Question

【題目】在探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，讓質量不同的鐵球從斜面的同一高度由靜止釋放，撞擊同一木塊，能將木塊撞出一段距離，如圖甲所示。請回答下列問題。

甲 乙

（1）該實驗研究鐵球的動能大小與_________（選填“質量”或“速度”）的關系，從同一高度由靜止釋放的目的是__________________；

（2）該實驗是通過觀察____________的大小，來說明鐵球對木塊做功的多少；

（3）有同學將實驗裝置改進成圖乙所示，利用質量相同的鐵球將同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行比較，可以研究鐵球的動能大小與____（選填“質量”或“速度”）的關系；

（4）該同學還想用質量不同的鐵球將同一彈簧壓縮相同程度后由靜止釋放，撞擊同一木塊，探究鐵球的動能大小與質量的關系，這個設計方案是________（選填“正確”或“錯誤”）的，原因是________。

Answer 1

【答案】 質量 使鐵球滑到斜面底端的速度相同 木塊被撞距離 速度 錯誤 木塊最終移動距離相同

【解析】（1）該實驗采用質量不同的球，從同一高度滾下，可以保證到達水平時時的速度相等，所以研究鐵球的動能大小與質量的關系，從同一高度由靜止釋放的目的就是使鐵球滑到斜面底端的速度相同；

（2）該實驗是通過觀察木塊被撞距離的大小，來說明鐵球對木塊做功的多少，是轉換法的應用；

（3）有同學將實驗裝置改進成圖乙所示，利用質量相同的鐵球將同一彈簧壓縮不同程度后靜止釋放，因為彈簧的彈性勢能不同，則球的速度不同，撞擊同一木塊，將木塊撞出一段距離進行比較，可以研究鐵球的動能大小與速度的關系；

（4）該同學還想用質量不同的鐵球將同一彈簧壓縮相同程度后由靜止釋放，撞擊同一木塊，探究鐵球的動能大小與質量的關系，這個設計方案是錯誤的。

因為將同一彈簧壓縮相同程度，則彈簧的彈性勢能是相同的，所以轉化為球動能也相同，則撞擊木塊后，木塊移動的距離也是相同的，故實驗方案不可行。