9.(2024·宿迁期末)如图甲,小华用小球和木块来“探究动能大小与哪些因素有关”.
(1)实验中是通过
A. 小球在斜面上时的动能
B. 小球撞击木块后木块的动能
C. 小球撞击木块时的动能
(2)完成图甲、乙所示的操作是为了探究动能大小与
(3)甲实验中,若先让质量为$m$的小球从斜面$h$高处由静止下滑,测出木块被撞击的距离为$s_1$,接着他立即让同一小球仍从斜面$h$高处由静止下滑,测出木块被撞击的距离为$s_2$,则$s_1$
(4)得出正确的实验结论后,小华又用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,如图丙所示,观察到木块被撞击后移动的情况是
A. 质量大的铁球将木块推动的距离较远
B. 质量不同的铁球将木块推动的距离相同
C. 质量小的铁球将木块推动的距离较远
(5)在探究动能的大小与质量的关系时,小华又提出新的实验方案:在图甲实验器材的基础上,取走木块,让质量不等的小球从斜面同一高度由静止开始下滑,最终小球静止在水平长木板(设木板足够长),测出小球在木板上通过的距离,然后分析数据即可得出结论.你认为这种方案是否可行?
(1)实验中是通过
木块被撞击后移动的距离
来比较动能大小;本实验研究的动能是指C
(填序号).A. 小球在斜面上时的动能
B. 小球撞击木块后木块的动能
C. 小球撞击木块时的动能
(2)完成图甲、乙所示的操作是为了探究动能大小与
速度
的关系.(3)甲实验中,若先让质量为$m$的小球从斜面$h$高处由静止下滑,测出木块被撞击的距离为$s_1$,接着他立即让同一小球仍从斜面$h$高处由静止下滑,测出木块被撞击的距离为$s_2$,则$s_1$
>
(大于/小于/等于)$s_2$.(4)得出正确的实验结论后,小华又用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,如图丙所示,观察到木块被撞击后移动的情况是
B
.(本小题铁球滚动时所受摩擦力忽略不计)A. 质量大的铁球将木块推动的距离较远
B. 质量不同的铁球将木块推动的距离相同
C. 质量小的铁球将木块推动的距离较远
(5)在探究动能的大小与质量的关系时,小华又提出新的实验方案:在图甲实验器材的基础上,取走木块,让质量不等的小球从斜面同一高度由静止开始下滑,最终小球静止在水平长木板(设木板足够长),测出小球在木板上通过的距离,然后分析数据即可得出结论.你认为这种方案是否可行?
不可行
(可行/不可行).答案
9. (1) 木块被撞击后移动的距离 C (2) 速度 (3) > (4) B (5) 不可行
解析
【分析】
本题是探究动能大小影响因素的实验题,需结合转换法、控制变量法分析各问题:
1. 动能大小无法直接观察,实验通过木块被撞击后移动的距离间接反映小球动能大小(转换法);研究的是小球撞击木块瞬间的动能,撞击后小球动能转移给木块,对应选项需明确。
2. 甲、乙两图中,小球质量相同,从不同高度滑下,到达水平面的速度不同,控制质量不变,改变速度,用于探究动能与速度的关系。
3. 第一次实验中,小球撞击木块时,自身动能一部分转移给木块、一部分转化为内能,导致小球剩余动能减少;第二次同一小球从同一高度滑下,撞击木块时的动能小于第一次,因此木块移动距离s₁更大。
4. 丙图中,同一弹簧压缩程度相同,弹性势能相同,释放后转化为铁球的动能,铁球获得的动能与质量无关,撞击木块时木块移动距离相同。
5. 小球在水平木板上运动时,加速度与质量无关,初速度相同,运动距离与质量无关,无法通过运动距离比较动能,方案不可行。
【解析】
(1)实验利用转换法,通过木块被撞击后移动的距离比较小球动能大小;本实验研究的是小球撞击木块时的动能,故选C。
(2)甲、乙中,小球质量相同,从不同斜面高度滑下,到达水平面的速度不同,控制质量不变,改变速度,探究动能与速度的关系。
(3)第一次撞击木块时,小球的动能部分转移给木块、部分转化为内能,导致撞击后小球动能减小;第二次同一小球从同一高度下滑,撞击木块时的动能小于第一次,因此木块被撞击的距离s₁大于s₂。
(4)同一弹簧压缩程度相同,弹性势能相同,释放后弹性势能转化为铁球的动能,铁球获得的动能相同,撞击木块时木块获得的动能相同,移动距离相同,故选B。
