2026年中考物理必考25个实验考学练实验15探究动能大小跟哪些因素有关 专项练习

**基本信息** 以“探究动能大小影响因素”实验为核心，系统整合控制变量法与转换法，构建从实验基础到综合应用的递进式训练体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |知识点回顾|6模块（器材/操作/方法等）|控制变量法（质量/速度单一变量控制）、转换法（木块移动距离反映动能大小）|从实验原理（动能与质量/速度关系）到误差分析（现象不明显改进），形成“概念-操作-应用”逻辑链| |精练|7题（含实验改进/拓展应用）|实验方案评估（如弹簧压缩方案可行性分析）、数据处理（动能与功的关系推导）|结合生活情境（超速超载危害），体现科学探究与科学思维的核心素养|

实验十四、探究动能大小与哪些因素有关 【知识点回顾】 如图所示，在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，将钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块向前移动一段距离s后停下。完成如图甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1=h3＞h2，mA=mB<mC。 1.实验器材分析 （1）本实验探究的是 （选填“钢球”或“木块”）的动能与哪些因素有关。 （2）实验中斜面的作用是使钢球获得动能。 （3）若用上述实验器材探究阻力对物体运动的影响，必须增加的器材是 （填字母）。 A.质量不同的木块 B.倾斜程度不同的斜面 C.粗糙程度不同的水平面 2.实验操作分析 （1）图甲、乙、丙三次实验中均需要保持钢球由 状态开始释放。 （2）图甲、丙两次实验中让不同钢球从同一斜面的同一高度由静止释放的目的是控制钢球到达斜面底端时的 相同。该实验中物体的速度是指钢球从斜面上静止滚下与木块碰撞时 （选填“碰前钢球”“碰后钢球”“碰前木块”或“碰后木块”）的速度 3.物理研究方法 （1）实验中通过观察 来判断钢球的动能大小，这种物理研究方法称为 法。 （2）控制变量法的应用 ①甲、乙两图进行的实验是为了探究动能的大小与 的关系； ②甲、丙两图进行的实验是为了探究动能的大小与 的关系 4.实验中的受力分析 （1）图甲、乙、丙三次实验中木块滑动时受到的摩擦力 （2）木块在水平面运动的过程中受到的 力和 力是一对平衡力 5.实验中的功和能分析 （1）A、B、C三个钢球从斜面上滚下时， 球受到的重力做功最多。 （2）钢球从斜面上滚下来时速度越来越快，这是因为钢球的 能转化为 能。 （3）木块最终会停下来是因为受到了 力的作用，在此过程中木块通过 的方式把动能转化为内能。 （4）钢球从斜面上滚下后，碰撞到斜面底端水平放置的木块后继续向前运动，木块在水平木板上滑行一段距离后停下，设碰撞后木块获得的动能为E0，木块克服摩擦力所做的功为W，不计碰撞能量损失，则E0 = W（选填“>”“<”或“=”） 6.交流与反思 （1）若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到实验探究目的。 （2）实验中木块被撞击后移动的距离差异较小，实验现象不明显，为了确保实验有较明显的现象，改进的方法是 （合理即可）。 （3）实验中若钢球A释放高度一定，为了防止木块滑出木板，采取的措施是 （选填“增大”或“减小”）木块的质量或 （选填“升高”或“降低”）斜面的倾角。 （4）实验后，有些同学对“质量不同的钢球从同一光滑斜面的同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑。小明设计了如图丁所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动的情况，若C球相对于A球 （选填“运动”或“静止”），则说明任一时刻两球的速度大小相等 【精练】 1.某实验小组的同学在探究动能大小与哪些因素有关的实验中，进行了如下操作： (1)如图甲所示，他在探究动能大小与质量关系的实验中，应该让质量不同的小车从斜面的_________（选填“相同”或“不同”）高度自由滑下，其目的是_________。通过比较________，可以比较小车具有的动能大小。 (2)另一位同学认为去掉木块，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小车的动能越大。