2023届九年级中考二轮专题 动能和势能实验探究题专项复习（含答案）
1．小聪回家后看到了爷爷的健身钢球，就想探究物体动能的大小和速度的关系。
（1）除了健身钢球还需要的物品有 ；
（2）其本操作步骤是 ；
（3）小聪得到的结论是 。
2．如图所示，某小组设计了一组装置来探究“物体的动能大小与哪些因素有关”，小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止．三张图所示的三次实验中，摆线的长L保持不变，小球A、B的质量mA
（2）本实验中通过______反映小球撞击木块C前的动能大小．
（3）第一组实验：对比甲、乙图所示实验中可得出初步结论：．（信息快递：质量不等的小球从相同高度释放，摆到最低点时，它们的速度大小相等）．
（4）第二组实验：对比乙、丙图所示实验中可得出初步结论：．
（5）本实验中用到了_____、_____这两个常用的物理实验思维方法．
3．如图所示的是小明同学探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图:
（1）小明利用小钢球撞击木块，通过 的大小来判断小钢球具有的动能大小；
（2）实验时小明将同一小球从斜面上的不同高度由静止释放，每次让小球滚下碰到同一位置的相同木块，目的是探究小球动能的大小与 的大小是否有关；
（3）小明两次实验操作，第一次木块被撞得远，木块受到的摩擦力为f1，第二次木块A被撞得近，本块受到的摩擦力为f2，则f1与f2的大小关系是f1 f2（选填“>”、“<”或“=”）。
4．如图所示是探究物体的动能大小与物体的质量、速度关系的示意图。
（1）本实验研究的是 （选填“木块”、“钢球” 或“斜面”）的动能与它的质量、速度的关系。
（2）实验中通过观察 来比较动能的大小。
（3）在探究动能与速度的关系时，要保持小球的 不变，让小球从 （选填“相同”或“不同”）的高度滚下，以不同的速度推动木块移动。该实验得出的结论是： 。
（4）在探究动能与物体质量的关系时，要选择两个质量不同的小球，并让它们分别从同一斜面 （选填“相同”或“不同”）高度滚下，该实验看到的现象是： 。
5．如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置．
（1）该实验利用了转换法，通过观察 来判断 （选填“小球”或“木块”）动能的大小；
（2）让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与 的关系；
（3）换用质量不同的小球，使它们从斜面的 （选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与 的关系．
6．让钢球从斜面上由静止滚下，打到一个小木块上，能将木块撞出一段距离。放在同一水平面上相同位置的木块，被撞得越远，表示钢球的动能越大。现用质量不同的钢球从同一高度滚下，看哪次木块被推远。回答以下问题：
（1）设计本实验的目的是为研究 。
（2）让不同的钢球从同一高度滚下是为了 。
（3）此实验得出的结论是 。
（4）下表给出了一头牛慢步行走和一名普通中学生百米赛跑时的一些数据。
分析数据， 可以看出， 对物体动能大小影响较大的因素是 ， 你这样判断的依据是 。
7．如图所示，是“探究物体动能跟哪些因素有关”的实验过程。
（1）图甲和乙实验中要判断研究对象的动能大小，需要比较 ，这利用的实验方法是 ；
（2）图甲、乙两图是为了探究动能与 的关系，得出的结论是：在速度相同时，越大动能越大。这利用的实验方法是 ，若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的；
（3）如图2将一弹簧固定在水平轨道末端，钢球下滑到水平面压缩弹簧后又被弹簧弹开，若想增大弹簧最大压缩量，提出两点可行的做法： 、 ；
（4）将图2中末端的挡板和弹簧取掉，并将OB向上弯折形成如图3的轨道，再次将钩球沿轨道AOB到达B点后离开轨道，钢球在B点的机械能 （选填“大于“、“等于”或“小于”）在A点的机械能，若离开B点后钢球不受外力，通过B点后的运动轨迹是 （选填“a”、“b”或“c”）。
8．如图是“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验操作过程，A、B是两个质量不同的小球（mA＜mB），让小球从同一斜面由静止滚下，撞击水平面上的小木块。
（1）实验中小木块被推动的距离越远，说明小球具有的动能越 （填“大”或“小”）；
（2）比较甲、乙两图，可以探究动能的大小与 的关系，理由是 ；
（3）比较甲、丙两图，可以探究动能的大小与 的关系，得到的结论是： 。
9．在研究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离.
实验次数 钢球质量 钢球下摆高度 木块滑行距离
1 20 30 35
2 40 30 65
3 60 30
（1）本实验使钢球获得动能的操作方法是 .
（2）从上表数据可以看出，实验中控制了 相同，从而探究动能与 的关系.
（3）第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做 J的功；第3次实验时，木块被撞后滑出木板无法记录数据，需要重做第三次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度，你认为应当采用 同学的建议.
