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人教版物理八年级下第十一章11.3细化知识点同步练习———探究动能及势能的影响因素的实验（2）
一、实验探究题
1．（2022八下·崂山期末）探究影响动能大小的因素
探究小组的成员在五一期间外出游玩时，发现在高速公路两侧有“十次车祸九次快”、“安全驾驶莫超载”的宣传标语，一些道路上交通管理部门还对不同车型设定的最高速度如图1所示。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：
（1）由“十次车祸九次快”可形成猜想1：汽车的动能可能跟 有关；由“安全驾驶莫超载”可形成猜想2：汽车的动能可能跟 有关；
（2）根据猜想，探究小组利用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，在水平面上运动。运动的金属球碰上在水平面上的木块，会将木块撞出一段距离。利用 可以反映出金属球到达水平面时的动能大小，应用的科学方法是 法；
（3）探究小组进行了如图2所示三次实验，利用甲、丙两次实验可以验证猜想 （填写猜想序号“1”或“2”）；
（4）利用实验所获得的的实验结论，请你解释一下为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？
2．（2022八下·新抚期末）小明用长方体木块（各表面粗糙程度相同）、弹簧测力计、长木板、斜面、两个质量不同的钢球，进行了如图所示的两组实验。
（1）如图甲所示，把木块平放在水平长木板上，用弹簧测力计水平拉木块做 运动，读出弹簧测力计示数；依据 知识可知，弹簧测力计的拉力等于木块受到的摩擦力。再把木块立放在长木板上，重复上述实验，读出弹簧测力计的示数。
①比较两次读数，可得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小 （填“有关”或“无关”）；
②实验中被控制的变量是接触面的粗糙程度和 ；
（2）如图乙所示，在探究动能大小与质量的关系时，用质量不同的钢球在同一斜面的同一高度由静止滚下，去撞击水平面上的木块，观察木块被撞击的距离；
①该实验研究的是 （填“钢球”或“木块”）动能的大小与质量的关系；
②比较图乙两次实验可得出结论：速度一定时，质量越大，物体的动能越 ；由此小明联想到高速公路限速牌上标明“120”和“100”字样， （填“大客车”或“小轿车”）的限速应该是100km/h。
3．（2022八下·新会期末）小明在玩“水枪”玩具时，发现“水枪”水平放置，如果推动活塞的速度越快，水枪离地面的高度越高，水就会射得越远。据此他提出了如下猜想：“在空中水平抛出的物体，落地的水平距离s与抛出的初速度v及抛出点离地面的高度h有关。”为验证猜想，小明找来了如图所示装置进行实验。
（1）水平槽上有一气泡水平仪，当液体中空气泡居中，表示实验装置水平。若空气泡在右端，为保证实验装置水平，应将调节升降旋钮使左边的桌面 （选填“升高”或“降低”）；
（2）在小球从斜槽上由静止滚下的过程中，小球的 能转化为 能；
（3）不调节升降旋钮，分别让同一小球从斜槽上A、B、C位置由静止滚下，如图所示。分别测出小球落地的水平距离、、，发现，这表明：在空中水平抛出的物体，在 相同时，抛出的初速度越大，落地的水平距离越 ；
（4）调节升降旋钮，逐步降低抛出点离地面的高度，分别为，每次都让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，目的是保持小球运动到水平面时的 大小相同，分别测出小球落地的水平距离、、，发现；
（5）现实生活中，在水平飞行的飞机上，向地面投放的物资的运动情况，类似于图中水平面上落下的小球的运动。飞行员要想物资投放的更远（忽略空气阻力和风力的影响），可采用的方法是 （答出一种方法即可）。
4．（2022八下·新会期末）小晶同学为了模拟研究汽车超速和超载带来的安全隐患，设计了如图所示的实验装置：将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至木板上后与木块碰撞。通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法，得到了图中的四个实验场景。
（1）小晶通过观察木块移动的距离长短，来判断物体动能的大小，这种研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）。实验中物体的动能是指 （选填序号）。
A．小车在撞击木块前的平均动能 B．小车撞击木块时的动能
C．小车撞击木块后的动能 D．木块的动能
（2）若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。其原因是木块被撞击后将 。
（3）在用来研究超速安全隐患时，应选用场景③和 （选填“①”、“②”或“④”）进行实验；在质量相同情况下，汽车的 越大，其动能就越大，行驶时危险就越大，因此严禁汽车超速是减轻交通事故造成伤害的一个重要手段。
5．（2022八下·秦皇岛期末）如图所示，在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中，A是铁球，B是木块
（1）该实验的目的是研究 （选填“A”或“B”）的动能大小与速度和质量的关系。本实验运用了两种研究方法：一是 法；二是转换法，就本题来说：用 来表示小球动能大小的方法就是转换法。让铁球A从高为的斜槽滚下，在水平面上运动，运动的球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 ，A的动能 （选填“越大”、“越小”或“不变”）；
（2）让铁球A分别从不同的高度由静止滚下，高度越高，铁球运动到水平面时速度越 ，木块B被撞得越远，所以，质量相同时，球的速度越大，动能越 ；
（3）改变铁球的质量，让不同的铁球从相同高度由静止开始滚下，质量越 的铁球将木块B撞得越远，所以，铁球的速度相同时，质量越大，动能越 。
（4）本实验中若水平面绝对光滑则不能得出结论，原因是木块被撞后将做 运动。
6．（2022八下·百色期末）如图所示，在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中，将同一小钢球A从斜面上不同高度由静止滚下，推动木块B向前移动一段距离。
（1）该实验中物体的动能是指物体 （选填“A”或“B”）的动能，该动能是由 能转化而来的；
（2）通过观察木块B移动距离的长短来判断小球动能的大小，利用的研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
（3）将小球A放在同一斜面 （选填“相同”或“不同”）高度由静止释放，目的是使小球在撞击木块B时速度不同。根据实验现象，可以得出的结论是：质量相同的物体， ，动能越大；
（4）钢球碰到木块并一起运动的过程中，由于木块受到 的作用，钢球和木块运动一段距离后停下来，说明力可以改变物体的 。
7．（2022八下·顺平期末）在探究物体的重力势能与其质量是否有关时，实验台上有大小相同、质量不同的实心铁块和实心木块各一个，小桌、装有细沙的玻璃容器、记号笔各一个，小敏利用上述器材，设计了自己的实验方案，如图甲、乙所示：
（1）本实验方案中通过 反映物体重力势能的大小，这是物理实验中常用到的“转换法”，即物理量不能直接测量时，把它们转换成其他可测量的物理量，从而进行研究比较。下列实验中也利用了转换法的是 （填字母）；
A．用海绵凹陷的深度来表示压力产生效果的强弱
B．测量出100张纸的厚度后除以张数得出一张纸的厚度
C．探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系时要保持液体密度不变
（2）小敏所画的实验设计方案存在的问题是 ；
（3）铁块在下落过程中减少的重力势能主要转化为 ；
（4）本实验可得出的结论是：当高度相同时， ，物体的重力势能越大。
8．（2022八下·大安期末）如图是探究“动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。其中，mA=mBhC。
（1） 实验中是通过比较 比较动能大小的。
（2）动能是指 （填序号）
A小球在斜面上时的动能
B小球撞击木块前的动能
C小球撞击木块后的动能
D木块的动能
（3）让不同小球从斜面上同一高度处自由滚下，是为了研究动能大小与 的关系。
（4）比较图A、B可得结论：质量相同时， 越大，动能越大。
（5）通过比较B、C两图，得出“质量大的物体动能大”，这一比较过程存在着错误，错误原因是
9．（2022八下·宣城期末）利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”
将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将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。图中的摆长L都相同，1＜2，球A、B的质量分别为mA、mB（mA＜mB）。
（1）本实验小球动能的大小是通过观察 来判断的。
（2）如图甲、乙所示，同时释放A、B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的任一时刻的速度大小与小球的 无关。
（3）如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：速度相同时，质量越大， 越大。
（4）图乙中小球B到达竖直位置时的速度 （填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度。图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论： 。
（5）利用上述实验，同时还可以探究的问题是 。
10．（2022八下·东港期末）在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验时，小明让大小不同的实心钢球从同一斜面上相同的高度处由静止滚下，在水平面上运动并推动木块移动，如图甲所示。
（1）小明选用大小不同钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，是为了探究动能大小与 的关系，让大小不同钢球从同一高度由静止滚下目的是 ，该过程用到的物理方法是 ；
