2024年中考物理實(shí)驗(yàn)(全國(guó)版)：探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)（原卷版）

實(shí)驗(yàn)14探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)

基礎(chǔ)考點(diǎn)梳理

1.實(shí)驗(yàn)裝置

【分析和論證】

探究1中：當(dāng)鋼球質(zhì)量相同時(shí)，鋼球達(dá)到斜面底端速度越大，木塊被撞擊滑行的距離越遠(yuǎn)，說(shuō)明鋼球的動(dòng)

能與速度有關(guān)，速度越大，動(dòng)能越大。

探究2中：當(dāng)鋼球達(dá)到斜面底端速度相同時(shí)，鋼球質(zhì)量越大，木塊被撞擊滑行的距離越遠(yuǎn)，說(shuō)明鋼球的動(dòng)

能與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】

物體動(dòng)能大小與物體的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)：

①質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)速度越大，它的動(dòng)能越大；

②運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動(dòng)能越大。

【實(shí)驗(yàn)方法】

(1)轉(zhuǎn)換法：通過(guò)小球推動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)的距離來(lái)反映小球動(dòng)能大小，推動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)距離越遠(yuǎn)，小球的動(dòng)能

越大；

(2)控制變量法：

①探究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系(控制小球速度不變，將質(zhì)量不同的兩小球，從同一高度由靜止釋放，

小球質(zhì)量越大，撞擊后木塊運(yùn)動(dòng)的距離越大，小球動(dòng)能越大)。

②探究動(dòng)能大小與速度的關(guān)系(控制小球質(zhì)量不變，將質(zhì)量相同的兩小球，從不同高度由靜止釋放，

小球速度越大，撞擊木塊后運(yùn)動(dòng)的距離越大，小球動(dòng)能越大)。

【交流與討論】

(1)使鋼球獲得動(dòng)能的方法：將鋼球由斜面某一高度靜止釋放(重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能).

(2)將質(zhì)量不同的鋼球放在斜面上同一高度處?kù)o止釋放的目的：控制鋼球達(dá)到斜面底端時(shí)具有相同的初

速度，

(3)將質(zhì)量相同的鋼球由斜面上不同位置靜止釋放的目的：改變鋼球達(dá)到斜面底端時(shí)的初速度。

(4)實(shí)驗(yàn)推理：當(dāng)水平面絕對(duì)光滑時(shí)，木塊將一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)(力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，

而是改變改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因)。

(5)水平面絕對(duì)光滑時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響評(píng)估：鋼球撞擊木塊后木塊移動(dòng)的距離無(wú)法確定，鋼球動(dòng)能的大小

無(wú)法比較，

(6)鋼球在水平面上不能立即停下的原因：鋼球具有慣性.

(7)木塊最終停止的原因：受到摩擦力的作用(力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因)。

(8)實(shí)驗(yàn)中能量的轉(zhuǎn)化.

①小球從斜面上由靜止下落，下滑過(guò)程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能；木塊在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能轉(zhuǎn)

化為內(nèi)能.

②鋼球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能不守恒，機(jī)械能減少量最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

(9)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：

①木塊被撞后滑出木板的解決辦法：換更長(zhǎng)的木板.

②木塊質(zhì)量較大，確保實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象較明顯的方法：增大鋼球滾下的高度。

(10)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的應(yīng)用：生活中超載、超速問(wèn)題(超速；速度大，超載：質(zhì)量大，則動(dòng)能大，危險(xiǎn)性大)。

典型例題賞析

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān).

(1)質(zhì)量相同時(shí)，速度越大的物體具有的動(dòng)能越大.

(2)速度相同時(shí)，質(zhì)量越大的物體具有的動(dòng)能越大.

1.為了探究“物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們利用斜面、金屬球、木塊等器材在同一水平面

上開(kāi)展了探究活動(dòng).

丙木板

(1)讓金屬球在斜面上由靜止開(kāi)始滾下，金屬球的起點(diǎn)位置越—，到達(dá)斜面底端的速度越大.

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)將木塊放在水平面，金屬球由靜止開(kāi)始沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，撞擊木塊并與木塊一起運(yùn)動(dòng)一段距離

后靜止.金屬球動(dòng)能的大小是通過(guò)來(lái)反映的.

(3)實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)如圖所示：

①分析甲、乙兩圖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以初步得到的結(jié)論

是?

