探究影响动能、重力势能和弹性势能的因素实验专题（暑假作业）八年级物理新教材人教版

**基本信息** 聚焦机械能影响因素实验，以控制变量法和转换法为核心，系统构建“实验原理-现象分析-结论推导”逻辑链，强化科学探究与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |动能影响因素探究|18道|控制变量法（质量/速度单一变量）、转换法（木块移动距离反映动能）|从动能概念出发，通过斜面、摆球等实验，推导质量越大/速度越大动能越大，关联超载超速实际问题|

探究影响动能、重力势能和弹性势能的因素实验专题 1．在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，如图甲、乙、丙所示，将A、B、C三个钢球先后从同一装置，高度分别为、、的位置由静止开始滚下（，），水平面上同一位置的木块被撞出一段距离后停下。请回答以下问题： (1)实验中探究的物体的动能是指__________（填字母）。 A．钢球在斜面上的动能 B．钢球撞击木块时的动能 C．钢球撞击木块后的动能 D．木块被钢球撞击时的动能 (2)实验通过观察________来判断研究对象的动能大小，这种研究问题的方法叫_____________________。 (3)在甲、乙两图中，______（选填“甲”或“乙”）图中的钢球在刚到达水平面时的速度更大。比较甲、乙两图进行的实验，可以得到结论：________________。 (4)比较_____两图进行的实验，可以得到结论：物体的速度相同时，质量越大，动能越大。 2．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让铁球从斜面上静止释放，撞击木块，能将木块撞出一段距离如图甲所示。请回答下列问题： (1)研究铁球的动能大小与质量的关系，应让质量______的两个小球分别从同一斜面的_______高度由静止释放，使小球到达水平面时的速度______。（均选填“相同”或“不同”） (2)该实验通过观察_______的大小，来比较铁球动能的大小，用到了________________________法。 (3)有同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁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进行比较。可以研究铁球的动能大小与_______（选填“质量”或“速度”）的关系。 (4)实验结束后，某同学拿走木块，先后将同一小车从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小车在相同水平面上从开始滑行直到静止时的距离，根据此现象，该同学得出了动能与速度有关的结论，你认为该同学的实验方案是否可行? _______（选填“可行”或“不可行”）。 3．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1所示的探究活动。 (1)实验中，若水平面绝对光滑，本实验将______（选填“能”或“不能”）达到探究目的。 (2)为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择______两图进行实验分析。 (3)实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量______（选填“相同”或“不同”）的钢球，从同一斜面______（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下。 (4)某同学用如图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的钢球从不同高度由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断钢球动能的大小，这种方法是______（选填“正确的”或“错误的”）。 4．探究动能大小的影响因素，某学习小组利用不同质量的钢球、木块和表面平整的长木板（带凹槽的斜面）等器材设计了如图所示的实验装置，探究物体动能的影响因素，其中 【证据】 (1)实验中所探究的动能是指_________（选填“钢球”或“木块”）的动能，通过观察________________________________________来反映物体的动能大小； (2)甲、丙两次实验，让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时具有相同的_____________； (3)对比_________两次实验，可以探究物体动能与速度的关系； 【解释】 (4)分析实验中的现象可知，运动中的物体，质量越大动能越___________，速度越大动能越___________； 【交流】 (5)本实验中，如果发现木块运动到了长木板的末端之外，在不更换实验器材的条件下，最方便的解决办法是______________________________________________________________。 5．为了探究动能大小的影响因素，实验小组的同学利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展以下探究活动，其中H>h，M>m。 (1)实验中让钢球从斜面的某一高度由静止开始滚下，撞击水平面上的木块，通过比较木块被撞击后的滑行距离来反映___________ （选填下列选项序号），这种研究方法是___________； A．钢球撞击木块后的动能        B．钢球撞击木块前的动能       C．木块被撞击后的动能 (2)为了探究动能大小与质量的关系 ，应选择___________两图进行实验和分析； (3)实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大 ，动能越________； (4)某同学用如图所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的钢球从不同高度由静止开始释放，通过观察木块在木板和毛巾上滑行的距离来判断钢球动能的大小，这种方法是_________（选填“可行”或“不可行”）的，理由是__________________________。 6．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)图甲是让______（选填“相同”或“不同”）质量的小球沿同一光滑斜槽从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在水平面上的______（选填“相同”或“不同”）木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景，这个方案是为了探究动能大小与______的关系； (2)图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B由静止自由释放，然后与放在水平面上的同一木块相碰到静止后的情景。这个方案是为了探究动能大小与______的关系； (3)这个实验用到的实验方法是______，实验后同学们联想到在公交事故中，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，哪个因素动能影响更大，于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如表： 实验序号 小球的质量m/g 小球以自由滚下的高度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 （a）为了探究“超载”隐患时，应选择______序号的实验进行比较； （b）分析表格中对应的数据可知：______对物体的动能影响更大，即当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。 7．如图所示是某学习小组探究物体的动能大小与哪些因素有关的实验装置图，其中三个小球质量，起始高度。 (1)实验中，探究的动能是指_______（填序号）。 A．小球在斜面上的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块被小球撞击后的动能 (2)实验中通过观察_______来判断小球的动能大小，这种研究问题的物理方法叫__________________。 (3)由甲、乙两图可知，质量相同的小球从斜面上不同高度处由静止自由滚下，是为了探究动能大小与_______的关系；根据实验现象可初步得出结论：_______。 (4)下列现象或应用与本实验结论有关的是_______。 A．禁止高空抛物 B．三峡大坝建得上窄下宽 C．大货车限载限速 D．机翼总是上部凸起下部平滑 8．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，，球A、B的质量分别为mA、mB（mA<mB）。 (1)如图甲、乙，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：_______。 (3)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。由此可以得出物体“质量一定时，速度越大动能越大。 (4)有同学在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丁所示，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_______（选填“可行”或“不可行”）。 9．在探究“物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，小静设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中（不考虑空气阻力）。 (1)实验中是通过观察________来判断小球的动能大小；用来研究超速安全隐患时，我们应选择________两图所示实验来进行比较； (2)实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，说明开始时钢球的重力势能________木块移动过程中克服摩擦力所做的功（选填“>”、“<”或“=”）； (3)若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，如果仅对丙图所示的实验进行改进，下列措施中可行的是________（填写序号）； A．换质量更大的木块 B．