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，通过15道典型题系统训练动能与重力势能影响因素分析，强化控制变量法与转换法应用，渗透科学探究与能量观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |动能探究|8题|控制质量/速度变量，通过木块移动距离判断动能|从速度、质量双维度构建动能大小影响因素，体现运动与相互作用观念| |重力势能探究|4题|控制质量/高度变量，通过木桩陷入深度判断势能|基于质量、高度关系建立重力势能模型，强化能量转化逻辑| |综合应用|3题|结合生活情境（如限速限载）设计实验评估|关联动能势能转化，培养科学态度与社会责任，提升问题解决能力|

期末物理专题复习：功和机械能实验题 1．小龙在研学时发现，强夯机（如图a所示）在打夯时，夯锤的质量越大，被提升得越高，地面被砸出的坑就越深。由此，小龙猜想，物体的重力势能可能与物体的质量和高度有关。为了验证自己的猜想是否正确，小龙和科技小组的同学们设计了图b所示的“模拟打桩”实验，探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。已知物体质量m甲＝m乙＜m丙，实验时，让物体从木桩正上方某一高度自由下落，将木桩打入沙中。 (1)物体下落过程中，重力势能转化为______能，可以通过比较______来判断物体重力势能的大小，由图b可判断：物体______（选填“甲”“乙”或“丙”）释放前的重力势能最小； (2)通过图b中A、B两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：______； (3)通过图b中______两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：物体下落的高度一定时，质量越大，具有的重力势能越大； (4)由图b中B、C两木桩被打入沙中的深度相同，能说明物体乙、丙释放前的重力势能相同，你的理由是______。 2．宸宸想要探究“动能的大小与哪些因素有关”，做了如图所示的实验： (1)实验是通过比较 _____________来判断物体动能的大小，这种方法叫做 ________； (2)实验中探究的动能是指 __________（填序号）； A．小球在斜面上时的动能 B．小球撞击木块前瞬间的动能 C．小球撞击木块后瞬间的动能 D．木块被小球撞击后瞬间的动能 (3)若要解释“为什么相同路段不同车的限速不同”，应选择 ________两个图进行比较； (4)在研究小球动能与质量的关系时，嘉嘉提议可以在光滑的水平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丁所示，该方案_______（选填“正确”、“错误”）。 3．图甲是某路段对不同车型设定不同限速的标志牌。小明受此启发设计了“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验。如图乙、丙所示，让质量不同的小球分别从同一斜面的同一高度由静止自由滚下，将静止在水平面上的同一木块撞出一段距离。接着又用小球将弹簧压缩到不同程度后由静止释放，如图丁所示，发现弹簧压缩程度越大，木块被撞出的距离越远。请你解答： (1)实验中通过观察_____反映小球动能的大小。 (2)比较图乙、丙可得出结论：______。由图丁的实验可得出小球动能大小与______的关系。 (3)图甲中，在同一路段，对载货汽车设定的最高行驶速度较小是因为其________较大。 4．小明为了探究动能大小与物体的质量和运动速度的关系，他设计出了如图所示的实验。 (1)在图（a）中，让不同质量的小车从同一高度滑下的目的是：使两小车到达斜面底端时具有相同的______。 (2)图（b）探究的是动能与______的关系，得出的结论是：______。 (3)本实验运用了两种研究方法：一是控制变量法，二是______法。实验中，通过观察______的大小来判断小车动能的大小。 (4)小明将上述实验装置中的小车换成小球来探究动能的大小与质量的关系。他将不同质量的小球从斜面上由静止自由滑下，实验记录数据如下表所示。 小球的质量 0.1 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 木块滑行距离 0.12 0.10 0.12 0.12 0.11 0.13 0.12 小明根据以上实验数据得出物体动能的大小与质量无关。你认为实验结论与物理事实是否相符？答：是：______（相符／不相符）。你认为出现此实验现象的主要原因是：______。 5．如图甲所示，小华在“探究影响物体动能大小的因素”实验中，让小球从斜面的不同高度由静止开始滚下，撞击水平长木板上的木块。 (1)小华在准备实验器材的时候，有两块相同长度的较光滑长木板A和粗糙长木板B，为了使实验顺利进行，小华应选择长木板______（选填“A”或“B”）； (2)若斜面光滑，小球从斜面静止滚下碰撞木块后，木块在水平长木板上滑动一段距离停下来。如图乙所示，现增大斜面的倾角，仍让小球从同一高度处由静止滚下，则木块在水平长木板上移动的距离将______（选填“变大”“不变”或“变小”）（不计空气阻力）。 6．为避免骑行电动自行车造成的伤害，有关部门做出以下规定：成年人驾驶电动自行车只能搭载一名十六周岁以下的未成年人；禁止超速行驶。小明为了验证上述规定的缘由，对骑乘造成伤害程度的影响因素进行了如下猜想。 猜想一：由限载猜想骑乘造成的伤害程度大小与车的总质量有关； 猜想二：由禁止超速猜想骑乘造成的伤害程度大小与车速有关。 为了验证上述猜想，小明用金属球模拟电动自行车，用木块模拟被撞物体，进行了如图所示的实验探究，其中，。 (1)实验中通过观察__________来比较伤害程度的大小，这种研究方法是________（选填“控制变量法”或“转换法”）。 (2)由甲、乙两次实验可得结论：质量相同的电动自行车，________越大，骑乘造成的伤害程度越大；由__________两次实验可得结论：速度相同的电动自行车，质量越大，骑乘造成的伤害程度越大。 (3)进行丙实验时，若发现金属球将木块撞出了木板，则__________（选填“需要”或“不需要”）将木板加长。若水平面是光滑的，则__________达到实验的目的（选填“能”或“不能”）。 (4)通过物理学习，小明发现骑乘的伤害程度与机械能有关，比较甲、乙、丙三次实验，释放A、B、C球前，它们的机械能、、的大小关系是_________。 (5)若还想利用图所示的器材探究‘阻力对物体运动的影响”的实验，须增加的器材是_________。（填写序号） ①倾斜程度不同的斜面        ②粗糙程度不同的水平面        ③质量不同的小球 7．如图所示，摆线的长L相同，小球A、B的质量，悬线与竖直方向的夹角。 （1）图—1、图—2中，同时由静止释放A、B两球，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任一时刻速度大小与小球的________无关； （2）小明设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好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，本实验中通过比较________反映小球撞击木块C前的动能大小； （3）图—2中小球B到达竖直位置时的速度________（选填“大于”“小于”或“等于”）图—3中小球B到达竖直位置时的速度。实验中小明观察到图—3中木块C被撞得更远，由此可得出结论：________________。 8．物理兴趣小组在做“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验，利用钢球、木块等器材在同一斜面完成了实验，过程如图所示。请你完成下列内容： (1)实验过程中通过比较_______来反映钢球的动能大小，这种研究方法叫做_______； (2)由图甲、丙实验表明，钢球从高处滚下，高度越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块被撞运动得越远。这表明：物体的_______相同时，物体运动的速度越大，动能越_______（选填“大”或“小”）； (3)由_______两图可知，运动速度相同的物体，质量越大，动能越大；丁、戊两个交通标志中，_______图运用到了该结论； (4)若不计空气阻力，水平面绝对光滑，本实验_______（选填“能”或“不能”）达到目的。 9．小王用图甲所示的器材探究“物体动能大小与哪些因素有关”。他让小球从斜面上由静止释放，然后撞击静止在水平面上的木块。 (1)本实验研究的是小球在_________（选填“在斜面上”、“撞击木块时”或“撞击木块后”）的动能大小； (2)实验中通过观察_________来反映小球的动能大小； (3)让不同质量的小球从同一高度由静止释放，可以使小球到达斜面底端的_________相同，从而探究小球的动能大小与_________（选填“质量”或“速度”）的关系； (4)小亮另外设计了图乙所示的装置，来探究小球的动能大小与质量的关系，他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，发现木块移动的距离相同。这个设计方案_________（选填“可行”或“不可行”），原因是相同的弹簧压缩相同距离后，由静止释放转化的动能_________（选填“相同”或“不同”）。 