121 动能 势能 机械能填空实验探究题.docx
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121动能势能机械能填空实验探究题
12.1动能势能机械能（填空、实验探究题）
一．填空题
1．（2018•长春）如图所示，小球A静止在木块上，将钢球B从高为h的位置由静止释放，与木块发生碰撞，木块向右运动，小球A落到正下方。
钢球B下落过程中动能 （选填“增大”、“不变”或“减小”）；木块被撞出后，小球A由于具有 没有随木块一起运动。
2．（2018•内江）如图所示，货架上放着ABCD四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球，那么A和B两球相比较， 球的重力势能大；B和C两球相比较，做功本领更大的是 球。
（ρ铅＞ρ铁）
3．（2018•淮安）极限跳伞是一项惊险体育运动。
如图所示，跳伞员从高空匀速下落过程中重力势能 ，机械能 ，跳伞员看到地面“迎面扑来”，则他是以 为参照物。
4．如图所示，当手按压弹簧时，弹簧由于形变而具有 能，同时弹簧对手施加一个向 的力，这说明 ；此时手被弹簧压出一圈痕迹，这个现象说明 。
5．将一小球竖直向上抛出，若考虑空气阻力（速度越大，空气的阻力越大），小球在先上升后下降的过程中，它的机械能 ，它受的合力 。
（选填：
“增大、减小、不变”）
6．如图，一个用细线悬挂的小球从A点开始摆动，记住它向右能够达到的最大高度。
然后用一把直尺在P点挡住摆线，小球能继续向上达到相同的高度，原因是 。
7．如图所示，弹簧一端与小车相连，另一端固定在墙壁上，将弹簧由自由长的位置A，用力压缩至B，松手后，小车由位置B开始运动至位置C时，速度为零。
则小车在粗糙木板上运动速度最大的位置应在 （选填“A点”、“AB间的一点”或“AC间的一点”）
8．“为了您和他人的生命安全，请谨慎驾驶”，如图所示，虽然汽车B采取了紧
急刹车措施，但是从能的角度看，由于汽车B的速度大， 大，汽车B仍向前运动了较长一段距离，撞到汽车A，致
使两车都发生严重的变形。
9．（2018•包河区一模）如果所示，一根不可伸缩的细线上端固定，下端系着一个小球。
小球可以从A点摆动到B点再摆动到C点。
其中小球从B点摆动到C点的过程中，其动能主要逐渐转化为 。
10．（2018•丹阳市一模）如图是人造卫星轨道示意图，以地球为参照物，卫星是 的。
卫星在大气层外运行，不受空气阻力，从远地点向近地点运动时，它的 能变大，机械能 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。
11．（2018春•磴口县期末）司机开车上坡前，往往加大油门，以提高车速，这是为了增大汽车的 能。
清扫路面垃圾的清洁车，能通过吸尘器将路面上的垃圾吸入车内容器中。
清洁车沿街道匀速行驶，在清扫垃圾过程中，车的动能将 （选填：
变大、变小或保持不变）。
12．（2018春•宁城县期末）炎热的夏天，一辆洒水车在平直的马路上匀速行驶。
在工作过程中，洒水车的动能 ，机械能将 。
（选填“变大”、“变小”或“不变”）
13．（2018春•郯城县期末）一个人跑步时与走路时相比，跑步时的动能 （选填“较大”或“较小”）；甲、乙两辆相同的卡车，甲满载，乙空载，当它们以相同的速度行驶时， 车的动能较小。
14．（2017秋•越城区校级期中）如图是斜面实验，球从斜面甲上A点静止滚下分别达到斜面乙、丙等高的B、C点。
则球从A到B点过程中动能变化：
；球分别滚上斜面乙E点时动能大小 斜面丙F点（两点等高）时动能大小（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
15．有同学在欣赏音乐喷泉时提出一个科学问题：
喷泉的水柱地平面上升的高度与什么因素有吗？
于是围绕这个问题，进行分析猜测：
可能与水的动能有关、可能与喷泉最初水上升的速度有关等等。
经查询有关信息资料：
动能的公式为Ek=1/2mv2，重力势能公式为Ep=mgh．根据 定律，在不考据空气阻力的情况下，喷泉水柱所具有的重力势能是由 转化而来，于是我们可以推导喷泉的水柱上升的高度与喷泉最初水上升的速度的关系式为：
。
二．实验探究题
16．（2018•安徽）图为探究物体（钢球）动能大小跟哪些因素有关的实验装置。
（1）实验原理：
①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度有关。
起点位置越高，该速度越 。
②钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上撞击木块，木块运动的距离越长，运动钢球所具有的动能越 。
（2）实验现象：
①同一钢球从斜面上不同高度处由停止向下运动。
在水平木板上撞击木块，钢球开始向下运动的起点位置越 ，木块运动的距离越长。
②同一高度由静止向下运动，在水平木板上撞击木块，钢球的质量越 ，木块运动的距离越长。
17．（2018•阜新）在“探究景响动能大小因素”的实验中，如图所示，让小球从同一光滑斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平面上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后静止的位置。
（已知h1＜h2＜h3）
（1）球从斜面上滚下的过程中，小球的 能转化为小球的 能。
（2）本实验是通过 比较小球动能的大小。
（3）分析图中的三次实验可以得出的结论是：
物体的 一定时， 越大，它的动能越大；通过实验结论可知，开车时要注意不能 （“超载”或“超速”）。
18．（2018•台州）将普通塑料水管进行改装，能做多个实验。
将塑料水管①侧面开口并标上刻度，再将塑卷水管②在侧面不同高度开两个大小合适的口。
（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的口放入后，静止释放。
观察并记录 。
