Question

19．為了探究物體動能大小與哪些因素有關，同學們設計了如圖甲、乙所示的實驗裝置來進行實驗．
（1）該實驗運用了轉換法，即通過觀察木塊被撞后運動的距離來判斷小球動能的大小；
（2）圖乙是讓質量相同的小球沿同一光滑斜面分別從A、B由靜止自由釋放，后與放在水平面上的同一木塊相碰到靜止后的情景．據此你能得出結論是：質量相同時，物體運動的速度越大，動能越大．
（3）實驗后，同學們聯想到在公交事故中，造成安全隱患的因素有汽車的“超載”與“超速”，進一步想知道，在影響物體動能大小的因素中，哪個對動能影響更大，于是利用上述器材進行了實驗測定，得到的數據如下表：

實驗序號	小球的質量m/g	小球自由滾下的高度h/cm	木塊被撞后運動的距離s/m
1	30	10	4
2	30	20	16
3	60	10	8

（a）為了探究“超載”隱患時，應選擇1、3序號的實驗進行比較．
（b）分析表格中對應的數據可知：速度對物體的動能影響更大，即當發生交通事故時，由此造成的危害更嚴重．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）分析圖乙，小球滾下的高度不同，到達水平面的速度不同，可探究動能與速度的關系；
（3）a、研究超載危害，應控制速度相等，即小球下滑的高度相同而質量不同，分析表中實驗數據，然后答題；
b、應用控制變量法，分析表中實驗數據，然后答題．

解答 解：（1）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；這里用到的物理學研究問題的方法是轉換法；
（2）圖乙兩小球的質量相等，滾下的高度不同，探究的是動能與速度的關系；
圖乙中兩小球的質量相同，滾下的高度越大，到達水平面的速度越大，將木塊推得越遠；
得出的結論是：質量相同時，物體運動的速度越大，動能越大；
（3）a、研究超載隱患時，應控制小球下滑的高度相同而質量不同，由表中實驗數據可知，應選擇1、3所示實驗進行比較；
b、由表中實驗數據可知，小球自由滾下的高度相同（即速度相同）時，質量變為原來的2倍，木塊被撞后運動的距離（即動能）變為原來的2倍；
小球質量相同時，小球自由滾下的高度變為原來的2倍（即速度變為原來的2倍），木塊被撞后運動的距離（即動能）變為原來的4倍；
故速度對物體的動能影響更大，即當發生交通事故時，由此造成的危害更嚴重．
故答案為：（1）轉換法；木塊被撞后運動的距離；
（2）質量相同時，物體運動的速度越大，動能越大；
（3）（a）1、3；（b）速度．

點評 本實驗中研究動能大小的決定因素時運用了控制變量法，反映動能多少時運用了轉換法．從圖中現象發現質量、速度的不同是此題的關鍵．