中考物理探究影响物体势能大小的因素专题突破.docx

1、中考物理探究影响物体势能大小的因素专题突破2019年中考物理：探究影响物体势能大小的因素专题突破(名师精选真题实战训练+答案，值得下载练习)一、实验探究题1.某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时，猜测弹性势能可能与形变量x成正比，也可能与形变量的平方x2成正比。用如图装置进行探究，将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上，刻度尺与杆平行，进行了如下操作：弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平面的高度h0；将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出此时弹簧上端到水平面的高度h1；释放小铁块，当铁块上升到最大高度时，读出铁块下端到水平面的高度h2；改变弹簧的压缩长度，重

2、复步骤，将测出的数据记录在表格中，并计算出弹簧的形变量x、形变量的平方x2和小铁块上升的距离h（1）实验中弹簧的形变量x=_（用所测物理量符号表示）； （2）本实验中，弹簧弹性势能大小是通过_来间接反映的； A.h1B.h2 C.h2h0D.h2h1（3）该同学根据表中数据分别做出图甲hx和图乙hx2图象，由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与_成正比 2.小苏同学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，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左

3、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。请补充完成他们的探究过程：（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，并先后改变_之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。 （3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和_两种物理思想方法。 3.放学后，小军路过一个建筑工地，看见如图所示打桩机打桩时重锤被高高拉起又下落，打在桩面上，桩便往地下陷。爱思考的小明想到“桩下陷的深度与什么因素

4、有关”的问题，并提出以下猜想： （1）猜想一：桩下陷的深度与重锤打击桩的力度有关。猜想二：桩下陷的深度与地面的硬度有关。你的猜想是_ （2）回家后，小明找来排球和足球模拟“打桩”来验证猜想一。设计实验方案如下：a用台秤分别称出排球和足球质量为300g和500gb在光滑平整的地板上放一张白纸，在白纸上叠放一张复写纸。将排球从纸正上方2米处静止下落，排球打在复写纸上，在白纸上留下打击的复写印迹，记下“印迹1”。c换用足球从2米高度处落下，重做上面实验，得到足球打击的“印迹2”。d如何利用台秤较准确地测出排球和足球的打击力度F1、和F2的大小？小明想出一种方案：把“印迹1”放在台秤上，再将排球放在“

5、印迹1”用力向下压排球，当_时读出台秤的示数，通过计算得出F1 ， 用同样的方法测量F2（3）请设计出实验的表格。 4.小明看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远小明猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关（1）为验证其猜想是否正确他设计了如下实验（弹簧被压缩后未超过其弹性限度）；如图所示，将同一个弹簧压缩_（选填“相同”或“不同”）的长度将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分别比较木块_，从而比较弹性势能的大小 （2）若水平面绝对光滑，本实验将_（选填“能”或“不能”）达到探究目的 （3）小明根据实验现象认为：小球推动木块移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小

6、球和木块所具有的机械能最终都消灭了你认为小明的观点是_的（选“正确”或“错误”），理由是_ 5.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(m1m2=m3)进行如图b、c实验。三次实验中木球释放的位置高度h1=h2hB Bh A m C D m A m C（3）实验得出的结论是（ ） A.质量越大的物体重力势能越大B.重力势能的大小与物体的质量和速度都有关C.重力

7、势能的大小只与物体的质量有关D.重力势能的大小与物体的质量和高度都有关7.（2017鄂尔多斯）小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想 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的下落高度有关猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关为此小夏设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）实验数据如下表：实验序号铅球代号铅球质量/g下落高度/m陷入沙中的深度/mA2000.50.1B4000.5

8、0.25C20010.2D20010.2（1）本实验中，采用的研究问题的方法是_（写出一种方法即可） （2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过_来反映的 （3）为验证猜想二，应比较_（填实验序号），得到的结论是：当物质量相同时，_ （4）比较，得到的结论是_ （5）经进一步实验和分析，小夏大胆给出重力势能（Ep）的表达式“Ep=mgh”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能，其中B球的动能为_J（忽略空气阻力，g=10N/kg） 8.在学习势能知识时，小明同学猜想物体的重力势能的大小可能与以下三个因素有关：物体高度， 物体质量大