取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。
该实验可验证动能大小与 的关系。
（2）将两根塑料管按图乙连接验证“重力势能大小与质量的关系”请你写出实验步骤。
19．（2018•荆州）为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景；图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。
（1）若要探究动能大小与速度的关系，应选择图 （选填“甲”、“乙”）进行实验。
木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力 （选填“变大”、“变小”或“不变”），克服摩擦力做功的功率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？
，原因是 。
20．（2018•遵义）在探究“物体动能大小跟哪些因素有关”的实验中，让小球由静止开始沿斜面向下运动去撞击水平面上的木块，实验步骤如图甲、乙、丙所示。
（1）实验中，木块运动的距离越远，说明刚要撞击木块时小球具有的动能越 。
（2）通过比较甲、乙两次实验可得，动能大小与 有关。
21．（2018•通辽）图甲是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图。
（1）实验时小明选用大小不同的实心钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，是为了探究动能大小与 的关系。
（2）实验时，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，小明发现水平面越光滑，木块移动的距离越 （选填“远”或“近”），若水平面绝对光滑，木块将 。
（3）同班的小红同学，发现木块移动的距离没有其他同学的明显，认为是木块太重的原因造成的。
为了验证猜测，小红又增加了弹簧测力计、砝码等器材，进行了“滑动摩擦力与压力大小关系”的探究，首先完成了如图乙所示实验，她的下一步操作是 。
22．（2018•攀枝花）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和M（M的质量大于m），分别不从同的高度h和H（H＞h）静止开始放下，观察木块B被撞击后移动的距离。
实验过程如图所示。
（1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）；若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（2）由甲、乙图可得实验结论：
物体的动能大小与 有关。
（3）小明根据甲、丙两图得出论：
物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？
（选填“正确”或“错误”），理由是：
。
23．（2018•包头）在研究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。
实验次数
钢球质量m/g
钢球下摆高度h/cm
木块滑行距离s/cm
1
20
30
35
2
40
30
65
3
60
30
（1）本实验使钢球获得动能的操作方法是 。
（2）从上表数据可以看出，实验中控制了 相同，从而探究动能与 的关系。
（3）第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做 J的功；第3次实验时，木块被撞后滑出木板无法记录数据，需要重做第三次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度，你认为应当采用 同学的建议。
（4）由上述实验数据和现象可得出结论：
。
24．（2018•曲靖）某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球，它们的质量关系为m1＜m2=m3，实验的情景如图所示。
（1）通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的物理方法是 （选填“转换法“或“类比法”）。
（2）分析甲、乙两种情况可知，重力势能的大小与物体的 有关。
（3）小铁球m3落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为 能。
（4）同学们还发现小球离地面越高，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如下表，分析数据，写出h与t2的关系式为 。
实验次数
1
2
3
4
5
6
h/米
2.45
4.9
7.35
9.8
12.25
14.7
t2/秒2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
25．（2018•广元）小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。
他们猜想：
弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。
将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。
请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过 来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用 （选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变 之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。
在上面的实验中，他们运用到了转换法和 两种物理思想方法。