降低钢球开始的高度 C．换质量大于的钢球 D．换质量小于的钢球 (4)比较________两图可以模拟汽车超载带来的危害。 (5)小静还利用丁图来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，AB两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为，B小球通过凹形槽的时间，则时间较长的是________（选填“”或“”）。 10．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，，球A、B的质量分别为、（）。 (1)本实验小球动能的大小是通过观察______来判断的。 (2)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，这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的______无关。 (3)如图乙、丙所示，观察到图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：当质量一定时，______，物体的动能越大。 (4)甲、乙图中的两木块在水平面上移动过程中所受的滑动摩擦力大小分别为、，则______（选填“>”、“=”或“<”）。 (5)利用上述实验，______（选填“能”或“不能”）探究重力势能与质量或高度的关系。 11．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 12．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． 13．(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______。 14．图是小明探究“动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。其中，小球质量，由静止开始释放的高度。 (1)小明探究的“动能”是指___________（木块/小球/斜面）碰撞___________（前/后）的动能； (2)通过甲、乙两次实验，小明可以初步得出的结论是：___________。 (3)做丙图实验时，如果硬纸盒被撞后滑出木板掉落，接下来针对丙图实验的操作能帮助小明顺利得出结论的是___________。 A．只换用质量比小的钢球，其他条件不变再次实验并与乙实验对比得出结论 B．给水平木板铺上毛巾，再次实验并与乙实验对比得出结论 C．降低钢球的初始高度为，再次实验并与甲实验对比得出结论 D．不需要重新实验，直接对比实验乙丙可得出结论 (4)小明还想通过上述实验过程探究物体重力势能与质量的关系，小明的设想___________（可行/不可行）；理由是___________。（简要表述） (5)有同学将实验装置改进成图丁所示； A．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进行比较，可以研究小球的动能大小与___________（质量/速度）的关系： B．若用甲、乙两个质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，当弹簧弹开小球时，在不考虑能量损失的情况下甲、乙两个小球获得动能是___________（甲大/乙大/一样大），则甲、乙两个小球在这一瞬间的速度___________（选填“>”、“<”或“=”），所以该实验___________（可以/不可以）研究动能大小跟质量的关系。 15．小强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相同角度θ的同一高度位置，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)本实验中通过比较__________反映小球撞击木块C时的动能大小，这种研究方法叫__________（选填“控制变量法”或“转换法”）； (2)如图甲、乙所示，同时释放A、B时，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的__________无关（选填“高度”或“质量”）。同时观察到 B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：小球的动能大小与__________（选填“速度”“高度”或“质量”）有关； (3)增大小球B 与竖直方向的角度如图丙，此时到达竖直位置时的速度__________（填“大于”，“小于”或“等于”）图乙中小球B到达竖直位置时的速度。图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，可得出结论：小球的动能大小与__________（选填“速度”或“质量”）有关； (4)若水平面绝对光滑且足够长，木块C 被撞击后，它将做__________（选填“减速”“匀速”或“加速”）直线运动； (5)有同学在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丁所示，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：__________（选填“可行”或“不可行”）。 