期末复习重点实验题之百问百答14 探究影响物体动能大小的因素 2024-2025学年人教版（新版）初中物理八年级下册

2025年人教版（新版）初中物理八年级期末复习重点实验题之百问百答——冲刺通关秘籍 ——14 “探究影响物体动能大小的因素” 一、“探究影响物体动能大小的因素”的主要考查知识点 1. 实验原理与定义 · 动能：物体由于运动而具有的能。 · 实验目的：探究动能大小与物体质量和速度的关系。 2. 实验方法 · 控制变量法： · 质量相同时，通过改变高度（控制速度）比较动能； · 速度相同时，通过更换不同质量的钢球比较动能。 · 转换法：通过木块被推动的距离远近反映动能大小。 3. 实验装置与操作 · 器材：斜面、钢球、木块、刻度尺。 · 关键步骤： · 质量控制：让不同质量的钢球从同一高度滚下； · 速度控制：让同一钢球从不同高度滚下。 4. 实验结论 · 质量影响：速度相同时，质量越大，动能越大。 · 速度影响：质量相同时，速度越大，动能越大。 · 综合结论：动能与质量和速度平方成正比。 5. 能量转化 · 斜面上：重力势能转化为动能； · 水平面上：动能转化为内能（摩擦生热）。注：九年级内容 6. 实验结论的应用 · 超速与超载：超速时速度增加，动能显著增大；超载时质量增加，动能增大。 · 交通安全：解释限速、限载的必要性。 7. 误差分析与注意事项 · 误差来源：木块未沿直线运动、摩擦力未完全平衡。 · 改进方法：增加木板长度、使用更光滑的接触面。 二、“探究影响物体动能大小的因素”的主要应会必记点 如图所示的装置探究影响物体动能大小的因素。请回答下列问题： 第一部分：常见实验题问题及答案 1. 实验目的是什么？ 答：探究物体动能大小与质量、速度的关系。 2. 实验原理是什么？ 答：通过木块被推动的距离反映动能大小，距离越远动能越大。 3. 实验方法有哪些？ 答：控制变量法（控制质量或速度）、转换法（木块被撞的远近反应钢球动能的大小）。 4. 实验器材包括哪些？ 答：斜面、木块、质量不同的钢球、刻度尺。 5. 如何控制钢球到达水平面时的速度相同？ 答：让不同质量的钢球从同一高度滚下。 6. 如何改变钢球的速度？ 答：让同一钢球从不同高度滚下。 7. 实验结论是什么？ 答：质量相同时，速度越大动能越大；速度相同时，质量越大动能越大。 8. 木块最终停止的原因是什么？ 答：木块受到摩擦力，动能转化为内能。 9. 斜面的作用是什么？ 答：使钢球获得速度，改变速度大小。 10. 动能与哪些因素有关？ 答：质量、速度（速度平方成正比）。 11. 如何判断动能大小？ 答：观察木块被推动的距离，距离越远动能越大。 12. 实验中能量转化过程是什么？ 答：斜面下滑时重力势能转化为动能；水平面运动时动能转化为内能（注：后者为九年级内容）。 13. 超速与超载对动能的影响是什么？ 答：超速（质量不变，速度增大）动能显著增加；超载（速度不变，质量增大）动能增加。 14. 若水平面绝对光滑，能否完成实验？ 答：不能，木块将匀速运动，无法比较动能。 15. 实验中的转换法体现在哪里？ 答：木块移动距离反映动能大小。 第二部分：近三年中考真题问法及答案 1. 实验设计与操作 (1) （2023·广西）实验中如何改变钢球的速度？ 答：让同一钢球从不同高度滚下。 (2) （2024·绥化）实验中探究的动能是指哪个物体的动能？ 答：钢球撞击木块前的动能。 (3) （2023·兰州）分析甲、乙两图，哪图中小钢球速度更大？ 答：甲图（高度更高，速度更大）。 (4) （2024·贵阳）如何验证动能与速度的关系？ 答：控制质量相同，改变高度，观察木块移动距离。 (5) （2023·恩施州）实验中如何控制速度不变？ 答：让不同质量的钢球从同一高度滚下。 2. 数据分析与结论 (1) （2024·绥化）表格中质量增大一倍，木块移动距离如何变化？ 答：距离大致增加一倍，说明动能与质量成正比。 (2) （2023·宜昌）甲、乙实验中钢球质量不同，高度不同，结论是否正确？ 答：错误，未控制变量，无法得出结论。 (3) （2024·北京）实验中木块被撞后滑出木板，如何改进？ 答：换更长木板或减小钢球质量。 (4) （2023·玉林）甲、乙两图实验现象说明什么？ 答：速度相同时，质量越大动能越大。 (5) （2024·凉山州）实验中木块移动距离越远，说明动能如何变化？ 答：动能越大。 3. 实验现象解释 (1) （2023·广西）钢球滚下斜面时，重力势能转化为什么能？ 答：动能。 (2) （2024·鸡西）木块停止后，动能是否消失？ 答：动能转化为内能，总能量守恒。 (3) （2023·郴州）实验中木块被撞出的距离不同，说明什么？ 答：动能不同，速度或质量不同。 (4) （2024·安顺）甲、乙实验中木块移动距离不同，说明什么？ 答：速度不同，动能不同。 (5) （2023·恩施州）实验中钢球从不同高度滚下，高度越高动能越大？ 答：正确，速度越大动能越大。 4. 实验结论应用 (1) （2023·兰州）模拟汽车超速时，应选择哪两图？ 答：甲、乙（不同高度，质量相同）。 (2) （2024·绥化）为什么大货车限速更低？ 答：质量大，速度相同下动能更大，危险性高。 (3) （2023·宜昌）实验中斜面的作用是什么？ 答：提供速度，改变速度大小。 (4) （2024·北京）实验中若木块未沿直线运动，如何改进？ 答：调整木块初始位置或使用更光滑的接触面。 (5) （2023·玉林）实验中木块的重力做功为多少？ 答：0（木块沿水平方向运动，重力方向竖直向下）。 5. 开放性与拓展题 (1) （2024·绥化）如何验证动能与速度平方成正比？ 答：改变高度使速度成倍数变化，观察距离是否成平方倍数变化。 (2) （2023·广西）若实验中木块质量增大，如何确保现象明显？ 答：增大钢球释放高度或减小木块质量。 (3) （2024·北京）实验中若水平面绝对光滑，能否得出结论？ 答：不能，木块将匀速运动，无法比较距离。 (4) （2023·恩施州）实验中如何判断动能与速度的关系？ 答：控制质量相同，改变高度，比较木块移动距离。 (5) （2024·绥化）实验中木块被撞后滑行距离与什么因素有关？ 答：钢球动能、木块与水平面的摩擦力。 3、 “探究影响物体动能大小的因素”的对应阶梯练习题 · 探究影响物体动能大小的因素－斜面高度与速度的关系 1．（基础题）如图所示，小明完成下列实验，请按要求回答下列问题： （1）图甲“研究二力平衡条件实验”，实验中，保持两盘砝码质量相等，把小车扭转一个角度，松手后小车 　 　 （填“能”或“不能”）平衡。 （2）图乙“探究动能大小的影响因素”，实验中，对于同一个球A，要改变A撞击木块前的动能大小，可进行的操作是 　 　 。 （3）图丙“探究阻力对运动的影响”，实验中，为了使小车滑下来的速度相同，其必要的实验操作是 　 　 ；若实验中小车在毛巾表面和木板表面克服摩擦力做的功分别是W1、W2，则W1　 　 W2。 2．（提升题）小红为了“探究动能的大小与哪些因素有关”，设计了如下实验：将小球从斜面上由静止释放，运动至木板上后与木块碰撞，其情形如图所示。 （1）在实验中，通过观察比较 　 　 就可以反映 　 　 （选填“小球”或“木块”）的动能的大小； （2）选用图甲探究的是动能与 　 　 的关系； （3）图乙中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是 　 　 。 （4）若水平面光滑，本实验将 　 　 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。 3．（挑战题）小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。 步骤1：让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。 步骤2：让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。在上述甲、乙两组实验中： （1）选用图甲探究的是动能与 　 　 的关系，实验中控制了两球 　 　 相等。 （2）图乙中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是 　 　 。 （3）观察图乙中的现象，可以得出的结论是动能大小与物体的 　 　 有关。 · 探究影响物体动能大小的因素－小车相较于小球的优点 4．（基础题）在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，将木块推出一段距离。如图甲所示。回答下列问题： （1）该实验的目的是研究铁球的动能大小与 　 　 的关系； （2）有同学将实验装置改进成图乙所示装置，用质量不同的铁球将同一弹簧压缩至相同程度后由静止释放，撞击同一木块是否可行 　 　 （填“是”或“否”），理由是：　 　 。 5．（提升题）某小组用如图所示的器材探究动能大小与哪些因素有关。实验过程如图，实验时让钢球由静止沿斜面滚下，并推动水平面上同一位置的木块，其中mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB。 （1）实验中，木块的作用是 　 　 。 （2）对比图甲、乙两次实验，该同学得出结论：动能的大小与物体的高度有关。该同学得出的结论是不正确的，理由是 　 　 。 （3）进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落。在不改变木板长度的情况下，为能与甲图实验对比，小组通过交流，提出以下方案，可行的是 　 　 （选填相应字母）。（多选） A.实验无需改进 B.换用质量比A球小的钢球 C.给水平木板铺上毛巾 D.适当降低钢球C的高度 E.换用一个质量较大的木块 6．（挑战题）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让铁球从斜面的某一高度处由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图甲所示。请回答下列问题：（h1＞h2；m1＞m2） （1）实验中通过观察　 　 的大小，来判断小球动能的大小，这种方法在物理学上称为　 　 。选择步骤1和步骤2的实验目的是研究铁球的动能大小与　 　 的关系。 （2）铁球沿斜面滚下过程中，重力势能　 　 ，动能　 　 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （3）为了探究“物体动能大小与质量的关系”应选择步骤3与步骤　 　 （选填“1”、“2”）进行对比，如果水平面绝对光滑，则　 　 （选填“能”、“不能”）比较出铁球动能的大小。 （4）有同学将实验装置改进成图乙所示，利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，将木块撞出一段距离进行比较。该实验方案　 　 （选填“能”、“不能”）探究“物体动能大小与质量的关系”。 （5）某同学利用上述实验装置“探究动能大小与质量”的关系，它将不同质量的铁球从斜面上由静止自由滑下，实验记录数据如下： 钢球的质量m/kg 0.1 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 木块滑行距离s/m 0.12 0.10 0.12 0.12 0.11 0.13 0.12 该同学根据以上实验数据得出物体的动能大小与质量无关，你认为实验结论与物理事实是否相符？　 　 （选填：相符或不相符）；你认为出现此实验现象的主要原因是　 　 。 · 探究影响物体动能大小的因素－动能与速度的关系 7．（基础题）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 　 　 。此实验过程采用了控制变量法和 　 　 法； 【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。 8．（提升题）小明发现力学中有很多相似实验，他找了如下器材：①表面平整的长木板（带斜面）；②刻度尺；③弹簧测力计；④小车；⑤木块；⑥毛巾；⑦棉布；⑧钩码 （1）他选择了如图所示的器材进行实验，让小车从同一斜面同一高度由静止滑下，目的是使小车到达水平面时的　 　 相同，让小车在粗糙程度不同的水平面上滑行目的是为了探究　 　 对物体运动的影响； （2）在丙图的基础上，小明只需要再选择序号⑤的器材就可以探究动能大小与　 　 的关系；若实验中由于木板较短，木块碰后滑出木板，如何保证碰后木块能始终在木板上滑行？下列方法一定不可行的是　 　 （选填选项）； A.降低小车开始在斜面上的高度 B.在斜面上辅上一条毛巾 C.增大小车的质量 D.在木块上放两个钩码 （3）若他选择了序号①③⑤⑧的器材是为了探究“滑动摩擦力大小与　 　 的关系”。 9．（挑战题）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 　 　 能转化为动能，其动能大小是通过 　 　 来反映的。 （2）小木块最终会停下来是因为受到 　 　 力的作用。 （3）分析比较甲和乙两组实验可知，物体质量相同时，速度越大，动能越 　 　 。 （4）分析比较 　 　 两组实验可知物体的动能与质量的关系。 （5）如果水平面光滑，则 　 　 （选填“能”或“不能”）完成本实验。 · 探究影响物体动能大小的因素－动能与质量的关系 10．（基础题）小强在“探究影响动能大小的因素”实验时，用质量分别为m、2m的两个钢球做了如图所示的实验，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。 【设计实验】 （1）该实验中所探究物体的动能是指 　 　 （填“木块”“钢球”或“斜面”）的动能。 （2）实验通过观察木块被钢球推动距离的大小来判断钢球动能的大小，物理学中，这种研究问题的方法叫 　 　 。 【分析与论证】 （3）钢球从斜面的不同高度由静止滚下，高度越大，速度越大，木块被撞得越远。可得结论：　 　 。 （4）比较 　 　 两图可得：速度相同时，钢球质量越大，动能越大。 （5）同桌小宁根据乙、丙两图得出结论，物体的动能大小与质量有关，她看法是否正确？（并说出你判断的理由） 　 　 。 （6）若水平面绝对光滑，　 　 （填“能”或“不能”）达到实验探究的目的。 （7）由实验探究联想到：高速公路限速牌上标明“120”和“100”字样，　 　 （填“大客车”或“小轿车”）的限速应该是100km/h。 11．（提升题）小海和小川同学在探究“物体的动能与哪些因素有关”的实验时，提出了如下猜想： 猜想一：动能的大小可能与物体的运动速度有关； 猜想二：动能的大小可能与物体的质量有关。 为了验证猜想，小海同学将质量为m的小钢球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时，将水平面上静止的木块撞出一段距离s，如图1所示，部分实验数据和现象记录如表。请你完成下列内容： 实验次数 钢球质量m/g 钢球下落高度h/cm 木块滑行距离s 1 20 20 近 2 40 20 较远 3 60 20 远 （1）实验中探究的动能是指 　 　 。（选填字母） 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）上述3次实验中，第 　 　 次实验钢球滑到斜槽底端时动能最大。 （3）上述实验数据表明：　 　 相同的物体，　 　 越大，动能越 　 　 。这个结论可用于解释汽车 　 　 （选填“超速”或“超载”）带来的危害。 （4）如图2所示，为小川同学两次实验的示意图。钢球A、B的质量mA＞mB，下落高度hA＞hB，木块滑行距离sA＞sB。他得出“物体的运动速度越大，动能越大”的结论，小海认为他的实验方法是错误的，理由是：没有控制钢球的 　 　 相同。 12．（挑战题）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1：汽车的动能可能跟 　 　 有关； 由“安全驾驶莫超载”可猜想2：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】分析图1甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：　 　 ； 【实践应用】用图1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。 小雨在探究猜想2的实验时，设计的方案如图2所示：用质量不同的小球将同一弹簧压缩到相同程度由静止释放（铁球与地面间的摩擦力忽略不计），撞击水平地面上同一木块，使木块运动一段距离。该实验方案 　 　 （选填“可行”或“不可行”），按此方案操作，会看到木块移动的距离 　 　 （选填“相同”或“不相同”）。 · 探究影响物体动能大小的因素－动能大小的现象表现 13．（基础题）为探究影响动能大小的因素，老师设计了如图甲、乙所示的实验方案。 （1）图甲探究的是动能与 　 　 的关系，实验中通过 　 　 来比较小球动能的大小。 （2）在完成甲实验的第二步操作时，木块被撞后滑出木板，为使木块不滑出木板，对甲实验的第二步操作应采取的方法是 　 　 。 A.适当降低钢球的高度 B.换用一个较重的木块 （3）实验结束后，各小组对实验提出各种改进方案： ①小明认为在“探究动能与速度关系”的实验中，可以撤走木块并使用足够长的木板，记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离，你认为小明的实验方案是否合理 　 　 （选填“合理”或“不合理”）； ②小虎利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验，通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片，通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。小华指出此装置不适合体积不同的小球做实验，原因是 　 　 。 ③小刚设计了丁图所示的装置进行实验。 A.若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离，可以研究小球的动能大小与 　 　 （选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系。 B.若用A、B两个质量不同的小球（mA＞mB）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，同一木块受到撞击后相应移动距离sA　 　 sB（选填“＞”、“＜”或“＝”）。 （4）小明认为还可以通过甲、乙两图探究物体重力势能的影响因素，他的设想是 　 　 （选填“可行”或“不可行”）的。 14．（提升题）泥石流是由于暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流，具有极强的破坏力。为了比较水流和泥石流的破坏力，小宇进行了如下探究：将两辆相同的小车分别放在两个相同的管道中，然后让速度相等的水流和泥沙流分别通过这两个管道2秒钟，小车分别被推动一段距离，实验记录如下表所示。 流体 水流 泥沙流 小车被推动距离/cm 68 102 （1）实验中，通过 　 　 来比较水流和泥沙流的破坏力。由实验数据可知，在相同的时间内，相同的横截面上，小车从 　 　 （选填“水流”或“泥沙流”）上获得的能量较多。 （2）在单位时间内、单位面积上，从某种能源中所能得到的能量叫作能流密度，这是评价能源的重要指标之一。若水的流速为v，密度是ρ，质量为m的水在流动时具有的能量（动能）为mv2，请推导出水能的能流密度A的表达式：A＝　 　 。据此可推知，在流速相等的情况下，风能的能流密度比水能的能流密度 　 　 （选填“大”或“小”）。 15． （挑战题）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小明同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平桌面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。 （1）该实验是通过观察 　 　 来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。下面的三个实例中也采用这种研究方法的是 　 　 。 A．卢瑟福建立原子的核式结构模型 B．用磁感线来描述磁场 C．探究电功大小与哪些因素有关时，通过小灯泡的亮度来判断电流做功的多少 D．探究压力作用效果与压力大小有关时，在桌面上增减砝码都要保证桌腿向下压在沙中 （2）比较 　 　 两次实验可以得出的结论：当速度相同时，质量越大，物体的动能越大。 （3）若桌面过于光滑，则 　 　 （选填“更利于”、“不利于”）探究得出结论。 （4）三次实验中，铁球与纸盒一起在水平面上滑行的过程中克服摩擦力做功 　 　 （选填“相等”或“不相等”）。 （5）实验结束后，该同学拿走纸盒，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小球在相同表面上滑行到静止的距离，如图丁所示，根据此现象，小刚得出了动能与速度有关的结论。你认为该同学实验方案是否合理 　 　 （选填“合理”或“不合理”）。 第 1 页 共 13 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年人教版（新版）初中物理八年级期末复习重点实验题之百问百答——冲刺通关秘籍 ——14 “探究影响物体动能大小的因素” 一、“探究影响物体动能大小的因素”的主要考查知识点 1. 实验原理与定义 · 动能：物体由于运动而具有的能。 · 实验目的：探究动能大小与物体质量和速度的关系。 2. 实验方法 · 控制变量法： · 质量相同时，通过改变高度（控制速度）比较动能； · 速度相同时，通过更换不同质量的钢球比较动能。 · 转换法：通过木块被推动的距离远近反映动能大小。 3. 实验装置与操作 · 器材：斜面、钢球、木块、刻度尺。 · 关键步骤： · 质量控制：让不同质量的钢球从同一高度滚下； · 速度控制：让同一钢球从不同高度滚下。 4. 实验结论 · 质量影响：速度相同时，质量越大，动能越大。 · 速度影响：质量相同时，速度越大，动能越大。 · 综合结论：动能与质量和速度平方成正比。 5. 能量转化 · 斜面上：重力势能转化为动能； · 水平面上：动能转化为内能（摩擦生热）。注：九年级内容 6. 实验结论的应用 · 超速与超载：超速时速度增加，动能显著增大；超载时质量增加，动能增大。 · 交通安全：解释限速、限载的必要性。 7. 误差分析与注意事项 · 误差来源：木块未沿直线运动、摩擦力未完全平衡。 · 改进方法：增加木板长度、使用更光滑的接触面。 二、“探究影响物体动能大小的因素”的主要应会必记点 如图所示的装置探究影响物体动能大小的因素。请回答下列问题： 第一部分：常见实验题问题及答案 1. 实验目的是什么？ 答：探究物体动能大小与质量、速度的关系。 2. 实验原理是什么？ 答：通过木块被推动的距离反映动能大小，距离越远动能越大。 3. 实验方法有哪些？ 答：控制变量法（控制质量或速度）、转换法（木块被撞的远近反应钢球动能的大小）。 4. 实验器材包括哪些？ 答：斜面、木块、质量不同的钢球、刻度尺。 5. 如何控制钢球到达水平面时的速度相同？ 答：让不同质量的钢球从同一高度滚下。 6. 如何改变钢球的速度？ 答：让同一钢球从不同高度滚下。 7. 实验结论是什么？ 答：质量相同时，速度越大动能越大；速度相同时，质量越大动能越大。 8. 木块最终停止的原因是什么？ 答：木块受到摩擦力，动能转化为内能。 9. 斜面的作用是什么？ 答：使钢球获得速度，改变速度大小。 10. 动能与哪些因素有关？ 答：质量、速度（速度平方成正比）。 11. 如何判断动能大小？ 答：观察木块被推动的距离，距离越远动能越大。 12. 实验中能量转化过程是什么？ 答：斜面下滑时重力势能转化为动能；水平面运动时动能转化为内能（注：后者为九年级内容）。 13. 超速与超载对动能的影响是什么？ 答：超速（质量不变，速度增大）动能显著增加；超载（速度不变，质量增大）动能增加。 14. 若水平面绝对光滑，能否完成实验？ 答：不能，木块将匀速运动，无法比较动能。 15. 实验中的转换法体现在哪里？ 答：木块移动距离反映动能大小。 第二部分：近三年中考真题问法及答案 1. 实验设计与操作 (1) （2023·广西）实验中如何改变钢球的速度？ 答：让同一钢球从不同高度滚下。 (2) （2024·绥化）实验中探究的动能是指哪个物体的动能？ 答：钢球撞击木块前的动能。 (3) （2023·兰州）分析甲、乙两图，哪图中小钢球速度更大？ 答：甲图（高度更高，速度更大）。 (4) （2024·贵阳）如何验证动能与速度的关系？ 答：控制质量相同，改变高度，观察木块移动距离。 (5) （2023·恩施州）实验中如何控制速度不变？ 答：让不同质量的钢球从同一高度滚下。 2. 数据分析与结论 (1) （2024·绥化）表格中质量增大一倍，木块移动距离如何变化？ 答：距离大致增加一倍，说明动能与质量成正比。 (2) （2023·宜昌）甲、乙实验中钢球质量不同，高度不同，结论是否正确？ 答：错误，未控制变量，无法得出结论。 (3) （2024·北京）实验中木块被撞后滑出木板，如何改进？ 答：换更长木板或减小钢球质量。 (4) （2023·玉林）甲、乙两图实验现象说明什么？ 答：速度相同时，质量越大动能越大。 (5) （2024·凉山州）实验中木块移动距离越远，说明动能如何变化？ 答：动能越大。 3. 实验现象解释 (1) （2023·广西）钢球滚下斜面时，重力势能转化为什么能？ 答：动能。 (2) （2024·鸡西）木块停止后，动能是否消失？ 答：动能转化为内能，总能量守恒。 (3) （2023·郴州）实验中木块被撞出的距离不同，说明什么？ 答：动能不同，速度或质量不同。 (4) （2024·安顺）甲、乙实验中木块移动距离不同，说明什么？ 答：速度不同，动能不同。 (5) （2023·恩施州）实验中钢球从不同高度滚下，高度越高动能越大？ 答：正确，速度越大动能越大。 4. 实验结论应用 (1) （2023·兰州）模拟汽车超速时，应选择哪两图？ 答：甲、乙（不同高度，质量相同）。 (2) （2024·绥化）为什么大货车限速更低？ 答：质量大，速度相同下动能更大，危险性高。 (3) （2023·宜昌）实验中斜面的作用是什么？ 答：提供速度，改变速度大小。 (4) （2024·北京）实验中若木块未沿直线运动，如何改进？ 答：调整木块初始位置或使用更光滑的接触面。 (5) （2023·玉林）实验中木块的重力做功为多少？ 答：0（木块沿水平方向运动，重力方向竖直向下）。 5. 开放性与拓展题 (1) （2024·绥化）如何验证动能与速度平方成正比？ 答：改变高度使速度成倍数变化，观察距离是否成平方倍数变化。 (2) （2023·广西）若实验中木块质量增大，如何确保现象明显？ 