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1 [2025 沭阳模拟]某学习小组在进行“探究物体的动能大小与哪些因素有关”实验时，所用的器材有不同质量的小钢球、木块和表面平整的长木板(带凹槽的斜面)等。实验装置如图所示，其中 $ m_A = m_B ＜ m_C $，$ h_A = h_C ＞ h_B $。
(1) 实验中，通过观察
(2) 甲、丙两次实验，让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时具有相同的
(3) 对比甲、乙两次实验，可以探究物体动能大小与
(4) 在乙、丙两次实验中，若木块滑行过程中，木块克服摩擦所做的功分别为 $ W_1 $ 和 $ W_2 $，则 $ W_1 $
(5) 如果在探究动能与质量的关系时，发现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，最方便的解决办法是
(1) 实验中，通过观察
木块被小球推动的距离
，来反映物体的动能大小。(2) 甲、丙两次实验，让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时具有相同的
速度
。(3) 对比甲、乙两次实验，可以探究物体动能大小与
速度
的关系。(4) 在乙、丙两次实验中，若木块滑行过程中，木块克服摩擦所做的功分别为 $ W_1 $ 和 $ W_2 $，则 $ W_1 $
＜
(＞/=/＜)$ W_2 $。(5) 如果在探究动能与质量的关系时，发现木块运动到了长木板的末端之外。在不更换实验器材的条件下，最方便的解决办法是
适当降低释放小钢球的高度
。答案
1.(1) 木块被小球推动的距离 (2) 速度 (3) 速度 (4) ＜ (5) 适当降低释放小钢球的高度
解析
【分析】
本题围绕“探究物体的动能大小与哪些因素有关”实验展开，需结合转换法、控制变量法分析各问题：
(1) 实验通过转换法，将小球动能的大小转化为木块被推动的距离，距离越远说明小球动能越大；
(2) 同一高度释放小球，是为了让小球到达水平面时的速度相同，控制速度这一变量；
(3) 甲、乙两次实验中，小球质量相同，释放高度不同（到达水平面速度不同），因此探究动能与速度的关系；
(4) 乙、丙中木块相同，摩擦力相同，克服摩擦做功与滑行距离成正比，结合图示距离可比较做功大小；
(5) 木块滑到末端说明小球动能过大，在不换器材时，降低释放高度可减小小球到达水平面的速度，从而减小动能，缩短木块滑行距离。
【解析】
(1) 实验中，小球动能越大，对木块做功越多，木块被推动的距离越远，因此通过观察木块被小球推动的距离来反映小球动能大小；
(2) 小球从斜面同一高度滚下时，重力势能转化为动能，到达水平面时的速度相同，因此甲、丙实验的目的是使两球到达水平面时具有相同的速度；
(3) 甲、乙两次实验，小球质量$m_A=m_B$相同，释放高度$h_A＞h_B$，即到达水平面的速度$v_A＞v_B$，控制质量不变，改变速度，因此探究物体动能大小与速度的关系；
(4) 木块滑行时，克服摩擦做功$W=fs$（$f$为摩擦力，$s$为滑行距离），乙、丙中木块相同，$f$相同，由图知$s_C＞s_B$，因此$W_1=fs_B$，$W_2=fs_C$，故$W_1＜W_2$；
(5) 木块运动到长木板末端，说明小球动能过大，在不更换器材的条件下，适当降低释放小钢球的高度，可减小小球到达水平面的速度，从而减小动能，使木块滑行距离减小，解决该问题。
【答案】
(1) 木块被小球推动的距离 (2) 速度 (3) 速度 (4) ＜ (5) 适当降低释放小钢球的高度
【知识点】
探究动能的影响因素、转换法、控制变量法
【点评】
本题是初中物理探究动能影响因素的经典实验题，重点考查转换法和控制变量法的应用，需明确实验中变量的控制与改变，理解做功与距离的关系，属于中等难度的实验题。
【难度系数】
0.3
本题围绕“探究物体的动能大小与哪些因素有关”实验展开，需结合转换法、控制变量法分析各问题：
(1) 实验通过转换法，将小球动能的大小转化为木块被推动的距离，距离越远说明小球动能越大；
(2) 同一高度释放小球，是为了让小球到达水平面时的速度相同，控制速度这一变量；
(3) 甲、乙两次实验中，小球质量相同，释放高度不同（到达水平面速度不同），因此探究动能与速度的关系；
(4) 乙、丙中木块相同，摩擦力相同，克服摩擦做功与滑行距离成正比，结合图示距离可比较做功大小；
(5) 木块滑到末端说明小球动能过大，在不换器材时，降低释放高度可减小小球到达水平面的速度，从而减小动能，缩短木块滑行距离。
【解析】
(1) 实验中，小球动能越大，对木块做功越多，木块被推动的距离越远，因此通过观察木块被小球推动的距离来反映小球动能大小；
(2) 小球从斜面同一高度滚下时，重力势能转化为动能，到达水平面时的速度相同，因此甲、丙实验的目的是使两球到达水平面时具有相同的速度；
(3) 甲、乙两次实验，小球质量$m_A=m_B$相同，释放高度$h_A＞h_B$，即到达水平面的速度$v_A＞v_B$，控制质量不变，改变速度，因此探究物体动能大小与速度的关系；
(4) 木块滑行时，克服摩擦做功$W=fs$（$f$为摩擦力，$s$为滑行距离），乙、丙中木块相同，$f$相同，由图知$s_C＞s_B$，因此$W_1=fs_B$，$W_2=fs_C$，故$W_1＜W_2$；
