人教版八年级物理下册同步练习题 第十一章 功和机械能113 动能和势能 实验题专题练习题 有答.docx
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人教版八年级物理下册同步练习题第十一章功和机械能113动能和势能实验题专题练习题有答
11.3动能和势能实验题专题练习有答案有解析
1．如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。
（1）小球滚下斜面的过程中，它的________能转化为动能，其动能大小是通过木块移动的距离来反映的。
（2）分析比较____两次实验，可探究出的结论是：
质量相同的物体，速度越大，动能越大。
（3）甲实验中若木块的重力为1N，水平移动的距离是30cm，则重力对木块做功________J。
（4）如果水平面光滑，则________（选填“能”或“不能”）完成本实验。
2．小李同学想要利用如图13所示的装置来探究“物体动能大小与什么因素有关”。
（1）在探究“动能的大小与速度的关系”时，应保持小车的_____相同，让小车从斜面上_____（选填“相同”或“不同”）的高度滑下，以不同的速度推动木块移动。
（2）本实验运用了两种研究方法：
一是_____，二是转换法。
就本题来说用木块_____来反映小车动能大小的方法就是转换法。
他在实脸的过程中又发现只要去掉木块，就可以探究“阻力物体运动的影响”。
如图2所示，他将毛巾、棉布和玻璃分别铺在水平面上，让小车分别从斜面上由静止滑下，观察小车在水平面上运动的距离。
（3）每次均让同一小车从斜面同一高度由静止滑下的目的是：
使小车到达水平面时具有相同的_____。
（4）实验发现，小车在玻璃面上运动的距离最远，说明小车受到的阻力最_____，进一步推理得出：
如果小车运动时不受阻力，小车将做_____运动。
3．在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明猜想如下：
猜想一：
弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：
弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
（1）为验证猜想一，他设计了如图所示实验（小球质量大于木块的质量）实验时将同一弹簧压缩______（选填“相同”或“不同”）的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），将小球置于弹簧的右端，松开后小球撞击同一位置的相同木块上，分析比较______，从而得出弹性势能的大小；
（2）为验证猜想二，需选用材料______的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩______（选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球撞击同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若______，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
（3）若水平面绝对光滑，本实验能否达到探究目的，对此甲同学认为不能，而乙同学却认为能，并都给出相应的依据，老师认为他们都说得有道理．请你说出甲、乙两位同学所给的依据：
______．
4．小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
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所在高度有关
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：
如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。
实验序号
铁块质量
铁块距桌面高度
桌腿进入沙子的深度
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
（1）实验中通过比较_____来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中_____（填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：
_____。
5．小明参加科技节“掷飞机”比赛，该项目的规则是：
纸飞机掷出后在空中滞留的时间越长成绩越好。
查阅资料得知：
纸飞机在空中滞留的时间与其形状、质量、出手速度和出手角度有关。
小明认为还可能与纸飞机表面的粗糙程度有关。
为了验证自己的猜想，小明准备了以下器材进行实验研究：
发射器（如图）；秒表；剪刀；面积、质量大小和表面粗糙程度不同的两种纸A、B各若干张（同种纸正反面粗糙程度相同）。
（1）发射器的弹簧压缩得越短，释放后纸飞机获得的速度越大，其原因是______。
（2）写出本实验的主要步骤。