（4）由上述实验数据和现象可得出结论：
10．如图所示是“探究影响物体动能大小的因素”实验装置．
（1）该实验研究对象是 （选填“小车”或“木块”）．
（2）实验时通过比较 来判断物体动能的大小，这种研究方法叫做 ．
（3）让同一小车从同一斜面不同高度静止下滑，目的是为了探究物体动能的大小与 的关系．改变小车质量，让小车多次从同一斜面 （选填“相同”或“不同”）高度静止下滑，可探究物体动能的大小与质量的关系．
（4）若实验中使用的木块质量较大，为确保撞击后现象较明显，请写出改进的措施（只要写出一点即可）： ．
11．为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小谢同学设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为hA、hB、hC的位置滚下（mA=mB＜mC，hA=hC＞hB），推动小木块运动一段距离后静止。请你根据生活经验和所学的物理探究方法，回答以下问题：
（1）在图甲和图丙实验中，A球、C球刚滚到水平面时的速度 。（选填“相等”或“不相等”）
（2）小球推动小木块运动的距离越大，安全隐患 。（选填“越大”“越小”或“不变”）
（3）用来研究超载安全隐患时，我们应选择 、 两个图所示实验进行比较。
（4）用来研究超速安全隐患时，我们应选择 、 两个图所示实验进行比较。
12．体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做推射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小EK= mv2，重力势能大小Ep=mgh不计空气阻力，g=10N/kg，则：
（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达至的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是 ；
（2）若足球的射程x与抛出速度、抛射角 之间满足公式 ，当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，足球的射程是 ；
（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度vx和竖直速度vy，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10 m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是 m。（小数点后保留2位数字）
13．在观察如图小球摆动时动能和势能转化的实验中，小明发现小球每摆一个来回的时间似乎都相同，于是他产生了猜想，小球每摆动一次所用的时间t
（a）可能跟小球的质量m有关：
（b）可能跟绳子的长度L有关；
（c）可能跟小球移开的距离s有关。
为验证自己的猜想，他在竖起的木板上画出方格，用瓶子代替小球，并在瓶内装大米来改变质量，则：
（1）除图中所示的器材外，还需要的测量器材有 ， ．
（2）在测出不同条件下，瓶子来同摆动一次所用的时间后，得到表中的数据，则：为了研究与L关系，需选择序号为 的三组实验数据进行分析；
序号 瓶子质量m/g 移开距离s/格 悬线长度L/格 来回时间t/s
1 20 3 12 2.1
2 40 3 12 2.1
3 60 3 12 2.1
4 60 2 12 2.1
5 60 1 12 2.1
6 60 3 9 1.9
7 60 3 6 1.5
（3）通过分析表中的数据可以得出初步的结论：t与 无关而与 有关．（均填字母）
（4）实验中发现，瓶子摆动一次的时间很难测准，请你帮他想个更准确的测量方法 ．
14．如图所示是探究动能大小与哪些因素有关的实验装置：
（1）实验中通过观察 来比较小球的动能大小，此处应用的研究方法是 。
（2）将同一小球从同一斜面的不同高度（h1＜h2）由静止开始释放的目的是：使小球到达斜面底部时的速度 （选填“相同”或“不同”）。该实验中物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时 （选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的速度。
（3）小球推动木块，最后静止时的位置如图甲、乙所示，由此实验得到的结论是质量相等的物体， ，动能越大。
（4）如图丙所示，质量较小的扑克牌动能较大时能切入黄瓜，根据上面的探究可知，飞行的扑克牌一定具有 的速度（选填“较大”或“较小”）。
（5）若在实验中，物体B碰后滑出木板，在不改变原有器材的情况下，如何保证碰后物体B能始终在木板上滑行？方法是 。
（6）若水平面绝对光滑，本实验 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
15．演绎式探究：
风可以推动风车转动，水能推动水车转动，风和水都具有动能．但在相同时间内，相同面积上，风和水产生的能量是不同的．
如图所示，将两个相同的小车分别放在两个相同的管道中，然后让速度相等的风和水流分别通过这两个管道2s，小车分别被推动一段距离，实验记录如下：
流体 风 水流
小车被推动距离/cm 0.3 79
一般地说，水能的能流密度比风能的能流密度 ．
在单位时间内、单位面积上从某种能源中所得到的能量叫做能流密度．这个评价能源优劣的重要指标之一．小丽查阅资料得知，能流密度A与速度v和密度ρ关系是：A= ，请你推导流速为v，质量是m的水流动能Ek的表达式 ．
16．小明用弹簧测力计、长方体木块A、砝码、木板、斜面、小车等器材完成下列实验。
（1）如图甲所示是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置示意图。
①将物块A置于水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动，使其做 运动。
②小明设计了如图所示的实验方案，记录数据为表中1、2，得到的初步结论是 。
（2）如图乙所示是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。
次数 压力/N 弹簧测力计示数/N
1 1.7 0.3
2 2.7 0.5
①它的动能大小是用 来反映的。
②乙图的实验过程中存在的问题是： 。
（3）如图丙所示是“研究阻力对运动影响”的实验装置示意图。丙图所示的小车在毛巾表面和木板表面克服摩擦力做的功分别为W1、W2，则W1 W2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
