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25.（5分）小倩在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度由静止滚下，在水平面上运动，碰上木块并将木块推动一段距离，已知$ m_{C} ＞ m_{A} = m_{B}, h_{C} = h_{A} ＞ h_{B} $。
(1)实验中探究的动能是指
A. 钢球撞击木块时的动能 B. 钢球撞击木块后的动能 C. 木块被钢球撞击后的动能
(2)比较甲、乙两次实验，可以看出A球的动能更大。因为它推动木块的距离$ s $越远，木块克服
(3)比较甲、丙两次实验，小倩质疑钢球的质量会不会也影响钢球到水平面的初速度，她将甲、丙两装置并排放置，让A、C两钢球在同一高度同时释放，当看到
(4)小倩查阅资料后，得到了如图表格中的数据，分析数据可以初步判断
(1)实验中探究的动能是指
A
。A. 钢球撞击木块时的动能 B. 钢球撞击木块后的动能 C. 木块被钢球撞击后的动能
(2)比较甲、乙两次实验，可以看出A球的动能更大。因为它推动木块的距离$ s $越远，木块克服
摩
力做功越多，钢球具有的能量就越大，实验说明了动能大小与速度
有关。(3)比较甲、丙两次实验，小倩质疑钢球的质量会不会也影响钢球到水平面的初速度，她将甲、丙两装置并排放置，让A、C两钢球在同一高度同时释放，当看到
A、C两钢球同时达到斜面底端
时，说明钢球到水平面的初速度与质量无关。(4)小倩查阅资料后，得到了如图表格中的数据，分析数据可以初步判断
速度
对物体动能的影响更大。答案
25. (1)A (2)摩擦 速度 (3)A、C两钢球同时达到斜面底端 (4)速度
【点拨】本题考查探究影响动能大小因素的实验,涉及转换法(用木块被撞距离反映动能大小)、控制变量法(质量、速度对动能的影响),分析实验设计(质量、速度改变)、验证初速度与质量无关(同高度释放)以及通过数据比较速度、质量对动能的影响程度。
【解析】(1)一个物体能量的多少,可由它对外做功的多少来确定,本实验研究钢球动能的大小是通过钢球撞击木块时对木块做功,通过木块被推移的距离远近来反映做功的多少,所以本实验探究的是钢球在撞击木块时的动能大小,故 A 符合题意,B、C 不符合题意;
(2)木块在水平面上运动时,受到摩擦力的作用,推动距离越远,木块克服摩擦力做功越多,说明钢球动能越大;甲、乙实验中,钢球质量相同,从不同高度滚下,到达水平面速度不同,木块移动距离不同,因此说明动能大小与速度有关;
(3)当看到A、C两钢球同时达到斜面底端时,说明通过相同的路程所用时间相同,即两钢球的速度相同,则可以说明钢球到水平面的速度与质量无关;
(4)通过表中数据可以发现,速度相同时,黄牛的质量增加100 kg,动能增加50 J,变化不大,而质量很小的子弹,速度改变100 m/s时,动能增加856.5 J,所以速度对物体的动能影响更大。
【点拨】本题考查探究影响动能大小因素的实验,涉及转换法(用木块被撞距离反映动能大小)、控制变量法(质量、速度对动能的影响),分析实验设计(质量、速度改变)、验证初速度与质量无关(同高度释放)以及通过数据比较速度、质量对动能的影响程度。
【解析】(1)一个物体能量的多少,可由它对外做功的多少来确定,本实验研究钢球动能的大小是通过钢球撞击木块时对木块做功,通过木块被推移的距离远近来反映做功的多少,所以本实验探究的是钢球在撞击木块时的动能大小,故 A 符合题意,B、C 不符合题意;
(2)木块在水平面上运动时,受到摩擦力的作用,推动距离越远,木块克服摩擦力做功越多,说明钢球动能越大;甲、乙实验中,钢球质量相同,从不同高度滚下,到达水平面速度不同,木块移动距离不同,因此说明动能大小与速度有关;
(3)当看到A、C两钢球同时达到斜面底端时,说明通过相同的路程所用时间相同,即两钢球的速度相同,则可以说明钢球到水平面的速度与质量无关;
(4)通过表中数据可以发现,速度相同时,黄牛的质量增加100 kg,动能增加50 J,变化不大,而质量很小的子弹,速度改变100 m/s时,动能增加856.5 J,所以速度对物体的动能影响更大。
解析
【分析】
