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浙教版科学九上 第3章3.2机械能－实验探究
一、实验探究题
1．（2022九上·杭州月考）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？
（1）【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。
（2）【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
。
（3）【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： 。
（4）【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。
2．（2022九上·定海期末）用如图所示的装置探究“影响物体动能大小的因素”。他们将钢球用绳系着，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。经过实验，获得三组数据，如下表：
实验 次数 钢球 质量（g） 钢球下落 高度（cm） 木块滑行 距离（cm）
1 20 20 30
2 40 20 58
3 60 20
（1）第3次实验中，木块被撞后滑出木板，只需要重做第3次实验，甲同学建议降低钢球下摆的高度，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议换一块更长的同样材料的木板。你认为应当采用 同学的建议。
（2）科学研究方法有很多，如“控制变量法”“模型法”“类比法”“转换法”和“等效替代法”等，本实验运用了控制变量法和转换法，下列实验中应采用与本实验相同2种科学方法的有 填字母编号）
A．研究比较不同食物中所含能量的多少
B．研究人体的运动与脉博之间的关系
C．研究电流产生的热量与哪些因素有关
D．研究杠杆的平衡条件
3．（2022九上·衢江期末）为了研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小科同学设计了如图甲、乙、丙所示的模拟实验。将A、B、C三个小球（mA=mBhB），推动小木块运动一段距离后静止。 则：
（1）选择甲、乙两图所示的实验进行比较，是用来研究 带来的安全隐患。
（2）选择甲、丙两图所示的实验进行比较，可以得到的结论是 。
（3）关于该实验的说法中，错误的是 。
A．该实验运用了转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小
B．该实验运用了控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等因素
C．在实验器材的选择时，可以不考虑斜面的光滑程度、被撞木块的质量等因素
D．实验过程中，让同一小球从不同高度滚下，目的是让小球获得不同的速度
4．（2022九上·西湖期末）小金利用如图甲所示装置（固定装置未画出）和三个相同的金属圆环探究重力势能大小跟哪些因素有关，金属环下落时撞击轻质木板，压缩弹簧（图乙所示），读出木板对应位置的刻度并纪录，实验数据记录如表所示。
组别 金属环个数 起始位置 木板的最低刘度/m
1 1 A 20.00
2 2 A 19.00
3 3 A 18.00
4 1 B 21.00
（1）本实验根据 判断重力势能大小；
（2）要探究重力势能大小与高度的关系，需要选择的组别是
（3）根据实验1、2、3的数据，可以得出的结论是
5．（2021九上·镇海期末）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，将小车从斜面上由静止释放，小车下滑后撞击水平面上的木块。
（1）本实验的研究对象是 （填“斜面”、 “小车”或“木块”）
（2）实验时，小车进入水平面时的动能是由其 转化来的。
（3）让同一小车从同一斜面不同高度由静止开始下滑是探究物体动能 大小与 的关系。
6．（2021九上·新昌期末）某物理实验小组在探究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关
猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关
猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关。
实验中用到的小球，A、B、C球体积均为v，D球体积为2v，A、C、D球质量均为m，B球质量为2m。实验时均让小球从图中高度自由下落，记录小球下降到最低点时弹簧的长度，所用实验装置如上图所示。请你根据图中实验情景完成下列问题：
（1）为验证猜想一，可以通过比较 两球的实验。
（2）通过本实验可知，猜想 是正确的
（3）小科认为利用这套实验装置，还可以探究影响动能大小的因素，比如通过比较A、C两球实验，可以探究 对动能大小的影响。
7．（2021九上·绍兴期中）小明所在的实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为 m、2m 的两个钢球、木块和斜面等。实验过程如图甲、乙、丙所示。
（1）本实验是通过木块被撞距离的远近来反映 （选填“木块”或“钢球”）的动能，这种研究问题的方法叫做 ；
（2）小明进行甲、乙实验时探究的是动能与 的关系，得出的结论是； 。
（3）小明根据乙、丙两图得出的结论是“物体的质量越大时动能越大”，他的看法是不正确的理由是： 。
8．（2021九上·金华期中）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。
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
1 20 30 35
2 40 30 65
3 60 30
（1）本实验使钢球获得动能的操作是 。
（2）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。
（3）由上述实验数据和现象可得出结论 。
9．（2021九上·金华期中）图 1 是小丽探究动能大小与速度关系时的实验场景：斜面上有两个完全相同的平行轨道，将两小球①、②从轨道上由静止释放，与放置在水平木板上的两个相同木块甲、乙发生碰撞，
两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。
（1）为完成实验，应使两个质量 的小球从轨道上不同高度由静止释放（选填“相同”或“不同”）；
（2）由图 1 场景可知，碰撞木块前瞬间，动能较大是哪个小球，并说明理由： ；
（3）图 1 场景除了可探究动能大小与速度关系，还能探究 与高度关系；
（4）图2是某次实验的场景：将两小球从图中E、F处静止释放，最终木块甲从水平木板的右端滑出，下面是小丽对实验的改进方法，其中合理的是 .
