第十章 功和机械能（实验题30道）-【刷好题】2025-2026学年八年级物理下册热点题型专练（2024北师大北京版）

第十章 功和机械能（实验题30道） 1．利用如图所装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C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都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量分别为mA、mB（mA＜mB）。    （1）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两个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）如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：速度一定时，物体的 __________越大，动能越大。通过木块移动的距离反映动能的大小，这样的探究方法称为__________； （3）图乙中小球B到达竖直位置时的速度 __________图丙中小球B到达竖直位置时的速度（填“大于”、“小于”或“等于”）。如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：__________一定时，__________越大，动能越大。 2．（1）如图甲所示的弹簧测力计的示数是_______N； （2）如图乙是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验示意图，该实验研究的对象是_______（选填“小球”或“木块”）的动能。让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与_______的关系； （3）在“探究平面镜成像的特点”实验中，用玻璃板替代平面镜，是为了便于确定_______的位置。 3．利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块就会在水平面上滑行一定距离后停止。摆线的长度L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向之间的夹角θ1＜θ2。 （1）实验研究的对象是___________； （2）实验中通过比较 ___________反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 ___________（选填“控制变量法”或“转换法”）； （3）比较图甲、乙所示的探究过程，他观察到图乙中木块C撞得更远，由此可得出结论：___________。 （4）比较图乙、丙所示的探究过程，摆角θ2大于摆角θ1 ，观察到图丙中木块C撞得更远，因此物体的动能大小跟___________有关。 （5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能 ___________（选填“相等”或“不相等”），该方案 ___________（选填“正确”或“错误”）。 4．用如图的装置来验证影响物体动能大小的因素． (1)在此实验中是通过比较___来比较小球动能的大小； (2)若要研究超载安全隐患，需要添加的一个器材__； (3)小球从斜面的同一高度由静止释放，其目的是___； (4)该实验中物体的动能是指物体___（选填“A”或“B”）的动能，该动能是由___能转化而来的。 5．小袁在观看“军事纪实”节目中，了解到吹箭是我国特种兵的秘密武器之一，吹箭主要由合金材料制成的长空心管（吹箭筒）和特制的飞箭组成，使用时将飞箭装入吹箭筒，用嘴对着吹箭筒将飞箭吹出，如图1所示。那么影响飞箭飞行距离的因素有哪些呢？小袁作出如下猜想： 猜想①：可能与吹箭筒的长度有关； 猜想②：可能与飞箭放入吹箭筒中的位置有关。 小袁将家中的吸管分别剪成长度不同的三段模拟吹箭筒，从棉签棍子上取下1cm长的小木棍模拟吹箭。在室内进行，手持吸管平行于水平面放置，小木棍放入吸管内不同位置，对着吸管用相同力度持续吹气，直至木棍飞出吸管，如图2所示，并记录了木棍飞行的水平距离，实验数据如表： 实验次数 木棍在吸管中的位置 吸管的长度/cm 木棍飞行距离/m 实验次数 木棍在吸管中的位置 吸管的长度/cm 木棍飞行距离/m 实验次数 木棍在吸管中的位置 吸管的长度/cm 木棍飞行距离/m 1 吸管前端 18 2.8 4 吸管中段 18 3.4 7 吸管末端 18 4.8 2 9 1.3 5 9 2.5 8 9 3.7 3 4 0.6 6 4 1.6 9 4 2.1 （1）小袁将实验选在室内而不是室外进行，主要是考虑室外可能有___________会对飞行中的木棍施加力的作用从而影响飞行距离； （2）通过分析1、4、7或2、5、8或3、6、9三组实验数据可判断，猜想②___________（选填“成立”或“不成立”）；通过分析1、2、3或4、5、6或7、8、9三组实验数据可判断，飞箭飞行距离随着吹箭筒的长度的增大而___________； （3）小袁分析实验数据发现，当木棍在吸管中位置相同时，长度为18cm的吸管，木棍飞行距离最远，于是她得出结论：在飞箭放入吹箭筒中的位置及其他条件相同时，吹箭筒越长，飞箭飞行距离一定越远。你认为这一结论___________（选填“可靠”或“不可靠”），理由是___________； （4）小袁用所学物理知识对在其他条件相同时，木棍放在吸管末端，飞行距离最远这一结论进行分析：这是因为在其他条件相同时，木棍放在吸管末端能让木棍离开吸管时的速度越___________（选填“大”或“小”）。理由是管内气体对木棍做功，运动距离越长，___________。（忽略摩擦力影响，结合功能关系回答） 6．在探究物体重力势能的大小与哪些因素有关的实验中，小亮设计了如图所示的实验。在容器中装入适量的细砂，将木质小桌放在平整的细砂上，将铁块置于木质小桌正上方，各次实验中铁块从图中水平虚线处由静止释放，铁块自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动，并使桌腿陷入细砂中相应的深度。A、B、C三个铁块的质量关系为mA＜mB＜mC，甲、乙、丙、丁四次实验中，桌腿陷入细砂中的深度依次增大（图中未画出，铁块下落的高度远大于桌腿陷入细砂中的深度），请回答下列问题： (1)实验中通过桌腿陷入细砂中的深度来反映__________； (2)选择甲乙两次实验是为了探究什么科学问题___________； (3)小亮利用乙、丙、丁三次实验，探究“物体重力势能的大小与质量的关系”，他的探究中存在的问题是___________。 7．小明在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”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）由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。 （1）本实验中，“物体的动能”是指( )； A．木块刚被小球撞击时的动能 B．小球刚撞击木块时的动能 C．木块在被小球撞击后的动能 D．小球在撞击木块后的动能 （2）该实验中物体动能的大小是通过木块在水平面移动的距离来反映的，这种研究方法是_______； （3）由甲和______（选填“乙”、“丙”）两图可得实验结论：物体的动能大小与物体的速度有关； （4）小明联想到以前探究牛顿第一定律时，也用到了斜面，让小车从同一高度下滑，在不同的表面，看滑行的距离远近。最终停下来后，小车在三个表面克服摩擦力做功______（选填“相等”或“不相等”）。 8．小张在高速路上看到了许多限载限速标志，由此想探究动能与哪些因素有关，做了如图所示的实验． （1）该实验研究的是小球______（选填“碰撞前”或“碰撞后”）的动能；小球动能的大小是通过______来反映的； （2）在探究动能与质量的关系过程中，为保证小球到达水平面的速度相同，需控制小球静止下滑时的______相同，通过比较______两次实验可以得出动能大小与质量的关系； （3）比较甲、乙两次实验，得出的结论可以解释汽车在高速路上______（选填“超速”或“超载”）的危害； （4）实验中若水平面太粗糙，对该实验有何影响？____________。 9．在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，如图，使A、B、C三个钢球先后从同一个平板斜面装置的高度分别为h1、h2、h3的位置，由静止开始滚下（mA=mB＜mC，h1=h3＞h2），水平面上同一位置的木块被撞出一段距离后停下，回答以下问题： （1）该实验探究的是 _______（选填“木块”或“钢球”）的动能； （2）实验通过观察 ________来判断钢球动能的大小，这种研究问题的方法叫 _______法。若水平面光滑， _______（能/不能）完成实验探究； （3）比较甲、乙两图进行的实验，可以探究物体动能大小与 _______的关系； （4）比较甲、丙两图，可得出的结论是：________。 10．为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。 （1）实验中，通过观察___________来比较小球动能的大小。图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从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，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。据此你能得出的结论是___________； （2）图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从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。据此你能得出结论是___________； （3）本实验装置的水平面如果绝对光滑，___________（填“能”或“不能”）得出结论。