Question

18．為了模擬研究汽車超載和超速帶來的安全隱患，小明同學設計了如圖所示的探究實驗：將A、B、C三個小球先后從同-裝置高分別為h_A、h_B、h_C的位置滾下（m_A=m_B＜m_c，h_A=h_C＞h_B），推動小木塊運動一段距離后停止．請你根據生活經驗和所學的物理探究方法，回答以下問題：

（1）在圖甲和圖丙實驗中，A球、C球從統一位置釋放的目的是使小球到達平面時的速度相等．
（2）實驗中小球（小球/小木塊）相當于汽車，所以當小球推動小木塊運動的距離越大，安全隱患越大．（選填“越大”、“不變”或“越小”）
（3）用來研究超載安全隱患時，我們應選擇甲、丙兩個圖所示實驗進行比較．
（4）用來研究超速安全隱患時，我們應選擇甲、乙兩個圖所示實驗進行比較．

Answer 1

分析 （1）實驗中為使小球運動到水平面時的速度相同，讓小球從同一高度處由靜止滾下；
（2）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，安全隱患越大；
（3）動能大小的影響因素：質量和速度．質量一定時，速度越大，動能越大；速度一定時，質量越大，動能越大；
（4）物體下落時重力勢能轉化為動能．重力勢能跟質量和高度有關，動能跟質量和速度有關，同一個物體，下落到地面的速度取決于物體的高度．高度相同到達水平面的速度相同，越高到達水平面的速度越大．

解答 解：
（1）圖甲和圖丙實驗中，A球、C球從同一高度釋放，運動到水平面時，它們的速度相等；
（2）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，所以可以把小球比作汽車，在同樣的平面上木塊被撞得越遠，表明汽車的動能就越大，安全隱患越大；
（3）超載是指汽車的速度一定時，質量越大動能越大．選擇到達水平面的速度相等，質量不同的AC小球即甲丙兩圖進行實驗；
（4）超速是指汽車的質量一定，速度越大，動能越大．選擇質量相等到達水平面速度不同的AB小球即甲乙兩圖進行實驗．
故答案為：（1）使小球到達平面時的速度相等；（2）小球；越大；（3）甲、丙；（4）甲、乙．

點評 此題是探究影響動能大小的因素，注意控制變量法及轉換法在實驗中的應用．