2025年中考物理-實驗重難突破實驗19探究動能大小的影響因素(重點實驗)(原卷版+解析)

/實驗19探究動能大小的影響因素實驗：探究動能大小的影響因素【實驗?zāi)康摹垦芯縿幽艿拇笮「男┮蛩赜嘘P(guān)【實驗設(shè)計】用如圖所示的裝置探究鋼球的動能與速度及質(zhì)量的關(guān)系。實驗中，通過換用不同質(zhì)量的鋼球來改變質(zhì)量，讓同一鋼球從不同高度處滾下來改變速度。鋼球動能的大小由木塊被推動的距離遠(yuǎn)近來反映（轉(zhuǎn)換法），木塊被推動的越遠(yuǎn)，說明鋼球的動能越大。【實驗器材】斜面、滑道、滑塊、質(zhì)量不同的小球，刻度尺等?！具M行實驗與收集證據(jù)】（1）讓同一鋼球從斜面的不同高度處由靜止開始滾下，推動木塊移動，比較兩次木塊被推動距離的遠(yuǎn)近。實驗次數(shù)鋼球質(zhì)量鋼球高度鋼球推動木塊的距離1mh近2m2h遠(yuǎn)（2）換用質(zhì)量不同的鋼球，讓它們從斜面的同一高度處由靜止開始釋放，滾下后推動木塊移動，比較兩次木塊被推動距離的遠(yuǎn)近。實驗次數(shù)鋼球質(zhì)量鋼球高度鋼球推動木塊的距離1m2h近22m2h遠(yuǎn)【分析論證】（1）同一鋼球從不同高度處滾下，鋼球碰撞木塊時的速度不同。高度越高，鋼球碰撞木塊時速度越大，木塊被推得越遠(yuǎn)，說明物體的動能與物體的速度有關(guān)（2）不同鋼球從同一高度處滾下，鋼球碰撞木塊時的速度相同。質(zhì)量大的鋼球?qū)⒛緣K推得遠(yuǎn)，說明物體的動能與物體的質(zhì)量有關(guān)?！緦嶒灲Y(jié)論】動能與物體的質(zhì)量和運動速度有關(guān)。質(zhì)量相同的物體，運動的速度越大，動能越大；運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，動能越大?！短骄縿幽艽笮〉挠绊懸蛩亍烦？紗栴}：（1）研究方法：①轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用：通過木塊被推動距離的多少來反映鋼球動能的大小。②控制變量法的應(yīng)用：同一小車不同高度速度同一高度由靜止速度相同鋼球（小車）。（3）實驗結(jié)論：動能大小與速度有關(guān)，質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；動能大小與質(zhì)量有關(guān)，速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大。（4）使鋼球獲得動能的方法：將鋼球由斜面某一高度靜止釋放（重力勢能轉(zhuǎn)化為動能）。（5）將質(zhì)量不同的鋼球放在斜面上同一高度處靜止釋放的目的：控制鋼球到達(dá)斜面底端時具有相同的初速度。（6）將質(zhì)量相同的鋼球由斜面上不同位置靜止釋放的目的：改變鋼球到達(dá)斜面底端時的初速度。（7）實驗推理：當(dāng)水平面絕對光滑時，木塊將一直做勻速直線運動（力不是維持物體運動狀態(tài)的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因）。（8）鋼球在水平面上不能立即停下的原因：鋼球具有慣性。（9）木塊最終停止的原因：受到摩擦力的作用（力是改變物體運動狀態(tài)的原因）。（10）實驗中能量的轉(zhuǎn)化：①小球從斜面上靜止下落，下滑過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能；木塊在水平面上運動時動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。②鋼球在運動過程中接卸能不守恒，機械能減少量最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（11）實驗改進：①木塊被撞后滑出木板的解決辦法：換更長的木板。②木塊質(zhì)量較大，確保實驗現(xiàn)象較明顯的方法：增大鋼球滾下的高度。（12）實驗相關(guān)拓展①每次實驗都要把木塊放在同一位置；②小車的動能，是指小車撞擊木塊前的瞬間的動能，所以在探究動能與質(zhì)量關(guān)系時，如果木塊不是放在同一位置，小車運動到木塊前速度可能不相等；③探究動能與質(zhì)量的關(guān)系時，木塊質(zhì)量較大，實驗現(xiàn)象不明顯，為確保實驗仍有較明顯的現(xiàn)象，可采取的措施是（不改變木塊的質(zhì)量）：增大鋼球下落的高度（或換用質(zhì)量更大的鋼球）。④探究動能與質(zhì)量的關(guān)系時，木塊被撞出了水平木板，在不改變木板長度的情況下，可采取的措施是：減小小車下落的高度（或換用質(zhì)量更小的小車）。⑤如果水平面光滑，將無法完成實驗，因木塊被撞擊后將做勻速直線運動。⑥小車下滑的過程中，小車的重力勢能主要轉(zhuǎn)化為動能（和少量內(nèi)能）。水平面上移動最后靜止下來，是動能（或機械能）轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（13）實驗結(jié)論的應(yīng)用：生活中超載、超速問題（超速：速度大，超載：質(zhì)量大，則動能大，危險性大。）【典例1】如圖所示，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，撞擊水平面上同一位置上的同一木塊，木塊移動一段距離后停止。(1)實驗中，探究的動能是指___________（填字母）。A．小球在斜面上的動能 B．小球撞擊木塊時的動能 C．木塊被小球撞擊后的動能(2)實驗中，物體的動能大小通過觀察來判斷。(3)通過甲、丙兩圖的實驗，可以探究動能大小與的關(guān)系，得出的結(jié)論是。(4)甲、乙兩次實驗中，讓小球從斜面上的不同高度靜止?jié)L下，目的是。(5)實驗后，同學(xué)們聯(lián)想到在許多交通事故中，造成安全隱患的因素有汽車的“超載”與“超速”，于是利用上述器材進行了實驗探究，得到的數(shù)據(jù)如下表。分析數(shù)據(jù)可知（選填“超速”或“超載”）對汽車動能的影響更大，發(fā)生交通事故時，造成的傷害更嚴(yán)重。大家在進行交流時，發(fā)現(xiàn)表格設(shè)計存在問題，請你指出該問題是：。實驗序號小球的質(zhì)量小球自由滾下的高度木塊被撞擊后運動的距離130101023020403601020【典例2】小明在探究物體動能的大小與哪些因素有關(guān)的實驗中，提出了2個猜想。猜想1：物體動能的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)；猜想2：物體動能的大小與物體的速度有關(guān)。為了驗證猜想，小明設(shè)計了如圖所示的實驗。光滑斜軌道與水平直軌道平滑連接，將體積相同、質(zhì)量為m和2m的兩個小球分別從斜軌道上高度為2h、h處由靜止釋放。3次實驗中，小球進入水平直軌道推動紙盒一起在水平面上運動了一段距離后停下，分別測出小球與紙盒一起運動的最大距離，由此判斷出小球撞擊紙盒時的動能大小。(1)該實驗中，“物體的動能”中“物體”指的是（選填“小球”或“紙盒”）；(2)圖甲、乙所示的2次實驗中，小球都從相同高度處由靜止釋放，是為了使2次實驗中小球運動到斜軌道底端時的相同；(3)對比圖和圖丙所示的2次實驗，可以驗證小明的猜想（選填“1”或“2”）是正確的?！居?xùn)練1】如圖所示是“探究物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置，實驗中讓鋼球從斜面上某個高度由靜止沿斜面滾下，在底部與靜止在水平面上的木塊發(fā)生碰撞，木塊沿水平向右運動直至停止。(1)實驗中是通過觀察來判斷鋼球的動能大?。玫降膶嶒灧椒ㄊ?。(2)讓不同鋼球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下，目的是使相同，從而探究鋼球的動能大小與的關(guān)系。(3)換用質(zhì)量相同的鋼球從斜面的不同高度由靜止開始滾下，目的是探究鋼球的動能大小與的關(guān)系。(4)木塊最終會停下來的主要原因是。(5)如果木塊在運動過程中所受的摩擦力為0，木塊將?！