2026年中考物理三轮冲刺实验：功和机械能

**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，构建“概念-实验-应用”逻辑链条，强化科学探究与科学思维素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |动能探究|8题|转换法（木块移动距离）、控制变量（质量/速度）|从动能定义出发，通过不同质量/高度实验推导影响因素，关联超载超速实际应用| |重力势能探究|4题|转换法（铁钉入泡沫深度/桌腿陷沙深度）|类比动能探究思路，建立质量-高度-势能关系，体现能量观念| |实验设计与改进|3题|实验误差分析（木块滑出处理）、方案评估（弹簧压缩合理性）|整合实验操作规范，培养质疑创新能力，衔接中考探究题型|

2026年中考物理三轮冲刺实验：功和机械能 1．如图是小刚探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，让半径相同的小球由斜面上某位置由静止开始释放，撞击放置于水平面上O点的木块。（已知：图中h1<h2）。 (1)实验中通过比较__________来比较小球动能的大小； (2)小刚先后完成图甲和乙实验，在释放图乙中小球B前，应先将被撞出的木块__________；甲、乙两图中均包含了整个实验前后的情形，分析可得A、B两球的质量关系是mA__________mB（选填“>”、“=”或“<”），判断依据是：两球的__________相等，但__________（选填“A”或“B”）球的动能大。 (3)小刚利用甲、丙两图多次实验后，得出结论：动能大小还与物体的__________有关； (4)小刚设计了如丁图装置，用质量相同的小球将同一弹簧压缩到不同程度，放手后通过小球离开弹簧后运动的距离来反映动能的大小，以此来探究动能与速度的关系，该方法__________（选填“合理”或“不合理”），判断依据是：__________。 2．某同学在探究“物体的重力势能与哪些因素有关”时；选用下列实验器材；一块厚泡沫，三个相同的铁钉，三个铝块、和（）。他做了如下实验：将铁钉插入泡沫的相同深度，分别将三个铝块由空中静止释放撞击铁钉、铁钉进入泡沫深度如图所示。 （1）在这个实验中，铝块在下落的过程中，它的______能转化为动能，可以通过观察______来比较铝块重力势能的大小，此过程用到的物理方法是______； （2）比较______两次实验的情况，说明铝块高度相同时，质量越大，铝块的重力势能越大。比较a、b两次实验可得到的结论是______； （3）铝块落在铁钉上不能立即停下，是因为铝块具有______。 3．在探究动能大小与哪些因素有关的实验中： (1)本实验的研究对象是______（小车/木块），通过比较_________来反映小车的动能大小，该物理方法称为_________。 (2)如图乙所示，小红是探究动能大小与_________关系，她让小车从斜面的相同高度下滑，目的是___________。由该次实验得出结论：_________。 (3)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（如图所示），撞击木块时小球的动能___________（选填“相等”或“不相等”），该方案___________（选填“可行”或“不可行”），理由是：_________。 4．同学们在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验时，提出了如下猜想： 猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关； 猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关； 为了验证上述猜想，他们利用小桌、沙子、透明的箱子、质量不同的重物进行实验；把小桌放在平整的沙面上，让重物从高处落下，撞击桌面的中心部位，桌腿陷入沙子；如图为实验过程中的有关情景； (1)实验探究的是______（选填“重物”或“小桌”）的重力势能； (2)若要探究重力势能与质量的关系，应让它们从______高度落下；实验中通过比较______来判断物体重力势能的大小，这种实验方法叫做______； (3)通过比较______（选填“甲、乙”、“乙、丙”、“丙、丁”或“甲、丁”）两图，可得出的实验结论是：当物体的__________时，所在高度越高，重力势能越大、 (4)如图所示的实验，______（选填“能”或“不能”）顺利验证两个猜想。 5．