2025年中考物理重难突破：实验19 探究动能大小的影响因素（重点实验）原卷版+解析

实验19探究动能大小的影响因素

实验梳理

__________________A

实验：探究动能大小的影响因素

【实验目的】研究动能的大小跟哪些因素有关

【实验设计】用如图所示的装置探究钢球的动能与速度及质量的关系。实验中，通过换用不同质量

的钢球来改变质量，让同一钢球从不同高度处滚下来改变速度。钢球动能的大小由木块被推动的距离远

近来反映(转换法)，木块被推动的越远，说明钢球的动能越大。

【实验器材】斜面、滑道、滑块、质量不同的小球，刻度尺等。

【进行实验与收集证据】

(1)让同一钢球从斜面的不同高度处由静止开始滚下，推动木块移动，比较两次木块被推动距离的

远近。

实验次数钢球质量钢球高度钢球推动木块的距离

1mh近

2m2h远

(2)换用质量不同的钢球，让它们从斜面的同一高度处由静止开始释放，滚下后推动木块移动，比

较两次木块被推动距离的远近。

实验次数钢球质量钢球高度钢球推动木块的距离

1m2h近

22m2h远

【分析论证】

(1)同一钢球从不同高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球碰撞木块时速度越

大，木块被推得越远，说明物体的动能与物体的速度有关

(2)不同钢球从同一高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度相同。质量大的钢球将木块推得远，说明

物体的动能与物体的质量有关。

【实验结论】

动能与物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；运动速度相同

的物体，质量越大，动能越大。

目考向点拨

____________________J

《探究动能大小的影响因素》常考问题：

(1)研究方法：

①转换法的应用：通过木块被推动距离的多少来反映钢球动能的大小。

②控制变量法的应用：

a.使同一小车从斜面的不同高度由静止滚下,如图甲、乙所示，目的是保持质量相同，探究动能大小与速

度的关系。

h使质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止滚下,如图甲、乙所示，目的是保持速度相同,探究动能大小

与质量的关系。

(2)研究对象：钢球(小车)。

(3)实验结论：动能大小与速度有关，质量一定时，速度越大，动能越大;动能大小与质量有关，

速度一定时，质量越大，动能越大。

(4)使钢球获得动能的方法：将钢球由斜面某一高度静止释放(重力势能转化为动能)。

(5)将质量不同的钢球放在斜面上同一高度处静止释放的目的：控制钢球到达斜面底端时具有相

同的初速度。

(6)将质量相同的钢球由斜面上不同位置静止释放的目的：改变钢球到达斜面底端时的初速度。

(7)实验推理：当水平面绝对光滑时，木块将一直做匀速直线运动(力不是维持物体运动状态的

原因，而是改变物体运动状态的原因)。

(8)钢球在水平面上不能立即停下的原因：钢球具有惯性。

（9）木块最终停止的原因：受到摩擦力的作用（力是改变物体运动状态的原因）。

（10）实验中能量的转化：

①小球从斜面上静止下落，下滑过程中重力势能转化为动能和内能；木块在水平面上运动时动能转

化为内能。

②钢球在运动过程中接卸能不守恒，机械能减少量最终转化为内能。

（11）实验改进：①木块被撞后滑出木板的解决办法：换更长的木板。②木块质量较大，确保实验

现象较明显的方法：增大钢球滚下的高度。

（12）实验相关拓展

①每次实验都要把木块放在同一位置;

②小车的动能，是指小车撞击木块前的瞬间的动能，所以在探究动能与质量关系时，如果木块不是

放在同一位置，小车运动到木块前速度可能不相等;

