江苏省 苏科版 初三物理 上学期 第十二章 机械能和内能 第一节 动能 势能 机械能 探究重力势能专

江苏省苏科初物理上期第二章机械和内能第一节动势能机械探究重力势能专练江苏省苏科版初三理上学期第十二机械能和能第一节动能势能机械能探究重力能专练1.小明同学在“探究重力势能大小与什么因素有关”时，提出了如下猜想：猜想一：物体的重力势能与物体质量有关；猜想二：物体的重力势能与物体在高度有关。小明设计了如图所示的实验装置证上述猜想小桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止放撞在桌面的中心部位记录桌腿进入沙子的深度，将实验数据记录在下表实验次数

铁块质量/2020203040

铁块距离=桌面高度H/2030402020

桌腿进入沙子的深度/9982.94.1实验中通过比较________来判断体重力势能的大小。分析表中________(填实验序号三次实验数据可验证猜想一是正确的。分析表中，、3三次实验数据，可得出的结论________2.某同学在探究重力势能的实中个体积相同的小球量关系为＜m＝，由静止竖直下落到细沙盘中，实的情景如图所示。分析甲、乙两种情况可知，重力能的大小与物体_____关。小铁球m入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化能。（3）同学们还发现小球离地面高，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的方t关系式为_________。

的数据如下表，分析数据，写出与t

的实验次数1

2

3

4

5

6h/

2.45

4.9

7.35

9.8

12.25

14.7t

/

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.03.某同学“研究重力势能大小哪些因素有关”的实验图所示是大小不同的铁球从各自的高度由静止落下，掉装有沙子的盘中。请根据图片回答下列问题:根据图片所示，通过观察__________来断小球重力势能大小。比较AB两图可以探究重力势能小与小________关；比较BC两图可以探究重力势能小与小________关。4.某同学为了“探究决定重力能大小的因素”，利用质量不同的实心铜块A和B、刻度尺相同的小桌和沙面进行验并通过观察小桌陷入沙面的深度来比较重力势能的大小。如图a）和b所示，他先将小桌放在沙面上，后让铜块A从一定的高度下落到小桌的桌面上。着他按图）、）所示，重新实验。请仔观察图中下落的铜块与小桌陷入面的情况，然后归纳得出初步结论。比较图中的）b）和）实验过程及相关条件可知。比较图中的）c）和）实验过程及相关条件可知__________________5.老师利用如图甲所示的装置示动能与重力势能的相互转化后小光想小球在摆动过程中机械能的大小是否与细的长度有关呢？为了探究此问题设计了以下实验：将无弹性的细线上端固定铁架台上，下端拴住小球，使小球摆动到最低点时恰好撞击静止在水平桌面上的块，如图乙所示不计细线固定端的摩擦和空江苏省苏科初物理上期第二章机械和内能第一节动势能机械探究重力势能专练气阻力）小光将长为l的细线拉至水平静时，小球具有的机械能是________能的形式存在．释放小球后，木块被小球撞击并水平桌面上滑动了一段距离s，在此过程中木块克服_力做功．小光多次改变拴小球的细线长度并调整细线固定端的位置，每次均将小球拉至细线处于水平状态时自由释使它摆动到相同的最低点撞击同一木块测出木块被撞击后运动的距离，通过较运动距离的长短来判断小球具有的机械能大小你分析小光的实验方案是可行___________由是_________________．