中考物理实验题14 机械能学生版+解析版.docx
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中考物理实验题14机械能学生版+解析版
必刷14机械能
探究影响动能的因素
例80．（2019·西宁）小李同学想要利用如图所示的装置来探究“物体动能大小与什么因素有关”。
分别铺上毛巾、棉布、玻璃
（1）在探究“动能的大小与速度的关系”时，应保持小车的 相同，让小车从斜面上 （选填“相同”或“不同”）的高度滑下，以不同的速度推动木块移动。
（2）本实验运用了两种研究方法：
一是 ，二是转换法。
就本题来说用木块 来反映小车动能大小的方法就是转换法。
他在实脸的过程中又发现只要去掉木块，就可以探究“阻力物体运动的影响”。
如图2所示，他将毛巾、棉布和玻璃分别铺在水平面上，让小车分别从斜面上由静止滑下，观察小车在水平面上运动的距离。
（3）每次均让同一小车从斜面同一高度由静止滑下的目的是：
使小车到达水平面时具有相同的 。
（4）实验发现，小车在玻璃面上运动的距离最远，说明小车受到的阻力最 ，进一步推理得出：
如果小车运动时不受阻力，小车将做 运动。
探究影响重力势能的因素
例81．（2019·天津）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
猜想一：
物体的重力势能与物体的质量有关；
猜想二：
物体的重力势能与物体所在高度有关；
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：
如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。
实验序号
铁块质量m/g
铁块距桌面高度H/cm
桌腿进入沙子的深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
（1）实验中通过比较______来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中______（填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：
______。
探究影响弹性势能的因素
例82．（2018·山东省潍坊市）某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时，猜测弹性势能可能与形变量x成正比，也可能与形变量的平方x2成正比。
用如图装置进行探究，将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上，刻度尺与杆平行，进行了如下操作：
①弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平面的高度h0；
②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出此时弹簧上端到水平面的高度h1；
③释放小铁块，当铁块上升到最大高度时，读出铁块下端到水平面的高度h2；
④改变弹簧的压缩长度，重复步骤②③，将测出的数据记录在表格中，并计算出弹簧的形变量x、形变量的平方x2和小铁块上升的距离△h
（1）实验中弹簧的形变量x=__________（用所测物理量符号表示）；
（2）本实验中，弹簧弹性势能大小是通过______来间接反映的；
A．h1B．h2C．h2﹣h0D．h2﹣h1
（3）该同学根据表中数据分别做出图甲△h﹣x和图乙△h﹣x2图象，由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与_______________成正比
1．（2019·绥化）如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。
甲乙丙
（1）小球滚下斜面的过程中，它的 能转化为动能，其动能大小是通过木块移动的距离来反映的。
（2）分析比较 两次实验，可探究出的结论是：
质量相同的物体，速度越大，动能越大。
（3）甲实验中若木块的重力为1N，水平移动的距离是30cm，则重力对木块做功 J。
（4）如果水平面光滑，则 （选填“能”或“不能”）完成本实验。
2．（2019·贵港）图10是探究“动能的大小跟哪些因素有关”的实验装置图。
（1）若让同一钢球分别从斜面不同的高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越________，木块B被撞得越________。
（2）若让不同质量的钢球分别从斜面相同的高度h由静止开始滚下，比较木块B被撞击后运动距离s的远近。
这是为了探究动能的大小与________的关系。
3．（2019·长沙）如图，小海在研究“物体的动能与哪些因素有关”时，将质量为m的小钢球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时，将水平面上静止的木块撞出一段距离s。
小海的部分实验数据和现象记录如下：
实验次数
1
2
3
钢球质量m/g
20
40
60
钢球下落高度h/cm
20
20
20
木块滑行距离s
近
较远
远
（1）上述3次实验中，第 次实验钢球滑到斜槽底端时动能最大；
（2）上述实验数据表明：
当速度一定时，钢球的质量越大，动能越 ，这个结论可用于解释汽车 （选填“超速”或“超载”）带来的危害。
4．（2019·娄底）如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，mA=mB＜mC，hA=hC＞hB。
