小华和小红在广场看到小朋友玩套圈游戏(如图甲所示)时,发现水平抛出的套圈落地时的水平距离不尽相同,引起了他们的思考。于是他们按图乙所示方法,找来圆弧轨道(末端水平)、一个小钢球,探究钢球水平抛出的落地点到抛出点的水平距离s与哪些因素有关。探究前,他们提出了如下猜想:
猜想1:与钢球在轨道上静止释放时的高度h有关;
猜想2:与水平抛出点的离地高度H有关。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/15/e8f76d71-519f-4454-a2a6-234fc1dae61b.png?resizew=432)
(1)为便于实验数据的采集,落地点的材料应选用___________ (选填“光滑木板”“橡皮泥”或“毛巾”);
(2)让钢球从圆弧轨道上静止释放,钢球的___________ 能转化为动能,实验中使钢球从圆弧轨道 ___________ (选填“相同”或“不同”)高度由静止释放,可控制钢球到达水平轨道时的速度相同;
(3)下表是他们在实验中测得的数据:
①分析实验号为1、2、3的数据,可得出的初步结论是:在其他条件相同的情况下,___________ 与钢球在轨道上静止释放时的高度h成正比;
②分析实验序号为___________ 的数据,可验证猜想2是正确的;
(4)小华认为“空中抛出物体质量越大,落地水平距离越大”。为此,小华选择了乒乓球和几个质量不同的金属小球,使它们均从圆弧轨道的同一位置静止释放,发现所有金属小球落地点的水平距离s几乎相同,但乒乓球落地点的水平距离s总是较小,小华的实验___________ (选填“能”或“不能”)证明他的猜想是正确的,理由是:___________ 。
猜想1:与钢球在轨道上静止释放时的高度h有关;
猜想2:与水平抛出点的离地高度H有关。
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(1)为便于实验数据的采集,落地点的材料应选用
(2)让钢球从圆弧轨道上静止释放,钢球的
(3)下表是他们在实验中测得的数据:
序号 | 轨道末端水平部分离地面的高度H/m | 钢球在轨道上由静止释放时的高度h/m | 落地点与抛出点的水平距离s/m | 落地点与抛出点的水平距离的平方s2/m2 |
1 | 0.5 | 0.1 | 0.45 | 0.2 |
2 | 0.5 | 0.2 | 0.63 | 0.4 |
3 | 0.5 | 0.3 | 0.78 | 0.6 |
4 | 1.0 | 0.1 | 0.63 | 0.4 |
②分析实验序号为
(4)小华认为“空中抛出物体质量越大,落地水平距离越大”。为此,小华选择了乒乓球和几个质量不同的金属小球,使它们均从圆弧轨道的同一位置静止释放,发现所有金属小球落地点的水平距离s几乎相同,但乒乓球落地点的水平距离s总是较小,小华的实验
更新时间:2022-06-13 11:23:21
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【推荐1】如图(a)所示,在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验,其中h1=h3>h2,mA=mB<mC。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/31/2689636465262592/2690009991913472/STEM/143a2f58-d1b3-410c-b119-4a2132d6f595.png)
(1)小钢球在滚下斜面的过程中,它的______ 能转化为动能,其动能大小是通过______ (高度h/距离s)大小来反映的;
(2)小钢球在水平面上不能立即停下,是因为小钢球具有克服摩擦______ 的本领;
(3)分析比较甲和乙两组实验可得,物体质量相同时,速度越大,动能越______ ;
(4)分析比较______ 两组实验可得出物体的动能与质量的关系;
(5)综合上述可知,如图(b)所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高______ 。
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(1)实验器材:____________________________ 。
(2)实验步骤:____________________________ 。
(3)实验结论:____________________________ 。
(1)实验器材:
(2)实验步骤:
(3)实验结论:
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【推荐3】在做“探究动能大小与质量关系”的实验时,小明想:小球从相同高度滚下,到达水平位置时的速度和什么有关?他提出了如下猜想:
猜想一:与小球的质量有关;
猜想二:与小球的材质有关;
猜想三:与斜面倾角有关。
(1)小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验,分别让球从斜面同一高度由___________ 开始释放,利用测速仪测出球到达水平位置时的速度如表所示;根据表中数据可知:猜想一是___________ (选填“正确”或“错误”)的。小球到达水平位置时的速度随着斜面倾角的增大___________ ;
