【暑假冲A卷】专题复习09：功与机械能实验探究-2024-2025学年物理八年级全一册沪科版（2024）

【暑假冲A卷】专题复习09：功与机械能实验探究-2024-2025学年物理八年级全一册沪科版（2024） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、实验题 1．如图a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的同一个斜面上由静止开始滚下，推动同一个小木块向前移动一段距离s后停下，完成甲、乙、丙三次实验，其中，。 (1)小钢球在滚下斜面的过程中， 能转化为动能，其动能大小是通过 （选填“高度h”或“距离s”）的大小来反映的。 (2)小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有 ；小木块最终会停下来是因为受到 的作用。 (3)分析比较甲、乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越 。 (4)分析比较 两组实验可得出物体的动能与质量的关系。 (5)如图b所示的是交通管理部门在道路上设置的交通标志牌，这是交通管理部门对不同车型设定的通过该路段的限制值，其目的是控制车辆行驶时的 不能超过该限制值。 2．如图所示，为探究物体的动能跟哪些因素有关，利用斜槽、钢球、木块等器材在同一水平面上进行探究活动。钢球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动，碰上木块后，能将木块撞出一段距离s。 (1)实验中探究的“物体的动能”是指（　　）（填字母）。 A．钢球在斜面上的动能 B．钢球撞击木块时的动能 C．木块被撞击后的动能 (2)利用图中的器材可以探究物体的动能大小与物体速度的关系，可得出的结论是： 一定时，物体的速度越大，动能 。 (3)若水平面是光滑的，则 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。 (4)实验过程中，发现木块移动的距离较短，不易进行观察和比较。若要继续完成此实验，则下列措施中可行的是（　　）（填字母）。 A．换质量更大的木块 B．换质量更小的钢球 C．增大斜槽高度 (5)钢球从斜槽往下运动的过程中，速度越来越快，此时钢球的重力势能 ，动能 。（均选填“增大”或“减小”） 3．砂纸的目数代表砂纸的粗细程度，目数越小，砂纸越粗糙。探究小组选用60目、280目、800目的砂纸，利用斜面、小车组成如图甲所示装置进行实验。 (1)探究“阻力对运动的影响” ①将3张砂纸先后铺在水平面上，让小车从斜面的同一高度由静止滑下，小车在水平面上运动，分别停在A、B、C处，停在C处时，使用的砂纸是 目。 ②实验中，小车在水平面运动时，受到 （填“平衡力”或“非平衡力”）的作用，根据实验现象，进一步推理可知：如果运动的小车不受阻力，它将 。 (2)同学们去掉砂纸，在水平面上放置一个木块，又进行了如图乙所示实验。 ①图乙是为了探究动能与 的关系，通过 （选填“小车从斜面滑下高度”或“木块运动距离”）的大小可以反映小车的动能大小； ②小车从斜面滑下时， 能转化为动能，静止的小车从斜面越 （选填“高”或“低”）处滑下，到达斜面底部时的速度越快。 4．利用带有合页的长木板、带圆形凹槽的木块、小球、弹簧测力计等器材探究物体的动能跟运动速度的关系，如下图所示。 (1)进行实验时，为改变小球到达水平面时的速度，应使小球从同一斜面上的 高度由静止滚下。 (2)小球在同一斜面上的位置越高，滚下时木块被撞得越远。实验表明：质量相同的小球，运动的速度越大，动能 。 (3)请根据上述结论，对驾驶员提出一条关于交通安全方面的建议： 。 5．小明平时很喜欢打篮球，有一天他看到一种可以在家玩，不会打扰到楼下居民的静音篮球，小明怀着好奇心买了一个。发现这种静音篮球是由海绵制成的，小明想要探究静音篮球和普通篮球的弹性（反弹性能）是否一样，设计如下实验方案：（忽略空气阻力的影响） 方案一：其他条件都相同，用大小相等的力向下拍不同的篮球，观察比较它们反弹后的高度； 方案二：其他条件都相同，让不同的篮球从同一高度由静止自由下落，观察比较它们反弹后的高度如图甲所示。 (1)你认为方案 （选填“一”或“二”）更好； (2)根据实验方案一或方案二，该实验用到的探究方法是 ； (3)小明突发奇想，将静音篮球竖直放在普通篮球上，从相同高度释放（如图乙所示），二者一起下落，撞击地面后，静音篮球的反弹高度竟然远远超过释放高度！而下方的普通篮球反弹高度却低于实验甲的反弹高度，猜想原因是 ，撞击地面之后静音篮球的机械能 （选填“减小”“不变”或“增大”），这没有违背能量守恒定律。 6．汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。小明由此想要探究动能大小与质量、速度的关系。实验过程如图，其中。 (1)三次实验应让小球由静止开始滚下。动能的大小是通过 来反映的； (2)善于动脑的小明又设计了如图丁所示的方案：用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，小球撞击时的速度 （选填“相同”或“不同”），从而验证了动能与速度的关系。接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做 （选填“能”或“不能”）验证动能与质量的关系。 7．下图所示的装置可用来探究动能大小与质量的关系。 (1)实验时，让质量不同的钢球从相同的高度滚下，使钢球到达水平面时获得相同的 ； (2)实验中发现选用质量较大的钢球时，木块B在水平面上滑行的距离更远些，该实验得出的结论是： ； (3)如果水平面绝对光滑，该实验装置 （选填“能”或“不能”）达到探究目的； (4)钢球推动木块运动的过程中，钢球和木块的机械能的总和 （选填“守恒”或“不守恒”）。 8．汽车超载、超速行驶时很容易造成交通事故。小明由此想到这可能与物体动能大小有关，因此设计了如图所示的实验过程，其中。 (1)小球进入水平面时的动能是由 转化来的。组装好实验器材后，小明分别让小球由静止开始滚下，通过观察 （选填“木块”或“小球”）运动的远近来判断动能的大小。 (2)甲、乙两次实验探究的是动能与 的关系，并由此可以得出： 相同时， 越大，动能越大。 (3)用 两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。 (4)若在实验中，小球动能过大导致木块滑出了水平木板。为解决这一问题，可采取的措施是 。 9．小明同学骑自行车上学途中，要经过一段上坡路。他思考：物体以相同初速度冲上斜坡后运动的最大距离可能跟哪些因素有关呢？他和小华商量后提出以下猜想： 猜想一：可能与斜坡的粗糙程度有关； 猜想二：可能与物体的质量大小有关； 猜想三：可能与斜坡的倾角大小有关。 他们将与水平面平滑连接的长木板以角度θ（可改变）倾斜固定，并找来质量不同的小木块若干、光滑的斜面M（物块在斜面M上滑动时可忽略物块所受的摩擦力）和轻弹簧P等实验器材进行探究。 (1)他们上网查找得知：初速度相同的汽车关闭发动机后在路面滑行时，路面越粗糙，汽车滑行的距离越短。由此他们认为猜想一是 的； (2)为了验证猜想二，小明在老师的帮助下一起设计了如图甲所示的装置。实验时将质量不同的小木块从斜面M的同一高度自由滑下，就可以使木块以 的初始速度滑上长木板，通过比较木块冲上长木板的 就可以验证猜想二； 小华设计了如图乙所示的装置进行实验，他认为只要让不同质量的小木块分别将同一弹簧压缩到相同程度后自由释放，也可以验证猜想二。老师告诉小华这一设计方案是不可行的，理由是： ； (3)他们保持长木板的粗糙程度和木块的初速度相同，分别改变木块的质量m和长木板的倾角θ，测得木块冲上长木板后运动的最大距离x，实验数据如表。分析数据可知： ①最大距离x与质量m （选填“有关”或“无关”）； ②最大距离x随长木板倾角θ变化的关系是：θ角增大时， 。 m/kg 1.2 1.0 0.5 0.3 θ/度 10 20 30 30 40 45 45 50 55 55 60 65 x/m 1.76 1.57 1.45 1.45 1.38 1.37 1.37 1.36 1.37 1.37 1.39 1.42 10．在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中。小明同学让同一钢球分别从同一斜槽同一位置由静止开始滚下，撞击木块。 (1)让钢球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的木块，实验中通过比较木块被撞击后滑行的距离来反映 ； A．钢球撞击木块后的动能 B．钢球撞击木块前的动能 C．木块被撞击后的动能 (2)实验中钢球速度的大小是通过观察 （选填“木块故撞击后滑行的距离s”或“钢球下落的高度h”）的大小来反映的； (3)如图甲、乙所示的两次实验，可以得到的结论是： ； (4)为了探究动能的大小与质量的大系，当换用另一个钢球实验时，发现它将木块撞出了木板，要继续完成此实验，下列措施中可行的是 。 A．换质量更大的木块 B．降低第二次钢球的高度 C．木板上铺毛巾 D．换质量更小的钢球 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《【暑假冲A卷】专题复习09：功与机械能实验探究-2024-2025学年物理八年级全一册沪科版（2024）》参考答案 1．(1) 重力势 距离s (2) 惯性 摩擦力 (3)大 (4)甲、丙 (5)速度 【解析】【小题1】[1][2]小钢球从斜面滚下过程中，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时速度变大，动能变大；其动能大小是通过小木块移动的距离s大小来反映的。 