初中物理动能和势能的转化与守恒实验题

李明等几位同学准备探究“弹簧弹性势能的大小与弹簧长度变化量的关系。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）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“影响电磁铁磁性强弱的因素”
（2）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。

(4分)利用如图所示装置探究“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．图中的摆长L都相同，θ₁＜θ₂，球A、B的质量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，如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：       .

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：               。

小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与什么因素有关？”的实验步骤如下：

（1）将质量为m的小球从光滑斜面上的A处静止释放，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的小球从光滑斜面上的B处静止释放，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的小球从光滑斜面上的B处静止释放，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           方法（选填“直接测量”、“放大”或“转换”）；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分析乙、丙两图，得到的实验结论是             ；其中小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中，小球的           能转化为          能．

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：_________________。

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。

（Ⅰ）、小明用如下电路图所示的电路探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”，如下右图是小明未完成连接的实验电路。

（1）、电压表应选择　　　　的量程；现要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大。请你按照对电压表量程的选择和对滑动变阻器连接的要求，用笔画线代替导线，完成上图中实验电路的连接。
（2）、小明按要求正确连接电路后，闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置。其原因可能是                           。（写出一个）
（3）、小明在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值，如下表所示。

U（V）	0.5	1.0	1.6	1.9	2.5	3.0
I（A）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

 
①、请根据表中数据在下图中画出电阻R的U－I关系图像。

②、小明在实验中所用电阻R的阻值为       Ω；当通过的电流为0.5A时，电阻R 消耗的电功率为       W。
（4）、如果将实验电路中的电阻R更换成一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡后，要进行“测量小灯泡的额定电功率”的实验，则对实验电路还必须进行怎样的改动_________________________________。
（Ⅱ）、在探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验。实验步骤如下：  A、让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。  B、让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。 回答下列问题：  步骤A是为了研究动能大小与           的关系。步骤B是为了研究动能大小与                的关系。该实验中斜面的作用是为了控制钢球速度的大小，木块的作用是为了比较钢球                 的大小。

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：                   

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。

如图所示，摆线的长L相同，小球A 、B 的质量m_A＜m_B，悬线与竖直方向的夹角α＜β。

（1）图甲中将摆球从图示位置由静止释放，摆球向下摆动的过程中，观察到它的速度越来越大，则摆球的动能逐渐_________，重力势能逐渐________。
（2）图甲、乙中，同时由静止释放A 、B两球，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。
（3）悬线与竖直方向的夹角越大，开始向下摆动时具有的重力势能__________，到达最低点时具有的动能___________。
（4）小明设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好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。本实验中通过______________________反映小球撞击木块C前的动能大小；如图乙、丙所示实验中，可得出初步结论：______ 。

总结本学期所做的物理探究实验会发现：
（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。如图甲的实验是通过                     ，间接的知道物体动能的大小；图乙的实验是通过                    ，间接比较两个电阻丝产生的热量的多少。

（2）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采用控制变量法。如：中，使用同一个球就是为了____________，探究动能大小与__________的关系；图乙中将两个电阻串联起来，就是为了__________，探究电流产生的热量与___ ___的关系。
（3）有些实验装置经过适当的改进还可以进行其它的探究实验。
如：图甲装置中增加一个弹簧测力计等器材，我们还可以探究斜面的机械效率是否与物体的重力有关；图乙中如果再增加一个__________，我们就可以探究电流产生的热量与电流大小的关系了。

如图所示，摆线的长L相同，小球A 、B 的质量m_A＜m_B，悬线与竖直方向的夹角α＜β。

（1）图甲中将摆球从图示位置由静止释放，摆球向下摆动的过程中，观察到它的速度越来越大，则摆球的动能逐渐_________，重力势能逐渐________。
（2）图甲、乙中，同时由静止释放A 、B两球，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。
（3）悬线与竖直方向的夹角越大，开始向下摆动时具有的重力势能__________，到达最低点时具有的动能___________。
（4）小明设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好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。本实验中通过______________________反映小球撞击木块C前的动能大小；如图乙、丙所示实验中，可得出初步结论：______ 。

小红看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远。小红猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关。
⑴为验证其猜想是否正确，她设计了如图所示的实验，将小球置于弹簧的右端，将同一个弹簧每次压缩      的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），松开后小球弹开钻入同一位置的相同纸盒，并留在其中，分析比较纸盒       ，从而比较同一弹簧在不同弹性形变时弹性势能的大小。
⑵假若水平面绝对光滑，本实验将         （选填“能”或“不能”）达到探究目的。

在课外兴趣小组活动中，小明想验证重力势能与高度的关系：他在水平地面上铺一张纸，将蓝球表面涂黑，使蓝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”），你判断的依据是                                      
                                                                                        。
爱动脑筋的小明发现，篮球落地后反弹的高度每次也不相同，那么篮球由静止开始下落,反弹的高度究竟与哪些因素有关呢?小明与大家一起对这个问题进行了讨论，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，小明用两只充足气的#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。通过实验，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）通过他的实验数据，可得到的结论是：篮球反弹的高度与                        有关，与
                          无关。

在课外兴趣小组活动中，小明想验证重力势能与高度的关系：他在水平地面上铺一张纸，将蓝球表面涂黑，使蓝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”），你判断的依据是        。爱动脑筋的小明发现，篮球落地后反弹的高度每次也不相同，那么篮球由静止开始下落,反弹的高度究竟与哪些因素有关呢?小明与大家一起对这个问题进行了讨论，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，小明用两只充足气的#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。通过实验，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）通过他的实验数据，可得到的结论是：篮球反弹的高度与                        有关，与________________无关。