江蘇省 蘇科版 初三物理 上學(xué)期 第十二章 機(jī)械能和內(nèi)能 第一節(jié) 動(dòng)能 勢能 機(jī)械能 探究重力勢能專

江蘇省蘇科初物理上期第二章機(jī)械和內(nèi)能第一節(jié)動(dòng)勢能機(jī)械探究重力勢能專練江蘇省蘇科版初三理上學(xué)期第十二機(jī)械能和能第一節(jié)動(dòng)能勢能機(jī)械能探究重力能專練1.小明同學(xué)在“探究重力勢能大小與什么因素有關(guān)”時(shí)，提出了如下猜想：猜想一：物體的重力勢能與物體質(zhì)量有關(guān)；猜想二：物體的重力勢能與物體在高度有關(guān)。小明設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置證上述猜想小桌腿朝下放在平整的沙面上，把鐵塊從距桌面某一高度由靜止放撞在桌面的中心部位記錄桌腿進(jìn)入沙子的深度，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表實(shí)驗(yàn)次數(shù)

鐵塊質(zhì)量/2020203040

鐵塊距離=桌面高度H/2030402020

桌腿進(jìn)入沙子的深度/9982.94.1實(shí)驗(yàn)中通過比較________來判斷體重力勢能的大小。分析表中________(填實(shí)驗(yàn)序號(hào)三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可驗(yàn)證猜想一是正確的。分析表中，、3三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論________2.某同學(xué)在探究重力勢能的實(shí)中個(gè)體積相同的小球量關(guān)系為＜m＝，由靜止豎直下落到細(xì)沙盤中，實(shí)的情景如圖所示。分析甲、乙兩種情況可知，重力能的大小與物體_____關(guān)。小鐵球m入細(xì)沙后，速度不斷減小直至靜止，它的機(jī)械能轉(zhuǎn)化能。（3）同學(xué)們還發(fā)現(xiàn)小球離地面高，下落到地面所用的時(shí)間越長，他們測出了小球自由下落高度h和下落時(shí)間的方t關(guān)系式為_________。

