第十一章功和機(jī)械能實(shí)驗(yàn)題章節(jié)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)講義2022-2023學(xué)年人教版八年級下學(xué)期物理

第十一章功和機(jī)械能實(shí)驗(yàn)題20222023學(xué)年人教版八年級下學(xué)期物理章節(jié)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)講義第一部分：典型例題1、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(jìn)行模擬探究。如圖，將小車從同一斜面上由靜止開始滑下，推動同一木塊向前移動一段距離后停下，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小木塊被撞擊后向前移動的距離來表示的；（2）研究超載帶來的危害程度時，選擇甲、乙、丙三次實(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，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)中水平面絕對光滑，則不能（選填“能”或“不能”）得出正確結(jié)論?！窘馕觥拷猓海?）汽車超載、超速時，與物體撞擊時，會將物體推動得越遠(yuǎn)，說明其動能越大，故實(shí)驗(yàn)中超載超速帶來的危害程度可用小木塊被推動的距離來表示；（2）超載是指汽車的速度一定時，質(zhì)量越大，與物體撞擊時，將物體推動得越遠(yuǎn)，說明動能越大，故模擬實(shí)驗(yàn)時，需要控制最初釋放時的高度相同（即達(dá)到水平面的速度相同），質(zhì)量不同的小球，圖中甲、丙符合要求；（3）超載是指汽車的質(zhì)量一定時，速度越大，與物體撞擊時，將物體推動得越遠(yuǎn)，說明動能越大，故模擬實(shí)驗(yàn)時，需要控制小球的質(zhì)量相同，最初釋放時的高度不相同（即達(dá)到水平面的速度相同），圖中甲、乙符合要求；（4）若水平面絕對光滑，小球在水平面上不受阻力，小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動，不能達(dá)到探究目的。

2、小明探究“重力勢能與重物質(zhì)量和下落高度的關(guān)系”，如圖所示，重物質(zhì)量m＜M。實(shí)驗(yàn)步驟具體操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（1）讓重物自由下落到平放在細(xì)沙表面的小桌上，通過觀察桌腿下陷的深度判斷重物（小桌/重物）的重力勢能大小。（2）由實(shí)驗(yàn)步驟A和B，可判斷重力勢能的大小和重物下落高度的關(guān)系。（3）小明認(rèn)為由實(shí)驗(yàn)步驟B和C，可判斷重力勢能的大小和重物質(zhì)量的關(guān)系，該觀點(diǎn)錯誤（正確/錯誤），理由是重物的質(zhì)量、高度兩個都是變量，無法比較。【解析】解：（1）在實(shí)驗(yàn)探究過程中，通過觀察桌腿下陷的深度來比較重物的重力勢能的大?。唬?）研究重力勢能大小和高度的關(guān)系時，保證質(zhì)量不變，改變小球的高度。由圖知：步驟A、B可判斷重力勢能的大小和重物下落高度的關(guān)系；（3）小明認(rèn)為由實(shí)驗(yàn)步驟B和C，可判斷重力勢能的大小和重物質(zhì)量的關(guān)系，該觀點(diǎn)是錯誤的，因?yàn)锽、C步驟中重物的質(zhì)量、高度兩個都是變量，無法比較?！敬鸢浮浚?）重物；（2）A；B；（3）錯誤；重物的質(zhì)量、高度兩個都是變量，無法比較。第二部分：考點(diǎn)解讀探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)【設(shè)計與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】1.主要實(shí)驗(yàn)器材：質(zhì)量不同的鋼球、木塊、斜面等；2.實(shí)驗(yàn)步驟：探究1：動能大小與速度的關(guān)系（1）控制不變的量時鋼球的質(zhì)量m；（2）改變的量時鋼球的速度，即改變鋼球在滑槽上的釋放位置的高度h；（3）觀察的量時木塊被撞出的距離s。次數(shù)質(zhì)量m/kg高度h/cm推動木塊的距離s/cm10.11020.11530.120探究2：動能大小與質(zhì)量的關(guān)系（1）控制不變的量時鋼球的速度，即固定鋼球在滑槽上的釋放位置的高度h；（2）改變的量鋼球的質(zhì)量m；（3）觀察的量時木塊被撞出的距離s。