【实战中考】2024重难典题型综合突破子专题2实验重难典突破一、教材重点实验类型二 (5)

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1．小明在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小球从斜面上由静止释放，小球下滑后撞击斜面底端的木块，请回答下列问题：
（1）该实验所探究的物体的动能是指 （选填“木块”或“小球”）的动能；
（2）第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应进行的操作是 ；
（3）如图甲、乙所示，同一小球从斜面不同高度由静止释放，是探究动能大小与 的关系，得出的结论是： ；
（4）在进行丙实验时木块被撞出了木板，在不改变原有器材的情况下，如何保证碰撞后木块能始终在木板上滑行？方法是 ；
（5）实验后小明又设计了如图丁所示的实验方案探究动能的大小与物体质量的关系：利用不同质量的小球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块，该方案是否可行？ ；若按此方案操作，他会看到的现象是 。
（6）同学小红也进行相同的实验，过程中小红发现实验现象不明显，木块被撞击后移动的距离差异较小，为确保实验有较明显的现象，可行的一种方案是：______．
（7）实验结束后，同桌小金在探究动能大小与速度的关系时，拿走了木块，在水平木板上铺上毛巾，通过比较小球在毛巾面上运动的距离，也得出了正确的结论，你认为他的方案是否合理：______，理由是______．
（8）（真实情况下的伽利略实验）小明利用小球和平板组装了图戊所示装置进行了A、B、C三次实验，重现伽利略斜面实验．不考虑底部转折处的能量损失，下列最符合实际的现象是______．
【一题多设问】（6）增大小球的质量（减小木块的质量或换用较光滑的木板） （7）合理 接触面的粗糙程度相同，小球克服摩擦力做功，可以用小球在毛巾表面移动的距离来体现动能的大小 （8）B
【解析】（8）小球在平板上滚动时，要受到摩擦阻力的作用，要克服摩擦做功，使一部分机械能转化为内能，机械能减小，平板倾斜角度越大，小球对平板的压力越小，由于滑动摩擦力与压力大小及接触面的粗糙程度有关，由于接触面粗糙程度相同，所以倾斜角度越大，小球受到的摩擦力越小，若到达相同高度时，运动的路程越小，克服摩擦力做功越小，机械能损失越小，到达斜面的高度越高，反之，平板倾斜角度越小，到达斜面的高度越低，故选B．
（5）①理解小球所获动能的本质②根据小球动能的来源判断实验现象③判断实验方案是否合理
（6）分析木块被撞击后移动距离差异较小的原因：阻力大、动力小．所以可从减小阻力或增大动力的角度去给出可行方案
（8）①判断图中装置不同角度下摩擦力的大小情况；②根据不同角度下摩擦力的大小判断机械能的损失情况；③最后判断倾斜角度与小球到达斜面高度之间的关系
2．实验小组认为车祸的危害与汽车的动能大小有关，于是利用如图所示的实验装置进行探究，虚线位置是木块被撞后滑动一段距离停下的位置；

（1）小华同学通过比较乙、丙两图，得出“速度快的汽车动能大”的结论，小丽认为小华的这一比较过程存在错误，原因是 ；“十次车祸九次快”指的是汽车的动能与速度有关，可用 两图的实验结果解释；
（2）同学们想探究发生车祸时质量和速度谁对动能的影响较大？于是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 小球撞击时的速度为（）
表二 小球的质量为（）
分析表一、表二两组数据可以得出： 对物体的动能影响较大。当发生交通事故时，由此造成的危害更严重；
（3）为了进一步研究动能大小与质量的关系，同学们又设计了如图丁、戊所示的装置去进行实验。图中错误的操作是 ；改正错误后继续进行实验，发现图戊木块滑出的远些，则可以得出结论 。
3．“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图甲所示：将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至木板上后与木块碰撞，通过改变小车释放时的高度h、在小车中增加砝码和在木板上铺垫棉布的方法，得到了图乙虚线框内的四个实验场景。

