《2025年拔尖特训九年级物理上册苏科版》

9. ★转换法 如图所示为某学习小组探究“动能大小跟哪些因素有关”的实验操作(图甲、乙、丙中小球的质量分别为$m$、$2m$、$3m$)。

(1)让小球从同一斜面上的同一高度由静止开始滚下,目的是使小球到达水平面时具有相同的______。
(2)实验中通过比较木块B被小球撞击后移动的距离来判断小球具有的动能大小,这种方法在物理学中属于______(控制变量法/转换法)。
(3)小华认为由图乙和图丙可以判断动能大小与速度的关系,你认为该观点是______(正确/错误)的,理由是______。
(4)通过比较图______和图______可以判断动能大小与物体质量的关系。

答案： （1）速度 （2）转换法 （3）错误 小球的质量不同（或没有控制小球的质量相同）（4）甲 乙 解析:（1）小球到达水平面时的速度大小只与小球从斜面上开始滚下时的高度有关，让小球从同一斜面上的同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的速度。（2）由于小球具有的动能大小不易直接观察和测量，实验中通过比较木块 B 被小球撞击后移动的距离来判断小球具有的动能大小，这种方法叫作转换法。（3）研究动能与速度的关系时，应控制小球的质量相同。由图乙和图丙可知，小球的质量不同，违背了控制变量法的要求。（4）为了判断动能的大小与物体质量的关系，应控制物体的速度相同，只改变物体的质量，故应选择图甲和图乙。

10. 小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”,如表所示,重物的质量$m＜M$。
| 实验步骤 | A | B | C |
| 具体操作 | | | |
| 实验现象 | | | |

(1)让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上,通过观察桌腿下陷的深度来判断______(小桌/重物)的重力势能大小。
(2)由实验步骤______和______可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系。
(3)小明认为由实验步骤B和C,可判断重力势能的大小和重物质量的关系,该观点______(正确/错误),理由是______。

答案： （1）重物 （2）A B （3）错误 小球的质量不同（或没有控制小球的质量相同） 解析:（1）让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上，通过观察桌腿下陷的深度来判断重物的重力势能大小，这是转换法的应用。（2）在步骤 A 和 B 中，重物的质量相等而下落高度不等，由此可判断重力势能的大小与重物下落高度的关系。（3）小明的观点是错误的；要探究重力势能大小是否与重物质量有关，必须在改变重物质量时控制下落高度相同，而步骤 B 与 C 没有控制重物下落高度相同。

11. 如图所示,小华将外形相同的实心铝、铜圆柱($\rho_{铜}＞\rho_{铝}$)都涂成白色,随机标记为A、B。将A、B分别从同一斜面的相同高度由静止释放,撞击静止在同一水平面上、处于相同位置的同一纸盒,发现A将纸盒撞得更远。这说明滚到斜面底端时,______的动能大,______是铝制的。(A/B)

答案： A B 解析:A 将纸盒撞得更远，表明 A 推动纸盒做的功更多，滚到斜面底端时 A 的动能更大。因为 A、B 是分别从同一斜面的相同高度由静止释放的，所以它们滚到斜面底端时的速度相同，A 的动能大，是因为它的质量大；因为 A、B 的外形相同，所以它们的体积相同，据$\rho =\frac{m}{V}$可知，A 是铜制的，B 是铝制的。

12. 为了探究“弹性势能的大小与物体的弹性形变大小的关系”,小明用如图所示的装置进行实验,B处为弹簧的原长位置。在水平桌面上,压缩弹簧后将小球由静止释放,使小球撞击同一纸盒,并与纸盒一起向右滑行。撞击前纸盒均位于B点右侧的同一位置。
(答案讲解二维码)
(1)小明每次应将弹簧压缩______(相同/不同)的长度,再释放小球,通过比较各次实验中______,从而判断弹簧弹性势能的大小。
(2)每次实验中,小球和纸盒克服摩擦力做功______(相同/不同)。
(3)图示实验中,将小球自A处由静止释放,最终小球和纸盒一起静止于C处。此过程中小球动能最大的位置在______(AB之间/B点/BC之间)。

答案： （1）不同 纸盒移动的距离 （2）不同 （3）AB 之间 解析:（3）将小球自 A 处由静止释放，小球在 AB 之间运动时，水平方向受弹力和摩擦力作用，动能最大点对应速度最大的时刻，即弹力与摩擦力相等的时刻，故应在 AB 之间。