第十一章功和机械能实验题章节基础复习讲义2022-2023学年人教版八年级下学期物理

第十一章功和机械能实验题20222023学年人教版八年级下学期物理章节基础复习讲义第一部分：典型例题1、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小木块被撞击后向前移动的距离来表示的；（2）研究超载带来的危害程度时，选择甲、乙、丙三次实验中的甲、丙进行比较；（3）研究超速带来的危害程度时，选择甲、乙、丙三次实验中的甲、乙进行比较；（4）若本实验中水平面绝对光滑，则不能（选填“能”或“不能”）得出正确结论。【解析】解：（1）汽车超载、超速时，与物体撞击时，会将物体推动得越远，说明其动能越大，故实验中超载超速带来的危害程度可用小木块被推动的距离来表示；（2）超载是指汽车的速度一定时，质量越大，与物体撞击时，将物体推动得越远，说明动能越大，故模拟实验时，需要控制最初释放时的高度相同（即达到水平面的速度相同），质量不同的小球，图中甲、丙符合要求；（3）超载是指汽车的质量一定时，速度越大，与物体撞击时，将物体推动得越远，说明动能越大，故模拟实验时，需要控制小球的质量相同，最初释放时的高度不相同（即达到水平面的速度相同），图中甲、乙符合要求；（4）若水平面绝对光滑，小球在水平面上不受阻力，小球将做匀速直线运动，不能达到探究目的。

2、小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”，如图所示，重物质量m＜M。实验步骤具体操作实验现象（1）让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上，通过观察桌腿下陷的深度判断重物（小桌/重物）的重力势能大小。（2）由实验步骤A和B，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系。（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点错误（正确/错误），理由是重物的质量、高度两个都是变量，无法比较。【解析】解：（1）在实验探究过程中，通过观察桌腿下陷的深度来比较重物的重力势能的大小；（2）研究重力势能大小和高度的关系时，保证质量不变，改变小球的高度。由图知：步骤A、B可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系；（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点是错误的，因为B、C步骤中重物的质量、高度两个都是变量，无法比较。【答案】（1）重物；（2）A；B；（3）错误；重物的质量、高度两个都是变量，无法比较。第二部分：考点解读探究物体的动能跟哪些因素有关【设计与进行实验】1.主要实验器材：质量不同的钢球、木块、斜面等；2.实验步骤：探究1：动能大小与速度的关系（1）控制不变的量时钢球的质量m；（2）改变的量时钢球的速度，即改变钢球在滑槽上的释放位置的高度h；（3）观察的量时木块被撞出的距离s。次数质量m/kg高度h/cm推动木块的距离s/cm10.11020.11530.120探究2：动能大小与质量的关系（1）控制不变的量时钢球的速度，即固定钢球在滑槽上的释放位置的高度h；（2）改变的量钢球的质量m；（3）观察的量时木块被撞出的距离s。次数质量m/kg高度h/cm推动木块的距离s/cm10.11020.21030.310【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（钢球的速度与质量无关）。（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。（5）水平面绝对光滑时对实验的影响：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：换质量更大的木块，换质量更小的钢球，换更长的木板。②木块质量较大，确保实验现象较明显：增大钢球滚下的高度。③不用木块的实验改进：在桌上铺一条毛巾，钢球在毛巾上表面滚动的距离来反映动能的大小。（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）。第三部分：自主练习1、小明在“探究物体的重力势能与哪些因素有关”时，选用下列实验器材：一块厚泡沫，三个相同的铁钉，三个铝块A、B和C（质量为mA＝mB＜mC），他做了如下实验：将铁钉插入泡沫的相同深度，分别将三个铝块由空中静止释放撞击铁钉，铁钉进入泡沫如图所示。（1）在这个实验中，可以通过观察来比较铝块重力势能的大小。（2）甲、乙实验说明；比较实验的情况，说明铝块位置相同时，质量越大，铝块的重力势能越大。（3）分析上述实验，得出的结论是：，它的重力势能越大。2、小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H＞h）静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。（1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是（控制变量法/转换法）。若水平面绝对光滑，本实验将（能/不能）达到探究目的。（2）由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与有关。（3）小华根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是（正确/错误）的，理由是。（4）小王同学用如图丁所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2＞h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是（正确/错误）的，理由是。3、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；（1）该实验中所探究物体的动能是指______（选填“小球”或“小木块”）的动能；（2）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”）；（3）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；（4）实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究内容？______；理由是______；（5）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”）。4、如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。（1）该实验利用了转换法，通过观察________来判断________的动能的大小；（2）让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与________的关系；（3）换用质量不同的小球，使它们从斜面的________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与________的关系．若水平面绝对光滑，本实验将________（选填“能”或“不能”）达到探究目的。5、在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图甲、乙、丙所示，让质量为m、2m的两个钢球分别从斜面上由静止滚下，钢球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虛线位置为木块滑动一段距离后停止的位置；（1）该实验所探究物体的动能是指______（选填“木块”、“钢球”或“斜面”）的动能；（2）实验时，让不同质量的两个钢球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时，具有相同的______；（3）比较______两图进行的实验，可以探究钢球动能大小与速度的关系；（4）比较甲、丙两图进行的实验，可以得出的结论是______；（5）本实验采用的研究方法是控制变量法和______。6、在研究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，如图所示，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。实验次数钢球质量m/g钢球下摆高度h/cm木块滑行距离s/cm动