探究影响物体势能大小的因素知识点题库

如图是研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验．图中三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块A、B、C撞击后陷入沙坑的情况，在此实验中，m_A=m_C＜m_B ，铁块所处的初始高度h_A=h_B＜h_C ．

（1）实验中我们通过观察来比较重力势能的大小．
（2）为探究“重力势能大小与物体的质量的关系”，应对比两铁块的撞击实验，得到的结论是：

在探究“物体重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，让不同质量的铁球从同一高度由静止释放，撞击沙坑，根据比较撞击沙坑后留下的印痕深度进行探究，如图所示，下列说法正确的是（　　）

A . 实验过程中既用到了转换法，也用到了控制变量法 B . 铁球从最上在下落的过程中动能一直在减小 C . 这样做的目的是研究物体重力势能的大小与质量的关系 D . 这样做的目的是研究物体重力势能的大小与高度的关系

小华用图示装置做“探究弹性势能大小与形变程度关系”的实验，实验时将钢锯条末端压下一定距离后释放，观察棋子跳起的高度，以下设计方案可行的是（　　）

A . 只改变棋子的位置，重复做几次实验 B . 只改变棋子的数量，重复做几次实验 C . 只改变钢锯条伸出桌边的长度，重复做几次实验 D . 只改变钢锯条末端扳下的距离，重复做几次实验

如图，实验小组在开展探究“重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验时，小组各成员发表了如下观点：

小明：本实验应用的科学方法是转换法；

小芳：教材上取大小不同的金属小球不好，最好是取两个质量不同，但体积相同的小球；

小张：在研究重力势能跟质量关系时，实验方法是从不同的高度自由释放同一个小球，然后观察沙坑深度．

上述观点正确的是（　　）

A . 小明和小芳 B . 小明和小张 C . 小芳和小张 D . 都正确

本题有两小题．

（1）如图1所示，用斜面、木板、棉布、玻璃板、小车做“探究阻力对物体运动的影响”的实验．
①为了使小车到达水平面的速度相同，应让小车从斜面的自由下滑．
②小车在水平玻璃板上运动时受到个力的作用．
③通过实验观察到：小车受到的阻力越小，运动的路程越；由此可以推测，如果小车在绝对光滑的水平面上运动，即不受阻力作用，小车将做运动．
（2）如图2所示，用装有细沙的容器、三脚小桌和质量不同的木块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”实验．
①为该实验是通过观察比较来间接判断物体重力势能大小的．
②实验中采用质量不同的木块，是为了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．
③若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系，请简要说明具体做法．

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：弹性势能的大小是弹簧的材料有关．

为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和粗细相同），小球、木块和长刻度尺各一，设计了如图所示的实验装置进行探究．实验中，木块起始位置相同．最后得出以下实验记录表．

实验次数	使用的弹簧	被压缩后弹簧的长度/cm	木块移动的距离
①	弹簧A	5	S₁
②	弹簧A	8	S₂
③	弹簧B	5	S₃
④	弹簧B	8	S₄

（1）由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离，这种研究方法叫转换法．下列实验中用到此方法的是（填序号）．
①探究“杠杆的平衡条件”②探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”
（2）请将探究猜想一的方案补充完整．
①将弹簧A、小球、木块按如图安装好；
②压缩弹簧，使其长度为5cm．放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离S1；
③压缩弹簧，使其长度为 cm．放手后，小球被弹出，推动木块移动．
④比较分析实验数据，得出结论．
（3）弹簧将小球弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成小球的能．
（4）为了探究猜想二，可选用试验次数②和的数据进行比较分析，若，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关．

图是同学在体育课练习投掷铅球，学了“重力势能”的小东想用身边的器材来对影响重力势能大小的因素进行探究，探究程序如下：

（1）猜想：影响重力势能大小的因素可能有：a；b．．
（2）实验提供的实心铅球有2kg、2kg、3kg各一个，细沙（足够多）、刻度尺、两个相同大纸盒．请你利用上述器材，就其中一个猜想，帮他设计实验方案，验证猜想，写出实验步骤：
A、将适量的沙子放进大纸盒里拨平；
B、取质量为和的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到相同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较；
C、取质量为和的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到不同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较．
（3）通过对该实验的探究：
B．步骤得到的结论是：重力势能跟有关；
C．步骤得出的结论是：重力势能跟有关．

