專題26影響動能大小的因素實驗問題

2022年中考物理三輪復習冷熱門與必考點專題練(全國通用)專題26影響動能大小的因素實驗問題訓練(共10道題)1.（2021湖北鄂州）汽車超載、超速是造成重大交通事故的重要原因。某物理興趣小組決定對超載超速問題進行模擬探究。如圖，將小車從同一斜面上由靜止開始滑下，推動同一木塊向前移動一段距離后停下，完成甲、乙、丙三次實驗。其中h1=h3>h2，m1=m2<m3。請根據(jù)實驗現(xiàn)象完成下列問題。（1）實驗中超載、超速帶來的危害程度是通過______來表示的；（2）研究超載帶來的危害程度時，選擇甲、乙、丙三次實驗中的______進行比較；（3）研究超速帶來的危害程度時，選擇甲、乙、丙三次實驗中的______進行比較；（4）若本實驗中水平面絕對光滑，則______（選填“能”或“不能”）得出正確結論?！敬鸢浮竣倌緣K被推動（移動）的距離②甲、丙③甲、乙④不能【解析】（1）根據(jù)轉換法，通過比較木塊被推動（移動）的距離來表示超載、超速帶來的危害程度。（2）研究超載帶來的危害程度時，由控制變量法，要保持速度不變，只改變質量大小，故小車從應斜面的同一高度滑下，因h1=h3，m1<m3，故選擇甲、乙、丙三次實驗中的甲、丙進行比較。（3）研究超速帶來的危害程度時，由控制變量法，要保持質量不變，只改變速度大小，故小車應從斜面不同的高度滑下。已知h1>h2，m1=m2，故選擇甲、乙、丙三次實驗中的甲、乙進行比較。（4）若本實驗中水平面絕對光滑，由牛頓第一定律，小車到達水平面時將作勻速直線運動，不能比較木塊推動（移動）的距離，故不能得出正確結論?！军c睛】本題結合實際研究汽車超載、超速帶來的危害，主要考查轉換法和控制變量法及牛頓第一定律的運用。2.（2020湖北孝感）如圖所示為“探究物體動能跟哪些因素有關”的裝置示意圖。

(1)原理：運動的鋼球A碰上木塊B后，能將B撞出一段距離s。在同樣的水平面上，B被撞得越遠，A對B做的功就越多，A的動能就越大，通過B被撞的遠近來反映物體A動能大小的方法在物理學中屬于____（選填“控制變量法”或“轉換法”）。(2)步驟：①讓同一鋼球A分別從不同高度由靜止開始滾下，高度h越高，鋼球運動到水平面時速度越______，木塊B被撞得越遠；②改變鋼球的質量，讓不同的鋼球從___（選填“同一”或“不同”）高度由靜止開始滾下，質量越大的鋼球將木塊B撞得越遠。(3)結論：通過多次實驗表明，質量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大：運動速度相同的物體，質量越大，它的動能________?！敬鸢浮?1)轉換法(2)大同一(3)越大【解析】(1)動能與距離是兩個不同性質的物理量，物體A動能大小用木塊B被撞的遠近來反映，屬于轉換法。(2)鋼球A在斜面上做的是加速運動，高度h越高，鋼球A到達水平面時的速度越大。探究動能大小與物體質量的關系，應使用不同質量的鋼球進行實驗，控制不同鋼球到達水平面時的速度相同，即控制不同鋼球從同一斜面同一高度由靜止釋放，比較木塊B被撞得距離遠近。（3）動能大小與物體的運動速度和質量有關，運動速度相同的物體，質量越大，它的動能越大。3.（2021天津）興趣小組的同學認為車禍的危害程度與汽車的動能大小有關，于是他們進行了如下探究：（提出問題）汽車的動能大小跟什么因素有關？（猜想假設）由“十次車禍九次快”可猜想：汽車的動能可能跟________有關；由“安全駕駛莫超載”可猜想：汽車的動能可能跟________有關。