26．（2018•巴中）小明同学猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是他设计了如图所示的实验，让小球沿同一光滑斜面向下运动，与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水了如图平面上移动一段距离后静止。
（1）图甲是控制两球的 相等，探究的是动能与 的关系。
（2）图乙中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的 ，选用图乙探究的是动能与 的关系。
（3）由甲、乙两实验得出物体动能的大小与物体质量和运动速度 （选填“有”或“无”）关。
27．（2018•泰州）某小组进行“探究动能大小与质量是否有关”的活动。
（1）小明用两辆相同的小车，在其中一辆小车上放一个砝码，然后让它们从同一斜面的同一位置由静止释放，撞击置于水平面上的木块，如图（a）。
①将小车从同一位置处释放，目的是为了控制小车到达水平面的 相同。
②通过比较 来比较小车动能大小。
根据实验得出结论：
动能大小与质量大小有关。
（2）小红改变实验方案：
让同一小车，从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上的木块，如图（b）。
发现：
木块滑行的距离不一样远。
根据这一现象，能做出以下哪个判断？
。
A．动能大小与质量无关，一定还与其他因素有关
B．动能大小除了与质量有关外，一定还与其他因素有关
C．不能判断物体动能大小是否与质量有关，动能大小一定与质量外的其他因素有关
28．（2018•潍坊）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
实验次数
h0/m
h1/m
h2/m
x/m
X2/m2
△h/m
1
0.50
0.40
0.55
0.40
0.01
0.15
2
0.50
0.30
0.90
0.20
0.04
0.60
3
0.50
0.20
1.55
0.30
0.09
1.35
4
0.50
0.15
2.00
0.35
0.12
1.85
（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
29．（2018•辽阳）在探究“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，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，可以得出结论：
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）如果做乙图实验时，硬纸盒被撞后滑出木板掉落，为防止因此造成硬纸盒损坏需改进乙图实验，再与甲图实验对比。
在不改变木板长度的情况下，应采用以下 方法（填写正确选项前的字母）。
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）若要探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，从同一斜面相同高度由静止滑下。
（4）小阳在原硬纸盒的上表面粘上砝码，设计了如图丙所示实验，探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：
滑动摩擦力与 有关。
30．（2017•雨城区校级自主招生）如图所示是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置。
（1）实验中通过比较 来判断小球动能的大小。
（2）实验中为了探究动能大小与物体质量的关系，需要控制小球撞击木块时的速度不变，具体的实验操作方法是 。
表一
钢球撞击时的速度为v=1m/s
序
号
钢球质量
m/g
木块滑行距离
s/cm
1
100
10
2
200
20
3
300
30
表二
钢球质量为m=100g
序
号
钢球撞击速度
v/m•s﹣1
木块滑行距离
s/cm
1
1
10
2
2
40
3
3
90
（3）为了进一步探究动能与质量和速度的关系。
某物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示。
分析表一中的数据可以得出动能与质量的关系是：
。
分析表二中的数据可以得出动能与速度的关系是：
。
31．（2016•闵行区二模）某小组同学为了探究运动物体做功本领的大小与哪些因素有关，从实验室借取了弹射器、纸盒、质量与形状不同的物体（已知m甲=m丙＜m乙=m丁），在同一水平地面上进行了实验。
实验中，纸盒的初始位置始终相同，利用弹射器控制每次物体弹出时的速度相同。
实验过程与结果如图（a）、（b）、（c）、（d）所示。
（1）本实验通过观察 来比较运动物体做功本领的大小。
（2）图（a）、（c）或图（b）、（d）是在研究运动物体做功本领的大小与 的关系。
（3）他们分析比较图（a）、（b）或图（c）、（d）后认为：
质量、速度相同的不同物体，球形的物体比方形的物体做功本领更大。
您 他们的观点（选填“赞同”或“不赞同”），您的理由是：
。
32．（2018•房山区二模）物块由静止沿光滑斜面下滑，如图所示。
AB、BC为相同的时间内滑过的路程。
请完成下列问题：
（1）物块在AB段运动的速度 BC段运动的速度；（选填“大于”或“小于”）
（2）物块在 点重力势能最大；（选填“A”、“B”或“C”）
33．（2018•金华模拟）如图所示，在探究物体动能的大小与哪些因素有关时，让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上同一木块。
（1）第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块 ；
（2）若操作正确，第二次实验木块最终的位置如图乙所示，则此实验的结论是：
。
（3）若要探究动能大小与质量之间的关系，应如何操作：
让大小不同的小车从同一斜面上 。