10．为了探究物体的动能大小与哪些因素有关，小明设计了如下实验。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)实验中通过观察___________来判断___________（选填“钢球”或“木块”）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；若将甲、乙两图中的木块均移走，并适当调节斜面倾角和钢球释放高度，___________（选填“能”或“不能”）研究物体的动能大小与速度的关系； (2)实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能___________（选填“>”、“<”或“=”）木块克服摩擦力所做的功。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，如果仅对图丙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 (3)小华还利用图丁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，A、B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为，则通过时间较长的是小球___________（选填“A”或“B”）。 11．在探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，小明提出了如下猜想： A．物体的质量越大，动能越大； B．物体的速度越大，动能越大； C．物体的动能可能与物体的材料有关。 如图是小明设计的实验选择的器材有：斜面、木块各一块、质量分别为和的铁球各1个，质量为的铝球1个，已知，。 （1）分别让小球从斜面不同高度由静止开始滚下，目的是改变小球到达水平面时的___________； （2）通过比较甲、丙两次实验得出的结论，可以验证猜想___________（选填“A”、“B”或“C”）是___________（选填“正确”或“错误”）的； （3）通过比较___________两次实验，可以验证猜想C是错误的； （4）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，于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如表所示。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； 实验序号 小球的质量m/g 小球自由滚下的高度h/cm 木块被撞后运到的距离s/m 1 30 10 4 2 30 20 16 3 60 10 8 （5）本实验通过观察“木块滑行的距离”来判断小球动能大小，这种方法在初中物理中有广泛的应用，下列实验中也运用了这种方法的是___________。 A．用磁感线描述磁体周围磁场的分布情况 B．用吸引大头针的多少判断电磁铁磁性的强弱 C．研究通过导体的电流与导体电阻的关系时，保持导体两端的电压不变 12．小雅同学猜想动能的大小可能与物体的质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。 A．让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从高2h处由静止向下滚动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示； B．让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从高h处和2h处开始静止向下滚动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。上述甲、乙两组实验中： （1）甲图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时，具有相同的________； （2）选用图乙探究的是动能与物体_________的关系； （3）物理研究的方法有许多，如等效替代法、类比法、模型法、控制变量法等，本实验中运用了两种研究方法，一是控制变量法；二是_________法； （4）你认为图甲、图乙________（选填“能”或“不能”）探究“重力势能的大小与哪些因素有关”。 13．某实验小组在用“模拟打桩”来探究影响重力势能大小的因素，已知物体质量的关系为，使用的器材有沙子、木桩等。实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示。 (1)本实验是通过观察___________来判断重力势能大小的，这是物理探究过程中常用___________法； (2)分析图___________两次实验，得出结论：当质量一定时，物体所处的高度越大，重力势能越大； (3)由乙、丙两图___________（填“能”或“不能”）探究重力势能的大小与高度的关系，理由是___________； (4)对比图中甲、乙、丙三次实验，具有的重力势能最大的是图___________（选填“甲”“乙”或“丙”）中的物体。 14．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m和M （M的质量大于m），分别从不同的高度h和 （H＞h）静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。 (1)小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是___________（选填“控制变量法”或“转换法”）。 (2)由甲、乙两图可得实验结论：___________ (3)小丽根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？___________（选填“正确”或“错误”），理由：___________。 (4)另一位同学用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“正确的”或“错误的”）。 15．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。 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) 动 木桩被打入沙中的深度 甲 (2)当物体的质量相同时，物体的高度越高，具有的重力势能越大 (3)A、C (4)乙、丙两物体对木桩做的功相同 【详解】（1）[1]物体下落过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增加，动能增加，因此是将重力势能转化为动能。 [2]根据转换法，本实验是通过木桩进入沙中的深度来反映物体的重力势能大小的。 [3]图b中，甲物体将木桩下压的深度最小，说明甲释放前的重力势能最小。 （2）图b中A木桩被打入的深度小，B木桩被打入的深度大，说明乙物体的重力势能大于甲物体的重力势能，由于甲、乙两物体的质量相同，乙物体的高度高，因此可得结论为：当物体的质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能越大。 （3）探究物体的重力势能与质量的关系，需要控制高度相同，质量不同，因此选择A、C两木桩。 （4）B、C两木桩被打入沙中的深度相同，说明物体乙、丙对木桩做的功相同，因此能够说明物体乙、丙释放前的重力势能相同。 2．(1) 木块被推动的距离 转换法 (2)B (3)甲、丙 (4)错误 【详解】（1）[1][2]实验时，不能直接判断物体的动能的大小，所以运用转换法，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来判断物体动能的大小。 （2）根据转换法可知，实验中通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来判断物体动能的大小，所以实验中探究的动能是指小球撞击木块前瞬间的动能，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （3）由于不同的车的质量不同，质量大的车动能更大，造成的危害更大，即在速度相同时，质量越大，物体的动能越大，所以由图甲、丙可知，甲、丙两实验中，小球到达水平面时的速度相同，小球的质量越大，动能越大，所以选择甲、丙两图可比较出为什么相同路段不同车的限速不同。 （4）用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后，由静止释放，撞击同一木块，则弹簧具有的弹性势能相同，则弹簧的弹性势能转化成的小球的动能相同，所以木块被撞的距离相同，故该方案不能探究小球动能与质量的关系，故该方案错误。 3．(1)木块被撞出的距离 (2) 运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大 速度 (3)质量 【详解】（1）本实验的研究对象为小球，该实验中物体的动能指小球的动能，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球A到达水平面时动能的大小。 （2）[1]对比乙图和丙图，小球从相同斜面的同一高度由静止释放，目的是为了控制小球到达水平面时的速度相同，丙小球的质量大，丙小球推动木块通过的距离较大，可得结论：运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。 [2]由图丁的实验可知，小球的质量不变，用小球将弹簧压缩到不同程度由静止释放后，小球的速度不同，弹簧压缩程度越大，释放后小球的速度越大，木块被撞出的距离越远，说明动能大小与速度有关。 （3）图甲中，在同一路段，对载货汽车设定的最高行驶速度较小，是因为载货汽车的质量较大，物体动能的大小与质量和速度有关，如果设定同样的速度，质量大的载货车的动能会很大，一旦发生事故，危害会很大。 4．(1)速度 (2) 速度 质量一定时，速度越大，物体的动能越大 (3) 转换 木块被撞的远近 (4) 不相符 未控制球的速度相同 【详解】（1）要探究阻力对物体运动的影响，需要使小车进入平面时的速度保持相同，让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，就能使小车到达水平面时具有相同的速度。 （2）[1][2]由图可以看出，两小车的质量相同，下滑的高度不同，即只改变小车到斜面底端的速度，因此探究的是动能与速度的关系，根据动能与速度的关系，可得出的结论是：质量一定时，速度越大，物体的动能越大。 （3）[1][2]实验中，通过观察木块被撞的远近来判断小车动能的大小，木块被撞的越远，说明小车的动能越大，这是转换法。 （4）[1][2]根据控制变量法，应保证小球在同一高度滚下，使球滚到水平面时速度相同。所以实验结论与物理事实不相符，原因不同质量的球没有从斜面上同一高度释放，未控制球的速度相同。 5．(1)B (2)不变 【详解】（1）动能实验中，我们通过木块被推动的距离来反映小球动能的大小，如果木板太光滑（A），木块滑动的距离会过长，甚至滑出木板，无法完成实验；而粗糙木板（B）能让木块滑动的距离更短，便于观察和比较。 （2）斜面光滑时，小球从同一高度由静止滚下，重力势能全部转化为动能。 小球的初始高度相同，因此到达水平面时的动能大小相同（速度相同）。 增大斜面倾角，小球到达水平面时的速度依然不变，动能也不变。 木块在水平面上受到的摩擦力不变，因此滑行的距离由小球的动能决定，动能不变，滑行距离也不变。 所以木块移动的距离不变。 6．(1) 木块被撞出的距离 转换法 (2) 速度 乙、丙 (3) 不需要 不能 (4)EA<EB<EC (5)② 【详解】（1）[1][2]让球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的木块，实验中通过比较木块被撞击后滑行的距离来反映球撞击木块前的动能，即通过观察木块被撞出的距离来比较伤害程度的大小，应用了转换法。 （2）[1]甲、乙两次实验小球的质量相同，滚下的高度不同，到达水平面的速度不同，速度越大，木块移动的距离越远，根据控制变量法可得结论质量相同的电动自行车，速度越大，骑乘造成的伤害程度越大。 [2]乙、丙两次实验小球滚下的高度相同，到达水平面的速度相同，质量不同，质量越大，木块移动的距离越远，根据控制变量法可得结论速度相同的电动自行车，质量越大，骑乘造成的伤害程度越大。 （3）[1]进行丙实验时，丙实验是和其它实验对比木块被撞出的距离，只要能体现距离差异即可，因此若发现金属球将木块撞出了木板，则不需要将木板加长。 [2]若水平面是光滑的，根据牛顿第一定律可知木块将做匀速直线运动，无法通过距离体现伤害程度，不能达到实验的目的。 （4）机械能是动能与重力势能的总和，动能与物体的质量与速度有关，重力势能与物体的质量和高度有关；从甲、乙、丙三次实验中，丙中的木块被撞出的距离最远，其次为乙图，最小的是甲图，由此可知，木块被撞击前C球的动能大于B球的动能，B球的动能大于A球的动能；由于小球从斜面上滚下时，重力势能转化为动能，所以，释放A、B、C球前，C球的重力势能大于B球的重力势能，B球的重力势能大于A球的重力势能，三球均处于静止状态，即速度均为零，动能均为零；所以，释放A、B、C球前，它们的机械能EA、EB、EC的大小关系是EA<EB<EC。 （5）探究“阻力对物体运动的影响”的实验，根据控制变量法可知需改变水平面的粗糙程度，故选②。 7． 质量 木块移动的距离 小于 质量相同时，物体的速度越大，动能越大 【详解】（1）[1]图—1、图—2中，同时由静止释放质量不同的A、B两球，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质量无关。 （2）[2]本实验就是通过比较木块移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小，木块移动距离越远，说明小球撞击木块C前的动能越大，运用了转换法。 （3）[3] 图—2、图—3中，两图，小球的质量相同，因为 θ1＜θ2 所以图—2中小球B到达竖直位置时的速度小于图丙中小球B到达竖直位置时的速度。 [4] 图—3中木块C滑行得更远些，说明具有的能量更大，即动能更大。由此可得出结论：质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 8．(1) 被撞木块移动的距离 转换法 (2) 质量 大 (3) 甲、乙 丁 (4)不能 【详解】（1）[1][2]钢球从斜面上向下运动到水平面上，有了一定的速度，就有动能，钢球撞击木块，可以通过木块在水平面上移动的距离来判断钢球动能的大小。实验运用了转换法，通过观察被撞木块移动的距离来比较钢球动能的大小。 （2）[1][2]由图甲和丙可知，物体质量相同，速度不同，且速度越大，物体动能越大，故得实验结论，质量相同时，钢球的速度越大，动能越大。 （3）[1]要探究动能与质量的关系，需控制速度相同，故选甲、乙两实验，通过实验得出动能与速度有关。 [2]丁图是限速标志，戊图是限重标志，故两个交通标志中丁图运用了此实验结论。 （4）若不计空气阻力，水平面绝对光滑，物体撞击木块后，木块将做匀速直线运动，故本实验不能达到目的。 9．(1)撞击木块时 (2)木块移动的距离 (3) 速度 质量 (4) 不可行 相同 【详解】（1）实验探究物体动能大小与哪些因素有关，研究对象是小球的动能，即小球撞击木块时的动能的大小。 （2）实验中通过观察木块被推动的距离的远近来判断物体所具有动能大小的，木块被推动的距离越远，说明小球所具有的动能越大。 （3）[1][2]让不同质量的小球从同一高度由静止释放，质量不同，高度相同，小球到达斜面底端的速度相同，从而探究小球的动能大小与质量的关系。 （4）[1][2]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，故弹簧弹性势能相同，转化出的动能相同，如果按此方案操作，可以观察到的现象是木块最终移动的距离相同，故此方案不可行。 10．(1) 木块移动的距离 钢球 甲和乙 能 (2) > D (3)A 【详解】（1）[1][2]钢球从斜面上滚动，到达水平面时具有一定的动能，撞击木块做功，所做的功越多，木块移动的距离越远，所以实验中通过观察木块移动的距离来判断钢球的动能大小。 [3]用来研究超速安全隐患，即探究动能与速度的关系时，应保持质量不变，改变钢球到达水平面的速度，则钢球从斜面静止滚下的高度不同，所以应选择甲和乙两图所示实验。 [4]当斜面倾角足够小，钢球释放高度足够低，小球可在水平面上停下，且两次实验，小球在斜面上静止滚下的高度不同，可通过小球停下的距离来比较其动能的大小，所以能研究物体的动能大小与速度的关系。 （2）[1]钢球滚下时，钢球的重力势能转化为钢球的动能，钢球碰撞后继续运动，钢球的一部分动能转化为木块的动能，木块运动过程中，动能转化为内能，所以钢球的动能大于木块克服摩擦力所做的功，钢球的动能是由钢球的重力势能转化而来的，故开始时钢球的重力势能大于木块克服摩擦力所做的功。 [2]小球动能的大小是通过小球对外做功的多少来体现，实验中通过观察木块被小球推开的距离反映做功的多少，用到了转换法；动能大小的影响因素：质量和速度。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大；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，说明钢球的动能太大，而此实验主要是研究动能大小与质量的关系，因此钢球的速度应保持不变，而让钢球的质量不同。 A．换质量更大的木块，改变了木块所受摩擦力的大小，则不能通过木块滑行的距离来比较两种情况下钢球的动能大小，故A不符合题意； B．实验中需要控制速度相同，不能降低钢球的高度，故B不符合题意； C．换质量更大的钢球，则更容易使木块滑出木板，故C不符合题意； D．换质量更小的钢球，能缩短木块移动的距离，故D符合题意。 故选D。 （3）在凸形滑道运动的物体，在运动到最高点的过程中，要将动能转化为重力势能，这个过程的平均速度小于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，重力势能再全部转化为动能，最后的速度等于初速度，则这个过程的平均速度小于初速度。在凹形滑道运动的物体，在运动到最低点的过程中，要将重力势能转化为动能，这个过程的平均速度大于初速度，运动在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，动能再全部转化为重力势能，最后的速度等于初速度，则这个过程的平均速度大于初速度；因此在凸形滑道运动物体的平均速度小于在凹形滑道运动物体的平均速度，由可知，通过时间较长的是小球A。 11． 