中考物理必考实验 专题实验18探究动能大小与什么因素有关 17页

实验18探究动能大小与什么因素有关 探究课题：探究动能大小与什么因素有关 实验装置 实验方法 控制变量法，转换法 实验原理 观察下车在木板上移动的距离，如木块移动的越远，‎ 表示木块做的功越多，说明小车具有很大的动能；‎ 探究过程 ‎1.按照图将木板的一端垫高，组成一个斜面；‎ ‎2.让同一小球在斜面的不同高度滚下，推动木块在木板上前进，观察木块在木板上移动的距离；‎ ‎3.让不同质量的小球从斜面的同一高度滚下，观察木板在木板上移动的距离（如图乙）；‎ 实验结论 ‎1、质量相同的物体，运动速度越大，动能越大；‎ ‎2、运动速度相同的物体，质量越大，动能越大；‎ 满分归纳——考点方向 器材作用 1. 斜面的作用：使物体具有速度并改变物体速度的大小 注意事项 ‎1.实验研究对象：小球，实验方法：控制变量法；转换法 ‎2.使质量不同的小球从同一高度静止释放的目的：使小球到达水平面时的初速度相同。‎ ‎3.如何判断动能大小：通过观察木块被推动的距离多少。‎ ‎4.通过比较实验甲，得到的结论：当物体的质量相同时，物体的速度越大，动能越大。‎ ‎5.通过比较实验乙，得到的结论：当物体的速度相同时，物体的质量越大，‎ 17‎ 动能越大。‎ ‎1．（2019•西宁）小李同学想要利用如图13所示的装置来探究“物体动能大小与什么因素有关”。‎ ‎（1）在探究“动能的大小与速度的关系”时，应保持小车的　　相同，让小车从斜面上　　（选填“相同”或“不同”）的高度滑下，以不同的速度推动木块移动。‎ ‎（2）本实验运用了两种研究方法：一是　　，二是转换法。就本题来说用木块 ‎　　来反映小车动能大小的方法就是转换法。‎ 他在实验的过程中又发现只要去掉木块，就可以探究“阻力对物体运动的影响”。如图2所示，他将毛巾、棉布和玻璃分别铺在水平面上，让小车分别从斜面上由静止滑下，观察小车在水平面上运动的距离。‎ ‎（3）每次均让同一小车从斜面同一高度由静止滑下的目的是：使小车到达水平面时具有相同的　　。‎ ‎（4）实验发现，小车在玻璃面上运动的距离最远，说明小车受到的阻力最　　，进一步推理得出：如果小车运动时不受阻力，小车将做　　运动。‎ ‎【答案】（1）质量；不同；（2）控制变量法；木块移动的距离；（3）初速度；（4）小；匀速直线 ‎【解析】（1）在探究动能与速度的关系时，要保持小车的质量不变，让小车从斜面的不同高度滑下，那么小车到达水平面时的速度就不同，小车推动木块做功，运动距离越远，做功越多，动能越大；‎ ‎（2）动能的大小与质量和速度有关，实验时用控制变量法分别探究；由小车推动木块移动距离的远近来体现球的动能多少，是一种转换法；‎ ‎（3）小车从同一高度滑下的目的是：小车到达水平面时的速度相等，即具有相同的初速度；‎ 17‎ ‎（4）实验现象表明：玻璃表面最光滑，受到的阻力最小，小车运动的距离最远，速度减小得越慢；由实验现象可以推理：假如水平表面绝对光滑，该平面上运动的物体在水平方向上不受力，它将做匀速直线运动。‎ ‎【分析】（1）（2）该实验利用了控制变量法和转换法，同一小车保证了质量相同，从斜面的不同高度滑下，到达水平面时的速度不同，木块被撞后移动的距离越远，推力做功越多，就可以说明木块的动能越大，从而得出质量相同时，速度越大的物体动能越大； （3）（4）小车从同一斜面的同一高度下滑，小车到达水平面上时的速度相等；小车受到的阻力越小，速度变化越慢，运动距离越大，如果小车不受阻力作用，则小车做匀速直线运动。‎ ‎2．（2019•绥化）如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。‎ ‎（1）小球滚下斜面的过程中，它的　　能转化为动能，其动能大小是通过木块移动的距离来反映的。‎ ‎（2）分析比较　　两次实验，可探究出的结论是：质量相同的物体，速度越大，动能越大。‎ ‎（3）甲实验中若木块的重力为1N，水平移动的距离是30cm，则重力对木块做功 ‎　　J。‎ ‎（4）如果水平面光滑，则　　（选填“能”或“不能”）完成本实验。