【期末实验专题复习】功和机械能 2025-2026学年物理八年级下册人教版(2024)
2026-06-22
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第十一章 功和机械能,复习与提高 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 773 KB |
| 发布时间 | 2026-06-22 |
| 更新时间 | 2026-06-22 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58446401.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦动能影响因素实验,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-实际应用”的知识逻辑链。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|动能影响因素探究|14道实验题|含方法应用(控制变量/转换法)、现象分析(木块移动距离)、结论推导(质量/速度与动能关系)、实际应用(超载/超速)|从实验原理(控制变量法控制速度/质量)到现象转换(木块距离反映动能),推导动能与质量、速度的定量关系,延伸至交通安全实际问题,体现科学思维与科学探究素养|
内容正文:
【期末实验专题复习】功和机械能
1.如图所示是某实验小组利用小钢球A和B、木块、木板等器材“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验。每次实验都让小钢球沿光滑斜面由静止向下运动,撞击木块使木块在水平木板上移动一段距离后静止。
(1)实验中,探究动能大小是指探究 (填序号)具有的动能;
A.小钢球在斜面上 B.小钢球撞击木块时
C.小钢球撞击木块后 D.木块被小钢球撞击后
(2)实验中,通过观察____________________来判断物体的动能大小,这种研究方法叫________________;
(3)如图甲所示①②两次实验,让质量不同的小钢球从斜面的同一高度处由静止滚下,目的是使两球到达水平面时具有相同的____________;分析①②两次实验,可得出结论:_________________。
(4)如图乙所示③④两次实验中,被同一小球由不同高度滚下撞击后,木块滑行过程中克服摩擦力做的功分别为W3和W4,则W3________W4(选填“>”“=”或“<”)。
2.在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)根据控制变量法可以推知,甲、乙两图研究的是动能大小与________(选填“速度”“质量”或“起始高度”)的关系;
(2)对比乙、丙两图,发现乙图中木块被推动的距离较远,则乙图中小球对木块所做的功W乙和丙图中小球对木块所做的功W丙的大小关系为:W乙________(选填“<”“>”或“=”)W丙。
3.为了研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小明同学利用如图所示装置探究物体动能大小与哪些因素有关。
(1)本实验所探究物体的动能是指________(选填“小球”或“木块”)的动能。
(2)每次实验前________(选填“需要”或“不需要”)将木块放到同一位置。
(3)如图甲、丙所示,同一小球从同一斜面的不同高度由静止释放,观察到甲图中木块被推出的距离较远,由此可得到的结论是:当质量一定时,________,物体的动能越大。图丁、戊两个交通标志中,________图运用到了该结论。
4.在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球由静止开始沿斜槽向下运动去撞击水平面上的木块,实验步骤如图甲、乙、丙所示。
(1)实验中通过观察比较______反映小球动能的大小,这种物理学研究问题的方法叫做______。
(2)实验中为了探究动能大小与速度的关系,应让质量相同的小球,从同一斜槽______(选填“相同高度”“不同高度”)由静止滚下。由图示可得出的结论是:______。
(3)通过比较乙、丙两次实验,可以得出的结论是:动能大小还与物体的______有关。
5.如图甲,小华用小球和木块来“探究动能大小与哪些因素有关”。
(1)本实验研究的动能是指( )(填字母)
A.小球在斜面上时的动能
B.小球撞击木块后木块的动能
