2020年中考物理 必考25個(gè)實(shí)驗(yàn)考學(xué)練 實(shí)驗(yàn)17 探究動(dòng)能大小的影響因素實(shí)驗(yàn)（含解析）

實(shí)驗(yàn)十七、探究決定動(dòng)能大小的因素實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚禾骄课矬w的動(dòng)能大小因素【實(shí)驗(yàn)器材】：木板長(zhǎng)方形木塊質(zhì)量不同的小球【實(shí)驗(yàn)原理】：觀察下車在木板上移動(dòng)的距離，如木塊移動(dòng)的越遠(yuǎn)，表示木塊做的功越多，說明小車具有很大的動(dòng)能；【實(shí)驗(yàn)方法】：控制變量法、轉(zhuǎn)換法【實(shí)驗(yàn)步驟】：將木板的一端墊高，組成一個(gè)斜面；讓小球在斜面的不同高度滾下，推動(dòng)木塊在木板上前進(jìn)，觀察木塊在木板上移動(dòng)的距離。（做三次）換做質(zhì)量在較大的小球在斜面的同一高度滾下，觀察木板在木板上移動(dòng)的距離。（做三次）【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】：1、同一小球在斜面越高的地方滾下，木塊被推的越遠(yuǎn)；2、質(zhì)量不同的小球，在同一高度滾下，質(zhì)量越大的小車，把木塊被推的越遠(yuǎn)【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】：1、質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)速度越大，動(dòng)能越大；2、運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；3、動(dòng)能與物體的質(zhì)量和物體運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)【考點(diǎn)方向】：1、猜想：動(dòng)能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān)；2、實(shí)驗(yàn)研究：研究對(duì)象：小鋼球方法：控制變量法；轉(zhuǎn)換法；3、如何判斷動(dòng)能大小：看木塊被小鋼球推動(dòng)的距離多少；4、使質(zhì)量不同的鋼球從同一高度靜止釋放的目的：使小球到達(dá)水平面時(shí)的初速度相同；5、如何改變鋼球速度：使鋼球從不同同高度滾下；6、分析歸納：保持鋼球質(zhì)量不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量相同時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；7、保持鋼球速度不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；8、得出結(jié)論：物體動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān)；速度越大動(dòng)能越大，質(zhì)量越大動(dòng)能也越大。9、斜面的作用：使物體具有速度并改變物體速度的大小。10、水平面的作用：使物體在豎直方向上受力平衡，在水平方向只受摩擦力。11、能量轉(zhuǎn)化：在斜面上機(jī)械能轉(zhuǎn)化過程：重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，在水平面上能力轉(zhuǎn)化過程：動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。12、木塊最終停下來的原因：在水平面受到摩擦力。13、實(shí)驗(yàn)推理與假設(shè)：當(dāng)水平面絕對(duì)光滑，小球?qū)⒆鰟蛩僦本€勻速，不能達(dá)到探究目的。14、超載、超速問題判斷：超速時(shí)，質(zhì)量不變，速度越大，動(dòng)能越大；超載時(shí)，速度不變，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。15、用小球做實(shí)驗(yàn)有不足之處是：不能保證小球在水平面上沿直線運(yùn)動(dòng)。【創(chuàng)新母題】：如圖所示是探究“物體動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖(1)該實(shí)驗(yàn)裝置要探究的是物體動(dòng)能的大小與物體_(物體a、b質(zhì)量不變)的關(guān)系(2)該實(shí)驗(yàn)中所探究物體的動(dòng)能是指物體_(填“a”或“b”)的動(dòng)能(3)該實(shí)驗(yàn)物體動(dòng)能的大小是通過_來反映的，這種實(shí)驗(yàn)探究方法是。(4)該實(shí)驗(yàn)物體的速度是指物體a從斜面上由靜止?jié)L下與物體b即將碰撞時(shí)的速度，它是通過_(填“高度”或“質(zhì)量”)來改變的；物體從斜面上由靜止滑下過程中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是：能轉(zhuǎn)化為。(5)實(shí)驗(yàn)表明，同一物體a從斜面高處滾下，高度越大，物體b被撞得越遠(yuǎn)，可得結(jié)論是_。