________
6．如图所示是研究重力势能的大小与哪些因素有关的一种实验。
某小组同学每次都让重锤从高处由静止下落，砸到铁钉上。
他们观察到不同情况下，铁钉进入泡沫塑料的深度不同，深度越大，表明重锤对铁钉做的功越大，即重锤具有的重力势能越大。
他们用m表示重锤的质量，h表示重锤升起的高度，x表示铁钉进入泡沫塑料的深度，并将实验数据详细记录在下面的表格中，为了进一步探究重锤的重力势能跟重锤做功本领的关系，他们还进行了适量的运算，计算的一部分数据也记录在表格的后两例中。
实验序号
重锤质量
m（千克）
重锤升起高度
h（米）
铁钉进入泡沫塑料深度
x（米）
（米-1）
（米2）
1
0.1
0.6
0.024
41.666
0.0006
2
0.1
0.9
0.030
33.333
0.0009
3
0.2
0.3
0.024
41.666
0.0006
4
0.2
0.6
0.035
28.571
0.0012
5
0.3
0.3
0.030
33.333
0.0009
6
0.3
0.4
0.035
28.571
0.0012
（1）分析比较实验序号1与2（或3与4或5与6）的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：
______。
（2）分析比较实验序号____的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：
在高度相同的情况下，物体的质量越大，具有的重力势能就越大。
（3）进一步分析比较表中第二列、第三列及第四列中的数据；可初步得出：
_____。
7．小然同学在做“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验时，如图设计了以下实验：
三个相同的木桩插在沙中，露出沙面的高度相同，取三个铁块从空中静止释放后撞击木桩，木桩陷入沙中。
（1）要研究重力势能与质量的关系，我们要选择______（选填“1”、“2”或“3”）两图来进行比较。
（2）选择1和2两图来进行比较。
得出的结论是：
__________。
（3）物理研究的方法有许多，如等效替代法、类比法、转换法、控制变量法：
本实验主要运用了两种研究方法，一是控制变量法：
二是_________法，就是用________来表示铁块重力势能的大小。
（4）如图所示，另一小组的小蝶同学在做“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验时，将体积相同质量不同的两个金属球从同一高度释放，目的是探究金属球重力势能的大小与质量的关系，他观察到两个杯口上方的纸都被砸破了，没有比较出两个金属球重力势能的大小。
为了能够从实验现象中比较出两个金属球重力势能的大小，你将如何改进这个实验?
改进方法：
用_______代替纸杯；改进后的实验可以通过观察_________来比较金属球重力势能的大小。
8．如图，小海在研究“物体的动能与哪些因素有关”时，将质量为m的小钢球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时，将水平面上静止的木块撞出一段距离s。
小海的部分实验数据和现象记录如下：
实验次数
1
2
3
钢球质量m/g
20
40
60
钢球下落高度h/cm
20
20
20
木块滑行距离s
近
较远
远
（1）上述3次实验中，第_____次实验钢球滑到斜槽底端时动能最大；
（2）上述实验数据表明：
当速度一定时，钢球的质量越大，动能越_____，这个结论可用于解释汽车_____（选填“超速”或“超载”）带来的危害。
9．某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球，它们的质量关系为
，实验的情景如图所示.
（1）通过观察小球陷人细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的物理方法是______（填“转换法”或“类比法”）.
（2）分析甲、乙两种情况可知，重力势能的大小与物体的______有关.
（3）小铁球
落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为______能.
（4）同学们还发现小球离地面越髙，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方
的数据如下表，分析数据，写出h与
的关系式为______.
实验次数
1
2
3
4
5
6
2.45
4.9
7.35
9.8
12.25
14.7
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
10．在研究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离.
实验次数
钢球质量
钢球下摆髙度
木块滑行距离
1
20
30
35
2
40
30
65
3
60
30
（1）本实验使钢球获得动能的操作方法是______.
（2）从上表数据可以看出，实验中控制了______相同，从而探究动能与______的关系.
