探究影响物体势能大小的因素知识点题库

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；
猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关；
猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。

(1)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；
(2)为验证猜想二，需选用的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩 (相同/不同)的长度，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，对数据进行比较分析时，若，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
(3)若水平面绝对光滑，本实验将 (能/不能)达到探究目的；
(4)小明根据实验现象认为：小球和木块移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消灭了，你认为小明的观点是 (正确/不正确)的，理由是。

频闪照片是研究物体运动的重要手段．通常，一只掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低．如图所示，是小球弹跳过程的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样．下面说法正确的是（　　）

A . 小球弹跳上升到最高点3位置时，瞬间静止，不受任何力作用 B . 小球在1、2位置的重力势能相同，且机械能大小也相同 C . 小球在1、2位置的动能相同，1位置时受到重力的方向向上 D . 小球在2位置的动能比1位置时小，且机械能也比1位置时小

两个相同的篮球，表面潮湿，从不同高度自由落至同一地面，留下的印迹如图所示．关于初始时篮球的重力势能，下列说法正确的是（　　）

A . 落在a处的大 B . 落在b处的大 C . 两个一样大 D . 无法比较大小

在探究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，如图所示，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块A、B、C撞击，陷入泥坑中．

（1）在此实验中，我们是通过观察来比较各铁块重力势能大小的；
（2）若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是h_Ah_B ，（填“＞”“＜”或“=”），实验说明物体重力势能的大小与物体的质量和物体有关．

如图甲所示，是设计的“探究小球的重力势能大小与哪些因素有关“的实验装置．其中AB是四分之一光滑圆弧轨道，BC是粗糙的水平面，木块初始静止在B点，让小球从距水平面高h处由静止释放，小球刚好能沿着过A点的切线方向进入圆弧轨轨道，然后与木块发生碰撞，木块运动一段距离后最终停下来．小球可认为是光滑的，如圈乙所示，是实验过程中的三个步骤其中小球质量m₁＜m₂=m₃ ，小球由静止释放的位置距水平面的高度h₁=h₂＜h₃ ．

（1）在小球由静止释放到即将与木块碰撞的过程中，小球的重力势能转化为小球的．
（2）通过观察来比较小球的重力势能的大小．
（3）歩骤一、歩骤二是探究小球的重力势能大小与关系．
（4）步骤二、步骤三是探究小球的重力势能大小与的关系．

在科学研究和生产实际中常用莫氏硬度来评价材料的坚硬程度．实验装置如图，自选若干待测材料如肥皂、橡皮泥、塑料、铝片、瓷片等，将被测材料置于一个空心竖直管的底部，从管的顶部释放一钢钉，钢钉作用在该材料上会产生一个小小的凹痕．

（1）根据现象，从而判断材料的硬度大小．
（2）探究结论：由软到硬的顺序是：．

在探究弹簧的弹性势能的大小与哪些因素有关时，小阳提出了如下猜想：

猜想1：弹性势能的大小与弹簧被压缩的长度有关；

猜想2：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；

猜想3：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关；

猜想4：弹性势能的大小与弹簧的原长有关；

接下来，小阳首先选用弹簧、小球、木块和长刻度尺各一个，按照如图所示的实验进行探究．实验中木块起始位置相同，实验记录的数据如下表．

弹簧的原长l₀/cm	10	10
被压缩后弹簧的长度l/cm	8	5
弹簧被压缩的长度△l/cm	2	5
木块移动的距离s/cm	11	15.5

（1）弹簧将小球弹开的过程中，是将弹簧的弹性势能转化成小球的能；
（2）由于弹性势能的大小不便于用仪器测量，本实验中把弹性势能的大小转换为，这种研究问题的方法叫转换法；
（3）分析表中数据可以验证猜想；（选填序号）
（4）如果要探究弹性势能的大小与弹簧的粗细是否有关，需要控制的变量有、、．

高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”.据报道：一枚30g的鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨，从25楼抛下若砸中杏仁可使人当场死亡.由此可知，鸡蛋的重力势能与有关，下落过程是将鸡蛋的重力势能转化为.

小明同学将如图所示的木块、三角架分别当作“重锤”和“桩”，做打桩模拟实验.

（1）小明将“重锤”举高，让其自由下落，将“桩”打入沙中.要将“桩”打得深些，小明采取的方案有：
①用同一“重锤”时，要使“重锤”从更（选填“高”、“低”）处下落.
②让“重锤”从同一高度下落时，要选质量（选填“大”、“小”）的木块.
（2） “桩”被打得越深，说明“重锤”对桩做的功越，“重锤”具有的重力势能越

下面是兴趣小组的同学进行实验的装置

（1）让小车从如图甲所示的位置由静止释放，利用此方案探究动能大小与质量的关系，需要改进的地方是．
（2）图乙中只用一个木块，可以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．

如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C．球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线所示。

（1）根据可以判断出球释放前的重力势能最大。
（2）比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是；
（3）球在空中下落时减少的重力势能主要转化为。

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，g取10 N/kg)：

（1）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 m/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Δx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0.1 N的压力就缩短1 cm，并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变．
① 从小球接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况．

② 实验全过程中，弹簧产生的弹力的最大值为N.