图1图2
（1）实验中，探究的动能是指_____（填序号）
A．小球在斜面上的动能B．小球撞击木块时的动能
C．小球撞击木块后的动能D．木块被小球撞击的动能
（2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与_____的关系。
（3）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图2所示的实验：
让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球_____（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
（4）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：
让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功_____（选填“相等”或“不相等”）。
5．（2019·淮安）如图所示，是探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验示意图。
在探究小球A的动能大小与速度的关系时，应保持小球的______不变，通过木块B_______来反映小球动能的大小。
6．（2019·绍兴）某工厂发货传输分拣线示意如图，等间距排列的相同货物先被传送带匀速运送到工作台，在工作台AB上匀速下滑时被扫描，后滑至水平工作台BC，最后在C点静止时被机械手臂取走进行分类。
传送带与AB、AB与BC都平滑连接，AB与BC材料相同，且长度均为1米，空气阻力忽略不计。
（1）若货物对AB的压力小于对BC的压力，则货物在AB上减小的机械能________（选填“大于”、“等于”或“小于”）在BC上减小的机械能。
（2）若机械手臂每隔3秒钟取走一件货物，传送带运动的速度为0.8米/秒，为防止货物的碰撞与堆积，货物之间的距离d至少为________米。
7．（2019·温州）为了解火箭升空过程中的相关运动状况，兴趣小组制作了一模型火箭，重为8牛（不包含燃料），发射后获取模型火箭的飞行高度与时间的关系，如图所示。
（1）模型火箭燃料耗尽后仍能向上飞行一段距离，这是因为模型火箭具有______。
（2）图中标注的A、B、C三个位置中，模型火箭的重力势能最小的是______。
（3）模型火箭从最高点B下落到地面，重力做功的功率是______瓦。
8．（2019·宿迁）会荡秋千的人，不用别人帮助，就能把秋荡得很高。
做法是：
当人从高处向下摆时，身体由直立变为下蹲，此过程降低重心高度，将更多的重为势能转化为______能；而从最低点向上摆时，用力将身体由下蹲变为直立，此过程克服身体重力做功，增加了______能。
如此循环往复，机械能越积越多，秋千就越荡越高。
9.（2019·泸州）用如图所示的装置来探究“阻力对物体运动的影响”。
第一次在水平木板上铺毛巾如图甲，第二次将毛巾换为棉布如图乙，第三次撤去棉布如图丙。
观察小车在水平面上滑行的距离，回答下列问题：
甲乙丙
（1）实验中，每次均让小车从斜面上的同一位置由静止开始自由下滑，目的是使小车到达斜面底部的______。
（2）实验中发现小车在木板表面滑行的距离最远，说明小车受到的阻力最______。
（3）假设水平面绝对光滑，小车不受任何阻力，小车从斜面上滑下后会在水平面上做______直线运动（选填“匀速”“减速”或“加速”）。
（4）用如图丙装置，若让同一小车从斜面的不同高度由静止开始自由下滑，则还可以探究小车______的关系（选填答案序号）。
A．重力势能与质量B．重力势能与高度
C．动能与质量D．动能与速度
10．（2019·深圳）如图所示，甲图是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动。
乙图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置，让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。
请回答：
（1）甲实验中，小车在水平面上运动时，在竖直方向上受到的力有_____和______；在水平方向上受到摩擦力，且摩擦力越小，小车的速度减小得越________。
从而可以推理：
如果运动的物体不受力，它将________。
（2）乙实验中的研究对象是________（选填“钢球”或“木块”），实验目的是探究物体的动能大小与________的关系。
11．（2019·巴中）小明同学用如图所示的装置探究“力与运动的关系”。
让小车从斜面同一高度处由静止滑下，分别标记出小车在水平面的毛巾、棉布、木板表面的停止位置。
（1）小车在相同斜面同一高度由静止滑下，是为了使小车到达水平面时的 相同；
（2）标记a是小车在 （选填“毛巾”、“棉布”、“木板”）表面停下来的位置，分析可知，水平表面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越 （选填“快”、“慢”）；
（3）在此实验基础上通过推理可知观点 （选填“A”或“B”）是正确的；
A．物体的运动不需要力来维持
B．力是维持物体运动的原因
（4）在此实验的基础上进行改进，让同一小车从斜面不同高度处由静止滑下，观察小车在相同水平面滑行的距离，可以探究小车的重力势能与 有关。
12．（2019·呼和浩特）思与行是学习物理的核心素养。
在一次物理课上，老师演示了甲图所示的一个物理现象，小孙同学由此思考，水的落地点到瓶子的水平距离与哪些因素有关呢?