居?xùn)練2】如圖所示，在“探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，讓小鋼球從高度為h的同一斜面上由靜止開始自由滾下，推動同一小木塊向前移動一段距離s后停下。實驗次數(shù)12345小球質(zhì)量m/g1020301010小球釋放的高度h/cm5551015木塊移動距離s/cm1018293886(1)小球從斜面滾下的過程中，它的能轉(zhuǎn)化為能，小球動能的大小通過（選填“高度h”或“距離s”）的大小來判斷的。(2)實驗中把質(zhì)量不同的小鋼球放在斜面同一高度處由靜止開始釋放，是為了控制相同。(3)該小組同學(xué)記錄的部分實驗數(shù)據(jù)如表所示：①分析三次實驗數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：物體的質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大。②分析第1、2、3三次實驗數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：當(dāng)物體的一定時，質(zhì)量越大，動能越大。③請根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析：汽車超載10%與超速10%相比，潛在危害較大的是（選填“超載”或“超速”）?！居?xùn)練3】如圖所示，在“探究物體的動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，小球由斜面某位置滾下，撞擊水平面上的小木塊。(1)實驗中通過觀察，來判斷小球動能的大??；(2)讓質(zhì)量不同的小球A和B（mA<mB），從同一斜面的同一高度由靜止開始滾下，目的是為了使小球到達(dá)水平面的相同；(3)為了探究動能大小與速度的關(guān)系，應(yīng)選擇兩個圖進行比較，得出的結(jié)論是?！居?xùn)練4】小明和小紅在“探究物體的動能與哪些因素有關(guān)”的實驗中，讓鋼球從斜面上一定高度的位置滾下，鋼球在水平面上運動，碰上木塊C并將C推動一段距離，通過推動距離的大小來反映動能的大小。(1)實驗中探究的動能是指_______（填字母）；A．鋼球撞擊木塊時的動能B．鋼球撞擊木塊后的動能 C．木塊被鋼球撞擊后的動能(2)圖甲、乙為小明兩次實驗的示意圖，鋼球A、B的質(zhì)量關(guān)系為，高度關(guān)系為，距離關(guān)系為。他（選填“能”或“不能”）推斷出物體動能與質(zhì)量的關(guān)系；(3)小紅讓鋼球A分別從同一斜面的不同高度由靜止自由滾下，撞擊木塊，這是為了探究物體動能與的關(guān)系?！居?xùn)練5】興趣小組的同學(xué)認(rèn)為車禍的危害程度與汽車的動能大小有關(guān)，于是他們進行了如下探究：【提出問題】汽車的動能大小跟什么因素有關(guān)？(1)【猜想假設(shè)】由“安全駕駛莫超載”可猜想：汽車的動能可能跟有關(guān)；(2)【進行實驗】他們做了如圖所示的三次實驗：用鐵球模擬汽車，讓鐵球從斜槽的某一高度由靜止開始滾下，碰到水平面上的物塊，將物塊撞出一段距離。該實驗是通過觀察的大小，來說明鐵球?qū)δ緣K做功的多少，這種探究問題的方法是（填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”或“歸納法”）；(3)【分析論證】分析甲、乙兩圖的實驗現(xiàn)象，可以初步得到的結(jié)論是：；(4)【實踐應(yīng)用】用甲、丙兩圖的實驗現(xiàn)象所得到的結(jié)論，可以解釋汽車（選填“超載”或“超速”）行駛時危險性大的原因；(5)【改進實驗】研究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，有同學(xué)將實驗裝置改成如圖丁所示，利用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s相同程度后靜止釋放（不考慮鐵球運動過程中所受的阻力），撞擊同一木塊，將木塊撞出一段距離進行比較，發(fā)現(xiàn)兩次實驗?zāi)緣K移動的距離相等，其原因是?！居?xùn)練6】小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，選用質(zhì)量不同的兩個鋼球m和M（M的質(zhì)量大于m），使它們分別從不同的高度h和（）由靜止開始運動，觀察紙盒被撞擊后移動的距離，實驗過程如下圖所示；(1)小明通過觀察紙盒移動的距離長短，來判斷小球動能的大小，這里他利用的研究方法是（選填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”）；若水平面絕對光滑，本實驗將（選填“能”或“不能”）達(dá)到探究目的；(2)由甲、乙兩圖，可得到的實驗結(jié)論是：；(3)小明根據(jù)甲、丙兩圖得出結(jié)論：物體的動能大小與質(zhì)量有關(guān)；他的做法是（選填“正確”或“錯誤”）的?！居?xùn)練7】小明為了探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)，設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗裝置來進行實驗。(1)小球動能的大小是通過被撞擊木塊移動的距離來間接反映的，這種物理方法是。(2)若探究物體動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，每次實驗時，都要將小球從斜面的同一高度由靜止釋放，其目的是使小球到達(dá)水平面的初速度相同，擺放在水平面上的木塊（選填“需要”或“不需要”）擺放在同一位置。(3)根據(jù)圖乙進行實驗，可以得出的結(jié)論是。(4)如果圖甲中質(zhì)量為2m的小球撞擊木塊后導(dǎo)致木塊從水平面末端滑落，（選填“能”或“不能”）得出（3）中的結(jié)論?！居?xùn)練8】汽車的“超載”“超速”是造成許多交通事故的重要因素，這與它們的動能大小有關(guān)，為了比較兩者對事故影響的大小，實驗小組的同學(xué)們設(shè)計了如圖所示的裝置，探究物體動能與物體的質(zhì)量、物體的速度的關(guān)系。【證據(jù)】(1)本實驗的研究對象是（選填“小球”或“木塊”）；實驗中物體的速度是指（選填“即將碰撞木塊時”或“碰撞木塊后”）的速度；(2)實驗中，將小球在斜面上由開始釋放，這是為了方便控制小球；(3)利用甲、乙裝置正確實驗后，通過測量得到如下數(shù)據(jù)。實驗序號小球的質(zhì)量m/g小球的高度h/cm木塊被撞后運動的距離s/m1301042302016360108【解釋】表格中能代表物體動能大小的是（選填“小球的質(zhì)量”“小球的高度”或“木塊被撞后運動的距離”），分析實驗數(shù)據(jù)可知，（選填“質(zhì)量”或“速度”）對物體的動能影響更大，當(dāng)發(fā)生交通事故時，由此造成的危害更嚴(yán)重；【交流】某次實驗中木塊被撞后滑出木板掉落，為了使木塊不滑出木板，測出具體的實驗數(shù)據(jù)，在不改變木板長度的情況下，可采取的改進措施是?！居?xùn)練9】為了探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)，同學(xué)們設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗裝置來進行實驗。實驗序號小球的質(zhì)量m/g小球滑到斜面底端時速度木塊被撞后運動的距離s/m13020.423041.636020.8(1)該實驗是通過木塊移動的距離來判斷（小球/木塊）的動能大??；(2)圖甲是讓不同質(zhì)量的小球沿同一光滑斜面從B處由靜止自由釋放，然后分別撞擊到放在水平面上的同一木塊，木塊在水平面運動一段距離后靜止時的情景。據(jù)此你能得到的結(jié)論是：；(3)圖乙是讓質(zhì)量相同的小球沿同一光滑斜面分別從A、B由靜止自由釋放，然后與放在水平面上的同一木塊相碰到靜止后的情景。