9、小， 物体所处地理位置。 为了证明自己的猜想，首先决定对因素进行验证。他把橡皮泥平铺在水平面上，让同1个小球从不同高度自由下落，记录结果如下表所示。（1）该同学依据_判断重力势能的大小； （2）本实验的结论是_； （3）若想对因素进行验证，你认为实验中应控制相等的变量是_。 9.为探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验（1）实验中通过观察_来判断物体重力势能的大小 （2）要探究重力势能大小与高度的关系应选择图_和图_进行分析比较 （3）图2和图3探究的问题是_ 10.小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条

10、，探究橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：请回答以下问题： （1）实验中，是通过比较_来间接反映橡皮条的弹性势能大小； （2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的_有关； （3）比较第1次和第3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的_有关； （4）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 A.窄而长的B.宽而长的C.窄而短的D.宽而短的11.小明猜想物体的重力势能大小可能与物体的

11、质量及被举的高度有关为了验证自己的猜想，他进行了如下实验，让两个不同质量的锥子分别在两个不同高度自由下落，扎到下方四本相同的旧书上，书因此被扎出孔，分析这些被扎孔的不同，如图所示（1）若比较甲和乙，这是通过控制_不变，来探究重力势能的大小与_的关系； （2）在（1）中，小明不仅比较了甲、乙，还比较了丙、丁，他这样做的目的是_ （3）小明设想了以下两种方案来判断物体重力势能的大小，你认为最佳的一种是（ ） A.测出书上被扎孔的深度；B.数出被扎孔的纸的页数12.如图所示，用装有细砂的透明容器、小桌模型和质量不同的铁块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”的实验 . 将小桌水平放在细砂上，通过比较桌

12、腿陷入细砂的深度来间接判断物体重力势能大小 . （1）如图甲所示实验是研究重力势能大小与物体_的关系 . （2）下表是某同学进行如图乙所示实验时记录的实验数据 . 分析比较实验数据及观察到的现象，可分析得出的初步结论是：在_相同的情况下，铁块的质量越大，具有的重力势能越_（选填“大”或“小”）。13.沈仔细同学在研究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想： 猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关；猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关；猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，刻度尺一把，体积相同、质量为m

13、的小球3个和质量为2m的小球一个所用实验装置如图甲、乙所示为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落，测得A、B小球陷入花泥的深度为h1和h2 ， 如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）测得C、D小球陷入花泥的深度均为h3 ， 且h1h2h3 请你完成下列内容： （1）本实验中，小球的重力势能大小是通过_来反映的； （2）分析图甲所示的实验现象，可得出结论：当物体的_、_相同时，_越大，重力势能越大； （3）分析

14、图乙所示的实验现象，发现两球运动的路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径_（选填“有关”或“无关”）； （4）综合分析图甲、乙所示的实验现象，还可得出的结论是：_ 14.王月等几位同学准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”同学们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧粗细有关他们设计的实验装置如图，弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面A点左侧光滑，右侧粗糙物体P压缩弹簧到B点后从静止释放，运动到C点弹簧恢复到原长与物体脱离，物体运动到D点停止请补充完成他们的探究过程： （1）对同一根弹簧，物体P压缩弹簧至B点，从静止释放，运动到D点测量出BC之间的

15、距离的目的是比较_的大小，测量出_之间的距离其目的是比较弹性势能大小，并改变_之间的距离，测多组数据，分析数据得到：弹簧长度变化量越大，弹性势能越大； （2）对原长相同、只有粗细不同的两根弹簧，物体P分别压缩弹簧至同一位置B点，从静止释放，运动到D点分别测量出_之间的距离改变压缩量，重复试验，分析数据得到：弹性势能与弹簧粗细有关 15.利用如图所示装置探究“物体的重力势能大小与哪些因素有关” 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，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止图中的摆长L都相同，12 ， 已知A球的质