（2）小明实验时，若让同一钢球从斜面相同高度处滚下，推动木块在粗糙程度不同的水平面上移动，小明发现水平面越光滑，木块移动的距离越 （选填“远”或“近”）；若水平面绝对光滑，木块将 ；
（3）小红同学发现木块移动的距离没有其他同学的明显，认为是木块太重的原因造成的。为了验证猜测，小红设计了如图乙所示的“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的方案，经过多次实验，记录实验数据如表：
实验次数 1 2 3 4 5
木块对木板的压力F/N 2 3 4 5 6
弹簧测力计读数F1/N 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
根据表中测量数据可以得出，当接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越 。下列生活中的四个现象运用了这个规律的是 。
A．鞋底刻有花纹
B．汽车不允许超载
C．老虎钳剪断铁丝需用力
D．用力才能擦净黑板
11．（2022八下·五莲期末）如图所示，是“探究物体动能跟哪些因素有关”的实验过程。
（1）图甲和乙实验中要判断研究对象的动能大小，需要比较 ，这利用的实验方法是 ；
（2）图甲、乙两图是为了探究动能与 的关系，得出的结论是：在速度相同时，越大动能越大。这利用的实验方法是 ，若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的；
（3）如图2将一弹簧固定在水平轨道末端，钢球下滑到水平面压缩弹簧后又被弹簧弹开，若想增大弹簧最大压缩量，提出两点可行的做法： 、 ；
（4）将图2中末端的挡板和弹簧取掉，并将OB向上弯折形成如图3的轨道，再次将钩球沿轨道AOB到达B点后离开轨道，钢球在B点的机械能 （选填“大于“、“等于”或“小于”）在A点的机械能，若离开B点后钢球不受外力，通过B点后的运动轨迹是 （选填“a”、“b”或“c”）。
12．（2022八下·硚口期末）在探究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验中，同学们设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中、h2＞h1（不考虑空气阻力）。
（1）实验中是通过观察 来判断钢球的动能大小；
（2）用来研究超速安全隐患时，我们应选择 两图所示实验来进行比较；
（3）在图甲、丙中，小球下滑到斜面底端时的速度 ，若，则表明物体的动能与质量的关系是： ；
（4）实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能 木块克服摩擦力所做的功（选填：“＞”“＜”或“＝”）；
（5）小敏利用丁图来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t1，B小球通过凹形槽的时间t2，则时间较长的是： （选填“t1”或“t2”）。
13．（2022八下·连城期末）在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，用三个体积相同而质量不同的实心小球做实验。实验时分别将小球由某个高度自由落下，然后观察在松软的花泥上砸出的痕迹，从而判断重力势能的大小，实验过程及现象如图所示（括号内小写字母为实验序号，已知m钢>m玻璃>m木）。
（1）实验通过观察 ，判断重力势能的大小；
（2）实验序号 三次实验现象是在研究重力势能与质量是否有关，可以得出初步结论：物体高度相同时， ；
（3）实验（a）、（d）、（e）中控制的变量是 ，可归纳得出初步结论： 。
14．（2022八下·海安月考）在探究“重力的大小跟什么因素有关系”的实验中，按照图甲所示，把钩码逐个挂在弹簧测力计上，分别测出它们受到的重力，并记录在下面的表格中。
质量m/g 100 200 300 500
重力G/N 1 2 3 4 5
（1）表格中的空格应该填写 ；
（2）根据表中数据可求得重力和质量的比为 N/kg；
（3）小华取了质量不同的小铜块、小木块、小铁球各一个，并分别测出它们的质量和重力，来探究物体所受重力大小与质量的关系，你认为小华的做法 （选填“合理”或“不合理”）；
（4）在测量钩码重力过程中，钩码不慎从弹簧测力计上掉下，把桌子砸出一个小坑，而桌子上放钩码的地方却没有小坑，说明被举高的钩码具有 。
（5）在探究重力方向时，实验装置如图所示，操作如下：将该装置放在水平桌面上，逐渐改变木板M与桌面的夹角α，会观察到悬线OA的方向 （填“变化”或“不变”）；通过以上实验现象可以分析得出：重力的方向总是 的。
15．（2021八下·宽城期末）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）实验中所探究物体的动能是指 （选填“铁球”或“木块”）的动能。该实验是通过观察 的大小来比较动能的大小。
（2）让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放的目的，是探究 相同时动能大小与质量的关系。
（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。可以探究铁球的动能大小与 （填“质量”或“速度”）的关系。
（4）甲、乙两组实验分别是利用重力势能和 能来转化成动能的。
（5）如果木块在运动过程中不受阻力，木块将 。
答案解析部分
1．【答案】（1）速度；质量
（2）木块移动的距离；转换
（3）1
（4）在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，刹车时制动距离大，质量小的动能小，刹车时制动距离小，则当制动距离相同时，不同车型设定的限速就不同
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）“十次车祸九次快”指的是在汽车的质量不变时，汽车的速度越大，越容易发生事故，这说明汽车的动能与速度有关。
“安全驾驶莫超载”指的是在汽车的速度一定时，汽车的质量不能过大，这说明汽车的动能与质量有关。
（2）实验通过金属球推动木块的距离大小来反映金属球到达水平面时的动能大小，物块被撞击得越远，说明金属球撞击物块时的动能越大，这是转换法的应用。
（3）分析甲、丙两图可知，此时小球的质量相等，滚下的高度不同，到达水平面的速度不同，撞击木块时木块移动的距离不同，小球的动能不同，所以探究的是动能大小与速度的关系，可以验证猜想1。
（4）在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，刹车时制动距离大，质量小的动能小，刹车时制动距离小，则当制动距离相同时，不同车型设定的限速就不同。
【分析】（1）汽车的动能与速度有关；汽车的动能与质量有关；
（2）通过金属球推动木块的距离大小来反映金属球到达水平面时的动能大小，这是转换法的应用；
（3）小球的质量相等，滚下的高度不同，到达水平面的速度不同，探究的是动能大小与速度的关系；
（4）速度相同时，质量大的动能大。
2．【答案】（1）匀速直线；二力平衡；无关；压力大小
（2）钢球；大；大客车
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】（1）由于物体的摩擦力无法直接测量，实验中需要用到转换法，用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动，使木块处于平衡状态，依据二力平衡知识可知，此时木块受到的弹簧测力计的拉力等于摩擦力，读出弹簧测力计示数，即木块受到的摩擦力。
比较两次实验，实验中被控制的变量是接触面的粗糙程度和木块对长木板的压力大小相等，只改变接触面积的大小，两次实验弹簧测力计的读数相等，说明木块受到的摩擦力相等，因此可得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。
（2）实验中用质量不同的钢球在同一斜面的同一高度由静止滚下，钢球进入水平面时具有一定的动能，用钢球去撞击水平面上的木块，实验研究的是钢球动能的大小与质量的关系，通过观察木块被撞击的距离来反映钢球的动能大小。
比较图乙两次实验可知，用质量不同的钢球在同一斜面的同一高度由静止滚下，使两钢球速度相等，质量大的钢球将木块撞击的距离更远，说明质量大的钢球动能大，因此可以得出结论：速度一定时，质量越大，物体的动能越大。
因速度相同时，质量越大，动能越大，刹车时需要克服摩擦力做的功越多，越不容易刹车，因大客车的质量更大，故限制的速度要较小，大客车的限速应该是100km/h。
【分析】（1）测量滑动摩擦力时，测力计拉动物体匀速直线运动，根据二力平衡可以测量摩擦力；压力和接触面相同时，滑动摩擦力大小和接触面积无关；滑动摩擦力和压力大小、接触面的粗糙程度有关；
（2）探究动能的影响因素时，被研究的物体是下落的物体；当速度一定时，物体的质量越大，动能越大；当动能一定时，质量越大时，速度较小。
3．【答案】（1）升高
（2）重力势；动
（3）抛出点离地面的高度；远
（4）速度
（5）增加飞机的速度或提高飞机的高度
【知识点】动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【解答】（1）气泡水平仪的原理：当液体中空气泡居中，表示装置水平。若空气泡在右端，则右端高左端低，应将调节升降旋钮，升高左边的桌面，使得实验装置水平。
（2）小球从斜槽滚下，高度降低，所以重力势能减小，速度变大，动能变大。
（3）根据控制变量法的要求，保持抛出点离地面的高度不变，分别让同一小球从斜槽上A、B、C位置由静止滚下，如图所示。分别测出小球落地的水平距离、、，发现，这说明了空中水平抛出的物体，落地的水平距离与速度有关，速度越大，则平抛的距离越远。
（4）调节升降旋钮，逐步降低抛出点离地面的高度，分别为，每次都让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，主要目的是，保持小球运动到水平面时的速度大小相同。
（5）影响投放距离的因素有速度和高度，故行员要想物资投放的更远，可采用的方法是增加飞机的速度、提高飞机的高度。
【分析】（1）根据水平仪的气泡在右侧，说明左侧偏低；
（2）高处的物体下落，重力势能转化为动能；
（3）物体下落的高度越高，速度越大，物体具有的动能越大，运行越远；
（4）物体下落的高度相同，到达水平面的速度相同；
（5）增大物体的速度或物体下落的高度，可以增大动能，当质量一定时，物体的运行距离越远。
4．【答案】（1）转换法；B
（2）不能；保持匀速直线运动
（3）④；速度
