Question

16．某興趣小組利用“研究動能的大小與哪些因素有關”的實驗裝置（如圖所示）與器材（斜面、左邊涂有粘合劑的木塊、不同質量的小鋼球）來探究“影響重力勢能大小的因素”．
“”
（1）實驗中通過觀察木塊移動的距離的大小，來判斷小球重力勢能的大�。�
（2）探究重力勢能與小球質量的關系要選用圖中的乙圖來完成實驗，具體的操作方法是讓小球從相同（選填“相同”、“不同”）的高度由靜止滾下．
（3）探究重力勢能與小球高度的關系要選用圖中的甲圖來完成，具體的操作方法是讓小球從不同（選填“相同”、“不同”）的高度由靜止滾下．
（4）本實驗中假如水平面絕對光滑則不能得到重力勢能與物體質量、高度關系的結論，原因是無法通過比較木塊在水平面上運動的距離來比較重力勢能的大�。�

Answer 1

分析 （1）此實驗把動能的大小轉換為木塊被撞擊后滑行的距離，距離越遠表明小球的動能越大．
（2）（3）掌握控制變量法在此實驗中的應用，重力勢能與物體的質量和被舉高度有關，在探究重力勢能與其中一個量的關系時，另一個量保持不變，改變要探究的量．
（4）如果水平面絕對光滑，鋼球和木塊將保持勻速直線運動，永遠運動下去．

解答 解：（1）實驗中通過觀察木塊被撞擊后滑行的距離的大小來間接判斷物體動能的大�。�
（2）為了探究重力勢能與質量的關系，實驗中采用質量不同的小球，在探究過程中要注意保持物體從同一高度由靜止滾下；所以應選擇乙圖進行實驗；
（3）要探究物體重力勢能大小與物體高度的關系，則需讓同一小球從不同高度滾下，所以應選擇甲圖進行實驗；
（4）木塊因受到摩擦力，最終靜止；若水平面絕對光滑，根據牛頓第一定律，鋼球和木塊將永遠一直運動下去，沒有運動距離的遠近之分，就不能達到比較距離來比較動能的目的了．
故答案為：（1）木塊移動的距離；（2）乙；相同；（3）甲；不同；（4）無法通過比較木塊在水平面上運動的距離來比較重力勢能的大小．

點評 動能的大小與物體的質量和速度有關，注意控制變量法的應用，動能的大小通過小小球撞擊木塊的距離來反映動能的大小，體現了轉換法．