③探究动能与质量的关系时，木块质量较大，实验现象不明显，为确保实验仍有较明显的现象，可

采取的措施是（不改变木块的质量）：增大钢球下落的高度（或换用质量更大的钢球）。

④探究动能与质量的关系时，木块被撞出了水平木板，在不改变木板长度的情况下，可采取的措施

是：减小小车下落的高度（或换用质量更小的小车）。

⑤如果水平面光滑，将无法完成实验,因木块被撞击后将做匀速直线运动。

⑥小车下滑的过程中，小车的重力势能主要转化为动能（和少量内能）。水平面上移动最后静止

下来，是动能（或机械能）转化为内能。

（13）实验结论的应用：生活中超载、超速问题（超速：速度大，超载：质量大，则动能大，危

险性大。）

可典例精析）

【典例1】

如图所示，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由

静止释放，撞击水平面上同一位置上的同一木块，木块移动一段距离后停止。

甲乙丙

（1）实验中，探究的动能是指（填字母）。

A.小球在斜面上的动能B.小球撞击木块时的动能C.木块被小

球撞击后的动能

（2）实验中，物体的动能大小通过观察来判断。

（3）通过甲、丙两图的实验，可以探究动能大小与的关系，得出的结论

(4)甲、乙两次实验中，让小球从斜面上的不同高度静止滚下，目的是o

(5)实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，于

是利用上述器材进行了实验探究，得到的数据如下表。分析数据可知(选填“超速”或“超

载“)对汽车动能的影响更大，发生交通事故时，造成的伤害更严重。大家在进行交流时，发现表格设

计存在问题，请你指出该问题是：。

实验序小球的质小球自由滚下的高木块被撞击后运动的距

号量度离

1301010

2302040

3601020

【典例2]

小明在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，提出了2个猜想。猜想1：物体动能的大小

与物体的质量有关；猜想2：物体动能的大小与物体的速度有关。

为了验证猜想，小明设计了如图所示的实验。光滑斜轨道与水平直轨道平滑连接，将体积相同、

质量为机和2〃的两个小球分别从斜轨道上高度为2A/?处由静止释放。3次实验中，小球进入水平直

轨道推动纸盒一起在水平面上运动了一段距离后停下，分别测出小球与纸盒一起运动的最大距离，由

此判断出小球撞击纸盒时的动能大小。

⑴该实验中，“物体的动能”中“物体”指的是(选填“小球”或“纸盒”)；

(2)图甲、乙所示的2次实验中，小球都从相同高度处由静止释放，是为了使2次实验中小球运动

到斜轨道底端时的相同；

(3)对比图______和图丙所示的2次实验，可以验证小明的猜想(选填“1”或“2”)是正确

的。

41对点练习)

【训I练1】

如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让钢球从斜面上某个高度

由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平向右运动直至停止。

(1)实验中是通过观察来判断钢球的动能大小.用到的实验方法是.

(2)让不同钢球从斜面的同一高度由静止滚下，目的是使相同，从而探究钢球的动能大小与.

