探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)實(shí)驗(yàn)是初中物理的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)同學(xué)們的科學(xué)思維、科學(xué)探究能力、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等核心素養(yǎng)。本文將幫助同學(xué)們梳理實(shí)驗(yàn)中的重點(diǎn)內(nèi)容。

[實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)]

1. 實(shí)驗(yàn)器材：斜槽、木板、長(zhǎng)方體木塊、質(zhì)量不同的小球。

2. 實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法、轉(zhuǎn)換法。

3. 實(shí)驗(yàn)主要步驟：（1）讓同一小球在斜槽的不同高度滾下，觀察木塊在木板上移動(dòng)的距離；（2）讓不同小球在斜槽的同一高度滾下，觀察木塊在木板上移動(dòng)的距離。

4. 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：（1）同一小球在斜槽越高的地方滾下，木塊被推得越遠(yuǎn)；（2）同一高度滾下的小球，質(zhì)量越大，木塊被推得越遠(yuǎn)。

5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（1）動(dòng)能與物體的質(zhì)量、物體的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)；（2）質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)速度越大，它的動(dòng)能越大；（3）運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動(dòng)能越大。

[能力提升]

例 在探究“物體動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，如圖1所示，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)。讓鐵球從同一斜槽上某處由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，然后與放在水平面上的紙盒相碰，鐵球與紙盒在水平面上共同移動(dòng)一段距離后靜止。

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

圖1

（1）要探究動(dòng)能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)保證鐵球達(dá)到水平面的 相同，為了達(dá)到這一目的所采取的具體操作方法是使小球 。

（2）選用甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是： 。

（3）三次實(shí)驗(yàn)中，碰撞前動(dòng)能最小的是圖 （選填“甲”“乙”或“丙”）中的小球，原因是 " " " " " " " " " " " " " 。

（4）小明同學(xué)聯(lián)想到“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”時(shí)，用到了斜面，讓小車(chē)從斜面頂端由靜止滑下，比較在不同表面滑行的距離（如下表）。

[表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 較大 最小 小車(chē)運(yùn)動(dòng)距離 最近 較遠(yuǎn) 最遠(yuǎn) ]

①由此可知，小車(chē)受到的阻力越小，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的路程 ；我們可以通過(guò)小車(chē)所受阻力減小時(shí)其運(yùn)動(dòng)路程變化的趨勢(shì)，推理出阻力減小到零時(shí)，運(yùn)動(dòng)的小車(chē)將做 運(yùn)動(dòng)。

②由此可見(jiàn)，力不是使物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體 的原因。

③牛頓第一定律是建立在 （填序號(hào)）。

A.日常生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上 B.科學(xué)家猜想的基礎(chǔ)上

C.直接實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上 D.實(shí)驗(yàn)和科學(xué)推理相結(jié)合的基礎(chǔ)上

答案：（1）速度 從斜面的同一高度由靜止?jié)L下 （2）物體質(zhì)量相同時(shí)，物體的速度越大，它的動(dòng)能就越大 （3）丙 丙圖中紙盒被推動(dòng)的距離最小 （4）①越遠(yuǎn)" "勻速直線 ②運(yùn)動(dòng)狀態(tài) ③D

[綜合實(shí)踐]

例 某市為了發(fā)展旅游業(yè)，大力推廣冰雪項(xiàng)目。為了讓同學(xué)們也能體會(huì)冰雪項(xiàng)目的樂(lè)趣，某校舉辦了“冰雪運(yùn)動(dòng)進(jìn)校園”的主題活動(dòng)。

（一）小小同學(xué)是本次活動(dòng)的冰球運(yùn)動(dòng)員，在擊打冰球的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)冰球滑出一段距離后會(huì)停止在冰面上，于是，他思考：冰球是受到了阻力才停止運(yùn)動(dòng)的嗎？如果水平冰面足夠光滑，冰球會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去嗎？為了驗(yàn)證他的猜想，他用小車(chē)代替冰球，設(shè)計(jì)了甲、乙、丙三個(gè)裝置。

lt;E：＼2024-9月數(shù)據(jù)＼初中生學(xué)習(xí)指導(dǎo)·提升版202406＼PB＼CZ24-12-14.psdgt;lt;E：＼2024-9月數(shù)據(jù)＼初中生學(xué)習(xí)指導(dǎo)·提升版202406＼PB＼CZ24-12-15.psdgt;lt;E：＼2024-9月數(shù)據(jù)＼初中生學(xué)習(xí)指導(dǎo)·提升版202406＼PB＼CZ24-12-16.psdgt;

