19(6分)如图所示为探究动能大小与哪些因素有关的实验装置图。

(1)用质量不同的小车碰撞静止在同一水平面上的木块。实验中控制释放小车的高度相同,是为了控制小车到达底端时
(2)利用图示器材
(3)在探究小车动能与质量的关系时,两次木块距斜面底端的距离不等对实验结果
(4)小明根据实验现象认为:小车推动木块移动一段距离后都要停下来,所以小车和木块所具有的机械能最终都消失了。你认为小明的观点是
(1)用质量不同的小车碰撞静止在同一水平面上的木块。实验中控制释放小车的高度相同,是为了控制小车到达底端时
速度
相同;实验中通过观察木块被推出的远近
来比较小车的动能的大小。(2)利用图示器材
可以
(可以/不可以)探究重力势能与高度的关系。(3)在探究小车动能与质量的关系时,两次木块距斜面底端的距离不等对实验结果
有
(有/没有)影响。(4)小明根据实验现象认为:小车推动木块移动一段距离后都要停下来,所以小车和木块所具有的机械能最终都消失了。你认为小明的观点是
错误
(正确/错误)的,理由是小车和木块克服摩擦做功,机械能转化为内能
。答案:19.(1)速度 木块被推出的远近
(2)可以
(3)有
(4)错误 小车和木块克服摩擦做功,机械能转化为内能
(2)可以
(3)有
(4)错误 小车和木块克服摩擦做功,机械能转化为内能
解析:
【分析】
本题围绕探究动能大小与哪些因素有关的实验展开,需结合控制变量法、转换法,以及重力势能探究、能量转化的知识解题:
(1)控制小车释放高度相同,是利用斜面实验中高度决定小车到达水平面的速度(重力势能转化为动能,高度相同则到达底端速度相同);动能大小无法直接观察,通过木块被推动的距离(转换法)体现。
(2)探究重力势能与高度的关系,需控制质量相同、改变高度,可通过同一小车从不同高度释放实现,因此图示器材可行。
(3)探究动能与质量的关系时,需保证小车到达木块时速度相同,若木块距斜面底端距离不等,小车在水平面上运动的距离不同,摩擦力做功导致碰撞时速度不同,影响实验结果。
(4)小车和木块停下来是因为克服摩擦做功,机械能转化为内能,机械能并未消失,故小明观点错误。
【解析】
(1)实验中控制小车释放高度相同,根据机械能转化规律,小车到达斜面底端时的速度由高度决定,与小车质量无关,因此控制了小车到达底端时的速度相同;动能的大小无法直接测量,实验中通过观察木块被推出的远近(木块移动的距离)来比较小车动能的大小,这是转换法的应用。
(2)探究重力势能与高度的关系,需保持物体质量相同,改变高度;利用图示器材,可将同一小车(质量不变)从不同高度释放,撞击木块,通过观察木块移动的距离判断重力势能大小,因此可以完成该探究。
(3)探究小车动能与质量的关系时,需控制小车到达木块时的速度相同;若两次木块距斜面底端的距离不等,小车在水平面上运动的路程不同,克服摩擦力做功不同,导致碰撞木块时的速度不同,无法保证速度相同,因此对实验结果有影响。
(4)小车推动木块后停下来,是因为小车和木块受到摩擦力作用,克服摩擦做功,机械能转化为内能,机械能并没有消失,因此小明的观点错误。
【答案】
(1)速度;木块被推出的远近
(2)可以
(3)有
(4)错误;小车和木块克服摩擦做功,机械能转化为内能
【知识点】
动能的影响因素;重力势能的影响因素;能量的转化
【点评】
本题是力学实验的基础题,重点考查控制变量法、转换法在探究动能、重力势能实验中的应用,以及机械能与内能的转化知识,需明确实验的变量控制和实验现象的分析逻辑,是初中物理的核心考点之一。
【难度系数】
0.6
本题围绕探究动能大小与哪些因素有关的实验展开,需结合控制变量法、转换法,以及重力势能探究、能量转化的知识解题:
(1)控制小车释放高度相同,是利用斜面实验中高度决定小车到达水平面的速度(重力势能转化为动能,高度相同则到达底端速度相同);动能大小无法直接观察,通过木块被推动的距离(转换法)体现。
(2)探究重力势能与高度的关系,需控制质量相同、改变高度,可通过同一小车从不同高度释放实现,因此图示器材可行。
(3)探究动能与质量的关系时,需保证小车到达木块时速度相同,若木块距斜面底端距离不等,小车在水平面上运动的距离不同,摩擦力做功导致碰撞时速度不同,影响实验结果。
(4)小车和木块停下来是因为克服摩擦做功,机械能转化为内能,机械能并未消失,故小明观点错误。
【解析】
(1)实验中控制小车释放高度相同,根据机械能转化规律,小车到达斜面底端时的速度由高度决定,与小车质量无关,因此控制了小车到达底端时的速度相同;动能的大小无法直接测量,实验中通过观察木块被推出的远近(木块移动的距离)来比较小车动能的大小,这是转换法的应用。
(2)探究重力势能与高度的关系,需保持物体质量相同,改变高度;利用图示器材,可将同一小车(质量不变)从不同高度释放,撞击木块,通过观察木块移动的距离判断重力势能大小,因此可以完成该探究。
(3)探究小车动能与质量的关系时,需控制小车到达木块时的速度相同;若两次木块距斜面底端的距离不等,小车在水平面上运动的路程不同,克服摩擦力做功不同,导致碰撞木块时的速度不同,无法保证速度相同,因此对实验结果有影响。
