期末复习----动能和势能实验专题练习----2024-2025学年教科版物理八年级下学期

期末复习----动能和势能实验专题练习教科版 1．小明看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远。小明猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关。 (1)为验证其猜想是否正确，他设计了如图实验（弹簧被压缩后未超过其弹性限度）：如图所示，将同一个弹簧压缩 （选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较木块 ，从而比较弹簧弹性势能的大小； (2)若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的，理由是 ； (3)在此实验中你猜想：弹性势能的大小还与弹簧的 有关。 2．如图所示是探究“物体动能和那些因素有关”的实验装置图。 （1）若让同一钢球A从斜面不同高度处由静止开始滚下，高度h越高，木块B被撞得越远。这反映出物体的动能与物体的 有关； （2）若让不同质量的钢球从斜面的同一高度处由静止开始滚下，速度相同时，质量越 的钢球将木块B撞得越远。这反映出物体的动能与 有关； （3）若斜面光滑（不计摩擦），小球从斜面顶端由静止滚下时，其机械能 （变大、不变或变小），小球进入水平面时的动能是由 能转化来的。 3．在探究“物体的动能大小与哪些因素有关”时，如图所示。将甲乙两小球（m甲＜m乙）分别拉到与竖直方向成一定角度（θ1＜θ2）的位置，由静止释放，当小球与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，图中的摆长L都相等。 （1）如图（a）、（b）所示，观察到 可得出乙球具有的动能大；当同时释放甲、乙两球时，观察到它们的摆动始终相对静止，表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的 无关； （2）比较图（b）、（c）所示，可得出初步结论是： 。 4．如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1=h3>h2，mA=mB<mC。 (1)小钢球在滚下斜面的过程中，它的动能大小是通过 （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 两组实验可得出物体的动能与质量的关系； (4)综合上述可知，如图丁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 。 5．小闽通过如图所示的实验装置，研究“动能的大小与物体运动的速度的关系”： （1）实验1：将小球从斜面顶端自由滚下（图甲），观察到木块被撞出了一段距离； （2）实验2：将小球从斜面中间自由滚下（图乙），观察到木块被撞出的距离比实验1的距离 （选填“短”或“长”），由上述实验现象，我们可以得出结论； ； （3）若将小球从一光滑斜槽轨道的O点自由滚下（图丙），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和，则 （选填“>”“=”或“<”），当小球到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将 （选填字母）。 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 6．在探究动能大小与哪些因素有关的实验中： （1）如图甲所示，小红先探究动能大小与质量关系，应让小车从斜面的 （填“相同”、“不同”）高度静止下滑，目的是 ，通过比较 ，可以比较小车具有的动能； （2）小磊认为去掉木块，利用粗糙且足够长的木板，通过比较小车在木板上运动的距离也能比较小车动能的大小，即运动的距离越远说明物体的动能越大，于是小磊通过在小车上加砝码来改变质量，得到如图乙所示的实验情形，据此他得出在速度相同的条件下，物体的动能与质量 （“有关”或“无关”），该结论是 的；（“正确”或“错误”） （3）小刚在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改成如图丙所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块。该实验方案是否可行？答： ，理由是 。若按此方案操作，他会看到的现象是 。 7．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时的能量损失不计）。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）本实验是通过观察 来判断重力势能大小的，这种研究方法叫 法； （2）比较A、B两球，可得出重力势能与 有关； （3）比较 两球，可得出结论：当物体质量相同时， ； （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 （填“有关”或“无关”）； （5）由B、C两图不能探究重力势能的大小与高度的关系，理由是 。 8．近年来，渣土车因“多拉快跑”而引发的交通事故时有发生，引起了交通管理部门的高度重视．小彤设计了如图所示的实验来模拟汽车超速、超载带来的危害，通过电磁铁的控制，让质量分别为m1和m2（m1＜m2）的小钢球由静止滚下，撞击水平面上的纸盒并将纸盒推动一段距离（实验中的圆弧轨道、水平面和纸盒均不变）。 (1)分析甲、乙两图可知， （选填“甲”或“乙”）图中的小钢球在刚到达水平面时的速度更大。 (2)比较甲、乙两图可知，在 一定时，小钢球的 越大，动能越大。 (3)比较 两图可以模拟汽车超载带来的危害。 (4)假如你是一名汽车驾驶员，请你从物理学的角度谈谈在安全行车方面需要注意哪些事项 。 拓展设问 （实验装置改进） (5)“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中不用木块，在木块的位置上固定一个面积较大的挡板，在挡板前面贴上足够厚的长方体橡皮泥，如图所示，每次实验后都要换上另一块 （选填“相同”或“不同”）的橡皮泥，此实验中小球动能的大小是通过 来间接反映的。 期末复习----动能和势能实验专题练习教科版答案 1．(1) 不同 运动距离 (2) 不能 无法比较木块移动距离的远近 (3)材料 【详解】（1）[1][2]此题要改变弹簧的弹性形变大小，因此要将同一个弹簧压缩不同的长度；运用转换法，观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小。 （2）[1][2]若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的。 （3）弹性势能的大小与弹性形变和材料有关，在此实验中还可以猜想：弹性势能的大小还与弹簧的材料有关。 2． 速度 大 质量 不变 重力势 【详解】（1）[1]实验中通过木块B被撞击后移动的距离来反映物体动能的大小，同一钢球A从斜面不同高度处由静止开始滚下，高度h越高，钢球A的速度越快，木块B被撞得越远，说明钢球的动能越大。这反映出物体的动能与物体的速度有关。 （2）[2][3]要探究物体的动能与质量的关系，要控制物体的速度相同时，只改变质量；质量越大的钢球将木块B撞得越远，说明质量越大的钢球的动能较大，这反映出物体的动能与质量有关。 （3）[4][5]若斜面光滑（不计摩擦），小球从斜面顶端由静止滚下时，因为小球没有克服摩擦做功，机械能没有消耗，所以其机械能不变；小球从斜面顶端由静止滚下时，将重力势能转化为动能，所以小球进入水平面时的动能是由重力势能转化来的。 3． 木块被推动的距离 质量 当物体质量相等时，速度越大动能越大 【详解】（1）[1]实验利用了转换法，即利用木块被推动的距离来表示小球动能的大小，所以如图（a）、（b）所示，观察到b图中木块被推动的距离远，可得出乙球具有的动能大。 [2]当同时释放甲、乙两球时，观察到它们的摆动始终相对静止，由于摆长相等，角度相等，不同的是小球的质量，所以表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量无关。 （2）[3]比较图（b）、（c）所示，小球的质量相等，角度不同，即小球到达竖直位置时速度不同，且c图中木块移动的距离远，故可得出初步结论是：当物体质量相等时，速度越大动能越大。 4．(1)距离 (2)大 (3)甲、丙 (4)车速 【详解】（1）小钢球从斜面滚下的过程中，其动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的，移动的距离越大，说明小钢球的动能越大。 （2）由甲、乙两组实验可知，高度h越大，小钢球到水平面时的初速度越大，小木块向前移动的距离s越远，说明小钢球的动能越大，故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）根据控制变量法可知，若想分析物体的动能与质量的关系，应控制速度相同、质量不同，甲、丙两组实验中小钢球的质量不同，其高度相同，小球到水平面的初速度相同，故由甲、丙实验可得出物体的动能与质量的关系。 （4）速度相同时，质量越大物体的动能越大，故图中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车速。 5． 短 物体质量相同时，速度越大，动能越大 = A 【详解】（2）[1][2]观察到木块在实验2被撞出的距离比实验1的距离短 ，实验2中小球到达斜面底端的速度小于实验1小球到达斜面底端的速度，从实验结果可得：物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （3）[3]将小球从一光滑斜槽轨道(OAB)O点自由滚下 ( 图丙)，由于斜槽轨道是光滑的无摩擦力且不计空气阻力，实验过程不存在能的损耗，因此EA=EB。 [4]当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时，小球具有水平方向的速度，假设小球所受的外力全部消失，则小球将沿a轨迹做匀速直线运动 ，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6． 相同 控制小车刚到水平面时的速度相同 小车推动木块距离的远近 无关 错误 不可行 没有控制小球的速度相同 木块移动的距离相同 【详解】（1）[1][2]探究动能大小与质量的关系，他控制小车的速度不变，让小车从斜面的相同高度下滑，目的是控制小车刚到水平面时的速度相同。 [3]通过比较小车推动木块距离的远近，来比较小车具有的动能。 （2）[4]如图乙所示的实验情形，据此他得出在速度相同的条件下，两次小车在木板上滑行的距离相同，故得出物体具有的动能与质量大小无关。 [5]该结论是错误的，因为小车在水平木板上所受摩擦力大小不同，因此无法根据小车通过路程比较小车动能大小。 （3）[6][7][8]观察图丙的装置可知，若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同；在小球离开弹簧时，两个小球的速度和质量都不同，没有控制小球的速度相同，无法探究“动能大小与质量的关系”。 7． 小球陷入沙子中的深度 转换法 质量 A、C 高度越高，重力势能越大 无关 未控制质量相同 【详解】（1）[1][2]实验中，小球的重力势能无法直接观察测量，而小球的重力势能不同，陷入沙子的深度也不同，所以可通过观察小球陷入沙子的深度来判断重力势能的大小，这是转换法。 （2）[3]由题意知，A、B两球的质量不同，在空中所处的高度相同，而陷入沙子中的深度不同，可得出重力势能与质量有关。 （3）[4][5]当物体的质量相同时，可探究物体的重力势能与高度的关系。A、C两球的质量相同，C的高度比A的高，陷入沙坑中的深度深，这说明：当物体的质量相同时，高度越高，重力势能越大。 （4）[6]C、D两球的质量相同，在空中的高度相同，但运动的路径不同，陷入沙子中的深度相同，这说明：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 （5）[7]要探究重力势能的大小与高度的关系，应保持物体的高度相同，改变物体的质量，但B、C两小球的质量不同，所以不能探究重力势能的大小与高度的关系。 8．(1)乙 (2) 质量 速度 (3)乙、丙 (4)不超载行驶，不超速行驶 (5) 相同 橡皮泥的形变程度 【详解】（1）分析甲、乙两图可知，小钢球质量相同，乙图水平面上的纸盒移动的距离较大，说明乙图中小钢球的动能较大，则乙图中小钢球在刚到达水平面时的速度更大。 （2）[1][2]比较甲、乙两图可知，小钢球质量相同，h1＜h2，则乙图中小钢球刚到达水平面时的速度较大，乙图中纸盒移动的距离较大，故可得出结论：在质量一定时，小钢球的速度越大，动能越大。 （3）乙、丙两图中，小钢球在斜面的高度相同，则到达水平面的速度相同，丙图小钢球的质量较大，丙图中纸盒移动的距离较大，说明丙图小钢球的动能较大，则可以模拟汽车超载带来的危害。 （4）在安全行车方面需要注意的是不要超速和超载，无论是超速还是超载，都会使车的动能增大，遇到交通事故时，其破坏程度就很大。 （5）[1]“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，根据控制变量法，只改变要研究的因素，其他因素要相同，故每次实验后都要换上另一块相同的橡皮泥。 [2]实验中将小球动能的大小转换为橡皮泥的形变程度，通过观察橡皮泥的形变程度来间接反映小球动能的大小，运用了转换法。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$