C.小球撞击木块时的动能
(2)完成图甲、乙所示的操作是为了探究动能大小与______的关系;对比图乙、丙两次实验得出的结论可用来解释汽车______(选填“超速”或“超载”)的危害;
(3)下列实验中的物体,与本实验的木块作用相似的是( )(填字母)
A.“点火爆炸”实验中滴入的酒精
B.“探究影响重力势能大小因素”实验中的小桌
6.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小智同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验,让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平面上的木块相碰,铁球与木块在水平面上共同移动一段距离后静止。
(1)本实验探究的是________(选填“铁球”或“木块”)的动能大小影响因素;在探究动能大小与物体质量关系时,应选图中________两次实验进行探究,使铁球到达水平面时的________相同;
(2)如图甲、乙所示,质量为m的大球与质量为的小球,从同一斜面的同一高度由静止释放,观察到大球将木块推出的距离较远,由此可得到的结论是:当速度相同时,质量越大,_______越大;甲图中木块被推动时所受摩擦力大小________(选填“大于”、“小于”或“等于”)乙图中木块被推动时所受摩擦力大小;
(3)如图两个交通标志中,_________图运用到了(2)所述结论。
7.如图所示是“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验,实验记录的数据如表所示。
实验次数
1
2
3
钢球质量
100
200
100
钢球在斜面下降的高度
5
5
10
木块滑行的距离
10
20
30
(1)进行第1、2次实验时,让不同质量的钢球从斜面的同一位置自由滑下,这是为了控制钢球撞击木块时的_________相同;
(2)分析比较第_________两次实验数据可知:钢球的质量相同时,速度越大,动能越大。
8.小娟同学利用如图所示的实验器材与装置做“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验;
(1)根据_________图可以探究小球动能的大小与速度的关系,操作时让小球从_________(选填“相同”或“不同”)的高度由静止滚下;
(2)小球动能的多少不能直接看出,而是通过_________来得出,这种方法是_________;
(3)通过甲图的实验可以得出:_________;
(4)分析乙图的实验现象,可以初步得到的结论是_________;
(5)本实验中假如水平面绝对光滑,则_________(选填“能”或“不能”)得到实验结论。
9.小胜用如图1所示的实验装置探究影响物体动能大小的因素。
一些物体的动能
行走的牛
约
跑百米的运动员
约
飞行的步枪子弹
约
(1)本实验运用的物理研究方法是_________(填一种)。
(2)小胜通过实验探究,发现质量和速度都是影响动能大小的因素,得出实验结论后,又提出了新的问题,物体的质量和速度对物体动能的影响一样大吗?小胜查阅了相关资料,收集了一些物体的动能(如上表所示),结合生活经验分析表中数据,你认为在“质量”和“速度”这两个因素中,对物体动能影响较大的是_________。
(3)如图2为某段道路的标志牌,请结合所学知识解释:对不同车型限定不一样的最高行驶速度的原因是:_________。
(4)用如图1中装置和器材探究阻力对物体运动的影响,必须增加的器材是_________。
A.倾斜程度不同的斜面 B.粗糙程度不同的水平面 C.质量不同的钢球
10.如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图,让钢球从斜槽上由静止释放,与放在水平面上的木块相撞并滑行一段距离后静止,依次完成了甲、乙、丙三次实验。
(1)实验中钢球动能的大小是通过观察比较__________反映出来的,三次实验中木块的起始位置__________选填“相同”或“不同”,在木块的碰撞面上粘贴海绵片,可使钢球与木块在碰撞后__________;
(2)交通事故中高速公路上高速行驶的汽车造成的伤害事故一般比较大,为了帮助小明提供实验依据,应选择甲、乙、丙中的______________两个实验进行对比;
