期末物理专题复习：功和机械能实验题 2025-2026学年人教版物理八年级下册

**基本信息** 聚焦功和机械能实验探究，以控制变量法和转换法为核心，系统覆盖动能、势能影响因素及能量转化，强化科学探究与物理观念融合。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |动能探究|8题（如1、2、4题）|控制质量/速度变量，通过木块移动距离反映动能|从现象（纸盒移动）到本质（动能与质量、速度关系），渗透转换法| |势能探究|3题（如10、15题）|改变高度/质量，观察木桩陷入深度或橡皮筋形变|建立重力势能与高度、质量的定量关系，关联机械能守恒| |能量转化|5题（如5、7题）|分析下落/运动过程中动能、势能转化|以实验数据（速度-高度图像）为依据，推导能量转化规律|

【期末物理专题复习】 ：功和机械能实验题 1．近年来，货车在高速上因“多拉快跑”而引发的交通事故时有发生，引起了交通管理部门的高度重视。小彤设计了如图所示的实验来模拟汽车超速、超载带来的危害，通过电磁铁的控制，让质量分别为m1和m2（m1<m2）的小钢球从圆弧轨道的一定高度h1<h2由静止滚下，撞击水平面上的纸盒并将纸盒推动一段距离（实验中的圆弧轨道、水平面和纸盒均不变）。 (1)本实验利用纸盒被推动一段距离来反映动能大小，此处用到的物理研究方法为______。 (2)比较甲、乙两图可知，在______一定时，小钢球的______越大，动能越大。 (3)比较______两图可以模拟汽车超载带来的危害。 (4)本实验装置的水平面如果绝对光滑，本实验将______（选填“能”或“不能”）达到探究目的。 (5)假如你是一名汽车驾驶员，请你结合本实验结论从物理学的角度谈谈在安全行车方面需要注意哪些事项：______。 2．小宁在放学的路上常看到如图甲所示的交通警示牌，为了研究车辆超速、超载对交通安全的影响，他用铁球A、木球B（mA>mB）碰撞静止在同一水平长木板上的木块，进行了“动能的大小与什么因素有关”的探究实验。如图乙所示。 (1)a、b两图是探究动能与__________的关系，需要将同一小球分别放置于斜面的不同高度后，使其由__________状态自由滚下。 (2)分析a、c两次实验的现象，可得出的结论是__________。 (3)每次实验中，如果小球具有的动能越多，那它就能对木块__________越多，因此我们可以通过观察__________的多少来判断小球动能的多少。通过实验可知，发生交通事故时，车辆超载、超速就会对被撞的物体产生更大的危害。 (4)小宁查阅课本知，小球到达斜面底端的速度只与起点的高度有关，小球起点越高，到达底端的速度越大。他与同学们针对这个现象从能量转化角度进行了交流：小球从光滑斜面上滚下，是重力势能转化为动能的过程，在这一过程中，小球减小的重力势能__________增加的动能（选填“>”“=”或“<”），重力势能和动能分别与高度、速度有关的同时，又都与自身的__________这一共同因素有关。因此，可以分析出物体在光滑斜面上下滑的速度只受起始的高度影响了。 为了验证以上分析，同学们又设计了如图丙所示的实验。观察比较两球的运动情况，若铁球A 相对于木球B__________，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等了，于是他们又继续开始了探究…… 3．用相同的斜面可以探究“影响动能大小的因素”和“阻力对物体运动的影响”。 (1)如图甲，小车在斜面上下滑的过程中，它的__________转化为动能，其动能大小是通过被碰木块移动的距离来反映的；如果小车的质量不同，可以观察到被碰木块移动的距离不同，木块在水平面上滑行的过程中所受摩擦力的大小_______（选填“相同”或“不相同”）； (2)在图甲所示装置基础上，添加毛巾、玻璃可以探究“阻力对物体运动的影响”，通过观察小车在不同水平面上的运动情况，可以发现：同样条件下，水平面对小车的阻力越小，小车前进得越远，推理可知，物体的运动______（选填“需要”或“不需要”）力来维持。 4．为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。 (1)实验中，通过观察木块移动的距离长短，来判断钢球动能的大小，这种探究方法是__________（选填“控制变量法”或“转换法”）。 (2)为了探究钢球动能大小与质量的关系，应选择__________两图进行分析。分析实验现象可知，当钢球的速度一定时，钢球的质量越大，钢球的动能越__________。 (3)实验中为了探究钢球动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面的不同高度由静止滚下，因此应选择__________两图进行实验分析。实验现象表明：当钢球质量一定时，其速度越大，动能越__________。 5．物理兴趣小组在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究（不考虑空气阻力，g取10N/ kg）。让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），小球速度为5m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短（如图丙）的整个过程中，得到小球的速度v和弹簧缩短的长度Δx之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点，已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短1cm，并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。 (1)小球接触到弹簧后的下落中，弹簧的弹性势能会逐渐_______。 (2)从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球速度的变化是________。 (3)小球下落还未接触弹簧的过程中，小球的能量是如何转化的? __________。 (4)小金想进一步探究小球下落压缩弹簧时，弹簧的最大压缩量是否与小球的质量有关，请简述小金的实验方案：__________。 6．小明在高速公路上看到了许多限载、限速标志牌，由此想探究动能的大小与哪些因素有关，于是做了如图所示的甲、乙、丙三次实验，其中mA=mB<mC，hA<hB=hC。 【证据】 (1)实验中探究的动能是指（　　） A．小球在下落过程中的动能 B．小球即将撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块被小球撞击后的动能 (2)该实验中，小球动能的大小是通过________来反映的。 (3)在探究动能的大小与质量的关系时，为保证小球到达水平面时的速度相同，需控制小球由静止下滑时的________相同。 【解释】 (4)通过比较________两次实验，可以得出动能的大小与质量的关系。 (5)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。 【交流】 (6)小亮设计了如图丁、戊所示的装置探究动能的大小与速度的关系，他将完全相同的两个小球从不同高度（h₂>h₁）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小。请你判断小亮的做法________（选填“合理”或“不合    理”），理由是________ 7．九年级的同学即将面临体育中考。下面是体重50kg的小徐在备考中的场景。 (1)如图甲所示，小徐跳绳跳起过程中，动能________，总机械能________。（选填“增大”“减小”或“不变”） (2)如图乙示，小徐用力向后蹬地面时，他就会向前跳起，这是因为________，使运动员前进的力的施力物是________，小徐在跳起的过程中若突然所有外力消失了，他会________。 (3)练习实心球时，小徐投出的实心球在空中画了一条优美弧线，如图丙，小徐对实心球有做功的是 。 A．用力将实心球抛出（球未离开手） B．实心球在空中飞行 C．实心球掉到地上 D．实心球在地上滚动 8．(1)在探究“物体动能的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，能将木块撞出一段距离。如图所示。请回答问题： ①铁球从同一高度由静止释放的目的是______，该实验是为了研究铁球的动能大小与______的关系。该实验铁球的速度是指铁球从斜面由静止滚下到水平面与木块碰撞______（选填“前”、“后”或“前、后均可”）的速度，它是通过______（高度或质量）来改变的。