接着他在脑海中构建了这个问题的物理模型，如图乙所示：
即实际上问题就是被水平抛出的小球，它的落地点到初始点的水平距离可能与哪些因素有关?
经过观察思考并结合课上所学的内容，小孙做了如下猜想：
猜想一：
小球落地点到初始点的水平距离s可能与小球的高度H有关。
猜想二：
小球落地点到初始点的水平距离s可能与被抛出时的初速度v有关。
然后，小孙选取了一个钢球，利用高度可调的桌子，与比较光滑的斜面组成图丙所示的装置，并进行了实验和相关测量，得到了部分数据如下表所示。
同一钢球，H=1.0m
次数
小球高度h/m
落地点到初始点的水平距离s/m
1
0.1
0.63
2
0.2
0.89
3
0.3
1.09
（1）在实验中让钢球从斜面的不同高度由静止滚下，其目的是下列选项中的___________（选填“A”或“B”）；
A.使钢球到达桌面的速度不同B.使钢球到达桌面的速度相同
（2）这里用到的实验方法是___________（选填“等效替代法”或“控制变量法”）
（3）分析表中数据可知猜想___________（选填“一”或“二”）是正确的。
13．（2019·无锡）如图所示，将钢锯条固定在桌面边缘，将棋子放在钢锯条的端部，然后用手将锯条的端部压下一段距离，松手后，棋子会被弹起一定的高度，此过程中，钢锯条的弹性势能转化为棋子的 势能。
增加钢锯条被下压的距离，发现棋子被弹起的高度增加，实验表明，物体的 越大，它的弹性势能越大。
钢锯条
棋子
14．（2019·天门）如图所示，在一个金属罐的盖和底各开两个小洞。
将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来，使小铁块悬于罐体内。
做好后将罐子从不太陡的斜面滚下，罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的 ，滚动一段时间后罐子停下来，然后再沿斜面向上滚动，此时罐子的重力势能会 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
ab
15．（2019·荆州）小丽同学在探究“弹簧弹力大小与形变量关系”时，发现同一根弹簧的弹力大小F与形变量△x的比值k恒定。
现小丽有两根原长相等的弹簧1和2，已知k1：
k2＝1：
2，当在两根弹簧下分别挂同一物体静止时，弹簧1和2伸长量分别为△x1和△x2，则△x1：
△x2＝ 。
小丽通过查阅资料知道弹簧的弹性势能Ep＝
k△x2，此时弹簧1和2弹性势能分别为Ep1和Ep2，则Ep1：
Ep2＝ 。
小丽将弹簧1和2并联悬挂一物体静止时如图甲，两弹簧弹性势能之和为Ep甲．将弹簧1和2串联悬挂同一物体静止时如图乙两弹簧弹性势能之和Ep乙，则Ep甲：
Ep乙＝ 。
（已知如图甲情况下悬挂重物时弹簧1和2伸长量相同，整个实验中弹簧所受重力不计，且均处于弹性限度范围内。
）
16．（2019·湖州）打网球已成为我国青少年喜欢的体育运动项目。
如图甲为快速飞行的网球遇到迎面而来的球拍时的三个瞬间，图乙为用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中飞行过程的照片。
（1）网球遇到球拍时，球和球拍都变形了，这说明________（写两点）。
（2）球遇到球拍后的某一瞬间，网球的速度刚好变为零，则该瞬间网球所受的力是否平衡?
