2020年中考物理复习实验专题二十一《探究影响势能大小因素》

1.在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如图所示。

（1）在此实验中，研究对象是_____（选填“铁块”或“木桩”），我们是通过观察_____来比较研究对象重力势能的大小。

（2）若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是hA_____hB。 （3）若A、C两铁块下落的高度相同，则两铁块的质量关系是mA_____mC。 （4）下列实验用到的方法和问题（1）中相同的是_____。

A．研究滑动摩擦力跟什么因素有关； B．探究正在发声的音叉放入水中溅起水花； C．探究杠杆的平衡条件； D．牛顿第一定律的得出。 【答案】铁块 木桩陷入沙坑中的深度 ＜ ＜ B

2.如图所示，用装有细沙的容器、桌面粘有橡皮泥的三条腿小桌和质量不同的木块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”的实验．

（1）该实验是通过观察比较________________来间接判断物体重力势能大小的．

（2）实验中采用质量不同的木块，是为了探究物体重力势能大小与物体_______的关系，操作时应该让木块从_________（选填“相同”或“不同”）的高度自由下落．

（3）若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系，让________的木块从________自由下落砸到小桌表面上，观察小桌腿陷入细沙中的深度．

【答案】小桌腿陷入细沙中的深度 质量 相同 质量相同 不同高度

3.在生活、生产中我们常遇到下面事例：打夯时夯锤被高高抛起又下落，砸在工作面上；打桩机打桩时重锤被高高拉起又下落，打在桩面上…

（1）请你再举一个类的事例：_____。

（2）这些事例涉及到的共同物理知识是：_____。

（3）小军看到打桩机，思考“重锤对地面打击力的大小与什么因素有关”的问题，并提出猜想一：打击力的大小与重锤的质量有关。请你另提出一个猜想二：打击力的大小与_____有关。 （4）小军找来排球和足球模拟“打桩”来验证猜想一。设计实验方案如下： a．用台秤分别称出排球和足球质量m1、m2。

b．在光滑平整的地板上放一张白纸，在白纸上叠放一张复写纸。将排球从纸的正上方一定高度静止下落，排球打在复写纸上，在白纸上留下打击的复写印迹。记为“印迹1” c．换用足球从另一高度落下，重作上面的实验。得到足球打击的“印迹2”

d．如何利用台秤较准确地测出排球和足球的打击力F1、F2的大小？小军有点为难，请你完成测出F1、F2的方案：_____。

【答案】铁匠用铁锤打铁或者举起石头砸地面等 利用力可以改变物体的形状或被举高的物体具有重力势能 下落高度 把“印迹1”放在台称上，再将排球放在“印迹1”上，用力向下压排球，使排球的形变与印迹1重合，读出此时台称的示数，再根据Gmg，可以得出F1；用同样的方法测量F2

4.沈仔细同学在研究“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在的高度有关； 猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关．

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，刻度尺一把，体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球一个．所用实验装置如图甲、乙所示．

为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落，测得A、B小

球陷入花泥的深度为h1和h2，如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）．测得C、D小球陷入花泥的深度均为h3，且h1（1）本实验中，小球的重力势能大小是通过______来反映的；

（2）分析图甲所示的实验现象，可得出结论：当物体的_______、_______相同时，_______越大，重力势能越大；

（3）分析图乙所示的实验现象，发现两球运动的路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径_______（选填“有关”或“无关”）；

（4）综合分析图甲、乙所示的实验现象，还可得出的结论是：____________．

【答案】小球陷入花泥中的深度 高度 运动路径 质量 无关 当物体的运动路径、质量都相同时，所在的高度越高，重力势能越大

5.生活中有很多与能量相关的现象：

（1）海底发生的地震会引发海啸，海啸在形成时只有几厘米或几米高，进入海岸线浅滩时，受海底阻力的作用，速度会减慢，但高度会增加，海水的_____能转化为_____能．

（2）如图1，有一种“回力车”，让车轮触地往后退，放手后车子能自动地前进．往后退的越多，前进的也就越远．这是由于车子往后退的过程中，车内的弹簧片被拧紧，从而具有了_____ 能，因此能对车子做功，并转化为车子前进的_____能．

（3）建高楼时首先要打好地基，原来相同高度的相同地桩，经打击后某一瞬时三个地桩所处的位置如图2所示．由此可知，打桩时，A、B、C三个重锤中_____锤的做功本领最大；如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时，_____锤的高度要高一些；如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则_____锤的质量要小一些．