速度 A 正确 甲、丁 速度 B 【详解】（1）[1]在探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从不同的高度由静止开始滚下，小球到达水平面时的速度不同，这是为了研究小球动能的大小是否与速度有关。 （2）[2][3]甲、丙两图中的高度相同，则其到达底部时的速度相同，而小球的质量不同，且，丙图中木块被推动的距离更远，表明速度相同时，物体的质量越大动能越大，故可以验证A是正确的。 （3）[4]探究物体的动能可能与物体的材料有关时，应控制材料不同，高度和质量相同，故应选用甲丁两图来探究。由图可知，木块移动的距离相同，则动能相同，由此可知推断C是错误的。 （4）[5]分析实验数据可知，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1的二倍，实验2的木块被撞后运动的距离是实验I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的二倍，实验3的木块被撞后运动的距离为实验l的二倍。而动能的大小由小木块被撞滑行的距离来反映的。由此可知，在同等条件下，速度对物体的动能影响更大。 （5）[6] A．实验中通过观察木块被撞击后运动的距离的大小来间接判断物体动能的大小，采用的是转换法。磁感线不是实际存在的，是为了描述磁场而引入的假想的线，是利用建立模型的方法来解决问题的，故A不符合题意； B．通过观察电磁铁吸引大头针的多少来判断其磁性的强弱，这是转换法的应用，故B符合题意； C．研究通过导体的电流与导体电阻的关系时，保持导体两端的电压不变，采用的是控制变量法，故C不符合题意。 故选B。 12． 速度 速度 转换 能 【详解】（1）[1]在此实验中，小球所处的高度在这个实验中代表了其到达平面的速度大小，让小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时能够具有相同的速度。 （2）[2]图乙中小球的质量相同，高度越高的小球运动到底端时速度越大，把纸盒撞击的更远，因此说明其动能越大；由此可以得出乙探究的是动能与物体速度的关系。 （3）[3]用撞击纸盒距离的长短反映小球的动能大小，这样研究问题的方法叫转换法。 （4）[4]根据能量转化，物体到达平面的动能是由物体的重力势能转化而来。从图甲可得出：当高度一定时，质量越大的物体具有的重力势能越大，由图乙可知，当质量一定时，高度越大的物体重力势能越大。故可以总结出物体的重力势能的大小与物体的质量和物体的高度有关。 13．(1) 木桩进入沙中的深度 转换 (2)甲、乙 (3) 不能 乙、丙两图中，质量和高度都不相同，没有控制变量 (4)乙 【详解】（1）[1][2]通过实验可以知道，是通过观察木桩进入沙中的深度来反应物体的重力势能大小的，木桩进入沙面越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大，这是物理探究过程中常用转换法。 （2）根据控制变量法，探究高度与重力势能的关系，应该控制质量一定，改变高度，故选甲、乙两次实验。 （3）[1][2]探究高度与重力势能的关系，应该控制质量一定，而乙、丙两图中，质量和高度都不相同，无法探究重力势能的大小与高度的关系。 （4）对比图甲、乙、丙三次实验，乙图中木桩进入沙中的深度最深，故乙图中物体具有的重力势能最大。 14．(1)转换法 (2)物体的动能大小与速度有关 (3) 错误 要探究动能与质量的关系。需要保证小球的速度不变，甲、丙两图中小球下落的高度不同，则到达水平面的速度不同，故不能得出动能大小与质量的关系。 (4)错误的 【详解】（1）实验中通过观察木块B被撞击后移动的距离长短来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。 （2）甲、乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，到达水平面时的速度不同，木块移动的距离不同，故可以得出结论：物体的动能与速度大小有关。 （3）[1][2]小丽的看法是错误的，因为要探究动能与质量的关系。需要保证小球的速度不变，甲、丙两图中小球下落的高度不同，则到达水平面的速度不同，故不能得出动能大小与质量的关系。 （4）图中所示的方法探究动能的大小与速度的关系，应改变小球撞击木块前的速度，控制其它因素相同。而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，不能通过木块移动的距离来判断动能的大小。 15．(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。 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 $