期末实验专题复习--探究影响动能大小的因素2025-2026学年北师大版物理九年级全一册
2026-01-24
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期末实验专题复习--探究影响动能大小的因素
1.为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计,如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。图甲是让不同质量的小球沿同一平滑的斜面从B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景;图乙是让质量相同的小球沿同一平滑的斜面分别从A、B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面运动一段距离后静止时的情景;
(1)若要探究动能大小与速度的关系,应选择图 (选填“甲”或“乙”)进行实验;
(2)木块在水平面上滑动时,克服摩擦力做功的功率 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)本实验装置的水平面如果绝对光滑,还能得出结论吗? ,原因是 。
2.小明为了探究“物体动能大小与哪些因素有关”,设计了如图甲、乙、丙所示的实验装置来进行实验。
(1)该实验中研究的是 (小球/木块)的动能,通过观察 判断其动能大小,这种研究方法是 。
(2)对比甲和乙是为了探究动能大小与 的关系。
(3)对比乙和丙,可得到的结论是 。
(4)木块在水平面上滑动时,受到水平面的摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”),克服摩擦力做功的功率 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)若质量不同的小球分别从同一斜面的不同高度静止自由释放推动同一位置的木块,则 (选填“能”或“不能”)根据木块被推动的距离来判断小球初始重力势能的大小。
3.如图是探究“物体动能大小跟哪些因素有关”的实验,实验步骤如下:
步骤1.让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下,观察木块被撞击后移动的距离;
步骤2.让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,观察木块被撞击后移动的距离;
(1)该实验是通过观察 来判断钢球的动能大小;
(2)步骤2需要选用图 和图 做实验,是为了研究动能大小与 的关系。(选填图“甲”、“乙”或“丙”);(选填“速度”或“质量”);
(3)步骤1通过实验得到的结论是:速度相同的物体, 越大,动能越大。这个结论可用来解释汽车 (选填“超速”或“超载”)带来的危害。
4.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。A、B是两个质量不同的小球(mA<mB),让小球从同一斜面由静止滚下,撞击水平面上的小木块。
(1)实验中,通过观察 来判断小球的动能大小,这种研究方法叫 ;
(2)甲、 乙两次实验,让质量不同的小球从斜面的同一高度滚下,目的是使两球到达水平面时有相同的 ,对比甲、乙,可得出结论,当 一定时,物体的 越大,动能就越大;
(3)小华同学通过比较图乙、丙两图,得出“质量大的物体动能大”,小丽认为小华的这一比较过程存在错误,你知道错误是什么吗? ;
(4)某同学在做丙实验时小木块被撞后滑出木板,如何改进呢?同学们展开了讨论:甲同学建议换用表面相同但长度较长的木板;乙同学建议换质量较大的木块;丙同学建议换用降低钢球释放高度;丁同学建议不作任何改进直接分析实验现象得出结论。其中 同学的建议是不正确的;
(5)完成实验后,同学们还联想到以前探究牛顿第一定律时,也用到了斜面:让小车从同一斜面同一高度下滑,在不同的表面看滑行的距离远近不同,最终停下来后,小车在三个表面克服摩擦力做功是否相等 (选填“相等”或“不相等”)。
5.小王用图甲所示的器材探究“物体动能大小与哪些因素有关”,小球从斜面上静止释放,然后撞击静止在水平面上的木块。
(1)本实验研究的是小球在 (选填“在斜面上”“即将撞击木块时”或“撞击木块后”)的动能大小,并通过观察 来反映小球的动能大小。
(2)为了探究小球的动能大小与速度的关系,应当让 (选填“同一小球”或“不同小球”)从同一斜面上的 (选填“同一高度”或“不同高度”)由静止滚下,然后撞击同一木块。
(3)小亮另外设计了图乙所示的装置,来探究小球的动能大小与质量的关系,他用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,发现木块移动的距离相同。这个设计方案 (选填“可行”或“不可行”);原因是同一弹簧压缩相同距离后,由静止释放转化的动能 (选填“相同”或“不同”)。