王月等几位同学准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”．同学们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧粗细有关．他们设计的实验装置如图，弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面A点左侧光滑，右侧粗糙．物体P压缩弹簧到B点后从静止释放，运动到C点弹簧恢复到原长与物体脱离，物体运动到D点停止．请补充完成他们的探究过程：

（1）对同一根弹簧，物体P压缩弹簧至B点，从静止释放，运动到D点．测量出BC之间的距离的目的是比较的大小，测量出之间的距离其目的是比较弹性势能大小，并改变之间的距离，测多组数据，分析数据得到：弹簧长度变化量越大，弹性势能越大；
（2）对原长相同、只有粗细不同的两根弹簧，物体P分别压缩弹簧至同一位置B点，从静止释放，运动到D点．分别测量出之间的距离．改变压缩量，重复试验，分析数据得到：弹性势能与弹簧粗细有关．

综合实验（可以配图说明）

小雨要探究“物体重力势能的大小与材料的关系”，请完成实验设计方案．

器材

木楔、细沙（请从下列器材中选取2项，填写字母序号）

A．质量相同的铜块、铁块和铝块；

B．体积相同的铜块、铝块和木块；

C．刻度尺

实验步骤

分析数据，得出结论

数据记录表格

为探究重力势能与质量关系，如图所示小龙选择了体积不同的实心铝球a、b，体积相同的实心铜球c和铝球d以及平整的橡皮泥进行实验．下列关于本实验说法不正确的是（）

A . 实验时要让球从同一高度自由落下 B . 比较球落在橡皮泥中的凹陷程度来反应势能的大小 C . 研究a球和b球可以验证重力势能与质量的有关 D . 本实验器材还可以探究重力势能与高度的关系

如图所示的三幅图是我们在实验室或课堂上做过的一些实验.则:

A图小纸片能跳起来的原因是；

B图探究的问题是；

C图的探究得到的结论是。

教育部将“研学旅行”纳入中小学生日常教育范畴。某校组织学生到黄河入海口进行研学旅行。在河边的沙滩上，老师提议同学们利用一个空矿泉水瓶，借助河水、细沙、随身携带的热水（从中选择一种或多种）设计实验探究所学的物理知识，请参照举例帮他们设计三个可以探究的实验，写出操作方法、实验现象和得出的结论。

例：将空矿泉水瓶慢慢压入水中，发现越来越费力，说明物体所受浮力的大小与其浸在液体中的体积有关。

（1）。
（2）。
（3）。

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：

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（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。

如图所示是“探究影响重力势能大小因素”的实验，装置：由沙子，铁块，铁钉组成（ m_A =m_C＜m_B ， h_A= h_B ＜h_C ），下面是猜想：

猜想一：重力势能大小与物体质量有关

猜想二：重力势能大小与物体所处高度有关

猜想三：重力势能大小与物体密度有关

（1）物体重力势能大小通过反映；
（2）验证猜想一可选择两幅图，得出的结论是；
（3）实验室还提供了与A，C质量相同的铜块和铝块：
①为验证猜想三，请设计实验记录表格；

②通过实验得出的结论是。

按要求完成填空:

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（1）向装有热水和冷水的两个水杯中分别滴入一滴墨水，过几分钟后观察到图甲所示的现象。A、B两个水杯中盛有热水的是（选填“ A”或“ B”）；由该实验可知，物体的内能与有关。
（2）如图乙所示，迅速向下压活塞，筒内空气的内能（选填“增大”或“减小”），硝化棉燃烧。这个实验表明可以改变物体的内能。
（3）让两个体积相同的实心铁球，A、B分别从不同高度由静止下落，球落到沙地上的状态如图丙所示。由可知（选填“ A”或“ B”）球释放前的重力势能最大。