‎ ‎【答案】（1）重力势；（2）甲、乙；（3）0；（4）不能 ‎【解析】（1）小钢球从斜面滚下过程中，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时速度变大，动能增加，所以是将重力势能转化为动能的过程；其动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的；‎ ‎（2）分析比较甲和乙两组实验可得，物体的质量相同，而下滑的高度不同，甲图中下滑的高度大，运动到水平时速度大，推动木块滑行的距离大，故物体质量相同时，速度越大，动能越大；‎ ‎（3）木块水平移动，在重力的方向上没有移动距离，重力不做功，重力对木块做功0J；‎ ‎（4）如果水平面是光滑的，没有阻力作用，木块被撞击后将做匀速直线运动，不能通过被撞击的距离来比较动能大小。‎ 17‎ ‎3．（2019•贵港）如图是探究“动能的大小跟哪些因素有关”的实验装置图。‎ ‎（1）若让同一钢球分别从斜面不同的高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越　　，木块B被撞得越　　。‎ ‎（2）若让不同质量的钢球分别从斜面相同的高度h由静止开始滚下，比较木块B被撞击后运动距离s的远近。这是为了探究动能的大小与　　的关系。‎ ‎【答案】（1）大；远；（2）质量 ‎【解析】（1）若让同一钢球分别从斜面不同的高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，所具有的动能越大，则木块B被撞得越远；‎ ‎（2）若让不同质量的钢球分别从斜面相同的高度h由静止开始滚下，钢球运动到水平面时的速度相同，比较木块B被撞击后运动距离s的远近，这是为了探究动能的大小与质量的关系；‎ ‎4．（2019•长沙）如图，小海在研究“物体的动能与哪些因素有关”时，将质量为m的小钢球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时，将水平面上静止的木块撞出一段距离s。小海的部分实验数据和现象记录如下：‎ 实验次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ 钢球质量m/g ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ 钢球下落高度h/cm ‎20‎ ‎20‎ ‎20‎ 木块滑行距离s 近 较远 远 ‎（1）上述3次实验中，第　　次实验钢球滑到斜槽底端时动能最大；‎ ‎（2）上述实验数据表明：当速度一定时，钢球的质量越大，动能越　　，这个结论可用于解释汽车　　（选填“超速”或“超载”）带来的危害。‎ ‎【答案】（1）3；（2）大；超载 17‎ ‎【解析】（1）因为不同质量的物体从相同高度自由下滑到达斜面底端的速度是相同的。三个小球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时速度相同，三个小球的质量越大，推动木块运动越远，对木块做功越大，说明小球的动能越大，所以第三次实验中小球动能最大。‎ ‎（2）上面数据得出：当速度一定时，钢球的质量越大，动能越大。汽车超速是因为速度大造成动能大，汽车超载是因为质量大造成的动能大。‎ ‎5．（2019•娄底）如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB。‎ ‎（1）实验中，探究的动能是指　　（填序号）‎ A．小球在斜面上的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块被小球撞击的动能 ‎（2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与 ‎　　的关系。‎ ‎（3）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球　　（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。‎ 表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 17‎ 小车运动距离 最近 较远 最远 ‎（4）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功　　（选填“相等”或“不相等”）‎ ‎【答案】（1）B；（2）速度；（3）静止；（4）相等 ‎【解析】（1）据题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小；故选B；‎ ‎（2）实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关；‎ 使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，则小球到达水平面时的速度不同，所以，这是为了研究动能大小与物体速度的关系；‎ ‎（3）让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若任一时刻两球的速度大小相等，即以任何一个小球为参照物，另一个小球都是静止的，所以若C球相对于A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。