2024年中考物理实验(全国版)：探究物体的动能跟哪些因素有关（原卷版）

实验14探究物体的动能跟哪些因素有关

基础考点梳理

1.实验装置

【分析和论证】

探究1中：当钢球质量相同时，钢球达到斜面底端速度越大，木块被撞击滑行的距离越远，说明钢球的动

能与速度有关，速度越大，动能越大。

探究2中：当钢球达到斜面底端速度相同时，钢球质量越大，木块被撞击滑行的距离越远，说明钢球的动

能与质量有关，质量越大，动能越大。

【实验结论】

物体动能大小与物体的质量和运动速度有关：

①质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大；

②运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。

【实验方法】

(1)转换法：通过小球推动木块运动的距离来反映小球动能大小，推动木块运动距离越远，小球的动能

越大；

(2)控制变量法：

①探究动能大小与质量的关系(控制小球速度不变，将质量不同的两小球，从同一高度由静止释放，

小球质量越大，撞击后木块运动的距离越大，小球动能越大)。

②探究动能大小与速度的关系(控制小球质量不变，将质量相同的两小球，从不同高度由静止释放，

小球速度越大，撞击木块后运动的距离越大，小球动能越大)。

【交流与讨论】

(1)使钢球获得动能的方法：将钢球由斜面某一高度静止释放(重力势能转化为动能).

(2)将质量不同的钢球放在斜面上同一高度处静止释放的目的：控制钢球达到斜面底端时具有相同的初

速度，

(3)将质量相同的钢球由斜面上不同位置静止释放的目的：改变钢球达到斜面底端时的初速度。

(4)实验推理：当水平面绝对光滑时，木块将一直做匀速直线运动(力不是维持物体运动状态的原因，

而是改变改变物体运动状态的原因)。

(5)水平面绝对光滑时对实验的影响评估：钢球撞击木块后木块移动的距离无法确定，钢球动能的大小

无法比较，

(6)钢球在水平面上不能立即停下的原因：钢球具有惯性.

(7)木块最终停止的原因：受到摩擦力的作用(力是改变物体运动状态的原因)。

(8)实验中能量的转化.

①小球从斜面上由静止下落，下滑过程中重力势能转化为动能和内能；木块在水平面上运动时动能转

化为内能.

②钢球在运动过程中机械能不守恒，机械能减少量最终转化为内能。

(9)实验改进：

①木块被撞后滑出木板的解决办法：换更长的木板.

②木块质量较大，确保实验现象较明显的方法：增大钢球滚下的高度。

(10)实验结论的应用：生活中超载、超速问题(超速；速度大，超载：质量大，则动能大，危险性大)。

典型例题赏析

实验结论：物体动能与物体的质量和速度有关.

(1)质量相同时，速度越大的物体具有的动能越大.

(2)速度相同时，质量越大的物体具有的动能越大.

1.为了探究“物体的动能跟哪些因素有关”，实验小组的同学们利用斜面、金属球、木块等器材在同一水平面

上开展了探究活动.

丙木板

(1)让金属球在斜面上由静止开始滚下，金属球的起点位置越—，到达斜面底端的速度越大.

(2)实验时将木块放在水平面，金属球由静止开始沿斜面向下运动，撞击木块并与木块一起运动一段距离

后静止.金属球动能的大小是通过来反映的.

(3)实验小组进行了三次实验如图所示：

①分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论

是•

②分析两图实验现象，让不同质量的金属球从同一斜面的同一高度由静止滚下，目的是

,可初步得到的结论是.

（4）（真实情境）另一小组在结束图甲操作后再进行图乙操作时，发现金属球撞击木块后一起滑出了木板.为

了使木块不滑出木板，在不改变木板长度的情况下，且仍能与图甲对比分析，可行的操作方法是

票点2.木块被撞后“滑出”木板的原因：木块运动的距离较长即金属球的动能过大.

（5）（生活应用）（2021天津改编）用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车（选填

“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因，根据实验探究请解释车辆限速的原因

（6）（科学推理）（2022绥化）若斜面下方水平面绝对光滑，本实验_______（选填“能”或“不能”）达到

探究的目的.

要点3.关键点解读：绝对光滑—牛顿第一定律，物体将一直做匀速直线运动，实验现象无法观察.

（7）（装置改进）（2022甘肃改编）另一小组在探究动能的大小的影响因素时，让金属球由静止释放的场

景如图丁所示

①该实验中金属球的动能由转化而来，图丁探究的是物体的动能与（选填“高度”“速度”或“质

量”）的关系.

②该装置相对图甲装置的优点

是.

2.小明学完《合理利用机械能》一节后，对探究“动能大小与哪些因素有关”的实验进行了改进，如图甲

所示，器材有：固定在竖直墙面上的轻质弹簧、粗糙的长木板、质量不同的钢球mi和m2（mi<m2）、

木块一个。（不计钢球撞击木块前的能量损失）请回答下列问题：

（1）探究动能与速度关系时，用钢球mi压缩弹簧至最短，释放钢球，弹簧对钢球施加的力使

钢球由静止变为运动，这一过程弹簧的能转化为小球的动能，木块被钢球撞击后运动了一段

距离si；

（2）为了改变钢球叫的速度，你的操作是：,释放钢球，如图乙所示木块被钢球

撞击后运动的距离是S2,比较S1和S2可得出结论：O

（3）探究动能与质量关系时，小明设计的实验操作是：分别用钢球mi和m2压缩弹簧至最短，释放钢

球，观察木块被钢球撞击后运动的距离。请你分析小明的实验设计是否可行？（选填“可行”

或“不可行”），理由是：O

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乙

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列问

答下

请回

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与木

块并

击木

放，撞

端释

面顶

由斜