（3）第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做______J的功；第3次实验时，木块被撞后滑出木板无法记录数据，需要重做第三次实验，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块，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：
__________________
参考答案
1．重力势甲乙0不能
【解析】
【详解】
（1）小钢球从斜面滚下过程中，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时速度变大，动能增加，所以是将重力势能转化为动能的过程，其动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的；
（2）分析比较甲和乙两组实验可得，物体的质量相同，而下滑的高度不同，甲图中下滑的高度大，运动到水平时速度大，推动木块滑行的距离大，故物体质量相同时，速度越大，动能越大；
（3）木块水平移动，在重力的方向上没有移动距离，重力不做功，重力对木块做功0J；
（4）如果水平面是光滑的，没有阻力作用，木块被撞击后将做匀速直线运动，不能通过被撞击的距离来比较动能大小。
2．质量不同控制变量法木块移动的距离初速度小匀速直线
【解析】
【详解】
（1）[1][2]在探究动能与速度的关系时，要保持小球的质量不变，让小车从斜面的不同高度滑下，那么小车到达水平面时的速度就不同，小车推动木块做功，运动距离越远，做功越多，动能越大；
（2）[3][4]动能的大小与质量和速度有关，实验时用控制变量法分别探究；由小球推动木块移动距离的远近来体现球的动能多少，是一种转换法；
（3）[5]小车从同一高度滑下的目的是：
小车到达水平面时的速度相等，即具有相同的初速度；
（4）[6][7]实验现象表明：
玻璃表面最光滑，受到的阻力最小，小车运动的距离最远，速度减小得越慢；由实验现象可以推理：
假如水平表面绝对光滑，该平面上运动的物体在水平方向上不受力，它将做匀速直线运动。
3．不同木块被推动距离的远近不同相同木块被推动的距离不相等甲同学认为不能的依据：
若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的；乙同学认为能的依据：
可通过观察木块被撞击后的速度大小来判断弹簧的弹性势能。
【解析】
【详解】
（1）根据控制变量法的思想，为验证猜想一，必须选择同样的弹簧，改变压缩程度，即实验时将同一弹簧压缩不同的长度，比较木块移动的距离得出弹性势能的大小；
从而研究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度是否有关；
（2）为了探究弹性势能的大小是弹簧的材料有关，必须控制压缩程度相同，改变材料，比较木块移动的距离得出结论．即需选用材料不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩相同的长度，进行实验。
若木块被推动的距离不相等，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
（3）甲同学认为不能的依据：
若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的；
乙同学认为能的依据：
可通过观察木块被撞击后的速度大小来判断弹簧的弹性势能。
4．桌腿进入沙子的深度①④⑤质量相同的物体，位置越高，具有的重力势能越大
【解析】
【详解】
（1）根据能量的定义，物体具有的重力势能越大能够对小桌做的功越多，能够使桌腿陷入沙子的深度越大，故而本实验比较的是桌腿进入沙子的深度。
（2）根据控制变量法，为了验证猜想一，要控制物体的高度不变，质量改变，从表格中数据可以看出，①④⑤高度相同，质量不同；
（3）从表格中①②③数据可以看出，当物体质量相同时，随着物体的高度增大，小桌桌腿陷入的深度也在增加，即质量相同的物体，位置越高，具有的重力势能越大。
5．弹簧压缩得越短，弹簧形变越大，弹簧的弹性势能越大，转化成纸飞机的动能越大，纸飞机获得的速度越大见解析所示
【解析】
【详解】
（1）弹簧压缩得越短，弹簧形变越大，弹簧的弹性势能越大，转化成纸飞机的动能越大，纸飞机获得的速度越大。
（2）主要步骤。
研究纸飞机掷出后在空中滞留的时间与纸飞机表面的粗糙程度的关系，要控制其形状、质量、出手速度和出手角度都相同，