‎ ‎（5）让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相等。‎ ‎6．（2020•章丘区模拟）每周五是毓秀中学学生的社团活动日，“有趣的物理”社团的同学们设计了如图甲、乙所示的实验，来探究动能的大小与哪些因素有关。‎ ‎（1）在实验中，让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，会具有相同的　　；而纸盒被推动的距离可以用来反映出小球　　的大小。‎ ‎（2）选用图甲探究的是动能与　　的关系，得出的结论是：　　。‎ ‎（3）物理研究方法有很多，本实验中运用了两种研究方法，一是　　；二是转换法，就是用　　来表示小球动能的大小。‎ ‎（4）在高速公路上，人们对不同的车型，进行了不同的限速，质量越大的车，限速越低，主要是受到实验　　（选填“甲”或“乙”）的启示。‎ 17‎ ‎【答案】（1）速度；动能；（2）速度；当物体的质量相同时，速度越大动能越大；（3）控制变量法；纸盒被推动距离的大小；（4）乙 ‎【解析】（1）让不同质量的两个小球从同一高度滚下，这样它们到达斜面底端的运动速度相等；‎ 本题采用了转换法，通过比较撞击纸盒距离的长短来判断小球的动能大小；‎ ‎（2）选用图甲，让质量相同的小球沿斜面的不同高度由静止滚下，撞击水平板上的木块，这是控制了质量相同，速度不同，目的是探究物体的动能与运动速度的关系，得出的结论是：当物体的质量相同时，速度越大动能越大；‎ ‎（3）由于动能的影响因素有多个，实验中采用的是控制变量法；实验中通过比较撞击纸盒距离的长短来判断小球的动能大小，采用的是转换法；‎ ‎（4）在高速公路上，人们对不同的车型，进行了不同的限速，质量越大的车，限速越低，这表明动能的大小与质量有关，探究动能大小与质量有关时需要控制速度相同，质量不同，故选用乙图来探究。‎ ‎7．（2020•上海一模）某小组同学通过学习，知道了动能与质量、速度有关，他们想进一步探究动能与质量、速度之间的定量关系，于是用不同质量的实验小车去撞击同一木块，实验时利用DIS装置精确地测出了小车撞击木块时的速度。小车撞击木块后和木块一起向前滑动，测量出木块滑动的距离，记录的实验数据如表所示。‎ 表一 实验 序号 小车质量m（千克）‎ 小车速度v（米/秒）‎ 木块滑动距离s（米）‎ m2‎ ‎（千克2）‎ v2‎ ‎（米2/秒2）‎ ‎1‎ ‎0.20‎ ‎0.7071‎ ‎0.2‎ ‎0.0400‎ ‎0.5000‎ ‎2‎ ‎0.40‎ ‎0.5000‎ ‎0.2‎ ‎0.1600‎ ‎0.2500‎ ‎3‎ ‎0.80‎ ‎0.3536‎ ‎0.2‎ ‎0.6400‎ ‎0.1250‎ 表二 实验 序号 小车质量m（千克）‎ 小车速度v（米/秒）‎ 木块滑动距离s（米）‎ m2‎ ‎（千克2）‎ v2‎ ‎（米2/秒2）‎ ‎4‎ ‎0.20‎ ‎1.0000‎ ‎0.4‎ ‎0.0400‎ ‎1.0000‎ ‎5‎ ‎0.40‎ ‎0.7071‎ ‎0.4‎ ‎0.1600‎ ‎0.5000‎ 17‎ ‎6‎ ‎0.80‎ ‎0.5000‎ ‎0.4‎ ‎0.6400‎ ‎0.2500‎ 表三 实验 序号 小车质量m（千克）‎ 小车速度v（米/秒）‎ 木块滑动距离s（米）‎ ‎7‎ ‎0.20‎ ‎1.4142‎ ‎0.8‎ ‎8‎ ‎0.40‎ ‎1.0000‎ ‎0.8‎ ‎9‎ ‎0.80‎ ‎0.7071‎ ‎0.8‎ ‎（1）小组同学是通过比较表格中的　　来比较小车的动能大小的。‎ ‎（2）分析比较实验次数　　及相关条件，可得出的初步结论是：在小车质量相同的情况下，速度越大，小车的动能就越大。