中考物理二輪復習核心素養(yǎng)提升專題10 物理探究實驗（5）-機械和功中的2個探究實驗練習 （含解析）

專題10初中物理探究實驗（5）——機械和功中的二個探究實驗梳理探究實驗一：探究影響動能大小的因素【猜想與假設】物體動能的大小跟哪些因素有關？動能的大小可能與物體的速度、質(zhì)量等因素有關，且速度越大、質(zhì)量越大，物體的動能越大?！驹O計實驗】1.實驗器材：質(zhì)量不同的鋼球、木塊、斜面等。如圖所示，鋼球A從高為h的斜槽上滾下，在水平面上運動，運動的鋼球A碰到木塊B后，能將B撞出一段距離s。在同一水平面上，B被撞得越遠，A對B做的功就越多，A的動能越大。2.實驗方法：①轉(zhuǎn)換法：通過被撞物體運動的距離s來反映動能的大小。。②控制變量法：在探究動能大小可能與物體運動速度、物體質(zhì)量有關時，每次實驗這兩個變量只能變化一個。3.實驗記錄表格次數(shù)質(zhì)量m/kg高度h/cm推動木塊的距離s/cm123【進行實驗與收集證據(jù)】探究1：探究動能大小與速度的關系：控制質(zhì)量不變，改變速度的方法：同一小球從不同高度滾下。讓同一鋼球（質(zhì)量不變）A分別從不同的高度由靜止開始滾下，撞擊木塊B，觀察并測量前后兩次木塊B被撞移動的距離。把數(shù)據(jù)記入表格。次數(shù)次數(shù)質(zhì)量m/kg高度h/cm推動木塊的距離s/cm10.1101520.1153630.12067探究2：探究動能大小與質(zhì)量的關系：控制速度不變，改變質(zhì)量的方法：質(zhì)量不等的小球從同一高度滾下。改變鋼球的質(zhì)量，讓不同的鋼球A、A＇分別從同一高度由靜止開始滾下（控制與木塊碰撞前的速度相等），觀察并測量前后兩次木塊B被撞移動的距離。發(fā)現(xiàn)第一次木塊B被撞移動的距離遠。次數(shù)次數(shù)質(zhì)量m/kg高度h/cm推動木塊的距離s/cm10.1101720.2104430.31065【分析與論證】1.探究1中：當鋼球質(zhì)量相同時，鋼球達到斜面底端速度越大，木塊被撞擊滑行的距離越遠，說明鋼球的動能與速度有關，速度越大，動能越大。2.探究2中：當鋼球達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，說明鋼球的動能與質(zhì)量有關，質(zhì)量越大，動能越大。3.實驗結(jié)論物體動能的大小跟速度、質(zhì)量有關，質(zhì)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(zhì)量越大，它的動能也越大?！窘涣髋c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）。（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：改變鋼球達到斜面底端時的初速度。（4）水平面絕對光滑時對實驗的影響：當水平面絕對光滑時，物體將一直做勻速直線運動。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。（5）實驗中能量的轉(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；木塊在水平面上運動時動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。②鋼球在運動過程中機械能不守恒，機械能減少量最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（6）實驗改進：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，確保實驗現(xiàn)象較明顯：增大鋼球滾下的高度。③不用木塊的實驗改進：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。（7）實驗結(jié)論的應用：生活中超載、超速的危害（超速時速度大，超載時質(zhì)量大，則動能大，危險性大）?！纠}1】如圖所示是“探究物體的動能跟哪些因素有關”的實驗裝置圖.（1）本實驗使鋼球獲得動能的操作方法是。（2）實驗中，是通過觀察來比較鋼球動能大小的。（3）讓同一鋼球分別從同一斜槽的不同高度由靜止開始滾下，是為了探究動能的大小與的關系。（4）讓不同質(zhì)量的鋼球從同一斜槽的同一高度由靜止開始滾下，為了探究動能的大小與的關系。（5）讓同一鋼球從斜槽上的不同高度由靜止開始滾下，記錄的實驗數(shù)據(jù)如表1所示，分析表中數(shù)據(jù)可得，當質(zhì)量相同時，鋼球下落的高度越高，鋼球運動到水平面時的速度越，木塊被撞得越遠，這反映出物體的動能與物體的（選填“質(zhì)量”或“速度”）有關.次數(shù)鋼球下落高度h/cm木塊被撞的距離s/cm11082153232056（6）讓質(zhì)量不同的鋼球從斜槽上的同一高度由靜止開始滾下，記錄的實驗數(shù)據(jù)如表2所示，分析表中數(shù)據(jù)可得，當鋼球從斜槽上滾下的高度相同時，質(zhì)量越的鋼球?qū)⒛緣K撞得越遠，這反映出物體的動能與物體的（選填“質(zhì)量”或“速度”）有關.次數(shù)鋼球的質(zhì)量m/g木塊被撞的距離s/cm11008220016330024（7）若斜槽光滑，鋼球從斜槽頂端由靜止?jié)L到底部的過程中，其機械能（選填“變大”“不變”或“變小”）.（8）在某次實驗過程中，木塊被撞后滑出木板，此時需要重做實驗，甲同學建議換用同樣的較長的木板，乙同學建議換一個較大的木塊，丙同學建議降低鋼球下落的高度.你認為應當采用同學的建議.（9）根據(jù)實驗現(xiàn)象可知，鋼球撞擊木塊后，最終會靜止在長木板上，有同學認為，這是因為鋼球的機械能憑空消失了，你認為該同學的觀點正確嗎?