2020年中考物理 必考25個實驗考學練 實驗17 探究動能大小的影響因素實驗（含解析）

實驗十七、探究決定動能大小的因素實驗【實驗?zāi)康摹浚禾骄课矬w的動能大小因素【實驗器材】：木板長方形木塊質(zhì)量不同的小球【實驗原理】：觀察下車在木板上移動的距離，如木塊移動的越遠，表示木塊做的功越多，說明小車具有很大的動能；【實驗方法】：控制變量法、轉(zhuǎn)換法【實驗步驟】：將木板的一端墊高，組成一個斜面；讓小球在斜面的不同高度滾下，推動木塊在木板上前進，觀察木塊在木板上移動的距離。（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的距離。（做三次）【實驗現(xiàn)象】：1、同一小球在斜面越高的地方滾下，木塊被推的越遠；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【實驗結(jié)論】：1、質(zhì)量相同的物體，運動速度越大，動能越大；2、運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，動能越大；3、動能與物體的質(zhì)量和物體運動的速度有關(guān)【考點方向】：1、猜想：動能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān)；2、實驗研究：研究對象：小鋼球方法：控制變量法；轉(zhuǎn)換法；3、如何判斷動能大?。嚎茨緣K被小鋼球推動的距離多少；4、使質(zhì)量不同的鋼球從同一高度靜止釋放的目的：使小球到達水平面時的初速度相同；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)量不變時結(jié)論：運動物體質(zhì)量相同時，速度越大，動能越大；7、保持鋼球速度不變時結(jié)論：運動物體速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大；8、得出結(jié)論：物體動能與質(zhì)量和速度有關(guān)；速度越大動能越大，質(zhì)量越大動能也越大。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：在斜面上機械能轉(zhuǎn)化過程：重力勢能轉(zhuǎn)化成動能，在水平面上能力轉(zhuǎn)化過程：動能轉(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、實驗推理與假設(shè)：當水平面絕對光滑，小球?qū)⒆鰟蛩僦本€勻速，不能達到探究目的。14、超載、超速問題判斷：超速時，質(zhì)量不變，速度越大，動能越大；超載時，速度不變，質(zhì)量越大，動能越大。15、用小球做實驗有不足之處是：不能保證小球在水平面上沿直線運動。【創(chuàng)新母題】：如圖所示是探究“物體動能的大小與什么因素有關(guān)”的實驗裝置示意圖(1)該實驗裝置要探究的是物體動能的大小與物體_(物體a、b質(zhì)量不變)的關(guān)系(2)該實驗中所探究物體的動能是指物體_(填“a”或“b”)的動能(3)該實驗物體動能的大小是通過_來反映的，這種實驗探究方法是。(4)該實驗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)實驗表明，同一物體a從斜面高處滾下，高度越大，物體b被撞得越遠，可得結(jié)論是_。(6)若要研究物體動能與質(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，此種實驗方法是(7)如果木塊與水平面之間不存在摩擦力，（選填“能/不能”）完成該實驗，請說明理由：。（8）該實驗過程中多次將物體從斜面滑下來進行探究的目的是：?！敬鸢浮浚海?）速度（2）a（3）物體b移動的距離；轉(zhuǎn)換法；（4）高度；重力勢能；動能；（5）當質(zhì)量相同時，物體的速度越大，動能越大（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動，不能通過被撞擊的距離來比較動能大小。（8）多次實驗，可以避免實驗的偶然性，使結(jié)論更具普遍性?！窘馕觥浚海?）決定物體動能的因素有速度和質(zhì)量，題設(shè)中質(zhì)量相同，則探究內(nèi)容應(yīng)為動能與速度的關(guān)系；（2）實驗研究的是a小球，故是探究其動能；（3）實驗中動能大小的判斷是依據(jù)物塊被b被撞離原位置的遠近來體現(xiàn)的，動能越大，b越遠；這種實驗探究方法是轉(zhuǎn)換法；（4）該速度為撞前速度，由動能定理可知，其高度決定與質(zhì)量無關(guān)；（5）由實驗現(xiàn)象易得；（6）研究質(zhì)量時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動，不能通過被撞擊的距離來比較動能大小。