2019年中考物理实验专题复习-探究物体的动能(重力势能、弹性势能)(答案解析).docx
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1、2019年中考物理实验专题复习探究物体的动能(重力势能、弹性势能)大小跟哪些因素有关的实验答案解析1(2018包头)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/cm1203035240306536030(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是将钢球从某一高度由静止释放。(2)从上表数据可以看出,实验中控制了速度相同,从而探究动能与质量的关系。(3)第1次实验时若不考虑能量损失,钢球对木块最多可做0.06J的功;第3次实验时,木块被撞后滑出木板无法记录
2、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,你认为应当采用甲同学的建议。(4)由上述实验数据和现象可得出结论:速度一定时,质量越大,动能越大。【分析】(1)让钢球从某一高度由静止释放,使钢球获得动能;一个物体能够做功就说这个物体具有能量,若物体做的功越多就说明物体具有的能量越大。(2)影响动能大小的因素是质量和速度,在研究时要采用控制变量法,速度相同是研究动能与质量的关系;(3)根据W=mgh可求;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;(4)运用控制变量法,通过数据得出结论
3、。【解答】解:(1)让钢球从某一高度由静止释放,使钢球获得动能;钢球动能的大小是通过钢球对木块做功的多少来体现出来的,木块运动的距离越长,就表示钢球的动能越大;(2)让小球从斜面的同一高度处释放,使小球到达最底端的速度相同,从而探究动能与质量的关系;(3)第1次实验时若不考虑能量损失,钢球对木块最多可做的功:W=mgh=0.02kg10N/kg0.3m=0.06J;上面的两次实验是在速度一定时,改变物体的质量,探究动能的大小,动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的,因此改变木板的长度,应采用甲的建议;(4)有表中的数据知:速度一定时,质量越大动能越大。故答案为:(1)将钢球从某一高度由静止
4、释放;(2)速度;质量;(3)0.06; 甲; (4)速度一定时,质量越大,动能越大。【点评】用控制变量法研究动能大小的影响因素,用转换法表示动能的大小;采用控制变量法研究实验时,一定注意相同因素和不同因素。2(2018攀枝花)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M(M的质量大于m),分别不从同的高度h和H(Hh)静止开始放下,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,他利用的研究方法是转换法(选填“控制变量法”或“转换法”);若水平面绝对光滑,本实验将不能(选填“能”或“不能”)达到探
5、究目的。(2)由甲、乙图可得实验结论:物体的动能大小与速度有关。(3)小明根据甲、丙两图得出论:物体的动能大小与质量有关,她的看法是否正确?错误(选填“正确”或“错误”),理由是:没有控制小球到达水平面时的速度相同。【分析】(1)掌握转换法在实验中的应用,实验中通过观察木块被推动的距离来比较物体动能的大小;根据牛顿第一定律,若水平面绝对光滑,则木块不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,实验将不能达到探究目的;(2)动能大小跟质量和速度有关。在探究动能大小跟质量关系时,控制速度大小不变;在探究动能大小跟速度关系时,控制质量不变;(3)影响动能大小的因素有物体的质量与速度,因此,在探究和分析结
6、论时,一定要注意控制变量法的运用,并据此得出结论。【解答】解:(1)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;若水平面绝对光滑,则木块运动时不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小,所以本实验将不能达到探究目的;(2)由甲、乙图可知,小球的质量相同,小球从同一斜面的不同高度由静止滑下,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,说明小球的动能不同,所以得出的实验结论为:物体的动能大小与速度有关;(3)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,即不同质量的小球
7、从同一高度由静止滑下,而甲、丙两图没有让小球从同一高度滚下,没有控制小球的速度相同,所以小明的看法错误。故答案为:(1)转换法;不能;(2)速度;(3)错误;没有控制小球到达水平面时的速度相同。【点评】掌握动能大小的影响因素,利用控制变量法和转换法,探究动能大小跟各因素之间的关系。3(2018通辽)图甲是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图。(1)实验时小明选用大小不同的实心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质量的关系。(2)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,木块移动的距离越远(选填“远”或“近”
8、),若水平面绝对光滑,木块将做匀速直线运动。(3)同班的小红同学,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,小红又增加了弹簧测力计、砝码等器材,进行了“滑动摩擦力与压力大小关系”的探究,首先完成了如图乙所示实验,她的下一步操作是将砝码放在木块上,沿木板表面用弹簧测力计水平匀速拉动木块,观察测力计的示数。【分析】(1)掌握影响动能的两个因素:质量和速度。找出相同的量和不同的量,便可得出结论;(2)在斜面实验中,接触面的粗糙程度不同,小车的运动距离不同;可得出:物体如果不受外力作用,则运动的物体将一直匀速直线运动状态。(3)探究“滑动摩擦力与压力大小关系”时,
9、应控制接触面的粗糙程度相同,改变压力的大小。【解答】解:(1)小明选用大小不同的实心钢球,其质量不同,从同一斜面的同一高度由静止滚下,那么它们的速度相同,所以该实验是为了探究动能大小与质量的关系。(2)接触面越光滑,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)探究“滑动摩擦力与压力大小关系”时,应控制接触面的粗糙程度相同,改变压力的大小,所以,应将砝码放在木块上,沿木板表面用弹簧测力计水平匀速拉动木块,观察测力计的示数。故答案为:(1)质量;(2)远;做匀速直线运动;(3)将砝码放在木块上,沿木板表面用弹簧测
