Question

14．為了模擬研究汽車超載和超速帶來的安全隱患，小謝同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的探究實驗：將A、B、C三個小球先后從同一裝置高分別為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(jù)生活經(jīng)驗和所學(xué)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球剛滾到水平面時的速度相等．（選填“相等”或“不相等”）
（2）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(yīng)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(yīng)選擇AB兩個圖所示實驗進行比較．
（5）利用如圖2裝置進行“探究動能大小的影響因素”實驗．用兩根細繩將小球懸掛起來，拉起小球，當(dāng)細繩與豎直方向成角后松手，小球撞擊水平木板上的木塊，記下木塊移動的距離s．改變角度θ的大小，讓小球從不同高度落下，重復(fù)實驗．利用如圖兩根細繩懸掛小球，而不用一根細繩，其好處是便于控制小球的撞擊方向．本實驗探究的問題是小球（填小球或木塊）的動能大小與速度的關(guān)系．利用上述實驗，同時≥還可以探究的問題是物體重力勢能大小與高度有什么關(guān)系．

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?jié)L下；
（2）實驗中運用轉(zhuǎn)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(zhì)量和速度．質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大；
（4）物體下落時重力勢能轉(zhuǎn)化為動能．重力勢能跟質(zhì)量和高度有關(guān)，動能跟質(zhì)量和速度有關(guān)，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；
（5）①根據(jù)三角形的穩(wěn)定性進行分析；②本實驗通過比較小球推動木塊運動距離的大小，判斷小球動能的大��；③通過改變小球下落的高度，可以改變小球的重力勢能，通過小球做功的多少來反映重力勢能的大小，從而得出結(jié)論．

解答 解：（1）小球從同一高度釋放，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�。�在同樣的平面上木塊被撞得越遠，小球的動能就越大，安全隱患越大；
（3）超載是指汽車的速度一定時，質(zhì)量越大動能越大．選擇到達水平面的速度相等，質(zhì)量不同的AC小球進行實驗；
（4）超速是指汽車的質(zhì)量一定，速度越大，動能越大．選擇質(zhì)量相等到達水平面速度不同的AB小球；
（5）細繩與豎直方向成的θ角不同，則下落的高度不同，通過對木塊做功的多少，可以判斷小球重力勢能的大小，所以該實驗可以探究重力勢能與高度的關(guān)系．
故答案為：（1）相等；（2）越大；（3）甲丙；（4）甲乙；（5）撞擊方向；小球；速度；物體重力勢能大小與高度有什么關(guān)系．

點評 此題是探究動能大小的影響因素實驗，注意控制變量法的應(yīng)用，在分析時，要分析控制的量和改變的量，同時也考查了學(xué)生對各實驗的掌握．