2022年中考物理实验复习4-机械能探究实验(二轮专题）

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2022年中考物理实验复习4-机械能探究实验1、图甲是研究“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滚下，碰到同一木块上。图乙是研究“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滚下，在粗糙程度不同的平面上运动。请回答以下问题：（1）设计甲实验的目的是研究钢球动能的大小与　    　的关系；设计乙实验的目的是研究运动的小车与所受　    　的关系。（2）甲实验是通过钢球推动木块移动的　   　大小，说明钢球对木块做功的多少，从而判断钢球的　   　大小；乙实验是通过小车在粗糙程度不同的平面上运动的远近，推理得出：在理想情况下，运动的物体如果　        　，将永远做匀速直线运动。 2、小明同学在探究“影响重力势能的大小与什么因素有关”的实验时，实验器材有：金属球、尖桌腿的小桌、细沙和塑料盆。实验装置如图甲所示。（1）实验中，小明同学通过比较________来判断出金属球重力势能的大小，依据是金属球对小桌________越多，金属球具有的重力势能就越大。（2）具体操作实验时，由于金属球的撞击点偏离桌面中央较大，使小桌倾斜较大，甚至被撞翻。于是小明同学改进了实验装置，如图乙所示，较好地解决了这个问题。在探究重力势能的大小与高度的关系时，将沙面抹平，将同一个金属球分别拉到________，由静止开始释放金属球，观察实验现象。（3）小明同学发现将同一个金属球分别按图甲、乙装置拉到同一高度，由静止开始释放金属球，观察实验现象得出小球的重力势能不同的结果，其原因可能是_____。 3、小苏同学所在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：弹簧的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，把弹簧放在水平地面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平地面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．请补充完整他们的探究过程： (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，并改变________之间的距离，测出OQ的长度，重复实验，测量多组数据并记录．(3)小苏所在的实验小组经过多次实验得出了结论．在上面的实验中，他们运用了转换法和______________两种物理思想方法． 4、某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。已知运动员和跳伞设备的总重力为700牛，跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。(1)图甲中曲线OA段速度越来越大的原因是______； (2)图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图，其中与图甲曲线中CD阶段对应的是______；(3)计算运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功______。 5、小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H＞h）静止开始放下，观察木块被撞击后移动的距离，可知s2＜s1＜s3，实验过程如图所示。（1）小明通过观察　        　来判断小球动能的大小。（2）观察甲、乙图可得到的结论是　        　。（3）小明根据甲、丙两图得出结论：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：　        　。 6、如图甲是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验。（1）本实验中小球A的动能大小通过木块B在水平面上　      　来体现。（2）将小球A放在同一斜面上　      　（选填“相同”或“不同”）高度处由静止释放，目的是使小球在撞击木块B时速度不同，通过实验现象可以得出结论：质量相同的物体，　      　，动能越大。若此实验中不用木块B，在桌面上铺一条毛巾，　      　（选填“可以”或“不可以”）用小球A在毛巾表面滚动的距离来体现。（3）有同学在“探究动能大小与质量的关系”时，将实验装置改进成如图乙所示，利用质量不同的小球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块，该实验方案　      　（选填“可行”或“不可行”），若他按此方案操作，他会看到的现象是　      　。 7、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。（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：                                 。（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。 8、某实验小组在用“模拟打桩”来探究影响重力势能大小的因素”，已知物体质量的关系为m1＝m2＜m3，使用的器材有沙子、木桩等。实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示：（1）本实验是通过　          　来反映物体重力势能大小的。（2）为了探究物体重力势能大小与质量的关系，应选择　          　两图实验进行分析。（3）实验中为了探究重力势能大小与高度的关系，应让质量相同的物体，从　          　（选填“相同高度”或“不同高度”）由静止自由放下。实验现象表明：当质量一定时，物体所处的高度越大，重力势能越　          　。（4）对比a、b、c三次实验，具有的重力势能最大的是图　          　（选填“a”、“b”或“c”）中的物体。 9、小明同学在“探究重力势能的大小与什么因素有关”的实验时，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/cm①20201.9②20302.9③20403.8④30202.9⑤40204.1（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：　          　。