Question

17．小紅猜想動能的大小可能與物體質(zhì)量和運動速度有關，于是設計了如圖甲、乙所示的實驗，探究動能的大小與哪些因素有關．

（1）讓質(zhì)量相同的兩個小球沿同一光滑斜面分別從A處和B處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖甲所示．
（2）讓不同質(zhì)量的兩個小球沿同一光滑斜面分別從B處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖乙所示．
上述甲、乙兩組實驗中：
①乙圖中讓不同質(zhì)量的兩個小球從同一高度滾下的目的是兩球到達水平面時，具有相同的速度．
②選用圖甲探究的是動能與速度的關系，得出的結論是：質(zhì)量一定時，速度越大動能越大（動能與速度有關）．
③選用圖乙探究的是動能與質(zhì)量的關系．
在做完探究“動能的大小與什么因素有關”的實驗后，小華提出了這樣一個問題：
“如果改變斜面的長度，仍使小球從同一高度滾下，小球的動能變不變呢？”
“當然不變了，”同桌小明立刻回答說，“因為高度并沒有變．”
“可畢竟斜面的坡度變了呀!斜面的坡度對動能有沒有影響呢？”小紅說．
“做一做實驗不就知道了嗎？”
于是他們準備利用身邊的實驗器材，通過實驗進行探究．他們還為這個探究活動設計了一個探究報告，以下就是這個探究報告的框架．在報告中有的地方?jīng)]有填寫，請你幫助他們盡可能地完善．
探究課題：同一鋼球在不同坡度的斜面上從相同高度的位置滾下，到達斜面底端的動能是否相同？
猜想：盡管斜面的坡度不同，只要鋼球從相同高度的位置開始滾下，到達斜面底端的動能是相同的．
（3）實驗器材和實驗裝置
如圖所示．

（4）實驗步驟改變斜面的坡度，分別讓鋼球從相同高度的位置開始滾下，比較平面上的紙盒被推動．
（5）實驗記錄：（請在下面設計記錄實驗數(shù)據(jù)的表格，不必填寫數(shù)據(jù)）．
（6）預測：
如果實驗結論與猜想一致，則在實驗中應該看到的現(xiàn)象是：同一鋼球三次在水平面上撞擊木塊時，木塊運動的距離相等．

Answer 1

分析 （1）影響動能大小的因素有質(zhì)量和速度，實驗過程要采用控制變量法；
（2）當研究動能大小與質(zhì)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；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(zhì)量相同；
（3）實驗中要測出木塊被撞擊的距離；通過木塊被撞擊的距離來體現(xiàn)小球的動能大小，是轉換法思想；
研究物體動能的多少與斜面的坡度的關系，就要保證斜面的坡度不同，質(zhì)量速度相同．作對比實驗．由此入手來設計實驗步驟；
動能的多少是通過是通過木塊移動的距離的多少來體現(xiàn)的．若與坡度無關，即動能相同，所以，木塊移動的距離相同．

解答 解：（2）①乙圖中讓不同質(zhì)量的兩個小球從同一高度滾下，這樣它們到達斜面底端的運動速度相等；
②選用圖甲，讓質(zhì)量相同的小球沿斜面的不同高度由靜止?jié)L下，撞擊水平板上的木塊，這是控制了質(zhì)量相同，目的是探究物體的動能與運動速度的關系，能得出的結論是：當物體的質(zhì)量相同時，速度越大動能越大；
③選用圖乙，讓質(zhì)量不同的小球，由斜面的同一高度滾下，撞擊水平板上的木塊，這是控制了小球的運動速度相同，目的是探究物體的動能與質(zhì)量的關系，能得出的結論是：當物體的運動速度相同時，質(zhì)量越大動能越大；
（3）研究物體動能的多少與斜面的坡度的關系，就要保證斜面的坡度不同，同一個球質(zhì)量相同，同一高度，速度相同．作對比實驗．
（4）實驗步驟：同一鋼球在三個不同坡度的斜面上從相同高度的位置滾下，觀察鋼球在水平面上運動的距離是否相等．
（5）實驗記錄表如下；
（6）實驗現(xiàn)象：同一鋼球三次在水平面上撞擊木塊時，木塊運動的距離相等．
故答案為：（2）①速度；②速度；質(zhì)量一定時，速度越大動能越大（動能與速度有關）；③質(zhì)量；
（4）同一鋼球在三個不同坡度的斜面上從相同高度的位置滾下，觀察鋼球在水平面上運動的距離是否相等；
（5）

次數(shù)	紙盒被推動的距離/cm
	20	30	40
1
2
3

（6）改變斜面的坡度，分別讓鋼球從相同高度的位置開始滾下，比較平面上的紙盒被推動的距離．

點評 解決此類問題要會利用控制變量法和轉換法，探究影響動能的大小因素，是中考探究實驗考查的重點，設計實驗時，要考慮到質(zhì)量和速度這兩個因素．