1 在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”实验中，让小车从斜面上由静止释放，小车下滑后撞击水平面上的木块。
（1）小车进入水平面时的动能是由
（2）同一小车从斜面不同高度由静止释放，如图甲所示，目的是探究动能大小与
（3）换用质量不同的小车从斜面的相同高度由静止释放，目的是探究动能的大小与
（4）实验中，若使用的木块质量较大，为保证较好的实验效果，方法有多种，请写出你的一种方法：
（5）木块最终会停下来的主要原因是
（6）在综合实践活动中，实验小组同学尝试改用如图乙所示装置探究“物体动能大小与哪些因素有关”，同学们经过讨论设计了以下两个实验方案。
方案一：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击后移动的距离。
方案二：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击后移动的距离。
下列说法正确的是
A. 只有方案一可行
B. 只有方案二可行
C. 两个方案均可行
D. 两个方案均不可行
（1）小车进入水平面时的动能是由
重力势能
转化来的。实验时木块被推得越远，表明小车对木块做功
越多，小车的动能越大。（2）同一小车从斜面不同高度由静止释放，如图甲所示，目的是探究动能大小与
速度
的关系。若水平面绝对光滑，则本实验将不能达到实验探究目的，其原因是无法比较木块移动的距离,不能比较动能大小
。（3）换用质量不同的小车从斜面的相同高度由静止释放，目的是探究动能的大小与
质量
的关系。（4）实验中，若使用的木块质量较大，为保证较好的实验效果，方法有多种，请写出你的一种方法：
增大小车速度(合理即可)
。（5）木块最终会停下来的主要原因是
受到阻力的作用
，在此过程中，木块把动能
转化为内能
。（6）在综合实践活动中，实验小组同学尝试改用如图乙所示装置探究“物体动能大小与哪些因素有关”，同学们经过讨论设计了以下两个实验方案。
方案一：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击后移动的距离。
方案二：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击后移动的距离。
下列说法正确的是
B
（填字母）。A. 只有方案一可行
B. 只有方案二可行
C. 两个方案均可行
D. 两个方案均不可行
答案：1. (1) 重力势能 做功 (2) 速度 无法比较木块移动的距离,不能比较动能大小 (3) 质量 (4) 增大小车速度(合理即可) (5) 受到阻力的作用 动能 内能 (6) B
解析：
【分析】
这道题围绕探究物体动能影响因素的实验展开，我们可以结合能量转化、转换法、控制变量法的逻辑逐步推导：
1. 第一小问：小车静止在斜面上时处于高处，具备重力势能，下滑过程中重力势能向动能转化，因此进入水平面的动能来自重力势能；实验通过木块被推动的距离间接反映小车动能大小，小车动能越大，对木块做功越多，木块移动距离越远，这是转换法的核心思路。
2. 第二小问：同一小车质量固定，从斜面不同高度释放，到达水平面时的速度不同，变量为速度，因此是探究动能和速度的关系；若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，木块被撞击后将保持匀速直线运动永远运动下去，无法通过木块最终的移动距离比较小车动能大小，实验无法达成目的。
3. 第三小问：不同质量的小车从斜面同一高度释放，到达水平面的速度完全相同，变量为质量，因此是探究动能和质量的关系。
4. 第四小问：木块质量较大时，受到的摩擦力大、惯性大，不容易被推动，我们可以通过增大小车动能的方式优化实验，比如让小车从斜面更高的位置滑下，增大小车进入水平面的速度，即可获得更好的实验效果，其他合理方法也可。
5. 第五小问：木块最终停下是因为受到水平面的摩擦阻力作用，木块克服摩擦力做功，自身的动能不断减小，转化为内能。
6. 第六小问辨析两个方案：方案一将同一弹簧压缩相同程度，弹簧的弹性势能相等，释放后弹性势能全部转化为钢球的动能，因此不同质量的钢球获得的动能完全相等，撞击同一木块后木块移动的距离相同，无法探究动能和质量的关系，方案一不可行；方案二使用同一钢球（质量固定），将弹簧压缩到不同程度，弹簧弹性势能不同，钢球获得的速度不同、动能不同，撞击木块后移动距离不同，可以探究动能和速度的关系，方案二可行，因此选B。
【解析】
(1) 小车下滑过程中重力势能转化为动能，因此进入水平面的动能由重力势能转化而来；木块被推得越远，说明小车对木块做功越多，反映小车的动能越大。