17．小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究（不考虑空气阻力）：让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），小球速度为5.0m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短（如图丙）的整个过程中，得到小球的速度v和弹簧缩短的长度△x之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点，已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短0.5cm，并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。
（1）从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球速度的变化情况是
（2）当小球的速度为5.0m/s时，弹簧产生的弹力F与小球的重力G的关系为：F G（大于/小于/等于）；当弹簧的压缩量最大时，小球处于 （平衡/非平衡）态。
（3）实验中所用小球的质量为 kg全过程中，弹簧中弹力的最大值为 N。
18．小明用弹簧测力计、长方体木块A、砝码、木板、斜面、小车等器材完成下列实验．
（1）如图甲所示是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置示意图．
①将物块A置于水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动，使其做 运动，这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计拉力的大小，理由是： ．
②小明设计了如图所示的实验方案，记录数据为表中1、2，得到的初步结论是 ．
次数 压力/N 弹簧测力计示数/N
1 1.7 0.3
2 2.7 0.5
（2）如图乙所示是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图．
①该实验的研究对象是 ，它的动能大小是用 来反映的；
②乙图的实验过程中存在的问题是： ．
③在探究质量对动能的影响时，应控制速度相等，具体操作是： ．
（3）如图丙所示是“研究阻力对运动影响”的实验装置示意图．
①在（g）图中作出小车在木板表面运动时受力的示意图 ．
②丙图所示的小车在毛巾表面和木板表面受到的摩擦力分别为f1、f2，克服摩擦力做的功分别为W1、W2，则f1 f2，W1 W2（均选填“大于”、“等于”或“小于”）．
19．请你阅读材料，回答下列问题。
目前汽车刹车器均采用油压制动，油压制动刹车时消耗的机械能以摩擦发热形式排放掉，形成能源的浪费。现有一种汽车能源再生制动器，能把汽车刹车制动时消耗的机械能转化为电能而储存起来（通常所说的发电），有效地利用了能量。实际上汽车刹车时再生制动器无法提供足够的刹车阻力，仍需要与油压制动器配合使用，产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求，若某汽车以72km/h的速度行驶，刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如下表：
（1）汽车匀速运动时动能 ，刹车时机械能 ；（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）汽车刹车时，再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间的变化情况是：_____。
A．逐渐增大 B．先增大后不变
C．先增大后减小 D．先增大后不变再减小
（3）如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×104N，t=0.4s时油压制动器还需产生 N的刹车阻力。
（4）在满足（4）的刹车阻力作用下，汽车的行驶路程与时间变化的关系如图所示，则在0～0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功W= J。
20．小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过 来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用 （选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变 之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和 两种物理思想方法
答案
1、（1）斜面，长木板，木块，刻度尺
（2）让钢球两次从斜面的不同高度自由滚下，通过比较两次木块移动的距离，得出动能大小与速度的关系 （3）质量一定时，速度越大，动能越大
2、（1）增大 减小 （2）木块滑动的距离
（3）当物体的运动速度相同时，质量越大的物体动能越大
（4）当质量相同时，物体的速度越大，动能也越大
（5）控制变量法 转换法
3、（1）观察木块被推动的距离 （2）小球运动的速度 （3）=
4、（1）钢球 （2）木块运动距离大小
（3）质量；不同；在质量相同时，钢球的速度越大，动能越大
（4）相同；在速度相同时，钢球的质量越大，动能越大
5、（1）木块移动的距离；小球 （2）速度 （3）相同；质量
6、（1）动能与质量的关系 （2）控制速度 （3）相等速度一定时，质量越大，动能越大
（4）速度；中学生的动能大
7、（1）木块移动的距离；转换法 （2）质量；控制变量法；不能 （3）换用质量更大的小球；提高小球的初始高度 （4）小于；c
8、（1）大 （2）质量；控制了质量不同的小球滑到水平面上时具有相等的速度
（3）速度；质量一定时，小球的速度越大动能越大
9、（1）让钢球从高处摆下 （2）速度；质量 （3）0.06；甲
（4）速度一定时，质量越大，动能越大
10、（1）小车 （2）木块被撞后移动的距离；转换法 （3）速度；相同
（4）适当增加小车释放的高度（或使木块表面光滑些）
11、（1）相等 （2）越大 （3）甲；丙 （4）甲；乙
12、（1）100J （2）40 （3）3.33
13、（1）秒表；天平 （2）3、6、7 （3）m、s；L （4）测出摆动n次的时间t，则摆一次的时间为
14、（1）木块B被推距离；转换法 （2）不同；碰前A （3）速度越大 （4）较大
（5）减小释放的高度或减小斜面的坡度 （6）不能
15、大；Ek= mv2
16、（1）匀速直线；在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大
（2）木块被推动的距离；木块放在水平面的位置不同，不便于比较木块被推动的距离
（3）等于
17、（1）先变大后变小 （2）小于；非平衡 （3）0.2；12.2
18、（1）匀速直线；滑动摩擦力与拉力是一对平衡力；在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大
（2）小车；木块被推动的距离；木块放在水平面的位置不同，不便于比较木块被推动的距离；让小车从斜面的同一高度滑下
（3）；大于；等于
19、（1）不变；减小 （2）D （3）1.6×103 （4）1×105
20、（1）物体M被弹出的距离 （2）相同；AP （3）控制变量法