（4）小明同学在做猜想二实验时，联想到本实验的器材与“探究压力作用效果的因素”实验很相似，于是想用海绵替代装沙子的盆来完成实验，　          　（选填“能”或“不能”）根据小桌桌腿陷入海绵深度来判断铁块下落前的重力势能。 10、兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 　    　有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 　    　有关。【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越 　   　。【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：　 　                                         。【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 　     　（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。 11、如图所示是小明设计的“探究影响重力势能大小的因素”的实验。表面光滑圆弧形轨道与粗糙水平面BC相连接，塑料块M静止在B点处。木球(表面光滑)m1从距水平面高h1处由静止释放，如图a所示木球竖直下落，然后从圆弧轨道滑下，碰撞塑料块M，M运动一段距离后停下来。然后换用木球m2、m2(m1<m2=m3)进行如图b、c实验。三次实验中木球释放的位置高度h1=h2<h3。
 （1）木球在碰撞塑料块M之前的瞬间，具有最大的________能，塑料块M滑动的过程中受到的摩擦力的大小________。(变大/不变/变小)    （2）实验中通过观察塑料块M被撞击的距离来比较木球的重力势能的大小。这种物理学研究方法也运用于以下________(填写序号)实验中。
①用温度计测量液体的温度。
②用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的规律。
③用电铃、抽气机、玻璃罩探究真空不能传声。
④用吸引大头针的多少表示电磁铁磁性的强弱。    （3）由如图a、如图b的探究可知木球的重力势能大小与________有关。    （4）由________的探究可知木球的重力势能大小与木球被举高的高度有关。     12、在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知木块A、B、C的质量关系为mA=mB<mC;三个完全相同的木桩和三个木块从高处释放时的位置如图甲所示;木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，木块B、C将木桩打入沙中的深度相同．  （1）实验时，木块应在木桩的________(选填“正上方“或“后上方”)释放，将木桩打入沙中;    （2）比较木块A和B将木桩打入沙中的深度，可得:在质量一定时，物体高度________ (选填“越高”或“越低”)，重力势能________ (选填“越大”或“越小”);    （3）比较木块B和C将木桩打入沙中的深度相同，小刚认为:物体重力势能的大小与质量无关，你认为小刚的观点是 ________ (选填“正确”或“错误”)的，理由是________． （4）实验时，我们可以通过观察木桩陷入沙中的________来判断重力势能的大小;下列实验与该步骤采用探究方法类似的是________A．学习光的三原色时，与颜料三原色做比较B．研究发声的音叉是否振动，把音叉放进水里观察到水花四溅 13、小贝利用如图所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。他将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，会与静止在水平轨道上的木块C发生碰撞，碰撞后木块都会在水平轨道上滑行一定距离后停止。实验装置中小球A、B的质量分别为且；摆长为L且均相同；摆线与竖直方向的夹角为且；(1)在开始探究前，小贝将小球A、B同时拉到与竖直方向成相同角度的位置，然后由静止同时释放，观察到它们始终并排摆动且同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小均______选填（“相同”或“不同”），且与小球的______无关；(2)小贝通过甲、乙所示的探究过程，他观察到B球能将木块C撞得更远，经过思考可得出结论：小球的动能大小与______有关；(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，如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：当质量相同时，物体的速度______，动能越大；(4)在小球撞击木块C以后，如果木块C受到的力突然全部消失，C将做______运动；(5)质量和速度谁对动能的影响较大呢？小明所在的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。表一钢球撞击时的速度为序号钢球质量木块滑行距离123表二钢球质量为序号钢球撞击速度木块滑行距离123分析表一、二两组数据可以得出：______对物体的动能影响较大。                                    答案1、（1）速度；摩擦力；（2）距离；动能；物体；不受外力作用 2、小桌陷入细沙的深度    做功    不同高度    图乙装置受绳轮摩擦的影响    3、(1)物体M被弹开后运动距离的远近(2)相同　弹簧被压缩后AP的长度(3)控制变量法 4、  (1). 运动员和跳伞设备的总重力大于空气阻力   (2)          . ③    (3). 7×105J 5、（1）木块移动的距离；（2）在质量相同时，速度越大，动能越大；（3）错误；没有控制小球到达水平面时的速度相同。 6、（1）移动的距离；（2）不同；速度越大；可以；（3）不可行；木块移动距离相同。 7、（1）重力势；（2）甲、乙；质量相同的物体，速度越大，动能越大（3）0；（4）不能。 8、（1）木桩进入沙中的深度；（2）a、c；（3）不同高度；大；（4）b。 9、（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；（4）能。 10、【猜想假设】速度；质量；【进行实验】大；【分析论证】质量一定时，物体的速度越大，动能越大；超载。 11、（1）动；不变
（2）①④
（3）木球质量
（4）b、c   12、正上方    越高(或越低)    越大(或越小)    错误    木块B、C释放时的高度不同    深度    B     13、相同    质量    质量    小于    越大    匀速直线    速度