(4)小车推动木块后停下来,是因为小车和木块受到摩擦力作用,克服摩擦做功,机械能转化为内能,机械能并没有消失,因此小明的观点错误。
【答案】
(1)速度;木块被推出的远近
(2)可以
(3)有
(4)错误;小车和木块克服摩擦做功,机械能转化为内能
【知识点】
动能的影响因素;重力势能的影响因素;能量的转化
【点评】
本题是力学实验的基础题,重点考查控制变量法、转换法在探究动能、重力势能实验中的应用,以及机械能与内能的转化知识,需明确实验的变量控制和实验现象的分析逻辑,是初中物理的核心考点之一。
【难度系数】
0.6
20(6分)某实验小组用“模拟打桩”来探究影响重力势能大小的因素,已知物体质量的关系为$m_1=m_2<m_3$,使用的器材有沙子、木桩等。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。

(1)本实验是通过观察________来判断重力势能大小的,这是物理探究过程中常用的________法。
(2)分析比较图________两次实验,得出结论:当质量一定时,物体所处的高度越大,重力势能越大。
(3)由乙、丙两图________(能/不能)直接得出重力势能的大小与高度的关系,理由是________不同。
(4)对比甲、乙、丙三次实验,图________(甲/乙/丙)中的物体具有的重力势能最大。
(1)本实验是通过观察________来判断重力势能大小的,这是物理探究过程中常用的________法。
(2)分析比较图________两次实验,得出结论:当质量一定时,物体所处的高度越大,重力势能越大。
(3)由乙、丙两图________(能/不能)直接得出重力势能的大小与高度的关系,理由是________不同。
(4)对比甲、乙、丙三次实验,图________(甲/乙/丙)中的物体具有的重力势能最大。
答案:20.(1)木桩进入沙中的深度 转换
(2)甲、乙
(3)不能 质量
(4)乙
(2)甲、乙
(3)不能 质量
(4)乙
解析:
【分析】
本题是探究影响重力势能大小的因素的实验,核心思路是利用转换法将不易观察的重力势能大小转化为木桩进入沙中的深度来体现;探究过程中运用控制变量法,研究重力势能与某一因素的关系时,需控制其他因素不变。解题时需结合控制变量法的要求,分析每组实验的变量,逐一解答问题。
【解析】
(1)重力势能的大小无法直接观察,实验中通过观察木桩进入沙中的深度来间接判断重力势能的大小,这种将不易观察的物理量转换为易观察的物理量的方法,是物理探究中常用的转换法。
(2)要得出“当质量一定时,物体所处的高度越大,重力势能越大”的结论,需控制物体质量相同,改变高度。已知m₁=m₂,甲、乙两图中物体质量相同,下落高度不同,木桩陷入沙的深度不同,因此分析比较甲、乙两次实验可得出该结论。
(3)乙、丙两图中,物体质量m₂<m₃,且下落高度也不同,存在质量和高度两个变量,不符合控制变量法的要求,因此不能直接得出重力势能与高度的关系,理由是质量不同。
(4)木桩进入沙中的深度越深,说明物体的重力势能越大。对比甲、乙、丙,乙图中木桩进入沙中的深度最大,因此图乙中的物体具有的重力势能最大。
【答案】
(1)木桩进入沙中的深度;转换
(2)甲、乙
(3)不能;质量
(4)乙
【知识点】
重力势能;转换法;控制变量法
【点评】
本题通过“模拟打桩”实验考查重力势能的影响因素,重点考查转换法和控制变量法的应用,是初中物理探究实验的基础题型,需掌握实验方法和结论。
【难度系数】
0.7
本题是探究影响重力势能大小的因素的实验,核心思路是利用转换法将不易观察的重力势能大小转化为木桩进入沙中的深度来体现;探究过程中运用控制变量法,研究重力势能与某一因素的关系时,需控制其他因素不变。解题时需结合控制变量法的要求,分析每组实验的变量,逐一解答问题。
【解析】
(1)重力势能的大小无法直接观察,实验中通过观察木桩进入沙中的深度来间接判断重力势能的大小,这种将不易观察的物理量转换为易观察的物理量的方法,是物理探究中常用的转换法。
(2)要得出“当质量一定时,物体所处的高度越大,重力势能越大”的结论,需控制物体质量相同,改变高度。已知m₁=m₂,甲、乙两图中物体质量相同,下落高度不同,木桩陷入沙的深度不同,因此分析比较甲、乙两次实验可得出该结论。
(3)乙、丙两图中,物体质量m₂<m₃,且下落高度也不同,存在质量和高度两个变量,不符合控制变量法的要求,因此不能直接得出重力势能与高度的关系,理由是质量不同。
(4)木桩进入沙中的深度越深,说明物体的重力势能越大。对比甲、乙、丙,乙图中木桩进入沙中的深度最大,因此图乙中的物体具有的重力势能最大。
【答案】
(1)木桩进入沙中的深度;转换
(2)甲、乙
(3)不能;质量
(4)乙
【知识点】
重力势能;转换法;控制变量法
【点评】
本题通过“模拟打桩”实验考查重力势能的影响因素,重点考查转换法和控制变量法的应用,是初中物理探究实验的基础题型,需掌握实验方法和结论。
【难度系数】
0.7