某兴趣小组“探究物体下落时,其重力势能和动能的变化规律”。实验时,将铁球从某一高度释放,依次经过竖直方向上A、B、C、D、E、F、G各点,记录经过各点时的离地高度、重力势能、速度和动能,实验数据如表二:
表二
①小明将铁球下落时的动能与速度的关系图线绘制在Ek-v图像中,如图(a)所示;请在图(b)Ep-H图像中,绘制铁球下落时的重力势能与离地高度的关系图线________ ,并将表二中E点的重力势能数据补充完整________ ;
②分析图可知:物体的动能与其速度________ 正比例关系;物体的重力势能与其离地高度________ 正比例关系(均选填“成”或“不成”);
③小明研究表二中数据,得出如下结论:物体下落时,重力势能减小,动能增大,动能和重力势能之和保持不变。小宝同学觉得此结论与某些运动情景不符。请描述一个运动情景,说明小明的结论是错误的。________ 。
表二
高度 (米) | 重力势能 (焦) | 速度 (米/秒) | 动能 (焦) | |
A点 | 2.0 | 19.6 | 1.4 | 1.0 |
B点 | 1.6 | 15.7 | 3.1 | 4.9 |
C点 | 1.4 | 13.7 | 3.7 | 6.9 |
D点 | 1.2 | 11.8 | 4.2 | 8.8 |
E点 | 0.8 | (16) | 5.0 | 12.7 |
F点 | 0.4 | 3.9 | 5.8 | 16.7 |
G点 | 0.2 | 2.0 | 6.1 | 18.6 |
①小明将铁球下落时的动能与速度的关系图线绘制在Ek-v图像中,如图(a)所示;请在图(b)Ep-H图像中,绘制铁球下落时的重力势能与离地高度的关系图线
②分析图可知:物体的动能与其速度
③小明研究表二中数据,得出如下结论:物体下落时,重力势能减小,动能增大,动能和重力势能之和保持不变。小宝同学觉得此结论与某些运动情景不符。请描述一个运动情景,说明小明的结论是错误的。
更新时间:2023-08-18 16:04:45
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【推荐1】(1)如图所示,某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面的某处由静止释放,撞击同一水平面上的同一木块,并使木块向前移动一段距离。
①此实验是通过观察木块被撞击后移动的距离,来比较三个小球到达水平面时动能的大小,这种实验方法称为_______ (选填“控制变量法”或“转换法”);
②要探究动能与速度的关系,应选择______ 两图来进行比较,得出的结论是:质量相同的物体,速度越大,动能越大;
③如果水平面绝对光滑,本实验将______ (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)小明在做“探究杠杆平衡条件”的实验。
①实验前发现杠杆静止在如图甲的情况,则应将平衡螺母向______ (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;
②在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码,调节钩码位置,使杠杆重新在水平位置平衡,仍然使杠杆在水平位置平衡的目的是:______ ;
③图乙所示是水平位置平衡后的杠杆,小明从左侧去掉两个钩码,则你应将杠杆右侧的钩码由3的位置移动到______ 的位置(填数字),才可以使杠杆仍在水平位置平衡;
④实验过程中需要多次改变钩码的位置进行实验,其目的是______ (填写字母序号)
A.多次测量取平均值,减小误差
B.获得多组数据归纳出普遍的物理规律
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【推荐2】如图甲是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置,实验中让质量不同的钢球从斜面上同一高度由静止滚下,推动同一木块移动一段距离。图乙是研究“牛顿第一定律”的实验装置,实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滚下,在粗糙程度不同的水平面上运动。请回答以下问题:(1)设计甲实验的目的是研究钢球动能的大小与________ 的关系;设计乙实验的目的是研究小车的运动与所受________ 的关系。
(2)甲实验是通过观察________ ,从而间接判断钢球动能的大小;乙实验是通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动的远近,推理得出:________ 。
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(1)小钢球在撞击木块前的动能大小是通过_________ (选填“高度h”或“距离s”)。大小来反映的;若水平面绝对光滑,本实验将_________ (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
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(1)小钢球在撞击木块前的动能大小是通过
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问题一:为什么水会从杯中溅出来呢?