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）实验探究的是动能的大小，而比较动能的大小不能直接得出，所以本实验通过观察木块移动的距离长短，来判断物体动能的大小，这利用的是转换法。
本实验是通过小车撞击木块后，通过观察木块移动的距离长短，来判断物体动能的大小，所以在实验中物体的动能指的是小车撞击木块时的动能。ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
（2）若水平面绝对光滑，即木块不受摩擦力的作用，根据力与运动可知，木块被撞击后将保持匀速直线运动，所以本实验将不能达到探究目的。
（3）在研究超速安全隐患时，应探究小车的动能与速度的关系，所以在实验中应只改变小车运动到水平面时的速度不同，即让小车从不同的高度由静止自由滑下，同时控制小车的质量相同，由图可知，应选用场景③和④进行实验。
根据物体动能与物体速度的关系可知，在质量相同情况下，汽车的速度越大，其动能就越大，行驶时危险就越大，因此严禁汽车超速是减轻交通事故造成伤害的一个重要手段。
【分析】（1）根据物体移动的距离，反应动能的大小，是转换法的利用；下落的物体是被研究的物体；
（2）水平面上运动的物体若不受力，做匀速直线运动，不能比较动能的大小；
（3）当质量相同时，改变物体下落的高度，可以探究动能和物体速度的关系；速度越大， 动能越大。
5．【答案】（1）A；控制变量；木块移动的距离；越大；越大
（2）大；大
（3）大；大
（4）匀速直线
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）在本实验中，通过观察水平面上的木块B被铁球A撞击后滑行的距离长短来研究铁球A的动能大小，这也叫做转换法，故该实验的目的是研究A的动能大小与速度和质量的关系。本实验运用两种研究方法：一是转换法，二是经常使用的控制变量法；实验中，木块B被撞后移动的距离来表示铁球的动能大小，此方法就是装换法。
在同样的水平面上，如果B被撞后移动的距离越远，那么表明铁球A对木块B做的功就越大，A的动能就越大。
（2）让铁球A分别从不同的高度由静止滚下，高度越高，通过观察发现，木块B被撞后移动就越远，故表明铁球运动到水平面时速度越大。因此，质量相同时，球的速度越大，那么它的动能也就越大。
（3）[9]改变铁球的质量，让不同的铁球从相同的高度静止滚下，观察得出质量大的铁球，将木块B撞得更远，质量小的铁球，将木块B撞得更近。因此，铁球的速度相同时，质量越大，动能越大。
（4）[10]如果水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，木块被撞后会保持一定的速度一直匀速运动下去，无法比较铁球的动能大小。
【分析】（1）探究动能的影响因素时，被研究的物体是下落的物体；实验中利用了控制变量法和转换法；通过下落的物体推动木块的移动距离，反应动能的大小；物体移动距离越远，动能越大；
（2）物体下落的高度越大， 到达水平面是的速度越大，动能越大；
（3）速度相同时，物体的质量越大，动能越大；
（4）运动的物体不受力，作匀速直线运动。
6．【答案】（1）A；重力势
（2）转换法
（3）不同；速度越大
（4）摩擦力；运动状态
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）该实验研究的主体是物体A，研究的是物体A动能的大小与速度和质量的关系；物体A从斜面上滚下时，物体A的重力势能减小，动能增大，所以由物体的重力势能转化为动能。
（2）实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
（3）将同一小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，小球到达斜面底部时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，通过实验现象可以得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大。
（4） 由于接触面不光滑，钢球碰到木块并一起运动过程中，木块受到摩擦力的作用。由于木块受到摩擦力的作用，最后停下来。
力有两个作用效果：①力可以改变物体的形状；②力可以改变物体的运动状态。钢球和木块运动一段距离后停下来，说明力可以改变物体的运动状态。
【分析】（1）重力势能减小，动能增大，物体的重力势能转化为动能；
（2）实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，运用了物理学研究问题的方法是转换法；
（3）质量相同的物体，速度越大，动能越大；
（4）木块受到摩擦力的作用，最后停下来；力可以改变物体的运动状态。
7．【答案】（1）小桌陷入细沙中的深度；A
（2）物体下落的高度不同
（3）动能
（4）质量越大
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】（1）实验中用到了转换法，把无法测量的物体重力势能的大小转换为可以测量的小桌陷入细沙中的深度。
A．用海绵凹陷的深度来表示压力产生效果的强弱，运用了转换法，A符合题意；
B．测量出100张纸的厚度后除以张数得出一张纸的厚度，运用了积累法，积少成多取平均值，B不符合题意；
C．探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系时要保持液体密度不变，运用了控制变量法，C不符合题意。
故答案为：A。
（2）小敏所画的实验设计方案中，研究重力势能与质量的关系时，没有控制物体下落的高度相同。
（3）铁块在下落过程中，高度降低，速度增大，所以减少的重力势能主要转化为动能。
（4）当物体下落的高度相同，物体质量不同时，可得出的结论是：当高度相同时，物体质量越大，物体的重力势能越大。
【分析】（1）实验中用到了转换法，用海绵凹陷的深度来表示压力产生效果的强弱，也运用了转换法；
（2）研究重力势能与质量的关系时，需要控制物体下落的高度相同；
（3）下落过程中，高度降低，速度增大，所以减少的重力势能主要转化为动能；
（4）当高度相同时，物体质量越大，物体的重力势能越大。
8．【答案】（1）木块被撞击后移动的距离
（2）B
（3）质量
（4）速度
（5）没有控制小球的速度相同
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）此实验中，小球从斜面上滚到平面时具有动能，小球推动木块往前走，小球的动能越大，那么木块被推得越远，故是通过观察小木块移动的距离来比较三个小球动能大小的。
（2）动能的大小指的是撞击木块前小球具有的动能，B符合题意。
（3）让不同小球从斜面上同一高度处自由滚下，说明控制了小球滚到平面时的速度相同，不同的是小球的质量不同，木块被撞击滑行的距离也不同，故为了研究动能大小与质量的关系。
（4）比较图A、B可得，质量相同时，小球从不同的高度滑下，图A小球在斜面的高度比图B小球在斜面的高度要高，滑到平面时具有的速度较大，撞击木块后，木块滑行得越远，故有，质量相同时，速度越大，动能越大。
（5）要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同，而BC两图没有让小球从同一个高度滚下，没有控制小球的速度相同。
【分析】（1）实验中是通过观察小木块移动的距离来比较动能大小；
（2）动能的大小指的是撞击木块前小球具有的动能；
（3）让不同小球从斜面上同一高度处自由滚下，控制小球滚到平面时的速度相同，为了研究动能大小与质量的关系；
（4）质量相同时，速度越大，动能越大；
（5）要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同。
9．【答案】（1）木块移动的距离
（2）质量
（3）动能
（4）小于；质量相同的物体，速度越大，动能越大
（5）重力势能与高度的关系
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）由图知，是通过观察小球将木块推动的距离大小判断其动能大小，采用了转换法的思想。
（2）甲、乙两图中，A、B小球的质量不同，由题意知，摆角相同，小球相对静止，小球同时到达竖直位置，说明小球的速度大小与小球的质量无关。
（3）如图甲、乙所示，mA＜mB，摆角相同，两球的速度相同，B球能将木块C撞得更远，说明B球的动能更大，因此可得速度相同时，物体质量越大，动能越大。
（4）乙、丙两图，小球的质量相同，θ1＜θ2，所以乙图中小球B到达竖直位置时的速度小于图丙中小球B到达竖直位置时的速度，图丙中木块C滑行得更远些，因此可得：质量相同时，物体的速度越大，动能越大。
（5）细绳与竖直方向成的θ角不同，则下落的高度不同，通过小球对木块做功的多少，可以判断小球重力势能的大小，所以该实验可以探究重力势能与高度的关系。
【分析】（1）探究动能的影响因素时，通过被推动的物体移动的距离，判断动能的大小；
（2）物体下落时的速度变化，和物体的质量无关；
（3）速度相同时，物体的质量越大， 动能越大；
（4）物体下落的高度越大， 到达水平面时的速度越大；质量相同时，速度越大，动能越大；
（5）物体的质量一定时，高度越高，重力势能越大。
10．【答案】（1）质量；使小球到达水平面时的速度相同；控制变量法
（2）远；做匀速直线运动
（3）大；D
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）小明选用大小不同钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，钢球到达水平面时的速度相同，质量不同，所以探究的是动能大小与质量的关系。
让小球从斜面的相同高度滑下，是为了使小球到达水平面时的速度相同。
实验中采用的是控制变量法。
（2）水平面越光滑，木块所受摩擦力越小，木块移动的距离越远，所以若水平面绝对光滑（即木块运动时不受阻力作用），则木块将一直保持匀速直线运动状态。
（3）根据表格中的数据可知，当接触面粗糙程度一定时，压力越大，弹簧测力计示数越大，滑动摩擦力越大。
A．鞋底刻有花纹是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦的，A不符合题意；
B．汽车不允许超载是通过减小压力来减小压强的，B不符合题意；
C．老虎钳剪断铁丝需用力是通过增大压力来增大压强的，C不符合题意；