6.在探究“物体动能与质量和速度的关系”实验中,如图甲所示,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)实验中控制了钢球的 相同,从而探究动能与 的关系;
(2)小华将实验装置改进成图乙所示,利用质量相同的铁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进行比较,来研究铁球动能大小与 的关系;
(3)小华还想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,探究铁球的动能大小与质量的关系,这个设计方案是 (选填“正确”或“错误”)。
7.在探究物体动能大小与质量的关系时,小红利用如图所示的装置,让不同质量的钢球,从同一斜面同一高度由静止滚下,撞击水平面上的木块。
(1)实验中,通过观察木块被推动的 比较钢球动能的大小。
(2)通过观察甲、乙两图的实验现象,可得出结论:在 相同时,物体的质量越大,动能越大。
(3)交通规则中“禁止超载”就是通过限制车辆装载货物的质量,减小车辆的惯性和 防止造成重大伤害。
8.小明通过下面的实验,研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。让质量相同的小球,从斜面上不同高度处自由滚下,撞击静止在水平地面上的小木块。
(1)如图甲,将小球从斜面顶端自由滚下,观察到木块被撞出了一段距离。如图乙,将小球从斜面中间自由滚下,则木块被撞出的距离比第一次 (选填“短”、“长”或“相等”),由上述实验现象,可以得出结论;同一物体, ,动能越大。
(2)如图丙,将小球从一光滑斜槽轨道(OAB)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EA和EB,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
9.如图所示,某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜而某处由静止释放,撞击同一水平面上的同一木块,木块移动一段距离后停止。
(1)小球滚下斜面的过程中,它的 能转化为动能,其动能大小是通过 (选填“木块”或“小球”)移动的距离来反映的。
(2)分析比较图-1、图-2两次实验,可探究出的结论是: 相同的物体, 越大,动能越大。
(3)图-1所示的实验中若将木块的初始位置向右移动一小段距离,若要小球撞击木块后,木块移动的距离s′甲和s甲相等。小球在斜面上的高度应该比原来 (选填“高”“低”或“相同”)。
(4)分析比较 两次实验,可探究动能大小与物体质量大小的关系。
(5)如果水平面光滑 (选填“能”或“不能”)完成本实验。
10.如图是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图,其中,。
(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.木块被小球撞击时的动能
(2)实验中,通过观察木块被钢球撞击后 来判断钢球的动能大小;
(3)甲、丙两次实验,让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下,目的是使两球到达水平面时有相同的 ;
(4)对比 两次实验,可以研究物体的动能与速度的关系;
(5)甲、乙两次实验中,木块滑行过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2,则W1 W2(选填“>”“=”或“<”);
(6)本实验中水平面应该是相对 的(选填“粗糙”或“光滑”);
(7)实验交流过程中,同学们联想到高速公路上的交通标志牌,汽车在行驶过程中,不允许超过最大限制速度。从物理角度来看,这样做的目的是限制汽车的 。
11.下图为某学习小组“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)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。
12.如图,某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面某处由静止释放,撞击同一水平面上的同一木块,木块移动一段距离后停止。
(1)该实验中探究物体的动能是指______;(填字母)
A.小球在斜面上的动能
B.小球撞击木块时的动能
C.木块被小球撞击后的动能
(2)实验中,物体动能的大小是通过 来反映的,这种实验探究方法是 法;
(3)分析比较甲、乙两次实验,可探究出的结论是: 相同的物体, 越大,动能越大;
(4)甲实验中若将木块的初始位置向右移动一小段距离,若要小球撞击木块后,木块移动的距离和相等,小球在斜面上的高度应该比原来 (选填“高”“低”或“相同”);
(5)分析比较甲、丙两次实验,得出的结论可用于解释汽车 (选填“超速”或“超载”)带来的危害。