小光想：细线没有弹性，如果换长度为l′(l′＜)的橡皮筋住小球，并保持小球在第（）问的水平度静止（如图丙所示），自由释放小球后，若仍能摆动到原来的最低点撞击同一块么助橡皮筋的弹性应该能使木块运动的距离大于s请你从能量转化的角度分析这一想是否正确___________________．6.如图甲所示，是设计的“探小球的重力势能大小与哪些因素有关“的实验装置中是四分之一光滑圆弧轨道是粗糙的水平面块始静止在B点让小球从距水平面高处由静止放球刚好能沿着过A点的切线方向进入圆轨轨道，然后与木块发生碰撞，块运动一段距离后最终停下来．小球可认为是光滑的，如圈乙所示是实验过程的三个步骤其中小球质量＜=，球由静止释放的位置距水平面的高度h=＜．在小球由静止释放到即将与木块撞的过程中，小球的重力势能转化为小球的。通过观察_________________________来较小球的重力势能的大小。歩骤一、歩骤二是探究小球的重势能大小_________________的关系。步骤二、步骤三是探究小球的重势能大小_________________的关系。7.某同学在探究“动能大小与些因素有关”的试验中计了图甲所示的实验方案，并进行了如下的实验：步骤1：让钢球从斜面A点由静开始下滑，到达水平面时速度为，击木块并使木块移动，记下木块移动的距s；步骤2：让钢球从斜面B点由静开始下滑，到达水平面时速度为，击木块并使木块移动，记下木块移动的距s步骤3：改变钢球的质量让钢球从A点由静止始下滑，撞击木块使木块移动，记下木块移动的距离．（1）比较v、，知v＞原因：钢球的重力势能越大，转为钢球______l能越大．比较步骤______和步骤3可以探动能大小和物体质量的关系．钢球从斜面上滑下后，碰撞到在面底端水平放置的木块后继续向前运动，它们在水平面上滑行一段距离后下如甲所示如果钢球刚到斜面底端的动能为，木块克服摩擦力所做的功为W，，则__（选填“＞”“＜”“=”）k（4）若利用图乙器材还准备探“阻力对物体运动的影响”．为完成探究任务，该同学需要从下面提供器材中选的器材_（填序号提供器材①砝码、②毛巾和棉布、③弹簧测力计．江苏省苏科初物理上期第二章机械和内能第一节动势能机械探究重力势能专练答案和解析1.【答案】（1）桌腿进入沙子深度；1、4、5；质量相同的物体，高度越大，重势能越大【解析】【分析】本题主要考查重力势能的大小与么因素有关，较为简单。桌腿进入沙堆的深浅，体现了物对其做功的多少。桌腿进入沙堆越深反映了小球具有的重力势能越大。这用到转换法。利用控制变量法，要验证重力势的大小与质量有关，需控制质量其他的因素相同，只有质量不同，从图中找出合条件的实验即可。利用控制变量法，比较图中相同素和不同因素，总结出研究的对象。【解答】（1）通过小明设计的实验可以道，他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的。桌腿进入沙堆越深明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大；（2）根据控制变量法，要验证体的重力势能与物体的质量有关，应控制物体的高度相同变物体质量的大小小要完成探究找数个质量不同的物体进行实验；故1、5三组数据符合，所以应利用1、4三组数据分析得出结论。（3）比较表中1、2、3的实验据，可以发现，高度相同3中桌腿进入沙子的深度更深所以中的物体具有重力能大可以得出的初步结论是量相同的物体，高度越大，重力势能越大。故答案为：）桌腿进入沙子深度；（2）1；（3质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。2.【答案】（1）质量；（2）内（3＝4.9【解析】【分析】本题主要考查探究影响物体重力能大小的因素。影响物体重力势能大小的因素有体质量和高度，本实验采用控制变量法，甲乙高度相同，质量不同，根据小球落深度比较重力势能大小；小铁球落入细沙后，速度不断减直至静止，它的机械能转化为内能；（3）根据表格中数据可知，高h与时间的平t