‎ ‎（3）分析比较实验次数1与5、9（或2与6或4与8）及相关条件，可得出的初步结论是：　　；‎ ‎（4）通过分析三张表格，你认为　　（填“质量”或“速度”）的改变对动能的改变影响更大些，你认为理由是：　　。‎ ‎【答案】（1）木块滑动距离的大小；（2）1与4与7（或2与5与8，或3与6与9）；（3）在小车速度相同时，小车的质量越大，动能也越大；（4）速度；分析4与8可知，当速度相同时，质量变为原来的2倍，动能变为原来的2倍；分析2与8可知，在质量一定时，速度变为原来的2倍，动能变为原来的4倍，即速度对动能的影响较大 ‎【解析】（1）小车的动能大小反应在它的做功本领上，木块被撞击时滑动的距离越远，说明小车的动能越大，这里采用了转换法的思想；‎ ‎（2）要得出“在小车质量相同的情况下，速度越大，小车的动能就越大”的结论，根据控制变量法的思想，必须控制小车的质量相同，小车的速度不同，符合这一要求的数据有：1与4与7（或2与5与8，或3与6与9）；‎ ‎（3）分析1与5与9，（或2与6或4与8）中的数据发现：小车的速度相同，但是小车的质量不同，木块滑动的距离也不相同，小车的质量越大，木块滑动的距离越大，小车具有的动能也就越大，因此可以得出的结论是：在小车速度相同时，小车的质量越大，动能也越大。‎ ‎（4）分析4与8可知，当速度相同时，质量变为原来的2倍，动能变为原来的2倍；分析2与8可知，在质量一定时，速度变为原来的2倍，动能变为原来的4倍，即速度对动能的影响较大。‎ ‎8．（2020•东莞市校级一模）如图所示，为了探究动能的大小与哪些因素有关而进行的实验：‎ ‎（1）让质量相同的两个小球铅同一光滑斜面分别从A、B两处开始向下运动，然后与放在水平面 17‎ 上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。‎ ‎（2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，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，如图乙所示。‎ 在上述甲、乙两组实验中：‎ ‎①实验中通过观察纸盒移动的距离的长短，来判断　　（选填“小球”“纸盒”）的动能大小，在实验方法上称为　　法。‎ ‎②选用图甲探究的问题是：在　　相同时，探究　　与　　的关系。‎ ‎③乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时，具有相同的　　，可以得出的实验结论是　　。‎ ‎【答案】①小球；转换；②质量；动能；速度；③速度；速度相同时，质量越大，动能越大 ‎【解析】①实验中小球动能的大小不易直接观察，通过观察纸盒被撞击后运动的距离的大小来间接判断小球动能的大小，这种研究问题的方法是转换法；‎ ‎②图甲中小球的质量相同，滚下的高度不同，滚下的高度越大，到达底面的速度越大，可探究动能和速度的关系；‎ ‎③乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的速度；‎ 由图乙知高度相同，小球的质量越大，纸盒被推动的越远，说明小球的动能越大，由此可以得出：速度相同时，质量越大，动能越大。‎ ‎9．（2020•射阳县校级模拟）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小明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，然后与放在水平桌面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。‎ ‎（1）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。下面的三个实例中也采用这种研究方法的是　　。‎ 17‎ A．卢瑟福建立原子的核式结构模型 B．用磁感线来描述磁场 C．探究电功大小与哪些因素有关时，通过小灯泡的亮度来判断电流做功的多少 D．探究压力作用效果与压力大小有关时，在桌面上增减砝码都要保证桌腿向下压在沙中 ‎（2）比较　　两次实验可以得出的结论：当速度相同时，质量越大，物体的动能越大。‎ ‎（3）若桌面过于光滑，则　　（选填“更利于”、“不利于”）探究得出结论。‎ ‎（4）三次实验中，铁球与纸盒一起在水平面上滑行的过程中克服摩擦力做功　　（选填“相等”或“不相等”）。