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22. 为了探究物体的动能与哪些因素有关，同学们设计了如图 10-26 所示的实验装置来进行实验，实验器材有斜面、小球、木块。
(1)通过观察比较来比较小球的动能。
(2)图(a)和图(b)中，质量相同的小球沿同一斜面分别从不同位置 A、B 由静止开始释放，撞击放在水平面上的同一木块。这是为了探究小球动能大小与的关系。
(3)图(b)和图(c)中，质量不同的小球沿同一斜面从位置 B 由静止自由释放，分别撞击放在水平面上的同一木块。由此可得结论：。
(4)实验后，同学们联想到在交通事故中，导致事故的因素有汽车超载与超速。那么，在影响物体动能的因素中，哪个对动能的影响更大呢？于是他们利用上述器材进行了实验测定，得到的数据见表 10-3。
表 10-3
① 为了探究汽车超载隐患时，应选择实验(选填两个序号)进行比较；
② 分析表中数据可知：对物体的动能影响更大，即当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。
(1)通过观察比较来比较小球的动能。
(2)图(a)和图(b)中，质量相同的小球沿同一斜面分别从不同位置 A、B 由静止开始释放，撞击放在水平面上的同一木块。这是为了探究小球动能大小与的关系。
(3)图(b)和图(c)中，质量不同的小球沿同一斜面从位置 B 由静止自由释放，分别撞击放在水平面上的同一木块。由此可得结论：。
(4)实验后，同学们联想到在交通事故中，导致事故的因素有汽车超载与超速。那么，在影响物体动能的因素中，哪个对动能的影响更大呢？于是他们利用上述器材进行了实验测定，得到的数据见表 10-3。
表 10-3
① 为了探究汽车超载隐患时，应选择实验(选填两个序号)进行比较；
② 分析表中数据可知：对物体的动能影响更大，即当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。
答案
小球推动木块在水平面上移动的距离
速度
速度相同时，质量越大，动能越大
1、3
速度
速度
速度相同时，质量越大，动能越大
1、3
速度
解析
【解析】
(1) 实验采用转换法，将小球动能的大小转换为木块的运动距离，通过观察比较木块在水平面上移动的距离来比较小球的动能。
(2) 图(a)和图(b)中，小球质量相同，从不同高度释放后到达水平面的速度不同，这是控制质量不变、改变速度，以此探究小球动能大小与速度的关系。
(3) 图(b)和图(c)中，小球从同一高度释放，到达水平面时速度相同，质量不同，质量大的小球推动木块移动的距离更远，由此可得结论：速度相同时，物体的质量越大，动能越大。
(4) ① 探究汽车超载隐患，需控制速度相同、改变质量，因此应选择实验1、3进行比较；
② 分析表中数据：质量相同时，速度变为原来的2倍，动能变为原来的4倍；速度相同时，质量变为原来的2倍，动能变为原来的2倍，可知速度对物体的动能影响更大。
【答案】
(1) 木块在水平面上移动的距离
(2) 速度
(3) 速度相同时，物体的质量越大，动能越大
(4) ① 1、3；② 速度
【知识点】
动能的影响因素、控制变量法、转换法
【点评】
本题是探究物体动能影响因素的经典实验题，运用控制变量法和转换法分析实验过程，同时结合交通事故隐患将物理知识与实际生活联系，考查了学生分析实验、归纳结论及解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.7
(1) 实验采用转换法，将小球动能的大小转换为木块的运动距离，通过观察比较木块在水平面上移动的距离来比较小球的动能。
(2) 图(a)和图(b)中，小球质量相同，从不同高度释放后到达水平面的速度不同，这是控制质量不变、改变速度，以此探究小球动能大小与速度的关系。
(3) 图(b)和图(c)中，小球从同一高度释放，到达水平面时速度相同，质量不同，质量大的小球推动木块移动的距离更远，由此可得结论：速度相同时，物体的质量越大，动能越大。
(4) ① 探究汽车超载隐患，需控制速度相同、改变质量，因此应选择实验1、3进行比较；
② 分析表中数据：质量相同时，速度变为原来的2倍，动能变为原来的4倍；速度相同时，质量变为原来的2倍，动能变为原来的2倍，可知速度对物体的动能影响更大。
【答案】
(1) 木块在水平面上移动的距离
(2) 速度
(3) 速度相同时，物体的质量越大，动能越大
(4) ① 1、3；② 速度
【知识点】
动能的影响因素、控制变量法、转换法
【点评】
本题是探究物体动能影响因素的经典实验题，运用控制变量法和转换法分析实验过程，同时结合交通事故隐患将物理知识与实际生活联系，考查了学生分析实验、归纳结论及解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.7
五、计算题