次數(shù)質(zhì)量m/kg高度h/cm推動木塊的距離s/cm10.11020.21030.310【分析和論證】探究1中：當(dāng)鋼球質(zhì)量相同時，鋼球達(dá)到斜面底端速度越大，木塊被撞擊滑行的距離越遠(yuǎn)，說明鋼球的動能與速度有關(guān)，速度越大，動能越大。探究2中：當(dāng)鋼球達(dá)到斜面底端速度相同時，鋼球質(zhì)量越大，木塊被撞擊滑行的距離越遠(yuǎn)，說明鋼球的動能與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，動能越大?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】物體動能大小與物體的質(zhì)量和運(yùn)動速度有關(guān)：①質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動速度越大，它的動能越大；②運(yùn)動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能越大。【實(shí)驗(yàn)方法】（1）轉(zhuǎn)換法：通過小球推動木塊運(yùn)動的距離來反映小球動能大小，推動木塊運(yùn)動距離越遠(yuǎn)，小球的動能越大；（2）控制變量法：①探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系（控制小球速度不變，將質(zhì)量不同的兩小球，從同一高度由靜止釋放，小球質(zhì)量越大，撞擊后木塊運(yùn)動的距離越大，小球動能越大）。②探究動能大小與速度的關(guān)系（控制小球質(zhì)量不變，將質(zhì)量相同的兩小球，從不同高度由靜止釋放，小球速度越大，撞擊木塊后運(yùn)動的距離越大，小球動能越大）。【交流與討論】（1）使鋼球獲得動能的方法：將鋼球由斜面某一高度靜止釋放（重力勢能轉(zhuǎn)化為動能）。（2）將質(zhì)量不同的鋼球放在斜面上同一高度處靜止釋放的目的：控制鋼球達(dá)到斜面底端時具有相同的初速度（鋼球的速度與質(zhì)量無關(guān)）。（3）將質(zhì)量相同的鋼球由斜面上不同位置靜止釋放的目的：改變鋼球達(dá)到斜面底端時的初速度。（4）實(shí)驗(yàn)推理：當(dāng)水平面絕對光滑時，木塊將一直做勻速直線運(yùn)動。（5）水平面絕對光滑時對實(shí)驗(yàn)的影響：鋼球撞擊木塊后木塊移動的距離無法確定，鋼球動能的大小無法比較。（6）鋼球在水平面上不能立即停下的原因：鋼球具有慣性。（7）木塊最終停止的原因：受到摩擦力的作用（力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因）。（8）實(shí)驗(yàn)中能量的轉(zhuǎn)化。①小球從斜面上由靜止下落，下滑過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能；木塊在水平面上運(yùn)動時動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。②鋼球在運(yùn)動過程中機(jī)械能不守恒，機(jī)械能減少量最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（9）實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：①木塊被撞后滑出木板的解決辦法：換質(zhì)量更大的木塊，換質(zhì)量更小的鋼球，換更長的木板。②木塊質(zhì)量較大，確保實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象較明顯：增大鋼球滾下的高度。③不用木塊的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：在桌上鋪一條毛巾，鋼球在毛巾上表面滾動的距離來反映動能的大小。（10）實(shí)驗(yàn)結(jié)論的應(yīng)用：生活中超載、超速問題（超速：速度大，超載：質(zhì)量大，則動能大，危險性大）。第三部分：自主練習(xí)1、小明在“探究物體的重力勢能與哪些因素有關(guān)”時，選用下列實(shí)驗(yàn)器材：一塊厚泡沫，三個相同的鐵釘，三個鋁塊A、B和C（質(zhì)量為mA＝mB＜mC），他做了如下實(shí)驗(yàn)：將鐵釘插入泡沫的相同深度，分別將三個鋁塊由空中靜止釋放撞擊鐵釘，鐵釘進(jìn)入泡沫如圖所示。（1）在這個實(shí)驗(yàn)中，可以通過觀察來比較鋁塊重力勢能的大小。（2）甲、乙實(shí)驗(yàn)說明；比較實(shí)驗(yàn)的情況，說明鋁塊位置相同時，質(zhì)量越大，鋁塊的重力勢能越大。