‎ ‎（5）实验结束后，该同学拿走木块，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小球在相同表面上滑行到静止的距离，如图丁所示，根据此现象，小刚得出了动能与速度有关的结论。你认为该同学实验方案是否合理　　（选填“合理”或“不合理”）。‎ ‎【答案】（1）纸盒移动的距离； C；（2）甲、乙；（3）不利于；（4）不相等；（5）合理 ‎【解析】（1）该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的，这种方法是转换法。‎ A．卢瑟福建立原子的核式结构模型，采用的是模型法；‎ B．用磁感线来描述磁场，采用的是模型法；‎ C．探究电功大小与哪些因素有关时，通过小灯泡的亮度来判断电流做功的多少，采用的是转换法；‎ D．探究压力作用效果与压力大小有关时，在桌面上增减砝码都要保证桌腿向下压在沙中，采用的是控制变量法；‎ 故选C；‎ ‎（2）探究动能与质量关系时，需要控制速度不变，改变质量的大小，即使质量不同的小球从同一斜面的相同高度由静止滚下，故选甲乙；‎ ‎（3）若水平面光滑，纸盒不受摩擦力，由牛顿第一定律可知木块将做匀速直线运动，永远运动下去；无法通过移动距离比较动能大小；‎ ‎（4）由于小球的质量和小球下落的高度不同，则具有的重力势能不同，克服摩擦所做的功也不同；‎ ‎（5）相同的表面对小球的阻力是相同的，通过观察小球滑行到静止的距离大小可以判断出小球的动能大小，即球滑行到静止的距离越大，小球的动能越大；可以得出动能与速度的关系，该实验方案正确。‎ ‎10．（2020•西城区校级一模）在探究物体的动能跟哪些因素有关时，钢球从高为h的斜槽上由静止 17‎ 滚下，在水平面上运动。运动的钢球A碰上物体B后，能将B推动一段距离s，这说明A对B做了功，如图所示。在同样的平面上，B被推得越远，A对B做的功越多，A的动能越大。以下为小京的部分实验过程及结论，请你补充完整。‎ ‎（1）同一钢球从同一斜面不同高度h由静止滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时越　　（选填“快”或“慢”），物体B被推得越远。所以，质量相同时，钢球的速度越大，动能越　　。（选填“大”或“小”）‎ ‎（2）让质量不同的钢球从同一斜面同一高度由静止开始滚下，观察发现质量越大的钢球能将物体B推得越远。此次实验过程的自变量是　　，因变量是　　。‎ ‎【答案】（1）快；大；（2）质量；物体B移动的距离 ‎【解析】（1）同一钢球从不同的高度滚下，位置高的滚到斜面底端的速度就快，把木块推得越远说明对木块做功越多，动能越大，表明物体的动能与物体的速度有关，由此得出结论：在质量一定时，钢球的速度越大，动能就越大。‎ ‎（2）让质量不同的钢球从同一高度滚下，小球到达斜面底端时的速度就是一定的，质量大的小球把木块推的远，说明了动能的大小和质量有关，所以自变量是质量，因变量是物体B移动的距离。‎ ‎11．（2020•河西区模拟）小薛和小程同学在探究“动能的大小与什么因素有关”时，提出了如下猜想：‎ 猜想一：动能的大小可能与物体的质量有关；‎ 猜想二：动能的大小可能与物体的运动速度有关。‎ 为了验证他们的猜想，老师提供了如下器材：刻度尺、斜槽、较光滑的长木板、粗糙的长木板、小木块、质量不同的小钢球若干个，实验装置如图所示。请你帮助他们完成下列内容：‎ 17‎ ‎（1）让钢球从高为h的斜面由静止开始滚下，碰上水平面上静止的木块，如图所示。实验时通过观察　　移动的距离来判断　　动能的大小。（均选填“钢球“或“木块”）‎ ‎（2）对于老师提供的长度相同的较光滑长木板A和粗糙长木板B，为了使实验顺利进行，他们应选择长木板　　（选填“A”或“B”）。‎ ‎（3）小薛同学为了验证猜想一，他将质量不同的钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，实验记录数据如下：‎ 刚球的质量m/kg ‎0.1‎ ‎0.15‎ ‎0.20‎ ‎0.25‎ ‎0.30‎ ‎0.35‎ ‎0.40‎ 木块滑行的距离是s/m ‎0.12‎ ‎0.11‎ ‎0.12‎ ‎0.12‎ ‎0.11‎ ‎0.11‎ ‎0.12‎ 他根据以上实验数据得出“物体的动能大小与质量无关”的结论，这个结论是 ‎　　（选填“正确”或“错误”）的，因为　　。‎ ‎（4）为了验证猜想二，小程同学让同一钢球从斜面的不同高度由静止释放，高度h越高，木块被撞得越远，由此可得出的结论是：　　。