初中物理探究影响物体动能大小的因素实验题

在初中物理的学习中，我们曾用斜面做过多次探究实验，如图甲是利用斜面“探究阻力对物体运动的影响”；如图乙是利用斜面“探究动能大小与哪些因素有关”；如图丙是“测定斜面的机械效率”．

（1）在甲、乙实验探究中，都有让小车从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是什么？
（2）在甲、乙实验探究中“阻力对物体运动的影响”和“小车动能的大小”分别是由什么来显示的？
（3）下表是小明测定斜面机械效率实验的记录数据，请你完成表中①②处的数据，分析表中数据，写出实验结论．

斜面倾斜程度	木块所受重力G/N	斜面高度h/m	沿面拉力F/N	斜面长L/m	有用功W有/J	总功W总/J	机械效率η
较缓	5	0.2	2.1	1	1	2.1	48%
较陡	5	0.5	3.6	1	2.5	①	69%
最陡	5	0.7	4.3	1	3.5	4.3	②

在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一光滑斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。

（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用  __  两图；实验中应保证  __  相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是  __  。
（2）该实验是通过观察  __  来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。
（3）若质量不同的小球分别从斜面的不同高度静止下滑推动同位置的纸盒，则  __  （选填“能”或“不能”）根据纸盒被推动的距离来判断小球初始重力势能的大小。

为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小亮同学设计了如图甲、乙、丙所示的探究实验。将A.B.C三个小球先后从同一装置，高度分别为h_A.h_B、h_C的位置滚下（m_A=m_B<m_C,h_A=h_C>h_B），推动小木块运动一段距离后静止，请你对以下问题进行解答：

（1）选择甲、丙两图所示实验进行比较，是用来研究       带来的安全隐患。
（2）选择甲、乙两图所示实验进行比较，可以得到的结论是              。

图甲是探究“影响动能大小因素”的实验装置。

（1）本实验中小球A的动能大小通过木块B在水平桌面上　          　来体现。若不用木块B，在桌面上铺一条毛巾，　     　（填“可以”或“不可以”）用小球A在毛巾表面滚动的距离来体现。

（2）将小球A放在同一斜面上　      　（填“相同”或“不同”）高度处由静止释放，目的是使小球在撞击木块B时速度不同，通过实验现象可以得出结论：质量相同的物体，　       　，动能越大。

（3）善于动脑的小明设计了如图乙所示的方案：用同一个钢球两次将同一弹簧压到不同程度，两次实验弹簧具有的弹性势能　     　（填“相同”或“不同”），放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同，从而验证了动能与速度的关系。接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做　     　（填“能”或“不能”）验证动能与质量的关系。

请仔细阅读材料，根据材料提供的信息回答问题：
小文借助速度传感器和其他仪器，进行“影响动能大小的因素”的实验。多次测小车质量、小车在水平面上运动的初速度和滑行的距离，数据如表1和表2所示。

(1)该实验过程中，小车在平面上运动的初速度是通过改变 （选填“高度” 或“质量”）来改变的。分析实验数据得出：动能大小与物体的质量和运动的速度有关．且速度对动能影响较大。那么动能与质量和速度之间又有怎样的定量关系呢？
通过查阅瓷料知道：动能与物体的质量成正比，与速度的二次方成正比，其表达式为：E_k=1/2mv²。小文有一个质量为0.8kg的遥控玩具车，在水平地面上以5m/s的速度匀速前进，其动能为      J
(2)实验中，小车在水平面上运动一段距离后静止下来，是由于克服摩擦做功，消耗了小车的动能，且做功的多少就等于减少的动能，即W=E_k1一E_k2质量是2×10^-3kg的子弹，以300rn／s的速度射入厚木板，射穿后的速度是100m／s。子弹穿过木板的过程中，克服摩擦阻力所做的功为       J。

为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验．

(1)图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景．该方案是为了探究动能大小与_________关系，若木块被撞后移动的距离越远，说明小球对木块的推力___________越多，小球撞击木块时的动能__________．
(2)图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景．据此，你能得出的结论是_____________．
(3)若质量不同的小球分别从斜面的不同高度静止自由释放推动同位置的木块，则    (选填“能”或“不能”)根据木块被推动的距离来判断小球初始重力势能的大小．
(4)实验后，同学们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”，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，得到的数据如下表：

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 运动的距离s/m
1	30	10	4
2	30	20	16
3	60	10	8

(a)为了探究“超载”安全隐患，应选择      两个序号的实验进行比较．
(b)为了探究“超速”安全隐患，应选择      两个序号的实验进行比较．
分析表格中对应的实验数据可知：      对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重．

为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明选用小车、斜面、木板、钩码、木块等器材进行如下的实验探究：

（1）实验中，通过比较小车推动木块距离的远近，来判断小车动能的大小，这种常用的实验方法是    法(选填“控制变量法”或“转换法”)。
（2）为了研究汽车超速问题，实验中应选择      两个图进行比较，得到的结论是：小车的质量一定时，速度越大，则动能越大；
（3）为了研究汽车超载问题，实验中应选择乙、丙两个图进行比较，得到的结是：              。

图甲是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图。

（1）实验时小明选用大小不同的实心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。

（2）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平面上移动，小明发现水平面越光滑，木块移动的距离越　      　（选填“远”或“近”），若水平面绝对光滑，木块将　        　。