，原因是__________。【答案】（1）讓鋼球從斜面上的某一高度處自由滾下；（2）木塊被撞出的距離的遠近；（3）速度；（4）質(zhì)量；（5）大，速度；（6）大，速度；（7）不變；（8）甲；（9）不正確，機械能不會憑空消失，是轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能?！窘馕觥浚?）本實驗使鋼球獲得動能的操作方法是讓鋼球從斜面上的某一高度處自由滾下。（2）實驗中，是通過觀察木塊被撞出的距離的遠近來比較鋼球動能大小的，推動木塊運動距離越遠，小球做的功越多，動能越大。（3）讓同一鋼球分別從同一斜槽的不同高度由靜止開始滾下，質(zhì)量不變，速度不同，是為了探究動能的大小與速度的關系。（4）讓不同質(zhì)量的鋼球從同一斜槽的同一高度由靜止開始滾下，速度相等，為了探究動能的大小與質(zhì)量的關系。（5）讓同一鋼球從斜槽上的不同高度由靜止開始滾下，分析表1中數(shù)據(jù)，當質(zhì)量相同時，鋼球下落的高度越高，鋼球運動到水平面時的速度越大，木塊被撞得越遠，這反映出物體的動能與物體的速度有關，速度越大，動能越大.（6）讓質(zhì)量不同的鋼球從斜槽上的同一高度由靜止開始滾下，分析表2中數(shù)據(jù)，當鋼球從斜槽上滾下的高度相同時，速度相同，質(zhì)量越大的鋼球?qū)⒛緣K撞得越遠，這反映出物體的動能與物體的質(zhì)量有關，質(zhì)量越大，動能越大.（7）若斜槽光滑，即沒有摩擦阻力，則鋼球從斜槽頂端由靜止?jié)L到底部的過程中，其機械能不變.（8）該實驗探究的是動能與質(zhì)量的關系，根據(jù)控制變量法可知，其他條件都應該相同.動能的大小通過木塊移動的距離體現(xiàn)，實驗中木塊被撞后滑出木板，因此只能增加木板的長度，應采用甲的建議；乙換一個較大的木塊無法比較動能的大小，丙降低鋼球下落的高度，改變了速度，都無法獲得結(jié)論。（9）鋼球撞擊木塊后，因為與木板之間存在摩擦力，所以最終會靜止在長木板上，鋼球的機械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，并沒有憑空消失所以該同學的觀點不正確.探究實驗二：探究杠桿平衡的條件【設計與實驗】1.實驗器材：杠桿、鉤碼若干、鐵架臺、刻度尺。2.實驗步驟：①把杠桿支在支架上，調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平方向平衡；②把三個鉤碼掛在杠桿兩側(cè)（左邊2個，右邊1個），移動鉤碼的位置，使杠桿仍在水平方向平衡（下圖）。把支點左方的鉤碼對杠桿的作用力（等于鉤碼受的重力）當作阻力，把支點右方的鉤碼對杠桿的作用力當作動力，將動力F1，動力臂L1，阻力F2，阻力臂L2的數(shù)值填入表中。③在左方鉤碼下再增加2個鉤碼，位置不變，移動右方鉤碼位置，使杠桿重新在水平方向平衡，將實驗數(shù)據(jù)也填入表中。④在杠桿兩側(cè)掛上個數(shù)相同的鉤碼，移動鉤碼位置，使杠桿在水平位置平衡，將測得的力和力臂記在表中。⑤如下右圖所示，把鉤碼掛在杠桿一側(cè)，用彈簧測力計在同側(cè)豎直向上拉住杠桿，使杠桿在水平位置平衡，把鉤碼拉杠桿的力當作阻力，把彈簧測力計拉力當作動力，將力和力臂的數(shù)據(jù)填入表中。實驗記錄實驗次數(shù)動力/N動力臂/cm動力×動力臂/N·cm阻力/N阻力臂/cm阻力×阻力臂/N·cm11824228116321238【分析和論證】由表格可知：動力與動力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積?！緦嶒灲Y(jié)論】杠桿平衡條件：杠桿平衡時，動力×動力臂=阻力×阻力臂，用公式表示為SKIPIF1<0【交流與評估】（1）實驗前調(diào)整杠桿在水平位置平衡（第一次）：①平衡螺母調(diào)節(jié)原則：左偏右調(diào)，右偏左調(diào)；②在水平位置平衡的目的：方便測量力臂；③讓杠桿的重心在支點上的目的：重力的力臂為0，消除杠桿的重力對實驗的影響。（2）實驗時讓杠桿在水平位置平衡（第二次）的目的：可以直接讀出力臂的大小。（3）實驗多次測量的目的：改變鉤碼的質(zhì)量和鉤碼的位置，使結(jié)論具有普遍性；（4）將一端鉤碼換成彈簧測力計的目的：①好處：能直接讀出拉力的大小，實驗操作更方便；②可以改變拉力的方向：豎直向下拉動（與鉤碼同側(cè)時豎直向上拉動）；彈簧測力計從豎直拉變?yōu)閮A斜拉，拉力力臂變小，測力計示數(shù)變大；（5）杠桿處于平衡狀態(tài)的判斷：靜止或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)。（6）在杠桿支點處用彈簧測力計施加一個垂直杠桿向上的力是否會影響杠桿的平衡：不影響，這個力的力臂為0。（7）彈簧測力計斜拉和豎直拉方案的評估。（8）杠桿平衡條件在生活中的應用。（9）實驗中，為了方便測量力臂，所以力臂和力都是垂直關系，容易誤導得出杠桿的平衡條件是：動力×動力作用點到支點距離=阻力×阻力作用點到支點距離。因此應該改變力的方向進行實驗?！纠}1】下圖是小凈利用刻度均勻的杠桿探究“杠桿平衡條件”的實驗裝置。（1）實驗前沒掛鉤碼，杠桿靜止的位置如圖甲，為使杠桿在水平位置平衡，應將螺母向______（選填“左”或“右”）端調(diào)節(jié)；（2）在杠桿調(diào)整到水平位置平衡后，利用鉤碼和刻度尺測量出杠桿平衡時各個力及其力臂，測得數(shù)據(jù)如下表：由以上實驗數(shù)據(jù)，可得出杠桿的平衡條件是：______；次數(shù)動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm11.0102.0521.550.51532.0151.520（3）進行3次實驗的目的是______（單項選擇，選填正確答案標號）；A．取平均值減小誤差

