Question

（1）小明同學(xué)利用下圖所示裝置探究“物體的動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”．將小球A、B 分別拉到與豎直方向成一定角度θ的位置，然后都由靜止釋放，當(dāng)小球擺動(dòng)到豎直位置時(shí)，將與靜止在水平面上的木塊C 發(fā)生碰撞，木塊都會(huì)在水平面上滑行一定距離后停止．圖中的擺長(zhǎng)L 都相同，θ₁＜θ₂，球A、B 的質(zhì)量分別為m_A、m_B，（m_A＜m_B）．

a．如圖甲、乙所示，同時(shí)釋放A、B，觀察到它們并排擺動(dòng)且始終相對(duì)靜止，同時(shí)到達(dá)豎直位置這表明兩小球在擺動(dòng)過(guò)程中的任一時(shí)刻的速度大小與小球的

 

無(wú)關(guān)．
b．如圖甲、乙所示，觀察到B球能將木塊c撞得更遠(yuǎn)由此可得出結(jié)論：

 

．
c．圖乙中小球B到達(dá)豎直位置時(shí)的速度

 

（填“大于”、“小于”或“等于”）圖丙中小球B 到達(dá)豎直位置時(shí)的速度．如圖乙、丙所示，圖丙中木塊C滑行得更遠(yuǎn)些，由此可得出結(jié)論：

 

．
d．若水平面為光滑的（足夠長(zhǎng)），該實(shí)驗(yàn)還能得出結(jié)論嗎？

 

，理由

 

（2）小紅在學(xué)習(xí)了機(jī)械能的轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用以后，設(shè)計(jì)了兩張火車站進(jìn)站段鐵路工程的設(shè)計(jì)方案圖，請(qǐng)你幫她選擇一下，你將選擇

 

圖的設(shè)計(jì)方案，結(jié)合你學(xué)到的物理知識(shí)，請(qǐng)簡(jiǎn)要談?wù)勀氵x擇的理由．理由：

 

．

Answer 1

分析：（1）a、比較甲乙兩圖的速度和質(zhì)量的關(guān)系便可得出結(jié)論；
b、根據(jù)甲、乙兩圖中質(zhì)量和速度的大小關(guān)系，由木塊被小球推動(dòng)的距離大小判斷小球動(dòng)能的大�。�
c、根據(jù)重力勢(shì)能的大小判斷轉(zhuǎn)化成動(dòng)能的大小關(guān)系；
分析乙、丙兩圖中控制的量和改變的量，得出動(dòng)能大小和速度的關(guān)系；
d、若水平面光滑，則小球撞擊木塊后，木塊將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不會(huì)停下來(lái)；
（2）火車從斜面上向下運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；進(jìn)站時(shí)上坡，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能．

解答：解：（1）a、由甲、乙兩圖知，小球的質(zhì)量不同，由題意知，擺角相同，小球同時(shí)到達(dá)豎直位置，說(shuō)明小球的速度大小與小球的質(zhì)量無(wú)關(guān)；
b、甲、乙兩圖，小球的速度相同，質(zhì)量不同，且質(zhì)量越大，木塊被推動(dòng)的距離越大，說(shuō)明小球的動(dòng)能越大，可得速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；
c、乙丙兩圖，小球的質(zhì)量相同，θ₁＜θ₂，所以丙圖小球的速度更大，圖丙中木塊C滑行得更遠(yuǎn)些，說(shuō)明質(zhì)量相同時(shí)，物體的速度越大，動(dòng)能越大．
d、若水平面為光滑的，木塊在水平面上運(yùn)動(dòng)不受摩擦力，小球撞擊木塊后，木塊將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不會(huì)停下來(lái)，無(wú)法通過(guò)木塊移動(dòng)的距離來(lái)判斷小球動(dòng)能的大�。�
（2）根據(jù)動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化可以知道，丙圖中火車進(jìn)站時(shí)下坡，這一過(guò)程中又有一部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為車的動(dòng)能，就會(huì)使得車速提高，難以剎車．故不合理；
戌圖進(jìn)站時(shí)上坡，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，即便于剎車，出站時(shí)還可以將儲(chǔ)存的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，節(jié)省能源．
故答案為：（1）a、質(zhì)量；b、速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；c、小于；質(zhì)量相同時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；d、不能；木塊將一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)，被撞開的距離無(wú)法測(cè)量；（2）戌；進(jìn)站的時(shí)候可以將一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能儲(chǔ)存起來(lái)．

點(diǎn)評(píng)：此題是探究“物體的動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置與以往的課本裝置不同，采用懸掛的小球做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)更容易操作，同時(shí)考查了學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論的能力．