的比值是个定值。【解答】分析甲、乙两种情况可知，小球量不同，下落高度相同，小球陷落深度不同，说明重力势能的大小与物体的质有关；小铁球m落细沙后，速度不断减小直至静止，与沙子摩擦过程，它的机械能转化为内能；（3）根据表格中数据可知，高h与时间的平t

的比值是4.9，故h＝4.9

。故答案为：）质量；）内（3＝4.9。3.【答案】（1）铁球在沙子中陷深度高度质量【解析】【分析】（1）掌握转换法在此实验中的用，此实验通过小球陷入沙子中的深度来判断重力势能的大小；（2）掌握控制变量法在此实验的应用，重力势能与物体的质量和被举高度有关，在探究重力势能与其中一个量的关时，另一个量保持不变，改变要探究的量。本题考查了重力势能大小与哪些素有关的实验意控制变量法和转化法在两个实验中的应用。【解答】由题意知，实验是通过观察比较球在沙子中下陷的深度来间接判断物体重力势能大小的；这种实验方法叫做转法；比较两图可知，两小球的质量相同，小球所处的高度不同，可探究重力势能大小是否与小球所处高度有关；比较两图可知，两小球所处的高度相同，小球质量不同，可以究重力势能大小是否与小球的质量有关。故答案为：铁球在沙子中下陷深度高度质量。4.【答案】①物体的质量相同时高度越高，重力势能越大②物体的高度相同时，质量越大重力势能越大【解析】【分析】影响重力势能大小的因素是质量被举高度探重力势能和其中一个因素的关系时，要采用控制变量法控制另外一个素不变。本题是考查了使用控制变量法进分析实验现象的能力制量法是初中物理接触到的最多的探究方法，也是中考的点。【解答】物体由于被举高而具有的能成为力势能，分析比较图b和（c）实验过程能出，同一物体体的质量是相同的所处的高度不同且物体越高所能使小桌陷入的深度越大，故其所具有的重力势能就大；同理比较）和）实验过程能看出，对于不同质量的物体、，所处的高度是相同的，且质大的物体使小桌陷入的深度越大，故其所具有的重力势能大。故答案为：物体的质量相同时，高度越高，力势能越大物体的高度相同时，质量越大，力势能越大。5.【答案】（1）重力势摩擦；不可行；小球到水平桌面的高度同；不正确，小球的机械能有一部分化为橡皮筋的弹性势能，导致小球的机械能减小；从而使木块运动的距离小于【解析】【分析】本题考查探究影响物体动能大小因素，要注意控制变量法的应用。（1）小光将长为的细线拉至水平状态静止时，球的速度为，弹性势能为0，有下江苏省苏科初物理上期第二章机械和内能第一节动势能机械探究重力势能专练落的高度，而机械能等于动能和能之和；木块在水平方向匀速时，水平方只受到摩擦力的作用，并且物体在水平方向有运动的距离；改变拴小球的细线长度时，小球落的高度发生变化，而重力势能的大小与高度有关。换成长度为l的橡皮筋拴住小球后，小球下落时力势能转化为小球动能和橡皮筋的弹性势能，木块获得的机械能减小，据此判断木块滑行距离的变化。【解答】小光将长为l的细线拉至水平状静止时，小球的速度为0动能为0，绳子没有形变即弹性势能为0，有下落高度即有重力势能，而机械能等于动能和势能之和，所以小球具有的机械能是以重力能的形式存在；木块被小球撞击并在水平桌面上动了一段距离的过程中，水方向只受到摩擦力的作用，故在此过程中木块服摩擦力做功；改变拴小球的细线长度时，小球击同一木块后，木块运动的距离越远，克服摩擦力做的功越多此时小球小的高度也会发生变化力势能的大小与高度有关，即重力势能发生变化能探究球在摆动过程中的机械能的大小是否与细线的长度有关；换成长度为l的橡皮筋拴住小球后，小球下落时力势能转化为小球动能和橡皮筋的弹性势能，小球撞击同一木后，木块获得的机械性能减小，木块克服摩擦力做的功减少，木块运动的距离小于，故小光的分析是错误的。故答案为）重力势）擦不可行小球到水平桌面的高度不同（4）不正确，小球的机械能有一部分化为橡皮筋的弹性势能，导致小球的机械能减小；从而使木块运动的距离小于s。6.【答案】（1）动能木块移动的距离小球的质量小球的高度【解析】【分析】根据影响动能和重力势能的因素进行分析，得出结论；利用转化法反映重力能的大小，过木块移动距离反映小球重力势能的大小；（3）探究重力势能与质量的关，应控制小球的高度相同，改变小球的质量；（4）探究重力势能与高度的关，应控制小球的质量相同，改变小球的高度。此题考查是探究“物体的动能大与哪些因素有关”的实验验装置与以往的课本装置不同，采用悬挂的小球做实验实验更容易操作，同时考查了学生根据实验现象得出结论的能力。【解答】（1）图甲中将小球从图示位置静止释放，小球向下滑动的过程中，观察到它的速度越来越大，则小球的动能逐渐增，重力势能逐渐减小，重力势能转化为动能；（2）该实验通过木块移动的距大小反映小球重力势能的大小，利用了转化法；（3）比较歩骤一、歩骤二可以出小球释放的高度相同，小球的质量不同，木块移动的距离不同，所以这两次试验是究小球的重力势能大小与小球质量的关系；（4）比较歩骤二、歩骤三可以出小球质量相同，小球的释放高度不同，木块移动的距离不同，所以这两次试验是探小球的重力势能大小与小球高度的关系。故答案为：动能木块移动的距离（3）小球的质量（4）小球的高度。7.【答案】（1）动（2）1＞②【解析】【分析】此题中研究了物体动能与质量、度两个物理量间的关系，通过控制变量法进行探究是本实验的突出特点，因，明确变量与不变量，通过分析现象可得出相应的结论；小球到达水平面时具有动能，推木块运动时，一部分动能转移给木块使木块运动，一部分克服摩擦，转化成内；探究“阻力对物体运动的影响”要选择