理由是___________； （4）实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如下表。 实验序号 小球的质量m/g 小球自由滚下时的高度h/cm 木块被撞后运动的距离s/cm 1 30 10 4 2 30 20 16 3 60 10 8 （a）为了探究“超载”的安全隐患，应选择___________两个序号的实验进行比较。 （b）为了探究“超速”的安全隐患，应选择___________两个序号的实验进行比较。分析表格中对应的实验数据可知：___________对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。 11．小军通过高倍望远镜观察月球，发现月面是凹凸不平的，如图甲所示物体与月面发生碰撞而形成的坑洞，叫作月坑。小军猜想月坑的深度可能与流星的质量、体积及下落的高度有关。于是，他设计了一个用一只铺满厚厚的细沙的盘子和几个不同的小球及刻度尺进行探究月坑深度的模拟实验，如图乙所示。经过实验，数据记录如下表： 实验序号 质量m/g 体积V/cm3 下落高度h/ cm 坑的深度d/ mm 1 20 7.5 50 2.6 2 20 7.5 60 3.5 3 20 7.5 70 5.0 4 20 2.5 70 11.3 5 20 1.8 70 12.4 6 60 7.5 70 14.6 7 85 7.5 70 15.9 请你分析实验数据，并回答下列问题： （1）  由1、2、_____三组数据可得：月坑的深度与流星的下落高度有关； （2）  由3、6、7三组数据可得：月坑的深度与流星的_________有关； （3） 由3、___、5三组数据可得：月坑的深度还与流星的体积有关：体积越大，月坑的深度_____； （4）请你结合小军的探究过程就影响月坑深度的因素问题提出另外一个猜想：月坑的深度与流星的_____________有关。 12．如图是小明探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验。 （1）小明利用小钢球撞击木块，通过观察______来判断小钢球具有的动能大小，这种研究问题的方法叫做______（选填“控制变量法”或“转换法”）； （2）如图甲丙所示，实验时小明将同一小球从斜面上的不同高度______释放，每次让小球滚下碰到同一位置的相同木块，目的是探究小球动能的大小与______是否有关； （3）若实验装置的水平面绝对光滑，______（选填“能”或“不能”）通过上述方法来判断动能大小； （4）分析甲、乙两图的实验现象可得到结论：物体的______相同时，物体的______越大，动能越大；此结论可以解释汽车______（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。 13．小萌在水平路面上骑自行车时发现这样的现象：①车速度越大，停止蹬车后滑行距离越远；②车在滑行时，地面越光滑滑行的距离越远。 (1)根据现象①，小萌做了如图甲的探究实验：让小车从斜面上由静止下滑，撞击置于水平木板上的物块，观察物块被撞后移动的距离。以下A、B两种操作，你认为正确的是________（填写字母）。 A．用质量相同的小车从斜面的不同高度自由滑下 B．用质量不同的小车从斜面的相同高度自由滑下 (2)在图甲中画出小车在斜面上所受重力的示意图。________ (3)由实验可以得出的结论是：动能大小与________有关。 (4)根据现象②，小萌又做了如图乙的探究实验：让小车从斜面的相同位置由静止滑下，观察小车在毛巾、棉布、木板三种平面上滑行的距离。分析图乙可知：阻力越小，小车速度减小的越________。在滑行的整个过程中，小车在毛巾和木板表面克服摩擦力做功分别为和，则________（选填“>”、“<”或“=”）。 14．小明利用如图所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。他将小球A、B 分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，会与静止在水平轨道上的木块C发生碰撞，碰撞后木块都会在水平轨道上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，球A、B的质量分别为 （1）小明通过的甲、乙所示的探究过程，他观察到B球能将木块C撞得更远，经过思考可得出结论：小球的动能大小与___________有关； （2）图乙中小球B到达竖直位置时的速度___________（选填“大于”“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度。如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：当质量相同时，物体的速度越___________，动能越大； （3）木块最终会停下来的主要原因是它受___________的作用，如果水平面绝对光滑，则___________（选填“能”或“不能”）完成本实验； （4）在小球撞击木块C以后，如果木块C受到的力突然全部消失，C将做___________运动。 15．用小球和木块来做“探究动能大小与哪些因素有关”的实验。 (1)该实验研究对象是________（选填“小球”或“木块”），实验中是通过比较________来比较动能大小； (2)分析甲、乙两图，小球从不同的高度由静止滚下的目的是使小球________，最终可得结论：________； (3)有同学选用一个轻质弹簧按照图丙装置来“探究物体动能大小与哪些因素有关”，设计了以下两个实验方案： 方案一：用同一小球将弹簧压缩至不同程度，静止释放，推动初位置相同的同一木块，比较木块被推动后移动的距离； 方案二：用质量不同的小球将弹簧压缩相同程度，静止释放，推动初位置相同的同一木块，比较木块移动的距离。 该同学的两个方案中，不计小球受到的阻力及碰撞中的能量损失，能完成动能影响因素探究的是方案________；另一个方案无法完成的原因是：________。该方案中木块移动的距离________（选填“不相等”、“相等”）。 16．如图所示，无摩擦的轨道装置固定在水平桌面上。轨道前半部分是弧形的，后半部分是水平的。装置配套有三个质量不同、体积相同的金属球，把一个金属球从轨道上方某处由静止释放后，它会沿轨道一直运动到末端，离开轨道后，球会在空中继续飞行，最后掉到水平地面上。（忽略空气阻力） 请完成： （1）金属球从A运动到B的过程中，它的___________能转化为___________能； （2）小明猜想： 猜想一：金属球的质量越大，它在空中运动的水平距离s就越大； 猜想二：球静止释放时的高度越高，它在空中运动的水平距离s就越大。 设计实验（可自选测量器材），验证猜想一是否正确。 ①写出实验步骤（可图文结合）；__________ ②验证猜想是否正确的依据。__________ 17．如图是我市某小区正在举行的趣味爬楼比赛，先到达顶层楼者获胜。正上初二的小阳认为，这样的评判不公平，只有用物理的方法比较爬楼功率大小才最科学。请你帮他完成实验设计。 （1）实验器材：____________________________； （2）实验步骤：_____________________； （3）计算功率的表达式：__________________________________。 18．如图展示了一个弹弓模型，忽略空气阻力，通过拉伸橡皮筋后，能够将模拟小鸟瞄准目标进行发射。 (1)用A点表示小鸟，请在方框中画出小鸟在位置B点的受力示意图； (2)弹弓的橡皮筋伸长过程中，弹性势能_________；发射后离开橡皮筋的模拟小鸟上升到最高点的过程中机械能__________（选填“变小”  “变大”或“不变”）； (3)某同学思考橡皮筋的弹性势能除了与橡皮筋的伸长量、材料有关，与橡皮筋自身长度、粗细是否有关呢？生活经验告诉我们水平飞出速度越大，飞行的水平距离越远，现有弹珠和弹弓一个、相同材质但粗细不同的橡皮筋若干条、剪刀、刻度尺等，请写出实验步骤并设计实验表格完成探究“橡皮筋的弹性势能与橡皮筋粗细的关系”这一实验。 实验步骤：__________； 设计实验表格：__________。 19．全红蝉入水时溅起来的水花很小，于是小明和同学们猜想物体入水时溅起水花的高度与哪些因素有关，已知物体从距水面相同高度自由下落，达到水面的速度相等。小明和同学们提出如下猜想： 猜想1∶与物体的质量有关； 猜想2∶与物体的入水快慢有关； 猜想3∶与物体的入水方向有关； 猜想4∶与物体的形状有关； (1)为了验证上述猜想3是否正确，小明将同一块橡皮泥捏成球形分别从a 、b 、c三条光滑通道从水面上方相同高度由静止释放（如图乙），发现溅起水花的高度依次变小，说明猜想3是________ 的（选填“正确”或“错误”）； (2)小明将橡皮泥分别捏成球形、锥形、柱形从不同高度自由下落水面，测出溅起水花的高度，进行多次实验。记录的部分数据如表： 实验序号 物体质量m/g 物体形状 下落高度h₁/cm 溅起水花高度h₂/cm 1 20 球形 20 6 2 20 柱形 20 4 3 20 锥形 20 9 4 50 柱形 20 9 5 100 柱形 20 18 6 90 柱形 25 22 ①比较实验序号为 ___________ 的数据，可得出的结论是：物体入水时溅起水花的高度与物体的形状有关； ②比较实验序号为2、4、5的数据，可得出的结论是： _______________________ 20．2021年1月1日开始实施的《民法典》第一千二百五十四条规定：禁止从建筑物中抛掷物品。请你应用所学物理知识对高空抛物危害的原因做出合理的解释，并利用身边的物品设计一个实验来验证你的想法是正确的。 （1）解释原因：______； （2）所选物品：______； （3）实验步骤与现象：______。 21．小柯在课外活动时，偶然将两个弹性球叠放在一起，使它们同时自由下落，发现上面小球反弹的高度大于下落的高度，于是他想探究同一个上面小球反弹的高度与哪些因素有关。为此，他提出了三个猜想： ①与两个弹性球下落的高度有关；②与下面弹性球的质量有关；③与下面弹性球的材料有关。