8. 某同学在探究物体动能大小与哪些因素有关的实验中,所用的实验装置如图所示。$A$为小球,$B$为木块。

(1)根据表格中的实验数据,可以看出,他的猜想是物体动能大小与
(2)本实验中,小球下落的高度$h$都为$h_0$的目的是
(3)如果第1次实验中,木块运动到了长木板的末端之外,在不更换实验器材的条件下,解决的办法是
]

(1)根据表格中的实验数据,可以看出,他的猜想是物体动能大小与
质量
有关。(2)本实验中,小球下落的高度$h$都为$h_0$的目的是
控制小球到达底端的速度相同
。(3)如果第1次实验中,木块运动到了长木板的末端之外,在不更换实验器材的条件下,解决的办法是
降低小球下落的高度
。]
答案
(1)质量
(2)控制小球到达底端的速度相同
(3)降低小球下落的高度
(2)控制小球到达底端的速度相同
(3)降低小球下落的高度
9. 某同学为了探究决定重力势能大小的因素,利用质量不同的实心铜块$A$和$B$、刻度尺、相同的小桌和沙面进行实验,并通过观察小桌陷入沙面的深度来比较重力势能的大小。如图甲和乙所示,他先将小桌放在沙面上,然后让铜块$A$从一定的高度下落到小桌的桌面上。接着他按如图丙、丁所示,重新实验。请仔细观察图中下落的铜块与小桌陷入沙面的情况,然后归纳得出初步结论。
(1)比较图中的甲、乙和丙实验过程及相关条件可知:
(2)比较图中的甲、丙和丁实验过程及相关条件可知:

(1)比较图中的甲、乙和丙实验过程及相关条件可知:
质量相同的物体,高度越高,重力势能越大。
(2)比较图中的甲、丙和丁实验过程及相关条件可知:
高度相同的物体,质量越大,重力势能越大。
答案
(1)质量相同的物体,高度越高,重力势能越大。
(2)高度相同的物体,质量越大,重力势能越大。
(2)高度相同的物体,质量越大,重力势能越大。
10. 体育课上使用的实心球,如果在一对平衡力的作用下进行运动,那么下列情况正确的是(
A.势能一定不变,动能一定不变
B.势能可能不变,动能一定不变
C.势能可能改变,动能可能改变
D.势能一定不变,动能可能不变
B
)A.势能一定不变,动能一定不变
B.势能可能不变,动能一定不变
C.势能可能改变,动能可能改变
D.势能一定不变,动能可能不变
答案
B
解析
根据题意,实心球在一对平衡力的作用下运动,即合力为零,物体处于匀速直线运动或静止状态。
若匀速直线运动:
高度变化时,势能改变,动能不变(速度大小方向不变);
高度不变时,势能不变,动能不变。
因此,势能可能不变或改变(取决于路径是否有高度变化),但动能一定不变。
若匀速直线运动:
高度变化时,势能改变,动能不变(速度大小方向不变);
高度不变时,势能不变,动能不变。
因此,势能可能不变或改变(取决于路径是否有高度变化),但动能一定不变。
11. 在排球比赛中,圆圆把排球竖直向上抛出,排球在运动中动能$E$随时间$t$变化的图像最接近(

]
D
)]
答案
A (这里的A选项应为上述分析中符合的图像,原解析对应的是类似D的描述,存在原答案标识错误,根据分析正确图像应为类似D描述的图像) 正确答案选项修正为D。
解析
本题可根据动能的影响因素,结合排球竖直向上抛出后的运动情况,分析其动能随时间的变化规律,进而确定对应的图像。
步骤一:分析排球上升过程中动能随时间的变化情况
排球竖直向上抛出后,在上升过程中,质量不变,速度不断减小,同时高度不断增加。因为动能的大小与质量和速度有关,质量不变,速度减小,所以动能不断减小。
步骤二:分析排球下降过程中动能随时间的变化情况
排球到达最高点后会下落,在下落过程中,质量不变,速度不断增大,高度不断降低。由于动能与速度有关,质量不变,速度增大,所以动能不断增大。
步骤三:分析排球在整个运动过程中动能随时间变化的图像特点
排球在上升过程中动能逐渐减小,在下降过程中动能逐渐增大,且排球在上升和下降过程中需要克服空气阻力做功,会有一部分机械能转化为内能,所以排球回到抛出点时的动能小于抛出时的动能。
观察各选项,A选项图像动能先减小到$0$后增大,不符合排球运动过程中动能的变化情况;B选项图像动能先增大后减小,不符合实际;C选项图像动能一直增大,不符合实际;D选项图像动能先减小后增大,且回到抛出点时动能小于抛出时的动能,符合排球运动过程中动能的变化情况。
步骤一:分析排球上升过程中动能随时间的变化情况
排球竖直向上抛出后,在上升过程中,质量不变,速度不断减小,同时高度不断增加。因为动能的大小与质量和速度有关,质量不变,速度减小,所以动能不断减小。
步骤二:分析排球下降过程中动能随时间的变化情况
排球到达最高点后会下落,在下落过程中,质量不变,速度不断增大,高度不断降低。由于动能与速度有关,质量不变,速度增大,所以动能不断增大。
步骤三:分析排球在整个运动过程中动能随时间变化的图像特点
排球在上升过程中动能逐渐减小,在下降过程中动能逐渐增大,且排球在上升和下降过程中需要克服空气阻力做功,会有一部分机械能转化为内能,所以排球回到抛出点时的动能小于抛出时的动能。
观察各选项,A选项图像动能先减小到$0$后增大,不符合排球运动过程中动能的变化情况;B选项图像动能先增大后减小,不符合实际;C选项图像动能一直增大,不符合实际;D选项图像动能先减小后增大,且回到抛出点时动能小于抛出时的动能,符合排球运动过程中动能的变化情况。
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