16、量小于B球的质量 （1）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，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与小球的质量_（选填“有关”或“无关”） （2）如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远由此可得出结论：高度相同时，质量大的，重力势能_（选填“大”或“小”） （3）比较图乙、图丙，观察丙图中B球能将木块C撞得更远由此可得结论：_相同时，高度越高，重力势越大 16.张军同学在探究“重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中，找来质量分别为50g、100g、200g的三个小钢球、刻度尺和装满松软细砂子的木箱，按图情景进行实验；先将木箱中的细砂抹平，

17、再让小钢球从距地面H处由静止释放，小钢球砸进细砂并陷入其中，测出小钢球在细砂中下陷的深度d和释放前小球的高度H，下表是他5次实验的数据 实验序号小钢球质量m/g释放前小钢球高度H/cm小钢球在细沙中下陷的深度d/cm150601.62501002.03501202.441001004.152001008.3请回答下列问题： （1）实验中他据_判断物体重力势能的大小； （2）分析表中序号1、2、3的实验数据，得出的结论是_，实验中，他使小球的_保持不变； （3）分析表中序号为2、4、5的实验数据，得出的结论是_，实验中，他使小球_保持不变 17.同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹

18、簧，如图甲所示.小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏.结果发现小军的笔弹得高一些.小文分析：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？小文猜想：弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关.为了验证猜想，小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块，在同一水平面上进行了如图乙所示的实验：a.将小球置于弹簧A的右端，使弹簧被压缩的长度为2cm，放手后小球被弹出，并与一木块相碰，木块被推动了一段距离S1；b.将另一个弹簧B压缩的程度稍大一些，把小球置于弹簧的右端，观察小球撞击木块后木块

19、移动的距离S2； （1）请你指出小文实验中存在的问题 （2）写出改进措施_ 答案解析部分一、实验探究题1.【答案】（1）h0h1（2）D（3）形变量的平方 【解析】【解答】（1）根据题意知道，弹簧的形变量等于弹簧的原长度减去弹簧被压缩后的长度，即x=h0 -h1 ；（2）根据题意知道，弹性势能的大小在实验中是通过铁块被弹起的高度来反应的，即铁块到达的最高点h2 减去弹簧被压缩的最低点h1 ， 即h2 -h1 ，D符合题意；（3）由表格数据知道，h=15x2 ，即h与x2 成正比例函数关系，由此得到的结论：弹簧弹性势能的大小与形变量的平方成正比。【分析】实验中弹性势能的大小时通过铁块被弹起的高度

20、来间接的反应，这用到了转换法.明确弹簧的形变量等于弹簧的原长度减去弹簧被压缩后的长度.2.【答案】（1）物体M被弹出的距离（2）相同；AP（3）控制变量法 【解析】【解答】（1）实验中弹性势能的大小时通过物体M被弹出的距离来间接的反应，这用到了转换法；（2）探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系，根据控制变量的思想，必须使用相同的弹簧，改变弹簧长度变化量，即AP（OP）间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出OQ间的距离；为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即AP间的距离，多测几组数据；（3）通过以上分析可以看出，本实验通过弹簧推动物体在粗糙

21、表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小，用到了转换法；同时，探究与多个量的关系时，还用到了控制变量法。【分析】此题主要考查的是学生对弹性势能大小跟弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料之间关系的理解和掌握，注意控制变量法（探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应控制其它因素相同，只改变弹簧的长度变化量）和转换法（通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现）在实验中的运用.3.【答案】（1）桩下陷的深度与重锤的质量有关（2）印迹完全相同（3）【解析】【解答】（1）打桩时每次桩下陷的深浅与什么因素有关，根据生活经验可猜想：桩下陷的深浅除了与重锤打击桩的力度、地面的硬度有关还可能与重锤