（進行實驗）他們做了如圖所示的三次實驗：用金屬球模擬汽車，讓金屬球從斜槽的某一高度由靜止開始滾下，碰到水平面上的物塊，將物塊撞出一段距離。物塊被撞得越遠，說明金屬球到達水平面時的動能就越________；（分析論證）分析甲、丙兩圖的實驗現(xiàn)象，可以初步得到的結論是：________；（實踐應用）用甲、乙兩圖的實驗現(xiàn)象所得到的結論，可以解釋汽車________（選填“超載”或“超速”）行駛時危險性大的原因?！敬鸢浮克俣?；質量；大；質量相同時，汽車（物體）的速度越大，動能越大；超載【解析】“十次車禍九次快”是速度快容易車禍，所以汽車的動能可能跟速度有關?！鞍踩{駛莫超載”是超載質量大容易車禍，所以汽車的動能可能跟質量有關。物塊被撞得越遠，球對物塊做功越多，金屬球到達水平面時的動能就越大。分析甲、丙兩圖的實驗現(xiàn)象，質量一樣，球位置越高，到水平面速度越大，物塊運動越遠，結論是質量相同時，物體的速度越大，動能越大。甲、乙兩圖的實驗現(xiàn)象，高度一樣，球質量大，物塊運動遠，說明速度一樣時，質量越大，物體動能越大，故可以解釋汽車超載行駛時危險性大的原因。4．（2020甘肅蘭州）為了模擬研究超載和超速帶來的安全隱患，小霞同學設計了如圖所示的探究實驗：將A、B、C三個小球從同一裝置高度分別為hA、hB、hC的位置由靜止?jié)L下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB），推動小木塊運動一段距離后停止，根據(jù)生活經(jīng)驗和所學的物理探究方法，回答：（1）在甲、丙兩圖所示的實驗中，A、C兩球剛滾到水平面時的速度（選填“相等”或“不相等”）。（2）用來研究超速帶來的安全隱患時，小霞應選擇兩圖所示的實驗進行比較。（3）后來小霞分別用B球和C球將彈性相同的彈簧壓縮到相同程度后再放手，如圖丁所示，則兩球離開彈簧時的速度（選填“相等”或“不相等”）?！敬鸢浮浚?）相等；（2）甲、乙；（3）不相等?！窘馕觥浚?）小球從同一高度釋放，運動到水平面時，它們的速度相等；（2）超速是指汽車的質量一定，速度越大，動能越大。選擇質量相等到達水平面速度不同的A、B小球，即采用甲、乙兩圖實驗。（3）用B球和C球將彈簧壓縮到相同程度，彈簧的彈性勢能相同，轉化成的動能相同，兩小球的質量不同，所以速度不同。5.（2020山東泰安）如圖所示是“探究物體的動能跟哪些因素有關”的實驗裝置示意圖，讓小球A從斜面上某點滾下，撞擊在水平面上的木塊B，木塊B移動一段距離。(1)該實驗中所探究物體的動能是指______（選填“小球A”或“木塊B”）的動能。(2)實驗表明，讓小球A分別從斜槽不同高度由靜止?jié)L下，高度越大，速度越______，木塊B被撞得越遠。可得結論：質量相同時，小球的速度越______，動能越大。(3)若要研究物體動能與質量的關系，應讓不同質量的小球A從斜面______高度由靜止?jié)L下，觀察比較木塊B被撞移動的距離?！敬鸢浮?1)小球A(2)大(3)大(4)同一【解析】(1)[1]該實驗研究的是小球A動能的大小與速度和質量的關系。(2)[2][3]同一小球從不同的高度滾下，位置高的滾到斜面底端的速度較大，把木塊推得越遠，說明小球做功多，動能大，說明了物體的動能與物體的速度有關，由此得出結論：在質量一定時，小球的速度越大，動能就越大。(3)[4]要研究物體動能與質量的關系，根據(jù)控制變量法可知，控制小球到達水平面的速度相同，讓不同質量的小球A從斜面同一高度由靜止?jié)L下，觀察比較木塊B被撞移動的距離。