Question

（2012?棲霞區二模）如圖所示，甲圖是研究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗裝置，實驗中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止滾下，推動同一木塊B在水平面上移動一段距離．乙圖是研究“牛頓第一定律”的實驗裝置，實驗中讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下，在粗糙程度不同的平面上運動．請回答以下問題：

（1）設計甲圖實驗的目的是研究鋼球動能的大小與

速度

的關系；設計乙圖實驗的目的是研究運動的小車在水平面移動的距離與所受

阻力

的關系．
（2）甲圖實驗是通過比較被鋼球推動的木塊B移動的

距離

大小，說明鋼球對木塊做功的多少，從而判斷鋼球動能的大小；乙圖實驗是通過比較小車在粗糙程度不同的水平面上運動距離的長短，推理得出：在理想情況下，運動的物體如果在不受力作用時，將永遠做

勻速直線

運動．
（3）若還想探究動能與質量的關系，則應把

不同質量

的鋼球放在相同高度由靜止滾下，推動同一木塊B在水平面上移動一段距離，比較木塊移動的距離，來說明鐵球對木塊做功的多少，從而得出結論的．

Answer 1

分析：（1）分別分析出甲、乙兩圖中的操作，找出相同因素和不同因素，就會知道實驗的研究目的．
（2）①甲圖實驗中可利用轉換法研究小球的動能，即讓小球撞擊木塊，觀察木塊的滑行距離大小就可比較物體動能的大小；
②在斜面實驗中，接觸面的粗糙程度不同，小車的運動距離不同；可得出：物體如果不受外力作用，則運動的物體將一直勻速直線運動狀態．
（3）物體的動能與物體的質量和速度有關，在探究時需要利用控制變量法進行分析，即探究動能的大小與質量的關系時，需要控制小球的速度相同．

解答：解：（1）①甲圖中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止滾下，到達斜面底部的速度不同，因此相同因素是鋼球的質量，不同因素是鋼球的速度，因此甲圖實驗的目的是研究鋼球動能的大小與速度的關系．
②乙圖讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下，在粗糙程度不同的平面上運動，小車的質量和到達斜面底部的速度都相同，平面的粗糙程度相同，因此乙圖實驗的目的是研究運動的小車在水平面移動的距離與所受阻力的關系．
故答案為：速度；阻力．
（2）甲實驗中，通過觀察木塊被撞擊后運動的距離的大小來間接判斷物體動能的大小；乙實驗中，接觸面越光滑，物體所受摩擦力越小，物體運動的越遠，所以如果物體不受阻力作用，則運動的物體將一直保持勻速直線運動狀態．
故答案為：距離；勻速直線．
 （3）探究動能與質量的關系，應把不同質量的鋼球放在相同高度由靜止滾下，推動同一木塊B在水平面上移動一段距離，比較木塊移動的距離，來說明鐵球對木塊做功的多少，從而得出結論．
故答案為：不同質量．

點評：解決多因素問題時常利用控制變量法進行分析，對于動能的大小研究常采用轉換法進行分析．