專題26影響動(dòng)能大小的因素實(shí)驗(yàn)問題

2022年中考物理三輪復(fù)習(xí)冷熱門與必考點(diǎn)專題練(全國通用)專題26影響動(dòng)能大小的因素實(shí)驗(yàn)問題訓(xùn)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(duì)超載超速問題進(jìn)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(dòng)同一木塊向前移動(dòng)一段距離后停下，完成甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)。其中h1=h3>h2，m1=m2<m3。請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象完成下列問題。（1）實(shí)驗(yàn)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(shí)，選擇甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)中的______進(jìn)行比較；（3）研究超速帶來的危害程度時(shí)，選擇甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)中的______進(jìn)行比較；（4）若本實(shí)驗(yàn)中水平面絕對(duì)光滑，則______（選填“能”或“不能”）得出正確結(jié)論?！敬鸢浮竣倌緣K被推動(dòng)（移動(dòng)）的距離②甲、丙③甲、乙④不能【解析】（1）根據(jù)轉(zhuǎn)換法，通過比較木塊被推動(dòng)（移動(dòng)）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(shí)，由控制變量法，要保持速度不變，只改變質(zhì)量大小，故小車從應(yīng)斜面的同一高度滑下，因h1=h3，m1<m3，故選擇甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)中的甲、丙進(jìn)行比較。（3）研究超速帶來的危害程度時(shí)，由控制變量法，要保持質(zhì)量不變，只改變速度大小，故小車應(yīng)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(shí)驗(yàn)中的甲、乙進(jìn)行比較。（4）若本實(shí)驗(yàn)中水平面絕對(duì)光滑，由牛頓第一定律，小車到達(dá)水平面時(shí)將作勻速直線運(yùn)動(dòng)，不能比較木塊推動(dòng)（移動(dòng)）的距離，故不能得出正確結(jié)論。【點(diǎn)睛】本題結(jié)合實(shí)際研究汽車超載、超速帶來的危害，主要考查轉(zhuǎn)換法和控制變量法及牛頓第一定律的運(yùn)用。2.（2020湖北孝感）如圖所示為“探究物體動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的裝置示意圖。

(1)原理：運(yùn)動(dòng)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(yuǎn)，A對(duì)B做的功就越多，A的動(dòng)能就越大，通過B被撞的遠(yuǎn)近來反映物體A動(dòng)能大小的方法在物理學(xué)中屬于____（選填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)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(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)速度越______，木塊B被撞得越遠(yuǎn)；②改變鋼球的質(zhì)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(zhì)量越大的鋼球?qū)⒛緣KB撞得越遠(yuǎn)。(3)結(jié)論：通過多次實(shí)驗(yàn)表明，質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)的速度越大，它的動(dòng)能越大：運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動(dòng)能________?！敬鸢浮?1)轉(zhuǎn)換法(2)大同一(3)越大【解析】(1)動(dòng)能與距離是兩個(gè)不同性質(zhì)的物理量，物體A動(dòng)能大小用木塊B被撞的遠(yuǎn)近來反映，屬于轉(zhuǎn)換法。(2)鋼球A在斜面上做的是加速運(yùn)動(dòng)，高度h越高，鋼球A到達(dá)水平面時(shí)的速度越大。探究動(dòng)能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)使用不同質(zhì)量的鋼球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，控制不同鋼球到達(dá)水平面時(shí)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(yuǎn)近。（3）動(dòng)能大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度和質(zhì)量有關(guān)，運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動(dòng)能越大。3.（2021天津）興趣小組的同學(xué)認(rèn)為車禍的危害程度與汽車的動(dòng)能大小有關(guān)，于是他們進(jìn)行了如下探究：（提出問題）汽車的動(dòng)能大小跟什么因素有關(guān)？（猜想假設(shè)）由“十次車禍九次快”可猜想：汽車的動(dòng)能可能跟________有關(guān)；由“安全駕駛莫超載”可猜想：汽車的動(dòng)能可能跟________有關(guān)。（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）他們做了如圖所示的三次實(shí)驗(yàn)：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(yuǎn)，說明金屬球到達(dá)水平面時(shí)的動(dòng)能就越________；（分析論證）分析甲、丙兩圖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以初步得到的結(jié)論是：________；（實(shí)踐應(yīng)用）用甲、乙兩圖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所得到的結(jié)論，可以解釋汽車________（選填“超載”或“超速”）行駛時(shí)危險(xiǎn)性大的原因。【答案】速度；質(zhì)量；大；質(zhì)量相同時(shí)，汽車（物體）的速度越大，動(dòng)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(dòng)能可能跟速度有關(guān)。“安全駕駛莫超載”是超載質(zhì)量大容易車禍，所以汽車的動(dòng)能可能跟質(zhì)量有關(guān)。物塊被撞得越遠(yuǎn)，球?qū)ξ飰K做功越多，金屬球到達(dá)水平面時(shí)的動(dòng)能就越大。分析甲、丙兩圖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，質(zhì)量一樣，球位置越高，到水平面速度越大，物塊運(yùn)動(dòng)越遠(yuǎn)，結(jié)論是質(zhì)量相同時(shí)，物體的速度越大，動(dòng)能越大。