《2025年实验班提优训练九年级科学上册浙教版》

11. 实验活动 探究动能的影响因素 为探究“物体的动能大小与哪些因素有关”,小柯设计了如图所示的实验,其中摆线的长为L,小球mₐ＜mᵦ,摆线与竖直方向的夹角$θ_1＜θ_2,$小球按图示位置由静止释放。当小球摆动到最低点时,恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞。

(第11题)
(1)实验中,可通过比较木块移动的距离反映小球撞击木块前的动能大小。
(2)1、2实验中,将小球A、B由图示位置静止释放,其目的是B。
A. 控制小球的高度相同
B. 控制小球到达最低点的速度相同
(3)对比2、3实验现象,发现图3中木块C滑行得更远,由此得出的结论是在物体质量相同时，物体运动速度越快，动能越大。
(4)小柯认为在水平桌面上,将同一根弹簧压缩相同的程度,分别弹出不同质量的小球,用以撞击相同的木块,以此方法可以探究小球动能与质量的关系。请你判断,该说法是错误(填“正确”或“错误”)的。

答案：
(1)移动的距离　
(2)B　
(3)在物体质量相同时，物体运动速度越快，动能越大　
(4)错误
[解析]
(1)实验中小球会撞击木块，木块在水平面上运动，所以实验中通过木块移动的距离来表示动能的大小，这是转换法的应用。动能是看不见的，但可以通过其对外做功的效果间接观察。木块被撞击后克服摩擦力做功，摩擦力一定时，移动距离越长，说明初始动能越大。
(2)1、2实验中，将小球A、B由图示位置静止释放，偏转角度相同，则高度相同，其目的是控制小球A、B摆动到最低点的速度相同。故选B。
(3)对比2、3实验的现象，小球的质量相同，图3中小球被拉起的高度高一些，到达竖直位置时的速度就会大一些，木块移动的距离大，动能大，所以结论为在物体质量相同时，物体运动速度越快，动能越大。
(4)在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度时，弹簧的弹性势能转换成小球的动能，所以不同小球的动能是相同的。小球的动能与其质量和速度都有关，由于小球的动能不变，改变其质量，因而小球的速度也会发生改变，所以该方案存在两个变量，故该说法错误。

12. 中考新考法 动能实验的交通启示 (2024·长春中考)在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中。实验器材如下:带有合页的长木板、带圆形凹槽的木块、小球、弹簧测力计。
(第12题)

(1)如图1所示,将木块放在水平放置的长木板上,用弹簧测力计沿 方向拉动木块做匀速直线运动,读出弹簧测力计的示数,则滑动摩擦力为 N。
(2)将小球放在木块的凹槽内,重复(1)的操作,弹簧测力计的示数比(1)中的大。说明当接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与 有关。
(3)请在图1中画出木块所受摩擦力的示意图。
(4)利用上述实验器材还可以探究物体的动能跟运动速度的关系,如图2所示。
①进行实验时,为改变小球在水平面上开始运动的速度,应使小球从同一斜面上的 高度由静止滚下。
②小球在同一斜面上的位置越高,滚下时木块被撞得越远,实验表明,质量相同的小球,运动的速度越大,动能 。
③请根据上述结论,对驾驶员提出一条关于交通安全方面的建议: 。

答案：

(1)水平　0.8　
(2)压力　
(3)如图所示　
(4)①不同　②越大　③严禁超速行驶

[解析]
(1)测量滑动摩擦力的实验原理是二力平衡，必须沿水平方向匀速直线拉动木块才会使木块所受摩擦力和拉力成为一对平衡力，此时弹簧测力计的示数就是滑动摩擦力的大小，由图可知此时摩擦力为0.8N。
(2)把小球放在木块凹槽内，增大了木块对木板的压力，发现弹簧测力计示数变大，故可以看出滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(3)摩擦力和拉力是一对平衡力，大小相等，方向相反。
(4)①为使小球到达水平面时速度不同，应让小球从不同高度滚下，高度不同，重力势能不同，到达水平面时转化成的动能也不同，故速度不相同。②由题意可知，木块被撞得越远，说明小球所做的功越多，动能越大。③上述结论表明动能大小与速度大小有关，在交通安全方面应该禁止超速行驶。