机械能守恒实验探究.docx
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机械能守恒实验探究
机械能守恒实验探究
1．（2020·广西初三其他）在研究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小阳用同一实验装置，让从斜面上滚下的小钢球钻入水平面上的硬纸盒，如图甲、乙所示。
请完成以下实验。
（1）通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近，可得出：
质量相同时，物体的________越大，动能越大。
对比甲、乙两次实验还可以得出：
质量相同时，物体位置越高，重力势能________。
在甲、乙两次实验中，硬纸盒所受滑动摩擦力________（选填“相同＂或“不同”）。
（2）如果做图乙实验时，硬纸盒被撞后滑出木板掉落，为防止因此造成硬纸盒损坏，改进图乙实验再与图甲实验对比。
在不改变木板长度的情况下，应采用以下________方法。
A．换用质量更小的钢球B．给水平木板铺上毛巾
C．适当降低钢球的高度D．换用一个较重的硬纸盒
（3）若要採究影响动能大小的另一因素，具体的操作方法是；选择两个不同的钢球，从同一斜面的________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滑下。
（4）小阳在原硬盒的上表面粘上砝码，设计了如图丙所示实验，採究影响滑动摩擦力大小的因素，通过比较甲、丙两次实验可得出：
滑动摩擦力大小与______有关。
2．（2020·辽宁辽阳·初三其他）在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中：
（1）如图甲所示，小明为了完成实验，应使小车在水平面刚开始运动时具有______（选填“相同”或“不同”）的速度，而让小车在不同的物体表面运动，目的是使小车运动过程中受到的阻力______（选填“相同”或“不同”）；
（2）实验中小明记录了三次实验小车运动的时间，发现实验①中小车运动运动时间最短，实验③中小车运动运动时间最长，可以得到小车受到的阻力越小，速度减小得越______（选填“慢”或“快”）。
由此推理得出：
运动物体不受力时，将保持______运动状态；
（3）完成上面的实验后，小明想探究动能的大小与速度的关系，实验过程如图乙：
在④、⑤两次实验中，小车的动能是由______能转化而来的；通过④、⑤两次实验可以得出：
当______一定时，运动物体的速度越大，动能越大。
如果在实验④的木板上铺上毛巾，实验⑤的木板上铺上棉布，那么通过该实验______（选填“仍能”或“不能”）得到正确结论。
3．（2020·山东滨州·初二期末）
（1）在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，如图甲所示。
①小宇选用质量不同的两个钢球A、B（mA>mB）从同一斜面上相同的高度处由静止滚下，分析钢球两次推动水平面上的木块移动的距离，可以探究动能大小与__________的关系；
②实验中，钢球在水平面上推动木块移动的距离__________（选填“相同”或“不同”）。
比较实验现象，可以得出动能较小的是__________钢球；
③实验中，若让同一钢球从斜面相同高度处滚下，推动木块在粗糙程度不同的水平面上移动，他发现水平面越光滑，木块移动的距离越__________（选填“远”或“近”），若水平面绝对光滑，木块将____________________；
（2）他还想“探究滑动摩擦力与压力大小的关系”，进行了如图乙所示的实验；
①在实验操作中他发现，弹簧测力计斜向上拉动物块时，也可使物块在长木板上沿水平方向做匀速直线运动，此过程中，物块处于__________（选填“平衡”或“非平衡”）状态；弹簧测力计对物块的拉力和物块受到的滑动摩擦力__________（选填“是”或“不是”）一对平衡力，理由是__________；
②保持接触面粗糙程度不变，沿水平方向拉物块做匀速直线运动，通过实验得到了表格中的相关数据，请帮他分析，此次试验中，滑动摩擦力的大小与压力之间的表达式为：
__________。
4．（2020·江苏灌云·初三二模）如图所示是研究做功与能量转化关系的装置。
重物通过细绳与木块相连，细绳不可伸长，AQ为水平面，AP段光滑，PQ段粗糙。
实验开始时，质量为M的重物恰好置于地面。
将质量为m的木块从P向右拉至A，PA长为L，放手后木块向左运动，最终停在B点，PB长为x，不计空气阻力、滑轮摩擦：
（1）木块在AB段运动过程中，重物的重力做的功为_________（用字母表示）；
（2）观察实验，小明提出猜想：
木块动能的变化与重物重力做功多少有关；
（3）为了验证猜想，小明做了以下实验。
