中考物理二轮复习核心素养提升专题10 物理探究实验（5）——机械和功中的2个探究实验练习 （含解析）.doc

专题10初中物理探究实验（5）

——机械和功中的二个探究实验梳理

探究实验一：探究影响动能大小的因素

【猜想与假设】

物体动能的大小跟哪些因素有关？动能的大小可能与物体的速度、质量等因素有关，且速度越大、质量越大，物体的动能越大。

【设计实验】

1.实验器材：质量不同的钢球、木块、斜面等。

如图所示，钢球A从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动，运动的钢球A碰到木块B后，能将B撞出一段距离s。在同一水平面上，B被撞得越远，A对B做的功就越多，A的动能越大。

2.实验方法：

①转换法：通过被撞物体运动的距离s来反映动能的大小。。

②控制变量法：在探究动能大小可能与物体运动速度、物体质量有关时，每次实验这两个变量只能变化一个。

3.实验记录表格

次数

质量m/kg

高度h/cm

推动木块的距离s/cm

1

2

3

【进行实验与收集证据】

探究1：探究动能大小与速度的关系：

控制质量不变，改变速度的方法：同一小球从不同高度滚下。

让同一钢球（质量不变）A分别从不同的高度由静止开始滚下，撞击木块B，观察并测量前后两次木块B被撞移动的距离。把数据记入表格。

次数

次数

质量m/kg

高度

h/cm

推动木块

的距离s/cm

1

0.1

10

15

2

0.1

15

36

3

0.1

20

67

探究2：探究动能大小与质量的关系：

控制速度不变，改变质量的方法：质量不等的小球从同一高度滚下。

改变钢球的质量，让不同的钢球A、A＇分别从同一高度由静止开始滚下（控制与木块碰撞前的速度相等），观察并测量前后两次木块B被撞移动的距离。发现第一次木块B被撞移动的距离远。

次数

次数

质量

m/kg

高度

h/cm

推动木块

的距离s/cm

1

0.1

10

17

2

0.2

10

44

3

0.3

10

65

【分析与论证】

1.探究1中：当钢球质量相同时，钢球达到斜面底端速度越大，木块被撞击滑行的距离越远，说明钢球的动能与速度有关，速度越大，动能越大。

2.探究2中：当钢球达到斜面底端速度相同时，钢球质量越大，木块被撞击滑行的距离越远，说明钢球的动能与质量有关，质量越大，动能越大。

3.实验结论

物体动能的大小跟速度、质量有关，质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。

【交流与讨论】

（1）使钢球获得动能的方法：将钢球由斜面某一高度静止释放（重力势能转化为动能）。

（2）将质量不同的钢球放在斜面上同一高度处静止释放的目的：控制钢球达到斜面底端时具有相同的初速度（钢球的速度与质量无关）。

（3）将质量相同的钢球由斜面上不同位置静止释放的目的：改变钢球达到斜面底端时的初速度。

（4）水平面绝对光滑时对实验的影响：当水平面绝对光滑时，物体将一直做匀速直线运动。钢球撞击木块后木块移动的距离无法确定，钢球动能的大小无法比较。

（5）实验中能量的转化。

①小球从斜面上由静止下落，下滑过程中重力势能转化为动能和内能；木块在水平面上运动时动能转化为内能。

②钢球在运动过程中机械能不守恒，机械能减少量最终转化为内能。

（6）实验改进：

①木块被撞后滑出木板的解决办法：换质量更大的木块，换质量更小的钢球，换更长的木板。

②木块质量较大，确保实验现象较明显：增大钢球滚下的高度。

③不用木块的实验改进：在桌上铺一条毛巾，钢球在毛巾上表面滚动的距离来反映动能的大小。

（7）实验结论的应用：生活中超载、超速的危害（超速时速度大，超载时质量大，则动能大，危险性大）。

【例题1】如图所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图.

（1）本实验使钢球获得动能的操作方法是。

（2）实验中，是通过观察来比较钢球动能大小的。

（3）让同一钢球分别从同一斜槽的不同高度由静止开始滚下，是为了探究动能的大小与的关系。

（4）让不同质量的钢球从同一斜槽的同一高度由静止开始滚下，为了探究动能的大小与的关系。

（5）让同一钢球从斜槽上的不同高度由静止开始滚下，记录的实验数据如表1所示，分析表中数据可得，当质量相同时，钢球下落的高度越高，钢球运动到水平面时的速度越，木块被撞得越远，这反映出物体的动能与物体的（选填“质量”或“速度”）有关.

次数

钢球下落高度h/cm

木块被撞的距离s/cm

1

10

8

2

15

32

3

20

56

（6）让质量不同的钢球从斜槽上的同一高度由静止开始滚下，记录的实验数据如表2所示，分析表中数据可得，当钢球从斜槽上滚下的高度相同时，质量越的钢球将木块撞得越远，这反映出物体的动能与物体的（选填“质量”或“速度”）有关.

次数

钢球的质