初中物理动能和势能的转化与守恒实验题

小明猜想重力势能的大小可能与物体的质量及被举的高度有关．为了验证自己的猜想，小明进行了如下实验，让锥子自由下落扎到旧书上，书上被扎出孔，如图所示．

（1）比较甲和乙是通过控制      来探究重力势能的大小与      的关系；
（2）要验证重力势能的大小与高度有关，应选择图中的      和      进行对比实验．
（3）小明设想了以下两种方案来判断物体重力势能的大小，你认为最佳的是（      ）
A．看出书上扎出孔的深度；B．数出被扎出孔的纸的页数．

某小组同学用实验小车去撞击同一木块来研究小车的动能与小车的质量和速度之间的关系，实验时利用了DIS装置精确地测出了小车撞击木块时的速度，小车撞击木块后与木块一起向前滑动，该同学借用木块滑动的距离来反映小车动能的大小，记录的实验数据如下表所示。为了进一步探究动能与所测物理量间的数值关系，他们进行了适量的运算，将结果记录在表中最后一列中。

实验 序号	小车质量 （千克）	小车速度 （米/秒）	木块滑动距离（米）	小车速度的平方 （米/秒） ^2
1	0.20	0.7071	0.2	0.5000
2	0.40	0.5000	0.2	0.2500
3	0.60	0.4083	0.2	0.1667
4	0.20	1.0000	0.4	1.0000
5	0.40	0.7071	0.4	0.5000
6	0.60	0.5773	0.4	0.3333
7	0.20	1.225	0.6	1.5000
8	0.40	0.8660	0.6	0.7500
9	0.60	0.7071	0.6	0.5000

（1）本实验进行多组实验的目的是                 。
（2）若用0.80千克的小车进行第10次实验，当小车的速度是      米/秒（结果精确到0.0001）时，木块滑动的距离与第9次实验相同。
（3）综合分析比较表中的数据及相关条件，得到的结论是：               。

利用如题图所不装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。
将小球A 、B 分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C 发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。题图中的摆长L 都相同，θ_A＜θ_B，球A 、B 的质量分别为m_A、m_B , ( m_A＜m_B) 。

( l ）如题图甲、乙所示，同时释放A 、B ，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的     无关。
( 2 ）如题图甲、乙所示，观察到B 球能将木块c 撞得更远由此可得出结论：                  。
( 3 ）图乙中小球B 到达竖直位置时的速度       （填“大于”、“小于”或“等于”）。图丙中小球B 到达竖直位置时的速度如题图乙、丙所示，图丙中木块C 滑行得更远些，由此可得出结论：           。

小东猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验
探究动能的大小与哪些因素有关。
（1）如图甲所示，让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面从B处分别开始运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。小球从同一高度开始运动的目的是使两球____________________。由甲得结论：__________。
（2）如图乙所示，让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，得出的结论是：_________________。

回顾买验和探究(请将下列实验报告中的空缺部分填写完整):
(1)探究影响压力作用效果的因素:

(2)探究影响动能大小的因素:

如图所示是小明探究“物体的重力势能大小与物体的质量和被举起的高度是否有关”的活动，所做三次实验的情景.

（1）为探究“重力势能大小与物体被举起的高度是否有关”，应选     两组实验，观察比较这两组实验，得到的结论是__________________________________________.
（2）小明为了探究“重力势能大小与物体的质量是否有关”，选择了乙和丙两组实验，老师他的选择是错误的，请你分析原因                             。

在图中，甲是用绳和木棍体验“滑轮组”威力的装置；乙是正在旋转着升降的滚摆；丙是用于“探究水和沙子吸热升温的属性”的装置：

（1）图甲证明了                              ； 
（2）图乙说明了                                ； 
（3）图丙的实验中用加热时间的长短表示物质                           。

如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关？”的实验示意图。A球的质量和高度都可改变，问：
①该实验要探究的是物体动能的大小与物体________________的关系。
②该实验探究物体的动能是指物体____(选填“A”或“B”)。
③该实验物体动能的大小是通过__________________来反映的。
④该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时___________（选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的速度，它是通过_______（选填“高度”或“质量”）来改变的。
⑤实验中多次让物体从斜面同一高度上静止滚下时，应改变________（选填“物体A”或“物体B”）的质量，这是为了研究物体动能与物体质量的关系。

图（a）是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止灌下，碰到同一木块上；图（b）是探究“牛顿第一定律”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的平面上运动，请回答一下问题：
   
（1）图（a）实验的目的是探究钢球动能的大小与      的关系.通过木块被推动距离的大小，说明钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小，这种常用的实验方法是法        .
（2）图（b）实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下的目的是：       .水平面越光滑，小车受到的摩擦力越     （填“大”或“小”），根据小车运动距离的远近，推理得出：运动的物体如果不受外力作用，将永远做             .
（3）小明同学想在图（a）基础上继续探究物体动能的大小与质量的关系，请你帮他设计实验，写出简要的实验步骤及论证方法：                             .