答：增大钢球释放高度或减小木块质量。 (3) （2024·北京）实验中若水平面绝对光滑，能否得出结论？ 答：不能，木块将匀速运动，无法比较距离。 (4) （2023·恩施州）实验中如何判断动能与速度的关系？ 答：控制质量相同，改变高度，比较木块移动距离。 (5) （2024·绥化）实验中木块被撞后滑行距离与什么因素有关？ 答：钢球动能、木块与水平面的摩擦力。 3、 “探究影响物体动能大小的因素”的对应阶梯练习题 · 探究影响物体动能大小的因素－斜面高度与速度的关系 1．（基础题）如图所示，小明完成下列实验，请按要求回答下列问题： （1）图甲“研究二力平衡条件实验”，实验中，保持两盘砝码质量相等，把小车扭转一个角度，松手后小车 　不能　 （填“能”或“不能”）平衡。 （2）图乙“探究动能大小的影响因素”，实验中，对于同一个球A，要改变A撞击木块前的动能大小，可进行的操作是 　改变A在斜面上由静止释放的高度　 。 （3）图丙“探究阻力对运动的影响”，实验中，为了使小车滑下来的速度相同，其必要的实验操作是 　让小车在同一高度由静止滑下　 ；若实验中小车在毛巾表面和木板表面克服摩擦力做的功分别是W1、W2，则W1　＝　 W2。 【分析】（1）作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡。 （2）动能与质量和速度有关； （3）实验中为了使小车滑下来的速度相同，其必要的实验操作是让小车在同一高度滑下。 小车在水平面上克服摩擦力做功，动能转化为内能。 【解答】解：（1）在“探究二力平衡的条件”实验中，保持F1与F2大小相等，将小车扭转一个角度，松手后，两力不在一条直线上，小车不能保持平衡； （2）动能与质量和速度有关；对于同一个球A，质量不可改变，因而改变速度大小，可以改变A撞击木块前的动能大小，可进行的操作是让小球从斜面的不同高度由静止释放； （3）当相同的小车从同一高度释放，小车的动能相同，到达斜面底端时转换成的动能相同，因为质量相同，所以速度相同。实验中为了使小车滑下来的速度相同，其必要的实验操作是让小车在同一高度滑下。 因为小车到达水平面上速度相同，小车慢慢停下来，是克服摩擦力做功，动能转化为内能，小车的动能相同，小车的全部的动能转化为内能，故克服摩擦力做功相同，则W1与W2相等。 故答案为：（1）不能；（2）改变A在斜面上由静止释放的高度； （3）让小车在同一高度由静止滑下；＝。 【点评】本题考查二力平衡的条件、动能有关因素与力与运动的关系，属于综合题。 2．（提升题）小红为了“探究动能的大小与哪些因素有关”，设计了如下实验：将小球从斜面上由静止释放，运动至木板上后与木块碰撞，其情形如图所示。 （1）在实验中，通过观察比较 　木块被推动的距离大小　 就可以反映 　小球　 （选填“小球”或“木块”）的动能的大小； （2）选用图甲探究的是动能与 　速度　 的关系； （3）图乙中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是 　使小球到达水平面的速度相同　 。 （4）若水平面光滑，本实验将 　不能　 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。 【分析】（1）本实验木块被推动的距离越远，说明小球到达水平面时具有的动能越大，这里利用的是转换法； （2）图甲中，小球的质量相同，沿斜面的不同高度由静止滚下，小车到达水平面时的速度不同，利用控制变量法进行分析； （3）乙图中两个小球的质量不同，从同一高度滚下，这样它们到达斜面底端的运动速度相等，利用控制变量法进行分析； （4）根据牛顿第一定律，若水平面光滑，则木块被撞击后将做匀速直线运动，不会停下来，据此进行分析。 【解答】解：（1）小球到达水平面时具有的动能越大，则木块被推动的距离越远，因此通过比较木块被推动的距离大小来判断小球在水平面上撞击木块时动能的大小，这里利用的是转换法； （2）选用图甲，让质量相同的小球沿斜面的不同高度由静止滚下，小车到达水平面时的速度不同，让小车撞击水平板上的木块，这是控制了质量相同，目的是探究物体的动能与速度的关系； （3）乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下，这样它们到达斜面底端的运动速度相等，此实验可以探究动能与质量的关系； （4）根据牛顿第一定律，若水平面光滑，则木块被撞击后将做匀速直线运动，不会停下来，就无法通过比较木块被推动的距离大小来判断小球在水平面上撞击木块时动能的大小。 故答案为：（1）木块被推动的距离大小；小球； （2）速度；（3）使小球到达水平面的速度相同； （4）不能。 【点评】本题探究动能的大小与哪些因素有关实验，掌握控制变量法和转换法是解题关键。 3．（挑战题）小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。 步骤1：让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。 步骤2：让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。在上述甲、乙两组实验中： （1）选用图甲探究的是动能与 　速度　 的关系，实验中控制了两球 　质量　 相等。 （2）图乙中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是 　使两球到达水平面时的速度相同　 。 （3）观察图乙中的现象，可以得出的结论是动能大小与物体的 　质量　 有关。 【分析】（1）影响动能大小的因素有质量和速度，实验过程要采用控制变量法；探究动能与速度的关系，要控制两球的质量相等； （2）（3）当研究动能大小与质量的关系时，要让钢球沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同。 【解答】解：（1）选用图甲时，用相同的球，控制两球的质量相同；从斜面的不同高度滚下，使小球到达水平面时的速度不同，探究的是动能与速度的关系； （2）选用图乙时，让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时的速度相同； （3）图乙中让质量不同的小球，由斜面的同一高度滚下，控制了小球的运动速度相同，撞击水平面上的纸盒，质量大的小球撞出纸盒距离远，可得出结论是动能大小与物体的质量有关。 故答案为：（1）速度；质量；（2）使两球到达水平面时的速度相同；（3）质量。 【点评】解决此类问题要会利用控制变量法和转换法，探究影响动能的大小因素，是中考探究实验考查的重点，要熟练掌握。 · 探究影响物体动能大小的因素－小车相较于小球的优点 4．（基础题）在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，将木块推出一段距离。如图甲所示。回答下列问题： （1）该实验的目的是研究铁球的动能大小与 　质量　 的关系； （2）有同学将实验装置改进成图乙所示装置，用质量不同的铁球将同一弹簧压缩至相同程度后由静止释放，撞击同一木块是否可行 　否　 （填“是”或“否”），理由是：　形变程度相同，弹性势能相同，转化为铁球的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同　 。 【分析】（1）（3）物体的动能大小与物体的质量和速度有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变。 （2）通过比较木块被推距离的远近来比较小车动能的大小是转换法的应用，逐一分析每个选项，找出符合题意的答案。 【解答】解：（1）让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，改变了质量，控制了速度相同，故探究动能大小与质量关系； （2）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，故弹性势能相同，转化出的动能相同，质量不同，弹出的速度不同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验目的。 故答案为：（1）质量； （2）否；形变程度相同，弹性势能相同，转化为铁球的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同。 【点评】影响动能大小的因素有两个：物体的质量和物体的运动速度。因此研究物体动能大小与这两个因素的关系时要用到控制变量法，物体动能的多少可以通过木块被推出去的距离大小来体现。 5．（提升题）某小组用如图所示的器材探究动能大小与哪些因素有关。实验过程如图，实验时让钢球由静止沿斜面滚下，并推动水平面上同一位置的木块，其中mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB。 （1）实验中，木块的作用是 　比较小球动能的大小　 。 （2）对比图甲、乙两次实验，该同学得出结论：动能的大小与物体的高度有关。