该实验是通过观察木块被撞后移动的距离，来判断出______（“铁球”或“木块”）具有的动能的大小。 ②图乙是高速公路的限速牌，但是不同车型的车限速却不一样，限制车速实际上是限制车的______。 ③斜面在生活生产中常见，在物理实验中也常有，以下物理实验都用到了斜面。 A如图甲所示利用斜面测平均速度，为了提高实验测量的准确度，可以______（填“增大”或“减小”）斜面坡度，让小车从斜面顶端由静止开始滑下。 B如图乙所示利用斜面研究阻力对物体运动的影响，小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在毛巾、木板、平板玻璃等表面上运动不同的距离后停止，此过程中小车克服阻力做功的大小分别为W1、W2、W3，它们的关系是______。 C如图丙所示利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关，该实验水平面不能光滑的原因是______。 (2)探究物体的重力势能，（木桩起始位置高度相同） ①比较图中A、B两木桩扎入沙坑的深度，可以得出的结论是：______； ②若图中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同，______（选填“能”、“不能”）说明乙、丙的重力势能相同，你的理由是______。 9．在“探究影响动能大小因素”的实验中，让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下，推动水平木板上的木块运动一段距离。 (1)实验中是通过观察______，来判断小球具有动能的大小。 (2)a、b两次实验，让不同质量的小球从斜面的同一______由静止滑下，这是探究动能大小与物体质量的关系。 (3)a、c两次实验，让同一小球从斜面的不同高度由静止滑下，观察木块被推动的距离，得出结论：其他条件相同时，______越大，动能越大。 10．探究“高空抛物危害程度与什么因素有关”的实验： (1)图中甲图所示实验过程中，通过观察______（选填“物体下降速度”或“木桩陷入沙中深度”）来比较物体重力势能的大小； (2)如图中图甲所示，物块下降的过程中，动能______，机械能______（以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”）（不计空气阻力）； (3)如图中图乙所示，是某高楼天台上摇摇欲坠的西瓜，这引起了很多人的担心，这是因为此时西瓜具有较大的______（选填“动能”、“重力势能”或“弹性势能”）。 11．【探究名称】探究物体入水时溅起水花的高度与哪些因素有关 【问题】如图甲，跳水运动员全红婵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；     【证据】（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），这是为了控制其他因素不变，只改变物体的 ________，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 【解释】①分析表格数据，物体入水快慢是通过 ______ 来改变的； ②比较实验序号为________的三组数据，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； ③比较实验序号为2、4、5的三组数据，可得出的结论是 _______； ④比较实验序号为5、6的两组数据，_________（选填“能”或“不能”）验证猜想2是否正确，理由是 _____。 12．为探究影响动能大小的决定因素，实验小组设计了如图甲所示的装置。将钢球从某高度由静止释放，摆到竖直位置刚好撞击到水平木板上的木块，将木块推动一段距离。结合对影响动能大小的因素的猜想，小组做了两组对比实验： (1)钢球的动能是由______转化而来的； (2)让同一钢球从不同高度由静止释放，目的是使钢球摆到______（选填“B”或“C”）点时速度不同，比较木块被撞击后移动的距离； (3)让质量不同的钢球从相同高度由静止摆下，记录数据如表，探究的是动能与______的关系。