Question

如圖所示，某同學將兩個相同的斜面并排放在水平桌面上，利用它們探究動能或重力勢能與哪些因素有關．
（1）將A、B兩球（m_A＜m_B）分別從兩斜面的相同高度處由靜止同時釋放，觀察到它們并排滾動且始終相對靜止．這表明在滾動的任一時刻，兩球的速度______，且兩球的速度跟______無關．
（2）分別在水平桌面上的C、C’處放置相同的木塊，再將兩球分別從兩斜面的相同高度處由靜止同時釋放，觀察到______球將木塊撞得更遠．由此可得出結論：①______；
②______．

Answer 1

【答案】分析：（1）由于兩球原來的位置相同，運動了一段時間后，兩球的位置沒有變化，極始終相對靜止，由此可知，兩球的速度大小關系．
由題意知，兩個球的質量不同，但兩球的速度始終相等，由此得到球的速度與質量的關系．
（2）由于兩球的質量不同，速度相同，根據動能的決定因素可知其動能大小不同，所以將球撞擊的距離也不同，動能大的球將木塊撞得更遠．因此要確定哪個球將木塊撞擊的更遠，就要先確定哪個球的動能更大．
①通過球木塊被撞擊的距離遠近可以體現物體球的動能的多少．根據兩個球的相同點與不同點，利用控制變量法的思想，即可得出結論．
②球下落的過程，是將重力勢能轉化為動能的過程，轉化出來的動能越多，說明物體具有的重力勢能就越多．根據兩球開始下落是的相同點與不同點，利用控制變量法的思想，可以得出重力勢能與質量的關系．
解答：解：（1）由于兩球從相同的高度同時滾落，且在每一時刻，兩者的位置都相對靜止，即，經過了相同的時間，運動的距離相同，由此可知，兩球的速度始終相等．
由題意知，兩個球的質量不同，但在每一時刻的速度相同，所以兩個球的速度大小與質量無關．
（2）到達底端時，兩球的速度相等，由于B球的質量大，所以，根據動能的決定因素可知，其動能就大，將木塊撞擊的就遠．
A、B兩個球的速度大小相同，由于質量的不同導致了兩個球的動能不同，并且質量大的物體的動能大，由此可得出如下結論：運動速度相同的物體，質量越大，它的動能越大或物體的動能與它的質量有關．
球在向下滾動的過程中，是將球的重力勢能轉化為動能，B球的動能大，說明B球原有的重力勢能也大，由于A、B兩球的高度相同，質量不等，由此可以得出，物體的重力勢能大小與物體的質量有關，且質量越大，重力勢能就越大．
故答案為：（1）相同；質量；
（2）B；①運動速度相同的物體，質量越大，它的動能越大（物體的動能與它的質量有關）；
②高度相同的物體，質量越大，它的重力勢能越大（物體的重力勢能與它的質量有關）．
點評：在此題中，物體動能的多少通過木塊移動距離的遠近反應出來；把握兩個球的異同點，根據實驗現象，結合控制變量法的思路，即可確定球的動能、重力勢能與質量的關系．