初中物理动能和势能的转化与守恒实验题

小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。实验步骤如下：

（1）将质量为m的小球从光滑斜面的A处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
（2）将质量为m的小球从光滑斜面的B处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．
（3）将质量为2m的小球从光滑斜面的B处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图丙所示．
根据上述三次实验，回答下列问题：
（1）钢球沿斜面滚下过程中，重力势能  动能 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）观察木块被撞击后移动距离的长短，是为了判断           ；这里用到的物理学研究问题的方法叫     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。
（3）为探究动能大小与物体运动速度的关系，应选用 两个图来分析。
（4）分析乙、丙两图，得到的实验结论是                                    。

如图所示，用装有细沙的容器、三脚小桌和质量不同的木块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”实验。①为该实验是通过观察比较____来间接判断物体重力势能大小的。②实验中采用质量不同的木块，是为了探究物体重力势能大小与物体____的关系，操作时应该让木块从____（选填“相同”或“不同”）的高度自由下落。③若要利用上述器材探究物体重力势能大小与物体高度的关系，你的做法是：                                    。

在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离。如甲图所示。请回答下列问题：

（1）从同一高度由静止释放的目的是        _，该实验的目的是研究铁球的动能大小与        （选填“质量”或“速度”）的关系。
（2）该实验是通过观察       的大小，来说明铁球对木块         的多少，从而判断出      （“铁球”或“木块”）具有的动能的大小。
（3）若水平面绝对光滑且不计空气阻力，该实验能成功吗?答：                      
（4）有同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块。该实验方案是否可行? 答：          若他按此方案操作，他会看到的现象是：              

(4分)（1）当要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显示出来．
例如：甲实验是让木块在木板上做________________运动，通过弹簧测力计的示数间接显示滑动摩擦力的大小；乙实验中球动能的大小是通过______________间接反映出来的．

（2）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采取一定措施控制变量．
例如：要研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，就要多次改变压力大小，同时控制接触面的粗糙程度不变．做实验时我们改变压力大小的具体办法是___________________；要研究动能跟质量的关系，就要改变物体质量，同时控制速度不变．具体办法是：换用不同质量的球，让它们从______________由静止滑下．

同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧（如图1所示）．小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏．结果发现小军的笔弹得高一些，小文分析：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？

小文猜想：
①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；
②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关．
（1）小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块，在同一水平面上进行了如图2所示的实验，此实验是为了验证猜想  ，实验中弹性势能的大小是通过  来体现的．
（2）请你设计一个实验方案来验证另一个猜想（写出简要的实验步骤，分析可能出现的现象并得出结论）．

如下图甲、乙、丙三组实验：


（1）甲组图中要求小车从斜面的同一高度滑下，结果小车在不同水平表面上运动的距离却不相同。根据这一实验现象得出的结论是: 平面越光滑，小车运动的距离就越远。这进一步说明：运动的小车受到的阻力越                ，速度减小的也越                。
（2）乙组图是探究                的实验。由D、F两图可得出结论是                。本实验中要求水平拉动测力计使物体在水平面上做匀速直线运动，其目的是为了                。
（3）丙组图实验中通过物块B被下落的小铁球A推动距离的远近，来反映小铁球A具有的                大小。甲、丙两组实验中均要求小车和小球从斜面的同一高度释放，这样做的目的是使它们刚运动到水平面上时具有                。

按要求完成下面实验题：
（1）在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图（甲）所示。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向       边旋一些（选填“左”或“右”）。调好后，第一组按图乙进行实验，第二组按图丙进行实验。你认为第       组实验更好，理由是该组更方便于             。
（2）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小云让质量不同的铁球从斜面的相同高度由静止释放，撞击同一木块，如图丁所示。本实验要探究的是物体动能的大小与物体         的关系；物体动能的大小是通过                          来反映的，这里运用的研究方法是          法。

按要求完成下面实验题： 
（1）在研究杠杆平衡条件的实验中：把杠杆挂在支架上，实验前没有挂钩码时，发现杠杆右端下倾，可将右端螺母向   边旋转（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡。使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量        ；实验中共有6个钩码，杠杆上每格距离相等，调节好杠杆平衡后，在杠杆左边离支点2格的A处挂了3个钩码，如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，你的做法是：                    。（写出一种方法）