该同学得出的结论是不正确的，理由是 　释放小球时的高度反映了小球运动到斜面底端时的速度大小，该实验是研究动能大小与速度的关系，而物体的动能大小与高度无关　 。 （3）进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落。在不改变木板长度的情况下，为能与甲图实验对比，小组通过交流，提出以下方案，可行的是 　AB　 （选填相应字母）。（多选） A.实验无需改进 B.换用质量比A球小的钢球 C.给水平木板铺上毛巾 D.适当降低钢球C的高度 E.换用一个质量较大的木块 【分析】（1）该实验也采用了转换法，通过比较小球推动木块移动的距离来反映小球动能的大小； （2）根据控制变量法进行分析； （3）需要减小小球的动能。 【解答】解： （1）小球的动能大小是通过观察木块移动的距离来反映的，这是转换法的应用，故木块的作用是比较小球动能的大小； （2）甲、乙两次实验中，两球的质量相同，由静止释放小球时的高度不同，小球运动到斜面底端时的速度不同，是为了研究动能大小与速度的关系，事实上动能的大小与物体的高度无关，则该同学得出的结论是不正确的； （3）甲、丙两图探究的是动能与质量的关系，需控制小球到达斜面底端时的速度相同（即最初的高度相同）；进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落。在不改变木板长度的情况下，为能与甲图实验对比，则： A.图丙实验中木块被撞后滑出木板掉落，说明该实验中木块移动的距离更大，则小球的动能较大，所以实验无需改进，故A可行； B.换用质量比A球小的钢球，在速度不变时，小球的动能更小，推动木块移动的距离变小，故B可行； C.给水平木板铺上毛巾，与甲实验相比，接触面的粗糙程度不同，则不能通过木块移动的距离来反映小球的动能大小，故C不可行； D.适当降低钢球C的高度，则钢球到达斜面底端时的速度发生了变化，不符合控制变量法的要求，故D不可行； E.换用一个质量较大的木块，与甲实验相比，接触面受到的压力不同，则不能通过木块移动的距离来反映小球的动能大小，故E不可行； 故选：AB。 故答案为：（1）比较小球动能的大小；（2）释放小球时的高度反映了小球运动到斜面底端时的速度大小，该实验是研究动能大小与速度的关系，而物体的动能大小与高度无关；（3）AB。 【点评】本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，反映动能多少时运用了转换法。 6．（挑战题）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让铁球从斜面的某一高度处由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图甲所示。请回答下列问题：（h1＞h2；m1＞m2） （1）实验中通过观察　木块移动距离　 的大小，来判断小球动能的大小，这种方法在物理学上称为　转换法　 。选择步骤1和步骤2的实验目的是研究铁球的动能大小与　速度　 的关系。 （2）铁球沿斜面滚下过程中，重力势能　减小　 ，动能　增大　 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （3）为了探究“物体动能大小与质量的关系”应选择步骤3与步骤　1　 （选填“1”、“2”）进行对比，如果水平面绝对光滑，则　不能　 （选填“能”、“不能”）比较出铁球动能的大小。 （4）有同学将实验装置改进成图乙所示，利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，将木块撞出一段距离进行比较。该实验方案　不能　 （选填“能”、“不能”）探究“物体动能大小与质量的关系”。 （5）某同学利用上述实验装置“探究动能大小与质量”的关系，它将不同质量的铁球从斜面上由静止自由滑下，实验记录数据如下： 钢球的质量m/kg 0.1 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 木块滑行距离s/m 0.12 0.10 0.12 0.12 0.11 0.13 0.12 该同学根据以上实验数据得出物体的动能大小与质量无关，你认为实验结论与物理事实是否相符？　不相符　 （选填：相符或不相符）；你认为出现此实验现象的主要原因是　没有保证质量不同的小球从斜面的同一高度静止下滑　 。 【分析】（1）此实验把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离，距离越远表明铁球的动能越大；动能的大小通过观察木块移动的距离来反映出来，此方法为转换法； 实验过程要采用控制变量法，当研究动能大小与速度的关系时，应选择同一铁球，这样可以保证铁球的质量相同； （2）物体质量一定，根据物体高度和速度变化判断重力势能和动能大小的变化； （3）当研究动能大小与质量的关系时，要让铁球沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同； 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。 （4）结合控制变量法的要求，看是否合理地控制了相关变量，并改变了要研究的变量，这样才能知道是否符合实验要求； （5）注意表格中的控制变量。不同质量的物体，注意应让球在同一高度自由落下，到达地面的速度相同。 【解答】解：（1）实验中，是通过观察木块移动的距离的大小，来说明铁球对木块做功的多少，从而判断出铁球具有的动能的大小，这是转换法的运用； 步骤1和步骤2让同一个铁球从不同的高度滚下，控制铁球的质量一定，改变铁球撞击木块前的速度大小，探究物体动能大小与速度的关系； （2）铁球沿斜面滚下，质量一定，高度降低，重力势能减小；速度变大，动能变大，重力势能转化为动能； （3）研究铁球的动能大小与质量的关系，要控制铁球到达下端时具有相同的速度，故在实验中要保持铁球在斜面上的高度相同，故选择步骤3与步骤1； 若水平面光滑，木块不受摩擦力，由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去。木块通过的距离无法确定，做功的多少也无法确定。所以铁球动能的大小就无法比较； （4）观察图乙的装置可知，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，这样是不能完成实验的； （5）根据控制变量法，应保证质量不同的小球在同一高度滚下，使球滚到水平面时速度相同。所以实验结论与物理事实不相符，原因不同质量的球没有从斜面上同一高度释放，未控制球的速度相同。 故答案为：（1）木块移动距离；转换法；速度； （2）减小；增大； （3）1；不能； （4）不能； （5）不相符；没有保证质量不同的小球从斜面的同一高度静止下滑。 【点评】探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验，考查了控制变量法及转换法在实验中的应用，有一定的难度，解题过程中一定要仔细。 · 探究影响物体动能大小的因素－动能与速度的关系 7．（基础题）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　 。此实验过程采用了控制变量法和 　转换　 法； 【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：　质量相同时，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。 【分析】（1）物体的动能跟物体的速度和质量有关。 （2）（3）（4）利用控制变量法，探究动能与质量的关系时需要控制金属球的速度相同，探究动能与速度的关系时需要控制质量相同；金属球撞击物块时，金属球的动能传递给物块，物块移动的距离反映了金属球动能的大小，采用的是转换法 【解答】解：（1）“十次车祸九次快”，意思就是速度越快越容易造成严重事故，因此可以猜想动能的大小可能跟速度有关。 “安全驾驶莫超载”，意思就是质量过大也会造成不安全因素，由此猜想动能的大小可能与质量有关。 （2）物块被撞击得越远，说明金属球对木块做的功越多，说明金属球装积木块时的动能越大，运用了转换法。 （3）甲、丙两图中，金属球的质量相同，但在斜面上所处高度不同，则金属球撞击木块时的速度不同，图中木块被推动的距离不同，速度较大时木块被撞得更远，故可得出结论：质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 （4）甲、乙两图中，金属球所处的高度相同，则金属球撞击木块前的速度相同，但金属球的质量不同，甲图中金属球质量大，将木块推得更远，说明速度相同的物体，质量越大，动能越大。由此可解释汽车超载行驶时危险大的原因。 故答案为：（1）速度；质量；（2）大；转换；（3）质量相同时，物体的速度越大，动能越大；（4）超载。 【点评】本题是探究影响动能大小的因素实验，主要考查了控制变量法和转换法在实验中的应用，并要掌握实验中控制速度和改变速度的方法。 