13.“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图1所示:将小车从斜面上高h处由静止释放,运动到水平木板上后与木块碰撞。
(1)此实验研究的是 (选填“碰撞前小车”、“碰撞后小车”或“碰撞后木块”)的动能,通过 来反映动能的大小;
(2)比较图2中场景①和②,可探究动能大小与 的关系,生活中可以用该结论来说明汽车行驶在高速公路上不能 (选填“超速”或“超载”);
(3)移去木块后,进行图2中场景③和④实验时,小车滑行的距离不同,此时小车在水平面上克服摩擦力做的功分别为、,则 (选填“>”、“=”或“<”);
(4)小明同学尝试改用图3所示装置探究“物体动能大小与质量的关系”,设计了方案:用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,比较木块被撞击的距离。该方法 (选填“可行”或“不可行”),请说明你的判断依据: 。
14.如图甲所示为“探究物体动能大小跟哪些因素有关”的实验装置示意图;
(1)实验原理:运动的铁球A碰上木块B后,能将木块B撞出一段距离s;在相同的水平面上,木块B被撞得越远,铁球A对木块B做的功越 (选填“多”或“少”),铁球A的动能就越 (选填“大”或“小”),该实验通过木块B被撞的远近来反映铁球A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)让同一铁球A分别从斜面的不同高度由静止开始滚下,高度h越高,木块B被撞得越远,是为了探究铁球A动能大小与 (选填“速度”或“高度”)的关系;
改变铁球的质量,让质量不同的铁球从 (选填“同一”或“不同”)高度由静止开始滚下,铁球质量越大,木块B被撞得越远,是为了探究铁球动能大小与质量的关系;
(3)结论:通过多次实验表明,质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越 (选填“大”或“小”);运动速度相同的物体,质量越大,它的动能越大;
(4)某同学用如图乙所示的方法探究物体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,通过观察木块在木板和棉布上被撞击滑行的距离来判断小球动能的大小,这种方法是 的(选填“正确”或“错误”),原因是 。
15.如图所示是探究“物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验装置。
(1)该实验中,所探究的物体的动能是指 (选填“木块”或“钢球”)的动能;让不同质量的两个小球从斜面的同一高度自由落下,目的是使两球到达水平面时,具有相同的 ;
(2)分析 两图,得到的实验结论:速度相同时,物体质量越大,动能越大;
(3)实验中,分析甲、乙两图,得到的实验结论是: 。
试卷第1页,共3页
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《期末实验专题复习--探究影响动能大小的因素 2025-2026学年北师大版物理九年级全一册》参考答案
1.(1)乙
(2)变小
(3) 不能 见详解
【详解】(1)若要探究动能大小与速度的关系,控制物体的质量不变,改变物体的速度,应选择图乙进行实验。
(2)木块在水平面上滑动时,受到水平面的摩擦力是滑动摩擦力,与压力大小和接触面粗糙程度有关,二者不变,滑动摩擦力不变;克服摩擦力做功的功率
可知,滑动摩擦力f不变,速度减小,木块在水平面上滑动时,克服摩擦力做功的功率变小。
(3)[1][2] 如果水平面绝对光滑,小球推木块运动时,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,所以小球动能的大小就无法比较。
2. 小球 木块被撞出的距离 转换法 速度 当速度相同时,物体的质量越大动能越大 不变 变小 能
【详解】(1)[1][2][3]该实验中物体的动能指小球的动能,因为小球在运动,故小球具有动能;小球的动能越大,能够对木块做功越多,木块移动的距离越远,故可以通过观察木块被撞后移动距离远近来判断动能的大小;这种研究方法是转换法。
(2)[4]对比甲图和乙图,同一个小球,高度不同,到达水平面的速度不同,故是为了探究动能大小与速度的关系。
(1)[5]从相同斜面的同一高度释放,目的是使小球到达水平面的速度相同,因为从下面上滑下后,是重力势能转化为动能,速度只与高度有关,高度相同,故速度相同;从乙与丙图可知,相同的水平速度,质量大的,木块被撞后移动的距离远,故动能大,故结论为速度相同时,质量越大,动能越大。
(4)[6][7]由于压力不变,接触面的粗糙程度相同,故木块在水平面上滑动时,受到水平面的摩擦力相同;克服摩擦力做功的功率,根据可知,摩擦力的大小不变,速度越变越小,故克服摩擦力做功的功率变小。