10、力计水平匀速拉动木块,观察测力计的示数。【点评】解决多因素问题时常利用控制变量法进行分析,对于动能的大小研究常采用转换法进行分析。4(2018遵义)在探究“物体动能大小跟哪些因素有关”的实验中,让小球由静止开始沿斜面向下运动去撞击水平面上的木块,实验步骤如图甲、乙、丙所示。(1)实验中,木块运动的距离越远,说明刚要撞击木块时小球具有的动能越大。(2)通过比较甲、乙两次实验可得,动能大小与速度有关。【分析】(1)实验中把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离来反应小球的动能;(2)两个球的质量相同,放置的高度不同,它们到达斜面底部的速度不同,由此分析解答。【解答】解:(1)实验中物体动能的大小是
11、通过小球撞击木块移动的距离来反映的,木块运动的距离越远,说明刚要撞击木块时小球具有的动能越大;(2)物体的动能与质量和速度有关,图甲和乙两次实验小球质量相同,甲中小球放置的高度大,滑到水平面时速度大,将木块推的距离大,说明甲中小球动能大,由此可知动能大小与物体的速度有关。故答案为:(1)大;(2)速度。【点评】实验采用了转换法的思想,小球动能的大小,通过平面上木块被撞击的距离来体现;实验采用了控制变量法的思想,研究动能与质量的关系时,控制速度相同,研究动能与速度的关系时,控制质量相同。5(2018荆州)为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验图甲是让不
12、同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景;图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。(1)若要探究动能大小与速度的关系,应选择图乙(选填“甲”、“乙”)进行实验。木块在水平面上滑动时,受到水平面的摩擦力不变(选填“变大”、“变小”或“不变”),克服摩擦力做功的功率变小(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(2)本实验装置的水平面如果绝对光滑,还能得出结论吗?不能,原因是木块做匀速直线运动。【分析】(1)
13、同一小车保证了质量相同,从斜面的不同高度滑下,到达水平面时的速度不同,木块被撞后移动的距离越远,推力做功越多,就可以说明木块的动能越大,从而得出质量相同时,速度越大的物体动能越大;水平面的摩擦力是滑动摩擦力,与压力大小和接触面粗糙程度有关;根据P=fv分析解答;(2)由牛顿第一定律内容分析回答。【解答】解:(1)若要探究动能大小与速度的关系,控制物体的质量不变,改变物体的速度,应选择图乙图进行实验。木块在水平面上滑动时,受到水平面的摩擦力是滑动摩擦力,与压力大小和接触面粗糙程度有关,二者不变,滑动摩擦力不变;克服摩擦力做功的功率P=fv可知,滑动摩擦力f不变,速度减小,木块在水平面上滑动时,克
14、服摩擦力做功的功率变小;(2)如果水平面绝对光滑,小球推木块运动时,木块不受摩擦力,由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去;木块通过的距离无法确定,做功的多少也无法确定,所以小球动能的大小就无法比较。故答案为:(1)乙;不变;变小;(2)不能;木块做匀速直线运动。【点评】本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法,反映动能多少时运用了转换法。从图中现象发现质量、速度的不同是此题的关键。6(2018辽阳)在探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小阳用同一实验装置,让从斜面上滚下的小钢球钻入水平面上的硬纸盒,完成以下实验。(1)通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近,可以得出结论:质量相
15、同时物体的速度越大,动能越大。对比甲、乙两次实验还可以得出:质量相同时,物体位置越高,重力势能越大。在甲、乙两次实验中,硬纸盒所受滑动摩擦力相同(选填“相同”或“不同”)(2)如果做乙图实验时,硬纸盒被撞后滑出木板掉落,为防止因此造成硬纸盒损坏需改进乙图实验,再与甲图实验对比。在不改变木板长度的情况下,应采用以下C方法(填写正确选项前的字母)。A换用质量更小的钢球B给水平木板铺上毛巾C适当降低钢球的高度D换用一个较重的硬纸盒(3)若要探究影响动能大小的另一因素,具体的操作方法是:选择两个质量不同的钢球,从同一斜面相同高度由静止滑下。(4)小阳在原硬纸盒的上表面粘上砝码,设计了如图丙所示实验,探
16、究影响滑动摩擦力大小的因素,通过比较甲、丙两次实验可得出:滑动摩擦力与压力大小有关。【分析】(1)物体的动能与物体的质量和速度有关,在探究时需要利用控制变量法进行分析,即探究动能的大小与速度的关系时,需要控制小球的质量相同;重力势能的大小与质量和高度有关;摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关;(2)实验中,小球到达水平面时的速度由小球的高度决定,通过调整高度可调整其速度,从而改变动能;(3)即探究动能的大小与质量的关系时,需要控制小球的速度相同,选择不同质量的小球;(4)滑动摩擦力的大小与压力大小有关。【解答】解:(1)通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近,可以得出结论:质量相同时物体
17、的速度越大,动能越大。重力势能的大小与质量和高度有关;对比甲、乙两次实验还可以得出:质量相同时,物体位置越高,重力势能越大。在甲、乙两次实验中,硬纸盒对水平面的压力和接触面的粗糙程度相同,因此所受滑动摩擦力相同。(2)如果做乙图实验时,为防止造成硬纸盒损坏掉落,可适当降低钢球的高度,这样小球的动能减小,撞击纸盒后前进的距离变小,就不会掉落了。A换用质量更小的钢球,不能与甲控制相同的质量,故A错误;B给水平木板铺上毛巾,不能与甲控制相同的接触面,故B错误;C适当降低钢球的高度,小球的动能减小,撞击纸盒后前进的距离变小,就不会掉落了,故C正确;D换用一个较重的硬纸盒,则可能推动的距离过小,无法正确
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