期末实验专题复习-功和机械能 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方法，系统构建动能、重力势能影响因素的知识逻辑链。 **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（控制质量/速度）、转换法（木块移动距离反映动能）|从实验现象推导动能与质量、速度的关系，联系汽车超速超载实际| |重力势能探究|3题|控制变量法（控制质量/高度）、转换法（陷入深度反映势能）|通过铅球/小球实验建立势能与质量、高度的关联| |阻力对运动影响|2题|科学推理（理想斜面实验）|从阻力对速度变化的影响推理不受力时的运动状态|

期末实验专题复习-功和机械能 1．物理小组在做“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，用质量为、的两个钢球，分别从同一斜面的、高度由静止开始滚下，观察木块被撞击后运动的距离，实验过程如图所示（）。请你完成下列内容： （1）实验过程中是通过比较______来反映钢球的动能大小； （2）由图甲、乙实验表明，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。表明：质量相同时，钢球的速度越大，动能越______（选填“大”或“小”）； （3）上述实验中，探究的“动能”是指______（填字母）； A．钢球在斜面上时的动能    B．钢球撞击木块时的动能 C．钢球撞击木块后的动能    D．钢球在刚释放时的动能 （4）在图乙、丙两次实验中，让钢球从斜面的同一高度自由滚下，若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，若木块滑出了水平木板，______（选填“能”“不能”）比较图乙、图丙两次实验得出“动能与质量有关”的结论。 2．如图是“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置。实验中让钢球从斜面上某个位置由静止沿斜面滚下，与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平面向右运动直到停止。 (1)实验中是通过观察_________来判断__________的动能大小； (2)让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止开始滚下，目的是使钢球_________（填“与木块碰撞前”“与木块碰撞时”“与木块碰撞后”）的速度相同； (3)换用质量相同的钢球从斜面的_________（填“相同”“不同”）高度由静止开始滚下，可以探究钢球的动能大小与_________的关系； (4)若水平面表面光滑，本实验将__________（填“能”“不能”）达到实验探究目的，理由是：___________。 3．汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。小东由此想要探究影响动能大小的因素。实验过程如下图，其中h1<h2。 (1)三次实验应让小球由静止开始滚下，实验中，动能的大小是通过_________来反映； (2)甲、乙两次实验探究的是动能与_________的关系。 (3)进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，由此可推断A、B两球的质量关系是：mA_________mB（>/</=），与乙图实验进行比较，可以得出：_______相同时，质量越大，动能越大。 4．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_________。 5．在探究“物体重力势能的大小与哪些因素有关”时，让A、B两个质量不同的铅球从沙坑表面上方由静止释放，铅球落下后陷入沙子中，实验情景如图甲所示。 (1)实验中通过比较______来判断铅球重力势能的大小。 (2)由实验情景甲可得出结论：当______一定时，物体的______越大，重力势能越大。 (3)若要探究物体重力势能与高度的关系，则需用______的两个铅球，让两球___________，比较它们陷入沙子中的深度。 (4)如图乙所示，C球由静止下落，D球沿光滑弯曲管道由静止滑下。实验表明，物体重力势能的大小与____________。 6．如图，在“探究重力势能大小影响因素”的实验中，有三个实心的、大小相同的小球A、B、C，，球A、C离沙地高度相同。现将三个球同时由静止释放，球落到沙地上静止时的情形如图中虚线球所示。 (1)根据__________可以判断出______球释放前的重力势能最大。 (2)比较球A、C的实验情况可得出影响重力势能大小的因素是________。 (3)某组同学在探究时为了显示重力势能的大小，甲同学用海绵代替沙子，乙同学用橡皮泥代替沙子，你认为______同学的方案更合适。 7．小华利用如图所示装置探究“阻力对物体运动的影响”，木块刚开始处于B处与弹簧接触（不相连），此时弹簧无形变。用手推动木块压缩弹簧至A点，然后迅速松手，木块在不同的水平面上向右运动，实验操作如下： 第一次将棉布铺在水平木板CD部分，让木块在棉布上运动； 第二次移走棉布，让木块在木板上运动； 第三次将薄玻璃板铺在水平木板CD部分，让木块在薄玻璃板上运动； 分别记录木块最终停止的位置。 (1)三次都让木块压缩弹簧到A点，使木块运动到B点时____相同； (2)实验表明木块受到的阻力越小，速度减小得越____（选填“快”或“慢”）。进一步推理可知：如果运动的物体不受力，它将做____； (3)伽利略通过图所示的实验和推理也得出了类似结论，请写出推理的合理顺序：____（用字母表示）。 8．如图所示，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h1=h3>h2，mA=mB<mC。 (1)小钢球在滚下斜面的过程中，它的动能大小是通过______（选填“高度h”或“距离s”）大小来反映的； (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，动能越________； (3)分析比较________两组实验可得出物体的动能与质量的关系； (4)综合上述可知，如图丁所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高________。 9．在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，小林设计了如图所示的实验。实验中让钢球从斜面上某一高度由静止沿斜面滚下，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，m2>m1， 不考虑空气阻力。 (1)钢球沿斜面滚下的过程中，钢球的重力势能转化为___________能。 (2)分析甲、丙两图可知，运动速度相同的物体，质量越大，动能越___________。 (3)用来研究超速安全隐患时，应选择___________两图进行比较。 (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。 10．如图是探究动能大小与哪些因素有关的实验装置。 (1)实验中通过观察木块在同一水平面上被推动的 ___ 来比较小球的动能大小。 (2)将同一小球从同一斜面的不同高度（h1＞h2）由静止开始释放的目的是：使小球到达斜面底部时的 __ 不同。 (3)小球推动木块，最后静止时的位置如图甲、乙所示，分析可得结论：___________ 。 11．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)实验中通过比较滚下的小球撞击木块移动的__________，来比较小球动能的大小，这种实验方法称为__________； (2)在探究动能与质量的关系时，为保证小球到达水平面的速度相同，需控制小球由静止下滑时的__________相同。通过比较__________两次实验可以得出：当速度一定时，小球质量越大，动能越__________； (3)比较甲、丙两次实验得出的结论可以解释汽车在高速路上__________（选填“超速”或“超载”）的危害。 (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。 12．某同学认为车祸的危害程度与汽车动能的大小有关，于是，他对汽车动能的大小跟什么因素有关进行了如下探究。 【猜想与假设】 （1）依据人们常说的“十次车祸九次快”，猜想：汽车动能的大小可能跟汽车的__________有关。 （2）依据交通法规“汽车严禁超载”，猜想：汽车动能的大小可能跟汽车的__________有关。 【设计实验】如下列图片所示，分别做甲、乙两组实验，用金属球模拟汽车，让金属球从光滑斜槽的某一高度由静止滚下，比较金属球在哪种情况下将物块推得更远。因为物块被推得越远，金属球对物块做的功越多，金属球刚到达水平面时具有的动能越大。 【进行实验与收集证据】 （1）甲组实验：让质量相同的两个金属球沿同一光滑斜槽分别从A处和B处由静止开始向下运动，测出金属球推动物块移动的距离。 （2）乙组实验：让不同质量的两个金属球沿同一光滑斜槽都从B处由静止开始向下运动，测出金属球推动物块移动的距离。 【分析与论证】 （1）甲组实验的目的是探究金属球动能的大小与__________的关系，初步得到的结论是：__________相同时，__________的物体，具有的动能越大。 （2）乙组实验的目的是探究金属球动能的大小与其质量的关系，初步得到的结论是：速度相同时，__________的物体，具有的动能越大。 【结论】汽车的动能跟汽车的质量和速度有关，速度越大，质量越大，它具有的动能越大。 【实践应用】汽车的__________能越大，一旦发生车祸，危害程度越大，所以，为了安全驾驶，必须严禁超载和超速。 13．兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究： (1)（猜想假设）由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟________有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟________有关； (2)（进行实验）他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越大，这种比较动能大小的研究方法是________； (3)（分析论证）分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：__________； (4)（实践应用）用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车__________（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因； (5)（交流评估）若本实验中水平面绝对光滑，则________（选填“能”或“不能”）得出正确结论。 