初中物理探究影响物体动能大小的因素实验题

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：　                                  　。

在探究动能大小与质量关系的两次实验中，小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图所示，木板固定在水平面上。该实验中小球的动能由　      　转化而来的，实验时通过比较木块在木板上滑行的　      　来比较动能大小的。图中错误的操作是　        　。改正错误后进行实验，发现乙图木块滑出的远些，则可以得出结论　                             　。

我们知道，动能的大小与物体的质量、速度有关。那么，哪个因素对动能的影响更大呢？对表中数据进行分析，能初步得出：　        　对动能的影响更大。

物体	动能
抛出去的篮球	约 $30J$
行走的牛	约 $60J$
百米冲刺时的运动员	约 $4000J$

为了探究物体动能的大小与哪些因素有关，某同学设计了如图所示的实验。

（1）由图甲、乙所示实验可得出：物体的动能跟它的　    　和　      　有关。

（2）本实验采用的科学研究方法有：　                      　。（只填一种）

（3）图甲中质量为 $m$、 $2m$的小球分别推动同一木块在同一水平面上运动时，木块受到的摩擦力分别为 $f_1$、 $f_2$，则 $f_1$　     　 $f_2$（选填“大于”“小于”或“等于” $)$。

（4）图乙中的水平面如果绝对光滑并无限长，木块被撞击后在水平面上的运动情况是　       　。

在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图 $a$、 $b$、 $c$所示，让质量为 $m$、 $2m$的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。

（1）小球动能是由　　（填某种能量）转化来的。

（2）实验中通过　　反映小球动能的大小。

（3）比较　　两图进行的实验，可以探究小球的动能与速度的关系。

（4）比较 $a$、 $b$两图进行的实验，可以得到小球的动能随质量增大而　　。

在做“探究动能大小与质量关系”的实验时，小明想：小球从相同高度滚下，若小球材质和斜面倾角不同，到达水平位置时的速度会相同吗？

（1）图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案，小明实验时选择 $A$方案而不能选择 $B$方案的原因是　　。

（2）小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。分别让球从斜面同一高度由静止开始释放，利用测速仪测出球到达水平位置时的速度如表所示。

	$10°$	$20°$	$30°$	$40°$	$50°$	$60°$
大钢球	2.67	2.67	2.67	2.75	2.88	2.97
小钢球	2.67	2.67	2.67	2.75	2.88	2.97
木球	2.67	2.67	2.67	2.67	2.74	2.89

分析表中数据可知：要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关，则斜面倾角不可能是　　。

$A.15°$

$B.25°$

$C.35°$

$D.45°$

（3）小明利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时，通过观察球撞击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小（图中未画出固定塑料软片的装置）。老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验，原因是　　。

斜面在生活生产中常见，在物理实验中也常用，以下物理实验都用到了斜面。

（1）利用斜面测平均速度，如图甲所示。若让质量不同的小车从斜面顶端由静止开始滑下，则它们撞击金属片时的速度　　（填“相同”或“不同” $)$；若增大斜面坡度，小车从斜面顶端由静止开始滑下，则撞击金属片时的速度　　（填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

（2）利用斜面研究阻力对物体运动的影响，如图乙所示。小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，在毛巾、木板、平板玻璃等不同的表面上前进不同的距离后停止，此过程中小车克服阻力做功。假设在毛巾、木板、平板玻璃面上小车克服阻力做的功分别为 $W_1$、 $W_2$、 $W_3$，请，比较它们的大小： $W_1$　　 $W_2$　　 $W_3$．假设小车滑到绝对光滑的表面上，那么小车克服阻力做的功为　　，此时小车做　　运动。

（3）利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关，如图丙所示。让小车 $A$从斜面的某一高度由静止开始滑下，在水平面上碰到物体 $B$后，将 $B$推出一段距离。若 $B$被推得越远，说明小车 $A$具有的动能越　　，小车 $A$下滑时的高度越　　、重力势能越　　。

相关资料表明，大部分重大交通事故是因为汽车超载超速造成的。兴趣小组决定对超载超速问题进行一次模拟探究，经讨论后认为，可以用小球作为理想模型，代替汽车作为研究对象，如图，将小球从高度为 $h$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、丙三次实验，其中 $h_1=h_3>h_2$， $m_A=m_B<m_C$

（1）把小球放在同一高度由静止开始沿斜面滚下是为了控制　　相同。

（2）实验中超载超速带来的危害程度用　　表示；

（3）研究超载带来的危害时，选择甲、乙、丙三次实验中的　　进行比较；

（4）为比较超载超速带来的危害程度，兴趣小组利用上述器材进行定量研究。得到数据如下表：

小球	质量 $/$克	高度 $/$厘米	木块滑动距离 $/$厘米
$A$	10	5	10
$B$	20	5	18
$C$	30	5	29
$D$	10	10	38
$E$	10	15	86

