物理
在做完探究“动能的大小与什么因素有关”的实验后,小华提出了这样一个问题:“如果改变斜面的长度,仍使小球从同一高度滚下,小球的动能变不变呢?”“当然不变了,”同桌小明立刻回答说,“因为高度并没有变.”“可毕竟斜面的坡度变了呀!斜面的坡度对动能有没有影响呢?”小红说.“做一做实验不就知道了吗?”于是他们准备利用身边的实验器材,通过实验进行探究.他们还为这个探究活动设计了一个探究报告,以下就是这个探究报告的框架.在报告中有的地方没有填写,请你帮助他们尽可能地完善.
探究课题:同一钢球在不同坡度的斜面上从相同高度的位置滚下,到达斜面低端的动能是否相同?
猜想:尽管斜面的坡度不同,只要钢球从相同高度的位置开始滚下到达斜面低端的动能是相同的.
实验器材:
(1)实验装置如图所示.
(2)除图中装置外,还应使用的器材有:
刻度尺
刻度尺
;
预测:如果实验结论与猜想一致,则在实验中应该看到的现象是:
两次实验木块被撞击的距离s是相同的
两次实验木块被撞击的距离s是相同的
.
(1)小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中,
①实验前他应先调节杠杆在水平位置平衡,其目的是
便于直接读出力臂
便于直接读出力臂
.
②杠杆平衡后,小明在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上
4
4
个钩码,使杠杆在水平位置平衡.
③他改用弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下拉,若每个钩码重1N.当杠杆在水平位置平衡时,测力计的示数将
大于
大于
(选填“大于”、“等于”或“小于”)1N.
(2)如图丙所示为探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验.实验步骤如下:
Ⅰ.让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,观察木块被撞击后移动的距离.
Ⅱ.让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下,观察木块被撞击后移动的距离.
①步骤Ⅰ是为了研究动能大小与
速度
速度
的关系.
②步骤Ⅱ是为了研究动能大小与
质量
质量
的关系.
③该实验中斜面的作用是为了控制钢球
速度
速度
的大小,木块的作用是为了比较钢球
动能
动能
大小.
如图所示,图(a)中的小球是木质的,图(b)中的小球与图(a)中的小球体积相等,但是铁质的.
请问:设计这个实验的目的是
研究动能大小与质量之间的关系
研究动能大小与质量之间的关系
;
此实验中让小球从同高度滑下的目的是
使小球到水平面时有相同的速度
使小球到水平面时有相同的速度
;
试猜想:小球滑下到静止时,
B
B
图中的木块被撞得远些;
这个实验中得到的结论是
小球速度相同时,质量越大,动能就越大
小球速度相同时,质量越大,动能就越大
.
在某次探究活动中,小明对老师给出的“小球在光滑斜面由静止释放时,所处高度越高,到达斜面底端的速度越大,而与小球质量无关”这一结论产生了质疑.他猜想小球从同一光滑斜面上自由滚到底端时的速度--
猜想一:可能与小球在光滑斜面上的高度无关
猜想二:可能与小球的质量有关
他选择了一些实验器材,进行了如下实验(图中A、B、C分别表示小钢球在第0.1s末、第0.2s末、第0.3s末所处的位置,钢球1、2、3的质量关系为m
1
<m
2
=m
3
)
(1)实验一是为了验证猜想
二
二
选填“一”或“二”),通过该实验他得到的结论是:小球从同一光滑斜面上自由滚到底端时的速度与小球的质量
无关
无关
(选填“有关”或“无关”)
(2)实验二中,小球2和3在同一光滑斜面的不同高度处同时由静止释放,到达底端时的速度分别为v
2
、v
3
,请判断v
2
<
<
v
3
(选填“>”、“=”或“<”).
(3)在完成了以上探究后,小明继续进行“探究动能的大小与速度的关系”的实验三,根据实验的结果:他得出了“速度越大,动能越大”的结论,你认为他的结论是否可靠?
不可靠
不可靠
(选填“可靠”或“不可靠”).原因是
两小球的质量不同
两小球的质量不同
.
如图,它是用来研究动能大小与物体
质量
质量
的关系的.实验表明:丁图中的小车到达水平表面时,能使木块运动的距离
大
大
些(选填“大”或“小”).
如图所示,一钢球分别从斜面的不同高度h
1
、h
2
处滚下,小木块A分别被推至1和2处,这现象表明,同一钢球,位置越高,它到达斜面下端时的
速度
速度
也越大,把木块推得越远,对木块做的功越多,钢球的
动
动
能也越大.
小明为了研究动能的大小,他设计了如图(甲)、(乙)实验:(甲图)让
质量
质量
相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动,然后与放在平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段离后静止,说明
质量相同的物体,速度越大,动能越大
质量相同的物体,速度越大,动能越大
;(乙图) 让两个小球
速度
速度
相同,研究动能与
质量
质量
的关系.
(2013·衢州)小徐利用如图实验来研究物体动能大小与哪些因素有关.让质量不同的钢球从斜面上同一高度释放,钢球运动到斜面底部,推动木块运动一段距离后停下.实验数据见下表:
实验次数
钢球质量m(克)
钢球到达斜面底部时的速度v(米/秒)
木块移动的距离s(厘米)
1
20
1.8
30
2
40
1.8
59
3
60
1.8
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(1)表格中的实验数据说明了钢球的动能大小与
钢球质量
钢球质量
有关.
(2)小徐对如何判断钢球的动能大小进行深入思考后认为:可以通过比较钢球推动木块移动距离的大小来反映钢球对木块
做功
做功
的多少,从而判断钢球动能的大小.
(2012·南京)在“探究物体动能大小与物体的速度、质量关系”的实验中,让小车从斜面的不同高度由静止开始下滑,撞击水平木板上的木块.如图所示.
(1)本实验的研究对象是
小车
小车
.
(2)小车放置的位置越高,木块被撞击得越远.研究表明:当
质量
质量
一定时,物体动能的大小与物体的
速度
速度
有关.
(3)甲、乙两次实验木块移动过程中受到的摩擦力分别为f
甲
、f
乙
,则
③
③
(填序号).
①f
甲
>f
乙
②f
甲
<f
乙
③f
甲
=f
乙
.
(2012·乐山)小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与什么因素有关?”的实验步骤如下:
(1)将质量为m的小球从光滑斜面上的A处静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图甲所示.
(2)将质量为m的小球从光滑斜面上的B处静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图乙所示.
(3)将质量为2m的小球从光滑斜面上的B处静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图丙所示.
根据上述三次实验,回答下列问题:
①实验中小球动能的大小是通过观察比较
木块在水平面上移动的距离
木块在水平面上移动的距离
反映出来的,这里用到了物理学研究问题的一种
转换
转换
方法(选填“直接测量”、“放大”或“转换”);
②为了探究动能的大小与物体运动速度的关系,应选用
甲乙
甲乙
两个图来分析,并由此得出的实验结论是
质量相同的物体,速度越大,动能越大
质量相同的物体,速度越大,动能越大
;
③分析乙、丙两图,得到的实验结论是
速度相同的物体,质量越大,动能越大
速度相同的物体,质量越大,动能越大
;其中小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中,小球的
重力势
重力势
能转化为
动
动
能.
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