小明认为水由杯中溅出一定是因为水受到了杯子的“反冲力”,从力的性质来看,这是一种______ ;
问题二:水所受的反冲力的大小和什么因素有关呢?
对于这个问题,小明提出了三个猜想。
猜想一:水所受的反冲力的大小与杯子材料有关;
猜想二:水所受的反冲力的大小与杯中水量有关;
猜想三:水所受的反冲力的大小与杯子下落的高度有关。
根据猜想小明设计了如下实验。
【实验器材】
一次性纸杯、去盖的易拉罐,两只乒乓球、脸盆及水;
小明用乒乓球是因为水所受反冲力的大小不易直接测量,而将乒乓球放入杯中观察乒乓球弹起的高度可以直观比较反冲力的大小,这种物理研究方法叫做______ ;
【实验过程】
小明分别在纸杯和易拉罐中装入水(水中放入乒乓球),让纸杯和易拉罐从高处自由下落掉到脸盆中,观察乒乓球弹起的高度,记录实验现象如下表:
【分析与交流】
(1)对比______ 两次实验可以验证猜想一;并得到结论:反冲力大小与杯子材料有关,且杯子材料越硬,反冲力越______ ;
(2)对比实验1和2是为了验证猜想______ ;
(3)对比实验1和4得到的结论是:反冲力大小与杯子下落的高度有关,且高度越高,反冲力越大。从能量转化的角度来看,杯子下落的高度越高,乒乓球弹起的高度就越高,原因可能是:____________ ;
(4)小明的实验还有很多不足之处,请你简要评价:____________ 。
问题一:为什么水会从杯中溅出来呢?
小明认为水由杯中溅出一定是因为水受到了杯子的“反冲力”,从力的性质来看,这是一种
问题二:水所受的反冲力的大小和什么因素有关呢?
对于这个问题,小明提出了三个猜想。
猜想一:水所受的反冲力的大小与杯子材料有关;
猜想二:水所受的反冲力的大小与杯中水量有关;
猜想三:水所受的反冲力的大小与杯子下落的高度有关。
根据猜想小明设计了如下实验。
【实验器材】
一次性纸杯、去盖的易拉罐,两只乒乓球、脸盆及水;
小明用乒乓球是因为水所受反冲力的大小不易直接测量,而将乒乓球放入杯中观察乒乓球弹起的高度可以直观比较反冲力的大小,这种物理研究方法叫做
【实验过程】
小明分别在纸杯和易拉罐中装入水(水中放入乒乓球),让纸杯和易拉罐从高处自由下落掉到脸盆中,观察乒乓球弹起的高度,记录实验现象如下表:
实验次数 | 杯子材料 | 下落高度 | 杯中水量(杯上标记刻度线) | 乒乓球弹起的高度 |
1 | 纸 | 高 | 多 | 低 |
2 | 纸 | 高 | 少 | 更低 |
3 | 铝 | 高 | 多 | 高 |
4 | 纸 | 低 | 多 | 更低 |
(1)对比
(2)对比实验1和2是为了验证猜想
(3)对比实验1和4得到的结论是:反冲力大小与杯子下落的高度有关,且高度越高,反冲力越大。从能量转化的角度来看,杯子下落的高度越高,乒乓球弹起的高度就越高,原因可能是:
(4)小明的实验还有很多不足之处,请你简要评价:
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【推荐2】某同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到:物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验:用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球,其中A、C、D三球的质量为m,B球质量为2m,让A、B两球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下竖直地落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为和,C、D两球陷入沙深度为,且。
(1)本实验中,铅球的重力势能大小是通过___________ 来反映的;
(2)比较___________ 两球,发现B球陷入沙深度更大,由此可得出结论:当下落高度相同时,物体质量越大,物体的重力势能越大;
(3)比较A、C两球,发现C球陷入沙深度更大,由此可得出结论:___________ ;
(4)比较C、D两球,发现两球运动路径不同,但陷入沙深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径___________ (选填“有关”或“无关”)。
(1)本实验中,铅球的重力势能大小是通过
(2)比较
(3)比较A、C两球,发现C球陷入沙深度更大,由此可得出结论:
(4)比较C、D两球,发现两球运动路径不同,但陷入沙深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径
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【推荐3】在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中,小民采用三个体积相同而质量不同的小球做实验.实验时分别将小球由某个高度自由落下,然后观察在松软的花泥上砸出的痕迹,从而判断重力势能的大小,实验过程及现象如图所示.(m钢>m玻>m木)