‎ ‎【答案】（1）木块；钢球；（2）B；（3）错误；没有控制钢球从同一高度由静止滚下；（4）质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大 ‎【解析】（1）让钢球从某一高度由静止释放，在向下摆动的过程中重力势能减小，动能增大，所以钢球在最低位置获得的动能是由初始位置时的重力势能转化来的；在研究动能大小与什么因素有关时，我们是通过观察钢球推动木块移动的距离来反映钢球动能大小的，采用的是转换法的思想；‎ ‎（2）若水平面较光滑，则受到的阻力很小，速度改变的很小，小车和木块运动的距离很远，容易滑出木板的表面，就不能达到通过比较距离来比较动能的目的了，所以应选择粗糙程度大的长木板B；‎ ‎（3）根据控制变量法，应保证质量不同的小球在同一高度滚下，使球滚到水平面时速度相同。所以实验结论与物理事实不相符，原因不同质量的球没有从斜面上同一高度释放，未控制球的速度相同；‎ 17‎ ‎（4）让同一钢球从同一斜面的不同高度由静止释放，高度h越高，钢球到达斜面底端的速度越大，木块被撞得越远，所以在质量相同时，物体的速度越大，动能越大。‎ ‎12．（2020•赣州模拟）小明所在的实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m的两个钢球、木块和斜面等。实验过程如图甲、乙、丙所示。‎ ‎（1）本实验是通过木块被撞距离的远近来反映　　（选填“木块”或“钢球”）的动能，这种研究问题的方法叫做转换法；‎ ‎（2）小明进行甲、乙实验时探究的是动能与　　的关系，得出的结论是　　；‎ ‎（3）小明根据乙、丙两图得出的结论是“物体的质量越大时动能越大”，他的看法是不正确的，理由是：　　；‎ ‎（4）实验过程中小明发现实验现象不明显，老师指出小明实验中木块被撞击后移动的距离差异较小，实验现象不明显，为确保实验有较明显的现象，可行的一种方案是　　；‎ ‎（5）有同学将实验装置改进成如图丁所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块，来验证“动能与质量”的关系，该实验方案是　　（可行/不可行），若他按此方案操作，他会看到的现象是　　；‎ ‎（6）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功　　。（选填“相等”或“不相等”）‎ 表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 小车运动距离 最近 较远 最远 17‎ ‎【答案】（1）钢球；（2）速度；质量一定，速度越大，动能越大；（3）不符合控制变量法的操作要求；（4）可以增大钢球的质量或减小小木块的质量或换用较光滑的木板；（5）不可行；木块被推动的距离相等；（6）相等 ‎【解析】（1）该实验中比较木块移动的距离是为了比较钢球具有动能的大小；通过观察木块被撞击后移动的距离来判断动能大小，这是转换法；‎ ‎（2）甲、乙两图中，同一个钢球质量相等，从不同的高度静止滚下，到达平面时的速度不同，速度大的钢球把木块推的更远，说明钢球对木块做的功最多，钢球具有的动能大；可以得出结论：质量一定，速度越大，动能越大。‎ ‎（3）乙、丙两图中，小球的质量不同，开始在斜面上的高度不同，不符合控制变量法的操作要求，所以无法得到物体的动能大小与质量有关，想要探究物体的动能大小与质量有关，需要控制小球到达水平面时的速度相同。‎ ‎（4）为确保实验有较明显的现象，可以增大钢球的质量或减小小木块的质量或换用较光滑的木板。‎ ‎（5）若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验目的。‎ 17‎ ‎（6）让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相等。‎ ‎13．（2020•广东模拟）为了探究物体的动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙的实验装置进行实验。‎ ‎（1）两组实验中都应注意小球由　　释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块。‎ ‎（2）分析图乙你能得出的结论是　　。‎ ‎（3）本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？　　