甲、乙兩圖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，高度一樣，球質(zhì)量大，物塊運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)，說明速度一樣時(shí)，質(zhì)量越大，物體動(dòng)能越大，故可以解釋汽車超載行駛時(shí)危險(xiǎn)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(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的探究實(shí)驗(yàn)：將A、B、C三個(gè)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(dòng)小木塊運(yùn)動(dòng)一段距離后停止，根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)的物理探究方法，回答：（1）在甲、丙兩圖所示的實(shí)驗(yàn)中，A、C兩球剛滾到水平面時(shí)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(shí)，小霞應(yīng)選擇兩圖所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較。（3）后來小霞分別用B球和C球?qū)椥韵嗤膹椈蓧嚎s到相同程度后再放手，如圖丁所示，則兩球離開彈簧時(shí)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(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)，它們的速度相等；（2）超速是指汽車的質(zhì)量一定，速度越大，動(dòng)能越大。選擇質(zhì)量相等到達(dá)水平面速度不同的A、B小球，即采用甲、乙兩圖實(shí)驗(yàn)。（3）用B球和C球?qū)椈蓧嚎s到相同程度，彈簧的彈性勢(shì)能相同，轉(zhuǎn)化成的動(dòng)能相同，兩小球的質(zhì)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(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，讓小球A從斜面上某點(diǎn)滾下，撞擊在水平面上的木塊B，木塊B移動(dòng)一段距離。(1)該實(shí)驗(yàn)中所探究物體的動(dòng)能是指______（選填“小球A”或“木塊B”）的動(dòng)能。(2)實(shí)驗(yàn)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(yuǎn)?？傻媒Y(jié)論：質(zhì)量相同時(shí)，小球的速度越______，動(dòng)能越大。(3)若要研究物體動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)讓不同質(zhì)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(dòng)的距離。【答案】(1)小球A(2)大(3)大(4)同一【解析】(1)[1]該實(shí)驗(yàn)研究的是小球A動(dòng)能的大小與速度和質(zhì)量的關(guān)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(yuǎn)，說明小球做功多，動(dòng)能大，說明了物體的動(dòng)能與物體的速度有關(guān)，由此得出結(jié)論：在質(zhì)量一定時(shí)，小球的速度越大，動(dòng)能就越大。(3)[4]要研究物體動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，根據(jù)控制變量法可知，控制小球到達(dá)水平面的速度相同，讓不同質(zhì)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(dòng)的距離。6.相關(guān)資料表明，大部分重大交通事故是因?yàn)槠嚦d超速造成的。興趣小組決定對(duì)超載超速問題進(jìn)行一次模擬探究，經(jīng)討論后認(rèn)為，可以用小球作為理想模型，代替汽車作為研究對(duì)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(dòng)同一小木塊向前移動(dòng)一段距離s后停下，完成甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)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(shí)，選擇甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)中的進(jìn)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(jìn)行定量研究。得到數(shù)據(jù)如下表：小球質(zhì)量/克高度/厘米木塊滑動(dòng)距離/厘米A10510B20518C30529D101038E101586請(qǐng)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(dòng)的距離；（3）甲、丙；（3）超速20%。【解析】本實(shí)驗(yàn)中研究動(dòng)能大小的決定因素時(shí)運(yùn)用了控制變量法，反映動(dòng)能多少時(shí)運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法。從圖中現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)質(zhì)量、速度的不同是此題的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)中通過控制小球滾下的高度來控制小球滾下的速度；動(dòng)能的大小通過木塊被推動(dòng)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(jié)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(dá)斜面底端時(shí)的速度大小相等；（2）超載是指汽車的速度一定時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能越大，將木塊推動(dòng)得越遠(yuǎn)，說明動(dòng)能越大，故實(shí)驗(yàn)中超載超速帶來的危害程度用木塊被推動(dòng)的距離來表示；（3）超載是指汽車的速度一定時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能越大，將木塊推動(dòng)得越遠(yuǎn)，說明動(dòng)能越大，故需要需要高度相同，質(zhì)量不同的小球，圖中甲丙符合要求；（4）表格中對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知速度對(duì)物體的動(dòng)能影響更大，當(dāng)超速20%發(fā)生交通事故時(shí)，由此造成的危害更嚴(yán)重。7．如圖所示，在探究物體動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)時(shí)，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(shí)驗(yàn)探究的是（木塊/小車/斜面）的動(dòng)能與的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中是通過觀察來比較動(dòng)能大小的。