①用剪刀将AB两种纸裁剪成形状、面积大小相同的纸若干张；
②将1张A纸叠放在1张B纸上，折一纸飞机，将1张B纸叠放在1张A纸上，按相同的方法折另一纸飞机；
③选择无风的环境，将两纸飞机分别放在发射器上，压缩弹簧到相同的位置，以相同的角度发射；
④用秒表记录两只飞机滞空时间；
⑤多次重复实验；
⑥分别计算两只纸飞机的平均滞空时间，进行比较得出结论。
6．在质量相同的情况下，举得越高的物体，具有的重力势能就越大。
1和4或3和5见详解
【解析】
【详解】
（1）[1]实验序号1与2（或3与4或5与6）的数据可知，重锤质量均相同，重锤举得越高，铁钉进入泡沫塑料深度越大，故可得出的结论：
在质量相同的情况下，举得越高的物体，具有的重力势能就越大。
（2）[2]从表中找出高度相同，质量不同的数据，可以看出实验序号1与4（或3与5）符合探究的要求。
（3）[3]①依次计算表中质量与高度的乘积，再观察乘积相等时铁钉进入泡沫塑料深度的大小，可以得出：
物体的质量与举起的高度的乘积相等时，物体具有相同的重力势能，对铁钉做的功也相同；②比较乘积不同的数据还可以看出，物体的质量与高度的乘积越大，具有的重力势能越大，做的功也越大。
7．1、3当高度相同时，物体质量越大，重力势能越大转换法木桩陷入沙坑深度沙坑沙坑凹陷程度
【解析】
【详解】
（1）[1]根据控制变量法可知，要研究重力势能与质量的关系，应保证高度相同，则应选择1、3两图来进行比较；
（2）[2]选择1和2两图来进行比较，铁块质量相同，下落高度不同，根据木桩插入深度对比可知，当质量相同时，物体高度越高，具有的重力势能越大；
（3）[3][4]本实验通过木桩被撞击后陷入沙坑深度来反映物体所具有的重力势能大小，该方法为转化法；
（4）[5][6]可以用沙坑代替纸杯，通过观察沙坑被撞击后的凹陷程度来比较金属球的重力势能的大小。
8．3大超载
【解析】
【详解】
第一空．由于不同质量的物体从相同高度自由下滑到达斜面底端的速度是相同的。
所以，三个小球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时速度相同，由实验数据知道，三个小球的质量越大，推动木块运动越远，对木块做功越大，说明小球的动能越大，由此可知，第三次实验中小球动能最大；
第二空．由实验数据得出的结论是：
当速度一定时，钢球的质量越大，动能越大。
第三空．由以上分析知道，影响动能的因素是质量和速度，所以汽车超速时，是由于速度大而造成动能大，汽车超载时，是因为质量大造成的动能大，动能大时不容易刹车，而容易造成交通事故。
9．转换法质量内
【解析】
【详解】
（1）[1]由题意知，实验中通过观察小球陷入细沙的深度来间接判断物体重力势能大小的，运用了转换法；
（2）[2]由题知m1（3）[3]当小球陷入沙中，与沙子摩擦，最终静止，将机械能转化为内能；
（4）[4]根据表中实验数据可知，
；
；
；
；
；
，小球下落高度与所需时间之间的关系为：
h=4.9t2．
10．让钢球从高处摆下速度质量0.06甲速度一定时，质量越大，动能越大
【解析】
【详解】
（1）[1]本实验使钢球获得动能的操作方法是让钢球从高处由静止摆下，实质是重力势能转化为动能的过程；
（2）[2][3]从上表数据可以看出，钢球每次的下摆高度都相同，球的质量不同，这样当球每次接触木块时的速度都相同，即实验中控制了速度相同，从而探究动能与质量的关系；
（3）[4][5]第1次实验时若不考虑能量损失，球下摆时重力做功，钢球的质量m=20g=0.02kg，所以钢球对木块最多可做的功：
Gh=mgh=0.02kg
10N/kg
0.3m=0.06J
第3次实验时，木块被撞后滑出木板无法记录数据，需要重做第三次实验；由于钢球质量大了，做的功可能会像第二次那样增大，而模板的粗糙程度不能变，甲同学建议换用同样较长的木板，这样可以通过木块的移动距离比较动能的大小，是正确的；乙同学建议换一个较大的木块，这样不符合控制变量法的思想，即木块变大后，因为质量和摩擦力都会变化，所以不能通过比较运动距离而得出动能的大小，故乙同学的建议不正确；丙同学建议降低钢球下摆的高度，这样也不符合控制变量的思想，因为高度降低后，球碰撞木块时的速度就不一样了，不能完成实验，故丙同学的建议也不正确。
所以应当采用甲同学的建议；
（4）[6]由上述实验数据和现象分析，速度相同时，质量越大，木块滑动的距离越远，即动能做功越多，所以可得出结论：
速度一定时，质量越大，动能越大。
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