(2)实验中___________ (选填“需要”或“不需要”)控制木球和钢球的质量相等;小球到水平位置后最终会停下来,是因为受到___________ 作用;
(3)如图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的 A、B 两种方案,为了让两小球下落的高度差相同,小明实验时应选择___________ 方案;
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/29/f55ceec2-36d2-497e-9913-f83e930c5391.png?resizew=253)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/29/22e3c37c-ac0b-465c-accc-83cfd18dd46c.png?resizew=429)
(4)小明能否利用图乙装置,通过观察大小不同的球撞击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小(图中固定塑料软片的装置不动)?请判定并说出原因:___________ 。
猜想一:与小球的质量有关;
猜想二:与小球的材质有关;
猜想三:与斜面倾角有关。
斜面倾角 | 10° | 20° | 30° | 40° | 50° | 60° |
大钢球速度/(m·s-1) | 2.67 | 2.67 | 2.67 | 2.75 | 2.88 | 2.97 |
小钢球速度/(m·s-1) | 2.67 | 2.67 | 2.67 | 2.75 | 2.88 | 2.97 |
木球速度/(m·s-1) | 2.67 | 2.67 | 2.67 | 2.67 | 2.74 | 2.89 |
(2)实验中
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【推荐1】(1)为了探究动能与质量的关系,楚杭设计的实验装置如图甲所示,实验过程如下:质量为m、M的两小球从斜面上同一高度下滑,由于M在水平面上滑行一段距离之后再撞击木块,最终木块在水平面上滑行的距离相同。于是楚杭根据这次实验情况得出结论:物体动能大小与质量无关。与我们已知的结论不符。请你评估他实验中的不足:______ ;______ (选填“能/不能”)达到探究目的;
(3)如图丙,探究物体重力势能与哪些因素有关的实验,三个相同木桩在沙中所处的初始深度相同,甲、乙、丙三物体的质量关系为:m甲=m乙<m丙。图丙中乙、丙两物体从图示位置由静止释放,分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同,______ (选填“能/不能”)说明乙、丙的初始的重力势能相同;
(4)张工、李工两位是建筑设计师,均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计,最后张工上交了如图丁所示的设计方案图,若你是此公司代表,你将选择______ 图的设计方案,结合你学到的物理知识,请简要谈谈你选择的理由是:______ 。
(3)如图丙,探究物体重力势能与哪些因素有关的实验,三个相同木桩在沙中所处的初始深度相同,甲、乙、丙三物体的质量关系为:m甲=m乙<m丙。图丙中乙、丙两物体从图示位置由静止释放,分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同,
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【推荐2】某物理实验小组探究物体的动能大小跟哪些因素有关。用质量不同的两个小钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离,实验过程中如图甲、乙、丙所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/14/b6c59b80-573e-497f-b72a-22ec64d294ba.png?resizew=351)
(1)若水平面绝对光滑,本实验______ (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)由甲、乙两图可得实验结论:物体的动能大小与______ 有关。
(3)小华同学根据甲、丙两图得出结论:物体动能的大小与质量有关,她的看法是否正确?______ (选填“正确”或“错误”),理由是______ 。
【拓展】小明将实验进行了改装:用形状相同的塑料球和铁球(铁球质量大)将弹簧压缩到相同程度后放手,如图丁所示;两球离开弹簧时的速度______ (选填 “相同”或“不相同”),纸盒被推开的距离______ (选填“相同”或“不相同”)。
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(1)若水平面绝对光滑,本实验
(2)由甲、乙两图可得实验结论:物体的动能大小与
(3)小华同学根据甲、丙两图得出结论:物体动能的大小与质量有关,她的看法是否正确?
