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，以控制变量法和转换法为核心，系统覆盖动能、势能影响因素，形成“概念-实验-结论-应用”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（如1、5、7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）|从动能定义出发，通过改变质量/速度，结合转换法推导动能与质量、速度关系| |势能探究|7题（如3、12、14题）|控制变量法（高度/质量单一变量）、转换法（沙中深度反映势能）|从重力势能/弹性势能概念，通过控制高度/质量/形变，探究势能影响因素|

期末物理专题复习：功和机械能实验题 1．在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从斜面顶端由静止滚下，撞击放在水平面上的木块，如图所示。 （1）实验中，木块被撞击后移动的距离越大，说明小球对木块做功越多，小球的动能________，这种实验方法叫_________法； （2）图甲、乙两次实验现象说明，同一小球的_________越大，动能越大； （3）图乙、丙两次实验，探究的是小球动能的大小与_________的关系，小球到达斜面底端C处时，两次的速度大小__________； （4）为了研究汽车超速带来的危害，应该选用图_________两次实验进行比较； （5）如图丁所示，炎热的天气里，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，该洒水车的动能将__________。 2．如图甲，小明和小华在观看奥运会射箭时，发现运动员弓拉得越弯，箭射得越远.他们思考：弹簧和弓相似，弹簧形变时弹性势能与哪些因素有关？经讨论后，小明和同学们提出了以下几种猜想： 猜想1：与弹簧的材料有关； 猜想2：与弹簧的弹性形变的程度有关; (1)为了验证“猜想1”是否正确，小明利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小球、一个木块，在同一水平面上进行了如图乙所示的实验.将同一小球分别挤压弹簧A和B，将弹簧A和B压缩__________（选填“相同”或“不同”）的长度，松手后，小球被弹开推动同一位置的木块，通过比较__________来比较弹簧A和B的弹性势能大小； ①小球被弹簧弹开过程中，将弹性势能转化为__________能，根据图乙中的实验现象，可以说明猜想1是__________（选填“正确”或“错误”）的； ②假若水平面光滑，本实验将__________（选填“能”或“不能”）达到探究目的； (2)小华设计了一个实验方案来验证“猜想2”： 实验步骤： a.将小球置于弹簧A右端，让小球挤压弹簧，放手后小球弹出，与木块相碰，木块移动的距离为s1； b.让小球再次挤压弹簧A，增大压缩程度，放手后，木块移动的距离为s2； c.换弹簧B重复上述a、b两个步骤。 ①实验结果发现s1<s2，说明__________； ②换用弹簧B再次实验的目的是__________。 3．如图所示，小鹏用装有细砂的透明容器、小桌和质量不同的铁块做“探究物体的重力势能大小与质量是否有关”的实验。他的主要实验步骤如下： ①将桌面粘有少量橡皮泥的小桌水平放在细砂上，将质量为的铁块举高到距小桌面高处自由释放，铁块落到小桌面上，用刻度尺测出桌腿进入细砂中的深度并记录在表格中。 ②将细砂整理平整后再放上小桌。将质量为的铁块举高到距小桌面高处自由释放，铁块落到小桌面上，用刻度尺测出桌腿进入细砂中的深度并记录在表格中。 根据以上叙述，回答下列问题： (1)在实验中通过观察_________反映铁块具有的重力势能的大小。 (2)小鹏在该探究实验的操作过程中存在的主要问题是___________。 4．如图甲、乙是小华和小强两位同学探究“物体的动能和势能的大小与哪些因素有关”的实验装置。 （1）为了探究动能与质量的关系，小华利用图甲进行的实验如下：让质量的两个小球从斜面上同一高度下滑，并撞击放在水平面上的木块，由于M在水平面上滑行一段距离之后再撞击木块，最终木块在水平面上滑行的距离相同。于是小华根据实验得出结论：物体动能大小与质量无关。这个结论与我们学习的结论不符，原因是__________； （2）小强利用图乙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，A、B、C三个物体的质量关系为：。图乙中B、C两物体从图示位置由静止释放，分别撞击两木桩使之扎入沙坑的深度相同，由此__________（选填“能”或“不能”）说明B、C的初始重力势能相同。 5．小明用质量分别为m、2m的两个钢球、木块和斜面来探究“影响动能大小因素”，实验过程如图所示。 （1）实验中通过_________反映钢球动能的大小； （2）如图甲、乙所示，将钢球放在同一斜面上不同高度处由静止释放，目的是使钢球在撞击木块时_________不同，通过实验现象可以得出：当质量一定时，物体的________越大，动能越大； （3）比较甲、丙两图进行的实验，得出的结论是_________。 6．在探究动能大小与哪些因素有关的实验中，小明联想到自己之前在U形滑雪场中滑雪的情景，于是结合所学知识和生活经验就滑雪者在U形滑雪场中可在斜面上滑行的最大高度与哪些因素有关提出了以下猜想： 猜想一：可能与滑雪者自身的质量有关； 猜想二：可能与上滑斜面的倾斜程度有关。 (1)小明利用木块、斜面等器材进行实验： ①实验前他将两个斜面OP与OQ对接成如图-1所示的装置后，将木块从斜面OP的同一高度处释放，经O点冲上斜面OQ，同时记录木块在斜面OQ上所能到达的最大高度h，之后改变斜面OQ的倾斜程度重复实验； ②更换______，重复上述操作，并记录相关数据。 (2)实验数据如下表所示： 实验序号 木块下滑的高度H/cm 木块的质量m/g 斜面OQ的倾斜程度 木块上滑的高度h/cm 1 18 20 40 10 2 18 20 30 13 3 18 20 20 15 4 18 25 40 x 5 18 25 30 13 6 18 25 20 15 ①分析1、2、3组实验数据可知，在其他条件一定时，______越大，木块在斜面OQ上所能到达的最大高度越小； ②进一步分析实验数据可知，木块在斜面OQ上所能到达的最大高度与______无关，据此可以推断出实验表格中x的值为______； (3)分析数据可知，实验中木块下滑的高度总是______（选填“大于”、“小于”或“等于”）木块经过O点后冲上斜面OQ的高度，原因是木块从斜面底端O点冲上斜面OQ的过程中，木块的动能没有全部转化为重力势能，还有一部分用来______； (4)请你根据生活经验猜想滑板在斜面上滑行的最大高度还可能与______有关。（写出一例即可） 7．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m的质量），分别从不同的高度h和H（H>h），观察水平面上木块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 _______________，来判断 _______动能的大小，他利用的研究方法是 ________（选填“控制变量法”或“转换法”）；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)由甲、乙两图可得出实验结论：物体的动能大小与 _______有关； (3)小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，他的看法是否正确？（选填“正确”或“错误”） _______，理由是 ____________________。 8．小雨与小组同学在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验时，将小钢球从高度为的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块在水平面向前移动一段距离后停下、先后完成图甲中的甲、乙、丙所示的三组实验。 （1）小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过______（选填“高度”或“距离”）大小来反映的； （2）分析比较______两组实验可得，物体速度相同时，质量越大，动能越大； （3）分析比较甲乙两组实验，所得到的实验结论，可以解释汽车______（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因； （4）小雨在探究“物体的动能与质量的关系”实验时，与小组同学探讨设计如图乙所示方案：用质量不同的小钢球将同一弹簧压缩到相同程度由静止释放（钢球与地面间摩擦力忽略不计），撞击水平地面上同一木块，使木块运动一段距离。实验中会看到木块移动的距离______（选填“相同”或“不相同”）。 9．如图所示的是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图，小明同学让同一钢球分别从斜面不同高度处由静止开始滚下，撞击木块。 (1)本实验探究的是______（选填“木块”“钢球”或“斜面”）的动能与______的关系； (2)实验中是通过观察______来比较动能大小的，此处使用的实验方法是______； (3)根据如图甲、乙所示的实验情景，可以得到的结论是：______； (4)在探究动能的大小与质量的关系时，当换用另一个钢球进行实验时，发现它将木块撞出了木板，要继续完成此实验，下列措施中可行的是：______（选填序号）； ①换质量更大的木块 ②降低第二次钢球的高度 ③换质量更大的钢球 ④换质量更小的钢球 (5)若水平面绝对光滑，本实验______（选填“能”或者“不能”）达到探究目的； (6)实验后，小明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”，于是他想进一步了解，在影响物体动能大小的因素中，哪个因素对动能影响更大。