(5)[8]若质量不同的小球分别从斜面的不同高度静止自由释放推动同位置的木块,将重力势能转化为动能和内能,重力势能越大,动能就越大,将小木块就撞得越远,故可以通过小木块被撞后移动的距离来判断重力势能的大小。
3. 木块被撞击后移动的距离 甲 乙 速度 质量 超载
【详解】(1)[1]实验中运用转换法通过观察木块被撞击距离的大小比较物体具有动能的大小的。
(2)[2][3][4]步骤2中,让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,需要控制小球的质量相同,改变小球在斜面上的下滑高度,即改变小球到达斜面的速度,所以选用甲乙两图做实验,用来探究动能的大小与物体速度的关系。
(3)[5][6]步骤1中,让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下,即控制小球到达斜面底端的速度相同,由乙丙两图可知,小球的质量越大,撞击木块的距离越远,小球具有的动能越大,则可得结论为:速度相同的物体,质量越大,动能越大,该实验结论可以解释超载带来的危害。
4. 小木块被撞后移动的距离 转换法 速度 速度 质量 没有控制速度相同 乙 相等
【详解】(1)[1][2]小球在水平面上撞击木块时推动木块做功,根据功的公式,木块的质量和木板的粗糙程度相同时,阻力相同,动能与距离成正比,故可以通过木块移动的距离来反映小球动能的大小,这种方法叫转换法。
(2)[3][4][5]甲、乙两次实验,让质量不同的小球从斜面的同一高度滚下,到达水平面时速度相同,质量大的推动木块移动的距离越远,所以这是为了研究动能大小与质量的关系,故结论为:当速度一定时,物体的质量越大,动能就越大。
(3)[6]图乙、丙两图小球的质量不同,也没有在同一高度滚下,没有控制速度相同,变量不唯一,无法得出可靠结论,这种做法是错误的。
(4)[7]本实验动能大小是通过木块移动的距离来反映的,故实验中木块受到的摩擦力是不能改变的,即木块质量和表面的粗糙程度是不可以改变的。甲同学更换表面相同,更长的木板,相当于延长了s;丙同学的方案让小球的释放高度降低,则到达斜面底端时的动能减小,对木板做的功也会减小,在木板上移动的距离也会减小;丁同学建议不作任何改进直接分析实验现象得出结论,因为滑出去的距离一定会比甲乙两次的距离大,根据远近即可判断;故甲丙丁同学的建议恰当。乙同学更换质量更大的木块,会导致木块对木板的压力增大,其所受到的阻力变大,这样就无法根据距离来比较动能做功的多少了,故乙同学建议不恰当。
(5)[8]让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,小车到达水平面时的动能是相同的,在滑行直到静止的过程中,动能全部克服阻力做了功,故动能相同时,在水平面上做的功也是一样的。
5.(1) 即将撞击木块时 木块移动距离的大小
(2) 同一小球 不同高度
(3) 不可行 相同
【详解】(1)[1]小球从斜面滚下,撞击木块前的动能决定对木块的做功效果 ,所以本实验研究的是小球即将撞击木块时的动能。
[2]实验中通过观察木块移动距离的大小来判断物体所具有动能大小的,木块被推动的距离越远,说明小球所具有的动能越大。
(2)[1][2]为了探究小球的动能大小与速度的关系,控制小球的质量相同,改变小球的速度,即应当让同一小球从同一斜面上的不同高度由静止滑下, 然后撞击同一木块。
(3)[1][2]小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,弹簧被压缩后的弹性势能相同,弹簧恢复原状的过程中,将弹性势能转化为小球的动能,小球获得的动能相同,因此撞击同一木块,同一木块移动的距离相同,无法探究小球的动能大小与质量的关系,即该方案不可行。
6. 速度 质量 速度 错误
【详解】(1)[1][2]与从斜面上滚下类似,质量不同的钢球从相同高度处摆下,摆线竖直时,钢球的速度是相同的;钢球的速度相同而质量不同,是探究动能与质量的关系。
(2)[3]质量相同的铁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进行比较,此时质量相同,速度不相同,所以可以研究铁球的动能大小与速度的关系。
(3)[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,这样是不能完成实验目的。
7. 距离 速度 动能
【解析】【小题1】(1)[1]实验中,钢球滑到水平面后会推动木块向右运动,木块被推动的距离越大,说明钢球的动能就越大,所以可以通过观察木块被推动的距离比较钢球动能的大小。
(2)[2]甲、乙两图中,让不同质量的钢球,从同一斜面同一高度由静止滚下,撞击水平面上的木块,是控制物体运动的速度相同。发现质量越大,木块被推动的距离越远。可得出结论:在速度相同时,物体的质量越大,动能越大。
(3)[2]车辆的惯性和动能都与质量有关。交通规则中“禁止超载”就是通过限制车辆装载货物的质量,减小车辆的惯性和动能,防止造成重大伤害。系安全带、保持车距、限速等也可以减小惯性带来的危害。