D．用力才能擦净黑板是通过增大接压力增大摩擦的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】 （1）探究动能的影响因素时，当物体的速度相同，可以探究动能和物体质量的关系；物体下落的高度相同，到达水平面的速度相同，是控制变量法的利用；
（2）运动的物体受到的阻力越小，运行越远；若不受力的作用，做匀速直线运动；
（3）接触面的粗糙程度一定时，压力越大， 滑动摩擦力越大；增大压力，可以增大摩擦力。
11．【答案】（1）木块移动的距离；转换法
（2）质量；控制变量法；不能
（3）换用质量更大的小球；提高小球的初始高度
（4）小于；c
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）动能大小体现在对外做功的多少，可以通过木块移动的距离来比较动能的大小，这种方法叫转换法。
（2）甲、乙两图中，小球滚下的高度相同，到达水平面时的速度相同，小球的质量不同，所以探究的是动能大小与质量的关系。由图可知，小球的质量越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，故结论为：在速度相同时，质量越大，动能越大；该实验中采用的是控制变量法。若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律可知，木块将做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来判定动能的大小。
（3）弹簧被压缩是小球的动能转化为弹簧的弹性势能，若想增大弹簧最大压缩量，即增大弹簧的弹性势能，就需要更多的钢球动能转化为弹簧的弹性势能，可以采取的方法有：①在其他条件不变时，换用质量更大的小球，增大小球撞击弹簧时的动能；②在其他条件不变时，提高小球的初始高度，增大小球撞击弹簧时的动能；③在其他条件不变时，换用光滑的轨道，减少能量的损失。
（4）B钢球沿轨道AOB到达B点时，会克服摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能会减小，所以钢球在B点的机械能小于在A点的机械能。若到达B点时小球受到的力消失，根据牛顿第一定律可知，小球将会做匀速直线运动，故通过B点后的运动轨迹是c。
【分析】（1）本实验通过木块移动的距离来比较动能的大小，这种方法叫转换法；
（2）小球滚下的高度相同，到达水平面时的速度相同，小球的质量不同，所以探究的是动能大小与质量的关系；该实验中采用的是控制变量法；若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律可知，木块将做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来判定动能的大小；
（3）增大弹簧的弹性势能，就需要更多的钢球动能转化为弹簧的弹性势能；
（4）克服摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能会减小；受到的力消失，根据牛顿第一定律可知，小球将会做匀速直线运动。
12．【答案】（1）木块滑行距离远近
（2）甲乙
（3）运动速度相同的物体，质量越大，动能越大
（4）>
（5）t1
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）物体动能的大小无法直接体验，所以通过小球对木块做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小球动能的大小，所用方法为转换法。
（2）超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，所以应选择质量相等、速度不同的小球进行实验，据此可知应甲、乙两图进行比较。
（3）在图甲、丙中，小球的质量不同，下滑的高度相同，小球下滑到斜面底端时的速度，若 ，这说明丙中小球对木块所做的功多，丙中小球的动能大，故结论为：物体速度相同时，质量越大，动能越大。
（4）钢球滚下时，钢球的重力势能转化为钢球的动能，钢球与木块碰撞后继续运动，钢球的一部分动能转化为木块的动能，木块克服摩擦力运动过程中，动能转化为内能，所以钢球的动能大于木块克服摩擦力所做的功，钢球的动能是由钢球的重力势能转化而来的，故开始时钢球的重力势能大于木块克服摩擦力所做的功。
（5）在凸形滑道运动的物体，在运动到最高点的过程中，要将动能转化为重力势能，最高点的运动速度小于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，重力势能再全部转化为动能，末端的速度等于初速度；整个过程的平均速度小于初速度v；
在凹形滑道运动的物体，在加速运动到最低点的过程中，要将重力势能转化为动能，最低点的运动速度大干初速度；在减速上升过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，动能再转化为重力势能，末端的速度等于初速度；整个过程的平均速度大于初速度v；
因此在凸形滑道运动物体的平均速度小于在凹形滑道运动物体的平均速度，由可知，通过A滑道用的时间t1大于通过B滑道用的时间为 t2。
【分析】（1）实验通过木块被推动的距离来判断小球动能的大小；
（2）超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，所以应选择质量相等、速度不同的小球进行实验；
（3）物体速度相同时，质量越大，动能越大；
（4）钢球的动能大于木块克服摩擦力所做的功，钢球的动能是由钢球的重力势能转化而来的，开始时钢球的重力势能大于木块克服摩擦力所做的功；
（5）先讨论整个过程中的平均速度，再根据，判断时间大小。
13．【答案】（1）花泥凹陷深度
（2）（a）、（b）、（c）；质量越大，重力势能就越大
（3）小球的质量；物体质量相等，高度越大，具有的重力势能就越大
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】（1）根据题意可知，实验利用转换法，将难以测量的重力势能转换为易观察的花泥凹陷深度。花泥凹陷越深，说明落下的小球对对花泥做的功越多，则小球具有的重力势能越大。因此实验中是通过花泥凹陷深度来判断重力势能大小。
（2）在探究重力势能与质量是否有关的实验中，质量是探究因素，因此应该改变物体的质量；物体的高度是不被探究的因素，应该保持一致。在图示的五次实验中，物体处于相同的高度的是（a）、（b）、（c）三次实验，它们的质量不同（m钢>m玻璃>m木），符合探究重力势能与质量的关系实验，因此（a）、（b）、（c）三次实验现象是在研究重力势能与质量是否有关。
由图示观察（a）、（b）、（c）三次实验现象可知，物体从相同高度落下时，实验（a）中钢球对应的花泥凹陷的深度最大，其次是实验（b）玻璃球对应的花泥，实验（c）木质球对应的花泥凹陷的深度最小，说明钢球的重力势能最大，其次是玻璃球，木质球的重力势能最小，而它们的质量关系为m钢>m玻璃>m木，因此可以得出，物体高度相同时，质量越大，重力势能就越大。
（3）观察图示，实验（a）、（d）、（e）三次实验中使用相同的钢球，分别从不同的高度落下，因此物体的质量相同，所以质量是不被探究的因素，即为实验中的控制变量。
观察图示，实验（a）、（d）、（e）三次实验中使用相同的钢球，分别从不同的高度落下，所以这三次实验探究的是物体的重力势能与物体高度的关系。实验（a）中钢球所处的高度最高，其次是实验（d），实验（e）钢球所处的高度最低，实验结果为：实验（a）中花泥凹陷的深度最大，其次是是实验（d），实验（e）中花泥凹陷深度最小，可以得出结论：物体质量相等，高度越大，具有的重力势能就越大。
【分析】（1）探究重力势能的影响因素时，通过花泥的凹陷程度反应重力势能；
（2）探究重力势能和质量的关系，改变质量，保持高度相同；
（3）当物体的质量相等时，高度不同，可以探究重力势能和高度的关系。
14．【答案】（1）400
（2）10
（3）合理
（4）重力势能
（5）不变；竖直向下
【知识点】动能和势能的概念；重力及其大小的计算；重力的方向
【解析】【解答】（1）通过分析表格中相关数据即可知，重力为1N时质量为100g，重力为2N时质量为200g，重力为3N时质量为300g，则重力为4N时质量为400g。
（2）由表中数据可知重力和质量的比为
（3）要探究物体所受重力的大小与质量的关系，重力只与物质的质量有关。要探究物体所受重力的大小与质量的关系，必须改变物体的质量，所以小华的做法是合理的。
（4）钩码不慎从弹簧测力计上掉下，把桌子砸出一个小坑，钩码对桌面做了功，说明被举高的钩码具有重力势能。
（5）改变木板M与桌面的夹角α，观察到悬线OA的方向保持竖直向下不变，说明小球受到的重力的方向保持不变，即竖直向下。
【分析】（1）根据物体的重力，结合规律，计算质量；
（2）根据物体的重力和质量的比值， 解答；
（3）探究重力和质量关系时，选择多种不同的物质，结果更具有普遍性；
（4）被举高的物体具有重力势能；
（5）重力的方向始终竖直向下。
15．【答案】（1）铁球；木块移动的距离
（2）速度
（3）速度
（4）弹性势
（5）做匀速直线运动
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1） 实验中所探究物体的动能是指铁球的动能，铁球的动能大小不便于直接比较，实验中采用了转换法，将铁球的动能大小转换成它对木块做功，即通过观察木块移动距离的大小来比较动能的大小。
（2） 让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，铁球进入水平面时具有相同的初速度，是探究速度相同时动能大小与质量的关系。
（3） 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，控制了铁球的质量相同，将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，铁球获得的速度不同，所以，可以探究铁球的动能大小与速度的关系。
（4）甲组是将重力势能转化为动能，乙组是将弹性势能转化为动能。
（5） 如果木块在运动过程中不受阻力，木块的速度将不会减小，木块将做匀速直线运动。
【分析】（1）通过物块移动的距离长短表示物体动能大小，这用到了转换法；
（2）运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大，要探究每一个因素对动能的影响，需要用到控制变量法；
（3）（4）弹簧对小球做功，将弹性势能转化为小球的动能，弹性势能越大，小球的动能越大；
（5）木块受到的阻力越小，运动的越远；推理得，木块不受到摩擦力时。会一直运动下去。
