1、山东省新泰市石莱镇初级中学八年级物理人教版探究影响物体动能大小的影响因素实验探究影响物体动能大小的影响因素一、实验探究题1. 为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景；图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。（1）若要探究动能大小与速度的关系，应选择图_（选填“甲”、“乙”）进行实验。木块在水平面上滑动时，受到
2、水平面的摩擦力_（选填“变大”、“变小”或“不变”），克服摩擦力做功的功率_（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（2）本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？_，原因是_。2. 实验小组的同学用如图甲所示的装置探究“影响物体动能大小的因素”将钢球A从某一高度由静止释放，钢球滚到水平面撞击水平木板上的木块B，将木块撞出一段距离（1）本实验研究_（选填“钢球”、或“木块”）的动能大小，其动能的大小是通过观察_来判断的；（2）实验中，他们让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度滚下，目的是_；次数钢球质量/g 钢球高度/cm 木块滑行距离/cm 1 20 20 30 2 40 20 58 3
3、60 20 （3）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样较长的木板；乙同学建议换一个较重的木块；丙同学建议降低钢球的高度。你认为采用_（选填“甲”、“乙”或“丙”）同学的建议最合理；从表中数据可以看出，探究得出的结论是_；（4）有同学将实验装置改进成图乙所示，设计了以下二个实验方案：方案一：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度，静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击后移动的距离；方案二：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度，静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击后移动的距离；该同学的两个方案中，能完成某个因素探究的是方案_（选填“一”、“二”），另一个方案无
4、法完成的原因是：_。3. 如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关？”的实验示意图A球的质量和高度都可改变，问：该实验探究物体的动能是指物体_ （选填“A”或“B”）该实验物体动能的大小是通过_ 来反映的该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞_ 的速度（选填A“碰撞前A”、B“碰撞后A”、C“碰撞前B”D“碰撞后B”），它是通过_ 来改变的（选填A“高度”B“质量）他联想到以前探究牛顿第一定律时，也用到了斜面，让小车从同一高度下滑，在不同的表面，看滑行的距离远近，最终停下来后，小车在三个表面克服摩擦力做功是否相等_ ，（选填“相等”或“不相等”）理由是_ 表面毛巾棉布木板摩擦力
5、最大较大最小小车运动距离最近较远最远4. 在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图a、b、c所示，让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。（1）小球动能是由_（填某种能量）转化来的。（2）实验中通过_反映小球动能的大小。（3）比较_两图进行的实验，可以探究小球的动能与速度的关系。（4）比较a、b两图进行的实验，可以得到小球的动能随质量增大而_。5. 实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段
6、距离。实验数据如表：实验组别钢球质量/g钢球下摆高度/cm木块滑行距离/cm12030452202030340205846020（1）从上表看出，本实验中研究动能大小与哪些因素有关的研究对象是_。实验中通过观察_来判断研究对象的动能大小。（2）控制钢球下摆高度不变，目的是保证钢球在最低点时的_不变。通过前3组数据中第两组数据可以得出：在速度不变的情况下，物体的动能随着其质量的增大而增大。（3）让质量相同的钢球从不同高度摆下，钢球下摆高度增大，钢球在最低点时的速度增大。从前3组数据中第_两组数据可以得出：在质量不变的情况下，物体的动能随着其速度的增大而增大。（4）在第4组实验中，木块被撞后滑出木
7、板，需要重做本组实验。甲同学建议换用同样材质较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应当采用_同学的建议。6. 在探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小阳用同一实验装置，让从斜面上滚下的小钢球钻入水平面上的硬纸盒，完成以下实验。（1）通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近，可以得出结论：质量相同时物体的_越大，动能越大。对比甲、乙两次实验还可以得出：质量相同时，物体位置越高，重力势能_。在甲、乙两次实验中，硬纸盒所受滑动摩擦力_（选填“相同”或“不同”）（2）如果做乙图实验时，硬纸盒被撞后滑出木板掉落，为防止因此造成硬纸盒损坏需改进乙图实验，再与甲图