16．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。 17．如下图所示是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中 (1)实验中，探究的动能是指___________（填选项序号）。 A．小球在斜面上的动能 B．小球到达水平面时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块被小球撞击的动能 (2)实验中通过观察______来判断小球的动能大小，这种研究问题的物理方法叫转换法。 (3)由甲、乙两图可知，使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与______的关系。 (4)甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为则f1______f2（选填“>”“=”或“<”），该过程中AB两球克服摩擦力做功分别为W₁和则W₁______W₂（选填“>”“=”或“<”）。 (5)实验后，同学们联想到在交通事故中，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，于是利用实验器材进行了测定，得到数据如表： 实验序号 钢球的质量m/g 钢球到达水平面的初速度v/（cm/s） 木块被撞后运动的距离s/cm 1 30 2 4 2 30 4 16 3 60 2 8 分析表中数据可知，______对物体的动能影响更大，即当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。 18．“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图1所示：将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至木板上后与木块碰撞。通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法，得到了图2虚线框内的四个实验场景｡ （1）如图1所示，小红先探究动能大小与质量关系，应让小车从斜面的______（填“相同”或“不同”）的高度由静止下滑，目的是______，在实验中，小车动能越大，发生碰撞时对木块所做的功就越______，木块被碰撞后在木板上______； （2）为探究小车动能与质量的关系，应选用场景①和______（选填“②”､“③”或“④”）进行实验；选用场景③和④进行实验时，可探究小车动能与______的关系，可得结论：______ （3）小磊认为去掉木块，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物体的动能越大，于是小磊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，物体的动能与质量______（“有关”或“无关”），该结论是的______；（“正确”或“错误”） （4）小刚在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改成如图丙所示，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：______（填“可行”、“不可行”），理由是______。若按此方案操作，他会看到的现象是______。 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 《探究影响动能、重力势能和弹性势能的因素实验专题》参考答案 1．(1)B (2) 木块移动的距离 转换法 (3) 甲 物体的质量相同时，速度越大，动能越大 (4)甲、丙 【详解】（1）本实验的研究对象是滚下斜面的钢球，探究的是钢球撞击木块时的动能，通过木块被推动的距离反映钢球动能大小，因此选B。 （2）[1][2]动能无法直接观察，实验中通过观察木块被推动的距离来判断动能大小，将不易观察的动能转换为易观察的木块移动距离，这种方法叫做转换法。 （3）[1][2]钢球从斜面越高处滚下，到达水平面时速度越大；甲图中，因此甲图钢球刚到水平面时速度更大。甲、乙两图控制钢球质量相同，改变钢球到达水平面的速度，可得出结论：质量相同时，速度越大，物体的动能越大。 （4）比较甲、丙两图进行的实验，小球从斜面的同一高度滚下，钢球到达水平面时的速度相同，小球的质量不同，探究钢球动能与物体质量的关系，可以得到速度相同，质量越大，钢球推动木块移动的距离越大，动能越大。 2．(1) 不同 同一 相同 (2) 木块移动的距离 转化 (3)速度 (4)可行 【详解】（1）[1][2][3]研究铁球的动能大小与质量的关系，实验时应让质量不同的铁球从同一斜面的同一高度由静止释放，使小球到达水平面的速度相同。 （2）[1][2]该实验采用转化法思想，通过观察木块移动的距离的大小，来比较铁球动能的大小。 （3）如图乙所示，小球的质量相同，弹簧压缩到不同程度，释放时小球的速度不同，弹簧的弹性势能转化为铁球的动能，可以研究铁球的动能大小与速度的关系。 （4）拿走木块，先后让同一小车从同一斜面的不同高度处静止释放，使小车运行到水平面上的速度不同，记录小车在相同表面上滑行到静止的距离，木块的滑动摩擦变成小车的滚动摩擦，根据此现象也可以得出动能与速度有关的结论，该同学的实验方案可行。 