实验18 探究影响动能大小的因素-中考物理必考实验精讲练

实验18探究影响动能大小的因素（原卷版）通过对《探究影响动能大小的因素》的探究活动，不仅可以让学生准确认识影响动能大小的因素，还可以加深对动能概念的理解。为此，《探究影响动能大小的因素》实验在中考试卷中也会出现，所占分值一般在3分-5分之间。《探究影响动能大小的因素》主要考试内容有：实验探究的设计、思路和探究过程以及实验结论，通过探究实验加深对知识的理解和掌握并考查考生对此实验认识程度。在对此实验的考查过程中，延伸或拓展内容会出现动能与重力势能的转化、动能概念在生活中的应用、物体动能的获得是重力做功的结果等。但纵观其考查内容，大都来源于学生生活实际、规律和和方法。所以学生只要抓住方法、应用得当，一般都能轻松解决。实验探究-影响动能大小的因素【实验目的】探究影响动能大小的因素。【实验器材】木板，长方形木块，质量不同的小球。【实验原理】运动的小球碰到水平桌面上的木块，木块被推的越远，说明小球对木块做的功越多，小球动能越大。【实验步骤】一、实验装置如图。二、让小球A从斜面顶端自由滚下，小球碰到木块B后，将B推动一段路程，记录路程大小s1，并计入表格。三、让小球A从斜面中间位置自由滚下，小球碰到木块B后，将B推动一段路程，记录路程大小s2，并计入表格。四、换另一个质量不同的小球，重复上述两步实验，并记录路程s3、s4；数据并计入表格。五、实验表格实验步骤小球A实验步骤小球B次数路程s/cm次数路程s/cm斜面顶端s11斜面顶端s312233斜面中间s21斜面中间s412233六、整理器材。【实验结论】物体动能与质量有关，与速度有关。质量越大、速度越大的物体，动能越大。《探究影响动能大小的因素》常考问题：1.实验方法：转换法（动能大小转换成木块移动距离）、控制变量法；2.如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同；3.如何改变钢球速度：使钢球从不同高度滚下(注意控制钢球质量一定)；4.如果水平面绝对光滑能否达到实验目的：不能，在光滑平面上，木块做匀速直线运动；5.判断动能和速度有关必须：使用相同小球；6.判断动能和质量有关必须：控制小球到水平面时速度相同；7.起点位置越高：小球达到斜面底端速度越大；8.木块运动距离越大：动能越大；9.小球在水平面上不能立即停下的原因：小球具有惯性；10.木块在水平面上最终会停下来的原因：受到摩擦力的作用；11.能量转化（1）小球从斜面由静止滚下，重力势能转化为动能；（2）木块在水平面运动的过程中木块的动能转化为内能；（3）若斜面光滑，小球从斜面顶端由静止滚到斜面底部的过程中其机械能不变；12.木块被撞后滑出木板：换同样较长的木板，注意控制变量；13.木块在水平面滑行距离太短：减小木块的质量或增大小球由静止释放的高度等；14.实验结论：（1）物体的动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大；（2）质量相同时，速度越大的物体具有的动能越大；（3）速度相同时，质量越大的物体具有的动能越大；15.超速、超载问题判断：超速时，物体质量不变，速度越大、动能越大；超载时，物体速不变，质量越大，动能越大；16.斜面的作用：使物体获得速度并改变速度大小；17.用小球做实验的不足之处：很难保证小球做直线运动。A组（中考真题感知）1.（2023·牡丹江）探究物体的动能跟哪些因素有关的实验装置如图所示。关于该实验说法正确的是（）。A.水平面越光滑越好B.实验研究的是木块的动能大小C.小球由斜面滚下，重力势能转化为动能D.小球质量越大，动能越大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，让质量分别为和（<）的小钢球从圆弧轨道的一定高度（）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.（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”）。（1）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。（2）实验2将小球从斜面中间自由滚下（图甲乙），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。（3）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和，则__________（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4.（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。5.（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：____________。6.（2022·湖北宜昌）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。7.（2022·金昌）如图所示，摆线的长度L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向之间的夹角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”）。8.（2022·东营）如图所示是“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。（1）小车的动能大小是通过___________来反映的；（2）小车从粗糙斜面滑下的过程中，它的___________转化为动能，机械能___________（选填“增大”“减小”或“不变”）；（3）物体的动能可能与运动的速度和质量有关。请你利用以上装置设计实验，探究同一个小车的动能大小与速度是否有关。【实验步骤】___________【分析与论证】___________9.（2021·湖北）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______。10.（2021·内蒙古）学完动能知识后，小亦同学用如图所示装置模拟汽车超速带来的安全隐患，甲、乙两图中的小车、斜面、木板、木块均完全相同。