8、实验对比。在不改变木板长度的情况下，应采用以下_方法（填写正确选项前的字母）。A换用质量更小的钢球B给水平木板铺上毛巾C适当降低钢球的高度D换用一个较重的硬纸盒（3）若要探究影响动能大小的另一因素，具体的操作方法是：选择两个_不同的钢球，从同一斜面相同高度由静止滑下。（4）小阳在原硬纸盒的上表面粘上砝码，设计了如图丙所示实验，探究影响滑动摩擦力大小的因素，通过比较甲、丙两次实验可得出：滑动摩擦力与_有关。7. 图甲是探究“影响动能大小因素”的实验装置。 （1）本实验中小球A的动能大小通过木块B在水平桌面上_来体现。若不用木块B，在桌面上铺一条毛巾，_（填”可以”或“不可以”）用小球A在毛巾表面
9、滚动的距离来体现。（2）将小球A放在同一斜面上_（填“相同”或“不同”）高度处由静止释放，目的是使小球在撞击木块B时速度不同，通过实验现象可以得出结论：质量相同的物体，_，动能越大。（3）善于动脑的小明设计了如图乙所示的方案：用同一个钢球两次将同一弹簧压到不同程度，两次实验弹簧具有的弹性势能_（填“相同”或“不同”），放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同，从而验证了动能与速度的关系。接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做_（填“能”或“不能”）验证动能与质量的关系。8. 如图是探究“动能大小与哪些因素有关”的实验
10、装置图。其中，mA=mBmC，hA=hChB。（1）实验中是通过比较_来比较动能大小的。（2）动能是指_（填序号）A小球在斜面上时的动能B小球撞击木块时的动能C小球撞击木块后的动能D木块的动能（3）让同一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。（4）比较图A、B可得结论：_。（5）小王同学通过比较B、C两图，得出“质量大的物体动能大”，小李认为小王的这一比较过程存在错误，你知道错误是什么吗？_。9. 如图甲所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其
11、中h1=h3h2，mA=mBmC (1)小钢球在滚下斜面的过程中,其动能大小是通过 _(选填“高度h”或“距离s”)大小来反映的；(2)小钢球在水平面上不能立即停下,是因为小钢球具有_ ，小木块最终会停下来是因为受到_ 力的作用；(3)分析实验现象然后回答为什么交通管理部门对于不同的车型要设定不同的最高车速（如图丁所示）_。(4)在现有的实验装置基础上通过改变_就可以探究“运动和力的关系”实验。10. 图甲是探究阻力对物体运动影响的实验，图乙是探究动能大小与什么因素有关的实验。请回答下列问题：（1）图甲实验表明：平面越光滑，小车运动距离越_。联想到在雨雪天驾驶汽车应适当_（选填“增大”或“减小
12、”）汽车之间的距离。（2）图乙实验表明，钢球质量越大，动能越_。联想到高速公路的限速牌上同时标明“120”和“100”字样，_（选填“大客车”或“小轿车”）的限速应该是100km/h。（3）由此看来，无论是保持车距还是限制车速，都是由于汽车具有_，要保持原来的运动状态，刹车后不能立即停下来，所以要遵守交通规则。11. 在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离。如甲图所示。请回答下列问题：（1）该实验的目的是研究铁球的动能大小与_的关系，从同一高度由静止释放的目的是_。（2）该实验是通过观察_的大小，从而判断出
13、铁球具有的动能的大小。（3）有同学将实验装置改进成图乙所示，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。若他按此方案操作，他会看到的现象是：_。12. 相关资料表明，大部分重大交通事故是因为汽车超载超速造成的。兴趣小组决定对超载超速问题进行一次模拟探究，经讨论后认为，可以用小球作为理想模型，代替汽车作为研究对象，如图，将小球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下，完成甲、乙、丙三次实验，其中h1=h3h2，mA=mBmC（1）把小球放在同一高度由静止开始沿斜面滚下是为了控制_相同。（2）实验中超载超速带来的危害程度用_表示；（3）研究超载带
14、来的危害时，选择甲、乙、丙三次实验中的_进行比较；（4）为比较超载超速带来的危害程度，兴趣小组利用上述器材进行定量研究。得到数据如下表：小球质量/克高度/厘米木块滑动距离/厘米A10510B20518C30529D101038E101586请根据上表数据分析，货车超载20%与超速20%两者相比，潜在危害较大的是_。13. 小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与什么因素有关？”的实验步骤如下：（1）将质量为m的小球从光滑斜面上的A处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示；（2）将质量为m的小球从光滑斜面上的B处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相