(6)若要研究物體動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，則需用不同質(zhì)量的物體從斜面_高度由靜止?jié)L下，并觀察記錄，此種實(shí)驗(yàn)方法是(7)如果木塊與水平面之間不存在摩擦力，（選填“能/不能”）完成該實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)說明理由：。（8）該實(shí)驗(yàn)過程中多次將物體從斜面滑下來進(jìn)行探究的目的是：。【答案】：（1）速度（2）a（3）物體b移動(dòng)的距離；轉(zhuǎn)換法；（4）高度；重力勢(shì)能；動(dòng)能；（5）當(dāng)質(zhì)量相同時(shí)，物體的速度越大，動(dòng)能越大（6）相同（同一）；控制變量法；（7）不能；如果水平面是光滑的，木塊被撞擊后將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不能通過被撞擊的距離來比較動(dòng)能大小。（8）多次實(shí)驗(yàn)，可以避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，使結(jié)論更具普遍性?！窘馕觥浚海?）決定物體動(dòng)能的因素有速度和質(zhì)量，題設(shè)中質(zhì)量相同，則探究?jī)?nèi)容應(yīng)為動(dòng)能與速度的關(guān)系；（2）實(shí)驗(yàn)研究的是a小球，故是探究其動(dòng)能；（3）實(shí)驗(yàn)中動(dòng)能大小的判斷是依據(jù)物塊被b被撞離原位置的遠(yuǎn)近來體現(xiàn)的，動(dòng)能越大，b越遠(yuǎn)；這種實(shí)驗(yàn)探究方法是轉(zhuǎn)換法；（4）該速度為撞前速度，由動(dòng)能定理可知，其高度決定與質(zhì)量無關(guān)；（5）由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象易得；（6）研究質(zhì)量時(shí)要保證另一變量速度不變，則要求其高度相同。（7）如果水平面是光滑的，沒有阻力作用，木塊被撞擊后將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不能通過被撞擊的距離來比較動(dòng)能大小。（8）一組實(shí)驗(yàn)往往具有偶然性，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)可以得出探究實(shí)驗(yàn)的普遍規(guī)律。練習(xí)1：（2019綏化）如圖，某實(shí)驗(yàn)小組在“探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，讓小球從同一斜面某處由靜止釋放，撞擊同一水平面上的同一木塊，木塊移動(dòng)一段距離后停止。（1）小球滾下斜面的過程中，它的_能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，其動(dòng)能大小是通過木塊移動(dòng)的距離來反映的。（2）分析比較_兩次實(shí)驗(yàn)，可探究出的結(jié)論是：質(zhì)量相同的物體，速度越大，動(dòng)能越大。（3）甲實(shí)驗(yàn)中若木塊的重力為1n，水平移動(dòng)的距離是30cm，則重力對(duì)木塊做功_j。（4）如果水平面光滑，則_（選填“能”或“不能”）完成本實(shí)驗(yàn)?！敬鸢浮浚海?）重力勢(shì)；（2）甲、乙；（3）0；（4）不能。【解析】：（1）小鋼球從斜面滾下過程中，質(zhì)量不變，高度減小，故重力勢(shì)能減小，同時(shí)速度變大，動(dòng)能增加，所以是將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過程；其動(dòng)能大小是通過小木塊移動(dòng)的距離大小來反映的；（2）分析比較甲和乙兩組實(shí)驗(yàn)可得，物體的質(zhì)量相同，而下滑的高度不同，甲圖中下滑的高度大，運(yùn)動(dòng)到水平時(shí)速度大，推動(dòng)木塊滑行的距離大，故物體質(zhì)量相同時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；（3）木塊水平移動(dòng)，在重力的方向上沒有移動(dòng)距離，重力不做功，重力對(duì)木塊做功0j；（4）如果水平面是光滑的，沒有阻力作用，木塊被撞擊后將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不能通過被撞擊的距離來比較動(dòng)能大小。練習(xí)2：（2019婁底）如圖是探究“物體的動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，其中，ma=mbmc，ha=hchb。（1）實(shí)驗(yàn)中，探究的動(dòng)能是指_（填序號(hào)）a小球在斜面上的動(dòng)能b小球撞擊木塊時(shí)的動(dòng)能c小球撞擊木塊后的動(dòng)能d木塊被小球撞擊的動(dòng)能（2）使質(zhì)量相同的小球從斜面上不同高度處自由滾下，是為了研究動(dòng)能大小與_的關(guān)系。