【拓展】小明将实验进行了改装:用形状相同的塑料球和铁球(铁球质量大)将弹簧压缩到相同程度后放手,如图丁所示;两球离开弹簧时的速度
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【推荐3】阅读资料,完成下面问题。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/7/11/2503473342644224/2524335947005952/STEM/58c1e2c7-0229-41b9-bbed-f3261fac3231.png)
(1)现象一:如图甲所示,将两个相同的鸡蛋先后从同一高度静止释放,鸡蛋甲落到地板上, 摔烂了;而鸡蛋乙落到一块海绵上,完好无损。此现象说明鸡蛋________ (填“P”或“Q”) 受到的撞击力较小;
现象二:如图乙中a所示,一根细线拴着一个重物,把重物拿到一定高度,然后释放,重物可以把细线拉断;如图b,如果在细线上端拴段橡皮筋,再从同样的高度释放该重物,细线就不会被拉断。此现象说明图__________ 中细线的拉力较小;
这就是典型的“软着陆”或“缓冲”现象,这种现象背后的物理原因是什么呢?
①现象一中,鸡蛋P从接触地板到摔烂的时间为 t1,鸡蛋Q从接触海绵到抵达最低点的时间为t2,则 t1______ (填“<”、“=”或“>”)t2;
②现象二:图a中,细线从刚好拉直到它断开的时间为t3;图b中,细线从刚好拉直到物体下落到最低点的时间为t4,则t3小于t4;
(2)综上分析,导致上述现象中两个力变小的可能原因是_________ ;
(3)为了进一步探究这种现象,兴趣小组的同学做了一个实验:先后三次让同一个同学骑同一辆自行车,从斜坡上的同一位置由静止开始滑下,每次到达坡底进入同一水路面时用大小不同的力捏刹车,实验数据如下表所示:
由以上实验数据可以得出的结论是:在质量和速度相同的情况下,要使物体停下来,作用______ 越长,作用力越__________ ;
(4)下列现象中没有利用缓冲知识的是_______ 。
A.自行车坐垫上装减震弹簧 B.运动员跳远时跳到沙坑里
C.装修时用橡胶锤敲打地砖而不用铁锤 D.用撬杠撬石头
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(1)现象一:如图甲所示,将两个相同的鸡蛋先后从同一高度静止释放,鸡蛋甲落到地板上, 摔烂了;而鸡蛋乙落到一块海绵上,完好无损。此现象说明鸡蛋
现象二:如图乙中a所示,一根细线拴着一个重物,把重物拿到一定高度,然后释放,重物可以把细线拉断;如图b,如果在细线上端拴段橡皮筋,再从同样的高度释放该重物,细线就不会被拉断。此现象说明图
这就是典型的“软着陆”或“缓冲”现象,这种现象背后的物理原因是什么呢?
①现象一中,鸡蛋P从接触地板到摔烂的时间为 t1,鸡蛋Q从接触海绵到抵达最低点的时间为t2,则 t1
②现象二:图a中,细线从刚好拉直到它断开的时间为t3;图b中,细线从刚好拉直到物体下落到最低点的时间为t4,则t3小于t4;
(2)综上分析,导致上述现象中两个力变小的可能原因是
(3)为了进一步探究这种现象,兴趣小组的同学做了一个实验:先后三次让同一个同学骑同一辆自行车,从斜坡上的同一位置由静止开始滑下,每次到达坡底进入同一水路面时用大小不同的力捏刹车,实验数据如下表所示:
实验次数 | 捏刹车的用力情况 | 在水平面上滑行时间 |
1 | 较小的力 | 40s |
2 | 较大的力 | 17s |
3 | 更大的力 | 4s |
由以上实验数据可以得出的结论是:在质量和速度相同的情况下,要使物体停下来,作用
(4)下列现象中没有利用缓冲知识的是
A.自行车坐垫上装减震弹簧 B.运动员跳远时跳到沙坑里
C.装修时用橡胶锤敲打地砖而不用铁锤 D.用撬杠撬石头
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