A．用质量大的木块替换木块甲后继续此次实验；
B．用质量小的小球替换小球①后继续此次实验；
C．换用相同的更长的木板继续此次实验；
D．适当降低小球①的高度（与小球②的高度仍不同）继续此次实验；
10．（2021九上·椒江期中）在做“探究物体的重力势能与哪些因素有关”的实验时，三个完全相同的木桩被从正上方由静止释放的铁块撞击后，陷入沙坑中的情况如右图所示。
（1）在此实验中我们是通过 来比较各个铁块重力势能的大小。
（2）若A、B两块质量相同，则两个铁块下落的高度hA hB（选填“大于”“小于”或“等于”）；
（3）若B、C两个铁块下落的高度相同，则两个铁块的质量mB mC（选填“大于”“小于”或“等于”）。
答案解析部分
1．【答案】（1）速度；质量
（2）大
（3）物体质量一定时，速度越大，动能越大。
（4）超速
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）动能的大小与物体的速度和质量大小有关，根据描述分析其中包含的因素即可；
（2）小球撞击物块，物块在水平面上克服摩擦力做功。根据W=fs可知，物块移动的距离越大，克服摩擦做的功越多，说明小球的动能越大；
（3）分析甲和丙图中哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述实验结论。
（4）分析甲和乙图中哪个因素不同即可。
【解答】（1）【猜想假设】“十次车祸九次快”中的“快”，就是速度大，可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；
“安全驾驶莫超载”中“超载”就是质量大，可猜想：汽车的动能可能跟质量有关。
（2）【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大。
（3）【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象可知，小球的质量相同，开始滚下时的斜面高度不同，即到达水平面时的速度不同，可以初步得到的结论是：物体质量一定时，速度越大，动能越大。
（4）【实践应用】甲和乙图中，小球在斜面上的高度相同，即到达水平面时的速度相同，而质量不同，因此可以解释：汽车超载行驶时危险性大的原因。
2．【答案】（1）丙
（2）A；C
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）由图知是控制速度相同时，研究动能与质量的关系，动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的；
（2）根据每个实验采取的实验方法分析。
【解答】（1）实验中，要使钢球下降相同的高度，推动相同的木块，比较木块移动的距离，才可比较出钢球的动能大小，这是控制变量法的要求，故甲同学的建议不可采用。换一个较大的木块，则木块受到的摩擦力发生了变化，就不能再通过距离的大小判断动能的大小了，故乙同学的建议不可采用。换用较长木板，可以测量出木块移动的距离，故丙的建议可以采用。
（2）A．研究比较不同食物中所含能量的多少时，采用的是控制变量法和转换法，故A符合题意；
B．研究人体的运动与脉博之间的关系，采用到控制变量法，没有使用转换法，故B不合题意；
C．研究电流产生的热量与哪些因素有关时，采用了控制变量法；实验中通过温度计示数的变化来判定热量的多少，采用的是转换法，故C符合题意；
D．研究杠杆的平衡条件时，没有用到控制变量法和转换法，故D不合题意。
故选AC。
3．【答案】（1）超速
（2）质量越大，动能越大
（3）C
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】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，即甲、乙两图即可以实现；超载是指汽车的速度一定时，质量越大，动能越大，选择到达水平面的速度相等，质量不同的A、C小球进行实验，即可实现。综上分析解答。
【解答】(1)甲乙高度不同，选择甲、乙两图所示的实验进行比较，是用来研究超速带来的安全隐患。
(2)选择甲、丙两图所示的实验进行比较，可以得到的结论是质量越大，动能越大。
(3)球的动能是从木块被推出的距离看出的，这里采用了转换法的思想，A正确。
球的动能与质量和速度都有关系，根据控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等，B正确。
斜面的光滑程度影响小球滚下的速度，木块的质量和软硬影响碰撞的程度，所以在实验器材的选择时，考虑斜面的光滑程度，木块的质量和软硬等因素，C错误。
实验过程中，让同一小球从不同高度滚下，目的是让小球获得不同的速度，正确。
故选C。
4．【答案】（1）木板的最低刻度/木板被撞后下落的高度/弹簧被压缩的程度
（2）1和4
