Question

小紅猜想動能的大小可能與物體質量和運動速度有關，于是設計了如圖甲、乙所示的實驗，探究動能的大小與哪些因素有關．

（1）讓質量相同的兩個小球沿同一光滑斜面分別從A處和B處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖甲所示．
（2）讓不同質量的兩個小球沿同一光滑斜面分別從B處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖乙所示．
上述甲、乙兩組實驗中：
①乙圖中讓不同質量的兩個小球從同一高度滾下的目的是兩球到達水平面時，具有相同的

初速度

．
②選用圖甲探究得出的結論是：

質量相同，速度越大，動能越大

．
③選用圖乙探究得出的結論是：

速度相同，質量越大，動能越大

．
④物理研究方法有許多，如等效替代法、類比法、對比法、控制變量法；本實驗中運用了兩種研究方法，一是

控制變量

法；二是轉換法，就是用紙盒

被推動的距離

來表示小球動能的大小．

Answer 1

分析：①為使小球到達水平面具有相同的初速度，使小球從斜面的同一高度處由靜止滾下；
②③動能大小與速度和質量有關，探究動能與質量的關系，需保持速度相同；探究動能與速度的關系，需保持物體的質量不變；
④在探究過程中，需要控制變量法，同時通過紙盒被推動的距離來反映小球動能的大小，用到了轉換法．

解答：解：①乙圖中讓不同質量的兩個小球從同一高度滾下的目的是兩球到達水平面時，具有相同的初速度；
②甲圖，小球的質量相同，小球滾下的高度越大，到達水平面的速度越大，紙盒被推動得越遠，說明小球的動能越大，可得質量相同，速度越大，動能越大；
③乙圖，小球從同一高度由靜止滾下，速度相同，小球的質量越大，紙盒被推得越遠，說明小球的動能越大，可得速度相同，質量越大，動能越大；
④本實驗中運用了兩種研究方法，②③中典型地體現了控制變量法，同時通過紙盒被推動的距離來反映物體動能的大小，用到了轉換法．
故答案為：①初速度；②質量相同，速度越大，動能越大；③速度相同，質量越大，動能越大；④控制變量；被推動的距離．

點評：此題是探究動能大小的影響因素實驗，考查了控制變量法和轉換法在實驗中的應用，要掌握這兩種方法在不同實驗中的體現．