Question

20．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，
實驗中讓同一鋼球M從斜面上不同的高度由靜止滾下，碰到同一木塊上．請回答以下問題：
（1）設計實驗的目的是研究鋼球動能的大小與速度的關系．
（2）實驗是通過觀察木塊向前移動的距離來說明鋼球對木塊做功的多少，從而得出結論的．
（3）若水平面為光滑的，該實驗還能得出結論嗎？不能，理由是：物體在不受阻力時，將一直做勻速直線運動．
（4）該實驗用到的實驗方法有控制變量法和轉換法．

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；
（2）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；
（3）如果水平面是光滑的，沒有了阻力，物體將不會停下來，也就不能比較其運動的距離了；
（4）實驗采用的物理研究方法有控制變量法和轉換法．

解答 解：（1）讓同一鋼球沿斜面的不同高度靜止滾下撞擊水平板上的木塊，這是控制了質量相同，目的是探究物體的動能與速度的關系；
（2）實驗中通過觀察木塊被撞擊后運動的距離的大小來間接判斷物體動能的大��；
（3）據牛頓第一定律可知，若運動的物體在不受力時，物體將永遠做勻速直線運動，所以此題中，若水平面光滑，小球與木塊一起做勻速直線運動，也就無法通過比較距離來比較動能大小了．
（4）動能的大小與物體的質量和速度有關，故在實驗時，質量相同，通過改變小車在斜面的高度達到改變速度的目的；同時通過比較木塊被小車推動距離的遠近來比較動能的大小，故這里用到了控制變量法和轉換法．
故答案為：（1）速度；（2）木塊向前移動的距離；（3）不能；物體在不受阻力時，將一直做勻速直線運動；（4）控制變量法；轉換法．

點評 該題考查了轉換法、控制變量法等研究方法在探究實驗中的應用，在平時做實驗時要多觀察，多思考．（3）問題的解決要有一定的推理能力，知道沒有了阻力物體將會做勻速直線運動．