的关系。

(3)换用质量相同的钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大小与

的关系。

(4)木块最终会停下来的主要原因是o

(5)如果木块在运动过程中所受的摩擦力为0,木块将

【训练2】

如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小钢球从高度为力的同一斜面上由

(选填“高度/7”或“距离S”)的大小来判断的。

(2)实验中把质量不同的小钢球放在斜面同一高度处由静止开始释放，是为了控制相

同。

(3)该小组同学记录的部分实验数据如表所示：

①分析三次实验数据，可以得出的探究结论是：物体的质量一定时，速度越大，动能

越大。

②分析第1、2、3三次实验数据，可以得出的探究结论是：当物体的一定时，质量越

大，动能越大。

③请根据表中数据分析：汽车超载10%与超速10%相比，潜在危害较大的是(选填

“超载”或“超速”)。

【训练3】

如图所示，在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，小球由斜面某位置滚下，撞击水

平面上的小木块。

甲乙丙

(1)实验中通过观察，来判断小球动能的大小；

(2)让质量不同的小球A和2,从同一斜面的同一高度由静止开始滚下，目的是为了使

小球到达水平面的相同；

(3)为了探究动能大小与速度的关系，应选择两个图进行比较，得出的结论

是O

【训练4】

小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜面上一定高度的位置滚

下，钢球在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来反映动能的大

(1)实验中探究的动能是指(填字母)；

A.钢球撞击木块时的动能B.钢球撞击木块后的动能C.木块被钢球撞击后的动能

(2)图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量关系为机A＞机B，高度关系为%＞为，

距离关系为$A＞SB。他(选填“能”或“不能”)推断出物体动能与质量的关系；

(3)小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能

与的关系。

【训练5】

兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：

1

甲乙丙

【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？

(1)【猜想假设】由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟有关；

(2)【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用铁球模拟汽车，让铁球从斜槽的某一高度由静

止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。该实验是通过观察的大小，来说明

铁球对木块做功的多少，这种探究问题的方法是(填“控制变量法”或“转换法”或“归纳法”)；

(3)【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：；

(4)【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车(选填“超载”或“超

速”)行驶时危险性大的原因；

(5)【改进实验】研究动能大小与质量的关系，有同学将实验装置改成如图丁所示，利用质量不同

的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放(不考虑铁球运动过程中所受的阻力)，撞击同一木块，

将木块撞出一段距离进行比较，发现两次实验木块移动的距离相等，其原因是。

【训练6】

小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球机和M(〃的

质量大于，，z),使它们分别从不同的高度力和H(">〃)由静止开始运动，观察纸盒被撞击后移动的

距离，实验过程如下图所示；

(1)小明通过观察纸盒移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里他利用的研究方法是

(选填“控制变量法”或“转换法”)；若水平面绝对光滑，本实验将(选填“能”或“不能”)达到探

究目的；

(2)由甲、乙两图，可得到的实验结论是：；

(3)小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关；他的做法是(选填“正确”

或“错误”)的。

【训练7】

小明为了探究物体动能大小与哪些因素有关，设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。

甲乙

(1)小球动能的大小是通过被撞击木块移动的距离来间接反映的，这种物理方法是。

(2)若探究物体动能大小与质量的关系，每次实验时，都要将小球从斜面的同一高度由静止释放，

其目的是使小球到达水平面的初速度相同，摆放在水平面上的木块(选填“需要”或“不需要”)摆

放在同一位置。

(3)根据图乙进行实验，可以得出的结论是。

(4)如果图甲中质量为2根的小球撞击木块后导致木块从水平面末端滑落，(选填“能”或“不

能“)得出(3)中的结论。

【训练8】

汽车的“超载”“超速”是造成许多交通事故的重要因素，这与它们的动能大小有关，为了比较两者对

事故影响的大小，实验小组的同学们设计了如图所示的装置，探究物体动能与物体的质量、物体的速

度的关系。

【证据】

(1)本实验的研究对象是(选填“小球”或“木块”)；实验中物体的速度是指

(选填“即将碰撞木块时”或“碰撞木块后”)的速度；

(2)实验中，将小球在斜面上由开始释放，这是为了方便控制小球;

(3)利用甲、乙装置正确实验后，通过测量得到如下数据。

实验序号小球的质量m/g小球的高度/z/cm木块被撞后运动的距离s/m

130104

2302016

360108

【解释】表格中能代表物体动能大小的是(选填“小球的质量”“小球的高度”或“木块被

撞后运动的距离”)，分析实验数据可知，(选填“质量”或“速度”)对物体的动能影响更

大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重；

【交流】某次实验中木块被撞后滑出木板掉落，为了使木块不滑出木板，测出具体的实验数据，

在不改变木板长度的情况下，可采取的改进措施是o

【训练9】

为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。

实验序小球的质量小球滑到斜面底端时速度木块被撞后运动的距离

号

m/gv/m-s-1s/m

13020.4

23041.6

36020.8

(2)图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在水平面

上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。据此你能得到的结论是：；

(3)图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、8由静止自由释放，然后与放在水平面上

的同一木块相碰到静止后的情景。据此你能得出结论是：；

(4)实验后，同学们联想到在公交事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步

想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大，于是进行了实验测定，得到的数据如

上表。

(a)为了探究“超载”隐患时，应选择序号的实验进行比较；

(b)分析表格中对应的数据可知：对物体的动能影响更大，即当发生交通事故时，由

此造成的危害更严重。

【训练10】

小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球机和M的

质量大于加)，分别从不同的高度/?和"静止开始放下，观察纸盒被撞击后移动的距离，实

验过程如图所示。

(1)小明通过观察,来判断小球动能的大小；

(2)由乙、丙两图，可得到的实验结论是：当速度一定时，；

(3)小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能太小与速度有关，他的看法是否正确？；

理由是：;

(4)善于动脑的小明又设计了如图丁的方案：让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程

度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做(填“能”或“不能”)验证动能与质

量的关系。

可真题感悟)

1.(2024•吉林长春)在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中。实验器材如下：带有合页的