本题是探究物体动能影响因素的实验题，需结合转换法、控制变量法分析各问题：第(1)问明确实验研究对象是钢球撞击木块时的动能；第(2)问通过木块移动距离反映做功多少，结合甲、乙实验的变量分析动能与速度的关系；第(3)问利用同一高度释放钢球，通过是否同时到达底端判断初速度与质量的关系；第(4)问对比数据中速度、质量对动能的影响程度得出结论。
【解析】
(1)实验中通过钢球撞击木块时对木块做功的多少来体现动能大小，因此探究的是钢球撞击木块时的动能，故选A；
(2)木块在水平面上运动时受摩擦力，推动距离越远，木块克服摩擦力做功越多，说明钢球动能越大；甲、乙实验中钢球质量相同，从不同高度滚下（到达水平面速度不同），说明动能大小与速度有关；
(3)让A、C两钢球在同一高度同时释放，若看到两球同时到达斜面底端，说明它们到达水平面的初速度相同，即初速度与质量无关；
(4)分析数据可知，质量变化对动能影响小，速度变化对动能影响大，故速度对物体动能的影响更大。
【答案】
(1)A (2)摩擦；速度 (3)A、C两钢球同时达到斜面底端 (4)速度
【知识点】
探究影响动能大小的因素；控制变量法；转换法
【点评】
本题考查探究动能影响因素的实验，核心是运用转换法和控制变量法分析实验，需学生理解实验设计逻辑，结合现象和数据推导结论，是初中力学的重点实验题型。
【难度系数】
0.6
本题是探究物体动能影响因素的实验题，需结合转换法、控制变量法分析各问题：第(1)问明确实验研究对象是钢球撞击木块时的动能；第(2)问通过木块移动距离反映做功多少，结合甲、乙实验的变量分析动能与速度的关系；第(3)问利用同一高度释放钢球，通过是否同时到达底端判断初速度与质量的关系；第(4)问对比数据中速度、质量对动能的影响程度得出结论。
【解析】
(1)实验中通过钢球撞击木块时对木块做功的多少来体现动能大小，因此探究的是钢球撞击木块时的动能，故选A；
(2)木块在水平面上运动时受摩擦力，推动距离越远，木块克服摩擦力做功越多，说明钢球动能越大；甲、乙实验中钢球质量相同，从不同高度滚下（到达水平面速度不同），说明动能大小与速度有关；
(3)让A、C两钢球在同一高度同时释放，若看到两球同时到达斜面底端，说明它们到达水平面的初速度相同，即初速度与质量无关；
(4)分析数据可知，质量变化对动能影响小，速度变化对动能影响大，故速度对物体动能的影响更大。
【答案】
(1)A (2)摩擦；速度 (3)A、C两钢球同时达到斜面底端 (4)速度
【知识点】
探究影响动能大小的因素；控制变量法；转换法
【点评】
本题考查探究动能影响因素的实验，核心是运用转换法和控制变量法分析实验，需学生理解实验设计逻辑，结合现象和数据推导结论，是初中力学的重点实验题型。
【难度系数】
0.6
26. (6分)利用铁架台、杠杆、质量相等的钩码等器材,探究杠杆的平衡条件。
(1)如图甲所示,调节平衡螺母,将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡,其目的是
(2)为探究杠杆的平衡条件,小枫设计了以下两种收集实验数据的方案,其中合理的是方案
(3)如图乙所示,在A处挂3个钩码,则应在B处挂
(4)杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用,是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具,由带有秤盘的秤杆、秤砣、提纽等组成。如图丙所示,若秤杆粗细不均匀,靠秤盘这一端粗壮些,则秤杆上的刻度值是
(1)如图甲所示,调节平衡螺母,将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡,其目的是
便于测量力臂,消除杠杆自重对实验的影响
。(2)为探究杠杆的平衡条件,小枫设计了以下两种收集实验数据的方案,其中合理的是方案
二
。(3)如图乙所示,在A处挂3个钩码,则应在B处挂
2
个钩码,杠杆才能在水平位置保持平衡,得出结论所依据的关系式为:$F_1l_1=F_2l_2$
。(4)杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用,是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具,由带有秤盘的秤杆、秤砣、提纽等组成。如图丙所示,若秤杆粗细不均匀,靠秤盘这一端粗壮些,则秤杆上的刻度值是