(3)如图a、b所示,是小明制作的“魔罐”。在制作魔罐的过程中,小明用一把质量较______选填“大”或“小”的锁挂在橡皮筋中央,并且要使橡皮筋与锁之间______选填“自由转动”或“固定不动”,向前滚出的魔罐又能自动滚回来,这主要是利用了橡皮筋的______选填“重力”或“弹性”势能。若去掉上述实验中水平面上的木块,魔罐代替钢球从斜面上静止释放,它______选填“能”或“不能”滚回起始位置。
11.为了探究物体的动能大小跟哪些因素有关,同学们设计了如下实验。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h2>h1,不考虑空气阻力。
(1)实验中是通过观察________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;
(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;
(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m₂的钢球 D.换质量小于m₁的钢球
(4)如图丁所示,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t1,B小球通过凹形槽的时间为t2,则t1________t2(选填“>”、“<”或“=”)。
12.在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下,将静止在水平面上的木块撞出一段距离,如图所示:
(1)在钢球从斜槽滚下的过程中,钢球的重力势能转化为______;
(2)实验表明,钢球质量越大,将木块撞得越远,对木块做功越多,钢球的动能就越______;
(3)在水平面上,被撞出的木块由于受到______力的作用而停下。假如水平面光滑且足够长,它将做匀速直线运动。
13.探究物体的动能大小跟哪些因素有关将木块放在水平面上的同一位置,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和由静止开始滚下,实验过程如图所示。
(1)通过___________来判断小球动能的大小;
(2)进行实验时,木块放在水平面上的位置___________(选填“是”或“不是”)必须相同的;
(3)分析甲、乙两图可以得到的结论是___________;
(4)分析乙、丙两图:该探究的结论可用来解释汽车___________(选填“超载”或“超速”)的安全隐患;最后进行图丙实验时,木块被撞出桌面范围,若要继续完成该探究,下列对图丙改进的措施可行的是:___________;(选填字母)
A.降低小球释放的高度
B.换用质量更小的钢球
C. 换用质量更大的木块
(5)小华觉得利用如图丁的装置,也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,撞击同一木块即可。小华的设计方案___________(选填“可行”或“不可行”),如果用该方案,你将观察到的现象是___________。
14.在“探究物体的动能与哪些因素有关”实验时,小明让大小不同的实心钢球从同一斜面上相同的高度处由静止滚下,在水平面上运动并推动木块移动,如图所示。
(1)实验中,大小不同的钢球在水平面上推动木块移动的距离________(填“相同”或“不同”)。本小问探究实验中运用的物理方法是________。
(2)小明选用大小不同的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下,是为了探究动能大小与________的关系。
(3)实验时,若让同一钢球从斜面相同高度处滚下,推动木块在粗糙程度不同的水面上移动,小明发现水平面越光滑,木块移动的距离越________(填“远”或“近”);若水平面绝对光滑,木块将________。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.(1)B
(2) 木块移动的距离 转换法
(3) 速度 当速度一定时,质量越大,物体的动能就越大
(4)<
【详解】(1)实验中改变小钢球的质量和下落高度,探究的是小钢球撞击木块时的动能,故ACD都不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)[1][2]小钢球的动能大小不易观察,实验中通过比较小球推动木块移动的距离判断物体的动能大小,采用了转换法。
(3)[1]如图甲所示①②两次实验,为了控制变量,让质量不同的小钢球从斜面的同一高度处由静止滚下,使两球到达水平面时具有相同的速度。