據(jù)此你能得出結(jié)論是：；(4)實驗后，同學(xué)們聯(lián)想到在公交事故中，造成安全隱患的因素有汽車的“超載”與“超速”，進一步想知道，在影響物體動能大小的因素中，哪個對動能影響更大，于是進行了實驗測定，得到的數(shù)據(jù)如上表。（a）為了探究“超載”隱患時，應(yīng)選擇序號的實驗進行比較；（b）分析表格中對應(yīng)的數(shù)據(jù)可知：對物體的動能影響更大，即當(dāng)發(fā)生交通事故時，由此造成的危害更嚴(yán)重?！居?xùn)練10】小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，選用質(zhì)量不同的兩個鋼球m和M（M的質(zhì)量大于m），分別從不同的高度h和H（H＞h）靜止開始放下，觀察紙盒被撞擊后移動的距離，實驗過程如圖所示。(1)小明通過觀察，來判斷小球動能的大??；(2)由乙、丙兩圖，可得到的實驗結(jié)論是：當(dāng)速度一定時，；(3)小明根據(jù)甲、丙兩圖得出結(jié)論：物體的動能太小與速度有關(guān)，他的看法是否正確？；理由是：；(4)善于動腦的小明又設(shè)計了如圖丁的方案：讓質(zhì)量不同的兩個鋼球兩次將同一彈簧壓縮到相同程度，放手后將小球彈出去撞擊放在同一位置的木塊，這樣做（填“能”或“不能”）驗證動能與質(zhì)量的關(guān)系。1．（2024·吉林長春）在“研究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗中。實驗器材如下：帶有合頁的長木板、帶圓形凹槽的木塊、小球、彈簧測力計。（1）如圖甲所示，將木塊放在水平放置的長木板上，用彈簧測力計沿方向拉動木塊做勻速直線運動，讀出彈簧測力計的示數(shù)，則滑動摩擦力為；（2）將小球放在木塊的凹槽內(nèi)，重復(fù)（1）的操作，彈簧測力計的示數(shù)比（1）中的大。說明當(dāng)接觸面粗糙程度相同時，滑動摩擦力的大小與有關(guān)；（3）請在圖甲中畫出木塊所受摩擦力的示意圖；（4）利用上述實驗器材還可以探究物體的動能跟運動速度的關(guān)系，如圖乙所示。①進行實驗時，為改變小球在水平面上開始運動的速度，應(yīng)使小球從同一斜面上的高度由靜止?jié)L下；②小球在同一斜面上的位置越高，滾下時木塊被撞得越遠(yuǎn)，實驗表明，質(zhì)量相同的小球，運動的速度越大，動能；③請根據(jù)上述結(jié)論，對駕駛員提出一條關(guān)于交通安全方面的建議：。2．（2024·貴州）小明觀察到如圖甲所示的組合式滑梯，各個滑梯的高度都有所不同，小朋友從不同的滑梯滑至底端時的快慢也有所不同，速度快的甚至?xí)_出滑梯摔在地上。這一現(xiàn)象引起了小明的思考：人沿滑梯滑至底端時速度的大小與什么因素有關(guān)呢？他猜想：與人開始下滑的起點高度有關(guān)。小明用木塊、硬紙板、墊塊進行模擬實驗，如圖乙所示。紙板一端置于墊塊上，另一端置于水平桌面上模擬滑梯，用紙板上從靜止開始下滑的木塊模擬人，通過觀察木塊在水平桌面上運動的距離來反映木塊滑至底端O點時速度的大小，距離越長表明速度越大。請你回答下列問題：（1）若釋放后木塊保持靜止，是因為木塊受到沿紙板向的摩擦力，若要讓木塊下滑，寫出一種操作方法：；（2）解決上述問題后繼續(xù)探究。如圖丙①所示，從紙板頂端釋放木塊，木塊運動至桌面上的M點；如圖丙②所示，從紙板中部釋放木塊，木塊運動至桌面上的N點。比較木塊兩次在桌面上的運動距離，可以得出結(jié)論：木塊沿紙板下滑的起點越高，；（3）根據(jù)上述探究，小明認(rèn)為，要保證人不因速度過大沖出滑梯，設(shè)計時可以考慮在滑梯底端再連接一段方向放置的滑梯，結(jié)合上述實驗現(xiàn)象和所學(xué)物理知識說明這樣設(shè)計的必要性；()（4）結(jié)合你坐滑梯的經(jīng)歷，談?wù)勥€有哪些因素可能會影響人沿滑梯下滑的快慢？（寫出兩個因素即可）()3．（2023·山東淄博）利用下圖所示實驗裝置探究“動能的大小與哪些因素有關(guān)”。實驗時讓小車A從斜面上由靜止開始滑下在水平面上將物體B推出一段距離。（1）實驗運用了控制變量法：讓質(zhì)量不同的小車從斜面的同一高度滑下，探究動能與質(zhì)量的關(guān)系；讓同一個小車從斜面的高度滑下，探究動能與速度的關(guān)系。實驗中動能的大小無法測量，我們通過來判斷小車動能的大小；（2）小車從斜面上滑下，它的轉(zhuǎn)化為動能，碰上物體B后，小車的部分轉(zhuǎn)移給了物體B，這個能量的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移過程機械能總量；（3）小車在水平面上推動物體B前進時受到4個力：①重力、②摩擦力、③物體B對小車的壓力、④水平面對小車的支持力，其中是一對平衡力，方向相同（兩空均填序號）。拿走物體B，如果小車滑到水平面時，它受的力全部消失，小車將；（4）下表是一些物體的動能大小，分析表中數(shù)據(jù)，請你提出一個可以探究的物理問題：。物體動能/J物體動能/J步行的人約30百米跑中的運動員約行走的牛約160剛射出的步槍子彈約中速行駛的小汽車約高速行駛的小汽車約4．（2023·山東濰坊）為探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)，利用斜槽、鋼球、木塊等器材在同一水平面上進行探究活動。鋼球從高為h的斜槽上滾下，在水平面上運動，運動的鋼球碰上木塊后，能將木塊撞出一段距離s，如圖所示。（1）實驗中探究的“物體的動能”是指（選填字母）。A．鋼球在斜面上的動能B．鋼球撞擊木塊時的動能C．木塊被撞擊后的動能（2）若水平面是光滑的，（選填“能”或“不能”）達(dá)到探究目的。（3）實驗過程中，發(fā)現(xiàn)木塊移動的距離較短而不易進行觀察和比較。對此請你寫出一條改進措施：。5．（2023·甘肅蘭州）近年來，渣土車因“多拉快跑”而引發(fā)的交通事故時有發(fā)生，引起了交通管理部門的高度重視。小彤設(shè)計了如圖所示的實驗來模擬汽車超速、超載帶來的危害，通過電磁鐵的控制，讓質(zhì)量分別為和（<）的小鋼球從圓弧軌道的一定高度（）由靜止?jié)L下，撞擊水平面上的紙盒并將紙盒推動一段距離（實驗中的圓弧軌道、水平面和紙盒均不變）。（1）分析甲、乙兩圖可知，（選填“甲”或“乙”）圖中的小鋼球在剛到達(dá)水平面時的速度更大；（2）比較甲、乙兩圖可知，在一定時，小鋼球的越大，動能越大。（3）比較兩圖可以模擬汽車超載帶來的危害；（4）假如你是一名汽車駕駛員，請你從物理學(xué)的角度談?wù)勗诎踩熊嚪矫嫘枰⒁饽男┦马棥?．（2023·廣西）在“探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，讓不同質(zhì)量的鋼球從斜槽同一高度由靜止開始滾下，將靜止在水平面上的木塊撞出一段距離，如圖所示：（1）在鋼球從斜槽滾下的過程中，鋼球的重力勢能轉(zhuǎn)化為；（2）實驗表明，鋼球質(zhì)量越大，將木塊撞得越遠(yuǎn)，對木塊做功越，鋼球的動能就越；（3）在水平面上，被撞出的木塊由于受到力的作用而停下。假如水平面光滑且足夠長，它將做勻速直線運動。7．（2023·湖南郴州）小明通過下面的實驗，研究“動能的大小與物體運動的速度有關(guān)”的問題。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)水平面時的速度是的。（選填“相同”或“不同”）。（1）實驗1將小球從斜面頂端自由滾下（圖甲），觀察到木塊被撞出了一段距離。（2）實驗2將小球從斜面中間自由滾下（圖甲乙），觀察到木塊被撞出的距離比實驗1的距離（選填“短”、“長”或“相等”）由上述實驗現(xiàn)象，我們可以得出結(jié)論；同一物體，，動能越大。（3）實驗3將小球從一光滑斜槽軌道（OAB）O點自由滾下（圖丙），依次經(jīng)過A、B兩點到達(dá)C點（忽略空氣阻力），設(shè)A、B兩點的機械能分別為和，則（選填“>”、“=”或“<”）。當(dāng)小球從B點做斜拋運動到達(dá)最高點C時，假設(shè)小球所受的外力全部消失，則小球?qū)?。A．沿a軌跡運動B．沿b軌跡運動C．沿c軌跡運動D．保持靜止

