Question

小明為了探究動能的大小與哪些因素有關，他設計了如圖甲、乙所示的實驗，
（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木塊相碰，木塊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木塊相碰，木塊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小明是根據

木塊被推出的距離

判斷比較小球動能的大小，這種方法在科學上叫做“轉換法”．下面的四個研究實例中也采用這種方法的是：

C

A、學習電壓時，我們可以通過對比水壓來認識它
B、探究串聯電路電阻的關系時，通過分析總電阻與各導體電阻在電路中產生的效果來認識
C、探究電功大小跟哪些因素有關時，通過小燈泡的亮度來比較電功大小
D、探究電流與電壓、電阻關系時，控制電阻（電壓）不變，研究電流與電壓（電阻）關系
②要探究動能與物體運動速度的關系應選用

甲

圖．
③乙圖中讓兩個小球從同一高度滾下的目的是：

使小球到達水平面時的速度相同

，
乙組實驗可以得出的結論是：

小球的速度相同時，質量越大，動能越大

．
④若水平面絕對光滑，該實驗還能得出結論嗎？

不能

，理由是：

木塊將以一個恒定的速度永遠運動下去，木塊停不下來無法比較物體的動能大小

．

Answer 1

分析：①轉換法是物理研究中常用的方法之一，是將不易觀察或測量的量通轉換為容易觀察或測量的量來進行研究的方法，這里就是通過觀察木塊來判斷動能的；
②探究動能與運動速度的關系，應保持小球質量不變；
③讓小球從同一高度滾下，也是控制變量的需要；乙組主要比較了速度相同時，質量與動能的關系；
④絕對光滑是一種理想狀態，根據牛頓第一定律，物體將會永遠做勻速直線運動．

解答：解：①實驗中，小明是依據木塊被推出的距離判斷比較小球動能大小的．A屬類比法，B是比較法，D是控制變量法，只有C通過燈泡的亮度來判斷電功的大小，符合轉換法的要求；
②探究動能與運動速度的關系應控制小球質量不變，因此圖甲符合題意；
③讓小球從同一高度滾下是為了使小球到達水平面時的速度相同；乙組實驗可得出的結論是：小球的速度相同時，質量越大，速度越大；
④絕對光滑的平面是不能得出結論的．因為木塊將以一個恒定的速度永遠運動下去，木塊停不下來無法比較物體的動能大小．
故答案為：①木塊被推出的距離，C；②甲；
③使小球到達水平面時的速度相同；小球的速度相同時，質量越大，速度越大；
④不能，木塊將以一個恒定的速度永遠運動下去，木塊停不下來無法比較物體的動能大小．

點評：在該題的實驗中，重點考查了我們對兩種實驗方法的理解和運用，一是轉換法，二是控制變量法，都是物理研究中常用的方法，值得我們研究和掌握．