實(shí)驗(yàn)十七  探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)——————  原創(chuàng)精品  ——————◎ 核心考點(diǎn)：【設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】1.主要實(shí)驗(yàn)器材：質(zhì)量不同的鋼球、木塊、斜面等；        2.實(shí)驗(yàn)步驟：探究1：動(dòng)能大小與速度的關(guān)系（1）控制不變的量時(shí)鋼球的質(zhì)量m；（2）改變的量時(shí)鋼球的速度，即改變鋼球在滑槽上的釋放位置的高度h；（3）觀察的量時(shí)木塊被撞出的距離s。次數(shù)質(zhì)量m/kg高度h/cm推動(dòng)木塊的距離s/cm10.110 20.115 30.120 探究2：動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系（1）控制不變的量時(shí)鋼球的速度，即固定鋼球在滑槽上的釋放位置的高度h；（2）改變的量鋼球的質(zhì)量m；（3）觀察的量時(shí)木塊被撞出的距離s。次數(shù)質(zhì)量m/kg高度h/cm推動(dòng)木塊的距離s/cm10.110 20.210 30.310 【分析和論證】探究1中：當(dāng)鋼球質(zhì)量相同時(shí)，鋼球達(dá)到斜面底端速度越大，木塊被撞擊滑行的距離越遠(yuǎn)，說(shuō)明鋼球的動(dòng)能與速度有關(guān)，速度越大，動(dòng)能越大。探究2中：當(dāng)鋼球達(dá)到斜面底端速度相同時(shí)，鋼球質(zhì)量越大，木塊被撞擊滑行的距離越遠(yuǎn)，說(shuō)明鋼球的動(dòng)能與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】物體動(dòng)能大小與物體的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)：①質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)速度越大，它的動(dòng)能越大；②運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動(dòng)能越大。【實(shí)驗(yàn)方法】（1）轉(zhuǎn)換法：通過(guò)小球推動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)的距離來(lái)反映小球動(dòng)能大小，推動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)距離越遠(yuǎn)，小球的動(dòng)能越大；（2）控制變量法：①探究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系（控制小球速度不變，將質(zhì)量不同的兩小球，從同一高度由靜止釋放，小球質(zhì)量越大，撞擊后木塊運(yùn)動(dòng)的距離越大，小球動(dòng)能越大）。②探究動(dòng)能大小與速度的關(guān)系（控制小球質(zhì)量不變，將質(zhì)量相同的兩小球，從不同高度由靜止釋放，小球速度越大，撞擊木塊后運(yùn)動(dòng)的距離越大，小球動(dòng)能越大）。【交流與討論】（1）使鋼球獲得動(dòng)能的方法：將鋼球由斜面某一高度靜止釋放（重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能）。（2）將質(zhì)量不同的鋼球放在斜面上同一高度處?kù)o止釋放的目的：控制鋼球達(dá)到斜面底端時(shí)具有相同的初速度（鋼球的速度與質(zhì)量無(wú)關(guān)）。（3）將質(zhì)量相同的鋼球由斜面上不同位置靜止釋放的目的：改變鋼球達(dá)到斜面底端時(shí)的初速度。（4）實(shí)驗(yàn)推理：當(dāng)水平面絕對(duì)光滑時(shí)，木塊將一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)。（5）水平面絕對(duì)光滑時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響：鋼球撞擊木塊后木塊移動(dòng)的距離無(wú)法確定，鋼球動(dòng)能的大小無(wú)法比較。（6）鋼球在水平面上不能立即停下的原因：鋼球具有慣性。（7）木塊最終停止的原因：受到摩擦力的作用（力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因）。（8）實(shí)驗(yàn)中能量的轉(zhuǎn)化。①小球從斜面上由靜止下落，下滑過(guò)程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能；木塊在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。②鋼球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能不守恒，機(jī)械能減少量最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（9）實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：①木塊被撞后滑出木板的解決辦法：換質(zhì)量更大的木塊，換質(zhì)量更小的鋼球，換更長(zhǎng)的木板。②木塊質(zhì)量較大，確保實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象較明顯：增大鋼球滾下的高度。③不用木塊的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：在桌上鋪一條毛巾，鋼球在毛巾上表面滾動(dòng)的距離來(lái)反映動(dòng)能的大小。（10）實(shí)驗(yàn)結(jié)論的應(yīng)用：生活中超載、超速問(wèn)題（超速：速度大，超載：質(zhì)量大，則動(dòng)能大，危險(xiǎn)性大）。 ◎ 針對(duì)訓(xùn)練小宇用如圖所示的裝置探究“動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)？”的實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將質(zhì)量為m的小球從光滑斜面上的A處?kù)o止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動(dòng)一段距離后靜止，如圖甲所示；②將質(zhì)量為m的小球從光滑斜面上的B處?kù)o止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動(dòng)一段距離后靜止，如圖乙所示；③將質(zhì)量為2m的小球從光滑斜面上的B處?kù)o止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動(dòng)一段距離后靜止，如圖丙所示。根據(jù)上述三次實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題：（1）實(shí)驗(yàn)中小球動(dòng)能的大小是通過(guò)觀察比較　             　反映出來(lái)的，這里用到了物理學(xué)研究問(wèn)題的方法是      　  。（2）為了探究動(dòng)能的大小與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系，應(yīng)選用　       　兩個(gè)圖來(lái)分析，并由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是　                                         　。（3）分析乙、丙兩圖，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是　                                　。由此聯(lián)想到高速公路限速牌上標(biāo)明“120”和“100”字樣，          （選填“大客車”或“小轎車”）的限速為100km/h。（4）小球在光滑斜面上從B處滾到底端的過(guò)程中，小球的　       能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。機(jī)械能          （選填“守恒”或“不守恒”）。（5）甲實(shí)驗(yàn)中若木塊的重力為1N，水平移動(dòng)的距離為30cm，則重力對(duì)木塊做功       J。（6）如果水平面光滑，則           （選填“能”或“不能”）完成本實(shí)驗(yàn)探究。（7）某同學(xué)根據(jù)甲、丙兩圖得出物體的動(dòng)能與質(zhì)量有關(guān)，他的結(jié)論       （選填“對(duì)”或“不對(duì)”），理由是                                                 。    （8）實(shí)驗(yàn)中小球滾動(dòng)到斜面底端時(shí)會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)樾∏蚓哂?/span>            ；木塊最終停下來(lái)是因?yàn)槭艿?/span>            的作用。    （9）如果做乙、丙圖實(shí)驗(yàn)時(shí),丙圖中木塊被撞后滑出木板，為了使鋼球不滑出木板，需要改進(jìn)丙圖實(shí)驗(yàn)，再與乙圖實(shí)驗(yàn)對(duì)比。在不改變木板長(zhǎng)度的情況下,應(yīng)采用以下        方法（     ）（填寫正確選項(xiàng)前的字母）。A.換用質(zhì)量更小的鋼球       B.給水平木板鋪上毛巾C.適當(dāng)降低鋼球的高度       D.換用一個(gè)較重的硬紙盒  答案：（1）木塊在水平面上滑行距離長(zhǎng)短；轉(zhuǎn)換法；（2）甲、乙；在質(zhì)量一定時(shí)，物體的速度越大，動(dòng)能越大；（3）速度一定時(shí)，物體質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；大客車；（4）重力勢(shì)能；守恒；（5）0；（6）不能；（7）不對(duì)；沒(méi)有控制速度相同；（8）慣性；阻力；（9）A

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