3．(1)不能 (2)a、c (3) 相同 不同 (4)错误的 【详解】（1）若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断钢球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。 （2）动能大小跟质量和速度有关；在探究动能大小跟质量关系时，控制速度大小不变，应改变钢球的质量，则应让不同质量的钢球，从同一斜面不同高度由静止滚下。所以应选择a、c两图进行实验分析。 （3）在探究动能大小跟速度关系时，控制钢球质量相同，改变钢球到达水平面的速度，让钢球从同一斜面不同高度由静止滚下来改变速度。 （4）探究动能的大小与速度的关系，应控制物体的质量保持不变，改变物体速度，水平面的粗糙程度也要保持不变，否则不符合控制变量法的应用。题中改变了水平面的粗糙程度，所以这种做法是错误的。 4．(1) 钢球 木块被撞击后移动的距离 (2)速度 (3)甲、乙 (4) 大 大 (5)适当降低释放钢球的高度 【详解】（1）[1][2]探究动能大小与哪些因素有关时，通过木块被撞击后移动的距离反映小球具有动能的多少，应用了转换法，所以探究的动能是指钢球的动能，钢球动能越大，对木块做功越多，木块移动距离越远。 （2）小球的高度越高，到达底端的速度越大，甲、丙两次实验，让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时具有相同的速度。 （3）甲、乙两次实验中，钢球质量相同，速度不同（因高度不同），符合“探究动能与速度关系”的控制变量要求（控制质量相同，改变速度）。 （4）[1]分析实验中的现象，甲、丙两次实验，两球到达水平面时具有相同的速度，C球的质量更大，木块移动的距离更远，可知，运动中的物体，质量越大动能越大。 [2]分析实验中的现象，甲、乙两次实验，两球的质量相同，A球到达水平面时具有的速度大，木块移动的距离更远，可知，运动中的物体，速度越大动能越大。 （5）木块运动到了长木板的末端之外，说明小球具有较大的动能，故可减小钢球的质量或小钢球速度，所以在不更换实验器材的条件下，解决的办法是降低小钢球滚下的高度从而减小小球到达水平面时的初速度。 5．(1) B 转换法 (2)乙丙 (3) 不同 大 (4) 不可行 没有控制被撞木块所处的水平面的粗糙程度相同 【详解】（1）[1][2]该实验中钢球撞击木块前动能的大小是通过木块被撞后移动的距离体现的，木块被推移的距离越远，说明钢球被撞前的动能越大，被推移的距离越近，说明钢球被撞前的动能越小，这里采用了转换法。 （2）为了探究动能大小与质量的关系 ，应该控制钢球的速度相同，即应该让质量不同的钢球从同一高度静止滚下，所以应选择乙丙两图进行实验和分析。 （3）[1][2]实验中为了探究动能大小与速度的关系，应该控制钢球的质量相同。所以应让质量相同的钢球，从同一斜面不同高度由静止滚下，观察木块被撞后移动的距离比较钢球具有动能的大小。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，木块被撞后移动的距离越大，钢球的动能越大。 （4）[1][2]要探究动能的大小与速度的关系，应该控制钢球的质量相同，被撞木块所处的水平面的粗糙程度也相同。通过比较木块运动的距离比较做功的多少，需要水平面阻力相同，所以该同学的方法不可行，因为没有控制被撞木块所处的水平面的粗糙程度相同。 6．(1) 不同 相同 质量 (2)速度 (3) 控制变量法 1、3 速度 【详解】（1）图甲中，不同质量的小球从同一斜面同一高度滑下，到达水平面时的初速度相同；推动相同的木块，通过木块被推动的距离来反映小球动能大小，探究的是动能与质量的关系。 （2）图乙中，质量相同的小球从不同的高度滑下，到达水平面时的初速度不同，推动同一木块，探究的是动能与速度的关系。 （3）实验中控制部分变量不变，只改变一个变量来探究动能的影响因素，用到控制变量法； 探究超载，需要控制速度相同，即小球自由下滑的高度相同，改变质量，故选序号1和3。 对比实验1和2，质量相同，速度变为原来的2倍，木块被推动的距离变为原来的4倍；对比实验1和3，速度相同，质量变为原来的2倍，木块被推动的距离变为原来的2倍，说明速度对动能的影响更大。 7．(1)B (2) 小球推动木块移动的距离 转换法 (3) 速度 质量一定时，速度越大，物体的动能就越大 (4)C 【详解】（1）小球从斜面上滑下时，具有速度，故小球具有动能，推动木块做功，故探究的动能是小球到达水平面撞击木块时的动能。 故选B。 （2）动能的大小是无法直接用肉眼观察和测量的，通过“转换法”，把小球动能的大小转化为它对木块做功的多少，而对木块做的功就越多，就表现为木块被推动的距离越远。 （3）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下时，重力势能转化为动能，高度越高，重力势能越大，转化后的动能越大，故小球的速度越大，故探究的是动能大小与速度的关系；根据实验现象可初步得出结论：质量相同时，速度越大，动能越大。 （4）本实验结论为：物体的动能大小与质量和速度有关，质量越大、速度越大，物体的动能越大。 A．禁止高空抛物，是因为高空中的物体具有较大的重力势能，故A不符合题意； B．三峡大坝建得上窄下宽，利用的是液体压强随深度增加而增大的原理，故B不符合题意； C．