B．歸納出物理規(guī)律

C．使每組數(shù)據(jù)更準確（4）如圖乙，由杠桿的平衡條件可知杠桿的______（選填“左”或“右”）端會下沉；要使杠桿重新在水平位置平衡，在不改變兩側(cè)鉤碼各自數(shù)量的前提下，僅需把左側(cè)鉤碼______；（5）如圖丙，用同一彈簧測力計兩次掛在杠桿的同一位置用力拉（不超過彈簧測力計的量程），均使杠桿在水平位置平衡，彈簧測力計第二次的示數(shù)比第一次的示數(shù)______（選填“大”或“小”）；（6）如圖丁，有一左粗右細的直木棒，懸掛使其水平平衡，仍利用鉤碼和刻度尺，使用該直木棒______（選填“能”或“不能”）探究杠桿平衡條件；（7）如圖戊，桿秤是我國古老的衡量工具，現(xiàn)今人們?nèi)匀辉谑褂?。根?jù)杠桿平衡條件，桿秤的刻度應是______的（選填“均勻”或“非均勻”）?！敬鸢浮浚?）右；（2）F1l1=F2l2

；（3）B；（4）左，向右移動一格；（5）大；（6）能；（7）均勻.【解析】（1）如圖甲，杠桿左低右高，為使杠桿在水平位置平衡，應將平衡螺母向右端調(diào)節(jié)。（2）分析表格中數(shù)據(jù)可知，每次杠桿平衡時，動力與動力臂的乘積都等于阻力與阻力臂的乘積，所以杠桿平衡的條件是F1l1=F2l2（3）為避免偶然因素，獲得杠桿平衡的普遍性規(guī)律，應改變鉤碼數(shù)量及位置，多次實驗，故B符合題意，AC不符合題意。故選B。（4）如圖乙，設杠桿上每格長度為l，每個鉤碼的重力為G，由杠桿的平衡條件可知，左端力與力臂的乘積為4G×3l，右端力與力臂的乘積為2G×4l，因為4G×3l>2G×4l，因此杠桿的左端會下沉。要使杠桿重新在水平位置平衡，在不改變兩側(cè)鉤碼各自數(shù)量的前提下，僅需把左側(cè)鉤碼向右移動一格，使4G×2l=2G×4l（5）如圖丙，杠桿在水平位置平衡時，根據(jù)力臂的定義可知，第二次拉力的力臂比第一次的小，在阻力和阻力臂一定時，動力臂越小，動力越大，所以彈簧測力計第二次的示數(shù)比第一次的示數(shù)大。（6）木棒懸掛時在水平位置平衡，其重心在支點上，避免了杠桿自重對實驗的影響，在其兩端掛上數(shù)量不同的鉤碼，調(diào)整位置，使杠桿在水平位置平衡，用刻度尺測出力臂，就能探究杠桿平衡的條件。（7）如圖所示，當桿秤在水平位置平衡時，根據(jù)杠桿的平衡條件，有G物?OA=G砣?OB則G物=G砣?OB/OA由于G砣和OA是定值，所以OB與G物成正比，即桿秤的刻度應是均勻的。綜合練習1．在探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，讓質(zhì)量不同的鐵球從斜面的同一高度由靜止釋放，撞擊同一木塊，能將木塊撞出一段距離。如圖甲所示。請回答下列問題：（1）從同一高度由靜止釋放的目的是______，該實驗的目的是研究鐵球的動能大小與______（選填“質(zhì)量”或“速度”）的關系；（2）該實驗是通過觀察______的大小，來說明鐵球?qū)δ緣K做功的多少；（3）本實驗中若水平面絕對光滑則______（填能，或不能）完成實驗，原因是______；（4）有同學將實驗裝置改進成圖乙所示，利用質(zhì)量相同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s不同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，將木塊撞出一段距離進行比較可以研究鐵球的動能大小與______（選填“質(zhì)量”或“速度”）的關系；（5）該同學還想用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s相同程度后由靜止釋放，撞擊同一木塊，探究鐵球的動能大小與質(zhì)量的關系，這個設計方案是______（選填“正確”或“錯誤”）的，原因是______?！敬鸢浮浚?）使小球到達斜面的速度相同，質(zhì)量；（2）木塊移動的距離；（3）不能

