实验13 探究物体的动能跟哪些因素有关（原卷版）

实验13探究物体的动能跟哪些因素有关基础考点梳理1.实验目的、原理、方法（1）实验目的：探究物体动能大小与哪些因素有关。（2）实验原理：车在木板上移动的距离越远，小车对木块做的功越多，小车具的动能越大。（3）实验方法：控制变量法、转换法。2.实验器材及图像：斜槽、木板、长方体木块、质量不同的小球。（1）斜槽：提供小球初速度。（2）长方体木块：承受小球撞击。（3）质量不同的小球：实验主体。3.实验步骤步骤①组装斜槽和木板，将木块放置在斜槽底部。步骤②让小球在斜面的不同高度滚下，推动木块在木板上前进，观察木块在木板上移动的距离。（做三次）。步骤③换做质量在较大的小球在斜面的同一高度滚下，观察木板在木板上移动的距离。（做三次）。4.实验现象（1）同一小球在斜面越高的地方滚下，木块被推的越远。（2）质量不同的小球，在同一高度滚下，质量越大的小车，把木块被推的越远。5.实验结论（1）质量相同的物体，运动速度越大，动能越大。（2）运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。（3）动能与物体的质量和物体运动的速度有关。6.实验补充（1）动能概念：物体由于运动而具有的能，叫做动能。一切物体都具有动能。

（2）影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。（3）动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小；当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小．具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。

