2019年中考物理实验专题复习——探究物体的动能(重力势能、弹性势能)大小跟哪些因素(答案解析)

11．（2018?巴中）小明同学猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是他设计了如图所示的实验，让小球沿同一光滑斜面向下运动，与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水了如图平面上移动一段距离后静止。

（1）图甲是控制两球的 质量 相等，探究的是动能与 速度 的关系。

（2）图乙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 ，选用图乙探究的是动能与 质量 的关系。

（3）由甲、乙两实验得出物体动能的大小与物体质量和运动速度 有 （选填“有”或“无”）关。

【分析】影响动能大小的因素有质量和速度，实验过程要采用控制变量法；当研究动能大小与质量的关系时，要让钢球沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同；当研究动能大小与速度的关系时，应选择同一小球，这样可以保证小球的质量相同。 【解答】解：

（1）由甲图可知，两球质量相同，所以是控制两球的质量相等；而两球所处高度不同，两球到达斜面底端时的速度不同，故探究的是动能与速度的关系；根据甲图可知，质量相同时，小球从斜面上较高的高度滚下时，小球到达斜面底端的速度大，纸盒被撞击后运动的距离远，说明速度大的小球其动能大；由此得出结论：当质量一定时，物体的速度越大，动能越大； （2）选用图乙时，从斜面的同一高度滚下，让小球到达斜面底端的速度相同；图乙中两球的质量不同，故选用图乙探究的是动能与质量的关系；根据乙图可知，高度相同时，小球到达斜面底端时的速度相同，质量大的小球撞击纸盒后，纸盒运动的距离远，说明质量大的小球其动能大；由此得出结论：速度相同时，物体的质量越大，动能越大； （3）由甲、乙两实验得出物体动能的大小与物体质量和运动速度有关。 故答案为：（1）质量；速度；（2）速度；质量；（3）有。

【点评】此类实验题目是考查对控制变量法和转换法的掌握情况，及如何正确的对实验现象进行分析，归纳出正确的结论。

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12．（2018?广元）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 物体M被弹出的距离 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 相同 （选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变 AP 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 控制变量法 两种物理思想方法。

【分析】（1）实验采用转换法，通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现； （2）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，要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，据此进行分析；

（3）本实验中，用到了转换法和控制变量法。 【解答】解：

（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，必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同（即相同的弹簧），改变弹簧长度变化量，即AP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。 故答案为：（1）物体M被弹出的距离；（2）相同；AP；（3）控制变量法。

【点评】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

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的材料之间关系的理解和掌握，注意控制变量法和转换法在实验中的运用。

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