《2025年绩优学案九年级物理全一册北师大版》

【典例5】为了探究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学利用图10-1-5甲所示装置探究物体动能的大小与哪些因素有关。

(1) 本实验所探究物体的动能是指小球(选填“小球”或“木块”)的动能。实验中通过木块被推动的距离反映该物体碰撞时的动能大小。
(2) 每次实验前需要(选填“需要”或“不需要”)将木块放到同一位置。
(3) 如图10-1-5甲、乙所示，将不同质量的两个小球分别从同一斜面的同一高度由静止释放，观察到图甲中木块被推出的距离较远，由此可得到结论：当物体的速度大小一定时，质量越大，物体的动能越大。
(4) 如图10-1-5甲、丙所示，将同一小球从同一斜面的不同高度由静止释放，观察到图甲中木块被推出的距离较远，由此可得到结论：当质量一定时，速度越大，物体的动能越大。图10-1-5丁、戊两个交通标志中，图丁运用了该结论。
实验拓展：①在探究物体动能的大小与质量的关系时，同组的小华提出新的实验方案：在图10-1-5甲所示实验器材的基础上，取走木块，将质量不等的小球从同一斜面的同一高度由静止释放，最终小球静止在水平长木板上(设木板足够长)，测出小球在木板上通过的距离，然后分析数据即可得出结论。这种方案不可行(选填“可行”或“不可行”)。
②实验用到的实验方法有转换法和控制变量法。
点拨 (1) 在同一个平面，木块被撞得越远，说明小球的动能越大，这利用了转换法。
(2) 在实验中将不同的小球在同一个位置由静止释放是为了控制不同的小球在撞击木块时的速度相同。

答案： （1）小球 木块被推动的距离 （2）需要 （3）质量越大 （4）速度越大 丁 实验拓展：①不可行 ②转换 控制变量

【典例6】小明同学在探究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关。
猜想二：重力势能的大小可能与物体所处位置的高度有关。
猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关。
他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥(易产生塑性形变)若干块，体积相同、质量为$m$的小球3个，体积与质量为$m$的小球相同，质量分别为$2m$、$3m$的小球各1个，体积不同的小球3个。将它们分别从不同位置由静止释放，小球陷入花泥里的深度情况如图10-1-6所示。请你完成下列填空。

(1) 本实验中，小球的重力势能大小是通过小球陷入花泥的深度来反映的。
(2) 分析$A$、$B$、$C$三球的实验现象，可验证猜想一是正确的。
(3) 为了验证猜想二，他应分析A、D、E(选填字母)三球的实验现象。
(4) 为了验证猜想三，小明同学正确操作，$G$球和$H$球的质量应分别为2m、2m。实验后发现小球陷入花泥的深度相同，由此可知物体重力势能的大小与物体的体积无关(选填“有关”或“无关”)。
点拨 1. 实验方法
(1) 转换法：将物体重力势能的大小转换为可观测的物理量(如物体在沙坑、花泥中的下陷深度)。
(2) 控制变量法：探究重力势能的大小与高度的关系时，保持质量不变；探究重力势能的大小与质量的关系时，保持高度一致。
2. 实验注意事项
(1) 保证物体由静止开始下落。
(2) 沙坑、花泥等须均匀平整，确保物体的下陷深度能反映真实能量差异。
(3) 物体下落姿态应稳定，避免接触面积变化影响结果。
3. 实验拓展思考
若要验证重力势能的大小是否与物体运动的路径有关，须设计对比实验，让同一物体从同一高度沿不同路径(如直线路径与曲线路径)由静止下落，观察物体在沙坑、花泥中的下陷深度是否相同。

答案： （1）小球陷入花泥的深度 （2）一 （3）A、D、E （4）2m 2m 无关