（1）我们一般通过观察木块移动的距离长短，来判断小车动能的大小．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）通过比较图乙中的场景 ，可以探究物体动能与速度的关系；有同学认为根据场景①和④，可以判定物体动能的大小与质量有关，她的看法是否正确？ ,理由是 。
（3）若将场景①和②中的木块均移走，利用这两个场景可探究 对物体运动的影响,为了提高实验结论的准确性，还需再增加一次实验，为此，在场景①的基础上，你所做的调整是 。
4．如图甲所示是小明为“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置；
（1）小球从光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小球起点位置的高度有关，起点位置越高，速度就越 ，如果小球位置越高时，木块移动的距离越远，可以得出结论： ；
（2）小明在实验时，先让质量为m的小球从斜面h高处由静止下滑，测出木块被撞击的距离为s1，保持木块位置不动，接着他立即让同一小球从斜面h高处由静止下滑，测出木块被撞击的距离为s2，如图乙所示，则s1 s2（选填“大于”“小于”或“等于”），你判断的依据是 （从能量角度解释）；
（3）创新题·创新装置，另一同学利用图丙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时，通过观察钢球撞击相同塑料软片的数目来比较钢球的动能大小（图中未画出固定塑料软片的装置），老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验，原因是 。
序号
小球质量
木块滑行的距离
1
2
3
序号
小球撞击速度
木块滑行的距离
1
2
3
参考答案：
1． 小球 将木块移至原位置 速度 质量相同时，速度越大，动能越大 降低小球下滑时的高度 不可行 木块移动的距离相同
【详解】（1）（2）[1][2]本实验中，通过观察小球推动木块移动的距离来反映小球动能大小的，所以每次实验开始时木块的位置是一样的，故应进行的操作是将木块移至原位置。
（3）[3]同一小球从斜面不同高度由静止释放,小球质量相同，从不同高度释放到达斜面底部的速度不同，因此是探究动能与速度的关系。
[4]由甲乙两图可知，当斜面高度高时，小球推动木块移动的距离大，因此，可得出结论：质量一定时，速度越大，动能越大。
（4）[5]降低小球下滑时的高度，小球到达水平面时获得的动能减小，小球对木块做功变少，木块在木板上滑行的距离减小，可以保证碰撞后木块能始终在木板上滑行。
（5）[6][7]因弹簧形变程度相同，具有的弹性势能相同，撞击木块的动能由弹簧的弹性势能转化而来，所以转化出的动能相同，因此会看到木块最终移动的距离相同，所以此方案不能完成实验探究。
2． 没有控制质量相同 甲、丙 速度 两次实验中没有控制水平面粗糙程度相同 当速度相同时，质量越大，动能越大
【详解】（1）[1]动能的影响因素是速度和质量。根据控制变量法可知，要探究小球动能与速度的关系，需要控制小球的质量相同，具体操作是质量相同的小球从斜面的不同高度滚下，乙、丙两图没有控制小球的质量相同，所以小华的结论错误。
[2] “快”指的是速度大，“十次车祸九次快”指的是汽车的动能与速度有关，应控制质量相同，将小球从不同高度下落，即甲、丙两次实验可验证。
（2）[3]由表中数据可知，小球的速度相同时，质量增大为原来的几倍，动能便增大为原来的几倍；小球的质量相同，速度增大为原来的几倍，动能便增大为原来几的平方倍。由此可见速度对动能大小的变化影响较大。
（3）[4]由图可知，实验中用木块在水平面移动距离来反映动能大小，所以需要控制水平面粗糙程度相同。
[5]丁和戊改正错误后，小球速度相同，质量不同，所以要研究动能大小与质量的关系，分析实验记录表一中数据，发现图戊木块滑出的远些，结论为当速度相同时，物体质量越大，动能越大。
3． 不能 ③和④ 不正确 没有控制速度一定 阻力（或摩擦力） 在木板上铺设玻璃板（或毛巾）
【详解】（1）[1]如果水平面绝对光滑，那么小车将一直运动下去，所以不能达到探究目的。
（2）[2][3][4]场景③和④其质量是相同的，其高度不一样，所以探究的是动能大小与速度的关系；场景①和④，不能判定物体动能的大小与质量有关，因为没有控制速度一定，从控制变量法的角度出发，要控制单一变量。
（3）[5][6]将场景①和②中的木块均移走，可以探究阻力对于物体运动的影响，为了使实验结论更加具有普遍性，可以在场景①的基础上，在木板上铺设玻璃板（或毛巾）。
4． 大 当物体质量一定时，运动速度越大，其动能就越大 大于 小球在运动过程中要克服摩擦力做功，机械能转化为内能 塑料软片对不同体积的小球的阻力不同
【详解】（1）[1]小球从光滑斜面上由静止开始向下运动，重力势能转化为动能，起点位置越高，重力势能越大，到达斜面底端的动能越大，速度越大；
[2]实验中是通过小球撞击木块移动的距离来观察小球动能大小的，利用了转换法，被撞木块的运动距离越长，说明小球对被撞物体所做的功就越多，小球原来所具有的动能就越大，所以结论为，当质量一定时，速度越大，动能越大。
（2）[3][4]第一次实验时，小球刚滚下斜面就撞击到木块，第二次实验时，小球在水平面上滚动了一段距离后才撞击到木块，小球在运动的过程中要克服摩擦力做功，机械能转化为内能，所以小球在第二次撞击木块时的机械能比第一次小，所以木块移动的距离s1大于s2。
（3）[5]体积大的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力大，即体积大小不同的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力不同，无法“探究动能大小与质量关系”。