小智同学用如图所示的实验装置探究影响物体动能大小的因素。一些物体的动能行走的牛约60J跑百米的运动员约3×102J飞行的步枪子弹约5×105J

1. 小智同学用如图所示的实验装置探究影响物体动能大小的因素。

一些物体的动能
行走的牛	约60J
跑百米的运动员	约3×10²J
飞行的步枪子弹	约5×10⁵J

(1) 本实验通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球A动能的大小，这种研究方法是（选填“控制变量法”或“转换法”）。使小球A从斜面的不同高度由静止开始滑下，可以进行探究动能大小与的关系。

(2) 小智通过实验探究发现质量和速度都是影响动能大小的因素，得出实验结论后，又提出了新的问题：物体的质量和速度对物体动能的影响一样大吗？小智查阅了相关资料，收集了一些物体的动能（如表所示）。结合生活经验分析表中数据，你认为在“质量”和“速度”这两个因素中，对物体动能影响较大的是。

(3) 好学的小智在阅读课外书籍中了解到物体的动能可以用0.5mv² ，重力势能可以用mgh来具体计算。则一个质量为2kg，竖直上抛速度为5m/s的小球具有的动能为J，若忽略空气阻力，小球能上升的高度为m。（g取10N/kg）

(4) 用图中使用的装置和器材探究阻力对物体运动的影响，必须增加的器材是____。（填字母序号） A. 质量不同的钢球 B. 倾斜程度不同的斜面 C. 粗糙程度不同的水平面

【考点】

探究影响物体动能大小的因素;

【答案】

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综合题普通

1. 1586年，斯台文采用了一个理想模型对力学上的某个问题进行了论证。他设想了一个底面水平、截面呈三角形的棱柱，在它的上面放一个由14颗相同的光滑小球均匀串联起来的链圈，如图甲所示。

当链圈静止在斜面上时，水平底面下的8个小球对称地悬挂着，把它们去掉不会影响斜面上小球的平衡，此时在三棱柱的每一斜面上，沿斜面向下作用着的力是相同的。分别以 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示沿AB面和AC面作用在每个小球上的力，研究发现： $\text{[math]}$ 边上的小球数 $\text{[math]}$ 边上的小球数，并且在每一边上的小球数与其边长成正比关系。

斯台文通过这个链圈模型（后人称为斯台文链）发现了力学上的相关法则，对物理学的发展作出了很大的贡献。

（1）当链圈静止在斜面上，去掉水平底面下的8个小球，两个斜面上小球将处于状态；

（2）结合图甲分析得， $\text{[math]}$ ，此时两个斜边长 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 满足的等量关系是；

（3）将斯台文链中A小球从斜面的某一位置由静止释放，最后所停的位置如图乙中的小旗2的位置。如果将A小球更换为一个质量相同的网球进行相同的操作，最终所停的位置可能是小旗（填写小旗序号）。

综合题困难

2. 如图所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置示意图，让小球A从斜面上某点滚下，撞击在水平面上的木块B，木块B移动一段距离。

(1) 实验表明，让小球A分别从斜槽不同高度由静止滚下，高度越大，速度越，木块B被撞得越远。可得结论：质量相同时，小球的速度越，动能越大；小球的动能是由转化来的；

(2) 小明由此实验还联想到探究牛顿第一定律的实验，让同一个小车沿同一斜面的同一个高度由静止开始向下运动，到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止，在水平面运动的整个过程中，克服摩擦力做的功（选填“相等”或“不相等”）。小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （选填“＞”或“＝”或“＜”）。

综合题普通

3. 2021年，高空坠物列入刑法．某日，小区楼下的轿车被高空落下的玻璃瓶砸出一个窟窿．警方根据小区监控，推算：玻璃瓶砸中车时速度约为24m/s．请根据框图，从能量转换角度寻找肇事者大致楼层．（玻璃瓶由静止下落，下落过程中不计空气阻力）

(1) I推导Ⅱ的依据是：当物体质量一定时，物体越大，动能越大．

(2) 玻璃瓶下落过程中，能转化为能是通过重力实现的．

(3) Ⅲ推导IV的依据是：当物体质量一定时，物体越高，重力势能越大．

(4) 分析表一和表二的数据及相关条件推算出肇事者大致在层．

表一：

速度（m/s）	动能（J）
12	7.2
16	12.8
20	20
24	28.8
28	39.2

表二：

动力势能（J）	楼层（层）
13	5
19	7
25	9
31	11
36	13

综合题普通

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