的數(shù)據(jù)如下表，分析數(shù)據(jù)，寫出與t

的實(shí)驗(yàn)次數(shù)1

2

3

4

5

6h/

2.45

4.9

7.35

9.8

12.25

14.7t

/

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.03.某同學(xué)“研究重力勢能大小哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)圖所示是大小不同的鐵球從各自的高度由靜止落下，掉裝有沙子的盤中。請根據(jù)圖片回答下列問題:根據(jù)圖片所示，通過觀察__________來斷小球重力勢能大小。比較AB兩圖可以探究重力勢能小與小________關(guān)；比較BC兩圖可以探究重力勢能小與小________關(guān)。4.某同學(xué)為了“探究決定重力能大小的因素”，利用質(zhì)量不同的實(shí)心銅塊A和B、刻度尺相同的小桌和沙面進(jìn)行驗(yàn)并通過觀察小桌陷入沙面的深度來比較重力勢能的大小。如圖a）和b所示，他先將小桌放在沙面上，后讓銅塊A從一定的高度下落到小桌的桌面上。著他按圖）、）所示，重新實(shí)驗(yàn)。請仔觀察圖中下落的銅塊與小桌陷入面的情況，然后歸納得出初步結(jié)論。比較圖中的）b）和）實(shí)驗(yàn)過程及相關(guān)條件可知。比較圖中的）c）和）實(shí)驗(yàn)過程及相關(guān)條件可知__________________5.老師利用如圖甲所示的裝置示動(dòng)能與重力勢能的相互轉(zhuǎn)化后小光想小球在擺動(dòng)過程中機(jī)械能的大小是否與細(xì)的長度有關(guān)呢？為了探究此問題設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)：將無彈性的細(xì)線上端固定鐵架臺(tái)上，下端拴住小球，使小球擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)恰好撞擊靜止在水平桌面上的塊，如圖乙所示不計(jì)細(xì)線固定端的摩擦和空江蘇省蘇科初物理上期第二章機(jī)械和內(nèi)能第一節(jié)動(dòng)勢能機(jī)械探究重力勢能專練氣阻力）小光將長為l的細(xì)線拉至水平靜時(shí)，小球具有的機(jī)械能是________能的形式存在．釋放小球后，木塊被小球撞擊并水平桌面上滑動(dòng)了一段距離s，在此過程中木塊克服_力做功．小光多次改變拴小球的細(xì)線長度并調(diào)整細(xì)線固定端的位置，每次均將小球拉至細(xì)線處于水平狀態(tài)時(shí)自由釋使它擺動(dòng)到相同的最低點(diǎn)撞擊同一木塊測出木塊被撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離，通過較運(yùn)動(dòng)距離的長短來判斷小球具有的機(jī)械能大小你分析小光的實(shí)驗(yàn)方案是可行___________由是_________________．小光想：細(xì)線沒有彈性，如果換長度為l′(l′＜)的橡皮筋住小球，并保持小球在第（）問的水平度靜止（如圖丙所示），自由釋放小球后，若仍能擺動(dòng)到原來的最低點(diǎn)撞擊同一塊么助橡皮筋的彈性應(yīng)該能使木塊運(yùn)動(dòng)的距離大于s請你從能量轉(zhuǎn)化的角度分析這一想是否正確___________________．6.如圖甲所示，是設(shè)計(jì)的“探小球的重力勢能大小與哪些因素有關(guān)“的實(shí)驗(yàn)裝置中是四分之一光滑圓弧軌道是粗糙的水平面塊始靜止在B點(diǎn)讓小球從距水平面高處由靜止放球剛好能沿著過A點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓軌軌道，然后與木塊發(fā)生碰撞，塊運(yùn)動(dòng)一段距離后最終停下來．小球可認(rèn)為是光滑的，如圈乙所示是實(shí)驗(yàn)過程的三個(gè)步驟其中小球質(zhì)量＜=，球由靜止釋放的位置距水平面的高度h=＜．在小球由靜止釋放到即將與木塊撞的過程中，小球的重力勢能轉(zhuǎn)化為小球的。通過觀察_________________________來較小球的重力勢能的大小。歩驟一、歩驟二是探究小球的重勢能大小_________________的關(guān)系。