實驗19探究動能大小的影響因素實驗：探究動能大小的影響因素【實驗?zāi)康摹垦芯縿幽艿拇笮「男┮蛩赜嘘P(guān)【實驗設(shè)計】用如圖所示的裝置探究鋼球的動能與速度及質(zhì)量的關(guān)系。實驗中，通過換用不同質(zhì)量的鋼球來改變質(zhì)量，讓同一鋼球從不同高度處滾下來改變速度。鋼球動能的大小由木塊被推動的距離遠(yuǎn)近來反映（轉(zhuǎn)換法），木塊被推動的越遠(yuǎn)，說明鋼球的動能越大?！緦嶒炂鞑摹啃泵妗⒒?、滑塊、質(zhì)量不同的小球，刻度尺等?！具M行實驗與收集證據(jù)】（1）讓同一鋼球從斜面的不同高度處由靜止開始滾下，推動木塊移動，比較兩次木塊被推動距離的遠(yuǎn)近。實驗次數(shù)鋼球質(zhì)量鋼球高度鋼球推動木塊的距離1mh近2m2h遠(yuǎn)（2）換用質(zhì)量不同的鋼球，讓它們從斜面的同一高度處由靜止開始釋放，滾下后推動木塊移動，比較兩次木塊被推動距離的遠(yuǎn)近。實驗次數(shù)鋼球質(zhì)量鋼球高度鋼球推動木塊的距離1m2h近22m2h遠(yuǎn)【分析論證】（1）同一鋼球從不同高度處滾下，鋼球碰撞木塊時的速度不同。高度越高，鋼球碰撞木塊時速度越大，木塊被推得越遠(yuǎn)，說明物體的動能與物體的速度有關(guān)（2）不同鋼球從同一高度處滾下，鋼球碰撞木塊時的速度相同。質(zhì)量大的鋼球?qū)⒛緣K推得遠(yuǎn)，說明物體的動能與物體的質(zhì)量有關(guān)?！緦嶒灲Y(jié)論】動能與物體的質(zhì)量和運動速度有關(guān)。質(zhì)量相同的物體，運動的速度越大，動能越大；運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，動能越大?！短骄縿幽艽笮〉挠绊懸蛩亍烦？紗栴}：（1）研究方法：①轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用：通過木塊被推動距離的多少來反映鋼球動能的大小。②控制變量法的應(yīng)用：同一小車不同高度速度同一高度由靜止速度相同鋼球（小車）。（3）實驗結(jié)論：動能大小與速度有關(guān)，質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；動能大小與質(zhì)量有關(guān)，速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大。（4）使鋼球獲得動能的方法：將鋼球由斜面某一高度靜止釋放（重力勢能轉(zhuǎn)化為動能）。（5）將質(zhì)量不同的鋼球放在斜面上同一高度處靜止釋放的目的：控制鋼球到達(dá)斜面底端時具有相同的初速度。（6）將質(zhì)量相同的鋼球由斜面上不同位置靜止釋放的目的：改變鋼球到達(dá)斜面底端時的初速度。（7）實驗推理：當(dāng)水平面絕對光滑時，木塊將一直做勻速直線運動（力不是維持物體運動狀態(tài)的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因）。（8）鋼球在水平面上不能立即停下的原因：鋼球具有慣性。（9）木塊最終停止的原因：受到摩擦力的作用（力是改變物體運動狀態(tài)的原因）。（10）實驗中能量的轉(zhuǎn)化：①小球從斜面上靜止下落，下滑過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能；木塊在水平面上運動時動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。②鋼球在運動過程中接卸能不守恒，機械能減少量最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（11）實驗改進：①木塊被撞后滑出木板的解決辦法：換更長的木板。②木塊質(zhì)量較大，確保實驗現(xiàn)象較明顯的方法：增大鋼球滾下的高度。（12）實驗相關(guān)拓展①每次實驗都要把木塊放在同一位置；②小車的動能，是指小車撞擊木塊前的瞬間的動能，所以在探究動能與質(zhì)量關(guān)系時，如果木塊不是放在同一位置，小車運動到木塊前速度可能不相等；③探究動能與質(zhì)量的關(guān)系時，木塊質(zhì)量較大，實驗現(xiàn)象不明顯，為確保實驗仍有較明顯的現(xiàn)象，可采取的措施是（不改變木塊的質(zhì)量）：增大鋼球下落的高度（或換用質(zhì)量更大的鋼球）。④探究動能與質(zhì)量的關(guān)系時，木塊被撞出了水平木板，在不改變木板長度的情況下，可采取的措施是：減小小車下落的高度（或換用質(zhì)量更小的小車）。⑤如果水平面光滑，將無法完成實驗，因木塊被撞擊后將做勻速直線運動。⑥小車下滑的過程中，小車的重力勢能主要轉(zhuǎn)化為動能（和少量內(nèi)能）。水平面上移動最后靜止下來，是動能（或機械能）轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（13）實驗結(jié)論的應(yīng)用：生活中超載、超速問題（超速：速度大，超載：質(zhì)量大，則動能大，危險性大。）【典例1】如圖所示，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，撞擊水平面上同一位置上的同一木塊，木塊移動一段距離后停止。(1)實驗中，探究的動能是指___________（填字母）。A．小球在斜面上的動能 B．小球撞擊木塊時的動能 C．木塊被小球撞擊后的動能(2)實驗中，物體的動能大小通過觀察來判斷。(3)通過甲、丙兩圖的實驗，可以探究動能大小與的關(guān)系，得出的結(jié)論是。(4)甲、乙兩次實驗中，讓小球從斜面上的不同高度靜止?jié)L下，目的是。(5)實驗后，同學(xué)們聯(lián)想到在許多交通事故中，造成安全隱患的因素有汽車的“超載”與“超速”，于是利用上述器材進行了實驗探究，得到的數(shù)據(jù)如下表。分析數(shù)據(jù)可知（選填“超速”或“超載”）對汽車動能的影響更大，發(fā)生交通事故時，造成的傷害更嚴(yán)重。大家在進行交流時，發(fā)現(xiàn)表格設(shè)計存在問題，請你指出該問題是：。實驗序號小球的質(zhì)量小球自由滾下的高度木塊被撞擊后運動的距離130101023020403601020【答案】(1)B(2)小球撞擊木塊后，木塊移動的距離(3)質(zhì)量物體速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大(4)使小球到達(dá)水平面時的速度不同(5)超速表格中物理量的數(shù)據(jù)缺單位【解析】（1）據(jù)題意可知，實驗中通過小球撞擊木塊時對木塊做功的多少來探究小球的動能大小，即小球撞擊木塊時的動能的大小，故B符合題意，AC不符合題意。故選B。（2）實驗中，小球動能的大小是通過小球撞擊木塊后，木塊移動的距離來反映的，木塊移動的距離越遠(yuǎn)，說明小球的動能越大。（3）[1][2]比較甲和丙兩組實驗可知，小球滾下的高度相同，到達(dá)水平面時的速度相同，小球的質(zhì)量不同，質(zhì)量越大，推動木塊移動的距離越遠(yuǎn)，動能越大，可以探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，故結(jié)論為：物體速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大。（4）分析甲、乙兩圖可知，小球的質(zhì)量相同，在斜面上滾下的高度不同，高度越高，到達(dá)水平面時的速度越大，推動木塊移動的距離越遠(yuǎn)，動能越大，可以探究動能大小與速度的關(guān)系；甲、乙兩次實驗中，讓小球從斜面上的不同高度靜止?jié)L下，目的是使小球達(dá)到水平面時的速度不同。（5）[1]研究超載隱患時，應(yīng)控制小球下滑的高度相同而質(zhì)量不同，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選擇1、3所示實驗進行比較，小球的速度相同，質(zhì)量為原來的2倍時，木塊移動的距離為原來的二倍；為了探究“超速”安全隱患，應(yīng)選擇1、2兩個序號的實驗進行比較，小球的質(zhì)量相同，小球滾下的高度變?yōu)樵瓉淼亩稌r，即速度為原來的二倍時，木塊移動的距離為原來的4倍；由表中實驗數(shù)據(jù)對比可知，在同等條件下，速度對物體的動能影響更大，當(dāng)發(fā)生交通事故時，由此造成的危害更嚴(yán)重。