[2]分析这两次实验,小钢球速度相同,②中小钢球质量更大,木块被撞击后移动的距离更大,可初步得出结论为速度一定时,质量越大,物体的动能就越大。
(4)③④两次实验中,小球质量相同,④中小球下落的高度高,到达水平面时的速度大,动能大,木块被撞击后移动的距离远,木块移动过程中克服摩擦做功,摩擦力大小相同,由W=Fs可知,④中克服摩擦做功更多,故W3<W4。
2.(1)速度
(2)=
【详解】(1)如图甲、乙,小球质量相同,高度不同,释放后到达水平面时的初速度不同,根据控制变量法可以推知,甲、乙两图研究的是动能大小与速度的关系。
(2)乙、丙两图,小球质量相同,高度相同,小球的重力势能相同,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,接触面越光滑,阻力越小,速度改变的越慢,小球最终停下来后,动能全部被消耗,克服摩擦力做了多少功就有多少动能被消耗,所以,在乙、丙两个表面克服摩擦力做功相等。
3.(1)小球
(2)需要
(3) 速度越大 丁
【详解】(1)本实验将小球的动能转化为对木块做的功,也就是木块移动的距离。
(2)小球的动能大小可以转化为木块移动的距离,为了实验的严谨性,每次实验需要将木块放到同一位置。
(3)[1]如图甲、丙所示,同一小球从同一斜面的不同高度由静止释放,小球的质量相同,到达水平面的速度不同,甲图中,小球的速度大,木块移动的距离长,可以得到结论:当质量一定时,速度越大,物体的动能越大。
[2]图丁是限速的标志,图戊是限载的标志,所以丁图运用到了该结论。
4.(1) 木块被推动的距离 转换法
(2) 不同高度 当质量一定时,速度越大,动能越大
(3)质量
【详解】(1)[1]通过观察比较木块被推动的距离的远近来反映小球动能的大小,木块被推动的距离越远,表明小球进入水平面时的动能越大。
[2]把动能这个不便于测量的物理量转换为距离这个便于测量的物理量,这种物理学研究问题的方法叫做转换法。
(2)[1]实验中为了探究动能大小与速度的关系,应控制小球的质量相同,改变小球进入水平面时的速度,所以,应让质量相同的小球,从同一斜槽不同高度由静止滚下。
[2]分析甲、乙两次实验,小球质量相同,乙实验中小球滚下时高度较大,小球进入水平面时的速度越大,木块移动距离较大,表明乙实验中小球的动能较大,由此可得出的结论是:当质量一定时,速度越大,动能越大。
(3)分析乙、丙两次实验,小球高度相同,乙实验中小球质量较小,木块移动距离较小,表明乙实验中小球的动能较小,丙实验中小球质量较大,木块移动距离较大,表明丙实验中小球的动能较大,由此可得出的结论是:当速度一定时,质量越大,动能越大。
5.(1)C
(2) 速度 超载
(3)B
【详解】(1)由图可知,小球从斜面滚下,将木块推得越远,说明小球的动能就越大;故实验中,研究的动能是指在水平面上撞击木块时小球的动能,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(2)[1]由图甲、乙可知,相同的小球从不同高度滚下,到水平面时的初速度不相同,故此实验是为了研究动能大小与速度的关系。
[2]比较乙、丙两实验可知,小球下滑的高度相同,故到达水平面的速度相同,小球质量越大,木块被推动的距离较大,由此可说明,速度相同时,质量越大,动能越大,故可用来解释汽车超载的危害。
(3)本实验中木块被推动的距离可以反映出小球具有动能的大小,用到了转换法;“点火爆炸”实验中滴入的酒精被点燃后发生了“爆炸”,此时的酒精属于可燃物,没有体现转换法;“探究影响重力势能大小因素”实验中的小桌被撞击后,陷入沙坑的深度越大,说明物体具有的重力势能越大,体现了转换法,故选B。
6.(1) 铁球 甲、乙 速度
(2) 动能 等于
(3)乙
【详解】(1)[1]实验中运用转换法,用容易观察的木块被撞后移动的距离,来判断不容易观察的铁球的动能大小,所以本实验探究的是铁球的动能大小的影响因素。
[2]在探究动能大小与物体质量关系时,运用控制变量法,控制铁球的速度相同,改变铁球的质量,由于铁球从斜面的相同高度滚下,到达水平面时速度相同,所以应选图中甲、乙两次实验进行探究。
[3]由图甲、乙所示实验可知,两球从同一斜面的同一高度由静止释放,则两球到达水平面时的速度相等,所以图甲、乙两次实验可以使铁球到达水平面时的速度相同。
(2)[1]由图甲、乙所示实验可知,两球从同一斜面的同一高度由静止释放,两球到达水平面时的速度相等,质量为m的大球比质量为的小球将木块推出的距离更远,即质量为m的大球比质量为的小球的动能大,所以可得到的结论是:当速度相同时,质量越大,动能越大。