在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，小明让质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，撞击同一木块如图甲所示（忽略小球与接触面的滚动摩擦以及撞击过程中的能量损失）； （1）该实验是通过观察___________来反映小球的动能大小；第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块___________； （2）小华做该实验时发现木块运动到了长木板的末端之外，为使实验顺利完成，最简便的解决办法是：___________； （3）小李同学将实验装置改成图乙所示，用同一小球将同一弹簧压缩___________（选填“相同”或“不同”）程度后静止释放，撞击同一木块，比较木块撞出的距离，可以研究小球的动能大小与速度的关系； （4）小李觉得利用图乙的装置，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，也能探究小球的动能大小与质量的关系，此设计方案___________（选填“可行”或“不可行”），理由是：___________。 6．如题图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。 （1）让A（小球）从不同高度落下来，该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体______的关系； （2）该实验中所探究物体的动能是指物体______（选填“A．小球”或“B．木块”）的动能； （3）该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B碰撞时______（选填：A．“碰前A小球”B．“碰后A小球”C．“碰前B木块”D．“碰后B木块”）的速度，木块被碰撞后滑行过程中，木块的动能转化为______能； （4）实验表明，同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被撞得越远，可得结论______； （5）若要研究物体动能与质量的关系，则需不同质量的物体从斜面______高度由静止滚下，并观察记录。 7．小明在“探究物体的动能、重力势能大小跟哪些因素有关”的实验中： (1)如图甲、乙所示，利用斜面、钢球（m<M）、木块等器材进行实验，实验中通过观察________来反映物体动能的大小。由甲、乙两实验可以得出结论：________。 (2)发现乙实验中木块移动距离与甲实验中相差不大，实验效果不明显，若重新做乙实验，可采取的改进措施是________。 (3)如图丙所示，体积相同的两个实心球A、B，离沙地高度相同，同时由静止释放，落到沙地上的状态如虚线位置所示，可知两球释放时，A的重力势能________B的重力势能。（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 8．如图1、2、3所示是探究“动能大小与哪些因素有关”的实验，请补全下面实验过程： （1）在探究动能大小与物体质量关系时，应使小球的质量________（选填“相同”或“不同”），到达斜面底端时的________相同； （2）如图1、2所示，质量为m的小球与质量为2m的大球，从同一斜面的同一高度由静止释放，观察到大球将木块推出的距离较远，由此可得到的结论是：________；图1中木块被推动后在水平面运动时所受摩擦力大小________（选填“大于”、“小于”或“等于”）图2中木块被推动后在水平面运动时所受摩擦力大小； （3）在探究动能大小与物体运动速度的关系时，应将图1与图________比较，其中图________中木块被推动的距离较远； （4）根据实验探究结论，我们明白了机场周围不允许有鸟类飞行，以免撞毁飞机，是由于小鸟相对于飞机的________很大，因而具有很大的________能； （5）假设水平面绝对光滑且足够长，将________（选填“仍能”或“不能”）通过该实验方法达到探究目的。 9．如图甲，小华用小球和木块来“探究动能大小与哪些因素有关”。 (1)实验中是通过________比较来比较动能大小；本实验研究的动能是指_______；（填字母） A．小球在斜面上时的动能 B．小球撞击木块后木块的动能 C．小球撞击木块时的动能 (2)完成图甲、乙所示的操作是为了探究动能大小与_______的关系； (3)如图丙所示，在甲实验中，若先让质量为m的小球从斜面h高处由静止下滑，测出木块被撞击的距离为s1，接着他立即让同一小球仍从斜面h高处由静止下滑，测出木块被撞击的距离为s2，则s1________s2（选填“大于”“小于”或“等于”）； (4)下列实验中的物体，与本实验的木块作用相似的是________；（填字母） A．