（3）分析上述實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是：，它的重力勢能越大。2、小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，他用質(zhì)量不同的兩個鋼球m和M（M的質(zhì)量大于m），分別從不同的高度h和H（H＞h）靜止開始滾下，觀察木塊B被撞擊后移動的距離，實(shí)驗(yàn)過程如圖所示。（1）小明通過觀察木塊B移動的距離長短，來判斷小球動能的大小，這種研究方法是（控制變量法/轉(zhuǎn)換法）。若水平面絕對光滑，本實(shí)驗(yàn)將（能/不能）達(dá)到探究目的。（2）由甲、乙兩圖可得實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體的動能大小與有關(guān)。（3）小華根據(jù)甲、丙兩圖得出結(jié)論：物體的動能大小與質(zhì)量有關(guān)，她的看法是（正確/錯誤）的，理由是。（4）小王同學(xué)用如圖丁所示的方法探究動能的大小與速度的關(guān)系，他將相同質(zhì)量的小球從不同高度（h2＞h1）由靜止開始釋放，通過觀察木塊在鐵板和毛巾上滑行的距離來判斷小球動能的大小，這種方法是（正確/錯誤）的，理由是。3、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)計了如圖所示的探究實(shí)驗(yàn)：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(yùn)動一段距離后停止；（1）該實(shí)驗(yàn)中所探究物體的動能是指______（選填“小球”或“小木塊”）的動能；（2）在甲、丙兩圖所示的實(shí)驗(yàn)中，A、C兩球剛滾到水平面時的速度______（選填“相等”或“不相等”）；（3）用來研究超速帶來的安全隱患時，小霞應(yīng)選擇______兩圖所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較；（4）實(shí)驗(yàn)裝置中，如果水平面光滑，能否完成本實(shí)驗(yàn)的探究內(nèi)容？______；理由是______；（5）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，則兩球離開彈簧時的速度______（選填“相等”或“不相等”）。4、如圖所示是“探究物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）該實(shí)驗(yàn)利用了轉(zhuǎn)換法，通過觀察________來判斷________的動能的大?。唬?）讓同一小球從斜面的不同高度由靜止?jié)L下，推動木塊做功，目的是為了探究動能的大小與________的關(guān)系；（3）換用質(zhì)量不同的小球，使它們從斜面的________（選填“相同”或“不同”）高度由靜止?jié)L下，推動木塊做功，目的是為了探究動能的大小與________的關(guān)系．若水平面絕對光滑，本實(shí)驗(yàn)將________（選填“能”或“不能”）達(dá)到探究目的。5、在“探究影響動能大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，如圖甲、乙、丙所示，讓質(zhì)量為m、2m的兩個鋼球分別從斜面上由靜止?jié)L下，鋼球撞擊放在水平木板上的木塊，使木塊滑動，虛線位置為木塊滑動一段距離后停止的位置；（1）該實(shí)驗(yàn)所探究物體的動能是指______（選填“木塊”、“鋼球”或“斜面”）的動能；（2）實(shí)驗(yàn)時，讓不同質(zhì)量的兩個鋼球從同一高度滾下的目的是使兩球到達(dá)水平面時，具有相同的______；（3）比較______兩圖進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，可以探究鋼球動能大小與速度的關(guān)系；（4）比較甲、丙兩圖進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，可以得出的結(jié)論是______；（5）本實(shí)驗(yàn)采用的研究方法是控制變量法和______。6、在研究“物體動能與質(zhì)量和速度的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，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。實(shí)驗(yàn)次數(shù)鋼球質(zhì)量m/g鋼球下擺高度h/cm木塊滑行距離s/cm動