②分析兩圖實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓不同質(zhì)量的金屬球從同一斜面的同一高度由靜止?jié)L下，目的是

,可初步得到的結(jié)論是.

（4）（真實(shí)情境）另一小組在結(jié)束圖甲操作后再進(jìn)行圖乙操作時(shí)，發(fā)現(xiàn)金屬球撞擊木塊后一起滑出了木板.為

了使木塊不滑出木板，在不改變木板長(zhǎng)度的情況下，且仍能與圖甲對(duì)比分析，可行的操作方法是

票點(diǎn)2.木塊被撞后“滑出”木板的原因：木塊運(yùn)動(dòng)的距離較長(zhǎng)即金屬球的動(dòng)能過(guò)大.

（5）（生活應(yīng)用）（2021天津改編）用甲、乙兩圖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所得到的結(jié)論，可以解釋汽車(chē)（選填

“超載”或“超速”）行駛時(shí)危險(xiǎn)性大的原因，根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究請(qǐng)解釋車(chē)輛限速的原因

（6）（科學(xué)推理）（2022綏化）若斜面下方水平面絕對(duì)光滑，本實(shí)驗(yàn)_______（選填“能”或“不能”）達(dá)到

探究的目的.

要點(diǎn)3.關(guān)鍵點(diǎn)解讀：絕對(duì)光滑—牛頓第一定律，物體將一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無(wú)法觀察.

（7）（裝置改進(jìn)）（2022甘肅改編）另一小組在探究動(dòng)能的大小的影響因素時(shí)，讓金屬球由靜止釋放的場(chǎng)

景如圖丁所示

①該實(shí)驗(yàn)中金屬球的動(dòng)能由轉(zhuǎn)化而來(lái)，圖丁探究的是物體的動(dòng)能與（選填“高度”“速度”或“質(zhì)

量”）的關(guān)系.

②該裝置相對(duì)圖甲裝置的優(yōu)點(diǎn)

是.

2.小明學(xué)完《合理利用機(jī)械能》一節(jié)后，對(duì)探究“動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，如圖甲

所示，器材有：固定在豎直墻面上的輕質(zhì)彈簧、粗糙的長(zhǎng)木板、質(zhì)量不同的鋼球mi和m2（mi<m2）、

木塊一個(gè)。（不計(jì)鋼球撞擊木塊前的能量損失）請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）探究動(dòng)能與速度關(guān)系時(shí)，用鋼球mi壓縮彈簧至最短，釋放鋼球，彈簧對(duì)鋼球施加的力使

鋼球由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程彈簧的能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能，木塊被鋼球撞擊后運(yùn)動(dòng)了一段

距離si；

（2）為了改變鋼球叫的速度，你的操作是：,釋放鋼球，如圖乙所示木塊被鋼球

撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離是S2,比較S1和S2可得出結(jié)論：O

（3）探究動(dòng)能與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)操作是：分別用鋼球mi和m2壓縮彈簧至最短，釋放鋼

球，觀察木塊被鋼球撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離。請(qǐng)你分析小明的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否可行？（選填“可行”

或“不可行”），理由是：O

甲

乙

與超

，超速

禍?zhǔn)?/p>

罪魁

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事故

追尾

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害，汽

來(lái)危

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超速

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說(shuō)明

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故九次

次事

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有：

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害，用

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故中

尾事

在追

超載

速與

車(chē)超

究貨

驗(yàn)探

過(guò)實(shí)

明通

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安全

交通

道路

害了

重危

載嚴(yán)

A處

示的

甲所

如圖

車(chē)從

將小

面。

的斜

固定

坡度

干、

碼若

）、祛

車(chē)輛

追尾

擬被

塊（模

）木

貨車(chē)

（模擬

小車(chē)

小車(chē)右

靜置于

將木塊

離。

的距

運(yùn)動(dòng)

車(chē)后

為剎

si可視

止，

si后停

距離

一段

運(yùn)動(dòng)

面上

水平

車(chē)在

放，小

自由釋

。

追尾

前車(chē)

會(huì)對(duì)

車(chē)不

的貨

速內(nèi)

在限

量并

合核載

表明符

B處，

位置

在的

側(cè)所

題：

列問(wèn)

答下

請(qǐng)回

塊共

與木

塊并

擊木

放，撞

端釋

面頂

由斜