重物M=0.1kg，木块m=0.9kg，改变木块从P点右移的距离L，测得一组数据，记录如下：
序号
1
2
3
4
5
6
PA的长L/m
0.1
0.15
0.2
0.35
0.43
0.5
木块在P点的速度平方
0.2
0.3
0.4
0.7
0.9
1.0
①根据表中数据，在图乙中作出L与v2的图像。
已知物体动能的表达式为
mv2，分析木块动能的变化及重物的重力做功的大小，可知猜想是_________（正确/错误）的，由此得到的结论是________；
②利用实验信息分析，当L=0.8m时，木块在P点获得的动能是_________J。
5．（2019·江苏徐州·初三月考）小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究（不考虑空气阻力，g取10N/kg）：
让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），小球速度为5m/s。
从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短（如图丙）的整个过程中，得到小球的速度
和弹簧缩短的长度△x之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点。
已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短1cm，并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。
（1）从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是_________，小球机械能的变化情况是______________。
（2）实验中所用小球的质量为_____kg，全过程中，弹簧中弹力的最大值为_____N。
（3）由图可知，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，小球处于______态（选填“平衡”或“非平衡”）。
（4）已知物体的重力势能表达式为EP=mgh，动能表达式为：
；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。
若本题中弹簧的原长为1m，则本题的小球是从距离地面________m的位置下落的。
6．（2019·苏州市苏州高新区第一中学初三月考）在观察如图小球摆动时动能和势能转化的实验中，小明发现小球每摆一个来回的时间似乎都相同，于是他产生了猜想，小球每摆动一次所用的时间t
（a）可能跟小球的质量m有关：
（b）可能跟绳子的长度L有关；
（c）可能跟小球移开的距离s有关。
为验证自己的猜想，他在竖起的木板上画出方格，用瓶子代替小球，并在瓶内装大米来改变质量，则：
（1）除图中所示的器材外，还需要的测量器材有____________，____________．
（2）在测出不同条件下，瓶子来同摆动一次所用的时间后，得到表中的数据，则：
为了研究与L关系，需选择序号为____________的三组实验数据进行分析；
序号
瓶子质量m/g
移开距离s/格
悬线长度L/格
来回时间t/s
1
20
3
12
2.1
2
40
3
12
2.1
3
60
3
12
2.1
4
60
2
12
2.1
5
60
1
12
2.1
6
60
3
9
1.9
7
60
3
6
1.5
（3）通过分析表中的数据可以得出初步的结论：
t与_______无关而与_______有关．（均填字母）
（4）实验中发现，瓶子摆动一次的时间很难测准，请你帮他想个更准确的测量方法____________．
7．（2018·甘肃中考模拟）飞机投弹时,炮弹飞的远近与炮弹飞出的速度和距离地面的高度有关,据此,小明提出了猜想:
在空中水平抛出的物体,落地的水平距离与抛出的初速度及抛出点离地面的高度有关,为验证猜想,小明找来了如图所示的装置进行实验．
（1）让小球从斜槽上自由滚下,是为了使小球到达水平槽时具有一定的____;小球从斜槽滚下,机械能_____（选填“增大”“减小”或“不变”）．
（2）分别让同一小球从斜槽上A、B、C位置由静止自由滚下,分别测出小球落地的水平距离sA、sB、sC,发现sA>sB>sC．这表明:
空中水平抛出的物体,落地的水平距离与____有关．
（3）逐步降低抛出点离地面的高度,分别为h1、h2、h3,每次都让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下,分别测出小球落地的水平距离s1、s2、s3,发现s1>s2>s3．这表明:
空中水平抛出的物体,落地的水平距离与_________有关．本次实验中,小球每次飞离水平槽时的速度相同,为什么抛出点离地面越高小球飞得越远呢?
你的猜想是_____________．
（4）若在水平槽铺上毛巾,使抛出点离地面的高度为h3,让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下,测出小球落地的水平距离为s4,根据上述实验的结果,应该有s4____（选填“>”“<”或“=”）s3．
8．（2018·山东中区·）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图甲所示。
请回答下列问题。
甲乙
（1）该实验研究铁球的动能大小与_________（选填“质量”或“速度”）的关系，从同一高度由静止释放的目的是__________________；
（2）该实验是通过观察____________的大小，来说明铁球对木块做功的多少；
（3）有同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究铁球的动能大小与____（选填“质量”或“速度”）的关系；
（4）该同学还想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，探究铁球的动能大小与质量的关系，这个设计方案是________（选填“正确”或“错误”）的，原因是________。
9．（2018·乐亭县第三初级中学初二单元测试）在探究弹簧的弹性势能的大小与哪些因素有关时，小阳提出了如下猜想：
猜想①：
弹性势能的大小与弹簧被压缩的长度有关；
猜想②：
弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
猜想③：
弹性势能的大小与弹簧的粗细有关；
猜想④：
弹性势能的大小与弹簧的原长有关；
接下来，小阳首先选用弹簧、小球、木块和长刻度尺各一个，按照如图所示的实验进行探究．实验中木块起始位置相同，实验记录的数据如下表．
（1）弹簧将小球弹开的过程中，是将的弹性势能转化成小球的______能；
（2）由于弹性势能的大小不便于用仪器测量，本实验中把弹性势能的大小转换为______，这种研究问题的方法叫转换法；
（3）分析表中数据可以验证猜想______；（选填序号）得到的实验结论是______．
（4）如果要探究弹性势能的大小与弹簧的粗细是否有关，需要控制的变量有______、______、______．
10．（2018·江苏中考模拟）牛顿曾说过，如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在了巨人的肩膀上.而其中的一位巨人就是伽利略，他400多年前的研究思想一直闪耀着理性的光辉．伽利略之前观测到，钟摆来回摆动的高度是相同的，如图甲．因此他设想了这样一个实验：
在左边一个固定的斜坡的同一高度上滚下一个球，球又滚上右边不同坡度的斜坡，如果球没有受到摩擦的作用，他认为这个球在右边任何坡度的斜坡上滚到的高度都与起始高度一样，好像这个球“记住”了起始高度．经过进一步思考，伽利略推断，如果右边的斜坡变成平坦，球将会一直匀速滚动下去，如图乙．
（1）如图丙是伽利略想象的每隔相同时间在右边不同坡度的斜坡上球的位置，他认为当斜坡倾角变小时，______（选填“速度”或“速度减小”）变慢．于是他大胆推测：
当斜坡变成平坦时，球的速度不再变小，球将做匀速滚动．
（2）伽利略认为，球匀速滚动是球的“自然运动”状态．“自然运动”是球所具有的属性．在我们今天看来，球的这种属性称为____________．
（3）我们学习了“能量”的知识后知道，事实上球“记住”的是能量．由于摩擦的存在，小球将不会到达起始高度.因此，小球在右边斜坡向上滚动的过程中，动能的减小量______重力势能的增加量（选填“大于”、“等于”或“小于”），即这个过程中小球的机械能转化为______能，而能的总量保持不变．
（4）在不增加器材的情况下，______（选填“能”或“不能”）完成探究小球的动能与速度的关系的实验.请说明理由：
_______
参考答案
1．速度越大相同C相同压力大小
2．相同不同慢匀速直线重力势能质量不能
3．质量不同B远永远做匀速直线运动平衡不是拉力与摩擦力不在同一条直线上、大小也不相等
4．mgL正确木块动能的变化随重物重力做功的增加而增大0.72
5．先增加后减小减小0.16.1非平衡2.25
6．秒表天平3、6、7m、sL测出摆动n次的时间t，则摆一次的时间为
7．速度减小速度距落地点的高度越高小球运动时间越长<
8．质量使铁球滑到斜面底端的速度相同木块被撞距离速度错误木块最终移动距离相同
9．动木块移动的距离1弹簧的材料、原长和粗细均相同，弹簧被压缩的长度不同，推动木块移动的距离不同弹簧的材料弹簧的原长弹簧被压缩的长度
10．速度减小惯性大于内能同一小球从左面斜坡不同高度滚下，观察小球在右侧斜坡上升的最大高度
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