某同学在探究物体的动能跟哪些因素有关时，提出了如下猜想：猜想-优题课

题文

某同学在探究“物体的动能跟哪些因素有关”时，提出了如下猜想：

猜想一：物体动能大小与物体的质量有关

猜想二：物体动能大小与物体的运动速度有关

为了验证上述猜想，老师提供了如下器材：斜槽、刻度尺、三个钢球（质量分别为 $0.2 kg$ 、 $0.2 kg$ 、和 $0.3 kg)$ 、木块和长木板。

实验装置如图所示，让钢球从高为 $h$ 的斜槽上由静止滚下，碰到水平面上的木块后，将木块撞出一段距离，在同样的平面上，木块被撞得越远，说明钢球的动能越大。

该同学利用上述器材和装置进行了实验，并在下表中记录了实验获得的数据。

次数	钢球质量 $m / kg$	钢球下落高度 $h / cm$	木块移动距离 $s / cm$
1	0.1	10	8
2	0.1	25	19
3	0.3	20	26
4	0.2	10	15
5	0.3	10	22
6	0.3	15	30

请你完成下列任务：

（1）为了便于验证猜想一，请重新设计一个实验表格，并将上表中的相关数据全部筛选整理后填入你所设计的表中。

（2）分析重新设计的表中数据可以得到的实验结论是　　。

科目物理题型解答题难度中等

知识点：探究影响物体动能大小的因素

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如图所示，一轻质杠杆 $AB$ ．长 $1 m$ ，支点在它中点 $O$ ．将重分别为 $10 N$ 和 $2 N$ 的正方体 $M$ 、 $N$ 用细绳系于杠杆的 $B$ 点和 $C$ 点，已知 $OC : OB = 1 : 2$ ， $M$ 的边长 $l = 0.1 m$ 。

（1）在图中画出 $N$ 受力的示意图。

（2）求此时 $M$ 对地面的压强。

（3）若沿竖直方向将 $M$ 左右两边各切去厚度为 $\frac{1}{2} h$ 的部分，然后将 $C$ 点处系着 $N$ 的细绳向右移动 $h$ 时， $M$ 对地面的压强减小了 $60 Pa$ ，求 $h$ 为多少。

如图1所示，电源电压保持不变，定值电阻 $R_{1} = 10 Ω$ ， $R_{2} = 5 Ω$ ．滑动变阻器 $R$ 的规格为“ $30 Ω 2.5 A$ ”。电流表 $A_{2}$ 选用 $0 ~ 3 A$ 的量程，电压表选用 $0 ~ 15 V$ 的量程。闭合全部开关，电流表 $A_{1}$ 的示数为 $1 A$ ．求：

（1）电源电压。

（2）若将表盘如图2所示的电流表 $A_{3}$ 接入电路，闭合全部开关，改变滑片位置， $A_{3}$ 的指针恰好指在满偏的三分之二处，变阻器接入电路的可能值。

（3）用一个新的电源替代原来的电源，只闭合 $S$ ．在保证电路安全的情况下，电源电压的最大值。

小明利用如图1所示的电路测定小灯泡的额定功率。所用器材：额定电压为 $2.5 v$ 的小灯泡、电池组（二节干电池串联，电压为 $3 V)$ ，电压表一块，滑动变阻器 $(10 Ω, 2 A)$ 定值电阻 $(R_{0} = 5 Ω)$ 、开关三个和导线若干。

（1）用笔画线代替导线，将图2中的实物电路按照图1所示的电路图连接完整。

（2）闭合开关前，应将变阻器滑片滑到　　（选填“左”或“右” $)$ 端。

（3）连接完电路后，小明只闭合 $S$ 、 $S_{1}$ 时，移动滑片 $P$ ，电压表示数发生改变；只闭合 $S$ 、 $S_{2}$ 时，移动滑片 $P$ ，小灯泡不发光。于是小明用电压表进行电路故障检测，把电压表并联在某电路元件两端，测试结果如表所示。则电路中一定存在的故障是　　（填写序号）

①灯泡 $L$ 处断路

②灯泡处短路

③开关 $S_{2}$ 处断路

测试元件	灯泡 $L$	开关 $S_{2}$
电压表	无示数	有示数

（4）排除故障后，小明继续实验。

①只闭合 $S$ 、 $S_{2}$ ，移动滑片 $P$ ，使电压表的示数为　　 $V$

②只闭合 $S$ 、 $S_{1}$ ，保持滑片 $P$ 不动，读出电压表的示数为 $2.25 V$

③小灯泡的额定功率为　　 $W$ 。

（5）当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，灯泡的实际功率 $P_{实}$ 　　（选填“ $>$ ”“ $<$ ”或“ $=$ ” $) \frac{1}{4} P_{额}$

【拓展】小红通过课外学习知道，干电池有一定的电阻，我们需要用它的“电压 $U$ ”和“电阻 $r$ ”两个物理量来描述它（如图3所示）。于是小红在小明完成步骤①后，将电压表并联在电池组两端，保持滑片 $P$ 的位置不变，只闭合 $S$ 、 $S_{2}$ 时，读出电压表示数为 $2.55 V$ ，则小明实验中所用电池组的电阻 $r$ 是　　 $Ω$ 。

小明用如图所示的装置探究“影响浮力大小的因素”，（已知 $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ，取 $g = 10 N / kg)$

（1）小明利用图1甲所示的实验装置，将圆柱体合金块慢慢浸入水中时，根据测得的实验数据，作出了弹簧测力计示数 $F_{示}$ 与合金块下表面所处深度 $h$ 的关系图象（如图2中①所示）。实验过程中合金块所受浮力的变化情况是　。请在图2中画出 $F_{浮}$ 随 $h$ 变化的关系图象，分析图象可知，浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成　　。

（2）将合金块分别浸没在水和某液体中（如图1乙、丙所示），比较图1甲、乙、丙可知：　　。

（3）合金块的密度为 $ρ_{合金} =$ 　　 $g / c m^{3}$ 。

（4）若用此合金块制成一空心合金球，当合金球恰好能悬浮于图1丙所示液体中时，空心部分的体积是　　 $c m^{3}$ 。

形状规则、质量分布均匀的物体，它的重心在它的　　上。图所示为质量分布均匀但形状不规则带有小孔的薄木板，请用细棉线、刻度尺、笔和铁架台来确定它的重心。

（1）操作方法：　　。

（2）判断方法：　　即为薄木板的重心。

（3）实验中没有利用到的物理知识：　　（填写序号）

①二力平衡的条件

②重力的方向是竖直向下的

③重力的大小跟物体质量成正比

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