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    如图所示是研究重力势能的大小与哪些因素有关的一种实验．某小组同学每次都让重锤从高处由静止下落，砸到铁钉上．他们观察到不同情况下，铁钉进入泡沫塑料的深度不同，深度越大，表明重锤对铁钉做的功越大，即重锤具有的重力势能越大．他们用m表示重锤的质量，h表示重锤升起的高度，x表示铁钉进入泡沫塑料的深度，并将实验数据详细记录在下面的表格中．为了进一步探究重锤的重力势能跟重锤做功本领的关系，他们还进行了适量的运算，计算的一部分数据也记录在表格的后两列中．
    实验序号重锤质量
    m（千克）    		重锤升起
    高度h（米）    		铁钉进入泡沫塑料
    深度x （米）    		x2（米2）
    10.10.60.0240.0006
    20.10.90.0300.0009
    30.20.30.0240.0006
    40.20.60.0350.0012
    50.30.30.0300.0009
    60.30.40.0350.0012
    （1）分析比较实验序号1与2（或3与4或5与6）的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：在质量相同的情况下，物体举得______，具有的重力势能就越大．
    （2）分析比较实验序号______的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：在高度相同的情况下，物体的质量越大，具有的重力势能就越大．
    （3）分析比较实验序号1和3、2和5、4和6中的数据，可初步得出：①物体的质量与举起的高度的乘积相等时，______；
    ②物体的______的乘积越大，具有的重力势能越大，做的功也越大．
    （4）为进一步探究重锤具有的重力势能跟重锤做功本领的关系，可综合分析、比较表中记录的数据，以及经运算得到的数据，同时结合观察到的现象，归纳并得出结论：物体的质量与其举起的高度的乘积是______的整数倍．

    【答案】分析：（1）序号1与2（或3与4或5与6）这几组实验数据的特点是质量相同、高度不同、深度不同．这说明重力势能大小与举高的高度有关系；
    （2）利用控制变量法，明确变量与不变量，再结合数据分析重力势能大小与所研究变量的关系，即可解答这里的问题；
    （3）①实际计算物体的质量与举起高度的乘积，寻找乘积相同的数据，再比较重力势能的大小，找出两者间的关系；
    ②比较质量与高度乘积大小不相同时结果，同样观察此时铁钉进入泡沫塑料深度的大小，可得出乘积越大，重力势能越大的结论．
    （4）实际计算质量与高度的乘积，通过归纳可得出这一乘积是x2的整数倍．
    解答：解：（1）实验序号1与2（或3与4或5与6）中，重锤质量均相同，重锤举得越高，铁钉进入泡沫塑料深度越大，说明重力势能越大．
    （2）寻找表中高度相同，质量不同的数据，可以看出实验序号1与4（或3与5）符合探究的要求．
    （3）①依次计算表中质量与高度的乘积，再观察乘积相等时铁钉进入泡沫塑料深度的大小，可以得出乘积相等时，物体具有相同的重力势能，对铁钉做的功也相同；
    ②比较乘积不同的数据还可以看出，质量与高度的乘积越大，具有的重力势能越大，做的功也越大．
    （4）结合所计算的质量与高度的乘积，通过对表中数据进行综合分析可以看出，这一乘积是铁钉进入泡沫塑料的深度x2的整数倍．
    故答案为：（1）越高．
    （2）1与4（或3与5）．
    （3）物体具有相同的重力势能，对铁钉做的功也相同；  质量与高度．
    （4）铁钉进入泡沫塑料的深度x2．
    点评：对（1）（2）两个问题的分析，主要借助了控制变量的方法，搞清变量与不变量，即可得出可靠的结论；
    对（3）的分析需按题目的要求进行一些相关的计算，在计算结果的基础上再通过分析得出相应的结论；
    对（4）的分析则更加抽象，必须要在前面计算结果的基础上，通过数据归纳，最终得出结论．
    练习册系列答案
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    科目：初中物理 来源： 题型：

    （2012?乐山）小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与什么因素有关？”的实验步骤如下：

    （1）将质量为m的小球从光滑斜面上的A处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
    （2）将质量为m的小球从光滑斜面上的B处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．
    （3）将质量为2m的小球从光滑斜面上的B处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图丙所示．
    根据上述三次实验，回答下列问题：
    ①实验中小球动能的大小是通过观察比较
    木块在水平面上移动的距离
    木块在水平面上移动的距离
    反映出来的，这里用到了物理学研究问题的一种
    转换
    转换
    方法（选填“直接测量”、“放大”或“转换”）；
    ②为了探究动能的大小与物体运动速度的关系，应选用
    甲乙
    甲乙
    两个图来分析，并由此得出的实验结论是
    质量相同的物体，速度越大，动能越大
    质量相同的物体，速度越大，动能越大
    ；
    ③分析乙、丙两图，得到的实验结论是
    速度相同的物体，质量越大，动能越大
    速度相同的物体，质量越大，动能越大
    ；其中小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中，小球的
    重力势
    重力势
    能转化为
    动
    动
    能．