[2]由于摩擦力受压力大小和接触面粗糙程度影响,图甲、乙所示实验中,木块对水平面的压力大小不变,接触面粗糙程度也不变,所以甲图中木块被推动时所受摩擦力大小等于乙图中木块被推动时所受摩擦力大小。
(3)图甲是限速标志,防止质量一定时,速度过大,动能过大,造成交通事故;图乙是限重标志,防止速度一定时,质量过大,动能过大,造成交通事故;(2)中结论是当速度相同时,质量越大,动能越大,所以乙图运用到了(2)所述结论。
7.(1)速度
(2)1、3
【详解】(1)让不同质量的钢球从斜面的同一位置自由滑下,钢球到达水平面时的速度相同,所以这是为了控制钢球撞击木块时的速度相同。
(2)要探究动能大小与速度的关系,应控制钢球的质量相同,速度不同,由表中数据可知,1、3两次实验符合题意。
8.(1) 甲 不同
(2) 木块移动的距离 转换法
(3)物体质量一定时,速度越大,物体具有的动能越大
(4)物体的动能大小与物体的质量有关
(5)不能
【详解】(1)[1][2]要探究小球动能的大小与速度的关系,需要控制小球的质量相同,速度不同,所以甲图可以探究小球动能的大小与速度的关系;为了使小球到达水平面的速度不同,小球从不同高度由静止滚下。
(2)[1][2]小球动能的多少不能直接看出,通过转换成看得到的木块移动的距离,可以判断小球具有的动能的多少,这种研究方法叫做转换法。
(3)通过甲图的实验可以发现,质量相同时,小球下落高度越高,木块被撞击后移动的距离越远,即物体的动能大小与物体的速度有关。
(4)分析乙图的实验现象,小球下落高度相同时,速度相同,质量越大的小球撞击木块后,木块移动的距离越大,即可以初步得到的结论是物体的动能大小与物体的质量有关。
(5)假如水平面绝对光滑,被撞击的木块将不再受到阻力,则木块在水平方向上不受力,由牛顿第一定律可知,木块将保持匀速直线运动,故不能得到实验结论。
9.(1)控制变量法(或转换法)
(2)速度
(3)速度相同时,物体质量越大,动能越大
(4)B
【详解】(1)[1]探究影响物体动能大小的因素时,控制质量不同的小球从相同位置由静止滑下,研究质量和动能的关系;控制质量相同的小球从不同位置由静止滑下,研究速度和动能的关系,体现了控制变量法;实验中通过观察小方块被撞击后移动的距离,来判断小球动能的大小,体现了转化法。
(2)[2]由表中数据可知,子弹质量最小,但由于速度最大,所以动能最大,说明速度对动能影响更大。
(3)[3]不同的车型质量不同,因速度相同时,物体质量越大,动能越大,制动距离大,质量小的动能小,制动距离小,当制动距离相同时,不同车型限速就不同。
(4)[4]探究阻力对物体运动的影响,需要比较小车在不同表面上运动的距离,据此可知必须增加的器材是粗糙程度不同的水平面,故选B。
10.(1) 木块移动的距离 相同 静止下来
(2)甲、乙
(3) 大 固定不动 弹性 不能
【详解】(1)[1][2]实验中运用转换法通过观察木块被撞击距离的远近来表示钢球动能的大小,因此开始时木块的起始位置需要相同。
[3]在木块的碰撞面上粘贴海绵片,使钢球碰撞木块后静止下来,使钢球的动能转化为木块的动能,减小能量的损失。
(2)研究动能和速度大小的关系,应控制钢球的质量相同、速度不同。甲、乙两实验中,钢球的质量相同,所处的高度不同,钢球到达斜面底端的速度不同,且高度越高,钢球到达斜面底端的速度越大,此时木块被撞击的距离越远,说明钢球具有的动能越大,可得结论为:当质量一定时,物体的速度越快,动能越大,可以用来解释高速公路上高速行驶的汽车造成的伤害事故一般比较大的原因。
(3)[1][2][3]在制作魔罐的过程中,小明用一把锁挂在橡皮筋中央,并且要使橡皮筋与锁之间固定不动;使用质量较大的锁;魔罐在开始滚动的时候,具有动能,滚动的过程中,罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能,当动能为0时,弹性势能最大,魔罐开始向回滚动,在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小,罐子动能增大,弹性势能转化为动能。
[4]由于罐与地面之间存在着摩擦力,所以罐的机械能会减小,不能滚回原始位置。
11.(1) 木块被撞击的距离 钢球 甲、乙
(2)>
(3)D
(4)>
【详解】(1)[1][2]物体动能的大小无法直接测量,所以通过钢球对木块做功的多少来反映钢球动能的多少,即通过木块被推动的距离来判断钢球动能的大小,所用方法为转换法。