，鐵球與木塊將會做勻速直線運動；（4）速度；（5）錯誤，壓縮程度相同，小球的動能相同，對木塊做的功相同，木塊移動的距離相同。【解析】（1）根據(jù)實驗的要求可知，從同一高度由靜止釋放的目的是控制到達水平面速度相同，該實驗的目的是研究鐵球的動能大小與質(zhì)量的關系。（2）實驗中，是通過觀察木塊移動的距離的大小，來說明鐵球?qū)δ緣K做功的多少，從而判斷出鐵球具有的動能的大小，這是轉(zhuǎn)換法的運用。（3）木塊因受到摩擦力，最終靜止；若水平面絕對光滑，根據(jù)牛頓第一定律，鋼球和木塊將永遠一直運動下去，沒有運動距離的遠近之分，就不能達到比較距離來比較動能的目的了。（4）質(zhì)量相同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s不同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，將木塊撞出一段距離進行比較；可以研究鐵球的動能大小與速度的關系。（5）觀察圖乙的裝置可知，若用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s相同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，撞擊的動能由彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化而來，而彈簧的彈性勢能的大小與形變程度有關，故彈簧勢能相同，轉(zhuǎn)化出的動能相同，因此，木塊最終移動的距離相同，這樣是不能完成實驗目的。2．芳芳設計用如圖所示裝置探究“物體的動能大小與哪些因素有關”，其中擺線的長度L相同，小球A、B的質(zhì)量mA<mB，懸線與豎直方向之間的夾角θ1<θ2。（1）小球按圖示位置由靜止釋放，當小球擺動到豎直位置時，恰好與靜止在水平面上的木塊C發(fā)生碰撞，木塊都會在水平面上滑行一定距離后停止，本實驗中通過比較________反映撞擊木塊C前小球動能大小，這種研究方法叫________（選填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”）；（2）圖甲、乙中，同時由靜止釋放A、B兩球，觀察到它們并排擺動且始終相對靜止，同時到達豎直位置，這表明兩小球在擺動過程中任一時刻速度大小與小球的________無關；（3）根據(jù)乙、丙所示的探究過程，芳芳觀察到圖丙中木塊C被撞得更遠，可得出結(jié)論：小球的動能大小與________有關（選填“速度”、“高度”或“質(zhì)量”）；（4）若水平面絕對光滑且足夠長，木塊C被撞擊后，它將做______運動。【答案】（1）木塊被撞擊后在水平面上滑行距離的長短，轉(zhuǎn)換法；（2）質(zhì)量；（3）速度；（4）勻速直線?！窘馕觥浚?）動能的大小是不能直接觀察的，可以通過木塊被小球撞擊后在水平面上滑行距離的長短來反映撞擊木塊前小球動能大小，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法。（2）圖甲、乙中，小球質(zhì)量不同，懸線與豎直方向的夾角相同，同時由靜止釋放A、B兩球，觀察到它們并排擺動且始終相對靜止，同時到達豎直位置，說明它們的速度相同。這表明兩小球在擺動過程中的任一時刻的速度大小與小球的質(zhì)量無關。（3）乙、丙兩圖中，小球質(zhì)量相同，當懸線與豎直方向的夾角越大，小球撞擊木塊時的速度越大，觀察到圖丙中木塊C撞得更遠，說明：物體的動能大小與速度有關。（4）若水平面絕對光滑且足夠長，木塊C被撞擊后，在水平方向上不受任何阻力，根據(jù)牛頓第一定律可知，它將做勻速直線運動。3．暑假，小飛隨爸爸自駕游時發(fā)現(xiàn)如圖甲所示的公路上的限速標志牌，在同樣的道路上，不同的車型限速不同?！咎岢鰡栴}】小飛聯(lián)想到汽車在公路上行駛時禁止“超載”與“超速”，猜想：在影響物體動能大小的因素中，質(zhì)量和速度哪個對動能的影響更大呢？【設計并進行實驗】實驗裝置如圖乙、丙所示：（1）本實驗運用了物理研究方法中的轉(zhuǎn)換法：___________用來表示小球動能的大小；（2）利用上述器材進行實驗，記錄數(shù)據(jù)如表：實驗序號小球的質(zhì)量m/g小球自由下落的高度h/cm小球過落下的速度v/m·s-1木塊被撞后運動的距離s/cm1301014230402163601018【分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論】①對比分析序號1、2可知，物體速度變?yōu)樵瓉淼?倍，物體的動能變?yōu)樵瓉淼腳_____倍；②對比分析序號1、3可知，物體質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍，物體的動能變?yōu)樵瓉淼腳_____倍；③綜合分析實驗數(shù)據(jù)可知，你認為在“質(zhì)量”和“速度”這兩個因素中，對物體動能影響較大的是___________；（3）【拓展應用】在相同的道路上，不同車型的機動車質(zhì)量不同。速度相同時，質(zhì)量大的動能大，制動距離_______，質(zhì)量小的動能小，制動距離________，當制動距離相同時，不同車型________就不同。【答案】（1）將木塊被撞后運動的距離；（2）①4，②2，