均匀
(选填“均匀”或“不均匀”)的。此杆秤有两个提纽,使用它称较重的物体时,常用离秤盘较近
(选填“近”或“远”)的提纽。答案
26. (1)便于测量力臂,消除杠杆自重对实验的影响 (2)二 (3)2 $F_1l_1=F_2l_2$ (4)均匀 近
【点拨】本题考查杠杆平衡条件的实验及应用,涉及实验操作(力臂测量、方案选择)、平衡条件($F_1l_1=F_2l_2$)、杆秤刻度(均匀性分析)及杆秤的使用(提纽调整)。
【解析】(1)实验时,钩码施加的两个力作用在竖直方向,当杠杆水平位置平衡时,杠杆与这两个力互相垂直,力臂与杠杆重合,便于读数,同时可消除杠杆自重对实验的影响;
(2)方案一中,每次实验时,动力和阻力相等,实验结论具有偶然性,方案二改变了动力和阻力的大小,更合理;
(3)假设每个钩码的重力为$G$,杠杆每小格的长度为$l$,$B$处应挂钩码的数量为$n$,根据杠杆的平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$可得,$G_B l_B=G_A l_A$,即$nG×3l=3G×2l$,解得$n=2$,所以应在B处挂2个钩码,才能在水平位置保持平衡;
(4)杆秤在制作的过程中需要确定零刻度线、提纽的位置,以此排除秤杆自身重力对称量结果的影响,故秤杆粗细是否均匀不影响刻度的分布情况,根据杠杆平衡条件可知,物体的质量$m_物$、秤砣的质量$m_{秤砣}$以及它们对应的力臂$l_物$、$l_{秤砣}$之间的关系为$m_物 gl_物=m_{秤砣} gl_{秤砣}$,所以$m_物=\frac{m_{秤砣}}{l_物}l_{秤砣}$,即物体的质量$m_物$与$l_{秤砣}$成正比,所以杆秤上的刻度是均匀的;使用同一杆秤称较重的物体时,由$m_物=\frac{m_{秤砣}}{l_物}l_{秤砣}$可得,需要增大$l_{秤砣}$或减小$l_物$,所以需要将提纽靠近物体,即使用离秤盘较近的提纽。
【点拨】本题考查杠杆平衡条件的实验及应用,涉及实验操作(力臂测量、方案选择)、平衡条件($F_1l_1=F_2l_2$)、杆秤刻度(均匀性分析)及杆秤的使用(提纽调整)。
【解析】(1)实验时,钩码施加的两个力作用在竖直方向,当杠杆水平位置平衡时,杠杆与这两个力互相垂直,力臂与杠杆重合,便于读数,同时可消除杠杆自重对实验的影响;
(2)方案一中,每次实验时,动力和阻力相等,实验结论具有偶然性,方案二改变了动力和阻力的大小,更合理;
(3)假设每个钩码的重力为$G$,杠杆每小格的长度为$l$,$B$处应挂钩码的数量为$n$,根据杠杆的平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$可得,$G_B l_B=G_A l_A$,即$nG×3l=3G×2l$,解得$n=2$,所以应在B处挂2个钩码,才能在水平位置保持平衡;
(4)杆秤在制作的过程中需要确定零刻度线、提纽的位置,以此排除秤杆自身重力对称量结果的影响,故秤杆粗细是否均匀不影响刻度的分布情况,根据杠杆平衡条件可知,物体的质量$m_物$、秤砣的质量$m_{秤砣}$以及它们对应的力臂$l_物$、$l_{秤砣}$之间的关系为$m_物 gl_物=m_{秤砣} gl_{秤砣}$,所以$m_物=\frac{m_{秤砣}}{l_物}l_{秤砣}$,即物体的质量$m_物$与$l_{秤砣}$成正比,所以杆秤上的刻度是均匀的;使用同一杆秤称较重的物体时,由$m_物=\frac{m_{秤砣}}{l_物}l_{秤砣}$可得,需要增大$l_{秤砣}$或减小$l_物$,所以需要将提纽靠近物体,即使用离秤盘较近的提纽。
解析
【分析】
本题围绕杠杆平衡条件的实验及应用展开，解题思路如下：
1. 调节杠杆水平平衡的目的，需从实验操作便利性和误差消除两方面思考：水平位置平衡时，力臂与杠杆重合，便于测量力臂，同时可消除杠杆自重对实验的影响；
2. 实验方案的合理性判断，依据“多次实验找普遍规律”原则：方案一若仅做一次实验或力的大小不变，结论具偶然性；方案二改变力和力臂大小，更合理；
3. 计算钩码数量时，直接应用杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，代入已知力和力臂求解；