为了验证猜想；他选取了质量为10g的A球作为上面的反弹小球，用体积相同的B、C、D三个球分别作为下面的弹性球，B、C两球质量相同但材料不同，C、D两球材料相同但质量不同，他在同一水平地面上做了多次实验，实验数据如表。 (1)比较三次实验序号________，可初步得出结论：在下面弹性球的质量、材料等条件一定时，下落高度越高，上面弹性球反弹的高度越高； (2)比较实验序号4、7（5、8或6、9）可初步得出结论：在下面弹性球的材料、下落高度等条件一定时，________，上面弹性球反弹的高度越高； (3)为了探究猜想③，除了选取A球作为上面的反弹小球外，还应在B、C、D三个弹性球中选择________（填字母）两球进行实验； (4)实验表明，每次所测A球反弹的高度总比下落高度要高，是因为在两球碰撞时下面弹性球对上面A球做功，使A球机械能总量________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 实验序号 下面弹性球 质量/kg 下落高度/m A球反弹高度/m 1 B 0.5 0.9 1.6 2 1.1 1.9 3 1.3 2.1 4 C 0.5 0.9 1.7 5 1.1 2.0 6 1.3 2.5 7 D 0.8 0.9 2.2 8 1.1 2.3 9 1.3 2.8 22．我们都知道，要测量跑步时的平均速度，只需要测出跑步的距离和时间。小晋想：可不可以用类似的方法测出自己做一次引体向上克服重力做功的功率呢?请你选择合适的实验器材，设计方案帮助小晋完成测量。 （1）实验器材：________； （2）实验步骤：________； （3）功率的表达式：P=________。 23．如图所示，无摩擦的轨道装置固定在水平桌面上。轨道前半部分是弧形的，后半部分是水平的。装置配套有三个质量不同、体积相同的金属球m1＞m2＞m3，把一个金属球从轨道上方某处由静止释放后，它会沿轨道一直运动到末端，离开轨道后，球会在空中继续飞行，最后掉到水平地面上。（忽略空气阻力） 小雅同学猜想： 猜想一：金属球的质量越大，它在空中运动的水平距离s就越大； 猜想二：球静止释放时的高度越高，它在空中运动的水平距离s就越大。 设计实验（可补充测量器材），验证猜想一是否正确。 （1）补充的器材_________ （2）写出实验步骤（可图文结合）__________； （3）验证猜想是否正确的依据__________。 24．如图甲所示，是张军参加中学生体质测试的部分数据。张军在想，如果我们把做引体向上的动作理想化为：向上拉时手臂用力把身体匀速拉到一定高度，向下时手臂几乎没用力，且每次上拉的高度相同（如图乙）。我们就可以用初中学到的知识来测量引体向上的平均功率大约是多少了。请设计一份实验方案，测量张军一次性完成10个引体向上的平均功率。 (1)学校已提供了适合做引体向上的单杠和场地，除了图中有用的信息外，还需要的测量器材有_________。 (2)实验步骤：__________________。 (3)本实验中，平均功率的表达式为______。 25．暑假为了不放松体育锻炼，小乔一家选择了跳绳这种运动来强身健体。大家一起跳绳时，小乔想知道妈妈跳绳时的功率是多大。请你帮她设计一个方案来进行测定，要求写出需要的测量器材、实验步骤及功率的表达式（用实验所测得的物理量表示）。 实验器材：_________； 实验步骤：_________； 功率的表达式：_________。 26．小明骑自行车上学途中经过一段20米长的下坡路。 【问题】他思考：物体从粗糙程度相同的斜坡下来后滑行的最大距离可能与哪些因素有关呢? （1）他发现斜面的高度越大，冲下斜坡后滑行的最大距离就越大。从能量角度分析，物体越高，重力势能也越大，到达坡底时的_____能就越大，从而滑行得越远。 （2）在斜坡高度一定时，小明又提出两个猜想： 猜想一：可能与物体的质量有关；猜想二：可能与斜坡和水平面间的夹角有关。 【证据】为验证猜想，他设计了图甲所示的装置，将A、B两个木槽在处平滑连接。实验中多次改变并测出夹角、，然后将甲、乙小滑块从木槽A上由静止释放，测量出滑块冲上木槽B的距离（滑块中心到点的距离）和，数据如表： 实验序号 1 2 3 4 5 夹角 夹角 /cm 37.9 19.3 30.0 31.2 /cm 37.8 29.8 19.3 30.1 31.1 （1）实验中甲、乙两滑块质量_____，每次应将两滑块从_____处释放； （2）第2次实验中测量时刻度尺和滑块的位置如图乙（O点在“20”处），则表格中应填入_____； 【解释】分析上表数据，可知猜想一是_____的；分析序号_____的三组数据，可得出的探究结论是：当物体的高度和质量一定时，斜坡的角度越大，物体滑行距离越远； 【交流】进一步分析，你认为导致斜面夹角越大滑块滑行距离越远的原因是_____。 27．在生活、生产中我们常遇到下面事例：打夯时夯锤被高高抛起又下落，砸在工作面上；打桩机打桩时重锤被高高拉起又下落，打在桩面上… (1)请你再举一个类似的事例：_____。 (2)小军看到打桩机，思考“重锤对地面打击力的大小与什么因素有关”的问题，并提出猜想一：打击力的大小与重锤的质量有关。请你另提出一个猜想二：打击力的大小与_____有关。 (3)小军想利用排球、白纸、台秤、复写纸来模拟“打桩”来验证。设计实验方案如下： 在光滑平整的地板上放一张白纸，在白纸上叠放一张复写纸。将排球从纸的正上方一定高度静止下落，排球打在复写纸上，在白纸上留下打击的复写印迹。如何利用台秤较准确地测出排球的打击力F的大小？小军有点为难，请你帮他设计完成测出F的方案：_____。 28．学习完功率一节后，老师布置了实践性的作业，利用生活中的测量工具，测量自己上楼时的功率（测量的物理量用相应的字母表示）。 （1）实验器材：______； （2）实验步骤：______ ； （3）上楼功率的表达式P=______ 。 29．高空抛物是一种不文明的行为，并且有可能造成危险。近日，最高人民法院印发有关规定，对于故意高空抛物的，根据具体情形以危险方法危害公共安全罪、故意伤害罪或故意杀人罪论处，特定情形要从重处罚。请你设计一个实验方案探究重力势能与物体所处高度的关系。 （1）你所选的实验器材：____________； （2）简述实验步骤及现象：___________； （3）实验结论：___________。 30．小明在玩“水枪”玩具时，发现“水枪”水平放置，如果推动活塞的速度越快，水枪离地面的高度越高，水就会射得越远，据此，他提出了如下猜想：在空中水平抛出的物体，落地的水平距离与抛出的初速度及抛出点离地面的高度有关，为验证猜想，小明找来了如图所示装置进行实验。 (1)让小球从斜槽上自由滚下，是为了使小球到达水平槽时具有一定的________； (2)保持斜槽倾斜程度不变，分别让同一小球从A、B、C位置由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离sA、sB、sC，发现sA>sB>sC。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与________有关； (3)逐步降低抛出点离地面的高度，分别为h1、h2、h3，每次都让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离s1、s2、s3，发现s1>s2>s3。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与________有关； (4)若在水平槽铺上毛巾，使抛出点离地面的高度为h3，让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，测出小球落地的水平距离为s4，根据上述实验的结果，应该有s4________s3（选填“>”、“<”或“=”）。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十章 功和机械能（实验题30道） 1．利用如图所装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C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都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量分别为mA、mB（mA＜mB）。    （1）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两个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）如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：速度一定时，物体的 __________越大，动能越大。通过木块移动的距离反映动能的大小，这样的探究方法称为__________； （3）图乙中小球B到达竖直位置时的速度 __________图丙中小球B到达竖直位置时的速度（填“大于”、“小于”或“等于”）。如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：__________一定时，__________越大，动能越大。 【答案】 质量 质量 转换法 小于 质量 速度 【详解】（1）[1]甲、乙两图中，小球的质量不同，由题意知，摆角相同，小球同时到达竖直位置，说明小球的速度大小与小球的质量无关。 （2）[2]因为 mA＜mB 两球的速度相同，B球能将木块C撞得更远，说明B球的动能更大，因此可得速度相同时，物体质量越大，动能越大。 [3]根据转换法可知，通过木块移动的距离反映动能的大小。 （3）[4]乙、丙两图，小球的质量相同，且 θ1＜θ2 所以丙图小球的速度更大，即图乙中小球B到达竖直位置时的速度小于图丙中小球B到达竖直位置时的速度。 [5][6]图丙中木块C滑行得更远些，是因为丙图小球的速度更大，说明质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 2．（1）如图甲所示的弹簧测力计的示数是_______N； （2）如图乙是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验示意图，该实验研究的对象是_______（选填“小球”或“木块”）的动能。