长木板、带圆形凹槽的木块、小球、弹簧测力计。

(1)如图甲所示，将木块放在水平放置的长木板上，用弹簧测力计沿方向拉动木块做匀

速直线运动，读出弹簧测力计的示数，则滑动摩擦力为N；

(2)将小球放在木块的凹槽内，重复(1)的操作，弹簧测力计的示数比(1)中的大。说明当接

触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与有关；

(3)请在图甲中画出木块所受摩擦力的示意图_________；

(4)利用上述实验器材还可以探究物体的动能跟运动速度的关系，如图乙所示。

①进行实验时，为改变小球在水平面上开始运动的速度，应使小球从同一斜面上的高度

由静止滚下；

②小球在同一斜面上的位置越高，滚下时木块被撞得越远，实验表明，质量相同的小球，运动的

速度越大，动能;

③请根据上述结论，对驾驶员提出一条关于交通安全方面的建议：o

2.（2024•贵州）小明观察到如图甲所示的组合式滑梯，各个滑梯的高度都有所不同，小朋友从不

同的滑梯滑至底端时的快慢也有所不同，速度快的甚至会冲出滑梯摔在地上。这一现象引起了小明的

思考：人沿滑梯滑至底端时速度的大小与什么因素有关呢？

他猜想：与人开始下滑的起点高度有关。

小明用木块、硬纸板、垫块进行模拟实验，如图乙所示。纸板一端置于垫块上，另一端置于水平

桌面上模拟滑梯，用纸板上从静止开始下滑的木块模拟人，通过观察木块在水平桌面上运动的距离来

反映木块滑至底端。点时速度的大小，距离越长表明速度越大。

请你回答下列问题：

（1）若释放后木块保持静止，是因为木块受到沿纸板向的摩擦力，若要让木块下滑，写出

一种操作方法：;

（2）解决上述问题后继续探究。如图丙①所示，从纸板顶端释放木块，木块运动至桌面上的M

点；如图丙②所示，从纸板中部释放木块，木块运动至桌面上的N点。比较木块两次在桌面上的运动

距离，可以得出结论：木块沿纸板下滑的起点越高，;

（3）根据上述探究，小明认为，要保证人不因速度过大冲出滑梯，设计时可以考虑在滑梯底端再

连接一段方向放置的滑梯，结合上述实验现象和所学物理知识说明这样设计的必要性；

（）

（4）结合你坐滑梯的经历，谈谈还有哪些因素可能会影响人沿滑梯下滑的快慢？（写出两个因素

即可）（）

3.（2023•山东淄博）利用下图所示实验装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。实验时让小车A

从斜面上由静止开始滑下在水平面上将物体B推出一段距离。

（1）实验运用了控制变量法：让质量不同的小车从斜面的同一高度滑下，探究动能与质量的关

系；让同一个小车从斜面的高度滑下，探究动能与速度的关系。实验中动能的大小无法测

量，我们通过来判断小车动能的大小；

（2）小车从斜面上滑下，它的转化为动能，碰上物体B后，小车的部分转

移给了物体B,这个能量的转化转移过程机械能总量__________；

（3）小车在水平面上推动物体B前进时受到4个力：①重力、②摩擦力、③物体B对小车的压

力、④水平面对小车的支持力，其中是一对平衡力，方向相同（两空均填序

号）。拿走物体B,如果小车滑到水平面时，它受的力全部消失，小车将；

（4）下表是一些物体的动能大小，分析表中数据，请你提出一个可以探究的物理问

题：o

物体动能/J物体动能/J

步行的人约30百米跑中的运动员约3x103

行走的牛约160刚射出的步枪子弹约5x103

中速行驶的小汽车约2xl()5高速行驶的小汽车约6xl05

4.（2023•山东潍坊）为探究物体的动能跟哪些因素有关，利用斜槽、钢球、木块等器材在同一水

平面上进行探究活动。钢球从高为场的斜槽上滚下，在水平面上运动，运动的钢球碰上木块后，能将

A.钢球在斜面上的动能

B.钢球撞击木块时的动能

C.木块被撞击后的动能

（2）若水平面是光滑的，（选填“能”或“不能”）达到探究目的。

（3）实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措

施：o

5.（2023•甘肃兰州）近年来，渣土车因“多拉快跑”而引发的交通事故时有发生，引起了交通管理

部门的高度重视。小彤设计了如图所示的实验来模拟汽车超速、超载带来的危害，通过电磁铁的控

制，让质量分别为呵和“（叫＜小2）的小钢球从圆弧轨道的一定高度（加〈色）由静止滚下，撞击水

平面上的纸盒并将纸盒推动一段距离（实验中的圆弧轨道、水平面和纸盒均不变）。

(1)分析甲、乙两图可知，(选填“甲”或“乙”)图中的小钢球在刚到达水平面时的速

度更大；

(2)比较甲、乙两图可知，在__________一定时，小钢球的越大，动能越大。

(3)比较两图可以模拟汽车超载带来的危害；

(4)假如你是一名汽车驾驶员，请你从物理学的角度谈谈在安全行车方面需要注意哪些事

项。

6.(2023•广西)在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让不同质量的钢球从斜槽同一高

度由静止开始滚下，将静止在水平面上的木块撞出一段距离，如图所示：

(1)在钢球从斜槽滚下的过程中，钢球的重力势能转化为;

