人教版八年级物理下册第十一章微专题9 探究动能和势能的影响因素

(1)每次实验时，都要将铁球从斜面的 同一高度 由静止释放，其目的是 控制速度相同 ． (2)铁球动能的大小是通过 木块移动的距离 来间接 反映的． (3)该实验在操作时很难做到的是 铁球撞击木块
时，使木块沿木板长边平行的方向直线运动 ．
(4)某同学对小明的实验方案进行改进：不用木块， 在木块的位置上固定一个面积较大的挡板，在挡板前面 贴上足够厚的长方体橡皮泥，如图 2 所示，每次实验后 都要换上另一块相同的橡皮泥．此外，还需要对小明的 方案进行怎样相应的调整？ 换成3个体积完全相同，
第十一章
功和机械能
微专题9 探究动能和势能的影响因素
1．实验方法： (1) 控制变量法：在每次实验中，只能改变一个变 量．如研究动能与质量的关系时，只能改变质量，而控 制速度不变． (2)转换法：根据小盒移动距离、橡皮泥凹陷深浅来 判断物体具有动能和势能的多少．
2．实验与技巧：利用物体从同一斜面的相同高度处 下滑的方法来控制物体的初速度相同．
(1)实验中弹簧的形变量 x＝ 量符号表示)；
h0－h1
(3)如图丙所示，将质量为 m2 的铁球移动到与竖直 方向成 θ2 角时放手，∠θ 2＞∠θ1，铁球运动到 B 点时 撞击同一木块， 比较 乙、丙 越快，动能越大． 两图可知， 物体的速度
2． 在探究“物体的动能与质量和速度是否有关”实验 中，小明先探究“物体的动能与质量是否有关”，所用的 器材有：一个用长木板搭成的斜面；三个质量不同的实 心铁球；一个木块．各器材的组装示意图如图 1 所示．
c．换用足球从另一高度落下，重做上面的实验．得 到足球打击的“印迹 2”； d． 如何利用台秤较准确地测出排球和足球的打击力 F1、F2 的大小？小军有点为难，请你完成测出 F1、F2 的方案：
将排球和足球的印迹纸分别放在台秤上， 并
分别用排球和足球用手下压到与印迹完全相同，读出台 秤的示数，就得到 F1、F2 的大小
①弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平面的高 度 h0； ②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖 直向下按压铁块， 读出此时弹簧上端到水平面的高度 h1； ③释放小铁块，当铁块上升到最大高度时，读出铁块下 端到水平面的高度 h2； ④改变弹簧的压缩长度，重复步骤②③，将测出的数据 记录在表格中，并计算出弹簧的形变量 x、形变量的平 方 x2 和小铁块上升的距离 Δh.
．
(5)请对小军的实验方案作出评估： 没有控制两球
下落高度相同或测量F1、F2时不易操作或没有进行多次 测量
．
题型
探究弹性势能的影响因素
4．某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时， 猜测弹性势能可能与形变量 x 成正比，也可能与形变量 的平方 x2 成正比．用如图装置进行探究，将弹簧套在光 滑竖直杆上且底端固定在水平面上，刻度尺与杆平行， 进行了如下操作：
具有重力势能
．
(3)小军看到打桩机，思考“重锤对地面打击力的大 小与什么因素有关”的问题， 并提出猜想一： 打击力的大 小与重锤的质量有关．请你另提出一个猜想二：打击力 的大小与 举高的高度 有关．
(4) 小 军 找来 排 球 和足 球 模 拟 “ 打 桩 ” 来验 证 猜 想 一．设计实验方案如下： a．用台秤分别称出排球和足球质量 m1、m2； b． 在光滑平整的地板上放一张白纸， 在白纸上叠放 一张复写纸．将排球从纸的正上方一定高度静止下落， 排球打在复写纸上，在白纸上留下打击的复写印迹．记 为“印迹 1”；
1．如图所示，将一根细线上端固定，下端系上一小 铁球，该装置便是“单摆”，实验小组的同学用该“单摆” 探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”，将铁球从 某一高度由静止释放，铁球摆到竖直位置时，撞击水平 面的木块，将木块撞出一段距离．
(1)本实验使铁球获得动能的操作方法是 将钢球
从某一高度由静止释放
【示范题】为了研究动能的大小与哪些因素有关， 教材中设计了“小钢球撞木块”的实验(如图所示)，让静 止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离．关于 该实验的说法中，不正确的是( )
A．该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动 的距离来表示动能的大小 B．该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别 控制小球滚下的高度、小球的质量等 C．在实验器材的选择时，可以不考虑斜面的光滑 程度、被撞木块的质量和软硬等因素 D．实验过程中，让同一小球从不同高度落下，目 的是为了让小球获得不同的运动速度
【解题思路】在实验过程中，如果斜面太粗糙，小 球滚到平面上时速度会太小， 这样导致实验现象不明显， 如果被撞木块的质量太大，则木块移动的距离会太小， 甚至不移动，因此在实验器材的选择时，必须考虑斜面 的光滑程度、被撞木块的质量和软硬等因素，故 C 选项 是不正确的．
【自主解答】C
题型
探究动能的影响因素Fra bibliotek质量不同的其他金属球
器材)
．(如果需要，可增加其他
题型
探究重力势能的影响因素
3．在生活、生产中我们常遇到下面事例：打夯时夯 锤被高高抛起又下落，砸在工作面上；打桩机打桩时重 锤被高高拉起又下降，打在桩面上…… (1)请你再举一个类的事例： 将铁锤举高后落下打
击铁块来改变铁块的形状
．
(2)这些事例涉及的共同物理知识是： 举高的物体
察 木块运动的距离
， 铁球动能的大小是通过观 来判断的．
(2)如图甲、乙所示，将质量为 m1、m2 的小球分别 移动到与竖直方向成 θ1 角时放手，m2＞m1，两个小球运 动到 B 点时速度相同，此时撞击放在水平面上的同一木 块，木块被撞后在水平方向移动的距离如图所示．则单 摆的运动速度与铁球的 质量 知，物体的质量越大， 动能 无关，由甲、乙两图可 越大．
实验次数 1 2 3 4
h0/m 0.50 0.50 0.50 0.50
h1/m h2/m x/m x2/m2 Δh/m 0.40 0.30 0.20 0.15 0.55 0.90 1.55 2.00 0.1 0.20 0.30 0.35 0.01 0.04 0.09 0.12 0.15 0.60 1.35 1.85