于是他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，物体的动能大小与质量无关。该结论是_______（选填“正确”或“错误”）的，理由是 _________。 (3)在探究“动能大小与质量的关系”时，有同学将实验装置改进成如图丙所示，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，他们会看到的现象是：__________。 2.小明通过如图甲、乙所示的实验探究“影响物体动能大小的因素”。将钢球从斜面上由静止释放，撞击静止在同一水平面上相同位置的木块。 (1)本实验是探究影响______（填“钢球”或“木块”）动能大小的因素； (2)将同一钢球分别从甲、乙两图所示的位置由静止释放，则图乙中木块被撞出的距离比图甲中木块被撞出的距离______（填“短”或“长”）。由上述实验现象可以得出结论：当物体质量一定时，______，动能越大； (3)为了研究物体动能和质量的关系，需要将质量不相等的钢球分别从斜面上______（填“相同”或“不同”）高度由静止释放； (4)如图丙所示，将钢球从一个光滑斜槽轨道（OAB）O点自由滚下，依次经过A、B、C、D四点（忽略空气阻力），设钢球在C、D两点的机械能分别为和，则______（填“>”“=”或“<”）。钢球从B点做斜抛运动到达最高点D后，钢球的运动情况为______（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 3．节能减排、绿色发展，已成为全球共识，小明研究发现自家购买的国产新能源汽车有一个“动能回收”的功能，可以利用能量之间的相互转化减少能力损失。小明组织实验小组人员利用下图所示实验装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。斜面部分光滑无摩擦，空气阻力不计。 （1）实验时让小车A从斜面上由静止开始滑下，在斜面上下滑的过程是______能转化为动能，这个能量的转化转移过程机械能总量______； （2）该实验中探究的“物体的动能”是指______（选填字母）。 A．小车在斜面上的动能 B．小车撞击木块时的动能 C．木块被撞击后的动能 （3）实验运用了控制变量法：让质量不同的小车从斜面的同一高度滑下，探究动能与______的关系；同时又运用了转换法，通过______来判断小车动能的大小； （4）实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施：______； （5）通过以上实验得出“动能的大小与物体的质量和速度的关系”，为保证车辆行驶安全，请针对小轿车和大货车在高速路上设置限速要求（要有数值要求）______。 4.合理使用各种交通工具为我们生活带来便利，但如果超载和超速将带来安全隐患，小张同学设计了如图所示的实验模拟探究超载和超速的危害：将A、B、C三辆小车分别从同一斜面的三个位置由静止释放，已知mA=mB<mC，hA=hC>hB。 (1)实验中超载、超速带来的危害程度是通过木块 来体现的，这种研究方法叫 法； (2)在甲、丙两图所示的实验中，A、C两车到达水平面时的速度vA vC； (3)研究超速带来的安全隐患时，应选用图甲和图 进行实验。在质量相同的情况下，汽车的 越大，其动能就越大，发生交通事故时造成的伤害就越大。 5．为探究影响动能大小的因素，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。此装置___________（选填“适合”或“不适合”） 体积不同的小球做实验； ③小刚设计了丁图所示的装置进行实验； 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； 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。 6．如图是研究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。 (1)实验中物体的动能是指___________（选填“小球A”或“木块B”）的动能，它的动能的大小是通过___________（选填“s”或“h”）的大小来反映的。 (2)让质量不等的小球A从斜坡上同一高度由静止滑下，撞击水平面上的木块，是为了研究动能大小与___________的关系；小球A从斜坡的同一高度释放是为了保证小球A___________大小相等。 (3)实验结果表明，速度相同时，质量越___________的小球将木块撞得越远。