（3）高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；重力越大，重力势能越大；重力势能与重力有关
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）金属圆环下落时，重力势能转化为动能，撞击木板压缩弹簧。它的重力势能越大，转化成弹簧的弹性势能越大，则弹簧被压缩的程度越大，木板到达的最低刻度越小。
（2）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（3）分析实验1、2、3中，哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论。
【解答】（1）本实验根据木板的最低刻度（木板被撞后下落的高度或弹簧被压缩的程度判）断重力势能大小；
（2）探究重力势能与高度的关系时，必须控制质量相同而改变高度，故选实验1和4。
（3）在实验1、2、3中，金属环的个数不同，即质量不同，起始位置相同，即下落高度相同，那么得到结论：高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；重力越大，重力势能越大；重力势能与重力有关。
5．【答案】（1）小车
（2）重力势能
（3）速度
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）小车从斜面上滑下来，撞击水平面上的木块，木块向右移动时克服阻力做功。根据W=fs可知，木块移动的距离越大，克服阻力做功越多，则小车的动能越大。
（2）根据能量转化的过程解答；
（3）小车到达水平面时的速度与它在斜面上的高度有关，即在斜面上的高度越大，它到达水平面时的速度越大，据此分析解答。
【解答】（1）本实验的研究对象是小车。
（2）实验时，小车进入水平面时的动能是由其重力势能转化来的。
（3）让同一小车从同一斜面不同高度由静止开始下滑是探究物体动能大小与速度的关系。
6．【答案】（1）A和B
（2）一、二
（3）速度
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（2）小球撞击弹簧后，弹簧的长度越短，形变程度越大，则小球的重力势能越大。根据图片分析重力势能的影响因素即可；
（3）小球到达弹簧时的速度与它下落的高度有关，即高度越大，接触弹簧时的速度越大，据此分析解答。
【解答】（1）验证猜想乙，即探究重力势能与质量有关，必须控制小球的高度和体积相同，而改变小球的质量，故选AB；
（2）比较小球A和C可知，当小球的质量相同时，高度越大，它的重力势能越大；比较C和D可知，当小球的质量和高度相同时，体积不同，则弹性势能相同。
因此本实验可以验证重力势能与质量和高度有关，与体积无关，即猜想一、二是正确的。
（3）小科认为利用这套实验装置，还可以探究影响动能大小的因素，比如通过比较A、C两球实验，可以探究速度对动能大小的影响。
7．【答案】（1）钢球；转换法
（2）速度；当物体质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大
（3）不符合控制变量法操作要求（没有控制单一变量）
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）滚动的钢球撞击木块，木块在水平面上移动，克服阻力做功。根据W=fs可知，木块移动的距离越远，克服阻力做功越多，即钢球的动能越大。物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
（2）分析甲、乙两个实验中哪个因素不同即可。根据控制变量法的要求描述实验结论。
（3）探究物体的动能与质量的关系时，需要控制钢球的速度相同，即它在斜面上的高度相同，而改变钢球的质量。而乙、丙实验中，物体的质量和它在斜面上的高度都不同，据此分析解答。
【解答】（1）本实验是通过木块被撞距离的远近来反映钢球的动能，这种研究问题的方法叫做转换法；
（2）小明进行甲、乙实验时探究的是动能与速度的关系，得出的结论是：当物体质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大。
（3）小明根据乙、丙两图得出的结论是“物体的质量越大时动能越大”，他的看法是不正确的理由是：不符合控制变量法操作要求（没有控制单一变量）。
8．【答案】（1）将钢球从某一高度由静止释放
（2）0.06；甲
（3）速度一定时，质量越大，动能越大
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）将摆球拉高，它具有重力势能，释放后，重力势能转化动能；
（2）根据W=Gh计算出钢球对木块做的功。木块的质量增大后，它对木板的压力增大，则摩擦力增大，根据W=fs可知，此时就无法通过距离来比较动能的大小了。
（3）根据控制变量法的要求描述结论。
【解答】（1）本实验使钢球获得动能的操作是将钢球从某一高度由静止释放。