让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与_______的关系； （3）在“探究平面镜成像的特点”实验中，用玻璃板替代平面镜，是为了便于确定_______的位置。 【答案】 2.2 小球 速度 像 【详解】（1）[1]弹簧测力计的最小刻度值为0.2N,因此弹簧测力计的示数是2.2N。 （2）[2][3]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，所以通过观察木块被推动的距离的大小，来判断小球动能的大小，即该实验研究的对象是小球的动能。让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，控制了质量一定，改变了速度，目的是为了探究动能的大小与速度的关系。 （3）[4]使用透明玻璃板是代替平面镜，虽然成像不太清晰，但是在物体A一侧能看到物体A的像，同时还能看到代替物体A的另一个物体B，便于确定像的位置。 3．利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块就会在水平面上滑行一定距离后停止。摆线的长度L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向之间的夹角θ1＜θ2。 （1）实验研究的对象是___________； （2）实验中通过比较 ___________反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 ___________（选填“控制变量法”或“转换法”）； （3）比较图甲、乙所示的探究过程，他观察到图乙中木块C撞得更远，由此可得出结论：___________。 （4）比较图乙、丙所示的探究过程，摆角θ2大于摆角θ1 ，观察到图丙中木块C撞得更远，因此物体的动能大小跟___________有关。 （5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能 ___________（选填“相等”或“不相等”），该方案 ___________（选填“正确”或“错误”）。 【答案】 小球 木块移动的距离 转换法 速度相同时，物体的质量越大，它的动能越大 速度 相等 错误 【详解】（1）[1]本实验探究小球的动能的影响因素，研究对象是小球。 （2）[2][3]实验中小球会撞击木块，木块在水平面上运动，所以实验中通过木块移动的距离来表示动能的大小，这是转换法的应用。 （3）[4]探究动能与质量的关系时，需要控制速度相同，质量不同，故需要对比甲、乙两次实验；根据实验数据可知，速度相同的物体，质量越大，动能越大。 （4）[5]如图乙、丙可知，同一个小球的质量相同，图丙中小球被拉起的高度高一些，到达竖直位置时的速度就会大一些，木块移动的距离大，动能大，所以结论为，物体的动能大小跟速度有关，在质量一定时，速度越大，动能越大。 （5）[6]在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度时，弹簧的弹性势能转换成小球的动能，所以不同小球的动能是相等的。 [7]小球的动能与其质量和速度都有关，由于小球的动能不变，改变其质量，因而小球的速度也会发生改变，所以该方案存在两个变量，故错误。 4．用如图的装置来验证影响物体动能大小的因素． (1)在此实验中是通过比较___来比较小球动能的大小； (2)若要研究超载安全隐患，需要添加的一个器材__； (3)小球从斜面的同一高度由静止释放，其目的是___； (4)该实验中物体的动能是指物体___（选填“A”或“B”）的动能，该动能是由___能转化而来的。 【答案】(1)小球撞击物体B移动的距离 (2)质量与A不同的小球 (3)使小球到达水平面的速度相同 (4) A 重力势能 【详解】（1）小球的动能不易观察，故此实验中是通过比较小球撞击物体B移动的距离来比较小球动能的大小。 （2）若要研究超载安全隐患，即研究物体质量对动能的影响，需要添加一个质量与A不同的小球。 （3）小球从斜面的同一高度由静止释放，其目的是使小球到达水平面的速度相同。 （4）[1][2]该实验的研究物体是小球，故该实验中物体的动能是指物体A的动能，小球从一定的高度下落，故该动能是由重力势能转化而来的。 5．小袁在观看“军事纪实”节目中，了解到吹箭是我国特种兵的秘密武器之一，吹箭主要由合金材料制成的长空心管（吹箭筒）和特制的飞箭组成，使用时将飞箭装入吹箭筒，用嘴对着吹箭筒将飞箭吹出，如图1所示。那么影响飞箭飞行距离的因素有哪些呢？小袁作出如下猜想： 猜想①：可能与吹箭筒的长度有关； 猜想②：可能与飞箭放入吹箭筒中的位置有关。 小袁将家中的吸管分别剪成长度不同的三段模拟吹箭筒，从棉签棍子上取下1cm长的小木棍模拟吹箭。在室内进行，手持吸管平行于水平面放置，小木棍放入吸管内不同位置，对着吸管用相同力度持续吹气，直至木棍飞出吸管，如图2所示，并记录了木棍飞行的水平距离，实验数据如表： 实验次数 木棍在吸管中的位置 吸管的长度/cm 木棍飞行距离/m 实验次数 木棍在吸管中的位置 吸管的长度/cm 木棍飞行距离/m 实验次数 木棍在吸管中的位置 吸管的长度/cm 木棍飞行距离/m 1 吸管前端 18 2.8 4 吸管中段 18 3.4 7 吸管末端 18 4.8 2 9 1.3 5 9 2.5 8 9 3.7 3 4 0.6 6 4 1.6 9 4 2.1 （1）小袁将实验选在室内而不是室外进行，主要是考虑室外可能有___________会对飞行中的木棍施加力的作用从而影响飞行距离； （2）通过分析1、4、7或2、5、8或3、6、9三组实验数据可判断，猜想②___________（选填“成立”或“不成立”）；通过分析1、2、3或4、5、6或7、8、9三组实验数据可判断，飞箭飞行距离随着吹箭筒的长度的增大而___________； （3）小袁分析实验数据发现，当木棍在吸管中位置相同时，长度为18cm的吸管，木棍飞行距离最远，于是她得出结论：在飞箭放入吹箭筒中的位置及其他条件相同时，吹箭筒越长，飞箭飞行距离一定越远。你认为这一结论___________（选填“可靠”或“不可靠”），理由是___________； （4）小袁用所学物理知识对在其他条件相同时，木棍放在吸管末端，飞行距离最远这一结论进行分析：这是因为在其他条件相同时，木棍放在吸管末端能让木棍离开吸管时的速度越___________（选填“大”或“小”）。理由是管内气体对木棍做功，运动距离越长，___________。（忽略摩擦力影响，结合功能关系回答） 【答案】 风 成立 增大 不可靠 没有用长度更长的吸管进行实验 大 见解析 【详解】（1）[1]室外有风，可能会对木棍飞行距离造成影响，所以要在室内完成实验探究。 （2）[2]由1、4、7或2、5、8或3、6、9三组实验数据可知，在吸管长度一定时，木棍在吸管中的位置不同，木棍飞行距离不同，说明飞箭飞行距离与木棍在吸管中的位置有关，故猜想②成立。 [3]由1、2、3或4、5、6或7、8、9三组实验数据可知，当木棍在吸管中的位置相同时，吸管的长度越长，木棍飞行距离越远，说明飞箭飞行距离随着吹箭筒的长度的增大而增大。 （3）[4][5]他的结论不可靠，因为没有用长度更长的吸管进行实验，应该选取长度更长的吸管进行重复实验，得出更有普遍性和准确的结论。 （4）[6][7]管内气体对木棍做功，运动距离越长，做的功越多，木棍离开吸管时获得的动能越大，在质量不变时，速度就越大，所以在其他条件相同时，木棍放在吸管末端，飞行距离最远。 6．在探究物体重力势能的大小与哪些因素有关的实验中，小亮设计了如图所示的实验。在容器中装入适量的细砂，将木质小桌放在平整的细砂上，将铁块置于木质小桌正上方，各次实验中铁块从图中水平虚线处由静止释放，铁块自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动，并使桌腿陷入细砂中相应的深度。A、B、C三个铁块的质量关系为mA＜mB＜mC，甲、乙、丙、丁四次实验中，桌腿陷入细砂中的深度依次增大（图中未画出，铁块下落的高度远大于桌腿陷入细砂中的深度），请回答下列问题： (1)实验中通过桌腿陷入细砂中的深度来反映__________； (2)选择甲乙两次实验是为了探究什么科学问题___________； (3)小亮利用乙、丙、丁三次实验，探究“物体重力势能的大小与质量的关系”，他的探究中存在的问题是___________。 【答案】(1)重力势能的大小 (2)重力势能的大小与物体的高度的关系 (3)变量不唯一 【详解】（1）重力势能的大小无法直接观察，故通过桌腿陷入细砂中的深度来反映，桌腿陷入细砂中的深度越深，说明物体的重力势能越大。 （2）由图可知，甲乙两次实验所用的铁块相同，铁块所处的高度不同，故探究的问题是重力势能的大小与物体的高度的关系。 （3）由图可知，乙、丙、丁三次实验中，铁块的质量和高度均不同，根据控制变量法，要想探究物体重力势能的大小与质量的关系，应控制质量不同，高度相同，故实验中存在的问题是变量不唯一。 7．小明在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”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）由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。 （1）本实验中，“物体的动能”是指( )； A．木块刚被小球撞击时的动能 B．小球刚撞击木块时的动能 C．木块在被小球撞击后的动能 D．小球在撞击木块后的动能 （2）该实验中物体动能的大小是通过木块在水平面移动的距离来反映的，这种研究方法是_______； （3）由甲和______（选填“乙”、“丙”）两图可得实验结论：物体的动能大小与物体的速度有关； （4）小明联想到以前探究牛顿第一定律时，也用到了斜面，让小车从同一高度下滑，在不同的表面，看滑行的距离远近。最终停下来后，小车在三个表面克服摩擦力做功______（选填“相等”或“不相等”）。 【答案】 B 转换法 乙 相等 【详解】（1）[1]实验中通过观察木块移动的距离长短，来判断小球动能的大小，因此研究的是小球刚撞击木块时的动能。 （2）[2]通过观察木块移动的距离长短，来判断小球动能的大小，木块被撞击的越远，小球的动能越大；这里用到的物理学研究问题的方法是转换法，把看不见的动能转化成看得见的距离。 （3）[3]根据控制变量法的思想，要想探究物体的动能大小与物体的速度的关系，应控制小球质量相同，下落的高度不同，因此应选择甲和乙。 （4）[4]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，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。 8．小张在高速路上看到了许多限载限速标志，由此想探究动能与哪些因素有关，做了如图所示的实验． （1）该实验研究的是小球______（选填“碰撞前”或“碰撞后”）的动能；小球动能的大小是通过______来反映的； （2）在探究动能与质量的关系过程中，为保证小球到达水平面的速度相同，需控制小球静止下滑时的______相同，通过比较______两次实验可以得出动能大小与质量的关系； （3）比较甲、乙两次实验，得出的结论可以解释汽车在高速路上______（选填“超速”或“超载”）的危害； （4）实验中若水平面太粗糙，对该实验有何影响？____________。 【答案】 碰撞前 木块移动距离的远近 高度 甲丙 超速 水平面太粗糙，木块移动距离的远近不明显，不能清晰地得出结论 【详解】（1）[1][2]让小球从同一斜面上某处又静止开始向下运动，然后与放在水平面上的小木块相碰，通过小球推动小木块在水平面上移动距离的长短来反映碰撞前瞬间小球动能的大小。 （2）[3][4]影响小球动能大小的因素有小球的速度及质量，要研究动能大小与物体质量的关系，应控制小球的速度相同，改变小球的质量，而使小球速度的大小相同的方法是让小球从斜面上同一高度由静止滑下，即需控制小球静止下滑时的高度相同，实验中，通过比较甲、丙两次实验可以得出动能大小与质量的关系。 （3）[5]分析比较甲、乙两次实验可知，小球的质量相同，高度不同，速度不同，速度越大，撞击木块的距离越远，即动能越大；这个结论可用并解释汽车超速带来的危害。 （4）[6]实验是通过小球推动小木块在水平面上移动距离的长短来反映碰撞前瞬间小球动能的大小，实验中若水平面太粗糙，木块移动距离的远近不明显，不能清晰地得出结论。 9．在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，如图，使A、B、C三个钢球先后从同一个平板斜面装置的高度分别为h1、h2、h3的位置，由静止开始滚下（mA=mB＜mC，h1=h3＞h2），水平面上同一位置的木块被撞出一段距离后停下，回答以下问题： （1）该实验探究的是 _______（选填“木块”或“钢球”）的动能； （2）实验通过观察 ________来判断钢球动能的大小，这种研究问题的方法叫 _______法。若水平面光滑， _______（能/不能）完成实验探究； （3）比较甲、乙两图进行的实验，可以探究物体动能大小与 _______的关系； （4）比较甲、丙两图，可得出的结论是：________。 【答案】 钢球 木块移动的距离 转换 不能 速度 速度相同时，质量越大，动能越大 【详解】（1）[1]该实验探究对象是钢球，探究的是钢球的动能。 （2）[2][3]实验中采用转换法，通过观察木块移动的距离来判断钢球动能的大小，木块移动距离越远，表示钢球的动能越大。 [4]若水平面光滑，木块在水平面上合力为0，木块被撞击后做匀速直线运动，无法比较出钢球的动能大小，不能完成实验探究。 （3）[5]甲、乙实验中，控制钢球的质量相同，改变钢球下滑时的高度，改变钢球到达水平面的速度，比较甲、乙两图进行的实验，可以探究物体动能大小与动能的关系。 （4）[6]甲丙实验中，控制钢球下滑时的高度相同，使钢球到达水平面的速度相同，改变钢球的质量大小，丙图中，钢球的质量较大，推动木块运动的距离较远，说明速度相同时，质量越大，动能越大。 10．为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。 （1）实验中，通过观察___________来比较小球动能的大小。图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从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，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。据此你能得出的结论是___________； （2）图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从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。据此你能得出结论是___________； （3）本实验装置的水平面如果绝对光滑，___________（填“能”或“不能”）得出结论。理由是___________； （4）实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如下表。 实验序号 小球的质量m/g 小球自由滚下时的高度h/cm 木块被撞后运动的距离s/cm 1 30 10 4 2 30 20 16 3 60 10 8 （a）为了探究“超载”的安全隐患，应选择___________两个序号的实验进行比较。 （b）为了探究“超速”的安全隐患，应选择___________两个序号的实验进行比较。分析表格中对应的实验数据可知：___________对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。 【答案】 木块运动的距离 在运动速度相同时，物体质量越大，动能越大 在物体质量相同时，物体运动速度越大，动能越大 不能 木块在水平面上将一直匀速直线运动下去 1、3 1、2 速度 【详解】（1）[1]实验中，小球对木块做功越多，木块移动的距离越远，说明小球的动能越大，因此，通过观察木块运动的距离，来比较小球动能的大小。 [2]图甲中两次实验小球质量不同，沿同一光滑斜面从同一高度由静止自由释放，小球到达斜面底端时速度相同，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，质量大的小球将木块撞击的远。故能得出结论：在运动速度相同时，物体质量越大，动能越大。 （2）[3]图乙中，两次实验小球质量相同，沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放，则到达斜面底端时，小球具有的速度不同，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，速度大的小球撞击的木块运动距离远，说明在物体质量相同时，物体运动速度越大，动能越大。 （3）[4][5]本实验装置的水平面如果绝对光滑，小球撞击木块后，木块在水平面上将一直匀速直线运动下去，不能得出结论。 （4）[6]为了探究“超载”的安全隐患，应使小球的速度相同，即小球自由滚下时的高度相同，质量不同，应选择1、3两个序号的实验进行比较。 [7]为了探究“超速”的安全隐患，应使小球的质量相同，速度不同，即小球自由滚下时的高度不同，应选择1、2两个序号的实验进行比较。 [8]由表中数据可知，小球速度增大1倍时，木块被撞后运动的距离增大3倍，小球的质量增大1倍时，木块被撞后运动的距离增大1倍，故可得出速度对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。 11．小军通过高倍望远镜观察月球，发现月面是凹凸不平的，如图甲所示物体与月面发生碰撞而形成的坑洞，叫作月坑。小军猜想月坑的深度可能与流星的质量、体积及下落的高度有关。于是，他设计了一个用一只铺满厚厚的细沙的盘子和几个不同的小球及刻度尺进行探究月坑深度的模拟实验，如图乙所示。经过实验，数据记录如下表： 实验序号 质量m/g 体积V/cm3 下落高度h/ cm 坑的深度d/ mm 1 20 7.5 50 2.6 2 20 7.5 60 3.5 3 20 7.5 70 5.0 4 20 2.5 70 11.3 5 20 1.8 70 12.4 6 60 7.5 70 14.6 7 85 7.5 70 15.9 请你分析实验数据，并回答下列问题： （1）  由1、2、_____三组数据可得：月坑的深度与流星的下落高度有关； （2）  由3、6、7三组数据可得：月坑的深度与流星的_________有关； （3） 由3、___、5三组数据可得：月坑的深度还与流星的体积有关：体积越大，月坑的深度_____； （4）请你结合小军的探究过程就影响月坑深度的因素问题提出另外一个猜想：月坑的深度与流星的_____________有关。 【答案】 3 质量 4 越浅 速度 【详解】（1）[1]小军猜想月坑的深度可能与流星的质量、体积及下落的高度有关。若要得出：月坑的深度与流星的下落高度有关，根据控制变量法可知，应控制流星的质量、体积不变，改变下落的高度， 因此可分析1、2、3三组数据；由1、2、3三组数据可知，质量一样，体积一样，下落的高度越高，坑的深度越深，可得“月坑”的深度与流星的下落高度有关。 （2）[2]分析3、6、7三组数据可知，流星的下落的高度一样，流星的体积一样，流星的质量不同，坑的深度不同，由此可知：月坑的深度与流星的质量有关。 （3）[3][4]若要探究月坑的深度还与流星的体积有关，根据控制变量法可知，应控制流星的质量、流星下落的高度一样，改变流星的体积，因此可分析3、4、5三组数据；由3、4、5三组数据可知，流星的质量、流星下落的高度一样，流星的体积越小，月坑的深度越深；流星的体积越大，月坑的深度越浅。 （4）[5]流星的速度是不一样的，可以提出另一个猜想，“月坑”的深度可能与流星的速度有关。 12．如图是小明探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验。 （1）小明利用小钢球撞击木块，通过观察______来判断小钢球具有的动能大小，这种研究问题的方法叫做______（选填“控制变量法”或“转换法”）； （2）如图甲丙所示，实验时小明将同一小球从斜面上的不同高度______释放，每次让小球滚下碰到同一位置的相同木块，目的是探究小球动能的大小与______是否有关； （3）若实验装置的水平面绝对光滑，______（选填“能”或“不能”）通过上述方法来判断动能大小； （4）分析甲、乙两图的实验现象可得到结论：物体的______相同时，物体的______越大，动能越大；此结论可以解释汽车______（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。 【答案】 木块被撞后移动的距离 转化法 静止 速度 不能 速度 质量 超载 【详解】（1）[1][2]该实验中小球动能的大小是通过木块移动的距离体现的，木块被撞的越远，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。 （2）[3][4]由图甲丙可知，质量相同的小球从斜面上的不同高度静止释放，小球到达水平面的速度不同，因此是为了探究小球动能的大小与速度的关系。 （3）[5]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，做功的多少也无法确定，所以小球动能的大小就无法比较，故实验不能达到探究目的。 （4）[6][7][8]分析甲、乙两图的实验现象可知，小球的质量不同，滚下的高度相同，到达水平面时的速度相同，质量越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，可以初步得到的结论是：在速度相同时，质量越大，动能越大，可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。 13．小萌在水平路面上骑自行车时发现这样的现象：①车速度越大，停止蹬车后滑行距离越远；②车在滑行时，地面越光滑滑行的距离越远。 (1)根据现象①，小萌做了如图甲的探究实验：让小车从斜面上由静止下滑，撞击置于水平木板上的物块，观察物块被撞后移动的距离。以下A、B两种操作，你认为正确的是________（填写字母）。 A．用质量相同的小车从斜面的不同高度自由滑下 B．用质量不同的小车从斜面的相同高度自由滑下 (2)在图甲中画出小车在斜面上所受重力的示意图。________ (3)由实验可以得出的结论是：动能大小与________有关。 (4)根据现象②，小萌又做了如图乙的探究实验：让小车从斜面的相同位置由静止滑下，观察小车在毛巾、棉布、木板三种平面上滑行的距离。分析图乙可知：阻力越小，小车速度减小的越________。在滑行的整个过程中，小车在毛巾和木板表面克服摩擦力做功分别为和，则________（选填“>”、“<”或“=”）。 【答案】(1)A (2) (3)速度 (4) 慢 = 【详解】（1）根据题意知，本实验研究物体动能大小与速度的关系，要控制质量不变，要改变速度大小，故要用质量相同的小车从斜面的不同高度自由滑下，故选A； （2）重力的方向竖直向下，作用点在物体的重心，小车在斜面上所受重力的示意图如下所示： （3）根据物块被撞后移动的距离来反映动能的大小，由实验可以得出的结论是，动能大小与速度有关。 （4）[1]根据现象②，小萌又做了如图乙的探究实验：让小车从斜面的相同位置由静止滑下，木板表面最光滑，小车运动时受到的阻力最小，小车在木板表面上通过的距离最长，速度减小得最慢，分析图乙可知：阻力越小，小车速度减小的越慢。 [2]因小车下滑到水平面的速度相同，故动能相同，最终的速度为0，动能为 0，故机械能减小量为0，根据功与能的关系，在滑行的整个过程中，小车在毛巾和木板表面克服摩擦力做功分别为和，则=。 14．小明利用如图所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。他将小球A、B 分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，会与静止在水平轨道上的木块C发生碰撞，碰撞后木块都会在水平轨道上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，球A、B的质量分别为 （1）小明通过的甲、乙所示的探究过程，他观察到B球能将木块C撞得更远，经过思考可得出结论：小球的动能大小与___________有关； （2）图乙中小球B到达竖直位置时的速度___________（选填“大于”“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度。如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：当质量相同时，物体的速度越___________，动能越大； （3）木块最终会停下来的主要原因是它受___________的作用，如果水平面绝对光滑，则___________（选填“能”或“不能”）完成本实验； （4）在小球撞击木块C以后，如果木块C受到的力突然全部消失，C将做___________运动。 【答案】 质量 小于 大 摩擦（阻）力 不能 匀速直线 【详解】（1）[1]甲乙两图，两球释放高度相同，质量不同，故可以看出小球的动能大小与质量有关。 （2）[2][3]乙丙两图小球质量相同，释放高度不同，图乙高度小于图丙，故图乙小球到达竖直位置的速度小于图丙小球到达竖直位置的速度；由木块被推动的距离大小可知丙图速度越大，对C做的功越多，动能越大。 （3）[4][5]木块最终会停下来是因为它受到水平面摩擦力的作用，如果水平面绝对光滑，木块将不受阻力，被小球做功后将一直做匀速直线运动，故无法比较小球动能的大小，无法完成本实验。 （4）[6]C被撞击后具有一定的速度，如果此时力全部消失，根据牛顿第一定律，C将做匀速直线运动。 15．用小球和木块来做“探究动能大小与哪些因素有关”的实验。 (1)该实验研究对象是________（选填“小球”或“木块”），实验中是通过比较________来比较动能大小； (2)分析甲、乙两图，小球从不同的高度由静止滚下的目的是使小球________，最终可得结论：________； (3)有同学选用一个轻质弹簧按照图丙装置来“探究物体动能大小与哪些因素有关”，设计了以下两个实验方案： 方案一：用同一小球将弹簧压缩至不同程度，静止释放，推动初位置相同的同一木块，比较木块被推动后移动的距离； 方案二：用质量不同的小球将弹簧压缩相同程度，静止释放，推动初位置相同的同一木块，比较木块移动的距离。 该同学的两个方案中，不计小球受到的阻力及碰撞中的能量损失，能完成动能影响因素探究的是方案________；另一个方案无法完成的原因是：________。该方案中木块移动的距离________（选填“不相等”、“相等”）。 【答案】(1) 小球 木块被撞击后移动的距离 (2) 在水平面上的初速度不同 质量一定时，物体运动速度越快，动能越大 (3) 一 小球的动能相同 相等 【详解】（1）[1][2]实验中是通过改变小球的质量或者速度，观察木块被撞击的距离来判断物体动能的大小的，故研究对象是小球，木块被撞击的越远，说明物体的动能越大。 （2）[1]小球在斜面上的高度越高，到水平面上的初速度越大，故使小球从不同的高度由静止滚下的目的是使小球在水平面上的初速度不同。 [2]通过实验可以得出，小球到水平面上的初速度越大，木块被撞击后移动的距离越远，故可得出结论，质量一定时，物体运动速度越快，动能越大。 （3）[1][2][3]方案一中，质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，弹簧被压缩的程度越大，小球的速度越快，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究铁球的动能大小与速度的关系；方案二中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，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验的。 16．如图所示，无摩擦的轨道装置固定在水平桌面上。轨道前半部分是弧形的，后半部分是水平的。装置配套有三个质量不同、体积相同的金属球，把一个金属球从轨道上方某处由静止释放后，它会沿轨道一直运动到末端，离开轨道后，球会在空中继续飞行，最后掉到水平地面上。（忽略空气阻力） 请完成： （1）金属球从A运动到B的过程中，它的___________能转化为___________能； （2）小明猜想： 猜想一：金属球的质量越大，它在空中运动的水平距离s就越大； 猜想二：球静止释放时的高度越高，它在空中运动的水平距离s就越大。 设计实验（可自选测量器材），验证猜想一是否正确。 ①写出实验步骤（可图文结合）；__________ ②验证猜想是否正确的依据。__________ 【答案】 重力势 动 见解析 见解析 【详解】（1）[1][2]金属球从A运动到B的过程中，它的质量不变，高度变小，速度变大，重力势能转化为动能。 （2）①[3]实验步骤：让质量为的小钢球在轨道装置某一高度静止释放，用卷尺测出小钢球离开轨道末端到刚接触地面之间的水平距离再换用质量为、的小钢球在轨道装置同一高度静止释放，用卷尺测出小钢球离开轨道末端到刚接触地面之间的水平距离、； ②[4]判断依据：若，则猜想正确，否则不正确。 17．如图是我市某小区正在举行的趣味爬楼比赛，先到达顶层楼者获胜。正上初二的小阳认为，这样的评判不公平，只有用物理的方法比较爬楼功率大小才最科学。请你帮他完成实验设计。 （1）实验器材：____________________________； （2）实验步骤：_____________________； （3）计算功率的表达式：__________________________________。 【答案】 刻度尺、电子称、秒表 见详解 【详解】（1）[1]实验中需要测量爬楼层高度，爬楼者的体重，爬楼所用时间，所以需要测量器材有：刻度尺、电子称、秒表。 （2）[2]①用电子秤测出爬楼者的质量m；②用刻度尺测出一层楼高h；③用秒表测量出爬到顶层提需时间t；④知道爬楼层数n。 （3）[3]爬楼者的重力 爬楼的高度 爬楼做的功 所以爬楼功率大小 18．如图展示了一个弹弓模型，忽略空气阻力，通过拉伸橡皮筋后，能够将模拟小鸟瞄准目标进行发射。 (1)用A点表示小鸟，请在方框中画出小鸟在位置B点的受力示意图； (2)弹弓的橡皮筋伸长过程中，弹性势能_________；发射后离开橡皮筋的模拟小鸟上升到最高点的过程中机械能__________（选填“变小”  “变大”或“不变”）； (3)某同学思考橡皮筋的弹性势能除了与橡皮筋的伸长量、材料有关，与橡皮筋自身长度、粗细是否有关呢？生活经验告诉我们水平飞出速度越大，飞行的水平距离越远，现有弹珠和弹弓一个、相同材质但粗细不同的橡皮筋若干条、剪刀、刻度尺等，请写出实验步骤并设计实验表格完成探究“橡皮筋的弹性势能与橡皮筋粗细的关系”这一实验。 实验步骤：__________； 设计实验表格：__________。 【答案】(1) (2) 变大 不变 (3) 见解析 见解析 【详解】（1）离开橡皮筋后，忽略空气阻力的情况下，小鸟只受重力，重力的方向总是竖直向下的，如图所示： （2）[1][2]弹性势能的大小是随着橡皮筋的伸长量的增大而增大的，因此弹性势能变大；由于忽略空气阻力，仅受重力的情况下，小鸟在空中的机械能守恒。 （3）[1]实验步骤： ①选取3条相同材质、相同长度粗细不同的橡皮筋； ②将较细的橡皮筋其安装在弹弓上，将弹弓拉到一定长度后将弹珠沿水平方向弹出，用刻度尺测量弹珠弹射的水平距离并记录； ③换一条较粗的橡皮筋，将弹弓拉到相同长度后将弹珠沿水平方向弹出，测量并记录弹珠弹射的水平距离； ④换一条最粗的橡皮筋，将弹弓拉到相同长度后将弹珠沿水平方向弹出，测量并记录弹珠弹射的水平距离。 [2]如表所示： 实验序号 橡皮筋的粗细程度 弹射水平距离/m 1 细 2 较粗 3 最粗 19．全红蝉入水时溅起来的水花很小，于是小明和同学们猜想物体入水时溅起水花的高度与哪些因素有关，已知物体从距水面相同高度自由下落，达到水面的速度相等。小明和同学们提出如下猜想： 猜想1∶与物体的质量有关； 猜想2∶与物体的入水快慢有关； 猜想3∶与物体的入水方向有关； 猜想4∶与物体的形状有关； (1)为了验证上述猜想3是否正确，小明将同一块橡皮泥捏成球形分别从a 、b 、c三条光滑通道从水面上方相同高度由静止释放（如图乙），发现溅起水花的高度依次变小，说明猜想3是________ 的（选填“正确”或“错误”）； (2)小明将橡皮泥分别捏成球形、锥形、柱形从不同高度自由下落水面，测出溅起水花的高度，进行多次实验。记录的部分数据如表： 实验序号 物体质量m/g 物体形状 下落高度h₁/cm 溅起水花高度h₂/cm 1 20 球形 20 6 2 20 柱形 20 4 3 20 锥形 20 9 4 50 柱形 20 9 5 100 柱形 20 18 6 90 柱形 25 22 ①比较实验序号为 ___________ 的数据，可得出的结论是：物体入水时溅起水花的高度与物体的形状有关； ②比较实验序号为2、4、5的数据，可得出的结论是： _______________________ 【答案】(1)正确 (2) 1、2、3 当物体的入水快慢、入水方向、物体的形状相同时，物体的质量越大，物体入水时溅起的水花高度越高 【详解】（1）为了验证物体入水时溅起水花的高度与物体的入水方向是否有关，根据控制变量法可知，应控制物体的质量、形状和入水快慢相同，只改变物体的入水方向。由题意可知，小明将同一块橡皮泥（质量相同）捏成球形（形状相同）分别从a、b、c三条光滑通道从水面上方相同高度由静止释放（入水快慢相同），发现溅起水花的高度依次变小，说明物体入水时溅起水花的高度与物体的入水方向有关，即可以验证猜想3是正确的。 （2）[1]为了探究物体入水时溅起水花的高度与物体的形状的关系，应控制物体的质量、入水方向、入水快慢相同，只改变物体的形状，故应选择序号为1、2、3的实验数据。 [2]分析序号为2、4、5的数据可知，控制了入水方向、物体形状和入水快慢相同，改变了物体质量，可得出的结论当物体的入水快慢、入水方向、物体的形状相同时，物体的质量越大，物体入水时溅起的水花高度越高。 20．2021年1月1日开始实施的《民法典》第一千二百五十四条规定：禁止从建筑物中抛掷物品。请你应用所学物理知识对高空抛物危害的原因做出合理的解释，并利用身边的物品设计一个实验来验证你的想法是正确的。 （1）解释原因：______； （2）所选物品：______； （3）实验步骤与现象：______。 【答案】 见解析 排球，白纸、压敏纸 见解析 【详解】（1）[1]“高空坠物”在下落过程中质量不变，高度减小，速度增大，将重力势能转化为动能，下落的高度越高，速度增加的越多，动能也越大，即同一物体下落的高度越高，重力势能转化成的动能越大，对外做功本领越强，危害性越大。 （2）[2]所选物品：排球，白纸、压敏纸。 （3）[3]根据控制变量法的思想，应控制同一种重物，下落的高度不同。实验步骤与现象： ①在水平地面上放一张白纸，在白纸上叠放一张压敏纸。将排球从压敏纸正上方的一个楼层的高度由静止自由下落，排球打在压敏纸上则随即在白纸上留下排球发生最大形变程度时所打击的圆形印迹。记为“印迹1”； ②换用新的白纸和压敏纸，按照上述操作方法，让排球从二个楼层的高度由静止自由下落，得到排球打击的圆形“印迹2”； ③换用新的白纸和压敏纸，按照上述操作方法，让排球从三个楼层的高度由静止自由下落，得到排球打击的圆形“印迹3”。 ④比较“印迹1”、“印迹2” 和“印迹3”的圆面积大小，圆面积越大，说明排球具有的危害性越大。 21．小柯在课外活动时，偶然将两个弹性球叠放在一起，使它们同时自由下落，发现上面小球反弹的高度大于下落的高度，于是他想探究同一个上面小球反弹的高度与哪些因素有关。为此，他提出了三个猜想： ①与两个弹性球下落的高度有关；②与下面弹性球的质量有关；③与下面弹性球的材料有关。为了验证猜想；他选取了质量为10g的A球作为上面的反弹小球，用体积相同的B、C、D三个球分别作为下面的弹性球，B、C两球质量相同但材料不同，C、D两球材料相同但质量不同，他在同一水平地面上做了多次实验，实验数据如表。 (1)比较三次实验序号________，可初步得出结论：在下面弹性球的质量、材料等条件一定时，下落高度越高，上面弹性球反弹的高度越高； (2)比较实验序号4、7（5、8或6、9）可初步得出结论：在下面弹性球的材料、下落高度等条件一定时，________，上面弹性球反弹的高度越高； (3)为了探究猜想③，除了选取A球作为上面的反弹小球外，还应在B、C、D三个弹性球中选择________（填字母）两球进行实验； (4)实验表明，每次所测A球反弹的高度总比下落高度要高，是因为在两球碰撞时下面弹性球对上面A球做功，使A球机械能总量________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 实验序号 下面弹性球 质量/kg 下落高度/m A球反弹高度/m 1 B 0.5 0.9 1.6 2 1.1 1.9 3 1.3 2.1 4 C 0.5 0.9 1.7 5 1.1 2.0 6 1.3 2.5 7 D 0.8 0.9 2.2 8 1.1 2.3 9 1.3 2.8 【答案】(1)见解析 (2)下面弹性球的质量越大 (3)B、C (4)增大 【详解】（1）由表格中的信息可知，实验序号1、2、3（或4、5、6或7、8、9)，相同的弹性球，下落高度越高，上面弹性球反弹的高度越高。 （2）比较实验序号4、7（5、8或6、9）可知，弹性球的材料相同，下落相同高度时，质量越大的，上面弹性球反弹的高度越高。 （3）探究下面弹性球反弹的高度与下面弹性球的材料有关时，应控制质量相同、下落高度相同，材料不同，故应选择B、C两球进行实验。 （4）A球反弹的高度总比下落高度要高，是因为在两球碰撞时下面弹性球对上面A球做功，下面弹性球的机械能减小，转化为A的机械能，使得A球机械能增大。 22．我们都知道，要测量跑步时的平均速度，只需要测出跑步的距离和时间。小晋想：可不可以用类似的方法测出自己做一次引体向上克服重力做功的功率呢?请你选择合适的实验器材，设计方案帮助小晋完成测量。 （1）实验器材：________； （2）实验步骤：________； （3）功率的表达式：P=________。 【答案】 电子秤、刻度尺、秒表 见解析 【详解】（1）（2）（3）[1][2][3]测量自己做一次引体向上克服重力做功的功率，由可知，需要先测出做引体向上做的功和所用的时间，由 可知，需要用电子秤测出质量，用刻度尺测出用刻度尺测出小晋做一次引体向上时身体上升的高度h，由于做一个引体向上时间太短不易测量，因此可以测出小晋连续做n个引体向上所用的时间t，再用即可得出做一个引体向上所用的时间。因此需要的实验器材：电子秤、刻度尺、秒表。实验步骤：①用电子秤测出小晋的质量m；②用刻度尺测出小晋做一次引体向上时身体上升的高度h；③测出小晋连续做n个引体向上所用的时间t，则功率的表达式 23．如图所示，无摩擦的轨道装置固定在水平桌面上。轨道前半部分是弧形的，后半部分是水平的。装置配套有三个质量不同、体积相同的金属球m1＞m2＞m3，把一个金属球从轨道上方某处由静止释放后，它会沿轨道一直运动到末端，离开轨道后，球会在空中继续飞行，最后掉到水平地面上。（忽略空气阻力） 小雅同学猜想： 猜想一：金属球的质量越大，它在空中运动的水平距离s就越大； 猜想二：球静止释放时的高度越高，它在空中运动的水平距离s就越大。 设计实验（可补充测量器材），验证猜想一是否正确。 （1）补充的器材_________ （2）写出实验步骤（可图文结合）__________； （3）验证猜想是否正确的依据__________。 【答案】 刻度尺 见解析 见解析 【详解】（1）[1]用刻度尺记录金属球静止释放时离桌面的高度，及测量水平距离s。 （2）[2]实验步骤： ①让某质量为m1的小钢球在弧形轨道装置某一高度静止释放，用刻度尺测出小钢球离开轨道末端到刚接触地面之间的水平距离s1； ②换用另一质量为m2的小钢球在弧形轨道装置同一高度静止释放，用刻度尺测出小钢球离开轨道末端到刚接触地面之间的水平距离s2； ③换用另一质量为m3的小钢球重复步骤②，测得水平距离为s3。 （3）[3]判断依据：如果m3> m2> m1，且测得s3> s2> s1，则猜想正确，否则不正确。 24．如图甲所示，是张军参加中学生体质测试的部分数据。张军在想，如果我们把做引体向上的动作理想化为：向上拉时手臂用力把身体匀速拉到一定高度，向下时手臂几乎没用力，且每次上拉的高度相同（如图乙）。我们就可以用初中学到的知识来测量引体向上的平均功率大约是多少了。