(2)实验表明，钢球质量越大，将木块撞得越远，对木块做功越,钢球的动能就

越;

(3)在水平面上，被撞出的木块由于受到力的作用而停下。假如水平面光滑且足够长，它

将做匀速直线运动。

7.(2023•湖南郴州)小明通过下面的实验，研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。质

量相同的小球，从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是的。(选填“相

同”或“不同”)。

n

（i）实验i将小球从斜面顶端自由滚下（图甲），观察到木块被撞出了一段距离。

（2）实验2将小球从斜面中间自由滚下（图甲乙），观察到木块被撞出的距离比实验1的距离_

（选填“短”、“长”或“相等”）由上述实验现象，我们可以得出结论；同一物体，,动能越

大。

（3）实验3将小球从一光滑斜槽轨道（042）。点自由滚下（图丙），依次经过A、B两点到达

C点（忽略空气阻力），设A、B两点的机械能分别为斗和4,则4EB（选填

或。当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球

将0

A.沿a轨迹运动B.沿6轨迹运动

C.沿c轨迹运动D.保持静止

Ab

c

丙

实验19探究动能大小的影响因素

实验梳理

E_________________J

实验：探究动能大小的影响因素

【实验目的】研究动能的大小跟哪些因素有关

【实验设计】用如图所示的装置探究钢球的动能与速度及质量的关系。实验中，通过换用不同质量

的钢球来改变质量，让同■钢球从不同高度处滚下来改变速度。钢球动能的大小由木块被推动的距离远

近来反映(转换法)，木块被推动的越远，说明钢球的动能越大。

【实验器材】斜面、滑道、滑块、质量不同的小球，刻度尺等。

【进行实验与收集证据】

(1)让同一钢球从斜面的不同高度处由静止开始滚下，推动木块移动，比较两次木块被推动距离的

远近。

实验次数钢球质量钢球高度钢球推动木块的距离

1mh近

2m2h远

(2)换用质量不同的钢球，让它们从斜面的同一高度处由静止开始释放，滚下后推动木块移动，比

较两次木块被推动距离的远近。

且mJCQ2m

2h

实验次数钢球质量钢球高度钢球推动木块的距离

1m2h近

22m2h远

【分析论证】

(1)同一钢球从不同高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球碰撞木块时速度越

大，木块被推得越远，说明物体的动能与物体的速度有关

(2)不同钢球从同一高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度相同。质量大的钢球将木块推得远，说明

物体的动能与物体的质量有关。

【实验结论】

动能与物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；运动速度相同

的物体，质量越大，动能越大。

考向点拨

________/

《探究动能大小的影响因素》常考问题：

(1)研究方法：

①转换法的应用：通过木块被推动距离的多少来反映钢球动能的大小。

②控制变量法的应用：

a.使同一小车从斜面的不同高度由静止滚下,如图甲、乙所示，目的是保持质量相同，探究动能大小与速

度的关系。

b.使质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止滚下,如图甲、乙所示，目的是保持速度相同,探究动能大小