（3）在做了探究“物體動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)后，有些同學(xué)對(duì)“質(zhì)量不同的小球從同一光滑斜面問一高度由靜止開始滾下，剛到達(dá)底部時(shí)的速度大小相等”有疑感，小明設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：讓質(zhì)量不同的小球a、c同時(shí)從同一高度由靜止開始沿光滑斜面滾下，觀察和比較兩球相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況，若c球相對(duì)于a球_（選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”），就可以說明任一時(shí)刻兩球的速度大小相等。表面毛巾棉布木板摩擦力最大較大最小小車運(yùn)動(dòng)距離最近較遠(yuǎn)最遠(yuǎn)（4）完成實(shí)驗(yàn)后，同學(xué)們還聯(lián)想到以前學(xué)習(xí)牛頓第一定律時(shí)，也用到了斜面：讓同一小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下，在三個(gè)不同的表面上能滑行的距離不同（如上表），小車在這三個(gè)表面上滑行的過程中克服摩擦力做功_（選填“相等”或“不相等”）【答案】：（1）b；（2）速度；（3）靜止；（4）相等【解析】：（1）選項(xiàng)分析：實(shí)驗(yàn)中，探究的是小球從斜面上一定高度滑下撞擊到木板上時(shí)的動(dòng)能，故b項(xiàng)正確，acd項(xiàng)錯(cuò)誤。綜上所述，本題正確答案為b。（2）使質(zhì)量相同的小球從斜面上不同高度處自由滾下，小球到達(dá)水平面的速度不同，所以，使質(zhì)量相同的小球從斜面上不同高度處自由滾下是為了研究動(dòng)能大小與速度的關(guān)系。（3）讓質(zhì)量不同的小球a、c同時(shí)從同一高度由靜止開始沿光滑斜面滾下，若c球相對(duì)于a球靜止，即c球與a球在任一時(shí)刻的速度都相等，就可以說明任一時(shí)刻兩球的速度大小相等。（4）讓小車從同一高度由靜止下滑，小車的重力勢(shì)能相同，下滑到水平面時(shí)的動(dòng)能也相同，當(dāng)小車在不同的材料表面上停下后，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)為內(nèi)能，克服摩擦力做功的多少就等于多少動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以小車在三個(gè)表面滑行的過程中克服摩擦力做功相等。練習(xí)3：（2019深圳）如圖所示，甲圖是探究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”的實(shí)驗(yàn)裝置，讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下，在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動(dòng)。乙圖是探究“物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)” 的實(shí)驗(yàn)裝置，讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下，碰到同一木塊上。請(qǐng)回答：（1）甲實(shí)驗(yàn)中，小車在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，在豎直方向上受到的力有和；在水平方向上受到摩擦力，且摩擦力越小，小車的速度減小得越。從而可以推理：如果運(yùn)動(dòng)的物體不受力，它將。（2）乙實(shí)驗(yàn)中的研究對(duì)象是（選填“鋼球”或“木塊”），實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄课矬w的動(dòng)能大小與的關(guān)系。【答案】：（1）重力支持力慢做勻速直線運(yùn)動(dòng)（2）鋼球速度大小【解析】：(1)甲實(shí)驗(yàn)中,小車在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)在豎直方向受重力和支持力的作用,這兩個(gè)力對(duì)小車水平方向的運(yùn)動(dòng)沒有直接影響,對(duì)運(yùn)動(dòng)有影響的是小車在水平方向受到的摩擦力。當(dāng)物體所受摩擦力越小,物體運(yùn)動(dòng)速度減小得越慢,假如運(yùn)動(dòng)的物體不受力,則將保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài),做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(2)乙實(shí)驗(yàn)是以鋼球?yàn)檠芯繉?duì)象,從斜面不同高度釋放,到達(dá)水平面的初速度不同,通過鋼球?qū)ν庾龉Φ亩嗌?木塊被推動(dòng)的距離)體現(xiàn)動(dòng)能大小,從而探究物體動(dòng)能大小與速度大小的關(guān)系。練習(xí)4：（2018安徽）圖為探究物體（鋼球）動(dòng)能大小跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）實(shí)驗(yàn)原理：鋼球從平滑斜面上由靜止開始向下運(yùn)動(dòng)，到達(dá)斜面底端時(shí)的速度只與鋼球起點(diǎn)位置的高度有關(guān)。