Question

12．探究“物體的動能與質(zhì)量和速度是否有關(guān)”實驗中，小明先探究“物體的動能與質(zhì)量是否有關(guān)”，所用的器材有：一個用長木板搭成的斜面，三個質(zhì)量不同的實心鐵球，一個木塊．各器材的組裝示意圖如圖所示．

（1）每次實驗時，都要將鐵球從斜面的同一高度由靜止釋放，其目的是鐵球到達(dá)水平面的速度相等，鐵球動能的大小是通過鐵球推動木塊移動的距離來間接反映的．
（2）某同學(xué)對小明的實驗方案進(jìn)行改進(jìn)：不用木塊，在木塊的位置上固定一個面積較大的擋板，在擋板前面貼上足夠厚的長方體橡皮泥，如圖所示，每次實驗后都要換上另一塊相同的橡皮泥．此實驗中鐵球動能的大小是通過觀察橡皮泥的形變程度來間接反映的．此外，還需要對小明的方案進(jìn)行怎樣相應(yīng)的調(diào)整？可以選擇3個質(zhì)量不同、體積相同的金屬球做實驗．（如果需要，可增加其他器材）

Answer 1

分析 （1）在探究“物體動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，若要研究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)控制其運(yùn)動的速度相同；動能的大小通過觀察木塊移動的距離來反映出來；
（2）改進(jìn)實驗裝置后，是通過橡皮泥的凹陷程度反映小球動能的大��；原來三個質(zhì)量不同的實心鐵球，其體積、撞擊橡皮泥時的接觸面積不同，橡皮泥的凹陷程度不容易準(zhǔn)確判斷，故需要控制小球的體積相同（即撞擊橡皮泥時的接觸面積相同），而小球的質(zhì)量不同，據(jù)此解答．

解答 解：
（1）根據(jù)實驗的要求可知，從同一高度由靜止釋放的目的是控制到達(dá)水平面速度相同，該實驗的目的是研究鐵球的動能大小與質(zhì)量的關(guān)系；實驗中，是通過觀察木塊移動的距離的大小，來說明鐵球?qū)δ緣K做功的多少，從而判斷出鐵球具有的動能的大小，這是轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用；
（2）改進(jìn)實驗裝置后，是通過橡皮泥的凹陷程度反映小球動能的大��；原來三個質(zhì)量不同的實心鐵球，其體積、撞擊橡皮泥時的接觸面積不同，橡皮泥的凹陷程度不容易準(zhǔn)確判斷，故需要控制小球的體積相同（則小球撞擊橡皮泥時的接觸面積相同），而小球的質(zhì)量不同；
故調(diào)整方法為：換成3個質(zhì)量不同，體積完全相同的金屬球做實驗．
故答案為：（1）同一高度；鐵球到達(dá)水平面的速度相等；鐵球推動木塊移動的距離；
（2）橡皮泥的形變程度；可以選擇3個質(zhì)量不同、體積相同的金屬球做實驗．

點評 本題考查了探究動能大小影響因素的實驗，除考查控制變量法的轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用外，最后通過一個對實驗進(jìn)行改進(jìn)是本題的新穎之處，需要我們認(rèn)真分析．