19.小紅猜想動(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).

(1)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.
(2)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乙圖中不同質(zhì)量的兩個(gè)小球從同一高度滾下的目的是兩球到達(dá)水平面時(shí),具有相同的速度.
②要探究動(dòng)能與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系應(yīng)選用甲圖,理由是:兩球質(zhì)量相等;得出的結(jié)論是:當(dāng)物體的質(zhì)量相同時(shí),速度越大動(dòng)能越大.
③選用圖乙探究的是動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系,得出的結(jié)論是:當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度相同時(shí),質(zhì)量越大動(dòng)能越大.
④物理研究方法有許多,如轉(zhuǎn)換法、控制變量法等;本實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用了兩種研究方法,一是轉(zhuǎn)換法;二是控制變量法,實(shí)驗(yàn)通過觀察紙盒被撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離的大小來比較小球動(dòng)能的大。

分析 (1)影響動(dòng)能大小的因素有質(zhì)量和速度,實(shí)驗(yàn)過程要采用控制變量法;
(2)當(dāng)研究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),要讓鋼球沿斜面的同一高度下落,這樣保證下落速度相同;當(dāng)研究動(dòng)能大小與速度的關(guān)系時(shí),應(yīng)選擇同一小球,這樣可以保證小球的質(zhì)量相同.

解答 解:(1)選用圖乙,讓質(zhì)量不同的小球,由斜面的同一高度滾下,撞擊水平板上的木塊,這是控制了小球的運(yùn)動(dòng)速度相同,目的是探究物體的動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系,能得出的結(jié)論是:當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度一定時(shí),質(zhì)量越大動(dòng)能越大;
(2)選用圖甲,讓質(zhì)量相同的小球沿斜面的不同高度由靜止?jié)L下,撞擊水平板上的紙盒,這是控制了質(zhì)量相同,目的是探究物體的動(dòng)能與運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系,能得出的結(jié)論是:當(dāng)物體的質(zhì)量相同時(shí),速度越大動(dòng)能越大;
(3)選用圖乙,讓質(zhì)量不同的小球,由斜面的同一高度滾下,撞擊水平板上的紙盒,這是控制了小球的運(yùn)動(dòng)速度相同,目的是探究物體的動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系,能得出的結(jié)論是:當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度相同時(shí),質(zhì)量越大動(dòng)能越大;
(4)因物體的動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān),所以當(dāng)研究與其中一個(gè)因素關(guān)系時(shí),應(yīng)采取控制變量法;實(shí)驗(yàn)中通過觀察紙盒被撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離的大小來間接判斷物體動(dòng)能的大小,這種研究問題的方法是轉(zhuǎn)換法.
故答案為:(1)速度; (2)甲;質(zhì)量;當(dāng)質(zhì)量相同時(shí),速度越大,動(dòng)能越大;
(3)質(zhì)量;當(dāng)物體速度相同時(shí),質(zhì)量越大,動(dòng)能越大;
(4)轉(zhuǎn)換;紙盒被撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離的大。

點(diǎn)評 本實(shí)驗(yàn)中研究動(dòng)能大小的決定因素時(shí)運(yùn)用了控制變量法,反映動(dòng)能多少時(shí)運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法.從數(shù)據(jù)表中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量、速度的不同是此題的關(guān)鍵.探究影響動(dòng)能的大小因素,是中考探究實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn).

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(1)實(shí)驗(yàn)中小明每次提起重物時(shí),測力計(jì)應(yīng)保持豎直勻速拉動(dòng).
(2)分析1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,對于同一個(gè)滑輪組,可以通過增加物重來提高機(jī)械效率.
(3)分析2、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以初步得出的結(jié)論是物重相同時(shí),同一滑輪組的機(jī)械效率與物體提升高度無關(guān).
實(shí)驗(yàn)
次數(shù)
物重
G/N
物體升高h(yuǎn)/m繩拉力
F/N
繩端移動(dòng)距離s/m有用功
/J
總功
/J
機(jī)械
效率
140.13.000.20.40.675%
2100.16.250.211.2580%
3100.26.250.422.580%

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C.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大D.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變小

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