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人教版物理八年级下第十一章11.3细化知识点同步练习———探究动能及势能的影响因素的实验（2）
一、实验探究题
1．（2022八下·崂山期末）探究影响动能大小的因素
探究小组的成员在五一期间外出游玩时，发现在高速公路两侧有“十次车祸九次快”、“安全驾驶莫超载”的宣传标语，一些道路上交通管理部门还对不同车型设定的最高速度如图1所示。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：
（1）由“十次车祸九次快”可形成猜想1：汽车的动能可能跟 有关；由“安全驾驶莫超载”可形成猜想2：汽车的动能可能跟 有关；
（2）根据猜想，探究小组利用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，在水平面上运动。运动的金属球碰上在水平面上的木块，会将木块撞出一段距离。利用 可以反映出金属球到达水平面时的动能大小，应用的科学方法是 法；
（3）探究小组进行了如图2所示三次实验，利用甲、丙两次实验可以验证猜想 （填写猜想序号“1”或“2”）；
（4）利用实验所获得的的实验结论，请你解释一下为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？
【答案】（1）速度；质量
（2）木块移动的距离；转换
（3）1
（4）在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，刹车时制动距离大，质量小的动能小，刹车时制动距离小，则当制动距离相同时，不同车型设定的限速就不同
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）“十次车祸九次快”指的是在汽车的质量不变时，汽车的速度越大，越容易发生事故，这说明汽车的动能与速度有关。
“安全驾驶莫超载”指的是在汽车的速度一定时，汽车的质量不能过大，这说明汽车的动能与质量有关。
（2）实验通过金属球推动木块的距离大小来反映金属球到达水平面时的动能大小，物块被撞击得越远，说明金属球撞击物块时的动能越大，这是转换法的应用。
（3）分析甲、丙两图可知，此时小球的质量相等，滚下的高度不同，到达水平面的速度不同，撞击木块时木块移动的距离不同，小球的动能不同，所以探究的是动能大小与速度的关系，可以验证猜想1。
（4）在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，刹车时制动距离大，质量小的动能小，刹车时制动距离小，则当制动距离相同时，不同车型设定的限速就不同。
【分析】（1）汽车的动能与速度有关；汽车的动能与质量有关；
（2）通过金属球推动木块的距离大小来反映金属球到达水平面时的动能大小，这是转换法的应用；
（3）小球的质量相等，滚下的高度不同，到达水平面的速度不同，探究的是动能大小与速度的关系；
（4）速度相同时，质量大的动能大。
2．（2022八下·新抚期末）小明用长方体木块（各表面粗糙程度相同）、弹簧测力计、长木板、斜面、两个质量不同的钢球，进行了如图所示的两组实验。
（1）如图甲所示，把木块平放在水平长木板上，用弹簧测力计水平拉木块做 运动，读出弹簧测力计示数；依据 知识可知，弹簧测力计的拉力等于木块受到的摩擦力。再把木块立放在长木板上，重复上述实验，读出弹簧测力计的示数。
①比较两次读数，可得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小 （填“有关”或“无关”）；
②实验中被控制的变量是接触面的粗糙程度和 ；
（2）如图乙所示，在探究动能大小与质量的关系时，用质量不同的钢球在同一斜面的同一高度由静止滚下，去撞击水平面上的木块，观察木块被撞击的距离；
①该实验研究的是 （填“钢球”或“木块”）动能的大小与质量的关系；
②比较图乙两次实验可得出结论：速度一定时，质量越大，物体的动能越 ；由此小明联想到高速公路限速牌上标明“120”和“100”字样， （填“大客车”或“小轿车”）的限速应该是100km/h。
【答案】（1）匀速直线；二力平衡；无关；压力大小
（2）钢球；大；大客车
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】（1）由于物体的摩擦力无法直接测量，实验中需要用到转换法，用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动，使木块处于平衡状态，依据二力平衡知识可知，此时木块受到的弹簧测力计的拉力等于摩擦力，读出弹簧测力计示数，即木块受到的摩擦力。
比较两次实验，实验中被控制的变量是接触面的粗糙程度和木块对长木板的压力大小相等，只改变接触面积的大小，两次实验弹簧测力计的读数相等，说明木块受到的摩擦力相等，因此可得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。
（2）实验中用质量不同的钢球在同一斜面的同一高度由静止滚下，钢球进入水平面时具有一定的动能，用钢球去撞击水平面上的木块，实验研究的是钢球动能的大小与质量的关系，通过观察木块被撞击的距离来反映钢球的动能大小。
比较图乙两次实验可知，用质量不同的钢球在同一斜面的同一高度由静止滚下，使两钢球速度相等，质量大的钢球将木块撞击的距离更远，说明质量大的钢球动能大，因此可以得出结论：速度一定时，质量越大，物体的动能越大。
因速度相同时，质量越大，动能越大，刹车时需要克服摩擦力做的功越多，越不容易刹车，因大客车的质量更大，故限制的速度要较小，大客车的限速应该是100km/h。
【分析】（1）测量滑动摩擦力时，测力计拉动物体匀速直线运动，根据二力平衡可以测量摩擦力；压力和接触面相同时，滑动摩擦力大小和接触面积无关；滑动摩擦力和压力大小、接触面的粗糙程度有关；
（2）探究动能的影响因素时，被研究的物体是下落的物体；当速度一定时，物体的质量越大，动能越大；当动能一定时，质量越大时，速度较小。
3．（2022八下·新会期末）小明在玩“水枪”玩具时，发现“水枪”水平放置，如果推动活塞的速度越快，水枪离地面的高度越高，水就会射得越远。据此他提出了如下猜想：“在空中水平抛出的物体，落地的水平距离s与抛出的初速度v及抛出点离地面的高度h有关。”为验证猜想，小明找来了如图所示装置进行实验。
（1）水平槽上有一气泡水平仪，当液体中空气泡居中，表示实验装置水平。若空气泡在右端，为保证实验装置水平，应将调节升降旋钮使左边的桌面 （选填“升高”或“降低”）；
（2）在小球从斜槽上由静止滚下的过程中，小球的 能转化为 能；
（3）不调节升降旋钮，分别让同一小球从斜槽上A、B、C位置由静止滚下，如图所示。分别测出小球落地的水平距离、、，发现，这表明：在空中水平抛出的物体，在 相同时，抛出的初速度越大，落地的水平距离越 ；
（4）调节升降旋钮，逐步降低抛出点离地面的高度，分别为，每次都让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，目的是保持小球运动到水平面时的 大小相同，分别测出小球落地的水平距离、、，发现；
（5）现实生活中，在水平飞行的飞机上，向地面投放的物资的运动情况，类似于图中水平面上落下的小球的运动。飞行员要想物资投放的更远（忽略空气阻力和风力的影响），可采用的方法是 （答出一种方法即可）。
【答案】（1）升高
（2）重力势；动
（3）抛出点离地面的高度；远
（4）速度
（5）增加飞机的速度或提高飞机的高度
【知识点】动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【解答】（1）气泡水平仪的原理：当液体中空气泡居中，表示装置水平。若空气泡在右端，则右端高左端低，应将调节升降旋钮，升高左边的桌面，使得实验装置水平。
（2）小球从斜槽滚下，高度降低，所以重力势能减小，速度变大，动能变大。
（3）根据控制变量法的要求，保持抛出点离地面的高度不变，分别让同一小球从斜槽上A、B、C位置由静止滚下，如图所示。分别测出小球落地的水平距离、、，发现，这说明了空中水平抛出的物体，落地的水平距离与速度有关，速度越大，则平抛的距离越远。
（4）调节升降旋钮，逐步降低抛出点离地面的高度，分别为，每次都让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，主要目的是，保持小球运动到水平面时的速度大小相同。
（5）影响投放距离的因素有速度和高度，故行员要想物资投放的更远，可采用的方法是增加飞机的速度、提高飞机的高度。
【分析】（1）根据水平仪的气泡在右侧，说明左侧偏低；
（2）高处的物体下落，重力势能转化为动能；
（3）物体下落的高度越高，速度越大，物体具有的动能越大，运行越远；
（4）物体下落的高度相同，到达水平面的速度相同；
（5）增大物体的速度或物体下落的高度，可以增大动能，当质量一定时，物体的运行距离越远。
4．（2022八下·新会期末）小晶同学为了模拟研究汽车超速和超载带来的安全隐患，设计了如图所示的实验装置：将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至木板上后与木块碰撞。通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法，得到了图中的四个实验场景。
（1）小晶通过观察木块移动的距离长短，来判断物体动能的大小，这种研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）。实验中物体的动能是指 （选填序号）。
A．小车在撞击木块前的平均动能 B．小车撞击木块时的动能
C．小车撞击木块后的动能 D．木块的动能
（2）若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。其原因是木块被撞击后将 。
（3）在用来研究超速安全隐患时，应选用场景③和 （选填“①”、“②”或“④”）进行实验；在质量相同情况下，汽车的 越大，其动能就越大，行驶时危险就越大，因此严禁汽车超速是减轻交通事故造成伤害的一个重要手段。
【答案】（1）转换法；B
（2）不能；保持匀速直线运动
（3）④；速度
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）实验探究的是动能的大小，而比较动能的大小不能直接得出，所以本实验通过观察木块移动的距离长短，来判断物体动能的大小，这利用的是转换法。