（1）实验中，通过比较小车推动木块距离的远近来判断小车动能的大小，这种研究方法叫______法。（2）由图中实验现象得到的结论是______。11.（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。12.（2021·湖北）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______。B组（限时针对训练）1．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）甲、乙两图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的_______；（2）选用甲、乙两图探究的是动能与_______的关系，得出的结论是：___________；（3）选用_______两图探究的是动能与速度的关系，得出的结论是：_________；（4）观察木块被撞击后移动距离的长短，是为了判断______；这种研究方法称为转换法，本实验设计用的另一种研究方法是_______；若水平面绝对光滑，本实验将_____（选填“能”或“不能”）达到探究目的。2.小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和2m，分别不从同的高度h和2h由静止开始放下，观察木块被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。（1）小明通过观察______来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是______（选填“控制变量法”或“转换法”）；若水平面绝对光滑，本实验将______（选填“能”或“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）小明由乙、丙两图得出实验结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？______（选填“正确”或“错误”），理由是：______。3.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离。如图甲所示。请回答下列问题：(1)研究铁球的动能大小与质量的关系，应控制___相同，实验时应___来达到这一目的。(2)该实验是通过观察___的大小，来比较铁球动能的大小。(3)有同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较。可以研究铁球的动能大小与___（选填“质量”或“速度”）的关系。(4)木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力___（选填“变大”、“变小”或“不变”），克服摩擦力做功的功率___（选填“变大”、“变小”或“不变”）。(5)实验结束后，某同学拿走木块，先后将同一小车从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小车在相同表面上滑行到静止的距离，根据此现象，该同学得出了动能与速度有关的结论，你认为该同学的实验方案是否可行___（选填“可行”或“不可行”）。4.“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，原因可能是小车此时___________还不够大；（3）由（2）问中的实验看出小车超载几乎不会追尾前车，但生活中货车超载引起的追尾事故却频频发生。请你在上述实验的基础上再设计一步实验操作（木块仍置于B处），证明货车追尾前车会因超载带来危害；①操作：___________；②请你对可能产生的现象进行合理预设，并指出仅因超载造成追尾的危害程度在实验结果中是如何体现的？___________。5.物理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，。（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到达平面的___________相同；（2）实验中超载超速带来的危害程度用表示，这种研究方法叫___________；（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/厘米木块移动距离/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，潜在危害更大的是___________。6.用钢球、木块和带有斜槽的长木板。探究物体的动能跟哪些因素有关。（1）如图甲，让钢球从斜槽上的某一高度由______开始运动，撞击水平面上的木块。钢球撞击木块时具有的动能大小可通过______来反映。（2）如图乙，将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验。实验表明，钢球______一定时，从斜槽越高的位置开始运动，撞击木块的速度越大，钢球的动能越______；（3）探究动能跟质量的关系时，应选择让质量______的钢球从斜槽______高度的位置开始运动。（选填“相同”或“不同”）7.如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，mA=mB＜mC，hA=hC＞hB．（1）实验中，探究的动能是指_____（填序号）A．小球在斜面上的动能B．小球撞击木块时的动能C．小球撞击木块后的动能D．木块被小球撞击的动能（2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与_____的关系．（3）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑感，小明设计了如图所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球_____（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等．表面毛巾棉布木板摩擦力最大较大最小小车运动距离最近较远最远（4）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表），小车在这三个表面上滑行