若在这组实验中的某一次，木块被撞后滑出木板需要重做，甲同学建议换用粗糙程度相同的但是更长的木板，乙同学建议换摩擦更大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应当采用______（选“甲”、“乙”或“丙”）同学的建议； 次数 钢球质量 钢球下摆高度 木块滑行距离 1 20 20 10 2 40 20 29 3 60 20 ？ (4)该实验没有用到的实验方法是______（选填序号）； A．控制变量法 B．转换法 C．类比法 (5)若将甲图中的桌面和纸盒撤去，在小钢球运动到间点时细线断裂，若忽略空气阻力则小球的运动轨迹最可能是图乙中的______（填“A”“B”“C”或“D”）所示。 13．如图所示，某小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”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静止。 (1)实验探究的是________的动能，其动能大小是通过________（选填“小球所处的高度”或“木块移动的距离”）来反映的； (2)分析比较________两次实验，可得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大。 (3)如果本实验装置的水平面绝对光滑，将不能完成实验并得出结论，原因是________。 14．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)小球动能大小是通过________来反映的； (2)分析比较甲乙两次实验，可探究出的结论是：质量相同的物体，______越大，动能越大； (3)比较甲、丙两次实验，得出的结论可以解释汽车在高速路______（选填“超速”或“超载”）的危害。 15．小明在老师的指导下用小球和弹性很好的轻质橡皮筋等器材进行了如下实验与探究： 让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点的正下方点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力与小球下落高度的关系如图乙所示；小球下落的速度与下落高度的关系如图丙所示。（不计空气阻力） (1)小球从点运动到点过程中，到达点瞬间，橡皮筋受到的拉力为___________；当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为___________（选填“”、“”或“0”），此时，小球处于___________状态（选填“平衡”或“非平衡）； (2)从点运动到B点过程中小球的动能___________，重力势能___________，机械能___________（填“变大”“变小”或者“不变”）； (3)实验中所用小球的重力为___________。（用图乙中给的字母符号表示） 16．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，那么汽车的动能大小跟什么因素有关?于是他们进行了如下探究（） (1)他们做了如图所示的三次实验，该实验是通过观察________来反映铁球动能大小的； (2)比较甲、丙两图，得到的结论是________； (3)由________两图，可得当质量一定时，速度越大，动能越大； (4)小明由此实验联想到探究阻力对物体运动影响的实验，让同一小车沿同一斜面的同一个高度由静止开始向下运动，到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止，小车在水平面运动的整个过程中，克服阻力做的功________（选填“相等”或“不相等”）.小车在毛巾和玻璃表面克服阻力做功的功率分别是P₁、P₂,则P₁________（选填“>”“=”或“<”）P₂。 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 《【期末物理专题复习】 ：功和机械能实验题2025-2026学年人教版物理八年级下册》参考答案 1．(1)转换法 (2) 质量 速度 (3)乙、丙 (4)不能 (5)保持安全车距 【详解】（1）本实验利用纸盒被推动一段距离来反映动能大小，纸盒被推动后移动的距离越大，小钢球的动能越大，这是转化法的应用。 （2）[1][2]比较甲、乙两图可知，实验中小球质量相同，乙图中小钢球下滑时的高度更大，刚刚到达水平面时的速度更大，纸盒移动的距离较大，说明乙图中小球的动能较大，因此可知在质量一定时，小钢球的速度越大，动能越大。 （3）模拟汽车超载带来的危害，即探究动能大小与质量的关系，因此应控制小钢球速度相同，也就是由圆弧轨道下滑的高度相同，小钢球的质量不同，因此应比较乙、丙两图实验。 （4）如果水平面如果绝对光滑，纸盒将不受阻力，速度不再减小，将一直匀速运动下去，不能通过再纸盒被推动一段距离来反映动能大小，因此不能达到探究目的。 （5）在安全行车方面需要注意的是不要超速和超载，无论是超速还是超载，都会使车的动能增大，遇到交通事故时，其破坏程度就很大。且汽车的质量大，惯性大，还应保持安全车距。 2．(1) 速度 静止 (2)在速度一定时，质量越大，物体的动能越大 (3) 做功 木块被推动距离 (4) = 质量 相对静止 【详解】（1）[1] [2]物体的动能与质量和速度有关，当研究动能大小与速度的关系时，应控制质量相同。从a、b两图中可以看出，相同的铁球从斜面上由静止滑下的高度不同，即小球刚到水平面上时的速度不同，故a、b两图是探究动能与速度的关系，需要将同一小球分别放置于斜面的不同高度后，使其由静止状态自由滚下。 （2）要探究物体动能的大小与质量的关系，必须控制物体的速度相同，质量不同。分析a、c两次实验的现象，可知铁球、木球从斜面的同一高度静止释放，到达斜面底端的速度相同，且铁球质量较大，铁球推动木块运动的距离较长，可得出的结论是速度相同时，质量越大，物体的动能越大。 （3）[1] [2]小球动能大小不能直接测量，而是通过小球推动木块在水平面上移动的距离来反映的，采用了转换法，木块被推动的距离越大，说明小球对木块做功越多，则小球具有的动能越大，因此我们可以通过观察木块被推动距离的多少来判断小球动能的多少。 （4）[1] [2]因为是光滑的斜面，没有摩擦，所以在斜面上滑下的小球没有能量的损耗，只有重力势能和动能相互转化，则此过程小球的机械能不变，减少的重力势能等于增加的动能。重力势能和动能分别与高度、速度有关的同时，又都与自身的质量这一共同因素有关。因此，可以分析出物体在光滑斜面上下滑的速度只受起始的高度影响了。 [3]如果两个物体的运动方向相同，速度大小相等，则它们之间没有位置的变化，保持相对静止，所以若铁球A相对于木球B相对静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。 3．(1) 重力势能 相同 (2)不需要 【详解】（1）[1]小车在斜面上下滑的过程中，速度变大，高度变小，重力势能变小，动能变大，它的重力势能转化为动能。 [2]滑动摩擦力的影响因素有压力大小和接触面粗糙程度以及材料，木块在水平面上滑行的过程中，对地面压力不变，接触面粗糙程度以及材料不变，因此所受摩擦力的大小相同。 （2）在图甲所示装置基础上，多次实验，可以发现：同样条件下，水平面对小车的阻力越小，小车前进得越远，速度减小得越慢，推理可知，若小车在水平方向上不受力的作用，小车的速度不会变小，小车做匀速直线运动，故物体的运动不需要力来维持。 4．(1)转换法 (2) 甲、丙 大 (3) 甲、乙 大 【详解】（1）在探究动能大小的影响因素实验中，钢球动能的大小不能直接观察和测量，而木块移动的距离长短可以直接观察。通过观察木块移动的距离长短来间接判断钢球动能的大小，这种将不易观察的物理量转化为容易观察的物理量的探究方法是转换法。 （2）[1]为了探究钢球动能大小与质量的关系，需要控制钢球的速度相同，改变钢球的质量。在实验中，让钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，这样钢球到达水平面时的速度就相同。甲图中钢球质量为m，丙图中钢球质量为2m，它们从同一高度滚下，所以应选择甲、丙两图进行分析。 [2]从实验现象可以看出，丙图中质量为2m的钢球推动木块移动的距离比甲图中质量为m的钢球推动木块移动的距离远，说明当钢球的速度一定时，钢球的质量越大，钢球的动能越大。 （3）[1]为了探究钢球动能大小与速度的关系，需要控制钢球的质量相同，改变钢球的速度。在实验中，让质量相同的钢球从同一斜面的不同高度由静止滚下，钢球从越高的位置滚下，到达水平面时的速度就越大。甲图和乙图中钢球质量都为m，甲图中钢球从高度2h处滚下，乙图中钢球从高度h处滚下，所以应选择甲、乙两图进行实验分析。 [2]从实验现象可以看出，甲图中钢球从较高位置滚下，推动木块移动的距离比乙图中钢球推动木块移动的距离远，说明当钢球质量一定时，其速度越大，动能越大。 5．(1)变大 (2)先变大后变小 (3)小球的重力势能转化为动能 (4)见解析 【详解】（1）小球接触到弹簧后的下落中，弹簧的形变程度越来越大，弹簧的弹性势能会逐渐变大。 （2）小球接触到弹簧后的下落中，弹簧逐渐发生弹簧形变，弹簧力由小变大，当重力大于弹力时小球受合力向下，小球加速下落；当弹力等于重力时，小球受到合力为0，速度达到最大；当弹力大于小球重力时，合力向上，小球开始做减速运动。由此可知小球下落速度的变化情况是：先变大后变小。 （3）小球下落还未接触弹簧的过程中，小球（质量不变）的高度变小，重力势能变小，小球的速度变大，动能变大，小球的重力势能转化为动能。 （4）要研究弹簧的最大压缩量是否与小球的质量有关，需使质量不同的小球从同一高度落下，测出弹簧的压缩量进行比较，若压缩量不同，则说明压缩量与小球的质量有关，并根据压缩量与质量的大小得出压缩量与小球的质量的大小关系。 6．(1)B (2)木块移动的距离 (3)高度 (4)乙、丙 (5)超速 (6) 不合理 没有控制接触面的粗糙程度相同 【详解】（1）实验中小球从斜面滚下，撞击木块前瞬间具有动能，通过木块被撞后移动距离反映该时刻动能大小。所以研究的是小球即将撞击木块时的动能，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 （2）小球的动能是通过木块被撞击后移动的距离来体现的，因为木块克服摩擦力做的功等于小球初始动能。 （3）探究动能与质量的关系，应控制小球从斜面上静止下滑时的高度相同，这样到达水平面时速度相同。 （4）要得出动能大小与质量的关系，要控制速度相同、质量不同，因此应选择乙、丙两次实验，高度，质量。 （5）由题可知，甲、乙高度不同（），质量相同，则速度不同，动能不同。可得出合理的结论即质量相同时，速度越大动能越大。这可以解释汽车超速的危害。 （6）[1][2]他将相同小球从不同高度释放（速度不同），但木块分别在铁板和毛巾上滑动，接触面粗糙程度不同，摩擦力不同，木块滑行距离不能直接比较动能，因此是不合理的。 7．(1) 减小 减小 (2) 力的作用是相互的 地面 做匀速直线运动 (3)A 【详解】（1）[1]动能跟物体的质量和速度有关。小徐跳绳跳起过程中，质量不变，速度减小，故动能减小。 [2]小徐上升过程中，受到空气的阻力作用，会消耗掉一部分机械能，所以总机械能减小。 （2）[1][2]小徐用力向后蹬地面时，他就会向前跳起，这是因为物体间力的作用是相互的，小徐给地面一个向后的力，同时地面会给小徐一个向前的力，使运动员前进的力的施力物体是地面。    [3]根据牛顿第一定律，一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。小徐在跳起的过程中若突然所有外力消失了，由于他此时是运动的，所以他会保持原来的速度做匀速直线运动。 （3）做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。 A．小徐用力将实心球抛出（球未离开手），并且球在推力的方向上移动了距离，人对球做了功。故A符合题意； BCD．实心球在空中飞行、实心球掉到地上、实心球在地上滚动，这三个过程手对球没有力的作用，因此都没有做功。故BCD不符合题意。 故选A。 8．(1) 控制小球到达水平面时的速度相同 质量 前 高度 铁球 动能 减小 见解析 (2) 当质量相同时，高度越高，重力势能越大 能 见解析 【详解】（1）[1][2]根据控制变量法，将铁球从同一高度由静止释放其目的是为了控制小球到达水平面时的速度相同，该实验控制小球速度相同，质量不同，故目的是探究铁球动能大小与质量的关系。 [3][4][5]铁球的速度是指铁球与木块碰撞前的速度，因为探究的是碰撞前铁球动能大小关系，是通过改变铁球的不同高度来改变的，铁球具有的动能越大，木块被撞击后移动的距离越大，故该实验是通过观察木块被撞后移动的距离，来判断出铁球具有的动能大小。 [6]动能的大小与物体的质量和速度有关。由于不同车辆质量不同，为避免行驶过程中动能过大，则有不同的限速，故限制车速实际上是限制动能大小。 [7]在测平均速度的实验中，为了准确的测量运动的时间，应让斜面的坡度小一些，使小车运动的时间长一些。 [8]利用斜面研究阻力对物体运动的影响，小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，到达水平面时的速度相同，则小车到达水平面时的动能相同，小车克服阻力做功，最终静止，动能为零，因此在毛巾、木板、平板玻璃等表面上运动时克服阻力做功的大小相同，即 [9]探究动能的大小与哪些因素有关时，通过比较木块被撞击后移动的距离来判断铁球的动能大小，如果水平面是光滑的，木块将不受阻力，会一直运动下去，则无法通过木块被撞击后移动的距离比较动能的大小。 （2）[1]由图可知，甲、乙物体质量相等，从不同高度落下打在木桩上，乙物体下落的高度较大，木桩扎入沙坑的深度更深，故可以得出的结论为：当质量相同时，高度越高，重力势能越大。 [2][3]若B、C两木桩扎入沙坑的深度相同，则说明乙、丙对木桩做功相等，做功过程就是能量的转换过程，故能说明乙、丙的重力势能相同。 9．(1)木块被推动距离的长短 (2)高度 (3)速度 【详解】（1）实验中是通过观察木块被推动距离的长短，来判断小球具有动能的大小，这种实验方法称为转换法。 （2）a、b两次实验中，让不同质量的小球从斜面的同一高度由静止滑下，从而使小球到达水平面的初速度相同，这是探究动能大小与物体质量的关系。 （3）a、c两次实验，让同一小球从斜面的不同高度由静止滑下，小球的质量相同，小球到达水平面的初速度不同，c中小球到达水平面的初速度更大，木块被推动的距离更远，即c中小球的动能更大，故能得出结论：其他条件相同时，速度越大，动能越大。 10．(1)木桩陷入沙中深度 (2) 变大 不变 (3)重力势能 【详解】（1）实验中，重力势能大小无法直接测量，根据转换法，甲图所示实验过程中，通过观察木桩陷入沙中深度来比较物体重力势能的大小。 （2）[1][2]如图中图甲所示，物块下降的过程中，不计空气阻力，则只存在动能和势能的相互转化，则机械能守恒，即机械能不变；物块的高度降低，质量不变，则重力势能减小，所以动能变大。 （3）重力势能与质量和高度有关。如图中图乙所示，某高楼天台上摇摇欲坠的西瓜，西瓜所处的高度较大，则具有较大的重力势能。 11． 入水方向 正确 下落高度 1、2、3 见解析 不能 没有控制物体的质量相同 【详解】（1）[1]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时，橡皮泥入水的方向不同，所以这是为了控制其他因素不变，只改变物体的入水方向。 [2]当其他因素不变，入水方向不同时，溅起水花的高度不同，所以说明猜想3是正确的。 （2）①[3]由表格数据可知，物体入水快慢是通过下落高度来改变的，下落时，物体的重力势能转化为动能，所以下落高度越高则入水越快。 ②[4]探究物体入水时溅起水花的高度与物体的形状的关系，则需控制物体质量和物体下落高度相同，而形状不同；所以选择1、2、3三组数据进行探究。 ③[5]比较实验序号为2、4、5的三组数据，物体的质量不同，其他因素相同，结果溅起水花的高度不同；可得出的结论是：物体入水时溅起水花的高度与物体的质量有关。 ④[6][7]比较实验序号为5、6的两组数据，可知物体的质量和物体的下落高度两个因素都不同，所以不能由这两组数据验证猜想2是否正确，因为没有控制物体的质量相同。 12．(1)重力势能 (2)B (3) 质量 甲 (4)C (5)C 【详解】（1）将钢球从某高度由静止释放，钢球在向下摆动的过程中，钢球的质量不变，高度减小，速度变大，钢球的动能变大、重力势能变小，钢球的重力势能转化为动能。 （2）让同一钢球从不同高度由静止释放，质量不变，最初的高度不同，重力势能不同，摆到竖直位置时转化为的动能不同，其目的是使钢球摆到B点时速度不同。 （3）[1]让质量不同的钢球从相同高度由静止摆下，最初的高度相同，则摆到竖直位置时的速度相同，质量不相同，所以探究的是动能与质量的关系。 [2]实验的目的是探究动能的大小与质量的关系，根据控制变量法可知，应保证钢球下摆的高度、木块表面的粗糙程度都不变，所以应换用同样材质但是更长的木板，应采用甲的建议。 （4）影响动能大小的因素有质量和速度，实验中采用了控制变量法；通过木块移动的距离来反映钢球动能的大小，采用的是转换法；实验中没有用到类比法，故选C。 （5）在小钢球运动到间点时细线断裂，小球由于惯性，会继续向右上方向运动，到达最高点后，由于仍具有水平向右的速度同时受重力，会改为向右下方向运动，所以若忽略空气阻力则小球的运动轨迹最可能是图乙中的C所示。 13．(1) 小球 木块移动的距离 (2)甲、乙 (3)见解析 【详解】（1）[1][2]在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从斜面滚下撞击木块，通过小球推动木块在水平面上移动的距离来反映小球动能的大小。所以实验探究的是小球的动能。 （2）实验中让同一钢球从不同的高度由静止开始滚下，高度越高，钢球运动到水平面时速度越大，把木块推得越远，则钢球对木块做的功多，钢球的动能大，说明了物体的动能与物体的速度有关，故应分析甲、乙两实验。 （3）若水平面光滑，由牛顿第一定律可知，木块被撞击后将做匀速直线运动，不能通过木块移动的距离来判定动能的大小，故不能完成本实验。 14．(1)木块在水平面移动的距离大小 (2)速度 (3)超载 【详解】（1）小球从斜面滚下运动到水平面时，小球具有一定的速度，小球撞击木块，并使木块向前移动一段距离，小球的动能越大，木块在水平面移动的距离越远，因此小球的动能大小是通过木块在水平面移动的距离大小来反映的，这里用到的实验方法是转换法。 （2）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。甲、乙两次实验中小球质量相同，甲图中小球从斜面由静止自由下滑的高度更高，则甲图中小球运动到水平面的速度更大，甲图中小球推动木块移动的距离更远，说明甲图中小球的动能更大，所以可探究出的结论是：质量相同的物体，速度越大，动能越大。 （3）分析比较甲和丙两组实验可得，小球的质量不同，而下滑的高度相同，运动到水平面时速度相同，丙推动木块滑行的距离大，说明丙图中小球的动能更大，故可得物体速度相同时，质量越大，动能越大。同理，汽车速度相同时，汽车的质量越大，汽车的动能越大，所以应减小汽车的质量，来减小汽车的动能，减小超载时，交通事故的危害程度。 15．(1) 0 0 非平衡 (2) 变大 变小 变小 (3)Fb 【详解】（1）[1][2][3]小球下落中，开始橡皮筋没有伸长，由图乙知，在A处受到的拉力为0，说明此时橡皮筋长度等于原长，此时，小球只受到竖直向下的重力作用，继续加速向下运动，橡皮筋逐渐伸长，竖直向上的弹力逐渐变大，当橡皮筋的弹力增大到等于重力时，速度达到最大值，即到达B点，据丙图可知，速度为Vb；之后小球继续向下运动，但重力小于弹力，合力的方向竖直向上，小球做减速运动，到达C点时，速度减小为0，此时弹力最大，小球处于非平衡状态。 （2）[1][2][3]由上分析可知，小球的质量不变，从A点运动到B点过程中小球的速度变大，故动能增大；由于高度变小，故重力势能减小；因从A点运动到B点过程中小球的机械能有一部分转化为橡皮筋的弹性势能，故机械能减小。 （3）由上分析可知，小球从A点到B点过程中，只受到竖直向下的重力作用，继续加速向下运动，橡皮筋逐渐伸长，竖直向上的弹力逐渐变大，当弹力增大到等于重力时，速度达到最大值，即到达B点，所以重力的大小等于Fb。 16．(1)木块被撞击后移动的距离 (2)当速度一定时，质量越大，动能越大 (3)甲、乙 (4) 相等 > 【详解】（1）实验通过观察木块被铁球撞击后移动的距离来判断铁球动能的大小。木块被推得越远，表明铁球的动能越大。这种方法采用了转换法的思想，将不易直接测量的动能转化为容易观察的木块移动距离。 （2）分析甲、丙两图实验可知，当铁球从相同高度滚下（即速度相同）时，质量较大的铁球能使木块移动更远的距离。这说明在速度相同的情况下，物体的质量越大，其具有的动能就越大。 （3）通过对比甲、乙两图的实验现象可以发现，质量相同的铁球从不同高度滚下时，从较高处滚下的铁球（具有较大速度）能使木块移动更远的距离。这证明在质量一定时，物体的速度越大，其动能就越大。 （4）[1]在探究阻力对物体运动影响的实验中，小车从同一斜面的同一高度滑下，具有相同的初始动能。在不同材料表面上，小车克服摩擦力做功直到停止，所做的功都等于初始动能，因此做功相等，克服阻力做的功相等。 [2]由于在毛巾表面摩擦力较大，小车运动时间较短，根据功率公式可知，在毛巾表面克服阻力做功的功率P₁大于在玻璃表面的功率P₂ 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 $