(5)小球在水平木板上运动时,加速度a=μg(与质量无关),初速度相同,运动距离s=v²/(2a),与质量无关,不同质量的小球运动距离相同,无法比较动能大小,方案不可行。
【答案】
(1) 木块被撞击后移动的距离;C (2) 速度 (3) > (4) B (5) 不可行
【知识点】
动能的影响因素、转换法、控制变量法
【点评】
本题考查探究动能影响因素的实验,涉及转换法、控制变量法的应用,以及能量转化的分析,需理解实验设计原理,易错点为丙图中弹性势能转化的动能与铁球质量无关,以及水平面上小球运动距离与质量无关的分析。
【难度系数】
0.5
本题是探究动能大小影响因素的实验题,需结合转换法、控制变量法分析各问题:
1. 动能大小无法直接观察,实验通过木块被撞击后移动的距离间接反映小球动能大小(转换法);研究的是小球撞击木块瞬间的动能,撞击后小球动能转移给木块,对应选项需明确。
2. 甲、乙两图中,小球质量相同,从不同高度滑下,到达水平面的速度不同,控制质量不变,改变速度,用于探究动能与速度的关系。
3. 第一次实验中,小球撞击木块时,自身动能一部分转移给木块、一部分转化为内能,导致小球剩余动能减少;第二次同一小球从同一高度滑下,撞击木块时的动能小于第一次,因此木块移动距离s₁更大。
4. 丙图中,同一弹簧压缩程度相同,弹性势能相同,释放后转化为铁球的动能,铁球获得的动能与质量无关,撞击木块时木块移动距离相同。
5. 小球在水平木板上运动时,加速度与质量无关,初速度相同,运动距离与质量无关,无法通过运动距离比较动能,方案不可行。
【解析】
(1)实验利用转换法,通过木块被撞击后移动的距离比较小球动能大小;本实验研究的是小球撞击木块时的动能,故选C。
(2)甲、乙中,小球质量相同,从不同斜面高度滑下,到达水平面的速度不同,控制质量不变,改变速度,探究动能与速度的关系。
(3)第一次撞击木块时,小球的动能部分转移给木块、部分转化为内能,导致撞击后小球动能减小;第二次同一小球从同一高度下滑,撞击木块时的动能小于第一次,因此木块被撞击的距离s₁大于s₂。
(4)同一弹簧压缩程度相同,弹性势能相同,释放后弹性势能转化为铁球的动能,铁球获得的动能相同,撞击木块时木块获得的动能相同,移动距离相同,故选B。
(5)小球在水平木板上运动时,加速度a=μg(与质量无关),初速度相同,运动距离s=v²/(2a),与质量无关,不同质量的小球运动距离相同,无法比较动能大小,方案不可行。
【答案】
(1) 木块被撞击后移动的距离;C (2) 速度 (3) > (4) B (5) 不可行
【知识点】
动能的影响因素、转换法、控制变量法
【点评】
本题考查探究动能影响因素的实验,涉及转换法、控制变量法的应用,以及能量转化的分析,需理解实验设计原理,易错点为丙图中弹性势能转化的动能与铁球质量无关,以及水平面上小球运动距离与质量无关的分析。
【难度系数】
0.5
10. 小红看到运动员拉弓射箭时,弓拉得越弯,箭射得越远.小红猜想:弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关.
(1)为验证其猜想是否正确,她设计了如图所示的实验,将小球置于弹簧的右端,将同一个弹簧每次压缩
(2)假若水平面绝对光滑,本实验将
(3)小红根据实验现象认为:小球推动纸盒一起移动一段距离后都要停下来,所以弹簧、小球和木块所具有的能量最终都彻底消失了,你认为小红的观点是

(1)为验证其猜想是否正确,她设计了如图所示的实验,将小球置于弹簧的右端,将同一个弹簧每次压缩
不同
的长度(弹簧被压缩后未超过其弹性限度),松开后小球弹开钻入同一位置的相同纸盒,并留在其中,分析比较纸盒移动的距离
,从而比较同一弹簧在不同弹性形变时弹性势能的大小.(2)假若水平面绝对光滑,本实验将
不能
(能/不能)达到探究目的.(3)小红根据实验现象认为:小球推动纸盒一起移动一段距离后都要停下来,所以弹簧、小球和木块所具有的能量最终都彻底消失了,你认为小红的观点是
错误
(正确/错误)的.答案
10. (1) 不同 移动的距离 (2) 不能 (3) 错误
解析
【分析】
要探究弹性势能与弹性形变的关系,需运用控制变量法,保持弹簧相同,改变弹性形变程度;实验中利用转换法,通过纸盒移动的距离反映弹性势能大小;结合牛顿第一定律和能量守恒定律分析后续问题。
【解析】
