初中物理动能和势能的转化与守恒实验题

小明用如图所示的装置探究“动能大小与什么因素有关？”的实验步骤如下：

A.质量为m的小球从A处释放，将木块在水平面上推动一段距离，如图甲所示。
B.质量为m的小球从B处释放，将木块在水平面上推动一段距离，如图乙所示。
C.质量为2m的小球从B处释放，将木块在水平面上推动一段距离，如图丙所示。
（1）实验中小球动能的大小是通过观察比较＿＿＿反映出来的，这里用到了物理学研究问题的一种＿＿＿＿（直接测量/放大/转化）方法；
（2）为了探究动能的大小与物体运动速度的关系，应选用    两个图来分析，并由此得出的实验结论是               ；
（3）若水平面绝对光滑，该实验     （能/不能）得出探究结论。

如图所示，某同学将两个相同的斜面并排放在水平桌面上，利用他们探究动能或重力势能与哪些因素有关。

（1）将A、B两球（m_A＜m_B）分别从两斜面的相同高度处由静止同时释放，观察它们并排滚动且始终相对静止。这表明在滚动的任一时刻，两球的速度_________，且两球的速度跟_________无关。
（2）分别在水平桌面上的C、C′处放置相同的木块，再将两球分别从两斜面的相同高度处由静止同时释放，观察到________球将木块撞得更远。由此可得出结论：
①________________________________________________________________________;
②_________________________________________________________________________。

如图所示，学下小组的同学在探究“物体的重力势能的大小跟哪些因素有关”时，设计了以下实验：
实验方案：三个相同的木桩插在沙坑里，露出沙坑的高度相同，如甲图所示。取三个铁块从空中静止释放后撞击木桩，木桩陷入沙坑，如乙图所示。

（1）在此实验中，我们可以通过观察             来比较铁块重力势能的大小。
（2）见图，若h_A=h_B>h_C，m_A<m_B=m_C，那么：
比较A、B情况，说明                                      。
比较B、C情况，说明                                      。
（3）实验得出的结论是：物体重力势能的大小跟物体的       和       有关。

小明骑自行车上学途中，要经过一段上坡路．他思考：物体冲上斜坡的最大距离可能与哪些因素有关呢？
（1）他发现车子的初始速度越大，冲上斜坡的最大距离就越长．这是因为车子的初始速度越大，它的初始动能也越大，上坡过程中增加的         就越大重力势能
（2）他进而又提出两个猜想：
猜想一：物体冲上斜坡的最大距离可能与物体的质量大小有关；
猜想二：物体冲上斜坡的最大距离可能与斜坡的倾角大小有关．
为了验证猜想一，他将与水平面平滑连接的长木板以一定的倾角θ固定，如下图所示．实验时为了让不同质量的小球以相同的初始速度滑上长木板，请你在甲图中的虚线框内为小明设计一实验装置，并说明使用该装置进行实验时的操作要点：            
小明发现当不同质量的小球以相同初始速度滑上长木板时，向上滑行的最大距离均相同．这说明猜想一是             （选填“正确”或“错误”）的．
错误
在验证猜想二的实验中，小明让同一小球以相同的初始速度分别滑上不同倾角的长木板，测得的数据记录如表：

根据表中数据，请在图乙中描点作出s-θ图象．
根据图象得出的结论是：                      

小芳想验证重力势能与高度的关系：她在水平地面上铺一张纸，将篮球表面涂黑，使篮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示．球从较高处下落形成的圆斑是图中   （选填“A”或“B”），判断的依据                    ．同时发现，每次篮球落地后反弹的高度也不相同.针对这个问题大家进行了讨论,并提出了不同的猜想.
猜想1:篮球反弹的高度可能与球的型号有关；       
猜想2:篮球反弹的高度可能与下落的高度有关；　  
猜想3:篮球反弹的高度可能与地面材料有关.
于是,他们用两只充足气的#7(标准男子)、#6(标准女子)篮球及刻度尺,在水泥地面和木制地板上进行了实验，得到的实验数据如下表：

（1）要验证猜想2,需要选用实验序号为      、     的两组数据进行分析.
（2）通过实验,可得到的结论是:篮球反弹的高度与             、           有关，与                   无关.