________。
（3）网球表面比较粗糙，在空中飞行时所受空气阻力不可忽略。
图乙中，网球从A点经过最高点B飞行到C点的过程中。
下列说法正确的是________（选填序号）。
①在A，B，C三点，网球在A点机械能最大
②位于最高点B时，网球的动能为零
③在该飞行过程中，网球的势能先增大后减小
17．（2019·衡阳）在探究“阻力对物体运动的影响”时，小华设计了如图所示的实验装置：
将铁球用细绳悬于O点，小车置于O点正下方水平面上静止。
实验时，分别在水平面上铺毛巾、棉布、玻璃板。
（1）每次都要让铁球从图中A点由静止释放，是为了使小车在水平面开始运动时具有相同的 。
（2）下面是记录实验情况的表格，请将（a）中的内容补充完整。
实验序号
水平部分的材料
（a）
小车在水平面运动的距离
①
毛巾
②
棉布
③
玻璃板
（3）由实验可知水平面越光滑，小车运动的距离越远。
由此推理得出：
如果水平面绝对光滑，被撞击后的小车将作 （选填“加速”、“减速”或“匀速”）直线运动。
（4）如果用此装置探究“物体动能的大小与什么因素有关”，换用不同质量的铁球每次从图中A点由静止释放，通过观察小车在水平面运动的距离，来探究物体的动能与 的关系。
18.（2019·温州）小明参加科技节“掷飞机”比赛，该项目的规则是：
纸飞机掷出后在空中滞留的时间越长成绩越好。
查阅资料得知：
纸飞机在空中滞留的时间与其形状、质量、出手速度和出手角度有关。
小明认为还可能与纸飞机表面的粗糙程度有关。
为了验证自己的猜想，小明准备了以下器材进行实验研究：
发射器（如图）；秒表；剪刀；面积、质量大小和表面粗糙程度不同的两种纸A、B各若干张（同种纸正反面粗糙程度相同）。
（1）发射器的弹簧压缩得越短，释放后纸飞机获得的速度越大，其原因是______。
（2）写出本实验的主要步骤。
必刷14机械能
探究影响动能的因素
例80．（2019·西宁）小李同学想要利用如图所示的装置来探究“物体动能大小与什么因素有关”。
分别铺上毛巾、棉布、玻璃
（1）在探究“动能的大小与速度的关系”时，应保持小车的 相同，让小车从斜面上
（选填“相同”或“不同”）的高度滑下，以不同的速度推动木块移动。
（2）本实验运用了两种研究方法：
一是 ，二是转换法。
就本题来说用木块 来反映小车动能大小的方法就是转换法。
他在实脸的过程中又发现只要去掉木块，就可以探究“阻力物体运动的影响”。
如图2所示，他将毛巾、棉布和玻璃分别铺在水平面上，让小车分别从斜面上由静止滑下，观察小车在水平面上运动的距离。
（3）每次均让同一小车从斜面同一高度由静止滑下的目的是：
使小车到达水平面时具有相同的 。
（4）实验发现，小车在玻璃面上运动的距离最远，说明小车受到的阻力最 ，进一步推理得出：
如果小车运动时不受阻力，小车将做 运动。
【答案】
（1）质量；不同；
（2）控制变量法；木块移动的距离；（3）初速度；（4）小；匀速直线
【解析】
（1）在探究动能与速度的关系时，要保持小球的质量不变，让小车从斜面的不同高度滑下，那么小车到达水平面时的速度就不同，小车推动木块做功，运动距离越远，做功越多，动能越大；
（2）动能的大小与质量和速度有关，实验时用控制变量法分别探究；由小球推动木块移动距离的远近来体现球的动能多少，是一种转换法；（3）小车从同一高度滑下的目的是：
小车到达水平面时的速度相等，即具有相同的初速度；（4）实验现象表明：
玻璃表面最光滑，受到的阻力最小，小车运动的距离最远，速度减小得越慢；由实验现象可以推理：
假如水平表面绝对光滑，该平面上运动的物体在水平方向上不受力，它将做匀速直线运动。
探究影响重力势能的因素
例81．（2019·天津）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
猜想一：
物体的重力势能与物体的质量有关；
猜想二：
物体的重力势能与物体所在高度有关；
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：
如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。
实验序号
铁块质量m/g
铁块距桌面高度H/cm
桌腿进入沙子的深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
（1）实验中通过比较______来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中______（填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：
______。
【答案】桌腿进入沙子的深度 ①④⑤ 质量相同的物体，高度越大，重力势能越大
【解析】解：
（1）通过小明设计的实验可以知道，他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的。
桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大；