8．（提升题）小明发现力学中有很多相似实验，他找了如下器材：①表面平整的长木板（带斜面）；②刻度尺；③弹簧测力计；④小车；⑤木块；⑥毛巾；⑦棉布；⑧钩码 （1）他选择了如图所示的器材进行实验，让小车从同一斜面同一高度由静止滑下，目的是使小车到达水平面时的　速度　 相同，让小车在粗糙程度不同的水平面上滑行目的是为了探究　阻力　 对物体运动的影响； （2）在丙图的基础上，小明只需要再选择序号⑤的器材就可以探究动能大小与　速度　 的关系；若实验中由于木板较短，木块碰后滑出木板，如何保证碰后木块能始终在木板上滑行？下列方法一定不可行的是　C　 （选填选项）； A.降低小车开始在斜面上的高度 B.在斜面上铺上一条毛巾 C.增大小车的质量 D.在木块上放两个钩码 （3）若他选择了序号①③⑤⑧的器材是为了探究“滑动摩擦力大小与　压力大小　 的关系”。 【分析】（1）根据控制变量法，在实验过程中，该同学让小车从斜面的同一位置静止释放，这一操作的目的是控制小车下滑到水平面的速度相同； 粗糙程度不同的水平面对小车的阻力不同； （2）在探究“动能的大小与什么因素有关”的实验中，通过木块被推动的距离来反映物体动能的大小；同时还要知道动能的大小与速度和质量有关； 实验中通过小车对木块做功的多少来反映动能的大小； A．降低小车开始在斜面上的高度可以减小小车到达水平面时的速度； B．在斜面上铺上一块毛巾可以增大小车在斜面上的阻力，从而减小小车到达水平面时的速度； C．增大小车的质量增大小车的动能； D.在接触面粗糙程度不变的条件下，增大压力增大了木块与木板之间的摩擦力； （3）实验中需要测量拉力的大小，从而得出滑动摩擦力的大小；在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。 【解答】解：（1）由控制变量法，让小车从同一斜面同一高度由静止滑下，目的是使小车到达水平面时的速度相同；小车在粗糙程度不同的水平面上滑行时受到的阻力不同，让小车在粗糙程度不同的水平面上滑行目的是为了探究阻力对物体运动的影响。 （2）在探究动能大小与速度的关系实验中，小明已经选择了丙图实验作为基础，此时他只需要再选择序号⑤的木块作为被撞击的物体，通过比较小车撞击木块后木块移动的距离，可以间接比较出小车动能的大小。通过改变小车同一斜面下滑的高度来改变小车到达水平面时的速度就可以探究动能大小与速度的关系。 若实验中由于木板较短，木块碰撞后滑出木板，为了保证碰后木块能始终在木板上滑行，我们可以采取措施来减小小车的动能或增大木板的长度。 A．降低小车开始在斜面上的高度可以减小小车到达水平面时的速度，从而减小小车的动能，是可行的，故A不符合题意； B．在斜面上铺上一块毛巾可以增大小车在斜面上的阻力，从而减小小车到达水平面时的速度，也是可行的，故B不符合题意； C．增大小车的质量增大小车的动能，因此不可行，故C符合题意； D．在木块上放两个钩码可以增大木块的质量，从而增大木块与木板之间的摩擦力，使得木块更不容易滑出木板，是可行的，故D不符合题意。 故选：C。 （3）探究摩擦力大小与压力大小的关系，要控制接触面粗糙程度相同，改变压力；选择了序号①、③、⑤、⑧的器材，这些器材中包含了长木板（用于提供接触面）、弹簧测力计（用于测量摩擦力）、小车（作为被研究的物体）和钩码（用于改变小车对接触面的压力）。由此可以推断，他可能是为了探究“摩擦力大小与压力大小的关系”。在这个实验中，他可以通过在小车上放置不同数量的钩码来改变小车对接触面的压力，然后观察并测量摩擦力的大小，从而得出摩擦力与压力之间的关系。 故答案为：（1）速度；阻力； （2）速度；C； （3）压力大小。 【点评】本题中考查了三个物理学中的典型的探究实验，三个实验都用到了控制变量法，有一定的相似性，在学习时要注意比较记忆。 9．（挑战题）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 　重力势　 能转化为动能，其动能大小是通过 　木块移动的距离大小　 来反映的。 （2）小木块最终会停下来是因为受到 　阻　 力的作用。 （3）分析比较甲和乙两组实验可知，物体质量相同时，速度越大，动能越 　大　 。 （4）分析比较 　甲、丙　 两组实验可知物体的动能与质量的关系。 （5）如果水平面光滑，则 　不能　 （选填“能”或“不能”）完成本实验。 【分析】（1）动能的大小与物体的质量、速度有关；重力势能的大小与物体的质量、高度有关；观察木块被撞击后移动的距离来判断小球动能的大小，用到了转换法； （2）力是改变物体运动状态的原因； （3）（4）影响物体动能大小的因素有质量和速度； （5）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。 【解答】解： （1）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，动能增加，所以是将重力势能转化为动能的过程；其动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的； （2）小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有惯性，小木块最终会停下来是因为受到阻力的作用； （3）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； （4）甲、丙两组实验中物体的质量不同，其高度相同，甲、丙实验可得出物体的动能与质量的关系； （5）若水平面绝对光滑，木块在滑动过程中不受力，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； 故答案为：（1）重力势；木块移动的距离大小；（2）阻；（3）大；（4）甲、丙；（5）不能。 【点评】本题是探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验，考查了转换法、控制变量法在实验中的应用，并要掌握实验中控制小球滚下速度的方法，这些都是此实验中常考查的内容。 · 探究影响物体动能大小的因素－动能与质量的关系 10．（基础题）小强在“探究影响动能大小的因素”实验时，用质量分别为m、2m的两个钢球做了如图所示的实验，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。 【设计实验】 （1）该实验中所探究物体的动能是指 　钢球　 （填“木块”“钢球”或“斜面”）的动能。 （2）实验通过观察木块被钢球推动距离的大小来判断钢球动能的大小，物理学中，这种研究问题的方法叫 　转换法　 。 【分析与论证】 （3）钢球从斜面的不同高度由静止滚下，高度越大，速度越大，木块被撞得越远。可得结论：　当物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大　 。 （4）比较 　甲、丙　 两图可得：速度相同时，钢球质量越大，动能越大。 （5）同桌小宁根据乙、丙两图得出结论，物体的动能大小与质量有关，她看法是否正确？（并说出你判断的理由） 　正确，图丙中小球的速度小，其动能反而大　 。 （6）若水平面绝对光滑，　不能　 （填“能”或“不能”）达到实验探究的目的。 （7）由实验探究联想到：高速公路限速牌上标明“120”和“100”字样，　大客车　 （填“大客车”或“小轿车”）的限速应该是100km/h。 【分析】（1）物体由于运动而具有的能叫动能，小球从高处滑下时具有动能； （2）实验中通过观察木块被钢球推动距离大小判断钢球的动能大小的，利用了转换法； （3）（4）（5）动能的决定因素有两个：质量和速度，要利用控制变量法去研究。研究与速度关系时要保证质量相同，速度不同。研究与质量关系时，要保证速度相同，质量不同； （6）动能的大小通过观察物块移动的距离来反映出来，如果水平面绝对光滑，小球和物块将保持匀速直线运动，永远运动下去； （7）根据速度相同时，质量越大，动能越大，越不容易刹车分析。 【解答】解：（1）该实验研究的主体是钢球，研究的是钢球动能的大小与速度和质量的关系； （2）实验中通过观察木块被钢球推动距离大小判断钢球的动能大小的，利用了转换法； （3）同一钢球从同一斜面的不同高度由静止滚下，高度越大，木块被撞得越远，说明动能越大，可得结论为：当物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大； （4）要探究动能大小与质量的关系，应控制钢球下滑的高度相同，只改变钢球的质量，故应该选甲、丙两图； （5）虽然乙、丙两图中没有控制小球的速度相同，但图丙中球的速度较小（最初释放的高度较小），其质量较大，而木块移动的距离较远，反映了小球的动能较大，所以能说明物体的动能大小与质量有关； （6）动能的大小通过观察物块移动的距离来反映出来，若水平面是光滑的，根据牛顿第一定律，小球和物块将永远一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到比较距离来比较动能的目的了； （7）因速度相同时，质量越大，动能越大，需要克服摩擦力做的功，越不容易刹车，因大客车的质量更大，故限制的速度要越小，大客车的限速应该是100km/h。 