步驟二、步驟三是探究小球的重勢能大小_________________的關(guān)系。7.某同學(xué)在探究“動(dòng)能大小與些因素有關(guān)”的試驗(yàn)中計(jì)了圖甲所示的實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)：步驟1：讓鋼球從斜面A點(diǎn)由靜開始下滑，到達(dá)水平面時(shí)速度為，擊木塊并使木塊移動(dòng)，記下木塊移動(dòng)的距s；步驟2：讓鋼球從斜面B點(diǎn)由靜開始下滑，到達(dá)水平面時(shí)速度為，擊木塊并使木塊移動(dòng)，記下木塊移動(dòng)的距s步驟3：改變鋼球的質(zhì)量讓鋼球從A點(diǎn)由靜止始下滑，撞擊木塊使木塊移動(dòng)，記下木塊移動(dòng)的距離．（1）比較v、，知v＞原因：鋼球的重力勢能越大，轉(zhuǎn)為鋼球______l能越大．比較步驟______和步驟3可以探動(dòng)能大小和物體質(zhì)量的關(guān)系．鋼球從斜面上滑下后，碰撞到在面底端水平放置的木塊后繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，它們在水平面上滑行一段距離后下如甲所示如果鋼球剛到斜面底端的動(dòng)能為，木塊克服摩擦力所做的功為W，，則__（選填“＞”“＜”“=”）k（4）若利用圖乙器材還準(zhǔn)備探“阻力對物體運(yùn)動(dòng)的影響”．為完成探究任務(wù)，該同學(xué)需要從下面提供器材中選的器材_（填序號(hào)提供器材①砝碼、②毛巾和棉布、③彈簧測力計(jì)．江蘇省蘇科初物理上期第二章機(jī)械和內(nèi)能第一節(jié)動(dòng)勢能機(jī)械探究重力勢能專練答案和解析1.【答案】（1）桌腿進(jìn)入沙子深度；1、4、5；質(zhì)量相同的物體，高度越大，重勢能越大【解析】【分析】本題主要考查重力勢能的大小與么因素有關(guān)，較為簡單。桌腿進(jìn)入沙堆的深淺，體現(xiàn)了物對其做功的多少。桌腿進(jìn)入沙堆越深反映了小球具有的重力勢能越大。這用到轉(zhuǎn)換法。利用控制變量法，要驗(yàn)證重力勢的大小與質(zhì)量有關(guān)，需控制質(zhì)量其他的因素相同，只有質(zhì)量不同，從圖中找出合條件的實(shí)驗(yàn)即可。利用控制變量法，比較圖中相同素和不同因素，總結(jié)出研究的對象?！窘獯稹浚?）通過小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)可以道，他是通過比較桌腿進(jìn)入沙子的深淺來比較重力勢能的大小的。桌腿進(jìn)入沙堆越深明物體做的功越多，它原來具有的重力勢能越大；（2）根據(jù)控制變量法，要驗(yàn)證體的重力勢能與物體的質(zhì)量有關(guān)，應(yīng)控制物體的高度相同變物體質(zhì)量的大小小要完成探究找數(shù)個(gè)質(zhì)量不同的物體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；故1、5三組數(shù)據(jù)符合，所以應(yīng)利用1、4三組數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論。（3）比較表中1、2、3的實(shí)驗(yàn)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，高度相同3中桌腿進(jìn)入沙子的深度更深所以中的物體具有重力能大可以得出的初步結(jié)論是量相同的物體，高度越大，重力勢能越大。故答案為：）桌腿進(jìn)入沙子深度；（2）1；（3質(zhì)量相同的物體，高度越大，重力勢能越大。2.【答案】（1）質(zhì)量；（2）內(nèi)（3＝4.9【解析】【分析】本題主要考查探究影響物體重力能大小的因素。影響物體重力勢能大小的因素有體質(zhì)量和高度，本實(shí)驗(yàn)采用控制變量法，甲乙高度相同，質(zhì)量不同，根據(jù)小球落深度比較重力勢能大??；小鐵球落入細(xì)沙后，速度不斷減直至靜止，它的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；（3）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知，高h(yuǎn)與時(shí)間的平t

