物理
小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关,于是设计了如图甲、乙所示的实验,探究动能的大小与哪些因素有关.
(1)让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,然后与放在水面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止,如图甲所示.
(2)让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止,如图乙所示.上述甲、乙两组实验中:
①选用图甲探究得出的结论是:
物体质量一定时,速度越大,动能越大
物体质量一定时,速度越大,动能越大
;选用图乙探究的是动能与
质量
质量
的关系.
②该实验物体动能的大小是通过
纸盒移动的距离
纸盒移动的距离
来反映的.
③小红实验完成后想,本实验中水平的轨道是光滑的还是粗糙的呢?请你帮小红解决这个问题,你的结论是
粗糙的
粗糙的
(填:“光滑的”或“粗糙的”),你的依据是
小球和纸盒由于受到摩擦力的作用而最终停下来
小球和纸盒由于受到摩擦力的作用而最终停下来
.
④物理研究方法有许多,如等效替代法、类比法、对比法、控制变量法;本实验中运用了两种研究方法,一是
控制变量
控制变量
法;二是转换法.
(3)小红由此实验还联想到伽利略的斜面实验,让同一个小球沿同一光滑斜面的同一个高度由静止开始向下运动,到达毛巾、棉布、木板三种不同水平面上继续向前运动直到停止,在水平面运动的全过程中,克服摩擦力做的功
相等
相等
(填:“相等”或“不相等”),你的依据是
小球最初的动能相等,且最后都减小为零
小球最初的动能相等,且最后都减小为零
.
人类在探索自然规律的过程中,总结了许多科学研究方法,如“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”、“转换法”、“理想模型法”、“科学推理法”等.
(1)下面是初中物理的几个研究实例:①研究重力势能与物体被举高的高度的关系时,让物体的质量保持不变;②研究动能与速度的关系时,让物体的质量保持不变;③研究电流时,把电流比作水流.其中,采用了相同研究方法的是
A
A
.
A.①和②B.①和③C.②和③D.没有相同的
(2)下面的几幅图运用了
类比
类比
的方法说明分子也具有动能和势能.
(3)如图所示,是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置.
①实验中通过观察
S
2
S
2
(选填“S
1
”、“S
2
”、“h”)大小,来判断小球动能的大小.
②实验中为了研究动能大小和质量的关系,需要控制小球撞击时的速度不变,具体的控制方法是:质量
不等
不等
(选填“相等“、”或“不等”)的两个小球从同一斜面
相同
相同
(选填“相同”、或“不同”)高度由静止下滑.
③质量和速度谁对动能的影响较大呢?小文所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示.
表一(钢球撞击时的速度v=8cm/s)
钢球的质量m/g
木块滑行的距离s/m
100
10
200
20
300
30
表二(钢球质量为m=100g)
钢球撞击的速度v/m.s
-1
木块滑行的距离s/m
8
10
16
40
24
90
分析这两组数据可以得出:
速度
速度
对物体的动能影响较大,依据是:物体的质量变为原来的2倍,物体的动能变为原来的
2
2
倍;但物体的速度变为原来的2倍,物体的动能却变为原来的
4
4
倍.
如图所示为探究物体的动能大小与哪些因素有关,做了如下探究实验,让小球从光滑的斜面上滑下,打到一个木块上,能将木块撞出一段距离.
(1)让不同的小球从同一高度滚下是为了
使小球到达斜面底端与木块相碰时速度相同
使小球到达斜面底端与木块相碰时速度相同
.
(2)分析比较实验甲和实验乙,可得出结论:
质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大
质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大
;
(3)分析比较实验乙和实验丙,可得出结论:
运动速度相同的物体,质量越大,它的动能越大
运动速度相同的物体,质量越大,它的动能越大
.
如图是探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验装置.
(1)实验中通过观察水平面上木块被推动前进的距离长短,可知道小球
动能
动能
的大小.
(2)实验中分别将体积相等的实心铜球和铁球从斜面的同一高度释放,使得铜球和铁球达到水平面时的
速度
速度
相同,这是为了探究动能与
质量
质量
的关系.
在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中,将A、B、C三个小球先后从同一装置的h
A
、h
B
、h
C
高处滚下(m
A
=m
B
<m
C
,h
A
=h
C
>h
B
),推动纸盒运动一段距离后静止.
