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10.小明和同學在探究“動能大小與哪些因素有關”的實驗中,設計了圖甲所示的實驗方案,并進行了如下的實驗:
步驟l:讓鋼球從斜面A點由靜止開始下滑,到達水平面時速度為v1,撞擊木塊并使木塊移動,記下木塊移動的距離s1;
步驟2:讓同一鋼球從斜面B點由靜止開始下滑,到達水平面時速度為v2,撞擊木塊并使木塊移動,記下木塊移動的距離s2;
步驟3:改變讓質量不同的鋼球從A點由靜止開始下滑,撞擊木塊使木塊移動,記下木塊移動的距離s3

(1)比較v1、v2,可知vl>v2(選填“>”、“<”、“=”),原因:鋼球的重力勢能越大,轉化為鋼球的動能越大.
(2)比較步驟1、3可以探究動能大小和物體質量的關系.
(3)小明根據(jù)s1>s2,得出“質量相等時,物體的速度越大,動能越大”的結論,他是如何分析得出結論的?
(4)小球從斜面上滑下后,碰撞到斜面底端水平放置的木塊后繼續(xù)向前運動,木塊在水平木板上滑行一段距離后停下,如圖甲所示,設碰撞后木塊獲得的動能為Eo,木塊克服摩擦力所做的功為W,則Eo=W(選填“>”、“<”或“=”).
(5)實驗結束后,該同學拿走木塊,先后將同一小球從同一斜面的不同高度處靜止釋放,記錄小球在相同表面上滑行到靜止的距離,如圖乙所示,根據(jù)此現(xiàn)象,小剛得出了動能與速度有關的結論.你認為該同學實驗方案是否合理.合理(選填“合理”或“不合理”)
(6)小明和同學交流后發(fā)現(xiàn):只利用圖甲中的器材進行實驗,還能完成另一個探究實驗.請你幫小明和同學寫出經探究后得出的結論:當質量一定時,物體的高度越高,重力勢能越大.

分析 此題中研究了物體動能與質量、速度兩個物理量間的關系,通過控制變量法進行探究是本實驗的突出特點,因此,明確變量與不變量,通過分析現(xiàn)象可得出相應的結論.

解答 解:(1)A點高于B點,同一鋼球在A點處具有的重力勢能大于在B點處的重力勢能;鋼球從斜面上向下滾動時,重力勢能轉化為動能,所以鋼球從A點釋放時,滾動到水平面時的動能較大,速度也較大,即vl>v2;
(2)步驟1和步驟3控制鋼球在斜面上的初始位置相同,滾動到水平面上的速度相同,改變鋼球的質量,則是在速度相同的情況下,探究動能與質量的關系;
(3)步驟1和步驟2控制鋼球質量相同,從斜面的不同高度滾下,步驟1鋼球到達斜面底端的速度大,推動木塊運動距離遠,鋼球動能大;步驟2推動木塊運動的距離近,鋼球動能小;由此得出結論:當質量一定時,物體的速度越大,動能越大;
(4)碰撞后木塊獲得的動能為Eo,木塊由于受到摩擦力作用,最終會停止運動(此時木塊的動能為0),在整個過程中,小球的動能用于克服摩擦力做功,所以Eo=W;
(5)相同的表面對小球的阻力是相同的,通過觀察小球滑行到靜止的距離大小可以判斷出小球的動能大小,即球滑行到靜止的距離越大,小球的動能越大;可以得出動能與速度的關系,該實驗方案正確;
(6)圖甲中,小球的質量一定,從斜面不同高度處滾下時,重力勢能轉化為動能,推動木塊移動的距離越大,說明小球對木塊做功越多,小球的具有的動能越大,即小球的重力勢能越大;故可以探究得出重力勢能與高度的關系:當質量一定時,物體的高度越高,重力勢能越大.
故答案為:(1)>;動;(2)1、3;(3)控制鋼球質量相同,從斜面的不同高度滾下,步驟1鋼球到達斜面底端的速度大,推動木塊運動距離遠,鋼球動能大;步驟2推動木塊運動的距離近,鋼球動能;由此得出結論:當質量一定時,物體的速度越大,動能越大;(4)=;(5)合理;(6)當質量一定時,物體的高度越高,重力勢能越大.

點評 本題考查影響物體動能大小的實驗.通過實驗考查了學生對控制變量法的運用,通過實驗過程在不同實驗中的聯(lián)系,考查了學生對基本知識的掌握.

練習冊系列答案
相關習題

科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

20.如圖是一種水位自動報警器的原理圖,下列說法正確的是( 。
A.容器中的水不能導電
B.當水位上升到A時,紅燈亮,綠燈不亮
C.紅、綠燈是串聯(lián)的
D.銜鐵是永磁體

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科目:初中物理 來源: 題型:填空題

1.光敏電阻是一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器.某光敏電阻R當入射光增強時,電阻減小.將它和定值電阻R0(阻值為10Ω)、電流表、電壓表連成如圖所示電路,接在9V的電源上.若入射光增強,電壓表的示數(shù)將減。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”).某1min電流表的示數(shù)保持0.5A不變,此1min電阻R0所產生的熱量是150J,則此1min光敏電阻R的功率為2w.