③ 由图可知，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，小球处于(平衡/非平衡)状态．
（2）小明要探究小球下落压缩弹簧时，弹簧的最大压缩量与小球的质量的关系．需用不同的小球，分别让小球从相同的自由下落，压缩弹簧，测出．通过比较，从而得出结论．

按要求回答下列问题：

（1）如图1所示，温度计的示数为 ℃；
（2）如图2所示，运动员将跳板压弯，说明力可以改变物体的；
（3）如图3所示，往B管中吹气，看到A管中的水面上升，说明；
（4）如图4所示，在探究影响重力势能大小的因素实验中，通过比较来判断物体重力势能的大小。

如图所示，质量为m的小球从A点静止释放，在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动（其中BC段水平）。已知重力势能为E_势=mgh（h为小球离轨道BC的高度，当小球运动到B点时，h=0），动能为E_动= $\text{[math]}$ （v为小球运动的速度）

（1）小球在A点的机械能E= （用题目所给物理量表示）
（2）小球从A点静止释放到达B点时的速度v_B
①请根据题目所给信息，推导出v_B= $\text{[math]}$

②根据v_B= $\text{[math]}$ ，推测v_B与小球的质量m是否有关；
（3）现有形状大小相同的小球，这些小球有的质量相等，有的质量不等，写出出验证你的推测的实验步骤（若有需要，可补允器材）。

小华为了研究弹簧枪水平射程(x)与什么因素有关。他准备了一把可调节弹簧压编量的弹簧枪和三种大小一样、质量不同的弹珠，并提出如下猜想：

猜想A：弹珠水平射程可能与弹珠质量m有关

猜想B：弹珠水平射程可能与弹簧压缩量有关

猜想C：弹珠水平射程可能与发射点距离地面高度h有关

小华先后调整弹簧的压缩量和发射点距离地面的高度，选用不同质量的弹珠，分别进行实验，实验中弹珠均水平射出。

实验数据记录如表：

序号	弹簧压缩量/cm	弹珠质量m/g	发射点距离地面高度h/m	水平射程x/m
1	2	2	0.45	1.34
2	4	2	0.45	2.68
3	6	2	0.45	4.02
4	4	4	0.45	1.90
5	4	6	0.45	0.50
6	4	4	1.00	2.84
7	4	4	1.50	3.84

（1）比较实验序号1、2、3三次实验数据，可验证猜想，结论是其它条件相同时，越大，水平射程越远；
（2）比较实验序号三次实验数据，可以验证猜想C，结论是其它条件相同时，；
（3）实验序号2、4、5三次实验中，若不计空气阻力及弹珠与枪管间的摩擦力，弹珠刚落地时机械能 (选填“相等”或“不相等”)。

按要求填空。

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（1）如图甲，在测量滑轮组机械效率的实验中，用图所示的装置匀速竖直向上把重为3N的重物提升了高度为0.1m；图中测力计拉力的示数如图甲所示，则此时拉力为N；此次实验中滑轮组的机械效率为。
（2）如图乙，在“比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量”实验中，通过观察比较（选填“加热时间长短”或“温度计升高的示数”）来比较燃料燃烧放出的热量多少；
（3）如图丙，在“探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由静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如图丙所示；在此实验中，研究对象是（选填“铁块”或“木桩”），若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的大小关系是h_Ah_B（选填“>”、“<”或“=”）；若A、C两铁块下落的高度相同，则两铁块质量的大小关系是m_Am_C（选填“>”、“<”或“=”）。

用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m₁=m₂<m₃ ，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越；比较两次实验可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。

有数据表明：一个30克的小苹果从3楼抛下来就会让人起肿包；从6楼抛下来就可以让人头皮破裂；从15楼高抛下来就可以砸断行人的头骨；从20楼抛下可使人当场死亡.针对这一现象，同学们经过讨论形成了下面四个问题，你认为最有探究价值且易于探究的科学问题是（）

A . 苹果的重力势能的大小跟高度有什么样的关系 B . 苹果的伤害性跟高度有什么样的关系 C . 物体的重力势能的大小跟哪些因素有关 D . 物体的重力势能的大小跟高度有什么样的关系

高空抛物是一种不文明的行为，并且有可能造成危险。近日，最高人民法院印发有关规定，对于故意高空抛物的，根据具体情形以危险方法危害公共安全罪、故意伤害罪或故意杀人罪论处，特定情形要从重处罚。请你设计一个实验方案探究重力势能与物体所处高度的关系。

（1）你所选的实验器材：；
（2）简述实验步骤及现象：；
（3）实验结论：。

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；

（1）为验证猜想一，他设计了如图所示实验，（小球质量大于木块的质量）实验时将同一弹簧压缩不同的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），将小球置于弹簧的右端，松开后小球撞击同一位置的相同木块上，分析比较，从而得出弹性势能大小。
（2）为验证猜想二，需选用材料的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩（选填“相同”或“不同”）的长度，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，对数据进行比较分析时，若，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
（3）若水平面绝对光滑，则（选填“能”或“不能”）完成本实验。

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