Question

如圖所示是研究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗裝置，實驗中讓質量不同的鋼球從斜面同一高度由靜止滾下，打到同一木塊上．請回答以下問題：
（1）實驗設計的目的是研究鋼球動能的大小與

質量

的關系．
（2）讓質量不同的鋼球從同一高度滾下，目的是

使小球到達水平面時的速度相同

．

（3）實驗是通過木塊被推動

距離

的大小，說明鋼球對木塊做功的多少，從而判斷鋼球動能的大小，這種物理研究方法與下列

②

的研究方法相同（選填序號）：
①在“探究斜面”實驗中，沿斜面勻速拉小車升高與用手直接將小車勻速提升相同高度，比較所做的功近似相等．
②用小車擠壓水平放置彈簧的一端使其形變，放手后觀察到小車在水平面上滑行一段距離后停下，說明彈性形變的物體具有彈性勢能．

Answer 1

分析：（1）物體的動能與物體的質量和速度有關，在探究過程中需用控制變量法，根據已知條件判斷出控制的變量，便可得出探究的因素；
（2）在探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，若要研究動能大小與質量的關系，應控制其運動的速度相同；
（3）此實驗運用轉換法，把動能的大小轉換為木塊被撞擊后運動的距離大小來反映，距離越遠表明小球的動能越大．

解答：解：（1）實驗中讓質量不同的鋼球從斜面同一高度由靜止滾下，鋼球下落的高度相同，即鋼球到達水平面上時的初速度相同，由于鋼球的質量不同，所以研究的是鋼球動能的大小與質量的關系；
（2）從同一高度由靜止釋放的目的是控制到達水平面速度相同；
（3）實驗中通過觀察木塊被撞擊后移動的距離的大小來間接判斷物體動能的大小，此實驗運用了轉換法；
①在“探究斜面”實驗中，沿斜面勻速拉小車升高與用手直接將小車勻速提升相同高度，比較所做的功近似相等，運用的是控制變量法，與上不同；
②用小車擠壓水平放置彈簧的一端使其形變，放手后觀察到小車在水平面上滑行一段距離后停下，通過發生彈性形變的物體能夠對小車做功，說明了彈簧具有彈性勢能，是轉換法，與上相同．
故答案為：（1）質量；（2）使小球到達水平面時的速度相同；（3）距離；②．

點評：動能的大小與物體的質量和速度有關，在探究過程中要用控制變量法，實驗中還考查了轉換法的應用，并要掌握實驗中控制小球滾動速度的方法．