（2）第一次實(shí)驗(yàn)的情景如圖甲所示，在進(jìn)行第二次實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)先將撞出的木塊（3）若操作正確，第二次實(shí)驗(yàn)?zāi)緣K最終的位置如圖乙所示，則此實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：（4）若要驗(yàn)證動(dòng)能大小與另外一個(gè)因素的關(guān)系，需要添加的一個(gè)器材是（選填“砝碼”、“毛巾”或“測(cè)力計(jì)”）。（5）若水平面完全光滑，那么該實(shí)驗(yàn)探究還能否順利進(jìn)行？（選填“能”或“不能”）。此時(shí)的小車將一直做運(yùn)動(dòng)（假設(shè)軌道足夠長）【答案】（1）小車；速度；木塊移動(dòng)的距離；（2）恢復(fù)到原位置；（3）在質(zhì)量相同的情況下，速度越大，動(dòng)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(zhì)量相同，初速度不同，所以可探究動(dòng)能與小車的初速度關(guān)系；實(shí)驗(yàn)中通過小車推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離來反映動(dòng)能的大小；（2）在實(shí)驗(yàn)的過程中，通過木塊滑動(dòng)的距離來判定動(dòng)能的大小，故重新實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)把木塊恢復(fù)到原位置；（3）由圖可知，甲撞擊木塊移動(dòng)的距離遠(yuǎn)，故結(jié)論為：在質(zhì)量相同的情況下，速度越大，動(dòng)能越大。（4）要探究動(dòng)能大小與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，要控制小球的速度相同，改變小球的質(zhì)量，因此要添加一個(gè)器材是不同質(zhì)量的小球即砝碼。（5）如果接觸面絕對(duì)的光滑，沒有摩擦，小車的速度不會(huì)改變，永遠(yuǎn)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)。8.在研究“物體動(dòng)能與質(zhì)量和速度的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，將鋼球從某一高度由靜止釋放，鋼球擺到豎直位置時(shí)，撞擊水平木板上的木塊，將木塊撞出一段距離。(1)本實(shí)驗(yàn)使鋼球獲得動(dòng)能的操作方法是。(2)從上表數(shù)據(jù)可以看出，實(shí)驗(yàn)中控制了相同，從而探究動(dòng)能與的關(guān)系。(3)第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)若不考慮能量損失，鋼球?qū)δ緣K最多可做J的功；第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(shí)驗(yàn)，甲同學(xué)建議換用同樣較長的木板，乙同學(xué)建議換一個(gè)較大的木塊，丙同學(xué)建議降低鋼球下擺的高度，你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采用同學(xué)的建議。(4)由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可得出結(jié)論：。【答案】（1）讓鋼球從高處擺下；（2）速度；質(zhì)量；（3）0.06；甲；（4）速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)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(dòng)能.（2）讓小球從斜面的同一高度處釋放，使小球到達(dá)最底端的速度相同，從而探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)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(dòng)能，大小為：E=Gh=0.2N×0.3m=0.06J.上面的兩次實(shí)驗(yàn)是在速度一定時(shí)，改變物體的質(zhì)量，探究動(dòng)能的大小，動(dòng)能的大小通過木塊移動(dòng)距離的大小表現(xiàn)出來的，因此改變木板的長度，應(yīng)采用甲的建議；（4）有表中的數(shù)據(jù)知：速度一定時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能越大。9．小軒在探究“動(dòng)能與速度的關(guān)系”時(shí)，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(shí)驗(yàn)用______來體現(xiàn)小車動(dòng)能的大??；（2）小軒兩次實(shí)驗(yàn)操作，第一次木塊A被撞得遠(yuǎn)；第二次木塊被撞得近，他得出的結(jié)論是：______；（3）小軒又想探究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”，并進(jìn)行了如下圖所示實(shí)驗(yàn)。①小車在粗糙程度不同的平面上靜止時(shí)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(yùn)動(dòng)的物體不受力時(shí)，將保持_______運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；②在乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)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(guān)系是W1______W2（選填“>”、“<”或“=”）【答案】木塊移動(dòng)的距離同一小車速度越大，動(dòng)能就越大小勻速直線=【解析】（1）實(shí)驗(yàn)中通過觀察木塊被撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離的大小來間接判斷物體動(dòng)能的大小，使用了轉(zhuǎn)換法。（2）在實(shí)驗(yàn)過程中，由于小車具有動(dòng)能，所以小車會(huì)對(duì)木塊做功，木塊移動(dòng)的越遠(yuǎn)，表明小車對(duì)其做功越多，也就說明小車的動(dòng)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(yuǎn)，第二次木塊被撞得近，可知同一小車速度越大，動(dòng)能越大。（3）由圖可知，接觸面越光滑，阻力就越小，小車運(yùn)動(dòng)的距離就越遠(yuǎn)，這說明小車受到的阻力越小，速度減小得越慢；如果運(yùn)動(dòng)的物體不受力時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將不會(huì)改變，則它將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。[5]在上述三次實(shí)驗(yàn)中，小車的動(dòng)能都用來克服摩擦力做功了，由于小車質(zhì)量和速度相同，所以三次實(shí)驗(yàn)的初動(dòng)能相同，克服摩擦力做的功也相同，則W1=W2。10．如圖所示，某實(shí)驗(yàn)小組在“