③速度

；（3）大，小，限制速度。【解析】（1）通過觀察木塊被撞擊后移動距離的遠近來判斷動能大小，木塊移動的距離越遠，小球的動能越大，此處應用的是轉(zhuǎn)換法。（2）①對比分析序號1、2可知物體速度變?yōu)樵瓉?倍時，小木塊在水平面運動的距離變?yōu)樵瓉淼?倍，即動能為原來的4倍。②對比分析序號1、3可知物體質(zhì)量變?yōu)樵瓉?倍時，小木塊在水瓶面運動的距離變?yōu)樵瓉淼?倍，即動能為原來的2倍。③根據(jù)以上分析可知同樣是提高2倍，“質(zhì)量”提高兩倍，動能變?yōu)樵瓉淼?倍，但是速度提高2倍動能變?yōu)樵瓉淼?倍，故可判斷速度對動能影響的更大。（3）汽車制動距離會受到動能的影響，動能越大制動距離就越大，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析可知動能受到質(zhì)量和速度的影響，故有此可判斷質(zhì)量相同時，速度越大的動能越大，故制動距離越大，反之則越小；不同車型的質(zhì)量一般不同，比如大貨車和小轎車的質(zhì)量很明顯區(qū)別很大，因此為了交通安全，不同車型在道路上的限制行駛速度不同。4．在探究“物體動能與質(zhì)量和速度的關系”實驗中，如圖甲所示，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。實驗次數(shù)鋼球的質(zhì)量m/g鋼球下擺的高度h/cm木塊滑行的距離/cm1202025240204536020（1）本實驗通過比較______來反映鋼球撞擊木塊前的動能大小；（2）從表中數(shù)據(jù)可以看出，實驗中控制了鋼球的______相同，從而探究動能與______的關系；（3）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。若要將第3次實驗數(shù)據(jù)與前兩次比較，你認為應當采用______同學的建議。由上述實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可得出結(jié)論：在速度一定時，物體的質(zhì)量越大，動能越______；（4）小華將實驗裝置改進成圖乙所示，利用質(zhì)量相同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s不同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，將木塊撞出一段距離進行比較，來研究鐵球動能大小與______的關系；（5）小華還想用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s相同程度后由靜止釋放，撞擊同一木塊，探究鐵球的動能大小與質(zhì)量的關系，這個設計方案是______（選填“正確”或“錯誤”）的。【答案】（1）木塊在水平面上移動的距離；（2）速度，質(zhì)量；（3）甲，大；（4）速度；（5）錯誤.【解析】（1）實驗中，鋼球在水平面上推動木塊移動的距離不同，鋼球?qū)δ緣K做功，鋼球的動能越大，木塊移動的距離越遠，故可以比較鋼球撞擊木塊前的動能大小。（2）讓小球從同一高度處釋放，使小球到達最底端的速度相同，從而探究動能與質(zhì)量的關系。（3）上面的兩次實驗是在速度一定時，改變物體的質(zhì)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，故木塊的質(zhì)量需要保持不變，因此改變木板的長度，應采用甲的建議；由表中的數(shù)據(jù)知：速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大。（4）質(zhì)量相同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s不同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，將木塊撞出一段距離進行比較，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能，彈性勢能越大，鐵球的速度越大，故可以研究鐵球的動能大小與速度的關系。（5）觀察圖乙的裝置可知，若用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s相同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，撞擊的動能由彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化而來，而彈簧的彈性勢能的大小與形變程度有關，故彈簧勢能相同，轉(zhuǎn)化出的動能相同，因此，木塊最終移動的距離相同，這樣是不能完成實驗目的。5．在探究“物體動能大小與哪些因素有關”的實驗中，小明讓質(zhì)量不同的小球從同一斜面的同一高度由靜止釋放，撞擊同一木塊，木塊被撞出一段距離，如圖甲所示。（1）將小球從同一高度由靜止釋放的目的是______。該實驗的目的是研究小球的動能大小與______（質(zhì)量/速度）的關系；（2）該實驗是通過觀察______來反映小球的動能大??；（3）小明還想通過上述實驗過程探究物體重力勢能與質(zhì)量的關系，小明的設想______（可行/不可行），理由______；（4）有同學將實驗裝置改進成圖乙所示，用同一小球?qū)⑼粡椈蓧嚎s不同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，將木塊撞出一段距離進行比較，可以研究小球的動能大小與______（質(zhì)量/速度）的關系；拿去木塊，把小車從斜面同一高度由靜止釋放，讓其分別滑上鋪有毛巾和玻璃的木板表面直到靜止，如把兩次在水平面上克服摩擦力做的功分別記為W毛巾、W玻璃，則W毛巾______W玻璃（“>”、“<”、“=”、“不確定”）；（5）該同學還想用質(zhì)量不同的小球?qū)⑼粡椈蓧嚎s相同程度后由靜止釋放，撞擊同一木塊，探究小球的動能大小與質(zhì)量的關系。這個設計方案______（可行/不可行），如果按此方案操作，可以觀察到的現(xiàn)象是______?！敬鸢浮浚?）控制小球到達水平面時速度大小相等，質(zhì)量；（2）木塊移動的距離；（3）可行，小球的動能是由小球的重力勢能轉(zhuǎn)化而來的

