Question

3．如圖所示，在“研究物體動(dòng)能與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，將A、B、C三小球先后從同一裝置的h_A、h_B、h_C高處滾下（m_A=m_B＜m_C，h_A=h_C＞h_B）推動(dòng)紙盒運(yùn)動(dòng)一段距離后靜止．
（1）實(shí)驗(yàn)中通過觀察紙盒被推動(dòng)距離的大小，來判斷小球動(dòng)能的大小．
（2）實(shí)驗(yàn)中為了研究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系，需要控制小球撞擊時(shí)的速度不變，具體的控制方法是讓不同質(zhì)量的小球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下．
（3）要研究動(dòng)能與速度的關(guān)系，我們應(yīng)該選擇（a）、（c）兩圖來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（4）通過比較分析三次實(shí)驗(yàn)，可以得出的結(jié)論是物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，物體的質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大．

Answer 1

分析 （1）若一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉�，我們就說該物體具有能量，在實(shí)驗(yàn)中我們一般將物體具有能量的多少轉(zhuǎn)化為其能對(duì)外做功的多少，
故此實(shí)驗(yàn)把物體具有動(dòng)能的大小轉(zhuǎn)換為木塊被撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離，距離越遠(yuǎn)表明小球的動(dòng)能越大．
（2）實(shí)驗(yàn)過程要采用控制變量法，當(dāng)研究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，要讓鋼球沿斜面的同一高度自由滾下，這樣保證速度相同，
當(dāng)研究動(dòng)能大小與速度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)選擇同一鋼球從不同的高度釋放，這樣可以保證小球的質(zhì)量相同；
（3）動(dòng)能的決定因素有兩個(gè)：質(zhì)量和速度，根據(jù)控制變量法的思路，去分析解決．要研究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，必須保證速度相同，而質(zhì)量不同．
（4）分別比較（a）、（b）和（a）、（c）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，然后進(jìn)行綜合分析即可．

解答 解：（1）在該實(shí)驗(yàn)中我們用到了轉(zhuǎn)換的方法，即將小球動(dòng)能的大小轉(zhuǎn)換為其對(duì)紙盒做功的多少來比較，
即小球推動(dòng)紙盒越遠(yuǎn)，其對(duì)紙盒所做的功就越多，具有的動(dòng)能就越大；反之就越小．
（2）由于動(dòng)能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，故想研究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)控制速度不變，
故只需將不同質(zhì)量的小球從同一高度由靜止釋放，比較其推動(dòng)紙盒所移動(dòng)的距離大小即可．
（3）要研究動(dòng)能與速度的關(guān)系，必須保證質(zhì)量相同，而速度不同，由此分析，應(yīng)該選擇（a）、（c）兩圖來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（4）由（a）、（b）兩圖可知，兩個(gè)小球的質(zhì)量相同，讓小球從斜面的不同高度滾下，改變的是小球的運(yùn)動(dòng)速度，探究動(dòng)能與運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系；
實(shí)驗(yàn)表明，相同質(zhì)量的小球，速度越大，推動(dòng)紙盒越遠(yuǎn)，表明小球的動(dòng)能越大．
得出的結(jié)論是：小球的質(zhì)量相同時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；
由（a）、（c）兩圖可知，兩個(gè)小球的質(zhì)量不同，讓質(zhì)量不同小球從斜面的同一高度滾下，速度相同，改變的小球的質(zhì)量，探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系；
實(shí)驗(yàn)表明，兩小球從斜面同一高度下滑，速度相同，質(zhì)量大的小球推動(dòng)紙盒的距離遠(yuǎn)，表明質(zhì)量大的小球的動(dòng)能大．
得出的結(jié)論是：小球的速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；
綜上所述：物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，物體的質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大．
故答案為：（1）紙盒被推動(dòng)距離；
（2）讓不同質(zhì)量的小球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下；
（3）（a）、（c）；
（4）物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，物體的質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大．

點(diǎn)評(píng) 在該題的實(shí)驗(yàn)中，重點(diǎn)考查了我們對(duì)兩種實(shí)驗(yàn)方法的理解和運(yùn)用，一是轉(zhuǎn)換法，二是控制變量法，都是物理研究中常用的方法，值得我們研究和掌握．