期末复习 功和机械能 实验专项训练 2025-2026学年人教版八年级物理下册

**基本信息** 聚焦动能与重力势能实验探究，以控制变量法和转换法为核心，系统构建从实验操作到结论推导的逻辑链条。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |动能探究|8题|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大小）|从实验现象（高度/质量变化→木块距离变化）推导动能与速度、质量的定量关系| |重力势能探究|7题|控制变量法（高度/质量单一变量）、转换法（木桩陷入深度反映势能大小）|通过不同质量/高度物体撞击效果，建立重力势能与质量、高度的关联|

期末复习 功和机械能实验专项训练 1．在“探究动能大小和哪些因素有关”的实验中，如图所示，让质量一定的钢球从某一高度静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。 (1)图中的h值越大，木块被钢球撞击的距离越远，说明动能大小和________（选填“高度”或“速度”）有关； (2)实验中根据木块被钢球撞击的距离远近来判断动能大小，是________法的应用。 2．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)该实验中的研究对象是______（选填“小球”或“木块”），小球滚下斜面的过程中，它的______能转化为动能，小球动能的大小是通过______来反映的； (2)分析比较甲、乙两次实验，可探究出的结论是：______； (3)在三次实验中，木块所受的摩擦力是______的（相等/不相等）； (4)若斜面光滑，小球从斜面顶端由静止滚到斜面底端的过程中，其机械能______（变大/变小/不变）；如果水平面绝对光滑，则______（能/不能）完成本实验。 3．如图所示，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)小球滚下斜面时，其动能大小是通过___________来反映的； (2)分析比较甲、乙两次实验，可探究出的结论是：___________相同的物体，_________越大，动能越大； (3)将甲实验中木块的初始位置向右移动一小段距离，若要使小球撞击木块后，木块移动的距离s甲′和s甲相等，小球在斜面上的高度应该比原来___________（选填“高”或“低”）。 4．如图所示，某中学实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面的某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，并使木块向前移动一段距离。     (1)此实验是通过观察木块被撞击后______，来比较小球到达水平面时动能的大小，这种实验方法称为______。 (2)要探究动能与质量的关系，应选择______两图来进行比较，实验中应保证小球到达水平面时______相同。 (3)若选择甲、丙两图来进行比较，可以得出结论：质量相同的物体，______越大，动能越大。 (4)如果水平面绝对光滑，本实验将______（选填“能”或“不能”）达到探究目的。 5．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，如图甲所示，让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块。请回答下列问题： (1)该实验的目的是探究______（选填“铁球”或“木块”）的动能大小与______的关系； (2)该实验是通过观察______来说明铁球对木块做功的多少，从而得出结论的，这种研究方法是______（选填“等效替代法”或“转换法”）； (3)若水平面绝对光滑，铁球将做______运动。水平面太光滑或太粗糙，都不利于实验进行。太光滑，木块被撞击后，滑行的距离______；太粗糙，木块被撞击后，滑行的距离______（均选填“太长”或“太短”）； (4)课外兴趣小组对这一实验进行了研究和改进，装置器材有：中间有沟槽的木质轨道（如图乙，其中AB部分倾斜并与平直部分BC平滑连接，沟槽较为光滑）、大小与沟槽相当的铁球一只、轻质弹簧和刻度尺各一个。利用这套器材进行实验时，可以通过比较______的大小，来比较铁球动能的大小。 6．如图1所示为某学习小组的晓畅同学“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作，其中，。 (1)实验中让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的___________； (2)实验中通过比较木块D被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于___________（选填“控制变量法”或“转换法”）； (3)晓畅同学比较___________两图进行的实验，可以探究小球动能大小与质量的关系； (4)晓畅同学由此实验联想到某段道路限速牌上标明“100”和“80”字样，___________（选填“大客车”或“小轿车”）的限速应该是100km/h； (5)该实验小组的另一名同学在探究“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，铁钉进入泡沫的深度如图2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； ②由a、b两次实验可得到的结论是___________，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。 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，小明利用斜面、钢球、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； (2)甲图实验中，钢球从被释放到最终停下来的过程中，机械能转化为____________能； (3)由甲图可以得出的结论是：在物体质量一定时，____________越大，物体的动能越大； (4)图乙中，体积相同的三个实心球，其中A、B是钢球，C是塑料球，球A、C离沙地高度相同，现让三球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图乙虚线所示，比较球____________可得出重力势能大小与质量的关系（ρ钢球>ρ塑料） 8．如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，实验小组将小钢球从高度为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后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，。 （1）小钢球在滚下斜面的过程中，______能转化为动能。小钢球的动能大小是通过______（选填“高度”或“距离”）的大小来反映的，这种方法在物理学中叫作________法。本实验用到另一种物理探究方法是________法； （2）在同样的水平面上，木块被撞得越远，小钢球对木块做的功就越________，小钢球的动能就越________； （3）分析比较甲、乙两图可得结论：物体质量相同时，速度越大，动能越________； （4）比较________两图，可探究动能与质量的关系，此探究过程中两球刚到达水平面时的速度________（选填“相等”或“不相等”），结论是________________________________； 【补充设问】 （5）若水平面绝对光滑，木块受到小钢球撞击后将_____________，________（选填“能”或“不能”）达到实验探究的目的； （6）小丽根据乙、丙两图也得出了“物体的动能大小与质量有关”的结论，她的结论是否可靠?________（选填“是”或“否”），理由是______； （7）小欣联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端同一高度由静止滑下，比较小车在不同表面滑行的距离，则小车在三个表面克服摩擦力做功________（选填“相等”或“不相等”）； （8）实验过程中，小明发现木块移动的距离较短，不易进行观察和比较，对此请你写出一条改进措施：_________________________； 小华发现钢球从斜面滚下时，运动的方向难控制，有时撞不到木块，有时撞歪了，请你为小华提供一种改进方案：_________________； （9）①请你根据得出的实验结论解释为什么相同路段不同车型的限速不同（如图丁所示）：__________； ②请你从物理学的角度谈谈安全行车需要注意的问题：________________________； （10）同学们进一步想知道，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 小球的质量 小球自由滚下到水平面的速度 木块被撞后运动的距离 1 30 2 4 2 30 4 16 3 60 2 8 分析表格中对应的数据可知，________对物体的动能影响更大。 9．物理小组的同学们分别设计实验“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”： (1)图甲是小丽探究动能大小与速度关系时的实验场景：斜面上有两平行轨道，将两小球①、②从轨道上由静止释放，与放置在水平木板上的两个相同木块①、②发生碰撞，两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。 ①由图甲场景可知，碰撞木块前瞬间，小球_______（填“①”或“②”）的动能较大。 ②木块被碰撞后，最终停止在木板的右端。碰撞后木块获得的动能_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）木块克服摩擦力做功。滑行中，木块的动能转化成_______能。 (2)小敏用如图乙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，这种方法是_______（选填“正确”或“错误”）的。 (3)小路用图丙装置进行实验，若用甲、乙两个质量不同的小球（m甲＞m乙）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，该过程中，弹簧的_______能转化为小球的动能，最后观察到的现象：同一木块受到撞击后相应移动的距离s甲_______s乙（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 10．在探究物体的重力势能的活动中，甲、乙、丙三物体的质量关系为：，木桩在沙坑中的起始位置相同。 (1)物体重力势能的大小是通过______________________来反映的；比较A、B两木桩的情景，可以得出的结论是：质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能就____________； (2)如图中所示，B、C两木桩上表面在同一水平线上，那么____________（选填“能”、“不能”）说明乙、丙的重力势能相同。 11．【实验名称】探究影响重力势能大小的因素。 【猜想】在探究影响重力势能大小的因素时，某同学提出了如下猜想： 猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关。 猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关。 猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。 【证据】他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，刻度尺一把，体积相同、质量为m的小球三个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示： 为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落，测得A、B小球陷入花泥的深度分别为和，如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端由静止滑入，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），测得C、D小球陷入花泥的深度均为，且。 【解释】 (1)本实验是通过观察______来判断重力势能大小的； (2)分析图甲所示的实验现象，可得出结论：当物体的运动路径、______相同时，______越大，重力势能越大； (3)分析图乙所示的实验现象，发现两个球运动的路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径______（选填“有关”或“无关”）； (4)比较______两个球，可得出结论：当物体质量相同时，高度越高，物体具有的重力势能越大； 【交流】 (5)本实验中主要采用的实验方法有转换法和______法； (6)由B、C两个球不能探究重力势能的大小与质量的关系，理由是没有控制______。 12．《民法典》明确规定：禁止从建筑物中抛掷物品。由此，拒绝高空抛物不再是一种倡议，而是正式成为法律层面的一项禁止性规定。学习重力势能知识后，使木桩陷入沙土中。然后设计了如图所示的实验（mA＜mB=mC=mD；hA=hB＜hC=hD）。 (1)实验中是根据 ___________来判断小球重力势能的大小，这种研究方法叫 ___________法。 (2)小球由高处自由下落过程中，重力势能转化为 ___________。通过观察A、B两小球的实验，发现B球让木桩陷入沙土更深，说明当高度相同时，重力势能的大小与物体的___________有关。 (3)通过观察 ___________两小球的实验，说明当小球质量相同时，重力势能的大小还与高度有关。 (4)小明还想探究重力势能的大小与运动轨迹是否有关，于是找来一根光滑管道，把小球D从与C球高度相同的管道顶端释放，由此判断重力势能大小与运动轨迹 ___________（选填“有关”或“无关”）。 13．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）. 14．