(1)探究弹性势能与弹性形变的关系,需控制弹簧相同,改变弹性形变,因此将同一个弹簧每次压缩不同的长度;实验中通过转换法,将弹性势能的大小转换为纸盒被推动后移动的距离,距离越远,说明弹性势能越大,故需比较纸盒移动的距离。
(2)若水平面绝对光滑,纸盒在水平方向不受摩擦力,根据牛顿第一定律,纸盒会做匀速直线运动,无法通过移动距离的差异来比较弹性势能的大小,因此本实验不能达到探究目的。
(3)根据能量守恒定律,能量不会凭空消失,小球停下来是因为机械能转化为内能等其他形式的能,并非能量彻底消失,所以小红的观点错误。
【答案】
(1) 不同;移动的距离 (2) 不能 (3) 错误
【知识点】
弹性势能、转换法、能量守恒定律
【点评】
本题考查探究弹性势能影响因素的实验,涉及控制变量法、转换法的应用,以及能量守恒的基本规律,属于基础实验题,需理解实验设计的原理和能量转化的本质。
【难度系数】
0.6
要探究弹性势能与弹性形变的关系,需运用控制变量法,保持弹簧相同,改变弹性形变程度;实验中利用转换法,通过纸盒移动的距离反映弹性势能大小;结合牛顿第一定律和能量守恒定律分析后续问题。
【解析】
(1)探究弹性势能与弹性形变的关系,需控制弹簧相同,改变弹性形变,因此将同一个弹簧每次压缩不同的长度;实验中通过转换法,将弹性势能的大小转换为纸盒被推动后移动的距离,距离越远,说明弹性势能越大,故需比较纸盒移动的距离。
(2)若水平面绝对光滑,纸盒在水平方向不受摩擦力,根据牛顿第一定律,纸盒会做匀速直线运动,无法通过移动距离的差异来比较弹性势能的大小,因此本实验不能达到探究目的。
(3)根据能量守恒定律,能量不会凭空消失,小球停下来是因为机械能转化为内能等其他形式的能,并非能量彻底消失,所以小红的观点错误。
【答案】
(1) 不同;移动的距离 (2) 不能 (3) 错误
【知识点】
弹性势能、转换法、能量守恒定律
【点评】
本题考查探究弹性势能影响因素的实验,涉及控制变量法、转换法的应用,以及能量守恒的基本规律,属于基础实验题,需理解实验设计的原理和能量转化的本质。
【难度系数】
0.6
11. 骑自行车上坡前,一般要加紧蹬几下,这是为了 (
A.增大惯性
B.增大动能
C.增大势能
D.增大冲力
B
)A.增大惯性
B.增大动能
C.增大势能
D.增大冲力
答案
11. B
解析
【分析】
要解决这道题,需明确各物理概念的定义及影响因素:惯性仅与物体质量有关,动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,冲力并非物理学规范概念。上坡前加紧蹬几下是为调整自行车的运动状态,结合各概念逐一判断选项即可。
【解析】
1. 选项A:惯性是物体固有属性,只由质量决定,加紧蹬几下未改变自行车质量,因此惯性不变,A错误。
2. 选项B:动能大小与质量和速度有关,加紧蹬几下可增大自行车速度,质量不变,故动能增大,B正确。
3. 选项C:重力势能与质量和高度有关,上坡前高度未增加,因此势能不会增大,C错误。
4. 选项D:冲力不是物理学中规范的力的概念,该说法不科学,D错误。
【答案】
B
【知识点】
动能、惯性、重力势能
【点评】
本题考查机械能相关基础概念的辨析,属于初中物理的基础题型,需准确掌握各物理量的影响因素,难度较低。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,需明确各物理概念的定义及影响因素:惯性仅与物体质量有关,动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,冲力并非物理学规范概念。上坡前加紧蹬几下是为调整自行车的运动状态,结合各概念逐一判断选项即可。
【解析】
1. 选项A:惯性是物体固有属性,只由质量决定,加紧蹬几下未改变自行车质量,因此惯性不变,A错误。
2. 选项B:动能大小与质量和速度有关,加紧蹬几下可增大自行车速度,质量不变,故动能增大,B正确。
3. 选项C:重力势能与质量和高度有关,上坡前高度未增加,因此势能不会增大,C错误。
4. 选项D:冲力不是物理学中规范的力的概念,该说法不科学,D错误。
【答案】
B
【知识点】
动能、惯性、重力势能
【点评】
本题考查机械能相关基础概念的辨析,属于初中物理的基础题型,需准确掌握各物理量的影响因素,难度较低。
【难度系数】
0.7
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