（2）第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做功：W=Gh=0.02kg×10N/kg×0.3m=0.06J；
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，我认为应当采用甲同学的建议。
（3）根据表格可知，钢球的下摆高度相同时，质量越大，木块滑行的距离越大，即：速度一定时，质量越大，动能越大。
9．【答案】（1）相同
（2）①，木块甲运动距离比乙远
（3）重力势能
（4）C；D
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据控制变量法的要求解答；
（2）小球从斜面上滚下，撞击水平面上的木块，木块克服摩擦做功。木块移动的距离越远，克服摩擦做的功越多，说明小球的动能越大。
（3）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关；
（4）木块从木板的右端滑出，说明小球的动能太大或者木板的长度太小，据此分析改进方法。
【解答】（1）探究动能与速度的关系时，需要控制质量相同而改变速度，即改变在轨道上的高度，因此：为完成实验，应使两个质量相同的小球从轨道上不同高度由静止释放。
（2）由图 1 场景可知，碰撞木块前瞬间，动能较大是小球①，理由：木块甲运动距离比乙远；
（3）图 1 场景除了可探究动能大小与速度关系，还能探究重力势能与高度关系；
（4）A.甲木块的质量增大后，它对地面的摩擦力增大，则移动相同的距离，甲木块克服摩擦做的功多，此时无法通过距离判断小球动能的大小，故A错误；
B.探究动能与速度的关系时，必须控制小球的质量相同，故B错误；
C.换用相同的更长的木板，根据W=fs可知，此时木块克服摩擦做的功越多，可以反映小球动能的大小，故C正确；
D.降低小球①的高度，则它的速度会减小，动能会减小，则木块甲运动的距离会减小，故D正确。
故选CD。
10．【答案】（1）木块陷入沙坑的深度
（2）小于
（3）大于
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】 (1) 铁块的重力势能越大，木桩陷入沙坑的深度越深，铁块的重力势能越小，木桩陷入沙坑的深度越浅；
(2) 重力势能与物体的质量、物体被举起的高度有关，当高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；当质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大．分析图示实验现象，然后答题．
【解答】(1)铁块的重力势能转化为木桩的动能，铁块的重力势能就越大，说明木桩获得的能量就越多，木桩陷入沙坑越深。
(2)根据观察图象可知B撞击木桩陷入沙坑的深度大，说明B重力势能大，若A、B两铁块质量相等，则A下落的高度小于B。
(3)根据观察图象可知B撞击木桩陷入沙坑的深度大，说明B重力势能大，若B、C两铁块下落的高度相等，则铁块B的质量大于C的质量。
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浙教版科学九上 第3章3.2机械能－实验探究
一、实验探究题
1．（2022九上·杭州月考）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？
（1）【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。
（2）【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
。
（3）【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： 。
（4）【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】（1）速度；质量
（2）大
（3）物体质量一定时，速度越大，动能越大。
（4）超速
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）动能的大小与物体的速度和质量大小有关，根据描述分析其中包含的因素即可；
（2）小球撞击物块，物块在水平面上克服摩擦力做功。根据W=fs可知，物块移动的距离越大，克服摩擦做的功越多，说明小球的动能越大；
（3）分析甲和丙图中哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述实验结论。
（4）分析甲和乙图中哪个因素不同即可。
【解答】（1）【猜想假设】“十次车祸九次快”中的“快”，就是速度大，可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；