“点火爆炸”实验中滴入的酒精 B．“探究影响重力势能大小因素”实验中的小桌 C．“探究不同物质吸热升温现象”实验中的水和沙子 (5)在探究动能的大小与质量的关系时，小华又提出新的实验方案：在图甲实验器材的基础上，取走木块，让质量不等的小球从斜面同一高度由静止开始下滑，最终小球静止在水平长木板（设木板足够长），测出小球在木板上通过的距离，然后分析数据即可得出结论。你认为这种方案是否可行？________（可行/不可行）。 10．利用如图甲所示实验装置，探究重力势能大小与物体质量和高度的关系。 （1）静止释放铁球，记录铁球速度减为0时弹簧的长度。铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，则说明铁球的重力势能越______； （2）如图甲，将同一铁球先后从不同高度、处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为、，可以得到结论______； （3）利用水流推动水轮机转动，水轮机就可以带动发电机，将水能转化为电能。分析图乙所示的水坝，水轮机安装在______位置较为合理（填“C”或“D”）。请你分析一下建造大型水力发电站的地方应该具备哪些条件（写出两条）：①______；②______。 11．如图所示，小宇妈妈体态臃肿，一爬楼就上气不接下气，这是为什么呢？询问了老师后，小宇才知道，原来爬楼的过程就是将自己举高的过程，自己的体重越大，在同等条件下相对别人而言需要做的功就越多，难怪妈妈老是觉得爬楼比别人辛苦。 【问题】小宇想知道自己与妈妈爬楼时的功率到底有多大？ 【证据】实验原理：P=___________； （1）利用___________（选填“磅秤”或“天平”）测自身质量m； （2）利用皮卷尺测出楼的___________（选填“长度L”或“高度h”）； （3）利用___________测出爬楼所需时间t； （4） 功率的表达式：P=___________； （5）请再帮小宇设计一个实验记录表格_______。 12．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。 （1）本实验中通过观察_________的大小，来判断小球动能的大小； （2）本实验中若水平面绝对光滑则不能得出结论，原因是__________； （3）图甲是为了探究物体动能与_________的关系，具体的操作方法是让小球从_________（选填“相同”或“不同”）的高度由静止滚下； （4）图乙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：____________； （5）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 小球自由滚下的高度h/cm 木块被撞后运动的距离s/m 1 30 10 4 2 30 20 16 3 60 10 8 ①为了探究“超载”安全隐患，应选择______两个序号的实验进行比较； ②为了探究“超速”安全隐患，应选择______两个序号的实验进行比较； ③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； 13．为探究“动能大小的影响因素”，科学小组利用斜面、钢球、木块等器材进行了如图所示的实验。 (1)实验中通过比较______来判断钢球动能的大小。这种方法称为转换法，请写出可以这样转换的原因______； (2)该实验中物体的动能是指______（选填序号）； A．小球在撞击木块前的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块的动能 (3)在图甲和图丙中，将同一个钢球从斜面上不同的高度自由滚下，是为了探究动能大小与______关系；小明顺利完成甲图实验并记录下木块移动的距离后，在进行乙图实验时，木块被撞后滑出木板，导致无法记录移动的距离，此时同组的甲同学建议换一个较重的木块重做乙图实验，乙同学建议降低小球m2的释放高度重做乙图实验，你认为哪位同学的建议是合理的？______（“甲同学”、“乙同学”、“都合理”或“都不合理”）； (4)由实验中钢球撞击木块做功，同学们联想到汽车撞击行人出现交通事故的情景，并猜想到交通事故的危害程度与“超载”“超速”有关。