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 参考答案 1． 被撞木块移动的距离 大 B 能 【详解】（1）[1]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，被撞木块移动的距离越远，钢球的动能越大。 （2）[2]由图甲和乙得实验结论，质量相同时，钢球的速度越大，被撞木块移动的距离越远，动能越大。 （3）[3]钢球滚落斜面底端时具有了初速度，具有动能，钢球撞击木块，使木块运动，所以“动能”是指钢球撞击木块时的动能，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 （4）[4]图乙、丙两次实验中，让钢球从斜面的同一高度自由滚下，保证了速度相同，质量不同，做图丙所示的实验时，若木块滑出了水平木板，说明木块移动的距离远，从两次实验中能比较出被撞木块移动的距离大小，故能得出实验结论。 2．(1) 木块滑动的距离 小球 (2)与木块碰撞时 (3) 不同 速度 (4) 不能 木块做匀速直线运动，无法通过比较运动的距离来比较动能大小 【详解】（1）[1][2]实验中是通过木块被小球推动的距离，来判断小球的动能大小，利用的物理研究方法为转换法。 （2）质量不同的小球从同一位置静止下滑，由控制变量法可知，目的是保证碰撞时小球的速度相同。 （3）[1][2]质量相同的钢球从斜面不同位置静止下滑，则小球碰撞前的速度不同，由控制变量法可知，探究的是钢球动能大小和速度的关系。 （4）[1][2]水平面光滑，小物体在水平面做匀速直线运动，不会停止，所以不能达到是实验目的。 3．(1)木块移动的距离 (2)速度 (3) ＜ 速度 【详解】（1）小球的动能越大，木块移动的具有越远，故可以根据木块移动的距离来判断动能的大小。 （2）甲、乙两次实验，乙的高度大一些，质量相同，故乙下滑后，到达水平面的速度大一些，探究的是动能与速度的关系。 （3）[1][2]进行图丙实验时，乙、丙实验对比，高度相同，到达水平的速度相同，木块被撞后滑出木板掉落，说明丙实验中小球的动能比较大，对外做功比较多，故推测出丙图的B小球的质量比较大，A球的质量小于B球；故得出结论速度相同时，质量越大，动能越大。 4．(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。 5．(1)铅球陷入沙子中的深度 (2) 下落高度 质量 (3) 质量相同 从不同高度下落 (4)运动路径无关 【详解】（1）在探究 “物体重力势能的大小与哪些因素有关” 的实验中，由于重力势能的大小无法直接观察和测量，我们采用转换法，通过铅球陷入沙坑的深度来反映铅球重力势能的大小。铅球陷入沙坑越深，说明铅球对沙坑做的功越多，其具有的重力势能就越大。 （2）[1][2]观察图甲，A、B两个铅球下落的高度相同，B球的质量大于A球的质量，且B球陷入沙坑的深度更深。这表明当物体下落的高度一定时，物体的质量越大，其具有的重力势能就越大。 （3）[1][2]若要探究物体重力势能与高度的关系，根据控制变量法，需要控制其他因素不变，只改变高度这一变量。所以要用质量相同的两个铅球，让两球从不同高度由静止释放，然后比较它们陷入沙子中的深度，从而得出重力势能与高度的关系。 （4）观察图乙，C球由静止下落，D球沿光滑弯曲管道由静止滑下，两球的质量相同，下落的高度也相同，虽然运动路径不同，但两球陷入沙坑的深度相同。这说明物体重力势能的大小与运动路径无关。 6．(1) 小球陷入沙地的深度 A (2)质量 (3)甲 【详解】（1）[1][2]实验中运用转换法，将不易测量的重力势能大小转换为小球陷入沙地的深度，观察图中小球陷入沙地的深度发现，球A陷入沙地的深度最深，故A球释放前的重力势能最大。 （2）大小相同的球A和球C，质量不同，离沙地高度相同，图中球A和球C陷入沙地的深度不同，即球A和球C释放前的重力势能不同，所以影响球A、C的重力势能大小的因素是质量。 （3）本实验是通过观察小球陷入沙地的深浅来判断影响小球的重力势能大小的因素，因重力势能的大小无法直接观察到，所以采用的是转换法，橡皮泥形变不能恢复，便于前后进行比较，而海绵会部分恢复原状不能保持最大形变，故更合适的是甲同学的方法。 7．(1)速度 (2) 慢 匀速直线运动 (3)CAB 【详解】（1）三次都让木块压缩弹簧到A点，弹簧的形变量相同，弹簧的弹性势能相同，放手后弹簧的弹性势能转化为木块的动能，木块的动能相同，所以木块达到B点的速度相同。 （2）[1][2]实验表明，接触面越光滑，木块受到的阻力越小，木块的运动状态改变得越慢，即速度减小得越慢，木块运动的距离越远，若接触面绝对光滑，木块不受阻力，运动状态将不会发生变化，所以木块将做匀速直线运动。 （3）图C接触面粗糙，存在摩擦力，是真实的实验过程，图A没有摩擦，是在C实验的基础上推理出来的，图B没有摩擦且多次降低斜面高度，是在A的基础上进一步推导得出的，故顺序为：CAB。 8．(1)距离 (2)大 (3)甲、丙 (4)车速 【详解】（1）小钢球从斜面滚下的过程中，其动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的，移动的距离越大，说明小钢球的动能越大。 （2）由甲、乙两组实验可知，高度h越大，小钢球到水平面时的初速度越大，小木块向前移动的距离s越远，说明小钢球的动能越大，故分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （3）根据控制变量法可知，若想分析物体的动能与质量的关系，应控制速度相同、质量不同，甲、丙两组实验中小钢球的质量不同，其高度相同，小球到水平面的初速度相同，故由甲、丙实验可得出物体的动能与质量的关系。 （4）速度相同时，质量越大物体的动能越大，故图中所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高车速。 9．(1)动 (2)大 (3)甲、乙 (4)不能 【详解】（1）钢球沿斜面滚下的过程中，质量不变，高度降低，速度增大，钢球的重力势能转化为动能。 （2）由图甲和丙可知，钢球的质量不同，丙图中钢球质量更大，钢球下落的高度相同，故其落到水平面的初速度相同，而丙图中木块沿水平方向向右运动的距离更远，故运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。 （3）用来研究超速安全隐患时，这里的单一变量必定是速度（即钢球下落的高度），要控制钢球的质量相同，甲、乙两图中钢球质量相同，钢球下落的高度不同，应选择甲、乙两图进行比较。 （4）若水平面绝对光滑，钢球撞击木块后，木块在水平方向上不受力的作用，由牛顿第一定律，木块将做匀速直线运动，本实验将不能达到探究目的。 10．(1)距离 (2)速度 (3)在质量相同的情况下，速度越快，动能就越大 【详解】（1）该实验利用转换法，小球动能越大，推动木块做功越多，木块移动的距离越远，因此通过观察木块被推动的距离来比较小球动能大小。 （2）同一小球质量相同，从斜面不同高度静止滑下，高度不同，小球到达斜面底部时的速度不同，该操作是为了控制质量相同，改变小球到达水平面的速度。 （3）实验中保持小球质量不变，改变下滑高度（改变速度），速度更大的小球推动木块移动的距离更远，因此得出结论：当物体质量相同时，速度越大，动能越大。 11．(1) 距离 转换法 (2) 高度 甲、乙 大 (3)超速 (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]为了保证小球到达水平面的速度相同，应使小球由静止从同一斜面相同高度下滑。 [2][3]要探究动能大小与质量的关系，根据控制变量法可知，应控制小球的速度相同，即小球下滑的高度相同，小球的质量不同，由图可知，甲、乙两次实验满足实验要求。甲图中小球的质量大，木块被撞击的距离远，可以得出：当速度一定时，小球的质量越大，动能越大。 （3）分析比较甲和丙两组实验可得，小球的质量相同，而下滑的高度不相同，运动到水平面时速度不相同，甲推动木块滑行的距离大，说明甲图中小球的动能更大，故可得物体质量相同时，速度越大，动能越大，可以解释汽车在高速路上超速的危害。 （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。 12． 速度 质量 速度 质量 速度越大 质量越大 动 【详解】【猜想与假设】（1）[1]“十次车祸九次快”指的是汽车速度过快容易导致车祸，所以猜想：汽车动能的大小可能跟汽车的速度大小有关； （2）[2]依据交通法规“汽车严禁超载”，猜想：汽车动能的大小可能跟汽车的质量有关； 【分析与论证】（1）[3][4][5]由甲组实验知，金属球的质量相同，金属球下滑的高度不同，金属球到达斜槽底端的速度不同，所以探究的是金属球动能的大小与速度的关系，初步得到的结论是：质量相同时，速度越大的物体，具有的动能越大； （2）[6]由乙组实验知，金属球的质量不同，金属球下滑的高度相同，金属球到达斜槽底端的速度相同，且金属球的质量越大，做的功越多，故初步得到的结论是：速度相同时，质量越大的物体，具有的动能越大； 【实践应用】[7]汽车的动能越大，能够做的功越多，一旦发生车祸，危害程度越大。所以，为了安全驾驶，必须严禁超载和超速。 13．(1) 速度大小 质量 (2)转换法 (3)物体的动能与质量有关 (4)超速 (5)不能 【详解】（1）[1]“十次车祸九次快”说明汽车车速越快越危险，具有的能量大，因此可以猜想汽车动能大小可能与汽车的速度大小有关。 [2]“安全驾驶莫超载”说明在同等情况下，车子质量越大，越容易发生危险，具有的能量比较大，因此可以猜想汽车的动能可能与汽车质量有关。 （2）用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越大。这种将不容易测量的物理量（动能），转换为了容易观察的物理量（木块被撞后运动的距离）的方法，就是物理学中常用的转换法。 （3）观察甲、乙两图可以发现，在小球下落高度，即小球到达水平面时的初速度相同时，甲中质量大的小球将木块撞的更远，因此可初步得出结论，物体的动能与质量有关 （4）观察甲、丙两图可以发现，在小球质量相同时，甲中下落高度大（即小球到达水平面时的初速度大）的小球将木块撞的更远，因此可说明汽车在超速行驶时危险性更大。 （5）若本实验中水平面绝对光滑，由牛顿第一定律可知，木块被撞后将保持一定的速度做匀速直线运动，并不会停下来，因此不能得出正确结论。 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 $