初中物理动能和势能的转化与守恒实验题

在上体育课时，有两个同学做了如下游戏：他们取了5Kg和4Kg的两个铅球，让两个铅球从沙坑上方的同一高度下落，发现5Kg的铅球下陷的深一些，于是这两个同学认为质量大的铅球重力势能一定大。请设计实验证明这两个同学的说法是错误的。

在上海世界博览会的中国国家馆内，“水的流动”贯穿了展览的各个层面。目前，水资源的利用已成为各国探讨的热点。请回答以下问题：
(1)水具有的动能属于________再生能源。（选填“可”或“不可”）
⑵水具有比热容大的特点。以下现象中能用此特点解释的是________。（选填序号）
A．可以用循环流动的水冷却汽车发动机
B．寒冬季节，放在室外装满水的玻璃瓶会破裂
C．0℃的冰熔化成0℃水的过程中要吸收大量的热

理想实验的研究方法是进行科学研究的重要方法，许多物理学的规律和模型的产生都是在理想状态下推理得到的。比如：我们学习的牛顿第一定律就是理想实验研究方法得到的定律。牛顿曾研究过这样一个问题：他发现人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面，于是牛顿提出了一个“大炮”的设想，后来他经过实验画出了 “大炮”的草图（如图）——在地球的一座高山上架起一只水平大炮，以不同的速度将炮弹平射出去，射出速度越大，炮弹落地点就离山脚越远。在此基础上他推想：当射出速度足够大时，炮弹将会如何运动呢？牛顿通过科学的推理得出了一个重要的结论。这就是著名的“牛顿大炮”的故事，故事中牛顿实际也用到了理想实验的研究方法。请回答：

（1）为什么掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面？
（2）牛顿在该研究中依据的事实是                                           。
（3）牛顿当年推理得出的重要结论是                                         。
（4）如今，牛顿当年的推测已变成了现实，人们应用他的推论，利用现代科技制成了    
（5）人造地球卫星的轨道示意图如图12。它在大气层外环绕地球运行的过程中，重力势能和动能相互转化，机械能是守恒的。它在近地点的         能最小。    

在观察下图所示小球摆动时动能和势能转化的实验中，小涛发现小球每摆一个来回的时间似乎都相同．于是他产生了猜想，小球来回摆动一次所用时间t：
①可能跟小球质量m有关；
②可能跟绳子长度L有关；
③可能跟小球移开的距离s有关；
为验证自己的猜想，他在竖直的木板上画出方格，用瓶子代替小球，并在瓶内装大米以改变质量，则：
(1)、除如下图所示的器材外，还需要______________、________________；
(2)、在测出不同条件下，瓶子来回摆动一次所用的时间t后，得到表中的数据．则：为了研究t与L关系，应选择序号为_________的数据进行分析；
(3)、通过分析表中的数据可以得出初步的结论：t与__________无关，与________有关．

．如图甲是探究阻力对物体运动影响的实验，如图乙是探究动能大小与什么因素有关的实验。
（1）图甲实验表明：平面越光滑，小车运动距离越       。进一步推理可知，若平面绝对光滑，小车将                                                。
（2）图乙中，位于斜面静止的m₁、m₂两小球具有的重力势能较大的是       ，其中小球m₁此时具有的重力势能为          ，观察图中小球撞击木块后的位置可得出的结论是：速度相同时，                                               。

李明猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。

Ⅰ．如甲图所示，让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，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。
Ⅱ．如图乙图所示，让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，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。
（1）乙图让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是：两球到达水平面时，具有相同的____________。
（2）选用甲图探究的是动能与__________的关系，理由是两球________相等，得出的结论是：________________________________，动能越大。
（3）选用乙图探究的是动能与__________的关系，得出的结论是：_____________________，动能越大。

在研究物体的动能与哪些因素有关的实验中，如图12所示，让同一小球两次分别从同一滑轨的A处和B处自由滚下：
（1）此实验中，通过观察什么来比较小球的动能大小？
答：                                    ；
（2）同一小球分别从同一滑轨的不同高度A处和B处滚下，它们到达水平面时速度V_A大于 V_B。由此可知小球的动能大小与它的           有关。
（3）此实验能够说明：                                      。