他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 小球进入水平面时的速度v/m•s-1 木块被撞后运动的距离s/m 1 30 10 1 4 2 30 40 2 16 3 60 10 1 8 ①为了探究“超载”安全隐患，应选择______（选填实验序号）两个序号的实验进行比较； ②分析表格中的实验数据可知：______对物体的动能影响更大。 10．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由静止释放，撞击同一木块，木块被撞出一段距离，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)将小球从同一高度由静止释放的目的是___________，该实验的目的是研究小球的动能大小与__________的关系。 (2)该实验是通过观察___________来反映小球的动能大小。 (3)小李同学将实验装置改进成图乙所示，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___________（选填“质量”或“速度“）的关系： (4)小李觉得利用图乙的装置，还能探究小球的动能大小与质量的关系。只需利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；小华觉得将质量不同的小球从同一高度静止释放（如图丙所示）撞击同一木块，也能探究小球的动能大小与质量的关系。你认为___________的设计方案不可行（选填“小李”或“小华”），理由是___________。 11．如图所示，小明在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的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s后停下，完成甲乙丙所示的三次实验，其中hA=hC>hB，mA=mB<mC。 (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 (2)小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过________（选填“高度h”或“距离s”）来反映的；若水平面绝对光滑，本实验将________（选填“能”或“不能”）达到探究目的； (3)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，分析比较甲和乙两组实验可得：物体质量相同时，速度越大，动能越________； (4)在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图丁所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球________（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等； (5)完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如下表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功________（选填“相等”或“不相等）。 表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 小车运动距离 最近 较远 最远 12．在“探究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，三个金属块A、B、C的质量关系为mA=mB<mC。如图甲，让它们从不同高度处释放。木桩被击打后陷入沙中的情形如图乙所示。 (1)实验中金属块的重力势能大小是通过___________来反映的。 (2)比较金属块A和B将木桩打入沙中的深度可得出结论：当质量一定时，___________。 (3)比较金属块B和C将木桩打入沙中的深度，小海认为：物体重力势能的大小与质量无关，你认为小海的观点是___________（填“正确”或“错误”）的，理由是___________。 (4)请你根据实验结论，提出一条安全警示标语：___________。 13．科创小组对“车祸危害程度、高空抛物危害程度与什么因素有关”进行了如下探究： (1)探究“车祸危害程度与什么因素有关”的实验： ①根据宣传标语“安全驾驶莫超载”猜想到“动能大小与物体的质量有关”；根据宣传标语“十个车祸九个快”猜想到“动能大小与物体的___________有关”。 ②在验证“动能大小与物体的质量有关”时，___________（选填“需要”或“不需要”）让小球从同一斜面的同一位置由静止释放。 ③对比图1中甲、乙两图，可得结论：___________。图1中图丁、图戊两个交通标志中，___________运用到了该结论。 ④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)探究“高空抛物危害程度与什么因素有关”的实验： ①图2中甲图所示实验过程中，通过观察___________（选填“物体下降速度”或“木桩陷入沙中深度”）来比较物体重力势能的大小； ②如图2中图甲所示，物块下降的过程中，动能___________，机械能___________（以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”）（不计空气阻力）； ③如图2中图乙所示，是某高楼天台上摇摇欲坠的西瓜，这引起了很多人的担心，这是因为此时西瓜具有较大的___________（选填“动能”、“重力势能”或“弹性势能”）。 (3)实验后，同学们学以致用，设计了火车进站前一段铁路工程图，如图3中图甲、乙所示，从节约能源的角度考虑，你将选择___________图的设计方案，请简要谈谈你选择的理由是___________。 14．同学们在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验时，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，如图为实验过程中的有关情景。 (1)本实验探究的是_______（选填“重物”或“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，这种研究方法是_______； (3)通过比较甲、乙两实验，可得出的结论是：当物体的质量相同时，所处高度_______，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。 15．如图所示，这是小明设计的探究物体的动能跟哪些因素有关的实验。 (1)小明将同一铁球先后从同一斜面的不同高度、（）处由静止释放后压缩同一根弹簧，记录铁球速度减为0时弹簧被压缩后的长度； ①实验中，铁球速度减为0时，弹簧被压缩后的长度越短，铁球刚到水平面时的动能越________； ②由此可初步得出结论：质量一定时，速度越大的物体动能越________。 (2)这个实验也能用来探究重力势能和________的关系。 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． 越大 转换 速度 质量 相等 甲、乙 减小 【详解】（1）[1][2]小球从斜面滚下，撞击木块，木块被撞击后移动的距离越大，说明小球对木块做功越多，小球的动能越大，用到转换法。 （2）[3]比较图甲和图乙可知，小球的质量不变，到达水平面的速度不同，乙图中小球到达水平面的速度较大，木块被撞击后移动的距离较大，动能较大，可以得到同一小球的速度越大，动能越大。 （3）[4][5]比较图乙和图丙可知，小球到达水平面的速度相同，小球的质量不同，探究小球动能的大小与质量的关系，小球在C处的速度相等。 （4）[6]为了研究汽车超速带来的危害，应该控制小球的质量不变，改变小球在水平面上运动的速度不同；甲和乙两图小球的质量相同，高度不同，小球自由释放后在水平面上的运动速度不同，所以选用图甲、乙两次实验进行比较。 （5）[7]炎热的天气里，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，速度不变，质量减小，该洒水车的动能将减小。 2．(1) 相同 木块移动的距离 动 正确 不能 (2) 弹性势能与弹簧弹性形变程度有关 寻找普遍规律，避免实验的偶然性 【详解】（1）[1]为了验证“猜想1”是否正确，实验时应改变弹簧的材料，控制弹簧的弹性形变的程度相同，所以应将弹簧A和B压缩相同的长度。 [2]小球被弹开推动同一位置的木块，弹簧的弹性势能越大，木块移动的距离越大，所以通过比较木块移动的距离来比较弹簧A和B的弹性势能大小。 [3]小球被弹簧弹开过程中，弹簧的形变程度变小，弹性势能变小，小球的速度增加，小球的动能增加，将弹性势能转化为动能。 [4]由图乙可知，两个木块移动的距离不同，说明两弹簧的弹性势能不同，所以根据图乙中的实验现象，可以说明猜想1是正确的。 [5]假若水平面光滑，木块被撞击后，将做匀速直线运动，将一直运动下去，无法比较木块移动的距离，本实验将不能达到探究目的。 （2）[1]实验中用同一个弹簧进行实验，弹簧材料相同，弹簧的形变程度不同，两次木块移动的距离不同，则两次弹簧的弹性势能不同，则实验结果发现s1<s2，说明弹性势能与弹簧弹性形变程度有关。 [2]若只用弹簧A进行实验，实验次数太少，实验结论存在偶然性，所以换用弹簧B再次实验的目的是寻找普遍规律，避免实验的偶然性。 3．(1)桌腿陷入细沙中的深度 (2)没有控制铁块举高到小桌面的高度不变 【详解】（1）实验中重力势能是看不见摸不着的，因此采用了转换法，把铁块重力势能的大小转换为桌腿陷入细沙中的深度，陷入细沙中的深度越深，重力势能就越大。 （2）本实验是探究物体的重力势能大小与质量是否有关，依据控制变量法，须控制影响重力势能大小的另一因素：铁块距小桌面的高度相同，由题意知道，H1=60cm，H2 =80cm（H1 ≠H2 ）。所以该探究实验的操作过程中存在的主要问题是没有控制铁块举高到小桌面的高度不变。 4． 木块没有放在斜面底端 能 【详解】（1）[1]由图得，两球的质量不同，让小球从斜面上同一高度下滑，小球到达水平面的速度相同，实验中通过小球撞击木块，木块移动的距离看出小球动能大小，此时木块放在斜面的底端，由图得，木块没有放在斜面底端，导致结论出错。 （2）[2]B、C两物体从图示位置由静止释放，撞击两木桩使之扎入沙坑的深度相同，说明BC撞击木桩过程中，克服摩擦阻力做的功相同，说明B、C的初始重力势能相同。 5． 木块被推动的距离 速度 速度 当速度一定时，物体的质量越大，动能越大 【详解】（1）[1]实验中，通过观察木块被推动的距离来反映钢球动能的大小。这是因为，当钢球撞击木块时，如果钢球的动能较大，那么它就能将木块推得更远；反之，如果钢球的动能较小，那么木块被推动的距离就会较短。 （2）[2][3]如图甲、乙所示，将钢球放在同一斜面上不同高度处由静止释放。这样做的目的是使钢球在撞击木块时具有不同的速度。钢球从越高的地方滚下，它在撞击木块时的速度就会越大。通过实验现象，可以得出：当质量一定时，物体的速度越大，动能越大。 （3）[4]比较甲、丙两图进行的实验，可以发现：甲图中钢球的质量为m，丙图中钢球的质量为2m，由于高度相同，它们在撞击木块时的速度是相同的。丙图中的木块被推动的距离明显比甲图中的长。这说明，当速度一定时，物体的质量越大，它的动能就越大。 6．(1)质量不同的木块 (2) 斜面OQ的倾斜程度 木块质量 10 (3) 大于 克服摩擦做功转化为内能 (4)斜面的粗糙程度 【详解】（1）②要探究动能是否与质量有关，还需更换质量不同的木块，重复上述操作，并记录相关数据。 （2）①[1]分析1、2、3组实验数据，木块下滑的高度、木块的质量都相同，斜面OQ的倾斜程度越大，木块上滑的高度越小。可知，在其他条件一定时，斜面OQ的倾斜程度越大，木块在斜面OQ上所能到达的最大高度越小。 ②[2][3]进一步分析或2、5或3、6实验数据可知，木块在斜面OQ上所能到达的最大高度与木块质量无关，据此比较1、4数据可以推断出实验表格中x的值为10。 （3）[1][2]分析数据可知，实验中木块下滑的高度总是大于木块经过O点后冲上斜面OQ的高度，原因是木块从斜面底端O点冲上斜面OQ的过程中，木块的动能没有全部转化为重力势能，还有一部分用来克服摩擦做功转化为内能。 （4）接触面摩擦力越大，消耗动能越多，所以滑板在斜面上滑行的最大高度还可能与斜面的粗糙程度有关。 7．(1) 木块B移动的距离长短 小球 转换法 不能 (2)速度 (3) 正确 质量大的小球到达水平面时的速度较小，而撞击木块后，木块移动的距离反而大，说明动能大小还和质量有关 【详解】（1）[1][2][3]根据转换法的思想，实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小。 [4]若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，木块将一直运动下去，则不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小。 （2）由甲、乙图可知，质量相同的小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，到达水平面时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，所以得出的实验结论为：物体的动能大小与速度有关。 （3）[1][2]虽然甲、丙两图中没有控制小球到达水平面时的速度相同（没有控制小球下落的高度相同），但是质量大的小球到达水平面时的速度较小，而撞击木块后，木块移动的距离反而大（s3>s1），即质量大的球动能大，故小明的看法是正确的。 8． 距离 甲丙 超速 相同 【详解】（1）[1]小钢球从斜面滚下过程中，因为动能无法直接观察，故将其动能大小是转换为小木块移动距离s的大小来反映，运用了转换法。 （2）[2]研究物体的动能与质量的关系，要控制速度大小相同，即小球在斜面上释放时的高度相同，而小球的质量不同，故分析甲、丙两组实验可得出物体的动能与质量的关系，即物体速度相同时，质量越大，动能越大。 （3）[3]分析比较甲、乙两组实验可知，小球的质量相同，而小球在斜面上释放时的高度不同，甲图中小球释放时的高度大，到达水平面时的速度大，推动木块滑行的距离远，故可得出结论：物体质量相同时，速度越大，动能越大，可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因。 （4）[4]用质量不同的小球将同一弹簧压缩到相同程度，弹簧的弹性势能相等，释放小球时，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，不计摩擦时，小球获得的动能相等，小球撞击水平地面上同一木块，小球的动能转化为木块的动能，木块的动能相等，所以木块运动距离相同。 9．(1) 钢球 速度 (2) 木块移动的距离 转换法 (3)质量一定时，速度越大，物体的动能就越大 (4)④ (5)不能 (6) 1、3 速度 【详解】（1）[1]实验中的研究对象是钢球，钢球从同一斜面某处由静止释放，将重力势能转化为动能，探究的动能是钢球撞击木块前在水平面上的动能。 [2]由甲、乙两图可知，钢球质量一定，下落高度不同，到达水平面时的速度不同，所以探究的是动能大小与速度的关系。 （2）[1][2]钢球动能的大小无法直接观察得出，可以通过观察木块被撞击后移动的距离来比较动能大小的，此处使用的实验方法是转换法。 （3）甲、乙两图中，同一钢球分别从斜面不同高度处由静止开始滚下，钢球的质量一定，到达水平面时的速度不同，甲图中钢球的高度更高，到达水平面时的速度更大，木块被推的更远。所以可得结论：质量一定时，物体的速度越大，动能越大。 （4）在探究动能的大小与质量关系时，需要控制速度大小不变，改变质量。当换用另一个钢球实验时，发现它将木块撞出了木板，这说明该球的质量太大了。 ①换质量更大的木块，由于木块对接触面的压力增大，摩擦力也将增大，无法比较木块移动的距离，故①不符合题意； ②实验中需要控制速度相同，降低第二次钢球的高度，下滑到水平面时的速度会变小，应控制速度相同，故②不符合题意； ③换质量更大的钢球，则钢球更容易使木块滑出木板，故③不符合题意； ④换质量更小的钢球，能减小木块移动的距离，故④符合题意。 故可行的是④。 （5）若水平面绝对光滑，木块被撞击后将做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来判定动能的大小，所以不能达到探究目的。 （6）[1]研究超载隐患时，应控制小球运动的速度相同即下落的高度相同，而改变小球质量，由表中实验数据可知，应选择1、3实验进行比较。 [2]根据序号为1、2的实验数据可知，小球的质量相同，小球进入水平面的速度变为原来的2倍，木块被撞移动的距离变为原来的4倍；根据序号为1、3的实验数据可知，小球进入水平面的速度相同，质量变为原来的2倍，木块被撞移动的距离变为原来的2倍，所以在相同条件下速度对物体的动能影响更大，带来的安全隐患更大一些。 10．(1) 控制速度相同 质量 (2)木块移动的距离 (3)速度 (4) 小李 弹簧弹性势能相同，小球弹出后动能相同，但球的质量不同，所以速度也不同，没有控制变量 【详解】（1）[1][2]根据实验的要求可知，从同一高度由静止释放的目的是控制小球到达水面时初速度相同，即控制速度相同；实验控制速度相同从而研究小球动能大小与质量的关系。 （2）根据转换法，动能的大小通过观察木块移动的距离来反映出来。 （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）[1][2]我认为小李的设计方案不可行。因为弹簧弹性势能相同，小球弹出后动能相同，但球的质量不同，所以速度也不同，没有控制变量。 11．(1)B (2) 距离s 不能 (3) 速度 大 (4)静止 (5)相等 【详解】（1）据题意可知，实验中探究的是小球进入水平面时的动能，即小球撞击木块时的动能的大小，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 （2）[1]在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，小球从斜面滑下，到达水平面撞击小木块，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。 [2]如果水平面光滑，小球和木块将做匀速直线运动，不能判断小球所具有动能大小了。 （3）[1]动能的大小与物体的速度和质量有关；使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，则小球到达水平面时的速度不同，所以，这是为了研究动能大小与物体速度的关系。 [2]分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，推动木块移动的距离越远，则物体的动能越大。 （4）让质量不同的小球、同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若任一时刻两球的速度大小相等，即以任何一个小球为参照物，另一个小球都是静止的，所以若C球相对于A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。 （5）让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终都停下来，克服摩擦力做功使其动能最终变为零，动能全部转为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相等。 12．(1)木桩被击打后陷入沙中的深度 (2)物体的高度越高，具有的重力势能越大 (3) 错误 B、C两金属块释放的高度不同 (4)禁止高空抛物 【详解】（1）实验中金属块的重力势能大小是通过木桩被击打后陷入沙中的深度来反映的，这是转换法的应用。 （2）A、B的质量是相同的，物块B的高度大于A的高度，B撞击的木桩陷入沙中的深度大于A撞击的木桩陷入沙中的深度，B对木桩做的功多，B的重力势能大，所以结论为：当质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能越大。 （3）[1][2]由图可知，B、C下落的高度不同，质量也不同，击打木桩的深度相同；根据控制变量法，要探究物体重力势能的大小与质量的关系，应控制物体下落的高度相同，故结论是错误的。 （4）由上述实验可知，物体的质量越大，高度越高，重力势能越大，为了避免安全事故的发生，可以提出的安全警示标语：禁止高空抛物。 13．(1) 速度 需要 速度相同时，物体的质量越大，动能越大 戊 不能 (2) 木桩陷入沙中深度 变大 不变 重力势能 (3) 乙 火车进站时，利用上坡将动能转化为重力势能储存起来，减少因刹车而损耗的能量，火车出站时，利用下坡将重力势能转化为动能，节省能源 【详解】（1）根据“十次车祸九个快”可知，猜想到“动能大小与物体的速度有关”； 在验证“动能大小与物体的质量有关”时，需要控制速度相同，所以需让小球从同一斜面的同一位置由静止释放，这样小球到达水平面时的速度相同。 对比图1中甲、乙两图，小球下滑到斜面底端的速度相同，甲中小球质量更大，推动木块移动的距离更远，可得结论：速度相同时，物体的质量越大，动能越大。 图1中图丁（限速标志）、图戊（限载标志）两个交通标志中，限载标志用到了该结论，通过限制质量来控制动能大小； 如果水平面绝对光滑，木块被撞击后将做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来比较动能大小，所以不能达到探究目的。 （2）在图2中甲图所示实验过程中，通过将木桩陷入沙中深度来比较物体重力势能的大小，这是转换法的应用。 如图2中图甲所示，物块下降的过程中，高度降低，速度变大，质量不变，所以动能变大；不计空气阻力，机械能守恒，所以机械能不变。 如图2中图乙所示，高楼天台上摇摇欲坠的西瓜，位置较高，质量较大，所以具有较大的重力势能。 （3）选择乙图的设计方案。理由是：火车进站时，利用上坡将动能转化为重力势能储存起来，减少因刹车而损耗的能量；火车出站时，利用下坡将重力势能转化为动能，节省能源。 14．(1)重物 (2) 比较桌腿陷入沙子的深浅 转换法 (3) 越高 乙、丙 【详解】（1）让重物从高处落下，撞击桌面的中心部位，桌腿陷入沙子，在探究重力势能的大小与哪些因素有关实验中，探究的是重物的重力势能。 （2）[1][2]实验中重物的重力势能大小不能直接比较，而是通过比较桌腿陷入沙子的深浅来比较，桌腿陷入沙子越深说明重物做的功越多，它原来具有的重力势能越大，运用了转换法。 （3）[1]比较甲、乙两实验，物体的质量相同，乙图中物体的高度较大，桌腿陷入沙子较深，说明它的重力势能较大，可以得到结论：物体的质量相同时，所处高度越高，重力势能越大。 [2]要探究重力势能与质量的关系，应控制其他变量保持不变，换用不同的重物，让它们从相同高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度，故应比较乙、丙两实验。 15．(1) 大 大 (2)高度 【详解】（1）[1]在这个实验中，铁球的动能用来压缩弹簧，弹簧被压缩的过程是铁球对弹簧做功的过程。根据能量转化，铁球的动能转化为弹簧的弹性势能。如果弹簧被压缩后的长度越短，说明铁球对弹簧做的功越多，也就意味着铁球刚到水平面时具有的动能越大。 [2]同一铁球质量一定，从不同高度释放，高度越高到达水平面时的速度越大。观察到高度为（速度大）时弹簧被压缩得更短，说明铁球动能更大。由此可初步得出结论：质量一定时，速度越大的物体动能越大。 （2）实验中同一铁球质量不变，从不同高度释放，高度不同时铁球的重力势能不同，到达水平面时压缩弹簧的情况不同，所以这个实验也能用来探究重力势能和高度的关系。 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 $