6.相關資料表明，大部分重大交通事故是因為汽車超載超速造成的。興趣小組決定對超載超速問題進行一次模擬探究，經(jīng)討論后認為，可以用小球作為理想模型，代替汽車作為研究對象，如圖，將小球從高度為h的同一斜面上由靜止開始滾下，推動同一小木塊向前移動一段距離s后停下，完成甲、乙、丙三次實驗，其中h1=h3＞h2，mA=mB＜mC（1）把小球放在同一高度由靜止開始沿斜面滾下是為了控制相同。（2）實驗中超載超速帶來的危害程度用表示；（3）研究超載帶來的危害時，選擇甲、乙、丙三次實驗中的進行比較；（4）為比較超載超速帶來的危害程度，興趣小組利用上述器材進行定量研究。得到數(shù)據(jù)如下表：小球質量/克高度/厘米木塊滑動距離/厘米A10510B20518C30529D101038E101586請根據(jù)上表數(shù)據(jù)分析，貨車超載20%與超速20%兩者相比，潛在危害較大的是?！敬鸢浮浚?）速度；（2）小木塊移動的距離；（3）甲、丙；（3）超速20%?！窘馕觥勘緦嶒炛醒芯縿幽艽笮〉臎Q定因素時運用了控制變量法，反映動能多少時運用了轉換法。從圖中現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)質量、速度的不同是此題的關鍵。實驗中通過控制小球滾下的高度來控制小球滾下的速度；動能的大小通過木塊被推動距離來表示；根據(jù)控制變量法來分析超載帶來的危害；分析表格數(shù)據(jù)得出結論。（1）把小球放在同一高度由靜止開始沿斜面滾下是為了控制小球到達斜面底端時的速度大小相等；（2）超載是指汽車的速度一定時，質量越大動能越大，將木塊推動得越遠，說明動能越大，故實驗中超載超速帶來的危害程度用木塊被推動的距離來表示；（3）超載是指汽車的速度一定時，質量越大動能越大，將木塊推動得越遠，說明動能越大，故需要需要高度相同，質量不同的小球，圖中甲丙符合要求；（4）表格中對應的實驗數(shù)據(jù)可知速度對物體的動能影響更大，當超速20%發(fā)生交通事故時，由此造成的危害更嚴重。7．如圖所示，在探究物體動能的大小與哪些因素有關時，讓同一小車分別從同一斜面的不同高度由靜止釋放，撞擊水平面上同一木塊。（1）本實驗探究的是（木塊/小車/斜面）的動能與的關系，實驗中是通過觀察來比較動能大小的。（2）第一次實驗的情景如圖甲所示，在進行第二次實驗前，應先將撞出的木塊（3）若操作正確，第二次實驗木塊最終的位置如圖乙所示，則此實驗的結論是：（4）若要驗證動能大小與另外一個因素的關系，需要添加的一個器材是（選填“砝碼”、“毛巾”或“測力計”）。（5）若水平面完全光滑，那么該實驗探究還能否順利進行？（選填“能”或“不能”）。此時的小車將一直做運動（假設軌道足夠長）【答案】（1）小車；速度；木塊移動的距離；（2）恢復到原位置；（3）在質量相同的情況下，速度越大，動能越大；（4）砝碼；（5）不能；勻速直線?！窘馕觥浚?）由圖知，兩相同小車分別從同一斜面不同高度由靜止滑下，小車的質量相同，初速度不同，所以可探究動能與小車的初速度關系；實驗中通過小車推動木塊移動的距離來反映動能的大??；（2）在實驗的過程中，通過木塊滑動的距離來判定動能的大小，故重新實驗時，應把木塊恢復到原位置；（3）由圖可知，甲撞擊木塊移動的距離遠，故結論為：在質量相同的情況下，速度越大，動能越大。（4）要探究動能大小與質量關系時，要控制小球的速度相同，改變小球的質量，因此要添加一個器材是不同質量的小球即砝碼。