[2]在對物理量的數(shù)據(jù)進行記錄時，數(shù)據(jù)后面應(yīng)有對應(yīng)的單位，表格設(shè)計存在的問題是：數(shù)據(jù)缺物理量的單位?！镜淅?】小明在探究物體動能的大小與哪些因素有關(guān)的實驗中，提出了2個猜想。猜想1：物體動能的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)；猜想2：物體動能的大小與物體的速度有關(guān)。為了驗證猜想，小明設(shè)計了如圖所示的實驗。光滑斜軌道與水平直軌道平滑連接，將體積相同、質(zhì)量為m和2m的兩個小球分別從斜軌道上高度為2h、h處由靜止釋放。3次實驗中，小球進入水平直軌道推動紙盒一起在水平面上運動了一段距離后停下，分別測出小球與紙盒一起運動的最大距離，由此判斷出小球撞擊紙盒時的動能大小。(1)該實驗中，“物體的動能”中“物體”指的是（選填“小球”或“紙盒”）；(2)圖甲、乙所示的2次實驗中，小球都從相同高度處由靜止釋放，是為了使2次實驗中小球運動到斜軌道底端時的相同；(3)對比圖和圖丙所示的2次實驗，可以驗證小明的猜想（選填“1”或“2”）是正確的?！敬鸢浮?1)小球(2)速度大小(3)甲2【解析】（1）實驗中運用轉(zhuǎn)換法，通過觀察木塊被小球撞擊距離的遠(yuǎn)近來表的小球具有動能的大小，因此“物體的動能”中“物體”指的是小球。（2）小球都從相同高度處由靜止釋放，小球到達(dá)斜面底端的速度相同，因此是為了使2次實驗中小球運動到斜軌道底端時的速度大小相同。（3）[1][2]要探究物體動能的大小與物體速度的關(guān)系，需要控制小球的質(zhì)量相同，小球在斜面下滑的高度不同，因此選用甲、丙所示的2次實驗，實驗中，當(dāng)質(zhì)量相同時，小球的速度越大，木塊被撞擊的距離越遠(yuǎn)，說明小球動能的大小與速度有關(guān)，小明的猜想2是正確的。【訓(xùn)練1】如圖所示是“探究物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置，實驗中讓鋼球從斜面上某個高度由靜止沿斜面滾下，在底部與靜止在水平面上的木塊發(fā)生碰撞，木塊沿水平向右運動直至停止。(1)實驗中是通過觀察來判斷鋼球的動能大?。玫降膶嶒灧椒ㄊ恰?2)讓不同鋼球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下，目的是使相同，從而探究鋼球的動能大小與的關(guān)系。(3)換用質(zhì)量相同的鋼球從斜面的不同高度由靜止開始滾下，目的是探究鋼球的動能大小與的關(guān)系。(4)木塊最終會停下來的主要原因是。(5)如果木塊在運動過程中所受的摩擦力為0，木塊將?！敬鸢浮?1)木塊被推動的距離轉(zhuǎn)換法(2)速度質(zhì)量(3)速度(4)受到摩擦力作用(5)做勻速直線運動【解析】（1）[1]實驗中，通過觀察木塊被鋼球推動的距離來判斷鋼球的動能大小，木塊被堆動得越遠(yuǎn)，表明小球進入水平面時的動能越大。[2]這里用到的實驗方法是轉(zhuǎn)換法，即通過觀察一個容易測量的物理量（木塊移動的距離）來推斷一個不容易直接測量的物理量（鋼球的動能）。（2）[1][2]小球滾下時的高度越大，進入水平面時的速度越大，讓不同鋼球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下，目的是使它們到達(dá)斜面底部時的速度相同。這樣，就可以探究鋼球的動能大小與其質(zhì)量的關(guān)系。（3）換用質(zhì)量相同的鋼球從斜面的不同高度由靜止開始滾下，目的是探究鋼球的動能大小與其速度的關(guān)系。因為當(dāng)鋼球的質(zhì)量相同時，從斜面的不同高度滾下會導(dǎo)致它們到達(dá)斜面底部時的速度不同。（4）木塊最終會停下來的主要原因是受到了摩擦力的作用。摩擦力會阻礙木塊的運動，使其速度逐漸減小直至停止。（5）如果木塊在運動過程中所受的摩擦力為0，那么根據(jù)牛頓第一定律，木塊將保持勻速直線運動狀態(tài)永遠(yuǎn)運動下去。因為此時木塊不再受到任何外力的作用（或所受合外力為零），所以它的運動狀態(tài)將不會發(fā)生改變。【訓(xùn)練2】如圖所示，在“探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，讓小鋼球從高度為h的同一斜面上由靜止開始自由滾下，推動同一小木塊向前移動一段距離s后停下。實驗次數(shù)12345小球質(zhì)量m/g1020301010小球釋放的高度h/cm5551015木塊移動距離s/cm1018293886(1)小球從斜面滾下的過程中，它的能轉(zhuǎn)化為能，小球動能的大小通過（選填“高度h”或“距離s”）的大小來判斷的。(2)實驗中把質(zhì)量不同的小鋼球放在斜面同一高度處由靜止開始釋放，是為了控制相同。(3)該小組同學(xué)記錄的部分實驗數(shù)據(jù)如表所示：①分析三次實驗數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：物體的質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大。②分析第1、2、3三次實驗數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：當(dāng)物體的一定時，質(zhì)量越大，動能越大。③請根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析：汽車超載10%與超速10%相比，潛在危害較大的是（選填“超載”或“超速”）?！敬鸢浮?1)重力勢動距離s(2)小球到達(dá)斜面底端的速度(3)1、4、5速度超速【解析】（1）[1][2]實驗中，小球從高處滾下，小球的質(zhì)量不變，高度降低，重力勢能減小，小球運動速度越來越快，動能增大，故球從斜面上滾下的過程中，小球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。[3]小球達(dá)到水平面后，撞擊小木塊，小球動能越大，對小木塊做的功越多，小木塊被推開的距離就越大，所以小球動能的大小通過小木塊距離s的大小來判斷的。（2）實驗中把質(zhì)量不同的小鋼球放在斜面同一高度處由靜止開始釋放，這是為了讓小球在斜面底端時的速度大小相等，即為了控制小球到達(dá)斜面底端的速度相同。（3）[1]要研究動能與速度的關(guān)系，需要保證小球的質(zhì)量一樣，由表格中的數(shù)據(jù)可知，第1、4、5三次實驗數(shù)據(jù)質(zhì)量相等，小球釋放的高度不同（小球到達(dá)斜面底端的速度不同），分析這三次實驗數(shù)據(jù)可知，物體的質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大。[2]分析第1、2、3三次實驗數(shù)據(jù)可知，小球的下落高度相同，即達(dá)到斜面底端的速度相同，而小球的質(zhì)量不同，通過比較數(shù)據(jù)可得：物體速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大。[3]通過實驗結(jié)論可知，汽車的速度越大，動能越大；質(zhì)量越大，動能也越大，但速度和質(zhì)量增大相同的幅度，速度增大的小球推動木塊滑行的距離更遠(yuǎn)，則可知速度對動能的影響較大，所以汽車超載10%與超速10%相比，潛在危害較大的是超速。【訓(xùn)練3】如圖所示，在“探究物體的動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，小球由斜面某位置滾下，撞擊水平面上的小木塊。