如图所示，是研究“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M从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上，请回答以下问题：
 
⑴设计实验的目的是研究钢球动能的大小与__________的关系．
⑵实验是通过观察_______________________________________来说明钢球对木块做功的多少，从而得出结论的．
⑶若水平面为光滑的，能否用上面的方法来比较两次小球的动能大小？__________（填“能”或“不能”）理由是：________________________________________

李明猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。

Ⅰ．如甲图所示，让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，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。
Ⅱ．如图乙图所示，让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，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。
（1）乙图让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是：两球到达水平面时，具有相同的____________。
（2）选用甲图探究的是动能与__________的关系，理由是两球________相等，得出的结论是：________________________________，动能越大。
（3）选用乙图探究的是动能与__________的关系，得出的结论是：_____________________，动能越大。

(4分)如图所示是探究动能大小与哪些因素有关的实验，其中铜球和钢球体积相等．

⑴实验中通过观察            知道动能的大小．
⑵实验中为使钢球和铜球滚到水平面速度相同．采用的方法是__________．  
⑶通过图甲和图乙的实验比较，探究的是动能和                因素的关系，其结论是                           ．

陈锋同学的家到学校本是一条在同一水平面上的直路，爱动脑的陈锋做了这样的设想：要是从家到学校的路挖成一个“V”字形(如图所示)，那么只要从家骑上自行车后，不用刹车也不用踩车，等车停下来就可以到达学校了．请你简要说明： 
陈锋同学的设想的机械能转化过程．
(2) 陈锋同学的设想在现实中可以实现吗?为什么?(请根据有关物理知识说明)

弹弓是一种常见的玩具，它能把“子弹”射出一段距离。如图所示小明同学用弹弓研究弹性势能的大小与物体形变的关系。

（1）弹弓弹性势能的大小是通过                来比较的；
（2）通过实验，小明获得的观察记录是：在使用相同“子弹”时，弹弓的橡皮筋被拉得越长，“子弹”射得越远。分析得到的结论是                         ；
（3）做完实验后，小明继续研究发现：“子弹”弹射的距离与橡皮筋的材料、粗细、原长（不受力时的长度）、弹性形变的大小、“子弹”的质量、弹射的角度等因素有关。请设计一个简单的实验，证实“子弹”弹射的距离与弹射的角度有关。       。

小明发现自由下落的篮球反弹高度并非每次都一样。小明猜想：
A．篮球反弹高度与下落高度有关；
B．篮球反弹高度与地面的软硬程度有关；
C．篮球反弹高度与篮球的材质有关。
(1)根据生活经验，你还能帮助小明提出的猜想是：篮球反弹高度与   ▲   有关。
(2)小明进行实验时得到表1、表2两组数据。

由表1数据可以验证猜想   ▲   ；由表2数据可以验证猜想   ▲   （两空均填猜想序号）；
(3)每次实验时，除满足表中要求外，还要保证每次篮球   ▲   。

如图9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）本实验中探究的是影响      的重力势能大小的因素（选填“金属块”或“小桌”），但重力势能的大小无法直接观察，我们是通过观察比较小桌陷入沙坑的深度来间接比较的.下列四个研究实例中，同样用到此研究方法的是

A．认识电流时，用水流进行类比；

B．根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场；

C．在学习蒸发和沸腾时，通过比较得出蒸发和沸腾的异同点；

D．牛顿第一定律是在实验的基础上经分析推理而得出的.

在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块A、B、C撞击，陷入沙坑中，如图所示

（1）在此实验中，我们是通过观察                  来比较各铁块重力势能大小的。
（2）若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是hA      hB，（填“＞”“＜”或“＝”）
（3）若A、C两铁块下落的高度相等，则两铁块质量的关系是mA        mC。（填“＞”“＜”或“＝”）
（4）实验得出的结论是：物体重力势能的大小与物体         和物体的          有关。