(2) 同一小车质量不变，从不同高度释放时到达水平面的速度不同，因此探究动能大小与速度的关系；水平面绝对光滑时，木块不受摩擦力，被撞击后将一直做匀速直线运动，无法比较木块移动的距离，也就不能比较小车动能的大小，实验无法达成目的。
(3) 不同质量的小车从斜面同一高度释放，到达水平面的速度相同，变量为质量，目的是探究动能大小与质量的关系。
(4) 木块质量大难以推动时，可以让小车从斜面更高处滑下，增大小车的速度，从而增大小车的动能，保证能推动木块，其他合理方法均可。
(5) 木块最终停下是因为受到水平面的阻力作用，此过程中木块克服摩擦做功，将动能转化为内能。
(6) 方案一无法控制钢球速度不同，不同质量钢球获得的动能相等，木块移动距离相同，不可行；方案二控制钢球质量相同，改变速度，可以完成探究，因此只有方案二可行，选B。
【答案】
(1) 重力势能 做功 (2) 速度 无法比较木块移动的距离,不能比较动能大小 (3) 质量 (4) 增大小车速度(合理即可) (5) 受到阻力的作用 动能 内能 (6) B
【知识点】
动能影响因素，能量转化，控制变量法
【点评】
本题全面考察了动能探究实验的核心内容，覆盖实验原理、转换法与控制变量法的应用、实验异常处理、拓展实验辨析等多个考点，易错点为最后两个方案的判断，很多同学容易忽略弹簧压缩量相同时弹性势能相等，不同质量小球获得的动能相同，无法实现变量控制，需要仔细辨析实验的变量控制逻辑。
【难度系数】
0.6
这道题围绕探究物体动能影响因素的实验展开，我们可以结合能量转化、转换法、控制变量法的逻辑逐步推导：
1. 第一小问：小车静止在斜面上时处于高处，具备重力势能，下滑过程中重力势能向动能转化，因此进入水平面的动能来自重力势能；实验通过木块被推动的距离间接反映小车动能大小，小车动能越大，对木块做功越多，木块移动距离越远，这是转换法的核心思路。
2. 第二小问：同一小车质量固定，从斜面不同高度释放，到达水平面时的速度不同，变量为速度，因此是探究动能和速度的关系；若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，木块被撞击后将保持匀速直线运动永远运动下去，无法通过木块最终的移动距离比较小车动能大小，实验无法达成目的。
3. 第三小问：不同质量的小车从斜面同一高度释放，到达水平面的速度完全相同，变量为质量，因此是探究动能和质量的关系。
4. 第四小问：木块质量较大时，受到的摩擦力大、惯性大，不容易被推动，我们可以通过增大小车动能的方式优化实验，比如让小车从斜面更高的位置滑下，增大小车进入水平面的速度，即可获得更好的实验效果，其他合理方法也可。
5. 第五小问：木块最终停下是因为受到水平面的摩擦阻力作用，木块克服摩擦力做功，自身的动能不断减小，转化为内能。
6. 第六小问辨析两个方案：方案一将同一弹簧压缩相同程度，弹簧的弹性势能相等，释放后弹性势能全部转化为钢球的动能，因此不同质量的钢球获得的动能完全相等，撞击同一木块后木块移动的距离相同，无法探究动能和质量的关系，方案一不可行；方案二使用同一钢球（质量固定），将弹簧压缩到不同程度，弹簧弹性势能不同，钢球获得的速度不同、动能不同，撞击木块后移动距离不同，可以探究动能和速度的关系，方案二可行，因此选B。
【解析】
(1) 小车下滑过程中重力势能转化为动能，因此进入水平面的动能由重力势能转化而来；木块被推得越远，说明小车对木块做功越多，反映小车的动能越大。
(2) 同一小车质量不变，从不同高度释放时到达水平面的速度不同，因此探究动能大小与速度的关系；水平面绝对光滑时，木块不受摩擦力，被撞击后将一直做匀速直线运动，无法比较木块移动的距离，也就不能比较小车动能的大小，实验无法达成目的。
(3) 不同质量的小车从斜面同一高度释放，到达水平面的速度相同，变量为质量，目的是探究动能大小与质量的关系。
(4) 木块质量大难以推动时，可以让小车从斜面更高处滑下，增大小车的速度，从而增大小车的动能，保证能推动木块，其他合理方法均可。
(5) 木块最终停下是因为受到水平面的阻力作用，此过程中木块克服摩擦做功，将动能转化为内能。
(6) 方案一无法控制钢球速度不同，不同质量钢球获得的动能相等，木块移动距离相同，不可行；方案二控制钢球质量相同，改变速度，可以完成探究，因此只有方案二可行，选B。
【答案】
(1) 重力势能 做功 (2) 速度 无法比较木块移动的距离,不能比较动能大小 (3) 质量 (4) 增大小车速度(合理即可) (5) 受到阻力的作用 动能 内能 (6) B
【知识点】
动能影响因素，能量转化，控制变量法
【点评】
本题全面考察了动能探究实验的核心内容，覆盖实验原理、转换法与控制变量法的应用、实验异常处理、拓展实验辨析等多个考点，易错点为最后两个方案的判断，很多同学容易忽略弹簧压缩量相同时弹性势能相等，不同质量小球获得的动能相同，无法实现变量控制，需要仔细辨析实验的变量控制逻辑。
