探究物体的动能跟哪些因素有关

探究物体的动能跟哪些因素有关实验是初中物理的重点实验，本实验可以培养同学们的科学思维、科学探究能力、科学态度与责任等核心素养。本文将帮助同学们梳理实验中的重点内容。

[实验要点]

1. 实验器材：斜槽、木板、长方体木块、质量不同的小球。

2. 实验方法：控制变量法、转换法。

3. 实验主要步骤：（1）让同一小球在斜槽的不同高度滚下，观察木块在木板上移动的距离；（2）让不同小球在斜槽的同一高度滚下，观察木块在木板上移动的距离。

4. 实验现象：（1）同一小球在斜槽越高的地方滚下，木块被推得越远；（2）同一高度滚下的小球，质量越大，木块被推得越远。

5. 实验结论：（1）动能与物体的质量、物体的运动速度有关；（2）质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大；（3）运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。

[能力提升]

例 在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，如图1所示，小明同学设计了甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜槽上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。

[甲" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 乙" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 丙] [s1][h][m] [h] [s2] [s3] [m]

图1

（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球达到水平面的 相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球 。

（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是： 。

（3）三次实验中，碰撞前动能最小的是图 （选填“甲”“乙”或“丙”）中的小球，原因是 " " " " " " " " " " " " " 。

（4）小明同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离（如下表）。

[表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 小车运动距离 最近 较远 最远 ]

①由此可知，小车受到的阻力越小，小车运动的路程 ；我们可以通过小车所受阻力减小时其运动路程变化的趋势，推理出阻力减小到零时，运动的小车将做 运动。

②由此可见，力不是使物体运动的原因，而是改变物体 的原因。

③牛顿第一定律是建立在 （填序号）。

A.日常生活经验的基础上 B.科学家猜想的基础上

C.直接实验结果的基础上 D.实验和科学推理相结合的基础上

答案：（1）速度 从斜面的同一高度由静止滚下 （2）物体质量相同时，物体的速度越大，它的动能就越大 （3）丙 丙图中纸盒被推动的距离最小 （4）①越远" "匀速直线 ②运动状态 ③D

[综合实践]

例 某市为了发展旅游业，大力推广冰雪项目。为了让同学们也能体会冰雪项目的乐趣，某校举办了“冰雪运动进校园”的主题活动。

（一）小小同学是本次活动的冰球运动员，在击打冰球的时候，发现冰球滑出一段距离后会停止在冰面上，于是，他思考：冰球是受到了阻力才停止运动的吗？如果水平冰面足够光滑，冰球会一直运动下去吗？为了验证他的猜想，他用小车代替冰球，设计了甲、乙、丙三个装置。

lt;E：＼2024-9月数据＼初中生学习指导·提升版202406＼PB＼CZ24-12-14.psdgt;lt;E：＼2024-9月数据＼初中生学习指导·提升版202406＼PB＼CZ24-12-15.psdgt;lt;E：＼2024-9月数据＼初中生学习指导·提升版202406＼PB＼CZ24-12-16.psdgt;

毛巾表面" " " " " " " " " " " " " " " " 棉布表面" " " " " " " " " " " " " " " " " " " "木板表面

甲" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 乙" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "丙

图2

（1）为了使小车滑到水平面时的初速度相同，实验时应让小车从同一斜面的" " " " " 由静止滑下。小小在实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近，在木板表面滑行的距离最远，说明小车受到的阻力越小，它的速度减小得越 （填“快”或“慢”）。假设在毛巾、木板、棉布表面小车克服阻力做功分别为W1、W2、W3，比较并写出它们的大小关系： 。

（2）实验后小小评估实验过程：小车到达水平面后竖直方向受到重力和支持力这一对平衡力的作用，它们 （填“改变”或“不改变”）小车的运动状态，而小车运动状态的改变只与水平方向上的 有关。小小进一步推测：如果水平面绝对光滑，小车在运动时不受阻力，则小车将在水平面上 。

（二）冰雪项目大大丰富了学生的课余生活，意犹未尽的小小在周末又去滑雪场玩耍了。如图3，他看到人们坐着充气滑雪垫从高处滑下时，滑雪者能滑出很长一段距离，非常惊险刺激。他正想加入其中时，突然看到一个小男孩挣脱了家长的手，跑到滑道上，被高处下滑的人撞飞。这个场景让在场的小小瑟瑟发抖。小小联想到自己骑车的场景，如果下坡时，加速冲下，可能会造成无法想象的后果。于是小小猜想：为什么撞击后会造成如此大的伤害呢？是因为高处下滑的人具有很大的动能？那动能的大小可能与什么因素有关呢？于是小小设计了如图4的实验进行相关探究。他用质量为m和M（M gt; m）的两个钢球，分别从不同的高度h和H（H gt; h）由静止开始滚下，观察木块被撞击后移动的距离，实验过程如甲、乙、丙三图所示。

[甲" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 乙" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "丙] [s1][H][m] [m][h] [s3][s2] [h] [M]

图4

（1）小小通过观察 来判断小球动能的大小，这种研究方法是 （填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本实验将 （填“能”或“不能”）达到探究目的。

（2）由甲、乙两图可得出实验结论： 。

（3）由乙、丙两图可得出实验结论：" " " " " " " " " " " " " " " " 。

（4）从斜面上滑下后，钢球的机械能 （填“增大”“减小”或“不变”）。

（5）如果考虑质量不同的钢球撞击木块时的钢球重心位置不同而带来的影响，你认为该实验哪里需要改进，提出你的建议" " " " " " " " " " " " " " " "。

（6）如图5为某段道路的标志牌，请结合所学知识解释以下问题。

①对机动车限定最高行驶速度： " " " " " " " " " " " " " " " " 。

②对不同车型限定不一样的最高行驶速度： " " " " " " " " " " " 。

答案：（一）（1）同一高度 慢 W1 = W2 = W3 （2）不改变 阻力 匀速直线运动" "（二）（1）木块移动距离的长短 转换法 不能 （2）质量一定时，物体速度越大，动能越大 （3）速度一定时，物体质量越大，动能越大 （4）减小 （5）探究动能与质量关系时，可以用体积相同质量不同的实心钢球和空心钢球进行实验 （6）①质量一定时，速度越大，动能越大" "②速度相同时，质量越大，动能越大

（作者单位：沈阳市南昌初级中学）