初中物理动能和势能的转化与守恒实验题

小明看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远．小明猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关。

（1）为验证其猜想是否正确，他设计了如下实验（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），如图所示，将同一个弹簧压缩　　　　　（选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较木块　　　　　　　　　，从而比较弹性势能的大小。
（2）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）小明根据实验现象认为：小球推动木块移动一段距离后 都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都彻底消灭了．你认为小明的观点是　　　　　的（选填“正确”或“错误”），理由是　　　　　　　。

（共5分）物理实验探究：
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?
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，上坡过程中增加的重力势能就越大．
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．
（1）他为了验证猜想一，他将与水平面平滑连接的长木板以一定的倾角θ固定，如甲图所示．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：______________________________。

（2）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．
（3）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：

根据表中数据，请在乙图中描点连线作出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的定性关系是_________________________________。

下图（甲）（乙）是课本上的演示实验.

（1）图（甲）实验的目的是为了说明_________________可以相互转化，图中小球在____点运动速度最大．
（2）图（乙）的实验通过观察到______________现象，说明对物体做功，物体的内能会增大．实验过程中能量的转化情况是_________________________．

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：

实验序号	球的型号	下落高度/cm	地面材料	反弹高度/cm
1	#7	120	木质	80
2	#7	120	水泥	90
3	#7	150	水泥	110
4	#6	120	木质	80

（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．

如图所示了一些你熟悉的物理实验．请你根据要求填空：

（1）图A实验中同一小车在不同高度滑下是为了研究         对动能的影响 ；实验中木块的作用是通过它移动的距离来显示小车    的大小．
（2）图B实验中，使卡片能跳起来的做法是：                     ．

小春发现高速公路常有如图1所示的限速警告标志，他问爸爸：为什么在相同的道路上行驶的汽车却会有不同的最高时速限制呢？爸爸告诉他：大车质量大，惯性大，如果速度太快的话，遇紧急情况时不能及时停下来，极易造成交通事故．小春想：这就是说在相同情况下大车要停下来所用的距离比小车要长？为此，他设计了如图2所示的装置及以下探究方案：

①让一辆小车从光滑斜面上某位置由静止滑下，测出它在水平面运动的距离s₁；
②给小车车厢里添加适当的钩码，并使小车从同一高度由静止滑下，测出它在水平面运动的距离s₂；
③再继续增加钩码数量，重复步骤②；
④比较各次水平运动距离s的大小，归纳出结论．
对于上述探究方案，请你作答：
（1）给小车添加钩码的目的是：            
（2）让小车从同一高度下滑的目的是：             
（3）小车在水平面上运动的过程中机械能转化成了      能．
（4）假设各次小车在水平面上运动时所受的摩擦力均相同，则s_{2_____________} s₁（选填：“＞”、“=”或“＜”），原因是：                          ．
（5）小春的探究方案合理吗？      ．为什么？                 ．

如图所示是 “研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。

（1）实验中通过观察             判断钢球动能的大小
（2）要研究物体的动能跟质量的关系，就要控制     不变，具体做法是改变物体的质量，并让它们                      由静止滑下
（3）质量和速度谁对动能的影响较大呢？某物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器进一步得出了两组数据如表一和表二所示： 

表一（钢球撞击时的速度为v=8cm／s）		表二（钢球质量为m：100g）
序号	钢球质量m/g	木块滑行距离S/cm	序号	钢球撞击速度v／cm．s^-1	木块滑行距离S/cm
1	100	10	1	8	10
2	200	20	2	16	40
3	300	30	3	24	90

分析这两组数据可得       对物体的动能影响较大。由影响动能大小的因素可知高速公路上大客车的限速比小轿车_______。(大/小)

小明猜想：动能的大小可能与物体的质量与物体的速度有关．因此．他设计了如下两种实验方案：
A．让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑．与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离（如甲所示）
B．让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰．比较木块在水平面上移动的距离（如乙所示）．

上述两种实验方案中：
（1）A方案是为了探究动能大小与_________关系，若木块被撞后移动的距离越远．说明小车对木块的推力_________越多，小车撞击木块时的动能_________．
（2）小明想用B方案探究动能大小与质量的关系．该方案是否合理？_________．理由是________________．

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，是某研究小组进行“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置示意图.实验中采用的器材有：斜面、金属球、木块、刻度尺等.
（1）实验中是通过观察                来比较金属球对木块做功的多少，从而判断金属球动能的大小．要进一步研究物体的动能跟质量的关系，就要改变物体的质量，同时控制速度不变．具体办法是：换用                  ，并让它们从      沿斜面静止滑下。

（2）某同学利用上述实验装置探究“物体的动能大小与质量”的关系，它将不同质量的小球从斜面上由静止自由滑下，实验记录数据如下：

钢球的质量m/g	0.1	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40
木块滑行距离s/m	0.12	0.10	0.12	0.12	0.11	0.13	0.12

根据以上实验数据，该同学得出“物体的动能大小与质量无关”，你认为实验结论与物理事实是否相符？
       （选填：“相符”、“不相符”）。
（3）质量和速度对物体动能的影响谁较大呢？某兴趣小组进一步借助速度传感器和其他仪器得出了以下两组数据： 

表一（钢球撞击时速度为v=8cm／s）		表二（钢球质量为m：100g）
序号	钢球质量m/g	木块滑行距离s/cm		序号	钢球撞击速度  v／cm．s^-1	木块滑行距离s/cm
1	100	10		1	8	10
2	200	20		2	16	40
3	300	30		3	24	90

分析以上数据，可以确定       对物体的动能影响较大，判断依据是                       。

如图，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一斜面的h_A、h_B、h_C高处滚下（m_A＝m_B＜m_C，h_A＝h_C＞h_B），推动纸盒运动一段距离后静止.

（1）若要研究物体动能与质量的关系，我们应选择___________两图来进行比较.
（2）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，_______球的动能最大.
（3）纸盒被撞得越远，说明钢球做的功越________,所具有的__________越大.
（4）综合整个实验可知,物体的质量越大,__________越大,物体的动能越大.

探究物体的重力势能（甲、乙、丙三物体的质量关系为：m_甲=m_乙<m_丙，木桩起始位置高度相同）
（1）比较图中A、B两木桩扎入沙坑的深度，可以得出的结论是：质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能就     ．
（2）如果在图中所示B、C两木桩扎入沙坑的深度相同，     （选填“能”、“不能”）说明乙、丙的重力势能相同，你的理由是     ．

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的质量分别为m_A、m_B（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．说明两小球在摆动过程中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，可得出结论：     ．
（3）如图乙、丙所示，是为了探究：     与     的关系．

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选用　  　两图；实验中应保证　           　相同，为了达到这一目的所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

（4）若水平面绝对光滑，铁球将做　       　运动．

本题有两小题。
（1）如图所示，用斜面、木板、棉布、玻璃板、小车做“探究阻力对物体运动的影响”的实验。

①为了使小车到达水平面的速度相同，应让小车从斜面的__________自由下滑。
②小车在水平玻璃板上运动时受到__________个力的作用。
③通过实验观察到：小车受到的阻力越小，运动的路程越__________；由此可以推测，如果小车在绝对光滑的水平面上运动，即不受阻力作用，小车将做_____________运动。
（2）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若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系，请简要说明具体做法。