[3]超速是指汽车的质量一定,速度越大,动能越大,所以应选择质量相等、速度不同的小球进行实验,据此可知应甲、乙两图进行比较。
(2)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,则开始时钢球的重力势能大于木块克服摩擦力所做的功。
(3)木块滑出了水平木板,说明钢球的动能太大,实验中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。
(4)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,运动速度小于初速度;在下落过程中,重力势能转化为动能,速度等于初速度;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,运动速度大于初速度;在下落过程中,动能转化为重力势能,速度等于初速度;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,所以
t1>t2
12.(1)动能
(2)大
(3)阻
【详解】(1)在钢球从斜槽滚下的过程中,质量不变,高度减小,重力势能变小;速度变大,动能变大,重力势能转化为动能。
(2)实验中用木块被撞击后移动的距离来表示小球动能的大小,实验表明,钢球的速度一定时,钢球质量越大,将木块撞得越远,对木块做功越多,说明钢球的动能越大。
(3)在水平面上运动的木块,由于受到水平面阻力的作用,运动状态发生变化,最终会停下来。
13.(1)木块移动的距离
(2)是
(3)当质量一定时,小球的速度越快,动能越大
(4) 超载 B
(5) 不可行 木块移动的距离相同
【详解】(1)由于钢球动能大小不容易直接测量,这里采用转换法。钢球动能越大,对木块做功越多,木块移动的距离就越远。所以通过观察木块移动的距离来判断钢球的动能大小。
(2)实验中通过观察木块移动距离的远近来表示钢球具有动能的大小,因此进行实验时,木块放在水平面上的位置是必须相同的。
(3)甲、乙两图中钢球的质量相同,在斜面上下滑的高度不同,即到达斜面底端的速度相同,且钢球的速度越大,撞击木块移动的距离越远,说明钢球具有的动能越大,因此可得结论为:当质量一定时,钢球的速度越大,动能越大。
(4)[1]乙、丙两图中钢球在斜面上下滑的高度相同,即速度相同,钢球的质量不同,速度相同的钢球,质量越大,撞击木块移动的距离越远,说明钢球具有的动能越大,因此可得结论为:速度相同的钢球,质量越大,钢球的动能越大,该结论可用来解释汽车超载的安全隐患。
[2]A.探究物体动能与质量的关系时,必须保持速度相同,因此不能改变钢球在斜面上的高度,故A不符合题意;
BC.丙实验时,木块被撞出桌面范围,说明钢球具有的动能过大,因此要减小动能,钢球的质量不能换成更大的,但可以换成更小的,与乙实验中钢球的质量不同即可,故B符合题意,C不符合题意。
故选B。
(5)[1]探究动能与质量的关系需要控制速度相同,利用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,钢球获得的动能相同,由于质量不同的钢球在水平面运动时,受到摩擦力大小不同,导致钢球撞击同一木块时的速度不同,即实验中没有控制速度相同,故小华的设计方案不可行。
[2]如果用该方案,钢球对木块做的功相同,故可看到木块移动的距离相同。
14.(1) 不同 转换法
(2)质量
(3) 远 做匀速直线运动
【详解】(1)[1]钢球从同一斜面上相同高度处由静止滚下,到达水平面时速度相同。但大小不同的钢球质量不同,质量大的钢球具有的动能大,对木块做功多,推动木块移动的距离远,所以大小不同的钢球在水平面上推动木块移动的距离不同。
[2]通过钢球推动木块移动距离来反映钢球动能大小,将不易直接观察的动能转换为便于测量的木块移动距离,这是转换法。
(2)小明选用大小不同(质量不同)的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下,到达水平面时速度相同,质量不同,所以是为了探究动能大小与质量的关系。
(3)[1]水平面越光滑,木块受到的摩擦力越小。同一钢球从斜面相同高度处滚下,到达水平面时的动能相同,推动木块做功,根据W=Fs,在动能相同即做功相同的情况下,摩擦力越小,木块移动的距离越远。
[2]若水平面绝对光滑,木块不受摩擦力,根据牛顿第一定律,木块将保持原来的运动状态一直做匀速直线运动。
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