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(2)实验序号_____ 是在研究重力势能与质量是否有关,可以得出初步结论:_____
(3)分析实验(a)、(d)、(e),可归纳得出初步结论:_____
(1)实验通过观察
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【推荐1】据有关部门统计,2023年全国共发生道路交通事故约175万起。发生交通事故的主要原因之一是汽车紧急刹车后,不能立即停止,这段距离叫汽车的制动距离。通常情况下,制动距离越短,行车越安全。那么影响制动距离长短的因素有哪些呢?小明作出如下猜想:
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猜想②:可能与刹车过程的路面粗糙程度有关
小明用木块(模拟汽车)、粗糙程度不同的水平面(模拟路面)、坡度固定的同一斜面进行了如图所示的实验。(木块到达水平面时的速度模拟开始刹车时的速度)
(1)用木块从斜面上自由释放的高度来反映汽车开始刹车时的速度,这里用到的科学探究方法是
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(3)探究猜想②时,小明用图甲、丙实验装置,将木块多次从斜面的不同高度处自由释放,刹车过程的路面越粗糙,制动距离越短。你认为小明得出这一结论的过程是否合理并说明理由:
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【推荐2】服从疫情防控是我们的责任,因此健身爱好者扬扬同学选择了居家健身的方式,于是请求家长网购了一款自动回弹健腹轮锻炼腹肌,在家长的监护下,扬扬按照使用说明慢慢尝试起来如图甲所示,平时喜好探究的他发现:健腹轮推出后能自动回来。经过思考,他想到了物理课后小实验制作过的“魔罐”也能自动回来。于是,找出之前自制的魔罐,再次探究了起来。
(1)如图乙是自动回转的“魔罐”,橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部,中间系一个钩码,当你将“魔罐”在水平地面上滚出后,它能自动滚回来,然而自制的魔罐并非都能自动回来,请提出制作过程导致魔罐不能自动回来的可能原因有:_________ (写出一点即可)
(2)好奇的扬扬在家长的协助下拆开了健腹轮如图丙所示,里面主要材料是弹簧,当手握防滑手柄向前推动,松手后也能自动回来,自动回来是将_________ 能转化为_________ 能。
(1)如图乙是自动回转的“魔罐”,橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部,中间系一个钩码,当你将“魔罐”在水平地面上滚出后,它能自动滚回来,然而自制的魔罐并非都能自动回来,请提出制作过程导致魔罐不能自动回来的可能原因有:
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【推荐3】请同学们完成以下与斜面相关的实验。
(1)如图甲所示,在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,将棉布铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车滑行的距离:去掉棉布,重复上述实验。小车在水平面上所受的阻力越小,小车向前滑行的距离______ ;在水平面上两次滑行的全过程,第一次小车机械能的减小量______ 第二次小车机械能的减小量(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)如图乙所示,在探究“物体的动能跟哪些因素有关”实验中,斜面上安装斜槽,水平面上的A处放置一个小木块。让质量不同的钢球从斜槽上的同一高度自由滚下,钢球撞击小木块的过程中将钢球的动能转化为小木块的动能。实验过程中发现质量较大的钢球将小木块推得较远,则说明质量较大的钢球的动能较大。这个实验中可去掉小木块,直接观察小钢球在水平面上移动的距离吗?______ (选填“可以”或者“不可以”),并说明理由______ 。
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(2)如图乙所示,在探究“物体的动能跟哪些因素有关”实验中,斜面上安装斜槽,水平面上的A处放置一个小木块。让质量不同的钢球从斜槽上的同一高度自由滚下,钢球撞击小木块的过程中将钢球的动能转化为小木块的动能。实验过程中发现质量较大的钢球将小木块推得较远,则说明质量较大的钢球的动能较大。这个实验中可去掉小木块,直接观察小钢球在水平面上移动的距离吗?
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