实验探究题 · 第3节 动能和势能

实验探究题中等
在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小欣同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验,让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
题目配图
(1) 要探究动能大小与物体质量的关系,应保证铁球达到水平面的________相同,为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球___________________________________;
答案:速度;从斜面的同一高度由静止滚下
(2) 选用甲、丙两次实验可以得出的结论是:物体质量相同时,_________________________________。
答案:速度越大,动能越大
(3) 三次实验中,碰撞前动能最小的是图______(填“甲”、“乙”或“丙”)中的小球,原因是______________________;
答案:丙;纸盒被推动的距离最小
(4) 小欣同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时,也用到了斜面,让小车从斜面顶端由静止滑下,比较在不同表面滑行的距离(如表),小车在三个表面克服摩擦力做功______________(选填“相等”或“不相等”),若水平面绝对光滑,小车将做___________________运动。
子题配图
答案:相等;匀速直线。
答案:(1) 速度;从斜面的同一高度由静止滚下;(2) 速度越大,动能越大;(3) 丙;纸盒被推动的距离最小;(4) 相等;匀速直线。
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(1)要探究动能大小与物体质量的关系,应保持小球的速度相同,质量不同,所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下,保证铁球达到水平面的速度相同; (2)由图示实验可知,甲、丙两次实验,球的质量相同,甲滚下的高度大于丙滚下的高度,甲到达斜面底端时的速度较大,甲将纸盒推动得更远,说明甲的动能更大,由此可得:质量相同的物体,运动速度越大,它具有的动能就越大; (3)三次实验中,是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的,这种方法是转换法,丙图中纸盒被推动的距离最小,故碰撞前动能最小; (4)让小车从同一高度(由静止)下滑,根据决定重力势能大小的因素,小车的重力势能相同,下滑到水平面时的动能也相同,在不同的材料表面上运动时,最终停下来后,动能全部转为内能,克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能,所以,在三个表面克服摩擦力做功相同; 铁球从斜面上滚下,若水平面绝对光滑,铁球不受摩擦力作用,铁球所受合力为0,所以铁球将做匀速直线运动。 故答案为:(1)速度;从斜面的同一高度由静止滚下;(2)速度越大,动能越大;(3)丙;纸盒被推动的距离最小;(4)相等;匀速直线。

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