如图展示了一些你熟悉的物理实验，请你根据要求填空:

(1)图A实验说明是：          ___                 ．
(2)图B实验表明：              __ _                       ．
(3)图C实验中，使卡片能跳起来的做法是：      __ _            ．

在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：
猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：弹性势能的大小是弹簧的材料有关．
为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和粗细相同），小球、木块和长刻度尺各一，设计了如图所示的实验装置进行探究．实验中，木块起始位置相同．最后得出以下实验记录表．

实验次数	使用的弹簧	被压缩后弹簧的长度/cm	木块移动的距离
①	弹簧A	5	S1
②	弹簧A	8	S2
③	弹簧B	5	S3
④	弹簧B	8	S4

（1）由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离，这种研究方法叫转换法．下列实验中用到此方法的是   _  __  （填序号）．
①探究“杠杆的平衡条件”②探究“温度的测量中用液面的升降表示物体的冷热程度”
（2）请将探究猜想一的方案补充完整．
①将弹簧A、小球、木块按如图安装好；

②压缩弹簧，使其长度为5cm．放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离S1；
③压缩弹簧，使其长度为_  __  　cm．放手后，小球被弹出，推动木块移动　_  __ ．
④比较分析实验数据_  __  和  ，得出结论．
（3）弹簧将小球弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成小球的_  __ 能．
（4）为了探究猜想二，可选用试验次数②和_  __ 的数据进行比较分析，若_  __ ，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关．

小明骑自行车上学途中，要经过一段上坡路．他思考：物体冲上斜坡的最大距离可能与哪些因素有关呢?
⑴他发现车子的初始速度越大，冲上斜坡的最大距离就越长。这是因为车子的初始速度越大，它的初始动能也越大，上坡过程中增加的___________就越大。
⑵他进而又提出两个猜想：
猜想一：物体冲上斜坡的最大距离可能与物体的质量大小有关；
猜想二：物体冲上斜坡的最大距离可能与斜坡的倾角大小有关。
为了验证猜想一，他将与水平面平滑连接的长木板以一定的倾角θ固定，如图甲所示。实验时为了让不同质量的小木块以相同的初始速度滑上长木板，请你在甲图中的虚线框内为小明设计一实验装置，并说明使用该装置进行实验时的操作要点：_________________________。

小明发现当不同质量的木块以相同初始速度滑上长木板时，向上滑行的最大距离均相同。这说明猜想一是___________(选填“正确”或“错误”)的。
在验证猜想二的实验中，小明让一木块以相同的初始速度分别滑上不同倾角的长木板，测得的数据记录如下表：

次数	1	2	3	4	5
木板倾角θ	10°	30°	53°	75°	85°
向上滑行的 最大距离s/m	0．50	0．40	0．36	0．39	0．43

根据表中数据，请在图乙中描点作出s—θ图象．由图象可知木块向上滑行的最大距离s与倾角θ的关系是_________________________________

研究的物理量不易直接测量时，都需要想办法把它们的大小间接表示出来．例如：如图所示，甲实验时让木块在水平木板上做           运动，通过弹簧测力计的示数间接显示滑动摩擦力的大小；乙实验中球的动能大小是通过              间接反映出来的．

在探究弹性势能跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：
猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B(长度和粗细相同)，小球、木块和长刻度尺各一只，设计了如图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同。最后得出以下实验记录表。

实验次数	使用的弹簧	被压缩后弹簧的长度/cm	木块移动的距离
①	弹簧A	5	S1
②	弹簧A	8	S2
③	弹簧B	5	S3
④	弹簧B	8	S4

 
(1) 由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离，这种研究方法叫转换法。下列实验中用到此方法的是＿＿＿＿(填序号)
①探究“杠杆的平衡条件”     ②探究“动能大小与哪些因素有关的实验”
(2) 请将探究猜想一的方案补充完整。
①将弹簧A、小球、木块按如图安装好；
②压缩弹簧，使其长度为5cm。放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离s₁；
③压缩弹簧，使其长度为＿＿＿＿cm。放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离＿＿＿＿；
④比较分析实验数据s₁和S₂，得出结论。
(3) 弹簧将小球弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成小球的＿＿＿＿能。
(4) 为了探究猜想二，可选用实验次数②和＿＿＿＿的数据进行计较分析，若＿＿＿＿，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关

