Question

在探究“動能大小與什么因素有關”時，老師說“從同一光滑斜面滾下的小球，速度只與開始的高度有關，與小球的質量無關”，小明認為“小球的速度還應與小球的質量、體積有關”．為了驗證“小球的速度是否與質量有關”，請你替他完成實驗設計：
（1）所需器材：
①質量相同的鋼珠和玻璃珠；②體積相同的鋼珠和玻璃珠；③刻度尺；④斜面；⑤秒表；⑥小車．
其中必須的器材是：______（選填序號）．
（2）請你寫出簡要的實驗步驟：
（3）實驗中他發現小球滾動速度太快，不便于測量，他利用頻閃攝影技術攝下了兩小球滾下時的照片，照片都如圖所示，則兩球都做 ______運動，由照片可知，小球從光滑斜面滾下的速度與質量 ______（填“有關”或“無關”）．

Answer 1

解：（1）由分析可知，在驗證“小球的速度是否與質量有關”時需要控制小球的體積相同，因此應該選擇體積相同的鋼珠和玻璃珠；實驗時應該讓珠子在斜面上自由滾動，需要測出時間和測量斜面長度，因此還需要秒表和刻度尺；
（2）實驗步驟：
①讓體積相同的鋼珠和玻璃珠分別從同一光滑斜面的同一高度滑下，
②記下各自滑下的時間t，用刻度尺量出斜面的長s，
③用公式算出各自的速度v=，并進行比較；
（3）因頻閃相機的曝光時間間隔相同，所以可以通過比較球的間距變化分析速度的變化情況；
由圖象可知，鋼珠和玻璃珠在相同的時間間隔內，距離越來越大，所以它們的運動情況一樣，并且都在做加速運動；
故答案為：（1）②③④⑤；
（2）讓體積相同的鋼珠和玻璃珠分別從同一光滑斜面的同一高度滑下，記下各自滑下的時間t，用刻度尺量出斜面的長s，用公式算出各自的速度v=，并進行比較；
（3）加速，無關．
分析：（1）猜想中“小球的速度還應與小球的質量、體積有關”，驗證“小球的速度是否與質量有關”時需要控制小球的體積相同；
（2）比較物體的速度大小時應結合速度公式v=進行分析，應讓小球從同一高度滾下，記錄好滑行時間，測量出斜面長度；
（3）在相同的時間內，滾動的距離越長，速度越大．
點評：此實驗題目考查了控制變量法的應用和如何判斷物體運動快慢的方法．