Question

5．如圖是“探究動能大小與哪些因素有關”的實驗裝置．
（1）實驗中通過觀察木塊被推動的距離的大小，來判斷小球動能的大小．
（2）實驗中為了研究動能大小與質量的關系．需要控制小球撞擊時的速度不變，具體的控制方法是使不同質量的小球從同一高度處滾下．
（3）質量和速度誰對動能的影響較大呢？小文所在的物理興趣小組借助速度傳感器和其他儀器得出了兩組數據如表一和表二所示．
表一（鋼球撞擊時的速度為8cm/s）

序號	鋼球質量 m/g，	木塊滑行距離 s/cm
1	100	10
2	200	20
3	300	30

序號	鋼球撞擊速度 v/m．s-1	木塊滑行距離 s/cm
1	8	10
2	16	40
3	24	90

①分析這兩組數據可以得出：速度對物體的動能影響較大．
②分析表一這組數據可以得出的結論：在速度相同時，質量越大，動能越大．
分析表二這組數據可以得出的結論：在質量相同時，速度越大，動能越大．
③物理研究方法有許多，如等效替代法、類比法、轉換法、對比法、控制變量法；本實驗中運用了兩種研究方法是控制變量、轉換．

Answer 1

分析 （1）若一個物體能夠對外做功，我們就說該物體具有能量，在實驗中我們一般將物體具有能量的多少轉化為其能對外做功的多少，故此實驗把物體具有動能的大小轉換為木塊被撞擊后運動的距離，距離越遠表明小球的動能越大．
（2）實驗過程要采用控制變量法，當研究動能大小與質量的關系時，要讓鋼球沿斜面的同一高度下落，這樣保證下落速度相同，當研究動能大小與速度的關系時，應選擇同一鋼球從不同的 高度釋放，這樣可以保證小球的質量相同；即只有這樣實驗才更為科學嚴密．
（3）在實驗中采用了控制變量法分別研究動能與運動速度和質量的關系；分析表一可知動能大小隨質量的變化情況，分析表二可知動能大小隨速度的變化情況，通過比較可以判斷質量和速度之中誰對動能大小影響更大．

解答 解：（1）在該實驗中我們用到了轉換的方法，即將小球動能的大小轉化為其對木塊做功的多少來比較，即小球推動木塊越遠，其對木塊所做的功就越多，即具有的動能就越大；反之就越少；
（2）由于動能的大小與質量和速度有關，故想研究動能大小與質量的關系，應控制速度不變，故只需將不同質量的小球從同一高度釋放，比較其推動木塊所移動的距離大小即可．
（3）由表一知，小球的速度相同，質量增大為原來的幾倍，木塊被撞擊后滑行的距離也為原來的幾倍；
由表二知，小球的質量相同，小球的速度增大為原來的幾倍，木塊被撞擊后滑行的距離便為原來的幾的平方倍，可知速度對動能的影響更大．
本次實驗采用了控制變量法和轉換法．
故答案為：（1）木塊被推動的距離；（2）使不同質量的小球從同一高度處滾下；（3）①速度；②在速度相同時，質量越大，動能越大；③在高度相同時，速度越大，動能越大；控制變量；轉換．

點評 此題是“研究動能的大小與哪些因素有關”的實驗，考查了控制變量法和轉換法在實驗中的應用，同時考查了學生對數據的分析能力，特別是（3）問中體現的較為明顯．