（2）根据控制变量法，要验证物体的重力势能与物体的质量有关，应控制物体的高度相同，改变物体质量的大小，故小明要完成探究，需要找数个质量不同的物体进行实验；故①④⑤三组数据符合，所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论。
（3）比较表中①②③的实验数据，可以发现，高度相同，③中桌腿进入沙子的深度更深，所以，③中的物体具有重力势能大，即可以得出的初步结论是：
质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。
故答案为：
（1）桌腿进入沙子的深度；
（2）①④⑤；（3）质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。
（1）桌腿进入沙堆的深浅，体现了物体对其做功的多少。
桌腿进入沙堆越深反映了小球具有的重力势能越大。
这用到了转换法。
（2）利用控制变量法，要验证重力势能的大小与质量有关，需控制质量其他的因素相同，只有质量不同，从图中找出符合条件的实验即可。
（3）利用控制变量法，比较图中相同因素和不同因素，总结出研究的对象。
在设计实验和写结论时常用控制变量法来分析。
在研究物理量的变化时常用转换法来分析。
探究影响弹性势能的因素
例82．（2018·山东省潍坊市）某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时，猜测弹性势能可能与形变量x成正比，也可能与形变量的平方x2成正比。
用如图装置进行探究，将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上，刻度尺与杆平行，进行了如下操作：
①弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平面的高度h0；
②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出此时弹簧上端到水平面的高度h1；
③释放小铁块，当铁块上升到最大高度时，读出铁块下端到水平面的高度h2；
④改变弹簧的压缩长度，重复步骤②③，将测出的数据记录在表格中，并计算出弹簧的形变量x、形变量的平方x2和小铁块上升的距离△h
（1）实验中弹簧的形变量x=__________（用所测物理量符号表示）；
（2）本实验中，弹簧弹性势能大小是通过______来间接反映的；
A．h1B．h2C．h2﹣h0D．h2﹣h1
（3）该同学根据表中数据分别做出图甲△h﹣x和图乙△h﹣x2图象，由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与_______________成正比
【答案】
（1）.h0﹣h1
（2）.D（3）.形变量的平方
【解析】
（1）根据题意知道，弹簧的形变量等于弹簧的原长度减去弹簧被压缩后的长度，即x=h0-h1；
（2）根据题意知道，弹性势能的大小在实验中是通过铁块被弹起的高度来反应的，即铁块到达的最高点h2减去弹簧被压缩的最低点h1，即h2-h1，故D正确；（3）由表格数据知道，△h=15x2，即△h与x2成正比例函数关系，由此得到的结论：
弹簧弹性势能的大小与形变量的平方成正比。
点睛：
本题考查的是探究影响物体弹性势能大小的因素的实验，只要考查的是信息分析能力，难度一般不会很大，需要认真审题即可解答。
1．（2019·绥化）如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。
甲乙丙
（1）小球滚下斜面的过程中，它的 能转化为动能，其动能大小是通过木块移动的距离来反映的。
（2）分析比较 两次实验，可探究出的结论是：
质量相同的物体，速度越大，动能越大。
（3）甲实验中若木块的重力为1N，水平移动的距离是30cm，则重力对木块做功 J。
（4）如果水平面光滑，则 （选填“能”或“不能”）完成本实验。
【答案】
（1）重力势；
（2）甲、乙；（3）0；（4）不能
【解析】
（1）小钢球从斜面滚下过程中，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时速度变大，动能增加，所以是将重力势能转化为动能的过程；其动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的；
（2）分析比较甲和乙两组实验可得，物体的质量相同，而下滑的高度不同，甲图中下滑的高度大，运动到水平时速度大，推动木块滑行的距离大，故物体质量相同时，速度越大，动能越大；（3）木块水平移动，在重力的方向上没有移动距离，重力不做功，重力对木块做功0J；（4）如果水平面是光滑的，没有阻力作用，木块被撞击后将做匀速直线运动，不能通过被撞击的距
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