Question

2．在探究“物體的動能與質量和速度是否有關”實驗中，小明先探究“物體的動能與質量是否有關”，所用的器材有：一個用長木板搭成的斜面、三個質量不同的實心鐵球、一個木塊．各器材的組裝示意圖如圖1所示．

①如圖1，每一次實驗時都應將鐵球從同一斜面的同一高度處由靜止釋放，通過觀察比較木塊移動的距離來判斷鐵球動能大小．
②小雨對小明的實驗方案進行改進：不用木塊，在木塊的位置上固定一個面積較大的擋板，在擋板前面貼上足夠厚的長方體橡皮泥，如圖2所示，每次實驗后都要換上另一塊相同的橡皮泥，通過觀察比較橡皮泥的形變程度來判斷鐵球動能大小．此外，他還需要調整金屬球的體積相同．

Answer 1

分析 （1）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；
動能的大小通過觀察木塊移動的距離、橡皮泥的形變程度來反映出來
（2）改進實驗裝置后，是通過橡皮泥的凹陷程度反映小球動能的大小；原來三個質量不同的實心鐵球，其體積、撞擊橡皮泥時的接觸面積不同，橡皮泥的凹陷程度不容易準確判斷，故需要控制小球的體積相同（即撞擊橡皮泥時的接觸面積相同），而小球的質量不同，據此解答．

解答 解：
（1）根據實驗的要求可知，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，該實驗的目的是研究鐵球的動能大小與質量的關系；
實驗中，是通過觀察鐵球推動木塊移動的距離的大小，來說明鐵球對木塊做功的多少，從而判斷出球具有的動能的大小，這是轉換法的運用；
（2）每次實驗后都要換上另一塊相同的橡皮泥．這樣，鐵球動能的大小又可以通過橡皮泥的形變程度來間接反映；
實驗時要多次試驗，以便得出普遍規律．如圖2所示，每次實驗后都用同一鐵球，這是不合理的，要換成3個體積完全相同，質量不同的其他金屬球．
故答案為：（1）同一高度；木塊移動的距離；（2）橡皮泥的形變程度；金屬球的體積．

點評 本題考查了探究動能大小影響因素的實驗，除考查控制變量法的轉換法的運用外，最后通過一個對實驗進行改進是本題的新穎之處，需要我們認真分析．