如图所示的下列情景中：

（1）如图（a）是子弹射穿苹果的情景，表明运动的子弹具有       能；
（2）图（b）是山区常见盘山公路，盘山公路可以看作是我们学过的一种简单机械——斜面，它的主要目的是使汽车在上坡时能       ；但不能省       ；
（3）如图（c）所示，其他条件不变，若卡片上的二个卡口之间的间隔越小，则卡片会跳得越       （选填“高”或“低”）；
（4）如图（d）所示，如果合上开关，将出现         现象（选填“断路”或“短路”），除了两只灯都不亮以外，还会造成             的不良后果．

小华回顾两年来所学知识时，想到了如图甲、乙两个实验，他进行了如下总结：

（1）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来。如：甲实验是让木块在水平面上做         运动，通过读取弹簧测力计的示数间接知道摩擦力的大小；乙实验中小球动能的大小是通过比较小球推动物块B运动　          　的大小表现出来的。
（2）一个物理量与多个因素有关，当要研究这个物理量与某个因素的关系时，要采用法。如：甲实验研究摩擦力的大小与压力大小的关系时，就要多次改变        的大小，同时保持接触面的粗糙程度不变；乙实验研究小球动能的大小与速度的关系时，就要多次改变速度的大小，同时控制小球的　  　　不变。
（3）两个实验都发生了能量的转化。甲实验中木块与水平面摩擦时，机械能转化为          能；乙实验中小球加速滚下时，         能转化为动能。

【湖北省荆州市2015年中考物理试题】孝定同学在探究“机械能及其转化”实验时，设计并进行了以下实验．

（1）如图甲，质量为m的小球从高度为h的光滑斜面顶端由静止自由滑下，到达斜面底端的速度为v，此过程只有动能和重力势能相互转化．如果小球在斜面顶端时重力势能为mgh，在斜面底端时重力势能为零，动能为mv²。且h=0.2m，g=10N/kg，则小球滑到光滑斜面底端时的速度为  m/s。
（2）如图乙，将小球以一定的速度v₀沿水平方向抛出，小球运动过程中也只有动能和重力势能相互转化．时间t内小球在水平方向运动的距离为x=v₀t，在竖直方向下落的高度为y=gt²，则y与t²的关系可用丙图中的图线  表示。
（3）如图丁所示，小球沿光滑斜面AB由A点静止自由滑下后进入光滑水平桌面BC，已知小球经过B点时速度大小不变，小球从C点水平抛出后落在水平地面E点，地面上D点在C点正下方，已知CD竖直高度为1.25m，θ=30°,g=10N/kg，若要求DE间的距离大于2 m，则斜面AB的长度至少为     m。

利用如图所示实验装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”时，将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块会在水平面上滑行一定距离后停止．图中的摆长L都相同，θ₁<θ₂，球A、B的质量分别为m_A、m_B，且m_A<m_B．

（1）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的     无关．
（2）如图甲、乙所示，观察到B球将木块C撞得更远些，由此可得出结论：                    
（3）图乙中小球B到达竖直位置时的速度        （大于／小于／等于）图丙中小球B到达竖直位置时的速度．
（4）如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：                   

小华回顾两年来所学知识时，想到了如图甲、乙两个实验，他进行了如下总结：

（1）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来。如：甲实验是让木块在水平面上做         运动，通过读取弹簧测力计的示数间接知道摩擦力的大小；乙实验中小球动能的大小是通过比较小球推动物块B运动　          　的大小表现出来的。
（2）一个物理量与多个因素有关，当要研究这个物理量与某个因素的关系时，要采用法。如：甲实验研究摩擦力的大小与压力大小的关系时，就要多次改变        的大小，同时保持接触面的粗糙程度不变；乙实验研究小球动能的大小与速度的关系时，就要多次改变速度的大小，同时控制小球的　  　　不变。
（3）两个实验都发生了能量的转化。甲实验中木块与水平面摩擦时，机械能转化为          能；乙实验中小球加速滚下时，          能转化为动能。

李明等几位同学准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。同学们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧粗细有关。他们设计的实验装置如图，弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面A点左侧光滑，右侧粗糙。物体P压缩弹簧到B点后从静止释放，运动到C点弹簧恢复到原长与物体脱离，物体运动到D点停止。请补充完成他们的探究过程：

（1）对同一根弹簧，物体P压缩弹簧至B点，从静止释放，运动到D点。测量＿＿＿＿之间的距离和＿＿＿＿之间的距离，并改变＿＿＿＿之间的距离，测多组数据，分析数据得到：弹簧长度变化量越大，弹性势能越大。
（2）对原长相同、只有粗细不同的两根弹簧，物体P分别压缩弹簧至同一位置B点，从静止释放，运动到D点。分别测量＿＿＿＿之间的距离。改变压缩量，重复试验，分析数据得到：弹性势能与弹簧粗细有关。