为了探究动能与质量的关系，楚杭设计的实验装置如图甲所示，实验过程如下：质量为m、M的两小球从斜而上同一高度下滑，由于M在水平而上滑行一段距离之后再撞击木块，最终木块在水平而上滑行的距离相同。于是楚杭根据这次实验情况得出结论；物体动能大小与质量无关。与我们已知的结论不符。 (1)请你评估他实验中的不足____________； (2)如图乙；是研究弹性弹性势能与其形变程度关系的实验装置，小球压缩弹簧，并撞击纸盒。假若水平面绝对光滑，本实验将_________（选填“能/不能”）达到探究目的； (3)如图丙，探究物体重力势能与哪些因素有关的实验，三个相同木桩在沙中所处的初始深度相同，甲、乙、丙三物体的质量关系为：m甲=m乙＜m丙。图丙中乙、丙两物体从图示位置由静止释放，分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同，_________（选填“能/不能”）说明乙、丙的初始的重力势能相同； (4)张工、李工两位是建筑设计师，均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计，最后张工上交了如图丁所示的设计方案图，李工上交了如图戊所示的设计方案图，若你是此公司代表，你将选择_________图的设计方案。 15．如图所示是探究影响动能大小因素的实验装置，图中的小车、木板、木块、斜面均相同，木板足够长，。 (1)要探究动能大小与速度的关系，应选择________（填字母）两图进行实验，两次实验中木块滑动过程中克服摩擦力做功________（选填“相等”或“不等”）； (2)实验中，根据木块移动的距离来比较小车动能的大小，下列实验中用到的研究方法与此相同的是________（填字母）； A．研究电流时，将其与水流类比 B．探究重力势能与高度关系时，选择两个相同的物体 C．根据木桩陷入沙槽的深度比较物体重力势能的大小 (3)小红想用c、d两图探究重力势能与质量的关系，她________（选填“能”或“不能”）达成实验目的；若能，请在横线上写出正确的实验结论；若不能，请写出理由________。 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 《期末复习 功和机械能实验专项训练 2025-2026学年人教版八年级物理下册》参考答案 1．(1)速度 (2)转换 【详解】（1）图中的h值越大，钢球摆到竖直位置时，速度越大，木块被钢球撞击的距离越远，说明动能大小和速度有关。 （2）实验中，钢球的动能大小不能直接判断，根据木块被钢球撞击的距离远近来判断动能大小，是转换法的应用。 2．(1) 小球 重力势 木块移动的距离 (2)见解析 (3)相等 (4) 不变 不能 【详解】（1）[1][2][3]实验中探究小球的动能，即小球撞击木块时的动能的大小；小球从斜面滚下过程中，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时速度变大，动能增加，所以是将重力势能转化为动能的过程；实验中小球动能的大小是通过木块移动的距离来反映的，木块移动的距离越远，小球的动能越大。 （2）分析比较甲、乙两次实验可知，小球的质量不变，滚下的高度不同，高度越高，到达水平面时的速度越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，可探究出的结论是：质量一定时，物体速度越大动能越大。 （3）在三次实验中，木块对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以木块所受的摩擦力保持不变。 （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，在能量转化过程中能量是守恒的，所以小球从斜面顶端由静止滚到斜面底端的过程中，其机械能不变。若本实验装置中的水平面绝对光滑，则小球和木块将做匀速直线运动，不能达到探究的目的。 3．(1)木块移动的距离 (2) 质量 速度 (3)高 【详解】（1）实验中小球的动能大小是通过木块移动的距离来反映的，木块移动的距离越远，小球的动能越大，采用了转换法。 （2）[1][2]分析比较甲、乙两次实验，小球的质量不变，甲中小球滚下时的高度较大，进入水平面时的速度也较大，推动木块移动的距离也较大，说明甲中小球进入水平面时的动能较大，可探究 出的结论是：质量相同的物体，速度越大，动能越 大。 （3）由题意可知，甲实验中若将木块的初始位置向右移动一小段距离，因为水平面存在摩擦，将会导致小球在撞击木块前消耗一些动能，但是小球撞击木块后，木块移动的距离s甲′和s甲相等，表明小球撞击木块时，其动能大小相等，所以小球在斜面上的高度应该比原来高。 4．(1) 木块移动的距离 转换法 (2) 甲、乙 速度 (3)速度 (4)不能 【详解】（1）[1][2]在探究物体的动能跟哪些因素有关的实验中，通过观察木块被撞击后移动的距离长短来判断小球动能的大小，木块移动的距离越大，小球的动能越大；用到实验方法是转换法。 （2）[1][2]要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球在斜面上的高度相同，即小球到达水平面时的速度相同，改变小球的质量，即让不同质量的小球从斜面的同一高度由静止滑下，需要对比甲、乙两图。 （3）甲、丙两图中，小球的质量相同，小球在斜面上的高度不同，小球从斜面自由滑下时到达水平面的速度不同，小球的速度越大，木块运动的距离越大，说明小球的动能越大，可得结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大。 （4）若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后木块做匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。 5．(1) 铁球 速度 (2) 木块移动的距离 转换法 (3) 匀速直线 太长 太短 (4)弹簧被压缩的程度 【详解】（1）[1][2]如图甲所示，让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块时的速度不同，研究对象是铁球，所以该实验的目的是探究铁球的动能大小与速度的关系。 （2）[1][2]根据转换法，该实验是通过观察木块移动的距离来说明铁球对木块做功的多少，从而得出结论的，木块移动的距离越大，铁球的动能越大。 （3）[1][2][3]水平面越光滑，铁球速度减小得越慢，移动的距离越远，若水平面绝对光滑，铁球将做匀速直线运动；水平面太光滑或太粗糙，都不利于实验进行。太光滑，木块被撞击后，滑行的距离太长，太粗糙，木块被撞击后，滑行的距离太短，都不好进行比较。 （4）根据转换法，利用图乙中器材进行实验时，可以通过比较弹簧被压缩的程度的大小，来比较铁球动能的大小。 6．(1)速度 (2)转换法 (3)乙和丙 (4)小轿车 (5) 重力势 在物体质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大 a、c 【详解】（1）让不同质量的两个小球从同一高度由静止滚下，使小球到达水平面时的速度是相同的。 （2）木块B被小球撞击后移动的距离s越大，说明小球对木块做的功越多，也反映了小球具有的动能越大；木块被推移的距离长短反映了物体动能的大小，这种方法叫作转换法。 （3）要想判断动能大小与物体质量的关系，需控制到达斜面底端的速度相同，质量不同，故比较实验步骤乙和丙，可以得出结论。 （4）物体动能的大小与物体质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。所以从安全的角度考虑，大客车质量大，则需速度小，小轿车质量小，则速度大；则某段道路限速牌上标明“100”和“80”字样，小轿车的限速应该是100km/h。 （5）[1]铝块下落的过程中质量不变，高度变小，速度变大，重力势能转化为动能。 [2]a、b中铝块的质量相同，高度不同，铁钉进入泡沫深度不同。故可得到的结论：在质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大。 [3]根据控制变量法知道，比较a、c两次实验，铝块高度相同时，质量越大，铁钉进入泡沫的深度越深，说明铝块的重力势能越大。 7．(1)木块被小球推动的距离 (2)内 (3)速度 (4)AC 【详解】（1）实验中，小球动能的大小无法直接测量，而是通过观察木块被小球推动的距离来反映的，木块被推动得越远，说明小球的动能越大，这种将不容易直接测量的物理量转化为容易测量的物理量的方法叫转换法。 （2）钢球从被释放到最终停下来的过程中，由于钢球和木块在运动过程中要克服摩擦力做功，机械能不断减少，机械能转化为‌内‌能。 （3）比较甲图可知，下面小球高度大，推动木块运动的距离越远，故可得结论是：在质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 （4）比较球A、C可知道，由于体积相同的三个实心球，其中A、B是钢球，C是塑料球，又，所以球A、C的质量不同，从相同的高度静止释放，钢球A的质量大，落到沙地的坑越深，说明重力势能大，可以探究出重力势能大小与质量的关系。 8． 重力势 距离 转换 控制变量 多 大 大 甲、丙 相等 物体的速度相同时，质量越大，动能越大 做匀速直线运动 不能 否 没有控制小钢球到达水平面的速度相同 相等 增大钢球在斜面上的高度 将斜面换成斜槽 见解析 不超载行驶，不超速行驶 速度 【详解】（1）[1][2]小钢球从斜面滚下过程中，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时速度变大，动能增加，所以是将重力势能转化为动能的过程。 [3][4]小钢球从斜面滚下过程中，小球的动能越大，小木块移动的距离越远，故小球的动能大小是通过小木块移动的距离s大小来反映的，运用了转换法。在研究动能的大小与速度的关系时，应控制小球的质量不变，因此本实验还用到了控制变量法。 （2）[5][6]木块被撞的过程中，小钢球对木块施加力且木块沿力的方向移动一段距离，小钢球对木块做功，且木块被撞得越远，小钢球对木块做的功就越多，说明小钢球具有的动能越多。 （3）[7]甲、乙两图中小球的质量相同，速度不同，且速度越大，木块被撞击移动的距离越远，说明小球具有的动能越多，因此可得结论为：物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （4）[8][9][10]探究动能与质量的关系，需要控制小球的速度相同，即小球所处的高度相同。因此选择甲、丙两图，由甲丙两图可知，小球的质量越大，木块被撞击的距离越远，说明小球具有的动能越大。因此可得结论为：物体的速度相同时，质量越大，动能越大。 （5）[11][12]若水平面绝对光滑，木块受到小钢球撞击后将一直做匀速直线运动，由于该实验是通过木块移动距离的远近来表示小球具有动能的大小，因此平面绝对光滑不能达到实验探究的目的。 （6）[13][14]探究动能与质量的关系，需要控制物体的速度相同，而乙、丙两图中质量和速度都不同，因此得出的结论不可靠。 （7）[15]让小车从斜面顶端同一高度由静止滑下，小车到达斜面底端的速度相同，即小车具有的动能相同，最终小车在不同表面静止时，小车具有的动能均转化为克服摩擦做功，因此小车在三个表面克服摩擦力做功相等。 （8）[16]木块移动的距离较短，说明小球具有的动能较小，即小球的速度较小，因此可以增大钢球在斜面上的高度。 [17]钢球从斜面滚下时，运动的方向难控制，可以将将斜面换成斜槽。 （9）[18]由于不同的车质量不同，速度相同时，质量大的车动能更大，不易刹车，造成的危害更大。 [19]根据动能的影响因素可知，为了安全驾驶，不超载行驶，不超速行驶。 [20]对比1、2和1、3数据可知，物体的速度对物体的动能影响更大。 9．(1) ① 等于 内 (2)错误 (3) 弹性势 等于 【详解】（1）[1]实验中通过木块被推动的距离来反映小球动能的大小，图中木块①被推动的距离更远，说明碰撞前小球①的动能更大。 [2][3]木块被碰撞后获得的动能全部用来克服摩擦力做功，所以碰撞后木块获得的动能等于木块克服摩擦力做的功；滑行过程中，木块与木板摩擦，动能转化为内能。 （2）探究动能与速度的关系时，需要控制接触面的粗糙程度相同（即摩擦力相同），而小敏的实验中，木块分别在铁板和毛巾上滑行，接触面粗糙程度不同，无法通过滑行距离准确判断小球动能大小，故方法错误。 （3）[1]弹簧被压缩时具有弹性势能，释放后弹性势能转化为小球的动能。 [2]同一弹簧被压缩相同程度，具有的弹性势能相同，转化为小球的动能也相同；小球撞击木块时，木块获得的动能相同，且木块在同一水平面上受到的摩擦力相同，因此木块移动的距离。 10．(1) 木桩进入地面的深度 越大 (2)能 【详解】（1）[1][2]物体的重力势能越大，则撞击木桩时，木桩进入地面越深，实验中根据木块进入地面的深度来判定重力势能的大小；图中是研究重力势能的影响因素，因为甲乙质量相同，比较图中A、B两木桩扎入沙坑的深度，可以得出的结论是：质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能就越大。 （2）乙丙的质量虽然不同，但若图中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同，乙、丙物体对木桩做的功相同，仍能说明说明乙、丙的重力势能相同。 11．(1)小球陷入花泥中的深度 (2) 高度 质量 (3)无关 (4)A、C (5)控制变量 (6)下落高度相同 【详解】（1）小球的重力势能难以直接观察，可以观察小球陷入花泥中深度来间接反映，利用了转换法。 （2）[1][2]分析图甲所示的实验现象，两球高度相同，质量不同，质量大的陷入花泥中更深，根据控制变量法，可得出结论：当物体的运动路径、高度相同时，质量越大，重力势能越大。 （3）分析图乙所示的实验现象，质量和高度相同，两个球运动的路径不同，陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径无关。 （4）根据控制变量法，探究重力势能大小与高度的关系时，应保持质量相同，高度不同，故应选择A、C两球进行实验。 （5）小球的重力势能难以直接观察，可以观察小球陷入花泥中深度来间接反映，利用了转换法，重力势能的大小与质量和高度有关，每次只探究其中一个，另一个保持相同，应用了控制变量法，故本实验中主要采用的实验方法有转换法和控制变量法。 （6）探究重力势能的大小与质量的关系，根据控制变量法，应保持高度相同，质量不同，B、C两个球质量不同，下落高度也不相同，故不能完成探究重力势能的大小与质量的关系实验。 