1[2026陕西西安期中,中]为探究物体动能的大小与哪些因素有关,实验小组利用斜面、质量不同的小钢球、木块等器材进行了如图所示的实验,实验数据如表所示。


(1)实验中通过观察来判断(填“木块”或“小钢球”)的动能大小,下列实验中也用到此种方法的是。
①探究液体压强与哪些因素有关
②探究杠杆平衡的条件
(2)小明联想到在许多交通事故中,造成安全隐患的因素有汽车“超载”与“超速”。
①为了探究“超载”这一造成安全隐患的因素,应选择序号为的两个实验进行比较。
②分析表格中的实验数据可知:对物体的动能影响更大。
(3)小明又把同一小钢球从斜面同一高度由静止释放,让其分别滑到铺有毛巾和玻璃的木板表面直到静止,两次在水平面上克服摩擦力做的功分别记为$ W_{毛巾}、W_{玻璃} $,则$ W_{毛巾} $(填“＞”“＜”或“=”) $ W_{玻璃} $。
(4)图丁是小苏设计的实验装置,将弹簧压缩相同的长度,由静止释放,推动质量不同的小钢球,分别撞击同一位置的同一木块来探究“动能与质量的关系”,该实验(填“可行”或“不可行”)。

1.(1)木块被撞后运动的距离 小钢球 ①
(2)①1、3 ②速度 (3)= (4)不可行
【解析】(1)实验中通过观察木块被撞后运动的距离来判断小钢球动能的大小,采用的方法是转换法。探究液体压强与哪些因素有关时,通过U形管两侧液面的高度差来反映液体压强的大小,运用了转换法;探究杠杆平衡的条件未用到转换法,故选①。(2)①探究“超载”这一造成安全隐患的因素时,应控制小钢球的速度相同,质量不同,根据表中数据可知,应选择1、3两个实验进行比较。②由表中实验数据可知,相同情况下,速度变为原来的2倍时,木块被撞击后移动的距离变为原来的4倍,相同情况下,质量变为原来的2倍时,木块被撞击后移动的距离变为原来的2倍,所以速度对物体的动能影响更大。(3)把同一小钢球从斜面同一高度由静止释放,让其分别滑到铺有毛巾和玻璃的木板表面直到静止,两种情况下小钢球到达水平面时的速度相同,则初始动能相同,最终速度均变为零,即动能为零,动能变化量相同,动能全部转化为内能,所以克服摩擦力做的功相同,即$W_{毛巾}=W_{玻璃}$。(4)将同一弹簧压缩相同长度后由静止释放,推动质量不同的小钢球撞击同一位置的同一木块,小钢球的动能由弹簧的弹性势能转化而来,实验中将弹簧压缩相同长度,则弹簧的弹性势能相同,则转化成的小钢球的动能相同,由于小钢球的质量不同,所以小钢球撞击木块时的速度不同,没有控制变量,所以不能完成实验探究目的。

2[2025江苏泰州期末,中]某同学在体育活动中,根据铅球最后陷入沙子的深度猜想物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是他设计了如图所示的实验,用到了大小、形状相同的A、B、C、D四个球,其中A、C、D三球的质量为m,B球质量为2m,让A、B两球从距沙子表面H处由静止下落,C球从距沙子表面2H处由静止下落,D球从距沙子表面2H处沿光滑弯曲管道由静止滑下,最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。实验测得A、B两球陷入沙子的深度分别为$h_1$和$h_2$,C、D两球陷入沙子的深度均为$h_3$,且$h_1＜h_2＜h_3$。(不计空气阻力)

(1)本实验中,球重力势能的大小是通过来反映的。
(2)比较A、B两球,发现B球陷入沙子的深度更大,由此可初步得出结论:当运动路径和下落高度一定时,。
(3)比较两球,发现C球陷入沙子的深度更大,由此可初步得出结论:当运动路径和物体质量相同时,下落的高度越高,物体的重力势能越大。
(4)比较C、D两球,发现两球运动的路径不同,但陷入沙子的深度相同,由此可初步得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径(填“有关”或“无关”)。
(5)球在下落过程中(陷入沙子前),重力势能转化为能。

2.(1)球陷入沙子的深度 (2)物体质量越大,重力势能越大 (3)A、C (4)无关 (5)动
【解析】(1)本实验中,球重力势能的大小是通过球陷入沙子的深度来反映的。(2)比较A、B两球,下落高度和运动路径相同,B球质量大于A球质量,最后B球陷入沙子的深度更大,由此可初步得出结论:当运动路径和下落高度一定时,物体的质量越大,重力势能越大。(3)本实验中在研究物体重力势能与下落高度的关系时,需要保持物体质量和运动路径相同,改变下落高度,由图可知,应选择的是A、C两球。(4)比较C、D两球,质量相同,下落高度相同,运动路径不同,陷入沙子的深度相同,由此可初步得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径无关。(5)实验中不计空气阻力,球在下落过程中(陷入沙子前),质量不变,高度减小,速度增大,所以将重力势能转化为动能。