【小题2】[1][2]小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有惯性，小木块最终会停下来是因为受到摩擦阻力的作用。 【小题3】分析比较甲和乙两组实验可得，物体的质量相同，而下滑的高度不同，甲图中下滑的高度大，运动到水平时速度大，推动木块滑行的距离大，故物体质量相同时，速度越大，动能越大。 【小题4】研究物体的动能与质量的关系要控制速度大小相同，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。 【小题5】如图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行驶速度。 2．(1)B (2) 质量 越大 (3)不能 (4)C (5) 减小 增大 【详解】（1）实验中是通过观察钢球撞击木块后木块移动的距离来探究钢球动能的大小，所以探究的“物体的动能”是指钢球撞击木块时的动能，故AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 （2）[1][2]利用图中的器材探究物体的动能大小与物体速度的关系时，需要控制钢球的质量一定，改变钢球在斜面上的高度来改变速度，高度越大，木块被撞击后运动的距离越大，得出的结论是：质量一定时，物体的速度越大，动能越大。 （3）若水平面是光滑的，木块将一直做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来比较钢球动能的大小，所以不能达到探究目的。 （4）A．实验中木块移动距离较短不易观察和比较，换质量更大的木块，木块受到的摩擦力更大，移动距离会更短，故A不符合题意； B．换质量更小的钢球，钢球的动能可能更小，木块移动距离也会更短，故B不符合题意； C．增大斜面高度，钢球到达水平面时的速度增大，动能增大，撞击木块后木块移动的距离会增大，故C符合题意。 故选C。 （5）[1][2]小球从斜槽往下运动过程中，速度越来越快，质量不变，高度降低，重力势能减小，动能增大。 3．(1) 800 非平衡力 做匀速直线运动 (2) 速度 木块运动距离 重力势 高 【详解】（1）①砂纸目数越小越粗糙（目数60<280<800， 60目最粗糙，800目最光滑）。小车停在最远（C处），说明阻力最小。阻力越小，小车运动距离越远。停在C处时使用最光滑的砂纸，即800目。 ②[1]小车在粗糙表面运动时受摩擦力（阻力）作用水平方向只受阻力（不平衡），竖直方向重力与支持力平衡。故受非平衡力作用。 [2]阻力越小，小车运动越远。若阻力为零，速度不会减小。不受阻力时将做匀速直线运动（牛顿第一定律）。 （2）①[1][2]图乙中让小车从不同高度滑下，到达斜面底部的速度不同（高度越高，速度越大），从而探究动能与速度的关系，实验中通过观察木块被撞后的移动距离（转换法）间接比较动能大小。 ②[1]小车从斜面滑下时，高度降低，重力势能减少动能增加，重力势能转化为动能。 [2]静止小车释放位置越高，重力势能越大，转化动能越多，速度越大。高处滑下速度更快。 4．(1)不同 (2)越大 (3)严禁超速行驶 【解析】【小题1】进行实验时，为改变小球在水平面上开始运动的速度，应使小球从同一斜面上的不同高度由静止滚下，小球在斜面上的位置越高，运动到水平面时的速度越大。 【小题2】让小球从斜面的高度越高，小球到达水平面时的速度越大，小球推动木块做的功越多，木块运动的越远，实验表明，质量相同的小球，运动的速度越大，动能越大。 【小题3】由实验可知，在质量一定时，物体的速度越大，动能越大，发生事故时造成的危害性越大，故作为一名汽车驾驶员，不要超速行驶。 5．(1)二 (2)控制变量法 (3) 撞击地面过程中，普通篮球的一部分机械能转移到静音篮球上 增大 【详解】（1）我认为方案二更好，因为方案二便于操作，方案一无法控制每一次用的力大小相同。 （2）根据实验方案一或方案二，该实验用到的探究方法是控制变量法，不同的篮球，从同一高度静止自由落下，保证材料不同，控制其它的物理量相同。 （3）小明突发奇想，将静音篮球竖直放在普通篮球上，从相同高度释放如图乙所示，二者一起下落，撞击地面后，静音篮球的反弹高度竟然远远超过释放高度！而下方的普通篮球反弹高度却低于实验甲的反弹高度，下方的篮球高度机械能减小，上方静音篮球机械能增大，猜想原因是撞击地面过程中，普通篮球的一部分机械能转移到静音篮球上，撞击地面之后静音篮球的机械能增大，这没有违背能量守恒定律。 6．(1)木块移动的距离 (2) 不同 不能 【详解】（1）根据转换法，实验中，动能的大小是通过木块移动距离来反映的，木块移动距离越长，说明小球的动能越大。 （2）[1]用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度，由于弹簧的形变程度不同，两次实验弹簧具有的弹性势能不同，弹簧的弹性势能转化为钢球的动能，钢球的质量相同，故钢球的速度不同。 [2]让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度，弹性势能相同，小球获得的动能相同，木块移动的距离相同，无法比较动能与质量的关系。 7．(1)速度 (2)速度相同的物体，质量越大，动能越大 (3)不能 (4)不守恒 【详解】（1）根据控制变量法可知，为了探究物体的动能与质量的关系，应该让不同质量的小球沿斜面同一高度静止滚下，使它们到达斜面底端的速度相等。 （2）实验中通过观察木块被撞击后运动距离的大小来间接判断小球动能的大小，这种研究问题的方法是转换法。小球到达水平面时的速度相同，选用质量较大的钢球时，木块B在水平面上滑行的距离更远些，表示质量较大的小球对木块做的功较多，则质量较大的小球进入水平面时的动能较大，可得结论：当物体速度一定时，物体质量越大动能越大。 （3）实验中通过观察木块被撞击后运动距离的大小来间接判断小球动能的大小。若水平面绝对光滑，小球和木块将做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来判断小球动能的大小，本实验将不能达到探究目的。 （4）小球和木块在运动过程中，机械能有一部分通过摩擦转化为内能，使机械能总量减小，因此小球和木块的机械能总和不守恒。 8．(1) 重力势能 木块 (2) 速度 质量 速度 (3)乙、丙 (4)降低小球释放的高度（或换用质量更小的小球） 【详解】（1）[1][2]小球从高处滚下，小球质量不变，高度变小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能；物理学中，能够做功的多少表示具有能量的大小，实验中小球能够做功是体现在推动小木块运动，推动的距离越远，表示小球能够做的功越多，小球具有的动能就越大，所以通过观察小木块被推动的距离的大小，来判断小球动能的大小。 （2）[1][2][3]甲、乙对比，小球的质量相等，从不同高度下滑，小球到达水平面时的速度不同，木块移动距离不同，说明物体的动能与物体的速度有关，质量相同时，速度越大，木块被推动的距离越大，故可得出结论：质量相同时，速度越大，动能就越大。 （3）乙、丙两实验中，小球滚下时高度相同，进入水平面时的速度相同，小球质量不同，质量大的推动木块移动距离大，可得出速度一定时，质量越大、动能越大的结论，可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。 （4）为了防止木块被撞出了水平木板的右端而掉到了地上，可以：减小小球的质量、或降低小球在斜面上的起始高度、增加木板的粗糙程度、增加木板的长度等。 9．(1)正确 (2) 相同 最大距离 见解析 (3) 无关 木块上滑的最大距离x先减小后增大 【详解】（1）根据路面越粗糙汽车滑行距离越短，可以说明滑行的最大距离与斜坡的粗糙程度有关，因此猜想一正确。 （2）[1][2]猜想二是验证最大距离与物体质量大小有关，因此应当控制其他量不变，即控制斜面倾角、释放位置相同，只改变质量，所以实验时将质量不同的小木块从斜面M的同一高度自由滑下，就可以使木块以相同的初始速度滑上长木板，通过比较木块冲上长木板的最大距离就可以验证猜想二。 [3]若用图乙做实验，因为同一弹簧压缩到相同程度后弹性势能相等，弹出的小木块动能也相等，则质量大的小木块速度小，无法控制小木块初速度相等，所以这一设计方案是不可行的。 （3）[1]分析表格数据可知，斜面倾角相同时，不同质量的木块冲上长木板后运动的最大距离相同，说明最大距离x与质量m无关。 [2]由实验数据可以发现，从10°到50°这个过程，最大距离随着倾斜角度的增加在减小；从50°到65°这个过程，最大距离随着倾斜角度的增加在增大；故得结论：θ角增大时，木块上滑的最大距离x先减小后增大。 10．(1)B (2)钢球下落的高度h (3)质量相同时，速度越大，物体的动能越大 (4)D 【详解】（1）实验中，是钢球从斜面释放，获得动能，这是研究钢球的动能，根据转换法，实验中通过比较木块被撞击后滑行的距离来反映钢球撞击木块前的动能，故选B。 （2）钢球质量一定时，从斜槽越高的位置开始运动，撞击木块的速度越大，所以实验中钢球速度的大小是通过观察钢球下落的高度h的大小来反映的。 （3）比较甲、乙所示的两次实验，钢球质量相同，甲中钢球释放的高度更高，撞击木块的速度更大，木块被撞击后滑行的距离较远，可得：质量相同时，速度越大，物体的动能越大。 （4）A．换质量更大的木块，由影响滑动摩擦力大小的因素，改变了木块受到的摩擦力的大小，故A不符合题意； B．实验中需要控制钢球到达水平面的速度相同，不能降低第二次钢球由斜面自由下滑的高度，故B不符合题意； C．木板上铺毛巾，由影响滑动摩擦力大小的因素，改变了木块受到的摩擦力的大小，故C不符合题意； D．换质量更小的钢球，动能变小，能减小木块移动的距离，故D符合题意。 故选D。 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 $$