实验17 探究物体的动能跟哪些因素有关
一．选择题（共5小题）
1．如图所示，是把小球放在相同的斜面上自由滚下，撞击静止在水平面上的木块进行的实验。能说明物体的动能与物体的质量有关的是（ ）
A．甲、丙 B．乙、丙 C．甲、乙 D．甲、乙、丙
【解答】解：小球动能的大小是通过小球对木块做功的多少来体现出来的，木块运动的距离越长，就表示小球的动能越大。
动能的大小与质量和速度大小有关，要研究物体动能与物体的质量有关时，必须控制速度一定，即让小球从相同高度处滚下，改变物体的质量。因此符合条件的是乙、丙两图。
故选：B。
2．大明驾驶大货车在高速公路以110km/h的速度匀速行驶，因超速受到处罚。大明很不解：“同样的高速公路，为什么小车的限速为120km/h，而大车的限速却为100km/h呢？”小明认为高速公路上这样的限速是符合物理学原理的，理由是（ ）
A．物体的动能跟速度和质量有关
B．物体的重力势能跟速度和质量有关
C．物体对水平路面的压强跟速度和质量有关
D．物体受到水平路面的摩擦力大小跟速度和质量有关
【解答】解：为了保证安全，减小交通事故的伤害，必须控制汽车动能的大小一定；因为动能的大小与物体的质量和速度有关，所以要让汽车的动能大小相同，则质量大的汽车速
度小些，质量小的汽车速度可以稍大些。故A正确、BCD错。
故选：A。
3．在探究动能大小与哪些因素有关的活动中，让小车沿斜面从不同高度滑下去撞击木块，这是为了探究动能与哪个因素的关系（ ）
A．高度 B．路程 C．质量 D．速度
【解答】解：在探究动能大小与哪些因素有关的活动中，同一小车的质量不变，让小车沿斜面从不同高度滑下去撞击木块，小车到达斜面底端的速度是不同的，通过观察木块移动距离的远近，能探究动能与物体运动速度的关系；
故选：D。
4．下列关于课本实验的说法中正确的是（ ）
①测平均速度的实验中，长木板放置时的倾角应该越大越好
②研究动能大小影响因素实验中，两个质量不同的小钢球从斜面的同一高度滚下的目的是控制速度相同
③探究物质质量和体积关系实验中，分别测量铜块、铝块、木块的质量和体积进行比较，目的是多次测量求平均值减小误差
④探究液体的压强特点实验中将微小压强计放入水中不同的深度，深度越深，微小压强计的U形管中的液面高度差就越大
A．只有②③正确 B．只有②④正确 C．只有①③正确 D．只有③④正确
【解答】解：
①测平均速度的实验中，若长木板放置时的倾角过大，时间不好测量，故①错误；
②研究动能大小影响因素实验中，两个质量不同的小钢球从斜面的同一高度滚下的目的是控制速度相同，故②正确；
③探究物质质量和体积关系实验中，分别测量铜块、铝块、木块的质量和体积进行比较，
目的是多次测量从而得出普遍规律，故内能与什么有关③错误；
④探究液体的压强特点实验中，将微小压强计放入水中不同的深度，深度越深，压强越大，则微小压强计的U形管中的液面高度差就越大，故④正确；
故选：B。
5．如图，把不同的实心小铁球放在相同的实验装置的斜面上自由滚下，撞击静止于水面上的小木块上进行实验，可以研究的是（ ）
A．牛顿第一定律
B．摩擦力的大小与什么因素有关
C．物体的动能与什么因素有关
D．物体的重力与物体的质量有关
【解答】解：此实验中甲乙或丙丁图是质量相同的实心球从不同的高度自由滚下，控制了质量相同；甲丙两图是质量不相同的两实心球从同一高度自由滚下，控制了小球到斜面底端的速度相同；只有动能与什么因素有关的实验才与质量和速度有关。
故选：C。
二．填空题（共4小题）
6．小明为了研究超速、超载车辆碰撞时发生的危险，他设计了如图所示的实验，为了研究“超速”带来的危害，他需要选择图 甲 （选填“甲”或“乙”）来进行对比实验。
【解答】解：超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，选择质量相等到达水平面速度不同的小球，即甲图符合题意。
故答案为：甲。
7．运动物体的动能大小与物体的 质量 和 速度 有关，物体 质量 越大， 速度 越大，它的动能越大。
【解答】解：由课本中关于物体动能大小的决定因素的基础知识可知，物体的动能大小由两个因素：物体的质量、物体的速度来确定，并且质量越大，速度越大，物体的动能就越大。
故答案为：质量；速度；质量；速度
8．如图所示，小华将外形相同的实心铝、铜圆柱体（ρ铝＜ρ铜）都涂成黑，随机标记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、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， A 的动能大， B 是铝制的。（以上两空均选填“A”或“B“）
【解答】解：圆柱体因为有动能撞击纸盒，动能越大，纸盒在水平面上移动的距离就越远，
所以判断圆柱体动能大小的依据是纸盒在水平面上移动的距离，由图可知，A的动能大；
根据控制变量法，探究动能与质量的关系，要保证质量不同而速度相同，让不同质量的两个圆柱体从同一高度滚下就是为了使圆柱体滚到水平面时速度相同。由图可知，圆柱体高度相同，圆柱体的质量越大，到水平面速度越快，A将纸盒撞得更远，所以可得出结论：A圆柱体动能大，质量大，因为体积相同，故A是铜制成的，B是铝的。
故答案为：A；B。
9．甲图是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置；乙图是探究“物体的动能与质量关系”的实验装置，两个实验都要控制物体从同一高度自由下滑，这是为了保证物体到达水平面开始端的 初速度 相同，在下滑的过程中物体的动能将 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【解答】解：小车从同一斜面、同一高度由静止开始滑下，这样小车在到达水平面时的初速度相同；下滑的过程中，物体所处的高度降低，速度越来越大，即重力势能减小，动能增大。
故答案为：初速度；增大。
三．实验探究题（共4小题）
10．已知铁的密度比铝大，如图所示，将随意标记为A、B的两个外形尺寸相同、涂成黑的实心铝、铁圆柱体，分别从同一斜面的同一高度由静止释放，撞击静止在斜面底部相同水平面上的同一纸盒，发现A将纸盒撞得更远，由此可知，铝圆柱体是 B ，圆柱体滚到斜面底端时， B 的动能更小。（均选填“A”或“B”）
【解答】解：
圆柱体的动能越大，撞击纸盒后，纸盒在水平面上移动的距离就越远，所以判断圆柱体动能大小的依据是纸盒在水平面上移动的距离，由图可知，圆柱体滚到斜面底端时，A的动能大，B的动能小。
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