小梦国庆假期到游乐场体验了惊险刺激的“过山车”游乐项目，满载游客的“过山车”从轨道的最高端飞驰而下，到达大回环的顶端，再疾驰而下。体验了“过山车”的惊险刺激后，小梦猜想：过山车起始端的高度只要等于大回环高度就可以翻越大回环。于是他设计了如图所示的装置，保持斜面坡度、粗糙程度一定，用同一小钢球从斜面轨道滚下，模拟过山车通过大回环的过程，探究小球通过大回环与释放高度的关系。大回环的高度为。

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1. 小梦国庆假期到游乐场体验了惊险刺激的“过山车”游乐项目，满载游客的“过山车”从轨道的最高端飞驰而下，到达大回环的顶端，再疾驰而下。体验了“过山车”的惊险刺激后，小梦猜想：过山车起始端的高度只要等于大回环高度就可以翻越大回环。于是他设计了如图所示的装置，保持斜面坡度、粗糙程度一定，用同一小钢球从斜面轨道滚下，模拟过山车通过大回环的过程，探究小球通过大回环与释放高度的关系。大回环的高度为 $\text{[math]}$ 。

(1) 实验时，小梦让小钢球分别从斜面由静止开始释放，注意观察小球通过大回环的情况，记录数据如下表所示，由实验数据可知，小梦的猜想（选填“正确”或“错误”）；

实验次数	大回环高度 $\text{[math]}$	钢球释放高度 $\text{[math]}$	通过大回环情况
1	10	10	不能通过
2	10	14	不能通过
3	10	18	不能通过
4	10	22	通过
5	10	26	通过

(2) 小梦分析数据得出结论：当小球释放高度 $\text{[math]}$ 时，小球就可以通过大回环。小梦得出的结论（选填“可靠”或“不可靠”），说明理由：；

(3) 完成上述探究实验以后，小梦还想探究过山车沿轨道下滑的快慢与哪些因素有关？根据你的生活经验，请帮助小梦提出两个合理的猜想：。

【考点】

探究影响物体动能大小的因素; 机械能及其转化;

【答案】

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实验探究题普通

1. 为了探究物体的动能大小跟哪些因素有关，同学们设计了如下实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中 $\text{[math]}$ ，不考虑空气阻力。

(1) 实验中是通过观察来判断钢球的动能大小的；用来研究超速安全隐患时，我们应选择两图所示实验来进行比较；

(2) 实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能（选填“>”、“<”或“=”）木块克服摩擦力所做的功；

(3) 若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，如果仅对图丙所示的实验进行改进，下列措施中可行的是______（填写序号）； A. 换质量更大的木块 B. 降低钢球开始的高度 C. 换质量大于 $\text{[math]}$ 的钢球 D. 换质量小于 $\text{[math]}$ 的钢球

(4) 小斌还利用图丁来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t，B小球通过凹形槽的时间为 $\text{[math]}$ ，则通过时间较长的是小球（选填“A”或“B”）。

实验探究题困难

2. 在探究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验中，同学们设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中 $\text{[math]}$ （不考虑空气阻力）。

（1）实验中是通过观察来判断（选填“钢球”或“木块”）的动能大小；用来研究超速安全隐患时，我们应选择两图所示实验来进行比较；

（2）实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能木块克服摩擦力所做的功（选填“>”“<”或“=”）；

（3）若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，如果仅对丙图所示的实验进行改进，下列措施中可行的是（填写序号）；

A.换质量更大的木块 B.降低钢球开始的高度

C.换质量大于 $\text{[math]}$ 的钢球 D.换质量小于m₁的钢球

（4）小明在实际操作的过程中，发现钢球从斜面上滚下时，运动的方向难控制，有时撞不到木块，有时撞歪了，请你为小明提供一种改进的实验方案：；

（5）小明还利用丁图来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为 $\text{[math]}$ ， B小球通过凹形槽的时间 $\text{[math]}$ ，则时间较长的是（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）。

实验探究题困难

3. 为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明设计了如图甲、乙、丙所示的探究实验，将A、B、C三个小球先后从同一装置，高度分别为h_A、h_B、h_C的位置由静止滚下（ $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ），推动小木块运动一段距离后静止，请你根据生活经验和所学的物理探究方法，对以下问题进行解答。

(1) 实验中，探究的动能是指______（填序号）； A. 小球在斜面上的动能 B. 小球撞击木块时的动能 C. 木块被小球撞击时的动能

(2) 用来研究超速安全隐患时需要控制不变的量是，实验时应选择两个图所示实验进行比较；用来研究超载安全隐患时，应选择两个图所示实验进行比较；

(3) 实验中，与小球接触的斜面是不光滑的，则小球从斜面由静止滚到底部的过程中，其机械能（选填“增大”“减小”或“不变”）；

(4) 实验中，小球在这三个水平表面上滑行的过程中，推动木块克服摩擦做功最多的是球（选填“A”、“B”或“C”）；

(5) 小明同学尝试改用如图所示装置探究“物体动能大小与哪些因素有关”，经过思考设计了以下两个实验方案：

方案一：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度，静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；

方案二：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离。关于他的实验方案（　　）

A. 只有方案一可行 B. 只有方案二可行 C. 两个方案均可行 D. 两个方案均不可行

实验探究题普通