22、的质量有关、与桩的形状有关、与桩的直径有关等。（2）要想使两个力的大小相等，使其作用效果相同就可以。根据题意判断，当印迹完全相同时读出台称的示数，即可测出打击力度的大小；（3）实验记录表格中需要有质量m、高度h、打击力度F，且要多次实验，设计表格如下：【分析】题主要考查了重力势能的理解及影响因素，同时还涉及到力的作用效果，控制变量法的应用（在设计实验时，需要注意控制变量法的应用，要探究重力势能与质量之间的关系，需要控制物体的高度）.4.【答案】（1）不同；木块移动的距离（2）不能（3）错误；木块克服摩擦做功，机械能转化为内能 【解析】【解答】（1）在探究弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关时

23、，应将弹簧压缩到不同的长度，然后释放小球，通过比较木块移动的距离来判断弹性势能的大小.（2）若水平面绝对光滑，则没有摩擦力，木块被撞后不能停止下来，无法比较被撞的距离，所以不能达到探究目的.（3）小明的观点是错误的，小球推动木块移动一段距离后都要停下来，不是机械能最终都消灭了，而是木块克服摩擦做功，机械能转化为内能.【分析】探究势能的大小的影响因素时，利用木块被推动的距离反应能的大小，当克服摩擦时，机械能转化为内能.5.【答案】（1）动；不变（2）（3）木球质量（4）b、c 【解析】【解答】(1)木球从高处落下时重力势能转化成动，所以在碰撞塑料块M之前的瞬间，具有最大的动能，塑料块M滑动的过程

24、中受到的摩擦力的大小决定于接触面的光滑程度和塑料块对接触面的压力大小，因为这两个力都不变所以摩擦力不变。 (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，这里运用了转化法。用温度计测量液体的温度。用吸引大头针的多少表示电磁铁磁性的强弱。运用的研究问题的方法是转换法，用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的规律，运用的是等效替代法；用电铃、抽气机、玻璃罩探究真空不能传声，运用的是推理法，故答案为：。 (3)a、b两图中木球所处的高度相同，质量不同，所以探究的是木球的重力势能大小与质量有关。(4)b、c两图中两个球的质量相同，高度不同所以探究的是木球的重力势能大小与木球被举高的高度

25、有关。【分析】探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验，涉及到控制变量法（探究重力势能与质量的关系，应控制小球的高度相同，改变小球的质量）及转换法（通过木块移动距离反映小球重力势能的大小）的应用.6.【答案】（1）A（2）B；D（3）D 【解析】【解答】（1）此实验采用转换法，铁块下落过程中铁块的重力势能转化为动能，铁块的重力势能越大，说明木桩获得的能量就越多，木桩陷入沙坑越深，即通过观察木桩陷入沙坑的深度来比较各铁块重力势能的大小，故A正确；（2）由图知，A、B相比，B撞击木桩陷入沙坑的深度大，说明B的重力势能大，若A、B两铁块质量相等，则铁块B下落的高度大，即hAhB ， 故B正确；A、

26、C相比，C撞击木桩陷入沙坑的深度大，说明C的重力势能大，若A、C两铁块下落的高度相等，则铁块C的质量大，即mAmC ， 故D正确；（3）根据实验现象，可得出的实验结论为：物体重力势能的大小与物体的质量和高度都有关，故D正确。故答案为：（1）A；（2）B；D；（3）D。【分析】该实验采用了控制变量法和转换法，重力势能的大小与物体的质量和物体被举起的高度有关，当高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；当质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大。结合图进行分析判断。7.【答案】（1）控制变量法（2）铅球陷入沙中的深度（3）；物体所处的高度越高，重力势能越大（4）物体的重力势能与物体运动的路径无关；

27、（5）2 【解析】【解答】解：（1）物理学中对于多因素或多变量的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法，该实验中用到了控制变量法；（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映；（3）比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大；（4）比较两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可