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

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

圖2

（1）為了使小車(chē)滑到水平面時(shí)的初速度相同，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)讓小車(chē)從同一斜面的" " " " " 由靜止滑下。小小在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)小車(chē)在毛巾表面滑行的距離最近，在木板表面滑行的距離最遠(yuǎn)，說(shuō)明小車(chē)受到的阻力越小，它的速度減小得越 （填“快”或“慢”）。假設(shè)在毛巾、木板、棉布表面小車(chē)克服阻力做功分別為W1、W2、W3，比較并寫(xiě)出它們的大小關(guān)系： 。

（2）實(shí)驗(yàn)后小小評(píng)估實(shí)驗(yàn)過(guò)程：小車(chē)到達(dá)水平面后豎直方向受到重力和支持力這一對(duì)平衡力的作用，它們 （填“改變”或“不改變”）小車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而小車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變只與水平方向上的 有關(guān)。小小進(jìn)一步推測(cè)：如果水平面絕對(duì)光滑，小車(chē)在運(yùn)動(dòng)時(shí)不受阻力，則小車(chē)將在水平面上 。

（二）冰雪項(xiàng)目大大豐富了學(xué)生的課余生活，意猶未盡的小小在周末又去滑雪場(chǎng)玩耍了。如圖3，他看到人們坐著充氣滑雪墊從高處滑下時(shí)，滑雪者能滑出很長(zhǎng)一段距離，非常驚險(xiǎn)刺激。他正想加入其中時(shí)，突然看到一個(gè)小男孩掙脫了家長(zhǎng)的手，跑到滑道上，被高處下滑的人撞飛。這個(gè)場(chǎng)景讓在場(chǎng)的小小瑟瑟發(fā)抖。小小聯(lián)想到自己騎車(chē)的場(chǎng)景，如果下坡時(shí)，加速?zèng)_下，可能會(huì)造成無(wú)法想象的后果。于是小小猜想：為什么撞擊后會(huì)造成如此大的傷害呢？是因?yàn)楦咛幭禄娜司哂泻艽蟮膭?dòng)能？那動(dòng)能的大小可能與什么因素有關(guān)呢？于是小小設(shè)計(jì)了如圖4的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)探究。他用質(zhì)量為m和M（M gt; m）的兩個(gè)鋼球，分別從不同的高度h和H（H gt; h）由靜止開(kāi)始滾下，觀察木塊被撞擊后移動(dòng)的距離，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如甲、乙、丙三圖所示。

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

圖4

（1）小小通過(guò)觀察 來(lái)判斷小球動(dòng)能的大小，這種研究方法是 （填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”）。若水平面絕對(duì)光滑，本實(shí)驗(yàn)將 （填“能”或“不能”）達(dá)到探究目的。

（2）由甲、乙兩圖可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 。

（3）由乙、丙兩圖可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：" " " " " " " " " " " " " " " " 。

（4）從斜面上滑下后，鋼球的機(jī)械能 （填“增大”“減小”或“不變”）。

（5）如果考慮質(zhì)量不同的鋼球撞擊木塊時(shí)的鋼球重心位置不同而帶來(lái)的影響，你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)?zāi)睦镄枰倪M(jìn)，提出你的建議" " " " " " " " " " " " " " " "。

（6）如圖5為某段道路的標(biāo)志牌，請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)解釋以下問(wèn)題。

①對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)限定最高行駛速度： " " " " " " " " " " " " " " " " 。

②對(duì)不同車(chē)型限定不一樣的最高行駛速度： " " " " " " " " " " " 。

答案：（一）（1）同一高度 慢 W1 = W2 = W3 （2）不改變 阻力 勻速直線運(yùn)動(dòng)" "（二）（1）木塊移動(dòng)距離的長(zhǎng)短 轉(zhuǎn)換法 不能 （2）質(zhì)量一定時(shí)，物體速度越大，動(dòng)能越大 （3）速度一定時(shí)，物體質(zhì)量越大，動(dòng)能越大 （4）減小 （5）探究動(dòng)能與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，可以用體積相同質(zhì)量不同的實(shí)心鋼球和空心鋼球進(jìn)行實(shí)驗(yàn) （6）①質(zhì)量一定時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大" "②速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大

（作者單位：沈陽(yáng)市南昌初級(jí)中學(xué)）