8.(1) 短 速度越大
(2) = A
【详解】(1)[1][2]根据图示可知,实验乙中木块被撞的距离比实验甲的距离要小一些,两次实验中的小球的质量相同,滚下的高度不同,高度越低,到达水平面时的速度越小,推动木块移动的距离就越小,动能越小,所以能得出结论;同一物体,运动速度越大,动能越大。
(2)[1]由于忽略空气阻力,轨道光滑,经过A、B两点到达C点的过程中,没有外力对小球做功,则小球的机械能守恒,即EA=EB。
[2]当小球到达C点时,速度为水平向右运动,此时小球所受各个力突然全部消失,根据牛顿第一定律可知,小球将保持这一状态,所以小球将沿a轨迹运动。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9.(1) 重力势 木块
(2) 质量 速度
(3)高
(4)图-1、图-3
(5)不能
【详解】(1)[1]小球从斜面滚下过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小,同时速度增大,动能增大,所以是将重力势能转化为动能的过程。
[2]实验中小球的动能大小是通过木块移动的距离来反映的,木块移动的距离越远,小球的动能越大,采用了转换法。
(2)[1][2]分析比较图-1、图-2两次实验,小球的质量不变,图-1中小球滚下时的高度较大,进入水平面时的速度也较大,推动木块移动的距离也较大,说明图-1中小球进入水平面时的动能较大,可探究出的结论是:质量相同的物体,速度越大,动能越大。
(3)图-1所示的实验中若将木块的初始位置向右移动一小段距离,若要小球撞击木块后,木块移动的距离s′甲和s甲相等,则小球到达木块处时应具有相同的动能,故小球撞击木块时的速度相同,小球在水平面上运动时受阻力的作用会做减速运动,所以,要使两次小球撞击木块时的速度相同,则第2次实验时小球在斜面上的高度应该比原来高一些。
(4)图-1、图-3两次实验中,小球滚下时的高度相同,则小球进入水平面时的速度相同,而小球的质量不同,所以,分析比较图-1、图-3两次实验,可探究动能大小与物体质量大小的关系。
(5)如果水平面光滑,木块被撞击后做匀速直线运动,无法比较木块运动距离的远近,所以不能完成实验。
10. B 滑动的距离 速度 甲、乙 > 粗糙 动能大小
【详解】(1)[1] 根据转换法,通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)[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,这是转换法的应用。
(3)[3]由甲、丙两图可知:让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下,是为了使两球到达水平面时速度相等。
(4)[4]研究物体的动能与速度的关系,要控制质量相同,只改变速度大小,即小球从斜面自由下滑的高度不同,故对比甲、乙两次实验,可以研究物体的动能与速度的关系。
(5)[5]甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为f1、f2,因为在同种接触面上,压力不变时,摩擦力大小不变,故f1=f2,sA>sB,根据做功的公式W=fs,可知W1>W2。
(6)[6]实验中,若水平面是光滑的,根据牛顿第一定律,物块将做匀速直线运动一直运动下去,无法通过水平方向移动的距离来比较动能大小,故本实验中水平面应该是相对粗糙的。
(7)[7]根据甲、乙实验可知,质量相同的小球,小球运动到水平面的速度越大,推动木块通过的距离越大,说明小球的动能越大;即在质量一定时,物体的速度越大,动能越大。汽车在行驶过程中,不允许超过最大限制速度,从物理角度来看,这样做的目的是限制汽车的动能大小。
11. 速度 转换法 质量 错误 小球质量不同 甲、乙 不能
【详解】(1)[1]小球开始下落时起始点的高度在这里决定了小球到达平面时速度的大小,实验中小球的质量不同,是探究动能与质量的关系,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斜面底端与木块B相碰时速度相同。
(2)[2] 小球的动能大小是无法直接观察到的,所以实验中通过是比较木块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,将看不见的转化为看得见的,这种方法在物理学中属于转换法。
(3)[3]比较步骤甲和步骤乙可知,质量不同的小球从斜面的同一高度处滚下,撞击木块后使木块在水平面运动的距离不同,质量越大的小球使木块移动的距离越远。由此得出结论:速度相同时,小球的质量越大,小球具有的动能越大。
[4][5]步骤乙和实验步骤丙中,小球的质量不同,下落的高度不同,存在两个变量,根据控制变量法,没有控制小球的质量相等,所以无法判断动能大小与速度的关系,小华的该观点是错误。