7.常考实验问题（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB）（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相等（选填“相等”或“不相等”）。（2）用来研究超速带来的安全隐患时，应选择甲、乙两图所示的实验进行比较。（3）如何判断动能大小：看木块被小钢球推动的距离多少。（4）使质量不同的钢球从同一高度静止释放的目的：使小球到达水平面时的初速度相同。（5）如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下。（6）斜面的作用：使物体具有速度并改变物体速度的大小。（7）木块最终停下来的原因：在水平面受到摩擦力。（8）超载、超速问题判断：超速时，质量不变，速度越大，动能越大；超载时，速度不变，质量越大，动能越大。精选真题汇编1．（2023•广西）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，将静止在水平面上的木块撞出一段距离，如图所示。（1）在钢球从斜槽滚下的过程中，钢球的重力势能转化为。（2）实验表明，钢球质量越大，将木块撞得越远，对木块做功越。钢球的动能就越。（3）在水平面上，被撞出的木块由于受到力的作用而停下。假如水平面光滑且足够长，它将做直线运动。2．（2023•兰州）近年来，渣土车因“多拉快跑”而引发的交通事故时有发生，引起了交通管理部门的高度重视。小彤设计了如图所示的实验来模拟汽车超速、超载带来的危害，通过电磁铁的控制，让质量分别为m1和m2（m1＜m2）的小钢球从圆弧轨道的一定高度（h1＜h2）由静止滚下，撞击水平面上的纸盒并将纸盒推动一段距离（实验中的圆弧轨道、水平面和纸盒均不变）。（1）分析甲、乙两图可知，（选填“甲”或“乙”）图中的小钢球在刚到达水平面时的速度更大。（2）比较甲、乙两图可知，在一定时，小钢球的越大，动能越大。（3）比较两图可以模拟汽车超载带来的危害。（4）假如你是一名汽车驾驶员，请你从物理学的角度谈谈在安全行车方面需要注意哪些事项。3．（2022•恩施州）如图所示，让从斜面上由静止滚下的小球钻入水平面上的纸盒，探究影响小球动能大小的因素。（1）有多个因素可以影响物体的动能大小，比较质量（选填“相同”或“不同”）的两个小球从不同高度滚下，是为了改变小球撞击纸盒时的运动速度。（2）此实验现象说明运动速度较的小球具有的动能较大。4．（2022•宜昌）小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。（1）实验中探究的动能是指。A.钢球撞击木块时的动能B.钢球撞击木块后的动能C.木块被钢球撞击后的动能（2）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA＞mB，高度hA＞hB，距离sA＞sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法（选填“正确”或“错误”），理由是。（3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与的关系。5．（2022•玉林）如图1所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块在水平面向前移动一段距离s后停下。先后完成甲、乙、丙所示的三组实验。（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）分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越；（3）分析比较两组实验可得，物体速度相同时，质量越大，动能越大；（4）综合上述可知，如图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定不同的最高；（5）在实验中，若增大水平面的粗糙程度，则木块移动的距离将（选填“增大”、“不变”或“减小”）6．（2022•阜新）在探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，如图甲、乙、丙所示，将A、B、C三个钢球先后从同一装置高度分别为h1、h2、h3的位置由静止开始滚下（mA＝mB＜mC，h1＝h3＞h2），水平面上同一位置的木块被撞出一段距离后停下。请回答以下问题：（1）该实验探究的是（填“木块”或“钢球”）的动能。（2）实验通过观察木块被钢球撞出的长短来判断钢球动能的大小，这种研究问题的方法叫。（3）比较两图进行的实验，可以探究钢球动能大小与速度有关。（4）比较两图进行的实验，可以探究钢球动能大小与质量有关。此探究过程中两球刚好运动到水平面时的速度（填“相等”或“不相等”）。（5）由此实验联想到某段道路限速牌上标明“100”和“80”字样，（填“大客车”或“小轿车”）的限速应该是80km/h。7．（2022•河池）如图所示是某实验小组探究动能的大小与什么因素有关的实验装置。实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。（1）本实验是通过观察来比较钢球动能的大小；（2）保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与有关；（3）换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与有关；（4）本实验中用到的研究方法是（填其中一种即可）。8．（2021•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。9．（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。物块被撞击得越远，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。10．（2021•襄阳）如图所示是“探究物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验装置。（1）实验中，让同一个钢球从斜面上的不同高度由静止自由滚下，是为了探究钢球动能的大小与的关系。（2）本实验是通过比较木块被撞击后来比较钢球动能大小。（3）小明猜想，如果水平面是光滑的，木块被撞击后将会。11．（2023•郴州）小明通过下面的实验，研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。质量相同的小球，从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是的（选填“相同”或“不同”）。实验1将小球从斜面顶端自由滚下（图甲），观察到木块被撞出了一段距离。实验2将小球从斜面中间自由滚下（图乙），观察到木块被撞出的距离比实验1的距离（选填“短”、“长”或“相等”）。由上述实验现象，我们可以得出结论：同一物体，，动能越大。实验3将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点自由滚下（图丙），依次经过A、B两点到达C点（忽略空气阻力），设A、B两点的机械能分别为EA和EB，则EAEB（选填“＞”、“＝”或“＜”）。当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将。A.沿a轨迹运动B.沿b轨迹运动C.沿c轨迹运动D.保持静止12．（2023•淄博）利用如图所示实验装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。实验时让小车A从斜面上由静止开始滑下在水平面上将物体B推出一段距离。（1）实验运用了控制变量法：让质量不同的小车从斜面的同一高度滑下，探究动能与质量的关系；让同一个小车从斜面的高度滑下，探究动能与速度的关系。实验中动能的大小无法测量，我们通过来判断小车动能的大小。（2）小车从斜面上滑下，它的转化为动能，碰上物体B后，小车的部分转移给了物体B，这个能量的转化转移过程机械能总量。（3）小车在水平面上推动物体B前进时受到4个力：①重力、②摩擦力、③物体B对小车的压力、④水平面对小车的支持力，其中是一对平衡力，方向相同（两空均填序号）。拿走物体B，如果小车滑到水平面时，它受的力全部消失，小车将。（4）下表是一些物体的动能大小，分析表中数据，请你提出一个可以探究的物理问题：。物体动能/J物体动能/J步行的人约30百米跑中的运动员约3×103行走的牛约160刚射出的步枪子弹约5×103中速行驶的小汽车约2×105高速行驶的小汽车约6×10513．（2023•潍坊）为探究物体的动能跟哪些因素有关，利用斜槽、钢球、木块等器材在同一水平面上进行探究活动。钢球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动，运动的钢球碰上木块后，能将木块撞出一段距离s，如图所示。（1）实验中探究的“物体的动能”是指（选填字母）。A.钢球在斜面上的动能B.钢球撞击木块时的动能C.木块被撞击后的动能（2）若水平面是光滑的，（选填“能”或“不能”）达到探究目的。（3）实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施：。14．（2022•金昌）如图所示，摆线的长L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向的夹角θ1＜θ2。（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的无关；（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫（选填“控制变量法”或“转换法”）；（3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与有关（选填“速度”、“高度”或“质量”）；（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做直线运动（选填“减速”、“匀速”或“加速”）；（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能（选填“相等”或“不相等”），该方案（选填“正确”或“错误”）。15．（2022•宿迁）如图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m）。（1）让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的。（2）实验中通过比较木块B被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于（选填“控制变量法”或“转换法”）。（3）小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是（选填“正确”或“错误”），理由是。（4）通过比较步骤和可以判断动能大小与物体质量的关系。16．（2022•贵阳）“十次事故九次快”说明汽车超速会带来危害，汽车“多拉快跑”更是追尾事故中的罪魁祸首，超速与超载严重危害了道路交通安全。小明通过实验探究货车超速与超载在追尾事故中的危害，用到的器材有：小车（模拟货车）、木块（模拟被追尾车辆）、砝码若干、坡度固定的斜面。将小车从如图甲所示的A处自由释放，小车在水平面上运动一段距离s0后停止，s0可视为刹车后运动的距离。将木块静置于小车右侧所在的位置B处，表明符合核载量并在限速内的货车不会对前车追尾。请回答下列问题：（1）探究货车超速的危害：如图乙所示，木块置于B处，小车由斜面顶端释放，撞击木块并与木块共同运动一段距离s1，这表明货车超速（选填“会”或“不会”）产生追尾的危害。本实验可用木块运动的反映追尾的危害程度；（2）探究货车超载的危害：如图丙所示，木块置于B处，将砝码固定在小车上，仍从A处释放小车，观察小车的运动情况。逐次增加砝码个数重复实验，发现小车在水平面上运动的距离几乎都为s0，均未与木块撞击。小明猜想：小车每次到达斜面底端时，虽其动能随的逐次增大而增大，但仍未追尾，原因可能