23. 近年来，人们越来越重视旅游的私密性和安全性，房车旅游逐渐成为潮流。若某款房车的总质量为 $ 3× 10^{3}\ \mathrm{kg} $，在一段平直公路上匀速行驶了 56 km，受到的阻力为车重的 $ \frac{1}{10} $，求：
（1）该房车牵引力做的功。
（2）若该房车的总功率为 100 kW，该房车以 72 km/h 的速度匀速行驶，求此时该房车的牵引力。
23. 近年来，人们越来越重视旅游的私密性和安全性，房车旅游逐渐成为潮流。若某款房车的总质量为 $ 3× 10^{3}\ \mathrm{kg} $，在一段平直公路上匀速行驶了 56 km，受到的阻力为车重的 $ \frac{1}{10} $，求：
（1）该房车牵引力做的功。
（2）若该房车的总功率为 100 kW，该房车以 72 km/h 的速度匀速行驶，求此时该房车的牵引力。
答案
(1) 解： 房车的重力$G=mg=3×10^3\ \mathrm {kg}×10\ \mathrm {N/kg}=3×10^4\ \mathrm {N} $由于房车匀速行驶，牵引力与阻力平衡，牵引力$F=f=\frac 1{10}G=\frac 1{10}×3×10^4\ \mathrm {N}=3×10^3\ \mathrm {N} $牵引力做的功$W=Fs=3×10^3\ \mathrm {N}×56×10^3\ \mathrm {m}=1.68×10^8\ \mathrm {J}$
(2) 解：$ v=72\ \mathrm {km/h}=20\ \mathrm {m/s} $由P=Fv 可得，此时房车的牵引力$F'=\frac Pv=\frac {100×10^3\ \mathrm {W}}{20\ \mathrm {m/s}}=5000\ \mathrm {N}$
(2) 解：$ v=72\ \mathrm {km/h}=20\ \mathrm {m/s} $由P=Fv 可得，此时房车的牵引力$F'=\frac Pv=\frac {100×10^3\ \mathrm {W}}{20\ \mathrm {m/s}}=5000\ \mathrm {N}$
解析
【解析】
（1）首先计算房车的重力：
$G=mg=3×10^3\ \mathrm {kg}×10\ \mathrm {N/kg}=3×10^4\ \mathrm {N}$
由于房车匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，所以牵引力：
$F=f=\frac{1}{10}G=\frac{1}{10}×3×10^4\ \mathrm {N}=3×10^3\ \mathrm {N}$
则牵引力做的功：
$W=Fs=3×10^3\ \mathrm {N}×56×10^3\ \mathrm {m}=1.68×10^8\ \mathrm {J}$
（2）先将速度单位换算：
$v=72\ \mathrm {km/h}=20\ \mathrm {m/s}$
由功率公式$P=Fv$变形可得，此时房车的牵引力：
$F'=\frac{P}{v}=\frac{100×10^3\ \mathrm {W}}{20\ \mathrm {m/s}}=5000\ \mathrm {N}$
【答案】
（1）$1.68×10^8\ \mathrm{J}$；（2）$5000\ \mathrm{N}$
【知识点】
二力平衡的应用、功的计算、功率的计算
【点评】
本题结合房车旅游的实际场景，考查重力、功和功率的相关计算，需熟练掌握二力平衡条件以及功、功率公式的灵活运用，体现了物理知识在生活中的实际应用。
【难度系数】
0.7
（1）首先计算房车的重力：
$G=mg=3×10^3\ \mathrm {kg}×10\ \mathrm {N/kg}=3×10^4\ \mathrm {N}$
由于房车匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，所以牵引力：
$F=f=\frac{1}{10}G=\frac{1}{10}×3×10^4\ \mathrm {N}=3×10^3\ \mathrm {N}$
则牵引力做的功：
$W=Fs=3×10^3\ \mathrm {N}×56×10^3\ \mathrm {m}=1.68×10^8\ \mathrm {J}$
（2）先将速度单位换算：
$v=72\ \mathrm {km/h}=20\ \mathrm {m/s}$
由功率公式$P=Fv$变形可得，此时房车的牵引力：
$F'=\frac{P}{v}=\frac{100×10^3\ \mathrm {W}}{20\ \mathrm {m/s}}=5000\ \mathrm {N}$
【答案】
（1）$1.68×10^8\ \mathrm{J}$；（2）$5000\ \mathrm{N}$
【知识点】
二力平衡的应用、功的计算、功率的计算
【点评】
本题结合房车旅游的实际场景，考查重力、功和功率的相关计算，需熟练掌握二力平衡条件以及功、功率公式的灵活运用，体现了物理知识在生活中的实际应用。
【难度系数】
0.7