15、碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示；（3）将质量为2m的小球从光滑斜面上的B处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图丙所示。根据上述三次实验，回答下列问题：实验中小球动能的大小是通过观察比较_反映出来的，这里用到了物理学研究问题的一种_方法（选填“直接测量”、“放大”或“转换”）；为了探究动能的大小与物体运动速度的关系，应选用_两个图来分析，并由此得出的实验结论是_；分析乙、丙两图，得到的实验结论是_；其中小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中，小球的_能转化为动能。14. 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
16、=mBmC，hA=hChB。（1）实验中，探究的动能是指_（填序号）A小球在斜面上时的动能B小球撞击木块时的动能C小球撞击木块后的动能D木块的动能（2）比较A、B两图，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）小华同学通过比较图中B、C两图，得出“质量大的物体动能大”，小丽认为小华的这一比较过程存在错误，你知道错误是什么吗？15. 斜面在生活生产中常见，在物理实验中也常有，以下物理实验都用到了斜面。（1）如图甲所示利用斜面测平均速度，为了提高实验测量的准确度，可以_斜面坡度，让小车从斜面顶端由静止开始滑下。（2）如图乙所示利用斜面研究阻力对物体运动的影响，
17、小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在毛巾、木板、平板玻璃等表面上运动不同的距离后停止，其中在_上对物体运动影响最小，此过程中小车克服阻力做功的大小分别为W1、W2、W3，它们的关系是_。（3）如图丙所示利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关，让小车A从斜面的不同高度由静止开始滑下，是为了探究动能与_的关系。16. 在探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，小明提出了如下猜想：A物体的质量越大，动能越大；B物体的速度越大，动能越大；C物体的动能可能与物体的材料有关小明设计了如下的探究实验：将小球从斜面上某一高度静止释放，撞击水平面上的木块，使木块在水平面上滑行一段距离如图所示，选择的器材有：斜
18、面、木块各一块，质量分别为m1和m2的铁球各1个，质量为m1的铝球1个，已知m1m2，h1h2（1）分别让小球从斜面不同高度由静止开始滚下，目的是改变小球到达水平面的_；实验中通过_反映小球动能的大小（2）通过比较甲、乙两次实验，得出的结论，可以验证猜想_（选填“A”、“B”或“C”）是_（选填“正确”或“错误”）的（3）通过比较_两次实验，可以验证猜想C是错误的（4）小球在水平面上不能立即停下，是因为小球具有_，木块最终停下来是因为受到_作用（5）若让同一个小球从斜面上不同高度处由静止滑下，观察小球在水平面滑行的距离，可以探究小球的重力势能与_的关系（6）实验后，同学们联想到在交通事故中，造
19、成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，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，得到数据如下表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 分析表格中对应的数据可知：_对物体的动能影响更大，即当发生交通事故时，由此造成的危害更严重（7）实验小组的同学发现利用如图所示的装置也能探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”本实验使钢球获得动能的操作方法是_钢球从摆下到接触物体前，速度_（选填“加快”、“不变”或“减慢”），在本实验过程中木块通过_的
20、方式将机械能转化为_能答案和解析1.【答案】乙 不变 变小 不能 木块做匀速直线运动【解析】解：（1）若要探究动能大小与速度的关系，控制物体的质量不变，改变物体的速度，应选择图乙图进行实验。木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力是滑动摩擦力，与压力大小和接触面粗糙程度有关，二者不变，滑动摩擦力不变；克服摩擦力做功的功率P=fv可知，滑动摩擦力f不变，速度减小，木块在水平面上滑动时，克服摩擦力做功的功率变小；（2）如果水平面绝对光滑，小球推木块运动时，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，所以小球动能的大小就无法比较。故答案为：（1
21、）乙；不变；变小；（2）不能；木块做匀速直线运动。（1）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；水平面的摩擦力是滑动摩擦力，与压力大小和接触面粗糙程度有关；根据P=fv分析解答；（2）由牛顿第一定律内容分析回答。本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，反映动能多少时运用了转换法。从图中现象发现质量、速度的不同是此题的关键。2.【答案】（1）钢球；木块被撞开的距离；（2）为了使钢球滚到斜面底端时具有相同的速度；（3）甲；速度一定时，质量越大动能越大
22、；（4）一；弹簧的弹性势能相同，转化出的动能相同，木块最终移动的距离相同，无法比较动能的大小【解析】【分析】本题考查了探究影响物体动能大小的因素，用控制变量法研究动能大小的影响因素，用转换法表示动能的大小；采用控制变量法研究实验时，一定注意相同因素和不同因素；（1）动能的大小与物体的速度和质量有关，要探究动能和速度的关系，需保持质量相同，要探究动能和质量的关系，需保持速度相等；实验中通过木块被撞击后移动的距离来表示小球动能的大小，这是转换法。（2）让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，是为了使钢球滚到斜面底端时具有相同的速度；（3）由图知控制速度相同时，研究动能与质量的关系，动能的大
