Question

【題目】某同學在探究“動能大小與哪些因素有關”的實驗中，設計了圖甲所示的實驗方案，并進行了如下的實驗：

步驟l：讓鋼球從斜面A點由靜止開始下滑，到達水平面時速度為v1，撞擊木塊并使木塊移動，記下木塊移動的距離s1；

步驟2：讓鋼球從斜面B點由靜止開始下滑，到達水平面時速度為v2，撞擊木塊并使木塊移動，記下木塊移動的距離s2

步驟3：改變鋼球的質量讓鋼球從A點由靜止開始下滑，撞擊木塊使木塊移動，記下木塊移動的距離s3．

（1）比較v1、v2，可知vl_____v2（＞/＜/=），原因：鋼球的重力勢能越大，轉化為鋼球的_____能越大。

（2）設計步驟l和步驟2的目的是探究動能與_____的關系。

（3）比較步驟_____和步驟3可以探究動能大小和物體質量的關系。

（4）鋼球從斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木塊后繼續向前運動，木塊在水平木板上滑行一段距離后停下，如圖甲所示，設木塊克服摩擦力所做的功為W，鋼球與木塊碰撞前的動能為Ek，則Ek_____W（＞/＜/=）。

（5）實驗結束后，該同學拿走木塊，先后將同一小球從同一斜面的不同高度處靜止釋放，記錄小球在相同表面上滑行到靜止的距離，如圖乙所示，根據此現象，小剛得出了動能與速度有關的結論。你認為該同學實驗方案是否合理。_____（合理/不合理）

Answer 1

【答案】大于 動能 速度 1 > 合理

【解析】

（1）動能大小與物體的質量和速度有關；（2）探究動能大小和物體速度的關系，需控制質量相同，改變物體的速度；（3）探究動能大小和物體質量的關系，需控制速度相同，改變物體的質量；（4）物體在運動過程中克服摩擦做功，自身能量減小；（5）探究動能大小與速度的關系，應控制質量相同，改變物體的速度；

(1)A點高于B點,同一鋼球在A點處具有的重力勢能大于在B點處的重力勢能;鋼球從斜面上向下滾動時,重力勢能轉化為動能,所以鋼球從A點釋放時,滾動到水平面時的動能較大,速度也較大,即vl>v2 (2)在步驟1和步驟2中，物體的質量相同，速度不同，因此是在質量相同的情況下，探究動能與速度的關系；

(3) 步驟1和步驟3控制鋼球在斜面上的初始位置相同，滾動到水平面上的速度相同，改變鋼球的質量，則是在速度相同的情況下，探究動能與質量的關系；

（4）小球到達水平面時具有動能,推動木塊運動時,一部分動能轉移給木塊使木塊運動,一部分克服摩擦,轉化成內能,故則E1>W；

(5)相同的表面對小球的阻力是相同的，通過觀察小球滑行到靜止的距離大小可以判斷出小球的動能大小，即球滑行到靜止的距離越大，小球的動能越大；可以得出動能與速度的關系，該實驗方案正確；