与质量的关系。

(2)研究对象：钢球(小车)。

(3)实验结论：动能大小与速度有关，质量一定时，速度越大，动能越大;动能大小与质量有关，

速度一定时，质量越大，动能越大。

(4)使钢球获得动能的方法：将钢球由斜面某一高度静止释放(重力势能转化为动能)。

(5)将质量不同的钢球放在斜面上同一高度处静止释放的目的：控制钢球到达斜面底端时具有相

同的初速度。

(6)将质量相同的钢球由斜面上不同位置静止释放的目的：改变钢球到达斜面底端时的初速度。

(7)实验推理：当水平面绝对光滑时，木块将一直做匀速直线运动(力不是维持物体运动状态的

原因，而是改变物体运动状态的原因）。

（8）钢球在水平面上不能立即停下的原因：钢球具有惯性。

（9）木块最终停止的原因：受到摩擦力的作用（力是改变物体运动状态的原因）。

（10）实验中能量的转化：

①小球从斜面上静止下落，下滑过程中重力势能转化为动能和内能；木块在水平面上运动时动能转

化为内能。

②钢球在运动过程中接卸能不守恒，机械能减少量最终转化为内能。

（11）实验改进：①木块被撞后滑出木板的解决办法：换更长的木板。②木块质量较大，确保实验

现象较明显的方法：增大钢球滚下的高度。

（12）实验相关拓展

①每次实验都要把木块放在同一位置;

②小车的动能，是指小车撞击木块前的瞬间的动能，所以在探究动能与质量关系时，如果木块不是

放在同一位置，小车运动到木块前速度可能不相等;

③探究动能与质量的关系时，木块质量较大，实验现象不明显，为确保实验仍有较明显的现象，可

采取的措施是（不改变木块的质量）：增大钢球下落的高度（或换用质量更大的钢球）。

④探究动能与质量的关系时，木块被撞出了水平木板，在不改变木板长度的情况下，可采取的措施

是：减小小车下落的高度（或换用质量更小的小车）。

⑤如果水平面光滑，将无法完成实验,因木块被撞击后将做匀速直线运动。

⑥小车下滑的过程中，小车的重力势能主要转化为动能（和少量内能）。水平面上移动最后静止

下来，是动能（或机械能）转化为内能。

（13）实验结论的应用：生活中超载、超速问题（超速：速度大，超载：质量大，则动能大，危

险性大。）

可典例精析）

【典例1]