本实验是通过小车撞击木块后，通过观察木块移动的距离长短，来判断物体动能的大小，所以在实验中物体的动能指的是小车撞击木块时的动能。ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
（2）若水平面绝对光滑，即木块不受摩擦力的作用，根据力与运动可知，木块被撞击后将保持匀速直线运动，所以本实验将不能达到探究目的。
（3）在研究超速安全隐患时，应探究小车的动能与速度的关系，所以在实验中应只改变小车运动到水平面时的速度不同，即让小车从不同的高度由静止自由滑下，同时控制小车的质量相同，由图可知，应选用场景③和④进行实验。
根据物体动能与物体速度的关系可知，在质量相同情况下，汽车的速度越大，其动能就越大，行驶时危险就越大，因此严禁汽车超速是减轻交通事故造成伤害的一个重要手段。
【分析】（1）根据物体移动的距离，反应动能的大小，是转换法的利用；下落的物体是被研究的物体；
（2）水平面上运动的物体若不受力，做匀速直线运动，不能比较动能的大小；
（3）当质量相同时，改变物体下落的高度，可以探究动能和物体速度的关系；速度越大， 动能越大。
5．（2022八下·秦皇岛期末）如图所示，在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中，A是铁球，B是木块
（1）该实验的目的是研究 （选填“A”或“B”）的动能大小与速度和质量的关系。本实验运用了两种研究方法：一是 法；二是转换法，就本题来说：用 来表示小球动能大小的方法就是转换法。让铁球A从高为的斜槽滚下，在水平面上运动，运动的球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 ，A的动能 （选填“越大”、“越小”或“不变”）；
（2）让铁球A分别从不同的高度由静止滚下，高度越高，铁球运动到水平面时速度越 ，木块B被撞得越远，所以，质量相同时，球的速度越大，动能越 ；
（3）改变铁球的质量，让不同的铁球从相同高度由静止开始滚下，质量越 的铁球将木块B撞得越远，所以，铁球的速度相同时，质量越大，动能越 。
（4）本实验中若水平面绝对光滑则不能得出结论，原因是木块被撞后将做 运动。
【答案】（1）A；控制变量；木块移动的距离；越大；越大
（2）大；大
（3）大；大
（4）匀速直线
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）在本实验中，通过观察水平面上的木块B被铁球A撞击后滑行的距离长短来研究铁球A的动能大小，这也叫做转换法，故该实验的目的是研究A的动能大小与速度和质量的关系。本实验运用两种研究方法：一是转换法，二是经常使用的控制变量法；实验中，木块B被撞后移动的距离来表示铁球的动能大小，此方法就是装换法。
在同样的水平面上，如果B被撞后移动的距离越远，那么表明铁球A对木块B做的功就越大，A的动能就越大。
（2）让铁球A分别从不同的高度由静止滚下，高度越高，通过观察发现，木块B被撞后移动就越远，故表明铁球运动到水平面时速度越大。因此，质量相同时，球的速度越大，那么它的动能也就越大。
（3）[9]改变铁球的质量，让不同的铁球从相同的高度静止滚下，观察得出质量大的铁球，将木块B撞得更远，质量小的铁球，将木块B撞得更近。因此，铁球的速度相同时，质量越大，动能越大。
（4）[10]如果水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，木块被撞后会保持一定的速度一直匀速运动下去，无法比较铁球的动能大小。
【分析】（1）探究动能的影响因素时，被研究的物体是下落的物体；实验中利用了控制变量法和转换法；通过下落的物体推动木块的移动距离，反应动能的大小；物体移动距离越远，动能越大；
（2）物体下落的高度越大， 到达水平面是的速度越大，动能越大；
（3）速度相同时，物体的质量越大，动能越大；
（4）运动的物体不受力，作匀速直线运动。
6．（2022八下·百色期末）如图所示，在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中，将同一小钢球A从斜面上不同高度由静止滚下，推动木块B向前移动一段距离。
（1）该实验中物体的动能是指物体 （选填“A”或“B”）的动能，该动能是由 能转化而来的；
（2）通过观察木块B移动距离的长短来判断小球动能的大小，利用的研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
（3）将小球A放在同一斜面 （选填“相同”或“不同”）高度由静止释放，目的是使小球在撞击木块B时速度不同。根据实验现象，可以得出的结论是：质量相同的物体， ，动能越大；
（4）钢球碰到木块并一起运动的过程中，由于木块受到 的作用，钢球和木块运动一段距离后停下来，说明力可以改变物体的 。
【答案】（1）A；重力势
（2）转换法
（3）不同；速度越大
（4）摩擦力；运动状态
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）该实验研究的主体是物体A，研究的是物体A动能的大小与速度和质量的关系；物体A从斜面上滚下时，物体A的重力势能减小，动能增大，所以由物体的重力势能转化为动能。
（2）实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
（3）将同一小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，小球到达斜面底部时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，通过实验现象可以得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大。
（4） 由于接触面不光滑，钢球碰到木块并一起运动过程中，木块受到摩擦力的作用。由于木块受到摩擦力的作用，最后停下来。
力有两个作用效果：①力可以改变物体的形状；②力可以改变物体的运动状态。钢球和木块运动一段距离后停下来，说明力可以改变物体的运动状态。
【分析】（1）重力势能减小，动能增大，物体的重力势能转化为动能；
（2）实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，运用了物理学研究问题的方法是转换法；
（3）质量相同的物体，速度越大，动能越大；
（4）木块受到摩擦力的作用，最后停下来；力可以改变物体的运动状态。
7．（2022八下·顺平期末）在探究物体的重力势能与其质量是否有关时，实验台上有大小相同、质量不同的实心铁块和实心木块各一个，小桌、装有细沙的玻璃容器、记号笔各一个，小敏利用上述器材，设计了自己的实验方案，如图甲、乙所示：
（1）本实验方案中通过 反映物体重力势能的大小，这是物理实验中常用到的“转换法”，即物理量不能直接测量时，把它们转换成其他可测量的物理量，从而进行研究比较。下列实验中也利用了转换法的是 （填字母）；
A．用海绵凹陷的深度来表示压力产生效果的强弱
B．测量出100张纸的厚度后除以张数得出一张纸的厚度
C．探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系时要保持液体密度不变
（2）小敏所画的实验设计方案存在的问题是 ；
（3）铁块在下落过程中减少的重力势能主要转化为 ；
（4）本实验可得出的结论是：当高度相同时， ，物体的重力势能越大。
【答案】（1）小桌陷入细沙中的深度；A
（2）物体下落的高度不同
（3）动能
（4）质量越大
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】（1）实验中用到了转换法，把无法测量的物体重力势能的大小转换为可以测量的小桌陷入细沙中的深度。
A．用海绵凹陷的深度来表示压力产生效果的强弱，运用了转换法，A符合题意；
B．测量出100张纸的厚度后除以张数得出一张纸的厚度，运用了积累法，积少成多取平均值，B不符合题意；
C．探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系时要保持液体密度不变，运用了控制变量法，C不符合题意。
故答案为：A。
（2）小敏所画的实验设计方案中，研究重力势能与质量的关系时，没有控制物体下落的高度相同。
（3）铁块在下落过程中，高度降低，速度增大，所以减少的重力势能主要转化为动能。
（4）当物体下落的高度相同，物体质量不同时，可得出的结论是：当高度相同时，物体质量越大，物体的重力势能越大。
【分析】（1）实验中用到了转换法，用海绵凹陷的深度来表示压力产生效果的强弱，也运用了转换法；
（2）研究重力势能与质量的关系时，需要控制物体下落的高度相同；
（3）下落过程中，高度降低，速度增大，所以减少的重力势能主要转化为动能；
（4）当高度相同时，物体质量越大，物体的重力势能越大。
8．（2022八下·大安期末）如图是探究“动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。其中，mA=mBhC。
（1） 实验中是通过比较 比较动能大小的。
（2）动能是指 （填序号）
A小球在斜面上时的动能
B小球撞击木块前的动能
C小球撞击木块后的动能
D木块的动能
（3）让不同小球从斜面上同一高度处自由滚下，是为了研究动能大小与 的关系。
（4）比较图A、B可得结论：质量相同时， 越大，动能越大。
（5）通过比较B、C两图，得出“质量大的物体动能大”，这一比较过程存在着错误，错误原因是
【答案】（1）木块被撞击后移动的距离
（2）B
（3）质量
（4）速度
（5）没有控制小球的速度相同
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）此实验中，小球从斜面上滚到平面时具有动能，小球推动木块往前走，小球的动能越大，那么木块被推得越远，故是通过观察小木块移动的距离来比较三个小球动能大小的。
（2）动能的大小指的是撞击木块前小球具有的动能，B符合题意。
（3）让不同小球从斜面上同一高度处自由滚下，说明控制了小球滚到平面时的速度相同，不同的是小球的质量不同，木块被撞击滑行的距离也不同，故为了研究动能大小与质量的关系。
（4）比较图A、B可得，质量相同时，小球从不同的高度滑下，图A小球在斜面的高度比图B小球在斜面的高度要高，滑到平面时具有的速度较大，撞击木块后，木块滑行得越远，故有，质量相同时，速度越大，动能越大。
（5）要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同，而BC两图没有让小球从同一个高度滚下，没有控制小球的速度相同。
【分析】（1）实验中是通过观察小木块移动的距离来比较动能大小；