（4）同班同学小红发现，木块被钢球撞击后移动的距离没有其他同学的明显，认为是木块太重导致滑动摩擦力过大的原因造成。
为了验证猜测，小红设计了如图丙所示“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的实验，当接触面粗糙程度不变，用弹簧测力计拉动木块匀速直线运动时，通过多次实验得到了表格中的相关数据，请你根据表中数据帮她分析并得出，滑动摩擦力f与压力F之间的数量关系式为 。
实验次数
1
2
3
4
5
木块对木板压力F/N
2
3
4
5
6
弹簧测力计读数f/N
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
34．（2018•连云港模拟）小华在中考复习过程中对做过的一些物理探究实验进行了较为系统的总结。
下列是他归纳的一部分，请你帮助他完成相关的问题：
（1）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来，这种研究物理问题的方法叫转换法。
如图：
甲实验中小球动能的大小是通过观察比较物块B 反映的；乙实验中水和沙子吸收热量的多少是用 （选填“加热时间”或“温度计示数”）反映的。
（2）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采用控制变量法。
如图：
甲实验研究小球动能的大小与速度的关系就要多次改变速度的大小，同时控制小球的 不变；乙实验中只有物质的种类不同，其他因素必须控制相同（例如烧杯的规格相同、水和沙子的 相等、酒精灯加热方式相同等）。
35．（2018•平谷区一模）如图是小明同学探究物体动能大小与那些因素有关的实验装置，第一次他将钢球从高h处的斜糟上由静止滚下，在水平面上运动，运动的钢球A碰上木块B后，能将B撞出一段距离s1．第二次让同一钢球从高1.5h处由静止滚下，在水平面上运动，运动的钢球A碰上木块B后，能将B撞出一段距离s2．根据实验回答下列问题：
（1）这两次实验小明所探究问题的自变量是：
。
（2）两次木块B被撞出的距离s1和s2的关系是：
s1 s2．（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（3）在两次实验中木块移动时受到的摩擦力第一次为f1，第二次为f2，则f1 f2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
36．（2018•河南模拟）如图，为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明选用小车、斜面、木板、钩码、木块等器材进行如下的实验探究：
（1）实验中，通过比较 ，来判断小车动能的大小，这种常用的实验方法是 。
（2）为了研究汽车超速问题，实验中应选择 两个图进行比较，得到的结论是：
小车的质量一定时，速度越大，则动能越大；
（3）为了研究汽车超载问题，实验中应选择乙、丙两个图进行比较，得到的结论是：
。
37．（2017秋•滨海县期末）如图所示，是探究“动能的大小与什么因素有关“的实验装置。
（1）实验中通过观察 的大小，来判断小球动能的大小，实验结束时小球、木块都归于静止，但从能量转化角度看本实验将机械能转化为 能。
（2）为了研究动能大小与质量的关系，让质量A （选填“相同”、“不同”）的小球从同一高度滚下，是为了使木块到达水平面的 相同
（3）小文所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其它仪器得出了两组数据，如表一和表二所示
表一（钢球撞击的速度为v=8m/s）
序号
钢球质量/g
木块滑行距离/cm
1
8
10
2
16
20
3
24
30
表二（钢球质量为m=100g）
序号
钢球撞击速度/（cm/h）
木块滑行距离/cm
1
10
10
2
20
40
3
30
90
由表一可得出：
速度相同时，物体的质量越大，动能越 。
分析两表给出的数据，可以得出：
（质量/度）对物体的动能影响较大
38．（2018春•锡山区期中）小江同学利用同样大小的黏土弹珠一个和铁弹珠一个、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系。
”他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将黏土弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表1、2、3：
次数
橡皮条
橡皮条宽/cm
橡皮条长/cm
弹射的水平距离/m
1
a
0.50
20.00
10.10
2
b
0.50
30.00
8.20
3
c
1.00
20.00
14.00
4
c
1.00
20.00
请回答以下问题：
（1）实验中，是通过比较 来间接反映橡皮条的弹性势能大小；
（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的 有关；
（3）由1、2、3次实验数据可知，同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 。
A、窄而长的B、宽而长的C、窄而短的D、宽而短的。
（4）小江想进一步研究弹射水平距离与弹珠质量的关系，在前面实验基础上又用质量较大的铁弹珠进行了第4次实验，请你利用所学知识判断弹射的水平距离 14m。
（选填“大于”“等于”或者“小于”）
三．解答题
39．（2018•株洲）蹦极运动简化后与下列情景相似：
如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着一个小球，小球从O点释放后上下往复运动。
由于空气阻力作用，最终会停在O点下方的某个位置。
已知小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。
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