如图所示，用装有细沙的容器、桌面粘有橡皮泥的三条腿小桌和质量不同的铁块来探究影响重力势能大小的因素。每次实验中铁块均由静止下落至桌面，并使桌腿陷入细沙中。下表中是记录的实验数据。

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实验序号	铁块质量m/kg	铁块距桌面的高度H/m	桌腿进入细沙中的深度h/m
1	0.1	0.6	0.024
2	0.2	0.6	0.035
3	0.3	0.6	0.043

（1）该实验是通过观察比较来判断铁块重力势能大小的。
（2）分析比较实验数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：在相同的情况下，。

在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，小红让质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，撞击同一木块，如图甲所示（忽略小球与接触面的滚动摩擦以及撞击过程中的能量损失）。

（1）该实验是通过观察来反映小球的动能大小；
（2）该实验可以得出结论：，由此结论可以联想到：交通事故的危害程度与（选填“超载”或“超速”）有很大关系；
（3）小李觉得利用图乙的装置，能探究“小球的动能大小与质量的关系”。只需利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块；小华觉得将质量不同的小球从同一高度静止释放（图丙）撞击同一木块，也能探究“小球的动能大小与质量的关系”。的设计方案不可行（选填“小李”或“小华”），如果用该方案，你将观察到的现象是。

小明利用实验小桌、沙箱、质量不同的重物A、B和C，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，将重物从高处（图中水平虚线处）由静止释放，重物自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。已知各次实验中小桌初始时桌腿陷入沙子中的深度相同，图中所画出的状态是桌腿最终静止在沙子中的位置。观察各次实验中桌腿陷入沙子中的深度情况，便可知物体开始下落时的重力势能大小的关系。已知实验中三个重物的质量关系为 $\text{[math]}$ ，重物下落的距离远大于重物的厚度和小桌陷入沙子中的深度。请观察甲、乙、丙、丁所示的实验操作与小桌最终陷入沙子中的结果，按要求回答下列问题：

（1）比较两次的实验结果可知，物体的重力势能与物体被举高的高度有关；
（2）比较甲、丙、丁可知，物体的重力势能与物体的质量有关：相同的物体，质量越大，它的重力势能越大；
（3）设乙实验操作中物体A释放前的重力势能为 $\text{[math]}$ ，丁实验操作中物体C释放前的重力势能为 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （选填“大于”“小于”或“等于”）。

小江同学利用个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：

次数	橡皮条	橡皮条宽/cm	橡皮条长/cm	弹射的水平距离/m
1	a	0.50	20.00	10.10
2	b	0.50	30.00	8.20
3	c	1.00	20.00	14.00

请回答以下问题：

（1）实验中，是通过比较来间接反映橡皮条的弹性势能大小；
（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的有关；
（3）比较第1次和第3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的有关；
（4）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 ________。

A . 窄而长的 B . 宽而长的 C . 窄而短的 D . 宽而短的
（5）小江同学还想探究“橡皮条的弹性势能与厚度的关系”，应控制材料、长度相同。

在学习了弹性势能的物理知识之后小丽想自己设计实验探究弹簧的弹性势能可能与哪些因素有关，实验前她先提出了以下猜想：

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粗细有关。

为实验探究小丽准备了多根弹簧，还有小球、木块和长刻度尺。请你帮助小丽一起完成下面的实验。

（1）在验证猜想一时，小丽用同一根弹簧设计了如图甲、乙所示的实验。实验中弹性势能的大小可以间接比较来实现，这里用到了研究方法叫。
（2）为验证猜想二，需选用粗细的两根弹簧，将两根弹簧压缩（均填“相同”或“不同”）的长度，再让小球碰到同一位置的相同木块比较木块运动的距离来得出结论。
（3）如图丙所示，为更好地研究弹性势能与动能的之间的转化，小丽将弹簧的左端固定，右端连接小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中小球速度最大的位置是（选填“a”“b”或“c”）。由a点运动到b点的过程中能量转化的过程是。

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