Question

1．小宇用如圖所示的裝置探究“動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)？”的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①將質(zhì)量為m的小球從光滑斜面上的A處?kù)o止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動(dòng)一段距離后靜止，如圖甲所示．
②將質(zhì)量為m的小球從光滑斜面上的B處?kù)o止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動(dòng)一段距離后靜止，如圖乙所示．
③將質(zhì)量為2m的小球從光滑斜面上的B處?kù)o止釋放，滾下后與放在水平面上的木塊相碰，木塊在水平面上移動(dòng)一段距離后靜止，如圖丙所示．
根據(jù)上述三次實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)中研究的對(duì)象是小球．（選填“小球”或“木塊”）
（2）小球動(dòng)能的大小是通過(guò)觀察比較木塊在水平面上移動(dòng)的距離反映出來(lái)的，這里用到了物理學(xué)研究問(wèn)題的一種轉(zhuǎn)換方法（選填“直接測(cè)量”、“放大”或“轉(zhuǎn)換”）； 三個(gè)圖中，丙圖小球到達(dá)水平面時(shí)的動(dòng)能最大，理由是丙圖的小球推動(dòng)木塊最遠(yuǎn)，做功最多，所以丙球到達(dá)水平面時(shí)的動(dòng)能最大．
（3）為了探究動(dòng)能的大小與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系，應(yīng)選用甲乙兩個(gè)圖來(lái)分析，并由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是物體質(zhì)量相同時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；
（4）實(shí)驗(yàn)中用甲、丙兩圖不能（選填“能”或“不能”）探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，理由是若探究質(zhì)量對(duì)動(dòng)能的影響，應(yīng)使小球的速度相同，質(zhì)量不同．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定研究對(duì)象．
（2）當(dāng)要研究的物理量不易直接測(cè)量時(shí)，都要想辦法把它們的大小間接表示出來(lái)．這種研究物理問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法．小球動(dòng)能的大小不能直接用眼睛觀察，而是通過(guò)觀察小球推動(dòng)木塊所做的功的大小來(lái)反映，小球推動(dòng)木塊越遠(yuǎn)，做功越多，小球具有的動(dòng)能越大．
（3）動(dòng)能的決定因素有兩個(gè)：質(zhì)量和速度，對(duì)于這類多因素問(wèn)題應(yīng)結(jié)合控制變量法進(jìn)行分析．

解答 解：（1）圖中是探究“動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)？”的實(shí)驗(yàn)，研究對(duì)象是小球；
（2）小球動(dòng)能大小不能直接測(cè)量，而是通過(guò)小球推動(dòng)木塊在水平面上移動(dòng)的距離來(lái)反映．采用了轉(zhuǎn)換法．三個(gè)圖中，丙圖的小球推動(dòng)木塊最遠(yuǎn)，做功最多，所以丙球到達(dá)水平面時(shí)的動(dòng)能最大．
（3）實(shí)驗(yàn)表明動(dòng)能的大小與物體的速度和質(zhì)量有關(guān)；若探究速度對(duì)動(dòng)能的影響，應(yīng)使小球的質(zhì)量相同，速度不同，所以需使同一小球的從斜面的不同高度由靜止滑下；故選用甲乙兩圖，此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：物體質(zhì)量相同時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；
（4）實(shí)驗(yàn)表明動(dòng)能的大小與物體的速度和質(zhì)量有關(guān)；若探究質(zhì)量對(duì)動(dòng)能的影響，應(yīng)使小球的速度相同，質(zhì)量不同，所以需使不同小球從斜面的同一高度由靜止滑下；故實(shí)驗(yàn)中用甲、丙兩圖不能探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系．
故答案為：（1）小球；
（2）木塊在水平面上移動(dòng)的距離；轉(zhuǎn)換；丙；丙圖的小球推動(dòng)木塊最遠(yuǎn)，做功最多，所以丙球到達(dá)水平面時(shí)的動(dòng)能最大；
（3）甲乙；物體質(zhì)量相同時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；
（4）不能；若探究質(zhì)量對(duì)動(dòng)能的影響，應(yīng)使小球的速度相同，質(zhì)量不同．

點(diǎn)評(píng) 此類實(shí)驗(yàn)題目是考查對(duì)控制變量法和轉(zhuǎn)換法的掌握情況，及如何正確的對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，歸納出正確的結(jié)論．同時(shí)考查了能量間的轉(zhuǎn)化．