（2）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小云让质量相同的铁球从斜面的     高度由静止释放（填“相同”或“不同”），撞击同一木块，如图乙所示。本实验要探究的是物体动能的大小与物体             的关系。

某同学用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响．他在水平台面上分别铺上不同材料，让同一小车从斜面上的同一高度由静止滑下，在小车停下的位置分别做上标记a、b、c．

（1）用同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时小车的　    　．
（2）若水平面上铺的材料种类是毛巾、木板、棉布，则标记c是小车在　  　表面下停下的位置．
（3）对上述实验进行分析并进一步推理：如果运动的物体在没有受到力的作用时，将　    　．
（4）若在水平面铺上同种材料，让同一小车从不同高度由静止滑下，则还可以探究小车　   　的关系（选填下列选项的序号）．
①重力势能与质量；②重力势能与高度；③动能与质量；④动能与速度．
（5）上述所有探究实验中都用到的科学研究方法有控制变量法和　    　．

如图甲所示，是设计的“探究小球的重力势能大小与哪些因素有关“的实验装置． 其中AB是四分之一光滑圆弧轨道，BC是粗糙的水平面，木块初始静止在B点，让小球从距水平面高h处由静止释放，小球刚好能沿着过A点的切线方向进入圆弧轨轨道，然后与木块发生碰撞，木块运动一段距离后最终停下来．小球可认为是光滑的，如圈乙所示，是实验过程中的三个步骤其中小球质量m₁＜m₂=m₃，小球由静止释放的位置距水平面的高度h₁=h₂＜h₃．

①在小球由静止释放到即将与木块碰撞的过程中，小球的重力势能转化为小球的　        　．
②通过观察　           　来比较小球的重力势能的大小．
③歩骤一、歩骤二是探究小球的重力势能大小与　            　关系．
④步骤二、步骤三是探究小球的重力势能大小与　           　的关系．

小明乘车时发现某段道路的限速标志牌(如图甲所示)。他提出了问题：汽车为什么要限速呢?他搜集的资料如下：汽车遇到意外情况时，司机从看到情况到反应刹车需要的时间叫反应时间，在反应时间内汽车原速前进的距离，叫反应距离。从刹车到车停下来，汽车前进的距离叫制动距离。实验数据如右表：
⑴利用表中第一组数据，计算出该司机的反应时间是______s。

⑵分析表中数据可知，影响汽车制动距离的主要因素是_______。
为什么同样道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度?小明做了如下实验：在斜面底端放置了一个纸盒，然后分别让两个体积相同的实心铁球和铝球从斜面顶端自由滚下(如图乙所示)。由实验可知：___________________________________________________________________________。
由于大型汽车高速行驶时的_____________较大，它的危险性就大。所以对不同车型要设定不一样的最高行驶速度。

利用如图装置进行“探究动能大小的影响因素”实验。用两根细绳将小球悬挂起来，拉起小球，当细绳与竖直方向成θ角后松手，小球撞击水平木板上的木块，记下木块移动的距离s。改变角度θ的大小，重复实验。

（1）利用如图两根细绳悬挂小球，而不用一根细绳，其好处是   。
（2）本实验探究的问题是物体的动能大小与   的关系。
（3）利用上述实验，同时还可以探究的问题是   。

如图，两相同小车分别从同一斜面不同高度由静止滑下，撞击水平面上的木块，该实验是探究动能与       的关系，通过比较        比较动能大小，木块因受到       最终静止。

某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B求质量为2m，让A、B两球从距沙表明高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h₁和h₂，C、D两球陷入沙深度均为h₃，且h₁＜h₂＜h₃．

（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过          来反映的；
（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：                ；
（3）比较A、C两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：               ；
（4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径            （选填：“有关”或“无关”）．

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按照_____________两图进行实验；实验中为了使两次小球在斜面底端时速度相同，采取的具体操作方法是_____________________。
（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是________________________________。
（3）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。
下面的四个实例中也采用这种研究方法的是        。

A．认识电压时，我们可以用水压来类比

B．用磁感线来描述磁场

C．探究电功大小与哪些因素有关，通过重物提升的高度来判断电流做功的多少

D．保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系