(1)在实验中通过观察
纸盒被推动距离的大小
纸盒被推动距离的大小
来比较小球动能的大小.从图中可以看出A、B、C三个小球刚到达水平面时,
C
C
球的动能最大.
(2)要研究动能与质量的关系,应选择
a、c
a、c
两图进行比较.
(3)由于h
A
=h
C
,小球A、C有相同的
速度
速度
.
(4)比较图A和C,得出的结论是:
在速度相同时,物体的质量越大,其动能越大
在速度相同时,物体的质量越大,其动能越大
.
(5)要研究动能与速度的关系,应选择
a、b
a、b
两图进行比较.
如图是研究动能大小与哪些因素有关的实验.(图中甲为钢球,乙为铜球)
(1)实验中你是通过观察
纸盒被推动的距离
纸盒被推动的距离
可以知道动能的大小;
(2)实验中将甲乙两球放在同一高度的目的是为了
使小球到达水平面的速度相同
使小球到达水平面的速度相同
;
(3)若选图b和图c进行研究,得到的结论是
b的质量小于c的质量
b的质量小于c的质量
.
下面甲图是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置,实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,打到同一个木块上.乙图是研究重力势能的大小跟哪些因素有关的实验.请回答以下问题:
(1)设计甲图实验的目的是研究钢球动能的大小与
速度
速度
的关系;设计乙图实验的目的是研究重力势能跟
质量
质量
的关系.
(2)甲图实验是通过木块被推动
距离
距离
的大小,说明钢球对木块做功的多少,从而判断钢球动能的大小的;由甲图可以得出的结论是
质量相同的物体,速度越大,重力势能越大
质量相同的物体,速度越大,重力势能越大
;
(3)乙实验是通过
木桩被打入沙中的深度
木桩被打入沙中的深度
来反映被举高的物块的重力势能的大小的,由乙图得出的结论是
高度相同的物体,质量越大,重力势能越大
高度相同的物体,质量越大,重力势能越大
.
(4)两个实验都涉及到同一种研究物理问题的方法是
控制变量法和转换法
控制变量法和转换法
.
如图所示,是研究动能的大小跟哪些因素有关的实验.让钢球从斜面上滚下,打到一个木块上,观察木块被推的距离.
(1)让同一钢球从不同的高度滚下时,原来的位置越高,滚到斜面下端时
速度
速度
越大,把木块推得越远,说明在钢球
质量
质量
相同的情况下,钢球的
速度
速度
越大,动能越大.
(2)让质量不同的钢球从同一高度滚下,滚斜面下端时
速度
速度
相同,钢球的质量越大,把木块推得越远,说明在钢球
速度
速度
相同时,钢球的
质量
质量
越大,动能越大.
(3)从这个实验可以得出结论:运动物体的动能大小与
物体的质量和物体的运动速度有关
物体的质量和物体的运动速度有关
.
小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关,于是设计了如图甲、乙所示的实验,探究动能的大小与哪些因素有关.
第一步:让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,然后与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止,如图甲所示.
第二步:让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面均从B处开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止,如图乙所示.
上述甲、乙两组实验中:
(1)乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时,具有相同的
速度
速度
.
(2)选用图甲探究的是动能与
速度
速度
的关系,控制两球
质量
质量
相等;得出的结论是:
当物体的质量相同时,速度越大动能越大
当物体的质量相同时,速度越大动能越大
.
(3)选用图乙探究的是动能与
质量
质量
的关系,控制两球到达水平面的
速度
速度
相等;得出的结论是:
当物体的运动速度相同时,质量越大动能越大
当物体的运动速度相同时,质量越大动能越大
.
(4)物理研究方法有许多,如等效替代法、类比法、对比法、控制变量法;本实验中运用了两种研究方法,一是
控制变量
控制变量
法;二是转换法,就是用纸盒移动的距离长短来表示小球动能的大小.
如图是探究动能大小与哪些因素有关的实验装置.
(1)实验中通过观察木块在同一水平面上被推动的
距离
距离
来比较小球的动能大小.
(2)将同一小球从同一斜面的不同高度(h
1
<h
2
)由静止开始释放的目的是:使小球到达斜面底部时的速度
不同
不同
.
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