届九年级人教版物理全册知识点基础复习练习势能的影响因素.docx
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届九年级人教版物理全册知识点基础复习练习势能的影响因素
势能的影响因素
考点一:
影响弹性势能大小的因素
1.某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时,猜测弹性势能可能与形变量x成正比,也可能与形变量的平方x2成正比。
用如图装置进行探究,将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上,刻度尺与杆平行,进行了如下操作:
①弹簧处于自由状态时,读出其上端距水平面的高度h0;
②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端,竖直向下按压铁块,读出此时弹簧上端到水平面的高度h1;
③释放小铁块,当铁块上升到最大高度时,读出铁块下端到水平面的高度h2;
④改变弹簧的压缩长度,重复步骤②③,将测出的数据记录在表格中,并计算出弹簧的形变量x、形变量的平方x2和小铁块上升的距离△h
(1)实验中弹簧的形变量x=________(用所测物理量符号表示);
(2)本实验中,弹簧弹性势能大小是通过______来间接反映的;
A. h1
B. h2
C. h2﹣h0
D. h2﹣h1
(3)该同学根据表中数据分别做出图甲△h﹣x和图乙△h﹣x2图象,由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与________成正比
2.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:
(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。
3.小明看到运动员拉弓射箭时,弓拉得越弯,箭射得越远.小明猜想:
弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关.
(1)为验证其猜想是否正确.他设计了如下实验(弹簧被压缩后未超过其弹性限度);如图所示,将同一个弹簧压缩________(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,分别比较木块________,从而比较弹性势能的大小.
(2)若水平面绝对光滑,本实验将________(选填“能”或“不能”)达到探究目的.
(3)小明根据实验现象认为:
小球推动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________的(选“正确”或“错误”),理由是________.
4.小江同学利用一个弹珠、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:
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.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.
6.同学们所用的笔,有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧,如图甲所示.小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏.结果发现小军的笔弹得高一些.小文分析:
笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关,那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢?
小文猜想:
①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关;
②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关.
为了验证猜想②,小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块,在同一水平面上进行了如图乙所示的实验:
a.将小球置于弹簧A的右端,使弹簧被压缩的长度为2cm,放手后小球被弹出,并与一木块相碰,木块被推动了一段距离S1;
b.将另一个弹簧B压缩的程度稍大一些,把小球置于弹簧的右端,观察小球撞击木块后木块移动的距离S2;
(1)请你指出小文实验中存在的问题
(2)写出改进措施________
考点二:
影响重力势能大小的因素
1.张军同学在探究“重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中,找来质量分别为50g、100g、200g的三个小钢球、刻度尺和装满松软细砂子的木箱,按图情景进行实验;先将木箱中的细砂抹平,再让小钢球从距地面H处由静止释放,小钢球砸进细砂并陷入其中,测出小钢球在细砂中下陷的深度d和释放前小球的高度H,下表是他5次实验的数据.
请回答下列问题:
(1)实验中他据________判断物体重力势能的大小;
(2)分析表中序号1、2、3的实验数据,得出的结论是________,实验中,他使小球的________保持不变;
(3)分析表中序号为2、4、5的实验数据,得出的结论是________,实验中,他使小球________保持不变.
2.利用如图所示装置探究“物体的重力势能大小与哪些因素有关”.
将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置,然后都由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,将与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止.图中的摆长L都相同,θ1<θ2,已知A球的质量小于B球的质量.
(1)如图甲、乙所示,同时释放A、B,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置.这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量________(选填“有关”或“无关”).
(2)如图甲、乙所示,观察到B球能将木块C撞得更远.由此可得出结论:
高度相同时,质量大的,重力势能________(选填“大”或“小”).
(3)比较图乙、图丙,观察丙图中B球能将木块C撞得更远.由此可得结论:
________相同时,高度越高,重力势越大.
3.沈仔细同学在研究“影响重力势能大小的因素”时,提出了如下猜想:
猜想一:
重力势能的大小可能与物体的质量有关;
猜想二:
重力势能的大小可能与物体所在的高度有关;
猜想三:
重力势能的大小可能与物体的运动路径有关.
他为了验证猜想,准备了如下实验器材:
花泥(易产生塑性形变)若干块,刻度尺一把,
体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球一个.所用实验装置如图甲、乙所示.
为验证猜想,他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落,测得A、B小球陷入花泥的深度为h1和h2,如图甲所示;然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落,质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计).测得C、D小球陷入花泥的深度均为h3,且h1<h2<h3.请你完成下列内容:
(1)本实验中,小球的重力势能大小是通过________来反映的;
(2)分析图甲所示的实验现象,可得出结论:
当物体的________、________相同时,________越大,重力势能越大;
(3)分析图乙所示的实验现象,发现两球运动的路径不同,但陷入花泥的深度相同,由此可知物体的重力势能与物体运动的路径________(选填“有关”或“无关”);
(4)综合分析图甲、乙所示的实验现象,还可得出的结论是:
________.
4.如图所示,用装有细砂的透明容器、小桌模型和质量不同的铁块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”的实验.将小桌水平放在细砂上,通过比较桌腿陷入细砂的深度来间接判断物体重力势能大小.
