Question

8．如圖是探究“物體動能的大小與什么因素有關(guān)？”的實(shí)驗(yàn)示意圖．小明同學(xué)讓同一鋼球A分別從不同的高度沿光滑斜面由靜止開始滾下，B是一木塊．回答下列問題：
（1）該實(shí)驗(yàn)要探究的是物體動能的大小與物體的速度關(guān)系．
（2）該實(shí)驗(yàn)利用了轉(zhuǎn)換法，通過觀察木塊來判斷鋼球（選填“鋼球”或“木塊”）動能的大��；若水平面絕對光滑，本實(shí)驗(yàn)將不能（能/不能）達(dá)到探究目的．
（3）鋼球沿斜面滾下過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能（填鋼球的能量轉(zhuǎn)化）．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鋼球下滑的高度越高，木塊被撞擊得越遠(yuǎn)，由此得出的探究結(jié)論是質(zhì)量相同的物體，物體的速度越大，動能越大．
（4）若想用該實(shí)驗(yàn)探究汽車“超載”帶來的安全隱患，還需增加的實(shí)驗(yàn)器材是不同質(zhì)量的鋼球．

Answer 1

分析 （1）要探究動能與速度的關(guān)系，應(yīng)控制質(zhì)量不變，改變速度，所以應(yīng)讓同一小球從斜面的不同高度由靜止?jié)L下；
（2）此實(shí)驗(yàn)把動能的大小轉(zhuǎn)換為木塊被撞擊后滑行的距離，距離越遠(yuǎn)表明小球的動能越大．如果水平面絕對光滑，小車和木塊將保持勻速直線運(yùn)動，永遠(yuǎn)運(yùn)動下去．
（3）該實(shí)驗(yàn)利用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法，同一鋼球保證了質(zhì)量相同，從斜面的不同高度滑下，到達(dá)水平面時的速度不同，木塊被撞后移動的距離越遠(yuǎn)，推力做功越多，就可以說明木塊的動能越大，從而得出質(zhì)量相同時，速度越大的物體動能越大．
（4））動能大小跟質(zhì)量和速度有關(guān)．在探究動能大小跟質(zhì)量關(guān)系時，控制速度大小不變．

解答 解：（1）讓同一鋼球A分別從不同的高度沿光滑斜面由靜止開始滾下，鋼球到達(dá)水平面的速度不同，該實(shí)驗(yàn)要探究的是物體動能的大小與物體的速度關(guān)系；
（2）實(shí)驗(yàn)中通過觀察木塊被撞擊后滑行的距離的大小來間接判斷鋼球動能的大小，該方法是轉(zhuǎn)換法．若水平面絕對光滑，根據(jù)牛頓第一定律，小車和木塊將永遠(yuǎn)一直運(yùn)動下去，沒有運(yùn)動距離的遠(yuǎn)近之分，就不能達(dá)到比較距離來比較動能的目的了．
（3）鋼球沿斜面滾下過程中，質(zhì)量不變，高度減小，速度增加，在該過程中鋼球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；
讓鋼球從斜面的不同高度滑下，那么鋼球到達(dá)水平面時的速度就不同，鋼球推動木塊做功，運(yùn)動距離越遠(yuǎn)，做功越多，動能越大．所以根據(jù)控制變量法可得結(jié)論是：質(zhì)量相同的物體，物體的速度越大，動能越大；
（4）為了研究汽車超載問題，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)增加不同質(zhì)量的鋼球進(jìn)行比較，得到的結(jié)論是：小車的速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大．
故答案為：（1）速度；（2）轉(zhuǎn)換；木塊；鋼球；不能；（3）重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；質(zhì)量相同的物體，物體的速度越大，動能越大；（4）不同質(zhì)量的鋼球．

點(diǎn)評 明確本實(shí)驗(yàn)中研究動能大小的決定因素時運(yùn)用了控制變量法，反映動能多少時運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法．