(1)實驗中通過觀察，來判斷小球動能的大小；(2)讓質(zhì)量不同的小球A和B（mA<mB），從同一斜面的同一高度由靜止開始滾下，目的是為了使小球到達(dá)水平面的相同；(3)為了探究動能大小與速度的關(guān)系，應(yīng)選擇兩個圖進行比較，得出的結(jié)論是?！敬鸢浮?1)木塊被推動的距離(2)速度(3)甲、丙物體質(zhì)量相同時，速度越大，動能越大【解析】（1）根據(jù)轉(zhuǎn)化法，實驗中是通過觀察小木塊被推動的距離的大小，來判斷小球動能的大小。（2）高度相同時，小球滑到相同的水平面的速度就會相同，因此讓質(zhì)量不同的小球A和B從同一斜面的同一高度由靜止開始滾下，是為了控制小球到達(dá)水平面的速度相同。（3）[1][2]動能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，為了探究動能大小與速度的關(guān)系應(yīng)采用控制變量法，控制質(zhì)量不變，改變速度，而在甲、丙兩圖中是同一個小球放置在不同的高度，控制了質(zhì)量一定，改變了速度，符合要求，根據(jù)小木塊被推動的距離，可得出的結(jié)論是：物體質(zhì)量相同時，速度越大，動能越大。【訓(xùn)練4】小明和小紅在“探究物體的動能與哪些因素有關(guān)”的實驗中，讓鋼球從斜面上一定高度的位置滾下，鋼球在水平面上運動，碰上木塊C并將C推動一段距離，通過推動距離的大小來反映動能的大小。(1)實驗中探究的動能是指_______（填字母）；A．鋼球撞擊木塊時的動能B．鋼球撞擊木塊后的動能 C．木塊被鋼球撞擊后的動能(2)圖甲、乙為小明兩次實驗的示意圖，鋼球A、B的質(zhì)量關(guān)系為，高度關(guān)系為，距離關(guān)系為。他（選填“能”或“不能”）推斷出物體動能與質(zhì)量的關(guān)系；(3)小紅讓鋼球A分別從同一斜面的不同高度由靜止自由滾下，撞擊木塊，這是為了探究物體動能與的關(guān)系。【答案】(1)A(2)不能(3)速度【解析】（1）一個物體能量的多少，可由它對外做功的多少來確定，本實驗研究鋼球動能的大小是通過鋼球撞擊木塊時對木塊做功，通過木塊被推移的距離遠(yuǎn)近來反映做功的多少，所以本實驗探究的是鋼球在撞擊木塊時的動能大小，故A符合題意，BC不符合題意。故選A。（2）在研究物體的動能與物體的質(zhì)量的關(guān)系時，要控制物體運動的速度相同，物體的質(zhì)量不同，甲、乙兩次實驗中，鋼球在斜面上的高度不同，從斜面上滾下來碰撞木塊的速度不同，所以不能推斷出物體動能與質(zhì)量的關(guān)系。（3）小紅讓鋼球A從同一斜面的不同高度由靜止?jié)L下，鋼球的質(zhì)量相同，而鋼球的速度不同，則本次實驗是為了研究物體動能的大小與物體運動的速度大小關(guān)系?！居?xùn)練5】興趣小組的同學(xué)認(rèn)為車禍的危害程度與汽車的動能大小有關(guān)，于是他們進行了如下探究：【提出問題】汽車的動能大小跟什么因素有關(guān)？(1)【猜想假設(shè)】由“安全駕駛莫超載”可猜想：汽車的動能可能跟有關(guān)；(2)【進行實驗】他們做了如圖所示的三次實驗：用鐵球模擬汽車，讓鐵球從斜槽的某一高度由靜止開始滾下，碰到水平面上的物塊，將物塊撞出一段距離。該實驗是通過觀察的大小，來說明鐵球?qū)δ緣K做功的多少，這種探究問題的方法是（填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”或“歸納法”）；(3)【分析論證】分析甲、乙兩圖的實驗現(xiàn)象，可以初步得到的結(jié)論是：；(4)【實踐應(yīng)用】用甲、丙兩圖的實驗現(xiàn)象所得到的結(jié)論，可以解釋汽車（選填“超載”或“超速”）行駛時危險性大的原因；(5)【改進實驗】研究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，有同學(xué)將實驗裝置改成如圖丁所示，利用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s相同程度后靜止釋放（不考慮鐵球運動過程中所受的阻力），撞擊同一木塊，將木塊撞出一段距離進行比較，發(fā)現(xiàn)兩次實驗?zāi)緣K移動的距離相等，其原因是。【答案】(1)質(zhì)量(2)木塊移動距離轉(zhuǎn)換法(3)速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大(4)超速(5)彈性勢能相同，最終做功相同【解析】（1）超載時，汽車總質(zhì)量變大，由此可猜想：汽車的動能可能跟質(zhì)量有關(guān)。（2）[1][2]鐵球?qū)δ緣K做功的多少無法直接看出，該實驗是通過觀察木塊移動的距離的大小，來說明鐵球?qū)δ緣K做功的多少，木塊移動的距離越大，鐵塊對木塊做的功越多，這種探究問題的方法是轉(zhuǎn)換法。（3）比較甲、乙兩圖，質(zhì)量不同的鐵球從斜面相同高度由靜止?jié)L下，滾到平面上時的速度相同，質(zhì)量較大的鐵球推動木塊的距離更大，動能更大，可以初步得到的結(jié)論是：速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大。（4）比較甲、丙兩圖，質(zhì)量相同的鐵球從斜面不同高度由靜止?jié)L下，鐵球釋放時的高度越高，滾到平面上時的速度越大，推動木塊移動的距離越大，動能越大，說明質(zhì)量相同時，速度越大，動能越大，可以解釋汽車超速行駛時危險性大的原因。（5）將同一彈簧壓縮相同程度，彈簧的彈性勢能相同，將鐵球彈出后，鐵球獲得的動能相同，推動木塊做的功相同，因為木塊受到的摩擦力相同，所以木塊移動的距離相等。【訓(xùn)練6】小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，選用質(zhì)量不同的兩個鋼球m和M（M的質(zhì)量大于m），使它們分別從不同的高度h和（）由靜止開始運動，觀察紙盒被撞擊后移動的距離，實驗過程如下圖所示；(1)小明通過觀察紙盒移動的距離長短，來判斷小球動能的大小，這里他利用的研究方法是（選填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”）；若水平面絕對光滑，本實驗將（選填“能”或“不能”）達(dá)到探究目的；(2)由甲、乙兩圖，可得到的實驗結(jié)論是：；(3)小明根據(jù)甲、丙兩圖得出結(jié)論：物體的動能大小與質(zhì)量有關(guān)；他的做法是（選填“正確”或“錯誤”）的?！敬鸢浮?1)轉(zhuǎn)換法不能(2)物體的動能大小與速度有關(guān)(3)正確【解析】（1）[1]實驗中通過觀察木塊移動的距離長短，來判斷小球動能的大小，這里用到的物理學(xué)研究問題的方法是轉(zhuǎn)換法。[2]若水平面絕對光滑，則木塊運動時不受摩擦力作用，撞擊后將保持勻速直線運動，不能通過木塊移動的距離長短來判斷小球動能的大小，所以本實驗將不能達(dá)到探究目的。（2）由甲、乙圖可知，小球的質(zhì)量相同，小球從同一斜面的不同高度由靜止滑下，到達(dá)斜面底部時的速度不同，撞擊木塊后木塊移動的距離不同，說明小球的動能不同，所以得出的實驗結(jié)論為：物體的動能大小與速度有關(guān)。（3）要探究物體動能與質(zhì)量的關(guān)系，需要控制物體到達(dá)水平面時的速度相同，即不同質(zhì)量的小球從同一高度由靜止滑下，由于甲、丙兩圖讓質(zhì)量不同的小球從同一高度滾下，即控制小球的速度相同，所以小明的做法正確。【訓(xùn)練7】小明為了探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)，設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗裝置來進行實驗。(1)小球動能的大小是通過被撞擊木塊移動的距離來間接反映的，這種物理方法是。(2)若探究物體動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，每次實驗時，都要將小球從斜面的同一高度由靜止釋放，其目的是使小球到達(dá)水平面的初速度相同，擺放在水平面上的木塊（選填“需要”或“不需要”）擺放在同一位置。(3)根據(jù)圖乙進行實驗，可以得出的結(jié)論是。