初中物理动能和势能的转化与守恒实验题

如图所示是小明探究“物体的重力势能大小与物体的质量和被举起的高度是否有关”的活动，所做三次实验的情景．

（1）为探究“重力势能大小与物体被举起的高度是否有关”，应选　   　两组实验，观察比较这两组实验，得到的结论是　                                                      　．
（2）本实验中探究的是影响　   　的重力势能大小的因素（选填“金属块”或“小桌”），但重力势能的大小无法直接观察，我们是通过观察比较小桌陷入沙坑的深度来间接比较的．下列四个研究实例中，同样用到此研究方法的是　   　．

A．认识电流时，用水流进行类比；

B．根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场；

C．在学习蒸发和沸腾时，通过比较得出蒸发和沸腾的异同点；

D．牛顿第一定律是在实验的基础上经分析推理而得出的．

如图所示，某兴趣小组同学用弹弓进行弹“子弹”比赛．他们发现弹出的子弹飞行情况各不相同，因此展开了讨论．

（1）拉开的弹弓具有   能，弹弓上的橡皮筋形变   具有的能量越多 ；
（2）他们在研究影响弹出子弹飞行距离的因素时，提出以下猜想：
猜想1：与子弹的质量有关
猜想2：与子弹的形状有关
猜想3：与弹弓上的橡皮筋的弹性形变程度有关
①根据所学知识，可以断定猜想3是正确的，判断的依据是   ．
②请设计一个简单实验，验证猜想2是否正确，简述你的实验方案．
简要做法：                                                                       ；
如何判断：                                                                        ．

李明等几位同学准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”．同学们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧粗细有关．他们设计的实验装置如图，弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面A点左侧光滑，右侧粗糙．物体P压缩弹簧到B点后从静止释放，运动到C点弹簧恢复到原长与物体脱离，物体运动到D点停止．请补充完成他们的探究过程：

（1）对同一根弹簧，物体P压缩弹簧至B点，从静止释放，运动到D点．测量　  　之间的距离和　  　之间的距离，并改变　  　之间的距离，测多组数据，分析数据得到：弹簧长度变化量越大，弹性势能越大．
（2）对原长相同、只有粗细不同的两根弹簧，物体P分别压缩弹簧至同一位置B点，从静止释放，运动到D点．分别测量　  　之间的距离，改变压缩量，重复试验，分析数据得到：弹性势能与弹簧粗细有关．

研究的物理量不易直接测量时，都需要想办法把它们的大小间接表示出来。例如：如图所示．甲实验是让木块在木板上做        运动，通过弹簧测力计的示数间接显示滑动摩擦力的大小；乙实验中钢球的动能大小是通过               间接反映出来的．

小敏想探究小球滚上斜面的最大高度与斜面倾角和小球质量的关系，将两个斜面AO与OB对接成如图装置，进行实验。

①让质量为5克的小球，在斜面A0上高H处静止释放，沿斜面滚下，经O点滚上斜面OB，测量小球达到的最大高度h，将数据记录在表中；改变斜面OB的倾角θ，重复实验；
②用质量为7克的小球重复上述实验，将数据记录在表中。

实验 序号	小球质 量m/克	小球在斜面AO上 释放高度H/厘米	斜面OB 的倾角θ	小球在斜面OB上 的最大高度h/厘米
1	5	10	40	9.0
2	30	8.6
3	20	8.0
4	7	10	40	9.0
5	30	8.6
6	20	8.0

(1)比较实验1、2、3(或4、5、6)，说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与___________有关。
(2)比较实验____________(选择序号)，说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与小球质量无关。
(3)如果斜面没有摩擦，小球在斜面OB能达到的量大高度是__________厘米。

小军骑自行车上坡过程中发现车子的初速度越大，冲上斜坡的最大距离越长。这是因为车子的初始速度越大，它的初始动能也越大，上坡过程中转化的_____________就越大。进而他提出猜想：物体冲上斜坡的距离可能与物体的速度有关。
为了验证该猜想，小军将与水平面平滑连接的薄铁板以一定的倾角θ固定，如图所示。实验时为了让小球以不同的初始速度滚上铁板。请你在图中的虚线框内为小军设计一实验装置，并说明该使用装置进行实验时的操作要点：___________________。实验中不用小木块的原因是___________________。

利用如题图所不装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。
将小球A 、B 分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C 发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。题图中的摆长L 都相同，θ_A＜θ_B，球A 、B 的质量分别为m_A、m_B , ( m_A＜m_B) 。