“安全驾驶莫超载”中“超载”就是质量大，可猜想：汽车的动能可能跟质量有关。
（2）【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大。
（3）【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象可知，小球的质量相同，开始滚下时的斜面高度不同，即到达水平面时的速度不同，可以初步得到的结论是：物体质量一定时，速度越大，动能越大。
（4）【实践应用】甲和乙图中，小球在斜面上的高度相同，即到达水平面时的速度相同，而质量不同，因此可以解释：汽车超载行驶时危险性大的原因。
2．（2022九上·定海期末）用如图所示的装置探究“影响物体动能大小的因素”。他们将钢球用绳系着，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。经过实验，获得三组数据，如下表：
实验 次数 钢球 质量（g） 钢球下落 高度（cm） 木块滑行 距离（cm）
1 20 20 30
2 40 20 58
3 60 20
（1）第3次实验中，木块被撞后滑出木板，只需要重做第3次实验，甲同学建议降低钢球下摆的高度，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议换一块更长的同样材料的木板。你认为应当采用 同学的建议。
（2）科学研究方法有很多，如“控制变量法”“模型法”“类比法”“转换法”和“等效替代法”等，本实验运用了控制变量法和转换法，下列实验中应采用与本实验相同2种科学方法的有 填字母编号）
A．研究比较不同食物中所含能量的多少
B．研究人体的运动与脉博之间的关系
C．研究电流产生的热量与哪些因素有关
D．研究杠杆的平衡条件
【答案】（1）丙
（2）A；C
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）由图知是控制速度相同时，研究动能与质量的关系，动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的；
（2）根据每个实验采取的实验方法分析。
【解答】（1）实验中，要使钢球下降相同的高度，推动相同的木块，比较木块移动的距离，才可比较出钢球的动能大小，这是控制变量法的要求，故甲同学的建议不可采用。换一个较大的木块，则木块受到的摩擦力发生了变化，就不能再通过距离的大小判断动能的大小了，故乙同学的建议不可采用。换用较长木板，可以测量出木块移动的距离，故丙的建议可以采用。
（2）A．研究比较不同食物中所含能量的多少时，采用的是控制变量法和转换法，故A符合题意；
B．研究人体的运动与脉博之间的关系，采用到控制变量法，没有使用转换法，故B不合题意；
C．研究电流产生的热量与哪些因素有关时，采用了控制变量法；实验中通过温度计示数的变化来判定热量的多少，采用的是转换法，故C符合题意；
D．研究杠杆的平衡条件时，没有用到控制变量法和转换法，故D不合题意。
故选AC。
3．（2022九上·衢江期末）为了研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小科同学设计了如图甲、乙、丙所示的模拟实验。将A、B、C三个小球（mA=mBhB），推动小木块运动一段距离后静止。 则：
（1）选择甲、乙两图所示的实验进行比较，是用来研究 带来的安全隐患。
（2）选择甲、丙两图所示的实验进行比较，可以得到的结论是 。
（3）关于该实验的说法中，错误的是 。
A．该实验运用了转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小
B．该实验运用了控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等因素
C．在实验器材的选择时，可以不考虑斜面的光滑程度、被撞木块的质量等因素
D．实验过程中，让同一小球从不同高度滚下，目的是让小球获得不同的速度
【答案】（1）超速
（2）质量越大，动能越大
（3）C
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】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，即甲、乙两图即可以实现；超载是指汽车的速度一定时，质量越大，动能越大，选择到达水平面的速度相等，质量不同的A、C小球进行实验，即可实现。综上分析解答。
【解答】(1)甲乙高度不同，选择甲、乙两图所示的实验进行比较，是用来研究超速带来的安全隐患。
(2)选择甲、丙两图所示的实验进行比较，可以得到的结论是质量越大，动能越大。
(3)球的动能是从木块被推出的距离看出的，这里采用了转换法的思想，A正确。
球的动能与质量和速度都有关系，根据控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等，B正确。
