中考物理专题《动(热)能实验》考题归类

这是一份中考物理专题《动(热)能实验》考题归类，共7页。试卷主要包含了探究动能，探究重力势能，探究弹性势能，探究机械能转化等内容，欢迎下载使用。
一、探究动能
实验多用斜面上的物体或摆球与水平面上静置的其他物体组成实验装置，利用运动物体对外做功，通过推动其他物体运动距离的大小来比较判定物体动能的大小。研究动能与速度的关系时，控制质量相同，改变速度，让同一物体从斜面的不同高度或不同的下摆高度由静止释放;研究动能与质量的关系时，控制速度相同，改变质量，让不同质量的物体从同一斜面的同一高度或相同的下摆高度由静止释放。
例1 如图1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)本实验探究的是 (选填“木块”“小车”或“斜面”)的动能与 的关系，实验中是通过观察 来比较动能大小的。
(2)第一次实验的情景如图1甲所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块 。
(3)若操作正确，第二次实验木块最终的位置如图1乙所示，则此实验的结论是 。
(4)若要探究物体动能与质量的关系，则需要不同质量的小车从斜面 高度由静止滑下，并观察记录。
解析:本题基本上属于教材实验的再现，将原实验装置“斜面+钢球+水平面上的木块”变为“斜面+小车+水平面上的木块”，利用小车推动木块探究动能。
(1)本实验的研究对象是小车;“同一小车”，说明小车的质量不变;“分别从同一斜面的不同高度由静止释放”，说明小车从斜面上滑下与木块碰撞前的速度不同，故实验探究的是小车的动能与速度的关系。小车从斜面上滑下撞击木块做功，做功越多，木块被撞得越远(移动的距离越大)，小车具有的动能越大，故实验中是通过观察木块移动的距离来比较动能大小的。
(2)实验中是通过木块移动的距离来判定动能的大小，故在进行第二次实验前，应将撞出的木块放到原来的位置(恢复到原位置)。
(3)比较两次实验情景可知，同一小车从斜面上静止释放的高度，则小车与木块碰撞前的速度;同一木块在水平面上滑行距离: ，则小车的动能，故可得出结论:质量相同时，速度越大，动能越大。
(4)由控制变量法可知，要探究物体动能与质量的关系，则需要控制速度相同即高度相同，让不同质量的小车从斜面相同高度由静止释放。
例2 实验小组的同学用图2所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。将钢球从某一高度由静止释放，铺球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。
(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是 ，钢球动能的大小是通过观察 来判断的。
(2)从表中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达竖直位置的 相同，从而探究动能与 的关系。
(3)在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3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板，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: 。
解析:本题属于教材实验的演变，将原实验装置“斜面+钢球+水平面上的木块”变为“摆球+水平面上的木块”，利用摆球撞出木块探究动能。
(1)本实验中，钢球摆动撞击木块做功，做功越多，木块被撞得越远(滑行距离越大)，说明钢球的动能越大。因此，使钢球获得动能的操作方法是让钢球从高处摆下;钢球动能的大小是通过观察木块滑行的距离来判断的。
(2)由表中数据可知，钢球的质量不同，下摆高度相同，到达竖直位置时速度相同，故实验探究的是动能与质量的关系。
(3)在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，应换用同样较长的木板，即采用甲同学的建议。若采用乙同学的建议;换用的木板与原木板的粗糙程度不同，木块受到的摩擦力不同，则通过比较木块滑行的距离判定钢球动能的大小会产生误差;若采用丙同学的建议，降低钢球下摆的高度，会使钢球到达竖直位置时的速度变小，则不能保持“速度不变”的实验条件。
(4)由表中数据可知，钢球下摆高度相同，则其到达竖直位置时的速度相，质量不同，木块滑行距离不同，则其动能不同，分析动能大小与质量的关系、可得出：当速度一定时，质量越大，动能越大。
二、探究重力势能
实验多用重物与可移动物体或形变明显的物体组成实验装置，利用位于高处的物体下落时可以做功，通过被撞击物体移动的距离或被撞击物体形变的大小(凹陷程度)来比较判定物体的重力势能的大小。研究重力势能与质量的关系时，控制高度相同，让不同质量的物体从同一高度静止下落;研究重力势能与高度的关系时，控制质量相同，让同一物体从不同高度由静止下落;研究重力势能与路径的关系时，控制质量和高度相伺，让物体沿不同路径由静止下落。
例3 在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”时，同学们用图3所示的实验装置进行实验探究。先把两端开口、长约1 m、粗细均匀的圆柱形玻璃管竖直固定在铁架台上，用木棒将粗细适宜的圆柱形泡沫塑料块置于玻璃管内口点处(塑料块与玻璃管内壁有适量的摩擦);然后将钩码从玻璃管内O点上方释放，钩码能将塑料块向下推动一段距离。
国J
(1)本实验中，物体重力势能的大小是通过 来间接反映的。
(2)小明将质量不同的钩码，从相同的高度在玻璃管内由静止下落，去冲击O点的泡沫塑料块，测量、比较每次泡沫塑料被向下推动的距离，他是探究物体的重力势能与 的
关系。
(3)小红在探究物体的重力势能与物体的高度是否有关时，应使用质量 (选填“相同”或“不同”)的钩码，让钩码从 (选填“相同”或“不同”)的高度在玻璃管内由静止下落，然后用刻度尺分别测量 ，从而比较出重力势能的大小。
解析:本题实验装置为“钩码(竖直下落)+泡沫塑料块”，利用钩码下落推动泡沫塑料块探究重力势能。
(1)本实验中，钩码下落，泡沫塑料块被向下推动，钩码对泡沫塑料块做功，泡沫塑料块下移的距离越大，钩码的重力势能越大，故钩码重力势能的大小是通过泡沫塑料块被向下推动的距离来间接反映的。
(2)钩码高度相同，质量不同，探究的是物体的重力势能与物体质量的关系。
(3)探究重力势能与高度的关系时，需要控制质量不变，改变高度，故应让质量相同的钩码从不同的高度由静止下落，然后用刻度尺测量每次泡沫塑料块被向下推动的距离，以此比较出重力势能的大小。
例4 某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想:物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图4所示的实验:用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量均为m，B球的质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。实验测得A、B两球陷入沙坑深度分别为和，C、D两球陷入沙坑深度均为，且