期末实验专题复习--探究影响重力势能大小的因素 2025-2026学年人教版物理八年级下册

**基本信息** 聚焦重力势能影响因素，通过递进式实验设计系统训练控制变量法与转换法，构建“现象观察-数据分析-结论推导”的科学探究逻辑链。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础实验|4题|控制变量法（质量/高度单一变量）、转换法（陷沙深度反映势能）|从质量、高度双因素探究到路径无关性验证，形成完整概念体系| |拓展应用|3题|实验误差分析（沙面平整）、实际问题迁移（高空抛物）|结合生活情境深化能量观念，培养科学推理与社会责任|

2025-2026学年度人教版物理八年级下册实验专题复习 探究影响重力势能大小的因素 1．在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如图所示。 (1)在此实验中，我们是通过观察______来比较各铁块重力势能的大小。 (2)若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是hA______hB。（填“>”或“=”、“<”） (3)若A、C两铁块下落的高度相同，则两铁块的质量关系是mA______mc。（填“>”或“=”、“<”） (4)此实验应用到的探究方法是______ 2．在探究影响重力势能大小的因素的实验中，三个完全相同的木桩和三个木块从高处释放时的位置如图甲所示，已知木块A、B、C的质量关系为，木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示。 (1)实验时，是通过观察木桩陷入沙中深度来比较______（选填“木桩”或“木块”）的重力势能大小； (2)比较______两个木块对木桩撞击的情形，可得出结论：当物体的质量相同时，高度越______（选填“低”或“高”），物体的重力势能越大； (3)比较B和C两个木块对木桩撞击的情形，______（选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与质量有关的初步结论，理由是______； (4)某组同学在探究时为了显示重力势能的大小，用海绵代替沙子，你认为这种做法是______（选填“可行”或“不可行”）的。 3．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球的质量为2m，让A、B两球从距沙坑表面高H处由静止下落，C球从距沙坑表面高2H处由静止下落，D球从距沙坑表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙坑的深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙坑的深度均为h3，且h1＜h2＜h3。 (1)本实验中，铅球的重力势能大小是通过___________来反映的。 (2)比较____两球，可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。 (3)比较A、C两球，发现C球陷入沙坑的深度更深，由此可得出的结论是____。 (4)比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙坑的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径_______（选填“有关”或“无关”）。 4．同学们在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”时，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，使桌腿陷入沙子，如图所示为实验过程中的有关情境。 (1)本实验探究的是______（重物/小桌）的重力势能； (2)实验中通过______来判断物体重力势能的大小，这种研究方法叫______法； (3)实验中可能出现桌脚陷入沙子中的深度不明显或桌脚陷入沙子中的深度差不明显的现象，针对这些现象，下列做法中最不具有操作性的是______； A．增大重物下落的高度 B．增大前后两次实验重物的质量差 C．测量前后两次桌脚陷入沙面的深度h（如图丁所示） D．每次实验前都松动沙子、平整沙面 (4)比较甲、乙两实验，可得结论：______，重力势能越大，若要探究重力势能与质量的关系，应比较______两实验； (5)小明想用以上器材探究“动能的大小与哪些因素有关”，他的设想______（可行/不可行）。 5．高空抛物被称之为“悬在城市上空的痛”，其强大的打击力对人们的生命构成了严重威胁。为了探究“高空抛物对地面打击力的大小与哪些因素有关”。小峰提出了下列猜想： 猜想一：打击力的大小与物体的高度有关； 猜想二：打击力的大小与物体的质量有关。 为了验证猜想，准备的器材有：一个足球和一个篮球（如图甲所示）、三张面积足够大的白纸和印纸（注：印纸受到力的挤压后会在下方的白纸上留下印迹）、一台电子秤。 (1)实验中用足球或篮球模拟高空抛下的物体，通过观察物体落在白纸上印迹的______来反映其对地面打击力的大小，印迹的产生说明力可以改变物体的______； (2)为了验证猜想一，小峰设计实验：a.将印纸叠放在白纸上平放于水平地面，将足球从印纸正上方的H1高度静止释放，足球对印纸的打击力为F足，并在白纸上留下“印迹1”，如图乙所示；b.换用新的白纸和印纸，将足球从印纸正上方的H2（H2>H1）高度静止释放，足球在白纸上留下“印迹2”，如图乙所示。对比“印迹1”和“印迹2”可以得出结论：同一物体，所处的高度越高，对地面打击力越______； (3)为了验证猜想二、小峰换用新的白纸和印纸，将篮球（m篮>m足）从印纸正上方的H1高度静止释放，篮球对印纸的打击力为F篮，并在白纸上留下“印迹3”，如图乙所示。他通过比较“印迹1”和“印迹3”得出结论：同一高度静止释放的物体，质量越大，对地面打击力越大。你认为小峰通过上述实验过程得出的结论可信吗？______（选填“可信”或“不可信”）； (4)根据“印迹1”和“印迹3”，借助电子秤的示数，请你写出如何比较上述实验中足球和篮球对地面打击力F足和F篮大小的方法：用手分别将足球和篮球按在电子秤上，逐渐增加力的大小，直到足球和篮球印迹分别和“印迹1”和“印迹3”大小______比较电子秤示数大小。 6．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、体积相同的铁球、铁球和塑料球，球、离沙地高度相同。让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 (1)本实验中的研究对象是______（选填“三个球”或“沙地”）。可根据图中A、B、C三个球______（选填“所处的高度”或“在沙地中下陷的深度”），判断出释放前球______（选填“A”、“B”或“C”）的重力势能最大； (2)比较图中______两球的实验现象，可初步得出：物体重力势能的大小与物体的质量有关； (3)球在空中下落时减少的重力势能主要转化为__________； (4)小球在下落过程中，重力会对小球做功，则重力对小球做功大小与时间关系图像应是下图中的__________。 7．小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想： 实验序号 铅球代号 铅球质量（g） 下落高度（m） 陷入沙中的深度（m） ① A 200 0.5 0.1 ② B 400 0.5 0.25 ③ C 200 1 0.2 ④ D 200 1 0.2 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的下落高度有关 猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关 为此小夏设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计），实验数据如上表： (1)本实验中，采用的研究问题的方法是__________（写出一种方法即可）； (2)本实验中，铅球的重力势能大小是通过_________来反映的； (3)比较实验①②，B球比A球陷入沙中的深度更大，由此可验证猜想_________； (4)为验证猜想二，应比较_________（填实验序号），得到的结论是：当物体__________相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大； (5)比较③④，得到的结论，物体的重力势能与物体运动的路径________（填“有关”或“无关”）。 (6)经进一步实验和分析，小夏大胆给出重力势能（Ep）的表达式“Ep=mgh”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能，其中B球的动能为_________J（忽略空气阻力，g=10 N/kg）. 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 实验专题 参考答案 1．(1)木桩陷入沙坑中的深度 (2)< (3)< (4)控制变量法/转换法 2．(1)木块 (2) A、B 高 (3) 不能 没有控制木块释放的高度相同 (4)不可行 3．(1)铅球陷入沙坑的深度 (2)A和B (3)物体的质量相同时，所处的高度越高，物体的重力势能越大 (4)无关 4．(1)重物 (2) 桌脚陷入沙子中的深度 转换 (3)C (4) 质量相等，物体的高度越高 乙、丙 (5)可行 5．(1) 大小 形状 (2)大 (3)不可信 (4)相等 6．(1) 三个球 在沙地中下陷的深度 A (2)A、C (3)动能 (4)乙 7．(1)控制变量法 (2)球陷入沙面的深度 (3)一 (4) ①③ 质量 (5)无关 (6)2 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 $