为了探究物体的动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图甲、乙的实验装置进行实验。
(1)两组实验中都应注意小球由________释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块。
(2)分析图乙你能得出的结论是________。
(3)本实验装置的水平面如果绝对光滑,还能得出结论吗?________,理由是________。
(4)实验后,同学们联想到在许多交通事故中,造成安全隐患的因素有汽车的“超载”“超速”,
实验序号 | 小球的质量m/g | 小球自由滚下的高度h/cm | 木块被撞后运动的距离s/m |
1 | 30 | 10 | 4 |
2 | 30 | 20 | 16 |
3 | 60 | 10 | 8 |
进一步想知道,在影响物体动能大小的因素中,哪个对动能影响更大?于是利用上述器材进行了实验测定,得到的数据如表:
①为了探究“超载”安全隐患,应选择________两个序号的实验进行比较。
②为了探究“超速”安全隐患,应选择________两个序号的实验进行比较。分析表格中对应的实验数据可知:________对物体的动能影响更大,当发生交通事故时,由此造成的危害更严重。
如图所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图。实验中让钢球从斜槽的某个位置由静止滚下,撞击水平面上的木块,将木块撞出一段距离。
(1)实验中探究的是________(选填“钢球”或“木块”)的动能大小影响因素;
(2)实验中物体动能的大小是通过观察________(选填“s”或“h”)的大小来反映的,这种常用的实验方法称为________法;
(3)在探究动能与速度的关系时,要保持钢球的________不变,让钢球从________(选填“相同”或“不同”)的高度滚下,以不同的速度推动木块移动;
(4)若让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下,目的是探究物体的动能与物体的________(选填“质量”或“速度”)关系;
(5)若斜面绝对光滑,小球从斜槽顶端由静止滚到斜槽底部的过程中,其机械能________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。
(1)如图(a),将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测得相应的弹簧长度,部分数据如下表,由数据算得劲度系数k=________N/m(g取9.8m/s2)
砝码质量(g) | 50 | 100 | 150 |
弹簧长度(cm) | 8.62 | 7.63 | 6.66 |
(2)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图(b)所示;调整导轨,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小________。
(3)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为滑块的动能。重复以上操作,得到v与x的关系如图(c),由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的________成正比。
某同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到:物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验:用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球,其中A、C、D三球的质量为m,B求质量为2m,让A、B两球从距沙表面高H处静止下落,C球从距沙表面高2H处静止下落,D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直地落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2,C、D两球陷入沙深度均为h3,且h1<h2<h3
(1)本实验中,铅球的重力势能大小是通过________来反映的,这里用到的实验方法是________(选填“转换法”或“控制变量法”);
(2)比较A、B两球,发现B球陷入沙深度更大,由此可得出结论:________;
(3)比较A、C两球,发现C球陷入沙深度更大,由此可得出结论:________;
(4)比较C、D两球,发现两球运动路径不同,但陷入沙深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径________(选填:“有关”或“无关”)。
(5)不计空气阻力,小球在下落过程陷入沙面之前,将重力势能转化为________能。小球这种能的增加量________小球重力势能的减小量。(选填“大于”、“小于”或“加等于”)
被举高的物体具有重力势能,小明猜想:
猜想一:重力势能的大小可能与物体的高度有关;
猜想二:重力势能的大小可能与物体的质量有关。
为了验证猜想,小明进行了如图所示的实验,让物体下落冲击小桌,小桌的桌腿是三根钉子,并放置在沙箱的沙面上,m<M,实验数据如表格所示。
(1)他通过观察________来判断物体重力势能的大小;
(2)表格中¾表示:________;
(3)完成步骤①后,他应________(A/B)。
A.拿起小桌和物体,整平沙面,再将小桌轻放在沙面上,再实施步骤②;
B.只轻轻拿起物体,此过程中手不触碰沙箱里的小桌,再实施步骤②。
步骤 | ① | ② | ③ | ④ |
下落方式 | ¾ | 以初速v向下扔 | ||
小桌下陷深度 | 5cm | 10cm | 15cm | 15cm |
(4)关于猜想一,由相关步骤________可得结论:________不变,________。
(5)关于猜想二,由相关步骤________可得结论:________不变,________。
(6)小明对比步骤③④,得出结论:重力势能与物体质量无关,他的观点________(正确/错误)。