Question

6．為了模擬研究汽車超載和超速帶來的安全隱患，小明同學設計了如圖所示的探究實驗：將A、B、C三個小球先后從同一裝置高分別為h_A、h_B、h_C的位置滾下（m_A=m_B＜m_c，h_A=h_C＞h_B），推動小木塊運動一段距離后停止．請你根據生活經驗和所學的物理探究方法，回答：
（1）在圖甲和圖丙實驗中，A球、C球剛滾到水平面時的速度相等．（選填“相等”或“不相等”）
（2）小球推動小木塊運動的距離越大，表示安全隱患越大．（選填“越大”、“不變”或“越小”）（3）用來研究超載安全隱患時，我們應選擇A、C兩個圖所示實驗進行比較．
（4）用來研究超速安全隱患時，我們應選擇A、B兩個圖所示實驗進行比較．
（5）實驗中，小球碰撞木塊后繼續向前運動，木塊在水平木板上滑動一段距離后停下，設碰撞前一瞬間小球的動能為E_o，木塊克服摩擦力所做的功為W，則E_o＞W（選填“＞”、“＜”或“=”）．
（6）將實驗改裝成用形狀相同的塑料球和鐵球（鐵球質量大）將彈簧壓縮到相同程度后再放手．（見圖丁開彈簧時的速度不相同，紙盒被推開的距離相同（以上兩空均選填“相同”“不相同”）

Answer 1

分析 （1）實驗中為使小球運動到水平面時的速度相同，讓小球從同一高度處由靜止滾下；
（2）實驗中運用轉換法來研究小球動能的大小，即觀察小球撞擊木塊移動的距離遠近，安全隱患越大；
（3）動能大小的影響因素：質量和速度；由控制變量法，速度一定時，質量越大，動能越大．
（4）由控制變量法，質量一定時，速度越大，動能越大；
（5）木塊滑動過程中，克服摩擦力做功；
（6）小球的動能大小是通過木塊被撞移動的距離來體現的．

解答 解：（1）小球從同一高度釋放，運動到水平面時，它們的速度相等；
（2）實驗中通過比較滾下的小球撞擊木塊移動的距離，來比較小球動能的大小．在同樣的平面上木塊被撞得越遠，小球的動能就越大，安全隱患越大；
（3）超載是指汽車的速度一定時，質量越大動能越大．選擇到達水平面的速度相等，質量不同的AC小球進行實驗．
（4）超速是指汽車的質量一定，速度越大，動能越大．選擇質量相等到達水平面速度不同的AB小球．
（5）球與木塊碰撞的過程中，球對木塊做功，做功的大小小于球最初的動能；木塊在運動過程中，克服摩擦做功，機械能轉化為內能，即木塊克服摩擦做的功等于木塊的動能大小，也就是小于碰撞前小球的動能；
（6）用形狀相同的塑料球和鐵球將彈簧壓縮到相同程度，彈簧的彈性勢能相同，轉化成的動能相同，兩小球的質量不同，所以速度不同，但由于動能相同，對紙盒做的功應相同．
故答案為：（1）相等；（2）越大；（3）A、C；（4）A、B；（5）＞；（6）不相同、相同．

點評 用控制變量法研究動能大小的影響因素，用轉換法表示動能的大小；采用控制變量法研究實驗時，一定注意相同因素和不同因素；掌握能量的轉化，此題中由于彈簧的彈性勢能相同，所以小球的動能相同，做功相同，此處是難點．