专题26影响动能大小的因素实验问题

2022年中考物理三轮复习冷热门与必考点专题练(全国通用)专题26影响动能大小的因素实验问题训练(共10道题)1.（2021湖北鄂州）汽车超载、超速是造成重大交通事故的重要原因。某物理兴趣小组决定对超载超速问题进行模拟探究。如图，将小车从同一斜面上由静止开始滑下，推动同一木块向前移动一段距离后停下，完成甲、乙、丙三次实验。其中h1=h3>h2，m1=m2<m3。请根据实验现象完成下列问题。（1）实验中超载、超速带来的危害程度是通过______来表示的；（2）研究超载带来的危害程度时，选择甲、乙、丙三次实验中的______进行比较；（3）研究超速带来的危害程度时，选择甲、乙、丙三次实验中的______进行比较；（4）若本实验中水平面绝对光滑，则______（选填“能”或“不能”）得出正确结论。【答案】①木块被推动（移动）的距离②甲、丙③甲、乙④不能【解析】（1）根据转换法，通过比较木块被推动（移动）的距离来表示超载、超速带来的危害程度。（2）研究超载带来的危害程度时，由控制变量法，要保持速度不变，只改变质量大小，故小车从应斜面的同一高度滑下，因h1=h3，m1<m3，故选择甲、乙、丙三次实验中的甲、丙进行比较。（3）研究超速带来的危害程度时，由控制变量法，要保持质量不变，只改变速度大小，故小车应从斜面不同的高度滑下。已知h1>h2，m1=m2，故选择甲、乙、丙三次实验中的甲、乙进行比较。（4）若本实验中水平面绝对光滑，由牛顿第一定律，小车到达水平面时将作匀速直线运动，不能比较木块推动（移动）的距离，故不能得出正确结论。【点睛】本题结合实际研究汽车超载、超速带来的危害，主要考查转换法和控制变量法及牛顿第一定律的运用。2.（2020湖北孝感）如图所示为“探究物体动能跟哪些因素有关”的装置示意图。