（3）同班的小红同学，发现木块移动的距离没有其他同学的明显，认为是木块太重的原因造成的。为了验证猜测，小红又增加了弹簧测力计、砝码等器材，进行了“滑动摩擦力与压力大小关系”的探究，首先完成了如图乙所示实验，她的下一步操作是　           　。

小明猜想：动能的大小可能与物体的质量和速度有关。因此，他设计了如下两种实验方案：
A．让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离（如图甲所示）；
B．让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离（如图乙所示）。

（1）实验中是通过观察        来比较小车对木块做功的多少的。
（2）A方案是为了探究动能大小与       关系，若木块被撞后移动的距离越远．说明小车对木块的推力   越多，小车撞击木块时的动能    。
（3）小明想用B方案探究动能大小与质量的关系，该方案是否合理？            ，理由是        。
（4）假若水平面绝对光滑，本实验将        (选填“能”或“不能”)达到探究目的，原因是        。

汽车超载、超速是造成重大交通事故的重要原因。某物理兴趣小组决定对超载超速问题进行模拟探究。如图，将小车从同一斜面上由静止开始滑下，推动同一木块向前移动一段距离后停下，完成甲、乙、丙三次实验。其中h ₁＝h ₃＞h ₂，m ₁＝m ₂＜m ₃。请根据实验现象完成下列问题。

（1）实验中超载、超速带来的危害程度是通过 　                　来表示的；

（2）研究超载带来的危害程度时，选择甲、乙、丙三次实验中的 　                　进行比较；

（3）研究超速带来的危害程度时，选择甲、乙、丙三次实验中的 　                　进行比较；

（4）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。

小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球 $m$和 $M(M$的质量大于 $m)$，分别不从同的高度 $h$和 $H(H>h)$静止开始放下，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，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、乙图可得实验结论：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，她的看法是否正确？　　（选填“正确”或“错误” $)$，理由是：　　。

如图所示是“探究物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置。实验中，让同一个钢球从斜面上的不用高度由静止滚下，碰到同一木块。

（1）实验中，通过观察　　来判断钢球动能的大小。

（2）实验中，让同一个钢球从斜面上的不同高度由静止滚下，是为了探究钢球动能的大小与其　　的关系。

（3）如果水平面是光滑的，木块收到钢球撞击后将做　　。

（4）本实验的科学研究方法用到了控制变量法，在你所学的物理探究实验中，哪些实验也用到了这个研究方法，请举一例：　　。

在研究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，将钢球从某一高度由静止释放，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。

实验次数	钢球质量 $m/g$	钢球下摆高度 $h/\mathit{cm}$	木块滑行距离 $s/\mathit{cm}$
1	20	30	35
2	40	30	65
3	60	30

（1）本实验使钢球获得动能的操作方法是　                                 　。

（2）从上表数据可以看出，实验中控制了　   　相同，从而探究动能与　    　的关系。

（3）第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做　       　 $J$的功；第3次实验时，木块被撞后滑出木板无法记录数据，需要重做第三次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度，你认为应当采用　          　同学的建议。

（4）由上述实验数据和现象可得出结论：　                                  　。

为探究物体动能的大小与哪些因素有关，某实验小组利用斜面、质量不同的小钢球、木块等器材进行了如图所示的实验。

（1）实验中小钢球的动能的大小是通过　                          　来判断的。

（2）实验中通过　   　两图来探究动能大小与质量的关系，两次实验，让小钢球从同一高度自由滚下，目的是使小钢球滚到斜面低端时具有相同的　    　。

（3）实验中通过甲、乙两图可以得出结论：在质量一定时，物体的　   　越大，动能越大。

（4）若在进行甲、丙两图实验时，丙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，需要重新进行丙图的实验，下列方法可行的是　    　

A．换用表面更粗糙的木板             B．换用一个质量较大的木板

C．换用质量较小的钢球                D．降低钢球滚下时的高度。

小明为研究动能大小与哪些因素有关,设计了如图实验，让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和水平面平滑相接，请结合实验回答下列问题：

（1）实验中通过     反映小球动能的大小；实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度       (选填“越大”或“越小”)时，观察到弹簧被压缩得越短，说明小球动能大小与速度有关.
（2）为了研究动能大小是否和物体质量有关，应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度滚下，这样做的目的是      .
（3）实验中小明发现小球压缩弹簧后被弹簧弹回到斜面上，为了研究小球被弹回到斜面上的高度与哪些因素有关，小明分别将玻璃板、木板和毛巾铺在接触面(含斜面和平面)上，进行实验，而保证小球质量和高度       (选填“相同”或“不同”)，发现当小球在玻璃表面滚动时被弹回的高度最大，在毛巾表面滚动时被弹回的高度最小，因此小明认为小球被弹回的高度与接触面粗糙程度有关.
（4）小明在(3)实验所得结论基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回的越高，如果接触面光滑到没有摩擦，那么小球将（ ）
A．沿着斜面匀速直线运动
B．不能上升到初始高度，最终静止在平面上
C．上升到初始高度后静止
D．能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动
（5）小明在(4)中用到一种科学方法，下面哪个定律或原理的得出用到了同一种方法（ ）
A．阿基米德原理             B．杠杆原理             C．牛顿第一定律