（2）动能的大小指的是撞击木块前小球具有的动能；
（3）让不同小球从斜面上同一高度处自由滚下，控制小球滚到平面时的速度相同，为了研究动能大小与质量的关系；
（4）质量相同时，速度越大，动能越大；
（5）要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同。
9．（2022八下·宣城期末）利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”
将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将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。图中的摆长L都相同，1＜2，球A、B的质量分别为mA、mB（mA＜mB）。
（1）本实验小球动能的大小是通过观察 来判断的。
（2）如图甲、乙所示，同时释放A、B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的任一时刻的速度大小与小球的 无关。
（3）如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：速度相同时，质量越大， 越大。
（4）图乙中小球B到达竖直位置时的速度 （填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度。图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论： 。
（5）利用上述实验，同时还可以探究的问题是 。
【答案】（1）木块移动的距离
（2）质量
（3）动能
（4）小于；质量相同的物体，速度越大，动能越大
（5）重力势能与高度的关系
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）由图知，是通过观察小球将木块推动的距离大小判断其动能大小，采用了转换法的思想。
（2）甲、乙两图中，A、B小球的质量不同，由题意知，摆角相同，小球相对静止，小球同时到达竖直位置，说明小球的速度大小与小球的质量无关。
（3）如图甲、乙所示，mA＜mB，摆角相同，两球的速度相同，B球能将木块C撞得更远，说明B球的动能更大，因此可得速度相同时，物体质量越大，动能越大。
（4）乙、丙两图，小球的质量相同，θ1＜θ2，所以乙图中小球B到达竖直位置时的速度小于图丙中小球B到达竖直位置时的速度，图丙中木块C滑行得更远些，因此可得：质量相同时，物体的速度越大，动能越大。
（5）细绳与竖直方向成的θ角不同，则下落的高度不同，通过小球对木块做功的多少，可以判断小球重力势能的大小，所以该实验可以探究重力势能与高度的关系。
【分析】（1）探究动能的影响因素时，通过被推动的物体移动的距离，判断动能的大小；
（2）物体下落时的速度变化，和物体的质量无关；
（3）速度相同时，物体的质量越大， 动能越大；
（4）物体下落的高度越大， 到达水平面时的速度越大；质量相同时，速度越大，动能越大；
（5）物体的质量一定时，高度越高，重力势能越大。
10．（2022八下·东港期末）在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验时，小明让大小不同的实心钢球从同一斜面上相同的高度处由静止滚下，在水平面上运动并推动木块移动，如图甲所示。
（1）小明选用大小不同钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，是为了探究动能大小与 的关系，让大小不同钢球从同一高度由静止滚下目的是 ，该过程用到的物理方法是 ；
（2）小明实验时，若让同一钢球从斜面相同高度处滚下，推动木块在粗糙程度不同的水平面上移动，小明发现水平面越光滑，木块移动的距离越 （选填“远”或“近”）；若水平面绝对光滑，木块将 ；
（3）小红同学发现木块移动的距离没有其他同学的明显，认为是木块太重的原因造成的。为了验证猜测，小红设计了如图乙所示的“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的方案，经过多次实验，记录实验数据如表：
实验次数 1 2 3 4 5
木块对木板的压力F/N 2 3 4 5 6
弹簧测力计读数F1/N 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
根据表中测量数据可以得出，当接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越 。下列生活中的四个现象运用了这个规律的是 。
A．鞋底刻有花纹
B．汽车不允许超载
C．老虎钳剪断铁丝需用力
D．用力才能擦净黑板
【答案】（1）质量；使小球到达水平面时的速度相同；控制变量法
（2）远；做匀速直线运动
（3）大；D
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）小明选用大小不同钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，钢球到达水平面时的速度相同，质量不同，所以探究的是动能大小与质量的关系。
让小球从斜面的相同高度滑下，是为了使小球到达水平面时的速度相同。
实验中采用的是控制变量法。
（2）水平面越光滑，木块所受摩擦力越小，木块移动的距离越远，所以若水平面绝对光滑（即木块运动时不受阻力作用），则木块将一直保持匀速直线运动状态。
（3）根据表格中的数据可知，当接触面粗糙程度一定时，压力越大，弹簧测力计示数越大，滑动摩擦力越大。
A．鞋底刻有花纹是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦的，A不符合题意；
B．汽车不允许超载是通过减小压力来减小压强的，B不符合题意；
C．老虎钳剪断铁丝需用力是通过增大压力来增大压强的，C不符合题意；
D．用力才能擦净黑板是通过增大接压力增大摩擦的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】 （1）探究动能的影响因素时，当物体的速度相同，可以探究动能和物体质量的关系；物体下落的高度相同，到达水平面的速度相同，是控制变量法的利用；
（2）运动的物体受到的阻力越小，运行越远；若不受力的作用，做匀速直线运动；
（3）接触面的粗糙程度一定时，压力越大， 滑动摩擦力越大；增大压力，可以增大摩擦力。
11．（2022八下·五莲期末）如图所示，是“探究物体动能跟哪些因素有关”的实验过程。
（1）图甲和乙实验中要判断研究对象的动能大小，需要比较 ，这利用的实验方法是 ；
（2）图甲、乙两图是为了探究动能与 的关系，得出的结论是：在速度相同时，越大动能越大。这利用的实验方法是 ，若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的；
（3）如图2将一弹簧固定在水平轨道末端，钢球下滑到水平面压缩弹簧后又被弹簧弹开，若想增大弹簧最大压缩量，提出两点可行的做法： 、 ；
（4）将图2中末端的挡板和弹簧取掉，并将OB向上弯折形成如图3的轨道，再次将钩球沿轨道AOB到达B点后离开轨道，钢球在B点的机械能 （选填“大于“、“等于”或“小于”）在A点的机械能，若离开B点后钢球不受外力，通过B点后的运动轨迹是 （选填“a”、“b”或“c”）。
【答案】（1）木块移动的距离；转换法
（2）质量；控制变量法；不能
（3）换用质量更大的小球；提高小球的初始高度
（4）小于；c
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）动能大小体现在对外做功的多少，可以通过木块移动的距离来比较动能的大小，这种方法叫转换法。
（2）甲、乙两图中，小球滚下的高度相同，到达水平面时的速度相同，小球的质量不同，所以探究的是动能大小与质量的关系。由图可知，小球的质量越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，故结论为：在速度相同时，质量越大，动能越大；该实验中采用的是控制变量法。若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律可知，木块将做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来判定动能的大小。
（3）弹簧被压缩是小球的动能转化为弹簧的弹性势能，若想增大弹簧最大压缩量，即增大弹簧的弹性势能，就需要更多的钢球动能转化为弹簧的弹性势能，可以采取的方法有：①在其他条件不变时，换用质量更大的小球，增大小球撞击弹簧时的动能；②在其他条件不变时，提高小球的初始高度，增大小球撞击弹簧时的动能；③在其他条件不变时，换用光滑的轨道，减少能量的损失。
（4）B钢球沿轨道AOB到达B点时，会克服摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能会减小，所以钢球在B点的机械能小于在A点的机械能。若到达B点时小球受到的力消失，根据牛顿第一定律可知，小球将会做匀速直线运动，故通过B点后的运动轨迹是c。
【分析】（1）本实验通过木块移动的距离来比较动能的大小，这种方法叫转换法；
（2）小球滚下的高度相同，到达水平面时的速度相同，小球的质量不同，所以探究的是动能大小与质量的关系；该实验中采用的是控制变量法；若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律可知，木块将做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来判定动能的大小；
（3）增大弹簧的弹性势能，就需要更多的钢球动能转化为弹簧的弹性势能；
（4）克服摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能会减小；受到的力消失，根据牛顿第一定律可知，小球将会做匀速直线运动。
12．（2022八下·硚口期末）在探究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验中，同学们设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中、h2＞h1（不考虑空气阻力）。
（1）实验中是通过观察 来判断钢球的动能大小；
（2）用来研究超速安全隐患时，我们应选择 两图所示实验来进行比较；
（3）在图甲、丙中，小球下滑到斜面底端时的速度 ，若，则表明物体的动能与质量的关系是： ；