【难度系数】
0.6
2 新趋势 教材P33 素材改编 如图所示，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）该实验是通过观察比较
（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
（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：
（1）该实验是通过观察比较
小桌陷入沙中的深度
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
质量
的关系，操作时应该让木块从相同
（相同/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：
用同一木块,从不同的高度自由下落撞击小桌,比较小桌下陷的深度
。答案：2. (1) 小桌陷入沙中的深度 (2) 质量 相同 (3) 用同一木块,从不同的高度自由下落撞击小桌,比较小桌下陷的深度
解析：
【分析】
这是探究重力势能影响因素的经典实验，核心用到转换法和控制变量法两种物理实验方法。首先第一问，重力势能的大小无法直接观测，我们需要将其转化为容易观察的宏观现象，也就是小桌被撞击后陷入细沙的深度，下陷越深说明木块的重力势能越大。第二问，实验选用质量不同的木块，根据控制变量法的要求，探究重力势能和其中一个变量的关系时，必须控制其余变量不变，因此要保持木块下落高度完全一致，以此探究重力势能和物体质量的关系。第三问要探究重力势能与高度的关系，反过来就需要控制木块质量完全相同，改变木块下落的高度，之后对比小桌陷入沙中的深度即可得到结论。
【解析】
（1）本实验采用转换法，将无法直接测量的重力势能大小，转换为可以直观观察的小桌陷入细沙的深度，通过下陷深度间接判断物体重力势能的大小。
（2）根据控制变量法，保持木块下落高度一致、仅改变木块质量时，就可以探究物体重力势能大小与物体质量的关系，操作时必须让不同质量的木块从相同的高度自由下落，排除高度变量对实验结果的干扰。
（3）探究重力势能大小与物体高度的关系时，需要控制物体质量不变，只改变下落高度，因此具体做法为：选用同一个木块保证质量相同，让它从不同的高度自由下落撞击小桌，对比不同情况下小桌下陷的深度，即可得到重力势能和高度的对应关系。
【答案】
(1) 小桌陷入沙中的深度 (2) 质量 相同 (3) 用同一木块,从不同的高度自由下落撞击小桌,比较小桌下陷的深度
【知识点】
转换法应用、控制变量法、重力势能影响因素
【点评】
本题是教材原型实验的改编题，重点考查探究重力势能影响因素实验的核心逻辑，要求学生熟练掌握转换法和控制变量法在力学探究实验中的应用，明确每次实验中需要控制不变的量和需要改变的量，属于实验基础类考题，能很好检验学生对实验方法的理解程度。
【难度系数】
0.8
这是探究重力势能影响因素的经典实验，核心用到转换法和控制变量法两种物理实验方法。首先第一问，重力势能的大小无法直接观测，我们需要将其转化为容易观察的宏观现象，也就是小桌被撞击后陷入细沙的深度，下陷越深说明木块的重力势能越大。第二问，实验选用质量不同的木块，根据控制变量法的要求，探究重力势能和其中一个变量的关系时，必须控制其余变量不变，因此要保持木块下落高度完全一致，以此探究重力势能和物体质量的关系。第三问要探究重力势能与高度的关系，反过来就需要控制木块质量完全相同，改变木块下落的高度，之后对比小桌陷入沙中的深度即可得到结论。
【解析】
（1）本实验采用转换法，将无法直接测量的重力势能大小，转换为可以直观观察的小桌陷入细沙的深度，通过下陷深度间接判断物体重力势能的大小。
（2）根据控制变量法，保持木块下落高度一致、仅改变木块质量时，就可以探究物体重力势能大小与物体质量的关系，操作时必须让不同质量的木块从相同的高度自由下落，排除高度变量对实验结果的干扰。
（3）探究重力势能大小与物体高度的关系时，需要控制物体质量不变，只改变下落高度，因此具体做法为：选用同一个木块保证质量相同，让它从不同的高度自由下落撞击小桌，对比不同情况下小桌下陷的深度，即可得到重力势能和高度的对应关系。
【答案】
(1) 小桌陷入沙中的深度 (2) 质量 相同 (3) 用同一木块,从不同的高度自由下落撞击小桌,比较小桌下陷的深度
【知识点】
转换法应用、控制变量法、重力势能影响因素
【点评】
本题是教材原型实验的改编题，重点考查探究重力势能影响因素实验的核心逻辑，要求学生熟练掌握转换法和控制变量法在力学探究实验中的应用，明确每次实验中需要控制不变的量和需要改变的量，属于实验基础类考题，能很好检验学生对实验方法的理解程度。
【难度系数】
0.8