Question

16．為了探究物體動能大小與哪些因素有關，某學校科技社的同學們設計了如圖1甲、乙所示的實驗裝置來進行實驗．

（1）圖甲是讓不同質量的小球沿同一光滑斜面從B處由靜止自由釋放，然后分別撞擊到放在同一水平面上的同一木塊，然后通過木塊在水平面運動一段距離后靜止時的情景．據此你能得到的結論是速度相同時，物體的質量越大，動能越大．
（2）圖乙是讓質量相同的小球沿同一光滑斜面分別從A、B由靜止自由釋放，然后撞擊到放在同一水平面上的同一木塊，木塊在水平面運動一段距離后靜止時的情景．據此你能得出結論是質量相同時，物體運動的速度越大，動能越大．
（3）本實驗裝置要求水平面應該是粗糙的．（選填“粗糙”或“光滑”）
（4）實驗后，同學們聯想到在公交事故中，造成安全隱患的因素有汽車的“超載”與“超速”，進一步想知道，在影響物體動能大小的因素中，哪個對動能影響更大？于是利用上述器材進行了實驗測定，得到的數據如下表．

實驗序號	小球的質量m/g	小球自由滾下的高度h/cm	木塊被撞后運到的距離s/m
1	30	10	4
2	30	20	16
3	60	10	8

（a）為了探究“超載”隱患時，應選擇1、3序號的實驗進行比較．
（b）為了探究“超速”安全隱患，應選擇1、2兩個序號的實驗進行比較．
分析表格中對應的數據可知：速度對物體的動能影響更大，當發生交通事故時，由此造成的危害更嚴重．

Answer 1

分析 （1）分析圖甲，兩小球的質量不同，可探究動能與質量的關系；
（2）分析圖乙，小球滾下的高度不同，到達水平面的速度不同，可探究動能與速度的關系；
（3）若水平面光滑，則小球和木塊將永遠不停地運動下去，無法比較小球做功的多少；
（4）a、研究超載危害，應控制速度相等，即小球下滑的高度相同而質量不同，分析表中實驗數據，然后答題；
b、研究超速危害，應控制質量相等，使速度不同，分析表格中數據，分析答題；
通過比較質量和速度的相同變化，比較木塊被撞后距離的變化，得出結論．

解答 解：
（1）圖甲，兩小球滾下高度相同，速度相同，兩小球的質量不同，探究的是動能與質量的關系，得出的結論是，速度相同時，物體的質量越大，動能越大；
（2）圖乙兩小球的質量相等，滾下的高度不同，探究的是動能與速度的關系；
圖乙中兩小球的質量相同，滾下的高度越大，到達水平面的速度越大，將木塊推得越遠，得出的結論是：質量相同時，物體運動的速度越大，動能越大；
（3）若水平面光滑，則小球碰撞木塊后，二者將不停地運動下去，無法通過小球推動木塊的距離比較其動能的大小，所以應選擇粗糙的水平面；
（4）a、研究超載隱患時，應控制小球下滑的高度相同而質量不同，由表中實驗數據可知，應選擇1、3所示實驗進行比較；
b、研究超速隱患時，應控制小球的質量相同而速度不同，需讓質量相同的小球從不同高度滾下，由表中實驗數據可知，應選擇1、2所示實驗進行比較；
由表中實驗數據可知，小球速度或質量增大相同倍數情況下，木塊被推動的距離變化更大，可知在同等條件下超速帶來的安全隱患更大一些．
故答案為：
（1）速度相同時，物體的質量越大，動能越大；
（2）質量相同時，物體運動的速度越大，動能越大；
（3）粗糙；
（4）（a）1、3；（b）1、2；速度．

點評 本實驗中研究動能大小的決定因素時運用了控制變量法，反映動能多少時運用了轉換法．從圖中現象發現質量、速度的不同是此題的關鍵．