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    在探究“动能大小与哪些因素有关”的活动中，提供以下器材：中间有沟槽的木质轨道（如图1所示，其中AB部分倾斜并与水平部分BC平滑连接，沟槽较为光滑）、大小与沟槽相当的玻璃球、铁球各一只、轻质弹簧、刻度尺各一个．

    （1）利用这套器材进行实验时，可以通过比较两次弹簧形变量的大小，来比较小球动能的大小．该方法称之为
    转换法
    转换法
    （选填“控制变量法”、“类比法”或“转换法”）
    （2）课外兴趣小组活动中，物理老师曾经告诉同学们“重力势能的大小与物体被举起的高度成正比”．善于动脑的小明利用上述器材，设计了一个研究弹簧弹性势能E弹与压缩量x之间关系的实验方案：（实验装置如图2所示）
    A．用某个小球将弹簧压缩并测量出压缩量x；
    B．松手释放小球并在木板上记下小球上冲到达的最高位置；
    C．用刻度尺测量出小球上升的高度h．
    下表数据是小明的实验记录：
    实验次数 弹簧压缩量x（cm） 上升的高度h（cm）
    1 1.00 1.50
    2 2.00 5.99
    3 3.00 13.50
    4 4.00 23.98
    由上表可知，压缩量x=2.5cm小球上升的高度h=
    9.375
    9.375
    cm．
    （3）分析可知，小球到达最高点时弹性势能全部转化为
    重力势
    重力势
    能．进一步推理可知，弹簧弹性势能E弹、压缩量x之间的关系是：（用文字表述）
    弹性势能与压缩量的平方成正比
    弹性势能与压缩量的平方成正比
    ．
    分析：（1）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫做转换法．
    （2）分析小球上升高度与弹簧压缩量之间的对应关系，计算压缩量为x=2.5cm时小球上升的高度；
    （3）发生弹性形变的物体，在恢复原状的过程中，将弹性势能转化为动能；物体上升过程中，将动能转化为弹性势能；根据小球上升高度与弹簧压缩量之间的关系确定弹簧弹性势能E弹、压缩量x之间的关系．
    解答：解：
    （1）通过比较两次弹簧形变量的大小，来比较小球动能的大小．该方法称之为转换法；
    （2）由实验数据知，压缩量x1=1cm，小球上升的高度为h1=1.50cm，
    压缩量为原来的2倍x2=2cm，小球上升的高度为h2=22×1.50cm≈5.99cm，
    压缩量为原来的3倍x3=3cm，小球上升的高度为h3=32×1.50cm≈13.50cm，
    压缩量为原来的4倍x4=4cm，小球上升的高度为h4=42×1.50cm≈23.98cm，
    综合分析得：小球上升高度是压缩量变化的平方，即h=1.5x2，
    所以压缩量x=2.5cm小球上升的高度h=1.5×2.52cm=9.375cm；
    （3）分析可知，小球到达最高点时弹性势能全部转化为重力势能，
    进一步推理可知，弹簧弹性势能E弹、压缩量x之间的关系是：弹性势能与压缩量的平方成正比．
    故答案为：（1）转换法；（2）9.375；（3）重力势；弹性势能与压缩量的平方成正比．
    点评：本题考查学生对动能、势能的影响因素及其转化的掌握情况；在确定动能多少及弹性势能、重力势能多少时，应用的是转换法；在研究多变量的关系时，运用的是控制变量法．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    相关习题

    科目：初中物理 来源： 题型：

    在探究动能的大小与哪些因素有关时，让小车分别从斜面的不同高度由静止开始下滑，撞击水平面上的同一木块，看哪次木块被推得远（如图所示）．
    （1）设计本实验的目的是研究
    动能大小与速度关系
    动能大小与速度关系
    ；
    （2）让小车从不同高度滑下是为了
    使速度不同
    使速度不同
    ；
    （3）实验中通过观察
    木块在水平面上移动的距离的大小
    木块在水平面上移动的距离的大小
    来比较动能大小的；
    （4）此实验得出的正确结论是
    质量一定时，速度越大，动能越大
    质量一定时，速度越大，动能越大
    ．

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    科目：初中物理 来源： 题型：

    为了探究物体的动能大小与哪些因素有关，欢欢做了如下探究实验：如图所示，让钢球从斜面上滚下，打到木块上，推动木块做功．
    （1）本实验中，动能大小是通过观察
    钢球推动木块通过的距离
    钢球推动木块通过的距离
    知道．
    （2）让不同质量的钢球，沿同一斜面从同一高度自由滚下，目的是为了控制
    钢球在水平面上开始运动的速度
    钢球在水平面上开始运动的速度
    相同，从而研究动能大小与
    质量
    质量
    的关系．
    （3）让同一钢球沿同一斜面从不同的高度自由滚下，看哪次木块被推的比较远，目的是为了研究动能大小与
    速度
    速度
    的关系．
    （4）第（2）、（3）小题所用到的物理研究方法还应用在
    探究电流产生的热量的影响因素等
    探究电流产生的热量的影响因素等
    实验中．

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    科目：初中物理 来源： 题型：

    如图所示是“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。

    (1)实验中通过观察　　　　　 的大小，来判断小球动能的大小,这种方法在物理学上称为　　　　 （选填“控制变量法”、“类比法”、“转换法”）。

    (2) 当研究动能的大小与速度的关系时，应该选用质量　　　 的两个小球从斜面上　　　 高度由静止滚下（选填“相同”或“不同”）.

    (3)某同学利用上述实验装置“探究动能大小与质量”的关系，它将不同质量的小球从斜面上由静止自由滑下，实验记录数据如下：

    钢球的质量m/Kg

    0.1

    0.15

    0.20

    0.25

    0.30

    0.35

    0.40

    木块滑行距离s/m

    0.12

    0.10

    0.12

    0.12

    0.11

    0.13

    0.12

    该同学根据以上实验数据得出物体的动能大小与质量无关，你认为实验结论与物理事实是否相符？　　　　 （选填：相符或不相符）；你认为出现此实验现象的主要原因是　　　　　　　　　　　　　 。

    (4)质量和速度哪一个对动能的影响较大呢？某物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示：

    表一（钢球撞击时的速度为v=8cm·s-1）

    表二（钢球质量为m=100g）

    序号

    钢球质量

    m/g

    木块滑行距离s/cm

    序号

    钢球撞击速度v／cm·s-1

    木块滑行距离S/cm

    1

    100

    10

    1

    8

    10

    2

    200

    20

    2

    16

    40

    3

    300

    30

    3

    24

    90

    　 分析这两组数据可以得物体的　　　　　　 对物体的动能影响较大。

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    科目：初中物理 来源：2011-2012学年广东省汕尾市新世界中英文学校九年级（上）期中物理试卷（解析版） 题型：解答题

    在探究动能的大小与哪些因素有关时，让小车分别从斜面的不同高度由静止开始下滑，撞击水平面上的同一木块，看哪次木块被推得远（如图所示）．
    （1）设计本实验的目的是研究______；
    （2）让小车从不同高度滑下是为了______；
    （3）实验中通过观察______来比较动能大小的；
    （4）此实验得出的正确结论是______．

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