實驗?zāi)繕?/p>

探究物體動能的大小與哪些因素有關(guān)。

實驗儀器

斜面、平面、質(zhì)量不同的鋼球各一個、小木塊。

過程與方法

實驗方案

鋼球的動能大小無法直接比較,故采用轉(zhuǎn)換法的思想,通過觀察滾動的鋼球?qū)⑺矫嫔系哪緣K推動的距離來判斷鋼球的動能大小。動能的大小可能跟多個因素有關(guān),在實驗過程中采用了控制變量的方法來探究。

實驗過程

1.如圖22-1(a)所示,把同一鋼球從斜面上的不同位置自由釋放,觀察鋼球?qū)⑺矫嫔系哪緣K推動的距離,并比較距離的遠近。

2.如圖22-1(b)所示,選用兩個質(zhì)量不同的鋼球,分別從斜面上的同一位置自由釋放,觀察鋼球?qū)⑺矫嫔系哪緣K推動的距離,并比較距離的遠近。

圖22-1

分析與結(jié)論

物體的動能大小跟它的_______和_______都有關(guān)。物體的質(zhì)量越_______,速度越

_______,物體的動能越_______。

反思與評價

1.小球在光滑斜面上從靜止開始下滑,到達斜面底端時的速度只與起點的高度有關(guān),起點越高,到達底端時的速度就越大。

2.在該實驗中小球要由靜止開始釋放。

延伸與拓展

物體的動能大小取決于物體的質(zhì)量和速度這兩個因素,但這兩個因素對動能大小的影響作用是不同的。

自我測驗

1.裝滿水的灑水車,在一段平直公路上勻速前進。它在向公路兩旁的花木噴水的過程中,灑水車的總動能將_______,機械能將_______。(勻選填“變大”“變小”或“不變”)

2.湍急的河水沖走了石頭,關(guān)于河水具有的動能,下列說法正確的是( )。

A.水對石頭的沖力就是水的動能B.動能的大小由石頭的質(zhì)量和速度決定

C.水對石頭做的功就是水的動能D.動能的大小跟河水的質(zhì)量和速度有關(guān)

3.“跳遠”是一項常見的體育運動。跳遠運動員在比賽中都是先助跑一段距離后才起跳,這樣做是為了( )。

A.增大了跳遠運動員的慣性B.減小了跳遠運動員的慣性

C.增大了跳遠運動員的動能D.減小了跳遠運動員的動能

4.初三(1)班宣傳欄中記述著:“某高樓大廈發(fā)生高空拋物不文明行為,一位老太太被拋下的西瓜皮砸傷……”,在忽略空氣阻力的情況下,被拋下的西瓜皮在下落過程中逐漸增大的物理量是( )。

A.重力勢能B.動能C.質(zhì)量D.密度

5.利用如圖22-2所示裝置探究“物體的動能大小與哪些因素有關(guān)”。

將小球A、B分別拉到與豎直方向成一定角度θ的位置,然后都由靜止釋放,當(dāng)小球擺動到豎直位置時,將和靜止在水平面上的木塊C發(fā)生碰撞,木塊都會在水平面上滑行一段距離后停止。圖222中的擺長l都相同,θ1<θ2,球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB(mA<mB)。

圖22-2

(1)如圖22-2(a)(b)所示,同時釋放A、B,觀察到它們并排擺動且始終相對靜止,并同時到達豎直位置,這表明兩小球在擺動過程中的任一時刻的速度大小與小球的無關(guān)。

(2)如圖22-2(a)(b)所示,觀察到B球能將木塊C撞得更遠,由此可得出結(jié)論:_______

______________________________________________________________________。

(3)圖22-2(b)中小球B到達豎直位置時的速度_______(選填“大于”“小于”或“等于”)圖22-2(c)中小球B到達豎直位置時的速度。如圖22-2(b)(c)所示,圖22-2 (c)中木塊C滑行得更遠些,由此可得出結(jié)論:____________________________________________。6.下表中給出了一頭牛慢步行走和一名普通中學(xué)生百米賽跑時的一些數(shù)據(jù)。

分析數(shù)據(jù)可以看出,對物體動能大小影響較大的因素是:________________________;你判斷的依據(jù)是:______________________________________________________。

7.如圖22-3(a)所示是研究“物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置,實驗中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下,碰到同一木塊上。圖22-3(b)是研究“牛頓第一定律”的實驗裝置,實驗中讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止?jié)L下,在粗糙程度不同的平面上運動。請回答以下問題:

圖22-3

(1)設(shè)計如圖22-3(a)所示實驗的目的是研究鋼球動能的大小與______的關(guān)系;設(shè)計如圖22-3(b)所示實驗的目的是研究運動的小車與所受______的關(guān)系。

(2)如圖22-3(a)所示實驗是鋼球通過推動________________________的大小,說明鋼球?qū)δ緣K做功的多少,從而判斷鋼球動能的大小,如果鋼球推動木塊移動的距離越大,則說明鋼球?qū)δ緣K______越多,從而判斷鋼球的動能越______。若水平面絕對光滑,本實驗將(選填“能”或“不能”)完成。如圖22-3(b)所示實驗是通過小車在粗糙程度不同的平面上運動的遠近,推理得出:在理想情況下,運動的物體如果______,將永遠做勻速直線運動。

(3)我們知道物體的質(zhì)量和它的速度都能影響物體的動能,請在下面的橫線上寫出怎樣研究物體的動能與質(zhì)量的關(guān)系?____________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________。

答案與點撥

分析與結(jié)論

質(zhì)量 速度 大(小) 大(小) 大(小)

自我測驗

1.變小 變小 2.D 3.C 4.B 5.(1)質(zhì)量 (2)速度相同時,物體的質(zhì)量越大,它的動能越大(3)小于 質(zhì)量相同時,物體的速度越大,它的動能越大 6.物體的速度 人的質(zhì)量是牛的1/12倍,人的速度是牛的12倍,而人的動能為牛的12倍 7.(1)速度 阻力 (2)木塊移動的距離 做功 大不能 不受阻力 (3)如圖22-3(a)所示,選用質(zhì)量不同的鋼球從斜面的同一高度自由滾下,觀察小球推動木塊的距離大小,如果木塊被推動越遠,則說明小球的動能越大