故答案为：（1）钢球；（2）转换法；（3）当物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大；（4）甲、丙；（5）正确，图丙中小球的速度小，其动能反而大；（6）不能；（7）大客车。 【点评】此题是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验，考查了转换法和控制变量法在实验中的具体应用，是中考探究实验考查的重点。 11．（提升题）小海和小川同学在探究“物体的动能与哪些因素有关”的实验时，提出了如下猜想： 猜想一：动能的大小可能与物体的运动速度有关； 猜想二：动能的大小可能与物体的质量有关。 为了验证猜想，小海同学将质量为m的小钢球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时，将水平面上静止的木块撞出一段距离s，如图1所示，部分实验数据和现象记录如表。请你完成下列内容： 实验次数 钢球质量m/g 钢球下落高度h/cm 木块滑行距离s 1 20 20 近 2 40 20 较远 3 60 20 远 （1）实验中探究的动能是指 　A　 。（选填字母） 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）上述3次实验中，第 　3　 次实验钢球滑到斜槽底端时动能最大。 （3）上述实验数据表明：　速度　 相同的物体，　质量　 越大，动能越 　大　 。这个结论可用于解释汽车 　超载　 （选填“超速”或“超载”）带来的危害。 （4）如图2所示，为小川同学两次实验的示意图。钢球A、B的质量mA＞mB，下落高度hA＞hB，木块滑行距离sA＞sB。他得出“物体的运动速度越大，动能越大”的结论，小海认为他的实验方法是错误的，理由是：没有控制钢球的 　质量　 相同。 【分析】（1）实验时，动能的大小是指小球运动到水平面上，撞击木块时的动能； （2）（3）不同质量的物体从相同高度自由下滑到达斜面底端的速度是相同的；从动能大小的影响因素判断：动能大小跟质量、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； （4）根据控制变量法分析。 【解答】解：（1）实验探究的是小球具有的动能，通过木块被小球推动的距离来反映小球具有动能的多少，应用了转换法，所以探究的动能是指小球撞击木块时小球具有的动能，故选：A； （2）因为不同质量的物体从相同高度自由下滑到达斜面底端的速度是相同的，三个小球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时速度相同，三个小球的质量越大，推动木块运动越远，对木块做功越大，说明小球的动能越大，所以第3次实验中小球动能最大； （3）上面数据得出：当速度一定时，钢球的质量越大，动能越大。汽车超速是因为速度大造成动能大，汽车超载是因为质量大造成的动能大； （4）根据图2可知，小球的质量不同，滚下的高度不同，即到达水平面时的速度也不同，变量不唯一，没有控制钢球的质量相同，所以不能直接得出“物体的运动速度越大，动能越大”的结论。 故答案为：（1）A；（2）3；（3）速度；质量；大；超载；（4）质量。 【点评】掌握动能大小的影响因素，利用控制变量法和转换法，探究动能大小跟各因素之间的关系。 12．（挑战题）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1：汽车的动能可能跟 　速度　 有关； 由“安全驾驶莫超载”可猜想2：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】分析图1甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：　物体的动能与速度有关　 ； 【实践应用】用图1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。 小雨在探究猜想2的实验时，设计的方案如图2所示：用质量不同的小球将同一弹簧压缩到相同程度由静止释放（铁球与地面间的摩擦力忽略不计），撞击水平地面上同一木块，使木块运动一段距离。该实验方案 　不可行　 （选填“可行”或“不可行”），按此方案操作，会看到木块移动的距离 　相同　 （选填“相同”或“不相同”）。 【分析】（1）十次车祸九次快的快说的是速度，安全驾驶莫超载中的超载说的是质量； （2）小球具有的能量越多，小球对外做功的本领越强，碰撞时，对物块做的功就越多，物块移动的距离就越远； （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，根据控制变量法的思想，归纳出合理的结论； （4）由图甲、乙可知，小球的动能与小球的质量有关，再结合问题进行分析； （5）同一弹簧被压缩相同形变量，则每次实验中，弹簧的弹性势能相同，在不考虑铁球与地面间的摩擦力时，由机械能守恒定律知，小球每次碰撞时的动能相同，再结合问题进行分析。 【解答】解：十次车祸九次快得快说的是速度，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； 小球具有的能量越多，小球对外做功的本领越强，碰撞时，对物块做的功就越多，物块移动的距离就越远，所以物块在水平面移动的距离越远、小球到达水平面时动能就越大； 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：物体的动能与速度有关； 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； 同一弹簧被压缩相同形变量，则每次实验中，弹簧的弹性势能相同，在不考虑铁球与地面间的摩擦力时，由机械能守恒定律知，小球每次碰撞时的动能相同，则碰撞后，木块移动的距离相同，所以该实验方案不可行。 故答案为：速度；质量；大；物体的动能与速度有关；超载；不可行；相同。 【点评】本题探究了物体动能大小跟什么因素有关，以及其在现实生活中的应用，题目新颖，综合性强，难度较大。 · 探究影响物体动能大小的因素－动能大小的现象表现 13．（基础题）为探究影响动能大小的因素，老师设计了如图甲、乙所示的实验方案。 （1）图甲探究的是动能与 　速度　 的关系，实验中通过 　木块被推动的距离　 来比较小球动能的大小。 （2）在完成甲实验的第二步操作时，木块被撞后滑出木板，为使木块不滑出木板，对甲实验的第二步操作应采取的方法是 　A　 。 A.适当降低钢球的高度 B.换用一个较重的木块 （3）实验结束后，各小组对实验提出各种改进方案： ①小明认为在“探究动能与速度关系”的实验中，可以撤走木块并使用足够长的木板，记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离，你认为小明的实验方案是否合理 　合理　 （选填“合理”或“不合理”）； ②小虎利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验，通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片，通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。小华指出此装置不适合体积不同的小球做实验，原因是 　不同体积小球撞击时，使得塑料片的形变不同，动能转化为每个塑料片的弹性势能不同，不能通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小　 。 ③小刚设计了丁图所示的装置进行实验。 A.若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离，可以研究小球的动能大小与 　速度　 （选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系。 B.若用A、B两个质量不同的小球（mA＞mB）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，同一木块受到撞击后相应移动距离sA　＝　 sB（选填“＞”、“＜”或“＝”）。 （4）小明认为还可以通过甲、乙两图探究物体重力势能的影响因素，他的设想是 　可行　 （选填“可行”或“不可行”）的。 【分析】（1）动能的大小与质量和速度有关，根据控制变量法分析可知图甲探究的是动能哪个因素的关系；实验中通过比较滚下的小球撞击木块移动的距离，来比较小球动能的大小，这是转换法。 （2）甲中下图木块被撞后滑出木板，说明该小球具有较大的动能，根据实验目的、动能的影响因素以及控制变量法分析可知具体的操作方法； （3）①通过移动的距离显示动能大小，即做功多少，必须控制阻力相同， ②不同体积小球撞击时，使得塑料片的形变不同，动能转化为每个塑料片的弹性势能不同，据此分析； ③A、弹簧的弹性势能转化为小球的动能，小球的动能转化为木块的动能； B、结合控制变量法的要求，看是否合理地控制了相关变量，并改变了要研究的变量，这样才能知道是否符合实验要求； （4）重力势能的大小与质量和高度有关，实验过程小球的重力势能转化为动能。 【解答】解：（1）动能的大小与质量和速度有关，根据控制变量法分析可知： 图甲中小球的质量相同，小球滚下的高度不同，则小球到达水平面的速度不同，所以图甲探究的是动能与速度的关系； （2）若在进行图甲实验时，甲中下图木块被撞后滑出木板，说明该小球具有较大的动能，图甲探究的是动能与速度的关系，所以不能改变小球的质量，为了使木块不滑出木板，在不改变木板长度的情况下，可以适当降低钢球的高度，故选A； （3）①可以撤走木块并使用足够长的木板，记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离，此时压力和接触面的粗糙程度相同，摩擦力相同，通过滑行距离显示动能大小是合理的； ②利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验，通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片，通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。小华指出此装置不适合体积不同的小球做实验，原因是不同体积小球撞击时，使得塑料片的形变不同，动能转化为每个塑料片的弹性势能不同，不能通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小； ③A、用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，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，故弹簧的弹性势能不相同，小球与弹簧分开后获得的初速度不同，而小球的质量相同，故可以研究小球的动能大小与速度的关系； B.若用质量不同的小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，故弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同； （4）重力势能的大小与质量和高度有关，小球的质量相同，滚下的高度不同，具有的重力势能就不同，实验过程小球的重力势能转化为动能，相同高度时，质量不同，具有的重力势能不同，实验过程小球的重力势能转化为动能，故该所以方案可行； 故答案为：（1）速度；木块被推动的距离；（2）A；（3）①合理；②不同体积小球撞击时，使得塑料片的形变不同，动能转化为每个塑料片的弹性势能不同，不能通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小； ③A、速度；B、＝；（4）可行。 【点评】动能的大小与物体的质量和速度有关，注意控制变量法的应用，动能的大小通过小球撞击木块的距离来反映动能的大小，体现了转换法。 14．（提升题）泥石流是由于暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流，具有极强的破坏力。为了比较水流和泥石流的破坏力，小宇进行了如下探究：将两辆相同的小车分别放在两个相同的管道中，然后让速度相等的水流和泥沙流分别通过这两个管道2秒钟，小车分别被推动一段距离，实验记录如下表所示。 流体 水流 泥沙流 小车被推动距离/cm 68 102 （1）实验中，通过 　小车运动的距离　 来比较水流和泥沙流的破坏力。由实验数据可知，在相同的时间内，相同的横截面上，小车从 　泥石流　 （选填“水流”或“泥沙流”）上获得的能量较多。 （2）在单位时间内、单位面积上，从某种能源中所能得到的能量叫作能流密度，这是评价能源的重要指标之一。若水的流速为v，密度是ρ，质量为m的水在流动时具有的能量（动能）为mv2，请推导出水能的能流密度A的表达式：A＝　ρv3　 。据此可推知，在流速相等的情况下，风能的能流密度比水能的能流密度 　小　 （选填“大”或“小”）。 【分析】（1）破坏力越大，则小车运动的距离越远； （2）根据Ek与m、v的关系是Ekmv2．可推出水能的能流密度A的表达式。 【解答】解：（1）比较水流和泥沙流的破坏力是通过小车移动的距离来显示的，小车运动的距离越远；由表格可知，泥石流推动小车的距离远，所以破坏力大； （2）根据题意所提供的信息，水的流速为v，密度是ρ，设S为横截面积、L为水流流过的距离， 则L＝vt，水流的体积V＝Svt，所以m＝ρV＝ρSvt， 代入Ekmv2得：EkρSvtv2ρStv3， 因为在单位时间内、单位面积上从某种能源中所能得到的能量叫作能流密度 则水能的能流密度A的表达式：Aρv3；风的密度要小于水的密度，则在流速相等的情况下，风能的能流密度比水能的能流密度小。 故答案为：（1）小车运动的距离；泥石流；（2）ρv3；小。 【点评】本题考查了学生的综合分析能力，接受新知识的能力，具有一定的创新意识，是一道好题。 15． （挑战题）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小明同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平桌面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。 （1）该实验是通过观察 　纸盒移动的距离　 来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。下面的三个实例中也采用这种研究方法的是 　C　 。 A．卢瑟福建立原子的核式结构模型 B．用磁感线来描述磁场 C．探究电功大小与哪些因素有关时，通过小灯泡的亮度来判断电流做功的多少 D．探究压力作用效果与压力大小有关时，在桌面上增减砝码都要保证桌腿向下压在沙中 （2）比较 　甲、乙　 两次实验可以得出的结论：当速度相同时，质量越大，物体的动能越大。 （3）若桌面过于光滑，则 　不利于　 （选填“更利于”、“不利于”）探究得出结论。 （4）三次实验中，铁球与纸盒一起在水平面上滑行的过程中克服摩擦力做功 　不相等　 （选填“相等”或“不相等”）。 （5）实验结束后，该同学拿走纸盒，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小球在相同表面上滑行到静止的距离，如图丁所示，根据此现象，小刚得出了动能与速度有关的结论。你认为该同学实验方案是否合理 　合理　 （选填“合理”或“不合理”）。 【分析】（1）掌握转换法在实验中的应用，通过对纸盒做功的多少，来体现小球动能的大小； （2）探究动能与质量关系时，需要控制速度不变； （3）如果水平面光滑，木块将做匀速直线运动； （4）直接比较小球在三个表面上克服摩擦力做功是否相等不好确定，可根据重力势能大小关系及能量的转化分析； （5）相同的表面对小球的阻力是相同的，通过观察小球滑行到静止的距离大小也可以判断出小球的动能大小。 【解答】解：（1）该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的，这种方法是转换法。 A．卢瑟福建立原子的核式结构模型，采用的是模型法； B．用磁感线来描述磁场，采用的是模型法； C．探究电功大小与哪些因素有关时，通过小灯泡的亮度来判断电流做功的多少，采用的是转换法； D．探究压力作用效果与压力大小有关时，在桌面上增减砝码都要保证桌腿向下压在沙中，采用的是控制变量法； 故选C； （2）探究动能与质量关系时，需要控制速度不变，改变质量的大小，即使质量不同的小球从同一斜面的相同高度由静止滚下，故选甲乙； （3）若水平面光滑，纸盒不受摩擦力，由牛顿第一定律可知木块将做匀速直线运动，永远运动下去；无法通过移动距离比较动能大小； （4）由于小球的质量和小球下落的高度不同，则具有的重力势能不同，克服摩擦所做的功也不同； （5）相同的表面对小球的阻力是相同的，通过观察小球滑行到静止的距离大小可以判断出小球的动能大小，即球滑行到静止的距离越大，小球的动能越大；可以得出动能与速度的关系，该实验方案正确。 故答案为：（1）纸盒移动的距离；C； （2）甲、乙；（3）不利于；（4）不相等；（5）合理。 【点评】明确本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，反映动能多少时运用了转换法，最后一问有难度。直接比较大小不易得出答案，要从能量转化角度分析。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/7/4 20:59:43；用户：王健；邮箱：huanyu281@xyh.com；学号：38494836 第 1 页 共 13 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$