Question

小紅猜想動能的大小可能與物體質量和運動速度有關，于是設計了如圖甲、乙所示的實驗，探究動能的大小與哪些因素有關．
（1）讓質量相同的兩個小球沿同一光滑斜面分別從A處和B處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖甲所示．
（2）讓不同質量的兩個小球沿同一光滑斜面分別從B處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖乙所示．
上述甲、乙兩組實驗中：
①乙圖中讓不同質量的兩個小球從同一高度滾下的目的是兩球到達水平面時，具有相同的 ______．
②選用圖甲探究的是動能與 ______的關系，得出的結論是：______．
③選用圖乙探究的是動能與 ______的關系．

在做完探究“動能的大小與什么因素有關”的實驗后，小華提出了這樣一個問題：
“如果改變斜面的長度，仍使小球從同一高度滾下，小球的動能變不變呢？”“當然不變了，”同桌小明立刻回答說，“因為高度并沒有變．”“可畢竟斜面的坡度變了呀!斜面的坡度對動能有沒有影響呢？”小紅說．
“做一做實驗不就知道了嗎？”于是他們準備利用身邊的實驗器材，通過實驗進行探究．他們還為這個探究活動設計了一個探究報告，以下就是這個探究報告的框架．在報告中有的地方沒有填寫，請你幫助他們盡可能地完善．
探究課題：同一鋼球在不同坡度的斜面上從相同高度的位置滾下，到達斜面底端的動能是否相同？
猜想：盡管斜面的坡度不同，只要鋼球從相同高度的位置開始滾下，到達斜面底端的動能是相同的．
（3）實驗器材和實驗裝置如圖所示．

（4）實驗步驟 ______．
（5）實驗記錄：（請在下面設計記錄實驗數據的表格，不必填寫數據）．
（6）預測：如果實驗結論與猜想一致，則在實驗中應該看到的現象是：______

Answer 1

【答案】分析：（2）①起始點的高度在實驗中代表了速度的大小，高度相同則速度也會相同；
動能的決定因素有兩個：質量和速度，應利用控制變量法進行解決：
②當研究動能與速度的關系時，應控制質量不變；
③當研究動能與質量的關系時，應控制速度不變；
（4）當斜面坡度不同時，應該保持小球的高度相同，觀察小球撞擊紙盒滑行距離的大��；
（5）設計實驗表格時，需要包含斜面坡度和紙盒滑行距離，并進行多組實驗；
（6）如果與猜想一致，即動能大小不變，則紙盒的滑行距離應該相同．
解答：解：（2）①小球的高度相同目的是為了讓小球到達底端時的速度也會相同；
②甲圖中小球的質量相同，高度不同，所以可以研究動能與速度的關系；
由圖可知，當小球的高度越高時，下落到底端的速度越大，把紙盒撞擊的更遠，因此具有更大的動能，即質量一定時，速度越大，動能越大；
③乙圖中小球的質量不同，高度相同，所以可以研究動能與質量的關系；
故答案為：①速度；②速度，質量一定時，速度越大動能越大；③質量；
（4）當斜面坡度不同時，應該保持小球的高度相同，分別讓鋼球從相同高度的位置開始滾下，比較平面上的紙盒推動的距離，看不同的坡度、相同的高度，撞擊紙盒的距離是否相同；
故答案為：分別讓鋼球從相同高度的位置開始滾下，比較平面上的紙盒被推動的距離；
（5）表格中應該有斜面坡度和紙盒滑行距離，并且要做多組實驗，做法是通過改變斜面的坡度，但保證小球所處的高度相同，觀察紙盒滑行的距離；

序號	斜面坡度	紙盒滑行距離
1
2
3
4
5
6

（6）如果與猜想一致，即動能大小不變，則紙盒的滑行距離應該相同；
故答案為：紙盒被推動的距離相等．
點評：此類問題是考查控制變量法和轉換法的靈活運用，并結合科學探究的方法步驟進行解答．