(1)如图甲所示实验是研究重力势能大小与物体________的关系.
(2)下表是某同学进行如图乙所示实验时记录的实验数据.分析比较实验数据及观察到的现象,可分析得出的初步结论是:
在________相同的情况下,铁块的质量越大,具有的重力势能越________(选填“大”或“小”)。
5.小明猜想物体的重力势能大小可能与物体的质量及被举的高度有关.为了验证自己的猜想,他进行了如下实验,让两个不同质量的锥子分别在两个不同高度自由下落,扎到下方四本相同的旧书上,书因此被扎出孔,分析这些被扎孔的不同,如图所示.
(1)若比较甲和乙,这是通过控制________不变,来探究重力势能的大小与________的关系;
(2)在
(1)中,小明不仅比较了甲、乙,还比较了丙、丁,他这样做的目的是________.
(3)小明设想了以下两种方案来判断物体重力势能的大小,你认为最佳的一种是( )
A. 测出书上被扎孔的深度;
B. 数出被扎孔的纸的页数.
6.为探究重力势能的大小与什么因素有关,小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验.
(1)实验中通过观察________来判断物体重力势能的大小.
(2)要探究重力势能大小与高度的关系应选择图________和图________进行分析比较.
(3)图2和图3探究的问题是________.
7.在学习势能知识时,小明同学猜想物体的重力势能的大小可能与以下三个因素有关:
①物体高度,②物体质量大小,③物体所处地理位置。
为了证明自己的猜想,首先决定对因素①进行验证。
他把橡皮泥平铺在水平面上,让同1个小球从不同高度自由下落,记录结果如下表所示。
(1)该同学依据________判断重力势能的大小;
(2)本实验的结论是________;
(3)若想对因素②进行验证,你认为实验中应控制相等的变量是________。
8.小夏同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发,并产生了如下猜想.猜想一:
物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二:
物体的重力势能与物体的下落高度有关
猜想三:
物体的重力势能与物体的运动路径有关
为此小夏设计了如图所示的实验:
用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放,其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计).
实验数据如下表:
(1)本实验中,采用的研究问题的方法是________.(写出一种方法即可)
(2)本实验中,铅球的重力势能大小是通过________来反映的.
(3)为验证猜想二,应比较________(填实验序号),得到的结论是:
当物质量相同时,________.
(4)比较③④,得到的结论是________.
(5)经进一步实验和分析,小夏大胆给出重力势能(Ep)的表达式“Ep=mgh”,并去办公室询问了老师,得以证实,小夏高兴不已,回到教室后,根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能,其中B球的动能为________J.(忽略空气阻力,g=10N/kg)
9.在研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静止释放的铁块撞击,陷入沙坑中的情况如图所示.
(1)在此实验中.我们通过观察 来比较各铁块重力势能的大小
A. 木桩陷入沙坑的深度 B. 木桩的形变的大小 C. 沙坑里沙的松软程度 D. 铁块下落的速度
(2)若A、B两铁块质量相等,则两铁块下落的高度关系是________;若A、C两铁块下落的高度相等.则两铁块质量的关系是________.
A.hA>hB B.hA (3)实验得出的结论是( ) A. 质量越大的物体重力势能越大 B. 重力势能的大小与物体的质量和速度都有关 C. 重力势能的大小只与物体的质量有关 D. 重力势能的大小与物体的质量和高度都有关 10.如图所示是小明设计的“探究影响重力势能大小的因素”的实验。 表面光滑圆弧形轨道与粗糙水平面BC相连接,塑料块M静止在B点处。 木球(表面光滑)m1从距水平面高h1处由静止释放,如图a所示木球竖直下落,然后从圆弧轨道滑下,碰撞塑料块M,M运动一段距离后停下来。 然后换用木球m2、m2(m1 三次实验中木球释放的位置高度h1=h2 (1)木球在碰撞塑料块M之前的瞬间,具有最大的________能,塑料块M滑动的过程中受到的摩擦力的大小________。 (变大/不变/变小) (2)实验中通过观察塑料块M被撞击的距离来比较木球的重力势能的大小。 这种物理学研究方法也运用于以下________(填写序号)实验中。 ①用温度计测量液体的温度。 ②用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的规律。 ③用电铃、抽气机、玻璃罩探究真空不能传声。 ④用吸引大头针的多少表示电磁铁磁性的强弱。 (3)由如图a、如图b的探究可知木球的重力势能大小与________有关。 (4)由________的探究可知木球的重力势能大小与木球被举高的高度有关。 11.放学后,小军路过一个建筑工地,看见如图所示打桩机打桩时重锤被高高拉起又下落,打在桩面上,桩便往地下陷。 爱思考的小明想到“桩下陷的深度与什么因素有关”的问题,并提出以下猜想: (1)猜想一: 桩下陷的深度与重锤打击桩的力度有关。 猜想二: 桩下陷的深度与地面的硬度有关。 你的猜想是________ (2)回家后,小明找来排球和足球模拟“打桩”来验证猜想一。 设计实验方案如下: a.用台秤分别称出排球和足球质量为300g和500g b.在光滑平整的地板上放一张白纸,在白纸上叠放一张复写纸。 将排球从纸正上方2米处静止下落,排球打在复写纸上,在白纸上留下打击的复写印迹,记下“印迹1”。 c.换用足球从2米高度处落下,重做上面实验,得到足球打击的“印迹2”。 d.如何利用台秤较准确地测出排球和足球的打击力度F1、和F2的大小? 小明想出一种方案: 把“印迹1”放在台秤上,再将排球放在“印迹1”用力向下压排球,当________时读出台秤的示数,通过计算得出F1,用同样的方法测量F2 (3)请设计出实验的表格。 