4. 分析杆秤刻度和提纽选择时，将杠杆平衡条件应用于实际工具：杆秤平衡关系推导得物体质量与秤砣力臂成正比，故刻度均匀；称较重物体时，需减小物体力臂，即提纽靠近秤盘。
【解析】
(1) 实验中，杠杆调至水平位置平衡时，钩码拉力方向竖直向下，力臂与杠杆重合，便于读取力臂；同时杠杆自身重力作用线过支点，消除自重对实验的影响，故目的是便于测量力臂，消除杠杆自重对实验的影响。
(2) 探究杠杆平衡条件需多次改变力和力臂，避免结论偶然性。方案一未改变力和力臂，结论具偶然性；方案二改变了力和力臂，更合理，故合理的是方案二。
(3) 设每个钩码重力为$G$，杠杆每小格长度为$l$，B处挂钩码数为$n$。根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，代入得：$3G×2l = nG×3l$，解得$n=2$，故B处挂2个钩码，依据关系式为$F_1l_1=F_2l_2$。
(4) 杆秤平衡关系为$m_物gl_物=m_{秤砣}gl_{秤砣}$，化简得$m_物=\frac{m_{秤砣}}{l_物}l_{秤砣}$，因$m_{秤砣}$、$l_物$为定值，$m_物$与$l_{秤砣}$成正比，故刻度均匀；称较重物体时，需减小物体力臂，即使用离秤盘较近的提纽。
【答案】
(1)便于测量力臂，消除杠杆自重对实验的影响；(2)二；(3)2；$F_1l_1=F_2l_2$；(4)均匀；近
【知识点】
杠杆平衡条件，杠杆实验，杠杆的应用
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的实验操作、方案设计及实际应用，涵盖基础知识点与生活中的杠杆原理，注重学生对核心公式的理解和迁移能力，属于初中物理基础考查题。
【难度系数】
0.7
本题围绕杠杆平衡条件的实验及应用展开，解题思路如下：
1. 调节杠杆水平平衡的目的，需从实验操作便利性和误差消除两方面思考：水平位置平衡时，力臂与杠杆重合，便于测量力臂，同时可消除杠杆自重对实验的影响；
2. 实验方案的合理性判断，依据“多次实验找普遍规律”原则：方案一若仅做一次实验或力的大小不变，结论具偶然性；方案二改变力和力臂大小，更合理；
3. 计算钩码数量时，直接应用杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，代入已知力和力臂求解；
4. 分析杆秤刻度和提纽选择时，将杠杆平衡条件应用于实际工具：杆秤平衡关系推导得物体质量与秤砣力臂成正比，故刻度均匀；称较重物体时，需减小物体力臂，即提纽靠近秤盘。
【解析】
(1) 实验中，杠杆调至水平位置平衡时，钩码拉力方向竖直向下，力臂与杠杆重合，便于读取力臂；同时杠杆自身重力作用线过支点，消除自重对实验的影响，故目的是便于测量力臂，消除杠杆自重对实验的影响。
(2) 探究杠杆平衡条件需多次改变力和力臂，避免结论偶然性。方案一未改变力和力臂，结论具偶然性；方案二改变了力和力臂，更合理，故合理的是方案二。
(3) 设每个钩码重力为$G$，杠杆每小格长度为$l$，B处挂钩码数为$n$。根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，代入得：$3G×2l = nG×3l$，解得$n=2$，故B处挂2个钩码，依据关系式为$F_1l_1=F_2l_2$。
(4) 杆秤平衡关系为$m_物gl_物=m_{秤砣}gl_{秤砣}$，化简得$m_物=\frac{m_{秤砣}}{l_物}l_{秤砣}$，因$m_{秤砣}$、$l_物$为定值，$m_物$与$l_{秤砣}$成正比，故刻度均匀；称较重物体时，需减小物体力臂，即使用离秤盘较近的提纽。
【答案】
(1)便于测量力臂，消除杠杆自重对实验的影响；(2)二；(3)2；$F_1l_1=F_2l_2$；(4)均匀；近
【知识点】
杠杆平衡条件，杠杆实验，杠杆的应用
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的实验操作、方案设计及实际应用，涵盖基础知识点与生活中的杠杆原理，注重学生对核心公式的理解和迁移能力，属于初中物理基础考查题。
【难度系数】
0.7