(4)[6] 要判断动能大小与物体质量的关系,应控制下落高度相同,即到达水平面的速度相同,而改变小球的质量,由图可知,可以比较步骤甲和乙,通过木块滑行距离的远近来判断动能大小与物体质量的关系。
(5)[7]从斜面上滚下,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。
12.(1)B
(2) 木块移动距离 转换
(3) 质量 速度
(4)高
(5)超载
【详解】(1)“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,研究的是小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]在本实验中,是利用转换法去比较动能的大小,即小球动能的大小通过比较小球撞击木块后,木块移动的距离来反映的。
(3)[1][2]由图可知,在甲、乙两次实验中,物体的质量相同,下滑的高度不同,甲图中物体下滑的高度大,所以运动到水平面时,其速度大,推动木块滑行的距离大,因此可得出结论:质量相同的物体,速度越大,动能越大。
(4)由题意可知,甲实验中若将木块的初始位置向右移动一小段距离,因为水平面存在摩擦,将会导致小球在撞击木块时速度变小,但是小球撞击木块后,木块移动的距离相等,表明小球撞击木块时,其动能大小相等,所以小球在斜面上的高度应该比原来高。
(5)分析比较甲、丙两次实验,两球高度相同,可知撞击木块时速度相同,两球质量不同,质量大的推木块距离远,可得速度相同时,质量越大,动能越大,得出的结论可用于解释汽车超载带来的危害。
13.(1) 碰撞前小车 木块被小车撞击后被推动的距离
(2) 速度 超速
(3)<
(4) 不可行 弹簧压缩程度相同时弹性势能相同,转换的动能相同,木块移动的距离相同。
【详解】(1)[1]该实验是为了探究动能大小与哪些因素有关,小车在斜面上由静止到碰撞到木块的过程中,处于运动状态,动能在改变,此实验是研究碰撞前小车的动能。
[2]木块在水平木板上运动的距离越长,说明小车的动能越大,实验是通过木块被小车撞击后被推动的距离来反映动能的大小,这是转换法的应用。
(2)[1]比较图2中场景①和②,两个场景中小车的质量相同,小车在斜面所处的高度不同,到达水平面的速度不同,可探究动能大小与速度的关系。
[2]结论可用来解释汽车超速的危害,相同质量的货车,行驶的速度越大,动能越大,所以超速比正常速度行驶更容易发生事故,因此汽车行驶在高速公路上不能超速。
(3)图2中场景③和④实验时,小车处于相同高度的位置,释放后小车运动到水平面时速度相同,场景④中小车的质量更大,故场景④中小车的动能更大,动能全部克服摩擦力做功,则。
(4)[1][2]用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,弹簧具有相同的弹性势能,则被弹出的钢球具有相同的动能,木块移动的距离相同,故该方法不能用来探究“物体动能大小与质量的关系”,不可行。
14. 多 大 转换法 速度 同一 大 错误 没有控制水平面的粗糙程度相同
【详解】(1)[1][2][3]该实验中铁球动能的大小是通过木块B移动的距离体现的,B被撞的越远,铁球A对木块B做的功就越多,说明铁球的动能越大,这里采用了转换法的思想。
(2)[4]让同一铁球A分别从斜面的不同高度由静止开始滚下,高度h越高,钢球到达水平面时具有的速度越大,木块B被撞得越远,说明铁球具有的动能越大,这是为了探究铁球A的动能大小与速度的关系。
[5]要探究铁球动能大小与质量的关系,根据控制变量法,应控制速度相同,质量不同,即让质量不同的铁球从同一高度由静止开始滚下,铁球质量越大,木块B被撞得越远。
(3)[6]通过多次实验表明,质量相同的物体,运动的速度越大,木块B被撞得越远,说明铁球具有的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能越大。
(4)[7][8]图乙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。
15. 钢球 速度 甲、丙 物体质量相同时,速度越大,动能越大
【详解】(1)[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]让不同质量的两个小球从斜面的同一高度自由落下,目的是使其到达水平面具有相同的速度。
(2)[3]实验中,分析甲、丙图,控制了钢球下落的高度相同,即钢球到达水平面的速度相同,钢球的质量不同,丙中钢球质量大,木块被推得更远,说明丙中钢球动能更大。可得到的实验结论是:速度相同时,物体质量越大,动能越大。
(3)[4]实验中,分析甲、乙图,控制了钢球的质量相同,钢球下落的高度不同,即钢球到达水平面的速度不同,乙中钢球下落高度更高,到达水平面的速度更大,木块被推得更远,说明钢球动能更大。可得到的实验结论是:质量相同时,物体速度越大,动能越大。
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