起點(diǎn)位置越高，該速度越。鋼球從平滑斜面上由靜止開始向下運(yùn)動(dòng)，在水平木板上撞擊木塊，木塊運(yùn)動(dòng)的距離越長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)鋼球所具有的動(dòng)能越。（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：同一鋼球從斜面上不同高度處由停止向下運(yùn)動(dòng)。在水平木板上撞擊木塊，鋼球開始向下運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)位置越。木塊運(yùn)動(dòng)的距離越長(zhǎng)。同一高度由靜止向下運(yùn)動(dòng)，在水平木板上撞擊木塊，鋼球的質(zhì)量越，木塊運(yùn)動(dòng)的距離越長(zhǎng)。【答案】：（1）大；大；（2）高；大?！窘馕觥浚海?）鋼球從平滑斜面上由靜止開始向下運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，起點(diǎn)位置越高，重力勢(shì)能越大，到達(dá)斜面底端時(shí)的動(dòng)能越大，速度越大；實(shí)驗(yàn)中是通過鋼球撞擊木塊移動(dòng)的距離來觀察鋼球動(dòng)能大小的，利用了轉(zhuǎn)換法；被撞木塊的運(yùn)動(dòng)距離越長(zhǎng)，說明鋼球?qū)Ρ蛔参矬w所做的功就越多，鋼球原來所具有的動(dòng)能就越大；（2）質(zhì)量一定的鋼球開始向下運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)位置越高，到達(dá)水平面時(shí)的速度越大，因此動(dòng)能越大，對(duì)木塊做功越多，木塊移動(dòng)的距離越長(zhǎng)；不同質(zhì)量的鋼球從同一高度由靜止向下運(yùn)動(dòng)，到達(dá)水平面時(shí)的速度一定，質(zhì)量越大，所具有的動(dòng)能越大，對(duì)木塊做功越多，木塊移動(dòng)的距離越長(zhǎng)。練習(xí)5：（2018泰州）某小組進(jìn)行“探究動(dòng)能大小與質(zhì)量是否有關(guān)”的活動(dòng)。（1）小明用兩輛相同的小車，在其中一輛小車上放一個(gè)砝碼，然后讓它們從同一斜面的同一位置由靜止釋放，撞擊置于水平面上的木塊，如圖甲。將小車從同一位置處釋放，目的是為了控制小車到達(dá)水平面的相同。通過比較來比較小車動(dòng)能大小。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：動(dòng)能大小與質(zhì)量大小有關(guān)。（2）小紅改變實(shí)驗(yàn)方案：讓同一小車，從同一斜面的不同高度由靜止釋放，撞擊水平面上的木塊，如圖乙。發(fā)現(xiàn)：木塊滑行的距離不一樣遠(yuǎn)。根據(jù)這一現(xiàn)象，能做出以下哪個(gè)判斷？。a動(dòng)能大小與質(zhì)量無關(guān)，一定還與其他因素有關(guān)b動(dòng)能大小除了與質(zhì)量有關(guān)外，一定還與其他因素有關(guān)c不能判斷物體動(dòng)能大小是否與質(zhì)量有關(guān)，動(dòng)能大小一定與質(zhì)量外的其他因素有關(guān)【答案】：（1）速度；木塊被推出的遠(yuǎn)近；（2）c?！窘馕觥浚海?）要探究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系，需控制速度相同，為了使小車在水平面運(yùn)動(dòng)時(shí)的起始速度相等，需將質(zhì)量不同的小車從斜面上的同一高度處由靜止滑下；通過木塊被推出距離的多少可看出小車動(dòng)能的大??；（2）同一小車，從同一斜面的不同高度由靜止釋放，那么小車到達(dá)水平面時(shí)的速度就不同，小車推動(dòng)木塊做功，運(yùn)動(dòng)距離越遠(yuǎn)，做功越多，動(dòng)能越大，小車質(zhì)量一定，不能判斷物體動(dòng)能大小是否與質(zhì)量有關(guān)，動(dòng)能大小一定與質(zhì)量外的其他因素有關(guān)；故選c練習(xí)6：（2018通遼）圖甲是“探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)小明選用大小不同的實(shí)心鋼球從同一斜面的同一高度由靜止?jié)L下，是為了探究動(dòng)能大小與的關(guān)系。（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，若讓同一鋼球從斜面相同高度處滾下，推動(dòng)木塊在粗糙程度不同的水平面上移動(dòng)，小明發(fā)現(xiàn)水平面越光滑，木塊移動(dòng)的距離越（選填“遠(yuǎn)”或“近”），若水平面絕對(duì)光滑，木塊將。（3）同班的小紅同學(xué)，發(fā)現(xiàn)木塊移動(dòng)的距離沒有其他同學(xué)的明顯，認(rèn)為是木塊太重的原因造成的。為了驗(yàn)證猜測(cè)，小紅又增加了彈簧測(cè)力計(jì)、砝碼等器材，進(jìn)行了“滑動(dòng)摩擦力與壓力大小關(guān)系”的探究，首先完成了如圖乙所示實(shí)驗(yàn)，她的下一步操作是?！敬鸢浮浚海?）質(zhì)量；（2）遠(yuǎn)；做勻速直線運(yùn)動(dòng)；（3）將砝碼放在