同表面滑行的距离，实验中发现：小车在毛巾表面上滑行的距离最长。说明小车受到的阻力越小，速度减小得越 　 　 （选填“快”或“慢”），进一步推理得出：如果小车在水平面运动时受到的阻力为零，它将做 　 　 运动，小车在三个表面克服摩擦力做功 　 　 （选填“相等”或“不等”）。 15．（2024•无锡期中）如图甲，小华用小球和木块来“探究动能大小与哪些因素有关”。 （1）实验中是通过 　 　 比较来比较动能大小；本实验研究的动能是指 　 　 （填序号）。 A.小球在斜面上时的动能 B.小球撞击木块后木块的动能 C.小球撞击木块时的动能 （2）完成图甲、乙所示的操作是为了探究动能大小与 　 　 的关系。 （3）甲实验中，若先让质量为m的小球从斜面h高处由静止下滑，测出木块被撞击的距离为s1，接着他立即让同一小球仍从斜面h高处由静止下滑，测出木块被撞击的距离为s2，则s1　 　 s2（选填“大于”“小于”或“等于”）。 （4）得出正确的实验结论后，小华又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，如图丙所示，观察到木块被撞击后移动的情况是 　 　 。（本小题铁球滚动时所受摩擦力忽略不计） A.质量大的铁球将木块推动的距离较远 B.质量不同的铁球将木块推动的距离相同 C.质量小的铁球将木块推动的距离较远 （5）在探究动能的大小与质量的关系时，小华又提出新的实验方案：在图甲实验器材的基础上，取走木块，让质量不等的小球从斜面同一高度由静止开始下滑，最终小球静止在水平长木板（设木板足够长），测出小球在木板上通过的距离，然后分析数据即可得出结论。你认为这种方案是否可行？　 　 （可行/不可行）。 16．（2024•深圳二模）物理课上，军军同学在“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m1和m2（m1＜m2），分别从不同的高度h1和h2（h1＞h2）静止开始滚下，观察木块A被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。 （1）原理：通过运动的小球碰上木块A后，能将A撞出一段距离s。在同样的水平面上，A被撞得越远，小球对A做的功就越多，小球的动能就越大，通过A被撞后运动的距离远近来反映小球动能大小的方法在物理学中属于 　 　 （选填“控制变量法”或“转换法”）。 （2）选乙、丙两次实验可得实验结论：物体的动能大小与 　 　 有关。 （3）在图甲中，小球撞击木块后仍然和木块一起继续向前运动是因为 　 　 。如果水平面绝对光滑，小球撞击到木块A后将和木块一起 　 　 （选填“静止”、“匀速直线运动”或“变速直线运动”）。 （4）实验课上，小龙同学自己设计了如图丁所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将质量相同的小球从不同高度（h2＞h1）由静止开始释放，通过观察木块A分别在如图丁所示的木板表面和毛巾表面上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是错误的，因为 　 　 。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$