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

18.小星在做實驗時由于方法不當或措施不當導致實驗過程中出現(xiàn)了如表所示的問題.為避免這些問題,請在表格中寫出你的做法.
A、測水的沸點
B、自制簡易電動機模型
實驗時發(fā)現(xiàn)水沸騰所需時間太長,要想縮短時間,可采取的措施有(寫出兩點即可):
①提高水的初溫
②減少水的質量
如果整個制作過程操作正確,但接上電源后線圈不動,這時應做哪些嘗試?(寫出兩點即可)
①將線圈轉動一定的角度
②增大電源電壓

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

5.在水平地面上有一長方體木箱.小林用水平推力F把木箱向前推動,如圖甲所示.此過程中,推力F隨時間t的變化情況如圖乙所示,木塊前進的速度v的大小隨時間t的變化情況如圖丙所示,下列說法正確的是( 。
A.0-1s內,推力做功的功率恒為100WB.1-3s內,木箱受到的摩擦力為300N
C.0-1s內木箱受到的摩擦力200ND.1-3s內,推力做功為300J

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

15.在“探究電流跟電阻關系”的實驗中,小剛設計的實驗電路圖如圖所示.

(1)請用筆畫線代替導線,按電路圖1將實物圖2連接起來(要求開關閉合時滑動變阻器滑片位于B端).
(2)小剛連完最后一根導線后就發(fā)現(xiàn)電壓表的指針發(fā)生偏轉,而電流表讀數(shù)為零,照成上述現(xiàn)象的原因分別是連接電路時開關未斷開、定值電阻斷路.
(3)排除故障后,將5Ω的電阻連入電路,移動滑動變阻器的滑片,請將圖3電流值讀出丙記錄在表中,再將5Ω的電阻改接成10Ω的電阻,他下一步的操作是:將滑動變阻器的滑片向右(選填“左”或“右”)移動,觀察電壓表示數(shù)為2V時并記下電流值;再改接20Ω的電阻,重復上述實驗.
 實驗次數(shù)
 電阻/Ω 510 20 40 
 電流/A  0.20.1 0.05 
(4)根據(jù)實驗表中數(shù)據(jù)得到的結論是當電壓一定時,通過電阻的電流與電阻的阻值成反比.
(5)本實驗操作完成后,如果將電阻R改接成一只小燈泡,還可以測出小燈泡的電阻(或電功率).

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科目:初中物理 來源: 題型:計算題

2.如圖甲為高溫高壓蒸汽消毒鍋,如圖乙是自動測定鍋內溫度的電路原理圖,其中R0為定值電阻,阻值為5Ω.A為溫度指示表(實質是一只量程為0~0.6A的電流表),Rx(測溫探頭)為熱敏電阻(其電阻值隨鍋內溫度的變化而變化).關于熱敏電阻的阻值與溫度的對應關系如表所示;
鍋內的溫度值/℃2537.55062.57587.5100112.5125
Rx對應的電阻值/Ω1458050302015105
(1)若對總質量為5kg、初溫為15℃的鋼制器械進行消毒,消毒溫度須達到115℃時,器械共吸收的熱量為多少.已知鋼的比熱容c=460J/(kg•℃)
(2)若鍋內溫度為75℃時電流表的示數(shù)為0.24A,鍋內溫度為112.5℃時電流表的示數(shù)為0.5A;求熱敏電阻Rx在溫度為112.5℃的阻值為多少Ω.
(3)若高溫高壓蒸汽消毒鍋的溫度為25℃時,該電路中R0的電功率為多大.

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

19.某小組同學用圖甲的電路圖探究歐姆定律,實驗中他們所用的定值電阻分別是5Ω、10Ω、20Ω,電源電壓為3V不變.
(1)如圖甲所示,是小華所連接的不完整實驗電路,請你用筆畫線代替導線,將缺少的導線連接好,完成電路.

(2)小華將電路接好后,閉合開關,發(fā)現(xiàn)電壓表與電流表的示數(shù)太大.接下來應進行的操作是C(填寫字母代號).
A.更換電池或電阻    B.檢查電路是否短路     C.斷開開關,移動滑動變阻器滑片至最大值位置
(3)在探究“導體中的電流跟電阻的關系”時,小華將5Ω的電阻接入電路,電壓表如圖乙所示,然后把定值電阻由5Ω換成10Ω,閉合開關后,下一步的操作是:將變阻器的滑片P向右(填“左”或“右”)移動直至電壓表示數(shù)為2V. 若要完成整個實驗,選擇的滑動變阻器的最大阻值至少為10Ω.
(4)上述探究結束后,該組同學選擇原來的電源和兩只燈泡L1“2.5V 0.3A”和L2“3.8V 0.3A”,設計的電路如圖丙所示,探究“電功率跟電流、電壓的關系”.
①此實驗設計是為了探究電功率與電壓的關系,通過燈的亮暗判斷來電功率的大。
②為了探究電功率與電流的關系,小明認為,利用圖丙電路只要通過移動滑動變阻器,改變電流示數(shù),觀察燈L1或L2亮度的變化,即可得出結論.則小明同學的方案不合理(選填“合理”或“不合理”),理由:電壓與電流同時在改變,未控制電壓一定.

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

20.如圖所示,小明想測量小西紅柿的密度,設計了如下實驗步驟,并進行了測量.

(1)請將下列實驗步驟填寫完整
a、選擇一顆小西紅柿放入裝有適量水的透明玻璃杯中,它下沉至杯底,如圖甲,此時小西紅柿所受的浮力小于重力.
b、往杯中逐漸加鹽并攪拌,直至觀察到小西紅柿懸浮,停止加鹽,如圖乙.
c、取出小西紅柿,用天平測量杯子和鹽水的總質量記為m,如圖丙,則m=122.4g.
d、將玻璃杯中的鹽水全部倒入量筒中,用量筒測量鹽水的體積記為V,如圖丁,則V=60mL.
e、利用密度公式計算出鹽水的密度,即為小西紅柿的密度.
(2)小明沒有正確測出小西紅柿的密度,是因為他在實驗中遺漏了一個重要步驟,這一步驟應該填在步驟e之前.

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