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    科目：初中物理 来源： 题型：

    （2013?青岛）回顾实验和探究（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整）
    （1）探究影响压力作用效果的因素：
    （2）探究影响动能大小的因素：
    过程 小雨提出这个研究问题后，想到可能与压力大小和受力面积有关，于是他做了如图三次实验，其中：他通过
    乙、丙
    乙、丙
    两图所示的实验研究了压力作用效果和受力面积的关系．最终，他得出结论并建构出压强的概念．
    作图 请在丙图中画出小桌的受力示意图．
    方法 通过观察小桌下陷的深度来比较压力作用效果的大小，这里运用了
    转换
    转换
    法．
    程序 提出问题-猜想-
    进行实验与收集证据
    进行实验与收集证据
    -得出结论．
    过程 如图，三次实验要让小球由
    静止
    静止
    状态开始滚下．
    乙、丙两次实验，研究的是动能大小与
    速度
    速度
    的关系．
    小球沿斜面滚下过程中，它的
    重力势
    重力势
    能主要转化为
    动
    动
    能．
    作图 请在甲图中画出小球滚下的受力示意图．
    问题讨论 如果在甲中将物体A去掉，在水平面依次铺上毛巾、棉布、木板，使小球在平面上所受阻力越来越小，小球速度将减小得越来越
    慢
    慢
    ．

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    科目：初中物理 来源： 题型：

    如图所示，是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下碰到同一木块上．
    （1）球从斜面滚下是
    重力势
    重力势
    能化为
    动
    动
    能；
    （2）本实验的目的是探究钢球动能的大小与
    速度
    速度
    的关系；实验时，它是通过观察
    木块被推动的距离
    木块被推动的距离
    ，从而判断钢球动能的大小．
    （3）实验保持同一钢球从斜面的不同高度由静止滚下，这种研究方法叫
    控制变量法
    控制变量法
    ．

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    科目：初中物理 来源： 题型：

    某同学用一条橡皮筋进行如下探究．
    （1）第一次他把橡皮筋挂在如图所示的装置上，分别挂上不同质量的钩码，用刻度尺测出对应的橡皮筋长度值记录如下表．
    （2）第二次为研究“弹性势能的大小与物体的伸长的长度的关系”，他用铁丝、这根橡皮筋、皮垫制成了弹弓．然后找到一个安全地点，用同一个铁弹，向同一方向进行了实验．
    实验数据如下表．
    实验次数 1 2 3 4 5
    所挂钩码重力G/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0
    橡皮筋的长度L/m 0.2 0.25 0.30 0.35 0.40
    铁弹被射出的距离S/m 0 4 7 9.5 13
    根据实验现象回答问题：
    （1）根据第一次探究，分析表中数据可得：橡皮筋的
    伸长的长度
    伸长的长度
    与其所受拉力成正比，物理实验器材中的
    弹簧测力计
    弹簧测力计
     （填实验器材名称）的原理与此结论相同．
    （2）橡皮筋被拉长时具有
    弹性势
    弹性势
    能．
    （3）他在第二次探究时，用
    铁弹被射出的距离
    铁弹被射出的距离
    表示橡皮筋弹性势能的大小，得到的结论是：橡皮筋被拉得越长，具有的弹性势能就
    越大
    越大
    ．（选填“越大”或“越小”）

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    科目：初中物理 来源： 题型：

    利用如图所示的装置探究动能的大小与什么因素有关．让钢球从固定的斜面上由静止滚下，打到水平面上的一个小木块上，能将木块撞出一段距离．小木块被撞后运动的距离越长，则表明钢球碰撞前的
    动能
    动能
    越大．
    （1）将质量不同的钢球从同一高度滚下，观察并记录小木块被撞后前进的距离，此举的目的是研究动能和
    质量
    质量
    的关系；让不同的钢球从同一高度滚下是为了
    使钢球到达水平面时的速度相同
    使钢球到达水平面时的速度相同
    ；
    （2）为了研究动能和速度的关系，应将
    相同
    相同
    质量的钢球在
    不同
    不同
    高度的地方由静止滚下．（选填“相同”、“不同”）
    （3）本实验探究的过程中采用的研究方法主要有转换法和
    控制变量法
    控制变量法
    ；
    （4）钢球在斜面轨道上向下滚动的过程中，
    重力势
    重力势
    能转化为
    动
    动
    能，小木块在水平面运动的过程中，小木块的
    动
    动
    能不断减少，小木块的
    重力势
    重力势
    能保持不变．
    （5）有人测量了一头牛慢步行走和一名中学生百米赛跑时的速度和动能，如表所示，分析表中数据，可以看出速度、质量都影响物体动能的大小，但其中影响较大的则是
    速度
    速度
    ．
    物体 质量m/kg 速度v/m?s-1 动能E/J
    牛 约600 约0.5 约75
    中学生 约50 约6 约900

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