第十一章功和機械能實驗題20222023學年人教版八年級下學期物理章節基礎復習講義第一部分：典型例題1、汽車超載、超速是造成重大交通事故的重要原因。某物理興趣小組決定對超載超速問題進行模擬探究。如圖，將小車從同一斜面上由靜止開始滑下，推動同一木塊向前移動一段距離后停下，完成甲、乙、丙三次實驗。其中h1＝h3＞h2，m1＝m2＜m3。請根據實驗現象完成下列問題。（1）實驗中超載、超速帶來的危害程度是通過小木塊被撞擊后向前移動的距離來表示的；（2）研究超載帶來的危害程度時，選擇甲、乙、丙三次實驗中的甲、丙進行比較；（3）研究超速帶來的危害程度時，選擇甲、乙、丙三次實驗中的甲、乙進行比較；（4）若本實驗中水平面絕對光滑，則不能（選填“能”或“不能”）得出正確結論。【解析】解：（1）汽車超載、超速時，與物體撞擊時，會將物體推動得越遠，說明其動能越大，故實驗中超載超速帶來的危害程度可用小木塊被推動的距離來表示；（2）超載是指汽車的速度一定時，質量越大，與物體撞擊時，將物體推動得越遠，說明動能越大，故模擬實驗時，需要控制最初釋放時的高度相同（即達到水平面的速度相同），質量不同的小球，圖中甲、丙符合要求；（3）超載是指汽車的質量一定時，速度越大，與物體撞擊時，將物體推動得越遠，說明動能越大，故模擬實驗時，需要控制小球的質量相同，最初釋放時的高度不相同（即達到水平面的速度相同），圖中甲、乙符合要求；（4）若水平面絕對光滑，小球在水平面上不受阻力，小球將做勻速直線運動，不能達到探究目的。

2、小明探究“重力勢能與重物質量和下落高度的關系”，如圖所示，重物質量m＜M。實驗步驟具體操作實驗現象（1）讓重物自由下落到平放在細沙表面的小桌上，通過觀察桌腿下陷的深度判斷重物（小桌/重物）的重力勢能大小。（2）由實驗步驟A和B，可判斷重力勢能的大小和重物下落高度的關系。（3）小明認為由實驗步驟B和C，可判斷重力勢能的大小和重物質量的關系，該觀點錯誤（正確/錯誤），理由是重物的質量、高度兩個都是變量，無法比較?！窘馕觥拷猓海?）在實驗探究過程中，通過觀察桌腿下陷的深度來比較重物的重力勢能的大??；（2）研究重力勢能大小和高度的關系時，保證質量不變，改變小球的高度。由圖知：步驟A、B可判斷重力勢能的大小和重物下落高度的關系；（3）小明認為由實驗步驟B和C，可判斷重力勢能的大小和重物質量的關系，該觀點是錯誤的，因為B、C步驟中重物的質量、高度兩個都是變量，無法比較?！敬鸢浮浚?）重物；（2）A；B；（3）錯誤；重物的質量、高度兩個都是變量，無法比較。第二部分：考點解讀探究物體的動能跟哪些因素有關【設計與進行實驗】1.主要實驗器材：質量不同的鋼球、木塊、斜面等；2.實驗步驟：探究1：動能大小與速度的關系（1）控制不變的量時鋼球的質量m；（2）改變的量時鋼球的速度，即改變鋼球在滑槽上的釋放位置的高度h；（3）觀察的量時木塊被撞出的距離s。次數質量m/kg高度h/cm推動木塊的距離s/cm10.11020.11530.120探究2：動能大小與質量的關系（1）控制不變的量時鋼球的速度，即固定鋼球在滑槽上的釋放位置的高度h；（2）改變的量鋼球的質量m；（3）觀察的量時木塊被撞出的距離s。次數質量m/kg高度h/cm推動木塊的距離s/cm10.11020.21030.310【分析和論證】探究1中：當鋼球質量相同時，鋼球達到斜面底端速度越大，木塊被撞擊滑行的距離越遠，說明鋼球的動能與速度有關，速度越大，動能越大。探究2中：當鋼球達到斜面底端速度相同時，鋼球質量越大，木塊被撞擊滑行的距離越遠，說明鋼球的動能與質量有關，質量越大，動能越大?！緦嶒灲Y論】物體動能大小與物體的質量和運動速度有關：①質量相同的物體，運動速度越大，它的動能越大；②運動速度相同的物體，質量越大，它的動能越大?！緦嶒灧椒ā浚?）轉換法：通過小球推動木塊運動的距離來反映小球動能大小，推動木塊運動距離越遠，小球的動能越大；（2）控制變量法：①探究動能大小與質量的關系（控制小球速度不變，將質量不同的兩小球，從同一高度由靜止釋放，小球質量越大，撞擊后木塊運動的距離越大，小球動能越大）。②探究動能大小與速度的關系（控制小球質量不變，將質量相同的兩小球，從不同高度由靜止釋放，小球速度越大，撞擊木塊后運動的距離越大，小球動能越大）。【交流與討論】（1）使鋼球獲得動能的方法：將鋼球由斜面某一高度靜止釋放（重力勢能轉化為動能）。（2）將質量不同的鋼球放在斜面上同一高度處靜止釋放的目的：控制鋼球達到斜面底端時具有相同的初速度（鋼球的速度與質量無關）。（3）將質量相同的鋼球由斜面上不同位置靜止釋放的目的：改變鋼球達到斜面底端時的初速度。（4）實驗推理：當水平面絕對光滑時，木塊將一直做勻速直線運動。（5）水平面絕對光滑時對實驗的影響：鋼球撞擊木塊后木塊移動的距離無法確定，鋼球動能的大小無法比較。