(4)如果圖甲中質(zhì)量為2m的小球撞擊木塊后導(dǎo)致木塊從水平面末端滑落，（選填“能”或“不能”）得出（3）中的結(jié)論。【答案】(1)轉(zhuǎn)換法(2)需要(3)當(dāng)質(zhì)量相同時，速度越大，動能越大(4)不能【解析】（1）小球動能的大小是通過被撞擊木塊移動的距離來間接反映的，木塊移動的距離越遠(yuǎn)，小球的動能越大，這種物理方法是轉(zhuǎn)換法。（2）若探究物體動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，每次實驗時，都要將小球從斜面的同一高度由靜止釋放，其目的是使小球到達(dá)水平面的初速度相同，擺放在水平面上的木塊需要擺放在同一位置，才能保證小球運動到木塊位置時具有相同的速度，實驗結(jié)論才可靠。（3）乙圖中是同一個小球放置在不同的高度，控制了質(zhì)量一定，改變了速度，將小球放在更高的位置釋放，可以將木塊推得更遠(yuǎn)，可以得出的結(jié)論是當(dāng)質(zhì)量相同時，速度越大，動能越大。（4）如果圖甲中質(zhì)量為2m的小球撞擊木塊后導(dǎo)致木塊從水平面末端滑落，木塊通過的距離無法確定，所以小球動能的大小就無法比較，故不能得出“當(dāng)質(zhì)量相同時，速度越大，動能越大”結(jié)論?！居?xùn)練8】汽車的“超載”“超速”是造成許多交通事故的重要因素，這與它們的動能大小有關(guān)，為了比較兩者對事故影響的大小，實驗小組的同學(xué)們設(shè)計了如圖所示的裝置，探究物體動能與物體的質(zhì)量、物體的速度的關(guān)系。【證據(jù)】(1)本實驗的研究對象是（選填“小球”或“木塊”）；實驗中物體的速度是指（選填“即將碰撞木塊時”或“碰撞木塊后”）的速度；(2)實驗中，將小球在斜面上由開始釋放，這是為了方便控制小球；(3)利用甲、乙裝置正確實驗后，通過測量得到如下數(shù)據(jù)。實驗序號小球的質(zhì)量m/g小球的高度h/cm木塊被撞后運動的距離s/m1301042302016360108【解釋】表格中能代表物體動能大小的是（選填“小球的質(zhì)量”“小球的高度”或“木塊被撞后運動的距離”），分析實驗數(shù)據(jù)可知，（選填“質(zhì)量”或“速度”）對物體的動能影響更大，當(dāng)發(fā)生交通事故時，由此造成的危害更嚴(yán)重；【交流】某次實驗中木塊被撞后滑出木板掉落，為了使木塊不滑出木板，測出具體的實驗數(shù)據(jù)，在不改變木板長度的情況下，可采取的改進措施是?！敬鸢浮?1)小球即將碰撞木塊時(2)靜止到達(dá)水平面的速度(3)木塊被撞后運動的距離速度見解析【解析】（1）[1]實驗中小球撞擊木塊時，因為小球具有動能，可以對木塊做功，所以撞擊木塊移動一定的距離，所以實驗的研究對象是小球。[2]該實驗物體的速度是指小球從斜面上由靜止?jié)L下，滾到水平面上即將碰撞木塊時的速度。（2）[1][2]實驗中，將小球在斜面上由靜止開始釋放，通過小球釋放時位于斜面的高度控制小球到達(dá)水平面的速度，從而達(dá)到方便控制小球到達(dá)水平面的速度的目的。（3）[1]小球具有的動能越大，撞擊木塊時所做的功越多，木塊移動的距離越大，所以代表物體動能大小的是木塊被撞后運動的距離。[2]由表格數(shù)據(jù)知，根據(jù)序號為1、2的實驗數(shù)據(jù)可知，質(zhì)量相同，高度變?yōu)樵瓉淼?倍，小球到達(dá)斜面底端的速度變?yōu)樵瓉淼?倍，木塊被撞后運動的距離變?yōu)樵瓉淼?倍；根據(jù)序號為1、3的實驗數(shù)據(jù)可知，小球到達(dá)斜面底端的速度相同，質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍，木塊被撞后運動的距離變?yōu)樵瓉淼?倍，所以速度對物體的動能影響更大，當(dāng)發(fā)生交通事故時，超速帶來的安全隱患更大一些。[3]撞擊后，木塊滑出木板，則是小球所具有的動能過大，對木塊所做的功過大，于是木塊移動的距離太大。為了使木塊不滑出木板，在不改變木板長度的情況下，可減小小球的動能，所以可減小小球的質(zhì)量或降低小球由斜面上靜止?jié)L下時的高度?！居?xùn)練9】為了探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)，同學(xué)們設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗裝置來進行實驗。實驗序號小球的質(zhì)量m/g小球滑到斜面底端時速度木塊被撞后運動的距離s/m13020.423041.636020.8(1)該實驗是通過木塊移動的距離來判斷（小球/木塊）的動能大?。?2)圖甲是讓不同質(zhì)量的小球沿同一光滑斜面從B處由靜止自由釋放，然后分別撞擊到放在水平面上的同一木塊，木塊在水平面運動一段距離后靜止時的情景。據(jù)此你能得到的結(jié)論是：；(3)圖乙是讓質(zhì)量相同的小球沿同一光滑斜面分別從A、B由靜止自由釋放，然后與放在水平面上的同一木塊相碰到靜止后的情景。據(jù)此你能得出結(jié)論是：；(4)實驗后，同學(xué)們聯(lián)想到在公交事故中，造成安全隱患的因素有汽車的“超載”與“超速”，進一步想知道，在影響物體動能大小的因素中，哪個對動能影響更大，于是進行了實驗測定，得到的數(shù)據(jù)如上表。（a）為了探究“超載”隱患時，應(yīng)選擇序號的實驗進行比較；（b）分析表格中對應(yīng)的數(shù)據(jù)可知：對物體的動能影響更大，即當(dāng)發(fā)生交通事故時，由此造成的危害更嚴(yán)重?！敬鸢浮?1)小球(2)見詳解(3)見詳解(4)1和3速度【解析】（1）實驗中把小球動能的大小轉(zhuǎn)換成觀察木塊被推動距離遠(yuǎn)近，木塊被推動距離越遠(yuǎn)，小球?qū)δ緣K做功越多，表明小球的動能越大。（2）圖甲，兩小球滾下高度相同，進入水平面時速度相同，下圖中小球質(zhì)量較大，木塊被推得較遠(yuǎn)，得出的結(jié)論是，速度相同時，物體的質(zhì)量越大，動能越大。（3）圖乙中兩小球的質(zhì)量相同，滾下的高度越大，到達(dá)水平面的速度越大，將木塊推得越遠(yuǎn)，得出的結(jié)論是：質(zhì)量相同時，物體運動的速度越大，動能越大。（4）[1]研究超載隱患時，即與質(zhì)量大小的關(guān)系，根據(jù)控制變量法，應(yīng)控制小球下滑的高度相同而質(zhì)量不同，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選擇1、3進行比較。[2]根據(jù)表格中數(shù)據(jù)1、2可知，當(dāng)質(zhì)量相同，速度增加到原來2倍，木塊被撞后運動的距離是原來的4倍；根據(jù)表格中數(shù)據(jù)1、3可知，當(dāng)速度相同，質(zhì)量增加到原來2倍，木塊被撞后運動的距離是原來的2倍；故速度影響更大，即在同等條件下超速帶來的安全隱患更大一些?！居?xùn)練10】小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，選用質(zhì)量不同的兩個鋼球m和M（M的質(zhì)量大于m），分別從不同的高度h和H（H＞h）靜止開始放下，觀察紙盒被撞擊后移動的距離，實驗過程如圖所示。(1)小明通過觀察，來判斷小球動能的大??；(2)由乙、丙兩圖，可得到的實驗結(jié)論是：當(dāng)速度一定時，；(3)小明根據(jù)甲、丙兩圖得出結(jié)論：物體的動能太小與速度有關(guān)，他的看法是否正確？；理由是：；(4)善于動腦的小明又設(shè)計了如圖丁的方案：讓質(zhì)量不同的兩個鋼球兩次將同一彈簧壓縮到相同程度，放手后將小球彈出去撞擊放在同一位置的木塊，這樣做（填“能”或“不能”）驗證動能與質(zhì)量的關(guān)系?！