23、小通过木块移动距离的大小表现出来的；通过数据得出结论；（4）结合控制变量法的要求，看是否合理的控制了相关变量，并改变了要研究的变量，这样才能知道是否符合实验要求。【解答】（1）该实验中斜面的作用是为了控制钢球从斜面上滑下时的速度的大小；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）让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，是为了使钢球滚到斜面底端时具有相同的速度；（3）探究动能与质量的关系，应控制速度相同，动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的，故实验中使用的木块大小不能改变，第3次实验中，钢球的动能较大，因此只能改变
24、木板的长度，故应采用甲的建议；根据表中的数据，可得出结论：速度一定时，质量越大动能越大；（4）方案一：质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较。可以研究铁球的动能大小与速度的关系；方案二：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的。故答案为：（1）钢球；木块被撞开的距离；（2）为了使钢球滚到斜面底端时具有相同的速度；（3）甲；速度一定时，质量越大动能越大；（4）一；弹
25、簧的弹性势能相同，转化出的动能相同，木块最终移动的距离相同，无法比较动能的大小。3.【答案】A；物体B被推动的距离s；A；A；相等；小车的重力势能相等，刚下滑到水平面时动能相同，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，在三个表面克服摩擦力做功相同【解析】解：该实验研究的主体是小球A，研究的是小球A动能的大小与速度和质量的关系；该实验中小球动能的大小是通过B被撞距离的远近体现的，B被撞的越远，说明小球的动能越大，被撞的越近，说明小球的动能越小，这里采用了转换法的思想；该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时碰撞前A的速度，选A；这个速度的大小是通过控制小球在斜面
26、上的高度改变的，故选A；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，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同故答案为：A；物体B被推动的距离s；A；A；相等；小车的重力势能相等，刚下滑到水平面时动能相同，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，在三个表面克服摩擦力做功相同通过A对物体B做功，来探究A的动能大小，掌握转换法在实验中的应用；物体A速度的大小是通过改变物体在斜面上的高度实现的，物体A动能的大小是通过物体B被撞
27、后移动的距离来体现的；直接比较小车在三个表面上克服摩擦力做功是否相等不好确定，可根据重力势能大小关系及能量的转化分析明确本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，反映动能多少时运用了转换法，最后一问有难度直接比较大小不易出出答案，要从能量转化角度分析4.【答案】重力势能 木块滑动的距离 a、c 增大【解析】解：（1）实验中，小球从高处滑下，重力势能转化为动能；（2）实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小。（3）探究小球的动能与速度的关系，应控制质量相同，速度不同，应使质量相同的小球从不同的高度滚下，故选a、c两图；（4）比较a、b两图进行的实验，质量不同的小球从相同高度滚下，
28、质量大的小球推动木块运动的距离远，故结论为：小球的动能随质量增大而增大。故答案为：（1）重力势能；（2）木块滑动的距离；（3）a、c；（4）增大。（1）小球从高处滑下，重力势能转化为动能；（2）物体的动能不同，推动木块移动的距离不同；（3）（4）根据图片中的相同点和不同点，利用控制变量法分析。解决此类问题要结合影响动能的大小因素和控制变量法、转换法进行分析解答。5.【答案】钢球 木块运动的距离 速度 1、2 甲【解析】解：（1）本实验是目的是探究“物体动能大小与质量关系”，即钢球的动能与质量的关系，故研究对象是钢球；在该实验中我们用到了转换的方法，即将钢球动能的大小转化为其对木块做功的多少来比
29、较，即钢球推动木块运动的越远，其对木块所做的功就越多，即具有的动能就越大；反之就越小，故通过观察钢球推动木块移动的距离的大小来判断研究对象的动能的大小；（2）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；钢球动能的大小是通过钢球对木块做功的多少来体现出来的，木块运动的距离越长，就表示钢球的动能越大；（3）从表中数据可知，第1、2两组数据钢球的质量相同，钢球下摆高度越大，木块滑行距离越远，可以得出：在质量不变的情况下，物体的动能随着其速度的增大而增大；（4）2、3、4三次实验的目的是探究动能的大小与质量的关系，所以第4次实验应保证钢球的质量、木块的质量、钢球下摆的高度都不变，现做实验时木块被撞后滑出