（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（力是改變物體運動狀態的原因）。（8）實驗中能量的轉化。①小球從斜面上由靜止下落，下滑過程中重力勢能轉化為動能和內能；木塊在水平面上運動時動能轉化為內能。②鋼球在運動過程中機械能不守恒，機械能減少量最終轉化為內能。（9）實驗改進：①木塊被撞后滑出木板的解決辦法：換質量更大的木塊，換質量更小的鋼球，換更長的木板。②木塊質量較大，確保實驗現象較明顯：增大鋼球滾下的高度。③不用木塊的實驗改進：在桌上鋪一條毛巾，鋼球在毛巾上表面滾動的距離來反映動能的大小。（10）實驗結論的應用：生活中超載、超速問題（超速：速度大，超載：質量大，則動能大，危險性大）。第三部分：自主練習1、小明在“探究物體的重力勢能與哪些因素有關”時，選用下列實驗器材：一塊厚泡沫，三個相同的鐵釘，三個鋁塊A、B和C（質量為mA＝mB＜mC），他做了如下實驗：將鐵釘插入泡沫的相同深度，分別將三個鋁塊由空中靜止釋放撞擊鐵釘，鐵釘進入泡沫如圖所示。（1）在這個實驗中，可以通過觀察來比較鋁塊重力勢能的大小。（2）甲、乙實驗說明；比較實驗的情況，說明鋁塊位置相同時，質量越大，鋁塊的重力勢能越大。（3）分析上述實驗，得出的結論是：，它的重力勢能越大。2、小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關”的實驗中，他用質量不同的兩個鋼球m和M（M的質量大于m），分別從不同的高度h和H（H＞h）靜止開始滾下，觀察木塊B被撞擊后移動的距離，實驗過程如圖所示。（1）小明通過觀察木塊B移動的距離長短，來判斷小球動能的大小，這種研究方法是（控制變量法/轉換法）。若水平面絕對光滑，本實驗將（能/不能）達到探究目的。（2）由甲、乙兩圖可得實驗結論：物體的動能大小與有關。（3）小華根據甲、丙兩圖得出結論：物體的動能大小與質量有關，她的看法是（正確/錯誤）的，理由是。（4）小王同學用如圖丁所示的方法探究動能的大小與速度的關系，他將相同質量的小球從不同高度（h2＞h1）由靜止開始釋放，通過觀察木塊在鐵板和毛巾上滑行的距離來判斷小球動能的大小，這種方法是（正確/錯誤）的，理由是。3、為了模擬研究超載和超速帶來的安全隱患，小霞同學設計了如圖所示的探究實驗：將A、B、C三個小球從同一裝置高度分別為hA、hB、hC的位置由靜止滾下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB），推動小木塊運動一段距離后停止；（1）該實驗中所探究物體的動能是指______（選填“小球”或“小木塊”）的動能；（2）在甲、丙兩圖所示的實驗中，A、C兩球剛滾到水平面時的速度______（選填“相等”或“不相等”）；（3）用來研究超速帶來的安全隱患時，小霞應選擇______兩圖所示的實驗進行比較；（4）實驗裝置中，如果水平面光滑，能否完成本實驗的探究內容？______；理由是______；（5）后來小霞分別用B球和C球將彈性相同的彈簧壓縮到相同程度后再放手，如圖丁所示，則兩球離開彈簧時的速度______（選填“相等”或“不相等”）。4、如圖所示是“探究物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗裝置。（1）該實驗利用了轉換法，通過觀察________來判斷________的動能的大?。唬?）讓同一小球從斜面的不同高度由靜止滾下，推動木塊做功，目的是為了探究動能的大小與________的關系；（3）換用質量不同的小球，使它們從斜面的________（選填“相同”或“不同”）高度由靜止滾下，推動木塊做功，目的是為了探究動能的大小與________的關系．若水平面絕對光滑，本實驗將________（選填“能”或“不能”）達到探究目的。5、在“探究影響動能大小的因素”實驗中，如圖甲、乙、丙所示，讓質量為m、2m的兩個鋼球分別從斜面上由靜止滾下，鋼球撞擊放在水平木板上的木塊，使木塊滑動，虛線位置為木塊滑動一段距離后停止的位置；（1）該實驗所探究物體的動能是指______（選填“木塊”、“鋼球”或“斜面”）的動能；（2）實驗時，讓不同質量的兩個鋼球從同一高度滾下的目的是使兩球到達水平面時，具有相同的______；（3）比較______兩圖進行的實驗，可以探究鋼球動能大小與速度的關系；（4）比較甲、丙兩圖進行的實驗，可以得出的結論是______；（5）本實驗采用的研究方法是控制變量法和______。6、在研究“物體動能與質量和速度的關系”實驗中，如圖所示，將鋼球從某一高度由靜止釋放，鋼球擺到豎直位置時，撞擊水平木板上的木塊，將木塊撞出一段距離。實驗次數鋼球質量m/g鋼球下擺高度h/cm木塊滑行距離s/cm動