；（4）速度，=

；（5）不可行，木塊移動的距離相等?！窘馕觥浚?）將質(zhì)量不同的小球從同一高度由靜止釋放，到達水平面時小球的速度大小相等。根據(jù)控制變量法，該實驗可探究小球的動能與質(zhì)量的關系。（2）根據(jù)轉(zhuǎn)化法，該實驗是通過觀察木塊移動的距離來反映小球的動能大小。（3）小球從高處釋放到水平面時具有一定的速度，在此過程中，小球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。因此上述過程可以探究物體重力勢能與質(zhì)量的關系。（4）用同一小球?qū)⑼粡椈蓧嚎s不同程度后靜止釋放，此時彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能，壓縮程度不同，彈性勢能不同，小球具有的動能不同，小球的速度不同。然撞擊同一木塊，將木塊撞出一段距離進行比較，可以研究小球的動能大小與速度的關系。小車從斜面同一高度由靜止釋放，讓其分別滑上鋪有毛巾和玻璃的木板表面直到靜止，在此過程中，小車的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，在鋪有毛巾和玻璃的木板表面由于阻力的作用而運動一段距離，此過程中克服摩擦力做功，將動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。因兩次滑下時，小車的重力勢能相同，轉(zhuǎn)化的動能相等，最終克服摩擦力做的功也相等，故有W毛巾=W玻璃。（5）觀察圖乙中的裝置可知，若用不同質(zhì)量的小球?qū)⑼粡椈蓧嚎s相同程度后釋放，撞擊同一木塊，撞擊的動能由彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化而來，故彈簧的彈性勢能相同，轉(zhuǎn)化出的動能相同，如何按此方案操作，可以觀察到的現(xiàn)象是木塊最終移動的距離相同，故無法探究小球的動能大小與質(zhì)量的關系。6．“探究動能大小與哪些因素有關”的實驗裝置如圖甲所示。將小車從斜面上高h處由靜止釋放，運動至木板上后與木塊碰撞，通過改變小車釋放時高度h、在小車中增加鉤碼和在木板上鋪墊棉布的方法，得到了圖乙虛線框內(nèi)的四個實驗場景。（1）實驗中，探究的動能是指_____（填序號）A．小球在斜面上時的動能

B．小球撞擊木塊時的動能C．小球撞擊木塊后的動能

D．木塊的動能（2）在實驗中，小車動能越大，發(fā)生碰撞時對木塊所做的功就越_____，木塊被碰撞后在木板上_____；（3）為探究小車動能與質(zhì)量的關系，應選用場景①和_____（選填“②”、“③”或“④”）；（4）若將場景①和②中的木塊均移走，利用這兩個場景可探究_____對物體運動的影響，小車在兩個表面克服摩擦力做功_____（選填“相等”或“不相等”），為提高實驗結(jié)論的準確性，還需再增加一次實驗，為此，在場景①的基礎上，你所作的調(diào)整是_____。【答案】（1）B；（2）多，移動的距離越遠；（3）③；（4）阻力，相等，在木板上鋪設玻璃板（或毛巾）?！窘馕觥浚?）根據(jù)題意可知，實驗中探究的是小球動能，即小球撞擊木塊時的動能的大小，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。（2）在實驗中，小車動能越大，發(fā)生碰撞時對木塊所做的功就越多，木塊被碰撞后在木板上滑行的距離越長，這是利用轉(zhuǎn)換法研究方法來判斷動能的大小的。（3）探究動能的大小與質(zhì)量的關系時，需要控制速度相同，質(zhì)量不同。故需要讓質(zhì)量不同的小車在相同的高度下滑，故分析比較①、③兩次實驗。（4）若將場景①和②中的木塊均移走，完全相同的兩小車到達水平面時初速度相同，水平面的粗糙程度不同，小車的滑行距離不同，據(jù)此場景可以探究摩擦力對物體運動的影響；讓小車從斜面頂端由靜止滑下，根據(jù)決定重力勢能大小的因素，小車的重力勢能相同，下滑到水平面時的動能也相同，在不同的材料表面上運動時，最終停下來后，動能全部轉(zhuǎn)為內(nèi)能，克服摩擦力做了多少功就有多少動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以，在三個表面克服摩擦力做功相同；為提高實驗結(jié)論的準確性，應改變水平面的粗糙程度進行重復實驗，得到普遍性規(guī)律，還需再增加一次實驗，為此，在場景①的基礎上，所作的調(diào)整是：在木板上鋪設玻璃板（或毛巾）。7．在“研究杠桿平衡條件”實驗中，如圖：①實驗前應先調(diào)節(jié)______使杠桿在______位置平衡，實驗過程中使杠桿在此位置平衡，目的是______；②如圖所示，當在A處掛三個鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡應在B處掛______個鉤碼；③拿去B處鉤碼，改在C處用彈簧秤豎直向上拉，杠桿平衡時彈簧秤上的示數(shù)為____N。（每個鉤碼質(zhì)量為100g），如果在某次實驗時彈簧測力計拉歪了，則彈簧測力計的示數(shù)將____（變大、變小、不變）；④在實驗探究中，我們?yōu)槭裁催M行多次實驗？______?！敬鸢浮浚?）平衡螺母，水平，方便測量力臂；