斜面的光滑程度影响小球滚下的速度，木块的质量和软硬影响碰撞的程度，所以在实验器材的选择时，考虑斜面的光滑程度，木块的质量和软硬等因素，C错误。
实验过程中，让同一小球从不同高度滚下，目的是让小球获得不同的速度，正确。
故选C。
4．（2022九上·西湖期末）小金利用如图甲所示装置（固定装置未画出）和三个相同的金属圆环探究重力势能大小跟哪些因素有关，金属环下落时撞击轻质木板，压缩弹簧（图乙所示），读出木板对应位置的刻度并纪录，实验数据记录如表所示。
组别 金属环个数 起始位置 木板的最低刘度/m
1 1 A 20.00
2 2 A 19.00
3 3 A 18.00
4 1 B 21.00
（1）本实验根据 判断重力势能大小；
（2）要探究重力势能大小与高度的关系，需要选择的组别是
（3）根据实验1、2、3的数据，可以得出的结论是
【答案】（1）木板的最低刻度/木板被撞后下落的高度/弹簧被压缩的程度
（2）1和4
（3）高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；重力越大，重力势能越大；重力势能与重力有关
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）金属圆环下落时，重力势能转化为动能，撞击木板压缩弹簧。它的重力势能越大，转化成弹簧的弹性势能越大，则弹簧被压缩的程度越大，木板到达的最低刻度越小。
（2）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（3）分析实验1、2、3中，哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论。
【解答】（1）本实验根据木板的最低刻度（木板被撞后下落的高度或弹簧被压缩的程度判）断重力势能大小；
（2）探究重力势能与高度的关系时，必须控制质量相同而改变高度，故选实验1和4。
（3）在实验1、2、3中，金属环的个数不同，即质量不同，起始位置相同，即下落高度相同，那么得到结论：高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；重力越大，重力势能越大；重力势能与重力有关。
5．（2021九上·镇海期末）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，将小车从斜面上由静止释放，小车下滑后撞击水平面上的木块。
（1）本实验的研究对象是 （填“斜面”、 “小车”或“木块”）
（2）实验时，小车进入水平面时的动能是由其 转化来的。
（3）让同一小车从同一斜面不同高度由静止开始下滑是探究物体动能 大小与 的关系。
【答案】（1）小车
（2）重力势能
（3）速度
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）小车从斜面上滑下来，撞击水平面上的木块，木块向右移动时克服阻力做功。根据W=fs可知，木块移动的距离越大，克服阻力做功越多，则小车的动能越大。
（2）根据能量转化的过程解答；
（3）小车到达水平面时的速度与它在斜面上的高度有关，即在斜面上的高度越大，它到达水平面时的速度越大，据此分析解答。
【解答】（1）本实验的研究对象是小车。
（2）实验时，小车进入水平面时的动能是由其重力势能转化来的。
（3）让同一小车从同一斜面不同高度由静止开始下滑是探究物体动能大小与速度的关系。
6．（2021九上·新昌期末）某物理实验小组在探究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关
猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关
猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关。
实验中用到的小球，A、B、C球体积均为v，D球体积为2v，A、C、D球质量均为m，B球质量为2m。实验时均让小球从图中高度自由下落，记录小球下降到最低点时弹簧的长度，所用实验装置如上图所示。请你根据图中实验情景完成下列问题：
（1）为验证猜想一，可以通过比较 两球的实验。
（2）通过本实验可知，猜想 是正确的
（3）小科认为利用这套实验装置，还可以探究影响动能大小的因素，比如通过比较A、C两球实验，可以探究 对动能大小的影响。
【答案】（1）A和B
（2）一、二
（3）速度
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据控制变量法的要求选择对照实验；
（2）小球撞击弹簧后，弹簧的长度越短，形变程度越大，则小球的重力势能越大。根据图片分析重力势能的影响因素即可；
（3）小球到达弹簧时的速度与它下落的高度有关，即高度越大，接触弹簧时的速度越大，据此分析解答。
【解答】（1）验证猜想乙，即探究重力势能与质量有关，必须控制小球的高度和体积相同，而改变小球的质量，故选AB；