限载是控制质量，限速是控制速度，质量越大、速度越大，动能越大，刹车难度越大，更容易引发事故，故C符合题意； D．机翼上部凸起下部平滑：利用的是流体压强与流速的关系获得升力，故D不符合题意。 故选C。 8．(1)质量 (2)速度相同时，物体质量越大，动能越大 (3)小于 (4)不可行 【详解】（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），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）乙、丙两图，小球的质量相同，，所以丙图小球的速度更大；图丙中木块C滑行得更远些，说明质量相同时，物体的速度越大，动能越大； （4）图丁中，将弹簧压缩相同程度，弹簧的弹性势能相同，释放后弹性势能转化为铁球的动能，因此不同质量的铁球获得的动能大小是相等的无法比较动能与质量的关系，因此该方案不可行。 9．(1) 木块被撞击后移动的距离 甲、乙 (2)> (3)D (4)甲、丙 (5) 【详解】（1）实验利用了转换法，通过木块被撞击后移动的距离反映钢球动能大小；研究超速隐患时，需要控制质量相同、改变钢球到达水平面的速度，因此选质量相同、下落高度不同的甲、乙。 （2）钢球碰撞木块后仍剩余动能，会继续克服摩擦力做功，因此初始钢球的重力势能，等于木块克服摩擦做功加上钢球自身克服摩擦做功，故初始重力势能大于木块克服摩擦力做的功。 （3）A．换更大木块会改变摩擦力，从而影响木块滑行的距离，故A不符合题意； B．丙实验目的是探究质量对动能的影响，需要控制下落高度（速度）和甲一致，因此不能降低高度，故B不符合题意； C．换更大钢球会让动能更大，木块更易滑出，故C不符合题意； D．换更小质量的钢球，既能减小动能避免滑出，又可以控制质量不同，故D符合题意。 故选D。 （4）模拟超载危害，需要控制速度（下落高度）相同、改变质量，因此选高度相同、质量不同的甲、丙。 （5）槽光滑，机械能守恒，A走凸形槽，上升过程动能转化为重力势能，速度先减小后增大为v，全程平均速度小于；B走凹形槽，下降过程重力势能转化为动能，速度先增大后减小为v，全程平均速度大于。路程相同，平均速度越小时间越长，因此更长。 10．(1)木块移动的距离 (2)质量 (3)速度越大 (4)= (5)能 【详解】（1）本实验用转换法，通过木块被推动后滑行的距离间接反映小球动能的大小，动能越大，木块滑行距离越远。 （2）甲、乙中，两球摆角相同，则小球的初始下落高度相同，仅质量不同，两球始终相对静止、速度相同，说明摆动过程中速度大小与小球质量无关。 （3）乙、丙中，小球质量相同，丙图摆角更大，小球到达最低点时速度更大，木块滑行更远，因此可得结论：质量一定时，速度越大，物体的动能越大。 （4）滑动摩擦力只与压力大小、接触面粗糙程度有关，甲、乙中是同一个木块，对水平面的压力、接触面粗糙程度都相同，因此滑动摩擦力大小相等。 （5）本实验中小球的重力势能会转化为动能，可通过木块滑行距离反映重力势能大小：甲、乙中控制高度不变改变质量、乙、丙中控制质量不变改变高度，都可以完成探究，因此能探究重力势能与质量或高度的关系。 11．(1)钢球 (2) 短 速度越大 (3)相同 (4) = B 【详解】（1）将钢球从斜面上由静止释放，钢球的重力势能转化为动能，钢球到达水平面后撞击静止在同一水平面上相同位置的木块，将钢球的动能转化为木块被撞出的距离，采用了转换法，所以本实验是研究影响钢球动能大小的因素。 （2）[1][2]比较甲、乙两图，只有钢球释放的高度不同，乙中钢球释放的高度较小，则钢球到达水平面的速度较小，由图可知，图乙中木块被撞出的距离比图甲中木块被撞出的距离短，可得：当物体质量一定时，速度越大，动能越大。 （3）为了研究物体动能和质量的关系，根据控制变量法，应控制钢球到达水平面的速度相同，则需要将质量不相等的钢球分别从斜面上相同高度由静止释放。 （4）[1]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），钢球不受阻力，机械能守恒，所以钢球在C、D两点的机械能。 [2]钢球从B点做斜抛运动到达最高点D后，钢球仍具有水平向右的速度，受惯性影响且在重力作用下，钢球将沿b轨迹运动。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 12．(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 【详解】（1）本实验通过木块被推动的距离，间接反映小球的动能大小，探究对象是小球的动能。 （2）每次实验需要保证木块从同一初始位置开始被撞击，因此第一次实验后，需要将木块移回斜面底端的初始位置，再进行第二次实验。 （3）[1]同一小球质量相同，从斜面不同高度滑下，到达水平面的速度不同，因此控制了质量相同，探究动能大小与速度的关系。 [2]图甲中高度更高，小球达到斜面底端的初速度更大，木块被推动的距离更远，可得出结论：质量相同时，物体速度越大，动能越大。 （4）木块滑出木板说明小球动能过大，不改变原有器材时，降低小球下滑高度，可以减小小球到达水平面的速度，从而减小小球动能，缩短木块移动距离，保证木块不滑出木板。 （5）[1][2]该方案不可行：弹簧压缩相同程度时，弹性势能相同，转化为小球的动能也相同，最终木块被推动的距离几乎相同，无法探究动能与质量的关系。 （6）木块移动距离差异小，说明小球的动能差异不明显，增大动能差异即可让实验现象更明显，因此可以增大小球释放的高度差，或换用质量差异更大的小球。 （7）[1][2]该方案合理：探究动能与速度关系时，控制了小球质量相同，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，可以通过运动距离反映动能大小。 （8）真实情况下存在摩擦和空气阻力，小球运动过程中会损失机械能，因此上升的最大高度一定低于初始释放高度，只有B选项符合规律。 13．(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。 14．(1) 小球 前 (2)质量相同时，物体的速度越大，动能越大 (3)ACD (4) 可行 见解析 (5) 速度 一样大 ＜ 不可以 【详解】（1）[1][2]根据转换法，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小，所以动能是指小球碰撞前动能； （2）甲、乙两次实验中，小球质量，小球释放高度，速度更大，推动木块的距离，说明质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 （3）A．丙图中硬纸盒滑出木板掉落，说明小球动能过大。换用质量比B小的钢球，保持其他条件不变，可减小小球的动能，使硬纸盒能在木板上滑行，从而与乙实验对比得出结论，故A符合题意； B．铺上毛巾会改变接触面粗糙程度，不能控制与图乙有相同的接触面，影响实验变量，故B不符合题意； C．降低钢球的初始高度为，再次实验并与甲实验对比，两次实验小球的质量不同，高度相同，可以得出结论，故C符合题意； D．丙图实验时，硬纸盒被撞后滑出木板掉落，说明C球动能更大，直接对比实验乙丙（小球释放高度相同，碰撞前小球速度相同），可得出结论：速度相同时，物体的质量越大，动能越大，故D符合题意。 故选ACD。 （4）[1][2]不同质量的小球在同一高度的重力势能不同，小球滑下的过程重力势能转化为动能，根据控制变量法可知实验控制了小球滑下的高度相同，而小球的质量不同，故可探究物体重力势能与质量的关系。 （5）[1]用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，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，故弹簧的弹性势能不相同，小球与弹簧分开后获得的初速度不同，而小球的质量相同，故可以研究小球的动能大小与速度的关系； [2][3][4]若用质量不同的小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，故弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，甲的质量大于乙的质量，则在这一瞬间甲的速度小于乙的速度，所以不能探究动能大小跟质量的关系。 15．(1) 木块C移动的距离 转换法 (2) 质量 质量 (3) 大于 速度 (4)匀速 (5)不可行 【详解】（1）[1][2]实验中，小球具有的动能不同，对木块C做功不同，木块C被撞击后移动的距离也不同，所以通过比较木块C移动的距离反映小球撞击木块C时动能的大小。这是转换法的应用。 （2）[1]甲乙中，小球A、B的质量不同，开始摆动时的高度相同，在整个过程中，并排摆动且相对静止，说明整个摆动过程中，两个小球的速度相同，所以小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量无关。 [2]B的质量比A的大，撞击时，两小球的速度相等，而B将木块C撞得更远，说明B撞击C时，所具有的动能比A的大，所以小球动能的大小与质量有关。 （3）[1][2]增大小球B与竖直方向的角度如图丙，小球B被举得更高，重力势能更大，转化为的动能更大，此时到达竖直位置时的速度大于图乙中小球B到达竖直位置时的速度。图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，说明质量相同时，速度越大，动能越大，可得出结论：小球的动能大小与速度有关。 （4）水平面绝对光滑且足够长，木块被撞击后，不受阻力作用，其速度不会发生改变，将做匀速直线运动。 （5）观察图丁的装置可知，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，故弹簧势能相同，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目的。 16．(1) 速度 木块移动的距离 (2)A (3) 合理 不适合 速度 可行 【详解】（1）[1]图甲中，质量相同的钢球从斜面的不同高度静止释放，到达水平面时的速度不同，所以探究的是动能与物体运动速度的关系。 [2]钢球具有的动能不同，对木块做功不同，木块移动的距离不同，所以实验中通过木块移动的距离来比较小球动能的大小。 （2）图甲实验的第二步操作，钢球在斜面上静止释放的高度更高，到达水平的速度更大，具有的动能更大，对木块做功更大，木块移动的距离更远，为了使木块不滑出木板，可适当降低钢球的高度，让钢球的动能减小。据控制变量法，不能换用另一个木块，故A符合题意，B不符合题意。 故选A。 （3）[1]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，此时压力和接触面的粗糙程度相同，摩擦力相同，通过滑行距离显示动能大小是合理的。 [2]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。此装置不适合体积不同的小球做实验，原因是不同体积小球撞击时，使得塑料片的形变不同，动能转化为每个塑料片的弹性势能不同，不能通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。 [3]用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，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，故弹簧的弹性势能不相同，小球与弹簧分开后获得的初速度不同，而小球的质量相同，故可以研究小球的动能大小与速度的关系。 [4]重力势能的大小与质量和高度有关，小球的质量相同，滚下的高度不同，具有的重力势能就不同，实验过程小球的重力势能转化为动能，相同高度时，质量不同，具有的重力势能不同，实验过程小球的重力势能转化为动能，故该所以方案可行。 17．(1)B (2)木块滑动的距离 (3)速度 (4) = > (5)速度 【详解】（1）由题意可知，实验中通过木块被撞击的距离来反映小球的动能，因此探究的是小球到达水平面时的动能。 故选B。 （2）实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小，这是转换法的应用。 （3）由甲乙两图可知，使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，从而使两物体的速度不同来研究动能大小与物体速度的关系，从实验结果可得：物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 （4）[1]甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为f1、f2，因为在同种接触面上，接触面粗糙程度不变，压力不变时，摩擦力大小不变，故f1=f2。 [2]小球在运动过程中克服摩擦力做功，最终都停下，因此动能变化量等于克服摩擦力所做的功，由题意可知，A球到达水平面时的动能较大，因此A球克服摩擦做功较多，因此W1>W2。 （5）实验2与实验1相比，小球的质量相同，实验2的小球自由滚下的高度是实验的2倍，实验2的木块被撞后运动的距离是实验l的4倍；实验3与实验1相比，小球的自由滚下的高度相同，实验3的小球的质量是实验1的2倍，实验3的木块被撞后运动的距离为实验1的2倍。而动能的大小由小木块被撞滑行的距离来体现，由此可知，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。 18． 相同 控制小车到达水面的速度相同 多 移动的距离就越大 ③ 速度 在质量一定时，速度越大，动能越大 有关 错误 不可行 没有控制小球的速度相同 木块最终移动的距离相同 【详解】（1）[1][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。为探究小车动能与质量的关系，根据控制变量法的要求，只改变质量的大小，要控制速度不变，故让小车从斜面的相同的高度由静止下滑，目的是控制小车到达水面的速度相同。 [3][4]物体做功的过程就是能的转化过程，物体做的功越多，说明某种能转化为其它形式的能越多。在实验中，小车动能越大，发生碰撞时对木块所做的功就越多，木块被碰撞后在木板上移动的距离就越大。 （2）[5]为探究小车动能与质量的关系，要控制速度不变，只改变质量大小；根据转换法，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球的动能的大小，故小车由斜面自由下滑的高度应相同，因场景②中木板上铺垫棉布，故应选用场景①和③进行实验。 [6][7]场景③和④中，小车的质量相同，小车由斜面自由下滑的高度不同，小车到达水平面的速度不同，进行实验时，可探究小车动能与速度的关系；③图中小车到达水平面的速度大，推动木块在同一木板上通过的距离大，由转换法可得的结论是：在质量一定时，速度越大，动能越大。 （3）[8][9]如图乙所示的实验情形，可知，质量较大的小车通过的距离较小，据此她得出在速度相同的条件下，质量越大，物体具有的动能越小，他得出在速度相同的条件下，物体的动能与质量有关，该结论是错误的；因为小车的质量不同，小车的重力不同，对水平面的压力大小不同，小车运动时在水平木板上所受摩擦力大小不同，因此无法根据小车通过路程比较小车动能大小。 （4）[10][11]探究“动能大小与质量的关系”时，要控制小球的速度相同。观察图丙的装置可知，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弹簧的形变程度有关，故弹簧的弹性势能相同，转化成小球的动能相同，因两球的质量不同，故小球的初速度不同，故方案不可行，原因是没有控制小球的速度相同。 [12]根据转换法，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球的动能的大小。若按此方案操作，因转化成小球的动能相同，他会看到的现象是：木块最终移动的距离相同。 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 $