华师大版九上科学 5.4 机械能（含答案）

中小学教育资源及组卷应用平台 九上科学 5.4 机械能（解析版） 一．探究影响势能大小的因素（共3小题） 1．（2023秋 西湖区校级期中）高空抛物是极不文明且会对他人造成危害的行为，通过学习重力势能后，小杨想用实验来探究造成危害的因素。她认为小球从高处自由落下砸到木桩上能对木桩做功，使木桩陷入沙土中。然后设计了如图所示的实验（mA＜mB＝mC＝mD；hA＝hB＜hC＝hD） （1）实验中是根据 　木桩陷入沙土的深度　来判断小球重力势能的大小，这种研究方法叫 　转换　法。 （2）小球由高处自由下落过程中，重力势能转化为 　动能　。通过观察A、B两小球的实验，发现B组木桩陷入沙土更深，说明当高度相同时，重力势能的大小与 　质量　有关。 （3）通过观察 　BC　两小球的实验，说明当小球质量相同时，重力势能的大小还与 　高度　有关。 （4）小杨还想探究重力势能的大小与运动轨迹是否有关，于是找来一根光滑管道，把小球D从与C球高度相同的管道顶端释放，发现木桩陷入沙土的深度与C球作用的深度相同，由此判断重力势能大小与运动轨迹 　无关　（选填“有关”或“无关”）。 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）本实验中，小球的重力势能大小是通过木桩陷入沙土的深度来反映的，这种方法称为转换法； （2）小球在下落过程中，质量不变，高度减小，速度变大，将重力势能转化为动能； 比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球下的木桩陷入沙土的深度更大，说明B球的重力势能较大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大； （3）比较B、C两球，两球质量相同，下落路径也相同，C球的下落高度大于B球的下落高度，发现C球下的木桩陷入沙土的深度更大，说明C球的重力势能较大，由此可得出结论：当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大； （4）比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，但木桩陷入沙土的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 故答案为：（1）木桩陷入沙土的深度；转换；（2）动能；质量；（3）BC；高度；（4）无关。 2．（2023秋 西湖区校级期中）同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧（如图所示）。小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏。结果发现小军的笔弹得高一些，小文分析：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？小文猜想： ①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关 ②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关 （1）小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块，在同一水平面上进行了如下图所示的实验，此实验是为了验证猜想 　①　，实验中弹性势能的大小是通过 　轻木块被小钢球撞击后移动的距离　来体现的。 （2）小文设计了一个实验方案来验证另一个猜想： 步骤： a.将小球置于弹簧A右端，使弹簧压缩2cm，放手后小球弹出，与木块相碰，木块推动的距离为s1。 b.将同一个弹簧压缩的程度稍大一些，把小球置于弹簧A右端，观察小球撞击木块后木块移动的距离s2。比较s1、s2得出结论：若s1　＜　s2（选填：＞或＜）说明 　弹簧弹性势能与弹簧弹性形变的程度有关　。 【答案】（1）①；轻木块被小钢球撞击后移动的距离；（2）弹簧弹性势能与弹簧弹性形变的程度有关。 【解答】解：（1）把材料不同的弹簧A和B，分别压缩相同的程度释放弹出小钢球，比较轻木块被小钢球撞击后移动的距离，这就是为了验证猜想①，并通过小钢球对轻木块撞击后木块移动的距离反映弹簧的弹性势能大小；实验中把弹性势能的大小转换为观察木块被推动的距离，这种研究方法叫转换法； （ ... ...