12．(1) 木桩陷入沙土的深度 转换 (2) 动能 质量 (3)B、C (4)无关 【详解】（1）[1][2]本实验中，小球的重力势能大小是通过木桩陷入沙土的深度来反映的，这种方法称为转换法。 （2）[1]小球在下落过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，将重力势能转化为动能。 [2]比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球下的木桩陷入沙土的深度更大，说明B球的重力势能较大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。 （3）比较B、C两球，两球质量相同，下落路径也相同，C球的下落高度大于B球的下落高度，发现C球下的木陷入沙土的深度更大说明C球的重力势能较大，由此可得出结论：当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大。 （4）比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，但木陷入沙土的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 13．(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 【详解】（1）物理学中对于多因素或多变量的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法，该实验中用到了控制变量法。 （2）在该实验中，铅球的重力势能无法直接观察和测量，而铅球陷入沙中的深度是可以直接观察和测量的，铅球的重力势能越大，对沙坑做功越多，陷入沙中的深度就越大。 所以本实验中，铅球的重力势能大小是通过铅球陷入沙中的深度来反映的。 （3）比较①②可知，A、B两球的质量不同，下落高度相同，可以验证猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关。 （4）[1][2]要验证猜想二，即物体的重力势能与物体的下落高度有关，需要控制物体的质量和运动路径相同，改变下落高度。 实验①③符合这一要求，①中下落高度为0.5m，③中下落高度为1m，③中铅球陷入沙中的深度比①大，说明③中铅球的重力势能比①大。 得到的结论是：当物体质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大。 （5）比较③④两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 （6）B球的质量mB=400g=0.4kg 铅球在下落过程中，忽略空气阻力，铅球的重力势能转化为动能，则根据Ep=mgh可得，B球落到沙表面时的动能E动=Ep=mBgh=0.4kg×10N/kg×0.5m=2J 14．(1)未控制木块位置相同 (2)不能 (3)能 (4)戊 【详解】（1）实验中通过木块被移动距离看出小球的动能大小，要使木块的位置相同，实验中的不足是未控制木块位置相同。 （2）假若水平面绝对光滑，木块在水平面上受到的合力为0，木块在水平面上做匀速直线运动，无法比较木块移动的距离，则本实验将不能达到探究目的。 （3）实验中，物体撞击木桩，对木桩做功，B、C扎入沙坑的深度相同，说明物体对BC做的功相同，说明乙、丙的初始的重力势能相同。 （4）图丁中，火车进站下坡，火车进站过程中，质量不变，高度下降，速度增大，需要通过刹车，将车停下；图戊中，火车进站上坡，火车进站过程中，质量不变，速度减小，高度上升，可以将动能转化为重力势能储存起来，因此戊图的设计方案。 15．(1) a、c 不相等 (2)C (3) 能 高度相同时，质量越大，重力势能越大 【详解】（1）[1]探究“动能大小与速度的关系”应控制质量相同，使用质量相同的小车从斜面的不同高度滑下，且让小车在相同的水平面上滑行，故应选择a、c进行实验。 [2]木块滑动时，由于压力的大小和接触面的粗糙程度不变，故受到的摩擦力不变，则f1=f2，由于运动的距离不同，所以由W=fs可知，克服摩擦力所做的功是不同的。 （2）实验中，根据木块移动的距离来判断小车动能的大小，采用的是转换法。 A．研究电流时，用水流类比电流，采用的是类比法，故A不符合题意； B．探究重力势能与高度关系时，选择两个相同的物体，采用的是控制变量法，故B不符合题意； C．根据木桩陷入沙槽的深度判断物体重力势能的大小，采用的是转换法，故C符合题意。 故选C。 （3）[1][2]比较c、d两实验，小车下滑高度相同，即速度相同，小车的质量不同，可以探究重力势能与质量的关系，可得出结论：高度相同时，质量越大，重力势能越大。 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 $