（5）如果接觸面絕對的光滑，沒有摩擦，小車的速度不會改變，永遠保持勻速直線運動。8.在研究“物體動能與質量和速度的關系”實驗中，將鋼球從某一高度由靜止釋放，鋼球擺到豎直位置時，撞擊水平木板上的木塊，將木塊撞出一段距離。(1)本實驗使鋼球獲得動能的操作方法是。(2)從上表數(shù)據(jù)可以看出，實驗中控制了相同，從而探究動能與的關系。(3)第1次實驗時若不考慮能量損失，鋼球對木塊最多可做J的功；第3次實驗時，木塊被撞后滑出木板無法記錄數(shù)據(jù)，需要重做第三次實驗，甲同學建議換用同樣較長的木板，乙同學建議換一個較大的木塊，丙同學建議降低鋼球下擺的高度，你認為應當采用同學的建議。(4)由上述實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可得出結論：。【答案】（1）讓鋼球從高處擺下；（2）速度；質量；（3）0.06；甲；（4）速度一定時，質量越大，動能越大；【解析】（1）讓鋼球從某一高度由靜止釋放，使鋼球獲得動能.（2）讓小球從斜面的同一高度處釋放，使小球到達最底端的速度相同，從而探究動能與質量的關系.（3）由題意可知，鋼球的重力為：G=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N，鋼球下降的距離為：h=30cm=0.3m，鋼球的重力做的功，即鋼球獲得的動能，大小為：E=Gh=0.2N×0.3m=0.06J.上面的兩次實驗是在速度一定時，改變物體的質量，探究動能的大小，動能的大小通過木塊移動距離的大小表現(xiàn)出來的，因此改變木板的長度，應采用甲的建議；（4）有表中的數(shù)據(jù)知：速度一定時，質量越大動能越大。9．小軒在探究“動能與速度的關系”時，如圖甲所示，讓同一小車從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑。

（1）本實驗用______來體現(xiàn)小車動能的大小；（2）小軒兩次實驗操作，第一次木塊A被撞得遠；第二次木塊被撞得近，他得出的結論是：______；（3）小軒又想探究“阻力對物體運動的影響”，并進行了如下圖所示實驗。①小車在粗糙程度不同的平面上靜止時的位置如圖乙、丙、丁所示可以得出，物體受到的阻力越______（填“大”或“小”），速度減小得越慢。由此推理得出：如果運動的物體不受力時，將保持_______運動狀態(tài)；②在乙、丙兩次實驗中，小車克服毛巾的摩擦力做功為W1、小車克服棉布的摩擦力做功為W2，則它們的大小關系是W1______W2（選填“>”、“<”或“=”）【答案】木塊移動的距離同一小車速度越大，動能就越大小勻速直線=【解析】（1）實驗中通過觀察木塊被撞擊后運動的距離的大小來間接判斷物體動能的大小，使用了轉換法。（2）在實驗過程中，由于小車具有動能，所以小車會對木塊做功，木塊移動的越遠，表明小車對其做功越多，也就說明小車的動能越大，讓同一小車從同一斜面的不同高度由靜止開始下滑，到斜面底部速度不同，第一次木塊A被撞得遠，第二次木塊被撞得近，可知同一小車速度越大，動能越大。（3）由圖可知，接觸面越光滑，阻力就越小，小車運動的距離就越遠，這說明小車受到的阻力越小，速度減小得越慢；如果運動的物體不受力時，物體的運動狀態(tài)將不會改變，則它將做勻速直線運動。[5]在上述三次實驗中，小車的動能都用來克服摩擦力做功了，由于小車質量和速度相同，所以三次實驗的初動能相同，克服摩擦力做的功也相同，則W1=W2。10．如圖所示，某實驗小組在“