（2）比较小球A和C可知，当小球的质量相同时，高度越大，它的重力势能越大；比较C和D可知，当小球的质量和高度相同时，体积不同，则弹性势能相同。
因此本实验可以验证重力势能与质量和高度有关，与体积无关，即猜想一、二是正确的。
（3）小科认为利用这套实验装置，还可以探究影响动能大小的因素，比如通过比较A、C两球实验，可以探究速度对动能大小的影响。
7．（2021九上·绍兴期中）小明所在的实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为 m、2m 的两个钢球、木块和斜面等。实验过程如图甲、乙、丙所示。
（1）本实验是通过木块被撞距离的远近来反映 （选填“木块”或“钢球”）的动能，这种研究问题的方法叫做 ；
（2）小明进行甲、乙实验时探究的是动能与 的关系，得出的结论是； 。
（3）小明根据乙、丙两图得出的结论是“物体的质量越大时动能越大”，他的看法是不正确的理由是： 。
【答案】（1）钢球；转换法
（2）速度；当物体质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大
（3）不符合控制变量法操作要求（没有控制单一变量）
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）滚动的钢球撞击木块，木块在水平面上移动，克服阻力做功。根据W=fs可知，木块移动的距离越远，克服阻力做功越多，即钢球的动能越大。物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
（2）分析甲、乙两个实验中哪个因素不同即可。根据控制变量法的要求描述实验结论。
（3）探究物体的动能与质量的关系时，需要控制钢球的速度相同，即它在斜面上的高度相同，而改变钢球的质量。而乙、丙实验中，物体的质量和它在斜面上的高度都不同，据此分析解答。
【解答】（1）本实验是通过木块被撞距离的远近来反映钢球的动能，这种研究问题的方法叫做转换法；
（2）小明进行甲、乙实验时探究的是动能与速度的关系，得出的结论是：当物体质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大。
（3）小明根据乙、丙两图得出的结论是“物体的质量越大时动能越大”，他的看法是不正确的理由是：不符合控制变量法操作要求（没有控制单一变量）。
8．（2021九上·金华期中）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。
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
1 20 30 35
2 40 30 65
3 60 30
（1）本实验使钢球获得动能的操作是 。
（2）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。
（3）由上述实验数据和现象可得出结论 。
【答案】（1）将钢球从某一高度由静止释放
（2）0.06；甲
（3）速度一定时，质量越大，动能越大
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）将摆球拉高，它具有重力势能，释放后，重力势能转化动能；
（2）根据W=Gh计算出钢球对木块做的功。木块的质量增大后，它对木板的压力增大，则摩擦力增大，根据W=fs可知，此时就无法通过距离来比较动能的大小了。
（3）根据控制变量法的要求描述结论。
【解答】（1）本实验使钢球获得动能的操作是将钢球从某一高度由静止释放。
（2）第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做功：W=Gh=0.02kg×10N/kg×0.3m=0.06J；
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，我认为应当采用甲同学的建议。
（3）根据表格可知，钢球的下摆高度相同时，质量越大，木块滑行的距离越大，即：速度一定时，质量越大，动能越大。
9．（2021九上·金华期中）图 1 是小丽探究动能大小与速度关系时的实验场景：斜面上有两个完全相同的平行轨道，将两小球①、②从轨道上由静止释放，与放置在水平木板上的两个相同木块甲、乙发生碰撞，
两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。
（1）为完成实验，应使两个质量 的小球从轨道上不同高度由静止释放（选填“相同”或“不同”）；
（2）由图 1 场景可知，碰撞木块前瞬间，动能较大是哪个小球，并说明理由： ；
（3）图 1 场景除了可探究动能大小与速度关系，还能探究 与高度关系；
（4）图2是某次实验的场景：将两小球从图中E、F处静止释放，最终木块甲从水平木板的右端滑出，下面是小丽对实验的改进方法，其中合理的是 .
