Question

【題目】小紅猜想動能的大小可能與物體的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．

A．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．

B．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)圖乙中讓不同質量的兩個小球從同一高度滾下的目的是_________________________________________________．

(2)選用圖甲探究的是動能與______________的關系，得出的結論是______________________________________________．

(3)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；如圖甲中就是控制了___________________這個變量。二是轉換法，就是用_____________________來顯示小球動能的大小．

(4)有個別小組在做實驗甲時發現，小木塊被撞擊后會在水平面上移動的距離相差不多，不容易進行比較，請你給出一個合理的建議_________________________________。

Answer 1

【答案】小球到水平面的初速度相同 速度 質量相同時，速度越大，動能越大 質量 紙盒運動的距離 增大小球下落的高度差

【解析】

(1)由于圖乙是讓質量不同的小球分別從同一斜面上的同一高度由靜止開始下滑，質量不同，速度相同，因此探究的是動能與物體質量的關系；(2)由于圖甲是讓質量相同的小球分別從同一斜面上的不同高度由靜止開始下滑，質量相同，速度不同，因此探究的是動能與物體速度的關系；觀察圖甲可以發現：小球滾下的高度越大，物塊移動的距離越大，因此此實驗的結論是：在質量一定時，運動物體的速度越大，動能越大。(3)物體的動能與質量和速度有關，所以研究與其中一個因素關系時，應采取控制變量法， 圖甲中就是控制了質量這個變量；實驗中通過觀察紙盒被撞擊后運動的距離的大小來間接判斷物體動能的大小，這種研究問題的方法是轉換法；(4) 因小球下落高度相差不大，小木塊被撞擊后會在水平面上移動的距離相差不多，不容易進行比較，因此可通過增大小球下落的高度差進行比較。