敬鸢浮?1)紙盒被撞擊后移動的距離(2)質(zhì)量越大，動能越大(3)不正確圖丙移動距離比甲圖移動距離大，無法判斷是受速度影響還是質(zhì)量影響(4)不能【解析】（1）實驗中通過觀察紙盒移動的距離長短，來判斷小球動能的大小，這里用到的物理學(xué)研究問題的方法是轉(zhuǎn)換法；（2）乙、丙兩圖中小球的質(zhì)量不同，初始高度相同，到達(dá)水平面時的速度相同，對紙盒做功多少不同，丙圖小球的質(zhì)量大，紙盒被推動的距離遠(yuǎn)，故可以得出結(jié)論：當(dāng)速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大；（3）[1][2]小明根據(jù)甲、丙兩圖得出結(jié)論：物體的動能大小與速度有關(guān)看法不正確，因為甲、丙兩圖小球的質(zhì)量和小球下落的高度均不同，圖丙移動距離比甲圖移動距離大，無法判斷是受速度影響還是質(zhì)量影響；（4）若用質(zhì)量不同的鋼球?qū)⑼粡椈蓧嚎s相同程度后靜止釋放，撞擊放在同一位置的木塊，撞擊的動能由彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化而來，而彈簧的彈性勢能的大小與形變程度有關(guān)，故彈性勢能相同，轉(zhuǎn)化出的動能相同，因此，木塊最終移動的距離相同，這樣是不能完成實驗的。1．（2024·吉林長春）在“研究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗中。實驗器材如下：帶有合頁的長木板、帶圓形凹槽的木塊、小球、彈簧測力計。（1）如圖甲所示，將木塊放在水平放置的長木板上，用彈簧測力計沿方向拉動木塊做勻速直線運動，讀出彈簧測力計的示數(shù)，則滑動摩擦力為；（2）將小球放在木塊的凹槽內(nèi)，重復(fù)（1）的操作，彈簧測力計的示數(shù)比（1）中的大。說明當(dāng)接觸面粗糙程度相同時，滑動摩擦力的大小與有關(guān)；（3）請在圖甲中畫出木塊所受摩擦力的示意圖；（4）利用上述實驗器材還可以探究物體的動能跟運動速度的關(guān)系，如圖乙所示。①進行實驗時，為改變小球在水平面上開始運動的速度，應(yīng)使小球從同一斜面上的高度由靜止?jié)L下；②小球在同一斜面上的位置越高，滾下時木塊被撞得越遠(yuǎn)，實驗表明，質(zhì)量相同的小球，運動的速度越大，動能；③請根據(jù)上述結(jié)論，對駕駛員提出一條關(guān)于交通安全方面的建議：?！敬鸢浮克?.8壓力不同越大嚴(yán)禁超速行駛【解析】（1）[1][2]測量滑動摩擦力的實驗原理是二力平衡，必須沿水平方向勻速拉動木塊才會使木塊所受摩擦力和拉力成為一對平衡力，此時彈簧測力計的示數(shù)就是滑動摩擦力的大小，由圖可知此時摩擦力為0.8N。（2）[3]把小球放在木塊凹槽內(nèi)，增大了木塊對木板的壓力，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計示數(shù)變大，故可以看出滑動摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)。（3）[4]摩擦力和拉力是一對平衡力，大小相等，方向相反。如圖所示：（4）[5]為使小球到達(dá)水平面時速度不同，應(yīng)讓小球從不同高度滾下，高度不同，重力勢能不同，到達(dá)水平面時轉(zhuǎn)化成的動能也不同，故速度不相同。[6]由題意，木塊被撞得越遠(yuǎn)，說明小球所做的功越多，動能越大。[7]上述結(jié)論表明動能大小與速度大小有關(guān)，在交通安全方面應(yīng)該禁止超速行駛。2．（2024·貴州）小明觀察到如圖甲所示的組合式滑梯，各個滑梯的高度都有所不同，小朋友從不同的滑梯滑至底端時的快慢也有所不同，速度快的甚至?xí)_出滑梯摔在地上。這一現(xiàn)象引起了小明的思考：人沿滑梯滑至底端時速度的大小與什么因素有關(guān)呢？他猜想：與人開始下滑的起點高度有關(guān)。小明用木塊、硬紙板、墊塊進行模擬實驗，如圖乙所示。紙板一端置于墊塊上，另一端置于水平桌面上模擬滑梯，用紙板上從靜止開始下滑的木塊模擬人，通過觀察木塊在水平桌面上運動的距離來反映木塊滑至底端O點時速度的大小，距離越長表明速度越大。請你回答下列問題：（1）若釋放后木塊保持靜止，是因為木塊受到沿紙板向的摩擦力，若要讓木塊下滑，寫出一種操作方法：；（2）解決上述問題后繼續(xù)探究。如圖丙①所示，從紙板頂端釋放木塊，木塊運動至桌面上的M點；如圖丙②所示，從紙板中部釋放木塊，木塊運動至桌面上的N點。比較木塊兩次在桌面上的運動距離，可以得出結(jié)論：木塊沿紙板下滑的起點越高，；（3）根據(jù)上述探究，小明認(rèn)為，要保證人不因速度過大沖出滑梯，設(shè)計時可以考慮在滑梯底端再連接一段方向放置的滑梯，結(jié)合上述實驗現(xiàn)象和所學(xué)物理知識說明這樣設(shè)計的必要性；()（4）結(jié)合你坐滑梯的經(jīng)歷，談?wù)勥€有哪些因素可能會影響人沿滑梯下滑的快慢？（寫出兩個因素即可）()【答案】上增大斜面的坡度滑至底端時速度越大斜向上見解析滑梯較為光滑、滑梯較陡【解析】（1）[1][2]若釋放后木塊保持靜止，說明木塊處于平衡狀態(tài)，受力平衡，因此其受到的重力，斜面對其的支持力和沿斜面向上的摩擦力平衡，因此木塊保持靜止的原因是其受到沿紙板向上的摩擦力。為此我們可以增大斜面的坡度，從而減小木塊受到的摩擦力。（2）[3]由實驗可知，從紙板頂端釋放木塊，木塊運動至桌面上的M點；從紙板中部釋放木塊，木塊運動至桌面上的N點，由圖丙可知，木塊由頂端滑下后在桌面上移動的距離更遠(yuǎn)，說明其速度較大，因此可得出結(jié)論：木塊沿紙板下滑的起點越高，滑至底端時速度越大。（3）[4][5]由于人的速度較大容易沖出滑梯，即人此時的動能較大，因此可以將人的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，以防止人沖出滑梯，所以可以在滑梯底端再連接一段斜向上方向放置的滑梯。（4）[6]根據(jù)生活經(jīng)驗和物理知識可知，當(dāng)滑梯較為光滑時，人從滑梯滑下時，克服摩擦做功產(chǎn)生的內(nèi)能較小，則重力勢能轉(zhuǎn)化為動能更大，則速度更大；滑梯較陡時，人從滑梯滑下時，受到的摩擦力較小，克服摩擦做功產(chǎn)生的內(nèi)能較小，則重力勢能轉(zhuǎn)化為動能更大，則速度更大。3．（2023·山東淄博）利用下圖所示實驗裝置探究“動能的大小與哪些因素有關(guān)”。實驗時讓小車A從斜面上由靜止開始滑下在水平面上將物體B推出一段距離。（1）實驗運用了控制變量法：讓質(zhì)量不同的小車從斜面的同一高度滑下，探究動能與質(zhì)量的關(guān)系；讓同一個小車從斜面的高度滑下，探究動能與速度的關(guān)系。實驗中動能的大小無法測量，我們通過來判斷小車動能的大小；（2）小車從斜面上滑下，它的轉(zhuǎn)化為動能，碰上物體B后，小車的部分轉(zhuǎn)移給了物體B，這個能量的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移過程機械能總量；（3）小車在水平面上推動物體B前進時受到4個力：①重力、②摩擦力、③物體B對小車的壓力、④水平面對小車的支持力，其中是一對平衡力，方向相同（兩空均填序號）。拿走物體B，如果小車滑到水平面時，它受的力全部消失，小車將；（4）下表是一些物體的動能大小，分析表中數(shù)據(jù)，請你提出一個可以探究的物理問題：。物體動能/J物體動能/J步行的人約30百米跑中的運動員約行走的牛約160剛射出的步槍子彈約中速行駛的小汽車約高速行駛的小汽車約【答案】不同B運動的距離重力勢能動能減?、佗堍冖蹌蛩僦本€運動見解析【解析】（1）[1]讓同一小車在不同高度下滑，可使小車獲得不同的速度，而此時小車的質(zhì)量保持不變，可探究動能與速度的關(guān)系。[2]通過觀察物體B移動的距離的大小，來說明小車對物體B做功的多少，從而判斷出小車具有的動能的大小。（2）[3]小車從斜面上滑下，質(zhì)量不變，速度變大，高度降低，它的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。[4][5]碰上物體B后，B由靜止到運動，小車的部分動能轉(zhuǎn)移給了物體B，小車的整個運動過程中受摩擦力作用，需要克服摩擦力做功，另外碰撞過程中也會有機械能的損失