(5) 木块运动到长木板末端，说明小球动能过大，在不更换器材的条件下，适当降低释放小钢球的高度，可减小小球到达水平面的速度，从而减小动能，使木块滑行距离减小，解决该问题。
【答案】
(1) 木块被小球推动的距离 (2) 速度 (3) 速度 (4) ＜ (5) 适当降低释放小钢球的高度
【知识点】
探究动能的影响因素、转换法、控制变量法
【点评】
本题是初中物理探究动能影响因素的经典实验题，重点考查转换法和控制变量法的应用，需明确实验中变量的控制与改变，理解做功与距离的关系，属于中等难度的实验题。
【难度系数】
0.3
2 [2024宿迁期中]小明同学在研究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想：
猜想一:重力势能的大小可能与物体的质量有关。
猜想二:重力势能的大小可能与物体所在的高度有关。
猜想三:重力势能的大小可能与物体的体积有关。
他为了验证猜想,准备了如下实验器材:花泥(易产生塑性形变)若干块,体积相同、质量为$m$的小球3个和质量为$2m$、$3m$的小球各一个,体积不同的小球3个。将它们分别从不同位置由静止释放,小球陷入花泥里的深度情况如图所示。请你完成下列内容。
(1) 本实验中,小球的重力势能大小是通过观察
(2) 分析A、B、C球的实验现象,可验证猜想
(3) 为了验证猜想二,他应分析
(4) 为了验证猜想三,小明同学正确操作,G球和H球的质量应分别为
猜想一:重力势能的大小可能与物体的质量有关。
猜想二:重力势能的大小可能与物体所在的高度有关。
猜想三:重力势能的大小可能与物体的体积有关。
他为了验证猜想,准备了如下实验器材:花泥(易产生塑性形变)若干块,体积相同、质量为$m$的小球3个和质量为$2m$、$3m$的小球各一个,体积不同的小球3个。将它们分别从不同位置由静止释放,小球陷入花泥里的深度情况如图所示。请你完成下列内容。
(1) 本实验中,小球的重力势能大小是通过观察
小球陷入花泥的深度
来反映的。(2) 分析A、B、C球的实验现象,可验证猜想
一
是正确的。(3) 为了验证猜想二,他应分析
A、D、E
(填字母)三球的实验现象。(4) 为了验证猜想三,小明同学正确操作,G球和H球的质量应分别为
2m
、2m
;实验后发现小球陷入花泥的深度相同,由此可知物体重力势能的大小与物体的体积无关
(有关/无关)。答案
2.(1) 小球陷入花泥的深度 (2) 一 (3) A、D、E (4) 2m 2m 无关
解析
【分析】
本题探究影响重力势能大小的因素，采用转换法和控制变量法。转换法将不易直接观察的重力势能大小转化为小球陷入花泥的深度，深度越大则重力势能越大；控制变量法用于探究某一因素的影响时，需控制其他因素不变，逐一验证猜想。
【解析】
(1) 实验中，小球重力势能的大小无法直接测量，通过转换法，观察小球陷入花泥的深度来反映，深度越深，重力势能越大，故此处填小球陷入花泥的深度。
(2) A、B、C三球高度相同、体积相同，质量不同，探究重力势能与质量的关系，验证猜想一，实验显示质量越大，小球陷入花泥越深，故猜想一正确。
(3) 验证猜想二（重力势能与高度的关系），需控制质量和体积相同，改变高度，A、D、E三球质量均为m、体积相同，高度不同，符合控制变量要求，故分析A、D、E。
(4) 验证猜想三（重力势能与体积的关系），需控制质量和高度相同，改变体积，F球质量为2m，故G、H球质量应均为2m；实验中小球陷入花泥的深度相同，说明重力势能的大小与物体的体积无关。
【答案】
(1) 小球陷入花泥的深度 (2) 一 (3) A、D、E (4) 2m；2m；无关
【知识点】
重力势能的影响因素、控制变量法、转换法
【点评】
本题是探究重力势能影响因素的基础实验题，重点考查控制变量法和转换法的应用，需明确实验中变量的控制逻辑，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题探究影响重力势能大小的因素，采用转换法和控制变量法。转换法将不易直接观察的重力势能大小转化为小球陷入花泥的深度，深度越大则重力势能越大；控制变量法用于探究某一因素的影响时，需控制其他因素不变，逐一验证猜想。
【解析】
(1) 实验中，小球重力势能的大小无法直接测量，通过转换法，观察小球陷入花泥的深度来反映，深度越深，重力势能越大，故此处填小球陷入花泥的深度。
(2) A、B、C三球高度相同、体积相同，质量不同，探究重力势能与质量的关系，验证猜想一，实验显示质量越大，小球陷入花泥越深，故猜想一正确。
(3) 验证猜想二（重力势能与高度的关系），需控制质量和体积相同，改变高度，A、D、E三球质量均为m、体积相同，高度不同，符合控制变量要求，故分析A、D、E。
(4) 验证猜想三（重力势能与体积的关系），需控制质量和高度相同，改变体积，F球质量为2m，故G、H球质量应均为2m；实验中小球陷入花泥的深度相同，说明重力势能的大小与物体的体积无关。
【答案】
(1) 小球陷入花泥的深度 (2) 一 (3) A、D、E (4) 2m；2m；无关
【知识点】
重力势能的影响因素、控制变量法、转换法
【点评】
本题是探究重力势能影响因素的基础实验题，重点考查控制变量法和转换法的应用，需明确实验中变量的控制逻辑，难度适中。
【难度系数】
0.7