（2）4；（3）6

，變大；（4）為了得出普遍規(guī)律.【解析】①實驗時應調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置平衡，使鉤碼對杠桿拉力的作用線與杠桿垂直。鉤碼懸掛點到支點的距離即拉力的力臂，故可以方便測量力臂。②如圖，由杠桿平衡條件可知，左端在4格處掛3個鉤碼，則右端3格處應掛4個鉤碼。③如圖，彈簧測力計拉力的力臂與鉤碼對杠桿拉力力臂的比值為1：2，故彈簧測力計示數(shù)為鉤碼重的2倍，即F＝2G＝mg＝2×3×0.1kg×10N/kg＝6N如果在某次實驗時彈簧測力計拉歪了，此時動力臂變小，阻力、阻力臂不變，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，彈簧測力計的示數(shù)將變大。④為避免結(jié)論的偶然性，應多次實驗得出普遍規(guī)律。8．小明在“探究杠桿平衡條件”的實驗中：（1）實驗前將裝置放置在水平桌面上，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下傾，可將右端平衡螺母向______邊旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置平衡，目的之一是為了方便測量______；（2）如圖甲所示，在杠桿左邊A處掛4個鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，在杠桿B處掛______個鉤碼（實驗中所用鉤碼相同）；（3）實驗中改變支點兩側(cè)的鉤碼位置和個數(shù)，用同樣的方法一般要做三次，得到三組數(shù)據(jù)進行分析。這樣做的目的是______；（4）小明又用彈簧測力計在C處豎直向上拉，如圖乙所示。當彈簧測力計逐漸向右傾時，使杠桿仍然在水平位置平衡。則彈簧測力計的示數(shù)將逐漸______（選填“變大”、“不變”或“變小”）。【答案】（1）左，力臂；（2）3

；（3）尋找普遍規(guī)律；（4）變大.【解析】（1）放置在水平桌面上的杠桿，其右端下傾，說明右端偏重，應該減小右端平衡螺母的力臂，所以平衡螺母向左端調(diào)節(jié)；使杠桿在水平位置平衡，這樣在掛鉤碼時，產(chǎn)生的拉力方向正好與杠桿垂直，過支點作力的垂線的力臂剛好落在杠桿上，可以直接在杠桿上測量力臂。（2）設每個鉤碼重為G，杠桿上的每小格長度為L。A端的拉力為FA端力臂為LA=3LB端力臂為L根據(jù)杠桿的平衡條件FALA=故在B處掛3個鉤碼。（3）只做一次實驗就總結(jié)實驗結(jié)論是不合理的，一次實驗很具有偶然性，所以要多進行幾次實驗，避免實驗的偶然性，尋找普遍規(guī)律。（4）根據(jù)力臂等于支點到力的作用線的距離，如圖乙所示。當彈簧測力計逐漸向右傾時，力臂逐漸減小，由杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，要使杠桿仍然在水平位置平衡，彈簧測力計的示數(shù)必須逐漸增大。9．初三（14）班同學在探究杠桿平衡條件的實驗中，有如下操作:（1）小明實驗前沒掛鉤碼時，杠桿靜止時的位置如圖甲所示，此時杠桿_________（平衡/不平衡），要使杠桿在水平位置平衡，他應將左端平衡螺母向_______旋一些（選填“左”或“右”）；（2）小美先將杠桿調(diào)節(jié)至水平位置平衡，在左右兩側(cè)掛上鉤碼，如圖乙所示，杠桿的左端會下降，要使杠桿重新在水平位置平衡，如果不改掛鉤碼總個數(shù)和掛點位置，只需將圖乙中___________；（3）小麗同學想用彈簧測力計和鉤碼進行實驗，設計實驗時提出了兩種方案：一種按圖丙進行實驗，一種按圖丁進行實驗。請你對兩種方案的可行性進行分析：你認為可行的方案是_______（選填“丙”、“丁”或“丙丁”），理由是___________?！敬鸢浮浚?）平衡，右；（2）