请设计一份实验方案，测量张军一次性完成10个引体向上的平均功率。 (1)学校已提供了适合做引体向上的单杠和场地，除了图中有用的信息外，还需要的测量器材有_________。 (2)实验步骤：__________________。 (3)本实验中，平均功率的表达式为______。 【答案】(1)刻度尺、秒表 (2)见详解 (3) 【详解】（1）在做引体向上时，双臂的拉力克服重力做功使身体上升，所以 图中已给出了张军的质量，所以还需要知道做引体向上时每次身体上升的高度和测量完成10个引体向上所用的时间，所以还需要的测量器材有刻度尺和秒表。 （2）实验步骤：①用刻度尺测量出张军做引体向上时每次身体上升的高度h； ②用秒表记录张军一次性完成10个引体向上所用的时间t； ③根据功率公式计算平均功率。 （3）根据上述分析，因为做了10次引体向上，所以 W=mgh×10 所以平均功率 25．暑假为了不放松体育锻炼，小乔一家选择了跳绳这种运动来强身健体。大家一起跳绳时，小乔想知道妈妈跳绳时的功率是多大。请你帮她设计一个方案来进行测定，要求写出需要的测量器材、实验步骤及功率的表达式（用实验所测得的物理量表示）。 实验器材：_________； 实验步骤：_________； 功率的表达式：_________。 【答案】 见解析 见解析 【详解】实验器材：体重计，刻度尺，秒表。 实验步骤：（1）使用体重计测量小乔妈妈的体重G； （2）用刻度尺测量跳绳时每次跳起的高度h，为了减小误差，应测量多次并取平均值； （3）用秒表记录小乔妈妈跳绳n次所用的时间t。 功率的表达式：跳绳过程中，小乔妈妈每次克服重力所做的功为Gh。跳绳n次所做的总功为nGh。则功率P等于总功除以时间，即：。 26．小明骑自行车上学途中经过一段20米长的下坡路。 【问题】他思考：物体从粗糙程度相同的斜坡下来后滑行的最大距离可能与哪些因素有关呢? （1）他发现斜面的高度越大，冲下斜坡后滑行的最大距离就越大。从能量角度分析，物体越高，重力势能也越大，到达坡底时的_____能就越大，从而滑行得越远。 （2）在斜坡高度一定时，小明又提出两个猜想： 猜想一：可能与物体的质量有关；猜想二：可能与斜坡和水平面间的夹角有关。 【证据】为验证猜想，他设计了图甲所示的装置，将A、B两个木槽在处平滑连接。实验中多次改变并测出夹角、，然后将甲、乙小滑块从木槽A上由静止释放，测量出滑块冲上木槽B的距离（滑块中心到点的距离）和，数据如表： 实验序号 1 2 3 4 5 夹角 夹角 /cm 37.9 19.3 30.0 31.2 /cm 37.8 29.8 19.3 30.1 31.1 （1）实验中甲、乙两滑块质量_____，每次应将两滑块从_____处释放； （2）第2次实验中测量时刻度尺和滑块的位置如图乙（O点在“20”处），则表格中应填入_____； 【解释】分析上表数据，可知猜想一是_____的；分析序号_____的三组数据，可得出的探究结论是：当物体的高度和质量一定时，斜坡的角度越大，物体滑行距离越远； 【交流】进一步分析，你认为导致斜面夹角越大滑块滑行距离越远的原因是_____。 【答案】 动 不同 同一高度 30.0 错误 2、4、5 见详解 【详解】（1）[1]车子冲下斜坡时将重力势能转化为动能，物体越高，重力势能也越大，从而有更多的重力势能转化为动能，从而滑行得越远。 【证据】（1）[2][3]为了验证猜想一，依据控制变量法需要改变质量，控制斜坡和水平面间的夹角、木块滑到底端的速度不变；为了保证不同木块到达底端的速度相同，所以要木块滑动的初始点的高度相同，即让木块在轨道同一高度由静止释放。 （2）[4]刻度尺的分度值为1cm，读数时要估读到分度值的下一位，故滑块所在位置读数为50.0cm，起点O所在位置读数为20.0cm，所以乙图中滑块中心到点的距离为 即表格中应填入30.0。 [5]由于不同质量的木块以相同初始速度滑上长木板时，向上滑行的最大距离均相同。所以物体冲上斜坡的最大距离可能与物体的质量大小无关，故说明猜想一是错误的。 [6]当物体的高度和质量一定时，要探究斜坡的角度与滑行距离的关系，需要控制物体的高度和质量不变，改变斜坡的角度，实验序号2、4、5的三组数据满足实验要求，可以得出探究结论。 [7]当滑块质量、斜面高度一定时，夹角越大，滑块与斜面间的摩擦力就越小，且滑行距离也越小，滑块克服摩擦力做功就越少，滑块到达底部动能越大，滑行距离就越远。 27．在生活、生产中我们常遇到下面事例：打夯时夯锤被高高抛起又下落，砸在工作面上；打桩机打桩时重锤被高高拉起又下落，打在桩面上… (1)请你再举一个类似的事例：_____。 (2)小军看到打桩机，思考“重锤对地面打击力的大小与什么因素有关”的问题，并提出猜想一：打击力的大小与重锤的质量有关。请你另提出一个猜想二：打击力的大小与_____有关。 (3)小军想利用排球、白纸、台秤、复写纸来模拟“打桩”来验证。设计实验方案如下： 在光滑平整的地板上放一张白纸，在白纸上叠放一张复写纸。将排球从纸的正上方一定高度静止下落，排球打在复写纸上，在白纸上留下打击的复写印迹。如何利用台秤较准确地测出排球的打击力F的大小？小军有点为难，请你帮他设计完成测出F的方案：_____。 【答案】(1)用拦河大坝抬高水位，再让水流下冲击水轮机 (2)下落高度 (3)见解析 【详解】（1）重力势能越大，下落过程中转化成的动能越大，对外做功就越多，生活与生产中的应用例子很多，例如：用拦河大坝抬高水位，再让水流下冲击水轮机；铁匠高高抡起铁锤打铁等。 （2）通过对打桩机工作过程的观察可以发现，重锤举的越高，桩会打入的越深，可猜想重锤对地面打击力的大小可能与重锤的下落高度有关。 （3）小军采用了转换法，通过排球在白纸上的印迹来反映重力势能的大小，利用台秤测量打击力的大小，为了较准确地测出排球的打击力F的大小，可以把“印迹”放在台秤上，再将排球放在“印迹”上，用力向下压排球，使排球的形变与印迹重合，读出此时台秤的示数，即为打击力F。 28．学习完功率一节后，老师布置了实践性的作业，利用生活中的测量工具，测量自己上楼时的功率（测量的物理量用相应的字母表示）。 （1）实验器材：______； （2）实验步骤：______ ； （3）上楼功率的表达式P=______ 。 【答案】 台秤、皮尺、秒表 见解析 【详解】（1）[1]根据公式 要测量自己上楼时的功率，需要用台秤测量自己的质量、用皮尺测量所上楼梯的总高度、用秒表测上楼所用的时间，故所需的实验器材为：台秤、皮尺、秒表。 （2）[2]①用台秤测出自身的质量为m； ②用皮尺测出所上楼梯的总高度h； ③用秒表测量出上楼所用的时间t。 （3）[3]上楼功率的表达式 29．高空抛物是一种不文明的行为，并且有可能造成危险。近日，最高人民法院印发有关规定，对于故意高空抛物的，根据具体情形以危险方法危害公共安全罪、故意伤害罪或故意杀人罪论处，特定情形要从重处罚。请你设计一个实验方案探究重力势能与物体所处高度的关系。 （1）你所选的实验器材：____________； （2）简述实验步骤及现象：___________； （3）实验结论：___________。 【答案】 小球、面粉 见解析 见解析 【详解】（1）[1]设计实验时，选用小球和面粉作为实验器材，通过小球从空中下落在面粉中下陷的深度来判定小球的重力势能的大小。 （2）[2] 将同一小球分别举到不同的高度，让其自由落到面粉上，观察到小球被举的越高，落到面粉上后下陷的深度越大。 （3）[3]由以上探究知，在质量一定时，物体的高度越高，重力势能越大。 30．小明在玩“水枪”玩具时，发现“水枪”水平放置，如果推动活塞的速度越快，水枪离地面的高度越高，水就会射得越远，据此，他提出了如下猜想：在空中水平抛出的物体，落地的水平距离与抛出的初速度及抛出点离地面的高度有关，为验证猜想，小明找来了如图所示装置进行实验。 (1)让小球从斜槽上自由滚下，是为了使小球到达水平槽时具有一定的________； (2)保持斜槽倾斜程度不变，分别让同一小球从A、B、C位置由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离sA、sB、sC，发现sA>sB>sC。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与________有关； (3)逐步降低抛出点离地面的高度，分别为h1、h2、h3，每次都让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离s1、s2、s3，发现s1>s2>s3。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与________有关； (4)若在水平槽铺上毛巾，使抛出点离地面的高度为h3，让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，测出小球落地的水平距离为s4，根据上述实验的结果，应该有s4________s3（选填“>”、“<”或“=”）。 【答案】(1)速度 (2)速度 (3)距落地点的高度 (4)< 【详解】（1）让小球从斜槽上自由滚下，小球的质量不变，高度降低，重力势能减小，会转化为小球的动能，使小球具有一定的速度，因此让小球从斜槽上自由滚下，是为了使小球到达水平槽时具有一定的速度。 （2）保持小球质量不变，分别让同一小球从斜槽上A、B、C位置由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离sA>sB>sC，由于小球滚下的高度不同，所以小球到达水平面时的速度不同，所以这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与速度有关，速度越大，则平抛的距离越远。 （3）逐步降低抛出点离地面的高度，分别测出小球落地的水平距离，发现s1>s2>s3。这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与距落地点的高度有关，相同情况下，距落地点的高度越大，落地点的水平距离越远。 （4）若在水平槽铺上毛巾，由于毛巾的表面较粗糙，摩擦力大，小球的速度减小，则小球的动能减小，因此，根据上述实验的结果，小球落地的水平距离变小，即s4<s3。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $