Question

2．如圖所示是“探究動能大小與哪些因素有關”的實驗裝置．
（1）實驗中通過比較木塊的滑行距離來判斷小球動能的大小．
（2）實驗中為了探究動能大小與物體質量的關系，需要控制小球撞擊木塊時的速度不變，具體的實驗操作方法是使小球從斜面的相同高度自由滾下．
表一

鋼球撞擊時的速度為v=1m/s
序 號	鋼球質量 m/g	木塊滑行距離 s/cm
1	100	10
2	200	20
3	300	30

表二

鋼球質量為m=100g
序 號	鋼球撞擊速度 v/m•s-1	木塊滑行距離 s/cm
1	1	10
2	2	40
3	3	90

（3）為了進一步探究動能與質量和速度的關系．某物理興趣小組借助速度傳感器和其他儀器得出了兩組數據如表一和表二所示．
分析表一中的數據可以得出動能與質量的關系是：速度一定時，動能與質量成正比．
分析表二中的數據可以得出動能與速度的關系是：質量一定時，動能與速度的二次方成正比．

Answer 1

分析 （1）實驗中通過木塊被小球撞擊后移動的距離來判斷小球動能的大小；
（2）在實驗中，通過讓小球從同一斜面的同一高度處由靜止滾下來控制小球撞擊木塊時的速度不變；
（3）利用控制變量法分別判斷木塊滑行距離與小球質量、速度的關系，得出結論．

解答 解：
（1）在該實驗中我們用到了轉換的方法，即將小球動能的大小轉化為其對木塊做功的多少來比較，即小球推動木塊越遠，其對木塊所做的功就越多，即具有的動能就越大；反之就越少；
（2）由于動能的大小與質量和速度有關，故想研究動能大小與質量的關系，應控制速度不變，故只需將不同質量的小球從同一高度釋放，比較其推動木塊所移動的距離大小即可．
（3）由表一知，小球的速度相同，質量增大為原來的幾倍，木塊被撞擊后滑行的距離也為原來的幾倍，故結論為：在速度一定時，動能與質量成正比；
由表二知，小球的質量相同，小球的速度增大為原來的幾倍，木塊被撞擊后滑行的距離便為原來的幾的平方倍，故結論為：質量一定時，動能與速度的二次方成正比．
故答案為：（1）木塊的滑行距離；（2）使小球從斜面的相同高度自由滾下；（3）速度一定時，動能與質量成正比；質量一定時，動能與速度的二次方成正比．

點評 此題是“研究動能的大小與哪些因素有關”的實驗，考查了控制變量法和轉換法在實驗中的應用，同時考查了學生對數據的分析能力，特別是（3）問中體現的較為明顯．