为探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验。

(1) 实验中通过观察＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿来判断物体重力势能的大小。
(2) 要探究重力势能大小与高度的关系应选择图1和图＿＿＿＿进行分析比较。
(3) 图2和图3探究得到的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

物理课上，同学们观察了如图所示的实验：用细线将一金属小球悬挂起来，把小球拉到一定的高度（此时细线偏离竖直方向的角度为α，小球离开最低位置的距离为s，然后释放，小球将左右摆动。

（1）此实验说明：__________________________________________。
（2）刚开始时，他把小球拉到自己的鼻尖位置，然后放手让小球自由摆动，小球还能摆回到他的鼻尖位置吗？这是为什么？你能帮他解释吗？
（3）课后小宁同学提出这样的问题：小球来回摆动一次的时间（或摆动的快慢）跟哪些因素有关呢？对此，同学们进行了探究。小宁提出猜想：小球摆动的快慢可能跟细线的长度（L）有关。除了他的猜想外，请你再提出两个猜想：
①________________________________________________________。
②________________________________________________________。

在学习势能知识时，小明同学猜想物体的重力势能的大小可能与以下两个因素有关：物体高度、物体质量大小。为了证明自己的猜想，他对“重力势能大小与物体高度之间关系”进行了探究。小明把橡皮泥平铺在水平面上，让同一个金属球从不同高度自由下落，记录结果如表所示：

①小明同学依据              判断重力势能的大小；
②通过分析实验数据和现象，可以得出的实验结论是                   ；
③若想对物体质量大小是否影响重力势能大小进行探究，你认为，实验方案设计中，应控制          保持不变。

小明同学想探究影响铅球掷得远近的因素到底有哪些。如图20示，他以一支弹簧玩具手枪为实验器材进行了如下探究：

（1）玩具手枪的内部被压缩弹簧伸长时，可以将子弹射出，此时弹簧的     能转化成子弹的动能。
（2）手枪固定在某一高度，用同一颗子弹从枪口射出，以下是五次实验数据记录：

根据实验数据可以推测，小明探究的问题是：在相同条件下，子弹的射程可能和
            有关。
（3）分析数据，进一步得出结论：在相同条件下，枪管与水平面的夹角在       度（请填写具体数值）左右时，子弹射程最远。小明由此推想：相同条件下，铅球以这一角度掷出，掷得最远。
（4）小红同学认为，以上“探究子弹射程与水平夹角θ”实验方案还能再完善，可以进一步获得更准确的结论。你认为小明的方案还能做的改进是：               。

在生活、生产中我们常遇到下面事例：打夯时夯锤被高高抛起又下落，砸在工作面上；打桩机打桩时重锤被高高拉起又下落，打在桩面上……
（1）请你再举一个类似事例：                                      。
（2）这些事例涉及到的共同物理知识是：                          。
（3）小军看到打桩机，思考“重锤对地面打击力的大小与什么因素有关”的问题，并提出猜想一：打击力的大小与重锤的质量有关。
请你另提出一个猜想二：打击力的大小与__________有关。
（4）小军找来排球和足球模拟“打桩”来验证猜想一。设计实验方案如下：
a．用台秤分别称出排球和足球质量m₁、m₂。
b．在光滑平整的地板上放一张白纸，在白纸上叠放一张复写纸。将排球从纸的正上方一   定高度静止下落，排球打在复写纸上，在白纸上留下打击的复写印迹。记为“印迹1”
c．换用足球从另一高度落下，重作上面的实验。得到足球打击的“印迹2”
d .如何利用台称较准确地测出排球和足球的打击力F₁、F₂的大小？小军有点为难，请你完成测出F₁、F₂的方案：                                                          
                                                                       。
（5）请对小军的实验方案作出评估：