A．用质量大的木块替换木块甲后继续此次实验；
B．用质量小的小球替换小球①后继续此次实验；
C．换用相同的更长的木板继续此次实验；
D．适当降低小球①的高度（与小球②的高度仍不同）继续此次实验；
【答案】（1）相同
（2）①，木块甲运动距离比乙远
（3）重力势能
（4）C；D
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】（1）根据控制变量法的要求解答；
（2）小球从斜面上滚下，撞击水平面上的木块，木块克服摩擦做功。木块移动的距离越远，克服摩擦做的功越多，说明小球的动能越大。
（3）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关；
（4）木块从木板的右端滑出，说明小球的动能太大或者木板的长度太小，据此分析改进方法。
【解答】（1）探究动能与速度的关系时，需要控制质量相同而改变速度，即改变在轨道上的高度，因此：为完成实验，应使两个质量相同的小球从轨道上不同高度由静止释放。
（2）由图 1 场景可知，碰撞木块前瞬间，动能较大是小球①，理由：木块甲运动距离比乙远；
（3）图 1 场景除了可探究动能大小与速度关系，还能探究重力势能与高度关系；
（4）A.甲木块的质量增大后，它对地面的摩擦力增大，则移动相同的距离，甲木块克服摩擦做的功多，此时无法通过距离判断小球动能的大小，故A错误；
B.探究动能与速度的关系时，必须控制小球的质量相同，故B错误；
C.换用相同的更长的木板，根据W=fs可知，此时木块克服摩擦做的功越多，可以反映小球动能的大小，故C正确；
D.降低小球①的高度，则它的速度会减小，动能会减小，则木块甲运动的距离会减小，故D正确。
故选CD。
10．（2021九上·椒江期中）在做“探究物体的重力势能与哪些因素有关”的实验时，三个完全相同的木桩被从正上方由静止释放的铁块撞击后，陷入沙坑中的情况如右图所示。
（1）在此实验中我们是通过 来比较各个铁块重力势能的大小。
（2）若A、B两块质量相同，则两个铁块下落的高度hA hB（选填“大于”“小于”或“等于”）；
（3）若B、C两个铁块下落的高度相同，则两个铁块的质量mB mC（选填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】（1）木块陷入沙坑的深度
（2）小于
（3）大于
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】 (1) 铁块的重力势能越大，木桩陷入沙坑的深度越深，铁块的重力势能越小，木桩陷入沙坑的深度越浅；
(2) 重力势能与物体的质量、物体被举起的高度有关，当高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；当质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大．分析图示实验现象，然后答题．
【解答】(1)铁块的重力势能转化为木桩的动能，铁块的重力势能就越大，说明木桩获得的能量就越多，木桩陷入沙坑越深。
(2)根据观察图象可知B撞击木桩陷入沙坑的深度大，说明B重力势能大，若A、B两铁块质量相等，则A下落的高度小于B。
(3)根据观察图象可知B撞击木桩陷入沙坑的深度大，说明B重力势能大，若B、C两铁块下落的高度相等，则铁块B的质量大于C的质量。
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