( l ）如题图甲、乙所示，同时释放A 、B ，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的     无关。
( 2 ）如题图甲、乙所示，观察到B 球能将木块c 撞得更远由此可得出结论：                  。
( 3 ）图乙中小球B 到达竖直位置时的速度       （填“大于”、“小于”或“等于”）。图丙中小球B 到达竖直位置时的速度如题图乙、丙所示，图丙中木块C 滑行得更远些，由此可得出结论：           。

小红看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远。小红猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关。
⑴为验证其猜想是否正确，她设计了如图所示的实验，将小球置于弹簧的右端，将同一个弹簧每次压缩_______的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），松开后小球弹开钻入同一位置的相同纸盒，并留在其中，分析比较纸盒__________，从而比较同一弹簧在不同弹性形变时弹性势能的大小。

⑵假若水平面绝对光滑，本实验将__________（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
⑶小红根据实验现象认为：小球推动纸盒一起移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的能量最终都彻底消失了，你认为小红的观点是__________（选填“正确”或“错误”）的。

某同学用如图所示的实验装置探究阻力对小车运动的影响。他在水平桌面上分别铺上毛巾、棉布、木板，让小车从斜面上的同一位置由静止滑下，在小车停下的位置分别做上标记。

（1）标记③是小车在          表面上停下的位置。
（2）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    。推理可知：运动小车如果不受阻力作用，它将以恒定不变的速度永远运动下去。
（3）若让同一小车从不同高度处滑下，则不仅可以探究小车的重力势能与     的关系，还可以探究小车的动能与         的关系。

某班同学在探究“动能的大小与什么因素有关”时，同学们提出了如下猜想：
猜想一：动能的大小可能与物体的密度有关；
猜想二：动能的大小可能与物体的运动速度有关；
猜想三：动能的大小可能与物体的质量有关。
为了验证同学们的猜想，老师提供如下器材：刻度尺、四个金属球（100g的铁球、100g的铝球、50g的铁球、50g的铜球）、小木块和长木板。
同学们组装了图21所示的实验装置，让小球从斜面上由静止滚下，碰上水平面上的小木块后，将木块撞出一段距离。在同样的平面上，木块被撞得越远，说明球的动能越大。
请你帮同学们完成下列任务：（1）写出探究“猜想一”的实验方案；（2）设计出探究“猜想二”的记录数据表格。

按要求完成填空．
（1）图-1所示，体温计的示数为     ℃．
（2）图-2所示，读取液体体积时，正确的实视线方向是     （填写相应字母）．
（3）图-3所示，该实验能探究出并联电路电流的特点是                   ．
（4）图-4所示，在探究物体动能的大小与什么因素有关的实验中，通过比较小球推动木块                反映小球动能的大小．
   
图-1      图-2              图-3             图-4

回顾买验和探究(请将下列实验报告中的空缺部分填写完整):
(1)探究影响压力作用效果的因素:

(2)探究影响动能大小的因素:

图（a）是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止灌下，碰到同一木块上；图（b）是探究“牛顿第一定律”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的平面上运动，请回答一下问题：
   
（1）图（a）实验的目的是探究钢球动能的大小与      的关系.通过木块被推动距离的大小，说明钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小，这种常用的实验方法是法        .
（2）图（b）实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下的目的是：       .水平面越光滑，小车受到的摩擦力越     （填“大”或“小”），根据小车运动距离的远近，推理得出：运动的物体如果不受外力作用，将永远做             .
（3）小明同学想在图（a）基础上继续探究物体动能的大小与质量的关系，请你帮他设计实验，写出简要的实验步骤及论证方法：                             .

如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的h_A、h_B、h_C高处滚下（m_A＝m_B＜m_C，h_A＝h_C＞h_B）推动纸盒运动一段距离后静止。

（1）要研究动能与质量的关系，我们要选择
　　　　两图来进行比较。
（2）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，　　　球的动能最大。

逸凡同学总结两年来所做的物理探究实验发现：
（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。
如图：甲实验是让木块在水平面上做　　　　　　运动，通过读取弹簧测力计上的示数间接知道摩擦力的大小；乙实验中小球动能的大小是通过观察比较物块B　       　反映出来的。
（2）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采用　　　　　　法。
如：甲实验研究摩擦力的大小与压力大小关系，就要多次改变           ，同时保持接触面的粗糙程度不变；乙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。