进一步探究，获得了表格内的数据： 实验序号 钢球质量m/g 钢球自由滚下高度h/cm 木块被撞后运动的距离s/cm 甲 20 10 4 乙 40 20 32 丙 20 20 16 分析表格内的数据可知，利用甲、丙两次实验可验证危害程度与______（填“超载”或“超速”）有关；在质量和速度两个因素中，对动能影响较大的因素是______，理由是______。 14．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让a、b的两个小球分别从同一斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的同一木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。 （1）比较甲和乙可得结论：物体的质量一定，_________越大，物体的动能越大； （2）据乙和丙所示实验，_________（能/不能）比较出a、b两个小球哪个质量更大，你判断的理由是________； （3）木块在水平面上滑动时，若木板过于光滑，则_________（更利于/不利于）探究得出结论。 15．相关资料表明，大部分重大交通事故是因为汽车超载超速造成的。兴趣小组决定对超载超速问题进行一次模拟探究，经讨论后认为，可以用小球作为理想模型，代替汽车作为研究对象。如图，将小球从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后停下，完成甲、乙、丙三次实验，其中。 (1)在丁图中画出小木块被小球撞击之前静止在水平面上的受力示意图； (2)实验中超载超速带来的危害程度是通过___________表示；研究超载带来的危害时，选择甲、乙、丙三次实验中的___________进行比较； (3)为比较超载超速带来的危害程度，兴趣小组利用上述器材进行定量研究，得到数据如表。请根据表中的数据分析，货车超载20%与超速20%两者相比，潜在危害较大的是___________。（选填“超载20%”或“超速20%”） 小球 质量/克 高度/厘米 木块移动距离/厘米 A 10 5 10 B 20 5 18 C 30 5 29 D 10 10 38 E 10 15 86 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 《2026年中考物理三轮冲刺实验：功和机械能》参考答案 1．(1)木块被推动的距离 (2) 放回O点原位置 < 高度 B (3)速度 (4) 合理 见解析 【详解】（1）根据转换法知道，实验中通过小钢球对木块做功，根据推动木块移动的距离来反映动能的大小。 （2）[1]小刚选择图甲和乙进行实验，第一次按照图甲实验后，在进行图乙实验前，应先将撞出的木块放回O点原位置，这样才能满足控制变量法的要求 [2][3][4]由图甲和图乙知道，两个小球的质量不同，小球滚下的高度相同，到达水平面的速度相同，由于乙图中木块移动的距离大，说明丙图中B球的动能较大，即B球的质量较大。 （3）小刚按照甲、丙两图多次实验，实验中小球的质量不变，下滑的高度改变，撞击木块时的速度改变，高度越高，撞击木块时的速度越大，木块被推动的距离越远，小球的动能越大，故得出结论：质量相同时，速度越大，动能越大。 （4）[1][2]用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度，弹簧的弹性形变不同，两次实验弹簧具有的弹性势能不同，转化而成的动能不同，小球的速度不同，所以，该实验方法是合理的。 2． 重力势 铁钉进入泡沫深度 转换法 a、c 质量相同时，物体高度越高，重力势能越大 惯性 【详解】（1）[1]在这个实验中，铝块在下落的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，因此重力势能转化为动能。 [2][3]本实验利用转换法，用铁钉进入泡沫深度来比较铝块重力势能的大小。 （2）[4]由题意可知，a、c两次，高度相同，m3>m1， c图中铁钉进入泡沫深度较深，所以可得出铝块高度相同时，质量越大，铝块的重力势能越大。 [5] a、b两次，m2=m1，b图中高度较高，铁钉进入泡沫深度较深，所以可得出质量相同时，物体高度越高，重力势能越大。 （3）[6]铝块落在铁钉上不能立即停下，是因为铝块具有惯性，仍会保持原来的运动状态。 3．(1) 小车 木块被撞击距离的远近 转换 (2) 质量 使小车到达水平面的速度相同 在速度相同时，质量越大，动能越大 (3) 相等 不可行 没有控制小球的速度相等，且木块移动距离相等 【详解】（1）[1]本实验研究的是小车的动能，研究对象时小车。 [2][3]实验中采用转换法，通过比较木块移动距离来反映小车的动能大小。 （2）[1][2]如图乙所示，小红实验中控制小车下滑高度相同，控制小车到达水平面的速度相同，改变小车质量大小，是探究动能大小与质量关系。 [3]由该次实验可得当速度相同时，小车的质量越大，小车推动木块移动的距离越大，可出结论在速度相同时，质量越大，动能越大。 （3）[1][2]将同一根弹簧压缩相同的程度，弹簧的弹性势能相同，放手后，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，小球获得的动能相等，小球的质量不同，小球的速度不同，且木块被推动的距离相等，故不能比较得出动能与质量的关系。 4．(1)重物 (2) 同一 桌腿陷入沙子的深度 转换法 (3) 甲、乙 质量相同 (4)不能 【详解】（1）实验中运用转换法，通过小桌陷入沙子的深度来判断重物的重力势能的大小，所以实验探究的是重物的重力势能。 （2）[1]要探究重力势能与质量的关系，由控制变量法可知，应控制重物的质量不同，下降的高度相同，所以应让它们从同一高度落下。 [2][3]实验中重物的重力势能大小不能直接比较，所以运用转换法，通过小桌陷入沙子的深度来判断重物的重力势能的大小。 （3）[1]要探究重力势能与高度的关系，由控制变量法可知，应控制重物的质量相同，下降的高度不同，由图可知，应比较甲、乙两图。 [2]由于重物的质量相同，下降的高度不同时，重物落下的高度越高，小桌陷入沙子的深度越深，即重物的重力势能越大，所以可得出的实验结论是：当物体的质量相等时，所在高度越高，重力势能越大。 （4）由于要探究重力势能与质量的关系时，应控制重物的质量不同，下降的高度相同，由图可知，不能比较下降的高度相同，重物的质量不同的情况，所以不能验证猜想一，故不能顺利验证两个猜想。 5． 木块移动距离 恢复原位 降低小球从斜面释放时的高度 不同 不可行 不能控制小球的速度相同 【详解】（1）[1]实验中小球动能大小无法直接反映，用小球撞击木块后，木块移动距离的远近来反映小球动能的大小。 [2]由于实验中通过观察木块移动距离的远近来反映小球动能的大小，所以每次实验前，都应先将撞出的木块恢复原位。 （2）[3]实验时，发现木块运动到了长木板的末端之外，则无法比较木块移动的距离大小，为使实验顺利完成，需要减小小球的动能，即减小小球到达斜面底端的速度，故最简便的解决办法是降低小球从斜面释放时的高度。 （3）[4]研究小球的动能大小与速度的关系时，应控制小球的质量相同，速度不同，弹簧压缩程度越大，小球获得的速度越大，所以用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放。 （4）[5][6]小李的设计方案中，弹簧压缩相同的距离弹性势能相同，小球弹出后的动能相同，小球质量不同，获得的速度也不同，没有控制变量无法研究动能大小与质量的关系，故小李的设计方案不可行。 6． 速度 A A 内 质量一定时，速度越大，动能越大 同一 【详解】（1）[1]让A（小球）从不同高度落下来，A到达水平面时的速度不同，该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体速度的关系。 （2）[2]该实验中所探究物体的动能是指物体A的动能，用物体B被撞击后移动的距离来反映物体A的动能大小，采用了转换法。 故选A。 （3）[3]该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下到达水平面且与物体B碰撞前物体A的速度。 故选A。 [4]木块被碰撞后滑行过程中，木块克服摩擦做功，木块的动能转化为内能。 （4）[5]同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被撞得越远，说明物体A具有的动能越大，即质量相同时，速度越大，动能越大。 （5）[6]要研究物体动能与质量的关系，则需控制小球运动的速度相同，即从同一斜面同一高度静止释放。 7．(1) 木块被撞击后移动的距离 速度相同的物体，质量越大，动能越大 (2)换用质量更大的钢球做乙实验 (3)大于 【详解】（1）[1]本实验利用转换法，钢球的动能越大，木块被推的越远，则可通过木块被钢球推动的距离来间接反映钢球动能的大小。 [2]甲、乙实验中，两个钢球从同一高度滑下，到达水平面时速度相同，质量更大的钢球把木块推得更远，则钢球的动能越大，因此得出结论：速度相同时，物体的质量越大，动能越大。 （2）乙实验中木块移动距离与甲差异很小，实验效果不明显，说明质量为M的钢球动能和质量为m的钢球动能差异不够大，增大两钢球的质量差，即换用质量更大的钢球做乙实验，让木块移动距离差异更明显。 （3）探究重力势能时同样用转换法，通过球陷入沙地的深度反映重力势能大小，图中A球陷入沙地更深，说明A释放时的重力势能大于B的重力势能。 8． 不同 速度 速度相同时，质量越大，动能越大 等于 3 1 速度 动 不能 【详解】（1）[1][2]探究动能大小与质量关系时，根据控制变量法的实验方法可知，需控制小球的速度相同，改变小球的质量，所以应使小球的质量相同，小球到达斜面底端时的初速度相同。 （2）[3]比较1、2两图可知，从同一斜面的同一高度由静止释放，小球到达斜面底端时的初速度相同，2图中小球质量大，木块被小球推出的距离较远，故可得出的结论是：速度相同时，质量越大，动能越大。 [4]1、2两图中，木块与地面粗糙程度相同，压力也相同，故木块受到的摩擦力也相同。 （3）[5]要探究动能大小与速度的关系时，应该控制质量相同，改变小球到达斜面底端时的初速度，故应该比较1、3两实验。 [6]由于质量相同时，速度越大，动能越大，故1图中小球到达斜面底端时的速度较大，木块被推出的距离较远。 （4）[7][8]小鸟和飞机同时在天上飞时，以飞机为参照物，小鸟飞行的速度很大，由于质量相同时，速度越大，动能越大，所以小鸟具有很大的动能。 （5）[9]假设水平面绝对光滑且足够长，木块在水平面上不受摩擦力，由牛顿第一定律可知，木块将做匀速直线运动，则不能比较木块在水平面上运动距离，故不能通过该实验方法达到探究目的。 9．(1) 木块移动的距离 C (2)速度 (3)大于 (4)B (5)不可行 【详解】（1）[1][2]本实验用到了转换法，为了“探究物体动能的大小跟哪些因素有关”，通过观察木块移动的距离来判断小球动能的大小，本实验研究的动能是指小球撞击木块时的动能，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （2）由甲、乙两图可知，两个质量相同的小球从不同高度滚下，高度越高，则小球与木块碰撞时的速度越大，探究动能大小与速度的关系。 （3）第一次实验时，小球刚滚下斜面就撞击到木块，第二次实验时，小球在水平面上滚动了一段距离后才撞击到木块，小球在运动的过程中要克服摩擦力做功，机械能转化为内能，所以小球在第二次撞击木块时的机械能比第一次小，所以木块移动的距离s1大于s2。 （4）本实验中木块被推动的距离可以反映出小球具有动能的大小。用到了转换法的物理方法。 A．“点火爆炸”实验中滴入的酒精被点燃后发生了“爆炸”，此时的酒精属于可燃物，没有体现转换法的物理方法，故A不符合题意； B．“探究影响重力势能大小因素”实验中的小桌被撞击后，陷入沙坑的深度越大，说明物体具有的重力势能越大，体现了转换法的物理方法，故B符合题意； C．“探究不同物质吸热升温现象”实验中的水和沙子吸收相同的热量时，温度变化不同，这里的水和沙子属于研究对象，没有体现转化法的物理思想，故C不符合题意。 故选B。 （5）改变后的装置是通过观察小球滑行到静止的距离大小来以判断出小球的动能大小，把小球的动能转化为克服摩擦力做功。摩擦力相同时，距离越远，动能越大。在探究动能的大小与质量的关系时，控制速度相同，质量不同，但质量不同的小球对水平面的压力不同，阻力不同，所以该实验不可行。 10． 小 质量相同时，高度越高，物体的重力势能越大 D 水资源丰富 地势高度差大 【详解】（1）[1]实验中整个过程涉及的能量转化情况为：重力势能先转化为动能，动能再转化为弹性势能；铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，弹簧的形变越小，弹性势能越小，则说明铁球的重力势能越小。 （2）[2]如图甲，将同一铁球先后从不同高度、处由静止释放，，弹簧被压缩后的长度分别为、，，所以可得：质量相同时，高度越高，物体的重力势能越大。 （3）[3]D位置与上游的高度差较大，上游水的重力势能较大，所以应该安装在D位置。 [4][5] 水资源丰富（或水量大）和地势高度差大，重力势能就大，转化为的动能就越大，适合建造大型水力发电站。 11． 磅秤 高度h 停表 物理量 m/kg h/m t/s P/W 小宇 小宇妈妈 【详解】[1]测量功率，需要测量物体所做的功和做功所用的时间，利用计算得出，因此测量功率的原理是。 （1）[2]学生的质量超过天平的量程，因此需要用磅秤测自身质量m。 （2）[3]学生爬楼时，克服自身重力做功，因此需要测量楼的高度h。 （3）[4]物理实验室中用秒表测量时间。 （4）[5]根据上述测量数据可得，小于爬楼的功率为 （5）[6]实验中需要测量小宇和妈妈的质量、爬楼所用的时间、爬楼楼层的高度、对应的功率，设计表格如下图所示： 物理量 m/kg h/m t/s P/W 小宇 小宇妈妈 12． 