请根据上表数据分析，货车超载 $20\%$与超速 $20\%$两者相比，潜在危害较大的是　　。

相关资料表明，大部分重大交通事故是因为汽车超载超速造成的。兴趣小组决定对超载超速问题进行一次模拟探究，经讨论后认为，可以用小球作为理想模型，代替汽车作为研究对象，如图，将小球从高度为 $h$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、丙三次实验，其中 $h_1=h_3>h_2$， $m_A=m_B<m_C$

（1）把小球放在同一高度由静止开始沿斜面滚下是为了控制　　相同。

（2）实验中超载超速带来的危害程度用　　表示；

（3）研究超载带来的危害时，选择甲、乙、丙三次实验中的　　进行比较；

（4）为比较超载超速带来的危害程度，兴趣小组利用上述器材进行定量研究。得到数据如下表：

小球	质量 $/$克	高度 $/$厘米	木块滑动距离 $/$厘米
$A$	10	5	10
$B$	20	5	18
$C$	30	5	29
$D$	10	10	38
$E$	10	15	86

请根据上表数据分析，货车超载 $20\%$与超速 $20\%$两者相比，潜在危害较大的是　　。

用钢球、木块和带有斜槽的长木板。探究物体的动能跟哪些因素有关。

（1）如图甲，让钢球从斜槽上的某一高度由　　开始运动，撞击水平面上的木块。钢球撞击木块时具有的动能大小可通过木块移动的距离来反映。

（2）如图乙，将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验。实验表明，钢球质量一定时，从斜槽越高的位置开始运动，撞击木块的速度越大钢球的动能越　　。

（3）探究动能跟质量的关系时，应选择让质量　　的钢球从斜槽高度　　的位置开始运动。（选填“相同”或“不同” $)$

在探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小阳用同一实验装置，让从斜面上滚下的小钢球钻入水平面上的硬纸盒，完成以下实验。

（1）通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近，可以得出结论：质量相同时物体

的　 　越大，动能越大。对比甲、乙两次实验还可以得出：质量相同时，物体位置越高，重力势能　     　。在甲、乙两次实验中，硬纸盒所受滑动摩擦力　   　（选填“相同”或“不同”）

（2）如果做乙图实验时，硬纸盒被撞后滑出木板掉落，为防止因此造成硬纸盒损坏需改进乙图实验，再与甲图实验对比。在不改变木板长度的情况下，应采用以下　    　方法（填写正确选项前的字母）。

A．换用质量更小的钢球

B．给水平木板铺上毛巾

C．适当降低钢球的高度

D．换用一个较重的硬纸盒

（3）若要探究影响动能大小的另一因素，具体的操作方法是：选择两个　   　不同的钢球，从同一斜面相同高度由静止滑下。

（4）小阳在原硬纸盒的上表面粘上砝码，设计了如图丙所示实验，探究影响滑动摩擦力大小的因素，通过比较甲、丙两次实验可得出：滑动摩擦力与　            　有关。

在“探究影响动能大小因素”的实验中，如图所示，让小球从同一光滑斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平面上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后静止的位置。（已知h₁＜h₂＜h₃）

（1）球从斜面上滚下的过程中，小球的　     　能转化为小球的　    　能。

（2）本实验是通过　                 　比较小球动能的大小。

（3）分析图中的三次实验可以得出的结论是：物体的　     　一定时，　     　越大，它的动能越大；通过实验结论可知，开车时要注意不能　    　（“超载”或“超速”）。

“探究小球动能大小与哪些因素有关”的实验，如图所示。

（1）实验通过木块被小球推动　     　的大小，可比较出小球对木块　     　的多少，从而判断小球动能的大小，这种研究问题的方法叫　          　。

（2）要研究小球动能大小与质量的关系，应让不同质量的小球从斜面相同　     　由静止滚下，其目的是使小球运动到水平面时　       　相同。

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。

斜面是在生活和生产中常见的简单机械，也是物理实验中常用的实验器材。

（1）使用斜面提升物体可以省力。如图甲，将重力为50N的木块放在长1m、高0.2m的斜面上，沿斜面向上匀速拉动弹簧测力计，记下测力计的示数为16N，则该斜面的机械效率η＝　    　%，木块在斜面上运动时受到的滑动摩擦力为　    　N．继续探究，可以得出斜面越陡，省力越　   　（选填“多”或“少”），机械效率越　    　（选填“高”或“低”）

（2）用斜面“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，如图乙，使一个小球从斜面上不同高度由静止开始滚下，撞击水平面上的小木块，通过观察　               　比较小球动能的大小，可以探究物体的动能跟　     　这一因素的关系。