（8）一組實驗往往具有偶然性，多次重復(fù)實驗可以得出探究實驗的普遍規(guī)律。練習1：（2019綏化）如圖，某實驗小組在“探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，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)化為動能，其動能大小是通過木塊移動的距離來反映的。（2）分析比較_兩次實驗，可探究出的結(jié)論是：質(zhì)量相同的物體，速度越大，動能越大。（3）甲實驗中若木塊的重力為1n，水平移動的距離是30cm，則重力對木塊做功_j。（4）如果水平面光滑，則_（選填“能”或“不能”）完成本實驗?！敬鸢浮浚海?）重力勢；（2）甲、乙；（3）0；（4）不能?！窘馕觥浚海?）小鋼球從斜面滾下過程中，質(zhì)量不變，高度減小，故重力勢能減小，同時速度變大，動能增加，所以是將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程；其動能大小是通過小木塊移動的距離大小來反映的；（2）分析比較甲和乙兩組實驗可得，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，運動到水平時速度大，推動木塊滑行的距離大，故物體質(zhì)量相同時，速度越大，動能越大；（3）木塊水平移動，在重力的方向上沒有移動距離，重力不做功，重力對木塊做功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動，不能通過被撞擊的距離來比較動能大小。練習2：（2019婁底）如圖是探究“物體的動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置圖，其中，ma=mbmc，ha=hchb。（1）實驗中，探究的動能是指_（填序號）a小球在斜面上的動能b小球撞擊木塊時的動能c小球撞擊木塊后的動能d木塊被小球撞擊的動能（2）使質(zhì)量相同的小球從斜面上不同高度處自由滾下，是為了研究動能大小與_的關(guān)系。（3）在做了探究“物體動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗后，有些同學對“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，剛到達底部時的速度大小相等”有疑感，小明設(shè)計了如圖所示的實驗：讓質(zhì)量不同的小球a、c同時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運動情況，若c球相對于a球_（選填“運動”或“靜止”），就可以說明任一時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動距離最近較遠最遠（4）完成實驗后，同學們還聯(lián)想到以前學習牛頓第一定律時，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，在三個不同的表面上能滑行的距離不同（如上表），小車在這三個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）選項分析：實驗中，探究的是小球從斜面上一定高度滑下撞擊到木板上時的動能，故b項正確，acd項錯誤。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能大小與速度的關(guān)系。（3）讓質(zhì)量不同的小球a、c同時從同一高度由靜止開始沿光滑斜面滾下，若c球相對于a球靜止，即c球與a球在任一時刻的速度都相等，就可以說明任一時刻兩球的速度大小相等。（4）讓小車從同一高度由靜止下滑，小車的重力勢能相同，下滑到水平面時的動能也相同，當小車在不同的材料表面上停下后，動能全部轉(zhuǎn)為內(nèi)能，克服摩擦力做功的多少就等于多少動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以小車在三個表面滑行的過程中克服摩擦力做功相等。練習3：（2019深圳）如圖所示，甲圖是探究“阻力對物體運動的影響”的實驗裝置，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動。乙圖是探究“物體的動能跟哪些因素有關(guān)” 的實驗裝置，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。請回答：（1）甲實驗中，小車在水平面上運動時，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：如果運動的物體不受力，它將。