(1)原理：运动的钢球A碰上木块B后，能将B撞出一段距离s。在同样的水平面上，B被撞得越远，A对B做的功就越多，A的动能就越大，通过B被撞的远近来反映物体A动能大小的方法在物理学中属于____（选填“控制变量法”或“转换法”）。(2)步骤：①让同一钢球A分别从不同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被撞得越远；②改变钢球的质量，让不同的钢球从___（选填“同一”或“不同”）高度由静止开始滚下，质量越大的钢球将木块B撞得越远。(3)结论：通过多次实验表明，质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大：运动速度相同的物体，质量越大，它的动能________。【答案】(1)转换法(2)大同一(3)越大【解析】(1)动能与距离是两个不同性质的物理量，物体A动能大小用木块B被撞的远近来反映，属于转换法。(2)钢球A在斜面上做的是加速运动，高度h越高，钢球A到达水平面时的速度越大。探究动能大小与物体质量的关系，应使用不同质量的钢球进行实验，控制不同钢球到达水平面时的速度相同，即控制不同钢球从同一斜面同一高度由静止释放，比较木块B被撞得距离远近。（3）动能大小与物体的运动速度和质量有关，运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。3.（2021天津）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：（提出问题）汽车的动能大小跟什么因素有关？（猜想假设）由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟________有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟________有关。（进行实验）他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越________；（分析论证）分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：________；（实践应用）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。【答案】速度；质量；大；质量相同时，汽车（物体）的速度越大，动能越大；超载【解析】“十次车祸九次快”是速度快容易车祸，所以汽车的动能可能跟速度有关。“安全驾驶莫超载”是超载质量大容易车祸，所以汽车的动能可能跟质量有关。物块被撞得越远，球对物块做功越多，金属球到达水平面时的动能就越大。分析甲、丙两图的实验现象，质量一样，球位置越高，到水平面速度越大，物块运动越远，结论是质量相同时，物体的速度越大，动能越大。甲、乙两图的实验现象，高度一样，球质量大，物块运动远，说明速度一样时，质量越大，物体动能越大，故可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。4．（2020甘肃兰州）为了模拟研究超载和超速带来的安全隐患，小霞同学设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球从同一装置高度分别为hA、hB、hC的位置由静止滚下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB），推动小木块运动一段距离后停止，根据生活经验和所学的物理探究方法，回答：（1）在甲、丙两图所示的实验中，A、C两球刚滚到水平面时的速度（选填“相等”或“不相等”）。（2）用来研究超速带来的安全隐患时，小霞应选择两图所示的实验进行比较。（3）后来小霞分别用B球和C球将弹性相同的弹簧压缩到相同程度后再放手，如图丁所示，则两球离开弹簧时的速度（选填“相等”或“不相等”）。【答案】（1）相等；（2）甲、乙；（3）不相等。【解析】（1）小球从同一高度释放，运动到水平面时，它们的速度相等；（2）超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大。选择质量相等到达水平面速度不同的A、B小球，即采用甲、乙两图实验。（3）用B球和C球将弹簧压缩到相同程度，弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，两小球的质量不同，所以速度不同。5.（2020山东泰安）如图所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置示意图，让小球A从斜面上某点滚下，撞击在水平面上的木块B，木块B移动一段距离。(1)该实验中所探究物体的动能是指______（选填“小球A”或“木块B”）的动能。(2)实验表明，让小球A分别从斜槽不同高度由静止滚下，高度越大，速度越______，木块B被撞得越远。可得结论：质量相同时，小球的速度越______，动能越大。(3)若要研究物体动能与质量的关系，应让不同质量的小球A从斜面______高度由静止滚下，观察比较木块B被撞移动的距离。【答案】(1)小球A(2)大(3)大(4)同一【解析】(1)[1]该实验研究的是小球A动能的大小与速度和质量的关系。(2)[2][3]同一小球从不同的高度滚下，位置高的滚到斜面底端的速度较大，把木块推得越远，说明小球做功多，动能大，说明了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，小球的速度越大，动能就越大。(3)[4]要研究物体动能与质量的关系，根据控制变量法可知，控制小球到达水平面的速度相同，让不同质量的小球A从斜面同一高度由静止滚下，观察比较木块B被撞移动的距离。6.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=h3＞h2，mA=mB＜mC（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。【答案】（1）速度；（2）小木块移动的距离；（3）甲、丙；（3）超速20%。【解析】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。实验中通过控制小球滚下的高度来控制小球滚下的速度；动能的大小通过木块被推动距离来表示；根据控制变量法来分析超载带来的危害；分析表格数据得出结论。（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小球到达斜面底端时的速度大小相等；（2）超载是指汽车的速度一定时，质量越大动能越大，将木块推动得越远，说明动能越大，故实验中超载超速带来的危害程度用木块被推动的距离来表示；（3）超载是指汽车的速度一定时，质量越大动能越大，将木块推动得越远，说明动能越大，故需要需要高度相同，质量不同的小球，图中甲丙符合要求；（4）表格中对应的实验数据可知速度对物体的动能影响更大，当超速20%发生交通事故时，由此造成的危害更严重。7．如图所示，在探究物体动能的大小与哪些因素有关时，让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上同一木块。（1）本实验探究的是（木块/小车/斜面）的动能与的关系，实验中是通过观察来比较动能大小的。（2）第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块（3）若操作正确，第二次实验木块最终的位置如图乙所示，则此实验的结论是：（4）若要验证动能大小与另外一个因素的关系，需要添加的一个器材是（选填“砝码”、“毛巾”或“测力计”）。（5）若水平面完全光滑，那么该实验探究还能否顺利进行？（选填“能”或“不能”）。此时的小车将一直做运动（假设轨道足够长）【答案】（1）小车；速度；木块移动的距离；（2）恢复到原位置；（3）在质量相同的情况下，速度越大，动能越大；（4）砝码；（5）不能；匀速直线。【解析】（1）由图知，两相同小车分别从同一斜面不同高度由静止滑下，小车的质量相同，初速度不同，所以可探究动能与小车的初速度关系；实验中通过小车推动木块移动的距离来反映动能的大小；（2）在实验的过程中，通过木块滑动的距离来判定动能的大小，故重新实验时，应把木块恢复到原位置；（3）由图可知，甲撞击木块移动的距离远，故结论为：在质量相同的情况下，速度越大，动能越大。（4）要探究动能大小与质量关系时，要控制小球的速度相同，改变小球的质量，因此要添加一个器材是不同质量的小球即砝码。（5）如果接触面绝对的光滑，没有摩擦，小车的速度不会改变，永远保持匀速直线运动。8.在研究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，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，将木块撞出一段距离。(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是。(2)从上表数据可以看出，实验中控制了相同，从而探究动能与的关系。(3)第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做J的功；第3次实验时，木块被撞后滑出木板无法记录数据，需要重做第三次实验，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。(4)由上述实验数据和现象可得出结论：。【答案】（1）让钢球从高处摆下；（2）速度；质量；（3）0.06；甲；（4）速度一定时，质量越大，动能越大；【解析】（1）让钢球从某一高度由静止释放，使钢球获得动能.（2）让小球从斜面的同一高度处释放，使小球到达最底端的速度相同，从而探究动能与质量的关系.（3）由题意可知，钢球的重力为：G=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N，钢球下降的距离为：h=30cm=0.3m，钢球的重力做的功，即钢球获得的动能，大小为：E=Gh=0.2N×0.3m=0.06J.上面的两次实验是在速度一定时，改变物体的质量，探究动能的大小，动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的，因此改变木板的长度，应采用甲的建议；（4）有表中的数据知：速度一定时，质量越大动能越大。9．小轩在探究“动能与速度的关系”时，如图甲所示，让同一小车从同一斜面的不同高度由静止开始下滑。

（1）本实验用______来体现小车动能的大小；（2）小轩两次实验操作，第一次木块A被撞得远；第二次木块被撞得近，他得出的结论是：______；（3）小轩又想探究“阻力对物体运动的影响”，并进行了如下图所示实验。①小车在粗糙程度不同的平面上静止时的位置如图乙、丙、丁所示可以得出，物体受到的阻力越______（填“大”或“小”），速度减小得越慢。由此推理得出：如果运动的物体不受力时，将保持_______运动状态；②在乙、丙两次实验中，小车克服毛巾的摩擦力做功为W1、小车克服棉布的摩擦力做功为W2，则它们的大小关系是W1______W2（选填“>”、“<”或“=”）【答案】木块移动的距离同一小车速度越大，动能就越大小匀速直线=【解析】（1）实验中通过观察木块被撞击后运动的距离的大小来间接判断物体动能的大小，使用了转换法。（2）在实验过程中，由于小车具有动能，所以小车会对木块做功，木块移动的越远，表明小车对其做功越多，也就说明小车的动能越大，让同一小车从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，到斜面底部速度不同，第一次木块A被撞得远，第二次木块被撞得近，可知同一小车速度越大，动能越大。（3）由图可知，接触面越光滑，阻力就越小，小车运动的距离就越远，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；如果运动的物体不受力时，物体的运动状态将不会改变，则它将做匀速直线运动。[5]在上述三次实验中，小车的动能都用来克服摩擦力做功了，由于小车质量和速度相同，所以三次实验的初动能相同，克服摩擦力做的功也相同，则W1=W2。10．如图所示，某实验小组在“