Question

【題目】小紅猜想物體動(dòng)能的大小可能與物體質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，于是設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的 實(shí)驗(yàn)，探究動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)．

（a）讓質(zhì)量相同的兩個(gè)小球沿同一光滑斜面分別從 A 處和 B 處開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，然后與放在水平面上的 紙盒相碰，紙盒在水平面上移動(dòng)一段距離后靜止，如圖甲所示．

（b）讓不同質(zhì)量的兩個(gè)小球沿同一光滑斜面分別從 B 處開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，然后與放在水平面上的紙盒相

碰，紙盒在水平面上移動(dòng)一段距離后靜止，如圖乙所示． 上述甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)中：

（1）選用圖甲探究的是動(dòng)能與_____的關(guān)系，得出的結(jié)論是：_____．

（2）物理研究方法有許多，如等效替代法、轉(zhuǎn)換法、類比法、控制變量法、理想實(shí)驗(yàn)法，本實(shí)驗(yàn)中運(yùn) 用了兩種研究方法，一是_____法：二是轉(zhuǎn)換法．就是用_____來(lái)表示小球動(dòng)能的大�。�

（3）有同學(xué)將實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)成丙圖所示，利用質(zhì)量相同的鐵球?qū)⑼�一彈簧壓縮不同程度后靜止釋放，

撞擊同一木塊，將木塊撞出一段距離進(jìn)行比較．可以研究鐵球的動(dòng)能大小與_____（選填“質(zhì)量”或“速 度”）的關(guān)系．

（4）該同學(xué)還想用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼�一彈簧壓縮相同程度后由靜止釋放，撞擊同一木塊，探究鐵球 的動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系，這個(gè)設(shè)計(jì)方案是_____（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）的，原因是_____．

Answer 1

【答案】 速度 當(dāng)物體的質(zhì)量相同時(shí)，速度越大動(dòng)能越大 控制變量 紙盒移動(dòng)的距離 速度 錯(cuò)誤 彈簧的壓縮程度相同，小球獲得的動(dòng)能相同，對(duì)木塊做的功相同，木塊移動(dòng)的距離相同

【解析】（1）圖甲取質(zhì)量相等的小球從不同高度滑下，在研究動(dòng)能與速度的關(guān)系；

結(jié)論是：質(zhì)量相等時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大。

（2）本實(shí)驗(yàn)是典型的控制變量法的應(yīng)用，即質(zhì)量和速度都影響動(dòng)能的大小，實(shí)驗(yàn)時(shí)分別控制質(zhì)量或速度相同，研究另一量與動(dòng)能的關(guān)系；同時(shí)利用盒子運(yùn)動(dòng)的距離來(lái)表示小球的動(dòng)能的大小，是轉(zhuǎn)換法的思想。

（3）彈簧壓縮后具有彈性勢(shì)能，恢復(fù)原狀時(shí)，轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，彈簧被壓縮越厲害，彈性勢(shì)能越大，轉(zhuǎn)化為動(dòng)能越多，所以速度越快，所以可以研究鐵球的動(dòng)能大小與速度的關(guān)系．

（4）將同一彈簧壓縮相同程度后彈簧內(nèi)有的彈性勢(shì)能相等，所以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的大小也相等，推動(dòng)盒子做功，盒子被推動(dòng)的距離也是相等的，況且因?yàn)閮纱涡∏蛸|(zhì)量不等時(shí)，速度也不相等，不符合控制變量的思路，是不能完成實(shí)驗(yàn)的，故方案不正確。

答案： (1). 速度 (2). 當(dāng)物體的質(zhì)量相同時(shí)，速度越大動(dòng)能越大 (3). 控制變量 (4). 紙盒移動(dòng)的距離 (5). 速度 (6). 錯(cuò)誤 (7). 彈簧的壓縮程度相同，小球獲得的動(dòng)能相同，對(duì)木塊做的功相同，木塊移動(dòng)的距離相同