Question

7．在探究“物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，讓質(zhì)量不同的鐵球從斜面的同一高度由靜止釋放，撞擊水平面上同一木塊，能將木塊撞出一段距離．如甲圖所示．請回答下列問題：
（1）從同一高度由靜止釋放的目的是讓鐵球到水平面時速度相等，該實(shí)驗(yàn)的目的是研究鐵球的動能大小與質(zhì)量（質(zhì)量/速度）的關(guān)系．
（2）該實(shí)驗(yàn)是通過觀察木塊被推動的距離來體現(xiàn)鐵球?qū)δ緣K做功的多少，從而判斷出鐵球（鐵球/木塊）具有的動能的大�。�
（3）實(shí)驗(yàn)時選用鐵球從斜面上滾下而不是選用鐵塊滑下，這樣做可以盡量減小摩擦力對實(shí)驗(yàn)的影響．
（4）在實(shí)驗(yàn)操作無誤的情況下，某小組兩次實(shí)驗(yàn)中木塊被撞動的距離差距很小，現(xiàn)象不明顯，請你針對這一問題提出一個改進(jìn)的措施：換用質(zhì)量差距較大的鐵球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（5）有同學(xué)將實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)成圖乙所示，利用質(zhì)量不同的鐵球?qū)�彈簧壓縮相同程度靜止釋放，撞擊同一木塊．該實(shí)驗(yàn)方案是不可行（可行/不可行），若他按此方案操作，他會看到的現(xiàn)象是木塊被推動的距離相等．

Answer 1

分析 （1）鐵球從同一高度由靜止釋放，到達(dá)斜面底部的速度相同；動能大小跟質(zhì)量和速度有關(guān)，在探究動能跟速度關(guān)系時，控制質(zhì)量不變，多次改變速度大��；在探究動能跟質(zhì)量關(guān)系時，控制速度大小不變，多次改變質(zhì)量大�。�
（2）鐵球動能大小通過鐵球推動木塊運(yùn)動距離來反映．鐵球撞擊木塊運(yùn)動，木塊運(yùn)動距離越長，鐵球?qū)δ緣K做功越多，鐵球的動能越大．
（3）減小摩擦力的方法：變滑動摩擦為滾動摩擦來減小摩擦力；
（4）動能大小和物體質(zhì)量、運(yùn)動速度有關(guān)，質(zhì)量越大、運(yùn)動速度越大，物體動能越大；
（5）結(jié)合控制變量法的要求，看是否合理的控制了相關(guān)變量，并改變了要研究的變量，這樣才能知道是否符合實(shí)驗(yàn)要求．

解答 解：（1）甲圖中質(zhì)量不同的鐵球從同一高度由靜止釋放的目的是鐵球到達(dá)水平面獲得的初速度相同，控制速度大小相等，改變鐵球的質(zhì)量，可以探究動能大小跟質(zhì)量的關(guān)系．
（2）采用轉(zhuǎn)換法，通過觀察木塊被推動距離的遠(yuǎn)近來反映鐵球?qū)δ緣K做功的多少，從而判斷出鐵球動能的大��；
（3）實(shí)驗(yàn)時選用鐵球從斜面上滾下而不是選用鐵塊滑下，這樣做的目的是變滑動摩擦為滾動摩擦，可以盡量減小摩擦力對實(shí)驗(yàn)的影響；
（4）兩次實(shí)驗(yàn)中木塊被撞動的距離差距很小，現(xiàn)象不明顯，可能是鐵球的質(zhì)量相差不是很大，對木塊做功的多少相近，造成現(xiàn)象不明顯，可采取的措施是：換用質(zhì)量差距較大的鐵球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（5）觀察圖乙的裝置可知，若用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼�一彈簧壓縮相同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，撞擊的動能由彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化而來，而彈簧的彈性勢能的大小與形變程度有關(guān)，故彈簧勢能相同，轉(zhuǎn)化出的動能相同，因此，木塊最終移動的距離相同，這樣是不能完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />故答案為：（1）讓鐵球到水平面時速度相等；質(zhì)量；（2）木塊被推動的距離；做功；鐵球；（3）摩擦力；（4）換用質(zhì)量差距較大的鐵球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；（5）不可行；木塊被推動的距離相等．

點(diǎn)評 本題考查了探究動能大小影響因素的實(shí)驗(yàn)，除考查控制變量法的轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用外，最后通過一個彈簧來對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)是本題的新穎之處，需要我們認(rèn)真分析．