所以，小球的速度相同时，质量越大，动能越___________。 7．小明在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小球从斜面上由静止释放，小球下滑后撞击斜面底端的木块，请回答下列问题： (1)该实验所探究的物体的动能是指______（选填“木块”或“小球”）的动能； (2)第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应进行的操作是______； (3)如图甲、乙所示，同一小球从斜面不同高度由静止释放，是探究动能大小与______的关系，得出的结论是：______； (4)在进行丙实验时木块被撞出了木板，在不改变原有器材的情况下，如何保证碰撞后木块能始终在木板上滑行？方法是______； (5)实验后小明又设计了如图丁所示的实验方案探究动能的大小与物体质量的关系：利用不同质量的小球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块，该方案是否可行？______；若按此方案操作，他会看到的现象是______。 (6)同学小红也进行相同的实验，过程中小红发现实验现象不明显，木块被撞击后移动的距离差异较小，为确保实验有较明显的现象，可行的一种方案是：______。 (7)实验结束后，同桌小金在探究动能大小与速度的关系时，拿走了木块，在水平木板上铺上毛巾，通过比较小球在毛巾面上运动的距离，也得出了正确的结论，你认为他的方案是否合理：______，理由是______。 (8)（真实情况下的伽利略实验）小明利用小球和平板组装了图戊所示装置进行了A、B、C三次实验，重现伽利略斜面实验．不考虑底部转折处的能量损失，下列最符合实际的现象是______。 A．B． C． 参考答案 【知识点回顾】 如图所示，在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，将钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块向前移动一段距离s后停下。完成如图甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1=h3＞h2，mA=mB<mC。 1.实验器材分析 （1）本实验探究的是 钢球 （选填“钢球”或“木块”）的动能与哪些因素有关。 （2）实验中斜面的作用是使钢球获得动能。 （3）若用上述实验器材探究阻力对物体运动的影响，必须增加的器材是 C （填字母）。 A.质量不同的木块 B.倾斜程度不同的斜面 C.粗糙程度不同的水平面 2.实验操作分析 （1）图甲、乙、丙三次实验中均需要保持钢球由 静止 状态开始释放。 （2）图甲、丙两次实验中让不同钢球从同一斜面的同一高度由静止释放的目的是控制钢球到达斜面底端时的 速度 相同。该实验中物体的速度是指钢球从斜面上静止滚下与木块碰撞时碰前钢球 （选填“碰前钢球”“碰后钢球”“碰前木块”或“碰后木块”）的速度 3.物理研究方法 （1）实验中通过观察 钢球推动木块移动距离的远近 来判断钢球的动能大小，这种物理研究方法称为 转换 法。 （2）控制变量法的应用 ①甲、乙两图进行的实验是为了探究动能的大小与 速度 的关系； ②甲、丙两图进行的实验是为了探究动能的大小与 质量 的关系 4.实验中的受力分析 （1）图甲、乙、丙三次实验中木块滑动时受到的摩擦力 一样大 （2）木块在水平面运动的过程中受到的 支持 力和 重 力是一对平衡力 5.实验中的功和能分析 （1）A、B、C三个钢球从斜面上滚下时， C 球受到的重力做功最多。 （2）钢球从斜面上滚下来时速度越来越快，这是因为钢球的 重力势 能转化为 动 能。 （3）木块最终会停下来是因为受到了阻力的作用，在此过程中木块通过 做功的方式把动能转化为内能。 （4）钢球从斜面上滚下后，碰撞到斜面底端水平放置的木块后继续向前运动，木块在水平木板上滑行一段距离后停下，设碰撞后木块获得的动能为E0，木块克服摩擦力所做的功为W，不计碰撞能量损失，则E0 = W（选填“>”“<”或“=”） 6.交流与反思 （1）若水平面绝对光滑，本实验将 不能 （选填“能”或“不能”）达到实验探究目的。 （2）实验中木块被撞击后移动的距离差异较小，实验现象不明显，为了确保实验有较明显的现象，改进的方法是 可以增大钢球的质量或减小木块的质量或换用较光滑的木板 （合理即可）。 （3）实验中若钢球A释放高度一定，为了防止木块滑出木板，采取的措施是 增大 （选填“增大”或“减小”）木块的质量或 降低 （选填“升高”或“降低”）斜面的倾角。 （4）实验后，有些同学对“质量不同的钢球从同一光滑斜面的同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑。小明设计了如图丁所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动的情况，若C球相对于A球 静止 （选填“运动”或“静止”），则说明任一时刻两球的速度大小相等 【精练】 1.某实验小组的同学在探究动能大小与哪些因素有关的实验中，进行了如下操作： (1)如图甲所示，他在探究动能大小与质量关系的实验中，应该让质量不同的小车从斜面的_________（选填“相同”或“不同”）高度自由滑下，其目的是_________。通过比较________，可以比较小车具有的动能大小。 (2)另一位同学认为去掉木块，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小车的动能越大。于是他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，物体的动能大小与质量无关。该结论是_______（选填“正确”或“错误”）的，理由是 _________。 (3)在探究“动能大小与质量的关系”时，有同学将实验装置改进成如图丙所示，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，他们会看到的现象是：__________。 【答案】(1) 相同 控制小车到达水平面时的速度相同 木块移动的距离远近 (2) 错误 没有控制小车在水平木板上所受摩擦力大小相同 (3) 不可行 没有控制小球的速度相同 木块移动的距离相同 2.小明通过如图甲、乙所示的实验探究“影响物体动能大小的因素”。将钢球从斜面上由静止释放，撞击静止在同一水平面上相同位置的木块。 (1)本实验是探究影响______（填“钢球”或“木块”）动能大小的因素； (2)将同一钢球分别从甲、乙两图所示的位置由静止释放，则图乙中木块被撞出的距离比图甲中木块被撞出的距离______（填“短”或“长”）。由上述实验现象可以得出结论：当物体质量一定时，______，动能越大； (3)为了研究物体动能和质量的关系，需要将质量不相等的钢球分别从斜面上______（填“相同”或“不同”）高度由静止释放； (4)如图丙所示，将钢球从一个光滑斜槽轨道（OAB）O点自由滚下，依次经过A、B、C、D四点（忽略空气阻力），设钢球在C、D两点的机械能分别为和，则______（填“>”“=”或“<”）。钢球从B点做斜抛运动到达最高点D后，钢球的运动情况为______（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 【答案】(1)钢球(2) 短 速度越大(3)相同(4) = B 3．节能减排、绿色发展，已成为全球共识，小明研究发现自家购买的国产新能源汽车有一个“动能回收”的功能，可以利用能量之间的相互转化减少能力损失。小明组织实验小组人员利用下图所示实验装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。斜面部分光滑无摩擦，空气阻力不计。 （1）实验时让小车A从斜面上由静止开始滑下，在斜面上下滑的过程是______能转化为动能，这个能量的转化转移过程机械能总量______； （2）该实验中探究的“物体的动能”是指______（选填字母）。 A．小车在斜面上的动能 B．小车撞击木块时的动能 C．木块被撞击后的动能 （3）实验运用了控制变量法：让质量不同的小车从斜面的同一高度滑下，探究动能与______的关系；同时又运用了转换法，通过______来判断小车动能的大小； （4）实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施：______； （5）通过以上实验得出“动能的大小与物体的质量和速度的关系”，为保证车辆行驶安全，请针对小轿车和大货车在高速路上设置限速要求（要有数值要求）______。 【答案】（1）重力势 守恒 （2） B （3）质量 木块移动的距离 （4）木块移动的距离较短而不易进行观察和比较，可能是水平面的粗糙程度较大，可以更换粗糙程度较小的水平面进行实验；也可能是木块的重力太大，导致摩擦力过大，可以更换较轻的木块进行实验。 （5）根据实验结果可知，动能的大小与物体的质量和速度有关。同一物体，速度相同，质量越大，动能越大；不同质量的物体，速度相同时，质量越大，动能越大。