如图所示，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由

静止释放，撞击水平面上同一位置上的同一木块，木块移动一段距离后停止。

甲乙丙

（1）实验中，探究的动能是指（填字母）。

A.小球在斜面上的动能B.小球撞击木块时的动能C.木块被小

球撞击后的动能

（2）实验中，物体的动能大小通过观察来判断。

(3)通过甲、丙两图的实验，可以探究动能大小与的关系，得出的结论

是O

(4)甲、乙两次实验中，让小球从斜面上的不同高度静止滚下，目的是o

(5)实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，于

是利用上述器材进行了实验探究，得到的数据如下表。分析数据可知(选填“超速”或“超

载，，)对汽车动能的影响更大，发生交通事故时，造成的伤害更严重。大家在进行交流时，发现表格设

计存在问题，请你指出该问题是：«

实验序小球的质小球自由滚下的高木块被撞击后运动的距

号量度离

1301010

2302040

3601020

【答案】(1)B

(2)小球撞击木块后，木块移动的距离

(3)质量物体速度相同时，质量越大，动能越大

(4)使小球到达水平面时的速度不同

(5)超速表格中物理量的数据缺单位

【解析】(1)据题意可知，实验中通过小球撞击木块时对木块做功的多少来探究小球的动能大

小，即小球撞击木块时的动能的大小，故B符合题意，AC不符合题意。

故选B。

(2)实验中，小球动能的大小是通过小球撞击木块后，木块移动的距离来反映的，木块移动的距

离越远，说明小球的动能越大。

(3)[1]⑵比较甲和丙两组实验可知，小球滚下的高度相同，到达水平面时的速度相同，小球的质

量不同，质量越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，可以探究动能大小与质量的关系，故结论

为：物体速度相同时，质量越大，动能越大。

(4)分析甲、乙两图可知，小球的质量相同，在斜面上滚下的高度不同，高度越高，到达水平面

时的速度越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，可以探究动能大小与速度的关系；甲、乙两次

实验中，让小球从斜面上的不同高度静止滚下，目的是使小球达到水平面时的速度不同。

(5)[1]研究超载隐患时，应控制小球下滑的高度相同而质量不同，由表中实验数据可知，应选择

1、3所示实验进行比较，小球的速度相同，质量为原来的2倍时，木块移动的距离为原来的二倍；为

了探究“超速”安全隐患，应选择1、2两个序号的实验进行比较，小球的质量相同，小球滚下的高度变

为原来的二倍时，即速度为原来的二倍时，木块移动的距离为原来的4倍；由表中实验数据对比可

知，在同等条件下，速度对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。

[2]在对物理量的数据进行记录时，数据后面应有对应的单位，表格设计存在的问题是：数据缺物

理量的单位。

【典例2】

小明在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，提出了2个猜想。猜想1：物体动能的大小

与物体的质量有关；猜想2：物体动能的大小与物体的速度有关。

为了验证猜想，小明设计了如图所示的实验。光滑斜轨道与水平直轨道平滑连接，将体积相同、

质量为根和2根的两个小球分别从斜轨道上高度为2/?、〃处由静止释放。3次实验中，小球进入水平直

轨道推动纸盒一起在水平面上运动了一段距离后停下，分别测出小球与纸盒一起运动的最大距离，由

此判断出小球撞击纸盒时的动能大小。

⑴该实验中，“物体的动能”中“物体”指的是(选填“小球”或“纸盒”)；

(2)图甲、乙所示的2次实验中，小球都从相同高度处由静止释放，是为了使2次实验中小球运动

到斜轨道底端时的相同；

(3)对比图_______和图丙所示的2次实验，可以验证小明的猜想(选填“1”或“2”)是正确

的。

【答案】(1)小球

(2)速度大小

(3)甲2

【解析】(1)实验中运用转换法，通过观察木块被小球撞击距离的远近来表的小球具有动能的大

小，因此“物体的动能”中“物体”指的是小球。

(2)小球都从相同高度处由静止释放，小球到达斜面底端的速度相同，因此是为了使2次实验中

小球运动到斜轨道底端时的速度大小相同。

(3)[1]⑵要探究物体动能的大小与物体速度的关系，需要控制小球的质量相同，小球在斜面下滑

的高度不同，因此选用甲、丙所示的2次实验，实验中，当质量相同时，小球的速度越大，木块被撞

击的距离越远，说明小球动能的大小与速度有关，小明的猜想2是正确的。

41对点练习)

【训练1】

如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让钢球从斜面上某个高度

由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平向右运动直至停止。

(1)实验中是通过观察来判断钢球的动能大小.用到的实验方法是.

