Question

圖甲是研究“物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下，碰到同一木塊上．圖甲是研究“牛頓第一定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止?jié)L下，在粗糙程度不同的平面上運(yùn)動．請回答以下問題：
（1）設(shè)計(jì)圖甲實(shí)驗(yàn)的目的是研究鋼球動能的大小與

速度

的關(guān)系；設(shè)計(jì)圖乙實(shí)驗(yàn)的目的是研究運(yùn)動的小車與所受

阻力

的關(guān)系．
（2）圖甲實(shí)驗(yàn)是通過

木塊運(yùn)動距離

的大小，說明鋼球?qū)δ緣K做功的多少，從而判斷鋼球動能的大��；圖乙實(shí)驗(yàn)是通過小車在粗糙程度不同的平面上運(yùn)動的遠(yuǎn)近，推理得出：在理想情況下，運(yùn)動的物體如果

不受外力作用

，將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動．
（3）請?jiān)趫D乙中畫出小車所受到的阻力．
（4）我們知道物體的質(zhì)量和它的速度都能影響物體的動能，請?jiān)谙旅娴臋M線上寫出怎樣研究物體的動能與質(zhì)量的關(guān)系？

讓不同質(zhì)量的鋼球，從斜面的相同高度由靜止?jié)L下，然后觀察木塊被推開的距離

．

Answer 1

分析：（1）動能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，探究動能與質(zhì)量關(guān)系時，控制速度不變；探究動能與速度關(guān)系時，控制質(zhì)量不變；
圖乙中讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下，其目的是使小車在水平面運(yùn)動的起始速度相同，控制速度相同，改變接觸面的粗糙程度，觀察小車運(yùn)動距離的遠(yuǎn)近，反映阻力對物體運(yùn)動的影響；
（2）圖甲中可利用轉(zhuǎn)化法研究小球的動能，即讓鋼球撞擊木塊，觀察木塊的滑行距離，可以判斷出動能的大�。�
圖乙中物體如果不受外力作用，則運(yùn)動的物體將一直勻速直線運(yùn)動狀態(tài)；
（3）小車受到的阻力與前進(jìn)的方向相反，據(jù)此畫出阻力的示意圖；
（4）探究物體的動能與速度的關(guān)系時，需要讓小球的質(zhì)量相同，通過改變小球所處位置的高度改變小球的速度大小．

解答：解：
（1）圖甲中讓同一小球從同一個斜面上不同的高度由靜止開始運(yùn)動，“同一小球”控制了小球的質(zhì)量不變，“不同高度”小球的高度不同，運(yùn)動的速度也就不同，因此該實(shí)驗(yàn)探究的是小球動能與速度的關(guān)系．
圖乙中小車在同一高度滑下，則到達(dá)底端的速度相同，在粗糙程度不同的平面上運(yùn)動時所受的阻力不同，所以可以探究小車的運(yùn)動與所受阻力的關(guān)系．
（2）圖甲中通過觀察木塊被撞擊后運(yùn)動的距離的大小來間接判斷物體動能的大�。�
由圖乙可知，接觸面越光滑，物體所受摩擦力越小，物體運(yùn)動的越遠(yuǎn)，所以如果物體不受外力作用，則運(yùn)動的物體將一直勻速直線運(yùn)動狀態(tài)．
（3）小車所受到的阻力，如圖所示：

（4）研究物體的動能與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)該控制物體的速度大小相同，即讓不同質(zhì)量的鋼球，從斜面的相同高度由靜止?jié)L下，然后觀察木塊被推開的距離，木塊距離越遠(yuǎn)，說明鋼球的動能越大，木塊距離越近，說明鋼球的動能越�。�
故答案為：
（1）速度；阻力；
（2）木塊運(yùn)動距離，不受外力作用；
（3）如圖所示；
（4）讓不同質(zhì)量的鋼球，從斜面的相同高度由靜止?jié)L下，然后觀察木塊被推開的距離．

點(diǎn)評：本題中涉及到兩個實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)方法有相似的地方：都用到了斜面、都采用了控制變量法與轉(zhuǎn)換法，學(xué)習(xí)中注意總結(jié)歸納．