Question

9．如圖是探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗裝置．讓同一小車從斜面上不同的高度由靜止滑下，碰到同一木塊上，觀察木塊在同一平面上的運動情況．請回答一下問題：
（1）在操作一中，小車從斜面上滑下，進入水平面時的動能是由重力勢能轉化來的．實驗時通過比較木塊被推動的距離來判斷小車動能大�。�
（2）如圖實驗是探究動能大小與速度的關系，可得出的結論是：當物體質量一定時，物體速度越大，動能越大．
（3）在探究動能大小與質量的關系時，小紅同學對“質量不同的小車從同一斜面相同高度由靜止滑下就能保證小車滑入水平面的速度相等”表示質疑．你能用簡單的實驗來解決小紅的疑慮？請簡述你設計的實驗用兩輛質量不相同的小車從相同高度的斜面上同時由靜止滑下，觀察兩輛小車是否同時到達斜面的底部．

Answer 1

分析 （1）小車下滑過程中，重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉化為動能；掌握轉換法在實驗中的應用，實驗中通過觀察木塊被推動的距離來比較物體動能的大��；
（2）為了探究動能大小與速度的關系應控小球的制質量不變，改變小球的速度，結合題干中甲、乙兩圖分析小球質量和高度的關系，便可得出結論；
（3）探究“質量不同的小車從同一斜面相同高度由靜止滑下就能保證小車滑入水平面的速度相等”，應控制兩車的質量相同，并且從同一斜面的相同高度滑下．

解答 解：
（1）小車下滑過程中，重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉化為動能；
實驗中通過木塊被小車推動的距離來比較動能的大��；
（2）在甲、乙兩圖中，使用同一個小車放置在不同的高度，控制了質量一定，改變了速度，所以甲、乙兩圖可以探究動能大小與速度的關系，得出的結論是：當物體質量一定時，物體速度越大，動能越大；
（3）在探究動能大小與質量的關系時，應控制速度相同，而小車的質量不同；
要比較兩者速度的關系，根據v=$\frac{s}{t}$可知，可讓小車通過相同的路程，比較所用的時間；
根據上面的分析，設計的實驗如下：可以用兩輛質量不相同的小車從相同高度的斜面上同時由靜止滑下，觀察兩輛小車是否同時到達斜面的底部．
故答案為：（1）重力勢能；木塊被推動的距離；
（2）速度；當物體質量一定時，物體速度越大，動能越大；
（3）用兩輛質量不相同的小車從相同高度的斜面上同時由靜止滑下，觀察兩輛小車是否同時到達斜面的底部．

點評 此類實驗題目是考查對控制變量法和轉換法的掌握情況，及如何正確的對實驗現象進行分析，歸納出正確的結論．