木块移动的距离 木块将做匀速直线运动，不能达到探究的目的 速度 不同 速度相同时，质量大的物体动能大 1、3 1、2 速度 【详解】（1）[1]实验中通过观察木块移动的距离的大小来间接判断物体动能的大小。 （2）[2]木块因受到摩擦力，最终静止；若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，钢球和木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。 （3）[3][4]图甲是为了探究物体动能与速度的关系，动能与物体的质量和速度有关，在探究动能与其中一个量的关系时，另一个量保持不变，改变要探究的量，所以应让小球从不同的高度由静止滚下。 （4）[5]动能与物体的质量和速度有关，速度相同，质量越大，动能越大，由图乙可得出结论是：速度相同时，质量大的物体动能大。 （5）①[6]研究超载隐患时，应控制小球下滑的高度相同而质量不同，由表中实验数据可知，应选择1、3所示实验进行比较。 ②[7]为了探究“超速”安全隐患，应控制小球的质量相同而下滑的高度不同，由表中实验数据可知，应选择1、2两个序号的实验进行比较。 ③[8]由表中实验数据可知，在同等条件下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。 13．(1) 木块被推动的距离 钢球动能越大，对木块做功越多，木块被推动的距离就越远 (2)B (3) 速度 都不合理 (4) 超速 速度 见详解 【详解】（1）[1][2]实验中通过比较木块被推动的距离来判断钢球动能的大小，因为钢球动能越大，对木块做功越多，木块被推动的距离就越远，这是转换法的应用。 （2）该实验中物体的动能是指小球撞击木块时的动能，此时小球的动能传递给木块，使木块运动，故选B。 （3）[1][2]在图甲和图丙中，将同一个钢球从斜面上不同的高度自由滚下，钢球到达水平面时的速度不同，是为了探究动能大小与速度的关系。在进行乙图实验时，木块被撞后滑出木板，若换一个较重的木块，改变了木块的质量，不符合控制变量法；若降低小球的释放高度，小球到达水平面时的速度改变，也不符合控制变量法，所以两位同学的建议都不合理。 （4）[1]利用甲、丙两次实验可验证危害程度与超速有关。因为甲、丙实验中，钢球质量相同，丙中钢球自由滚下高度高，撞击木块时的速度大，木块被撞后运动距离远，可验证危害程度与超速有关。 [2][3]在质量和速度两个因素中，对动能影响较大的因素是速度；理由是：对比甲和丙，钢球质量相同，丙中钢球自由滚下高度是甲的2倍（撞击时丙中钢球速度是甲的2倍），木块被撞后运动距离丙是甲的4倍；对比丙和乙，乙中钢球质量是丙的2倍，撞击速度相同，但木块被撞后运动距离乙是丙的2倍，综合来看，速度变化时，动能变化更显著，所以速度对动能影响较大。 14． 物体速度 能 b球速度小动能反而大，说明b小球的质量更大 不利于 【详解】（1）[1]在甲、乙两图中，使用同一个小球放置在不同的高度，控制质量一定，改变小球的速度，所以甲、乙两图可以探究动能大小与速度的关系，得出的结论是：当物体质量一定时，物体速度越大，动能越大。 （2）[2][3] b小球在斜面的高度比a小球要小，b小球在水平面的初速度比a小球小，但b小球推动小木块滑行的距离比a球的大，b球速度小动能反而大，说明b小球的质量更大，a小球的速度大动能反而小，说明a小球的质量更小；根据乙图和丙图所示的实验，能比较出a、b两个小球哪个质量更大。 （3）[4]根据牛顿第一定律可知，若运动的物体在不受力时，物体将永远做匀速直线运动，因此在实验中，若水平面过于光滑，小球和木块一起做匀速直线运动，也就无法通过比较距离来比较动能大小，即不利于探究得出结论。 15．(1) (2) 速度 小木块移动的距离 (3)超速20% 【详解】（1）小木块被小球撞击之前静止在水平面上受到向下的重力和向上的支持力，这两个力大小相等，如图所示： （2）[1]实验中运用了转换法，用小木块被推动的距离来表示小球的动能大小； [2]根据控制变量法可知研究超载带来的危害时，需控制速度相同，改变质量，比较可知选择甲、乙、丙三次实验中的甲、丙进行比较； （3）比较表格中的A、C实验数据可得小球速度不变，质量变为原来的3倍，动能变为原来的3倍；比较表格中的A、E实验数据可得小球质量不变，速度变为原来的3倍，动能却变为原来的9倍；故速度对物体的动能影响更大。所以当货车超载与超速两者相比，潜在危害较大的是超速。 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 $