参考答案 考点一: 影响弹性势能大小的因素 1.某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时,猜测弹性势能可能与形变量x成正比,也可能与形变量的平方x2成正比。 用如图装置进行探究,将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上,刻度尺与杆平行,进行了如下操作: ①弹簧处于自由状态时,读出其上端距水平面的高度h0; ②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端,竖直向下按压铁块,读出此时弹簧上端到水平面的高度h1; ③释放小铁块,当铁块上升到最大高度时,读出铁块下端到水平面的高度h2; ④改变弹簧的压缩长度,重复步骤②③,将测出的数据记录在表格中,并计算出弹簧的形变量x、形变量的平方x2和小铁块上升的距离△h (1)实验中弹簧的形变量x=________(用所测物理量符号表示); (2)本实验中,弹簧弹性势能大小是通过______来间接反映的; A. h1 B. h2 C. h2﹣h0 D. h2﹣h1 (3)该同学根据表中数据分别做出图甲△h﹣x和图乙△h﹣x2图象,由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与________成正比 【答案】 (1)h0﹣h1 (2)D (3)形变量的平方 【解析】 (1)根据题意知道,弹簧的形变量等于弹簧的原长度减去弹簧被压缩后的长度,即x=h0-h1; (2)根据题意知道,弹性势能的大小在实验中是通过铁块被弹起的高度来反应的,即铁块到达的最高点h2减去弹簧被压缩的最低点h1,即h2-h1,D符合题意;(3)由表格数据知道,△h=15x2,即△h与x2成正比例函数关系,由此得到的结论: 弹簧弹性势能的大小与形变量的平方成正比。 2.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: (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。 【答案】 (1)物体M被弹出的距离 (2)相同;AP (3)控制变量法 【解析】 (1)实验中弹性势能的大小时通过物体M被弹出的距离来间接的反应,这用到了转换法; (2)探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系,根据控制变量的思想,必须使用相同的弹簧,改变弹簧长度变化量,即AP(OP)间的距离;弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现,所以必须测出OQ间的距离;为了使结论具有普遍性,应改变弹簧长度变化量,即AP间的距离,多测几组数据;(3)通过以上分析可以看出,本实验通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小,用到了转换法;同时,探究与多个量的关系时,还用到了控制变量法。 3.小明看到运动员拉弓射箭时,弓拉得越弯,箭射得越远.小明猜想: 弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关. (1)为验证其猜想是否正确.他设计了如下实验(弹簧被压缩后未超过其弹性限度);如图所示,将同一个弹簧压缩________(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,分别比较木块________,从而比较弹性势能的大小. (2)若水平面绝对光滑,本实验将________(选填“能”或“不能”)达到探究目的. (3)小明根据实验现象认为: 小球推动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________的(选“正确”或“错误”),理由是________. 【答案】 (1)不同;木块移动的距离 (2)不能 (3)错误;木块克服摩擦做功,机械能转化为内能 【解析】 (1)在探究弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关时,应将弹簧压缩到不同的长度,然后释放小球,通过比较木块移动的距离来判断弹性势能的大小. (2)若水平面绝对光滑,则没有摩擦力,木块被撞后不能停止下来,无法比较被撞的距离,所以不能达到探究目的.(3)小明的观点是错误的,小球推动木块移动一段距离后都要停下来,不是机械能最终都消灭了,而是木块克服摩擦做功,机械能转化为内能. 4.小江同学利用一个弹珠、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: 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. 【答案】 (1)弹珠被弹射的距离 (2)长度 (3)宽度 (4)D 【解析】解: (1)弹弓弹性势能的大小是通过弹珠射出的距离来表示,射出的越远,弹弓的弹性势能越大; (2)比较第1次和第2次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条宽度相同,长度不同,弹珠射出的距离不同,故橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关;(3)比较第1次和第3次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮长度相同,条宽不同,弹珠射出的距离不同,故橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度有关;(4)由以上可知,弹性势能的大小与宽度、长度有关;在拉伸相同的伸长量时,宽度越宽,弹性势能越大,长度越短,弹性势能越大,故弹性势能最大的橡皮条是宽面短的,故选D. 故答案为: (1)弹珠被弹射的水平距离; (2)长度;(3)宽度;(4)D. 5.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
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