Question

18．如圖所示，物理小組的同學，采用質量不同的A、B兩個小球（m＞m）碰撞靜止在同一水平面上木塊，進行“探究動能大小與那些因素有關”的實驗．

（1）如甲、乙兩圖，他們首先將A小球置于斜面的不同高度后，讓小球由靜止滾下，撞擊木塊，這是為了探究動能與速度關系，通過觀察、比較木塊移動的距離，就可以得到初步結論．
（2）若要探究動能與物體質量的關系，應選擇甲丙兩圖的操作進行實驗，通過比較兩圖的實驗現象，可以得到的初步結論是：速度相同時，質量越大，物體的動能越大．
（3）小光同學從能量轉化角度分析，認為實驗中也可以不用斜面，拿來了一根彈簧，設計了如圖丁所示實驗，每次把彈簧壓縮到相同的程度后再分別將A、B小球彈出，碰撞靜止在同一平面上的木塊．你是否同意他的方案并說明理由：不同意，沒有控制小球的速度相同．

Answer 1

分析 （1）實驗過程要采用控制變量法，當研究動能大小與速度的關系時，應選擇同一小球，這樣可以保證小球的質量相同，讓小球沿斜面的不同高度由靜止下落，這樣保證到底平面時速度不相同，此實驗把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）物體的動能與質量和速度有關，當研究動能大小與質量的關系時，應控制速度相同，改變質量．
要讓鋼球沿斜面的同一高度下落，這樣保證下落速度相同．
（3）不管用什么方法探究此問題，都要保證小球碰撞木塊時具有相同的速度．

解答 解：（1）物體的動能與質量和速度有關，當研究動能大小與速度的關系時，應控制質量相同，從甲乙兩圖中可以看出，小球從斜面上由靜止滑下的高度不同，即小球剛到水平面上時的速度不同，并且小球滑下時的高度越大，木塊被推動的距離越遠，所以距離越遠表明小球的動能越大．
（2）要探究物體動能的大小與質量的關系，必須控制物體的速度相同，質量不同，速度相同是通過小球在斜面的位置來體現的，故應選擇甲丙兩圖的操作進行實驗，通過比較兩圖的實驗現象，可以得到的初步結論是：速度相同時，質量越大，物體的動能越大．
（3）不同質量的小球被壓縮程度相同的同一根彈簧彈出后，具有的速度是不同的，所以沒有控制好變量，此方案不可行．
故答案為：（1）靜止；速度；木塊移動的距離；（2）甲丙；速度相同時，質量越大，物體的動能越大；（3）不同意，沒有控制小球的速度相同．

點評 此題主要考查學生探究動能的影響因素實驗的理解和掌握．該實驗中注意控制變量法的應用，注意分析推理的科學性．