，理由是　　。‎ ‎（4）实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”“超速”，‎ 实验序号 小球的质量m/g 小球自由滚下的高度h/cm 木块被撞后运动的距离s/m ‎1‎ ‎30‎ ‎10‎ ‎4‎ ‎2‎ ‎30‎ ‎20‎ ‎16‎ ‎3‎ ‎60‎ ‎10‎ ‎8‎ 进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如表：‎ ‎①为了探究“超载”安全隐患，应选择　　两个序号的实验进行比较。‎ ‎②为了探究“超速”安全隐患，应选择　　两个序号的实验进行比较。分析表格中对应的实验数据可知：　　对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。‎ ‎【答案】（1）静止；（2）质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大；（3）不能；小球和木块不会静止，会永远运动下去；（4）①1、3；②1、2；速度 ‎【解析】（1）图甲，两小球滚下高度相同，目的是保持小球到水平面的速度相同，两小球的质量不同，探究的是动能与质量的关系，得出的结论是，速度相同时，物体的质量越大，动能越大；‎ 17‎ ‎（2）图乙两小球的质量相等，滚下的高度不同，探究的是动能与速度的关系；‎ 图乙中两小球的质量相同，滚下的高度越大，到达水平面的速度越大，将木块推得越远，得出的结论是：质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大；‎ ‎（3）若水平面光滑，木块不受摩擦力，由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去，木块通过的距离无法确定，做功的多少也无法确定。所以铁球动能的大小就无法比较。‎ ‎（4）①研究超载隐患时，应控制小球下滑的高度相同而质量不同，由表中实验数据可知，应选择1、3两个序号的实验进行比较；‎ ‎②为了探究“超速”安全隐患，应选择1、2两个序号的实验进行比较；由表中实验数据可知，在同等条件下速度对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。‎ ‎14．（2020•深圳模拟）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，学习小组利用斜面、小球、木块等器材开展了探究活动。让铁球从同一光滑的斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平木板上的木块相碰，铁球与木块在水平面上共同移动一段距离后静止。‎ ‎（1）该实验是通过观察木块被撞击后所移动的距离来比较铁球动能的大小。木块被撞击后移动的距离越大，表明撞击它的物体　　越大。‎ ‎（2）要探究动能大小与物体速度的关系时，应选用　　两图。‎ ‎（3）实验中要保证铁球到达水平面时的速度相同，应选用　　两图。‎ ‎（4）比较甲、丙两图，得到的结论正确的是　　。‎ A．速度不同的物体，质量越大，动能就越大；‎ B．速度相同的物体，质量越大，动能就越大；‎ C．质量不同的物体，运动速度越大，动能就越大；‎ D．质量相同的物体，运动速度越大，动能就越大。‎ ‎【答案】（1）动能；（2）甲乙；（3）甲丙；（4）B 17‎ ‎【解析】（1）能量越大的物体对另一个物体做功也多。本题是通过木块克服摩擦力做功的多少来体现小球动能的大小的。但木块克服摩擦力做功的多少是通过木块在水平木板上移动的距离直观反映的。所以木块被撞击后所移动的距离长，就说明小球的动能大，木块被撞击后所移动的距离短，就说明小球的动能小；‎ ‎（2）动能大小与物体质量、物体的速度有关系。要探究动能大小与物体速度的关系时，就得控制小球质量一定，显然是甲乙两个图。让质量相同的铁球从同一斜面的不同高度由静止开始向下运动，就能保证小球到达斜面底端速度不相等；‎ ‎（3）实验中要保证铁球到达水平面时的速度相同，需要让小球从同一高度下滑，满足这个条件的就是甲丙两图；‎ ‎（4）从甲丙两个图可以知道，质量不相同的两个小球，到达斜面底端速度相同，动能不同，其对木块做功不同，也就是木块在木板上移动的距离不同。归纳一下就是速度一定时，物体的动能与质量有关，质量大，动能大，故选B。‎ 17‎