(2)让不同钢球从斜面的同一高度由静止滚下，目的是使相同，从而探究钢球的动能大小与_

的关系。

(3)换用质量相同的钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大小与

的关系。

(4)木块最终会停下来的主要原因是o

(5)如果木块在运动过程中所受的摩擦力为0,木块将o

【答案】⑴木块被推动的距离转换法

⑵速度质量

⑶速度

(4)受到摩擦力作用

(5)做匀速直线运动

【解析】(1)口］实验中，通过观察木块被钢球推动的距离来判断钢球的动能大小，木块被

堆动得越远，表明小球进入水平面时的动能越大。

⑵这里用到的实验方法是转换法，即通过观察一个容易测量的物理量(木块移动的距

离)来推断一个不容易直接测量的物理量(钢球的动能)。

(2)⑴⑵小球滚下时的高度越大，进入水平面时的速度越大，让不同钢球从斜面的同一

高度由静止滚下，目的是使它们到达斜面底部时的速度相同。这样，就可以探究钢球的动能

大小与其质量的关系。

(3)换用质量相同的钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大

小与其速度的关系。因为当钢球的质量相同时，从斜面的不同高度滚下会导致它们到达斜面

底部时的速度不同。

(4)木块最终会停下来的主要原因是受到了摩擦力的作用。摩擦力会阻碍木块的运动，

使其速度逐渐减小直至停止。

(5)如果木块在运动过程中所受的摩擦力为0,那么根据牛顿第一定律，木块将保持匀速

直线运动状态永远运动下去。因为此时木块不再受到任何外力的作用(或所受合外力为

零)，所以它的运动状态将不会发生改变。

【训练2】

如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小钢球从高度为人的同一斜面上由

静止开始自由滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。

实验次数12345

小球质量m/g1020301010

(选填“高度〃'或“距离S”)的大小来判断的。

(2)实验中把质量不同的小钢球放在斜面同一高度处由静止开始释放，是为了控制相

同。

(3)该小组同学记录的部分实验数据如表所示：

①分析___________三次实验数据，可以得出的探究结论是：物体的质量一定时，速度越大，动能

越大。

②分析第1、2、3三次实验数据，可以得出的探究结论是：当物体的一定时，质量越

大，动能越大。

③请根据表中数据分析：汽车超载10%与超速10%相比，潜在危害较大的是(选填

“超载”或“超速”)。

【答案】(1)重力势动距离s

(2)小球到达斜面底端的速度

(3)1、4、5速度超速

【解析】(1)口］［2］实验中，小球从高处滚下，小球的质量不变，高度降低，重力势能减小，小球

运动速度越来越快，动能增大，故球从斜面上滚下的过程中，小球的重力势能转化为动能。

［3］小球达到水平面后，撞击小木块，小球动能越大，对小木块做的功越多，小木块被推开的距离

就越大，所以小球动能的大小通过小木块距离s的大小来判断的。

(2)实验中把质量不同的小钢球放在斜面同一高度处由静止开始释放，这是为了让小球在斜面底

端时的速度大小相等，即为了控制小球到达斜面底端的速度相同。

(3)［1］要研究动能与速度的关系，需要保证小球的质量一样，由表格中的数据可知，第1、4、5

三次实验数据质量相等，小球释放的高度不同(小球到达斜面底端的速度不同)，分析这三次实验数

据可知，物体的质量一定时，速度越大，动能越大。

［2］分析第1、2、3三次实验数据可知，小球的下落高度相同，即达到斜面底端的速度相同，而小

球的质量不同，通过比较数据可得：物体速度一定时，质量越大，动能越大。

［3］通过实验结论可知，汽车的速度越大，动能越大；质量越大，动能也越大，但速度和质量增大

相同的幅度，速度增大的小球推动木块滑行的距离更远，则可知速度对动能的影响较大，所以汽车超

载10%与超速10%相比，潜在危害较大的是超速。

【训练3】

如图所示，在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，小球由斜面某位置滚下，撞击水

平面上的小木块。

(1)实验中通过观察，来判断小球动能的大小；

(2)让质量不同的小球A和8。以。阳)，从同一斜面的同一高度由静止开始滚下，目的是为了使

小球到达水平面的相同；

(3)为了探究动能大小与速度的关系，应选择两个图进行比较，得出的结论

是O

【答案】(1)木块被推动的距离

(2)速度

(3)甲、丙物体质量相同时，速度越大，动能越大

【解析】(1)根据转化法，实验中是通过观察小木块被推动的距离的大小，来判断小球动能的大

小。

(2)高度相同时，小球滑到相同的水平面的速度就会相同，因此让质量不同的小球A和8从同一

斜面的同一高度由静止开始滚下，是为了控制小球到达水平面的速度相同。

(3)动能的大小与质量和速度有关，为了探究动能大小与速度的关系应采用控制变量法，控

制质量不变，改变速度，而在甲、丙两图中是同一个小球放置在不同的高度，控制了质量一定，改变

了速度，符合要求，根据小木块被推动的距离，可得出的结论是：物体质量相同时，速度越大，动能

越大。

【训练4】

小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜面上一定高度的位置滚

下，钢球在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来反映动能的大

小。

(1)实验中探究的动能是指(填字母)；

A.钢球撞击木块时的动能B.钢球撞击木块后的动能C.木块被钢球撞击后的动能

(2)图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量关系为机A＞机B，高度关系为h＞凤，

距离关系为$A＞SB。他(选填“能”或“不能”)推断出物体动能与质量的关系；

(3)小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能

与的关系。

【答案】⑴A

⑵不能

⑶速度

【解析】(1)一个物体能量的多少，可由它对外做功的多少来确定，本实验研究钢球动能的大小

是通过钢球撞击木块时对木块做功，通过木块被推移的距离远近来反映做功的多少，所以本实验探究

的是钢球在撞击木块时的动能大小，故A符合题意，BC不符合题意。

故选Ao

(2)在研究物体的动能与物体的质量的关系时，要控制物体运动的速度相同，物体的质量不同，

甲、乙两次实验中，钢球在斜面上的高度不同，从斜面上滚下来碰撞木块的速度不同，所以不能推断

出物体动能与质量的关系。

(3)小红让钢球A从同一斜面的不同高度由静止滚下，钢球的质量相同，而钢球的速度不同，则

本次实验是为了研究物体动能的大小与物体运动的速度大小关系。

【训练5】

兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：

甲乙丙

【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？

(D【猜想假设】由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟有关；

(2)【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用铁球模拟汽车，让铁球从斜槽的某一高度由静

止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。该实验是通过观察的大小，来说明

铁球对木块做功的多少，这种探究问题的方法是(填“控制变量法”或“转换法”或“归纳法”)；

(3)【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：