左側(cè)的兩個鉤碼掛到右側(cè)的兩個鉤碼下面；（3）丙,，彈簧測力計拉力豎直向上，根據(jù)力臂的定義，力臂在杠桿上便于測量.【解析】（1）杠桿靜止不動或勻速轉(zhuǎn)動叫杠桿的平衡。如圖甲所示，此時杠桿處于平衡狀態(tài)。因杠桿左端下沉，說明杠桿的重心在支點的左側(cè)，為使杠桿在水平位置平衡，需要使杠桿重心右移，應將平衡螺母向右調(diào)節(jié)。（2）設杠桿每個格的長度為l，每個鉤碼的重力為G，因5G×4l>2G×3l，故左端下降；要使杠桿重新在水平位置平衡，如果不改變鉤碼總個數(shù)和懸掛點位置，只需要將左側(cè)的兩個鉤碼掛到右側(cè)的兩個鉤碼下面（3G×4l=4G×3l）即可平衡。（3）由圖丙可知，彈簧測力計拉力豎直向上，根據(jù)力臂的定義，從支點到力的作用點的距離即為力臂大小，力臂在杠桿上便于測量，圖丁中動力與杠桿沒有垂直，力臂不方便測量，可行的方案是丙。10．小紅和小明利用如圖所示裝置探究杠桿的平衡條件。（1）若實驗前杠桿如圖甲所示，可將杠桿兩端的平衡螺母向______（填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡；（2）在實驗過程中，調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的目的是______；（3）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小紅在杠桿上的A點處掛4個鉤碼，如圖乙所示，為使在重新平衡，應在B點掛______個鉤碼。當杠桿平衡后，將A點和B點下方所掛的鉤碼同時向支點O靠近一格，杠桿會______（填“左側(cè)下降”、“右側(cè)下降”或“仍水平平衡”）；（4）如圖丙所示，用彈簧測力計在C處豎直向上拉，使杠桿在水平位置平衡，當彈簧測力計在原位置逐漸向右傾斜時，使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將______（填“變大”，“變小”或“不變”）?！敬鸢浮浚?）右；（2）便于測量力臂；（3）6

，左側(cè)下降；（4）變大.【解析】（1）若實驗前杠桿如圖甲所示，左端下沉，右端上翹，可將杠桿兩端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡。（2）在實驗過程中，當杠桿在水平位置平衡時，由于重力的方向豎直向下，根據(jù)力臂的定義可知，此時動力臂和阻力臂都在杠桿上，力臂可以從杠桿標尺刻度直接讀出來，便于測量力臂。（3）設杠桿每個格的長度為L，每個鉤碼的重力為G，根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1=F2l2，可得4G×3l=nG×2l解得n=6，則需掛6個鉤碼。若A、B兩點的鉤碼同時向靠近支點的方向移動一格，則左側(cè)4G×2l=8Gl，右側(cè)6G×l=6Gl，因為8Gl＞6Gl，所以杠桿左側(cè)下降。（4）當彈簧測力計在原位置逐漸向右傾斜時，動力臂變小，阻力和阻力臂大小不變，由杠桿的平衡條件可知，動力變大，即彈簧測力計的示數(shù)將變大。11．如圖所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”。實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個。（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿左端高右端低。此時杠桿______（選填“達到”或“沒達到”）平衡狀態(tài)，接下來應把杠桿兩端的平衡螺母向______（選填“左”或“右”）端調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時，保持水平平衡狀態(tài)。這樣做的好處是：便于測量______；（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，如圖甲，小明在杠桿上A點處掛4個鉤碼，在B點處掛6個鉤碼，杠桿恰好在原位置平衡。若兩邊同時減掉一個鉤碼，杠桿將______轉(zhuǎn)動（選填“順時針”或“逆時針”）；（3）小明按類似方法在杠桿兩側(cè)掛上不同個數(shù)的鉤碼，移動鉤碼使杠桿在水平位置平衡，這樣三次實驗后得出結(jié)論：動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離。下列能幫助他得出正確結(jié)論的操作是______；A．去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計在原位置豎直向下拉B．去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計在原位置斜向下拉C．去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計在原位置豎直向上拉D．增加鉤碼個數(shù)，再多次實驗使結(jié)論更具普遍性（4）某次實驗中已知杠桿水平平衡時的動力臂如圖乙所示，請在圖乙中作出動力F1的示意圖。【答案】（1）達到，左，力臂；（2）順時針；（3）B；（4）見下圖。

【解析】（1）杠桿的平衡狀態(tài)是指杠桿在力的作用下靜止或繞著支點勻速轉(zhuǎn)動，題中已經(jīng)說明杠桿處于靜止狀態(tài)，所以此時已經(jīng)達到平衡狀態(tài)。杠桿左端高右端低，說明右端偏重，應該增加左端平衡螺母的力臂，所以平衡螺母向左端調(diào)節(jié)。使杠桿在水平位置平衡，這樣在掛鉤碼時，產(chǎn)生的拉力方向正好與杠桿垂直，過支點做力的垂線的力臂剛好落在杠桿上，可以直接在杠桿上測量力臂。（2）設每個鉤碼重為G，杠桿上的每小格長度為l。左右兩邊同時減掉一個鉤碼時，A端的拉力FA=3G，A端力臂lA=3l，B端拉力FB=5G，B端力臂lB=2l。則FAlA=3G×3l=9GlFBlB