【答案】 动 重力势 弹性势 动 B B C

6.如图所示，学习小组的同学在探究“物体的重力势能的大小跟哪些因素有关”时，设计了以下实验： 实验方案：三个相同的木桩插在沙坑里，露出沙坑的高度相同，如甲图所示。取三个铁块从空中静止释放后撞击木桩，木桩陷入沙坑，如乙图所示。其中hA=hB>hC，mA(1)我们可以通过观察______来判断重力势能的大小，以下实验中，与本实验这步类似是（_______） A．探究蒸发快慢与什么表面积是否有关时，保持温度，流速不变 B．学习光的三原色时，与颜料三原色做比较

C．探究影响动能大小因素时，以木块被撞距离作为判断依据 D．学习热机时，用热机模型来研究

(2) 如图乙所示：比较A、B情况，说明_________________； 比较B、C情况，说明__________________。 【答案】 木桩陷入沙坑的深度 C 高度相同时，质量越大， 重力势能越大 质量相同时，被举高的高度越高，重力势能越大。

7.在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知木块A、B、C的质量关系为mA=mB（1）实验时，木块应在木桩的________(选填“正上方“或“后上方”)释放，将木桩打入沙中; （2）比较木块A和B将木桩打入沙中的深度，可得:在质量一定时，物体高度________ (选填“越高”或“越低”)，重力势能________ (选填“越大”或“越小”);

（3）比较木块B和C将木桩打入沙中的深度相同，小刚认为:物体重力势能的大小与质量无关，你认为小刚的观点是 ________ (选填“正确”或“错误”)的，理由是________．

（4）实验时，我们可以通过观察木桩陷入沙中的________来判断重力势能的大小;下列实验与该步骤采用探究方法类似的是________

A．学习光的三原色时，与颜料三原色做比较

B．研究发声的音叉是否振动，把音叉放进水里观察到水花四溅

C释放时的高度不同 深度 【答案】正上方 越高(或越低) 越大(或越小) 错误 木块B、B

8.小虎和爸爸一起做了一把玩具橡皮筋，可以发射用纸片折成的子弹（如图所示）。小虎想探究子弹发射的速度与那些因素有关？经过认真思考，小虎提出来了如下的猜想（不考虑空气阻力）：

猜想一：子弹发射的速度可能与橡皮筋的弹性形变的大小有关；

猜想二：子弹发射的速度可能与橡皮筋的粗细有关；猜想三：子弹发射的速度可能与橡皮筋的原长有关。 (1)为了比较子弹发射的速度，小虎爸爸给他提供了以下几种方法，你认为正确的是（______） A．子弹发射的远近 B．相同高度水平击发时，子弹前进的距离 C．子弹击穿纸的张数 (2)找到正确方法后，小虎用同一根橡皮筋和相同的子弹多次实验，发现橡皮筋的弹性形变越大，子弹发射的越远，由此可以得出结论：在橡皮筋的______相同时，橡皮筋的弹性形变越大，子弹发射的_____越大。

(3)小虎身边只有一些规格相同的橡皮筋，为了验证猜想二，小虎将两根橡皮筋_______连接，也顺利完成了实验。为了验证猜想三，你认为应将两根橡皮筋_________连接。

(4)实验过程中，小虎发现了一个新问题，子弹的质量也会影响子弹的发射速度，经过思考，小虎明白了其中的道理：子弹发射时是将橡皮筋的弹性势能转化为子弹的_________能，用同一根橡皮筋发射质量

不同的子弹时，橡皮筋的弹性形变相同时，子弹发射的速度_________（选填“相同”或“不同”）。 (5)你认为子弹发射的速度还可能与_________有关。

【答案】B 粗细 速度 并联 串联 动 不同 空气阻力

9.在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：

猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关． 为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和粗细相同），小球、木块和长刻度尺各一，设计了如图所示的实验装置进行探究．实验中，木块起始位置相同．最后得出以下实验记录表．

实验次数 1 2 3 4 使用的弹簧 被压缩后弹簧的长度/cm 弹簧A 弹簧A 弹簧B 弹簧B 5 8 5 8 木块移动的距离 S1 S2 S3 S4 （1）由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离，这种研究方法叫转换法．下列实验中用到此方法的是（填序号）．________ A．探究“杠杆的平衡条件” B．探究“影响重力势能大小的因素”

（2）为验证猜想一，他设计了如图所示实验，实验时将同一弹簧压缩________(相同/不同)的长度(弹簧被压缩后未超过其弹性限度)，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较_____，从而比较弹性势能的大小；

（3）为了探究猜想二选用实验次数1和________的数据进行比较分析，可初步说明弹性势能 的大小与弹簧的材料有关．

（4）若水平面绝对光滑，本实验将________(能/不能)达到探究目的； 【答案】B 不同 木块移动的距离 3 不能