（4）实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能 木块克服摩擦力所做的功（选填：“＞”“＜”或“＝”）；
（5）小敏利用丁图来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t1，B小球通过凹形槽的时间t2，则时间较长的是： （选填“t1”或“t2”）。
【答案】（1）木块滑行距离远近
（2）甲乙
（3）运动速度相同的物体，质量越大，动能越大
（4）>
（5）t1
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）物体动能的大小无法直接体验，所以通过小球对木块做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小球动能的大小，所用方法为转换法。
（2）超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，所以应选择质量相等、速度不同的小球进行实验，据此可知应甲、乙两图进行比较。
（3）在图甲、丙中，小球的质量不同，下滑的高度相同，小球下滑到斜面底端时的速度，若 ，这说明丙中小球对木块所做的功多，丙中小球的动能大，故结论为：物体速度相同时，质量越大，动能越大。
（4）钢球滚下时，钢球的重力势能转化为钢球的动能，钢球与木块碰撞后继续运动，钢球的一部分动能转化为木块的动能，木块克服摩擦力运动过程中，动能转化为内能，所以钢球的动能大于木块克服摩擦力所做的功，钢球的动能是由钢球的重力势能转化而来的，故开始时钢球的重力势能大于木块克服摩擦力所做的功。
（5）在凸形滑道运动的物体，在运动到最高点的过程中，要将动能转化为重力势能，最高点的运动速度小于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，重力势能再全部转化为动能，末端的速度等于初速度；整个过程的平均速度小于初速度v；
在凹形滑道运动的物体，在加速运动到最低点的过程中，要将重力势能转化为动能，最低点的运动速度大干初速度；在减速上升过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，动能再转化为重力势能，末端的速度等于初速度；整个过程的平均速度大于初速度v；
因此在凸形滑道运动物体的平均速度小于在凹形滑道运动物体的平均速度，由可知，通过A滑道用的时间t1大于通过B滑道用的时间为 t2。
【分析】（1）实验通过木块被推动的距离来判断小球动能的大小；
（2）超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，所以应选择质量相等、速度不同的小球进行实验；
（3）物体速度相同时，质量越大，动能越大；
（4）钢球的动能大于木块克服摩擦力所做的功，钢球的动能是由钢球的重力势能转化而来的，开始时钢球的重力势能大于木块克服摩擦力所做的功；
（5）先讨论整个过程中的平均速度，再根据，判断时间大小。
13．（2022八下·连城期末）在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，用三个体积相同而质量不同的实心小球做实验。实验时分别将小球由某个高度自由落下，然后观察在松软的花泥上砸出的痕迹，从而判断重力势能的大小，实验过程及现象如图所示（括号内小写字母为实验序号，已知m钢>m玻璃>m木）。
（1）实验通过观察 ，判断重力势能的大小；
（2）实验序号 三次实验现象是在研究重力势能与质量是否有关，可以得出初步结论：物体高度相同时， ；
（3）实验（a）、（d）、（e）中控制的变量是 ，可归纳得出初步结论： 。
【答案】（1）花泥凹陷深度
（2）（a）、（b）、（c）；质量越大，重力势能就越大
（3）小球的质量；物体质量相等，高度越大，具有的重力势能就越大
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】（1）根据题意可知，实验利用转换法，将难以测量的重力势能转换为易观察的花泥凹陷深度。花泥凹陷越深，说明落下的小球对对花泥做的功越多，则小球具有的重力势能越大。因此实验中是通过花泥凹陷深度来判断重力势能大小。
（2）在探究重力势能与质量是否有关的实验中，质量是探究因素，因此应该改变物体的质量；物体的高度是不被探究的因素，应该保持一致。在图示的五次实验中，物体处于相同的高度的是（a）、（b）、（c）三次实验，它们的质量不同（m钢>m玻璃>m木），符合探究重力势能与质量的关系实验，因此（a）、（b）、（c）三次实验现象是在研究重力势能与质量是否有关。
由图示观察（a）、（b）、（c）三次实验现象可知，物体从相同高度落下时，实验（a）中钢球对应的花泥凹陷的深度最大，其次是实验（b）玻璃球对应的花泥，实验（c）木质球对应的花泥凹陷的深度最小，说明钢球的重力势能最大，其次是玻璃球，木质球的重力势能最小，而它们的质量关系为m钢>m玻璃>m木，因此可以得出，物体高度相同时，质量越大，重力势能就越大。
（3）观察图示，实验（a）、（d）、（e）三次实验中使用相同的钢球，分别从不同的高度落下，因此物体的质量相同，所以质量是不被探究的因素，即为实验中的控制变量。
观察图示，实验（a）、（d）、（e）三次实验中使用相同的钢球，分别从不同的高度落下，所以这三次实验探究的是物体的重力势能与物体高度的关系。实验（a）中钢球所处的高度最高，其次是实验（d），实验（e）钢球所处的高度最低，实验结果为：实验（a）中花泥凹陷的深度最大，其次是是实验（d），实验（e）中花泥凹陷深度最小，可以得出结论：物体质量相等，高度越大，具有的重力势能就越大。
【分析】（1）探究重力势能的影响因素时，通过花泥的凹陷程度反应重力势能；
（2）探究重力势能和质量的关系，改变质量，保持高度相同；
（3）当物体的质量相等时，高度不同，可以探究重力势能和高度的关系。
14．（2022八下·海安月考）在探究“重力的大小跟什么因素有关系”的实验中，按照图甲所示，把钩码逐个挂在弹簧测力计上，分别测出它们受到的重力，并记录在下面的表格中。
质量m/g 100 200 300 500
重力G/N 1 2 3 4 5
（1）表格中的空格应该填写 ；
（2）根据表中数据可求得重力和质量的比为 N/kg；
（3）小华取了质量不同的小铜块、小木块、小铁球各一个，并分别测出它们的质量和重力，来探究物体所受重力大小与质量的关系，你认为小华的做法 （选填“合理”或“不合理”）；
（4）在测量钩码重力过程中，钩码不慎从弹簧测力计上掉下，把桌子砸出一个小坑，而桌子上放钩码的地方却没有小坑，说明被举高的钩码具有 。
（5）在探究重力方向时，实验装置如图所示，操作如下：将该装置放在水平桌面上，逐渐改变木板M与桌面的夹角α，会观察到悬线OA的方向 （填“变化”或“不变”）；通过以上实验现象可以分析得出：重力的方向总是 的。
【答案】（1）400
（2）10
（3）合理
（4）重力势能
（5）不变；竖直向下
【知识点】动能和势能的概念；重力及其大小的计算；重力的方向
【解析】【解答】（1）通过分析表格中相关数据即可知，重力为1N时质量为100g，重力为2N时质量为200g，重力为3N时质量为300g，则重力为4N时质量为400g。
（2）由表中数据可知重力和质量的比为
（3）要探究物体所受重力的大小与质量的关系，重力只与物质的质量有关。要探究物体所受重力的大小与质量的关系，必须改变物体的质量，所以小华的做法是合理的。
（4）钩码不慎从弹簧测力计上掉下，把桌子砸出一个小坑，钩码对桌面做了功，说明被举高的钩码具有重力势能。
（5）改变木板M与桌面的夹角α，观察到悬线OA的方向保持竖直向下不变，说明小球受到的重力的方向保持不变，即竖直向下。
【分析】（1）根据物体的重力，结合规律，计算质量；
（2）根据物体的重力和质量的比值， 解答；
（3）探究重力和质量关系时，选择多种不同的物质，结果更具有普遍性；
（4）被举高的物体具有重力势能；
（5）重力的方向始终竖直向下。
15．（2021八下·宽城期末）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）实验中所探究物体的动能是指 （选填“铁球”或“木块”）的动能。该实验是通过观察 的大小来比较动能的大小。
（2）让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放的目的，是探究 相同时动能大小与质量的关系。
（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。可以探究铁球的动能大小与 （填“质量”或“速度”）的关系。
（4）甲、乙两组实验分别是利用重力势能和 能来转化成动能的。
（5）如果木块在运动过程中不受阻力，木块将 。
【答案】（1）铁球；木块移动的距离
（2）速度
（3）速度
（4）弹性势
（5）做匀速直线运动
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1） 实验中所探究物体的动能是指铁球的动能，铁球的动能大小不便于直接比较，实验中采用了转换法，将铁球的动能大小转换成它对木块做功，即通过观察木块移动距离的大小来比较动能的大小。
（2） 让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，铁球进入水平面时具有相同的初速度，是探究速度相同时动能大小与质量的关系。
（3） 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，控制了铁球的质量相同，将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，铁球获得的速度不同，所以，可以探究铁球的动能大小与速度的关系。
（4）甲组是将重力势能转化为动能，乙组是将弹性势能转化为动能。
（5） 如果木块在运动过程中不受阻力，木块的速度将不会减小，木块将做匀速直线运动。
【分析】（1）通过物块移动的距离长短表示物体动能大小，这用到了转换法；
（2）运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大，要探究每一个因素对动能的影响，需要用到控制变量法；
（3）（4）弹簧对小球做功，将弹性势能转化为小球的动能，弹性势能越大，小球的动能越大；
（5）木块受到的阻力越小，运动的越远；推理得，木块不受到摩擦力时。会一直运动下去。
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