的比值是個(gè)定值?！窘獯稹糠治黾?、乙兩種情況可知，小球量不同，下落高度相同，小球陷落深度不同，說明重力勢能的大小與物體的質(zhì)有關(guān)；小鐵球m落細(xì)沙后，速度不斷減小直至靜止，與沙子摩擦過程，它的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；（3）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知，高h(yuǎn)與時(shí)間的平t

的比值是4.9，故h＝4.9

。故答案為：）質(zhì)量；）內(nèi)（3＝4.9。3.【答案】（1）鐵球在沙子中陷深度高度質(zhì)量【解析】【分析】（1）掌握轉(zhuǎn)換法在此實(shí)驗(yàn)中的用，此實(shí)驗(yàn)通過小球陷入沙子中的深度來判斷重力勢能的大??；（2）掌握控制變量法在此實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用，重力勢能與物體的質(zhì)量和被舉高度有關(guān)，在探究重力勢能與其中一個(gè)量的關(guān)時(shí)，另一個(gè)量保持不變，改變要探究的量。本題考查了重力勢能大小與哪些素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)意控制變量法和轉(zhuǎn)化法在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用?！窘獯稹坑深}意知，實(shí)驗(yàn)是通過觀察比較球在沙子中下陷的深度來間接判斷物體重力勢能大小的；這種實(shí)驗(yàn)方法叫做轉(zhuǎn)法；比較兩圖可知，兩小球的質(zhì)量相同，小球所處的高度不同，可探究重力勢能大小是否與小球所處高度有關(guān)；比較兩圖可知，兩小球所處的高度相同，小球質(zhì)量不同，可以究重力勢能大小是否與小球的質(zhì)量有關(guān)。故答案為：鐵球在沙子中下陷深度高度質(zhì)量。4.【答案】①物體的質(zhì)量相同時(shí)高度越高，重力勢能越大②物體的高度相同時(shí)，質(zhì)量越大重力勢能越大【解析】【分析】影響重力勢能大小的因素是質(zhì)量被舉高度探重力勢能和其中一個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，要采用控制變量法控制另外一個(gè)素不變。本題是考查了使用控制變量法進(jìn)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力制量法是初中物理接觸到的最多的探究方法，也是中考的點(diǎn)?！窘獯稹课矬w由于被舉高而具有的能成為力勢能，分析比較圖b和（c）實(shí)驗(yàn)過程能出，同一物體體的質(zhì)量是相同的所處的高度不同且物體越高所能使小桌陷入的深度越大，故其所具有的重力勢能就大；同理比較）和）實(shí)驗(yàn)過程能看出，對于不同質(zhì)量的物體、，所處的高度是相同的，且質(zhì)大的物體使小桌陷入的深度越大，故其所具有的重力勢能大。故答案為：物體的質(zhì)量相同時(shí)，高度越高，力勢能越大物體的高度相同時(shí)，質(zhì)量越大，力勢能越大。5.【答案】（1）重力勢摩擦；不可行；小球到水平桌面的高度同；不正確，小球的機(jī)械能有一部分化為橡皮筋的彈性勢能，導(dǎo)致小球的機(jī)械能減??；從而使木塊運(yùn)動(dòng)的距離小于【解析】【分析】本題考查探究影響物體動(dòng)能大小因素，要注意控制變量法的應(yīng)用。（1）小光將長為的細(xì)線拉至水平狀態(tài)靜止時(shí)，球的速度為，彈性勢能為0，有下江蘇省蘇科初物理上期第二章機(jī)械和內(nèi)能第一節(jié)動(dòng)勢能機(jī)械探究重力勢能專練落的高度，而機(jī)械能等于動(dòng)能和能之和；木塊在水平方向勻速時(shí)，水平方只受到摩擦力的作用，并且物體在水平方向有運(yùn)動(dòng)的距離；改變拴小球的細(xì)線長度時(shí)，小球落的高度發(fā)生變化，而重力勢能的大小與高度有關(guān)。換成長度為l的橡皮筋拴住小球后，小球下落時(shí)力勢能轉(zhuǎn)化為小球動(dòng)能和橡皮筋的彈性勢能，木塊獲得的機(jī)械能減小，據(jù)此判斷木塊滑行距離的變化?！窘獯稹啃」鈱㈤L為l的細(xì)線拉至水平狀靜止時(shí)，小球的速度為0動(dòng)能為0，繩子沒有形變即彈性勢能為0，有下落高度即有重力勢能，而機(jī)械能等于動(dòng)能和勢能之和，所以小球具有的機(jī)械能是以重力能的形式存在；木塊被小球撞擊并在水平桌面上動(dòng)了一段距離的過程中，水方向只受到摩擦力的作用，故在此過程中木塊服摩擦力做功；改變拴小球的細(xì)線長度時(shí)，小球擊同一木塊后，木塊運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，克服摩擦力做的功越多此時(shí)小球小的高度也會(huì)發(fā)生變化力勢能的大小與高度有關(guān)，即重力勢能發(fā)生變化能探究球在擺動(dòng)過程中的機(jī)械能的大小是否與細(xì)線的長度有關(guān)；換成長度為l的橡皮筋拴住小球后，小球下落時(shí)力勢能轉(zhuǎn)化為小球動(dòng)能和橡皮筋的彈性勢能，小球撞擊同一木后，木塊獲得的機(jī)械性能減小，木塊克服摩擦力做的功減少，木塊運(yùn)動(dòng)的距離小于，故小光的分析是錯(cuò)誤的。故答案為）重力勢）擦不可行小球到水平桌面的高度不同（4）不正確，小球的機(jī)械能有一部分化為橡皮筋的彈性勢能，導(dǎo)致小球的機(jī)械能減??；從而使木塊運(yùn)動(dòng)的距離小于s。6.【答案】（1）動(dòng)能木塊移動(dòng)的距離小球的質(zhì)量小球的高度【解析】【分析】根據(jù)影響動(dòng)能和重力勢能的因素進(jìn)行分析，得出結(jié)論；利用轉(zhuǎn)化法反映重力能的大小，過木塊移動(dòng)距離反映小球重力勢能的大?。唬?）探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)，應(yīng)控制小球的高度相同，改變小球的質(zhì)量；（4）探究重力勢能與高度的關(guān)，應(yīng)控制小球的質(zhì)量相同，改變小球的高度。此題考查是探究“物體的動(dòng)能大與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝置與以往的課本裝置不同，采用懸掛的小球做實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)更容易操作，同時(shí)考查了學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論的能力?！窘獯稹浚?）圖甲中將小球從圖示位置靜止釋放，小球向下滑動(dòng)的過程中，觀察到它的速度越來越大，則小球的動(dòng)能逐漸增，重力勢能逐漸減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；（2）該實(shí)驗(yàn)通過木塊移動(dòng)的距大小反映小球重力勢能的大小，利用了轉(zhuǎn)化法；（3）比較歩驟一、歩驟二可以出小球釋放的高度相同，小球的質(zhì)量不同，木塊移動(dòng)的距離不同，所以這兩次試驗(yàn)是究小球的重力勢能大小與小球質(zhì)量的關(guān)系；（4）比較歩驟二、歩驟三可以出小球質(zhì)量相同，小球的釋放高度不同，木塊移動(dòng)的距離不同，所以這兩次試驗(yàn)是探小球的重力勢能大小與小球高度的關(guān)系。故答案為：動(dòng)能木塊移動(dòng)的距離（3）小球的質(zhì)量（4）小球的高度。7.【答案】（1）動(dòng)（2）1＞②【解析】【分析】此題中研究了物體動(dòng)能與質(zhì)量、度兩個(gè)物理量間的關(guān)系，通過控制變量法進(jìn)行探究是本實(shí)驗(yàn)的突出特點(diǎn)，因，明確變量與不變量，通過分析現(xiàn)象可得出相應(yīng)的結(jié)論；小球到達(dá)水平面時(shí)具有動(dòng)能，推木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)移給木塊使木塊運(yùn)動(dòng)，一部分克服摩擦，轉(zhuǎn)化成內(nèi)；探究“阻力對物體運(yùn)動(dòng)的影響”要選擇