为保证车辆行驶安全，车辆在行驶时动能不宜过大，小轿车的质量较小，因此在高速行驶时，小轿车的最高速度不得超过120km/h；大货车的质量较大，大货车的最高速度要比小轿车小，不得超过100km/h。 4.合理使用各种交通工具为我们生活带来便利，但如果超载和超速将带来安全隐患，小张同学设计了如图所示的实验模拟探究超载和超速的危害：将A、B、C三辆小车分别从同一斜面的三个位置由静止释放，已知mA=mB<mC，hA=hC>hB。 (1)实验中超载、超速带来的危害程度是通过木块 来体现的，这种研究方法叫 法； (2)在甲、丙两图所示的实验中，A、C两车到达水平面时的速度vA vC； (3)研究超速带来的安全隐患时，应选用图甲和图 进行实验。在质量相同的情况下，汽车的 越大，其动能就越大，发生交通事故时造成的伤害就越大。 【答案】(1) 移动的距离 转换 (2)= (3) 乙 速度 5．为探究影响动能大小的因素，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。此装置___________（选填“适合”或“不适合”） 体积不同的小球做实验； ③小刚设计了丁图所示的装置进行实验； 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； 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。 【答案】(1) 速度 木块移动的距离(2)A (3) 合理 不适合 速度 可行 6．如图是研究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。 (1)实验中物体的动能是指___________（选填“小球A”或“木块B”）的动能，它的动能的大小是通过___________（选填“s”或“h”）的大小来反映的。 (2)让质量不等的小球A从斜坡上同一高度由静止滑下，撞击水平面上的木块，是为了研究动能大小与___________的关系；小球A从斜坡的同一高度释放是为了保证小球A___________大小相等。 (3)实验结果表明，速度相同时，质量越___________的小球将木块撞得越远。所以，小球的速度相同时，质量越大，动能越___________。 【答案】(1) 小球A s(2) 质量 到达水平面的速度(3) 大 大 7．小明在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小球从斜面上由静止释放，小球下滑后撞击斜面底端的木块，请回答下列问题： (1)该实验所探究的物体的动能是指______（选填“木块”或“小球”）的动能； (2)第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应进行的操作是______； (3)如图甲、乙所示，同一小球从斜面不同高度由静止释放，是探究动能大小与______的关系，得出的结论是：______； (4)在进行丙实验时木块被撞出了木板，在不改变原有器材的情况下，如何保证碰撞后木块能始终在木板上滑行？方法是______； (5)实验后小明又设计了如图丁所示的实验方案探究动能的大小与物体质量的关系：利用不同质量的小球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块，该方案是否可行？______；若按此方案操作，他会看到的现象是______。 (6)同学小红也进行相同的实验，过程中小红发现实验现象不明显，木块被撞击后移动的距离差异较小，为确保实验有较明显的现象，可行的一种方案是：______。 (7)实验结束后，同桌小金在探究动能大小与速度的关系时，拿走了木块，在水平木板上铺上毛巾，通过比较小球在毛巾面上运动的距离，也得出了正确的结论，你认为他的方案是否合理：______，理由是______。 (8)（真实情况下的伽利略实验）小明利用小球和平板组装了图戊所示装置进行了A、B、C三次实验，重现伽利略斜面实验．不考虑底部转折处的能量损失，下列最符合实际的现象是______。 A． B． C． 【答案】(1)小球 (2)将木块放回斜面底端的初始位置 (3) 速度 质量相同时，物体速度越大，动能越大 (4)降低小球下滑高度 (5) 不可行 木块被推动的距离几乎相同 (6)增大小球释放的高度差，或换用质量差异更大的小球 (7) 合理 同一小球在同一毛巾表面受到的摩擦力相同，动能越大，克服摩擦力做功越多，运动距离越远 (8)B 6 学科网（北京）股份有限公司 $