（2）乙實驗中的研究對象是（選填“鋼球”或“木塊”），實驗?zāi)康氖翘骄课矬w的動能大小與的關(guān)系?！敬鸢浮浚海?）重力支持力慢做勻速直線運動（2）鋼球速度大小【解析】：(1)甲實驗中,小車在水平面上運動時在豎直方向受重力和支持力的作用,這兩個力對小車水平方向的運動沒有直接影響,對運動有影響的是小車在水平方向受到的摩擦力。當物體所受摩擦力越小,物體運動速度減小得越慢,假如運動的物體不受力,則將保持原有運動狀態(tài),做勻速直線運動。(2)乙實驗是以鋼球為研究對象,從斜面不同高度釋放,到達水平面的初速度不同,通過鋼球?qū)ν庾龉Φ亩嗌?木塊被推動的距離)體現(xiàn)動能大小,從而探究物體動能大小與速度大小的關(guān)系。練習4：（2018安徽）圖為探究物體（鋼球）動能大小跟哪些因素有關(guān)的實驗裝置。（1）實驗原理：鋼球從平滑斜面上由靜止開始向下運動，到達斜面底端時的速度只與鋼球起點位置的高度有關(guān)。起點位置越高，該速度越。鋼球從平滑斜面上由靜止開始向下運動，在水平木板上撞擊木塊，木塊運動的距離越長，運動鋼球所具有的動能越。（2）實驗現(xiàn)象：同一鋼球從斜面上不同高度處由停止向下運動。在水平木板上撞擊木塊，鋼球開始向下運動的起點位置越。木塊運動的距離越長。同一高度由靜止向下運動，在水平木板上撞擊木塊，鋼球的質(zhì)量越，木塊運動的距離越長?！敬鸢浮浚海?）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動，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，起點位置越高，重力勢能越大，到達斜面底端時的動能越大，速度越大；實驗中是通過鋼球撞擊木塊移動的距離來觀察鋼球動能大小的，利用了轉(zhuǎn)換法；被撞木塊的運動距離越長，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能就越大；（2）質(zhì)量一定的鋼球開始向下運動的起點位置越高，到達水平面時的速度越大，因此動能越大，對木塊做功越多，木塊移動的距離越長；不同質(zhì)量的鋼球從同一高度由靜止向下運動，到達水平面時的速度一定，質(zhì)量越大，所具有的動能越大，對木塊做功越多，木塊移動的距離越長。練習5：（2018泰州）某小組進行“探究動能大小與質(zhì)量是否有關(guān)”的活動。（1）小明用兩輛相同的小車，在其中一輛小車上放一個砝碼，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水平面的相同。通過比較來比較小車動能大小。根據(jù)實驗得出結(jié)論：動能大小與質(zhì)量大小有關(guān)。（2）小紅改變實驗方案：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。根據(jù)這一現(xiàn)象，能做出以下哪個判斷？。a動能大小與質(zhì)量無關(guān)，一定還與其他因素有關(guān)b動能大小除了與質(zhì)量有關(guān)外，一定還與其他因素有關(guān)c不能判斷物體動能大小是否與質(zhì)量有關(guān)，動能大小一定與質(zhì)量外的其他因素有關(guān)【答案】：（1）速度；木塊被推出的遠近；（2）c。【解析】：（1）要探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，需控制速度相同，為了使小車在水平面運動時的起始速度相等，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能的大小；（2）同一小車，從同一斜面的不同高度由靜止釋放，那么小車到達水平面時的速度就不同，小車推動木塊做功，運動距離越遠，做功越多，動能越大，小車質(zhì)量一定，不能判斷物體動能大小是否與質(zhì)量有關(guān)，動能大小一定與質(zhì)量外的其他因素有關(guān)；故選c練習6：（2018通遼）圖甲是“探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實驗裝置圖。（1）實驗時小明選用大小不同的實心鋼球從同一斜面的同一高度由靜止?jié)L下，是為了探究動能大小與的關(guān)系。（2）實驗時，若讓同一鋼球從斜面相同高度處滾下，推動木塊在粗糙程度不同的水平面上移動，小明發(fā)現(xiàn)水平面越光滑，木塊移動的距離越（選填“遠”或“近”），若水平面絕對光滑，木塊將。（3）同班的小紅同學，發(fā)現(xiàn)木塊移動的距離沒有其他同學的明顯，認為是木塊太重的原因造成的。為了驗證猜測，小紅又增加了彈簧測力計、砝碼等器材，進行了“滑動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驗，她的下一步操作是?！敬鸢浮浚海?）質(zhì)量；（2）遠；做勻速直線運動；（3）將砝碼放在